光トレイルネットワークにおけるトレイルの動的分割によるスループットの向上

摘要

As a new optical network architecture that can be built with currently available devices, light trail networks attract attention. A trail is an unidirectional communication channel which is set up by reserving a specific wavelength along a route between a source node and a destination node, and packet communication from an arbitrary node to its downstream nodes is possible. Because a trail is a shared medium, we need medium access control (MAC) to avoid collisions of packets. Token passing type MAC methods such as light-trail fair access MAC (LT-FA MAC) and adaptive round time MAC (ART MAC) have been proposed. In those methods, however, downstream bandwidth of the token holding node is only used, and upstream bandwidth becomes idle. In this paper, we try to improve throughput of a trail by using those idle bandwidth effectively in a token passing type MAC method. In order to achieve this, we propose a dynamic trail partitioning method that dynamically partitions a trail into upstream trail and downstream one at the token holding node, and permits parallel transfer of data using two trails. Numerical calculations and simulations show that the dynamic trail partitioning method can improve throughput by a maximum of more than 80%.%近年，既存の光デバイスを用いて低コストで構築可能な光ネットワークアーキテクチャとして光トレイルネットワークが注目されている．トレイルは送受信ノード間で特定の波長を予約することにより設定される通信チャネルであり，トレイル上の任意のノードはその下流ノードへのパケット送信が可能である．トレイルは共有メディアであるため，パケットの衝突回避を目的としたメディアアクセス制御（MAC）が必要となる．従来，MAC方式としてトークンパッシング型のMAC方式が提案されているが，これらの方式ではトークン保持ノードの下流の帯域のみが使用され，その上流の帯域は遊休状態になるという問題が発生する．そこで，本研究では，トークンパッシング型MAC方式において，遊休状態にある帯域を有効に利用することによるスループットの向上を試みる．そのために，トークン保持ノードにおいて，トレイルを上流トレイルと下流トレイルの二つのトレイルへと分割し，それぞれのトレイルにおいてパケットを送信する動的トレイル分割方式を提案する．数値計算およびシミュレーションにより通常のトレイルと分割トレイルの最大スループットを比較評価した結果，提案法により最大スループットが最大で80%以上向上することが明らかとなった．