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KR20060064613A - 광 경로의 비정밀 예약 설립 방법, 스위칭 장치 및 머신판독가능 매체 - Google Patents

광 경로의 비정밀 예약 설립 방법, 스위칭 장치 및 머신판독가능 매체 Download PDF

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KR20060064613A
KR20060064613A KR1020067002555A KR20067002555A KR20060064613A KR 20060064613 A KR20060064613 A KR 20060064613A KR 1020067002555 A KR1020067002555 A KR 1020067002555A KR 20067002555 A KR20067002555 A KR 20067002555A KR 20060064613 A KR20060064613 A KR 20060064613A
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optical
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크리스티안 마키오코
슬로모 오바디아
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인텔 코포레이션
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Abstract

가변적인 타임 슬롯이 제공되는 WDM(Wavelength-Division Multiplexed) PBS(Photonic Burst Switched) 네트워크 내에서 광 경로의 개략적인-그레인 예약을 수행하는 아키텍쳐 및 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 리소스를 예약하기 위해 다양한 메시지를 사용하는 RSVP-TE 시그널링 프로토콜에 대한 확장을 사용한다. 리소스 예약 요청은 하나 이상의 스위칭 노드를 통해 소스 노드를 수신지 노드에 연결하는 광 경로 라우트의 다운스트림 전송 동안 노드 간에 리소스 예약 요청이 전달되며, 각 노드는 향후 스케쥴링된 기간 동안 이용가능한 전송 리소스(즉, 광 경로 세그먼트)를 갖고 있는지에 대해 질의를 받는다. 대응하는 라벨에 포함된 정보를 사용하여, 이용가능한 각 광 경로 세그먼트마다 소프트 요청이 이루어지다. 선택된 라우트에 대한 모든 광 경로 세그먼트가 이용가능한 경우, 예약 응답 메시지는 그 라우트를 따라 수신 노드에서 소스 노드로 역으로 전송된다. 그 응답을 수신하는 경우, 소프트 예약은 각 노드에서 하드 예약으로 변경된다.

Description

광 경로의 비정밀 예약 설립 방법, 스위칭 장치 및 머신 판독가능 매체{RESERVATION PROTOCOL SIGNALING EXTENTIONS FOR OPTICAL SWITCHED NETWORKS}
관련 교차 출원
본 발명은 2002년 4월 17일에 출원된 US 특허출원 번호 제 10/126,091호; 2002년 6월 25일에 출원된 US 특허출원 번호 제 10/183,111호; 2002년 12월 24일에 출원된 US 특허출원 번호 제 10/328,571호; 2003년 2월 28일에 출원된 US 특허출원 번호 제 10/377,312호; 2003년 2월 28일에 출원된 US 특허출원 번호 제 10/377,580호; 2003년 4월 16일에 출원된 US 특허출원 번호 제 10/417,823호; 2003년 4월 17일에 출원된 US 특허출원 번호 제 10/417,487호; 2003년 5월 19일에 출원된 US 특허출원 번호 (대리인 관리 번호 제 42P16183), 2003년 6월 18일에 출원된 US 특허출원 번호 (대리인 관리 번호 제 42P16552), 및 2003년 6월 24일에 출원된 US 특허출원 번호 (대리인 관리 번호 제 42P16847)에 관련된다.
본 발명의 실시예는 전반적으로는 광 네트워크에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 광 버스트-교환형 네트워크(optical burst-switched networks) 내에서 사용되는 특유의 멀티-프로토콜 라벨 교환(the generic multi-protocol label switching: GMPLS) 프로토콜로의 발신 확장에 관한 것이다.
원격통신 네트워크(예를 들어, 인터넷) 내에서의 전송 대역폭 요구는 계속 증가할 것으로 보이며, 해결책은 이러한 대역폭 요구를 지원하고자 하고 있다. 이 문제점에 대한 해결책은 광섬유 네트워크를 사용하는 것으로, 이 네트워크 내에서 파장 분할 다중화기(WDM) 기술은 동일한 물리적 링크가 다수의 데이터 조각을 동시에 전송하게 한다.
통상적인 광 교환형 네트워크는 통상적으로 파장 발송 기법을 이용하며, 이 기법은 광 신호의 광-전기-광(O-E-O) 변환이 광 스위치에서 이루어질 것을 요구한다. 광 네트워크 내의 각 스위칭 노드에서의 O-E-O 변환은 매우 느린 동작(전형적으로는 대략 10밀리초)이고 매우 고가이며, 광 교환형 네트워크에 대한 트래픽 병목현상(bottleneck)을 잠재적으로 발생시킨다. 또한, 현재의 광 스위치 기법은 패킷 통신 애플리케이션(예를 들어, 인터넷)에서 흔히 경험되는 "버스트(bursty)" 트래픽을 효과적으로 지원할 수 없다.
많은 통신 네트워크는 여러 가지 서브네트워크를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 인터넷 트래픽을 지원하는 넓은 네트워크는 다수의 도시권 통신망(광 MAN)에 연결된 인터넷 서비스 제공자(ISO)에 의해 동작되는 다수의 비교적 작은 액세스 네트워크로 분할될 수 있으며, 이들 도시권 통신망은 넓은 "백본(backbone)" 광역망(WAN)에 연결된다. 광 MAN 및 WAN은 전형적으로 근거리 통신망(LAN)보다 더 높은 대역폭을 요구하여 자신들의 하이-엔드(high-end) 사용자에 의해 요구되는 적절한 레벨의 서비스를 제공한다. 또한, 기술 향상으로 LAN 속도/대역폭이 증가함 에 따라, 이에 대응하여 MAN/WAN 속도/대역폭을 증가시킬 필요가 있다.
최근, 광 버스트 스위칭(OBS) 방식이 WDM 광 네트워크를 통해 고속 버스트 데이터 트래픽을 지원하는 전도유망한 해결책으로 부상하고 있다. OBS 방식은 현재의 광학 회로 스위칭과 부상하고 있는 모든 광 패킷 스위칭 기법 사이에 실용적인 기회를 제공한다. 특정 조건 하에서, OBS 방식은 스위칭 노드에서 발생하는 O-E-O 변환 결과로서 전자 병목현상의 제거에 의해, 및 진입 노드에 의해 가변 시간 슬롯 지속시간 준비가 스케쥴링되는 단방향 엔드-엔드 대역폭 예약 방식을 이용하여, 높은 대역폭 활용도 및 서비스 등급(CoS)을 달성한다. 광 스위칭 구조는 그들이 대등한 O-E-O 스위치보다 더 적은 형태 인자를 갖는 적어도 1 이상 차수의 더 낮은 전력 소비를 제공하기 때문에 매력적이다. 그러나, 최근에 발간된 OBS 네트워크에 대한 작업은 대부분이 다수의 입력/출력 포트(즉, 256x256)를 갖는 고용량(즉, 1 Tb/s) WDM 스위치 구조를 이용하는 차세대 백본 데이터 네트워크(즉, 인터넷 와이드 네트워크), 광 채널(즉, 40개 파장) 및 광대한 버퍼링을 요구한다. 따라서, 이들 WDM 스위치는 제조하기 복잡하고 너무 고가인 경향이 있다. 대조적으로, 저장 영역 네트워크(SAN) 및 멀티미디어 캐스트와 같은 매우 다양한 대역폭 요구 애플리케이션을 근거리 통신망 및 광대역 통신망 모두에 대해 저비용으로 지원하는 요구가 증가하고 있다.
본 발명의 비제한적이고 철저하지 않은 실시예가 다음의 도면을 참조하여 설 명되며, 도면에서 유사한 참조부호는 다르게 지정하지 않는다면 다양한 관점에서 유사한 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 가변 시간 슬롯 준비를 갖는 포토닉 버스트 교환형(PBS) 네트워크를 예시하는 개략적인 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 포토닉 버스트 교환형(PBS) 네트워크의 동작을 예시하는 개략적인 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 포토닉 버스트 교환형(PBS) 네트워크에서 사용되는 스위칭 노드 모듈을 예시하는 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PBS 네트워크용 일반화 멀티프로토콜 라벨 스위칭(generalized multi-protocol label switching: GMPLS) 기반 구조를 예시하는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 GMPLS 기반 PBS 라벨 포맷을 예시하는 블록도,
도 6은 GMPLS 기반 PBS 제어 네트워크를 가로질러 발송 데이터와 관련하여 채용된 예시적인 GMPLS 기반 PBS 라벨 세트를 예시하는 개략도,
도 7은 RSVP 메시지와 관련하여 메시지 흐름을 예시하는 블록도,
도 8(a), 도 8(b) 및 도 8(c)는 본 발명의 일 실시예에 따라 비정밀 리소스 예약 메커니즘을 지원하는 확장을 포함하는 RSVP-TE 기반 Path 메시지에 대응하는 데이터 구조,
도 9는 도 8(a)의 경로 메시지 데이터 구조의 일반화 PBS 라벨 요청 객체에 대응하는 데이터 구조,
도 10(a) 및 도 10(b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 비정밀 리소스 예약 메커니즘을 지원하는 확장을 포함하는 RSVP-TE 기반 Resv 메시지에 대응하는 데이터 구조,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 리소스 예약의 분해를 지원하는 확장을 포함하는 RSVP-TE 기반 PathTear 메시지에 대응하는 데이터 구조,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 리소스 예약의 분해를 지원하는 확장을 포함하는 RSVP TE 기반 ResvTear 메시지에 대응하는 데이터 구조,
도 13은 이러한 리소스에 의해 제공되는 대역폭의 a%를 지원하는 리소스의 예약을 요청하는 데 사용되는 대역폭의 % 값을 포함하는 필드를 포함하는 전송기 기술자 객체 및 흐름 기술자 객체에 대응하는 데이터 구조를 예시한 도면,
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따라 광 경로 예약 프로세스 동안 수행되는 논리 및 동작을 예시하는 순서도의 제각각의 부분을 총괄적으로 포함하는 도면,
도 15는 도 6의 노드 A와 노드 D 사이의 가능한 광 경로를 포함하는 발송 테이블을 예시하는 도면,
도 16은 도 14a에 대응하는 예시적인 광 경로 예약 프로세스에 채용되는 Path 메시지의 구성성분을 예시하는 개략도,
도 17(a)은 도 6의 노드 B에 의해 호스트되고 도 14a 및 도 14b의 광 경로 예약 프로세스를 설명하는 데 사용되는 데이터를 포함하는 예시적인 리소스 예약 테이블을 예시하는 도면,
도 17(b)는 새로운 예약 요청의 시간 주기와 중복되는 시간 주기를 갖는 도 17(a)의 리소스 예약 테이블로부터의 개체 목록,
도 18은 도 14b에 대응하는 예시적인 광 경로 예약 프로세스에 채용되는 Resv 메시지의 구성성분을 예시하는 개략도,
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 PBS 스위칭 노드 구조의 개략도이다.
다음의 상세한 설명에 있어서, 본 발명의 실시예는 포토닉 버스트 교환형(photonic burst switched: PBS) 네트워크에서의 사용을 참조하여 설명된다. PBS 네트워크는 일종의 광 교환형 네트워크로서, 전형적으로는 고속 홉(high-speed hop) 및 스팬 제약형(span-constrained) 네트워크를 포함한다. 용어 "포토닉 버스트"는 본 명세서에서 유사한 발송 요건을 갖는 정적 다중화 패킷(예를 들어, 인터넷 프로토콜(IP) 패킷 또는 이더넷 프레임)을 지칭하는 데 사용된다. 개념적으로는 백본 기반형 OBS 네트워크와 유사하지만, 이들 고속 홉 및 스팬 제약형 네트워크의 설계, 동작 및 성능 요건은 상이할 수 있다. 그러나, 본 명세서에 개시한 교시 및 원리는 다른 유형의 광 교환형 네트워크에도 마찬가지로 적용가능하다.
도 1은 본 명세서에 개시한 발명의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 포토닉 버스트-교환형(PBS) 네트워크(10)를 예시한다. PBS 네트워크는 일종의 광 교환 형 네트워크이다. 이 PBS 네트워크(10)의 실시예는 근거리 통신망(LAN)(131-13N)과 백본 광 WAN(도시하지 않음)을 포함하고 있다. 또한, 이 PBS 네트워크(10)의 실시예는 진입 노드(151-15M), 스위칭 노드(171-17L) 및 진출 노드(181-18K)를 포함하고 있다. PBS 네트워크(10)는 도 1에 도시한 스위칭 노드와 상호접속되는 다른 진입, 진출 및 스위칭 노드(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 진입 및 진출 노드는 본 명세서에서 에지 노드라고 지칭되며, 여기서 이들 노드는 PBS 네트워크의 에지에 논리적으로 상주한다. 사실상, 에지 노드는 전술한 "외부" 네트워크(즉, PBS 네트워크의 외부)와 PBS 네트워크의 스위칭 노드 사이에 인터페이스를 제공한다. 이 실시예에서, 진입, 진출 및 스위칭 노드는 지능형 모듈을 이용하여 구현된다. 이 실시예는, 예를 들어, 도시권 내의 다수의 LAN을 넓은 광 백본 네트워크에 접속시키는 도시권 통신망으로서 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 진입 노드는 수신된 광 신호의 광-전기(O-E) 변환을 수행하며, 수신된 신호가 적절한 LAN에 전송될 때까지 이들 신호를 버퍼링하는 전자 메모리를 포함한다. 또한, 몇몇 실시예에서, 진입 노드는 수신된 전기 신호가 PBS 네트워크(10)의 스위칭 노드(171-17L)에 전달되기 전에 이들 신호의 전기-광(E-O) 변환도 수행한다.
