JPH06101745B2 - 通信ネットワーク - Google Patents
通信ネットワークInfo
- Publication number
- JPH06101745B2 JPH06101745B2 JP6995088A JP6995088A JPH06101745B2 JP H06101745 B2 JPH06101745 B2 JP H06101745B2 JP 6995088 A JP6995088 A JP 6995088A JP 6995088 A JP6995088 A JP 6995088A JP H06101745 B2 JPH06101745 B2 JP H06101745B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nius
- network
- niu
- communication
- channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 42
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 235000008694 Humulus lupulus Nutrition 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 14
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
- H04J14/0241—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths
- H04J14/0242—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON
- H04J14/0245—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for downstream transmission, e.g. optical line terminal [OLT] to ONU
- H04J14/0246—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for downstream transmission, e.g. optical line terminal [OLT] to ONU using one wavelength per ONU
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
- H04J14/0241—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths
- H04J14/0242—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON
- H04J14/0245—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for downstream transmission, e.g. optical line terminal [OLT] to ONU
- H04J14/0247—Sharing one wavelength for at least a group of ONUs
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
- H04J14/0241—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths
- H04J14/0242—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON
- H04J14/0249—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for upstream transmission, e.g. ONU-to-OLT or ONU-to-ONU
- H04J14/025—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for upstream transmission, e.g. ONU-to-OLT or ONU-to-ONU using one wavelength per ONU, e.g. for transmissions from-ONU-to-OLT or from-ONU-to-ONU
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
- H04J14/0241—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths
- H04J14/0242—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON
- H04J14/0249—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths in WDM-PON for upstream transmission, e.g. ONU-to-OLT or ONU-to-ONU
- H04J14/0252—Sharing one wavelength for at least a group of ONUs, e.g. for transmissions from-ONU-to-OLT or from-ONU-to-ONU
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0278—WDM optical network architectures
- H04J14/028—WDM bus architectures
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/0278—WDM optical network architectures
- H04J14/0282—WDM tree architectures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の背景） ［発明の属する技術分野］ 本発明は、高速光学素子を必要とすることなしに、ネッ
トワーク内に複数のユーザデータパケットを同時に存在
させることができる、マルチチャネル・マルチホップ光
通信ネットワークに関する。
トワーク内に複数のユーザデータパケットを同時に存在
させることができる、マルチチャネル・マルチホップ光
通信ネットワークに関する。
［従来技術の説明］ 長距離ポイント・ツー・ポイント通信に関しては、光通
信が選択可能な技術となってきている。複数ユーザのロ
ーカルシステムに応用した場合、光通信技術は各エンド
ユーザに対して莫大な帯域を使用可能とし、それに伴
い、安価で莫大な帯域に基づいた革新的な新ユーザサー
ビスおよび新機能を提供する可能性を有する。しかしな
がら、実際の光通信ネットワークは、この可能性を充分
に現実化しているとは言い難い。能動電子回路を用い
た、対撚線、同軸ケーブル、または無線に基づくネット
ワークと比較すると、光通信は未成熟な技術である。
信が選択可能な技術となってきている。複数ユーザのロ
ーカルシステムに応用した場合、光通信技術は各エンド
ユーザに対して莫大な帯域を使用可能とし、それに伴
い、安価で莫大な帯域に基づいた革新的な新ユーザサー
ビスおよび新機能を提供する可能性を有する。しかしな
がら、実際の光通信ネットワークは、この可能性を充分
に現実化しているとは言い難い。能動電子回路を用い
た、対撚線、同軸ケーブル、または無線に基づくネット
ワークと比較すると、光通信は未成熟な技術である。
光通信ネットワークの有する可能性を生かしきるために
必要な、線計増幅、ユーザ側のレーザの瞬間周波数の正
確な制御、および多数のユーザ間での光信号のルーティ
ングのような、性能素子を要する基本動作に関しても、
技術的のブレイクスルーが必要である。さらに、光伝送
手段は、数十テラヘルツ（THz）にも及ぶ帯域を有する
にもかかわらず、特定のユーザがネットワークの単一の
ユーザポートを通じてその帯域を送受信のために使用す
る場合には、作用可能な帯域は、光が電気光学的に変復
調される速度によって制限され、毎秒数ギガビットのオ
ーダーの速度となってしまう。
必要な、線計増幅、ユーザ側のレーザの瞬間周波数の正
確な制御、および多数のユーザ間での光信号のルーティ
ングのような、性能素子を要する基本動作に関しても、
技術的のブレイクスルーが必要である。さらに、光伝送
手段は、数十テラヘルツ（THz）にも及ぶ帯域を有する
にもかかわらず、特定のユーザがネットワークの単一の
ユーザポートを通じてその帯域を送受信のために使用す
る場合には、作用可能な帯域は、光が電気光学的に変復
調される速度によって制限され、毎秒数ギガビットのオ
ーダーの速度となってしまう。
時分割および周波数（または波長）分割多重化は、それ
ぞれ、複数のユーザ間で通信チャネルを共用するための
最も一般的な方法である。この事項に関しては、例え
ば、ティー・エス・キンゼル（T.S.Kinsel）およびオー
