JPH09181774A - 光スイッチ装置及び光スイッチ制御方式 - Google Patents
光スイッチ装置及び光スイッチ制御方式Info
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- JPH09181774A JPH09181774A JP35013995A JP35013995A JPH09181774A JP H09181774 A JPH09181774 A JP H09181774A JP 35013995 A JP35013995 A JP 35013995A JP 35013995 A JP35013995 A JP 35013995A JP H09181774 A JPH09181774 A JP H09181774A
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- G06F13/382—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter
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- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
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- H—ELECTRICITY
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- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】信号のスイッチ装置通過に要するレイテンシー
の短縮、および光信号の送信を開始するまでに生じる回
線接続処理と電気−光変換のオーバーヘッドを短縮する
制御方式の提供。 【解決手段】光スイッチの導入により、スイッチ通過の
レイテンシーが改善される。また、プロセッサ入出力ポ
ートにおいて、メッセージの送信先アドレスなどの制御
情報をデータと分離して２本のＦＩＦＯキューに並列に
展開することにより、制御パケットに対するアービトレ
ーション処理とデータパケットに対する光送信器での電
気−光変換を並行に行うことが可能となる。この処理方
式によりアービトレーションのオーバーヘッド、さらに
メッセージ送信に要する全レイテンシーが短縮される。
の短縮、および光信号の送信を開始するまでに生じる回
線接続処理と電気−光変換のオーバーヘッドを短縮する
制御方式の提供。 【解決手段】光スイッチの導入により、スイッチ通過の
レイテンシーが改善される。また、プロセッサ入出力ポ
ートにおいて、メッセージの送信先アドレスなどの制御
情報をデータと分離して２本のＦＩＦＯキューに並列に
展開することにより、制御パケットに対するアービトレ
ーション処理とデータパケットに対する光送信器での電
気−光変換を並行に行うことが可能となる。この処理方
式によりアービトレーションのオーバーヘッド、さらに
メッセージ送信に要する全レイテンシーが短縮される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ネットワーク装置
及び光ネットワーク制御方式に関し、特にマルチプロセ
ッサシステムにおいてプロセッサ間の接続に適用して好
適な光ネットワーク装置及び光ネットワーク制御方式に
関する。
及び光ネットワーク制御方式に関し、特にマルチプロセ
ッサシステムにおいてプロセッサ間の接続に適用して好
適な光ネットワーク装置及び光ネットワーク制御方式に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年ネットワークのスループット向上を
目的として、光ファイバを用いて信号の送受信を行う光
インターコネクション技術が、複数のプロセッサを高速
結合網を介して相互接続し互いに強調しながら動作し、
全体であるまとまった処理を行う方式のマルチプロセッ
サシステムに導入されつつある。
目的として、光ファイバを用いて信号の送受信を行う光
インターコネクション技術が、複数のプロセッサを高速
結合網を介して相互接続し互いに強調しながら動作し、
全体であるまとまった処理を行う方式のマルチプロセッ
サシステムに導入されつつある。
【０００３】さらに、光インターコネクションについて
は、２つのノード間の接続だけでなく、スイッチを介し
て多数のプロセッサを相互に接続するネットワーク化に
ついても様々な方式の検討及び提案がなされている。プ
ロセッサの他に信号のルーティング処理を受け持つハブ
スイッチを用意して各プロセッサとハブスイッチ間を光
ファイバで接続する方法が代表的な例である。例えば文
献（ＡＮＳＩＸ3Ｔ11Ｆiber Ｃhannel Ｐhysical and
Ｓignaling Ｉnterface（ＦＣ−ＰＨ）ＲＥＶ4.3、199
4、第19〜20頁）にこの種の技術が記載されている。
は、２つのノード間の接続だけでなく、スイッチを介し
て多数のプロセッサを相互に接続するネットワーク化に
ついても様々な方式の検討及び提案がなされている。プ
ロセッサの他に信号のルーティング処理を受け持つハブ
スイッチを用意して各プロセッサとハブスイッチ間を光
ファイバで接続する方法が代表的な例である。例えば文
献（ＡＮＳＩＸ3Ｔ11Ｆiber Ｃhannel Ｐhysical and
Ｓignaling Ｉnterface（ＦＣ−ＰＨ）ＲＥＶ4.3、199
4、第19〜20頁）にこの種の技術が記載されている。
【０００４】図５に、スイッチとしてクロスバスイッチ
を用いた４入力４出力スイッチ装置と、プロセッサ入出
力ポートと、から構成されたネットワークの従来の構成
を示す。
を用いた４入力４出力スイッチ装置と、プロセッサ入出
力ポートと、から構成されたネットワークの従来の構成
を示す。
【０００５】図５において、５００はプロセッサ入出力
ポート、５１０はネットワークインターフェイス、５２
０は先入れ先出し（Ｆirst Ｉn Ｆirst Ｏut；ＦＩＦ
Ｏ）型の送信キュー、５２１、５２２は先入れ先出し
（ＦＩＦＯ）型の受信キュー、５５０、５５３は光送信
器、５５１、５５２は光受信器、５６０は光スイッチ装
置、５７０はアービター（調停器）、５７１は４×４ク
ロスバスイッチ、５８０、５８１は光ファイバを示して
いる。
ポート、５１０はネットワークインターフェイス、５２
０は先入れ先出し（Ｆirst Ｉn Ｆirst Ｏut；ＦＩＦ
