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JP5451861B1 - Method and apparatus for setting priority route in optical packet switch network - Google Patents

Method and apparatus for setting priority route in optical packet switch network Download PDF

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JP5451861B1
JP5451861B1 JP2012247192A JP2012247192A JP5451861B1 JP 5451861 B1 JP5451861 B1 JP 5451861B1 JP 2012247192 A JP2012247192 A JP 2012247192A JP 2012247192 A JP2012247192 A JP 2012247192A JP 5451861 B1 JP5451861 B1 JP 5451861B1
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Abstract

【課題】光パケットの優先経路の設定と低遅延時間を両立させることができる光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法及び設定装置を提供する。
【解決手段】優先経路情報テーブルの或る出力ポートに優先ラベル情報が設定されると(S3)、優先ラベル情報を有する光パケットの到着が完了するまで、当該光パケットのみを或る出力ポートに出力させる排他処理を行うと共に(S4)、当該光パケットの到着が完了すると、排他処理を解除し(S6)、当該光パケットに後続する光パケットがあるときには(S7)、占有帯域情報に基づいて、後続する光パケットの到着時間を予測し、到着予想時間の前に排他処理を再開した後(S8)、後続する光パケットの到着が完了すると、排他処理を解除し、最後の光パケットの到着が完了するまで、排他処理の再開と解除を繰り返す。
【選択図】図3
A method and apparatus for setting a priority route in an optical packet switch network capable of satisfying both a setting of a priority route of an optical packet and a low delay time.
When priority label information is set for a certain output port in a priority route information table (S3), only the optical packet is transmitted to a certain output port until the arrival of the optical packet having the priority label information is completed. The exclusive process to be output is performed (S4), and when the arrival of the optical packet is completed, the exclusive process is canceled (S6), and when there is an optical packet subsequent to the optical packet (S7), based on the occupied band information After the arrival time of the subsequent optical packet is predicted and the exclusion process is resumed before the expected arrival time (S8), when the arrival of the subsequent optical packet is completed, the exclusion process is canceled and the arrival of the last optical packet Until the process is completed, the exclusion process is restarted and released repeatedly.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、光情報通信等で用いられる光パケットスイッチネットワークにおいて、特定のラベル情報を持つ光パケットを優先的にスイッチングするための優先経路を設定する設定方法及び設定装置に関する発明である。   The present invention relates to a setting method and a setting device for setting a priority route for preferentially switching an optical packet having specific label information in an optical packet switch network used in optical information communication or the like.

光通信は大容量、超高速性という特長があり、近年では多くの情報通信網で実用化されている。このような光通信ネットワークの経路構成は、二地点を個別の光ファイバで結ぶポイントトゥポイントでの接続が最も単純である。一方、光ファイバの大容量性を利用して、複数の経路を一本の光ファイバに収容して、各ノードで光信号をスイッチングすることが提案されている。例えば、光パススイッチングでは光信号の波長を経路(パス)と対応させ、アレイ導波路格子(AWG)や波長選択型光スイッチ(WSS)等を用いて、波長毎に経路をスイッチングすることができる。但し、経路数は設定できる波長数で制限される。   Optical communication has the features of large capacity and ultra-high speed, and has been put into practical use in many information communication networks in recent years. The route configuration of such an optical communication network has the simplest point-to-point connection that connects two points with individual optical fibers. On the other hand, it has been proposed to switch a light signal at each node by accommodating a plurality of paths in one optical fiber by utilizing the large capacity of the optical fiber. For example, in optical path switching, the wavelength of an optical signal can be associated with a path, and the path can be switched for each wavelength using an arrayed waveguide grating (AWG), a wavelength selective optical switch (WSS), or the like. . However, the number of paths is limited by the number of wavelengths that can be set.

更に、光パケット単位で経路をスイッチングさせる光パケットスイッチング(OPS)が提案されている。この方式では、各光パケットにラベル情報を付加して経路と対応させ、各ノードでラベル情報を認識し、光スイッチ等を用いて光パケットをラベル情報に応じた経路にスイッチングする。この方式は波長数に制約されずに経路数を増加できるため、より柔軟なネットワーク構築が可能となる。   Furthermore, optical packet switching (OPS) that switches paths in units of optical packets has been proposed. In this method, label information is added to each optical packet to correspond to the path, the label information is recognized at each node, and the optical packet is switched to a path according to the label information using an optical switch or the like. Since this method can increase the number of paths without being restricted by the number of wavelengths, a more flexible network can be constructed.

図5(a)に、従来の光パケットスイッチネットワークの概略を示し、図5(b)に、従来のノードの概略を示す。従来の光パケットスイッチネットワーク50においては、複数の光ファイバ51を用いて、複数のノード60の間を接続している。各ノード60は、N本の入力ポート61(入力ポート611〜61N)、N個のラベル処理器62(ラベル処理器621〜62N)、スケジューラ63、光スイッチ64、共有バッファ65、N本の出力ポート61(出力ポート661〜66N)で構成されており、N本の入力ポート611〜61NとN本の出力ポート661〜66Nにより他のノード60と接続されている。なお、Nは1以上の自然数である。 FIG. 5A shows an outline of a conventional optical packet switch network, and FIG. 5B shows an outline of a conventional node. In the conventional optical packet switch network 50, a plurality of nodes 60 are connected using a plurality of optical fibers 51. Each node 60 includes N input ports 61 (input ports 61 1 to 61 N ), N label processors 62 (label processors 62 1 to 62 N ), a scheduler 63, an optical switch 64, a shared buffer 65, It is composed of N output ports 61 (output ports 66 1 to 66 N ), and is connected to another node 60 by N input ports 61 1 to 61 N and N output ports 66 1 to 66 N. ing. N is a natural number of 1 or more.

ある入力ポート61から入力された光パケット(ヘッダ+ペイロード)は、まず、ラベル処理器621〜62Nでヘッダのラベル情報が認識され、スケジューラ63にラベル情報が送られる。スケジューラ63には、ラベル情報と出力ポート661〜66Nとの対応付けを行う転送情報テーブルがあり、このラベル情報から所望の出力ポート66i(iは1〜Nの自然数)を決定する。必要があれば、ラベル処理器621〜62Nで入力された光パケットのラベル情報を出力用のラベル情報に書換える。更に、スケジューラ63は、制御信号を光スイッチ64へ送り、入力された光パケットが所望の出力ポート66iから出力するように光スイッチ64を切り換える。従って、光パケットは、電気的なバッファリングを行わないため、短い遅延時間でスイッチングされることになる。 For the optical packet (header + payload) input from a certain input port 61, first, the label information of the header is recognized by the label processors 62 1 to 62 N and the label information is sent to the scheduler 63. The scheduler 63 has a transfer information table for associating label information with the output ports 66 1 to 66 N, and determines a desired output port 66 i (i is a natural number of 1 to N) from this label information. If necessary, the label information of the optical packet input by the label processors 62 1 to 62 N is rewritten with the label information for output. Furthermore, the scheduler 63 sends a control signal to the optical switch 64 switches the optical switch 64 so that the input optical packet output from a desired output port 66 i. Accordingly, since the optical packet is not electrically buffered, it is switched with a short delay time.

スケジューラ63は、各出力ポート661〜66Nの占有状況を把握しているため、例えば、所望の出力ポート66iが先着の光パケットで占有されている場合には、衝突回避のため、後着の光パケットは共有バッファ65に送られて、所要の時間だけ遅延を与えられ、占有状態が解消された後、光スイッチ64を介して、所望の出力ポート66iから出力される。このように、各ノード60では、光パケットに付加されたラベル情報を用いて、効率よく、衝突なく、光パケットをスイッチングすることができる。 Since the scheduler 63 knows the occupancy status of each of the output ports 66 1 to 66 N , for example, when the desired output port 66 i is occupied by the first optical packet, for the purpose of collision avoidance, The incoming optical packet is sent to the shared buffer 65, given a delay for a required time, and after the occupied state is eliminated, it is output from the desired output port 66 i via the optical switch 64. In this way, each node 60 can switch the optical packet efficiently and without collision using the label information added to the optical packet.

