パス・パケット混在光ハイブリッドネットワークにおける波長

パス・パケット混在光ハイブリッドネットワークにおける波長割当方式
RWA for Optical Hybrid Networks combining Path and Packet Switching
今泉英明 2
Hideaki Imaizumi
慶應義塾大学/Keio University1
棄却率
ン評価を行った．経路(1)，(2)に関しては，同数の経路があった
場合は最小遅延のパスを優先し，波長割当(c)，(d)では短波長の
ものから割り当てた．波長数 64 の NSF ネットワーク上で，波
長パスの要求はポアソン過程とし，波長パスの持続時間は平均
3600 秒の指数分布とした．このネットワーク上で，波長パス要
求の棄却率と，全エッジ間で多波長光パケット交換に利用可能
な最大波長数の平均と分散を調べた．結果を図 2 に示す．
パス要求平均発生間隔[秒]
(A) 最小遅延
パス要求平均発生間隔[秒]
ハイブリット型光ネットワークにおける波長割当問題
パス要求平均発生間隔[秒]
(B) 空き波長数最大
パス要求平均発生間隔[秒]
波長数
図 1 に本ネットワークの概念を示す．本ネットワークでは，
品質保証が必要なトラフィックは波長パス交換で転送され，
必要でないトラフィックは残りの波長を用いて多波長光パケ
ット交換で転送される．なお，波長パス交換におけるシグナリ
ングおよび多波長光パケット交換における経路情報(ラベル)は
独立した特定波長に符号化される．
棄却率
2
東京大学/University of Tokyo2
棄却率
1 はじめに
ネットワークトラフィックの急激な増加，アプリケーション
の多様化によって，将来のネットワークには広帯域性と複数の
品質保証クラスが要求される．
この要求を満たす技術として，筆者らは高い品質保証を提供
可能な波長パス交換と，低装置コストで帯域利用効率を向上さ
せる事のできる多波長光パケット交換を組み合わせたハイブ
リット型光ネットワークを検討している[1]．多波長光パケット
交換は，単一のペイロード部分を連続した波長群に符号化し，
一つの光スイッチで一括交換する方式である．このハイブリッ
ト型光ネットワークにおける波長資源は波長パス交換と多波
長光パケット交換で共有されるため，波長パス交換ネットワー
クのために設計された既存の波長割当方式では，波長資源を
有効活用できない可能性がある．
本稿では，ハイブリット型光ネットワークにおける経路制御
及び波長割当方式を検討する．
森川博之 2
村井純 1
Hiroyuki Morikawa Jun Murai
波長数
渡部克弥 2
Katsuya Watabe
波長数
町田啓太 1,2
Keita Machida
パス要求平均発生間隔[秒]
パス要求平均発生間隔[秒]
(C) 共通空き波長数最大
図 2 パス要求棄却率と多波長光パケット用最大波長数
図 1 本ネットワークの概念図
多波長光パケットのペイロードは，End-to-End で使用されて
いない波長群の中で，(1) 短/長波長側一方に偏った，(2)連続し
た空き波長群を用いる．そのため，波長パス交換における波長
割当方式により，多波長光パケット交換で使用可能な波長数が
制限される．例えば，図 1 では R1 から R5，R4 から R5 に波長
パスが設定されている．そのため，多波長光パケット交換で使
用可能な波長数が各リンクにより異なり，波長を効率的に使用
できない．これは，波長パス交換で使用されていない連続波長
群を各リンクでなるべく均一にすることで改善できる．
そこで本稿では，各リンクでの使用可能な波長数をコストと
した経路制御と，First-Fit を用いた波長割当方式を検討する．
経路制御ではリンクステート型のルーチングプロトコルを
用いて使用可能な空き波長数が最大となる経路を選択する．空
き波長数が同数となる経路が 2 つ以上存在する場合は最小遅延
経路を選択する．First-Fit 波長割当方式では，使用される全波
長に対して短波長のものから番号を付加する．波長を割当てる
際，空き波長中で最も若い番号の波長から割当ていく．本方式
により，波長パス交換で使用される波長を短波長側に集約する
とともに，各リンクでの多波長光パケット交換で使用可能な波
長を均一にでき，多波長光パケット交換における波長使用効率
を向上させることができる．
3 シミュレーション実験
本稿では，リンクステート型経路制御により(1)最小遅延，(2)
空き波長数最大，および(3)共通空き波長最大の経路を用い，波
長割当方式として(a) Random，(b)First-Fit，(c)Most-Used, (d)
Least-Used を用いて，それぞれの組み合わせでシミュレーショ
棄却率はランダム方式が最も低いが，波長資源を多く用いる．
そのため，波長パス要求の棄却率を抑えることはできるが，多
波長光パケット交換で使用可能な連続した波長群を確保する
ことは難しい．Most-Used は，図 2(A)，(B)では First-Fit とほぼ
同様の挙動を示している．これは使用回数が同一の場合，短波
長側から割り当てるためと考えられる．しかし，(C)では短波長
側の波長を何度も使う可能性が高く，利用可能な波長数は低下
している．一方 Least-Used において，図２(A)では First-Fit と似
た結果を示しているが，(B)では低い棄却率にも関わらず，多波
長パケット交換用波長数は Random より非常に高い．これも使
用回数が同じ場合は短波長側から割り当てるため，(A)のような
同じ経路の場合は波長群全体を利用するため高い棄却率とな
り，(B)のような空き波長数最大の経路の場合は常に異なる経路
を使用するため低い棄却率となっていると考えられる．一方，
First-Fit ではブロック率は高いが，多波長光パケット交換で利
用可能な波長数は常に高く，分散も非常に小さい．First-Fit を
用いた結果では，経路制御の違いで大きな差はでなかった．
4 まとめ
本稿では，波長パス交換と多波長光パケット交換が混在する
ハイブリッド型光ネットワークにおける経路制御および波長
割当について，波長の利用効率向上に着目し，各方式の評価を
行った．
謝辞：本研究は情報通信研究機構(NICT)の支援により行われた．
参考文献
[1] 今泉他，
“多波長光パケット交換と光回線交換を用いたハイ
ブリッドネットワークに関する検討”
，信学技報 PN2006-97，
2007.

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