JP2007243567A

JP2007243567A - 通信パス計算方法及び装置

Info

Publication number: JP2007243567A
Application number: JP2006062721A
Authority: JP
Inventors: Keiji Miyazaki; 啓二宮▲崎▼; Taiki Fujii; 泰希藤井; Shinya Kano; 慎也加納; Akira Nagata; 晃永田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-20
Also published as: US7657180B2; US20070212067A1

Abstract

【課題】通信パス計算方法及びその装置に関し、特にＷＤＭ通信を行うＲＯＡＤＭ等の伝送装置においてＡＤＤ／ＤＲＯＰ可能な波長の情報をリンク情報として広告し、その情報を元に通信パスの自動経路計算を行う通信パス計算方法及びその装置を提供する。
【解決手段】波長分割多重信号を送受信するＷＤＭネットワーク内における光伝送装置であって、再構成可能なＯＡＤＭ装置を有し、通信パスの計算方法において、該ＯＡＤＭ装置は、自装置のクライアントと接続ＷＤＭとの間のリンクテーブルを作成すること、該リンクテーブルを自装置のルーチング制約情報としてネットワーク全体内の他装置に広告すること、該他装置は、広告された該ルーチング制約情報を受信して記憶し、自装置の通信パス計算の際にその計算の制約情報として利用すること、を特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は通信パス計算方法及びその装置に関し、特にＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）通信を行うＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplex）等の伝送装置（以降では、単に「ノード」という）においてＡＤＤ／ＤＲＯＰ可能な波長の情報をリンク情報として広告し、その情報を元に通信パスの自動経路計算を行う通信パス計算方法及びその装置に関するものである。

近年、次世代の超高速バックボーンを支える新技術として「ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-Protocol Label Switch）」が脚光を浴びており、その実用化も近づいている。ＧＭＰＬＳは、従来からＩＰ−ＶＰＮ等に利用されているＭＰＬＳを光ネットワークでも利用できるように拡張したものである。フロー自体にラベルを割り当ててそのラベル情報を元にスイッチング処理するラベル技術を使い、波長単位に光信号を伝送できるため、光信号のままで高速なスイッチング処理が可能となる。またＩＰレベルで管理・制御できることから従来技術との親和性も高く、スケーラビィティの高い高速ネットワークを構築できる等の利点がある。

従来においてシグナリングプロトコルを用いてパス設定を分散的に行う場合、ＧＭＰＬＳ制御プレーンでＯＳＰＦ−ＴＥ（Open Shortest Path First-Traffic Engineering）等のルーチングプロトコルで交換したトポロジ情報を基に経路計算を行い、その経路情報を元にＲＳＶＰ-ＴＥ（Resource reSerVation Protocl-Traffic Engineering）等のシグナリングを用いエンドツーエンドのパス設定時に、装置でパスのラベル（ＳＯＮＥＴ/ＳＤＨの場合はタイムスロット、ＷＤＭの場合は波長等）を割り当てていた。

一例として、図１は、通信ノードをリング状に接続したＷＤＭリングネットワークの一例を示したものである。また、図２は、通信ノードの一構成例を示したものであり、さらに図３は、図２のスイッチ（ＳＷ）部の具体的な構成例を示している。
図１では、ＷＤＭネットワークにおいて、ＲＯＡＤＭ装置等から成るノード１〜４がリング状に接続されている。図中には、ＷＤＭリングネットワークが収容する波長λ１−１０と、各ノード１〜４が各ノード内のトランスポンダから又はトランスポンダへＡＤＤ／ＤＲＯＰできる波長（例えばノード１では波長λ１−４、７−１０）を示している。なお、図中の「リングフラグ；ＯＮ」は、図４の（ｂ）及び（Ｃ）で後述するように、ノードがリング状に接続されていることを示している。

図２は、ＲＯＡＤＭ装置等から成る各ノード１〜４の一構成例を示している。
一般的な伝送装置は、装置を管理・制御するため装置内監視制御部２１に、装置を管理するための装置管理部２２や、伝送路障害等を監視する警報監視部２４等を持つ。この他、本例のようにＧＭＰＬＳ制御プレーンを持つ場合は、シグナリング等の機能を制御するＧＭＰＬＳ制御部２３を持つ。本発明は装置管理部２２とＧＭＰＬＳ制御部２３に関係するものである。