一方で、ネットワークの高度化に伴い、通信サービスの品質(QoS)に応じて、転送処理に差異を持たせたり、帯域保証したりする要求がある。例えば、メールなどのテキストデータ送信サービスはリアルタイムに伝送する必要はないが、映像配信サービスなどはリアルタイム性が強く要求され、映像のコマ落ちを引き起こすような光パケットの伝送遅延や欠落(損失)は極力低減する必要がある。従って、光パケットもしくは光パケット群毎に、QoSに応じた優先順位付けが必要になる。   On the other hand, with the advancement of networks, there is a demand for making a difference in transfer processing or guaranteeing bandwidth according to the quality of communication service (QoS). For example, text data transmission services such as e-mail do not need to be transmitted in real time, but video distribution services are strongly required to have real-time properties, and optical packet transmission delays and omissions (losses) that cause dropped frames are not possible. It is necessary to reduce as much as possible. Therefore, prioritization according to QoS is required for each optical packet or optical packet group.

Y. Suzaki et al., "Hybrid Optoelectronic Router for Optical Packet Switching", 15th OptoElectronics and Communications Conference (OECC2010) Technical Digest, pp. 538-539, 2010Y. Suzaki et al., "Hybrid Optoelectronic Router for Optical Packet Switching", 15th OptoElectronics and Communications Conference (OECC2010) Technical Digest, pp. 538-539, 2010

しかしながら、上述したような従来の光パケットスイッチネットワークでは、以下のような課題がある。   However, the conventional optical packet switch network as described above has the following problems.

ほぼ同一時刻に、特定のノードに、優先順位の低い光パケットが先着し、優先順位の高い光パケットが後着し、両方の光パケットが同一の出力ポートへ出力されるラベル情報を付加されているとする。この場合、上述したように、ラベル処理器621〜62Nでラベル情報が認識されて、スケジューラ63に情報が送られた先着の光パケットから処理されるので、後着の光パケットは先着の光パケットより優先順位が高くても、衝突回避のために共有バッファ65に転送されてしまう。この結果、優先順位が高い光パケットの方が遅延してしまうため、要求されたQoSは実現できない。 At almost the same time, a specific node is attached with label information that an optical packet with a lower priority arrives first, an optical packet with a higher priority arrives later, and both optical packets are output to the same output port. Suppose that In this case, as described above, the label information is recognized by the label processors 62 1 to 62 N and processed from the first optical packet sent to the scheduler 63, so that the second optical packet is the first one. Even if the priority is higher than that of the optical packet, it is transferred to the shared buffer 65 to avoid collision. As a result, the optical packet having a higher priority is delayed, and the requested QoS cannot be realized.

例えば、遅延の影響が少ないメールのテキストデータを含む光パケットの優先順位を低く、遅延の影響が大きい映像データを含む光パケットの優先順位を高く設定しても、上述したような従来の光パケットスイッチネットワークでは、映像データを含む光パケットの方に遅延が与えられ、受信側で映像が乱れるといった悪影響を及ぼすことがある。   For example, even if the priority of the optical packet including the text data of the mail that is less affected by the delay is set lower and the priority of the optical packet including the video data that is affected by the delay is set higher, the conventional optical packet as described above is used. In the switch network, a delay is given to the optical packet including the video data, and the video may be disturbed on the receiving side.

これらを解消するため、入力側又は出力側に入力バッファ又は出力バッファを配置して電気的にバッファリングし、優先順位の高い光パケットから順にバッファから出力することが考えられる。しかしながら、全ての光パケットを電気的にバッファリングする必要があるので、大容量のバッファが必要となり、電気処理による遅延時間が長くなり、かつ、装置構成も複雑になるため、高コスト化してしまう。   In order to solve these problems, it is conceivable that an input buffer or an output buffer is arranged on the input side or the output side to be electrically buffered and output from the buffer in order from the optical packet having the highest priority. However, since all optical packets need to be electrically buffered, a large-capacity buffer is required, the delay time due to electrical processing is increased, and the device configuration is complicated, resulting in an increase in cost. .

従って、光パケットスイッチネットワークでの光パケットの優先経路の設定と低遅延時間の両立は困難であった。   Therefore, it has been difficult to achieve both the setting of the priority route of the optical packet and the low delay time in the optical packet switch network.

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、光パケットの優先経路の設定と低遅延時間を両立させることができる光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法及び設定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a priority route setting method and setting device in an optical packet switch network that can achieve both the setting of a priority route of an optical packet and a low delay time. .

上記課題を解決する第1の発明に係る光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法は、
複数のノードを複数の光ファイバで接続して形成した複数の経路を介して、複数の光パケットの通信を行う光パケットスイッチネットワークにおいて、当該光パケットスイッチネットワークの優先経路を設定する設定方法であって、
各々の前記光パケットに、当該光パケットが通る経路を示すラベル情報と、当該光パケットに後続する光パケットの有無を示す後続情報と、当該光パケットが占有する帯域を示す占有帯域情報とを設定して、前記光パケットを送信し、
各々の前記ノードに、当該ノードの出力ポートと優先経路のラベル情報である優先ラベル情報との関係を規定する優先経路情報テーブルを設定し、
前記優先経路情報テーブルの任意の前記出力ポートに前記優先ラベル情報が登録されると、前記ラベル情報として前記優先ラベル情報を有する光パケットの到着が完了するまで、前記優先ラベル情報を有する光パケットのみを前記任意の前記出力ポートに出力させる排他処理を行うと共に、前記優先ラベル情報を有する光パケットの到着が完了すると、前記排他処理を解除し、
前記後続情報に基づいて、前記優先ラベル情報を有する光パケットに後続する光パケットがあると判断したときには、前記占有帯域情報に基づいて、後続する光パケットの到着予想時間を予測し、前記到着予想時間の前に前記排他処理を再開した後、後続する光パケットの到着が完了すると、前記排他処理を解除し、最後の光パケットの到着が完了するまで、前記排他処理の再開と解除を繰り返すことを特徴とする。
A method for setting a priority route in the optical packet switch network according to the first invention for solving the above-described problems is as follows.
In an optical packet switch network that performs communication of a plurality of optical packets via a plurality of paths formed by connecting a plurality of nodes with a plurality of optical fibers, a setting method for setting a priority path of the optical packet switch network. And
For each optical packet, label information indicating a route through which the optical packet passes, subsequent information indicating presence / absence of an optical packet following the optical packet, and occupied band information indicating a band occupied by the optical packet are set. And transmitting the optical packet,
In each of the nodes, a priority route information table that defines the relationship between the output port of the node and priority label information that is label information of the priority route is set.
When the priority label information is registered at any output port of the priority route information table, only the optical packet having the priority label information is completed until the arrival of the optical packet having the priority label information as the label information is completed. Is output to the arbitrary output port, and when the arrival of the optical packet having the priority label information is completed, the exclusive process is canceled,
Based on the subsequent information, when it is determined that there is an optical packet following the optical packet having the priority label information, an expected arrival time of the subsequent optical packet is predicted based on the occupied bandwidth information, and the arrival prediction After the exclusion process is resumed before time, when the arrival of the subsequent optical packet is completed, the exclusion process is canceled, and the restart and release of the exclusion process are repeated until the arrival of the last optical packet is completed. It is characterized by.

