JPH0846612A - 格子型ネットワークシステム及びノード間接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数多重度を大幅に低減できる。各方向の
ハードウェアを共有できる。システムの大規模化に伴う
ハードウェア量の増大を抑制できる。 【構成】 ２つのノード間でのパケット通信をノード間
接続装置を介して行なう格子型ネットワークシステムに
関する。各ノード１００及びノード間接続装置１０１は
各座標軸方向での処理を時分割で行なう。各ノードは、
所属グループの他ノードにパケットを送信するパケット
送信手段と、この他ノードからのパケットを受信するパ
ケット受信手段とを備える。ノード間接続装置は、各ノ
ードからのパケットをグループ毎に振り分ける信号振分
け手段１０２と、振り分けられたパケットを周波数多重
する周波数多重手段１０３〜１０５と、その周波数多重
信号をそのグループに属する複数のノードに分配する信
号分配手段１０６と、信号振分け手段及び信号分配手段
の動作パターンを切替える切替え制御手段１０７とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は格子型ネットワークシス
テム及びノード間接続装置に関し、例えば、２次元格子
型光ネットワークシステム及びそのノード間接続装置に
適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高速、大規模化に適したパケット
通信用の光ネットワークシステムとして、格子型ネット
ワークシステムが注目されている。

【０００３】ここで、格子型ネットワークシステムと
は、複数のノードを格子状（２次元格子状）に配列して
各行及び各列毎にグループ化し、同じグループに属する
任意の２つのノード間では１ホップでパケットを転送
し、異なるグループに属する任意の２つのノード間では
両者が属する２つのグループの交点に位置するノードを
介して２ホップで転送することができるように構成され
たシステムである。

【０００４】このような格子型ネットワークシステムと
しては、例えば、次の文献の図６に記載されたシステム
がある。

【０００５】文献：『 Bo Li and Aura Ganz、「Virtua
l Topologies for WDM Star LANs- The Regular Struct
ures Approach」、IEEE INFOCOM'92 9B.3.1-9B.3.10』 この文献の図６に記載された格子型ネットワークシステ
ムは、論理的には格子型ではあるが、物理的には、１つ
のスターカプラ（ノード間接続装置）を介して、同じグ
ループに属する任意の２つのノードを接続する方式が採
用されている。すなわち、同じグループに属する任意の
２つのノード間の通信には、スターカプラ（ノード間接
続装置）が介在するようになされている。

【０００６】ここで、全てのノードの送信波長を１つの
スターカプラで波長多重（周波数多重）する方式が採用
されている。このため、このネットワークシステムにお
いては、パケット送信波長（パケット送信周波数）の割
り付け方式としては、全てのノード（格子座標）に異な
る波長を割り付ける方式が採用されている。また、この
ネットワークシステムにおいては、パケットのアドレッ
シング方式（パケットの宛先を規定する方式）として、
各パケットをその宛先に応じた波長で送信する方式が採
用されている。

【０００７】言い換えると、送信ノードは、当該送信ノ
ードと、同一グループの受信ノードとの組み合わせ数だ
けのパケット送信波長を多重して送信し、しかも、各送
信ノードのその数のパケット送信波長も異なっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、Ｎ×Ｎ（Ｎ行
Ｎ列）の従来の格子型ネットワークシステムを考えた場
合、各ノードは自己が属する行グループの他のノードへ
の送信波長としてＮ−１種類を有し、また、自己が属す
る列グループの他のノードへの送信波長としてＮ−１種
類を有し、結局、送信波長として２×（Ｎ−１）種類有
する。各ノード毎に、送信波長は異なるので、ネットワ
ークシステム全体としては、２×（Ｎ−１）×Ｎ×Ｎ種
類の送信波長が存在し、スターカプラにおける波長多重
度は、２×（Ｎ−１）×Ｎ×Ｎとなる。また、各ノード
は、２×（Ｎ−１）×Ｎ×Ｎ種類の波長が多重された多
重信号から、自己が属する行グループの他のノードから
のＮ−１種類の送信波長成分と、自己が属する列グルー
プの他のノードからのＮ−１種類の送信波長成分とを弁
別しなければならない。

【０００９】すなわち、各ノードには、２×（Ｎ−１）
種類の波長についての送信構成と受信構成が必要とな
る。その結果、ネットワークシステムの規模を大きくし
ようとすると、各ノードのハードウェア量が大きくなる
ため、大規模化が難しいという問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第１の本発明においては、２次元又は３次元格子状
に配列された複数のノードが各座標軸方向毎にグループ
化され、パケットの伝送路を形成するために複数のノー
ドを接続するノード間接続装置を介した同じグループに
属する任意の２つのノード間でのパケット通信を、１回
又はグループを変えて複数回実行することにより、任意
の２つのノード間でのパケット通信を実行させる格子型
ネットワークシステムを、以下のようにした。

