WO2006046576A1

WO2006046576A1 - パケット通信ネットワーク及びパケット通信方法

Info

Publication number: WO2006046576A1
Application number: PCT/JP2005/019627
Authority: WO
Inventors: Kazuhiro Hayakawa; Satoru Yoshida; Makoto Fukuda; Nobuo Shigeta; Kazuhiko Ogawa; Shin Hashimoto
Original assignee: Nippon Telegraph And Telephone Corporation
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2006-05-04
Also published as: CN1926828B; JPWO2006046576A1; CA2557733C; CN1926828A; KR100804664B1; US8238325B2; EP1806878A1; KR20070033955A; JP4317216B2; US20070242684A1; CA2557733A1

Abstract

　ｎ個のインタフェースを有し、波長分割多重技術に基づく波長パスにより全インタフェース間で双方向のフルメッシュ通信が可能なフルメッシュＷＤＭ伝送手段１を、それぞれのインタフェースに接続されたエッジパケット転送手段２を介してネットワーク間接続手段３によりツリー状に多段接続することにより、同一フルメッシュＷＤＭ伝送手段１のエッジパケット転送手段２に接続されたユーザ端末間における直接通信を可能とするとともに、多段接続構成によるスケーラビリティを実現する。

Description

明細書

パケット通信ネットワーク及びパケット通信方法

技術分野

[0001] 本発明は、加入者を収容するエッジノード等間での直接通信が可能でスケーラビリティの確保が可能なパケット通信ネットワーク及びパケット通信方法に関するものである。

背景技術

[0002] 既存の電話ネットワークでは、スケーラビリティを確保するために階層型の交構成 (非特許文献 1参照）がとられており、同一県内の異なる加入者交に収容されたユーザ同士が通話する場合は県代表交換機を経由して通信を行うことになる。このため、県代表交棚のトラフィックが増大し、輻輳した場合には、同一県内の異なる加入者交に収容されたユーザ同士の通話が困難になるという問題があった。

[0003] 現在、 VoIP技術により電話ネットワークの IP化が可能となってきている力 IPネットワークでも既存の電話ネットワークと同じような構成をルータ Zスィッチ等のネットヮーク装置が採れば、前述した既存の電話ネットワークと同様な問題が発生する。

[0004] これを解決する一つの方法として、加入者ルータ等をフルメッシュで接続した構成を採ることが考えられ、実現されている (非特許文献 2参照)。

[0005] 非特許文献 1 :〃技術参考資料電話サービスのインタフース第 5版〃、 [online]、日本電信電話株式会社、 [平成 16年 10月 7日検索]、インターネットく URL :http：〃 www.ntt-east.co.jp/ gisanshi/ analog/ edit5j.pdrノ

非特許文献 2：〃管理者のためのインターネット VPNの接続環境とその機能 (前編) "、 [online] , 200θΖ3Ζ6、株式会社アットマーク'アイティ、 [平成 16年 10月 7日検索」、ンタ' ~~ ット LTRL : http://www.atmarkit.co.jp/fsecunty/special/38vpn/vpn02 .html>

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、フルメッシュの接続数は加入者ルータの二乗のオーダとなるため、大規模なネットワークにお、てフルメッシュネットワークを構築することは、現状では事実上困難であるというスケーラビリティの問題点がある。

[0007] 一方、既存の電話ネットワーク構成を踏襲した VoIPネットワークでは、スケーラビリティはあるが、加入者収容ルータ等間の直接通信ができない等のトラヒック増大ゃ輻輳時の問題点がある。

課題を解決するための手段

[0008] 前記課題の解決は、本発明が次に列挙する新規な特徴的構成手法及び手段を採用することにより達成される。

[0009] 本発明の第 1のパケット通信ネットワークは、 n (3以上の整数）個のインタフェースを有し、波長分割多重技術に基づく波長パスにより全インタフェース間で双方向のフルメッシュ通信が可能な 2以上のフルメッシュ波長分割多重伝送手段と、パケット認識手段、外部パケット送受信手段及び内部パケット送受信手段を少なくとも有し、前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段のインタフェースに接続されるエッジパケット転送手段と、パケット認識手段及びパケット送受信手段を少なくとも有し、前記エッジパケット転送手段を介して前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段をツリー状に多段接続するネットワーク間接続手段とを備え、前記エッジパケット転送手段及びネットヮーク間接続手段のパケット認識手段は、パケットのヘッダ力宛先となるエッジパケット転送手段を識別し、前記エッジパケット転送手段の外部パケット送受信手段は、外部力受信したパケットを内部パケット送受信手段へ入力するとともに、内部パケット送受信手段から出力されたパケットを外部へ送信し、前記エッジパケット転送手段の内部パケット送受信手段は、外部パケット送受信手段力も入力されたパケットを、バケツト認識手段により識別された宛先のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段の波長パスへ送出し、また、フルメッシュ波長分割多重伝送手段力も入力されたパケットを、パケット認識手段により識別された宛先が当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続された他のエッジパケット転送手段であれば当該他のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段の波長パスへ送出し、パケット認識手段により識別された宛先が当該エッジパケット転送手段自体もしくは当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続されていないエツジパケット転送手段であれば外部パケット送受信手段へ出力し、前記ネットワーク間接続手段のパケット送受信手段は、エッジパケット転送手段力も受信したパケットを、パケット認識手段により識別された宛先のエッジパケット転送手段へ送信することを特徴とする。

[0010] 本発明の第 2のパケット通信ネットワークは、前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段は、物理的に独立した複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段力なり、前記エッジパケット転送手段は、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段のいずれか及びネットワーク間接続手段に接続される第 1のエッジパケット転送手段と、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段の全てに接続される第 2のエツジパケット転送手段とから構成され、前記ネットワーク間接続手段は、パケット送受信手段の入力側に設けられ、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段にそれぞれ接続された複数の第 1のエッジパケット転送手段力受信した複数のパケットを、宛先となる他の複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段にそれぞれ接続された他の複数の第 1のエッジパケット転送手段のいずれに転送するかを切り替える切り替え手段を有し、前記第 2のエッジパケット転送手段の内部パケット送受信手段は、外部パケット送受信手段力も入力されたパケットを、パケット認識手段により識別された宛先の第 1又は第 2のエッジパケット転送手段に対応する複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段の同一波長パスへ同時に送出し、また、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段の同一波長パス力入力された複数のパケットを、パケット認識手段により識別された宛先が当該複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続された他の第 1又は第 2のエッジパケット転送手段であれば当該他の第 1又は第 2のエッジパケット転送手段に対応する複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段の同一波長パスへ同時に送出し、パケット認識手段により識別された宛先が当該第 2のエッジパケット転送手段自体もしくは当該複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続されていない第 1又は第 2のエッジパケット転送手段であればそのうちの一つを選択して外部パケット送受信手段へ出力することを特徴とする。

[0011] 本発明の第 3のパケット通信ネットワークは、前記ネットワーク間接続手段は、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段にそれぞれ接続された複数の第 1のェッジパケット転送手段力も受信した複数のパケットより重要通信のパケットをそれぞれ抽出して比較し、パケットロスがある場合は対応する他のパケットをコピーする重要通信処理手段を有することを特徴とする。

[0012] 本発明の第 4のパケット通信ネットワークは、前記エッジパケット転送手段は、バケツトのヘッダ力宛先となるエッジパケット転送手段とともにサービスを識別するパケット認識手段と、外部パケット送受信手段が外部から受信したパケットを、パケット認識手段により識別されたサービスに対応する通信方式力 Sフルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式と異なる場合は当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式のパケット形式に加工し、また、フルメッシュ波長分割多重伝送手段から内部パケット送受信手段に入力され、外部パケット送受信手段に出力されるバケツトを、パケット認識手段により識別されたサービスに対応する通信方式がフルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式と異なる場合は当該サービスに対応する通信方式のパケット形式に加工するパケット加工手段とを有することを特徴とする。

[0013] 本発明の第 5のパケット通信ネットワークは、特定のエッジパケット転送手段と外部ネットワークとを接続するゲートウェイ手段を備え、前記特定のエッジパケット転送手段のパケット加工手段は、外部パケット送受信手段に出力されるパケットを、パケット認識手段により識別されたサービスが外部ネットワークと接続を行うサービスである場合は当該サービスに対応する通信方式のパケット形式に加工し、外部パケット送受信手段はパケット認識手段により識別された宛先の外部ネットワークに対応するゲートウエイ手段に送出することを特徴とする。