上記課題を解決する第2の発明に係る光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法は、
上記第1の発明に記載の光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法において、
前記優先ラベル情報を有する光パケットに後続する光パケットがない場合、又は、前記到着予想時間を過ぎても後続する光パケットが到着しない場合には、前記任意の出力ポートに設定された前記優先ラベル情報を削除することを特徴とする。
The priority route setting method in the optical packet switch network according to the second invention for solving the above-mentioned problems is as follows:
In the priority route setting method in the optical packet switch network according to the first invention,
When there is no optical packet following the optical packet having the priority label information, or when the subsequent optical packet does not arrive after the expected arrival time, the priority label set for the arbitrary output port It is characterized by deleting information.

上記課題を解決する第3の発明に係る光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法は、
上記第1又は第2の発明に記載の光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法において、
前記優先経路の設定が要求される場合、各々の前記ノードに情報を送信する少なくとも1つのネットワークコントローラを用いて、前記優先経路に該当する前記ノードに前記優先ラベル情報を送信することを特徴とする。
A method for setting a priority route in an optical packet switch network according to a third invention for solving the above-described problem is as follows.
In the priority route setting method in the optical packet switch network according to the first or second invention,
When setting of the priority route is requested, the priority label information is transmitted to the node corresponding to the priority route using at least one network controller that transmits information to each of the nodes. .

上記課題を解決する第4の発明に係る光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置は、
複数のノードを複数の光ファイバで接続して形成した複数の経路を介して、複数の光パケットの通信を行う光パケットスイッチネットワークにおいて、当該光パケットスイッチネットワークの優先経路を設定する設定装置であって、
各々の前記ノードは、前記光パケットに設定された当該光パケットが通る経路を示すラベル情報に基づいて、前記光パケットの処理を設定する制御手段を有し、
前記制御手段は、
当該ノードの出力ポートと優先経路のラベル情報である優先ラベル情報との関係を規定する優先経路情報テーブルを設定し、
前記優先経路情報テーブルの任意の前記出力ポートに前記優先ラベル情報が登録されると、前記ラベル情報として前記優先ラベル情報を有する光パケットの到着が完了するまで、前記優先ラベル情報を有する光パケットのみを前記任意の前記出力ポートに出力させる排他処理を行うと共に、前記優先ラベル情報を有する光パケットの到着が完了すると、前記排他処理を解除し、
前記光パケットに設定された当該光パケットに後続する光パケットの有無を示す後続情報に基づいて、前記優先ラベル情報を有する光パケットに後続する光パケットがあると判断したときには、前記光パケットに設定された当該光パケットが占有する帯域を示す占有帯域情報に基づいて、後続する光パケットの到着予想時間を予測し、前記到着予想時間の前に前記排他処理を再開した後、後続する光パケットの到着が完了すると、前記排他処理を解除し、最後の光パケットの到着が完了するまで、前記排他処理の再開と解除を繰り返すことを特徴とする。
An apparatus for setting a priority route in an optical packet switch network according to a fourth invention for solving the above-described problems,
In an optical packet switch network that performs communication of a plurality of optical packets via a plurality of paths formed by connecting a plurality of nodes with a plurality of optical fibers, the setting device sets a priority path of the optical packet switch network. And
Each of the nodes has control means for setting processing of the optical packet based on label information indicating a route through which the optical packet set in the optical packet passes,
The control means includes
Set the priority route information table that defines the relationship between the output port of the node and the priority label information that is the label information of the priority route,
When the priority label information is registered at any output port of the priority route information table, only the optical packet having the priority label information is completed until the arrival of the optical packet having the priority label information as the label information is completed. Is output to the arbitrary output port, and when the arrival of the optical packet having the priority label information is completed, the exclusive process is canceled,
When it is determined that there is an optical packet subsequent to the optical packet having the priority label information based on subsequent information indicating the presence or absence of an optical packet subsequent to the optical packet set in the optical packet, the optical packet is set. based on the occupied band information indicating a band to which the optical packet occupies that is, to predict the expected arrival time of a subsequent optical packet, after resuming the exclusive process prior to the estimated arrival time, the subsequent optical packet When the arrival is completed, the exclusion process is canceled, and the exclusion process is restarted and released until the arrival of the last optical packet is completed.

上記課題を解決する第5の発明に係る光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置は、
上記第4の発明に記載の光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置において、
前記制御手段は、
前記優先ラベル情報を有する光パケットに後続する光パケットがない場合、又は、前記到着予想時間を過ぎても後続する光パケットが到着しない場合には、前記優先経路情報テーブルの前記任意の出力ポートに設定された前記優先ラベル情報を削除することを特徴とする。
A priority route setting device in an optical packet switch network according to a fifth invention for solving the above-mentioned problems,
In the priority route setting device in the optical packet switch network according to the fourth invention,
The control means includes
If there is no optical packet that follows the optical packet having the priority label information, or if the subsequent optical packet does not arrive after the expected arrival time, it is sent to the arbitrary output port of the priority route information table. The set priority label information is deleted.

上記課題を解決する第6の発明に係る光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置は、
上記第4又は第5の発明に記載の光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置において、
各々の前記ノードに情報を送信する少なくとも1つのネットワークコントローラを備え、
前記ネットワークコントローラは、
前記優先経路の設定が要求される場合、前記優先経路に該当する前記ノードの前記制御手段に前記優先ラベル情報を送信することを特徴とする。
A priority route setting device in an optical packet switch network according to a sixth invention for solving the above-described problems,
In the priority route setting device in the optical packet switch network according to the fourth or fifth invention,
Comprising at least one network controller for transmitting information to each said node;
The network controller
When setting of the priority route is requested, the priority label information is transmitted to the control means of the node corresponding to the priority route.

本発明によれば、光パケットスイッチネットワークにおいて、ほぼ同一時刻に特定のノードに優先順位の低い光パケットが先着し、優先順位の高い光パケットが後着し、両方の光パケットが同一の出力ポートへ出力されるラベル情報を付加されていた場合でも、全ての光パケットを電気的にバッファリングせずに、優先順位の高い光パケットを優先して所望の出力ポートから出力することができる。この結果、光パケットの優先経路の設定と低遅延時間を両立させることができる。   According to the present invention, in an optical packet switch network, a low priority optical packet arrives first at a specific node at approximately the same time, a high priority optical packet arrives later, and both optical packets have the same output port. Even if the label information to be output to is added, it is possible to preferentially output the optical packet having a high priority from the desired output port without electrically buffering all the optical packets. As a result, it is possible to achieve both the setting of the priority route of the optical packet and the low delay time.

本発明に係る光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置の実施形態の一例を示す図であり、(a)は、その光パケットスイッチネットワークの概略構成図であり、(b)は、そのノードを示す概略構成図である。It is a figure which shows an example of embodiment of the setting apparatus of the priority path | route in the optical packet switch network which concerns on this invention, (a) is a schematic block diagram of the optical packet switch network, (b) is the node. It is a schematic block diagram shown. 図1(b)に示したノードに設定される情報テーブルを説明する図であり、(a)は、出力ポート番号4に優先経路情報を登録した状態を示し、(b)は、出力ポート番号4の優先経路情報を削除した状態を示す図である。It is a figure explaining the information table set to the node shown in FIG.1 (b), (a) shows the state which registered the priority route information in the output port number 4, (b) shows the output port number. FIG. 6 is a diagram illustrating a state where priority route information 4 is deleted. 図1(a)、(b)に示した光パケットスイッチネットワーク、ノードで実施される設定手順を説明するフローチャートである。2 is a flowchart for explaining a setting procedure performed in the optical packet switch network and the node shown in FIGS. 図1(a)、(b)に示した光パケットスイッチネットワーク、ノードで実施される設定手順を説明するタイムチャートであり、(a)は、優先経路情報の設定時、(b)は、優先経路情報の設定後、(c)は、光パケットP1の到着時、(d)は、光パケットP1の到着後、(e)は、光パケットPL-1の到着時及び到着後、(f)は、光パケットPLの到着時である。FIGS. 1A and 1B are time charts illustrating a setting procedure performed in the optical packet switch network and the node illustrated in FIGS. 1A and 1B, where FIG. 1A is set when priority route information is set and FIG. After setting the route information, (c) is the arrival of the optical packet P 1 , (d) is the arrival of the optical packet P 1 , (e) is the arrival and arrival of the optical packet P L-1 , (F) is when the optical packet P L arrives. (a)は、従来の光パケットスイッチネットワークを示す概略構成図であり、(b)は、そのノードを示す概略構成図である。(A) is a schematic block diagram which shows the conventional optical packet switch network, (b) is a schematic block diagram which shows the node.