・イー・デランジュ（O.E.Delange）による、プロシー
ディングズ・オブ・ジ・アイ・トリプル・イー（Procee
dings of the IEEE）第58巻第10号（1970年10月）に
記載の、広帯域光通信システムに用いられる時分割多重
化および周波数分割多重化に関する論文の第Ｉ部および
第II部（それぞれ第1666〜1682頁および第1683〜1690
頁）に説明がある。
ぞれ、複数のユーザ間で通信チャネルを共用するための
最も一般的な方法である。この事項に関しては、例え
ば、ティー・エス・キンゼル（T.S.Kinsel）およびオー
・イー・デランジュ（O.E.Delange）による、プロシー
ディングズ・オブ・ジ・アイ・トリプル・イー（Procee
dings of the IEEE）第58巻第10号（1970年10月）に
記載の、広帯域光通信システムに用いられる時分割多重
化および周波数分割多重化に関する論文の第Ｉ部および
第II部（それぞれ第1666〜1682頁および第1683〜1690
頁）に説明がある。
多重伝送における同時性は、ネットワーク内で多重伝送
される各信号が、ネットワークによってルーティングさ
れる際に識物可能で、正しく、ユーザレシーバによって
認識されることを要求する。光ネットワークにおいて識
別可能性を保つための１つのアプローチは波長分割多重
化（WDM）によるものである。このアプローチでは、与
えられた伝送に関連する２つのエンドユーザのそれぞれ
に対して、同時に存在する他のすべての伝送とは異なる
ある固有の波長が、メッセージの伝送の期間、割り当て
られる。このアプローチは、２つの明白な欠点を有す
る。第１に、すべてのユーザ間に完全な相互接続性を持
たせ、すべてのユーザに対して他のすべてのユーザとの
通信を可能とするためには、すべてのユーザのトランス
ミッタもしくはレシーバ、またはその双方が、ネットワ
ーク内で用いられるすべての波長チャネルに同調できる
ことが要求される。高速波長即応性、すなわち、ネット
ワーク内を流れる情報パケットの接続時間と比較して短
い時間スケールで光トランスミッタおよびレシーバを正
確に同調させる能力が、WDMネットワークには本質的に
必要とされる。第２に、レシーバはどの瞬間においても
単一のチャネルのみを聴取しているため、WDMネットワ
ークは本質的には同報的ではなく、それゆえ、各メッセ
ージに対する適切なトランスミッタ／レシーバ対が同一
時間間隔中に同一チャネルに割り当てられるためのある
種の予約方式が用いられなければならない。よって、全
ユーザ間の厳格な動的統合が必要で、そのために集中型
または分散型のネットワークコントローラまたはスケジ
ューラが必要となる。同様な要件が、時分割多重光ネッ
トワークにおいても必要とされる。
される各信号が、ネットワークによってルーティングさ
れる際に識物可能で、正しく、ユーザレシーバによって
認識されることを要求する。光ネットワークにおいて識
別可能性を保つための１つのアプローチは波長分割多重
化（WDM）によるものである。このアプローチでは、与
えられた伝送に関連する２つのエンドユーザのそれぞれ
に対して、同時に存在する他のすべての伝送とは異なる
ある固有の波長が、メッセージの伝送の期間、割り当て
られる。このアプローチは、２つの明白な欠点を有す
る。第１に、すべてのユーザ間に完全な相互接続性を持
たせ、すべてのユーザに対して他のすべてのユーザとの
通信を可能とするためには、すべてのユーザのトランス
ミッタもしくはレシーバ、またはその双方が、ネットワ
ーク内で用いられるすべての波長チャネルに同調できる
ことが要求される。高速波長即応性、すなわち、ネット
ワーク内を流れる情報パケットの接続時間と比較して短
い時間スケールで光トランスミッタおよびレシーバを正
確に同調させる能力が、WDMネットワークには本質的に
必要とされる。第２に、レシーバはどの瞬間においても
単一のチャネルのみを聴取しているため、WDMネットワ
ークは本質的には同報的ではなく、それゆえ、各メッセ
ージに対する適切なトランスミッタ／レシーバ対が同一
時間間隔中に同一チャネルに割り当てられるためのある
種の予約方式が用いられなければならない。よって、全
ユーザ間の厳格な動的統合が必要で、そのために集中型
または分散型のネットワークコントローラまたはスケジ
ューラが必要となる。同様な要件が、時分割多重光ネッ
トワークにおいても必要とされる。
同時性を持たせるための従来のアプローチに関する基本
的な問題は、各送信ノードが対応する受信ノードに対し
て即時に接続されなければならないという点である。現
在の最新式光通信技術では、ユーザ対を適切に相互接続
するために必要な動的即応性を得ることができない。す
なわち、従来技術における問題点は、動的即応性を必要
とすることなしに、ネットワークユーザ対間の多重伝送
の同時性を実現する通信ネットワーウが得られないこと
である。
的な問題は、各送信ノードが対応する受信ノードに対し
て即時に接続されなければならないという点である。現
在の最新式光通信技術では、ユーザ対を適切に相互接続
するために必要な動的即応性を得ることができない。す
なわち、従来技術における問題点は、動的即応性を必要
とすることなしに、ネットワークユーザ対間の多重伝送
の同時性を実現する通信ネットワーウが得られないこと
である。
（発明の概要） 前述の、従来技術における問題点は、本発明によって解
決される。本発明によれば、高速光学素子を必要とする
ことなしに、複数のユーザデータパケットがネットワー
ク内を同時に電播することが可能な、マルチャネル・マ
ルチホップ光通信ネットワークが実現される。特に、本
発明は、複数の独立したユーザノードをサポートする光
通信媒体、および、Ｎ個のネットワークインタフェース
ユニット（NIU）からなる光通信ネットワークに関す
る。各NIUは通信媒体およびネットワーク内の別々のユ
ーザノードに接続され、それぞれ単一の通信チャネルに
対して通信およひ受信を行うように個別に固定的に割り
当てられた１以上のトランスミッタおよびレシーバから
なる。通信チャネルおよびNIUトランスミッタ／レシー
バは、少なくとも１つのNIUが、最低限他の２つのNIUへ
送信可能であり、さらに最低限他の２つのNIUから受信
可能であって、少なくとも１つのNIUが、最低限１つの
他のNIUに対しては、通信チャネルを通じて直接送信す
ることができないものである。
決される。本発明によれば、高速光学素子を必要とする
ことなしに、複数のユーザデータパケットがネットワー
ク内を同時に電播することが可能な、マルチャネル・マ
ルチホップ光通信ネットワークが実現される。特に、本
発明は、複数の独立したユーザノードをサポートする光
通信媒体、および、Ｎ個のネットワークインタフェース
ユニット（NIU）からなる光通信ネットワークに関す
る。各NIUは通信媒体およびネットワーク内の別々のユ
ーザノードに接続され、それぞれ単一の通信チャネルに
対して通信およひ受信を行うように個別に固定的に割り
当てられた１以上のトランスミッタおよびレシーバから
なる。通信チャネルおよびNIUトランスミッタ／レシー
バは、少なくとも１つのNIUが、最低限他の２つのNIUへ
送信可能であり、さらに最低限他の２つのNIUから受信
可能であって、少なくとも１つのNIUが、最低限１つの
他のNIUに対しては、通信チャネルを通じて直接送信す
ることができないものである。
（実施例の説明） 第１〜３図には、本発明に係る、マルチホップ光通信ネ
ットワークの具体例について、簡単のため、そのバス構
造のみが示されている。ここで示した具体例は説明のた
めだけのものであって、これによっての本発明の範囲を
制限するものではなく、以下に述べるように、他のネッ
トワーク構造や送受信装置を含めることによって、本発
明のより広範な側面をカバーするようなものへと拡張さ
れうることに留意されたい。第２図には、個別のユーザ
またはユーザ群に対するネットワークインタフェースが
示されている。このネットワークインタフェースは２つ
の単一方向性光バス10aおよび10bを有し、それぞれがヘ
ッドエンド12で相互接続されている。これらは光ファイ
バのような単一の光導波路または複数の光導波路より形
成可能であり、それに沿って複数のネットワークインタ
フェースユニット（NIU）110〜117が配置されている。
すべてのNIUは送信バス10aへ送信し、すべてのメッセー
ジは送信バス10aを単一方向に伝播してヘッドエンド12
に達する。ヘッドエンド12ではバスを形成する光導波路
は受動的に閉回路を形成し、放送バス10bによってNIU11
0〜117へそのメッセージ（パケット）を伝播させる。
ットワークの具体例について、簡単のため、そのバス構
造のみが示されている。ここで示した具体例は説明のた
めだけのものであって、これによっての本発明の範囲を
制限するものではなく、以下に述べるように、他のネッ
トワーク構造や送受信装置を含めることによって、本発
明のより広範な側面をカバーするようなものへと拡張さ
れうることに留意されたい。第２図には、個別のユーザ
またはユーザ群に対するネットワークインタフェースが
示されている。このネットワークインタフェースは２つ
の単一方向性光バス10aおよび10bを有し、それぞれがヘ
ッドエンド12で相互接続されている。これらは光ファイ