[0014] 本発明の第 6のパケット通信ネットワークは、前記エッジパケット転送手段は、前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段の当該エッジパケット転送手段が接続するインタフェースに関する全ての波長パスのリソース状態を管理するリソース管理手段と、当該リソース状態に関する情報をパケットとして転送するリソース情報転送手段とを有することを特徴とする。

[0015] 本発明の第 7のパケット通信ネットワークは、前記エッジパケット転送手段の内部パケット送受信手段は、外部パケット送受信手段もしくはフルメッシュ波長分割多重伝送手段から入力され、パケット認識手段により識別された宛先が当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続された他のエッジパケット転送手段であるパケットを、当該他のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段の波長パスへ送出する際、前記リソース管理手段からの波長パスのリソース状態情報を基に当該波長パスのリソース状態が閾値以上の場合、他の波長パスに送出することを特徴とする。

[0016] 本発明の第 8のパケット通信ネットワークは、呼受付制御手段を備えた制御サーバに対して通話要求及び通話応答の呼制御パケットを送信して呼受付制御を行う通信の場合、前記エッジパケット転送手段の外部パケット送受信手段又は内部パケット送受信手段は、パケット認識手段により識別されたパケット種別が呼制御パケットである場合、当該呼制御パケットにリソース管理手段によるリソース状態情報を付加することを特徴とする。

発明の効果

[0017] 第 1のパケット通信ネットワークにより、同一フルメッシュ波長分割多重伝送手段内の加入者を収容するエッジパケット転送手段間は直接通信することが可能となり、他のトラヒックや輻輳の影響を受けない VoIP等で重要となる安定した通信が実現可能となり、一方で多段接続構成によりスケーラビリティも同時に実現可能となる。

[0018] パケットの送信も宛先に対応する波長パスに送信するだけで、対応する波長パスもフルメッシュのツリー多段接続というトポロジー力も簡単に識別することが可能なため、ルーティングの管理が簡素化できる。これにより、運用管理の容易化や障害時の切り分けの容易化等が実現可能となる。

[0019] 第 2のパケット通信ネットワークにより、冗長通信による信頼性の高いネットワークを構築可能となる。

[0020] 第 3のパケット通信ネットワークにより、 VoIPにおける 110番ゃ 119番等の重要通信の信頼性を向上することが可能となる。

[0021] 第 4のパケット通信ネットワークにより、 VoIPや ISP接続、 VPN等の複数のネットヮークサービスを一つのネットワークで実現することが可能となる。

[0022] 第 5のパケット通信ネットワークにより、 VoIPの相互接続や ISP接続、 VPN等の外部接続も実現可能となる。

[0023] 第 6のパケット通信ネットワークにより、オペレーションシステムや各種サーバ等でネットワークのトラヒック状態等を管理することが容易になる。

[0024] 第 7のパケット通信ネットワークにより、ベストエフオート等の通信をトラヒックの少ないパスを使用して転送することが可能となり、ネットワークリソースの有効活用や輻輳時の対策が実現できる。また、迂回は IPルーティングは変更しないで行えるため、運用管理の容易化や迂回の切り替え時間の短縮ィ匕が可能となる。

[0025] 第 8のパケット通信ネットワークにより、 VoIPにおいて現行の SIP等の制御通信を利用して簡易にリソースの把握が可能となり、呼受付制御を実現できる。また、 SIP等の制御通信を利用して実現するため、呼設定の時間を殆ど増加することなく呼受付制御を実現できる。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]図 1は、本発明のパケット通信ネットワークの第 1の実施の形態を示す構成図である。

[図 2]図 2は、図 1中のフルメッシュ波長分割多重伝送手段の概要を示す構成図である。

[図 3]図 3は、図 1中のエッジパケット転送手段の詳細を示す構成図である。

[図 4]図 4は、図 1中のネットワーク間接続手段の詳細をエッジパケット転送手段とともに示す構成図である。

[図 5]図 5は、図 1中のエッジパケット転送手段とネットワーク間接続手段とをまとめて一体ィ匕したネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段を示す構成図である。

[図 6]図 6は、一般的な大規模 IPネットワークの一例を示す構成図である。

[図 7]図 7は、本発明のパケット通信ネットワークの第 2の実施の形態を示す構成図である。

[図 8]図 8は、図 7中のネットワーク間接続手段の詳細を示す構成図である。

[図 9]図 9は、図 7中のエッジパケット転送手段とネットワーク間接続手段とをまとめて一体ィ匕したネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段を示す構成図である。

[図 10]図 10は、重要通信処理手段における処理の概要を示す説明図である。 [図 11]図 11は、リソース管理手段によって管理される波長パスの説明図である。

[図 12]図 12は、試験パケットによるリソース状態の管理のようすを示す説明図である。

[図 13]図 13は、フルメッシュ多段ネットワーク全体でのリソース状態の管理のようすを示す説明図である。

[図 14]図 14は、パケットを他の波長パスにより迂回させるようすを示す説明図である。

[図 15]図 15は、制御サーバによる呼受付制御通信のようすを示す構成図である。

[図 16]図 16は、図 15に対応する制御シーケンス図である。

[図 17]図 17は、本発明のパケット通信ネットワークの一実施例を示す構成図である。

[図 18]図 18は、図 17のネットワークの基本的な要素を示す構成図である。

[図 19]図 19は、エッジノードの IPルーティングテーブルの一例を示す説明図である。

[図 20]図 20は、エッジパケット転送手段の内部パケット送受信手段における迂回処理の一例を示す説明図である。

符号の説明

1, la, lb フルメッシュ波長分割多重伝送手段

lc 加入者収容ネットワーク

Id 中継ネットワーク

2 エッジパケット転送手段

2c エッジノード

2d 中継ノード

3, 30 ネットワーク間接続手段

4 アクセスネットワーク

5 ユーザネットワーク

6 ユーザ端末

7 ゲートウェイ手段

8 外部ネットワーク

11 インタフェース

12 波長パス

13 リソース状態を管理可能な波長パス 14 迂回波長パス

20, 200 ネットワーク間接続及びエッジパノット転送手段

21, 31 パケット認識手段

22 外部パケット送受信手段

23 内部パケット送受信手段

24 パケット加工手段

25 リソース管理手段

26 リソース情報転送手段

27, 27' 上段パケット送受信手段

28, 28' 下段パケット送受信手段

29, 33 切り替え手段

32 パケット送受信手段

34 重要通信処理手段

発明を実施するための最良の形態

[0028] 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

[0029] [第 1の実施の形態]

図 1は本発明のパケット通信ネットワークの第 1の実施の形態を示すもので、図中、 1はフルメッシュ波長分割多重伝送手段、 2はエッジパケット転送手段、 3はネットヮーク間接続手段、 4はアクセスネットワーク、 5はユーザネットワーク、 6はユーザ端末、 7 はゲートウェイ手段、 8は外部ネットワークである。

[0030] フルメッシュ波長分割多重伝送手段 1のインタフェース (後述する）にはエッジバケツト転送手段 2が接続され、このエッジパケット転送手段 2を介してネットワーク間接続手段 3により 2以上のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1がッリ一状に多段接続され、本発明のパケット通信ネットワーク（以下、フルメッシュ多段ネットワークと呼ぶ。）が構成されている。

[0031] この際、ネットワーク間接続手段 3は上段のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1に接続されたエッジパケット転送手段 2とは 1対 1で接続し、下段のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1に接続されたエッジパケット転送手段 2とは 1対 1又は 1対複数で接続する。また、エッジパケット転送手段 2には、アクセスネットワーク 4及びユーザネットワーク 5を介してユーザ端末 6が接続され、さらにゲートウェイ手段 7を介して外部ネットワーク 8が接続される。