以下、図1〜図4を参照して、本発明に係る光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法及び設定装置の実施形態を説明する。   Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 4, a preferred route setting method and setting apparatus in an optical packet switch network according to the present invention will be described.

(実施例1)
最初に、図1(a)、(b)に示す光パケットスイッチネットワーク及びノードの概略構成図、そして、図2に示す情報テーブルの概略構成図を参照して、本実施例の光パケットスイッチネットワーク、ノードの構成について説明する。
Example 1
First, referring to the schematic configuration diagram of the optical packet switch network and nodes shown in FIGS. 1A and 1B and the schematic configuration diagram of the information table shown in FIG. 2, the optical packet switch network of this embodiment will be described. The configuration of the node will be described.

本実施例の光パケットスイッチネットワーク10(以降、OPSN10と呼ぶ、)は、図1(a)に示すように、5つのノード20(ノード201〜205)を複数の光ファイバ11で接続して形成しており、ノード201〜205間には複数の経路が形成されて、ノード201〜205同士を接続している。例えば、ノード201に光ファイバ11で接続されたサーバS1とノード205に光ファイバ11で接続されたサーバS2との間には、例えば、ノード201→ノード202→ノード203、ノード201→ノード204→ノード203、ノード201→ノード205→ノード203などの複数の経路が形成されている。サーバS1とサーバS2との間で複数の光パケットからなる情報を通信する場合には、これらの経路の少なくとも1つの経路を介して、複数の光パケットの通信を行うことになる。 The optical packet switch network 10 (hereinafter referred to as OPSN 10) of the present embodiment connects five nodes 20 (nodes 20 1 to 20 5 ) with a plurality of optical fibers 11 as shown in FIG. forms Te, a plurality of paths is formed between the nodes 20 1 to 20 5 are connected to node 20 1 to 20 5 with each other. For example, between the server S1 connected to the node 20 1 by the optical fiber 11 and the server S2 connected to the node 20 5 by the optical fiber 11, for example, the node 20 1 → the node 20 2 → the node 20 3 , the node A plurality of paths such as 20 1node 20 4node 20 3 , node 20 1node 20 5node 20 3 are formed. When information consisting of a plurality of optical packets is communicated between the server S1 and the server S2, a plurality of optical packets are communicated via at least one of these paths.

各ノード201〜205は、1つのネットワークコントローラ(以降、NCと呼ぶ。)30と接続されている。このNC30は、転送経路を示すラベル情報や優先経路などを管理し、各ノード201〜205に設定するラベル情報や優先経路情報(優先ラベル情報)を送信している。 Each of the nodes 20 1 to 20 5 is connected to one network controller (hereinafter referred to as NC) 30. The NC 30 manages label information indicating a transfer route, a priority route, and the like, and transmits label information and priority route information (priority label information) to be set in each of the nodes 20 1 to 20 5 .

なお、ここでは、一例として、ノード20の数を5つとし、NC30の数を1つとしているが、ノード20やNC30の数に制限はなく、NC30を複数用いる場合には、複数のNC30を協調させて動作させればよい。   Here, as an example, the number of nodes 20 is five and the number of NCs 30 is one. However, the number of nodes 20 and NCs 30 is not limited. What is necessary is just to operate in cooperation.

各々の光パケットは、基本的には、ヘッダとペイロードからなり、ヘッダには、少なくとも、当該光パケットが通る転送経路を示すラベル情報と、当該光パケットに後続する光パケットの有無を示す後続情報と、当該光パケットが占有する帯域を示す占有帯域情報(又は、当該光パケットに後続する光パケットとの間隔を示す間隔情報)とが設定されている。又、ペイロードには、主情報、例えば、テキストデータや映像データなどの情報が設定される。これらの情報は、例えば、サーバS1、S2などで設定される。   Each optical packet basically includes a header and a payload. The header includes at least label information indicating a transfer path through which the optical packet passes, and subsequent information indicating the presence or absence of an optical packet following the optical packet. And occupied band information indicating a band occupied by the optical packet (or interval information indicating an interval between optical packets following the optical packet) is set. In the payload, main information, for example, information such as text data and video data is set. These pieces of information are set by, for example, the servers S1 and S2.

又、各々のノード20は、図1(b)に示すように、N本の入力ポート21(入力ポート211〜21N)と、N個のラベル処理器22(ラベル処理器221〜22N)と、スケジューラ23(制御手段)と、光スイッチ24と、共有バッファ25と、N本の出力ポート26(出力ポート261〜26N)とで構成されており、N本の入力ポート211〜21NとN本の出力ポート261〜26Nにより他のノード20と接続されている。なお、Nは1以上の自然数である。 Each node 20 includes N input ports 21 (input ports 21 1 to 21 N ) and N label processors 22 (label processors 22 1 to 22) as shown in FIG. N ), a scheduler 23 (control means), an optical switch 24, a shared buffer 25, and N output ports 26 (output ports 26 1 to 26 N ). N input ports 21 1 to 21 N and N output ports 26 1 to 26 N are connected to another node 20. N is a natural number of 1 or more.

ラベル処理器221〜22Nは、入力ポート211〜21Nを介して、他のノード20から入力された光パケットのヘッダの情報を認識し、認識した情報をスケジューラ23へ送る。 The label processors 22 1 to 22 N recognize the header information of the optical packet input from the other nodes 20 via the input ports 21 1 to 21 N and send the recognized information to the scheduler 23.

スケジューラ23は、情報テーブル40を有しており、情報テーブル40は、少なくとも、転送経路ルートに対応したラベル情報と当該ノード20の出力ポート261〜26Nとの対応関係を示す転送情報テーブル41と、出力ポート261〜26Nの現在の利用状況を示す出力ポート利用情報テーブル42と、当該ノード20の出力ポート261〜26Nと優先経路のラベル情報(優先ラベル情報)との関係を示す優先経路情報テーブル43とを有している。転送情報テーブル41、優先経路情報テーブル43には、NC30から送信されたラベル情報、優先経路情報(優先ラベル情報)を設定している。 The scheduler 23 includes an information table 40. The information table 40 includes at least a transfer information table 41 indicating a correspondence relationship between the label information corresponding to the transfer route route and the output ports 26 1 to 26 N of the node 20. When, the output port utilization information table 42 indicating the current usage of the output ports 26 1 ~ 26 N, the relationship between the label information of the output port 26 1 ~ 26 N and priority path of the node 20 (priority label information) The priority route information table 43 shown in FIG. In the transfer information table 41 and the priority route information table 43, label information and priority route information (priority label information) transmitted from the NC 30 are set.

