JP3744362B2 - ネットワークにおけるリング形成方法及び障害回復方法並びにリング形成時のノードアドレス付与方法 - Google Patents
ネットワークにおけるリング形成方法及び障害回復方法並びにリング形成時のノードアドレス付与方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワークにおけるリング形成方法及び障害回復方法並びにリング形成時のノードアドレス付与方法、更にはこれ等方法にに用いるノード装置に関し、特にＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex ）方式のメッシュネットワークを構成するノード間を複数の光ファイバでメッシュ状に接続したネットワークにおける障害回復方式に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、光ファイバ通信ネットワークにおける障害回復は、Bellcore GR-1230-CORE で規定されているSONET BLSR(SONET: Synchronous Optical Network 、BLSR: Bidirectional Line-Switched Ring )や、G. 841で議論されているODU SPRing(ODU: Optical Data Unit 、SPRing: Shared Protection Ring) のように、リングネットワークを構成することによって行われる。これは、例えば、図１７（ａ）に示すように、予めノード（Ａ〜Ｅで示している）間を、右回り及び左回り現用系ファイバ２本（Ｗ１，Ｗ２）及びそれと反対回りの予備系ファイバ２本（Ｐ１，Ｐ２）を使用して、リング状に接続し、通常状態では、現用系ファイバＷ１，Ｗ２を使用して双方向通信を行うものである。
【０００３】
このようなリング状ネットワークにおいては、例えば、ノードＢ−Ｃ間に障害が発生した場合、上述のSONET BLSR方式では、図１７（ｂ）に示すように、障害区間の隣接ノードＢ及びＣが障害を検出し、ノード間で障害回復のためのシグナリングを行ってパスを反対回りの予備系に切り替え、障害回復を行うようになっている。
【０００４】
一方、ODU SPRing方式では、図１７（ｃ）に示すように、トラフィックの終端ノードＡ及びＣが障害を検出し、ノード間で障害回復のためのシグナリングを行ってパスを反対回りの予備系に切り替え、障害回復を行うようになっている。
【０００５】
以上はリング状ネットワークの場合における障害回復であるが、メッシュ状ネットワーク（図１０に示すように、ランダムに多数配置されたノード群からなるネットワーク構成を言う）の場合には、例えば、特開平第７−２２６７３６号公報に開示のような技術がある。
【０００６】
この技術では、図１８に示すように、メッシュ状のネットワークにおいて、予めネットワークの閉ループごとに論理リング（細い実線で示すリング）を、固定的に設定しておき、障害発生時には、ノード間で障害回復のためのシグナリングを行って、これ等固定的な論理リング毎にトラフィックを迂回させて障害回復を行う方式が提案されている。例えば、ノードＡ−Ｉ間において伝送を行っている場合には、Ａ−Ｂ−Ｅ−Ｆ−Ｉの順にパスが設定されている。この状態で、ノードＢ−Ｅ間に障害が発生した場合には、図１８の太線で示すように、Ａ−Ｂ−Ａ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｉの順に復旧経路が設定されて障害回復が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したSONET BLSR方式やODU SPRing方式では、複数のリングをまたぐ経路を設定する場合、リングをまたぐノードにおける障害等によって障害回復不能になることがないようにしなければならない。そのため、例えば、図１９に示すように、ノードＣ→Ｆ間でリングをまたぐ場合、通常状態においてノードＣにおいて信号を分岐し、一方は直接ノードＦに、他方はＣ→Ｄ→Ｊ→Ｆと経路を設定し、ノードＦのサービスセレクタ３０１よって、どちらか一方を選択するというような複雑な経路設定が必要となる。また、Ｃ−Ｄ−Ｊ−Ｆ間の帯域を余分に消費することにもなる。
【０００８】
また、特開平７−２２６７３６号公報に開示の技術においても、上記SONET BLSR方式やODU SPRing方式と同様に、複数のリングをまたぐ経路を設定する場合、その両方に所属するノードを少なくとも２つ経由しなければならない等、といった複雑な経路設定や、２つのリングが接しているノード間では、予備系帯域を各々のリングに対して別々に確保しなければならないといった帯域の浪費が発生する。これは、論理リングが固定的に設定されているからである。
【０００９】
本発明の目的は、ノードがメッシュ状に多数ランダムに配置されてなるメッシュネットワークにおいて、リングを動的に設定自在として、リングをまたぐ経路を設定することに伴う複雑な経路設定や帯域の浪費が発生しない効率的な障害回復方法のためのリング形成方法及びそれを用いた障害回復方法、並びにそれに用いるノード装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、動的なリング形成時において、動的リングの形成を容易に効率良く行うために、リングを構成する各ノードに対してローカルなノード番号（ノードアドレス）を付与する新規なノードアドレス付与方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるリング形成方法は、各々がクロスコネクト機能を有する複数のノードからなるメッシュネットワークにおいて、現用のための現用系パスの設定要求に応答して、前記現用系パスと予備系パスとからなるリングネットワーク（以下、リングと称す）を動的に形成するようにしたリング形成方法であって、
前記リングを構成する各ノードに対し、少なくとも、当該リングの連鎖情報、当該リングを構成しているチャネルの各ノードにおける入出力ポート情報、当該リングの各ノードに対してローカルに付与したローカルノード番号（アドレス）を含むリングマップを付与することを特徴とする。
【００１３】
また、前記メッシュネットワークは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex ）方式の光ファイバ通信ネットワークであり、新規リングを構成する際、この新規リングが同一波長の既存リングと一致する場合は、前記既存リングの各ノードに対応する前記新規リングのノードに対して、前記既存リングの各ノードにローカルに付与されているローカルノード番号と同一のノード番号を付与することを特徴とする。また、前記新規リングが同一波長の前記既存リングと交わるか接する場合には、前記新規リングの各ノードに対して、前記既存リングの各ノードのローカルノード番号とは異なる番号を付与することを特徴とする。
【００１４】
さらに、新規リングを構成する際、この新規リングが同一波長の既存リングと一致又は交わる場合には、経路が共通する部分における予備系パスを共有させることを特徴とする。また、各ノード間の接続情報や空きチャネル情報を収集することによるネットワークマップの形成や、経路計算、パス設定、前記リングマップの生成及びこのリングマップの各ノードに対する付与を、ネットワーク管理システムが集中的に行うことを特徴とする。
【００１５】
また、各ノード間の接続情報や空きチャネル情報を収集することによるネットワークマップの形成や、経路計算、パス設定、前記リングマップの生成及び前記リングマップの生成を、ルーティングプロトコルやシグナリングプロトコルを利用して、各ノードにおいて分散的に行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明による障害回復方法は、上記のリング形成方法を使用したメッシュネットワークにおける障害回復方法であって、前記現用系パスの障害発生時には、各ノード間で障害回復のためのシグナリングを行って前記予備系リングにトラフィックを迂回させることによって、障害を回復することを特徴とする。
【００１７】
本発明によるノードアドレス付与方法は、各々がクロスコネクト機能を有する複数のノードからなるメッシュネットワークにおいて、現用のための現用系パス設定要求に応答してこの現用系パスを含む新規リングネットワークを動的に形成する際に、この形成される新規リングが既存リングと一致する場合には、前記既存リングの各ノードに対応する前記新規リングのノードに対して、前記既存リングの各ノードにローカルに付与されているローカルノード番号（アドレス）と同一のノード番号を付与するノードアドレス付与方法であって、前記新規リングが前記既存リングと交わるか接する場合には、前記新規リングの各ノードに対して、前記既存リングの各ノードのローカルノード番号とは異なる番号を付与することを特徴とする。