[0032] フルメッシュ波長分割多重伝送手段 1は、図 2 (a)に示すように、 n(nは 3以上の整数)個、ここでは 6個のインタフェース 11を有し、波長分割多重 (WDM)技術に基づく波長パス 12により全インタフェース間で双方向のフルメッシュ通信が可能な光伝送手段 (光ネットワーク)である（なお、図面ではフルメッシュ WDM伝送手段と表すものとする。 ) ₀ここで、波長パス 12は、図 2 (b)に示すように、上り Z下りの双方向の波長パスからなり、 1つのインタフェースから複数の他のインタフェースへの送信波長パスは該他のインタフェース (宛先）毎に全て波長が異なり、また複数の他のインタフースから 1つのインタフェースへの受信波長パスも該他のインタフェース（送信元）毎に全て波長が異なるように構成されている。これにより、入力及び出力インタフェースを WDMによりそれぞれ一本の光ファイバで実現すること、また波長のみを識別すれば、どのインタフェースからの通信であるかを認識することが可能となる。

[0033] 上記の条件を満たすフルメッシュ波長分割多重伝送手段は、周知の WDMを用いた光クロスコネクトによるスター型ネットワークで実現できる。実際の WDMでは波長数に限界があるが、図 2 (c)に示すような波長構成を採ることにより、インタフェース数 nに対して最小 n— 1の波長数で前記の条件を実現することが可能であり、 WDMの限界波長数 + 1個のインタフェース (送信 Z受信合わせて 1つと数えて、る）のフルメッシュ波長分割多重伝送手段を実現することができる。

[0034] この他にも、周知の WDMを用いた OADM等によるリング型ネットワークでフルメッシュ波長分割多重伝送手段を実現することが可能である。但し、この場合、必要な波長数は前記最小波長数よりも多くなる。

[0035] エッジパケット転送手段 2は、図 3に示すように、パケット認識手段 21、外部パケット送受信手段 22、内部パケット送受信手段 23、パケット加工手段 24、リソース管理手段 25及びリソース情報転送手段 26を有している（なお、ここではパケット加工手段 24 、リソース管理手段 25及びリソース情報転送手段 26については言及しない。 ) ₀ここで、 1つのエッジパケット転送手段 2は、同一のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1 の複数のインタフェースと接続しても良、。

[0036] パケット認識手段 21は、パケットのヘッダ力も宛先となるエッジパケット転送手段を識別する。外部パケット送受信手段 22は、外部から受信したパケットを内部パケット送受信手段 23へ入力するとともに、内部パケット送受信手段 23から出力されたパケットを外部へ送信する。

[0037] 内部パケット送受信手段 23は、外部パケット送受信手段 22から入力されたパケットを、パケット認識手段 21により識別された宛先のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段の波長パスへ送出し、また、フルメッシュ波長分割多重伝送手段力も入力されたパケットを、パケット認識手段 21により識別された宛先が当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続された他のエッジパケット転送手段であれば当該他のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段の波長パスへ送出し、パケット認識手段 21により識別された宛先が当該エッジパケット転送手段自体もしくは当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続されて、なヽエッジパケット転送手段であれば外部パケット送受信手段 22へ出力する。

[0038] ネットワーク間接続手段 3は、図 4に示すように、パケット認識手段 31及びパケット送受信手段 32を有している。なお、図 4ではネットワーク間接続手段 3とともに、これに接続された上段及び下段のエッジパケット転送手段 2を示している。

[0039] パケット認識手段 31は、パケットのヘッダ力も宛先となるエッジパケット転送手段を識別する。パケット送受信手段 32は、エッジパケット転送手段 2から受信したパケットを、パケット認識手段 31により識別された宛先のエッジパケット転送手段 2へ送信する。

[0040] なお、ネットワーク間接続手段 3及びこれと接続した全てのエッジパケット転送手段 2を機能的にまとめることにより、図 5に示すようなネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段 20を構成することも可能である。図 5において、図 3と同一構成部分は同一符号をもって表しており、 21はパケット認識手段、 27は上段パケット送受信手段、 28は下段パケット送受信手段である。

[0041] 上段パケット送受信手段 27は、上段のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1のインタフエースに接続され、上段のエッジパケット転送手段 2における内部パケット送受信手段及び外部パケット送受信手段を併せた機能を実現する。また、下段パケット送受信手段 28は、下段のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1のインタフェースに接続され、下段のエッジパケット転送手段 2における内部パケット送受信手段及び外部パケット送受信手段、並びにネットワーク間接続手段 3におけるパケット送受信手段を併せた機能を実現する。

[0042] なお、上段パケット送受信手段 27は、同一のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1 の複数のインタフェースと接続する場合があり、また、下段パケット送受信手段 28は、異なる複数のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1もしくは同一のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1の複数のインタフェースと接続する場合がある。なお、アクセスネットワーク 4は下段パケット送受信手段 28に接続される。

[0043] 以下、本実施の形態に係るパケット通信ネットワークの動作について説明する。

[0044] エッジパケット転送手段 2にお、て、外部パケット送受信手段 22が（ユーザネットヮーク 5のユーザ端末 6からアクセスネットワーク 4を介する等して)受信したパケットに対して、パケット認識手段 21がパケットの宛先アドレス、パケット種別等から (最終的な宛先ではなく）次の宛先となるエッジパケット転送手段 2を識別する。この情報を基に、内部パケット送受信手段 23が次宛先エッジパケット転送手段 2に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1の波長パスへ当該パケットを送出する。

[0045] 前記波長パスの対向にあるエッジパケット転送手段 2において、内部パケット送受信手段 23が受信した当該パケットに対して、パケット認識手段 21が次の宛先となるエッジパケット転送手段 2を識別し、次宛先エッジパケット転送手段 2に対応する外部パケット送受信手段 22または内部パケット送受信手段 23 (次宛先エッジパケット転送手段が自分自身の場合は、外部パケット送受信手段が対応することとなる）が当該パケットを送出する。

[0046] 外部パケット送受信手段 22が前記ネットワーク間接続手段 3に接続されている場合は、当該ネットワーク間接続手段 3において、パケット送受信手段 32が受信した当該ノケットに対して、パケット認識手段 31が次の宛先となるエッジパケット転送手段 2を識別し、パケット送受信手段 32が次宛先エッジパケット転送手段 2に対して当該パケットを送信する。

[0047] 前記図 5のネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段 20の場合は、上段パケット送受信手段 27または下段パケット送受信手段 28が受信したパケットに対して、パケット認識手段 21が次の宛先となるエッジパケット転送手段 2を識別し、次宛先エツジパケット転送手段 2に対応する上段パケット送受信手段 27または下段パケット送受信手段 28 (次宛先エッジパケット転送手段が自分自身の場合は、下段パケット送受信手段 27が対応することとなる）が当該パケットを送出する。

[0048] 以上の処理を、当該パケットが（宛先のユーザ端末 6のあるユーザネットワーク 5がアクセスネットワーク 4を介して接続して、る等の）最終的な (次宛先エッジパケット転送手段が自分自身である）エッジパケット転送手段 2の外部パケット転送手段 22から送出されるまで繰り返すことにより、目的とするパケット通信をフルメッシュ多段ネットヮークにより実現することが可能となる。

[0049] 図 6に示すような通常の大規模 IPネットワークでは、地域ネットワーク内のエッジノード間の通信においても上位ノードを経由して行わなくてはならないのに対して、上記のフルメッシュ多段ネットワークによるパケット通信では、同一のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1内ではエッジパケット転送手段 2が直接通信を行えるため、他のトラヒックゃ輻輳の影響を受けない。このため、 VoIP等で重要となる遅延 Zジッタ等の少な V、安定した通信が実現可能となる。電話等のユーザ間コミュニケーション通信では県内等の近距離通信のトラヒックが多いため、このようなネットワーク構成が有効である。

[0050] 一方で、 WDMの波長数に限界があること等から、単一のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1はスケーラビリティに問題があるが、エッジパケット転送手段 2及びネットワーク間接続手段 3を介してフルメッシュ波長分割多重多段伝送手段 1が多段接続構成を採ることにより、ネットワークのスケーラビリティ及び拡張性も同時に実現可能となる。

[0051] またパケットの転送においては、宛先に対応する波長パスに送信するだけというシンプルな構成で、対応する波長パスもフルメッシュをツリー状に多段接続するとヽぅシンプルなトポロジー力簡単に識別することが可能なため、転送の実現 Z管理が簡素化可能となり、ネットワークの運用管理の容易化や障害切り分けの容易化等が実現可能となる。

[0052] [第 2の実施の形態]

図 7は本発明のパケット通信ネットワークの第 2の実施の形態を示すもので、図中、図 1と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、 la, lbはフルメッシュ波長分割多重伝送手段、 2— 1は第 1のエッジパケット転送手段、 2— 2は第 2のエッジパケット転送手段、 30はネットワーク間接続手段である。