具体的には、図2(a)に示すように、転送情報テーブル41には、NC30から送信されたラベル情報「Label1」、「Label2」・・・と当該ノード20の出力ポート261〜26Nとの関係が規定されている。又、優先経路情報テーブル43には、当該ノード20の出力ポート261〜26NとNC30から送信された優先経路情報「Label1」、「Label2」・・・との関係が規定されており、例えば、ポート番号「2」には、「Label1」が、ポート番号「4」には、「Label2」が設定されている。なお、ポート番号「1」、「3」などにおけるラベル「0」は、優先経路情報が設定されていないことを意味する。 Specifically, as shown in FIG. 2A, the transfer information table 41 includes label information “Label 1”, “Label 2”,... Transmitted from the NC 30, and output ports 26 1 to 26 of the node 20. The relationship with N is specified. The priority route information table 43 defines the relationship between the output ports 26 1 to 26 N of the node 20 and the priority route information “Label 1”, “Label 2”, etc. transmitted from the NC 30. For example, The port number “2” is set to “Label1”, and the port number “4” is set to “Label2”. Note that the label “0” in the port numbers “1”, “3”, etc. means that the priority route information is not set.

又、出力ポート利用情報テーブル42には、図2(a)に示すように、当該ノード20の出力ポート261〜26Nの利用状況が示されており、例えば、ポート番号「1」、「3」などにおける利用「0」は、利用されていない状況を示し、ポート番号「2」、「4」などにおける利用「1」は、利用されている状況を示している。 Further, as shown in FIG. 2A, the output port usage information table 42 shows the usage status of the output ports 26 1 to 26 N of the node 20, for example, port numbers “1”, “ The usage “0” in “3” and the like indicates a situation where it is not used, and the usage “1” in the port numbers “2” and “4” indicates a situation where it is being used.

なお、図2(a)に示した、出力ポート利用情報テーブル42、優先経路情報テーブル43における出力ポート番号「4」は、優先経路として、ノード201→ノード202→ノード203の経路を設定したときのノード202での設定を一例として示している。 Note that the output port number “4” in the output port usage information table 42 and the priority route information table 43 shown in FIG. 2A indicates the route of the node 20 1 → the node 20 2 → the node 20 3 as the priority route. set at node 20 2 when set is shown as an example.

スケジューラ23は、ラベル処理器221〜22Nから送られた光パケットのヘッダの情報を転送情報テーブル41と照合して、所望の出力ポート26i(iは1〜Nの自然数)を決定し、決定したポート番号を選択する制御信号を光スイッチ24へ送り、光スイッチ24を切り換える。これにより、入力された光パケットが所望の出力ポート26iから出力することになる。 The scheduler 23 collates the information of the header of the optical packet sent from the label processors 22 1 to 22 N with the transfer information table 41 and determines a desired output port 26 i (i is a natural number of 1 to N). Then, a control signal for selecting the determined port number is sent to the optical switch 24, and the optical switch 24 is switched. As a result, the input optical packet is output from the desired output port 26 i .

なお、優先経路とは、特定のノード20間で、低遅延でパケット損失なく、光パケット又は光パケット群を伝送したいときに設定されるものである。   The priority route is set when it is desired to transmit an optical packet or an optical packet group between specific nodes 20 with low delay and no packet loss.

次に、図1(a)、(b)、図2(a)、(b)と共に、図3に示す優先経路設定時のフローチャート、図4(a)〜(f)に示した優先経路設定時のタイムチャートを参照して、優先経路の設定方法を説明する。   Next, together with FIGS. 1A, 1B, 2A, and 2B, a flowchart for setting the priority route shown in FIG. 3, and the priority route setting shown in FIGS. A method for setting a priority route will be described with reference to a time chart.

ここでは、サーバS1からサーバS2に光パケット群を転送する際、ノード201からノード202を介してノード203へ接続された経路を、優先経路として設定する方法について説明する。各ノード201〜203の動作はほとんど同一なので、ここでは、ノード202を中心に説明する。又、ノード202の入力ポート264及び出力ポート264がノード203に接続されているものとする。 Here, when transferring the light packets from the server S1 to the server S2, the connection route through the node 20 2 from the node 20 1 to node 20 3, a method for setting a priority path. Since the operation of each of the nodes 20 1 to 20 3 is almost the same, only the node 20 2 will be described here. Further, it is assumed that the input port 26 4 and an output port 26 fourth node 20 2 is connected to the node 20 3.

(ステップS1)
まず、サーバS1が、サーバS2への優先経路を設定して光パケット群を送信したい旨の設定要求を、サーバS1が接続されているノード201を介して、NC30に行う。
(Step S1)
First, the server S1 is a set request for which you want to send the optical packet group sets the priority route to the server S2, via a node 20 1 which server S1 is connected, performed NC30.

(ステップS2)
優先経路の設定要求があると、NC30は、OPSN10の構成に基づいて、優先経路を決定し、優先経路上の各ノード20に優先経路に対応した優先経路情報(優先ラベル情報)を送信する。
(Step S2)
When there is a priority route setting request, the NC 30 determines a priority route based on the configuration of the OPSN 10 and transmits priority route information (priority label information) corresponding to the priority route to each node 20 on the priority route.

例えば、ここでは、ノード201〜203に「Label2」のラベル情報が優先経路に設定されたことを送信する。このラベル情報は、実際には、16ビットの2進数(例えば、1111000011110010)で表記されるが、ここでは便宜上、「Label2」と表記する。なお、ラベル情報のビット数は、必要な経路数以上が表記できればよいので、特に制限はなく、8ビットや32ビットとしてもよい。 For example, here, the fact that the label information “Label 2” is set as the priority route is transmitted to the nodes 20 1 to 20 3 . This label information is actually expressed as a 16-bit binary number (for example, 1111000011110010), but here it is expressed as “Label2” for convenience. Note that the number of bits of label information is not particularly limited as long as the number of necessary paths can be expressed, and may be 8 bits or 32 bits.

(ステップS3)
優先経路上の各ノード201〜203では、各々において、NC30から送信された優先経路情報を転送情報テーブル41と照合し、優先経路情報に対応する出力ポート26を確認し、優先経路情報テーブル43の該当する出力ポート26に優先経路情報を設定する。
(Step S3)
In each of the nodes 20 1 to 20 3 on the priority route, the priority route information transmitted from the NC 30 is collated with the transfer information table 41, the output port 26 corresponding to the priority route information is confirmed, and the priority route information table Priority route information is set to 43 corresponding output ports 26.

例えば、図2(a)に示すように、ノード202では、その転送情報テーブル41から、優先経路情報「Label2」に対応する出力ポート番号「4」を確認し、優先経路情報テーブル43の出力ポート番号「4」に「Label2」を設定している。この設定を行った時点が図4(a)に示す時間T0である。そして、この時間T0で、出力ポート利用情報テーブル42の出力ポート番号「4」には利用状態の「1」が設定される。 For example, as shown in FIG. 2 (a), the node 20 2, from the transfer information table 41 to check the output port number "4" corresponding to the priority path information "Label2", the output of the priority route information table 43 “Label2” is set to the port number “4”. The time when this setting is performed is time T 0 shown in FIG. Then, at this time T 0 , the usage status “1” is set to the output port number “4” of the output port usage information table 42.

このとき、サーバS1は、優先経路上の各ノード201〜203での設定が完了するまで、所定の送出待ち時間(例えば、10ms)待った後、連続する光パケット群を送出する。この際、これらの光パケット群のラベル情報は「Label2」とし、占有帯域情報は「1/5」とし、後続光パケットの有無の情報は、最終光パケット以外は「有り」、最終光パケットは「無し」とする。 At this time, the server S1 waits for a predetermined transmission waiting time (for example, 10 ms) until the setting in each of the nodes 20 1 to 20 3 on the priority route is completed, and then transmits a continuous optical packet group. At this time, the label information of these optical packet groups is “Label2”, the occupied bandwidth information is “1/5”, the information on the presence / absence of the subsequent optical packet is “present” except for the final optical packet, and the final optical packet is “None”.