진출 노드는 광 신호를 PBS 네트워크(10)의 다른 노드들로부터 수신하여 이들 신호를 광 WAN 또는 다른 외부 네트워크에 발송하도록 구성된 광 스위칭 유닛 또는 모듈을 이용하여 구현된다. 진출 노드는 또한 광 신호를 광 WAN 또는 다른 외부 네트워크로부터 수신하여 이들 신호를 PBS 네트워크(10)의 적절한 노드에 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 진출 노드(181)는 수신된 광 신호의 O-E-O 변환을 수행하며, 수신된 신호가 PBS 네트워크(10)의 적절한 노드(또는, 광 WAN)에 전송될 때까지 이들 신호를 버퍼링하는 전자 메모리를 포함한다.
스위칭 노드(171-17L)는 광 신호를 다른 스위칭 노드로부터 수신하여 이들 수신된 광 신호를 PBS 네트워크(10)의 다른 스위칭 노드에 적절하게 발송하도록 각각 구성되어 있는 광 스위칭 유닛 또는 모듈을 이용하여 구현된다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 스위칭 노드는 광 제어 버스트 및 네트워크 관리 제어 버스트 신호의 O-E-O 변환을 수행한다. 몇몇 실시예에서, 이들 광 제어 버스트 및 네트워크 관리 제어 버스트는 사전선택된 파장으로만 전달된다. 사전선택된 파장은, 제어 버스트 및 네트워크 관리 제어 버스트가 특정 광 데이터 버스트 신호 군에 대한 필수 정보를 포함하고 있다 해도, 이러한 실시예에서의 (제어 버스트 및 네트워크 관리 제어 버스트와 반대되는) 광 "데이터" 버스트 신호는 전달하지 않는다. 제어 및 데이터 정보는 몇몇 실시예에서의 개별적인 파장(본 명세서에서는 외부 대역(OOB) 시그널링이라고도 지칭함)으로 전송된다. 다른 실시예에서, 제어 및 데이터 정보는 동일한 파장(본 명세서에서는 내부 대역(IB) 시그널링이라고도 지칭함)으로 전송된다. 또 다른 실시예에서, 광 제어 버스트, 네트워크 관리 제어 버스트 및 광 데이터 버스트 신호는 상이한 변조 포맷 등과 같은 상이한 인코딩 기법을 이용하여 동일한 파장(들)으로 전달될 수 있다. 이들 방안에서, 광 제어 버스트 및 네 트워크 관리 제어 버스트는 대응하는 광 데이터 버스트 신호에 대해 비동기식으로 전송된다. 또 다른 실시예에서, 광 제어 버스트 및 그 밖의 제어 신호는 광 데이터 신호로서 상이한 전송율로 전달된다.
스위칭 노드(171-17L)가 광 제어 신호의 O-E-O 변환을 수행하고 있으나, 이 실시예에서는, 스위칭 노드가 광 데이터 버스트 신호의 O-E-O 변환을 수행하지 않는다. 오히려, 스위칭 노드(171-17L)는 광 데이터 버스트 신호의 광 스위칭만을 수행한다. 따라서, 스위칭 노드는 전자 회로를 포함하는데, 이 전자 회로는 전기적 형태로 변환된 인입 광 제어 버스트 및 네트워크 관리 제어 버스트를 저장 및 처리하고, 이 정보를 이용하여 포토닉 버스트 스위치 설정을 구성하며, 광 제어 버스트에 대응하는 광 데이터 버스트 신호를 적절하게 발송한다. 새로운 라우팅 정보에 기초하여 이전의 제어 버스트를 대체하는 새로운 제어 버스트는 광 제어 신호로 변환되어, 다음의 스위칭 또는 진출 노드로 전송된다. 스위칭 노드의 실시예는 이후에 더 설명된다.
예시적인 PBS 네트워크(10)의 구성요소는 다음과 같이 상호접속된다. LAN(131-13N)은 진출 노드(151-15M) 중 대응하는 것에 접속된다. PBS 네트워크(10) 내에서, 진입 노드(151-15M) 및 진출 노드(181-18K)는 광 섬유를 거쳐서 스위칭 노드(171-17L) 중 몇몇에 접속된다. 스위칭 노드(171-17L)는 또한 메쉬 구조(mesh architecture)의 광 섬유를 거쳐서 서로 상호접속되어, 진출 노드들 사이 및 진입 노드(151-15M)와 진출 노드(181-18K) 사이에 비교적 많은 광 경로 또는 광 링크를 형성한다. 이상적으로는, 스위칭 노드(171-17L)를 PBS 네트워크(10)의 각 종단점에 접속시키는 광 경로가 하나 이상이 존재한다(즉, 진입 노드 및 진출 노드가 PBS 네트워크(10) 내의 종단점이 된다). 스위칭 노드, 진입 노드 및 진출 노드 사이의 다수의 광 경로는 하나 이상의 노드가 끊어지는 경우의 보호 스위칭을 작동시키며, 목적지로의 1차 및 2차 루트와 같은 특색을 작동시킬 수 있다.
도 2와 관련하여 이하에서 기술하는 바와 같이, PBS 네트워크(10)의 진입, 진출 및 스위칭 노드는 광 제어 버스트, 광 데이터 버스트, 및 사전선택된 파장(들)으로 광 제어 버스트 및 제어 라벨을 전달하고 상이하게 사전선택된 파장(들)으로 광 데이터 버스트 또는 페이로드를 전달하도록 파장 다중화된 그 밖의 제어 신호를 전송 및/또는 수신하도록 구성된다. 또한, PBS 네트워크(10)의 에지 노드는 PBS 네트워크(10)로부터 (광 또는 전기적인) 데이터를 전송하면서 광 제어 버스트 신호를 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PBS 네트워크(10)의 동작 흐름을 예시한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 포토닉 버스트 스위칭 네트워크(10)는 다음과 같이 동작한다.
프로세스는 블록(20)에서 시작하는데, 이 블록에서 PBS 네트워크(10)는 LAN(131-13N)으로부터 패킷을 수신한다. 일 실시예에서, PBS 네트워크(10)는 진입 노드(151-15M)에서 IP 패킷을 수신한다. 수신된 패킷은 광학적 형태라기보다는 전 자적 형태일 수 있으며, 또는 광학적 형태로 수신된 후 전자적 형태로 변환될 수 있다. 이 실시예에서, 진입 노드는 수신된 패킷을 전자적으로 저장한다.
명료성을 위해, PBS 네트워크(10)의 동작 흐름에 대한 나머지 설명은 진입 노드(151)로부터 진출 노드(181)로 정보를 전송하는 데 중점을 둔다. 진입 노드(152-15M)로부터 진출 노드(181)(또는 그 밖의 진출 노드)로의 정보 전송은 실질적으로 유사하다.
광 버스트 라벨(즉, 광 제어 버스트) 및 광 페이로드(즉, 광 데이터 버스트)는, 블록(21)으로 나타낸 바와 같이, 수신된 패킷으로부터 형성된다. 일 실시예에서, 진입 노드(151)는 통계적 다중화 기법을 이용하여, 진입 노드(151)에 저장되어 있는 수신된 IP(인터넷 프로토콜) 패킷으로부터 광 데이터 버스트를 형성한다. 예를 들어, 진입 노드(151)에 의해 수신되고 자신의 경로 상에 있는 진출 노드(181)를 통과하여 목적지에 전달된 패킷은 광 데이터 버스트 페이로드 내로 취합될 수 있다.
다음, 블록(22)에서, 특정 광 채널 및/또는 섬유 상의 대역폭은 PBS 네트워크(10)를 통해 광 데이터 버스트를 전송하도록 예약된다. 일 실시예에서, 진입 노드(151)는 PBS 네트워크(10)를 통해 광 데이터 신호 경로 내의 타임 슬롯(즉, TDM 시스템의 타임 슬롯)을 예약한다. 이 타임 슬롯은 인접한 타임 슬롯들 사이에 균일하거나 불균일한 타이밍 갭을 갖는 정시 지속(fixed-time duration) 및/또는 가 변 시간 지속시간(variable time duration)일 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 대역폭은 광 버스트를 진입 노드로부터 진출 노드로 전송하기에 충분한 시간 주기 동안 예약된다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 진입, 진출 및 스위칭 노드는 모든 기사용 및 사용가능 시간 슬롯의 갱신 리스트를 유지한다. 타임 슬롯은 다수의 파장 및 광 섬유 전역에 할당 및 분포될 수 있다. 따라서, 상이한 실시예에서 고정 지속시간일 수도 있고 또는 가변 지속시간일 수 있는 예약된 타임 슬롯(본 명세서에서는 TDM 채널이라고도 지칭됨)은 하나의 섬유의 하나의 파장 내에 있을 수도 있고, 및/또는 다수의 파장 및 다수의 광 섬유에 걸쳐 연장될 수 있다.
진입 및/또는 진출 노드가 대역폭을 예약하는 경우, 또는 광 데이터 버스트가 전송된 후에 대역폭이 해제되는 경우, 네트워크 제어기(도시하지 않음)는 리스트를 갱신한다. 일 실시예에서, 네트워크 제어기 및 진입 또는 진출 노드는 사용가능한 네트워크 리소스 및 트래픽 패턴을 기초로 다양한 버스트 또는 패킷 스케쥴링 알고리즘을 이용하여 이러한 갱신 처리를 수행한다. 모든 진입, 스위칭 및 진출 노드에 주기적으로 브로드캐스트되는 사용가능한 가변 지속시간 TDM 채널은 광 네트워크 전체에서 상이한 공통의 사전선택된 파장 또는 광 데이터 버스트와 동일한 파장으로 전송된다. 네트워크 제어기의 기능은 진입 또는 진출 노드들 중 하나에 상주할 수 있으며, 또는 두 개 이상의 진입 및/또는 진출 노드에 거쳐 분포될 수 있다.
그 후, 광 제어 버스트, 네트워크 관리 제어 라벨, 및 광 데이터 버스트는, 블록(23)에 나타낸 바와 같이, 예약된 타임 슬롯, 즉, TDM 채널 내에서 포토닉 버 스트 스위칭 네트워크(10)를 통해 전송된다. 일 실시예에서, 진입 노드(151)는 네트워크 제어기에 의해 결정된 광 라벨-교환형 경로(OLSP)를 따라 제어 버스트를 다음 노드에 전송한다. 이 실시예에서, 네트워크 제어기는 하나 이상의 파장에 대해 제약 기반 라우팅 프로토콜[예를 들어, 멀티 프로토콜 라벨 스위칭(MPLS)]을 이용하여 지출 노드에 대한 최상의 사용가능한 OLSP를 결정한다.
일 실시예에서, 제어 라벨(본 명세서에서는 제어 버스트라고도 지칭됨)은 포토닉 데이터 버스트에 앞서 상이한 파장 및/또는 상이한 섬유로 비동기식으로 전송된다. 제어 버스트와 데이터 버스트 사이의 타임 오프셋으로, 각각의 스위칭 노드는 라벨을 처리하고, 대응하는 데이터 버스트의 도착 이전에 적절하게 스위칭하도록 포토닉 버스트 스위치를 설정한다. 본 명세서에서, 용어 포토닉 버스트 스위치는 O-E-O 변환을 이용하지 않는 고속 광학 스위치라고도 지칭된다.
일 실시예에서, 진입 노드(151)는 이어서 광 데이터 버스트가 거의 시간 지연되지 않거나 전혀 시간 지연되지 않으며 각각의 스위칭 노드 내에서 O-E-O 변환되지 않는 스위칭 노드에 광 데이터 버스트를 비동기식으로 전송한다. 광 제어 버스트는 항상 대응하는 광 데이터 버스트가 전송되기 전에 전송된다.
몇몇 실시예에서, 스위칭 노드는 제어 버스트의 O-E-O 변환을 수행하여, 노드가 라벨 내에 포함된 라우팅 정보를 추출하여 처리할 수 있게 한다. 또한, 몇몇 실시예에서, TDM 채널은 라벨을 전달하는 데 사용되는 동일 파장으로 전달된다. 대안으로, 라벨 및 페이로드는 상이한 변조 포맷을 이용하여 동일한 광 섬유 내의 동일한 파장으로 변조될 수 있다. 예를 들어, 광 라벨은 비제로복귀(nonreturn-to-zero: NRZ) 변조 포맷을 이용하여 전송될 수 있는 반면, 광 페이로드는 제로복귀(return-to-zero) 변조 포맷을 이용하여 전송된다. 광 버스트는 광 제어 및 데이터 버스트가 진출 노드(181)에서 종료될 때까지 하나의 스위칭 노드로부터 다른 스위칭 노드에 유사한 방식으로 전송된다.
나머지 동작 세트는 진출 노드 동작과 관련된다. 블록(24)에서, 데이터 버스트를 수신하자마자, 진출 노드는 데이터 버스트를 분해하여 IP 패킷 또는 이더넷 프레임을 추출한다. 일 실시예에서, 진출 노드(181)는 광 데이터 버스트를 전자 신호로 변환하여, 진출 노드(181)가 각 패킷의 데이터 세그먼트를 복구하도록 처리할 수 있게 한다. 이 지점에서의 동작 흐름은, 결정 블록(25)에 나타낸 바와 같이, 목표 네트워크가 광 WAN 인지 또는 LAN인지에 따라 다르다.