Ｏ）型の送信キュー、５２１、５２２は先入れ先出し
（ＦＩＦＯ）型の受信キュー、５５０、５５３は光送信
器、５５１、５５２は光受信器、５６０は光スイッチ装
置、５７０はアービター（調停器）、５７１は４×４ク
ロスバスイッチ、５８０、５８１は光ファイバを示して
いる。
【０００６】図５に示した従来のネットワークにおける
メッセージの送信動作を以下に説明する。
メッセージの送信動作を以下に説明する。
【０００７】ネットワークインターフェイス５１０に到
着した送信メッセージはパケット化され、送信キュー５
２０に格納される。送信キュー５２０に先頭に到達した
パケットは、光送信器５５０で電気−光変換され、光信
号として光ファイバ５８０に出力されて伝送され、この
光信号は光スイッチ５６０の光受信器５５２にて光−電
気変換され、受信キュー５２２に格納される。
着した送信メッセージはパケット化され、送信キュー５
２０に格納される。送信キュー５２０に先頭に到達した
パケットは、光送信器５５０で電気−光変換され、光信
号として光ファイバ５８０に出力されて伝送され、この
光信号は光スイッチ５６０の光受信器５５２にて光−電
気変換され、受信キュー５２２に格納される。
【０００８】アービター５７０が４×４クロスバスイッ
チ５７１を切り替えた後、パケットは再び光送信器で電
気−光変換され、光ファイバを経て目的のプロセッサ入
出力ポートに受信される。
チ５７１を切り替えた後、パケットは再び光送信器で電
気−光変換され、光ファイバを経て目的のプロセッサ入
出力ポートに受信される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、電気
のスイッチ（図５に示した電気信号のクロスバスイッチ
等による交換方式）を用いた従来のシステムでは、スイ
ッチにおいて光−電気変換、ルーティング処理、電気−
光変換を順次行うことが必要とされ、信号がスイッチを
通過するのに非常に大きな時間を要し、レイテンシーが
悪化する。
のスイッチ（図５に示した電気信号のクロスバスイッチ
等による交換方式）を用いた従来のシステムでは、スイ
ッチにおいて光−電気変換、ルーティング処理、電気−
光変換を順次行うことが必要とされ、信号がスイッチを
通過するのに非常に大きな時間を要し、レイテンシーが
悪化する。
【００１０】このような問題に対処するため、スイッチ
として、光−電気／電気−光変換を行わない光スイッチ
を用いた回線交換方式の光ネットワークを利用すること
が考えられる。
として、光−電気／電気−光変換を行わない光スイッチ
を用いた回線交換方式の光ネットワークを利用すること
が考えられる。
【００１１】このような光スイッチにおいては、回線が
接続されている時には、光信号は光送信器から光受信器
へスルーで光スイッチを通り抜けていくため、スイッチ
通過に要するレイテンシーは、電気のスイッチ方式の場
合よりも大幅に改善される。
接続されている時には、光信号は光送信器から光受信器
へスルーで光スイッチを通り抜けていくため、スイッチ
通過に要するレイテンシーは、電気のスイッチ方式の場
合よりも大幅に改善される。
【００１２】しかしながら、一方で、この光ネットワー
クは、回線交換網であるために、光信号の送信を開始す
るまでに、所定のアービトレーション（調停作業）等の
回線接続処理と、光送信器側で光信号を伝送する際に電
気−光変換を行わなければならず、これらの処理が依然
としてオーバーヘッドとなり、やはりレイテンシーに関
して問題が生ずる。
クは、回線交換網であるために、光信号の送信を開始す
るまでに、所定のアービトレーション（調停作業）等の
回線接続処理と、光送信器側で光信号を伝送する際に電
気−光変換を行わなければならず、これらの処理が依然
としてオーバーヘッドとなり、やはりレイテンシーに関
して問題が生ずる。
【００１３】このように、従来の光技術は、スループッ
トの向上には大きく貢献しているものの、レイテンシー
の低い光ネットワークを実現することは依然として難し
く、このためマルチプロセッサシステムにおけるネット
ワーク等のように、低レイテンシーの要求される分野に
は適用することは困難であった。
トの向上には大きく貢献しているものの、レイテンシー
の低い光ネットワークを実現することは依然として難し
く、このためマルチプロセッサシステムにおけるネット
ワーク等のように、低レイテンシーの要求される分野に
は適用することは困難であった。
【００１４】従って、本発明は上記従来技術の問題点に
鑑みて為されたものであって、信号のスイッチ装置の通
過に要するレイテンシーの短縮を図ると共に、光信号の
送信を開始するまでに生じる回線接続処理と電気−光変
換のオーバーヘッドを短縮する制御方法及び装置を提供
することを目的とする。
鑑みて為されたものであって、信号のスイッチ装置の通
過に要するレイテンシーの短縮を図ると共に、光信号の
送信を開始するまでに生じる回線接続処理と電気−光変
換のオーバーヘッドを短縮する制御方法及び装置を提供
することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、第１の視点として、送信メッセージを制
御情報と送信データとに分解し制御パケットとデータパ
ケットとに個別にパケット化するネットワークインター
フェイス回路と、前記制御パケットと前記データパケッ
トとに対応して設けられ前記制御パケットと前記データ
パケットとをそれぞれを格納する送信バッファと、前記
制御パケットと前記データパケットのそれぞれを一時的
に待避格納するためのリトライバッファと、前記送信バ
ッファと前記リトライバッファとを制御する制御回路
と、少なくとも前記データパケットを電気−光変換して
光伝送路に出力する光送信器と、を含むデータ伝送装置
を提供する。
め、本発明は、第１の視点として、送信メッセージを制
御情報と送信データとに分解し制御パケットとデータパ
ケットとに個別にパケット化するネットワークインター
フェイス回路と、前記制御パケットと前記データパケッ
トとに対応して設けられ前記制御パケットと前記データ
パケットとをそれぞれを格納する送信バッファと、前記
制御パケットと前記データパケットのそれぞれを一時的
に待避格納するためのリトライバッファと、前記送信バ
ッファと前記リトライバッファとを制御する制御回路
と、少なくとも前記データパケットを電気−光変換して
光伝送路に出力する光送信器と、を含むデータ伝送装置
を提供する。
【００１６】本発明は、第２の視点として、プロセッサ
入出力ポートの光送信器からのデータパケットに対する