【００１１】すなわち、各ノード及びノード間接続装置
は、各座標軸方向毎に切り分けられた通信時間毎に処理
するグループの座標軸方向を変更するようにした。ま
た、各ノードが、自ノードが属するグループに含まれる
他のノードにパケットを送信するパケット送信手段と、
自ノードが属するグループに含まれる他のノードから送
られてきたパケットを受信するパケット受信手段とを備
える。さらに、ノード間接続装置が、各ノードのパケッ
ト送信手段から出力されたパケット送信信号をグループ
毎に振り分ける信号振分け手段と、この信号振分け手段
により振り分けられた各グループのパケット送信信号を
周波数多重する周波数多重手段と、この周波数多重手段
から出力された各グループの周波数多重信号をそのグル
ープに属する複数のノードに分配送信する信号分配手段
と、信号振分け手段及び信号分配手段の動作パターン
を、現時刻で処理するグループの座標軸方向に応じて切
替える切替え制御手段とを備えた。

【００１２】また、第２の本発明においては、複数のノ
ード間で信号を伝送するためにこの複数のノードを接続
するノード間接続装置を、以下のようにした。

【００１３】すなわち、各ノードから出力される送信信
号を複数のグループに振り分ける信号振分け手段と、こ
の信号振分け手段により振り分けされた各グループの送
信信号を周波数多重する周波数多重手段と、この周波数
多重手段から出力された各グループの周波数多重信号を
このグループに属する複数のノードに分配送信する信号
分配手段と、信号振分け手段及び信号分配手段の動作パ
ターンを切替える切替え制御手段とで構成した。

【００１４】

【作用】第１の本発明の格子型ネットワークシステムに
おいて、各ノードのパケット送信手段が、その時刻に通
信が認められている座標軸方向のパケットをノード間接
続装置に送信すると、ノード間接続装置では、信号振分
け手段が、各ノードのパケット送信手段から出力された
パケット送信信号を各グループ毎に振り分け、周波数多
重手段が、この信号振分け手段により振り分けられた各
グループのパケット送信信号を周波数多重し、信号分配
手段が、この周波数多重手段から出力された各グループ
の周波数多重信号をこのグループに属する複数のノード
に分配送信する。そして、各ノードのパケット受信手段
は、自ノードが属するグループに含まれる他のノードか
ら送られてきたパケットを受信する。

【００１５】このように動作する格子型ネットワークシ
ステムにおいては、パケット送信周波数を割り付ける場
合に、少なくとも各グループの各座標毎に異なる値を割
り付けることが容易であって、しかも、各座標軸方向
で、パケット送信手段、パケット受信手段、ノード間接
続装置内構成を容易に共有化させることができる。

【００１６】また、座標軸方向毎に送受信時間を分ける
ことにより、ハードウェアを共有でき、周波数多重度を
低減することができるので、格子型ネットワークシステ
ムを大規模化する場合であってもハードウェア量の増大
を抑制することができる。

【００１７】第２の本発明はノード間接続装置単独の発
明であり、作用は第１の本発明におけるノード間接続装
置と同様である。なお、第２の本発明の場合、送信信号
はパケットに限定されない。

【００１８】

【実施例】

（Ａ）第１実施例 以下、本発明を、３×３の格子型光ネットワークシステ
ム及びそのノード間接続装置に適用した第１実施例を図
面を参照しながら詳述する。

【００１９】(A-1) 第１実施例の構成 (A-1-1) ノード間の接続構成 まず、第１実施例の格子型ネットワークシステムにおけ
るノードの物理的な接続構成及びノード間接続装置の詳
細構成について説明する。

【００２０】図１は、この第１実施例のネットワークシ
ステムの物理的な接続構成を示すブロック図であり、ノ
ード間接続装置１０１及び光源装置１０８についてはそ
の内部詳細構成も示している。

【００２１】図１において、論理的には、図２に示すよ
うに、３×３の格子型に配置されている計９個のノード
１００−１〜１００−９は、ノード間接続装置１０１を
介して、互いに接続されるようになされている。

【００２２】ノード間接続装置１０１は、入力側光スイ
ッチ１０２、３個のスターカプラ１０３〜１０５、出力
側光スイッチ１０６及び光スイッチ制御部１０７で構成
されている。

【００２３】入力側光スイッチ（信号振分け手段）１０
２は、光スイッチ制御部１０７の制御下で、各ノード１
００−１、…、１００−９からの送信信号（光信号）を
複数のグループに振り分けるものである。各スターカプ
ラ（周波数多重手段）１０３、…、１０５はそれぞれ、
振り分けられた送信信号を周波数多重（波長多重）する
ものである。出力側光スイッチ１０６（分配手段）は、
光スイッチ制御部１０７の制御下で、各グループで周波
数多重された信号を各ノード１００−１、…、１００−
９に分配するものである。

【００２４】この第１実施例の場合、行グループのノー
ド間での通信可能時間と、列グループのノード間での通
信可能時間とが切り分けられており、光スイッチ制御部
１０７は、行グループ通信可能時間か列グループ通信可
能時間かによって、入力側光スイッチ１０２及び出力側
光スイッチ１０６の内部接続状態を制御する。