図３は、ＲＯＡＤＭ装置に特徴的なスイッチ部２５及びインタフェース部２６、２７の具体的な構成例を示したものである。
インタフェース部２６、２７は、複数の波長信号（本例では１０波）の束からなるＷＤＭ信号λ１−１０を個々の波長信号に分波するための波長分波器２６と、それをさらに合波して元のＷＤＭ信号λ１−１０を復元する波長合波器２７から成る。なお、波長分波器２６や波長合波器２７には図示しない光増幅器等を含むことができる。

スイッチ部（ＳＷ）２５は、ノードを再構成可能（reconfigurable）なように、本例ではＷＤＭ信号λ１−１０のＷＤＭリンク１０と２１とに接続され、それを分波した後の波長信号＃２をトランスポンダ１（ＩＦ１）にアッド／ドロップするか又はスルーするかを選べるスイッチ３３、同様に分波後の波長信号＃１０をトランスポンダ２（ＩＦ２）にアッド／ドロップするか又はスルーするかを選べるスイッチ３４が設けられている。

また、公知例にはＷＤＭ伝送装置でインタフェースの識別情報と波長情報を対向のＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ装置に通知し、障害時に波長情報をＳＯＮＥＴ装置からＷＤＭ装置に通知することが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００４−５２２６９１号公報

しかしながら、ＷＤＭネットワークにおけるＲＯＡＤＭ等では、各装置でＡＤＤ／ＤＲＯＰできる波長は各ノードが内蔵するトランスポンダ等の入出力ポートへの物理的な配線により固定的に設定されており、従来はその情報をＯＳＰＦ−ＴＥ等で広告していないため、自動的な経路計算ができず保守・運用者がそれらルーチングの制約情報を手動で入力する必要があるという問題があった。

従来のGMPLS（OSPF-TE）では、装置のスイッチはノンブロッキングを想定しており、ROADM等の伝送装置に固有のブロッキング性を考慮しておらず、OSPF-TEで収集したネットワーク情報だけでは経路計算ができないという問題があった。この問題を解決するために従来は人手で制約の有るリンクを指定するか、ネットワーク管理装置で経路計算を行う必要があり、時間がかかるという問題があった。

また、上記引用例１では、波長情報やインタフェース情報を通知しているが、本願ではさらに装置内接続情報を付加しており、さらに引用例１は隣接装置間のみで情報の交換を行っているが、本願ではリングやネットワーク全体で情報の交換を行っているという相違がある。

そこで本発明の目的は、上記問題点に鑑み、ADD/DROP点のポート（リンク）に波長情報、リングを構成するリンクにリング情報を付与する事により、経路計算の自動化を可能とし、迅速なサービスの提供が容易となる通信パス計算方法を提供することにある。

本発明によれば、波長分割多重信号を送受信するＷＤＭネットワーク内における光伝送装置であって、再構成可能なＯＡＤＭ装置を有し、該ＯＡＤＭ装置は、自装置のクライアントと接続ＷＤＭとの間のリンクテーブルを作成すること、該リンクテーブルを自装置のルーチング制約情報としてネットワーク全体内の他装置に広告すること、該他装置は、広告された該ルーチング制約情報を受信して記憶し、自装置の通信パス計算の際にその計算の制約情報として利用すること、を特徴とする通信パスの計算方法が提供される。前記通信パスの計算には、最短路計算アルゴリズムを使用し、その最短路計算の際に該ルーチング制約情報を適用する。

また、本発明によれば、図４のリンクテーブルの一構成例及び図５の波長情報の一態様例に示すように、前記リンクテーブルは、一例として、少なくとも該ＯＡＤＭ装置と接続するＷＤＭリンクを識別するための接続ＷＤＭリンクＩＤと、該装置内におけるトランスポンダの入出力ポートを識別するためのクライアントリンクＩＤと、該ＷＤＭリンク内でＡＤＤ／ＤＲＯＰする個別の波長信号を識別するための波長情報とを含む。

さらに、本発明によれば、波長分割多重信号を送受信するＷＤＭネットワーク内における光伝送装置であって、再構成可能なＯＡＤＭ装置を有し、該ＯＡＤＭ装置は、装置を監視して管理・制御するため装置内監視制御部において、装置を管理するための装置管理部と、伝送路障害等を監視する警報監視部と、シグナリング等の機能を有し、ラベルスイッチング制御を行うＧＭＰＬＳ制御部と、装置内を再構成可能に制御するスイッチ部と、を備え、該装置管理部は、自装置のクライアントと接続ＷＤＭとの間のリンクテーブルを作成し、該ＧＭＰＬＳ制御部は、該リンクテーブルを自装置のルーチング制約情報としてネットワーク全体内の他装置に広告し、また該他装置から受信したルーチング制約情報を記憶して、自装置の通信パス計算の際にその計算の制約情報として利用する光伝送装置が提供される。該装置は、前記通信パスの計算に最短路計算アルゴリズムを使用し、その最短路計算に該ルーチング制約情報を適用する。前記最短路計算アルゴリズムにはダイクストラの手法を使用し、ルーチングの制御にはＯＳＰＦ−ＴＥのルーチングプロトコルを使用する。