ルーティング処理を行う光スイッチと、回線の接続情報
を集中管理し、プロセッサ入出力ポートからの制御パケ
ットの処理、プロセッサ入出力ポートに対するリプライ
の返送及びデータパケットのルーティング制御のための
前記光スイッチ切り替え制御を行うアービターと、から
成る光スイッチ装置を提供する。
入出力ポートの光送信器からのデータパケットに対する
ルーティング処理を行う光スイッチと、回線の接続情報
を集中管理し、プロセッサ入出力ポートからの制御パケ
ットの処理、プロセッサ入出力ポートに対するリプライ
の返送及びデータパケットのルーティング制御のための
前記光スイッチ切り替え制御を行うアービターと、から
成る光スイッチ装置を提供する。
【００１７】本発明は、第３の視点において、上記のデ
ータ伝送装置及び光スイッチ装置において、前記アービ
ターにおけるアービトレーション処理と前記光送信器に
おける電気−光変換を並行して行い、アービトレーショ
ンにより回線接続に成功した場合には前記光スイッチを
切り替えてデータパケットを通過させ、回線接続に失敗
した場合には回線接続後リトライバッファより待避デー
タパケットの再送を行う、ことを特徴とするプロセッサ
入出力ポート及び光スイッチ制御方式を提供する。
ータ伝送装置及び光スイッチ装置において、前記アービ
ターにおけるアービトレーション処理と前記光送信器に
おける電気−光変換を並行して行い、アービトレーショ
ンにより回線接続に成功した場合には前記光スイッチを
切り替えてデータパケットを通過させ、回線接続に失敗
した場合には回線接続後リトライバッファより待避デー
タパケットの再送を行う、ことを特徴とするプロセッサ
入出力ポート及び光スイッチ制御方式を提供する。
【００１８】本発明は、第４の視点において、送信メッ
セージを制御情報と送信データとに分解し、制御パケッ
トとデータパケットとに個別にパケット化するネットワ
ークインターフェイス回路と、前記データパケットを送
信する第１の光送信器と、前記第１の光送信器からの光
信号とは異なる波長に割り当てられた光信号で前記制御
パケットを送信する第２の光送信器と、前記第１及び第
２の光送信器からの光信号を多重化する波長多重器と、
データパケットを受信する第１の光受信器と、前記第１
の光受信器へ入力される光信号とは異なる波長に割り当
てられた制御光信号を受信する第２の光受信器と、前記
第１及び第２の光受信器への光信号を分離する波長分離
器と、を備えたデータ伝送装置を提供する。
セージを制御情報と送信データとに分解し、制御パケッ
トとデータパケットとに個別にパケット化するネットワ
ークインターフェイス回路と、前記データパケットを送
信する第１の光送信器と、前記第１の光送信器からの光
信号とは異なる波長に割り当てられた光信号で前記制御
パケットを送信する第２の光送信器と、前記第１及び第
２の光送信器からの光信号を多重化する波長多重器と、
データパケットを受信する第１の光受信器と、前記第１
の光受信器へ入力される光信号とは異なる波長に割り当
てられた制御光信号を受信する第２の光受信器と、前記
第１及び第２の光受信器への光信号を分離する波長分離
器と、を備えたデータ伝送装置を提供する。
【００１９】本発明は、第５の視点において、請求項４
記載の前記データ伝送装置からの波長多重化された光信
号をデータパケットと制御パケットとに分離する波長分
離器と、前記データパケットに対してルーティング処理
を行う光スイッチと、前記制御パケットを受信する光受
信器と、前記制御パケットを処理するアービター装置
と、前記光スイッチからの光信号とは異なる波長の割り
当てられた前記データ伝送装置への応答用の制御信号を
送信する光送信器と、前記光スイッチと前記光送信器か
らの光信号を多重化する波長多重器と、を備えたことを
特徴とする光スイッチ装置である。
記載の前記データ伝送装置からの波長多重化された光信
号をデータパケットと制御パケットとに分離する波長分
離器と、前記データパケットに対してルーティング処理
を行う光スイッチと、前記制御パケットを受信する光受
信器と、前記制御パケットを処理するアービター装置
と、前記光スイッチからの光信号とは異なる波長の割り
当てられた前記データ伝送装置への応答用の制御信号を
送信する光送信器と、前記光スイッチと前記光送信器か
らの光信号を多重化する波長多重器と、を備えたことを
特徴とする光スイッチ装置である。
【００２０】
【作用】本発明によれば、上記構成の通り、光スイッチ
を用いたことにより、スイッチにおける光−電気／電気
−光変換を廃止し、信号のスイッチ通過に要するレイテ
ンシーを短縮すると共に、プロセッサ入出力ポートにお
いて、メッセージの送信先アドレス等の制御情報をデー
タと分離して並列に展開することにより、制御パケット
に対するアービトレーション処理と、データパケットに
対する光送信器での電気−光変換を並行して行うことを
可能としたものであり、このためアービトレーション処
理のオーバーヘッドも短縮される。
を用いたことにより、スイッチにおける光−電気／電気
−光変換を廃止し、信号のスイッチ通過に要するレイテ
ンシーを短縮すると共に、プロセッサ入出力ポートにお
いて、メッセージの送信先アドレス等の制御情報をデー
タと分離して並列に展開することにより、制御パケット
に対するアービトレーション処理と、データパケットに
対する光送信器での電気−光変換を並行して行うことを
可能としたものであり、このためアービトレーション処
理のオーバーヘッドも短縮される。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明を実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。
して以下に説明する。
【００２２】
【実施形態１】図１は、本発明の一実施形態を説明する
ための図であり、スイッチとして４×４光クロスバスイ
ッチを用いた場合の構成を示す図である。
ための図であり、スイッチとして４×４光クロスバスイ
ッチを用いた場合の構成を示す図である。
【００２３】図１において、１００はプロセッサ入出力
ポート、１１０はネットワークインターフェイス、１２
０は制御情報格納用の先入れ先出し（ＦＩＦＯ）型送信
キュー、１２１はデータ信号格納用の先入れ先出し（Ｆ
ＩＦＯ）型の送信キュー、１２２、１２３はリトライバ
ッファ（再試行用の先入れ（ＦＩＦＯ）先出し型バッフ
ァ）、１２４は先入れ先出し（ＦＩＦＯ）型受信キュ
ー、１３０、１３１はセレクタ、１４０はキュー制御装
置、１５０は光送信器、１５１は光受信器、１６０は光