【００２５】ここで、９個のノード１００−１〜１００
−９が、図２に示すように、論理的に行方向及び列方向
にグループ化されている場合、行グループのノード間で
の通信可能時間においては、図３（Ａ）に示すように、
第１行グループＲＧ１に属するノード１００−１〜１０
０−３間、第２行グループＲＧ２に属するノード１００
−４〜１００−６間、第３行グループＲＧ２に属するノ
ード１００−７〜１００−９間での通信が可能となり、
列グループのノード間での通信可能時間においては、図
３（Ｂ）に示すように、第１列グループＣＧ１に属する
ノード１００−１１００−４、１００−７間、第２列グ
ループＣＧ２に属するノード１００−２、１００−５、
１００−８間、第３列グループＣＧ２に属するノード１
００−３、１００−６、１００−９間での通信が可能と
なる。

【００２６】光スイッチ制御部１０７は、このような行
グループ通信可能時間か列グループ通信可能時間かによ
って、入力側光スイッチ１０２及び出力側光スイッチ１
０６の内部接続状態を、図４に示すように制御する。

【００２７】すなわち、行グループ通信可能時間におい
ては、図４（Ａ）に示すように、第１行グループＲＧ１
に属するノード１００−１〜１００−３からの送信信号
をスターカプラ１０３に与えて多重させてその第１行グ
ループＲＧ１に属するノード１００−１〜１００−３へ
送出させ、第２行グループＲＧ２に属するノード１００
−４〜１００−６からの送信信号をスターカプラ１０４
に与えて多重させてその第２行グループＲＧ２に属する
ノード１００−４〜１００−６へ送出させ、第３行グル
ープＲＧ３に属するノード１００−７〜１００−９から
の送信信号をスターカプラ１０５に与えて多重させてそ
の第３行グループＲＧ３に属するノード１００−７〜１
００−９へ送出させるように制御する。

【００２８】また、列グループ通信可能時間において
は、図４（Ｂ）に示すように、第１列グループＣＧ１に
属するノード１００−１、１００−４、１００−７から
の送信信号をスターカプラ１０３に与えて多重させてそ
の第１列グループＣＧ１に属するノード１００−１、１
００−４、１００−７へ送出させ、第２列グループＣＧ
２に属するノード１００−２、１００−５、１００−８
からの送信信号をスターカプラ１０４に与えて多重させ
てその第１列グループＣＧ２に属するノード１００−
２、１００−５、１００−８へ送出させ、第３列グルー
プＣＧ３に属するノード１００−３、１００−６、１０
０−６からの送信信号をスターカプラ１０５に与えて多
重させてその第３列グループＣＧ３に属するノード１０
０−３、１００−６、１００−９へ送出させるように制
御する。

【００２９】(A-1-2) 光源装置の構成 この第１実施例においては、各ノード１００−１、…、
１００−９の外部にある共通な光源装置１０８を各ノー
ド１００−１、…、１００−９で共用するようになって
いる。

【００３０】光源装置１０８は、各ノード１００−１、
…、１００−９が送信信号（光信号）を形成する際に必
要となる光搬送波信号を射出するものであり、３つのレ
ーザダイオード１０９、１１０、１１１と、スターカプ
ラ１１２とからなる。各レーザダイオード１０９、１１
０、１１１の発光波長はそれぞれ、λ１、λ２、λ３に
設定されており、スターカプラ（周波数多重手段）１１
２は、各レーザダイオード１０９、１１０、１１１から
射出された光搬送波信号を周波数多重（波長多重）して
各ノード１００−１、…、１００−９に分配する。

【００３１】(A-1-3) ノードの内部構成 この第１実施例における各ノード１００−１、…、１０
０−９はそれぞれ、図５に示す同一の詳細構成を有す
る。なお、格子における配置位置が固定で今後変更され
ることがないならば、その配置位置に応じて、各ノード
の構成を変えても良いが、この実施例においては、配置
位置の変更に容易に応じられるように、また、ノード毎
に構成を変更することの繁雑さから、各ノード１００−
１、…、１００−９について同一構成のものを適用して
いる。

【００３２】図５において、各ノード１００（１００−
１、…、１００−９）はそれぞれ、可変波長フィルタ２
００、外部変調器２０１、カプラ２０２、３個の固定波
長フィルタ２０３〜２０５、３個の光／電気変換回路
（Ｏ／Ｅ）２０６〜２０８、入力側電気スイッチ２０
９、行側パケット処理部２１０、列側パケット処理部２
１１及び出力側電気スイッチ２１２から構成されてい
る。

【００３３】可変波長フィルタ２００は、光源装置１０
８から与えられた波長λ１、λ２、λ３の光搬送波信号
の多重信号から、後述するように、自ノード１００の送
信波長として定められている波長成分の光搬送波信号を
選択するものである。外部変調器２０１は、選択された
光搬送波信号を、電気スイッチ２１２から与えられた電
気的な送信信号に応じて強度変調し、光送信信号をノー
ド間接続装置１０１へ出力するものである。

