JP2003198573A - 冗長構成を有するデータ伝送方法及びそのためのデータ伝送装置 - Google Patents

冗長構成を有するデータ伝送方法及びそのためのデータ伝送装置

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JP2003198573A
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Kyoko Ueno
恭子 上野
Sumio Koseki
純夫 小関
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 イーサネット(登録商標)LANにSONE
Tを適用した伝送方式において、SONETの帯域を有
効利用しながらイーサネットの冗長構成を実現すること
を課題とする。 【解決手段】 サーバ側ADM100ではイーサネット
の現用パスP−Wと予備パスP−PとをSONETの同
一パスに多重化して伝送し、クライアント側ADM20
0では一つのパスにて多重化されて伝送されたパケット
を、送信側で付加されたポートIDの検出によってフィ
ルタリング振り分けして分離する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はイーサネット(登録
商標)プロテクションに対応したSDH(Synchr
onous Digital Hierarchy)/
SONET(Synchronous Optical
Network)伝送方式に係り、特にイーサネット
プロテクションをSDH/SONET伝送方式に適用し
ながらその伝送効率を向上させることを可能にする方式
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年イーサネット仕様のLANの普及に
伴い、伝送路に障害等が発生した場合でもそれによって
パケット伝送データが破棄されたりすることが無いよう
に適切なプロテクションを施すことが要求されている。
そのような手法の一つとして所謂デュアルホーミング
(dual−homing)と称されるものが有る。
【0003】図1はこのデュアルホーミングによるプロ
テクションの説明図である。同図(a)に示す如く、デ
ュアルホーミングではマスタLANスイッチLS−Mと
スレーブLANスイッチLS−Sとを設け、サーバ10
とクライアント21,22との間を現用パスP−W1,
P−W2、予備パスP−P1,P−P2とで接続する。
この場合、通常時は現用パスによって実体データパケッ
トが伝送され、予備パスでは管理用パケットのみが伝送
されている。
【0004】このような状態で何らかの原因で現用パス
を接続しているマスタLANスイッチLS−Mに障害が
発生し、その結果現用パスP−W1,P−W2によって
は実体データパケットが伝送不可能となった場合を想定
する。このような場合、所定のプロテクションシステム
によって障害が検知され、その結果、それまで管理パケ
ットのみを伝送していた予備パスP−P1,P−P2が
現用パスP−W1,P−W2に替わって実体データパケ
ットを伝送するようにマスタLANスイッチLS−M及
びスレーブLANスイッチLS−Sがスイッチング制御
される。このようなスイッチング制御が高速に行なわれ
ることによって、ほとんどタイムラグ無しにパス切替が
なされ、その結果データパケットの破棄等の発生が防止
される。
【0005】しかしながらこのようなデュアルホーミン
グ方式では、上述の如く予備パスP−P1,P−P2で
は、現用パスに関わる障害時には現用パスに替わって全
データトラフィックを担う必要があるが、通常時は管理
パケットのみを伝送しているだけであるため、サーバ1
0とクライアント21,22との間を接続する4組のパ
スP−W1,P−W2,P−P1,P−P2のうち、約
半分の容量しか活用されないこととなり、パス使用効率
が悪いという問題点を有する。
【0006】また、このようなイーサネット仕様のLA
Nを遠距離に亘って適用する目的で、多重通信伝送網S
ONETを利用した通信体系が考えられる。
【0007】図2はイーサネット仕様のLANをSON
ETに適用(マッピング)して遠距離に亘ってLANを
実現する構成を示す。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この場合、SONET