スイッチ装置、１７０はアービター（調停器）、１７１
は４×４光クロスバスイッチ、１８０、１８１は光ファ
イバである。
ポート、１１０はネットワークインターフェイス、１２
０は制御情報格納用の先入れ先出し（ＦＩＦＯ）型送信
キュー、１２１はデータ信号格納用の先入れ先出し（Ｆ
ＩＦＯ）型の送信キュー、１２２、１２３はリトライバ
ッファ（再試行用の先入れ（ＦＩＦＯ）先出し型バッフ
ァ）、１２４は先入れ先出し（ＦＩＦＯ）型受信キュ
ー、１３０、１３１はセレクタ、１４０はキュー制御装
置、１５０は光送信器、１５１は光受信器、１６０は光
スイッチ装置、１７０はアービター（調停器）、１７１
は４×４光クロスバスイッチ、１８０、１８１は光ファ
イバである。
【００２４】ネットワークインターフェイス１１０は、
プロセッサ入出力ポート１００に到着した送信メッセー
ジを、制御情報（送信先アドレス）とデータとに分解
し、それぞれを個別にパケット化し、制御パケットとデ
ータパケットとする。
プロセッサ入出力ポート１００に到着した送信メッセー
ジを、制御情報（送信先アドレス）とデータとに分解
し、それぞれを個別にパケット化し、制御パケットとデ
ータパケットとする。
【００２５】分解された制御パケットとデータパケット
とは、制御用送信キュー１２０、データ用送信キュー１
２１にそれぞれ格納される。
とは、制御用送信キュー１２０、データ用送信キュー１
２１にそれぞれ格納される。
【００２６】制御パケットは制御用送信キュー１２０の
先頭に到達すると、セレクタ１３０を通りパケットの送
信要求として光スイッチ装置１６０内のアービター１７
０に到達する。
先頭に到達すると、セレクタ１３０を通りパケットの送
信要求として光スイッチ装置１６０内のアービター１７
０に到達する。
【００２７】制御パケットは電気−光変換を行わず、電
気信号のまま、プロセッサ入出力ポート１００から光ス
イッチ装置１６０内のアービター１７０へ伝送する。
気信号のまま、プロセッサ入出力ポート１００から光ス
イッチ装置１６０内のアービター１７０へ伝送する。
【００２８】一方、データパケットは送信キュー１２１
の先頭に到達すると、セレクタ１３１を通り、光送信器
１５０に入力される。
の先頭に到達すると、セレクタ１３１を通り、光送信器
１５０に入力される。
【００２９】光送信器１５０において、データパケット
は、パラレル−シリアル（並列−直列）変換、８Ｂ１０
Ｂ符号化（８ビットを１０ビットに符号化）処理が施さ
れ、シリアル電気信号は不図示のレーザダイオード（Ｌ
Ｄ；半導体レーザ）を経て電気−光変換され光信号とし
て出力される。
は、パラレル−シリアル（並列−直列）変換、８Ｂ１０
Ｂ符号化（８ビットを１０ビットに符号化）処理が施さ
れ、シリアル電気信号は不図示のレーザダイオード（Ｌ
Ｄ；半導体レーザ）を経て電気−光変換され光信号とし
て出力される。
【００３０】光信号となったパケットは、光ファイバ１
８０を通って光スイッチ装置１６０の４×４光クロスバ
スイッチ１７１に到達する。
８０を通って光スイッチ装置１６０の４×４光クロスバ
スイッチ１７１に到達する。
【００３１】現状の回路技術では光送信器１５０におけ
る電気−光変換は、３０ｎｓ程度の時間を要する。
る電気−光変換は、３０ｎｓ程度の時間を要する。
【００３２】従って、電気信号として伝送された制御パ
ケットは光信号に変換されて伝送されるデータパケット
よりも３０ｎｓ程度先に光スイッチ装置１６０に到達す
ることになる。
ケットは光信号に変換されて伝送されるデータパケット
よりも３０ｎｓ程度先に光スイッチ装置１６０に到達す
ることになる。
【００３３】そして、この時間（約３０ｎｓ）は、光ス
ッチ装置１６０のアービター１７０がアービトレーショ
ン処理（回線接続確保のための各種調停処理）を行うの
に充分な時間である。
ッチ装置１６０のアービター１７０がアービトレーショ
ン処理（回線接続確保のための各種調停処理）を行うの
に充分な時間である。
【００３４】もし回線確保が成功した場合、アービター
１７０は、遅れて到着するデータパケットのタイミング
に合わせて、４×４光クロスバスイッチ１７１を切り替
え、このためデータパケットはスルーで光スイッチ装置
１６０を抜ける。
１７０は、遅れて到着するデータパケットのタイミング
に合わせて、４×４光クロスバスイッチ１７１を切り替
え、このためデータパケットはスルーで光スイッチ装置
１６０を抜ける。
【００３５】また、アービター１７０は回線確保の成功
を、リプライ情報（返答情報）としてキュー制御装置１
４０に返送する。この場合にはアービトレーションのオ
ーバーヘッドはゼロになる。
を、リプライ情報（返答情報）としてキュー制御装置１
４０に返送する。この場合にはアービトレーションのオ
ーバーヘッドはゼロになる。
【００３６】一方、アービター１７０は、回線確保に失
敗した場合、回線が確保できるまで送信を停止させるよ
うに、ホールド要求（保持要求）をリプライ情報として
キュー制御装置１４０に返送する。
敗した場合、回線が確保できるまで送信を停止させるよ
うに、ホールド要求（保持要求）をリプライ情報として
キュー制御装置１４０に返送する。
【００３７】その際、光送信器１５０には、データパケ
ットを保持する機能はないため、送信キュー１２１より
取り出されたパケットは失われてしまう。
ットを保持する機能はないため、送信キュー１２１より
取り出されたパケットは失われてしまう。
【００３８】そこで、パケットの喪失を防ぐために、プ
ロセッサ入出力ポート１００において、制御用パケット
とデータパケットに対して、リトライバッファ１２２、
１２３をそれぞれ設け、一時的に送信パケットを待避し
ておく。
ロセッサ入出力ポート１００において、制御用パケット
とデータパケットに対して、リトライバッファ１２２、
１２３をそれぞれ設け、一時的に送信パケットを待避し
ておく。
【００３９】また、アービトレーション処理と並行して
電気−光変換されたデータパケットは回線確保に失敗し
た時点で、無効データとなるため、光スイッチ装置１６
０のアービター１７０は４×４光クロスバスイッチ１７
１の入力ポートを閉じて無効データパケットをブロック
する。
電気−光変換されたデータパケットは回線確保に失敗し
た時点で、無効データとなるため、光スイッチ装置１６
０のアービター１７０は４×４光クロスバスイッチ１７
１の入力ポートを閉じて無効データパケットをブロック
する。
【００４０】その後、回線が確保されると、光スイッチ
装置１６０のアービター１７０は、所定の制御信号線を
介してプロセッサ入出力ポート１００のキュー制御装置