[0053] フルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbは、物理的に独立した複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段であって、各フルメッシュ波長分割多重伝送手段 1 a, lb自体は前述した第 1の実施の形態で説明したフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1と同じである。

[0054] フルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbのインタフェースには別々の第 1のエツジパケット転送手段 2—1もしくは同一の第 2のエッジパケット転送手段 2— 2が接続され、第 1のエッジパケット転送手段 2—1を介してネットワーク間接続手段 30により 2以上、ここでは 3組のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbがツリー状に多段接続され、冗長構成を有するフルメッシュ多段ネットワークが構成されて、る。

[0055] 第 1のエッジパケット転送手段 2— 1は、構成及び動作とも前述した第 1の実施の形態で説明したエッジパケット転送手段 2と同様であり、第 2のエッジパケット転送手段 2 —2も、内部パケット送受信手段を除き、前述した第 1の実施の形態で説明したエッジパケット転送手段 2と同様である。

[0056] 第 2のエッジパケット転送手段 2— 2の内部パケット送受信手段は、各フルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbに対応した入出力ポートを備えるとともに、外部パケット送受信手段力も入力されたパケットを、パケット認識手段により識別された宛先の第 1 又は第 2のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1 a, lbの同一波長パスへ同時に送出し、また、フルメッシュ波長分割多重伝送手段 1 a, lbの同一波長パス力も入力された複数のパケットを、パケット認識手段により識別された宛先が当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbに接続された他の第 1 又は第 2のエッジパケット転送手段であれば当該他の第 1又は第 2のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbの同一波長パスへ同時に送出し、パケット認識手段により識別された宛先が当該第 2のエッジパケット転送手段自体もしくは当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbに接続されていない第 1又は第 2のエッジパケット転送手段であればそのうちの一つを選択して外部パケット送受信手段へ出力する。

[0057] ネットワーク間接続手段 30は、図 8に示すように、パケット認識手段 31、パケット送受信手段 32、切り替え手段 33及び重要通信処理手段 34を有している（なお、ここでは重要通信処理手段 34については言及しない。 ) ₀

[0058] 切り替え手段 33は、パケット送受信手段 32の入力側に設けられ、フルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbにそれぞれ接続された複数の第 1のエッジパケット転送手段 2— 1から受信した複数のパケットを、宛先となる他のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbにそれぞれ接続された他の複数の第 1のエッジパケット転送手段 2— 1 のいずれに転送するかを切り替える。なお、この切り替えには、受信した 1つのバケツトを他の 2以上の第 1のエッジパケット転送手段 2— 1へ同時に送信する場合も含まれるちのとする。

[0059] 以下、本実施の形態に係るパケット通信ネットワークの動作について説明する。

[0060] 第 2のエッジパケット転送手段 2— 2において、外部パケット送受信手段が（ユーザネットワークのユーザ端末力もアクセスネットワークを介する等して)受信したパケットに対して、内部パケット送受信手段がフルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbへの波長パスに対して当該パケットを同時に送出する。

[0061] なお、同時に送出する方法としては、内部パケット送受信手段がパケットを複製する方法や、内部パケット送受信手段の出口で光信号を光スプリッタ等により分波する方法等がある。

[0062] ネットワーク間接続手段 30において、複数の第 1のエッジパケット転送手段 2—1から対向する他の複数の第 1のエッジパケット転送手段 2— 1へのパスを切り替え手段 3 3によって切り替える（図 8中の破線)ことにより、各フルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lb間の通信構成を変更することでパケット送受信手段 32から送出されるパケットを選択することが可能となる。なお、同一のパケットを他の複数の第 1のエッジパケット転送手段 2— 1へ同時に送信する場合には、切り替え手段 33においてパケットを複製する方法等を採るものとする。

[0063] 切り替え手段 33による障害時等のパスの切り替えは、光信号断の検出や一定周期で送られてくる試験パケット未到着の検出等をトリガとして、パケット送受信手段 32への入力を他の並列な入力に自動的に切り替えることにより実現できる。

[0064] なお、ネットワーク間接続手段 30及びこれと接続した全ての第 1のエッジパケット転送手段 2— 1を機能的にまとめることにより、図 9に示すようなネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段 200を構成することも可能である。図 9において、図 5と同一構成部分は同一符号をもって表しており、 21はパケット認識手段、 27'は上段バケツト送受信手段、 28'は下段パケット送受信手段、 29は切り替え手段である。

[0065] 上段パケット送受信手段 27'は、上段のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lb のインタフェースに接続され、上段の第 1のエッジパケット転送手段 2—1における内部パケット送受信手段及び外部パケット送受信手段を併せた機能を実現する。また、下段パケット送受信手段 28'は、下段のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lb のインタフェースに接続され、下段の第 1のエッジパケット転送手段 2—1における内部パケット送受信手段及び外部パケット送受信手段、並びにネットワーク間接続手段 30におけるパケット送受信手段を併せた機能を実現する。

[0066] 切り替え手段 29は、上段パケット送受信手段 27'及び下段パケット送受信手段 28' の入力側に設けられ、フルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbから受信した複数のパケットを、宛先となる他のフルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbのいずれに転送するかを切り替える。

[0067] (宛先のユーザ端末のあるユーザネットワークがアクセスネットワークを介して接続して、る等の）最終的な第 2のエッジパケット転送手段 2— 2にお、て、フルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbから受信したパケットを内部パケット送受信手段が選択して送出することにより冗長なパケット通信を行うことが可能となる。

[0068] 内部パケット送受信手段による選択は、通常はフルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbのうちの一方力ものパケットに固定しておき、障害時等は選択されているフルメッシュ波長分割多重伝送手段から一定周期で送られてくる試験パケット未到着の検出等をトリガとして、選択されているフルメッシュ波長分割多重伝送手段力のパケットを、他方力ものパケットに自動的に切り替える。

[0069] 以上の処理により、冗長構成を有するフルメッシュ多段ネットワークにおいて、耐障害性のある冗長通信を実現することができ、信頼性の向上が可能となる。

[0070] この冗長構成を有するフルメッシュ多段ネットワークを用いて、第 2のエッジパケット転送手段において、外部パケット送受信手段が（ユーザネットワークのユーザ端末からアクセスネットワークを介する等して)受信したパケットに対し、内部パケット送受信手段が複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段への波長パスに対して当該パケットを負荷分散して送出することにより、冗長通信ではなく多ルートによる負荷分散通信を実現することも可能である。

[0071] 負荷分散して送出する方法としては、内部パケット送受信手段が複数の波長パスへ確率的にパケットを分配する方法等がある。

[0072] [第 3の実施の形態]

図 8に示したネットワーク間接続手段 30の重要通信処理手段 34において、図 10に示すように、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段 la, lbにそれぞれ接続された複数の第 1のエッジパケット転送手段力受信した複数のパケット (入力 1, 入力 2)より重要通信のパケットをそれぞれ抽出して比較し、一方にパケットロスがある力な！ヽかを検出し、パケットロスがある場合は対応する他方のパケットをコピーしてそれぞれ出力することによって、冗長なパケット通信を実現することができ、重要通信に対する信頼性の向上が可能となる。

[0073] 全てのパケットではなく重要通信のパケットのみを抽出して処理することにより、重要通信処理手段の負荷を軽減してリアルタイム性のある処理が実現可能となる。

[0074] [第 4の実施の形態]

本発明のフルメッシュ多段ネットワークに接続されるユーザネットワークや外部ネットワークでは、通常、個々に異なる通信方式を使用しているため、単純に接続しただけでは正しく通信を行うことができな!/、。

[0075] そこで、本発明では、ユーザネットワークや外部ネットワークが使用する通信方式と、フルメッシュ多段ネットワーク内（フルメッシュ波長分割多重伝送手段)で使用する通信方式とを分離し、ユーザネットワークや外部ネットワークが使用する通信方式のパケット形式をエッジパケット転送手段においてフルメッシュ波長分割多重伝送手段で使用する通信方式のパケット形式にカ卩ェしてフルメッシュ多段ネットワーク内の通信を行うことで、異なる通信方式のユーザネットワークや外部ネットワークの接続を可能とする。