バのような単一の光導波路または複数の光導波路より形
成可能であり、それに沿って複数のネットワークインタ
フェースユニット（NIU）110〜117が配置されている。
すべてのNIUは送信バス10aへ送信し、すべてのメッセー
ジは送信バス10aを単一方向に伝播してヘッドエンド12
に達する。ヘッドエンド12ではバスを形成する光導波路
は受動的に閉回路を形成し、放送バス10bによってNIU11
0〜117へそのメッセージ（パケット）を伝播させる。
第１図に、第２図のネットワークの例を示す。この例で
は、単一光ファイバによるバス10aおよび10bによって16
本の波長分割多重（WDM）チャネルが形成されている。
説明のため、各チャネルは、それぞれのチャネルでの変
調キャリアどうしが重なりあわないような間隔で設定さ
れており、すべてのキャリアは変調時において異なって
いると仮定する。このネットワーク内の各NIU11iは２つ
のレーザトランスミッタを有する。簡単のため、それぞ
れが単一モードレーザであると仮定するが、各チャネル
の区別がつく限りにおいて多モードレーザも使用可能で
ある。それぞれのNIUにおける２つの光トランスミッタ
はそれぞれ16本のWDMチャネルの内の１つに固定的に同
調させられており、ユーザノードにおいては、例えば毎
秒１ギガビット（1Gb/sec）の速度で変調されている。
この例では、各NIUはそれぞれ２つのレーザトランスミ
ッタによって２つのチャネルのみによって最大速度1Gb/
secで送信できる。同様に、各NIUはそれぞれ２つのレシ
ーバを有し、各々がWDMチャネルの１つの固定的に同調
させられ、この例では1Gb/secで受信する。チャネルの
選択は、例えば、適切な２つのチャネルを選択するよう
な２つの狭帯域光フィルタによるか、またはコヒーレン
トヘテロダイン検波による。後者の場合には、各レシー
バは、第４図に示しかつ後に詳述するように、適切なチ
ャネルを受信するように同調させられた２つの単一モー
ドレーザを有する。
は、単一光ファイバによるバス10aおよび10bによって16
本の波長分割多重（WDM）チャネルが形成されている。
説明のため、各チャネルは、それぞれのチャネルでの変
調キャリアどうしが重なりあわないような間隔で設定さ
れており、すべてのキャリアは変調時において異なって
いると仮定する。このネットワーク内の各NIU11iは２つ
のレーザトランスミッタを有する。簡単のため、それぞ
れが単一モードレーザであると仮定するが、各チャネル
の区別がつく限りにおいて多モードレーザも使用可能で
ある。それぞれのNIUにおける２つの光トランスミッタ
はそれぞれ16本のWDMチャネルの内の１つに固定的に同
調させられており、ユーザノードにおいては、例えば毎
秒１ギガビット（1Gb/sec）の速度で変調されている。
この例では、各NIUはそれぞれ２つのレーザトランスミ
ッタによって２つのチャネルのみによって最大速度1Gb/
secで送信できる。同様に、各NIUはそれぞれ２つのレシ
ーバを有し、各々がWDMチャネルの１つの固定的に同調
させられ、この例では1Gb/secで受信する。チャネルの
選択は、例えば、適切な２つのチャネルを選択するよう
な２つの狭帯域光フィルタによるか、またはコヒーレン
トヘテロダイン検波による。後者の場合には、各レシー
バは、第４図に示しかつ後に詳述するように、適切なチ
ャネルを受信するように同調させられた２つの単一モー
ドレーザを有する。
第１図のマルチホップネットワークは、バス10aおよび1
0b上の個別のチャネルが個別の光ファイバよりなり、そ
れぞれがヘッドエンドにおいて適切なNIU対を相互切続
するような、非WDM型のスター構造のネットワークを記
述するのにも用いられ得ることに留意すべきである。よ
り詳細に述べれば、NIU110の第１および第２トランスミ
ッタは、それぞれチャネル９および11と示された個別の
光ファイバを通じて送信し、それぞれの光はファイバは
それぞれNIU114および115の２つのレシーバで終端処理
される。同様に他のNIUも個別の光ファイバに接続され
ていて、それぞれ対応するNIU対の個別のレシーバで終
端処理される。それゆえに、チャネルという語は以後個
別のWDM周波数帯またはそれに対応した個別の専用光フ
ァイバのいずれかを指し示すものとする。さらに、ネッ
トワークにおいて用いられるチャネルの完全なセット
は、複数の光ファイバ上のWDMの組合から導出される。
0b上の個別のチャネルが個別の光ファイバよりなり、そ
れぞれがヘッドエンドにおいて適切なNIU対を相互切続
するような、非WDM型のスター構造のネットワークを記
述するのにも用いられ得ることに留意すべきである。よ
り詳細に述べれば、NIU110の第１および第２トランスミ
ッタは、それぞれチャネル９および11と示された個別の
光ファイバを通じて送信し、それぞれの光はファイバは
それぞれNIU114および115の２つのレシーバで終端処理
される。同様に他のNIUも個別の光ファイバに接続され
ていて、それぞれ対応するNIU対の個別のレシーバで終
端処理される。それゆえに、チャネルという語は以後個
別のWDM周波数帯またはそれに対応した個別の専用光フ
ァイバのいずれかを指し示すものとする。さらに、ネッ
トワークにおいて用いられるチャネルの完全なセット
は、複数の光ファイバ上のWDMの組合から導出される。
第１図の、16本のWDMチャネル、または専用光ファイバ
を有する８個のNIUシステムにおいて、どの２つのトラ
ンスミッタも同一のチャネルに送信することなく、また
どの２つのレシーバも同一のチャネルを受信することが
なく、さらに、チャネルルの割当が、各チャネルから受
信するレシーバがただ１つであるように構成されている
ことが理解される。例えば、NIU110を通じてネットワー
クと接続されているユーザノード０は、チャネル９およ
び11のみに送信することができ、これらのチャネルはそ
れぞれNIU114およびNIU115のみで受信される。特に、NI
U対間の光チャネル割当は、第３図に示すように、巡回
完全シャフル相互接続パターンの形態をとる。ここで、
NIUは第１列に配置されたNIU110〜113と第２列に配置さ
れたNIU114〜117の２つの組に分けられる。各NIUブロッ
クの右側は送信方向に対応し、左側は受信方向に対応す
る。第１列のトランスミッタと第２列のレシーバとの相
互接続は、完全シャフルパターンの形態をとっている。
同様に、第１列は第２列の右側に再び描けば、第２列の
トランスミッタと第１列のレシーバとの相互接続も、完
全シャフルの形態をとる。
を有する８個のNIUシステムにおいて、どの２つのトラ
ンスミッタも同一のチャネルに送信することなく、また
どの２つのレシーバも同一のチャネルを受信することが
なく、さらに、チャネルルの割当が、各チャネルから受
信するレシーバがただ１つであるように構成されている
ことが理解される。例えば、NIU110を通じてネットワー
クと接続されているユーザノード０は、チャネル９およ
び11のみに送信することができ、これらのチャネルはそ
れぞれNIU114およびNIU115のみで受信される。特に、NI
U対間の光チャネル割当は、第３図に示すように、巡回
完全シャフル相互接続パターンの形態をとる。ここで、
NIUは第１列に配置されたNIU110〜113と第２列に配置さ
れたNIU114〜117の２つの組に分けられる。各NIUブロッ
クの右側は送信方向に対応し、左側は受信方向に対応す
る。第１列のトランスミッタと第２列のレシーバとの相
互接続は、完全シャフルパターンの形態をとっている。
同様に、第１列は第２列の右側に再び描けば、第２列の
トランスミッタと第１列のレシーバとの相互接続も、完
全シャフルの形態をとる。
完全シャフルパターンによれば、この例の８個のユーザ
ノードネットワークに対しては、すべてのメッセーザ
が、その正しい宛先を直接接続または中継NIUを介した
ホッピングによって見出し得て、いかなるメッセージも
ネットワークに３回以上導入されることはない。例え
ば、第１図または第３図で、ユーザノード６がメッセー
ジ（パケット）をユーザノード１へ送信しようとする場
合を考える。このペッセージ（パケット）は、電気的イ
ンタフェースを介してユーザノード６からNIU116に到達
し、その後（ａ）NIU116において、チャネル４へ送出す
るトランスミッタへ電気的にルーティングされ、（ｂ）
続いてNIU111によってチャネル４から光学的に受信され
て、そこで電気的信号に再生されて電気的インタフェー
スを通じてNIU111からユーザノード１へ伝送される。同
様に、ユーザノード０がユーザノード６にメッセージを
送信しようとする場合には、メッセージがユーザノード
０からNIU110に電気的インタフェースを介して到達し、
続いて（ａ）光チャネル11へ送出するトランスミッタヘ
ルーティングされ、（ｂ）NIU115によって光学的に受信
・再生され、（ｃ）光チャネル７へ送出するNIU115のト
ランスミッタヘルーティングされ、（ｄ）NIU113によっ
て光学的に受信・再生され、（ｅ）チャネル14へ送出さ
れるNIU113のトランスミッタヘルーティングされ、そし
て（ｆ）NIU116によって光学的に受信されて、そこで電
気信号に再生され、電気的インタフェースを介してユー
ザノード６へ伝送される。それゆえ、上述したネットワ