１４０に通知し、キュー制御装置１４０はセレクタ１３
０、１３１を切り替え、リトライバッファ１２２、１２
３に待避していたパケットの再送を開始する。
装置１６０のアービター１７０は、所定の制御信号線を
介してプロセッサ入出力ポート１００のキュー制御装置
１４０に通知し、キュー制御装置１４０はセレクタ１３
０、１３１を切り替え、リトライバッファ１２２、１２
３に待避していたパケットの再送を開始する。
【００４１】再送時には、リトライバッファ１２３、光
送信器１５０を介して光信号として光ファイバ１８０を
伝送されたデータパケットは光スイッチ装置１６０の４
×４光クロスバスイッチ１７１をスルーで通り抜ける。
送信器１５０を介して光信号として光ファイバ１８０を
伝送されたデータパケットは光スイッチ装置１６０の４
×４光クロスバスイッチ１７１をスルーで通り抜ける。
【００４２】再送が完了するとキュー制御装置１４０は
再びセレクタ１３０、１３１を切り替えて、送信キュー
１２０、１２１から制御パケット、及びデータパケット
の送信を行う通常の動作に戻る。この場合（再送後の通
常動作時）には、再送要求、リトライ処理のオーバーヘ
ッドが生ずる。なお、回線接続に成功した場合には、リ
トライバッファ１２２、１２３はクリアされる。
再びセレクタ１３０、１３１を切り替えて、送信キュー
１２０、１２１から制御パケット、及びデータパケット
の送信を行う通常の動作に戻る。この場合（再送後の通
常動作時）には、再送要求、リトライ処理のオーバーヘ
ッドが生ずる。なお、回線接続に成功した場合には、リ
トライバッファ１２２、１２３はクリアされる。
【００４３】図２は、光スイッチ装置１６０において回
線接続に成功した場合の動作を説明するためのタイミン
グチャートを示す。
線接続に成功した場合の動作を説明するためのタイミン
グチャートを示す。
【００４４】回線接続が成功した場合には、光スイッチ
装置１６０において、光信号として伝送されるデータパ
ケットよりも先に到着する制御パケットの情報を用いた
アービトレーション処理と、プロセッサ入出力ポート１
００の光送信器１５０における電気−光変換とが完全に
並列に処理される（処理時間が互いにオーバラップして
いる）ため、ネットワークレイテンシーが大幅に短縮さ
れる。なお、アービトレーション処理の結果、回線接続
が成功した場合、アービター１７０は４×４光クロスバ
スイッチ１７１のスイッチを切替えるように制御すると
共に、回線接続成功の旨をリプライ信号（電気信号）と
してプロセッサ入出力ポート１００に返送し、これを受
けてリトライバッファ１２２、１２３はクリアされる。
装置１６０において、光信号として伝送されるデータパ
ケットよりも先に到着する制御パケットの情報を用いた
アービトレーション処理と、プロセッサ入出力ポート１
００の光送信器１５０における電気−光変換とが完全に
並列に処理される（処理時間が互いにオーバラップして
いる）ため、ネットワークレイテンシーが大幅に短縮さ
れる。なお、アービトレーション処理の結果、回線接続
が成功した場合、アービター１７０は４×４光クロスバ
スイッチ１７１のスイッチを切替えるように制御すると
共に、回線接続成功の旨をリプライ信号（電気信号）と
してプロセッサ入出力ポート１００に返送し、これを受
けてリトライバッファ１２２、１２３はクリアされる。
【００４５】図３に、回線接続に失敗した場合の動作を
説明するためのタイミングチャートを示す。すなわち、
アービター１７０が回線接続のためのアービトレーショ
ンに失敗した場合には、ホールド要求をリプライ情報と
してプロセッサ入出力ポート１００のキュー制御装置１
４０に返送し、その後回線接続が確保された時点で再送
要求をキュー制御装置１４０に通知した時点でリトライ
バッファ１２３に格納されていたデータパケットが光送
信器１５０にて電気−光変換され光スイッチ装置１６０
に伝送され、４×４光クロスバスイッチ１７１から接続
先へ出力される。この場合には、オーバーヘッドを短縮
することはできないが、一般には回線接続は成功する場
合の方が多く、このため平均値としてはレイテンシーが
短縮される。
説明するためのタイミングチャートを示す。すなわち、
アービター１７０が回線接続のためのアービトレーショ
ンに失敗した場合には、ホールド要求をリプライ情報と
してプロセッサ入出力ポート１００のキュー制御装置１
４０に返送し、その後回線接続が確保された時点で再送
要求をキュー制御装置１４０に通知した時点でリトライ
バッファ１２３に格納されていたデータパケットが光送
信器１５０にて電気−光変換され光スイッチ装置１６０
に伝送され、４×４光クロスバスイッチ１７１から接続
先へ出力される。この場合には、オーバーヘッドを短縮
することはできないが、一般には回線接続は成功する場
合の方が多く、このため平均値としてはレイテンシーが
短縮される。
【００４６】上記実施形態では、データパケットは光信
号として光ファイバ上を伝搬するが、制御パケットに関
しても光信号を用いることも可能である。そして、制御
パケットはビット幅が小さいため、パラレルのまま伝送
することが可能とされ（データパケットは光信号として
シリアル伝送される）、この場合、制御パケットを電気
信号で伝送した場合と同様に、アービトレーション処理
とデータパケットの電気−光変換を並行して行うことが
できる。
号として光ファイバ上を伝搬するが、制御パケットに関
しても光信号を用いることも可能である。そして、制御
パケットはビット幅が小さいため、パラレルのまま伝送
することが可能とされ（データパケットは光信号として
シリアル伝送される）、この場合、制御パケットを電気
信号で伝送した場合と同様に、アービトレーション処理
とデータパケットの電気−光変換を並行して行うことが
できる。
【００４７】また、光スイッチとしてはクロスバ構造だ
けでなく、他の構造のスイッチを使用することもでき
る。
けでなく、他の構造のスイッチを使用することもでき
る。
【００４８】
【実施形態２】本発明の第２の実施形態を以下に説明す
る。図４は、本発明の第２の実施形態の構成を示す図で
あり、波長多重技術（Ｗavelength Ｄivison Ｍultipl
exing）を用いた構成例を示している。
る。図４は、本発明の第２の実施形態の構成を示す図で
あり、波長多重技術（Ｗavelength Ｄivison Ｍultipl
exing）を用いた構成例を示している。
【００４９】本実施形態は、データパケットと制御パケ
ットに異なる波長の光信号を割り当てて、プロセッサ入