光パケット群の送出待ち時間は、OPSN10の構成に強く依存するため、OPSN10毎に最適な値を設定してもよいし、最悪ケースを想定した最大値を設定してもよい。又、実際の占有帯域情報は、2進数(例えば、0010)で表記され、OPSN10のサービスレベルによって任意に設定できる。例えば、占有帯域を分数で1/M(Mは1〜15)と表し、Mの値を2進数の4ビット表記にすると、M=1のときは100%占有、M=5のときは20%占有と表すことができる。又、実際の後続パケットの有無情報は、2進数(例えば、1)で表記され、後続があれば1、後続が無ければ0とすればよい。   Since the transmission waiting time of the optical packet group strongly depends on the configuration of the OPSN 10, an optimal value may be set for each OPSN 10 or a maximum value assuming the worst case may be set. The actual occupied bandwidth information is expressed in binary numbers (for example, 0010) and can be arbitrarily set according to the service level of the OPSN 10. For example, when the occupied band is expressed as 1 / M (M is 1 to 15) in fractions and the value of M is expressed in binary 4-bit notation, 100% is occupied when M = 1, and 20 when M = 5. % Occupancy. In addition, the presence / absence information of the actual subsequent packet is expressed in binary number (for example, 1), and may be 1 if there is a subsequent, and 0 if there is no subsequent.

これらの情報を、各光パケットのヘッダに書き込み、占有帯域に合わせた間隔でサーバS1から送信する。例えば、10Gb/sの伝送速度であれば、最大パケット長は1500バイトであるため、占有帯域が1/5(=20%;1.2μs)なので、残り80%分の4.8μsの間隔を空けて光パケットを送出する。   These pieces of information are written in the header of each optical packet, and transmitted from the server S1 at intervals according to the occupied bandwidth. For example, if the transmission speed is 10 Gb / s, the maximum packet length is 1500 bytes, and the occupied bandwidth is 1/5 (= 20%; 1.2 μs). Therefore, the interval of 4.8 μs corresponding to the remaining 80% is set. Send an optical packet after empty.

(ステップS4)
各ノード201〜203には、図4(b)に示すように、時間T0から一定時間Ta0の間、排他処理を設定する。この排他処理では、優先経路情報が設定された出力ポート26に対し、優先経路情報を持つ光パケットは当該出力ポート26へ出力し、それ以外の光パケットは全て共有バッファ25に転送するか又は破棄するようにしている。これは、優先経路情報を持つ光パケット群の先頭の光パケットを衝突なく、所望の出力ポート26へ出力するための処理である。
(Step S4)
As shown in FIG. 4B, exclusive processing is set for each of the nodes 20 1 to 20 3 from the time T 0 to the fixed time Ta 0 . In this exclusive processing, the optical packet having the priority route information is output to the output port 26 for the output port 26 in which the priority route information is set, and all other optical packets are transferred to the shared buffer 25 or discarded. Like to do. This is a process for outputting the first optical packet of the optical packet group having the priority route information to the desired output port 26 without collision.

(ステップS5)
そして、各ノード201〜203に光パケットが入力されると、この光パケットのヘッダの情報、具体的には、ヘッダに付加したラベル情報、後続パケットの有無の情報、占有帯域の情報をラベル処理器22で認識し、認識したラベル情報に基づいて、スケジューラ23により入力された光パケットの処理が行われる。
(Step S5)
When an optical packet is input to each of the nodes 20 1 to 20 3 , information on the header of this optical packet, specifically, label information added to the header, information on the presence / absence of a subsequent packet, and information on occupied bandwidth are obtained. The optical packet received by the scheduler 23 is processed based on the recognized label information recognized by the label processor 22.

例えば、出力ポート番号「4」(出力ポート264)へ向かう他のラベル情報を持つ光パケットが、ノード202のラベル処理器22に到達すると、そのラベル情報が識別されて、スケジューラ23に転送される。スケジューラ23では、出力ポート利用情報テーブル42と照合され、上述したように、時間T0において、出力ポート利用情報テーブル42の出力ポート番号「4」に利用状態の「1」が設定されているので、排他処理を行うことになり、共有バッファ25に転送されてバッファリングされるか、破棄されることになる。例えば、「Label5」を持つ光パケットが入力された場合には、通常処理では、出力ポート番号「4」へ出力されるが、排他処理が行われている間は、出力ポート番号「4」ではなく、共有バッファ25に転送されるか、破棄されることになる。 For example, when an optical packet having other label information directed to the output port number “4” (output port 26 4 ) reaches the label processor 22 of the node 20 2 , the label information is identified and transferred to the scheduler 23. Is done. The scheduler 23 collates with the output port usage information table 42 and, as described above, the usage status “1” is set to the output port number “4” of the output port usage information table 42 at time T 0 . The exclusive processing is performed, and the data is transferred to the shared buffer 25 and buffered or discarded. For example, when an optical packet having “Label5” is input, in the normal process, it is output to the output port number “4”. However, while the exclusive process is being performed, the output port number “4” is output. Instead, it is transferred to the shared buffer 25 or discarded.

一方、優先経路情報を持つ光パケット群の先頭の光パケットP1が、ノード202のラベル処理器22に到達すると、そのラベル情報が識別されて、スケジューラ23に転送される。スケジューラ23では、ラベル情報が転送情報テーブル41と照合されて出力ポート26の出力ポート番号が確定し、その後、優先経路情報テーブル43と照合されて、優先経路情報であることが確認される。従って、他のラベル情報を持つ光パケットとは異なり、出力ポート利用情報テーブル42の照合なしに、無条件で、優先経路情報が設定された出力ポート26へ出力されることになる。例えば、「Label2」のラベル情報を持つ先頭の光パケットP1は、出力ポート番号「4」へ出力されることになる。 On the other hand, when the first optical packet P 1 of the optical packet group having the priority route information reaches the label processor 22 of the node 20 2 , the label information is identified and transferred to the scheduler 23. In the scheduler 23, the label information is checked against the transfer information table 41 to determine the output port number of the output port 26, and then checked against the priority route information table 43 to confirm that it is the priority route information. Therefore, unlike the optical packet having other label information, the packet is output unconditionally to the output port 26 in which the priority route information is set without checking the output port usage information table 42. For example, the first optical packet P 1 having the label information “Label 2” is output to the output port number “4”.

(ステップS6)
優先経路情報を持つ先頭の光パケットP1の到着が完了した時間Tb1において、図4(c)に示すように、優先経路情報が設定された出力ポート26に対する排他処理を解除する。このとき、図2(b)に示すように、優先経路情報テーブル43の出力ポート番号「4」に「0」を設定して、出力ポート利用情報テーブル42の出力ポート番号「4」には未利用状態の「0」が設定される。
(Step S6)
At time Tb 1 when the arrival of the first optical packet P 1 having the priority route information is completed, as shown in FIG. 4C, the exclusive processing for the output port 26 in which the priority route information is set is canceled. At this time, as shown in FIG. 2B, the output port number “4” in the priority route information table 43 is set to “0”, and the output port number “4” in the output port usage information table 42 is not yet set. Usage status “0” is set.

(ステップS7)
後続パケットがある場合には、ステップS8へ進み、後続パケットがない場合には、ステップS9へ進む。つまり、入力された光パケットが光パケット群の最終の光パケットでない場合には、ステップS8へ進み、その後、ステップS5〜S8の手順を繰り返すことになり、最終の光パケットである場合には、ステップS9へ進み、一連の手順が終了することになる。
(Step S7)
If there is a subsequent packet, the process proceeds to step S8, and if there is no subsequent packet, the process proceeds to step S9. That is, if the input optical packet is not the final optical packet of the optical packet group, the process proceeds to step S8, and then the procedure of steps S5 to S8 is repeated. If the input optical packet is the final optical packet, Proceeding to step S9, a series of procedures is completed.