[0076] 具体的には、図 3、図 4に示したエッジパケット転送手段 2 (又は図 5、図 9に示したネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段 20, 200)のパケット認識手段 21においてパケットのヘッダ力宛先となるエッジパケット転送手段とともにサービスを識別するようにするとともに、パケット加工手段 24において外部パケット送受信手段が外部から受信したパケットを、パケット認識手段により識別されたサービスに対応する通信方式がフルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式と異なる場合は当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式のパケット形式に加工し、フルメッシュ波長分割多重伝送手段力内部パケット送受信手段に入力され、外部パケット送受信手段に出力されるパケットを、パケット認識手段により識別されたサービスに対応する通信方式力 Sフルメッシュ波長分割多重多段ネットワークにおける通信方式と異なる場合は当該サービスに対応する通信方式のパケット形式に加工する。

[0077] 即ち、（ユーザネットワークのユーザ端末力もアクセスネットワークを介する等して）受信したパケットに対して、パケット認識手段 21が対応するサービスを識別し、バケツト加工手段 24が当該サービスに対応したフルメッシュ波長分割多重伝送手段の通信方式のパケット形式に当該パケットを加工して送信する。

[0078] この処理を通信経路のエッジパケット転送手段 2, 2- 1, 2— 2 (又はネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段 20, 200)が必要に応じて (フルメッシュ多段ネットワークへの入力となるエッジパケット転送手段においてフルメッシュ多段ネットワークにおける通信方式のパケット形式に加工されれば、通信経路のエッジパケット転送手段では必ずしもパケットを加工する必要はない。）繰り返し、通信経路の終点のエッジパケット転送手段において、パケット認識手段 21が対応するサービスを識別し、パケット加工手段 24が当該サービスに対応したユーザネットワークや外部ネットワークの通信方式のパケット形式に当該パケットを加工して戻すことにより、複数のサービスを重畳したパケット通信を行うことができ、ネットワークの有効利用が可能となる。 [0079] サービスの種類としては、一例として、 VoIPやテレビ電話等のリアルタイムコミュ- ケーシヨン通信、フルメッシュ多段ネットワーク内の閉域内通信、 ISP接続等の外部ネットワーク接続通信、 VPN等の特定外部ネットワーク間通信等がある。

[0080] [第 5の実施の形態]

VoIPやテレビ電話等のリアルタイムコミュニケーション通信、 ISP接続等の外部ネットワーク接続通信、 VPN等の特定外部ネットワーク間通信では、外部ネットワーク等と相互接続することが必要となる。

[0081] そのために図 1に示したように、相互接続をする特定のエッジパケット転送手段 2と外部ネットワーク 8とを接続するゲートウェイ手段 7を備え、当該特定のエッジパケット転送手段 2において、外部パケット送受信手段に出力されるパケットを、パケット加工手段 24がパケット認識手段 21により識別されたサービスが外部ネットワーク 8と接続を行うサービスである場合は当該サービスに対応する通信方式のパケット形式にカロェし、外部パケット送受信手段がパケット認識手段 21により識別された宛先の外部ネットワーク 8に対応したゲートウェイ手段 7に送出することにより、外部ネットワーク 8とのパケット通信を行うことが可能となる。

[0082] また、ゲートウェイ手段 7はパケットに識別子を付加する機能を具備する。これにより、同一のエッジパケット転送手段に対する異なる外部ネットワーク 8からのパケット、即ち異なるゲートウェイ手段 7からのパケットをサービスが同じ場合でもパケット認識手段 21が識別することが可能となる。

[0083] 前記の通り、フルメッシュ多段ネットワーク内で使用する通信方式とユーザネットヮークゃ外部ネットワークが使用する通信方式とは分離されているため、各ネットワーク相互の高セキュリティが実現可能となる。

[0084] さらに、ゲートウェイ手段 7に、外部ネットワーク 8からの不正パケットや攻撃パケット及び外部ネットワーク 8への不正パケットや攻撃パケットを遮蔽する機能を具備することにより、より高いセキュリティを実現することが可能である。

[0085] [第 6の実施の形態]

図 3、図 4に示したエッジパケット転送手段 2 (又は図 5、図 9に示したネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段 20, 200)のリソース管理手段 25において、図 11 に示すようにフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1の当該エッジパケット転送手段が接続するインタフェースに関する全ての波長ノス 12のリソース状態を管理する。管理するリソース状態としては、波長パスのパケット優先度毎の帯域使用率やサービス毎の帯域使用率等がある。波長パスのパケット優先度毎の帯域使用率については、内部パケット送受信手段における各波長パス毎の単位時間当たりの優先度毎のバケツト送信及び受信の使用帯域を、当該リソース管理手段 25が計測することにより把握することが可能である。

[0086] 同じぐ図 3、図 4に示したエッジパケット転送手段 2 (又は図 5、図 9に示したネットヮーク間接続及びエッジパケット転送手段 20, 200)のリソース情報転送手段 26において、当該リソース状態に関するリソース状態情報をパケットとして転送する。ォペレーシヨンシステムや各種サーノくからの要求に応じてリソース情報転送手段 26がリソース状態情報を転送することにより、オペレーションシステムや各種サーバにおいてリソース状態の把握が可能となり、トラヒック状態の管理が容易となる。

[0087] また、試験パケットに各エッジパケット転送手段 2のリソース情報転送手段 26が自リソース状態情報を追記して順次送信して、くことにより、各エッジパケット転送手段 2 が他のエッジパケット転送手段 2のリソース状態情報を管理することが可能であり、これを基にした輻輳時の通信規制や迂回等の実現が可能となる。試験パケットの具体的な実施例について以下に示す。

[0088] あるフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1に接続した全エッジパケット転送手段 2において、受信した試験パケットにリソース情報転送手段 26が自リソース状態情報を追記 (前回追記した情報がある場合は上書き）して、図 12に示すように、全エッジバケツト転送手段 1を一周するような順番に従って次の順番のエッジパケット転送手段 2に試験パケットを転送する。これを常時繰り返すことにより、試験パケットには時間的ばらつきが所定の時間間隔 (試験パケットが一周する時間）内に抑えられた全エッジパケット転送手段 2のリソース状態情報が常に記録されていることになり、各エッジパケット転送手段 2のリソース管理手段 25がこれを記録することにより、フルメッシュ波長分割多重伝送手段 1内全てのリソース状態情報を管理することが可能となる。

[0089] さらに、図 13に示すように、フルメッシュ多段ネットワーク全体で上記の試験パケットの転送を実施し、ネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段 20, 200のリソース情報転送手段 26においても、受信するフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1が異なる全ての試験パケットのそれぞれの全リソース管理情報を相互に全て追記 (前回追記した情報がある場合は上書き）することにより、最終的に全ての試験パケットにフルメッシュ多段ネットワーク内の全てのリソース状態情報が常に記録されていることになり、各エッジパケット転送手段 (又はネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段）のリソース管理手段 25がこれを記録することにより、フルメッシュ多段ネットワーク内の全てのリソース状態情報を管理することが可能となる。

[0090] 図 13の構成においては、ネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段 20, 200 を用いたが、これらが機能的にまとめられていない構成の場合は、ネットワーク間接続手段に接続された全てのエッジパケット転送手段において試験パケットを巡回し、各々のエッジパケット転送手段の全リソース管理情報を追記 (前回追記した情報がある場合は上書き)することにより、上記と同様な機能が実現できる。

[0091] 各エッジパケット転送手段が管理する、これらのフルメッシュ波長分割多重伝送手段内あるいはフルメッシュ多段ネットワーク内の全てのリソース状態情報は、オペレーシヨンシステムや各種サーバからの要求に応じてリソース情報転送手段 26が転送することにより、オペレーションシステムや各種サーバにおいても全てのリソース状態の把握が直接接続している等の 1つのエッジパケット転送手段との通信のみで可能となる。

[0092] フルメッシュ多段ネットワーク内の全てのリソース状態情報を各エッジパケット転送手段が把握することが可能であるため、あるフルメッシュ波長分割多重伝送手段内に輻輳が発生した場合、当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段への通信を規制する等の処理を各エッジパケット転送手段が自発的に行うことが可能となり、フルメッシュ多段ネットワーク全体の信頼性を向上させることが可能となる。

[0093] [第 7の実施の形態]