ークは、即応性を要求される光学素子を必要とすること
なしに、ユーザノードからの信号の同時性およびネット
ワークのすべてのユーザ間の完全な相互接続性を有す
る。
ノードネットワークに対しては、すべてのメッセーザ
が、その正しい宛先を直接接続または中継NIUを介した
ホッピングによって見出し得て、いかなるメッセージも
ネットワークに３回以上導入されることはない。例え
ば、第１図または第３図で、ユーザノード６がメッセー
ジ（パケット）をユーザノード１へ送信しようとする場
合を考える。このペッセージ（パケット）は、電気的イ
ンタフェースを介してユーザノード６からNIU116に到達
し、その後（ａ）NIU116において、チャネル４へ送出す
るトランスミッタへ電気的にルーティングされ、（ｂ）
続いてNIU111によってチャネル４から光学的に受信され
て、そこで電気的信号に再生されて電気的インタフェー
スを通じてNIU111からユーザノード１へ伝送される。同
様に、ユーザノード０がユーザノード６にメッセージを
送信しようとする場合には、メッセージがユーザノード
０からNIU110に電気的インタフェースを介して到達し、
続いて（ａ）光チャネル11へ送出するトランスミッタヘ
ルーティングされ、（ｂ）NIU115によって光学的に受信
・再生され、（ｃ）光チャネル７へ送出するNIU115のト
ランスミッタヘルーティングされ、（ｄ）NIU113によっ
て光学的に受信・再生され、（ｅ）チャネル14へ送出さ
れるNIU113のトランスミッタヘルーティングされ、そし
て（ｆ）NIU116によって光学的に受信されて、そこで電
気信号に再生され、電気的インタフェースを介してユー
ザノード６へ伝送される。それゆえ、上述したネットワ
ークは、即応性を要求される光学素子を必要とすること
なしに、ユーザノードからの信号の同時性およびネット
ワークのすべてのユーザ間の完全な相互接続性を有す
る。
第１図および第２図のWDMネットワークに対する代表的N
IU111のブロック図を第４図に示す。NIU111は３つの入
力を有する。第１の入力は対応するユーザノードｉから
の電気的インターフェース20である。残り２つの入力21
および22は光学的なもので、NIUiが固定的に割当てられ
るバス10bからの２つのWDM受信チャネルに対応する。バ
ス10bのすべての光チャネルがNIUにとって利用可能であ
るため、２つのフィルタ手段が適切な２チャネルを選択
するために必要とされる。これは、第４図に示すよう
に、光ヘテロダインによってなされる。ここでは、第１
復調器23および第２復調器24のそれぞれが、NIUの２つ
の専用チャネルのうちの１つを、その後の処理のため
に、ベースバンドへ復調する。または、固定狭帯域光学
フィルタ手段および検波手段（図示せず）を復調器23お
よび24の代わりに使用して、希望するチャネルのみを通
過させてその他から弁別し、２つの希望するチャネルの
みを生成することも可能である。
IU111のブロック図を第４図に示す。NIU111は３つの入
力を有する。第１の入力は対応するユーザノードｉから
の電気的インターフェース20である。残り２つの入力21
および22は光学的なもので、NIUiが固定的に割当てられ
るバス10bからの２つのWDM受信チャネルに対応する。バ
ス10bのすべての光チャネルがNIUにとって利用可能であ
るため、２つのフィルタ手段が適切な２チャネルを選択
するために必要とされる。これは、第４図に示すよう
に、光ヘテロダインによってなされる。ここでは、第１
復調器23および第２復調器24のそれぞれが、NIUの２つ
の専用チャネルのうちの１つを、その後の処理のため
に、ベースバンドへ復調する。または、固定狭帯域光学
フィルタ手段および検波手段（図示せず）を復調器23お
よび24の代わりに使用して、希望するチャネルのみを通
過させてその他から弁別し、２つの希望するチャネルの
みを生成することも可能である。
入力20〜22に到達した３つの電気的ベースバンド信号
は、３×３構造を有する完全に相互接続された電気的ス
イッチ手段に導かれる。この電気的スイッチ手段は３組
の３チャネルフィルタ（セレクタ）25a〜27aから25c〜2
7cよりなる。各入力に対応する３個のチャネルフィルタ
（セレクタ）、例えば出力31に対応するセレクタ25a〜2
7aは、その出力に出力されるべき、入力20〜22のそれぞ
れから入力された信号を選択し、その他を無視する。特
に、各チャネルフィルタ（セレクタ）25i〜27iは、能動
エレクトロニクス素子を有し、例えば、受信したメッセ
ージ（パケット）のヘッダ領域をみて、その情報を格納
されている宛先アドレスと比較し、そのメッセージがそ
のセレクタに対応している出力を介して正しく伝送され
得るか否かを決定する。３つの出力31〜33は、それぞれ
共用バッファ28〜30から出力する。これらの共用バッフ
ァ28〜30は対応する出力に対する到着メッセージを、先
入れ先出し（FIFO）方式で格納する。第１図に示すWDM
ネットワーク配置に関しては、出力31および32はそれぞ
れ光変調器34および35を駆動し、バス10aの適切なチャ
ネルへ信号を出力する。第３の出力33は電気的インタフ
ェースで直接対応するエンドユーザノードに接続され
る。各チャネルに対して個別の光をファイバが用いられ
るような、第１図の非WDM型の配置に関しては、入力21
および22は、それぞれバス10bの個別の光ファイバに対
応する光レシーバに直接接続され、出力31および32は、
それぞれバス10aの個別の光ファイバに対応する光トラ
ンスミッタに直接接続される。
は、３×３構造を有する完全に相互接続された電気的ス
イッチ手段に導かれる。この電気的スイッチ手段は３組
の３チャネルフィルタ（セレクタ）25a〜27aから25c〜2
7cよりなる。各入力に対応する３個のチャネルフィルタ
（セレクタ）、例えば出力31に対応するセレクタ25a〜2
7aは、その出力に出力されるべき、入力20〜22のそれぞ
れから入力された信号を選択し、その他を無視する。特
に、各チャネルフィルタ（セレクタ）25i〜27iは、能動
エレクトロニクス素子を有し、例えば、受信したメッセ
ージ（パケット）のヘッダ領域をみて、その情報を格納
されている宛先アドレスと比較し、そのメッセージがそ
のセレクタに対応している出力を介して正しく伝送され
得るか否かを決定する。３つの出力31〜33は、それぞれ
共用バッファ28〜30から出力する。これらの共用バッフ
ァ28〜30は対応する出力に対する到着メッセージを、先
入れ先出し（FIFO）方式で格納する。第１図に示すWDM
ネットワーク配置に関しては、出力31および32はそれぞ
れ光変調器34および35を駆動し、バス10aの適切なチャ
ネルへ信号を出力する。第３の出力33は電気的インタフ
ェースで直接対応するエンドユーザノードに接続され
る。各チャネルに対して個別の光をファイバが用いられ
るような、第１図の非WDM型の配置に関しては、入力21
および22は、それぞれバス10bの個別の光ファイバに対
応する光レシーバに直接接続され、出力31および32は、
それぞれバス10aの個別の光ファイバに対応する光トラ
ンスミッタに直接接続される。
一般化巡回完全シャフルネットワークでは、NIUの数Ｎ
は、次の一般式に従って増大する。
は、次の一般式に従って増大する。
Ｎ＝kpk, （ｋ＝1,2,…,p＝1,2,…，） （１） ここで、ｋは連結グラフでNIUが組分けされる列の数を
表し、ｐは各NIUによって伝送に用いられる個別のチャ
ネルの数である。より一般的には、連結グラフは、例え
ば第３図に示すように、Ｎ＝kpk個のNIUをそれぞれpk個
のNIUを含むｋ個の列に配列する。ここで、ｋ＝２、ｐ
＝２、Ｎ＝８である。加えて、第２図のネットワークに
従うネットワークに必要なチャネル数Ｗは、 Ｗ＝kpk+1,k＝1,2,3,4,… （２） で表される。24個のユーザノードを有するネットワーク
のチャネルの相互接続グラフを第５図に示す。ここで
は、ｋ＝３、ｐ＝２、Ｎ＝24、Ｗ＝48である。こうした
例より、ユーザノードの数が増加すれば莫大な数のチャ
ネルが必要となるのは明らかである。
表し、ｐは各NIUによって伝送に用いられる個別のチャ
ネルの数である。より一般的には、連結グラフは、例え
ば第３図に示すように、Ｎ＝kpk個のNIUをそれぞれpk個
のNIUを含むｋ個の列に配列する。ここで、ｋ＝２、ｐ
＝２、Ｎ＝８である。加えて、第２図のネットワークに
従うネットワークに必要なチャネル数Ｗは、 Ｗ＝kpk+1,k＝1,2,3,4,… （２） で表される。24個のユーザノードを有するネットワーク
のチャネルの相互接続グラフを第５図に示す。ここで
は、ｋ＝３、ｐ＝２、Ｎ＝24、Ｗ＝48である。こうした
例より、ユーザノードの数が増加すれば莫大な数のチャ
ネルが必要となるのは明らかである。
本発明によれば、必要なチャネル数は大幅に低減され
る。それぞれのトランスミッタに１つのレシーバへの専
用チャネルを与える代わりに、ある与えられたチャネル
をいくつかのトランスミッタで共用し、ある数のレシー
バに特定のチャネルのみを受信させる。特に、第５図
は、（１）式でｋ＝３の場合の24個のユーザノードを有
するネットワークの相互接続パターンを示し、第６図
は、このパターンを修正して、各列の受信チャネルに対
応する番号を、図示されているように、１から16まで順