(ステップS8)
後続パケットがある場合、スケジューラ23は、認識した占有帯域情報から、次の光パケットが到着する到着予想時間Te1を予測でき、その所定時間前の時間Td1から排他処理を再開する。つまり、図4(d)に示すように、先頭の光パケットP1の到着が完了した時間Tb1から時間Td1までの時間Tc1の間は、排他処理が解除されて、通常処理が行われることになり、優先経路情報を持つ光パケット以外の光パケットも、優先経路情報が設定された出力ポート26から出力可能となる。
(Step S8)
If there is a subsequent packet, the scheduler 23 can predict the estimated arrival time Te 1 for the arrival of the next optical packet from the recognized occupied band information, and resumes the exclusion process from the time Td 1 before the predetermined time. That is, as shown in FIG. 4D, during the time Tc 1 from the time Tb 1 when the arrival of the first optical packet P 1 is completed to the time Td 1 , the exclusive process is canceled and the normal process is performed. Thus, optical packets other than optical packets having priority route information can be output from the output port 26 in which the priority route information is set.

例えば、認識した占有帯域情報から、光パケット群の各光パケット同士の間隔が上述した4.8μsである場合には、次の光パケットの到着予想時間Te1は、[Te1=Tb1+4.8μs]となる。そして、この到着予想時間Te1より最大パケット長の時間(1.2μs)だけ短い時間Tc1=3.6μsの間だけ、出力ポート利用情報テーブル42の出力ポート番号「4」の値を未利用状態の「0」とし、時間Td1以降は、再度、利用状態の「1」とする。これは、排他処理再開の直前に、優先経路情報を持たない最大パケット長の光パケットが入力された場合でも、優先経路情報を持つ後続の光パケットと衝突させないための処理である。 For example, from the recognized occupied bandwidth information, when the interval between the optical packets of the optical packet group is 4.8 μs as described above, the expected arrival time Te 1 of the next optical packet is [Te 1 = Tb 1 +4. .8 μs]. Then, the value of the output port number “4” in the output port usage information table 42 is not used for the time Tc 1 = 3.6 μs shorter than the estimated arrival time Te 1 by the maximum packet length (1.2 μs). The state is set to “0”, and after the time Td 1 , the usage state is set to “1” again. This is a process for preventing collision with a subsequent optical packet having priority path information even when an optical packet having a maximum packet length without priority path information is input immediately before the exclusion process is resumed.

後続の光パケットPj(jは1〜Lの自然数)が到着した際にも、最終の光パケットPLが入力されるまで、図4(e)に示すように、上述したステップS5〜S8の手順が繰り返されて、同様の処理が行われる。このような手順を行うことにより、優先順位の高い光パケットが所望の出力ポート26を占有していないときには、他の光パケットが所望の出力ポート26から出力できるので、共有バッファ25のオーバーフローを回避したり、光パケットの破棄を低減したりすることができる。 Even when the subsequent optical packet P j (j is a natural number of 1 to L ) arrives, until the last optical packet P L is input, as shown in FIG. The above procedure is repeated and the same processing is performed. By performing such a procedure, when an optical packet with a high priority does not occupy the desired output port 26, other optical packets can be output from the desired output port 26, thereby avoiding overflow of the shared buffer 25. Or discarding of optical packets can be reduced.

(ステップS9)
後続パケットがない場合、つまり、当該光パケットが最終の光パケットPLである場合には、図4(f)に示すように、最終の光パケットPLの到着が完了した時点(時間TbL)で、優先経路情報テーブル43から当該優先経路情報を削除し、又、出力ポート利用情報テーブル42の出力ポート番号「4」の値を削除し、その値を未利用状態の「0」とする(図2(b)参照)。これで、排他処理を解除し、優先経路の設定処理が完了することになる。
(Step S9)
When there is no subsequent packet, that is, when the optical packet is the final optical packet P L , as shown in FIG. 4F, when the arrival of the final optical packet P L is completed (time Tb L ), The priority route information is deleted from the priority route information table 43, the value of the output port number “4” in the output port usage information table 42 is deleted, and the value is set to “0” in the unused state. (See FIG. 2 (b)). As a result, the exclusion process is canceled and the priority path setting process is completed.

なお、異常処理として、到着予想時間Tejまでに、後続の光パケットPjが到着しないことが考えられる。この場合の処理としては、OPSN10のサービスレベルに合わせて、以下の2つの処理が可能である。 As an abnormal process, it is conceivable that the subsequent optical packet P j does not arrive before the expected arrival time Te j . As processing in this case, the following two processings are possible according to the service level of the OPSN 10.

第1は、可能な限り優先経路に関する情報を保持する方法である。上述したように、後続の光パケットPjの到着予想時間Tejの所定時間前の時間Tdjから排他処理を再開し、後続の光パケットPjが到着するまで待ち続けるか、若しくは、所定のタイムアウト時間経過後に、優先経路がキャンセルされたとみなして、排他処理を解除し、優先経路情報テーブル43から当該優先経路情報を削除する。 The first is a method for holding information on priority routes as much as possible. As described above, it resumes the exclusive processing from a predetermined time before the time Td j subsequent estimated arrival time Te j of the optical packet P j, or subsequent optical packet P j from waiting to arrive, or predetermined After the timeout time elapses, it is considered that the priority route has been canceled, the exclusive process is canceled, and the priority route information is deleted from the priority route information table 43.

第2は、占有帯域情報に合わせてキャンセルする方法である。上述したように、後続の光パケットPjの到着予想時間Tejの所定時間前の時間Tdjから排他処理を再開し、占有帯域情報から算出される所定時間以上経過したら、つまり、到着予想時間Tejを過ぎたら、優先経路がキャンセルされたとみなして、排他処理を解除し、優先経路情報テーブル43から当該優先経路情報を削除する。そもそも、優先経路は低遅延で連続した光パケット群を安定して転送するために設定されるものであり、その用途から、到着予想時間Tejまでに後続の光パケットPjが到着しない可能性は低く、送信側又はOPSN10内で何らかの異常が発生したと考えてキャンセルすることは妥当である。 The second is a method of canceling according to occupied band information. As described above, when the exclusive control from a given time before the time Td j subsequent estimated arrival time Te j of the optical packet P j resumed, after more than a predetermined time calculated from the occupied bandwidth information, that is, the expected arrival time Once past the Te j, it is regarded as a priority path is canceled to release the exclusive process, and deletes the priority route information from the priority route information table 43. In the first place, the priority route is set to stably transfer a group of continuous optical packets with a low delay, and there is a possibility that the subsequent optical packet P j will not arrive by the expected arrival time Te j from its use. Therefore, it is reasonable to cancel the transmission side or the OPSN 10 on the assumption that some abnormality has occurred.

本発明は、特定のラベル情報を持つ光パケットを優先的にスイッチングするための優先経路を設定する光パケットスイッチネットワークに好適なものである。   The present invention is suitable for an optical packet switch network that sets a priority path for preferentially switching an optical packet having specific label information.