出力ポート４００−光スイッチ装置４６０間の送信及び
受信伝送線をそれぞれ単一の光ファイバ４９４、４９５
で伝搬させることを可能としたものである。
ットに異なる波長の光信号を割り当てて、プロセッサ入
出力ポート４００−光スイッチ装置４６０間の送信及び
受信伝送線をそれぞれ単一の光ファイバ４９４、４９５
で伝搬させることを可能としたものである。
【００５０】図４を参照して、プロセッサ入出力ポート
４００において、ネットワークインターフェイス４１
０、制御情報格納用の先入れ先出し（ＦＩＦＯ）型送信
キュー４２０、データ信号格納用の先入れ先出し（ＦＩ
ＦＯ）型の送信キュー４２１、先入れ先出し（ＦＩＦ
Ｏ）型のリトライバッファ４２２、４２３、先入れ先出
し（ＦＩＦＯ）型受信キュー４２４、セレクタ４３０、
４３１、キュー制御装置４４０、光送信器４５０、光受
信器４５１は、図１を参照して説明した前記第１の実施
形態の対応する要素と同一の機能を行うものであり、そ
の説明は省略する。
４００において、ネットワークインターフェイス４１
０、制御情報格納用の先入れ先出し（ＦＩＦＯ）型送信
キュー４２０、データ信号格納用の先入れ先出し（ＦＩ
ＦＯ）型の送信キュー４２１、先入れ先出し（ＦＩＦ
Ｏ）型のリトライバッファ４２２、４２３、先入れ先出
し（ＦＩＦＯ）型受信キュー４２４、セレクタ４３０、
４３１、キュー制御装置４４０、光送信器４５０、光受
信器４５１は、図１を参照して説明した前記第１の実施
形態の対応する要素と同一の機能を行うものであり、そ
の説明は省略する。
【００５１】本実施形態においては、セレクタ４３０か
らの制御パケットは光送信器４８０で所定波長の光信号
に電気−光変換され、またセレクタ４３１からのデータ
パケットは光送信器４５０で制御パケットと異なる波長
の光信号に電気−光変換され、これらの光信号はＷＤＭ
カプラ（波長多重装置）４９０で波長多重されて光ファ
イバ４９４に伝送される。また、光スイッチ装置４６０
から光ファイバ４９５から伝送された光信号（波長多重
信号）はＷＤＭカプラ４９１で波長分離されて例えば制
御信号とデータパケットに分離されて光受信器４８１、
４５１に供給され、光受信器４８１で光−電気変換され
た制御信号はキュー制御装置４４０に供給され、光受信
器４５１で光−電気変換された後データパケットは受信
キュー４２４を介してネットワークインターフェイス４
１０に出力される。光スイッチ装置４６０は、アービタ
ー（調停器）４７０、４×４光クロスバスイッチ４７
１、ＷＤＭカプラ（波長分離装置）４９２、ＷＤＭカプ
ラ（波長多重装置）４９３、光受信器４８３、光送信器
４８２を備えている。ＷＤＭカプラ（波長多重装置）４
９３はアービター４７０からプロセッサ入出力ポート４
００に出力されるリプライ信号（電気信号）を４×４光
クロスバスイッチ４７１からの光信号とは異なる波長に
割り当てられた光信号に変換する光送信器４８２の出力
と４×４光クロスバスイッチ４７１からの光信号を波長
多重してプロセッサ入出力ポート４００に送信する。
らの制御パケットは光送信器４８０で所定波長の光信号
に電気−光変換され、またセレクタ４３１からのデータ
パケットは光送信器４５０で制御パケットと異なる波長
の光信号に電気−光変換され、これらの光信号はＷＤＭ
カプラ（波長多重装置）４９０で波長多重されて光ファ
イバ４９４に伝送される。また、光スイッチ装置４６０
から光ファイバ４９５から伝送された光信号（波長多重
信号）はＷＤＭカプラ４９１で波長分離されて例えば制
御信号とデータパケットに分離されて光受信器４８１、
４５１に供給され、光受信器４８１で光−電気変換され
た制御信号はキュー制御装置４４０に供給され、光受信
器４５１で光−電気変換された後データパケットは受信
キュー４２４を介してネットワークインターフェイス４
１０に出力される。光スイッチ装置４６０は、アービタ
ー（調停器）４７０、４×４光クロスバスイッチ４７
１、ＷＤＭカプラ（波長分離装置）４９２、ＷＤＭカプ
ラ（波長多重装置）４９３、光受信器４８３、光送信器
４８２を備えている。ＷＤＭカプラ（波長多重装置）４
９３はアービター４７０からプロセッサ入出力ポート４
００に出力されるリプライ信号（電気信号）を４×４光
クロスバスイッチ４７１からの光信号とは異なる波長に
割り当てられた光信号に変換する光送信器４８２の出力
と４×４光クロスバスイッチ４７１からの光信号を波長
多重してプロセッサ入出力ポート４００に送信する。
【００５２】以上、本発明の上記実施形態ではマルチプ
ロセッサに好適な光スイッチ制御方式として、プロセッ
サ入出力ポートと光スイッチ装置との伝送を例に説明し
たが、本発明は上記形態に限定されるものでなく、本発
明の原理に準ずるデータ伝送装置と光スイッチ装置の光
伝送制御に適用できることは勿論である。
ロセッサに好適な光スイッチ制御方式として、プロセッ
サ入出力ポートと光スイッチ装置との伝送を例に説明し
たが、本発明は上記形態に限定されるものでなく、本発
明の原理に準ずるデータ伝送装置と光スイッチ装置の光
伝送制御に適用できることは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回線が接続されている場合には、光信号は光送信器から
光受信器へスルーで光スイッチを通り抜けていくため、
電気スイッチ方式よりもレイテンシーが大幅に改善され
る。
回線が接続されている場合には、光信号は光送信器から
光受信器へスルーで光スイッチを通り抜けていくため、
電気スイッチ方式よりもレイテンシーが大幅に改善され
る。
【００５４】さらに、本発明によれば、制御パケットに
対するアービターでのアービトレーション処理とデータ
パケットに対する光送信器での電気−光変換を並行して
行うように構成されたことにより、メッセージの送信に
要するレイテンシーを著しく短縮することを可能として
いる。
対するアービターでのアービトレーション処理とデータ
パケットに対する光送信器での電気−光変換を並行して
行うように構成されたことにより、メッセージの送信に
要するレイテンシーを著しく短縮することを可能として
いる。
【図１】本発明の一実施形態に係る光ネットワークの構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態において、回線接続に成功
した場合におけるプロセッサ入出力ポート、光スイッチ
装置の動作を説明するタイミング図である。
した場合におけるプロセッサ入出力ポート、光スイッチ
装置の動作を説明するタイミング図である。
【図３】本発明の一実施形態において、回線失敗に成功