本発明によれば、ＡＤＤ／ＤＲＯＰ点のポート（リンク）に波長情報、リングを構成するＷＤＭリンクにリング情報を付与する事により、経路計算の自動化を可能とし、迅速なサービスの提供が容易となる。

図６は、本発明による基本的な最短経路検索フローの一例を示したものである。また、図７は、本発明を適用するネットワーク構成の一例を示している。さらに、図８は、図７で用いられるクライアントリンクテーブルの一例を示している。

図６に示す最短経路探索フローでは、基本的にＯＳＰＦで標準のダイクストラ（Dijkstra) 法を用いたグラフ最短経路問題の解法手法を用いており、その判断の際に図８のクライアントリンクテーブルで示す制約事項を加味することとしている。図７のネットワークは、２個のＲＯＡＤＭリング（Ｎ１１−Ｎ１２−Ｎ１３及びＮ３１−Ｎ３２−Ｎ３３）と、その間を結ぶＰＸＣ（光クロスコネクト）装置（Ｎ２１及びＮ２２）で構成されている。ここでは、図６の経路探索フローに沿ってノードＮ１１の波長５のポートからノードＮ３３の波長８の出力までの経路探索を行う場合の実施例について説明する。なお、ここでは簡単のために全てのリンクコストを「１」として経路探索を行う。

（１）初めにデータ初期化（Ｓ１１）を行うと、ノードＮ１１が始点ノードとなるので始点ノードＮ１１からの最短経路ｄ（Ｎ１１）＝０、またノードＮ１１で使用可能な波長リストＬ（Ｎ１１）＝波長５となる。他のノードＵはｄ（Ｕ）＝∞、Ｌ（Ｕ）＝nullとする。

（２）ステップＳ１２では、始点ノードＮ１１から全てのノードまでの最短距離は求まっていない（最短距離が求まっていないノードの集合Ｑが空でない）のでＮＯに進む。
（３）ステップＳ１３では、集合Ｑの点ｕの最短距離d(u)が最小のノードはＮ１１である。また、ステップＳ１４では、点ｕは終点ノード（Ｎ３３）ではないのでＮＯに進む。

（４）ステップＳ１５では、ｕ点（ここではノードＮ１１）に接続されているＷＤＭリンクはＬ１０及びＬ１２であるから、本発明によりＮ１１クライアントリンクテーブル（図８の（ａ））の接続ＷＤＭリンクを参照し、波長５のポートがクライアントリンクＩＤ１（ＩＦ１）に接続できるためＬ１０、Ｌ１２を候補（ＯＫ）として確認する。ステップ１５では、選択したノードｕに接続されているリンクを選択するが、クライアントリンクテーブルを参照して選択可能か否かを判断している。

（５）ステップ１６では、まずＬ１０をチェックする。Ｌ(Ｎ１１)＝波長５、Ｌ１０の使用可能波長は５−８なので、波長５は使用可能でありＹＥＳとなる。このように、ステップ１６では、通常の帯域確認等に加えて、使用可能波長か否かを判断している。
（６）次にステップ１７では、リンクＬ１０の宛先ノードはノードＮ１２より、ｄ（Ｎ１２）＝無限大とｄ（Ｎ１１）＋コスト（Ｌ１０）を比較して、小さいほうをｄ（Ｎ１２）に設定する。この場合にはｄ（Ｎ１２）＝１、始点からノードｕまでの最短経路で１個前のノードＲ（Ｎ１２）＝Ｎ１１、Ｌ（Ｎ１２、Ｌ１０）＝波長５を設定する。ステップ１７では、最短距離と前ノードを更新するが、それらの情報に加えて、前ノード間での使用可能波長リストを保持するようにしている。

（７）Ｌ１２についても、ステップ１６及び１７を行い、ｄ（Ｎ１３）＝１、Ｌ（Ｎ１３、Ｌ１２）＝波長５を設定する。
（８）次にステップ１５に戻って、リンクＬ１０及びＬ１２を選択済みなのでＮＯとなりステップ１８に進み、ノードＮ１１をすでに最短距離が決定したノードの集合Ｓに追加する。