10 光パケットスイッチネットワーク(OPSN)
201〜205 ノード
21(211〜21N) 入力ポート
22(221〜22N) ラベル処理器
23 スケジューラ(制御手段)
24 光スイッチ
25 共有バッファ
26(261〜26N) 出力ポート
30 ネットワークコントローラ(NC)
40 情報テーブル
41 転送情報テーブル
42 出力ポート利用情報テーブル
43 優先経路情報テーブル
10 Optical packet switch network (OPSN)
20 1 to 20 5 node 21 (21 1 to 21 N ) input port 22 (221 1 to 22 N ) label processor 23 scheduler (control means)
24 optical switch 25 shared buffer 26 (26 1 ~26 N) output port 30 network controller (NC)
40 Information Table 41 Transfer Information Table 42 Output Port Usage Information Table 43 Priority Route Information Table

Claims (6)

複数のノードを複数の光ファイバで接続して形成した複数の経路を介して、複数の光パケットの通信を行う光パケットスイッチネットワークにおいて、当該光パケットスイッチネットワークの優先経路を設定する設定方法であって、
各々の前記光パケットに、当該光パケットが通る経路を示すラベル情報と、当該光パケットに後続する光パケットの有無を示す後続情報と、当該光パケットが占有する帯域を示す占有帯域情報とを設定して、前記光パケットを送信し、
各々の前記ノードに、当該ノードの出力ポートと優先経路のラベル情報である優先ラベル情報との関係を規定する優先経路情報テーブルを設定し、
前記優先経路情報テーブルの任意の前記出力ポートに前記優先ラベル情報が登録されると、前記ラベル情報として前記優先ラベル情報を有する光パケットの到着が完了するまで、前記優先ラベル情報を有する光パケットのみを前記任意の前記出力ポートに出力させる排他処理を行うと共に、前記優先ラベル情報を有する光パケットの到着が完了すると、前記排他処理を解除し、
前記後続情報に基づいて、前記優先ラベル情報を有する光パケットに後続する光パケットがあると判断したときには、前記占有帯域情報に基づいて、後続する光パケットの到着予想時間を予測し、前記到着予想時間の前に前記排他処理を再開した後、後続する光パケットの到着が完了すると、前記排他処理を解除し、最後の光パケットの到着が完了するまで、前記排他処理の再開と解除を繰り返すことを特徴とする光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法。
In an optical packet switch network that performs communication of a plurality of optical packets via a plurality of paths formed by connecting a plurality of nodes with a plurality of optical fibers, a setting method for setting a priority path of the optical packet switch network. And
For each optical packet, label information indicating a route through which the optical packet passes, subsequent information indicating presence / absence of an optical packet following the optical packet, and occupied band information indicating a band occupied by the optical packet are set. And transmitting the optical packet,
In each of the nodes, a priority route information table that defines the relationship between the output port of the node and priority label information that is label information of the priority route is set.
When the priority label information is registered at any output port of the priority route information table, only the optical packet having the priority label information is completed until the arrival of the optical packet having the priority label information as the label information is completed. Is output to the arbitrary output port, and when the arrival of the optical packet having the priority label information is completed, the exclusive process is canceled,
Based on the subsequent information, when it is determined that there is an optical packet following the optical packet having the priority label information, an expected arrival time of the subsequent optical packet is predicted based on the occupied bandwidth information, and the arrival prediction After the exclusion process is resumed before time, when the arrival of the subsequent optical packet is completed, the exclusion process is canceled, and the restart and release of the exclusion process are repeated until the arrival of the last optical packet is completed. A method for setting a priority route in an optical packet switch network.
請求項1に記載の光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法において、
前記優先ラベル情報を有する光パケットに後続する光パケットがない場合、又は、前記到着予想時間を過ぎても後続する光パケットが到着しない場合には、前記任意の出力ポートに設定された前記優先ラベル情報を削除することを特徴とする光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法。
The method for setting a priority route in the optical packet switch network according to claim 1,
When there is no optical packet following the optical packet having the priority label information, or when the subsequent optical packet does not arrive after the expected arrival time, the priority label set for the arbitrary output port A method for setting a priority route in an optical packet switch network, wherein information is deleted.
請求項1又は請求項2に記載の光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法において、
前記優先経路の設定が要求される場合、各々の前記ノードに情報を送信する少なくとも1つのネットワークコントローラを用いて、前記優先経路に該当する前記ノードに前記優先ラベル情報を送信することを特徴とする光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定方法。
In the setting method of the priority path | route in the optical packet switch network of Claim 1 or Claim 2,
When setting of the priority route is requested, the priority label information is transmitted to the node corresponding to the priority route using at least one network controller that transmits information to each of the nodes. A method for setting a priority route in an optical packet switch network.
複数のノードを複数の光ファイバで接続して形成した複数の経路を介して、複数の光パケットの通信を行う光パケットスイッチネットワークにおいて、当該光パケットスイッチネットワークの優先経路を設定する設定装置であって、
各々の前記ノードは、前記光パケットに設定された当該光パケットが通る経路を示すラベル情報に基づいて、前記光パケットの処理を設定する制御手段を有し、
前記制御手段は、
当該ノードの出力ポートと優先経路のラベル情報である優先ラベル情報との関係を規定する優先経路情報テーブルを設定し、
前記優先経路情報テーブルの任意の前記出力ポートに前記優先ラベル情報が登録されると、前記ラベル情報として前記優先ラベル情報を有する光パケットの到着が完了するまで、前記優先ラベル情報を有する光パケットのみを前記任意の前記出力ポートに出力させる排他処理を行うと共に、前記優先ラベル情報を有する光パケットの到着が完了すると、前記排他処理を解除し、
前記光パケットに設定された当該光パケットに後続する光パケットの有無を示す後続情報に基づいて、前記優先ラベル情報を有する光パケットに後続する光パケットがあると判断したときには、前記光パケットに設定された当該光パケットが占有する帯域を示す占有帯域情報に基づいて、後続する光パケットの到着予想時間を予測し、前記到着予想時間の前に前記排他処理を再開した後、後続する光パケットの到着が完了すると、前記排他処理を解除し、最後の光パケットの到着が完了するまで、前記排他処理の再開と解除を繰り返すことを特徴とする光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置。
In an optical packet switch network that performs communication of a plurality of optical packets via a plurality of paths formed by connecting a plurality of nodes with a plurality of optical fibers, the setting device sets a priority path of the optical packet switch network. And
Each of the nodes has control means for setting processing of the optical packet based on label information indicating a route through which the optical packet set in the optical packet passes,
The control means includes
Set the priority route information table that defines the relationship between the output port of the node and the priority label information that is the label information of the priority route,
When the priority label information is registered at any output port of the priority route information table, only the optical packet having the priority label information is completed until the arrival of the optical packet having the priority label information as the label information is completed. Is output to the arbitrary output port, and when the arrival of the optical packet having the priority label information is completed, the exclusive process is canceled,
When it is determined that there is an optical packet subsequent to the optical packet having the priority label information based on subsequent information indicating the presence or absence of an optical packet subsequent to the optical packet set in the optical packet, the optical packet is set. based on the occupied band information indicating a band to which the optical packet occupies that is, to predict the expected arrival time of a subsequent optical packet, after resuming the exclusive process prior to the estimated arrival time, the subsequent optical packet An apparatus for setting a priority path in an optical packet switch network, wherein when the arrival is completed, the exclusion process is canceled, and the exclusion process is resumed and canceled until the arrival of the last optical packet is completed.
請求項4に記載の光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置において、
前記制御手段は、
前記優先ラベル情報を有する光パケットに後続する光パケットがない場合、又は、前記到着予想時間を過ぎても後続する光パケットが到着しない場合には、前記優先経路情報テーブルの前記任意の出力ポートに設定された前記優先ラベル情報を削除することを特徴とする光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置。
In the priority route setting device in the optical packet switch network according to claim 4,
The control means includes
If there is no optical packet that follows the optical packet having the priority label information, or if the subsequent optical packet does not arrive after the expected arrival time, it is sent to the arbitrary output port of the priority route information table. An apparatus for setting a priority route in an optical packet switch network, wherein the set priority label information is deleted.
請求項4又は請求項5に記載の光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置において、
各々の前記ノードに情報を送信する少なくとも1つのネットワークコントローラを備え、
前記ネットワークコントローラは、
前記優先経路の設定が要求される場合、前記優先経路に該当する前記ノードの前記制御手段に前記優先ラベル情報を送信することを特徴とする光パケットスイッチネットワークにおける優先経路の設定装置。
In the priority route setting device in the optical packet switch network according to claim 4 or 5,
Comprising at least one network controller for transmitting information to each said node;
The network controller
An apparatus for setting a priority route in an optical packet switch network, wherein when priority route setting is requested, the priority label information is transmitted to the control means of the node corresponding to the priority route.
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