【００１９】
また、前記メッシュネットワークは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex ）方式の光ファイバ通信ネットワークであり、前記新規リングと既存リングの一致や交わりや接する等の判断は、波長単位で行うことを特徴とする。
本発明によるノード装置は、現用のための現用系パスの設定要求に応答して、前記現用系パスと予備系パスとからなるリングネットワーク（以下、リングと称す）を、動的に形成するようにしたメッシュネットワークにおけるノード装置であって、少なくとも、前記リングの連鎖情報、当該リングを構成しているチャネルの各ノードにおける入出力ポート情報、当該リングを構成する各ノードに対してローカルに付与したローカルノード番号（アドレス）を有するリングマップを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の作用を述べる。ノード間を複数の光ファイバでメッシュ状に接続したネットワークにおいて、パスの設定要求に応じて動的に現用系と予備系からなるリングネットワークを形成するのものであり、当該リングネットワークにおいて現用系での障害発生時には、各ノード間で障害回復のためのシグナリングを行って予備系リングにトラフィックを迂回させることにより、障害を回復するようにしている。
【００２１】
また、リングネットワークを動的に形成する際には、リングを特定するためのリング管理情報が必要であるが、そのためにリングマップを定義する。すなわち、このリングを形成する各ノードに対し、リングの連鎖情報、リングを構成しているチャネルの各ノードにおけるポート情報、リングに対してローカルに割り当てたノード番号（アドレス）等を含むリングマップを付与する。また、予備系チャネルを同一リングのトラフィックだけでなく異なるリングのトラフィックに対しても共有させることにより、資源の有効利用が図れる。
【００２２】
更に、リングを動的に形成して管理する際のリングマップにおける各ノードのローカルノード番号（アドレス）としては、基本的には、一意に割り振られて付与されるが、形成される新規リングが既存リングと一致する場合には、既存リングの各ノードに対応する新規リングのノードに対して、既存リングの各ノードにローカルに付与されているローカルノード番号（アドレス）と同一のノード番号を付与する。また、新規リングが既存リングと交わるか接する場合には、新規リングの各ノードに対して、既存リングの各ノードのローカルノード番号とは異なる番号を付与するものとする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施例につき詳述する。図１は本発明の第一の実施例が適用される概略システム構成図であり、多数のノード４０１がランダムにメッシュ状に配置されたものである。各ノードはクロスコネクト機能を有しており、各ノード間は複数の光ファイバでメッシュ状に接続されているものとする。また、４０２はネットワーク管理システム（ＮＭＳ；Network Management System ）であり、各ノード間の接続情報や空き波長情報等を収集して、動的に形成すべきリングを管理するためのリングマップを形成したり、パス設定を行ったりする等、ネットワークを集中的に管理するシステムである。
【００２４】
図２は図１に示したクロスコネクトノード４０１の構成例を示している。５０１は伝送路光ファイバ、５０２，５０３はそれぞれ波長分波器及び合波器である。５０４は信号処理部であり、信号の経路設定及び切り替え、信号のオーバーヘッド処理等を行う。５０５はノード制御部であり、信号のオーバーヘッドに対するアクセス及びスイッチ部の制御（５０６）、様々な情報を保持するデータベース５０７に対するアクセス、ＮＭＳとの通信（５０８）等を行う。
【００２５】
図３（ａ）は図２に示された信号処理部５０４の構成例である。６０１は信号受信部であり、信号の受信及びオーバーヘッドの処理を行う。６０２は信号送信部であり、信号の送信及びオーバーヘッドの処理を行う。６０３はスイッチ部であり、信号の経路設定及び切り替えを行う。図３（ｂ）は図２に示された信号処理部５０４の別の構成例である。この例では、経路設定は信号を光のまま処理できる経路設定スイッチ部６０４を使用して行い、障害回復のための経路切り替えは障害回復スイッチ部６０５を使用して行う。
【００２６】
本発明において用いられる信号の伝送方式は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０７で規定されているＳＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy) やＴ１．１０５シリーズで規定されているＳＯＮＥＴ、Ｇ．７０９で議論されているＯＤＵ等である。これらは、障害回復のシグナリングを行うためのバイトがオーバーヘッドに割り当てられており（ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのＫ１／Ｋ２バイト、ＯＤＵのＡＰＳ（Automatic Protection System ）／ＰＣＣ（Protection Communication Contorol Channel ）バイト）、リングネットワークによる障害回復をサポートしている。本発明では、これら障害回復用のバイト及び障害回復方式を利用する。
【００２７】
まず、図４に示すようなメッシュネットワークにおいて、ノードＦ−Ｍ間にパス設定要求があった場合を考える。図１に示したＮＭＳ４０２はネットワークマップ（後述する）を用いて最適経路計算を行い、Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍを最適経路と算出したとする。次に、ＮＭＳはＦ−Ｇ−Ｈ−Ｍと経路やノードが重ならない条件で再び最適経路計算を行い、別の経路Ｆ−Ｋ−Ｌ−Ｍを算出したとする。これにより、Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍ−Ｌ−Ｋ−Ｆというリングを算出することが可能になる。
【００２８】
次に、ＮＭＳはパス設定を行う。パス設定は、図４のように、Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍ間の同一波長チャネル（λ１とする）を現用系として双方向に設定し（Ｗ１，Ｗ２とする）、更にＷ１，Ｗ２の予備系として、リングの各ノード間のλ１を現用系と反対回りに予約する（Ｐ１，Ｐ２とする）。パス設定を行う際、ＮＭＳはリングを構成する各ノードに対し、リングの連鎖情報、リングを構成しているチャネルの各ノードにおけるポート情報等を含むリングマップを各ノードに付与する。リングマップはリングに対してローカルに割り当てたノード番号（アドレスまたはＩＤ（識別番号）、以下同じ）を含む。
【００２９】
ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのＫ１／Ｋ２バイト、ＯＤＵのＡＰＳ／ＰＣＣバイトを使用して障害回復を行う場合、各ノードはノード番号（例えば、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴの場合は４ビット、即ち０〜１５までの番号）によって認識されるため、リングにローカルにノード番号を割り当てることによって、これら障害回復用のバイトを使用することが可能になる。この場合のリングマップの例を図１２に示し、各ノードの入出力ポートの各番号を、代表して図１６に示す。なお、この図１６の入出力ポートの番号は、以下の図５〜図９の全てに適用されるものとする。
【００３０】
次に、図４の状態において、別の新規のパスの設定要求があって新規リングを形成する場合について説明する。このとき、新規に形成されるリングが同一波長の既存リング（リングＩＤ１）と一致する場合、交わる又は接する場合、独立している場合について、それぞれ分けて説明する。
【００３１】
まず、新規に形成されるリングが同一波長の既存リングと一致する場合について説明する。例えば、Ｋ−Ｍ間にパス設定要求があり、経路計算の結果、波長λ１を使用して、最適経路としてＫ−Ｌ−Ｍを、もう１つの経路としてＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍを算出したとする。この時、新規のリングはＦ−Ｇ−Ｈ−Ｍ−Ｌ−Ｋ−Ｆとなり、これは図１２におけるリングマップの既存リング（リングＩＤ１とする）１と一致する。従って、ローカルノードＩＤ（識別番号）及び予備系チャネルを共有することが可能であり、この新しいリングも含めたリングマップは図１３のようになる。新規リングはリングＩＤ２となり、Ｋ−Ｍ間に新規のパスが設定された状態を図５に示す。
【００３２】