【００３４】カプラ２０２は、ノード間接続装置１０１
からの多重信号を各フィルタ２０３、…、２０５に分配
するものである。各フィルタ２０３、…、２０５はそれ
ぞれ、λ１、λ２、λ３の波長成分（送信信号）を選択
するものであり、各光／電気変換回路２０６、…、２０
８はそれぞれ、対応するフィルタ２０３、…、２０５の
光信号を電気信号に変換する。

【００３５】各ノード１００には、図示は省略している
が、共通するノード間接続装置１０１若しくは光源装置
１０８から行グループ通信可能時間か列グループ通信可
能時間を明らかにする信号が与えられ、又は、内部にタ
イマを有して行グループ通信可能時間か列グループ通信
可能時間かを区別できるようになされている。

【００３６】電気スイッチ２０９は、行グループ通信可
能時間か列グループ通信可能時間かに応じて、受信した
電気信号を行側パケット処理部２１０か列側パケット処
理部２１１に出力する。

【００３７】ここで、ノード間では、図６に示す構成の
パケットを用いて通信するようになされている。すなわ
ち、宛先ノードを指示する宛先アドレス及び発信ノード
を指示する発信アドレスがヘッダ部に挿入され、送信デ
ータが情報部に挿入されているパケットを用いて通信す
るようになされている。

【００３８】上記各パケット処理部２１０、２１１は、
受信したパケットの宛先アドレスに基づいて、自ノード
宛てのパケットか、自ノードが中継するパケットか、そ
れ以外のパケットかを判別する。各パケット処理部２１
０、２１１は、受信パケットが自ノード宛てのパケット
の場合には、共通の受信バッファに格納し、中継するパ
ケットの場合には他方のパケット処理部２１１、２１０
に与え、それ以外のパケットの場合には廃棄する。当該
ノード１００を発信元とするパケットは、共通の送信バ
ッファに格納された後、その宛先ノードによって定まる
行側パケット処理部２１０又は列側パケット処理部２１
１に与えられる。行側パケット処理部２１０又は列側パ
ケット処理部２１１は、行グループ通信可能時間又は列
グループ通信可能時間でパケットを出力する。出力側電
気スイッチ２１２は、行側、列側の通信可能時間に合わ
せて切り替わって送信信号（パケット）を外部変調器２
０１に出力するものである。

【００３９】以上のように、この第１実施例における各
ノード１００は、行側の送受信時間と列側の送受信時間
とが時間的に分割されているため、送受信構成を行グル
ープでの通信及び列グループの通信で共用するようにな
されている。なお、パケット処理部も、行グループ用及
び列グループ用で共用するようにしても良い。

【００４０】(A-1-4) 波長の割当て 次に、この第１実施例のネットワークシステムにおける
波長の割当てについて、上記図２を参照しながら説明す
る。

【００４１】ネットワークシステム全体として、送信波
長はλ１、λ２、λ３の３種類である。すなわち、行グ
ループでの通信に使用する送信波長も、列グループでの
通信に使用する送信波長も同じになされている。

【００４２】各ノード１００−１、…、１００−９に
は、図３に示すように、１種類の送信波長が割り当てら
れており、自ノードが属する行グループの他のノードに
送信（中継送信を含む）するときにも、自ノードが属す
る列グループの他のノードに送信（中継送信を含む）す
るときにも、割り当てられているその送信波長を用い
る。このような所定の送信波長の実現は、上述した可変
波長フィルタ２００の通過波長を選定することで行な
う。

【００４３】また、図３に示すように、同一行グループ
内のノードの割り当て送信波長が異なり、かつ、同一列
グループ内のノードの割り当て送信波長が異なるよう
に、各ノード１００−１、…、１００−９の送信波長が
定められている。

【００４４】(A-2) 第１実施例の動作 次に、第１実施例のネットワークシステムの通信動作例
について説明する。以下では、ノード１００−１からノ
ード１００−２を経由してノード１００−８へ送信する
場合（２ホップ通信）を例に説明する。なお、同一グル
ープ内への通信（１ホップ通信）は、ノード１００−１
から中継ノード１００−２への通信、又は、中継ノード
１００−２からノード１００−８への通信とほぼ同様で
あるので、それ単独での説明は省略する。また、ノード
１００−１からノード１００−８へ送信する場合（２ホ
ップ通信）、ノード１００−７を中継ノードとする通信
経路もあるが、中継ノードの決定にはこの第１実施例の
特徴はないので、中継ノードの決定方法の説明は省略す
る。

【００４５】ノード１００−１の図示しない情報処理部
がノード１００−８へのデータ通信が必要となった場合
には、図示しない送信バッファに送信データを格納して
宛先ノードがノード１００−８であることを指示して行
側パケット処理部２１０にパケット送信を依頼する。

【００４６】行側パケット処理部２１０は、宛先アドレ
スにノード１００−８のアドレスを挿入し、発信アドレ
スに自ノード１００−１のアドレスを挿入し、情報部に
送信バッファにバッファリングされているデータを挿入
した図６に示すパケットを生成し、行グループ通信可能
時間においてそのパケットを出力する。このパケット
は、行グループ通信可能時間において行側パケット処理
部２１０側に選択されている電気スイッチ２１２を介し
て外部変調器２０１に与えられる。