において上記4組のパスP−W1,P−W2,P−P
1,P−P2を実現する必要が有り、そのためSONE
Tを構成する光ケーブル伝送路において対応する伝送帯
域を確保する必要がある。また、周知の如くSONET
自体も所定のプロテクションシステム(冗長構成)を有
しており、そのため通常伝送帯域の利用効率は1/2と
なっている。それを上記プロテクションを施したデュア
ルホーミング方式イーサネット仕様のLANに適用した
場合,伝送帯域の利用効率は結果的に全くプロテクショ
ンを施さない(冗長構成を持たない)場合の1/4とな
ってしまう。
【0009】本発明は上記問題点に鑑み、所望のプロテ
クションを施したイーサネット仕様のLANをSONE
Tを介して実現(SONETにイーサネット仕様のLA
Nをマッピング)して遠距離LANを実現するにおい
て、SONET伝送帯域の効率的利用を図ることが可能
な伝送方式を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的の達成のために
本発明では、LAN等の小規模通信網間をSONET等
の遠距離通信網で結ぶことによって遠距離においても小
規模通信網の利便性を享受可能なシステムを構築するに
あたり、小規模通信網の冗長構成を実現するための現用
パスと予備パスとを遠距離通信網における同一のパスに
多重化する構成を有する。
【0011】これは小規模通信網の冗長構成を構成する
現用パスを予備パスのうち、予備パスは通常時は管理パ
ケット程度の伝送量しか無く、実質的に1つのパス分の
伝送容量で賄えるため、これらを多重化して遠距離伝送
網の同一のパスに適用することにより通信リソースを有
効利用することが可能となる。
【0012】この構成により、小規模通信網の冗長構成
によるシステムの信頼性向上の効果を活かしながら遠距
離通信網の伝送帯域を有効利用可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】 以下図を基に本発明の一実施例
であるデータ伝送システムの構成について詳細に説明す
る。
【0014】まず、図3乃至6により、本発明のハード
ウェア構成について説明する。
【0015】図3は本発明の基本概念を示す。本実施例
は、図1等にて説明したイーサネット仕様、デュアルホ
ーミング方式を適用したLANを遠距離で利用可能なよ
うにSONETによる伝送方式を適用したものである。
但し、ここでは説明の都合上、図3に示す如く、図1等
におけるクライアント21に関する構成のみについて示
すが、クライアント22についても同様の構成で実現可
能であることは言うまでもない。
【0016】図3乃至6に示す如く、本システムは大略
サーバ側SONET−ADM(Add/Drop Mu
ltiplexer、以下単にADMと称する)10
0、クライアント側ADM200、及びそれらの間を接
続する、SONETを構成する光ケーブルによる伝送路
300よりなる。
【0017】サーバ側ADM100は図7に示す如く、
2組のSTS(Synchronous Transp
ort Signal)−1単位のスイッチファブリッ
ク(STS−SF)130,140によって、ラインイ
ンターフェースカード160とトリビュータリィトイン
タフェースカード(イーサネットユニット)180との
間をSTS−1単位で接続する構成である。各インタフ
ェースカード180、160とスイッチファブリック1
30,140との間は、それぞれの帯域に応じた数のS
TS−1フレームの信号伝送により接続する構成であ
る。
【0018】クライアント側ADM200もこれと同様
の構成を有する。但し、クライアント側ADM200の
場合、図7に括弧内で示した如く、スイッチファブリッ
ク230,240によりラインインターフェースカード
260とトリビュータリィインタフェースカード(イー
サネットユニット)280とが接続された構成とされて
いる。なお、TSI(タイムスロットインターチェン
ジ)を含む各スイッチファブリックの構成の詳細につい
てはADMに関する周知技術で実現可能であり、ここで
はその説明を省略する。
【0019】図3等に示す如く、サーバ側ADM100
は、マスタLANスイッチLS−Mからの信号とスレー
ブ側LANスイッチLS−Sからの信号とを多重する多