次に、新規に構成されるリングが同一波長の既存リングと交わる又は接する場合について説明する。例えば、Ｇ−Ｎ間にパス設定要求があり、経路計算の結果、波長λ１を使用して、最適経路としてＧ−Ｌ−Ｎを、もう１つの経路としてＧ−Ｈ−Ｍ−Ｎを算出したとする。この時、新規のリングはＧ−Ｈ−Ｍ−Ｎ−Ｌ−Ｇとなり、このリングと同じリングは図１２に存在しないが、ノードＬ，Ｇ，Ｈ，ＭがリングＩＤ１のリングと共通する。
【００３３】
このようにノードが共通するリングが存在する場合、新たなリングのローカルノードＩＤは、既存リングのローカルノードＩＤと異なる番号を付与する。また、新規のリングにおけるＧ−Ｈ、Ｈ−Ｍ間の予備系チャネルはリングＩＤ１のリングと共有させる。この時のリングマップ及びＧ−Ｎ間に新規のパスが設定された状態をそれぞれ図１４、図６に示す。
【００３４】
新規に構成されるリングが同一波長の既存リングと独立している場合について説明する。例えば、ノードＯにおいて、Ｏ−Ｐ間にパス設定要求があり、経路計算の結果、波長λ１を使用して、最適経路としてＯ−Ｐを、もう１つの経路としてＯ−Ｎ−Ｐを算出したとする。この時、新規のリングはＮ−Ｏ−Ｐ−Ｎとなり、このリングと同じリングは図１２に存在せず、共通するノードを持つリングも存在しない。この場合、新規リングのローカルノードＩＤは既存リングのものに関係なく付与することが可能であり、この場合のリングマップは図１５のようになる。
【００３５】
最後に、ファイバ断や符号誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）劣化等の障害が発生した場合について、障害検出及び障害回復を行うノードが障害区間の隣接ノードの場合とパスの終端ノードの場合に分けて説明する。尚、障害検出方法の例としては、信号光のパワーやレベル、ＢＥＲの低下等の他、Ｓ／Ｎの劣化、波長変動等を単独または適宜組合せて用いることができる。
【００３６】
また、新規に構成されるリングが、複数の既存リングと交わる又は接する場合は、予備資源の消費を最小化する、または、リング全長を最短化する等の一定の基準に基づいて、リングを選択し、その後、上述の処理を行いローカルノードＩＤを付与するように処理することも可能である。
【００３７】
まず、障害区間の隣接ノードが障害検出及び障害回復を行う場合について説明する。この場合における障害回復のための一連の動作は、ＳＯＮＥＴ ＢＬＳＲ方式における障害回復方式と同様である。
【００３８】
通常状態において、図６のように、ノードＧ−Ｎ間及びＦ−Ｍ間にパスが設定されているとする（リングマップは図１４）。ここで、図７のように、ノードＧ−Ｈ間に障害が発生した場合、障害区間の隣接ノードであるノードＨ（ポート８）及びノードＧ（ポート２６）がそれぞれＷ１，Ｗ２の障害を検出する。Ｗ１及びＷ２に対する障害回復動作は同様であるため、ここではＷ１に対する動作のみ説明する。
【００３９】
ノードＨは障害を検出したポート番号とリングマップとを照合し、この障害がリング１における障害であると認識する。従って、ノードＨはリングＩＤ１のリングの予備系チャネルＰ１，Ｐ２の出力ポート５及び４７において、経路切り替えのためのメッセージを障害回復用のバイトに挿入し、ノードＧに向けて送出する。このメッセージは、宛先としてノードＧのローカルノード番号（本実施の形態では「１」）、送信元としてノードＨのローカルノード番号（本実施の形態では「２」）、メッセージの内容として切り替え要求であること等を含む。
【００４０】
ノードＨから送出されたメッセージのうち、ポート４７からＰ２に送出されたメッセージはノードＭに受信される。ノードＭはメッセージを受信したポートとリングマップと、宛先ノードのローカルノード番号とを照合し、これがリングＩＤ１のリングに関するメッセージであると認識する。更に、メッセージが自分宛てではないと分かるので、ノードＭはリングＩＤ１のリングに関するＰ２の出力ポート１１から次ノードであるノードＬに向けてメッセージを転送する。また、この時リングＩＤ１のリングに関するＰ１の入力ポートと出力ポートが接続するようにスイッチを動作させる。
【００４１】
ノードＬ，Ｋ，Ｆもメッセージを同様に次ノードに転送し、ノードＧがメッセージを受信する。ノードＧはメッセージを受信したポートとリングマップを参照し、このメッセージがリングＩＤ１のリングに関するものであり、更に自分宛ての切り替え要求であると分かる。従って、ノードＧは、今までポート２９からノードＨ方向に送出していたＷ１のトラフィックをノードＦの予備系チャネルにＰ１にブリッジし、ポート５から送出する。また、受信ポートは予備系チャネルＰ２にスイッチし、ポート２から受信する。この一連の動作はＷ２に対しても同様に行われ、結局、図８のように障害回復が行われる。
【００４２】
上記例では、ノードＧ，Ｈ間の予備系チャネル（Ｐ１，Ｐ２）が断となっている場合に、ＳＯＮＥＴのリングプロテクションのように現用系チャネルと反対回りの予備系チャネルに迂回させることによって障害回復する場合について説明したが、ノードＧ，Ｈ間の予備系チャネルには全く障害がない場合は、ＳＯＮＥＴのスパンプロテクションのように現用系と同じ方向の予備系チャネルに切り替えることにより、障害回復を行うことができる。
【００４３】
次に、トラフィックの終端ノードが障害検出及び障害回復を行う場合について説明する。この場合における障害回復のための一連の動作は、ＯＤＵ ＳＰＲｉｎｇにおける障害回復方式と同様である。図６のように、ノードＧ−Ｎ間及びＦ−Ｍ間にパスが設定されているとする（リングマップは図１４）。ここで、図７のように、ノードＧ−Ｈ間に障害が発生した場合、パスの終端ノードであるＭ（ポート２０）及びノードノードＦ（ポート２６）がそれぞれＷ１，Ｗ２の障害を検出する。Ｗ１及びＷ２に対する障害回復動作は同様であるため、ここではＷ１に対する動作のみ説明する。
【００４４】
ノードＭは障害を検出したポート番号とリングマップとを照合し、この障害がリングＩＤ１のリングにおける障害であると認識する。従って、ノードＭは、このリングの予備系チャネルＰ１，Ｐ２の出力ポート１１及び１７において、経路切り替えのためのメッセージを障害回復用のバイトに挿入し、ノードＦに向けて送出する。このメッセージは、宛先としてノードＦのローカルノード番号、送信元としてノードＭのローカルノード番号、メッセージの内容として切り替え要求であること等を含む。
【００４５】
ノードＭから送出されたメッセージのうち、ポート１１からＰ２に送出されたメッセージはノードＬに受信される。ノードＦはメッセージを受信したポート番号とリングマップとを照合し、これがリングＩＤ１のリングに関するメッセージであると認識する。更に、メッセージが自分宛てではないと分かるので、ノードＬはＰ２の出力ポート１１から次ノードであるノードＫに向けてメッセージを転送する。また、この時リングＩＤ１のリングに関するＰ１の入力ポートと出力ポートが接続するようにスイッチを動作させる。ノードＫも同様にメッセージを次ノードに転送し、ノードＦがメッセージを受信する。
【００４６】
ノードＦはメッセージを受信したポート番号とリングマップとを照合し、これがリングＩＤ１のリングに関するメッセージであり、更に自分宛ての切り替え要求であると分かる。従って、ノードＦは、今までポート２９からノードＧ方向に送出していたＷ１のトラフィックをノードＦの予備系チャネルＰ１にブリッジし、ポート４１から送出する。また、受信ポートは予備系チャネルＰ２にスイッチし、ポート３８から受信する。この一連の動作はＷ２に対しても同様に行われ、結局、図９のように障害回復が行われる。
【００４７】
続いて、本発明の第２の実施例について、図１０に示すメッシュネットワークを用いて説明する。１３０１はクロスコネクトノードであり、各ノード間は複数の光ファイバで接続されているものとする。ここでは、先の図１に示すようなＮＭＳ４０２は存在しない。従って、各ノード間で分散的にルーティングプロトコルを動作させてネットワークマップを形成したり、パス設定のシグナリングプロトコルを動作させてパス設定を行ったりする必要がある。
【００４８】
そのために、ルーティングプロトコルやパス設定のためのシグナリングプロトコルを動作させるための制御チャネルが必要となるが、制御チャネルしては、データ信号のオーバーヘッドに割り当てられたデータ通信チャネル（ＳＤＨのData Communication Channel (DCC)や、ＯＤＵのGeneral Communication Channel (GCC）等）を使用したり、データ信号の１波長を制御信号用に使用したり、図１１のように、データ信号とは異なる帯域の波長を使用したりすることが可能である。また、電気信号であっても良い。
【００４９】
図１１では、この制御信号としてある波長の光信号を使用し、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ１４０８によって、制御信号とデータ信号の合分波が行われる。制御信号の帯域としては、例えば、データ信号が１．５５μｍ帯なら、１．５１μｍ帯等が使用可能である。また、制御チャネルは各ノードで終端する必要がある。