番に付けるようにしたものである。このパターンでは、
NIU0,8,および16はすべてチャネル１および３へ出力す
る。その結果、第５図のパターンによって第１図のバス
10に形成されるWDMチャネルの数は、第５図の48チャネ
ルから第６図の16チャネルへと大幅に低減され、各チャ
ネルは３つのNIU間で共用されることになる。それゆ
え、例えば、NIU1がチャネル５に接続されたNIU10ヘル
ーティングされるべきメッセージを有し、NIU9がチャネ
ル５に接続されたNIU18へルーティングされるべきメッ
セージを有する場合には、NIU1および９は、既知のコン
テンション方式を用いて、その時刻にチャネル５を使用
する権利を争わなければならない。送信を拒絶されたほ
うは後の時刻までその送信を延期される。
る。それぞれのトランスミッタに１つのレシーバへの専
用チャネルを与える代わりに、ある与えられたチャネル
をいくつかのトランスミッタで共用し、ある数のレシー
バに特定のチャネルのみを受信させる。特に、第５図
は、（１）式でｋ＝３の場合の24個のユーザノードを有
するネットワークの相互接続パターンを示し、第６図
は、このパターンを修正して、各列の受信チャネルに対
応する番号を、図示されているように、１から16まで順
番に付けるようにしたものである。このパターンでは、
NIU0,8,および16はすべてチャネル１および３へ出力す
る。その結果、第５図のパターンによって第１図のバス
10に形成されるWDMチャネルの数は、第５図の48チャネ
ルから第６図の16チャネルへと大幅に低減され、各チャ
ネルは３つのNIU間で共用されることになる。それゆ
え、例えば、NIU1がチャネル５に接続されたNIU10ヘル
ーティングされるべきメッセージを有し、NIU9がチャネ
ル５に接続されたNIU18へルーティングされるべきメッ
セージを有する場合には、NIU1および９は、既知のコン
テンション方式を用いて、その時刻にチャネル５を使用
する権利を争わなければならない。送信を拒絶されたほ
うは後の時刻までその送信を延期される。
第６図の番号付け方式に従うと、共用チャネルの数Ｆは
次式で与えられる。
次式で与えられる。
Ｆ＝pk+1,k＝2,3,4,… （３） それゆえ、例えば、ｋ＝７、ｐ＝２でＮ＝kpk＝896個の
ユーザノードを有するような巨大ネットワークでは、WD
Mチャネル数はＷ＝1792からＦ＝256へと大幅に低減され
る。第６図の共用チャネルパターンにおいて、与えられ
たチャネルの使用に関して競合するNIUの数はわずかｋ
個であり、これはNIUの数に比べて充分小さいので、バ
ッファに格納されたパケットを放出する１つの方法は固
定割当て時分割多重アクセス（TDMA）方式となる。そこ
では、時間がフレームの繰り返に分割され、各フレーム
がｋ個のタイムスロットを有し、与えられたチャネルの
使用に関して競合するｋ個のNIUのうちの１つは、固定
的にｋ個のタイムスロットのうちの１つに割り当てられ
る。第４図に示したように、NIU内のバッファ28または2
9のいずれかに空がある場合には、固定割当てTDMA方式
により、チャネル上のタイムスロットが損失されること
はない。また、WDMチャネルのそれぞれに対して、過去
に単一チャネルネットワークにおいて用いられた効率的
なトークンバスアクセス方式が使用可能である。
ユーザノードを有するような巨大ネットワークでは、WD
Mチャネル数はＷ＝1792からＦ＝256へと大幅に低減され
る。第６図の共用チャネルパターンにおいて、与えられ
たチャネルの使用に関して競合するNIUの数はわずかｋ
個であり、これはNIUの数に比べて充分小さいので、バ
ッファに格納されたパケットを放出する１つの方法は固
定割当て時分割多重アクセス（TDMA）方式となる。そこ
では、時間がフレームの繰り返に分割され、各フレーム
がｋ個のタイムスロットを有し、与えられたチャネルの
使用に関して競合するｋ個のNIUのうちの１つは、固定
的にｋ個のタイムスロットのうちの１つに割り当てられ
る。第４図に示したように、NIU内のバッファ28または2
9のいずれかに空がある場合には、固定割当てTDMA方式
により、チャネル上のタイムスロットが損失されること
はない。また、WDMチャネルのそれぞれに対して、過去
に単一チャネルネットワークにおいて用いられた効率的
なトークンバスアクセス方式が使用可能である。
また、同じ行に属するNIU間でチャネルを共用する代わ
りに、第７図に示すように、同一の列に属するNIU間で
のチャネル共用も可能である。この場合には、各NIUに
は１つのトランスミッタおよび１つのレシーバのみが必
要とされる。一般的に述べれば、ｐ＝１の場合の配置を
除いては、本発明に係る各NIUにつき唯一のトランスミ
ッタおよび唯一つのレシーバを有する完全なシャフルネ
ットワーク（以後シャフルネットと呼称する）では、NI
U間でWDMチャネル（光導波路）を共用する。特に、連結
グラフの各列のｐ個のNIUからなる群は、１つの共用チ
ャネルを通じて送信し、次の列に属するｐ個のNIUより
なる群は、それぞれ各チャネルから受信する。それゆ
え、NIUの列ごとにpk-1個のチャネルがあり、全体でネ
ットワーク中にkpk-1個のチャネルがあることになる。
ｉ＝0,1,…,p−１に対して、１つの列のNIU i,i＋p
k-1,i＋2pk-1,…,i＋（ｋ−１）pk-1が共通のチャネル
を通じて送信し、そのチャネルは次の例のNIU j,j＋1,
j＋2,…,j＋ｐ−１によって受信される。ただし、ｊ＝
（ｉ mod pk-1）ｐである。この例として、第７図
に、第３図と同様の、８ユーザ（ｐ＝2,k＝２）のシャ
フルネット連結グラフを示す。ここでは、NIUの組（0,
2）、（1,3）、（4,6）および（5,7）が１つのトランス
ミッタおよび１つのレシーバを用いて異なるチャネルを
通じてそれぞれのNIUへ送信する。
りに、第７図に示すように、同一の列に属するNIU間で
のチャネル共用も可能である。この場合には、各NIUに
は１つのトランスミッタおよび１つのレシーバのみが必
要とされる。一般的に述べれば、ｐ＝１の場合の配置を
除いては、本発明に係る各NIUにつき唯一のトランスミ
ッタおよび唯一つのレシーバを有する完全なシャフルネ
ットワーク（以後シャフルネットと呼称する）では、NI
U間でWDMチャネル（光導波路）を共用する。特に、連結
グラフの各列のｐ個のNIUからなる群は、１つの共用チ
ャネルを通じて送信し、次の列に属するｐ個のNIUより
なる群は、それぞれ各チャネルから受信する。それゆ
え、NIUの列ごとにpk-1個のチャネルがあり、全体でネ
ットワーク中にkpk-1個のチャネルがあることになる。
ｉ＝0,1,…,p−１に対して、１つの列のNIU i,i＋p
k-1,i＋2pk-1,…,i＋（ｋ−１）pk-1が共通のチャネル
を通じて送信し、そのチャネルは次の例のNIU j,j＋1,
j＋2,…,j＋ｐ−１によって受信される。ただし、ｊ＝
（ｉ mod pk-1）ｐである。この例として、第７図
に、第３図と同様の、８ユーザ（ｐ＝2,k＝２）のシャ
フルネット連結グラフを示す。ここでは、NIUの組（0,
2）、（1,3）、（4,6）および（5,7）が１つのトランス
ミッタおよび１つのレシーバを用いて異なるチャネルを
通じてそれぞれのNIUへ送信する。
マルチホップ光通信ネットワークとしてのシャフルネッ
トの重要性は、一様なトラフィック負荷の場合には、単
純な固定ルーティング手順によって、複数のWDMチャネ
ルを効率的に利用可能であるということにある。第８図
に、18ユーザ（ｐ＝3,k＝２）のシャフルネットの場合
を示す。そこに示した全域木は、ユーザ０によって生成
されたネットワーク内の他のユーザ宛に送信されたパケ
ットに経路を割り当てるために使用される。ユーザ０か
らユーザ９を通じて時分自身へパケットをルーティング
するパスがない場合には、ｋ＝２のシャフルネット配置
は理想全域木構造と同一のものとなる。これは、対数ｐ
の正則連結グラフにおけるパケットのルーティングに対
して木がｐ進木の形をとるようなものである。シャフル
ネット連結グラフにおけるルーティングに関しては、ア
ドレスは、自然なやり方で、左から右へ０からｋ−１ま
での番号をつけた列ｃと、上から下へ０からpk−１まで
の番号をつけた行ｒによって規定される。WDMチャネル
を共有し、ｐ個のNIUが同一の波長を聴取し同じバケッ
トを受信するためには、どのNIUが受信したパケットを
再送出すべきかを、ローティングアルゴリズムが規定し
なければならない。特に、NIUが、そのNIUに対応するユ
ーザ宛ではないパケットを受信した場合、そのNIUは、
そのパケットをそのNIU自身の送信チャネルへ再送出す
べきか、またはそのパケットを無視すべきかを決定しな
ければならない。ここで、ネットワーク中の任意のユー
ザを考え、そのアドレスを座標 で表すことにする。
トの重要性は、一様なトラフィック負荷の場合には、単
純な固定ルーティング手順によって、複数のWDMチャネ
ルを効率的に利用可能であるということにある。第８図
に、18ユーザ（ｐ＝3,k＝２）のシャフルネットの場合
を示す。そこに示した全域木は、ユーザ０によって生成
されたネットワーク内の他のユーザ宛に送信されたパケ
ットに経路を割り当てるために使用される。ユーザ０か