エッジパケット転送手段 2 (又はネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段）の内部パケット送受信手段 (又は上段パケット送受信手段あるいは下段パケット送受信手段）において、図 14に示すように、外部パケット送受信手段 (又は下段パケット送受信手段あるいは上段パケット送受信手段もしくは下段パケット送受信手段自身)もしくはフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1から入力され、パケット認識手段 21により識別された宛先が当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段 1に接続された他のエツジパケット転送手段 2 (又はネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段)であり、迂回させる対象であるパケットを、当該他のエッジパケット転送手段 2 (又はネットヮーク間接続及びエッジパケット転送手段）に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1の波長パス 12へ送出する際、前記リソース管理手段 25からの波長パスのリソース状態情報を基に当該波長パス 12のリソース状態が閾値以上の場合、前記パケットを他の波長パス (迂回波長パス） 14に送出する。

[0094] 迂回させる対象及びその識別の一例としては、ベストエフオート通信のパケットをパケット内の優先度力も識別する等がある。また、波長パスのリソース状態の一例としては、最高優先度パケットの帯域使用率や全パケットの帯域使用率等がある。

[0095] 迂回させる他の波長パス 14の選択の一例としては、リソース状態情報を基にリソース状態が最も低い波長パスを選ぶことが考えられる。また、前記の試験パケットによりフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1内の全リソース状態情報を当該リソース管理手段 25で管理できる場合は、図 14中に細破線で示す迂回後の経路のリソース状態も考慮した迂回波長パス 14の選択が可能となる。

[0096] 迂回先のエッジパケット転送手段 2では、通常の処理により当該パケットの宛先に対応した波長パス（図 14の例では細破線で示す波長パス）に当該パケットが送信されるため、図 14に示すようなフルメッシュ波長分割多重伝送手段 1内における迂回（図 14の例では迂回波長パス 14 +細破線で示す波長パス）が実現される。

[0097] VoIPサービスとベストエフオートサービスが混在したネットワークでは、迂回による遅延 Zジッタ等の影響が少ないベストエフオートパケットを迂回させることにより、帯域使用が少ない VoIPパケット通信の余剰帯域を有効に活用することが可能となる。また、該当波長パスが障害により通信断となった場合も、リソース管理手段が光信号断の検出等によりそれを把握することにより、この迂回を使用することが可能となる。

[0098] [第 8の実施の形態]

制御サーバによる呼受付制御を伴う VoIPやテレビ電話等の P2P型パケット通信においては、図 15に示すように、ユーザ端末間で新しい通信を開始する際、一方のュ一ザ端末、例えば 6— 1が管轄の制御サーバ 9 1に対して通話要求 (通信相手の情報が含まれる）の呼制御パケットを送信し、当該制御サーバ 9— 1が通信相手のユーザ端末、例えば 6— 2を管轄する制御サーバ 9 2に対して通話要求を行い、その制御サーバ 9 2が通信相手のユーザ端末 6— 2に対して通話要求の呼制御パケットを送信する。

[0099] 通信相手のユーザ端末 6— 2は管轄の制御サーバ 9 2に対して通話を承認するか否かの情報を含んだ通話応答の呼制御パケットを送信し、当該制御サーバ 9— 2 は通信元のユーザ端末 6— 1を管轄する制御サーバ 9 1に対して通話応答を行!ヽ、その制御サーバ 9 1が通信元のユーザ端末 6— 1に対して通話応答の呼制御パケットを送信する。通信先のユーザ端末 6— 1は通話応答の結果 (通信の承認 Z非承認)を受けて、通話が承認された場合は、通信相手に対して通話を開始する。

[0100] この際、通話要求発信元の制御サーバ 9 1においてネットワークのリソースを管理し、リソース状態に応じて通信の承認 Z非承認を行うことが現実には必要であり、この処理を呼受付制御と呼ぶ。しかしながら、呼受付制御においては、通話通信に関与する（経路となる）ネットワークのリソースを的確に管理することが必要であり、 VoIP等の IP網では経路がルーティングによって変化する等の問題もあり、リソース管理が大きな課題となる。

[0101] そこで、エッジパケット転送手段 2 (又はネットワーク間接続及びエッジパケット転送手段)の外部パケット送受信手段又は内部パケット送受信手段において、パケット認識手段 21により識別されたパケット種別が呼制御パケットである場合、当該呼制御パケットにリソース管理手段 25によるリソース状態情報を付加する。

[0102] これを制御通信の経路にあるエッジパケット転送手段 2において繰り返し、図 16に示すように、制御サーバ 9 1の呼受付制御手段（図示せず）が通話要求及び通話応答の呼制御パケットからリソース状態情報を取得し、得られるリソース状態情報に応じて当該 P2P型パケット通信を許可するか否かを判断し、その結果 (承認 Z非承認)を通信応答に含めて通信元のユーザに送信する。

[0103] 図 15に示すフルメッシュ多段ネットワークにおいて、太線で示す経路を通過する呼制御パケットは、通話通信のパケットの経路 (太破線）にある全てのエッジパケット転送手段（星印） 2を通過するため、制御サーバ 9 1は呼制御パケットから通話通信が使用する波長パスのリソース状態情報を取得することが可能となる。

[0104] フルメッシュ波長分割多重伝送手段 1の迂回経路 (細破線）に関しても、迂回経路の両端のエッジパケット転送手段 (黒星印） 2が経路となる波長パスのリソース状態情報を管理しているため、制御サーバ 9 1の呼受付制御手段は上記の方法で通常の経路がリソース不足により通話非承認の場合に、リソースが確保可能な通話承認できる迂回経路を通信応答に含めて通信元のユーザに送信することも可能である。

[0105] 以上により、制御サーバによる呼受付制御を伴う VoIPやテレビ電話等の P2P型パケット通信において、通話通信パスのリソース状態の把握が可能となり、制御サーバにおける呼受付制御を実現することが可能となる。

[0106] また、通常の通話通信パスがリソース不足で輻輳している場合には、リソースが空 Vヽて、る輻輳して、な、フルメッシュ波長分割多重手段の迂回パスをユーザに提示することも可能であり、これにより輻輳時の迂回通信を実現することが可能となる。さらに、呼受付制御通信において、通常の呼受付制御通信以外に新たな通信シーケンスが発生しないため、通信開始設定の時間を殆ど増加することなく呼受付制御を実現できる。

実施例

[0107] [第 1の実施例]

加入者収容ネットワークを下段のフルメッシュ波長分割多重伝送手段とし、中継ネットワークを上段のフルメッシュ波長分割多重伝送手段とした二段構成のフルメッシュ多段ネットワークの一例を図 17に、また、その基本的な要素を図 18に示す。

[0108] 前述した WDMを用いた光クロスコネクトによるスター型ネットワークで加入者収容ネットワーク lc及び中継ネットワーク Idを構成した場合、 WDMの限界波長数が現在は 128波程度であるため、 100程度のインタフェースを加入者収容ネットワーク lc及び中継ネットワーク Idは持つことができる。日本を考えた場合、 1都道府県に 1つの加入者収容ネットワーク lcを有するフルメッシュ多段ネットワークを二段構成で構築可能となり、都道府県内の加入者収容ネットワーク lcも 100程度のエッジノード 2cを収容することができ、全国規模のスケーラビリティを持ったネットワークが構築可能となる。

[0109] また、実際の運用では、通信量が多いインタフェース間については、直接、光フアイバによる伝送路 (パス)を設けて、帯域 (伝送量）に制限のある波長パスの代わりに使用する場合も想定されるが、このように波長パスと光ファイバによるパスとの混合によつてフルメッシュ通信が可能な光伝送手段が形成された場合でも、本発明の考え方を適用することが可能である。

[0110] 以下、上記のフルメッシュ多段ネットワーク（二段）をネットワーク内で使用する通信方式として IPまたは MPLSを用いて構築した場合にっ、て述べる。

[0111] IPパケット通信においては、ダイナミックルーティングが多く使用されている力本ネットワークではフルメッシュ波長分割多重伝送手段のツリー構成に対応した IPァドレスを体系的に付与することにより、ルーティングテーブルが簡単になるためスタティックルーティングを使用することが可能となる。

[0112] 具体的には各加入者収容ネットワーク lc毎、さらにエッジノード 2c毎（エッジノード配下のユーザ等）に一連の IPアドレスを付与することにより、エッジノード 2cの IPルーティングテーブルは図 19に示すように非常に簡素化でき、運用管理や障害時の切り分け等が容易となる。