【００５０】
なお、図１１において、１４０１は光ファイバ、１４０２は光分波器、１４０３は光合波器、１４０４はノードの信号処理部、１４０５は制御部、１４０６は制御信号、１４０７はデータベースである。
【００５１】
図１０に示すネットワークの場合、まず、各ノードは、制御チャネルを使用してＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）の拡張等のルーティングプロトコル（例えば、IETF Internet Draft “draft-wang-ospf-isis-lambda-te-routing-00.txt ”参照）を動作させ、各ノード間の接続情報や空き波長情報を含むネットワークマップを形成し、データベースに保持する。
【００５２】
また、パス設定要求があった場合は、要求を受けたノードが最適経路計算を行ってリングを算出する。実際のパス設定は、ＲＳＶＰ−ＴＥ（Resource Reservation Protocol with extensions for Traffic Engineering ）やＣＲ−ＬＤＰ（Constraint-based Routing Label Distribution Protocol）の拡張等のパス設定のためのシグナリングプロトコル（例えば、OIF Contribution “oif2000.179 参照）を使用することが可能である。
【００５３】
パス設定のシグナリングを行う際、リングを構成する各ノードに対し、前記リングマップを各ノードに付与する。リングマップは、ノードが新規のリングを構成する際に必要となるため、ルーティングプロトコルを使用してネットワークの全ノードに配付したり、最適経路計算行ってリングを算出した後、リングを構成する各ノードとシグナリングを行って取得したりすることが可能である。各ノードがリングマップを保持することにより、障害回復動作は第１の実施例と同様に行うことが可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クロスコネクトを用いたメッシュネットワークにおいて、パスの設定要求に応じて動的に、現用系パスと予備系パスとによってリングネットワークを形成し、このリングを使用して障害回復を行うことによって、リング間をまたぐパス設定に起因する複雑な処理を必要とせず、また、これ等動的にリングを形成するために必要なリング管理のためのリングマップを、各ノードに付与することによって、複数のリングで予備系チャネルを共有することが可能となり、帯域を効率的に使用することができるという効果がある。
【００５５】
また、この場合のリング管理のためのリングマップにおける各ノードのローカルノード番号（アドレス）の管理として、既存リングと新規リングとが一致する場合には、各ノードのアドレスを全て共通に付与し、また新規リングが既存リングと交わるか接する場合には、新規リングの各ノードに対して、既存リングの各ノードのアドレスとは異なるアドレスを付与することで、ノードの管理が容易になると共に、障害回復処理時に、各ノードが、自分が属するリングを容易にかつ正確に識別することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すネットワークの概略システム構成例である。
【図２】本発明に使用するクロスコネクト装置（ノード）の構成の一例を示す図である。
【図３】図２のノードの信号処理部の構成例である。
【図４】ノードＦ−Ｍ間にパスが設定された様子を示す図である。
【図５】ノードＦ−Ｍ及びＫ−Ｍ間にパスが設定された様子を示す図である。
【図６】ノードＦ−Ｍ及びＧ−Ｎ間にパスが設定された様子を示す図である。
【図７】ノードＧ−Ｈ間に障害が発生した様子を示す図である。
【図８】ノードＧ及びＨが障害を検出し、障害回復を行った様子を示す図である。
【図９】ノードＦ及びＭが障害を検出し、障害回復を行った様子を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例を示すネットワークの概略システム構成例である。
【図１１】本発明に使用するクロスコネクト装置（ノード）の構成の他の例を示す図である。
【図１２】図４の状態を示すリングマップである。
【図１３】図５の状態を示すリングマップである。
【図１４】図６の状態を示すリングマップである。
【図１５】新規リングが既存リングと全く独立の場合の状態を示すリングマップである。
【図１６】図４〜図９における各クロスコネクト装置（ノード）の入出力ポートの番号を示す図である。
【図１７】ＳＯＮＥＴ ＢＬＳＲやＯＤＵ ＳＰＲｉｎｇにおける障害回復方法を説明する図である。
【図１８】特開平７−２２６７３６号公報における障害回復方法を説明する図である。
【図１９】ＳＯＮＥＴ ＢＬＳＲやＯＤＵ ＳＰＲｉｎｇにおいてリングをまたぐ場合のパス設定方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０１，４０１，１３０１ クロスコネクトノード
１０２，５０１，１４０１ 伝送路光ファイバ
４０２ ネットワーク管理システム
５０２，１４０２ 波長分波器
５０３，１４０３ 波長合波器
５０４，１４０４ 信号処理部
５０５，１４０５ ノード制御部
５０６，１４０６ 制御部と信号処理部との間の制御
５０７，１４０７ データベース
５０８ 制御部とネットワーク管理システムの間の制御
６０１ 信号受信部
６０２ 信号送信部
６０３ スイッチ部
６０４ 経路設定スイッチ部
６０５ 障害回復スイッチ部
１４０８ ＷＤＭカプラ
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワークにおけるリング形成方法及び障害回復方法並びにリング形成時のノードアドレス付与方法、更にはこれ等方法にに用いるノード装置に関し、特にＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex ）方式のメッシュネットワークを構成するノード間を複数の光ファイバでメッシュ状に接続したネットワークにおける障害回復方式に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、光ファイバ通信ネットワークにおける障害回復は、Bellcore GR-1230-CORE で規定されているSONET BLSR(SONET: Synchronous Optical Network 、BLSR: Bidirectional Line-Switched Ring )や、G. 841で議論されているODU SPRing(ODU: Optical Data Unit 、SPRing: Shared Protection Ring) のように、リングネットワークを構成することによって行われる。これは、例えば、図１７（ａ）に示すように、予めノード（Ａ〜Ｅで示している）間を、右回り及び左回り現用系ファイバ２本（Ｗ１，Ｗ２）及びそれと反対回りの予備系ファイバ２本（Ｐ１，Ｐ２）を使用して、リング状に接続し、通常状態では、現用系ファイバＷ１，Ｗ２を使用して双方向通信を行うものである。
【０００３】
このようなリング状ネットワークにおいては、例えば、ノードＢ−Ｃ間に障害が発生した場合、上述のSONET BLSR方式では、図１７（ｂ）に示すように、障害区間の隣接ノードＢ及びＣが障害を検出し、ノード間で障害回復のためのシグナリングを行ってパスを反対回りの予備系に切り替え、障害回復を行うようになっている。
【０００４】
一方、ODU SPRing方式では、図１７（ｃ）に示すように、トラフィックの終端ノードＡ及びＣが障害を検出し、ノード間で障害回復のためのシグナリングを行ってパスを反対回りの予備系に切り替え、障害回復を行うようになっている。
【０００５】
以上はリング状ネットワークの場合における障害回復であるが、メッシュ状ネットワーク（図１０に示すように、ランダムに多数配置されたノード群からなるネットワーク構成を言う）の場合には、例えば、特開平第７−２２６７３６号公報に開示のような技術がある。
【０００６】
この技術では、図１８に示すように、メッシュ状のネットワークにおいて、予めネットワークの閉ループごとに論理リング（細い実線で示すリング）を、固定的に設定しておき、障害発生時には、ノード間で障害回復のためのシグナリングを行って、これ等固定的な論理リング毎にトラフィックを迂回させて障害回復を行う方式が提案されている。例えば、ノードＡ−Ｉ間において伝送を行っている場合には、Ａ−Ｂ−Ｅ−Ｆ−Ｉの順にパスが設定されている。この状態で、ノードＢ−Ｅ間に障害が発生した場合には、図１８の太線で示すように、Ａ−Ｂ−Ａ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｉの順に復旧経路が設定されて障害回復が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したSONET BLSR方式やODU SPRing方式では、複数のリングをまたぐ経路を設定する場合、リングをまたぐノードにおける障害等によって障害回復不能になることがないようにしなければならない。そのため、例えば、図１９に示すように、ノードＣ→Ｆ間でリングをまたぐ場合、通常状態においてノードＣにおいて信号を分岐し、一方は直接ノードＦに、他方はＣ→Ｄ→Ｊ→Ｆと経路を設定し、ノードＦのサービスセレクタ３０１よって、どちらか一方を選択するというような複雑な経路設定が必要となる。また、Ｃ−Ｄ−Ｊ−Ｆ間の帯域を余分に消費することにもなる。
【０００８】
また、特開平７−２２６７３６号公報に開示の技術においても、上記SONET BLSR方式やODU SPRing方式と同様に、複数のリングをまたぐ経路を設定する場合、その両方に所属するノードを少なくとも２つ経由しなければならない等、といった複雑な経路設定や、２つのリングが接しているノード間では、予備系帯域を各々のリングに対して別々に確保しなければならないといった帯域の浪費が発生する。これは、論理リングが固定的に設定されているからである。
【０００９】
本発明の目的は、ノードがメッシュ状に多数ランダムに配置されてなるメッシュネットワークにおいて、リングを動的に設定自在として、リングをまたぐ経路を設定することに伴う複雑な経路設定や帯域の浪費が発生しない効率的な障害回復方法のためのリング形成方法及びそれを用いた障害回復方法、並びにそれに用いるノード装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、動的なリング形成時において、動的リングの形成を容易に効率良く行うために、リングを構成する各ノードに対してローカルなノード番号（ノードアドレス）を付与する新規なノードアドレス付与方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるリング形成方法は、各々がクロスコネクト機能を有する複数のノードからなるメッシュネットワークにおいて、現用のための現用系パスの設定要求に応答して、前記現用系パスと予備系パスとからなるリングネットワーク（以下、リングと称す）を動的に形成するようにしたリング形成方法であって、
前記リングを構成する各ノードに対し、少なくとも、当該リングの連鎖情報、当該リングを構成しているチャネルの各ノードにおける入出力ポート情報、当該リングの各ノードに対してローカルに付与したローカルノード番号（アドレス）を含むリングマップを付与することを特徴とする。
【００１３】
また、前記メッシュネットワークは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex ）方式の光ファイバ通信ネットワークであり、新規リングを構成する際、この新規リングが同一波長の既存リングと一致する場合は、前記既存リングの各ノードに対応する前記新規リングのノードに対して、前記既存リングの各ノードにローカルに付与されているローカルノード番号と同一のノード番号を付与することを特徴とする。また、前記新規リングが同一波長の前記既存リングと交わるか接する場合には、前記新規リングの各ノードに対して、前記既存リングの各ノードのローカルノード番号とは異なる番号を付与することを特徴とする。
【００１４】
さらに、新規リングを構成する際、この新規リングが同一波長の既存リングと一致又は交わる場合には、経路が共通する部分における予備系パスを共有させることを特徴とする。また、各ノード間の接続情報や空きチャネル情報を収集することによるネットワークマップの形成や、経路計算、パス設定、前記リングマップの生成及びこのリングマップの各ノードに対する付与を、ネットワーク管理システムが集中的に行うことを特徴とする。
【００１５】
また、各ノード間の接続情報や空きチャネル情報を収集することによるネットワークマップの形成や、経路計算、パス設定、前記リングマップの生成及び前記リングマップの生成を、ルーティングプロトコルやシグナリングプロトコルを利用して、各ノードにおいて分散的に行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明による障害回復方法は、上記のリング形成方法を使用したメッシュネットワークにおける障害回復方法であって、前記現用系パスの障害発生時には、各ノード間で障害回復のためのシグナリングを行って前記予備系リングにトラフィックを迂回させることによって、障害を回復することを特徴とする。
【００１７】
本発明によるノードアドレス付与方法は、各々がクロスコネクト機能を有する複数のノードからなるメッシュネットワークにおいて、現用のための現用系パス設定要求に応答してこの現用系パスを含む新規リングネットワークを動的に形成する際に、この形成される新規リングが既存リングと一致する場合には、前記既存リングの各ノードに対応する前記新規リングのノードに対して、前記既存リングの各ノードにローカルに付与されているローカルノード番号（アドレス）と同一のノード番号を付与するノードアドレス付与方法であって、前記新規リングが前記既存リングと交わるか接する場合には、前記新規リングの各ノードに対して、前記既存リングの各ノードのローカルノード番号とは異なる番号を付与することを特徴とする。
【００１９】
また、前記メッシュネットワークは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex ）方式の光ファイバ通信ネットワークであり、前記新規リングと既存リングの一致や交わりや接する等の判断は、波長単位で行うことを特徴とする。
本発明によるノード装置は、現用のための現用系パスの設定要求に応答して、前記現用系パスと予備系パスとからなるリングネットワーク（以下、リングと称す）を、動的に形成するようにしたメッシュネットワークにおけるノード装置であって、少なくとも、前記リングの連鎖情報、当該リングを構成しているチャネルの各ノードにおける入出力ポート情報、当該リングを構成する各ノードに対してローカルに付与したローカルノード番号（アドレス）を有するリングマップを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の作用を述べる。ノード間を複数の光ファイバでメッシュ状に接続したネットワークにおいて、パスの設定要求に応じて動的に現用系と予備系からなるリングネットワークを形成するのものであり、当該リングネットワークにおいて現用系での障害発生時には、各ノード間で障害回復のためのシグナリングを行って予備系リングにトラフィックを迂回させることにより、障害を回復するようにしている。
【００２１】
また、リングネットワークを動的に形成する際には、リングを特定するためのリング管理情報が必要であるが、そのためにリングマップを定義する。すなわち、このリングを形成する各ノードに対し、リングの連鎖情報、リングを構成しているチャネルの各ノードにおけるポート情報、リングに対してローカルに割り当てたノード番号（アドレス）等を含むリングマップを付与する。また、予備系チャネルを同一リングのトラフィックだけでなく異なるリングのトラフィックに対しても共有させることにより、資源の有効利用が図れる。
【００２２】
更に、リングを動的に形成して管理する際のリングマップにおける各ノードのローカルノード番号（アドレス）としては、基本的には、一意に割り振られて付与されるが、形成される新規リングが既存リングと一致する場合には、既存リングの各ノードに対応する新規リングのノードに対して、既存リングの各ノードにローカルに付与されているローカルノード番号（アドレス）と同一のノード番号を付与する。また、新規リングが既存リングと交わるか接する場合には、新規リングの各ノードに対して、既存リングの各ノードのローカルノード番号とは異なる番号を付与するものとする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施例につき詳述する。図１は本発明の第一の実施例が適用される概略システム構成図であり、多数のノード４０１がランダムにメッシュ状に配置されたものである。各ノードはクロスコネクト機能を有しており、各ノード間は複数の光ファイバでメッシュ状に接続されているものとする。また、４０２はネットワーク管理システム（ＮＭＳ；Network Management System ）であり、各ノード間の接続情報や空き波長情報等を収集して、動的に形成すべきリングを管理するためのリングマップを形成したり、パス設定を行ったりする等、ネットワークを集中的に管理するシステムである。
【００２４】
図２は図１に示したクロスコネクトノード４０１の構成例を示している。５０１は伝送路光ファイバ、５０２，５０３はそれぞれ波長分波器及び合波器である。５０４は信号処理部であり、信号の経路設定及び切り替え、信号のオーバーヘッド処理等を行う。５０５はノード制御部であり、信号のオーバーヘッドに対するアクセス及びスイッチ部の制御（５０６）、様々な情報を保持するデータベース５０７に対するアクセス、ＮＭＳとの通信（５０８）等を行う。
【００２５】
図３（ａ）は図２に示された信号処理部５０４の構成例である。６０１は信号受信部であり、信号の受信及びオーバーヘッドの処理を行う。６０２は信号送信部であり、信号の送信及びオーバーヘッドの処理を行う。６０３はスイッチ部であり、信号の経路設定及び切り替えを行う。図３（ｂ）は図２に示された信号処理部５０４の別の構成例である。この例では、経路設定は信号を光のまま処理できる経路設定スイッチ部６０４を使用して行い、障害回復のための経路切り替えは障害回復スイッチ部６０５を使用して行う。
【００２６】
本発明において用いられる信号の伝送方式は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０７で規定されているＳＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy) やＴ１．１０５シリーズで規定されているＳＯＮＥＴ、Ｇ．７０９で議論されているＯＤＵ等である。これらは、障害回復のシグナリングを行うためのバイトがオーバーヘッドに割り当てられており（ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのＫ１／Ｋ２バイト、ＯＤＵのＡＰＳ（Automatic Protection System ）／ＰＣＣ（Protection Communication Contorol Channel ）バイト）、リングネットワークによる障害回復をサポートしている。本発明では、これら障害回復用のバイト及び障害回復方式を利用する。
【００２７】
まず、図４に示すようなメッシュネットワークにおいて、ノードＦ−Ｍ間にパス設定要求があった場合を考える。図１に示したＮＭＳ４０２はネットワークマップ（後述する）を用いて最適経路計算を行い、Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍを最適経路と算出したとする。次に、ＮＭＳはＦ−Ｇ−Ｈ−Ｍと経路やノードが重ならない条件で再び最適経路計算を行い、別の経路Ｆ−Ｋ−Ｌ−Ｍを算出したとする。これにより、Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍ−Ｌ−Ｋ−Ｆというリングを算出することが可能になる。
【００２８】
次に、ＮＭＳはパス設定を行う。パス設定は、図４のように、Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍ間の同一波長チャネル（λ１とする）を現用系として双方向に設定し（Ｗ１，Ｗ２とする）、更にＷ１，Ｗ２の予備系として、リングの各ノード間のλ１を現用系と反対回りに予約する（Ｐ１，Ｐ２とする）。パス設定を行う際、ＮＭＳはリングを構成する各ノードに対し、リングの連鎖情報、リングを構成しているチャネルの各ノードにおけるポート情報等を含むリングマップを各ノードに付与する。リングマップはリングに対してローカルに割り当てたノード番号（アドレスまたはＩＤ（識別番号）、以下同じ）を含む。
【００２９】
ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのＫ１／Ｋ２バイト、ＯＤＵのＡＰＳ／ＰＣＣバイトを使用して障害回復を行う場合、各ノードはノード番号（例えば、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴの場合は４ビット、即ち０〜１５までの番号）によって認識されるため、リングにローカルにノード番号を割り当てることによって、これら障害回復用のバイトを使用することが可能になる。この場合のリングマップの例を図１２に示し、各ノードの入出力ポートの各番号を、代表して図１６に示す。なお、この図１６の入出力ポートの番号は、以下の図５〜図９の全てに適用されるものとする。
【００３０】
次に、図４の状態において、別の新規のパスの設定要求があって新規リングを形成する場合について説明する。このとき、新規に形成されるリングが同一波長の既存リング（リングＩＤ１）と一致する場合、交わる又は接する場合、独立している場合について、それぞれ分けて説明する。
【００３１】
まず、新規に形成されるリングが同一波長の既存リングと一致する場合について説明する。例えば、Ｋ−Ｍ間にパス設定要求があり、経路計算の結果、波長λ１を使用して、最適経路としてＫ−Ｌ−Ｍを、もう１つの経路としてＫ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｍを算出したとする。この時、新規のリングはＦ−Ｇ−Ｈ−Ｍ−Ｌ−Ｋ−Ｆとなり、これは図１２におけるリングマップの既存リング（リングＩＤ１とする）１と一致する。従って、ローカルノードＩＤ（識別番号）及び予備系チャネルを共有することが可能であり、この新しいリングも含めたリングマップは図１３のようになる。新規リングはリングＩＤ２となり、Ｋ−Ｍ間に新規のパスが設定された状態を図５に示す。
【００３２】
次に、新規に構成されるリングが同一波長の既存リングと交わる又は接する場合について説明する。例えば、Ｇ−Ｎ間にパス設定要求があり、経路計算の結果、波長λ１を使用して、最適経路としてＧ−Ｌ−Ｎを、もう１つの経路としてＧ−Ｈ−Ｍ−Ｎを算出したとする。この時、新規のリングはＧ−Ｈ−Ｍ−Ｎ−Ｌ−Ｇとなり、このリングと同じリングは図１２に存在しないが、ノードＬ，Ｇ，Ｈ，ＭがリングＩＤ１のリングと共通する。
【００３３】
このようにノードが共通するリングが存在する場合、新たなリングのローカルノードＩＤは、既存リングのローカルノードＩＤと異なる番号を付与する。また、新規のリングにおけるＧ−Ｈ、Ｈ−Ｍ間の予備系チャネルはリングＩＤ１のリングと共有させる。この時のリングマップ及びＧ−Ｎ間に新規のパスが設定された状態をそれぞれ図１４、図６に示す。
【００３４】
新規に構成されるリングが同一波長の既存リングと独立している場合について説明する。例えば、ノードＯにおいて、Ｏ−Ｐ間にパス設定要求があり、経路計算の結果、波長λ１を使用して、最適経路としてＯ−Ｐを、もう１つの経路としてＯ−Ｎ−Ｐを算出したとする。この時、新規のリングはＮ−Ｏ−Ｐ−Ｎとなり、このリングと同じリングは図１２に存在せず、共通するノードを持つリングも存在しない。この場合、新規リングのローカルノードＩＤは既存リングのものに関係なく付与することが可能であり、この場合のリングマップは図１５のようになる。
【００３５】
最後に、ファイバ断や符号誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）劣化等の障害が発生した場合について、障害検出及び障害回復を行うノードが障害区間の隣接ノードの場合とパスの終端ノードの場合に分けて説明する。尚、障害検出方法の例としては、信号光のパワーやレベル、ＢＥＲの低下等の他、Ｓ／Ｎの劣化、波長変動等を単独または適宜組合せて用いることができる。
【００３６】
また、新規に構成されるリングが、複数の既存リングと交わる又は接する場合は、予備資源の消費を最小化する、または、リング全長を最短化する等の一定の基準に基づいて、リングを選択し、その後、上述の処理を行いローカルノードＩＤを付与するように処理することも可能である。
【００３７】
まず、障害区間の隣接ノードが障害検出及び障害回復を行う場合について説明する。この場合における障害回復のための一連の動作は、ＳＯＮＥＴ ＢＬＳＲ方式における障害回復方式と同様である。
【００３８】
通常状態において、図６のように、ノードＧ−Ｎ間及びＦ−Ｍ間にパスが設定されているとする（リングマップは図１４）。ここで、図７のように、ノードＧ−Ｈ間に障害が発生した場合、障害区間の隣接ノードであるノードＨ（ポート８）及びノードＧ（ポート２６）がそれぞれＷ１，Ｗ２の障害を検出する。Ｗ１及びＷ２に対する障害回復動作は同様であるため、ここではＷ１に対する動作のみ説明する。
【００３９】
ノードＨは障害を検出したポート番号とリングマップとを照合し、この障害がリング１における障害であると認識する。従って、ノードＨはリングＩＤ１のリングの予備系チャネルＰ１，Ｐ２の出力ポート５及び４７において、経路切り替えのためのメッセージを障害回復用のバイトに挿入し、ノードＧに向けて送出する。このメッセージは、宛先としてノードＧのローカルノード番号（本実施の形態では「１」）、送信元としてノードＨのローカルノード番号（本実施の形態では「２」）、メッセージの内容として切り替え要求であること等を含む。
【００４０】
ノードＨから送出されたメッセージのうち、ポート４７からＰ２に送出されたメッセージはノードＭに受信される。ノードＭはメッセージを受信したポートとリングマップと、宛先ノードのローカルノード番号とを照合し、これがリングＩＤ１のリングに関するメッセージであると認識する。更に、メッセージが自分宛てではないと分かるので、ノードＭはリングＩＤ１のリングに関するＰ２の出力ポート１１から次ノードであるノードＬに向けてメッセージを転送する。また、この時リングＩＤ１のリングに関するＰ１の入力ポートと出力ポートが接続するようにスイッチを動作させる。
【００４１】
ノードＬ，Ｋ，Ｆもメッセージを同様に次ノードに転送し、ノードＧがメッセージを受信する。ノードＧはメッセージを受信したポートとリングマップを参照し、このメッセージがリングＩＤ１のリングに関するものであり、更に自分宛ての切り替え要求であると分かる。従って、ノードＧは、今までポート２９からノードＨ方向に送出していたＷ１のトラフィックをノードＦの予備系チャネルにＰ１にブリッジし、ポート５から送出する。また、受信ポートは予備系チャネルＰ２にスイッチし、ポート２から受信する。この一連の動作はＷ２に対しても同様に行われ、結局、図８のように障害回復が行われる。
【００４２】
上記例では、ノードＧ，Ｈ間の予備系チャネル（Ｐ１，Ｐ２）が断となっている場合に、ＳＯＮＥＴのリングプロテクションのように現用系チャネルと反対回りの予備系チャネルに迂回させることによって障害回復する場合について説明したが、ノードＧ，Ｈ間の予備系チャネルには全く障害がない場合は、ＳＯＮＥＴのスパンプロテクションのように現用系と同じ方向の予備系チャネルに切り替えることにより、障害回復を行うことができる。
【００４３】
次に、トラフィックの終端ノードが障害検出及び障害回復を行う場合について説明する。この場合における障害回復のための一連の動作は、ＯＤＵ ＳＰＲｉｎｇにおける障害回復方式と同様である。図６のように、ノードＧ−Ｎ間及びＦ−Ｍ間にパスが設定されているとする（リングマップは図１４）。ここで、図７のように、ノードＧ−Ｈ間に障害が発生した場合、パスの終端ノードであるＭ（ポート２０）及びノードノードＦ（ポート２６）がそれぞれＷ１，Ｗ２の障害を検出する。Ｗ１及びＷ２に対する障害回復動作は同様であるため、ここではＷ１に対する動作のみ説明する。
【００４４】
ノードＭは障害を検出したポート番号とリングマップとを照合し、この障害がリングＩＤ１のリングにおける障害であると認識する。従って、ノードＭは、このリングの予備系チャネルＰ１，Ｐ２の出力ポート１１及び１７において、経路切り替えのためのメッセージを障害回復用のバイトに挿入し、ノードＦに向けて送出する。このメッセージは、宛先としてノードＦのローカルノード番号、送信元としてノードＭのローカルノード番号、メッセージの内容として切り替え要求であること等を含む。
【００４５】
ノードＭから送出されたメッセージのうち、ポート１１からＰ２に送出されたメッセージはノードＬに受信される。ノードＦはメッセージを受信したポート番号とリングマップとを照合し、これがリングＩＤ１のリングに関するメッセージであると認識する。更に、メッセージが自分宛てではないと分かるので、ノードＬはＰ２の出力ポート１１から次ノードであるノードＫに向けてメッセージを転送する。また、この時リングＩＤ１のリングに関するＰ１の入力ポートと出力ポートが接続するようにスイッチを動作させる。ノードＫも同様にメッセージを次ノードに転送し、ノードＦがメッセージを受信する。
【００４６】
ノードＦはメッセージを受信したポート番号とリングマップとを照合し、これがリングＩＤ１のリングに関するメッセージであり、更に自分宛ての切り替え要求であると分かる。従って、ノードＦは、今までポート２９からノードＧ方向に送出していたＷ１のトラフィックをノードＦの予備系チャネルＰ１にブリッジし、ポート４１から送出する。また、受信ポートは予備系チャネルＰ２にスイッチし、ポート３８から受信する。この一連の動作はＷ２に対しても同様に行われ、結局、図９のように障害回復が行われる。
【００４７】
続いて、本発明の第２の実施例について、図１０に示すメッシュネットワークを用いて説明する。１３０１はクロスコネクトノードであり、各ノード間は複数の光ファイバで接続されているものとする。ここでは、先の図１に示すようなＮＭＳ４０２は存在しない。従って、各ノード間で分散的にルーティングプロトコルを動作させてネットワークマップを形成したり、パス設定のシグナリングプロトコルを動作させてパス設定を行ったりする必要がある。
【００４８】
そのために、ルーティングプロトコルやパス設定のためのシグナリングプロトコルを動作させるための制御チャネルが必要となるが、制御チャネルしては、データ信号のオーバーヘッドに割り当てられたデータ通信チャネル（ＳＤＨのData Communication Channel (DCC)や、ＯＤＵのGeneral Communication Channel (GCC）等）を使用したり、データ信号の１波長を制御信号用に使用したり、図１１のように、データ信号とは異なる帯域の波長を使用したりすることが可能である。また、電気信号であっても良い。
【００４９】
図１１では、この制御信号としてある波長の光信号を使用し、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ１４０８によって、制御信号とデータ信号の合分波が行われる。制御信号の帯域としては、例えば、データ信号が１．５５μｍ帯なら、１．５１μｍ帯等が使用可能である。また、制御チャネルは各ノードで終端する必要がある。
【００５０】
なお、図１１において、１４０１は光ファイバ、１４０２は光分波器、１４０３は光合波器、１４０４はノードの信号処理部、１４０５は制御部、１４０６は制御信号、１４０７はデータベースである。
【００５１】
図１０に示すネットワークの場合、まず、各ノードは、制御チャネルを使用してＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）の拡張等のルーティングプロトコル（例えば、IETF Internet Draft “draft-wang-ospf-isis-lambda-te-routing-00.txt ”参照）を動作させ、各ノード間の接続情報や空き波長情報を含むネットワークマップを形成し、データベースに保持する。
【００５２】
また、パス設定要求があった場合は、要求を受けたノードが最適経路計算を行ってリングを算出する。実際のパス設定は、ＲＳＶＰ−ＴＥ（Resource Reservation Protocol with extensions for Traffic Engineering ）やＣＲ−ＬＤＰ（Constraint-based Routing Label Distribution Protocol）の拡張等のパス設定のためのシグナリングプロトコル（例えば、OIF Contribution “oif2000.179 参照）を使用することが可能である。
【００５３】
パス設定のシグナリングを行う際、リングを構成する各ノードに対し、前記リングマップを各ノードに付与する。リングマップは、ノードが新規のリングを構成する際に必要となるため、ルーティングプロトコルを使用してネットワークの全ノードに配付したり、最適経路計算行ってリングを算出した後、リングを構成する各ノードとシグナリングを行って取得したりすることが可能である。各ノードがリングマップを保持することにより、障害回復動作は第１の実施例と同様に行うことが可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クロスコネクトを用いたメッシュネットワークにおいて、パスの設定要求に応じて動的に、現用系パスと予備系パスとによってリングネットワークを形成し、このリングを使用して障害回復を行うことによって、リング間をまたぐパス設定に起因する複雑な処理を必要とせず、また、これ等動的にリングを形成するために必要なリング管理のためのリングマップを、各ノードに付与することによって、複数のリングで予備系チャネルを共有することが可能となり、帯域を効率的に使用することができるという効果がある。
【００５５】
また、この場合のリング管理のためのリングマップにおける各ノードのローカルノード番号（アドレス）の管理として、既存リングと新規リングとが一致する場合には、各ノードのアドレスを全て共通に付与し、また新規リングが既存リングと交わるか接する場合には、新規リングの各ノードに対して、既存リングの各ノードのアドレスとは異なるアドレスを付与することで、ノードの管理が容易になると共に、障害回復処理時に、各ノードが、自分が属するリングを容易にかつ正確に識別することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すネットワークの概略システム構成例である。
【図２】本発明に使用するクロスコネクト装置（ノード）の構成の一例を示す図である。
【図３】図２のノードの信号処理部の構成例である。
【図４】ノードＦ−Ｍ間にパスが設定された様子を示す図である。
【図５】ノードＦ−Ｍ及びＫ−Ｍ間にパスが設定された様子を示す図である。
【図６】ノードＦ−Ｍ及びＧ−Ｎ間にパスが設定された様子を示す図である。
【図７】ノードＧ−Ｈ間に障害が発生した様子を示す図である。
【図８】ノードＧ及びＨが障害を検出し、障害回復を行った様子を示す図である。
【図９】ノードＦ及びＭが障害を検出し、障害回復を行った様子を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例を示すネットワークの概略システム構成例である。
【図１１】本発明に使用するクロスコネクト装置（ノード）の構成の他の例を示す図である。
【図１２】図４の状態を示すリングマップである。
【図１３】図５の状態を示すリングマップである。
【図１４】図６の状態を示すリングマップである。
【図１５】新規リングが既存リングと全く独立の場合の状態を示すリングマップである。
【図１６】図４〜図９における各クロスコネクト装置（ノード）の入出力ポートの番号を示す図である。
【図１７】ＳＯＮＥＴ ＢＬＳＲやＯＤＵ ＳＰＲｉｎｇにおける障害回復方法を説明する図である。
【図１８】特開平７−２２６７３６号公報における障害回復方法を説明する図である。
【図１９】ＳＯＮＥＴ ＢＬＳＲやＯＤＵ ＳＰＲｉｎｇにおいてリングをまたぐ場合のパス設定方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０１，４０１，１３０１ クロスコネクトノード
１０２，５０１，１４０１ 伝送路光ファイバ
４０２ ネットワーク管理システム
５０２，１４０２ 波長分波器
５０３，１４０３ 波長合波器
５０４，１４０４ 信号処理部
５０５，１４０５ ノード制御部
５０６，１４０６ 制御部と信号処理部との間の制御
５０７，１４０７ データベース
５０８ 制御部とネットワーク管理システムの間の制御
６０１ 信号受信部
６０２ 信号送信部
６０３ スイッチ部
６０４ 経路設定スイッチ部
６０５ 障害回復スイッチ部
１４０８ ＷＤＭカプラ
Claims (19)
- 各々がクロスコネクト機能を有する複数のノードからなるメッシュネットワークにおいて、現用のための現用系パスの設定要求に応答して、前記現用系パスと予備系パスとからなるリングネットワーク（以下、リングと称す）を動的に形成するようにしたリング形成方法であって、
前記リングを構成する各ノードに対し、少なくとも、当該リングの連鎖情報、当該リングを構成しているチャネルの各ノードにおける入出力ポート情報、当該リングの各ノードに対してローカルに付与したローカルノード番号（アドレス）を含むリングマップを付与することを特徴とするリング形成方法。 - 前記メッシュネットワークは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex ）方式の光ファイバ通信ネットワークであることを特徴とする請求項１記載のリング形成方法。
- 新規リングを構成する際、この新規リングが同一波長の既存リングと一致する場合は、前記既存リングの各ノードに対応する前記新規リングのノードに対して、前記既存リングの各ノードにローカルに付与されているローカルノード番号と同一のノード番号を付与することを特徴とする請求項２記載のリング形成方法。
- 前記新規リングが同一波長の前記既存リングと交わるか接する場合には、前記新規リングの各ノードに対して、前記既存リングの各ノードのローカルノード番号とは異なる番号を付与することを特徴とする請求項２または３記載のリング形成方法。
- 新規リングを構成する際、この新規リングが同一波長の既存リングと一致又は交わる場合には、経路が共通する部分における予備系パスを共有させることを特徴とする請求項２〜４いずれか記載のリング形成方法。
- 各ノード間の接続情報や空きチャネル情報を収集することによるネットワークマップの形成や、経路計算、パス設定、前記リングマップの生成及びこのリングマップの各ノードに対する付与を、ネットワーク管理システムが集中的に行うことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のリング形成方法。
- 各ノード間の接続情報や空きチャネル情報を収集することによるネットワークマップの形成や、経路計算、パス設定、前記リングマップの生成及び前記リングマップの生成を、ルーティングプロトコルやシグナリングプロトコルを利用して、各ノードにおいて分散的に行うことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のリング形成方法。
- 請求項１〜７いずれか記載のリング形成方法を使用したメッシュネットワークにおける障害回復方法であって、前記現用系パスの障害発生時には、各ノード間で障害回復のためのシグナリングを行って前記予備系リングにトラフィックを迂回させることによって、障害を回復することを特徴とする障害回復方法。
- 各々がクロスコネクト機能を有する複数のノードからなるメッシュネットワークにおいて、現用のための現用系パス設定要求に応答してこの現用系パスを含む新規リングネットワークを動的に形成する際に、この形成される新規リングが既存リングと一致する場合には、前記既存リングの各ノードに対応する前記新規リングのノードに対して、前記既存リングの各ノードにローカルに付与されているローカルノード番号（アドレス）と同一のノード番号を付与するノードアドレス付与方法であって、
前記新規リングが前記既存リングと交わるか接する場合には、前記新規リングの各ノードに対して、前記既存リングの各ノードのローカルノード番号とは異なる番号を付与することを特徴とするノードアドレス付与方法。 - 各々がクロスコネクト機能を有する複数のノードからなるメッシュネットワークにおいて、現用のための現用系パス設定要求に応答してこの現用系パスを含む新規リングネットワークを動的に形成する際に、この形成される新規リングが前記既存リングと交わるか接する場合には、前記新規リングの各ノードに対して、前記既存リングの各ノードのローカルノード番号とは異なる番号を付与することを特徴とするノードアドレス付与方法。
- 前記リングネットワークは、前記現用系パスとこの現用系パスに対する予備系パスとからなるリングであることを特徴とする請求項９または１０記載のノードアドレス付与方法。
- 前記メッシュネットワークは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex ）方式の光ファイバ通信ネットワークであることを特徴とする請求項９〜１１いずれか記載のノードアドレス付与方法。
- 前記新規リングと既存リングの一致や交わりや接する等の判断は、波長単位で行うことを特徴とする請求項１２記載のノードアドレス付与方法。
- 現用のための現用系パスの設定要求に応答して、前記現用系パスと予備系パスとからなるリングネットワーク（以下、リングと称す）を、動的に形成するようにしたメッシュネットワークにおけるノード装置であって、少なくとも、前記リングの連鎖情報、当該リングを構成しているチャネルの各ノードにおける入出力ポート情報、当該リングを構成する各ノードに対してローカルに付与したローカルノード番号（アドレス）を有するリングマップを含むことを特徴とするノード装置。
- 前記メッシュネットワークは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex ）方式の光ファイバ通信ネットワークであることを特徴とする請求項１４記載のノード装置。
- 前記リングマップにおいて、新規リングが同一波長の既存リングと一致する場合は、前記既存リングの各ノードに対応する前記新規リングのノードに対して、前記既存リングの各ノードにローカルに付与されているローカルノード番号と同一のノード番号が付与されることを特徴とする請求項１５記載のノード装置。
- 前記新規リングが同一波長の前記既存リングと交わるか接する場合には、前記新規リングの各ノードに対して、前記既存リングの各ノードのローカルノード番号とは異なる番号が付与されることを特徴とする請求項１５または１６記載のノード装置。
- 前記リングマップはネットワークを管理する管理システムが集中的に管理してそれぞれに付与されたものであることを特徴とする請求項１４〜１７いずれか記載のノード装置。
- 各ノード装置間の接続情報や空きチャネル情報を収集することによるネットワークマップの形成や、経路計算、パス設定、前記リングマップの生成及び前記リングマップの生成を、ルーティングプロトコルやシグナリングプロトコルを利用して、各ノード装置において分散的に行うことを特徴とする請求項１４〜１７いずれか記載のノード装置。
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