【００４７】ノード１００−１は、図２に示すように、
送信波長としてλ１が割り当てられており、３種類の波
長λ１、λ２、λ３の搬送波信号が多重されている電源
装置１０８からの多重信号から、可変波長フィルタ２０
０が波長λ１の光搬送波信号を通過させるようになされ
ており、外部変調器２０１においては、この波長λ１の
光搬送波信号を、上述した電気スイッチ２１２からのパ
ケット信号（送信信号）に応じて強度変調してノード間
接続装置１０１に送信する。

【００４８】この行グループ通信可能時間においては、
ノード間接続装置１０１の光スイッチ１０２及び１０６
は、図４（Ａ）に示す状態に制御されている。従って、
ノード１００−１から出力された光パケット信号は、光
スイッチ１０２を介することで、同一行グループＲＧ１
の他のノード１００−２及び１００−３からの光パケッ
ト信号（存在しない場合もある）と同様に、スターカプ
ラ１０３に入力され、このスターカプラ１０３によって
周波数多重（波長多重）され、この光多重信号が光スイ
ッチ１０６を介して、この行グループＲＧ１の各ノード
１００−１、１００−２、１００−３に分配送信され
る。

【００４９】以上のように、同一グループ（ＲＧ１）内
の通信は、周波数多重（波長多重）によって放送的に行
なわれる。

【００５０】行グループ通信可能時間では、この行グル
ープＲＧ１の各ノード１００−１、１００−２、１００
−３においては、カプラ２０２によってノード間接続装
置１０１からの光多重信号が３分割され、各フィルタ２
０３、…、２０５によってそれぞれ、λ１、λ２、λ３
の波長成分が選択され、各光／電気変換回路２０６、
…、２０８によって電気信号に変換されて行側パケット
処理部２１０に与えられる。

【００５１】ノード１００−１の行側パケット処理部２
１０は、波長λ１の受信信号（パケット信号）は自ノー
ド１００−１が送出したものであるので廃棄する。ノー
ド１００−３の行側パケット処理部２１０は、波長λ１
の受信信号（パケット信号）は自ノード１００−３を宛
先ノードとするものでも、中継ノードとするものでもな
いので廃棄する。

【００５２】これに対して、ノード１００−２の行側パ
ケット処理部２１０は、宛先アドレス及び発信アドレス
に基づいて、自ノード１００−２を中継ノードとするも
のであると判別し、列側パケット処理部２１１に受信パ
ケット信号を引き渡す。

【００５３】ノード１００−２の列側パケット処理部２
１１は、列グループ通信可能時間においてそのパケット
を出力する。このパケットは、列グループ通信可能時間
において列側パケット処理部２１１側に選択されている
電気スイッチ２１２を介して外部変調器２０１に与えら
れる。

【００５４】ノード１００−２は、図２に示すように、
送信波長としてλ２が割り当てられており、３種類の波
長λ１、λ２、λ３の搬送波信号が多重されている電源
装置１０８からの多重信号から、可変波長フィルタ２０
０が波長λ２の光搬送波信号を通過させるようになされ
ており、外部変調器２０１においては、この波長λ２の
光搬送波信号を、上述した電気スイッチ２１２からのパ
ケット信号（中継信号）に応じて強度変調してノード間
接続装置１０１に送信する。

【００５５】この列グループ通信可能時間においては、
ノード間接続装置１０１の光スイッチ１０２及び１０６
は、図４（Ｂ）に示す状態に制御されている。従って、
中継ノード１００−２から出力された光パケット信号
は、光スイッチ１０２を介することで、同一列グループ
ＣＧ２の他のノード１００−５及び１００−８からの光
パケット信号（存在しない場合もある）と同様に、スタ
ーカプラ１０４に入力され、このスターカプラ１０４に
よって周波数多重（波長多重）され、この光多重信号が
光スイッチ１０６を介して、この列グループＣＧ２の各
ノード１００−２、１００−５、１００−８に分配送信
される。

【００５６】以上のように、この場合でも、同一グルー
プ（ＣＧ２）内の通信は、周波数多重（波長多重）によ
って放送的に行なわれる。

【００５７】列グループ通信可能時間では、この列グル
ープＣＧ２の各ノード１００−２、１００−５、１００
−８においては、カプラ２０２によってノード間接続装
置１０１からの光多重信号が３分割され、各フィルタ２
０３、…、２０５によってそれぞれ、λ１、λ２、λ３
の波長成分が選択され、各光／電気変換回路２０６、
…、２０８によって電気信号に変換されて列側パケット
処理部２１１に与えられる。

【００５８】ノード１００−２の列側パケット処理部２
１１は、波長λ２の受信信号（パケット信号）は自ノー
ド１００−２が中継したものであるので廃棄する。ノー
ド１００−５の列側パケット処理部２１１は、波長λ２
の受信信号（パケット信号）は自ノード１００−５を宛
先ノードとするものでも、中継ノードとするものでもな
いので廃棄する。