（９）ステップ１２に戻り、まだ全てのノードが求まっていないのでＮＯとなりステップ１３に移動する。
（１０）ステップ１３では、ｄ（ｕ）が最小のノードを選択するが、Ｎ１２とＮ１３が１で最小となり、ここではとりあえずＮ１２を選択する。
（１１）ステップ１４では、Ｎ１２にはリンクＬ２１とＬ１１が接続されているのでＮ１２のクライアントリンクテーブル（図８の（ｂ））の接続ＷＤＭリンクを確認し、波長５のポートが接続できるか確認しＯＫとなるのでＬ２１、L１１を候補とする。

（１２）Ｌ２１についてステップ１６及び１７を行いｄ（Ｎ２１）＝２、Ｒ（Ｎ２１）＝Ｎ１２、Ｌ(Ｎ２１,Ｌ２１)=ＮＵＬＬとする。
（１３）Ｌ１１についてステップ１６及び１７を行うが、ｄ（Ｎ１２）＋コスト（Ｌ１１）＝２であり、現在のｄ（Ｎ１３）より大きいのでｄ（Ｎ１３）は更新しない。
（１４）ステップ１５に戻って、Ｌ２１及びＬ１１は選択済みなのでＮＯとなってステップ１８に進み、ノードＮ１２をＳに追加する。

（１５）ステップ１２に戻り、まだ全てのノードが求まっていないのでＮＯとなりステップ１３に移動する。
（１６）ステップ１３では、ｄ（ｕ）が最小のノードを選択するが、コスト１で最小となるＮ１３を選択する。

（１７）ステップ１５では、接続されているリンクＬ１１及びＬ２２があり、Ｌ２２の場合、Ｎ１３のクライアントリンクテーブル（図８の（ｃ））では波長５はＬ２２へはドロップ出来ないので選択できない。そのため、リンクテーブルからＬ１１のみ選択でき、ステップ１６及び１７の処理を行うが、ｄ（Ｎ１２）＜ｄ（Ｎ１３）＋コスト（Ｌ１１）から、ｄ（Ｎ１２）は更新せず、Ｎ１３を集合Ｓに追加する。

（１８）ステップ１３に戻って、ここではd(ｕ)が最小のノードＮ２１を選択する。
（１９）ステップ１５では、ノードＮ２１に接続されているリンクＬ２５を選択するが、クライアントリンクテーブルが無いので、これには制約がないと判断してＬ２５をそのまま選択し、ステップ１６及び１７の処理を行う。そしてコスト計算ｄ（Ｎ３１）＝３、Ｒ（Ｎ３１）＝Ｎ２１、Ｌ(Ｎ３１、Ｌ２５)＝ＮＵＬＬを設定し、Ｎ２１を集合Sに追加する。

（２０）同様にして、最小コストのノードＮ３１を選択し、Ｎ３１のクライアントリンクテーブル（図８の（ｄ））を確認してリンクＬ３１及びＬ３５が選択できる事を確認する。Ｌ３１及びＬ３５について波長チェックを行いコスト更新する。ここでは、ｄ（Ｎ３３）＝４、Ｒ（Ｎ３３、Ｌ３１）＝Ｎ３１、Ｌ(Ｎ３３、Ｌ３１)＝波長５及び８を設定し、さらに、ｄ（Ｎ３２）＝４、Ｒ（Ｎ３２、Ｌ３５）＝Ｎ３１、Ｌ(Ｎ３２、Ｌ３５)＝波長５を設定する。

（２１）次に、最小コストのノードＮ３２を選択する。
（２２）ノードＮ３２に接続されているリンクＬ３３を選択し、接続ＷＤＭリンクよりリンクとしては接続可能であるが、波長５がＬ３３では使用できないので終了し（図８の（ｅ））、Ｎ３２をSに追加する。

（２３）最後にＮ３３を選択し、Ｎ３３が終点である事より（ステップ１４）、終点波長８にクライアントリンクテーブル（図８の（ｆ））からドロップ可能と判断されるので終了する（ステップＳ１９のＹＥＳ）。

（２４）この結果、Ｒ（Ｎ３３）＝Ｎ３１、Ｒ（Ｎ３１）＝Ｎ２１、Ｒ（Ｎ２１）＝Ｎ１２、Ｒ（Ｎ１２）＝Ｎ１１より経路が特定でき、Ｌ（Ｎ３３）＝波長８、Ｌ（Ｎ１２）=波長５より各々のリンクで使用可能な波長が特定できる。