らユーザ９を通じて時分自身へパケットをルーティング
するパスがない場合には、ｋ＝２のシャフルネット配置
は理想全域木構造と同一のものとなる。これは、対数ｐ
の正則連結グラフにおけるパケットのルーティングに対
して木がｐ進木の形をとるようなものである。シャフル
ネット連結グラフにおけるルーティングに関しては、ア
ドレスは、自然なやり方で、左から右へ０からｋ−１ま
での番号をつけた列ｃと、上から下へ０からpk−１まで
の番号をつけた行ｒによって規定される。WDMチャネル
を共有し、ｐ個のNIUが同一の波長を聴取し同じバケッ
トを受信するためには、どのNIUが受信したパケットを
再送出すべきかを、ローティングアルゴリズムが規定し
なければならない。特に、NIUが、そのNIUに対応するユ
ーザ宛ではないパケットを受信した場合、そのNIUは、
そのパケットをそのNIU自身の送信チャネルへ再送出す
べきか、またはそのパケットを無視すべきかを決定しな
ければならない。ここで、ネットワーク中の任意のユー
ザを考え、そのアドレスを座標 で表すことにする。
が宛先アドレス（cd,rd）＝［cd,rd（ｋ−１）rd（ｋ−
２）...rd（０）］を有するパケットを受信した時に、
以下のルーティング決定がなされる。
２）...rd（０）］を有するパケットを受信した時に、
以下のルーティング決定がなされる。
の場合、（ｃ、ｒ）が宛先であり、パケットは再送出さ
れない。
れない。
の場合、パケットは、 の場合に限り再送出される。
ここで、このルーティング決定は、受信パケットの宛先
アドレス内のｐ進数のうちの１つにのみ基づいてなされ
る。
アドレス内のｐ進数のうちの１つにのみ基づいてなされ
る。
ユーザスループットを向上させる１つの方法は、各NIU
に複数のトランスミッタおよび複数のレシーバを備える
ことである。例えば、第８図に示すように、各NIUが３
個のトランスミッタ（Ｔ＝３）および３個のレシーバ
（Ｒ＝３）を有する場合には、個別の専用WDMチャネル
はそれぞれの接続線に対応することになる。代わりに、
第８図においてＴ＝１からＲ＝１ならば、各チャネルは
ｐ＝３個のNIUによって共用されており、９本の接続線
が単一のチャネルを構成することになる。例えば、第８
図で、Ｔ＝１からＲ＝１の場合、NIU0、３、および６は
送信波長を利用し、NIU9、10および11は同一波長を受信
することになる。第９図および第10図は、第８図の18ユ
ーザ（ｐ＝3,k＝２）シャフルネット連結グラフに対す
る、２つの異なる配置例を示している。ただし、第９図
では、Ｔ＝１、Ｒ＝３で、第10図ではＴ＝３、Ｒ＝１で
ある。任意のＮユーザ（p,k）シャフルネット連結グラ
フが与えられると、ＴおよびＲのとり得る値は数多くあ
る。
に複数のトランスミッタおよび複数のレシーバを備える
ことである。例えば、第８図に示すように、各NIUが３
個のトランスミッタ（Ｔ＝３）および３個のレシーバ
（Ｒ＝３）を有する場合には、個別の専用WDMチャネル
はそれぞれの接続線に対応することになる。代わりに、
第８図においてＴ＝１からＲ＝１ならば、各チャネルは
ｐ＝３個のNIUによって共用されており、９本の接続線
が単一のチャネルを構成することになる。例えば、第８
図で、Ｔ＝１からＲ＝１の場合、NIU0、３、および６は
送信波長を利用し、NIU9、10および11は同一波長を受信
することになる。第９図および第10図は、第８図の18ユ
ーザ（ｐ＝3,k＝２）シャフルネット連結グラフに対す
る、２つの異なる配置例を示している。ただし、第９図
では、Ｔ＝１、Ｒ＝３で、第10図ではＴ＝３、Ｒ＝１で
ある。任意のＮユーザ（p,k）シャフルネット連結グラ
フが与えられると、ＴおよびＲのとり得る値は数多くあ
る。
シャフルネットは共用チャネルに関する多重アクセス問
題を単純化する２つの重要な性質を有している。第１
に、全ユーザ数に対してわずかの数のユーザ間でしか、
ある与えられたWDMチャネルの使用に関する競合が起こ
らない。第２図に、連結グラフとネットワークの物理的
トポロジーが相対的に独立であることから、シャフルネ
ットによって規定される送信および受信波長を特定のNI
Uへ任意に割り当てることが自由である。チャネル共用
は、同一送信波長を“物理的に近い”距離にあるNIU群
に対して割り当てることによってより容易になされ、そ
のことによってチャネルを共用しているNIU間の伝播遅
延が低減される。さらに、第２の性質により、NIUごと
に１つのトランスミッタではなくて、チャネルごとに１
つのトランスミッタのみを必要とするようなネットワー
ク設計も可能となる。
題を単純化する２つの重要な性質を有している。第１
に、全ユーザ数に対してわずかの数のユーザ間でしか、
ある与えられたWDMチャネルの使用に関する競合が起こ
らない。第２図に、連結グラフとネットワークの物理的
トポロジーが相対的に独立であることから、シャフルネ
ットによって規定される送信および受信波長を特定のNI
Uへ任意に割り当てることが自由である。チャネル共用
は、同一送信波長を“物理的に近い”距離にあるNIU群
に対して割り当てることによってより容易になされ、そ
のことによってチャネルを共用しているNIU間の伝播遅
延が低減される。さらに、第２の性質により、NIUごと
に１つのトランスミッタではなくて、チャネルごとに１
つのトランスミッタのみを必要とするようなネットワー
ク設計も可能となる。
第11図は、第７図の連結グラフに対する、ユーザごとに
単一のトランスミッタ、単一のレシーバを有するシャフ
ルネットにおいて、効率的にチャネルを共用するための
１つの可能な物理的トポロジーとしての二重スター構造
を示したものである。第11図の８個のユーザシャフルネ
ットにおいて、NIU0と２は物理的に近接しており、送信
波長λ１が割当てられている。ただし、NIU0および２
は、それぞれ連結グラフに従い、波長λ３およびλ４の
パケットを受信する。この構造においては、アイドル状
態にある衝突回避器50に到達した第１のパケットはそれ
を通過する。衝突回避器50がビジー状態にある場合に
は、他のNIUから到達したパケットは“ブロック”さ
れ、そのNIUによって再送出されなければならない。異
なる波長の、衝突回避器を通過してきたパケットは結合
器51で結合され、電力分配器52によってすべてのNIUへ
再伝達される。電力分配器52は、受信信号を分割して、
それを関連したNIU送出するために用いられる。
単一のトランスミッタ、単一のレシーバを有するシャフ
ルネットにおいて、効率的にチャネルを共用するための
１つの可能な物理的トポロジーとしての二重スター構造
を示したものである。第11図の８個のユーザシャフルネ
ットにおいて、NIU0と２は物理的に近接しており、送信
波長λ１が割当てられている。ただし、NIU0および２
は、それぞれ連結グラフに従い、波長λ３およびλ４の
パケットを受信する。この構造においては、アイドル状
態にある衝突回避器50に到達した第１のパケットはそれ
を通過する。衝突回避器50がビジー状態にある場合に
は、他のNIUから到達したパケットは“ブロック”さ
れ、そのNIUによって再送出されなければならない。異
なる波長の、衝突回避器を通過してきたパケットは結合
器51で結合され、電力分配器52によってすべてのNIUへ
再伝達される。電力分配器52は、受信信号を分割して、
それを関連したNIU送出するために用いられる。
上述の具体例では、本発明の原理を簡潔に示したものに
すぎないことに留意されたい。種々の修正および変更が
当業者によってなされ得るが、それらはすべて本発明の
精神および範疇に属するものである。例えば、NIUは単
一のユーザノードに対応して等しい数のトランスミッタ
およびレシーバを有するものとして記述してきたが、NI
Uはｍ個のユーノードに対応してｉ個のレシーバおよび
ｊ個のトランスミッタを有する、としてもよく、その場
合には、NIU内の電気的スイッチが（ｉ＋ｍ）×（ｊ＋
ｍ）構造を有することになる。さらに、前述した巡回完
全シャフル型以外の連結グラフを用いることも可能で、
その場合には、入力回線および出力回線の数が各NIUご
とに異なることとなる。さらに、マルチホップネットワ
ークの物理的トポロジーは第２図に示すようにバス構造
であるが、スター、木構造、リングおよび格子を含む、
他の物理的トポロジーも可能である。
すぎないことに留意されたい。種々の修正および変更が
当業者によってなされ得るが、それらはすべて本発明の
精神および範疇に属するものである。例えば、NIUは単
一のユーザノードに対応して等しい数のトランスミッタ
およびレシーバを有するものとして記述してきたが、NI
Uはｍ個のユーノードに対応してｉ個のレシーバおよび
ｊ個のトランスミッタを有する、としてもよく、その場
合には、NIU内の電気的スイッチが（ｉ＋ｍ）×（ｊ＋
ｍ）構造を有することになる。さらに、前述した巡回完
全シャフル型以外の連結グラフを用いることも可能で、
その場合には、入力回線および出力回線の数が各NIUご
とに異なることとなる。さらに、マルチホップネットワ
ークの物理的トポロジーは第２図に示すようにバス構造
であるが、スター、木構造、リングおよび格子を含む、
他の物理的トポロジーも可能である。
第１図は、本発明に係る８個のユーザのマルチホップ光
通信ネットワークの設置例で、チャネル割当例を示した