블록(26)에서는, 목표 네트워크가 광 WAN인 경우에 새로운 광 라벨 및 페이로드 신호가 형성된다. 이 실시예에서, 진출 노드(181)는 새로운 광 라벨 및 페이로드 신호를 준비한다. 이어서, 블록(27)에서, 새로운 광 라벨 및 페이로드가 목표 네트워크(이 경우에는 WAN)에 전송된다. 이 실시예에서, 진출 노드(181)는 광 라벨 및 페이로드를 광 WAN에 전송하는 광 인터페이스를 포함한다.
그러나, 블록(25)에서, 목표 네트워크가 LAN인 것으로 판별되는 경우, 논리는 블록(28)으로 진행한다. 이에 따라, 추출된 IP 데이터 패킷 또는 이더넷 프레 임이 처리되고, 대응하는 IP 라벨과 조합되며, 이어서 목표 네트워크(즉, 이 경우에는 LAN)에 발송된다. 이 실시예에서, 진출 노드(181)는 이들 새로운 IP 패킷을 형성한다. 이어서, 새로운 IP 패킷은 블록(29)에 도시한 바와 같이 목표 네트워크(즉, LAN)에 전송된다.
PBS 네트워크(10)는 TDM 채널에 의해 제공되는 추가 탄력성을 통해 대역폭의 효율성을 증가시킬 수 있다. 이 전술한 예시적인 실시예는 진입, 스위칭 및 진출 노드를 갖는 광 MAN을 포함하여 다수의 LAN을 광 WAN 백본에 연결하고 있으나, 다른 실시예에서는, 네트워크가 LAN, 광 MAN 또는 WAN 백본일 필요가 없다. 즉, PBS 네트워크(10)는 상대적으로 넓은 네트워크에 연결되는 다수의 상대적으로 작은 네트워크를 포함하며, 이 상대적으로 넓은 네트워크는 백본 네트워크에 연결된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토닉 버스트 스위칭 네트워크(10)(도 1) 내의 스위칭 노드로서 사용되는 모듈(17)을 예시한다. 이 실시예에서, 모듈(17)은 광 파장 분할 역다중화기(301-30A) 집합을 포함하는데, A는 페이로드, 라벨 및 다른 네트워크 리소스를 모듈에 전달하는 데 사용되는 입력 광 섬유의 개수를 나타낸다. 예를 들어, 이 실시예에서는 각 입력 섬유가 C개 파장(즉, WDM 파장)의 집합을 전달할 수 있지만, 다른 실시예에서는 입력 광 섬유가 상이한 수의 파장을 전달할 수도 있다. 모듈(17)은 또한 NxN 포토닉 버스트 스위치(321-32B) 집합을 포함하는데, N은 각 포토닉 버스트 스위치의 입력/출력 포트의 개수이다. 따라서, 이 실시예에서, 각 포토닉 버스트 스위치에서 파장의 최대 수는 A·C이며, N ≥A· C + 1이다. N이 A·C보다 더 큰 경우의 실시예에서는, 버퍼링용 광 신호를 되돌리는 데 여분의 입력/출력 포트가 사용될 수 있다.
또한, 포토닉 버스트 스위치(321-32B)는 개별적인 유닛으로서 도시되어 있지만, 이들 스위치는 임의의 적합한 스위치 구조를 이용하여 NxN 포토닉 버스트 스위치로서 구현될 수 있다. 모듈(17)은 또한 광 파장 분할 다중화기(341-34A) 집합, 광-전기 신호 변환기(36)(예, 광 검출기), 제어 유닛(37), 및 전기-광 신호 변환기(38)(예, 레이저) 집합을 포함한다. 제어 유닛(37)은 소프트웨어 또는 펌웨어 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 가질 수 있다. 제어 유닛(37)에 대한 추가의 세부사항이 이하에 기술된다.
모듈(17)에 대한 이 실시예의 구성요소는 다음과 같이 상호접속된다. 광 역다중화기(301-30A)는 포토닉 버스트 스위칭 네트워크(10)(도 1)의 다른 스위칭 노드로부터의 입력 광 신호를 전달하는 A개의 입력 광 섬유의 집합에 접속된다. 광 역다중기의 출력 리드는 B개의 코어 광 스위치(321-32B) 집합 및 광 신호 변환기(36)에 접속된다. 예를 들어, 광 역다중화기(301)는 포토닉 버스트 스위치(321-32B)의 입력 리드에 접속된 B개의 출력 리드(즉, 각 포토닉 버스트 스위치의 하나의 입력 리드에 접속된 광 역다중화기(301)의 하나의 출력 리드)와, 광 신호 변환기(36)에 접속된 적어도 하나의 출력 리드를 갖는다.
포토닉 버스트 스위치(321-32B)의 출력 리드는 광 다중화기(341-34A)에 접속 된다. 예를 들어, 포토닉 버스트 스위치(321)는 광 다중화기(341-34A)의 입력 리드에 접속된 A개의 출력 리드(즉, 각 광 다중화기의 하나의 입력 리드에 접속된 포토닉 버스트 스위치(321)의 하나의 출력 리드)를 갖는다. 각 광 다중화기는 또한 전기-광 신호 변환기(38)의 출력 리드에 접속된 입력 리드를 갖는다. 제어 유닛(37)은 광-전기 신호 변환기(36)의 출력 리드 또는 포트에 접속된 입력 리드 또는 포트를 갖는다. 제어 유닛(37)의 출력 리드는 포토닉 버스트 스위치(321-32B) 및 전기-광 신호 변환기(38)의 제어 리드에 접속된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, PBS 네트워크에 대한 GMPLS 기반 체제로의 시그널링 확장을 채용하는 비정밀 OLSP 스케쥴링 메커니즘이 제공된다. 일 실시예에 따라 시그널링 확장이 구현될 수 있는 PBS 네트워크에 대한 GMPLS 기반 제어 방식의 개요가 도 4에 예시된다. 프로토콜의 GMPLS 슈트로 시작하여, 각각의 GMPLS 프로토콜은, 여전히 GMPLS 프로토콜의 다양한 트래픽 엔지니어링 태스크를 포함하는 한편, PBS 동작 및 광 인터페이스를 지원하도록 수정 또는 확장될 수 있다. 통합된 PBS 층 구조는 PBS 포토닉 층(402)의 상측에 있는 PBS MAC 층(401)의 상부에 PBS 데이터 서비스 층(400)을 포함한다. GMPLS 기반 프로토콜 슈트(도 4에서 블록(403)으로 나타냄)가 준비 소자(404), 시그널링 소자(405), 라우팅 소자(406), 라벨 관리 소자(407), 링크 관리 소자(408), 및 보호 및 복구 소자(409)를 포함한다는 것은 공지되어 있다. 몇몇 실시예에서, 이들 소자는 수정되거나 PBS 층(400-402)을 지원하는 확장을 추가하였다. 또한, 이 실시예에서, GMPLS 기반 슈트(403) 는 또한 동작, 경영, 관리 및 준비(OAM & P) 소자(410)를 포함하도록 확장된다. GMPLS 구조에 대한 추가 정보는 http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-ccamp-gmpls-architecture-0.7.txt에서 찾을 수 있다. 또한, 기본 GMPLS 시그널링에 대한 기능 설명은 http://www.ietf.org/rfc/rfc3471.txt에서 찾을 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시그널링 소자(405)는, 예를 들어, 버스트 시작 시간, 버스트 타입, 버스트 길이, 및 버스트 우선순위 등과 같은 PBS 네트워크에 대해 특정한 확장을 포함할 수 있다. 이후에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, RSVP-TE(ReSerVation Protocol - Traffic Engineering) 프로토콜을 이용하여 예약 스케쥴링을 가능하게 하는 GMPLS 시그널링 확장이 개시된다. 링크 관리 소자(408)는, PBS 네트워크를 지원하도록 확장이 추가된 (현재는 SONET/SDH 네트워크만을 지원하는) 공지의 링크 관리 프로토콜(LMP)에 기초하여 구현될 수 있다. 보호 및 복구 소자(409)는, 예를 들어, PBS 네트워크를 방어하도록 수정될 수 있다. LMP에 대한 추가 정보는 http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-ccamp-lmp-09.txt에서 찾을 수 있다.
라벨 관리 소자(407)는 마찬가지로 PBS 제어 채널 라벨 공간을 지원하도록 수정될 수 있다. 일 실시예에서, 라벨 동작은 제어 채널 신호가 O-E 변환된 후에 수행된다. PBS 네트워크의 진입 노드는 라벨 에지 라우터(LER)로서 작용하고, 스위칭 노드는 라벨 스위치 라우터(LSR)로서 작용한다. 진출 노드는 유사하게 진출 LER로서 작용하여, PBS 네트워크의 모든 라벨을 계속해서 제공한다. 진입 노드는 접속되는 광 경로 세그먼트 상에서 사용될 라벨을 제안할 수 있지만, 다운스트림 노드는 라벨 값을 선택함에 있어서 결정하는 노드가 되어, 잠재적으로는 제안된 라벨을 거부하고 자신의 라벨을 선택할 것이다. 라벨 리스트는 노드에 의해서 그 다운스트림 노드로 제안될 수 있다. 이 소자는 유리하게도 (완전한 콘텍스트를 복구해야하는 대신, 사전설립된 라벨 룩업을 수행함으로써) 제어 채널 콘텍스트 검색의 속도를 증가시킬 수 있다. 라벨 구성 및 사용에 관한 추가의 세부 사항은 계류 중인 미국 특허 출원 번호(대리인 관리 번호 42P16847)에 논의되어 있다.
기업 네트워크 등과 같은 홉 및 스팬 제약형 네트워크 PBS 네트워킹을 가능하게 하기 위해서는, 진입/진출 노드와 스위칭 노드 모두에서 PBS 광 인터페이스를 인식하도록 GMPLS 기반 프로토콜 슈트를 확장하는 것이 유리하다. GMPLS 기반 체제 하에서, PBS MAC 층은, 여전히 예약 프로토콜을 이용하여 설립되고 PBS 라벨에 의해 나타내어지는 (초 단위에서 날짜 이상의 단위까지의) 비정밀 광 흐름의 제어 버스트 스위칭을 위한 MPLS 기반 트래픽 엔지니어링 특색 및 기능을 포함하면서, 상이한 PBS 동작을 수행하도록 맞추어진다.
라벨 시그널링에 관련된 본 발명의 중요한 측면에서는, 이로 인해 비정밀 광 경로가 엔드-엔드 발신되고 단일 PBS 라벨에 할당된다. PBS 라벨은 광 경로 세그먼트 중요성만을 가지며, 엔드-엔드 중요성을 갖지는 않는다. 도 5에는, 대응하는 필드를 갖는 예시적인 PBS 라벨 포맷(500)이 도시되어 있으며, 이에 대한 세부사항은 추후에 더 논의된다. 광 경로 셋업, 분해, 및 보수를 위한 PBS 라벨의 시그널링은 IETF(Internet Engineering Task Force) 리소스 예약 프로토콜-트래픽 엔지니어링(RSVP-TE)을 통해 일어진다. RSVP-TE 확장을 갖는 GMPLS 시그널링에 대한 더 많은 정보는 http://www.ieft.org/rf/rfc3473.txt에서 찾을 수 있다.
데이터 버스트 입력 섬유, 파장 및 광 경로 세그먼트, 광 채널 공간을 식별하는 PBS 라벨은 제어 경로 상에서 이용되어, (대응하는 Resv 메시지를 통해) 네트워크 리소스의 소프트 예약 요청을 만들 수 있게 한다. 요청이 (Path 메시지를 통해) 충족되면, 선택된 광 경로를 따른 각각의 스위칭 노드는 요청된 리소스를 수용(commit)하고, 광 경로는 적절한 세그먼트-세그먼트 라벨을 이용하여 설립된다. 각각의 스위칭 노드는 그 광 경로 세그먼트에 대한 라벨을 이전의 스위칭 노드에 나타내는 초기 PBS 라벨을 시그널링 메커니즘을 통해서 갱신하게 된다. 요청이 충족될 수 없거나 에러가 발생한 경우, 조건을 설명하는 메시지가 발신자에게 반송되어 적절한 액션을 취한다(즉, 다른 광 경로 특성을 선택한다). 따라서, 시그널링을 통한 PBS 라벨의 구현은 제어 버스트 처리를 위해 효율적인 MPLS 타입 룩업을 가능하게 한다. 각 스위칭 노드에서의 이 제어 버스트 개선 처리 개선은 제어 버스트와 데이터 버스트 사이에 요구되는 오프셋 시간을 감소시켜, PBS 네트워크 처리량을 개선하고 엔드-엔드 지연시간을 감소시킨다.
PBS 제어 프로세서에 의해 실행되는 소프트 블록 이외에도, 본 명세서에서 설명하는 PBS 네트워킹 동작을 지원하는 다른 중요 소자가 여러 개 있다. 링크 관리 소자(408)는 링크 업/다운, 광 손실 등과 같은 PBS 네트워크 전송 링크 상태 정보를 제공한다. 이 소자는 자신의 링크 관리 프로토콜을 제어 채널 상에서 실행한다. 일 실시예에서, IETF 링크 관리 프로토콜(LMP) 프로토콜은 PBS 인터페이스를 지원하도록 확장된다. 링크 보호 및 복구 소자(409)는 링크 실패가 링크 관리 소 자에 의해 보고되는 경우에 다양한 사용자-정의 기준에 기초하여 다양한 스위칭 노드 중에서 대안의 광 경로를 계산한다. OAM & P 소자(410)는 디바이스 준비와 같은 다양한 경영 태스크를 수행한다.