重部110とSONETから受信された信号を分離して
各マスタLANスイッチLS−MとスレーブLANスイ
ッチLS−Sとに供給する分離部120とを含むイーサ
ネットユニット180と、このようにして多重化された
イーサネットフレームによる信号をSONETフレーム
にマッピングしてSONET伝送路300に送信するス
イッチファブリック130及びSONETフレームから
イーサネットフレームを抽出して上記分離部に供給する
スイッチファブリック140、更には各スイッチファブ
リック130,140とSONET伝送路300とのイ
ンタフェースとしてのラインインタフェース160とを
含む構成である。
【0020】同様にクライアント側ADM200は、ク
ライアント側LANスイッチLS−C1から供給される
現用パス信号P−W1と予備パス信号P−P1とを多重
する多重部210とSONETから受信された信号を分
離してクライアント側LANスイッチLS−C1の現用
信号用ポートと予備信号用ポートとに供給する分離部2
20とを含むイーサネットユニット280と、このよう
にして多重化されたイーサネットフレームによる信号を
SONETフレームにマッピングしてSONET伝送路
300に送信するスイッチファブリック230及びSO
NETフレームからイーサネットフレームを抽出して上
記分離部に供給するスイッチファブリック240、更に
は各スイッチファブリック230,240とSONET
伝送路300とのインタフェースとしてのラインインタ
フェース260とを含む構成である。
【0021】次に図5、図6を基に上記多重部110,
210、分離部120,220の構成について説明す
る。図5に示す如サーバ側からクライアント側へ信号を
伝送する部分においては、多重部110ではマスタ側と
スレーブ側夫々のイーサネットフレームをSONET上
の同一STSパスで伝送されるSONETフレームにマ
ッピングする。具体的にはID挿入部(ID−INS)
で、イーサネットのMAC(メディア・アクセス・コン
トロール)フレームにポートIDを付加する。図の例で
は、現用パケットにはID=5のポートIDを付加し、
予備パケットにはID=6のポートIDを付加して多重
化する。又、更にフラグ挿入部(FLAG−INS)で
は所定のフラグ(後述)を付加する。
【0022】次に、受信側の分離部220では、このよ
うにして現用パケットと予備パケットとが同一STSパ
スに多重化された信号を元通りに分離する。そのために
具体的には以下の2種類の方法が適用可能である。
【0023】送信側で付加されたポートIDを検出
し、パケットの振り分けを行なう。
【0024】送信側で付加されたポートIDを検出
し、受信側ポートIDと一致した場合にはそのパケット
を通過させ、不一致の場合には破棄する(所謂フィルタ
リング処理)。
【0025】いずれの場合も図中のID処理部(ID−
MSK)にて処理を行なう。具体的には、例えば現用ポ
ート側ではポートID=5の場合にパケットを通過さ
せ、それ以外の場合にはパケットを破棄する。同様に予
備ポート側では、ポートID=6の場合にパケットを通
過させ、それ以外の場合にはパケットを破棄する。この
ように制御する結果、パケットを間違い無くLANスイ
ッチLS−C1の現用ポート(W)と予備ポート(P)
とに振り分けて供給することが可能となる。
【0026】又、フラグ検出部(FLAG−DET)で
は、上記フラグを検出し、そのフラグが立っているパケ
ットが連続して検出された場合、対応する信号伝送系に
障害発生と判断してLAN側への光出力をシャットダウ
ンし、パケット伝送を自動的に停止する。なお、このフ
ラグの実際の例としてはブランクフレームを利用するこ
とが可能であり、その場合上記MACフレームがブラン
クの場合をフラグが立っている状態と判断する構成が適
用可能である。例えば、送信側にて、図8に示す障害検
出部(LOS DET)で障害(LAN側からの光入力
の欠如による信号の欠落等)を検出した場合、フラグ挿
入部FLAG−INSにてMACフレームにブランクを
挿入する。
【0027】なお、図6の場合(クライアント側からサ
ーバ側への送信に関わる部分)も上記図5の場合と同様
なため、その説明を省略する。
【0028】次に図8を基に上記イーサネットユニット
100,200の更に詳細な説明を述べる。