【００５９】これに対して、ノード１００−８の列側パ
ケット処理部２１１は、宛先アドレスが自ノード１００
−８を指示しているので、受信パケット信号を内部の受
信バッファに取り込む。

【００６０】(A-3) 第１実施例におけるネットワークシ
ステムの再構成（グループ変更） 次に、ネットワークシステムの再構成について、図７及
び図８を用いて説明する。

【００６１】ネットワークシステムの再構成は、ノード
の論理的な配列を変更することによってなされる。例え
ば、第１行グループＲＧ１のノード１００−２及び１０
０−３が第２行グループＲＧ２のノード１００−４との
通信機会は多いが、同一グループＲＧ１のノード１００
−１との通信機会が少ない場合、ノード１００−４を第
１行グループＲＧ１の要素とし、ノード１００−１を第
２行グループＲＧ２の要素とすれば、１ホップでの通信
回数が増大し、ネットワークシステム全体としての通信
効率を高めることができる。例えば、このような場合
に、ネットワークシステムの再構成（ノードの論理的配
列の変更）が行なわれる。

【００６２】ノードの論理的な配列を変更する方式とし
ては、使用波長を変更することにより変更する方式と、
物理的な接続を変更することにより変更する方式があ
る。この第１実施例では、基本的には、後者の方式を採
用しており、ノード間接続装置１０１の２個の光スイッ
チ１０２及び１０６の接続状態を切替えることにより、
ノードの論理的な配列を変更するが、前者の使用波長を
変更して行なう場合もある。

【００６３】図７及び図８を用いて、ノード間接続装置
１０１の２個の光スイッチ１０２及び１０６の接続状態
を切替えることにより、ノードの論理的な配列を変更す
ることを説明する。

【００６４】図７は、ノード１００−１及び１００−４
の論理的な配列における位置を交換する場合を示してい
る。この場合、属するノードの変更が生じるのは、列グ
ループＣＧ１と、行グループＲＧ１及びＲＧ２である。
このうち、列グループＣＧ１では、ノードの位置が変更
されるが、グループ構成は変更されない。これに対し、
行グループＲＧ１、ＲＧ２では、グループ構成も変更さ
れる。

【００６５】この第１実施例では、上述したように、同
一グループ内の通信は放送的に行なわれる。従って、ノ
ードの位置が変更されるだけでグループ構成が変更され
ない場合は、光スイッチの接続状態を変更する必要がな
い（図８（Ｂ）参照）。このため、この例の場合、行グ
ループＲＧ１、ＲＧ２において、ノード１００−１の接
続先とノード１００−４の接続先を交換すれば良い。す
なわち、光スイッチ１０２及び１０６の行側接続パター
ンのときにそれぞれ、入力端子Ｉ１を出力端子Ｏ４に接
続し、入力端子Ｉ４を出力端子Ｏ１に接続すれば良い。

【００６６】これにより、ノード１００−４、１００−
２、１００−３の行側送信端子から出力される送信信号
が周波数多重され、これらの行側受信端子に分配され
る。また、ノード１００−１、１００−５、１００−６
の行側送信端子から出力される送信信号が周波数多重さ
れ、これらの行側受信端子に分配される。

【００６７】以上のように、光スイッチ１０２及び１０
６の接続制御により、ノード１００−１及び１００−４
の論理的な配置での位置が交換されたことになる。

【００６８】なお、この場合、ノード位置の交換に合わ
せて、これらのパケット送信波長も変更される。この変
更は、ノード１００−１及び１００−４における可変波
長フィルタ２００の選択波長を変更することによりなさ
れる。この場合、ノード１００−１の選択波長はλ１か
らλ３に変更され、逆に、ノード１００−４の選択波長
は、λ３からλ１に変更される。

【００６９】(A-4) 第１実施例の効果 以上のように、第１実施例によれば、複数のノードから
出力された送信信号を、ノード間接続装置において、各
グループ毎に周波数多重し、この周波数多重信号を対応
するグループに属するノードに分配するようにしたの
で、従来より、波長多重度を大幅に低減することができ
る。そのため、各ノードでの送信構成及び受信構成を簡
単なものとできる。また、行側と列側で送受信時間を分
けることにより、行側と列側でハードウェアを共有する
ことができる。これにより、ネットワークシステムの大
規模化に伴うハードウェア量の増大を抑制することがで
きる。

【００７０】また、上記第１実施例によれば、格子型ネ
ットワークシステムの論理的配置の変更を、ノード間接
続装置における２個の光スイッチの経路選択及びノード
内の送信波長の変更によって容易に行なうことができ
る。

【００７１】（Ｂ）第２実施例 次に、本発明を、３次元格子型の光ネットワークシステ
ム及びそのノード間接続装置に適用した第２実施例を説
明する。

【００７２】上記第１実施例は、本発明を図３に示すよ
うな２次元格子型の光ネットワークシステム及びそのノ
ード間接続装置に適用したものであったが、この第２実
施例は、論理的配置が図９に示すような３次元格子型
（ハイパーキューブ型）の光ネットワークシステム及び
そのノード間接続装置に適用したものである。