した場合におけるプロセッサ入出力ポート、光スイッチ
装置の動作を説明するためのタイミング図である。
した場合におけるプロセッサ入出力ポート、光スイッチ
装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】本発明の別の実施形態の構成を示す図である。
【図５】従来の光ネットワークの構成の一例を示す図で
ある。
ある。
１００、４００、５００ プロセッサ入出力ポート １１０、４１０、５１０ ネットワークインターフェイ
ス １２０、４２０ 制御用送信キュー（ＦＩＦＯ） １２１、４２１、５２０ データ用送信キュー（ＦＩＦ
Ｏ） １２２、１２３、４２２、４２３ リトライバッファ １２４、４２４、５２１、５２２ 受信キュー（ＦＩＦ
Ｏ） １３０、１３１、４３０、４３１ セレクタ １４０、４４０ キュー制御装置 １５０、４５０、４８０、４８２、５５０、５５３ 光
送信器 １５１、４５１、４８１、４８３、５５１、５５２ 光
受信器 １６０、４６０、５６０ 光スイッチ装置 １７０、４７０、５７０ アービター １７１、４７１ ４×４光クロスバスイッチ １８０、１８１、５８０、５８１ 光ファイバ ４９０、４９１、４９２、４９３ ＷＤＭカプラ ５７１ ４×４クロスバスイッチ
ス １２０、４２０ 制御用送信キュー（ＦＩＦＯ） １２１、４２１、５２０ データ用送信キュー（ＦＩＦ
Ｏ） １２２、１２３、４２２、４２３ リトライバッファ １２４、４２４、５２１、５２２ 受信キュー（ＦＩＦ
Ｏ） １３０、１３１、４３０、４３１ セレクタ １４０、４４０ キュー制御装置 １５０、４５０、４８０、４８２、５５０、５５３ 光
送信器 １５１、４５１、４８１、４８３、５５１、５５２ 光
受信器 １６０、４６０、５６０ 光スイッチ装置 １７０、４７０、５７０ アービター １７１、４７１ ４×４光クロスバスイッチ １８０、１８１、５８０、５８１ 光ファイバ ４９０、４９１、４９２、４９３ ＷＤＭカプラ ５７１ ４×４クロスバスイッチ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 光スイッチ装置及び光スイッチ制
御方式
御方式
Claims (8)
- 【請求項１】送信メッセージを制御情報と送信データと
に分解し制御パケットとデータパケットとに個別にパケ
ット化するネットワークインターフェイス回路と、 前記制御パケットと前記データパケットとに対応して設
けられ前記制御パケットと前記データパケットとをそれ
ぞれを格納する送信バッファと、 前記制御パケットと前記データパケットのそれぞれを一
時的に待避格納するためのリトライバッファと、 前記送信バッファと前記リトライバッファとを制御する
制御回路と、 少なくとも前記データパケットを電気−光変換して光伝
送路に出力する光送信器と、 を含むデータ伝送装置。 - 【請求項２】請求項１記載の前記光送信器から送信され
たデータパケットに対するルーティング処理を行う光ス
イッチと、 回線の接続情報を管理し前記データ伝送装置からの制御
パケットの処理、前記データ伝送装置との制御信号の伝
送制御、及び前記データパケットのルーティング制御の
ための前記光スイッチの切替制御を行う制御装置と、 を含むことを特徴とする光スイッチ装置。 - 【請求項３】送信メッセージを送信先アドレスなどの制
御情報と送信データ本体に分解し、制御パケットとデー
タパケットとに個別にパケット化するネットワークイン
ターフェイスと、 前記制御パケットと前記データパケットとに対して設け
られ前記制御パケットと前記データパケットとをそれぞ
れ格納する送信バッファと、 前記制御パケットと前記データパケットのそれぞれを一
時的に待避格納するためのリトライバッファと、 前記送信バッファ及び前記リトライバッファとを制御す
る制御装置と、 少なくとも前記データパケットを電気−光変換して光伝
送路に出力する光送信器と、 を含むデータ伝送装置と、 前記光送信器から送信されたデータパケットに対するル
ーティング処理を行う光スイッチと、 回線の接続情報を管理し前記データ伝送装置からの制御
パケットの処理、前記データ伝送装置との制御信号の伝
送制御、及び前記データパケットのルーティング制御の
ための前記光スイッチの切替制御を行うアービター装置
と、 を含む光スイッチ装置と、 を備えてなる光ネットワークの光スイッチ制御方式にお
いて、 前記アービター装置におけるアービトレーション処理
と、前記光送信器における電気−光変換と、を並行して
行い、 前記アービトレーション処理により光受信器との回線接
続に成功した場合には、前記光スイッチを切替えて前記
データパケットを通過させ、 回線接続に失敗した場合には、回線接続後に前記データ
伝送装置の前記リトライバッファより前記リトライバッ
ファに待避されていたデータパケットの再送を行う、こ
とを特徴とする光スイッチ制御方式。 - 【請求項４】送信メッセージを制御情報と送信データと
に分解し、制御パケットとデータパケットとに個別にパ
ケット化するネットワークインターフェイス回路と、 前記データパケットを送信する第１の光送信器と、 前記第１の光送信器からの光信号とは異なる波長に割り
当てられた光信号で前記制御パケットを送信する第２の
光送信器と、 前記第１及び第２の光送信器からの光信号を多重化する
波長多重器と、 データパケットを受信する第１の光受信器と、 前記第１の光受信器へ入力される光信号とは異なる波長
に割り当てられた制御光信号を受信する第２の光受信器
と、 前記第１及び第２の光受信器への光信号を分離する波長
分離器と、 を備えたデータ伝送装置。 - 【請求項５】請求項４記載の前記データ伝送装置からの
波長多重化された光信号をデータパケットと制御パケッ
トとに分離する波長分離器と、 前記データパケットに対してルーティング処理を行う光
スイッチと、 前記制御パケットを受信する光受信器と、 前記制御パケットを処理するアービター装置と、 前記光スイッチからの光信号とは異なる波長の割り当て
られた前記データ伝送装置への応答用の制御信号を送信
する光送信器と、 前記光スイッチと前記光送信器からの光信号を多重化す
る波長多重器と、 を備えたことを特徴とする光スイッチ装置。 - 【請求項６】前記制御パケットと前記データパケットと
に対応して設けられ前記制御パケットと前記データパケ
ットとをそれぞれを格納する送信バッファと、 前記制御パケットと前記データパケットのそれぞれを一
時的に待避格納するためのリトライバッファと、 前記送信バッファと前記リトライバッファとを制御する