【0029】まず、多重部110−W(現用系),11
0−P(予備系)の夫々は、物理終端部Phy−R、フ
レーム終端部MAC−R,カプセリング部ENCAP,
上記ID挿入部ID−INS,上記フラグ挿入部FLA
G−INS、及び上記障害検出部LOS DETとを含
む。このうち、ID挿入部、フラグ挿入部及び障害検出
部以外は従来のイーサネットユニットの構成と同様であ
り、その説明を省略する。
【0030】なお、カプセリング部では、図10(a)
に示す標準のイーサネットフレーム(MACフレーム)
から実体データを含む部分を抽出し、それに対して同図
(b)及び図11(a)に示す如く、フラグ部、アドレ
ス部、制御部及び上記ポートIDを付加し、図11
(b)に示し如く標準のSONETフレームのペイロー
ドにマッピングする。
【0031】次に分離部120−W(現用系)、120
−P(予備系)の各々は、上記フラグ検出部FLAG−
DET,上記ID処理部ID−MSK、デカプセリング
部、フレーム終端部MAC−T,物理終端部Phy−
T、フラグ監視部FLAG MONを含む。このうち、
フラグ検出部、ID処理部及びフラグ監視部を除いた部
分は従来のイーサネットユニットの構成と同様であり、
その説明を省略する。フラグ監視部は、フラグ検出部で
フラグが立っていることが検出された場合、電気/光変
換(E/O)モジュールにて、そのパケットの出力を自
動的に停止する。又、デカプセリング部では上記送信側
のカプセリング部での処理と逆の処理を行ない、SON
ETフレームからイーサネットフレームを抽出する。
【0032】なお、図中、多重部110−W,110−
Pから出力された信号がインタフェース部STS IN
F−Rを介してスイッチファブリック130とスイッチ
ファブリック140の両方に入力される如く示されてい
るが、実際にはスイッチファブリックにおける切替機能
により、通常はスイッチファブリック130への入力の
み(〇印を付した経路)が活かされる構成である。同様
に、スイッチファブリック130,140の夫々から出
力された信号がインタフェース部STS−INF−Tを
介して分離部120−W,120−Pに入力される如く
に示されているが、実際にはセレクタSELによる選択
機能により、通常はスイッチファブリック140の出力
信号のみ(〇印を付した経路)が分離部120−W,1
20−Tに供給される構成とされている。
【0033】また、クライアント側のイーサネットユニ
ット280についても上述のサーバ側のイーサネットユ
ニット180と同様の構成を有するため、説明を省略す
る。
【0034】次に図9を基に、同じイーサネットユニッ
ト180,280を使用して、上記プロテクションを施
さないモードを適用可能とする構成について説明する。
【0035】このプロテクションを施さないモードと
は、上記現用系多重部110−W,210−W、予備系
多重部110−P,210−P、現用系分離部120−
W,220−W、予備系分離部120−P,220−P
で処理するパケットを上述の如く多重分離せず、夫々S
ONETの個別のSTSパスで伝送する(イーサネット
のパスとSONETのパスとが1対1に対応する)モー
ドである。この場合、図9に示す如く、セレクタSEL
Xの機能によって各多重部110−W,110−Pから
出力された信号は個別にスイッチファブリック130に
供給され、夫々別個のパスP−D,P−Dxで伝送され
る。同様に、別個のパスで伝送されてきたパケットはス
イッチファブリック140にて個別に受信されて夫々の
分離部120−W,120−Pに供給される。
【0036】このように、セレクタSELXを設けるこ
とにより、プロテクションを施した冗長構成とプロテク
ションを施さない構成(即ち、イーサネットのポートと
STSパスとを1対1対応とする構成)とを任意に切替
可能であり、データトラフィック等の外部状況に柔軟に
対応可能となる。なお、上記同様、スイッチファブリッ
ク、セレクタの機能により、通常は〇印を付した経路の
みが活かされる。
【0037】周知のVLAN(仮想LAN)方式を適用
することによっても上記本発明と同様の機能を得ること
が可能であるが、SONET−ADMでVLAN方式を
適用して上述の如くの機能を実現した場合、顧客が自由
にVLAN機能を使用することが出来なくなるという問