또한, 라우팅 소자(406)는 라우팅 정보를 제공하여 자신의 최종 목적지로의 제어 및 데이터 버스트 경로에 대한 루트를 설립한다. 버퍼없는 스위치 구조를 갖는 PBS 네트워크의 경우, 이 소자는 경쟁을 감소시키는 데 사용되는 백업 루트 정보를 제공함으로써 PBS를 더 신뢰할 수 있는 전송 네트워크로 만드는 데 중요한 역할을 한다.
본 발명의 라벨 시그널링 방식은 발신된 광 경로를 처리하는 데 걸리는 시간을 감소시킴으로써 PBS 오프셋 시간을 감소시킨다. 이것은, PBS 라벨 공간에 정의된 단일 라벨을 이용하여 PBS 네트워크 내의 각 광 경로 세그먼트를 식별하도록 GMPLS 기반 체제를 확장함으로써 달성된다. PBS 라벨의 사용은, 제어 버스트를 처리하는 PBS 스위칭 노드 내의 제어 인터페이스가 고속의 효율적인 룩업을 수행하는 데 사용되는 라벨 정보에 기초하여 관련된 물리적 라우팅 정보 및 그 밖의 관련된 처리 상태를 룩업하게 함으로서 PBS 제어 버스트 처리를 가속화시킨다. 따라서, 각각의 PBS 스위칭 노드는, 하나의 룩업 동작 시에, 특히, 다음의 관련 정보, 즉, 1) 제어 버스트를 전송하기 위한 다음 홉의 어드레스, 2) 송출 섬유 및 파장에 관한 정보, 3) 라벨 기반 모드에서 작업하는 경우에 다음 세그먼트 상에서 사용할 라벨, 및 4) 특정 입력 포트 및 파장에 대한 스케쥴링 요건을 갱신하는 데 필요한 데이터로의 액세스를 갖는다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에서, PBS 라벨(500)은 입력 섬유 포트 필드(502), 입력 파장 필드(504), 광 경로 세그먼트 ID 필드(506), 광 채널 공간(Δ) 필드(508), 및 예약 필드(510)를 포함하는 5개의 필드를 포함한다. 입력 섬유 포트 필드(502)는 라벨에 의해 식별되는 데이터 채널의 입력 섬유 포트를 지정하는 8-비트 필드를 포함하며, 그 자체는 제어 파장 상에서 전달된다. 입력 파장 필드(504)는 입력 섬유 포트 필드(502)에 의해 지정된 입력 섬유포트 상에서 사용되는 입력 데이터 파장을 설명하는 32-비트 필드를 포함하며, 이는 이후에 더욱 상세히 설명된다. 광 경로 세그먼트 ID 필드(506)는 특정 파장 및 섬유 케이블 상의 광 경로 ID를 설명하는 16-비트 필드를 포함한다. 광 경로 세그먼트 ID는 PBS 네트워크 토폴로지에 기초하여 결정되는 사전정의된 값이다. 채널 공간 필드(508)는 이후에 정의되는 Δ 변수와 관련하여 채널 공간(즉, 인접한 광 채널들 사이의 거리)을 식별하는 데 사용되는 4-비트 필드를 포함한다. 예약 필드(510)는 구현-지정 목적 및 추후의 확장을 위해 예약된다.
일 실시예에서, 입력 파장은 단일의 정밀 부동 소수점 포맷(single precision floating-point format)을 위해 IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineering) 표준 754를 이용하여 표현된다. 32-비트 워드는1-비트 부호 표시자 s, 8-비트 바이어싱된 지수 e, 및 23-비트 소수(fraction)로 분할된다. 이 포맷과 실수 표현 사이의 관계는 다음과 같이 주어진다.
Figure 112006008693376-PCT00001
C 대역 내의 광 채널 중 하나는 1520.25nm의 파장에 대응하는 197.200THz의 주파수를 갖는다. 이 채널은 s=0, e=134, 및 f=0.540625를 설정함으로서 나타내어진다. 인접 채널 거리는 50GHz, 100GHz, 200GHz, 또는 그 밖의 거리가 될 수 있다. 50GHz의 채널 거리의 경우, Δ=0.05=1.6·2-5(s=0, e=122, f=0.6)로 기록될 수 있다. 따라서, n번째 채널의 주파수는 다음과 같이 주어진다.
Figure 112006008693376-PCT00002
따라서, 수학식 2에 따르면, 광 채널 주파수는 n 및 초기 네트워크 셋업의 일부로서 제공될 수 있는 특정 값 Δ에 의해 주어진다. 예를 들어, 표준 ITU-T(International Telecommunications Union) 그리드 C와 L개의 대역을 이용하면, n은 184.500THz의 광 주파수에 대응하는 249로 제한된다. 그러나, 전술한 범위 외부의 다른 광 채널 주파수 또는 1310nm 주변의 파장 대역과 같은 그 밖의 파장 범위가 또한 수학식 2를 이용하여 정의될 수 있다.
PBS 라벨(500)이 GMPLS 기반 PBS 네트워크(600)에서 구현되는 방법의 동작은 도 6에 예시되어 있다. 기업 네트워크와 같은 다양한 유형의 네트워크 중 하나를 포함하는 네트워크(600)는 B, C, E 및 F로 라벨링된 4개의 PBS 스위칭 노드, 및 A 및 D로 라벨링된 2개의 에지 노드를 포함한다. 네트워크(600)는 한쪽 단부에서 LAN 또는 WAN 네트워크(602)에 연결되고 다른 쪽 단부에서 LAN 또는 WAN 네트워크(604)에 연결되는데, 여기서 노드 A 및 D는 에지 노드로서 동작한다. 다음 예의 경우에는, 트래픽을 네트워크(602)로부터 네트워크(604)로 발송하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 에지 노드 A(즉, 소스 노드)는 진입 노드로서 동작하고, 에지 노드 D(즉, 목적지 노드)는 진출 노드로서 동작한다.
다양한 스위칭 노드 B, C, E 및 F는 도 6에 도시한 바와 같이 광 경로 세그먼트 LP1, LP2, LP3, LP4, LP5, LP6, LP7, LP8 및 LP9에 의해 연결된다. 또한, 명료성을 위해 도시하지 않은 다른 광 경로 세그먼트 교차 접속 스위칭 노드 B, C, E 및 F도 있다. 광 경로 세그먼트는 임의의 인접한 노드들 사이에 광 섬유를 거치는 광 접속부를 포함한다. 광 경로는 소스 노드와 목적지 노드 사이에서 이동하는 광 경로를 포함하며, 전형적으로는 다수의 광 경로 세그먼트를 포함할 것이다. 이후에 논의되는 도시한 예에서, 소스 노드(진입 노드 A)와 목적지 노드(진출 노드 D) 사이의 광 경로 중 하나는 광 경로 세그먼트 LP1, LP4 및 LP6를 포함한다.
도 6에 더 도시한 바와 같이, 예시적인 PBS 라벨 A-B-0 및 A-B-1은 각각 시간 t0 및 t1에서 노드 A와 B 사이의 경로에 할당되고, 라벨 B-C-0 및 B-C-1은 시간 t0 및 t1에서 노드 B와 C 사이의 경로에 할당되며, 라벨 C-D-0 및 C-D-1은 시간 t0 및 t1에서 노드 C와 D 사이의 경로에 할당된다. 간소성을 위해, 광 경로 세그먼트 LP1, LP2, LP3, LP4, LP5 및 LP6에 대한 광 경로 세그먼트 ID는 각각 0x0001, 0x0002, 0x0003, 0x0004, 0x0005 및 0x0006으로서 정의된다. PBS 네트워크의 전술한 측면에 따르면, 특정 LSP는 상이한 파장을 이용하는 광 경로 세그먼트를 포함할 수도 있다. 이와 같이, 도시한 예에서, 라벨 A-B-0은 197.2THz의 광 주파수(0x08683FD1) 사용을 정의하고, 라벨 B-C-0은 196.4THz의 주파수(0x08682767) 사용을 정의하며, 라벨 C-D-0은 195.6THz의 주파수(0x08680EFD) 사용을 정의한다. A로부터 D로 진행 중에, 시그널링 패킷은 광 경로 세그먼트 단위(LP1, LP4 및 LP6)로 리소스 예약을 요청한다. 예를 들어, 에지 노드 A는 선택된 광 경로의 비정밀 예약을 생성할 것을 리소스에 요청한다. 제 1 광 경로 세그먼트 상에서, 스위칭 노드 B는 그 요청을 충족시킬 정도로 충분한 리소스를 갖고 있는지를 조사한다. 스위칭 노드 B는, 그러한 리소스를 갖고 있지 않다면, 에러 메시지를 요청 발신자에게 반송하여, 다른 요청을 전송하거나 다른 광 경로를 선택하는 것과 같은 적절한 액션을 취하게 한다. 스위칭 노드 B는, 충분한 리소스를 갖고 있다면, 이들 리소스의 소프트 예약을 형성하여 다음 스위칭 노드에 포워드하는데, 여기서 이 동작은 목적지 노드 D에 도달할 때까지 반복된다. 노드 D가 소프트 예약 요청을 수신한 경우, 노드 D는 그 예약이 충족될 수 있는지를 조사한다.
OLSP의 비정밀 스케쥴링을 지원하기 위해, RSVP-TE 프로토콜로의 확장을 이용하는 예약 메커니즘이 구현된다. 일반적으로, RSVP-TE 프로토콜은 그 자체가 IETF RFC 2205에서 지정된 RSVP 프로토콜의 확장이다. RSVP는 (멀티캐스트 또는 유니캐스트) 통신 세션의 송신기, 수신기 및 라우터가 서로 통신하여 다양한 IP 기반 통신 서비스를 지원하는 데 필요한 라우터 상태를 셋업하게 하도록 설계된다. RSVP는 목적지 어드레스, 전송 계층 프로토콜 타입 및 목적지 포트 번호의 조합에 의해 통신 세션을 식별한다. RSVP는 라우팅 프로토콜이 아니라, 관행적으로 라우팅 프로토콜에 의해서 선택되는 기초 루트를 따르는 리소스를 예약하는 데 사용된다.
도 7은 하나의 트래픽 송신기 S1, 및 3개의 트래픽 수신기 RCV1, RCV2 및 RCV3을 수반하는 멀티캐스트 세션에 대한 RSVP의 예를 나타낸다. 송신기 S1과 수신기 RCV1, RCV2 및 RCV3 사이에서 전송되는 업스트림 메시지(700) 및 다운스트림 메시지(702)는 라우팅 소자(예를 들어, 스위칭 노드) R1, R2, R3 및 R4를 통해서 발송된다. RSVP에 의해 사용되는 1차 메시지는 트래픽 송신기로부터 발신되는 Path 메시지, 및 트래픽 수신기로부터 발신되는 Resv 메시지이다. Path 메시지의 주요 역할은, 먼저, 각 라우터에서 경로를 따라 역라우팅 상태를 인스톨링하고, 다음에 송신기 트래픽 및 엔드-엔드 경로의 특성에 관한 정보를 수신기에 제공하여 적절한 예약 요청을 만들 수 있게 하는 것이다. Resv 메시지의 주요 역할은 수신기와 송신기 사이의 분포 트리를 따라 라우터에 예약 요청을 전달하는 것이다.
접속 생성 요청은 Path 메시지를 통해서 발생된다. 본 발명의 실시예에 따라 시그널링 확장을 갖는 Path 메시지(800)의 세부사항은 도 8(a) 내지 도 8(c)에 도시된다. 명료성을 위해, Path 메시지(800)는 본 명세서에서 설명한 예약 시그널 링 메커니즘에 관한 필드만을 나타내며, Path 메시지는 RSVP-TE 프로토콜에 의해 지정된 추가의 필드를 더 포함할 수 있다. 또한, 명료성을 위해, 표준 RSVP-TE 데이터 구조에 확대 또는 추가된 필드가 뚜렷하게 도시되어 있다. 마지막으로, 중괄호([...]) 내에 포함되는 객체는 선택적이다.
Path 메시지(800)의 예시된 객체는 공통 헤더(802), 선택적 보전성 객체(804), 세션 객체(806), RSVP_Hop 객체(808), Time_Values 객체(810), 선택적 Explicit_Route 객체(811), 일반화된 PBS_Label_Request 객체(812), 선택적 Label_Set 객체(814), 선택적 Admin_Status 객체(816), Destination_PBS_address 객체(818), Source_PBS_Address 객체(820), 선택적 Policy_Data 객체(822) 및 송신기 기술자 객체(824)를 포함한다.
선택적 보전성 객체(804)는 암호화 데이터를 전달하여 발신 노드를 인증하고 RSVP 메시지의 콘텐츠를 검증한다. 세션 객체(806)는 IP 목적지 어드레스(Dest Address), IP 프로토콜 ID, 및 일부 형태의 일반화된 목적지 포트를 포함하여, 다른 객체에 대한 특정 세션이 뒤따르도록 정의한다. 일 실시예에서, 인터넷 프로토콜 버전 4(IPv4) 세션을 식별하는 정보가 세션 객체(806) 내에 저장된다.
RSVP_Hop 객체(808)는 메시지(노드 체인에서 가장 최근 메시지) 및 논리 송출 인터페이스 처리 LIH를 전송한 RSVP-허용가능 노드의 IP 어드레스를 전달한다. 다운스트림 메시지를 위한 RSVP_Hop 객체는 PHOP("이전 홉") 객체로서 알려져 있고, 업스트림 RSVP_Hop 객체는 NHOP("다음 홉") 객체로서 알려져 있다. 따라서, 본 명세서에서, PHOP RSVP_Hop 객체는 808P로 라벨링되고, NHOP RSVP_Hop 객체는 808N으로 라벨링된다.