ブロック図、 第２図は、第１図のネットワークに対する単一方向の物
理的接続を示したブロック図、 第３図は、完全シャフル相互接続パターンを用いた、第
１図に示したネットワーク例に対する接続図、 第４図は、第１図のネットワークで用いられるネッワー
クインタフェースユニット11の例を示したブロック図、 第５図は、完全シャフル相互接続パターンを用いた24個
のユーザのネットワークに対する接続図、 第６図は、第５図と同様の24個のユーザのネットワーク
に対して完全シャフル相互接続パターンを巡回させて、
共用チャネルに対する割当を示した連結グラフ、 第７図は、第３図と同様の、４個の共用チャネルを有す
る８個のユーザ（ｐ＝2,k＝２）シャフルネットに対す
る連結グラフ、 第８図は、ユーザパケットの回線をツリー構造に設置し
た18個のユーザ（ｐ＝2,k＝２）シャフルネットに対す
る連結グラフ、 第９図は、第８図に示したネットワークにおいてNIUあ
たり１個のトランスミッタおよび３個のレシーバが用い
られた場合の部分連結グラフ、 第10図は、第８図に示したネットワークにおいてNIUあ
たり３個のトランスミッタおよび１個のレシーバが用い
られた場合の部分連結グラフ、 第11図は、各ユーザが単一のトランスミッタおよび単一
のレシーバを有する、共用チャネルを有するシャフルネ
ットにおける、効率的なチャネル共用のための物理的接
続関係の図である。 10a……送信バス 10b……放送バス 11i……ネットワークインターフェースユニット 12……ヘッドエンド 20……電気的インターフェース 23……第１復調器 24……第２復調器 25i,26i,27i……チャネルフィルタ 28〜30……共用バッファ 31〜33……出力 34,35……光変調器 50……衝突回避器 51……統合器 52……電力分配器
通信ネットワークの設置例で、チャネル割当例を示した
ブロック図、 第２図は、第１図のネットワークに対する単一方向の物
理的接続を示したブロック図、 第３図は、完全シャフル相互接続パターンを用いた、第
１図に示したネットワーク例に対する接続図、 第４図は、第１図のネットワークで用いられるネッワー
クインタフェースユニット11の例を示したブロック図、 第５図は、完全シャフル相互接続パターンを用いた24個
のユーザのネットワークに対する接続図、 第６図は、第５図と同様の24個のユーザのネットワーク
に対して完全シャフル相互接続パターンを巡回させて、
共用チャネルに対する割当を示した連結グラフ、 第７図は、第３図と同様の、４個の共用チャネルを有す
る８個のユーザ（ｐ＝2,k＝２）シャフルネットに対す
る連結グラフ、 第８図は、ユーザパケットの回線をツリー構造に設置し
た18個のユーザ（ｐ＝2,k＝２）シャフルネットに対す
る連結グラフ、 第９図は、第８図に示したネットワークにおいてNIUあ
たり１個のトランスミッタおよび３個のレシーバが用い
られた場合の部分連結グラフ、 第10図は、第８図に示したネットワークにおいてNIUあ
たり３個のトランスミッタおよび１個のレシーバが用い
られた場合の部分連結グラフ、 第11図は、各ユーザが単一のトランスミッタおよび単一
のレシーバを有する、共用チャネルを有するシャフルネ
ットにおける、効率的なチャネル共用のための物理的接
続関係の図である。 10a……送信バス 10b……放送バス 11i……ネットワークインターフェースユニット 12……ヘッドエンド 20……電気的インターフェース 23……第１復調器 24……第２復調器 25i,26i,27i……チャネルフィルタ 28〜30……共用バッファ 31〜33……出力 34,35……光変調器 50……衝突回避器 51……統合器 52……電力分配器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8732−5Ｋ Ｈ０４Ｌ 11/00 ３１０ Ｄ 8732−5Ｋ 11/16 (72)発明者 マーク ジョン キャロル アメリカ合衆国，07701 ニュージャージ ィ，フェア ヘイヴァン，ポプラー アヴ ェニュ 26 (56)参考文献 特開 昭56−111338（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−139543（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】複数のユーザノード間で通信を行う通信ネ
ットワークにおいて、 複数の通信チャネルを提供する通信媒体部（10）と、 Ｎ個（Ｎ＞２）のネットワークインターフェースユニッ
ト（NIU）（11）と からなり、 各NIUは、通信媒体部に、および、ネットワーク内の少
なくとも１つのユーザノードに直接結合され、 複数のNIUは、 （ａ）複数のNIUのうちの少なくとも１つは、通信媒体
部による少なくとも１つの通信チャネルを介して少なく
とも２つの他のNIUに対して情報を送信し、通信媒体部
による少なくとも１つの通信チャネルを介して少なくと
も２つの他のNIUから情報を受信することのみを行うよ
うにされ、 （ｂ）複数のNIUのうちの少なくとも１つは、通信チャ
ネルを介して、ネットワーク内の他のNIUのうちの少な
くとも１つの宛先NIU（第１の異なるNIU）へ直接情報を
送信するようにはされておらず、 前記宛先NIUのうちの少なくとも１つとの通信が、 第１の通信チャネルを用いて第２の異なるNIUへ情報を
送信し、この第2NIUがその情報を、通信媒体部による第
２の異なる通信チャネルを通じて、直接、または他のNI
Uおよび他の通信チャネルを介して、前記宛先NIUへ送信
することによって行われ、 各NIUが少なくとも１個のトランスミッタおよび少なく
とも１個のレシーバーよりなり、複数のNIUのトランス
ミッタおよびレシーバが、群あたりpk個のNIUを有する
ｋ個の群に分割され（ただしｐは整数、Ｎ＝kpk）、 これらの群は、所定の順序に配列され、一般化巡回完全
シャフル相互接続パターンに従って、相互接続される ことを特徴とする通信ネットワーク。 - 【請求項２】ある通信方向の通信チャネルで接続された
NIUに対し、そのNIUのうちの少なくとも１つが、反対方
向の通信チャネルを有しないことを特徴とする請求項１
の通信ネットワーク。 - 【請求項３】通信媒体が光信号を伝播させることができ
ることを特徴とする請求項１または２の通信ネットワー
ク。 - 【請求項４】通信チャネルが通信媒体の周波数スペクト
ルの範囲内で波長分割多重化されることを特徴とする請
求項３の通信ネットワーク。 - 【請求項５】通信チャネルが、通信するNIU対間の個別
の専用光導波路を通じて設定されることを特徴とする請
求項３の通信ネットワーク。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US3039587A | 1987-03-26 | 1987-03-26 | |
| US30395 | 1987-03-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63256033A JPS63256033A (ja) | 1988-10-24 |
| JPH06101745B2 true JPH06101745B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=21854012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6995088A Expired - Fee Related JPH06101745B2 (ja) | 1987-03-26 | 1988-03-25 | 通信ネットワーク |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0284293B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06101745B2 (ja) |
| KR (1) | KR910003239B1 (ja) |
| AU (1) | AU592495B2 (ja) |
| CA (1) | CA1287911C (ja) |
| DE (1) | DE3852053T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4955021A (en) * | 1989-07-03 | 1990-09-04 | At&T Bell Laboratories | Efficient connection arrangements for multihop networks |
| CA2079907A1 (en) * | 1990-04-11 | 1991-10-12 | Mohsen Kavehrad | Optical interconnection device |
| US5179605A (en) * | 1990-10-10 | 1993-01-12 | University Of Ottawa | Optical interconnection device |
| JP2782958B2 (ja) * | 1990-12-28 | 1998-08-06 | 日本電気株式会社 | 光ローカルエリアネットワークシステムの媒体アクセス方式 |