題点がある。これに対し、本実施例ではVLAN方式を
適用することなく現用と予備のパケットを同一のSTS
パスに多重化可能であり且つ受信側では多重化されたパ
ケットを元通りに分離可能であるため、顧客はVLAN
の機能を自由に使用出来る。
【0038】このように、本発明によれば、イーサネッ
ト仕様のLANにSONETを適用した構成においてデ
ュアルホーミングによるプロテクションを施してイーサ
ネット上の障害に対する対策(即ち冗長構成)を施し、
更にデュアルホーミングにおける現用(マスタ)と予備
(スレーブ)の夫々のパスをSONET上で同一のST
Sパスに多重化して伝送する構成を採っている。その結
果、SONETにおける本来の冗長構成をも最大限利用
して確実に情報パケットを相手側に伝送可能であり、な
おかつ、SONETの伝送帯域を有効利用可能であるた
め、効率的な通信リソースの利用が果たせる。
【0039】又、イーサネット上の障害に対してはフラ
グを付加することでSONETを介した相手側に通知し
て相手側のイーサネットLANへの光出力を自動的にシ
ャットダウンさせることが可能なため、イーサネット使
用者はSONETによる伝送路延長いを意識する必要が
無い。
【0040】なお、本発明は以下に述べる付記の構成を
含む。
【0041】(付記1)小規模通信網と遠距離通信網と
を組み合わせたデータ伝送方法であって、小規模通信網
における冗長構成を遠距離通信網に亘って実現する際に
現用パスと予備パスとを遠距離通信網の同一パスに多重
化する構成のデータ伝送方法。
【0042】(付記2)受信側における上記多重化され
た現用パスと予備パスとの分離はフィルタリングによっ
て行なう付記1に記載のデータ伝送方法。
【0043】(付記3)小規模通信網のパスを遠距離通
信網のパスにマッピングする際、送信側小規模通信網に
おける障害を受信側小規模通信網に通知するためにフラ
グを付加する構成の付記1又は2に記載のデータ伝送方
法。
【0044】(付記4)送信側の小規模通信網の障害を
示すフラグが受信された場合、受信側の小規模通信網へ
のデータ出力を自動的に停止する構成の付記1乃至3の
いずれかに記載のデータ伝送方法。
【0045】(付記5)上記小規模通信網はイーサネッ
トLANよりなる付記1乃至4のいずれかに記載のデー
タ伝送方法。
【0046】(付記6)上記遠距離通信網はSONET
よりなる付記1乃至5のいずれかに記載のデータ伝送方
法。
【0047】(付記7)小規模通信網間を遠距離通信網
で接続するためのデータ伝送装置であって、小規模通信
網における冗長構成を遠距離通信網に亘って実現する際
に小規模通信網の現用パスと予備パスとを遠距離通信網
の同一パスに多重化する手段よりなるデータ伝送装置。
【0048】(付記8)小規模通信網のパスを遠距離通
信網のパスにマッピングする際、送信側小規模通信網に
おける障害を受信側小規模通信網に通知するためにフラ
グを付加する手段よりなる付記7に記載のデータ伝送装
置。
【0049】(付記9)小規模通信網間を遠距離通信網
で接続するためのデータ伝送装置であって、小規模通信
網における冗長構成を遠距離通信網に亘って実現する際
に小規模通信網の現用パスと予備パスとが遠距離通信網
の同一パスに多重化されて送信された信号から上記現用
パスと予備パスとを分離する手段よりなるデータ伝送装
置。
【0050】(付記10)上記多重化された現用パスと
予備パスとの分離をフィルタリングで行なう手段よりな
る付記7乃至9のうちのいずれかに記載のデータ伝送装
置 (付記11)送信側の小規模通信網の障害を示すフラグ
が受信された場合、受信側の小規模通信網へのデータ出
力を自動的に停止する構成の付記7乃至10のうちのい
ずれかに記載のデータ伝送装置。
【0051】(付記12)上記小規模通信網の冗長構成
を遠距離通信網に渡って適用するモードと、同構成を適
用せずに小規模通信網のパスと遠距離通信網のパスとが
1対1に対応するようにデータ伝送を行なうモードとを
切替可能な手段を設けた構成の付記7乃至10のうちの
いずれかに記載のデータ伝送装置。 (付記13)小規模通信網のパスを遠距離通信網のパス
にマッピングする際に送信側小規模通信網における障害
を受信側小規模通信網に通知するためにフラグが付加さ
れて送信された信号から上記フラグを検出することによ
って送信側小規模通信網における障害を判断する手段よ