【００７３】以下、第１実施例との相違点を中心に説明
する。

【００７４】ノード間接続装置が、入力側光スイッチ、
複数のスターカプラ、出力側光スイッチ及び光スイッチ
制御部で構成されている点は、第１実施例と同様である
（図１参照）。しかし、この場合、ノードのグループが
３次元の各方向（行方向、列方向及び高さ方向）に存在
するため、行グループ通信可能時間、列グループ通信可
能時間及び高さグループ通信可能時間に通信時間が切り
分けられており、光スイッチ制御部は、これら３種類の
通信可能時間に応じて、入力側光スイッチ及び出力側光
スイッチの状態を制御する。

【００７５】なお、図９に示すネットワークシステムの
場合、同一方向のグループ数は４個であるので、スター
カプラも４個設けられる。

【００７６】また、電源装置が、複数のレーザダイオー
ド及びスターカプラで構成されている点は、第１実施例
と同様である（図１参照）。図９に示すネットワークシ
ステムの場合、同一グループ内の要素は２個であるの
で、レーザダイオードの個数は２個である。

【００７７】さらに、各ノードがそれぞれ、可変波長フ
ィルタ、外部変調器、カプラ、複数の固定波長フィル
タ、複数の光／電気変換回路、入力側電気スイッチ、各
方向のパケット処理部及び出力側電気スイッチから構成
されている点は、第１実施例と同様である（図５参
照）。図９に示すネットワークシステムの場合、同一グ
ループ内の要素は２個であるので、複数の固定波長フィ
ルタ、複数の光／電気変換回路はそれぞれ２個である。
ノードのグループが３次元の各方向（行方向、列方向及
び高さ方向）に存在するため、各方向のパケット処理部
としては、行側パケット処理部、列側パケット処理部及
び高さ側パケット処理部が設けられ、また、入力側電気
スイッチ及び出力側電気スイッチは、行グループ通信可
能時間、列グループ通信可能時間及び高さグループ通信
可能時間に応じて状態を切り替える。

【００７８】各ノードについての送信波長の割当ては、
図９に示すように行なえば良い。図９に示した割当て
も、第１実施例と同様な考え方によっている。すなわ
ち、(1)ネットワークシステム全体としての波長種類は
各グループの要素数に等しく、各グループで同じであ
る、(2) 各ノードの波長は、行グループ、列グループ及
び高さグループの他のノードに送信する場合で同じであ
る、(3) 同一グループ内の各ノードの送信波長は異なっ
ている、という考え方によっている。

【００７９】以上のように、第１実施例及び第２実施例
は、２次元格子型及び３次元格子型という相違はある
が、同様な構成を有し、ほぼ同様に動作する。従って、
第２実施例によっても、第１実施例と同様な効果を期待
できる。

【００８０】（Ｃ）他の実施例 (C-1) 上記実施例においては、１つの光源装置を全て
のノードで共有する場合を示したが、光源装置を各ノー
ド毎に設けるようにしても良い。

【００８１】(C-2) 上記実施例においては、本発明の
格子型ネットワークシステムを光通信ネットワークシス
テムに適用する場合を説明したが、電気信号を使用する
通信ネットワークシステムにも適用することができる。

【００８２】(C-3) 本発明のノード間接続装置は、そ
れぞれのノードから出力された信号を周波数多重して、
各ノードに分配するので、自ノードを宛先とする信号以
外の信号も受信することができる。すなわち、受信側で
なんらかの処理を行なうことにより、放送的に転送を行
なうことができる。従って、ＣＡＴＶのような映像転送
を含んだネットワークシステムにも適用することができ
る。

【００８３】(C-4) 本発明のノード間接続装置は、デ
ジタル信号を伝送するネットワークシステムだけでな
く、アナログ信号を伝送するネットワークシステムや、
デジタル信号とアナログ信号の両方を伝送するネットワ
ークシステムにも適用することができる。

【００８４】(C-5) 上記実施例においては、各方向の
グループの要素ノード数が等しいものを示したが、各方
向のグループの要素ノード数が異なる格子型ネットワー
クシステムにも本発明を適用することができる。例え
ば、２次元格子型ネットワークシステムが３×４の論理
的配置のものであれば、グループ要素数が大きい方の
「４」に着目し、４×４の２次元格子型ネットワークシ
ステムの場合と同様に、ノード間接続装置や電源装置や
ノードを構成し、その構成要素である光スイッチを適宜
制御すれば良い。

【００８５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ノード
間接続装置において、複数のノードから出力された送信
信号を各グループ毎に周波数多重し、この周波数多重信
号を対応するグループに属するノードに分配するように
したので、従来より、周波数多重度を大幅に低減でき、
また、各座標軸方向で送受信時間を分けることにより、
各方向のハードウェアを共有することができ、システム
の大規模化に伴うハードウェア量の増大を抑制できる格
子型ネットワークシステム及びノード間接続装置を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の格子型ネットワークシステム及び
ノード間接続装置の構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例における論理的配置及び波長割り当
てを示す説明図である。