このように、本発明によれば、各ノードから広告されるクライアントリンクテーブルを参照することで、その接続ＷＤＭリンクからリンクとしては接続可能であるが所定の波長がドロップでいない等の種々の制約事項を加味したルート判断が可能となり、最短経路の通信パス計算が自動的に実行可能となる。

通信ノードをリング状に接続したＷＤＭリングネットワークの一例を示した図である。図１の通信ノードの一構成例を示した図である。図２のスイッチ（ＳＷ）部の具体的な構成例を示した図である。リンクテーブルの一構成例を示した図である。波長情報の一態様例を示した図である。本発明による基本的な最短経路検索フローの一例を示した図である。本発明を適用するネットワーク構成の一例を示した図である。図７で用いられるクライアントリンクテーブルの一例を示した図である。

符号の説明

１〜４ノード
２１装置内監視制御部
２６、２７インタフェース部
２５スイッチ部
３３、３４アッド／ドロップ制御スイッチ

Claims

波長分割多重信号を送受信するＷＤＭネットワーク内における光伝送装置であって、再構成可能なＯＡＤＭ装置を有し、
該ＯＡＤＭ装置は、自装置のクライアントと接続ＷＤＭとの間のリンクテーブルを作成すること、
該リンクテーブルを自装置のルーチング制約情報としてネットワーク全体内の他装置に広告すること、
該他装置は、広告された該ルーチング制約情報を受信して記憶し、自装置の通信パス計算の際にその計算の制約情報として利用すること、
を特徴とする通信パスの計算方法。
前記通信パスの計算には、最短路計算アルゴリズムを使用し、その最短路計算に該ルーチング制約情報を適用すること、を特徴とする請求項１記載の方法。
前記リンクテーブルは、少なくとも、該ＯＡＤＭ装置と接続するＷＤＭリンクを識別するための接続ＷＤＭリンクＩＤと、該装置内におけるトランスポンダの入出力ポートを識別するためのクライアントリンクＩＤと、該ＷＤＭリンク内で使用する個別の波長信号を識別するための波長情報とを含む、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記リンクテーブルは、少なくとも、該ＯＡＤＭ装置と接続するＷＤＭリンクを識別するためのＷＤＭリンクＩＤと、そのＷＤＭリンクがリングを構成しているか否かを示すリングフラグとを含む、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記リンクテーブルは、少なくとも、該ＯＡＤＭ装置と接続するＷＤＭリンクを識別するためのＷＤＭリンクＩＤと、そのＷＤＭリンクがリングを構成しているか否かを示すリングフラグと、該ＷＤＭリンクが複数ある場合に、個々のリングを識別するためのリングＩＤとを含む、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記リンクテーブルは、少なくとも、該ＯＡＤＭ装置と接続するＷＤＭリンクを識別するためのＷＤＭリンクＩＤと、該ＷＤＭリンク内で使用する個別の波長信号を識別するための波長情報とを含む、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記波長情報は、少なくとも、始点波長と、波長信号間のスペーシングと、波長数と、その使用可能な波長をフラグビットの組合せで示した使用可能波長マップと、で表すことを特徴とする請求項６記載の方法。
波長分割多重信号を送受信するＷＤＭネットワーク内における光伝送装置であって、再構成可能なＯＡＤＭ装置を有し、
該ＯＡＤＭ装置は、
装置を監視して管理・制御するため装置内監視制御部において、
装置を管理するための装置管理部と、
伝送路障害等を監視する警報監視部と、
シグナリング等の機能を有し、ラベルスイッチング制御を行うＧＭＰＬＳ制御部と、
装置内を再構成可能に制御するスイッチ部と、を備え、
該装置管理部は、自装置のクライアントと接続ＷＤＭとの間のリンクテーブルを作成し、
該ＧＭＰＬＳ制御部は、該リンクテーブルを自装置のルーチング制約情報としてネットワーク全体内の他装置に広告し、また該他装置から受信したルーチング制約情報を記憶して、自装置の通信パス計算の際にその計算の制約情報として利用すること、を特徴とする光伝送装置。
前記通信パスの計算には、最短路計算アルゴリズムを使用し、その最短路計算に該ルーチング制約情報を適用すること、を特徴とする請求項８記載の装置。
前記最短路計算アルゴリズムはダイクストラの手法を使用し、ルーチングの制御にはＯＳＰＦ−ＴＥのルーチングプロトコルを使用する、ことを特徴とする請求項８記載の装置。