りなる付記7乃至10のうちのいずれかに記載のデータ
伝送装置。
【0052】(付記14)上記小規模通信網はイーサネ
ットLANよりなる付記7乃至13のいずれかに記載の
データ伝送装置。
【0053】(付記15)上記遠距離通信網はSONE
Tよりなる付記7乃至14のいずれかに記載のデータ伝
送装置。
【0054】
【発明の効果】本発明によれば、小規模通信網の冗長構
成によるシステムの信頼性向上の効果を活かし、なおか
つ遠距離通信網の伝送帯域を有効利用可能であるため、
小規模通信網の利便性を確保しながら遠距離に亘って通
信可能なシステムにおいて小規模通信網の信頼性を確保
するための冗長構成を採りながら、なおかつ、遠距離通
信網の通信リソースを有効活用可能なデータ伝送方式を
提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】イーサネットLANにおいてデュアルホーミン
グ方式を適用した場合について説明するための図であ
る。
【図2】図1の方式を適用したイーサネットLANをS
ONETで結ぶデータ伝送システムの一例を説明するた
めの図である。
【図3】本発明の一実施例の概略構成を説明するための
概念図である。
【図4】図3の構成をSONETを中心に説明するため
の概念図である。
【図5】図3の構成における現用パスと予備パスとを多
重・分離する構成を説明するための概念図(その1)で
ある。
【図6】図3の構成における現用パスと予備パスとを多
重・分離する構成を説明するための概念図(その2)で
ある。
【図7】図3の構成におけるSONET−ADM装置の
概略構成を示すブロック図である。
【図8】図3の構成におけるイーサネットユニットの構
成を説明するためのブロック図である。
【図9】図8の構成において冗長構成と採らずにイーサ
ネットのポートとSONETのSTSパスとが1対1対
応する構成とした場合について説明するためのブロック
図である。
【図10】イーサネットフレームをSONETフレーム
にマッピング(カプセリング)する方法を説明するため
の図(その1)である。
【図11】イーサネットフレームをSONETフレーム
にマッピング(カプセリング)する方法を説明するため
の図(その2)である。
【符号の説明】
100 サーバ側ADM装置 110、210 多重部 120,220 分離部 130,140,230,240 スイッチファブリ
ック 200 クライアント側ADM装置 300 SONET伝送路 P−W 現用パス P−P 予備パス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】小規模通信網と遠距離通信網とを組み合わ
    せたデータ伝送方法であって、 小規模通信網における冗長構成を遠距離通信網に亘って
    実現する際に小規模通信網の現用パスと予備パスとを遠
    距離通信網の同一パスに多重化する構成のデータ伝送方
    法。
  2. 【請求項2】小規模通信網のフレームを遠距離通信網の
    フレームにマッピングする際、送信側小規模通信網にお
    ける障害を受信側小規模通信網に通知するためにフラグ
    を付加する構成の請求項1に記載のデータ伝送方法。
  3. 【請求項3】送信側の小規模通信網の障害を示すフラグ
    が受信された場合、受信側の小規模通信網へのデータ出
    力を自動的に停止する構成の請求項1又は2に記載のデ
    ータ伝送方法。
  4. 【請求項4】小規模通信網間を遠距離通信網で結ぶため
    のデータ伝送装置であって、 小規模通信網における冗長構成を遠距離通信網に亘って
    実現する際に小規模通信網の現用パスと予備パスとを遠
    距離通信網の同一パスに多重化する手段よりなるデータ
    伝送装置。
  5. 【請求項5】小規模通信網間を遠距離通信網で結ぶため
    のデータ伝送装置であって、 小規模通信網における冗長構成を遠距離通信網に亘って
    実現する際に小規模通信網の現用パスと予備パスとが遠
    距離通信網の同一パスに多重化されて送信された信号か
    ら上記現用パスと予備パスとを分離する手段よりなるデ
    ータ伝送装置。
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