[0113] [第 2の実施例]

重要通信としては VoIPの 110Z119番通報等があるため、 IP通信における重要通信処理手段での重要通信の抽出は、 IPヘッダの DSCP (DifflServ Code Point)の優先度で識別可能である。また、 VoIPにおける通話通信は、一般的に RTP (Rea卜 time

Transport Protocol)で行われる力 RTPヘッダにはシーケンス番号があるためパケットロスを容易に確認することができる。

[0114] [第 3の実施例]

パケット認識手段が対応するサービスを識別する具体的な方法として、 VoIPゃテレビ電話等のリアルタイムコミュニケーション通信は IPヘッダの DSCPの優先度等により、 ISP接続等の外部ネットワーク接続通信は通信プロトコルの違い（例えば PPPoE) や送信元 IPアドレス（内部通信用の IPアドレスと異なる）等により、 VPN等の特定外部ネットワーク間通信はゲートウェイ手段が付加する VLAN IDや加入者収容 Z中継ノードの物理ポート等により、識別することが可能である。

[0115] パケット加工手段力パケットをサービスに対応してフルメッシュ多段ネットワーク内の通信方式のパケット形式に加工する具体的な方法として (VoIPやテレビ電話等のリアルタイムコミュニケーション通信は特にカ卩ェなし）、 ISP接続等の外部ネットワーク接続通信に対しては IPトンネリング（L2TPv2 (Layer2 Tunneling Protocol Version 2) , IPsec (トンネルモード）、 IPinIP等）等、 VPN等の特定外部ネットワーク間通信に対しては L2—VPN (L2TPv3 (Layer2 Tunneling Protocol Version3)等）や L3— VPN (IPsec (トンネルモード）、 IPinIP等）等のパケット开式に加工する。

[0116] フルメッシュ多段ネットワーク内の通信方式が MPLSの場合には、 VPN等の特定外部ネットワーク間通信に対しては L2— VPN (EoMPLS (Ethernet (登録商標） ov er MPLS)等）や L3— VPN (BGPZMPLS— VPN答）等のパケット形式に加工する

[0117] また、 VoIPにおける他事業者 VoIPネットワークとの相互接続等において他事業者と優先度に関するポリシが異なる場合は、パケット加工手段がポリシが異なるパケットに対して IPヘッダの DSCP値を当該他事業者のポリシに従った値に加工する。

[0118] これらの通信方式のパケット形式にパケットを加工することにより、一つのフルメッシュ多段ネットワークでリアルタイムコミュニケーション通信や外部ネットワーク接続通信や特定外部ネットワーク間通信等の各種サービスのパケット通信を重畳して実現することが可能となる。

[0119] [第 4の実施例]

VoIPとべストエフオート通信が混在する IP通信では、図 20に示すように、内部パケット送受信手段 23において、 IPヘッダの DSCPの優先度で VoIPを最優先に分類 (クラシフアイ）し、ベストエフオートのパケットについては送信出力バッファが一定量以上 (該当波長パスのリソースが閾値以上に相当）の場合、スケジューラが自動で当該パケットを他の空きのあるバッファへ送信する。

[0120] このスケジューラの処理は、 IPルーティングと関係なく（図 20では IPルーティングの後に)行われる処理であるため、 IPルーティングテーブルの変更等は一切必要なく迂回を実現できる。

[0121] これにより、スタティックルーティング及びダイナミックルーティングにおいてテープル変更が関係するルータで全て終了するまでにタイムラグを要し、その間のルーティングが正しく行われない可能性がある等の問題点なしに迂回を実現することが可能となる。

[0122] [第 5の実施例]

制御サーバによる呼受付制御通信を行う P2P型パケット通信として SIPを使用した場合は、制御サーバが SIPプロキシサーバに相当し、通話要求は" INVITE"メッセージに、通話応答は" 200ok"メッセージや" 486 Busy Here"メッセージ等に対応する。

[0123] 前記 (発明を実施するための最良の形態)で示した、リソースが確保可能な通話承認できる迂回経路を通信応答に含めて通信元のユーザ端末に送信する場合は、ュ一ザ端末において迂回経路となるエッジパケット転送手段の IPアドレスを明示的に指定した IPソースルーティング (IPv6では、 IPルーティングヘッダを使用して実現可能）を用いて、ルーティングテーブルを変更することなく迂回通信を実現することが可能である。

産業上の利用可能性

[0124] VoIPやインターネット接続等のスケーラビリティや信頼性が要求される通信インフラとして有用である。

Claims

請求の範囲

n (3以上の整数)個のインタフェースを有し、波長分割多重技術に基づく波長パスにより全インタフェース間で双方向のフルメッシュ通信が可能な 2以上のフルメッシュ波長分割多重伝送手段と、

パケット認識手段、外部パケット送受信手段及び内部パケット送受信手段を少なくとも有し、前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段のインタフェースに接続されるエツジパケット転送手段と、

パケット認識手段及びパケット送受信手段を少なくとも有し、前記エッジパケット転送手段を介して前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段をツリー状に多段接続するネットワーク間接続手段とを備え、

前記エッジパケット転送手段及びネットワーク間接続手段のパケット認識手段は、パケットのヘッダ力も宛先となるエッジパケット転送手段を識別し、

前記エッジパケット転送手段の外部パケット送受信手段は、外部力受信したパケットを内部パケット送受信手段へ入力するとともに、内部パケット送受信手段から出力されたパケットを外部へ送信し、

前記エッジパケット転送手段の内部パケット送受信手段は、外部パケット送受信手段力も入力されたパケットを、パケット認識手段により識別された宛先のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段の波長パスへ送出し、また、フルメッシュ波長分割多重伝送手段力入力されたパケットを、パケット認識手段により識別された宛先が当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続された他のェッジパケット転送手段であれば当該他のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段の波長パスへ送出し、パケット認識手段により識別された宛先が当該エッジパケット転送手段自体もしくは当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続されて、な、エッジパケット転送手段であれば外部パケット送受信手段へ出力し、

前記ネットワーク間接続手段のパケット送受信手段は、エッジパケット転送手段から受信したパケットを、パケット認識手段により識別された宛先のエッジパケット転送手段へ送信することを特徴とするパケット通信ネットワーク。

[2] 前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段は、物理的に独立した複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段からなり、

前記エッジパケット転送手段は、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段のいずれか及びネットワーク間接続手段に接続される第 1のエッジパケット転送手段と、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段の全てに接続される第 2のエツジパケット転送手段とから構成され、

前記ネットワーク間接続手段は、パケット送受信手段の入力側に設けられ、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段にそれぞれ接続された複数の第 1のエツジパケット転送手段力も受信した複数のパケットを、宛先となる他の複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段にそれぞれ接続された他の複数の第 1のエッジパケット転送手段のいずれに転送するかを切り替える切り替え手段を有し、

前記第 2のエッジパケット転送手段の内部パケット送受信手段は、外部パケット送受信手段力も入力されたパケットを、パケット認識手段により識別された宛先の第 1又は第 2のエッジパケット転送手段に対応する複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段の同一波長パスへ同時に送出し、また、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段の同一波長パスから入力された複数のパケットを、パケット認識手段により識別された宛先が当該複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続された他の第 1又は第 2のエッジパケット転送手段であれば当該他の第 1又は第 2のエッジパケット転送手段に対応する複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段の同一波長パスへ同時に送出し、パケット認識手段により識別された宛先が当該第 2のエッジパケット転送手段自体もしくは当該複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続されていない第 1又は第 2のエッジパケット転送手段であればそのうちの一つを選択して外部パケット送受信手段へ出力する

ことを特徴とする請求項 1に記載のパケット通信ネットワーク。

[3] 前記ネットワーク間接続手段は、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段にそれぞれ接続された複数の第 1のエッジパケット転送手段力受信した複数のパケットより重要通信のパケットをそれぞれ抽出して比較し、パケットロスがある場合は対応する他のパケットをコピーする重要通信処理手段を有する