| EP0790721B1 (en) * | 1996-02-02 | 2004-09-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Transmission control method in network system for signal transmission by plural channels and network system therefor |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6031131B2 (ja) * | 1980-02-08 | 1985-07-20 | 株式会社東芝 | 分布形光ネットワ−ク |
| JPS58139543A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-18 | Ricoh Co Ltd | 通信回路網 |
| US4554656A (en) * | 1982-08-11 | 1985-11-19 | At&T Bell Laboratories | Method and system for controlling the interconnecting of a plurality of local data networks |
| FR2586874B1 (fr) * | 1985-08-29 | 1988-08-05 | Comp Generale Electricite | Dispositif de telecommunication par fibres optiques. |
| US4754452A (en) * | 1986-09-11 | 1988-06-28 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Optical local area network using a common optical carrier with separate user angle modulation |
| AU8121387A (en) * | 1986-11-13 | 1988-05-19 | Overseas Telecommunications Commission (Australia) | Optical fibre communication system |
-
1988
- 1988-03-15 CA CA000561518A patent/CA1287911C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-03-17 DE DE3852053T patent/DE3852053T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-03-17 EP EP88302349A patent/EP0284293B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-24 AU AU13572/88A patent/AU592495B2/en not_active Ceased
- 1988-03-25 JP JP6995088A patent/JPH06101745B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1988-03-25 KR KR1019880003209A patent/KR910003239B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3852053T2 (de) | 1995-03-16 |
| EP0284293A2 (en) | 1988-09-28 |
| JPS63256033A (ja) | 1988-10-24 |
| KR910003239B1 (ko) | 1991-05-24 |
| AU1357288A (en) | 1988-09-29 |
| DE3852053D1 (de) | 1994-12-15 |
| AU592495B2 (en) | 1990-01-11 |
| KR880012037A (ko) | 1988-10-31 |
| CA1287911C (en) | 1991-08-20 |
| EP0284293B1 (en) | 1994-11-09 |
| EP0284293A3 (en) | 1991-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Acampora et al. | Terabit lightwave networks: The multihop approach | |
| Mukherjee | WDM-based local lightwave networks. I. Single-hop systems | |
| Chlamtac et al. | Scalable WDM access network architecture based on photonic slot routing | |
| US5351146A (en) | All-optical network architecture | |
| Gumaste et al. | Light-trails: an optical solution for IP transport | |
| Senior et al. | Developments in wavelength division multiple access networking | |
| US4914648A (en) | Multichannel, multihop lightwave communication system | |
| Maier et al. | STARGATE: the next evolutionary step toward unleashing the potential of WDM EPONs [Topics in Optical Communications] | |
| Caponio et al. | Single‐Layer Optical Platform Based on WDM/TDM Multiple Access for Large‐Scale “Switchless” Networks | |
| JP3266437B2 (ja) | 複数のアクセスが可能な波長分割多重化パケットネットワーク | |
| Acampora et al. | Multihop lightwave networks: A new approach to achieve terabit capabilities | |
| US7466917B2 (en) | Method and system for establishing transmission priority for optical light-trails | |
| US5223968A (en) | First come only served communications network | |
| US7499465B2 (en) | Heuristic assignment of light-trails in an optical network | |
| JPH06101745B2 (ja) | 通信ネットワーク | |
| US6417943B1 (en) | Low-latency high-bandwidth TDM-WDM network area network architecture | |
| Chlamtac et al. | Scalable WDM network architecture based on photonic slot routing and switched delay lines | |
| US6798781B1 (en) | Optical communications system | |
| CN1328863C (zh) | 利用双光数据总线构建的环网 | |
| JP3428781B2 (ja) | 複数のチャネルを介してノード装置間の通信が行われるネットワークシステムのパケット放送方法 | |
| Papadimitriou et al. | Wavelength-conversion-based protocols for single-hop photonic networks with bursty traffic | |
| EP1102428A1 (en) | Optical communications system | |
| JP2005109706A (ja) | ハイブリッド伝送路を用いた高速ネットワーク | |
| Modiano | Wavelength‐Division Multiplexing Optical Networks | |
| Maier | Architecture and access protocol for a wavelength-selective single-hop packet switched metropolitan area network |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |