JPH0556004A - Wdmスター型マルチステージネツトワーク - Google Patents

Wdmスター型マルチステージネツトワーク

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JPH0556004A
JPH0556004A JP3216893A JP21689391A JPH0556004A JP H0556004 A JPH0556004 A JP H0556004A JP 3216893 A JP3216893 A JP 3216893A JP 21689391 A JP21689391 A JP 21689391A JP H0556004 A JPH0556004 A JP H0556004A
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JP
Japan
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connection
niu
basic
input
column
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JP3216893A
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English (en)
Inventor
Riyouji Takeyari
良治 武鎗
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】スター型マルチステージネットワークを容易に
構成する。 【構成】カラムごとに異なる波長を割当て、各カラムか
らの同一接続となる信号をカプラ3でWDMして多重化
することで、単一の基本接続部1によってネットワーク
を構成する。 【効果】使用する波長が少なくなり、また必要な光ファ
イバの数が減ってネットワークの拡張保守が容易にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は情報を効率よく伝送交換
するマルチチャネルマルチステージネットワークに関
し、特にステージ間の接続が同一でかつ物理トポロジー
がスター型のネットワーク構成法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在普及しているイーサネット・トーク
ンリングなどのシングルチャネルLANではNIU(Net
work Interface Unit)間でチャネルをシェアするため、
NIU数の増加に反比例してNIU当りのスループット
が低下する。スループットを大きくするためにはチャネ
ル数を複数にすることが有効であるが、ノードが異なる
チャネルに散在するためルーティングが必要になる。シ
ングルチャネルネットワークにおけるスループットの低
下を抑え、効率的なルーティングを行うネットワークと
して、マルチチャネルネットワークの一形態であるシャ
ッフルネットが提案されており、エーティーティー・テ
クニカルジャーナル、6(1987年)、11/12月
号第21頁から34頁(AT&T Technical Journal Novemb
er/December 1987 Volume 66 Issue 6 pp.21-34)および
US4,931,959において詳細に述べられている。前者の文
献ではシャッフルネットを規定する接続グラフ(NIU
間接続図)と共に、物理的にバス型、リング型、スター
型のトポロジーで実現した例も述べられている。シャッ
フルネットは一群のNIUを1ステージ(以下、カラム
と称する)として扱い、カラム間をパーフェクトシャッ
フルと呼ばれる接続グラフで接続するマルチステージネ
ットワークである。シャッフルネットにおいてはNIU
当たりのチャネル数すなわち送信機及び受信機の数が
p、カラム数がkの場合、カラム当たりのNIU数はp
^k、ネットワーク全体のNIU数はk×p^kとな
る。また、この時に総チャネル数はp×k×p^kにな
る。図4は上記文献に記載されている(p=2,k=
3)の場合の接続グラフである。図5は上記文献に掲載
されている物理的にスター型の構成であり、(a)は各
送信機に異なる波長を割り当ててスターカプラで接続し
たWDM(Wavelength Division Multipexing)による構
成、(b)は全ての送信機と受信機を1対1に光ファイ
バで接続した構成である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では以下の問題がある。すなわち既に述べたように
(p,k)シャッフルネットでは必要なチャネル数はp
×k×p^kなので、これを図5(a)の波長多重伝送
路で構成すると必要な波長数もp×k×p^kになり、
ネットワーク規模が大きくなると必要波長数が著しく増
加する。また図5(b)の構成では接続に要する光ファ
イバ数はp×k×p^kであり、ネットワークの設置・
保守・拡張を制限する要因になる。
【0004】本発明の目的はシャッフルネットのような
ステージ間接続が同じになるスター型マルチステージネ
ットワークにおいて、使用波長数を少なくし、NIU間
の物理的な接続を容易にすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はステージ間接続
グラフが常に同じであることに着目し、基本となる接続
グラフを光ファイバまたは光導波路で唯一作成し(以
下、基本接続部と称する)、各カラムに異なる波長を割
当て、この波長を先の基本接続部にWDMによって多重
化するものである。