ことを特徴とする請求項 2に記載のパケット通信ネットワーク。

[4] 前記エッジパケット転送手段は、

パケットのヘッダ力宛先となるエッジパケット転送手段とともにサービスを識別するパケット認識手段と、

外部パケット送受信手段が外部から受信したパケットを、パケット認識手段により識別されたサービスに対応する通信方式力フルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式と異なる場合は当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式のパケット形式に加工し、また、フルメッシュ波長分割多重伝送手段から内部パケット送受信手段に入力され、外部パケット送受信手段に出力されるパケットを、バケツト認識手段により識別されたサービスに対応する通信方式がフルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式と異なる場合は当該サービスに対応する通信方式のパケット形式に加工するパケット加工手段とを有する

[5] 特定のエッジパケット転送手段と外部ネットワークとを接続するゲートウェイ手段を備え、

前記特定のエッジパケット転送手段のパケット加工手段は、外部パケット送受信手段に出力されるパケットを、パケット認識手段により識別されたサービスが外部ネットワークと接続を行うサービスである場合は当該サービスに対応する通信方式のバケツト形式に加工し、外部パケット送受信手段はパケット認識手段により識別された宛先の外部ネットワークに対応するゲートウェイ手段に送出する

ことを特徴とする請求項 4に記載のパケット通信ネットワーク。

[6] 前記エッジパケット転送手段は、

前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段の当該エッジパケット転送手段が接続するインタフェースに関する全ての波長ノスのリソース状態を管理するリソース管理手段と、

当該リソース状態に関する情報をパケットとして転送するリソース情報転送手段とを有することを特徴とする請求項 1に記載のパケット通信ネットワーク。

[7] 前記エッジパケット転送手段の内部パケット送受信手段は、外部パケット送受信手段もしくはフルメッシュ波長分割多重伝送手段力入力され、パケット認識手段により識別された宛先が当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続された他のエッジパケット転送手段であるパケットを、当該他のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段の波長パスへ送出する際、前記リソース管理手段からの波長パスのリソース状態情報を基に当該波長パスのリソース状態が閾値以上の場合、他の波長パスに送出する

ことを特徴とする請求項 6に記載のパケット通信ネットワーク。

[8] 呼受付制御手段を備えた制御サーバに対して通話要求及び通話応答の呼制御パケットを送信して呼受付制御を行う通信の場合、

前記エッジパケット転送手段の外部パケット送受信手段又は内部パケット送受信手段は、パケット認識手段により識別されたパケット種別が呼制御パケットである場合、当該呼制御パケットにリソース管理手段によるリソース状態情報を付加することを特徴とする請求項 6に記載のパケット通信ネットワーク。

[9] n (3以上の整数)個のインタフェースを有し、波長分割多重技術に基づく波長パスにより全インタフェース間で双方向のフルメッシュ通信が可能な 2以上のフルメッシュ波長分割多重伝送手段と、

パケット認識手段及びパケット送受信手段を少なくとも有し、前記エッジパケット転送手段を介して前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段をツリー状に多段接続するネットワーク間接続手段とを用い、

前記エッジパケット転送手段において、外部パケット送受信手段が受信したパケットに対して、前記パケット認識手段が宛先となるエッジパケット転送手段を識別し、前記内部パケット送受信手段が宛先に対応する前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段への波長パスに対して当該パケットを送出し、当該波長パスの対向にあるエッジパケット転送手段において、内部パケット送受信手段が受信した当該パケットに対して、パケット認識手段が宛先となるエッジパケット転送手段を識別し、宛先に対応する前記外部パケット送受信手段または内部バケツト送受信手段が当該パケットを送出し、当該外部パケット送受信手段が前記ネットヮーク間接続手段に接続されている場合は、当該ネットワーク間接続手段が当該パケットの宛先に対応したエッジパケット転送手段に対して当該パケットを送出し、これらの処理を当該パケットが宛先となるエッジパケット転送手段力送出されるまで繰り返すことによりパケット通信を行う

ことを特徴とするパケット通信方法。

[10] 物理的に独立した複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段からなるフルメッシュ波長分割多重伝送手段と、

複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段のいずれか及びネットワーク間接続手段に接続される第 1のエッジパケット転送手段と、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段の全てに接続される第 2のエッジパケット転送手段とから構成されるエッジパケット転送手段と、

パケット送受信手段の入力側に設けられ、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段にそれぞれ接続された複数の第 1のエッジパケット転送手段力受信した複数のパケットを、宛先となる他の複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段にそれぞれ接続された他の複数の第 1のエッジパケット転送手段のいずれに転送するかを切り替える切り替え手段を有するネットワーク間接続手段とを用い、

第 2のエッジパケット転送手段において、前記外部パケット送受信手段が受信したノケットに対して、前記内部パケット送受信手段が複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段への波長パスに対して当該パケットを同時に送出し、

ネットワーク間接続手段おいて、複数の第 1のエッジパケット転送手段から宛先となる他の複数の第 1のエッジ転送手段へのパスを切り替え手段によって切り替えることにより、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段間の通信構成を変更することで送出されるパケットを選択し、

宛先に対応する第 2のエッジパケット転送手段にぉ、て、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段力受信したパケットを内部パケット送受信手段が選択して送出することにより冗長なパケット通信を行う

ことを特徴とする請求項 9に記載のパケット通信方法。

[11] 重要通信処理手段を有するネットワーク間接続手段を用い、

前記重要通信処理手段にお!、て、複数の並列なフルメッシュ波長分割多重伝送手段にそれぞれ接続された複数の第 1のエッジパケット転送手段力受信した複数のパケットより重要通信のパケットをそれぞれ抽出して比較し、パケットロスがある場合は対応する他のパケットをコピーすることにより冗長なパケット通信を行う

ことを特徴とする請求項 10に記載のパケット通信方法。

[12] パケット加工手段を有するエッジパケット転送手段を用い、

エッジパケット転送手段において、外部パケット送受信手段が外部から受信したパケットを、パケット認識手段により識別されたサービスに対応する通信方式がフルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式と異なる場合はパケット加工手段により当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式のパケット形式に加工し、フルメッシュ波長分割多重伝送手段力内部パケット送受信手段に入力され、外部パケット送受信手段に出力されるパケットを、パケット認識手段により識別されたサ一ビスに対応する通信方式がフルメッシュ波長分割多重伝送手段における通信方式と異なる場合はパケット加工手段により当該サービスに対応する通信方式のパケット形式に加工することにより複数のサービスを重畳したパケット通信を行う

ことを特徴とする請求項 9に記載のパケット通信方法。

[13] 特定のエッジパケット転送手段と外部ネットワークとを接続するゲートウェイ手段を用い、

前記特定のエッジパケット転送手段において、外部パケット送受信手段に出力されるパケットを、パケット加工手段がパケット認識手段により識別されたサービスが外部ネットワークと接続を行うサービスである場合は当該サービスに対応する通信方式のパケット形式に加工し、外部パケット送受信手段がパケット認識手段により識別された宛先の外部ネットワークに対応するゲートウェイ手段に送出する

ことを特徴とする請求項 12に記載のパケット通信方法。

[14] リソース管理手段及びリソース情報転送手段を有するエッジパケット転送手段を用い、

エッジパケット転送手段にぉ、て、リソース管理手段が前記フルメッシュ波長分割多重伝送手段の当該エッジパケット転送手段が接続するインタフェースに関する全ての波長パスのリソース状態を管理し、リソース情報転送手段が当該リソース状態に関する情報をパケットとして転送する

ことを特徴とする請求項 9に記載のパケット通信方法。

[15] 前記エッジパケット転送手段の内部パケット送受信手段において、外部パケット送受信手段もしくはフルメッシュ波長分割多重伝送手段力入力され、パケット認識手段により識別された宛先が当該フルメッシュ波長分割多重伝送手段に接続された他のエッジパケット転送手段であるパケットを、当該他のエッジパケット転送手段に対応するフルメッシュ波長分割多重伝送手段の波長パスへ送出する際、前記リソース管理手段からの波長パスのリソース状態情報を基に当該波長パスのリソース状態が閾値以上の場合、他の波長パスに送出する

ことを特徴とする請求項 14に記載のパケット通信方法。

[16] 呼受付制御手段を備えた制御サーバに対して通話要求及び通話応答の呼制御パケットを送信して呼受付制御を行う通信の場合、

前記エッジパケット転送手段の外部パケット送受信手段又は内部パケット送受信手段において、パケット認識手段により識別されたパケット種別が呼制御パケットである場合、当該呼制御パケットにリソース管理手段によるリソース状態情報を付加することを特徴とする請求項 14に記載のパケット通信方法。