制御装置と、を備えたことを特徴とする請求項４記載の
データ伝送装置。 - 【請求項７】前記請求項１、３、４、６に記載のデータ
伝送装置における前記送信バッファ及び前記リトライバ
ッファが先入れ先出し型のバッファからなることを特徴
とするデータ伝送装置。 - 【請求項８】前記アービター装置が、前記アービトレー
ション処理により光受信器との回線接続に成功した場合
には、前記データ伝送装置に対し前記リトライバッファ
をクリアするように制御するための信号を応答信号とし
て返送し、回線接続に失敗した場合には前記リトライバ
ッファに前記制御パケットと前記データパケットとを保
持するように制御するための信号を応答信号として返送
する、ことを特徴とする請求項３記載の光スイッチ制御
方式。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35013995A JPH09181774A (ja) | 1995-12-23 | 1995-12-23 | 光スイッチ装置及び光スイッチ制御方式 |
| EP96118834A EP0780715A1 (en) | 1995-12-23 | 1996-11-25 | Optical switching network and control method for same |
| US08/767,205 US5786917A (en) | 1995-12-23 | 1996-12-16 | Optical switching network and control method for same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35013995A JPH09181774A (ja) | 1995-12-23 | 1995-12-23 | 光スイッチ装置及び光スイッチ制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09181774A true JPH09181774A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18408495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35013995A Pending JPH09181774A (ja) | 1995-12-23 | 1995-12-23 | 光スイッチ装置及び光スイッチ制御方式 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5786917A (ja) |
| EP (1) | EP0780715A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09181774A (ja) |
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| WO2020189267A1 (ja) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法および通信システム |
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| US6411412B1 (en) | 2000-12-08 | 2002-06-25 | Seneca Networks | WDM optical communication network with data bridging plural optical channels between optical waveguides |
| KR20040008124A (ko) * | 2001-01-31 | 2004-01-28 | 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 | 제어 정보 제공 방법 및 통신 스위치 및 이를 포함하는호스트 컴퓨터 시스템 |
| US7191249B1 (en) | 2002-06-14 | 2007-03-13 | Juniper Networks, Inc. | Packet prioritization systems and methods using address aliases |
| US7778545B2 (en) * | 2004-11-02 | 2010-08-17 | Pmc-Sierra Israel Ltd | Methods and systems for bandwidths doubling in an ethernet passive optical network |
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| WO2008033870A2 (en) | 2006-09-11 | 2008-03-20 | Lumexis Corporation | Fiber-to-the-seat (ftts) fiber distribution system |
| WO2011017233A1 (en) | 2009-08-06 | 2011-02-10 | Lumexis Corporation | Serial networking fiber-to-the-seat inflight entertainment system |
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| US8416698B2 (en) | 2009-08-20 | 2013-04-09 | Lumexis Corporation | Serial networking fiber optic inflight entertainment system network configuration |
| JP5703839B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2015-04-22 | ソニー株式会社 | 送信装置、情報処理方法、プログラム、および送信システム |
| CN106464380B (zh) * | 2014-04-18 | 2019-09-20 | 华为技术有限公司 | 互连***、装置和数据传输方法 |
Family Cites Families (5)
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