【0006】また各カラムに異なるCDM(Code Divisi
on Multiplexing)コードを割当、この信号を先の基本接
続部にCDMによって多重化するものである。
【0007】また先の基本接続部を並芯光ファイバまた
は光導波路を積層して構成し、SDM(Space Division
Multiplexing)によって多重化するものである。
【0008】
【作用】ステージ間の接続のための接続部は唯一基本接
続部だけなので、接続部に必要な光ファイバは1/kに
減少し、必要な波長数もkに減少する。
【0009】CDMで多重した場合には接続部に必要な
光ファイバは1/kに減少し、必要な波長数は1にな
る。
【0010】SDMで多重化した場合には必要なファイ
バ数は減少しないが、接続・保守が容易になる。
【0011】従ってネットワークの設置・保守・拡張が
容易になる。
【0012】
【実施例】図1と図2を用いて本発明の一実施例を示
す。ここでは(p=2,k=3)のシャッフルネットを
示したが、他の場合も同様に構成することができる。図
1は本発明のネットワークの物理的な構成図である。1
は基本接続部、2は基本シャッフル接続グラフを構成す
る接続光ファイバ、3は入力の光カプラ、4は出力の光
カプラ、5及び5’はNIU、6はNIUから基本接続
部への光ファイバ、7は基本接続部からNIUへの光フ
ァイバ、8は送信機、9は受信機である。図1では信号
の流れを見やすくするため、送信するNIUと5と受信
するNIU5’を別に示したが、実際には同一のNIU
である。図2に従い、カラムごとの波長割当を示したも
のである。
【0013】他の文献ではカラム内のNIU配列を変え
ることでカラム間の接続グラフを同一でなくした例もあ
るが、本発明で用いる接続パターンは図2に示すように
カラム間の接続パターンが同じでなければならない。
(p,k)シャッフルネットにおける接続規則を図3に
示す。すなわちNIUi(0≦i≦p^k−1)の出力
j(0≦j≦p−1)をNIU(p×i+j mod
p^k)(modはモジュロ演算を表す)に接続する。
従ってシャッフルネットを物理的にスター型のトポロジ
ーで構成する場合、単一の接続部を共用することができ
る。本実施例では基本接続部を共用するためにWDMに
よる多重化を用いた。つまりカラムごとに固有の異なる
送信波長を割当て、NIUは属するカラムに固有の波長
の送信機で送信し、その信号を接続グラフにおける異な
るカラムの同位置の送信信号を基本接続部の一つの入力
に多重化することで基本接続部の共用を可能にした。
【0014】図2では本発明の説明を容易にするために
図4に示すNIU番号を付替ている。カラムx(xは1
〜3)に属するNIUの番号は5−y−x(yはa〜h
のアルファベット)とする。波長割当てはカラムxに属
するNIUに対しては送信波長をλxとする。従って図
1においてNIU5−y−xの送信機8−y−x−z
(zは1または2)は波長λxで送信する。送信機8と
光カプラ3の接続は以下のように行う。すなわち送信機
8−y−x−1の出力は光カプラ3−y−1に、送信機
8−y−x−2の出力は光カプラ3−y−2に接続す
る。この時、光カプラ3−y−1および3−y−2では
相異なる波長λ1、λ2、λ3で多重化されるため、信
号が混信することは無い。基本接続部1の光ファイバ2
は図2におけるカラム1つ分の接続グラフに一致する。
【0015】出力光カプラ4−y−1も同様に出力光フ
ァイバ7を介してNIU5−y−xの受信機9−y−x
−1に、出力光カプラ4−y−2の出力は受信機9−y
−x−2に接続する。ここで受信機9−y−x−zは波
長λ(x−1)(但しx−1が0の時はk)を選択受信
するように設計する。これは受光器の前に光フィルタを
設けるか、ヘテロダイン検波にすることで容易に実現で
きる。
【0016】以上の構成により図2に示す論理トポロジ
ーのネットワークを構成することができた。本発明で使
用した波長はk(=3)であり、従来例にみられるWD
Mシャッフルネットと比較して大幅に減少した。これは
送受信機の種類が少なくなる点で作成・保守が容易にな
ることを意味する。また本発明に依ればネットワークを
拡張する(kを大きくする)際、既に光カプラ3及び4
に接続している送受信機についてはその接続を変更する
必要は無く、新たにNIUと光カプラを追加・接続し、
接続光ファイバ2によるコネクション部を変更するだけ
で良い。従ってネットワークの拡張が容易になる。
【0017】図1における光カプラ3はWMUX(Wavel
engthMultiplexer)に置き換えることもできる。この場
合、送信機の波長によってWMUXの入力ポートを対応
させる必要があるが、合波時の損失を小さくすることが
できる。
【0018】同様に図1におけるカプラ4をWDMUX
(Wavelength De-Multiplexer)に置き換えることもでき
る。この場合、ネットワークの接続グラフにしたがって
WDMUXの出力ポートと受信機を対応させる必要があ
るが、分波時の損失が小さくなり、また受信機が波長選
択性の無いもので良いという利点がある。
【0019】前記実施例は基本接続部1をWDMで多重
化することで共用を図った。しかしCDMによっても同
様の共用が可能になる。すなわち図2においてカラムご
とに固有の波長代わりに固有のCDMコードxを割り当
てる。そして図1において送信機8−y−x−zはコー
ドxによってエンコードして送信する。一方、受信機9
−y−x−zはコード(x−1)(但しx−1が0の時
はk)で逆拡散するCDM受信機とする。以上の構成に
より図2に示す接続グラフのネットワークを構成するこ
とができた。
【0020】同様に基本接続部1をSDMで多重化する
こともできる。SDMの場合は並芯ファイバまたは色分
けなどにより対応関係を区別できるように束ねた光ファ
イバで基本接続部1を構成する。これは従来例の全光フ
ァイバ接続に対して接続を整理しただけであるが、ネッ
トワークの拡張が容易になる。
【0021】以上の実施例では基本接続部1のコネクシ
ョンを光ファイバによって実現した。これを光導波路に
よる光平面回路で作成することで大量生産が容易にな
る。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば異なるカラムの信号を共
通の基本接続部に多重化することで容易にスター型シャ
ッフルネットを構成でき、拡張・保守が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例を示すネットワーク構成図で
ある。
【図2】本発明の接続グラフと波長割当を示す図であ
る。
【図3】シャッフルネット接続グラフの接続規則を示す
図である。
【図4】従来例のシャッフルネット接続グラフである。
【図5】従来例のスター型シャッフルネットの物理トポ
ロジーである。
【符号の説明】
1…基本接続部、2…接続光ファイバ、3…入力光カプ
ラ、4…出力光カプラ、5…NIU、6…入力光ファイ
バ、7…出力光ファイバ、8…送信機、9…受信機。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接続グラフがステージ間で同一になる物理
    トポロジーがスター型のマルチステージネットワークに
    おいて、 カラムごとに互いに異なる固有の送信波長を割当て、 属するカラムに割り当てられた波長で送信する送信機
    と、受信すべきカラムに割り当てられた波長を受信する
    受信機を備えたNIUと、 光ファイバまたは光導波路で構成したステージ間基本接
    続パターンを成すコネクション部と、該光ファイバまた
    は光導波路の入力および出力に少なくともNIUの送信
    機数分の入力または出力を持つカプラを接続した基本接
    続部を設け、 該NIUの送信機出力をステージ間接続に対応して該基
    本接続部の入力に接続し、該NIUの受信機入力をステ
    ージ間接続に対応して該基本接続部の出力に接続するこ
    とを特徴とするWDMスター型マルチステージネットワ
    ーク。
  2. 【請求項2】接続グラフがステージ間で同一になる物理
    トポロジーがスター型のマルチステージネットワークに
    おいて、 カラムごとに互いに異なる固有の送信波長を割当て、 属するカラムに割り当てられた波長で送信する送信機
    と、波長依存性の無い受信機を備えたNIUと、 光ファイバまたは光導波路で構成したステージ間基本接
    続パターンを成すコネクション部と、該光ファイバまた
    は光導波路の入力に少なくともNIUの送信機数分の入
    力を持つカプラを接続し、該光ファイバまたは光導波路
    に前述のカラムに割り当てた波長に対応する分波特性を
    持つ分波器を接続した基本接続部を設け、該NIUの送
    信機出力をステージ間接続に対応して該基本接続部の入
    力に接続し、該NIUの受信機入力をステージ間接続に
    対応して該基本接続部の受信波長を出力するポートに接
    続したことを特徴とするWDMスター型マルチステージ
    ネットワーク。
  3. 【請求項3】請求項2の基本接続部の入力のカプラを波
    長依存性を有する合波器とし、該NIUの送信機出力を
    ステージ間接続に対応して該基本接続部の合波器の対応
    する入力ポートに接続したことを特徴とするWDMスタ
    ー型マルチステージネットワーク。
  4. 【請求項4】接続グラフがステージ間で同一になる物理
    トポロジーがスター型のマルチステージネットワークに
    おいて、 カラムごとに互いに異なる固有のCDMコードを割当
    て、 属するカラムに割り当てられたCDMコードで送信する
    送信機と、受信すべきカラムに割り当てられたCDMコ
    ードを受信する受信機を備えたNIUと、 光ファイバまたは光導波路で構成したステージ間基本接
    続パターンを成すコネクション部と、該光ファイバまた
    は光導波路の入力および出力に少なくともNIUの送信
    機数分の入力または出力を持つカプラを接続した基本接
    続部を設け、 該NIUの送信機出力をステージ間接続に対応して該基
    本接続部の入力に接続し、該NIUの受信機入力をステ
    ージ間接続に対応して該基本接続部の出力に接続したこ
    とを特徴とするCDMスター型マルチステージネットワ
    ーク。
  5. 【請求項5】接続グラフがステージ間で同一になる物理
    トポロジーがスター型のマルチステージネットワークに
    おいて、 送信機と受信機を備えたNIUと、 並芯または束ねた光ファイバで構成したステージ間基本
    シ接続パターン、または光導波路で構成したステージ間
    基本接続パターンを積層したコネクション部からなる基
    本接続部を設け、 該NIUの送信機出力をステージ間接続に対応して該基
    本接続部の入力に接続し、該NIUの受信機入力をステ
    ージ間接続に対応して該基本接続部の出力に接続したこ
    とを特徴とするSDMスター型マルチステージネットワ
    ーク。
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