관행적으로, Time_Values 객체(810)는 메시지 생성기에 의해 사용되는 리프레쉬 주기에 대한 값을 포함한다. 그러나, 본 발명의 원리에 따르면, 객체는 OLSP 예약의 시작과 끝을 지정하는 시간 값을 저장하는 데 사용된다.
시그널링 프로토콜은 또한 명백한 라우팅을 지원한다. 이것은 명백한 경로 객체(811)를 통해 달성된다. 이 객체는 명백하게 발송되는 경로를 구성하는 홉의 연결을 캡슐화한다. 객체를 이용하여, 라벨 교환형 RSVP-MPLS 흐름에 의해 취해진 경로는 통상적인 IP 라우팅과는 별개로 사전결정될 수 있다. 명백하게 발송되는 경로는 관리상 지정되거나, QoS(서비스 품질) 및 정책 요건에 기초를 둔 적합한 개체에 의해 자동으로 계산하여, 보편적인 네트워크 상태를 고려한다. 일반적으로, 경로 계산은 제어 구동형 또는 데이터 구동형일 수 있으며, 명백한 루트 데이터를 저장하는 데 사용된다.
일 실시예에 따른 일반화된 PBS_Label_Request 객체(812) 포맷의 세부사항은 도 9에 도시되어 있다. 객체의 포맷은 길이 필드(900), Class-Num 필드(902), C-Type 필드(904), 및 객체 콘텐츠(906)를 포함한다. Class-Num 필드(902)와 C-Type 필드(904) 양측에서의 값은 프로토콜이 표준 트랙을 통과하면 표준화되는 상수이다. 일 실시예에서, 객체 콘텐츠(906)는 도 5에 도시하고 전술한 포맷을 갖는 PBS 라벨을 포함한다.
Label_Set 객체(814)는 다운스트림 노드의 라벨 선택을 허용가능한 라벨 집합으로 제한하는 데 사용된다. 이 제한점은 홉 단위에 적용된다. RFC 3271은 라 벨 집합이 최적의 도메인 내에서 유용한 네 가지의 경우를 논의한다. 제 1 경우로는, 엔드 장비가 파장/대역의 소규모의 특정 집합 상에서만 전송할 수 있는 경우이다. 제 2 경우로, 파장 변환을 지원할 수 없고(CI-허용불능) 홉 시퀀스 또는 전체 경로를 통해 엔드-엔드 사용되는 동일한 파장을 요구하는 인터페이스 시퀀스가 있는 경우이다. 제 3 경우로는, 광 신호 상에서의 왜곡을 감소시키도록 수행되는 파장 변환량을 제한하는 것이 바람직한 경우이다. 마지막 경우는 링크의 두 종단이 파장의 상이한 집합을 지원하는 경우이다.
Label_Set 객체(814)는 두 개의 피어(peers) 사이의 특정 LSP에 사용될 수 있는 라벨 범위를 제한하는 데 사용된다. Label_Set의 수신기는 Label_Set(814) 내에 지정된 것으로 라벨 선택을 제한해야 한다. 라벨과 거의 같이, Label_Set(814)은 다수의 홉에 걸쳐서 존재할 수 있다. 이 경우, 각각의 노드는, 가능하게는 인입 Label_Set 및 노드의 하드웨어 용량에 기초하여, 자신의 송출 Label_Set을 생성한다. 이 경우는 변환-허용가능(CI-허용가능) 인터페이스를 갖는 노드에 대한 표준이 될 것으로 기대된다. Label_Set(814)의 사용은 선택적이며, 존재하지 않는 경우에는 유효 라벨 범위로부터의 모든 라벨이 사용될 수도 있다. 개념적으로, 특정 Label_Set 객체의 부재는 그 값이 {U}이고 모든 집합이 유효한 라벨인 Label_Set 객체를 내포한다.
Admin_Status 객체(816)는 로컬 정책에 기초하여 각각의 노드에 의해 처리되며, LSP 상태 경로를 따라 각 노드를 통지하는 데 사용된다. 상태 정보는 로컬 정책 및 대응하는 송출 메시지 내에 전달된 것에 기초하여 각각의 노드에 의해 처리 된다. 객체는 (Path 메시지용) 진입 노드 또는 (Resv 메시지용) 진출 노드에서 Path 또는 Resv 메시지 중 어느 하나에 삽입된다.
Destination_PBS_Address 객체(818)는 목적지 노드(즉, 진출 노드)의 IP 어드레스를 포함한다. 전술한 바와 같이, 이 정보는 세션 객체 내에 제공될 수 있으며, 명료성을 위해, 도 8(a)에는 개별적인 데이터로서 도시된다. 유사하게, Source_PBS_Address 객체(820)는 소스 노드(즉, 진입 노드)의 IP어드레스를 포함한다.
단방향 및 양방향 PBS 광 경로에 대한 송신기 기술자(824)의 추가 세부사항은 각각 도 8(a) 및 도 8(b)에 도시된다. 도 8(a)는 송신기 탬플릿 객체(826) 및 PBS_Sender_TSpec 객체(828)를 포함하는 단방향 송신기 기술자(824A)를 나타낸다. 양방향 송신기 기술자(824B)는 송신기 탬플릿 객체(826) 및 PBS_Sender_TSpec 객체(828) 이외에도 업스트림 라벨(830)을 더 포함한다.
도 10(a) 및 도 10(b)은 일 실시예에 따른 Resv 메시지(1000)의 다양한 객체를 예시한다. 통상적인 RSVP 실행과 같이, Resv 메시지는 Path 메시지에 응답하여 수신용 노드에 의해 발생된다. 이에 따라, Resv 메시지(1000)는 공통 헤더(802), 보전성 객체(804), 세션 객체(806), RSVP_Hop 객체(808), Time_Vaues 객체(810), Admin_Status 객체(816), 및 Policy_Data 객체(822)를 포함하는 Path 메시지(800)와 많은 객체를 공유한다. 또한, Resv 메시지(1000)는 예약 구성 객체(1004), 스타일 객체(1006), 및 흐름 기술자 객체(1008)를 포함한다.
예약 확인 객체(Resv_Confirm)(1004)는 대응하는 PBS 리소스에 대한 예약을 확인하는 데 사용되는 데이터를 유지한다. 리소스 예약의 추가 세부사항은 이후에 설명된다. 스타일 객체(1006)는 예약 스타일, 즉 FF(Fixed Filter - 특이한 예약 및 명백한 송신기 선택), SE(Shared Explicit - 공유된 예약 및 명백한 송신기 선택), 및 WF(Wildcard Filter - 공유된 예약 및 와일드카드 송신기 선택)를 식별하는 데이터를 포함한다.
흐름 기술자(1008)는 데이터 흐름을 설명하는 객체를 포함한다. 이들 개체는 PBS_Flowspec(1010), Filter_Spec(1012), 및 Generalized_PBS_Label(1014)를 포함한다.
접속 삭제를 요청하는 데 사용되는 PathTear 메시지(1100)가 도 11에 도시되어 있다. PathTear 메시지(1100)는 Path 메시지(800)에 따른 객체를 포함한다. 이들 객체는 공통 헤더(802), 선택적 보전성 객체(804), 세션 객체(806), RSVP_Hop 객체(808), 선택적 Admin_Status 객체(816), 및 송신기 기술자 객체(824)를 포함한다.
PathTear 메시지(1100)에 응하여 발생된 ResvTear 메시지(1200)가 도 12에 도시되어 있다. ResvTear 메시지(1200)는 공통 헤더(802), 선택적 보전성 객체(804), 세션 객체(806), RSVP_Hop 객체(808), 및 선택적 Admin_Status 객체(816), 및 스타일 객체(1006), 및 흐름 기술자(1200)를 포함한다.
공통 포맷은 PBS_Sender_TSpec 객체(828) 및 PBS_Flowspec 객체(1010)에 사용된다. 각각의 객체는 길이 필드(1300), Class-Num 필드(1302), C-Type 필드(1304), 객체 콘텐츠(1306), 예약 필드(1308), 및 대역폭 % 필드(1310)를 포함한 다. PBS_Send_TSpec 객체(828) 및 PBS_Flowspec 객체(1010)는 자신들의 각 Class-num/C-Type 값에 의해 식별될 수 있다. 대역폭 % 필드(1310) 내의 값은 주어진 광 경로 세그먼트 상에서의 사용가능한 대역폭을 백분율로서 중간 노드에 의해 표현되는 대역폭의 양을 나타낸다. 중간 노드(즉, 스위칭 노드)는 송출 링크의 사용가능한 대역폭의 이 백분율을 표준화한다. 이것은 각각의 스위칭 노드가 인입 라벨 요청에 대한 대역폭 할당 테이블을 구축하게 하고, 각각의 대역폭 요청을 충족시킬 수 있는지를 결정하게 한다.
도 14a 및 도 14b의 흐름도를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PBS 라벨 기반 광 경로 예약 과정 동안 수행된 동작 및 논리는 다음과 같이 진행한다. 과정은 블록(1400)에서 시작되어, 스케쥴링될 OLSP의 종단점을 정의하는 소스 노드와 목적지 노드 사이에 하나 이상의 가능한 광 경로에 대한 리스트가 작성된다. 일반적으로, 라우팅 소자(예를 들어, 라우터, 스위칭 등)는 내장형 로직을 구비하여 자동적인 루트 선택을 용이하게 한다. 소스 및 목적지 노드의 IP 어드레스가 제공되고, 하나 이상의 라우팅 경로(광 경로)는 소스 노드와 목적지 노드 사이에서 신호를 발송하기 위해 결정되며, 각각의 광 경로는 완전한 발송 경로를 구성하는 홉들의 연속을 포함한다. 이러한 라우팅 정보는 노드들 중 하나 이상의 노드에서 라우팅 테이블 내에 저장된다.
예를 들어, 도 15의 라우팅 테이블(1500A)은 도 6의 소스 노드 A와 목적지 노드 D 사이의 신호 발송을 지원하는 광 경로 루트 집합(광 경로라고도 알려짐)을 포함한다. 이 예에서, 광 경로는 그 루트를 완료하도록 가로지르게 될 링크된 광 경로 세그먼트의 순서 집합을 포함한다. 라우팅 테이블(1500A) 내에 도시한 바와 같은 라우팅 데이터는 미리 고정되어 결정하거나, 동적으로 결정된다. 라우팅 테이블의 크기를 축소하기 위해서는, 테이블 내의 다양한 광 경로의 우선순위 결정 알고리즘이 이용될 수 있다. 구체적으로, 우선순위 결정 알고리즘은 단일 파장 1(즉, 루트 전체에서 단일 파장이 사용되는 광 경로)과 같은 하나 이상의 특정 전송 관련 기준의 함수, 또는 (예를 들어, OSPF(open shortest path first, IETF RFC 1131)를 이용하여) 항상 라우팅 이용성의함수로서 리스트 내의 광 경로의 우선순위를 정한다. 선택적으로, 자동화된 수단 또는 경영자 등에 의해 이전에 결정된 우선순위 결정 광 경로를 포함하는 사전구축 고정 테이블이 사용될 수도 있다. 또한, 잠재적 광 경로의 우선순위 결정은, 네트워크에 걸쳐 트래픽 부하를 균형화하여 바람직한 성능을 달성할 필요가 있는 경우의 네트워크 토폴로지 변화와 같은 네트워크 전송 조건의 변화가 검출되면 동적으로 갱신(즉, 우선순위 재결정)될 수 있다. 동적 라우팅의 경우, 목적지 노드의 IP어드레스가 제공되며, 라우팅 프로토콜은 소스 노드로부터 목적지 노드로 네트워크 토폴로지를 네비게이트함으로써, 목적지 노드에 도달하도록 접속된 다양한 광 경로 세그먼트 조합에 기초하여 최상의 사용가능한 광 경로 루트를 결정한다. 사전구축된 고정 테이블의 경우, 광 경로의 순서는, 예를 들어, 사용 통계 트래픽 데이터 또는 발견적인 트래픽 예측 알고리즘을 이용함으로써, 네트워크 작용의 관측에 기초하여 결정될 수 있다. 이러한 종류의 광 경로 선택 기술은 당 분야에 공지되어 있으므로, 이 동작이 수행되는 방법에 대해서는 본 명세서에서 더 이상 설명하지 않는다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 광 경로는 광 경로 세그먼트의 파장에 기초하여 설명된다. 예를 들어, 다수의 광 경로는 동시에 발생하는 파장을 이용하는 전송 리소스가 하나 이상의 광 경로 세그먼트에 의해 지원될 때 동일한 광 경로 세그먼트를 스팬한다. 이 경우에 대하여, 라우팅 테이블(1500A) 내의 개체는 각각의 광 경로 세그먼트에 의해 지원되는 상이한 파장 결합을 이용하는 광 경로를 통합하도록 확장될 수 있다. 이것은 라우팅 테이블(1500)의 광 경로 1에 대응하는 라우팅 테이블(1500B) 내에 도시된 개체에 의해 예시되며, 여기서 각각의 광 경로 세그먼트 LP1, LP3 및 LP5는 파장 λ1, λ2 및 λ3을 지원한다.
하나 이상의 광 경로가 결정된 후, 다음 동작 집합은 추후의 시간 주기 동안의 전송 요건에 기초하여 트래픽을 지원하도록 충분한 리소스를 제공할 수 있는 스위칭 노드 또는 종단 노드에 연결된 광 경로 세그먼트를 포함하는 임의의 광 경로가 있는지를 결정하는 것에 관한 것이다. 다음 예에 있어서, 라우팅 테이블(1500A 또는 1500B)에 도시한 광 경로는 순서대로 추정되어, 광 경로 1(또는 1A)로 시작한다.
리소스 충족성 결정 과정은, 시작 블록(1401)에 나타낸 바와 같이, 소스 노드에서 시작한다. 블록(1402)에서, 제 1 잠재적 광 경로는 블록(1400)에서 구축된 리스트로부터 선택된다. 이 예에서는, 라우팅 테이블(1500B) 내에 포함된 제 1 잠재적 광 경로(A1) LP1λ1-LP3λ1-LP5λ1이 사용된다. 다음, 블록(1403)에서, 제 1 Path 메시지가 생성되며, 이 메시지는 광 경로 내의 각 광 경로 세그먼트에 대해 내장된 PBS 라벨을 포함한다.
도 16은 리소스 예약 과정의 제 1 패스(pass)에 대응하는 예시적인 Path 메시지(1600)의 세부사항을 나타낸다. 목적지 PBS 어드레스(818)는 목적지 노드 D의 IP 어드레스를 포함하고, 소스 PBS 어드레스(820)는 소스 노드 A의 IP 어드레스를 포함한다. 메시지를 포워드하는 가 최근의 노드가 소스 노드 A이므로, RSVP_Hop 객체(808P)는 노드 A에 대한 IP 어드레스를 포함한다.
광 경로 루트를 따르는 각각의 광 경로 세그먼트를 위해 전송 수단을 식별하는 정보는, 일반화된 PBS 라벨 요청 객체(812) 하에서, 라벨 집합(814) 내에 저장된 라벨 A-B-LP1λ1, B-C-LP3λ1, 및 C-D-LP5λ1 내에 포함된다. 각각의 라벨은 수신 노드에 대한 입력 섬유 포트(예를 들어, 스위칭 노드 B의 입력 섬유 포트 1), 데이터 신호가 입력 섬유 포트에 연결된 섬유 상에서 전송되는 입력 파장(195.6THz)(입력 파장은, 실질적으로, 전술한 바와 같이 입력 파장 필드(504) 및 Δ 필드(508) 내의 값에 대한 함수로서 결정되며, 본 명세서에서는 예시를 위해 특정한 값이 사용된다), 및 송신 노드와 수신 노드 사이에 연결된 광 경로에 대한 광 경로 세그먼트 ID(예를 들어, LP1)을 식별하는 정보를 포함한다.
전술한 바와 같이, 생성될 예약은 다수의 접속된 광 경로 세그먼트로 구성되는 광 경로를 포함한 가상의 네트워크 링크의 추후 스케줄링된 용도에 대응하는 비정밀 시간 주기 예약을 포함한다. 이에 따라, 대응하는 비정밀 예약 시간 주기에 대해 시작 및 종료 시간을 포함하며 Time_Values 객체(810)에 대응하는 시간 주기 데이터는 각각 시작 시간 객체)810A) 및 종료 시간 객체(810B)에 저장된다. 예시 를 위해, 시작 시간은 12:00:00(즉, 정오 12시) 및 14:00:00(즉, 오후 2시)을 나타내고 있으며, 실제 구현 시에는, 데이터 정보가 마찬가지로 동일한 필드 또는 추가의 필드 내에 포함된다.
명백한 루트 정보는 Explicit_Route 객체(811) 내에 포함된다. 이 경우, Explicit_Route(811)인 LP1-LP3-LP5는 각각 광 세그먼트 LP1, LP3 및 LP5에 대응하는 홉-홉 노드 어드레스를 지정한다. 명백한 루트 데이터는 명백한 루트 객체(811) 내에 저장된다.
본 발명의 측면에 따르면, 주어진 광 경로를 구성하는 데 사용되는 광 경로 세그먼트의 사용을 위한 예약은 채널 대역폭의 일부만이 사용되도록 정의될 수 있다. 전술한 바와 같이 예약을 위한 대역폭 %를 정의하는 정보는 송신기 기술자 객체(824)의 대역폭 % 필드(1310) 내에 저장된다. 명백히, 주어진 리소스에 대한 사용가능한 총 대역폭 이하의 대역폭을 소비하는 리소스 요청에 대한 예약은 승인되지만, 사용불가능한 대역폭을 소비하는 요청은 거부될 것이다.
동작 및 논리의 다음 집합은, 스위칭 노드 B에서 시작하는 시작 및 종료 루프 블록(1404, 1405)에 나타낸 바와 같이, 루프 방식으로 수행되며, 스위칭 노드 b는 광 경로의 진입 평면 상에서 가장 가까운 제 1 스위칭 노드를 포함한다. 시작 루프 블록(1404)과 종료 루프 블록(1405) 사이에 정의된 동작은, 최종 광 경로 세그먼트가 활용도에 대해 추정될 때까지, 각각의 스위칭 노드에 대해 반복되는 방식으로 수행된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "현재 노드"는 추정된 광 경로 세그먼트가 수신되는 노드에서 동작이 수행되고 있는지를 식별한다. 용어 " 다음 노드"는 일련의 광 경로 세그먼트 내의 다음 노드를 나타낸다. 논리가 종료 루프 블록(1405)으로부터 시작 루프 블록(1404)으로 되돌아가면, 다음 노드는 현재 노드가 된다.
블록(1406)에서. Path 메시지는 수신 노드에서 처리되어 Path 메시지 객체 및 내장된 PBS 라벨에 기초하여 그 노드에 대해 대응하는 리소스 예약 요청을 추출한다. 예를 들어, 이 때, 스위칭 노드 B는 비정밀 시간 주기 12:00:00 내지 14:00:00 동안 광 경로 세그먼트 LP1에 대한 195.6THz 신호 대역폭의 30%를 예약하는 리소스 예약 요청을 수신한다.
다음, 결정 블록(1508)에서, 노드는 요청을 충족할만한 충분한 리소스가 있는지에 대해 결정한다. 충분한 리소스의 표시는 특정 리소스(즉, 현재 노드에서 수신된 광 경로 세그먼트에 대한 주파수에서의 대역폭 요청)가 특정 시간 주기의 일부에서 사용되도록 이전에 스케쥴링되지 않았음을 의미한다. 일 실시예에서, 이 정보는 도 17(a)에 나타낸 리소스 예약 테이블(1700)에 의해 예시된 바와 같이, 각 노드에 저장된 리소스 예약 룩업 테이블에 기초하여 결정될 수 있다. 리소스 예약 테이블은 그 노드에 의해 제공되는 다양한 전송 리소스를 위한 "소프트" (요청되었으나 아직 확인되지 않은) 예약 및 "하드" (확인된) 예약에 관한 데이터를 포함한다. 이 데이터는, 광학적 키 컬럼(1702), 입력 섬유 포트 컬럼(1704), 입력 파장 컬럼(1706), 광 경로 세그먼트 ID 컬럼(1708), 시작 시간 컬럼(1710) 및 종료 시간 컬럼(1712), 대역폭 % 컬럼(1714), 및 예약 상태(상태) 컬럼(1716)을 포함한 여러 컬럼 내에 저장된다.
키 컬럼(702)은 각각의 테이블 기록에 대한 키를 저장한다. 일 실시예에서, 이 키는 Path 메시지의 세션 객체(806)에 대응하는 정보를 포함한다. 다른 실시예에서, 키는 PBS 라벨에 대응하는 필드(즉, 입력 섬유 포트 필드(1704), 입력 파장 컬럼(1706), 및 광 경로 세그먼트 ID 컬럼(1708)) 내의 데이터 조합으로부터 도출된다. 이것은 특정 PBS 리소스 할당 요청을 포함하는 제어 버스트 처리에 응답하여 예약 개체의 신속한 룩업을 가능하게 한다.
입력 섬유 포트, 입력 파장 및 광 경로 세그먼트 ID는 각각 입력 섬유 포트 컬럼(1704), 입력 파장 컬럼(1706) 및 광 경로 세그먼트 ID 컬럼(1708) 내에 저장된다. 요청된 (및 이전에 확인된) 시간 주기에 대한 시작 시간은 시작 시간 컬럼(1710) 내에 저장되고, 대응하는 종료 시간 주기는 종료 시간 컬럼(1712) 내에 저장된다. 요청에 대한 대역 % 및 이전에 할당된 대역폭 %는 대역폭 % 컬럼(1714) 내에 저장된다. 확인되지 않은 예약(0)과 확인된 예약(1)을 식별하는 상태 비트는 예약 상태 컬럼(1716) 내에 저장된다.
일 측면에 있어서, 리소스 이용성은 요청된 광 경로 세그먼트, 입력 파장 및 시간 주기에 대한 대역폭 이용성에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 도 17(b)은 현재 리소스 요청에 대응하는 리소스 예약테이블(1700) 내의 개체를 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 요청 시간 주기에 대해 이전에 할당된 대역폭은 65%(40%+5%)이다. 요청된 시간 주기와 중첩하는 시간 주기 및 요청된 리소스에 대해 유사한 파라미터를 갖는 임의의 엔트리가 고려된다. 엔트리의 대역폭 백분율은 요청된 대역폭을 따라 결집된다. 대역폭의 합이 동일한 시작 및 종료 시간 내의 선택된 임계 값(예를 들어, 100%)을 초과하는 경우, 리소스는 그 요청을 충족시키기에는 부적절하여, 결정 블록(1408)에 대해 NO 응답을 초래한다. 응답으로, 논리는 에러 메시지(예를 들어, ResvErr)가 블록(1510)에 진행하여, 요청의 발신자(즉, 소스 노드)에 반송된다. 100% 외에도, 임계는 리소스의 준비 부족 및 과잉 준비를 허용하도록 설정될 수 있다.
리소스가 예약 요청을 충족시킬 정도로 충분히 있다면, 논리는 블록(1414)으로 진행하여, 현재 광 경로 세그먼트에 대한 소프트 예약을 한다. 일 실시예에서, 소프트 예약은 새로운 개체에 대한 상태 비트를 "0"으로 설정함으로써 예약 테이블 내에 저장된다. 현재 예에서, 결정 블록(1408)에 대한 대답은 100% 임계에 대해 YES가 될 것이다.
다음, 목적지 노드가 도달되었는지에 대해 결정 블록(1414)에서 결정이 이루어진다. 도달된 경우, 논리는 도 14b에 예시한 흐름도의 다음 부분으로 진행한다. 도달되지 않은 경우, 논리는 블록(1416)에 진행하여, 다음 노드에 사용되는 Path 메시지 및 내장된 PSB 라벨은 다음 광 경로 세그먼트를 위해 갱신된다. 적용가능 라벨은, 적용가능하다면, 새로운 입력 섬유 포트 및 파장 값을 포함하는 광 경로 루트 내의 다음 광 경로 세그먼트에 대한 광 경로 세그먼트 ID를 참조한다. Path 메시지의 RSVP_Hop 객체(808)는 노드 B가 현재 PHOP 노드임을 반영하도록 갱신될 것이다.
이어서, 종료 루프 블록(1405)에 따르면, 갱신된 라벨을 포함하는 리소스 예약 요청이 시그널링 메커니즘을 거쳐서 다음 다운스트림에 포워드된다. 전술한 바 와 같이, 블록(1406, 1408, 1410, 1412, 1414, 1416) 내에서의 동작은, 목적지 노드가 도착되어 결정 블록(1415)에서 YES 결과를 가져오게 될 때까지 반복적인 방식으로 적절히 반복된다. 일례에 따르면, 제 1 통과 중에, 스위칭 노드 B가 광 경로 세그먼트 LP1에 대한 대역폭 및 파장 λ1 시간 주기 요청을 처리할 정도로 충분한 리소스를 제공할 수 있다고 검증된다. 이 경우, 노드 C는 광 경로 세그먼트 LP3에 대한 시간 주기 요청 내에 대역폭 및 파장을 위한 충분한 리소스를 갖고 있지 않은 것으로 결정된다. 따라서, 결정 블록(1408)에 대한 대답은 NO가 되며, 불충분한 리소스가 사용될 수 있음(즉, 루트가 사용될 수 없음)을 나타내는 PathErr 메시지가 노드 A에 반송된다. 응답으로, 노드 A는 블록(1402)에서 라우팅 테이블(1500B) 내에서 다음 광 경로(1B)를 선택하며, 블록(1403)에서 새로운 Path 메시지 및 PBS 라벨 집합을 생성하며, 리소스 예약 동작은 이 새로운 잠재적 광 경로에 대해 수행된다.
새로운 광 경로 1B의 처리 동안, 파장 λ2로 광 경로 세그먼트 LP3에 대해 노드 C에 의해 제공된 리소스는 적절하지 않은 것으로 결정된다. 대응하는 PathErr 메시지는 블록(1410) 내에서 생성되어 노드 A에 반환되며, 노드 A는 라우팅 테이블(1500B) 내에서 다음의 적용가능 광 경로 세그먼트를 선택한다. 일 실시예에서, 노드 A는 주어진 광 경로 세그먼트가 예약을 위해 사용가능한지의 여부를 추적하는 광 경로 세그먼트 사용가능성 데이터를 유지한다. 따라서, 적절할 때, 리스트 내의 잠재적 광 경로는 스킵(skip)되거나 광 경로 세그먼트 @ 파장 조합이 작용하지 않을 것으로 알려지는 경우의 하위 우선순위를 받게 된다.
계속해서 라우팅 테이블을 이용하면, 고려되는 다음 잠재적 광 경로는 광 경로 1C이다. 이 경우, 노드 C는 파장 λ3에서 광 경로 세그먼트 LP3에 대한 충분한 리소스를 제공할 수 있는 것으로 결정되며, 예약 요청의 다운스트림 부분은 완료된다. 이 처리 동안, 소프트 리소스 예약 개체는 노드 C와 노드 D 모두의 리소스 예약 테이블에 추가된다.
다음, 도 14b에 도시한 흐름도의 일부로 진행하는데, 이 도면은 예약 요청의 업스트림 부분을 나타낸다. 이 때, 현재 노드는, 블록(1420)에 나타낸 바와 같이, 목적지 노드 D이다. 이전과 같이, 동작은 역전달 기법과 유사하게, 선택된 광 경로를 따라 각각의 노드에 대해 반복되며, 이들 동작은 시작 및 종료 루프 블록(1423, 1424)에 의해 설명된다. 동작은, 각 노드에서, 블록(1422)에서 생성된 Resv 메시지를 이용하여 광 경로의 다운스트림 이동에 대해 역 순서로 수행된다.
현재 상태에 대응하는 예시적인 Resv 메시지(1800)가 도 18에 도시된다. Resv 메시지(1800) 내에 포함된 객체 대부분은, 세션 객체(806), 및 시작 및 종료 시간 객체(810A, 810B)를 포함하는 Path 메시지(1600)에 포함된 동일한 번호의 객체와 동일한 값을 포함한다. 전술한 바와 같이, Resv 메시지는 PBS_Flowspec(1010), Filter_Spec(1012), 및 Generalized_PBS_Label(1014)를 포함하는 흐름 기술자(1008)를 포함한다. Path 메시지(1600)의 PBS_Sender_TSpec(828)과 유사한 방식으로, PBS_Flowspec(1010)은 30%의 필터 필드(1310) 값을 포함한다. 또한, Generalized_PBS_Label(1014)는 전술한 일반화된 PBS 라벨(500)과 유사한 형태를 가질 것이다. 이 경우, 광 경로 세그먼트 LP6에 대응하는 PBS 라벨 C-D-0은 제 1 형태의 내장된 라벨을 포함한다.
초기 Resv 메시지가 생성된 후, 논리는 시작 및 종료 루프 블록(1423, 1424)에 의해 설명된 루프 동작으로 진행한다. 로프 내의 제 1 동작은 블록(1426)에서 발생하며, 여기서 현재 노드에 대한 소프트웨어 예약은 하드 예약으로 갱신되고, 대응하는 리소스가 수용된다. 이것은 예약 상태 컬럼(1716) 내의 값을 "0"(소프트, 즉, 비확인)으로부터 "1"(하드, 즉, 예약이 수용됨을 의미하는 확인)로 변화시킴으로써 반영된다.
예를 들어, 노드 B를 스위칭하는 시간 기반 예약 테이블(즉, 시간 스냅샷)(606A, 606B)이 도 6에 도시된다. 전술한 바와 같이, PBS 라벨 정보가 (예를 들어, 노드 A로부터 노드 D로) 전송될 때, 노드 B, C 및 D에서 소프트 예약이 이루어진다. 소프트 예약이 이루어진 직후, 노드 B에서 예약 테이블의 스냅샷에 대응하는 시간 인스턴스(606A)가 도 6에 도시된다. 이 경우, 부울(Boolean) 값(즉, 상태 비트)을 포함하는 예약 상태(Status) 컬럼(1716) 값은 예약이 확인되지 않았음(즉, 소프트 예약)을 의미하는 0으로 설정된다. 시간 인스턴스(606B)는 예약이 노드 D로부터 노드 A로의 반환 경로 상에서 확인될 때 예약 상태 컬럼(1716)에 대해 이루어지는 테이블 변화에 대응한다.
블록(1426)의 동작에 이어서, 소스 노드가 결정 블록(1429)에서, 소스 노드가 도착했는지에 대한 결정이 이루어진다. 그러한 경우, 처리가 완료되고, 광 경로 상의 모든 세그먼트가 후속 스케쥴링된 사용을 위해 예약된다. 그렇지 않은 경우, 처리는 블록(1430)으로 진행되어, Resv 메시지 및 PBS 라벨이 다음 광 경로 세 그먼트에 대해 갱신된다. 이어서, 처리 자체는 소스 노드가 노착될 때까지 다음 (지금은 현재) 스위칭 노드에 대해 반복된다. 이 때, 광 경로를 따른 모든 노드는 하드(즉, 확인) 예약을 가질 것이며, 전체 광 경로는 예약 테이블 내에 포함된 지시 타임프레임 동안의 사용을 위해 스케쥴링될 것이다.
도 6에 도시한 라벨에 더 나타낸 바와 같이, 주어진 노드 쌍에 대한 라벨은 광 경로 라우팅 또는 네트워크 토폴로지에서의 변화를 반영하도록 전 시간에 걸쳐 변화할 것이다. t0 및 t1에 대한 PBS 라벨 값을 고려하자. t0에서의 PBS 라벨은 197.2THz, 196.4THz 및 195.6THz의 파장을 사용하는 LP1-LP4-LP6의 광 경로 루트를 각각 나타낸다. 대조적으로, 라우팅 경로 및 주파수의 일부분은 t1에서 변화하여, 광 경로 루트가 197.2THz, 195.6THz 및 195.6THz의 파장을 이용하여 광 경로 루트가 LP1-LP4-LP5가 되게 한다.
일 실시예에 따른 PBS 스위칭 노드 구조의 간략한 블록도(1900)이 도 19에 도시되어 있다. 지능형 스위칭 노드 구조는 논리적으로 제어 면 소자 및 데이터 면으로 분할된다. 제어 면은 글루 로직(1904) 및 제어 프로세서(CPU)(1906)에 연결된 네트워크 프로세서(NP)(1902)를 채용한 제어 유닛(37)을 포함하여, 본 명세서에 개시된 리소스 예약 동작을 수행하도록 저장 디바이스(1907) 내에 저장된 소프트웨어 소자를 구동한다. 네트워크 프로세서(1902)는 또한 일반적인 메모리 동작에 사용되는 SDRAM(synchronous dynamic random access memory) 메모리(1910)의 하나 이상의 뱅크에 연결된다. 데이터 면 구조는, 광 다중화기(1912), 역다중화기 (1914) 및 광 송수신기(광 수신기(Rx) 블록(1916) 및 광 송신기(Tx) 블록(1918)으로 나타냄)에 연결된 비차폐용 PBS 구조(32)를 포함한다.
PBS MAC 층 및 관련 태스크의 일부인 버스트 어셈블리 및 프레이밍(framing), 버스트 스케쥴링 및 제어는 네트워크 프로세서(1902)에 의해 수행된다. 네트워크 프로세서는, 등급화(classification), 계량화(metering), 폴리싱(policing), 과잉 방지(congestion avoidance), 및 트래픽 스케쥴링을 포함하는 광범위 패킷 처리 태스크를 지원하는 데 적합한 탄력적 마이크로 구조를 갖는 매우 강력한 프로세서이다. 예를 들어, 일 실시예에서 사용되는 IntelㄾIXP2800 NP는 10GbE에 대해 초당 15밀리온 패킷의 패킷 속도 및 1.4GHz의 클록 속도로 패킷 당 1493에 달하는 마이크로엔진 명령의 실행을 지원할 수 있는 16개의 마이크로엔진을 갖는다.
일 실시예에서, 광 스위치 구조는 고속(< 100ns) 스위칭 시간 및 제한된 수의 입력/출력 포트(예를 들어, ≒8x8, 12x12)를 갖는 엄격한 비차폐 공간 불할 구조를 갖는다. 인입 또는 송출 섬유 링크 각각은 일반적으로 단 하나의 데이터 버스트 파장을 전달한다. 광 버퍼링 구조를 갖지 않거나 제한적인 광 버퍼링 구조를 갖는 스위치 구조는 입력 포트와 출력 포트 사이의 가변 지속 타임 슬롯 내에서 통계적 버스트 스위칭을 수행한다. 필요에 따라, 광 버퍼링은, L. Xu, H. G. Perros, 및 G. Rouskas가 "Techniques for Optical Packet Switching and Optical Burst Switching", IEEE Communication Magazine 1, 136-142(2001)에 개시한 바와 같이, 여러 개의 사용되지 않는 포트 상에서 섬유-지연-라인(FDL)을 이용하여 구현 될 수 있다. 순방향 전달 또는 역방향 전달과 같은 특정 광 버퍼링 구조는 일반적으로 이 구조가 배치되는 스위칭 노드 및 PBS 네트워크의 특정한 특성에 의존할 것이다. 그러나, 광 버퍼링의 양은 통상적인 패킷 스위칭 구조에 비해 상대적으로 적을 것으로 예상되는데, 이는 FDL이 다수의 데이터 버스트 파장을 전달할 수 있기 때문이다. 다른 가능한 경쟁 해결 방식은, 전술한 바와 같이, 동조가능 파장 변환기의 편향 라우팅 및 사용을 포함한다. 일 실시예에서, D. J. Blumenthal, B. E. Olson, G. Rossi, T. E. Dimmick, L. Rau, M. Masanovic, O. Lavrova, R. Doshi, O. Jerphagnon, J. E. Bowers, V. Kaman, L. Goldren, 및 J. Barton이 "All-Optical Label Swapping Networks and Technologies", IEEE J. of Lightwave Technology 18, 2058-2075(2000)에 개시한 경쟁 해결 방식이 구현될 수 있다. PBS 네트워크는 비교적 적은 수의 제어 파장(λ'0, λ0)으로 동작할 수 있는데, 이는 이 파장들이 많은 데이터 파장 중에 공유될 수 있기 때문이다. 또한, PBS 스위치 구조는 또한 다수의 섬유를 이용하여 단일 파장으로 동작할 수 있지만, 이 구현에 대한 추가 세부사항은 본 명세서에서는 설명하지 않는다.
제어 버스트는 별도의 광 채널 상에서 내부 대역(IB) 또는 외부 대역(OOB)에 전송될 수 있다. OOB 경우에 대해, 광 데이터 버스트는 네트워크 프로세서(1902)에 의해 동적으로 설정된 예약 스위치 구조에 기초하여 PBS 구조에 의해 가변 시간 지속시간 내에 입력 포트와 출력 포트 사이에서 주어진 파장으로 통계적으로 스위칭된다. NP(1902)는 인입 제어 버스트로부터 라우팅 정보를 추출하여, 요 청된 데이터 버스트에 대한 PBS 스위치 리소스의 고정 지속시간 예약을 제공하며, 진출 노드로의 경로 상에서 다음 PBS 스위칭 노드에 대한 새로운 송출 제어 버스트를 형성한다. 또한, 네트워크 프로세서는 이어서 확장되는 전술한 GMPLS 기반 체제에 기초하여 전체적인 PBS 네트워크 관리 기능을 제공한다. IB 경우에 대해, 제어 및 데이터 버스트 모두는 PBS 스위치 구조 및 제어 인터페이스 유닛에 전송된다. 그러나, NP(1902)는 버스트 페이로드 헤더 정보에 기초하여 인입 데이터 버스트를 무시한다. 마찬가지로, 전송된 제어 버스트는 스위치 구조가 전송된 제어 버스트를 위해 예약되지 않았기 때문에 PBS 구조에서 무시된다. 이 방안은, 요구되는 파장의 개수를 감소시키기 때문에 구현이 더욱 간단하고 경비가 적게 든다는 한 가지 장점이 있다.
IB 시그널링에 대한 다른 방안은 제어 버스트 및 데이터 버스트에 대해 상이한 변조 포맷을 사용하는 것이다. 예를 들어, 제어 버스트는 비제로복귀(NRZ) 변조되고, 데이터 버스트는 제로복귀(RZ) 변조된다. 따라서, NRZ 제어 버스트만이 PBS 제어 인터페이스 유닛 내의 수신기에서 변조되고, RZ 데이터 버스트는 무시된다. 선택될 특정 OOB 또는 IB 제어 시그널링 방식은 애플리케이션 의존적이다.
포토닉 버스트 스위칭 네트워크에서 리소스 예약 스케쥴을 구현하는 방법 및 장치의 실시예에가 개시된다. 전술한 설명에서, 많은 특정 세부사항이 본 발명의 실시예에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 당업자라면, 본 발명의 실시예가 특정 세부사항 중 하나 이상 없이도, 또는 그 밖의 방법, 소자, 재료 등으로 실행될 수 있음을 인지할 것이다. 다른 경우, 공지된 구조, 재료 또 는 동작은 이 설명을 모호하지 않게 하도록 상세히 도시되거나 설명되지 않는다.
이 명세서 전체에서, "일 실시예"는 그 실시예와 관련하여 설명된 특정 특색, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 내에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 이 명세서 전체의 다양한 장소에 있는 "일 실시예"라는 구문의 표현은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정 특색, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 광학적 방식으로 조합될 수도 있다.
따라서, 이 발명의 실시예는 일부 형태의 처리 코어에 대해 실행되거나 또는 기계적 판독가능 매체에 대해 또는 그 매체 내에서 구현되거나 실현되는 소프트웨어 프로그램으로서 사용되거나 그러한 프로그램을 지원하는 데 사용될 수도 있다. 기계적 판독가능 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨터)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하거나 전송하는 임의의 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 기계적 판독가능 매체는 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기적 디스크 저장 매체, 광학적 저장 매체, 및 플래시 메모리 소자 등을 포함할 수 있다. 또한, 기계적 판독가능 매체는 전기, 광, 음향 또는 그 밖의 형태의 전달되는 신호(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등)와 같은 전달 신호를 포함할 수 있다.
전술한 명세서에서는, 본 발명의 실시예가 기술되어 있다. 그러나, 첨부한 청구범위 내에 설명되는 바와 같이 더 넓은 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고서 다양한 수정 및 변화가 이루어질 수 있다는 것은 명백할 것이다. 이에 따라, 명세서 및 도면은 제한적인 관점보다는 예시적인 것으로 고려되어야 한다.

Claims (34)

  1. 광 교환형 네트워크에서 다수의 접속된 광 경로 세그먼트를 소스 노드와 목적지 노드 사이에서 이동시키는 광 경로의 비정밀 예약(coarse-grained reservation)을 설립하는 방법으로서,
    상기 다수의 광 경로 세그먼트 중에서 각각의 광 경로 세그먼트를 지원하는 노드 리소스의 소프트 예약(soft reservation) - 상기 노드 리소스의 상기 소프트 예약은 상기 광 경로가 예약될 것으로 요청되는 스케쥴링된 시간 주기에 대응함 - 을 수행하는 단계와,
    전체 광 경로의 이동을 지원하는 상기 스케쥴링된 시간 주기 동안 적절한 노드 리소스가 예약을 위해 이용가능한지를 판별하는 단계와,
    적절한 노드 리소스가 이용가능한 것으로 판별되는 경우, 상기 스케쥴링된 시간 주기에 대응하는 상기 노드 리소스의 하드 예약(hard reservation)을 수행하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 교환형 네트워크는 포토닉 버스트 교환형(PBS) 네트워크를 포함하는
    방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 버스트 교환형 네트워크는 파장 분할 다중화(Wavelength-Division Multiplexed: WDM) PBS 네트워크를 포함하는
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각 노드에서, 리소스가 대응하는 소프트 예약을 갖는지 또는 하드 예약을 갖는지를 나타내는 리소스 예약 상태 표시를 포함하는 리소스 예약 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 경로의 다운스트림 이동 시에 상기 광 경로 세그먼트에 접속되는 상기 노드들 사이에 리소스 예약 요청 메시지 - 상기 리소스 예약 요청 메시지는 리소스 예약 정보를 포함함 - 를 전달하는 단계와,
    상기 리소스 예약 요청 메시지로부터 상기 리소스 예약 정보를 추출하는 단계와,
    주어진 노드에 대한 기존의 리소스 예약 데이터에 기초하여, 적절한 리소스가 상기 스케쥴링된 시간 주기 동안 이용가능한지를 판별하는 단계와,
    상기 리소스가 상기 스케쥴링된 시간 주기 동안 이용가능한 것으로 판별되는 노드 리소스용 소프트 예약을 수행하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 리소스 예약 요청 메시지는 대응하는 광 경로 세그먼트에 대한 전송 파라미터를 정의하는 일반화된 다중 프로토콜 라벨 스위칭(GMPLS) 기반 라벨을 포함하는
    방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 GMPLS 기반 라벨은 상기 GMPLS 기반 라벨에 의해 식별되는 광 경로 세그먼트를 통해 신호를 전달하기 위해 채용되는 입력 파장을 식별하는 적어도 하나의 필드를 포함하는
    방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 리소스 예약 요청 메시지는 RSVP-TE(ReSerVation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링 프로토콜로의 확장에 기초한 포맷을 갖는 Path 메시지를 포함하는
    방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 리소스 예약 정보는 상기 스케쥴링된 시간 주기를 정의하는 데이터를 포함하는
    방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 광 경로의 업스트림 이동 시에 상기 광 경로 세그먼트에 연결된 상기 노드들 사이에서 리소스 예약 응답 메시지 - 상기 리소스 예약 요청 메시지는 리소스 예약 응답 정보를 포함함 - 를 전달하는 단계와,
    각 노드에서, 상기 리소스 예약 응답 메시지로부터 상기 리소스 예약 응답 정보를 추출하는 단계와,
    각 노드에서, 상기 노드 리소스에 대한 소프트 예약을 하드 예약으로 변화시키는 단계를 더 포함하는
    방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 리소스 예약 응답 메시지는 RSVP-TE(ReSerVation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링 프로토콜로의 확장에 기초한 포맷을 갖는 Resv 메시지를 포함하는
    방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이에 잠재적 광 경로의 리스트를 작성하는 단계와,
    상기 목록 내에서 제 1 잠재적 광 경로를 선택하는 단계와,
    상기 스케쥴링된 시간 주기 동안 상기 제 1 잠재적 광 경로에 의해 정의된 광 경로 세그먼트를 지원하는 노드 리소스를 예약하기에 충분한 리소스가 이용가능한지를 판별하는 단계와,
    상기 목록 내의 다음 잠재적 광 경로를 처리하여, 상기 제 1 잠재적 광 경로 의 광 경로 세그먼트를 지원하는 리소스가 불충분한 것으로 판별되는 경우, 상기 스케쥴링된 시간 주기 동안 다음 광 경로에 의해 정의되는 광 경로 세그먼트를 지원하는 노드 리소스를 예약하기에 충분한 리소스가 이용가능한지를 판별하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    적어도 하나의 전송 관련 기준에 기초하여 상기 목록 내의 상기 잠재적 광 경로의 우선순위를 지정하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    네트워크 전송 조건에서의 검출된 변화에 응답하여, 상기 목록 내의 상기 잠재적 광 경로의 우선순위를 동적으로 재지정하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 잠재적 광 경로는 트래픽 균형화 고려사항에 기초하여 우선순위가 지정되는
    방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    네트워크 토폴로지에서의 검출된 변화에 응답하여, 상기 목록 내의 상기 잠재적 광 경로의 우선순위를 동적으로 재지정하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    적절한 리소스가 주어진 노드에서 이용가능한지에 대한 판별 단계는,
    지정된 대역폭에 대응하는 상기 노드 리소스 및 상기 스케쥴링된 시간 주기에 대한 임의의 기존 예약을 결집하여 기존의 리소스 할당을 획득하는 단계와,
    리소스 예약 요청에 대응하는 대역폭 백분율을 기존의 리소스 할당에 추가하여, 상기 노드 리소스에 대해 요청된 할당을 획득하는 단계와,
    상기 요청된 할당이 임계치를 초과하는지를 판별하는 단계를 포함하는
    방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    노드 리소스의 부분 용도는 예약될 수 있는
    방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 부분 용도는 광 경로 세그먼트의 대역폭 백분율 사용을 포함하는
    방법.
  20. 광 교환형 네트워크에서 사용되는 스위칭 장치에 있어서,
    적어도 하나의 입력 섬유 포트 및 적어도 하나의 출력 섬유 포트를 구비한 광학 스위치 구조(optical switch fabric)와,
    상기 적어도 하나의 프로세서에 동작가능하게 결합되며 머신-실행가능 인스트럭션을 포함하는 제 1 저장 디바이스, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 광학 스위치 구조에 동작가능하게 결합된 제어 유닛을 포함하되,
    상기 동작은,
    제 1 노드로부터 리소스 예약 요청을 수신하되, 상기 리소스 예약 요청은 상기 제 1 노드와 상기 스위칭 장치 - 상기 스위칭 장치는 제 2 노드를 포함함 - 사 이의 제 1 광 경로 세그먼트에 관련되는 데이터, 및 상기 스위칭 장치에 대한 리소스가 예약되도록 요청되는 스케쥴링 시간 주기(scheduled time period)를 포함하는 단계와,
    상기 스케쥴링된 시간 주기 동안 상기 제 1 광 경로 세그먼트를 통해 통신을 지원하도록 리소스의 소프트 예약을 수행하는 단계와,
    예약 응답을 수신하는 단계와,
    상기 스케쥴링된 시간 주기 동안 상기 제 1 광 경로 세그먼트를 통한 통신을 지원하는 상기 리소스의 상기 소프트 예약을 상기 리소스를 허용(commit)하는 하드 예약으로 변경하는 단계를 포함하는
    스위칭 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 인스트럭션의 실행은 상기 적어도 하나의 프로세서에 동작가능하게 결합된 상기 제 1 저장 디바이스 또는 제 2 저장 디바이스 중 하나의 디바이스 상에 리소스 예약 데이터를 저장하는 동작을 더 수행하되, 상기 리소스 예약 데이터는 리소스가 대응하는 소프트 예약을 갖는지 또는 하드 예약을 갖는지를 나타내는 리소스 예약 상태 표시를 포함하는
    스위칭 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 광학 교환형 네트워크는 PBS(Photonic Burst Switched) 네트워크를 포함하는
    스위칭 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 광학 스위치형 네트워크는 파장 분할 다중화(Wavelength-Division Multiplexed: WDM) PBS 네트워크를 포함하고, 상기 광학 스위칭 구조는 상기 적어도 하나의 입력 섬유 포트 및 상기 적어도 하나의 출력 섬유 포트에 제각각 결합될 수 있는 공통 섬유를 통해 반송되는 상이한 파장을 포함하는 광학 신호의 스위칭을 제공하는
    스위칭 장치.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 리소스 예약 요청 메시지는 상기 제 1 광 경로 세그먼트에 대한 전송 파라미터를 정의하는 일반화된 다중프로토콜 라벨 스위칭(generalized multi-protocol label-switching: GMPLS) 기반 라벨을 포함하는
    스위칭 장치.
  25. 제 20 항에 있어서,
    상기 리소스 예약 요청 메시지는 RSVP-TE(ReSerVation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링 프로토콜에 대한 확장(extension)에 기초하는 포맷을 갖는 Path 메시지를 포함하는
    스위칭 장치.
  26. 제 20 항에 있어서,
    리소스 예약 응답 메시지는 RSVP-TE(ReSerVation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링 프로토콜에 대한 확장에 기초하는 포맷을 갖는 Resv 메시지를 포함하는
    스위칭 장치.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 인스트럭션의 실행은,
    상기 리소스 예약 요청으로부터 제 2 광 경로 세그먼트를 통해 상기 스위칭 장치에 결합된 제 3 노드의 위치를 추출하는 동작과,
    상기 리소스 예약 요청을 상기 제 3 노드에 전송하는 동작을 더 수행하는
    스위칭 장치.
  28. 제 20 항에 있어서,
    상기 인스트럭션의 실행은,
    상기 스케쥴링된 타임프레임(timeframe) 동안 상기 제 1 광 경로 세그먼트를 통한 통신을 지원하기에 충분한 리소스가 이용가능한지를 결정하는 동작과,
    이용가능한 리소스가 충분하지 않다고 결정되는 경우 에러 메시지를 생성하는 동작을 더 수행하는
    스위칭 장치.
  29. 제 20 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 네트워크 프로세서를 포함하는
    스위칭 장치.
  30. 제 20 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 제어 프로세서를 포함하는
    스위칭 장치.
  31. 인스트럭션을 제공하되, 상기 인스트럭션은 광 교환형 네트워크에서 제 1 노드를 포함하는 스위칭 장치 내의 프로세서에 의해 실행될 때,
    상기 스위칭 장치로 하여금,
    제 2 노드로부터 리소스 예약 요청을 수신하되, 상기 리소스 예약 요청은 상기 제 2 노드와 상기 스위칭 장치 사이의 제 1 광 경로 세그먼트에 대한 데이터와, 상기 스위칭 장치에 대한 리소스가 상기 광 경로 세그먼트를 통한 통신을 지원할 수 있게 예약되도록 요청되는 스케쥴링된 시간 주기를 포함하는 동작과,
    상기 스케쥴링된 시간 주기 동안 상기 제 1 광 경로 세그먼트를 통해 통신을 지원할 리소스가 충분한지를 결정하되, 충분하다고 결정되는 경우,
    상기 스케쥴링된 시간 주기 동안 상기 제 1 광 경로 세그먼트를 통해 통신을 지원하는 리소스의 소프트 예약을 수행하고,
    예약 응답을 수신하며,
    상기 스케쥴링된 시간 주기 동안 상기 제 1 광 경로 세그먼트를 통한 통신을 지원하는 상기 리소스의 상기 소프트 예약을 하드 예약을 변경하여 상기 리소스를 수용하는 동작을 수행하게 하는
    머신 판독가능 매체.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 인스트럭션의 실행은 상기 프로세서에 동작가능하게 결합된 저장 디바이스 상에 리소스 예약 데이터를 저장하는 동작을 더 수행하되, 상기 리소스 예약 데이터는 리소스가 대응하는 소프트 예약을 갖는지 또는 하드 예약을 갖는지를 나타내는 리소스 예약 상태 표시를 포함하는
    머신 판독가능 매체.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 인스트럭션의 실행은,
    지정된 대역폭 및 상기 스케쥴링된 시간 주기에 대응하는 상기 노드 리소스에 대한 임의의 기존 예약을 집합시켜 기존의 리소스 할당을 얻는 동작과,
    리소스 예약 요청에 대응하는 대역폭 백분율을 상기 기존의 리소스 할당에 추가하여 상기 노드 리소스를 위해 요청된 할당을 얻는 동작과,
    상기 요청된 할당이 임계치를 초과하는지를 결정하는 동작을 수행함으로써,
    주어진 노드에서 적당한 리소스가 이용가능한지를 결정하는
    머신 판독가능 매체.
  34. 제 31 항에 있어서,
    상기 광 교환형 네트워크는 파장 분할 다중화(Wavelength-Division Multiplexed: WDM) 포토닉 버스트 교환형(Photonic Burst Switched: PBS) 네트워크를 포함하는
    머신 판독가능 매체.
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