【図３】第１実施例における方向別の送信可能状態を示
す説明図である。

【図４】第１実施例におけるノード間接続装置内の経路
状態を示す説明図である。

【図５】第１実施例におけるノード内構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】第１実施例におけるパケット構成を示す説明図
である。

【図７】第１実施例における論理的配置の再構成の説明
図（その１）である。

【図８】第１実施例における論理的配置の再構成を説明
図（その２）である。

【図９】第２実施例のネットワークシステムの論理的配
置を示す図である。

【符号の説明】

１００、１００−１〜１００−９…ノード、 １０１…ノード間接続装置、 １０２…光スイッチ（信号振分け手段）、 １０３〜１０５…スターカプラ（周波数多重手段）、 １０６…光スイッチ（信号分配手段）、 １０７…光スイッチ制御部（切替え制御手段）、 １０８…光源装置（信号源）、 ２００…可変波長フィルタ、 ２０１…外部変調器、 ２０２…カプラ、 ２０３〜２０５…フィルタ、 ２１０、２１１…パケット処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古沢 聡 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２次元又は３次元格子状に配列された複
   数のノードが各座標軸方向毎にグループ化され、パケッ
   トの伝送路を形成するために上記複数のノードを接続す
   るノード間接続装置を介した同じグループに属する任意
   の２つのノード間でのパケット通信を、１回又はグルー
   プを変えて複数回実行することにより、任意の２つのノ
   ード間でのパケット通信を実行させる格子型ネットワー
   クシステムにおいて、 上記各ノード及び上記ノード間接続装置は、各座標軸方
   向毎に切り分けられた通信時間毎に処理するグループの
   座標軸方向を変更すると共に、 上記各ノードが、 自ノードが属するグループに含まれる他のノードにパケ
   ットを送信するパケット送信手段と、 自ノードが属するグループに含まれる他のノードから送
   られてきたパケットを受信するパケット受信手段とを備
   え、 上記ノード間接続装置が、 上記各ノードのパケット送信手段から出力されたパケッ
   ト送信信号を上記グループ毎に振り分ける信号振分け手
   段と、 この信号振分け手段により振り分けられた各グループの
   パケット送信信号を周波数多重する周波数多重手段と、 この周波数多重手段から出力された各グループの周波数
   多重信号をそのグループに属する複数のノードに分配送
   信する信号分配手段と、 上記信号振分け手段及び上記信号分配手段の動作パター
   ンを、現時刻で処理するグループの座標軸方向に応じて
   切替える切替え制御手段とを備えたことを特徴とする格
   子型ネットワークシステム。
2. 【請求項２】 少なくとも各グループの各ノード毎に異
   なるパケット送信周波数を割り付け、 上記各パケット送信手段は、自ノードが属するグループ
   内での座標位置の変更に合わせてパケット送信周波数を
   変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の格子
   型ネットワークシステム。
3. 【請求項３】 各座標軸方向について、その座標軸方向
   の全てのグループが同じパケット送信周波数を使用する
   ように、上記各ノードのパケット送信手段からのパケッ
   トの送信周波数が定められていることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の格子型ネットワークシステム。
4. 【請求項４】 異なる座標軸方向のグループで同じパケ
   ット送信周波数が使用されていることを特徴とする請求
   項３に記載の格子型ネットワークシステム。
5. 【請求項５】 上記各パケット送信手段は、 周波数の異なる複数の信号を出力する信号源の出力信号
   から自ノードに割り付けられたパケット送信周波数を有
   する信号を選択する信号選択部と、 この信号選択部により選択された信号を使ってパケット
   送信信号を生成する信号生成部とを有することを特徴と
   する請求項１〜４のいずれかに記載の格子型ネットワー
   クシステム。
6. 【請求項６】 上記信号源は、全てのノードで共用され
   ていることを特徴とする請求項５に記載の格子型ネット
   ワークシステム。
7. 【請求項７】 上記各パケット受信手段が、受信信号を
   全てのパケット送信周波数の成分に分離する信号分離部
   を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記
   載の格子型ネットワークシステム。
8. 【請求項８】 上記各ノードの上記パケット送信手段及
   び上記パケット受信手段が、各座標軸方向で共用されて
   いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の
   格子型ネットワークシステム。
9. 【請求項９】 複数のノード間で信号を伝送するために
   この複数のノードを接続するノード間接続装置におい
   て、 各ノードから出力される送信信号を複数のグループに振
   り分ける信号振分け手段と、 この信号振分け手段により振り分けされた各グループの
   送信信号を周波数多重する周波数多重手段と、 この周波数多重手段から出力された各グループの周波数
   多重信号をこのグループに属する複数のノードに分配送
   信する信号分配手段と、 上記信号振分け手段及び上記信号分配手段の動作パター
   ンを切替える切替え制御手段とを備えたことを特徴とす
   るノード間接続装置。