JP2003507961A - リングネットワークにおけるパケット配送のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 リングネットワーク中のデータパケットを輸送するシステムおよび方法は、保護スイッチングエージェントを有する複数のネットワークノードと、パケットをアップストリームノードからダウンストリームノードに転送するための短い待ち時間のパケットカットスルー機能を提供する少なくとも１つの高速ダウンストリームパス回路とを含む。上記ネットワークノードは３つのインターフェースを含み、２つのインターフェースは、上記ネットワークノードを上記リングネットワーク中の他のネットワークノードに結合させるためのものであり、第３のインターフェースは、上記ネットワークノードをローカルノードに結合させるためのものである。複数のバーチャルパスを、データパケットゲートウェイ（例えば、インターネットゲートウェイ）と、上記リングネットワークの上記ネットワークノードに結合されたローカルノードとの間に提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の背景） １．発明の技術分野 本発明は、データ通信ネットワークの分野に属する。より具体的には、本発明
は、例えばインターネットゲートウェイ接続など、複数のダウンストリームロー
カルノードへのリングネットワークに接続された、共通のポイントソースからの
非対称データフローを配送するために、とりわけ非常に適切なリングネットワー
クにおけるパケットデータ配送のためのシステムおよび方法を提供する。そのよ
うな構成では、データパケットの大部分がインターネットゲートウェイ接続から
ローカルノードへと流れ、データパケットの少数だけがローカルノードからイン
ターネットゲートウェイ接続へと流れて戻る。 ２．従来の技術 リングネットワークは、データ通信分野において周知である。通常のリングシ
ステムは、ファイバーディストリビューテッドデジタルインターフェース（「Ｆ
ＤＤＩ」）リング構造、トークンリング、およびより最近では同期式光ネットワ
ーク（「ＳＯＮＥＴ」）リングを含む。リングネットワークは、通常、１つ以上
のデータ通信チャネル（またはパス）によって相互に接続された複数のネットワ
ークノードを含む。これらのネットワークノードは、その結果、ローカルノード
またはネットワークに接続し得るか、あるいは他のリング構造に接続し得る。

【０００２】 ＳＯＮＥＴネットワークにおいて、ネットワークノードは、論理上、ノードを
接続する１つ以上の物理ネットワーク接続上で同時に存在する複数のバーチャル
パスによって接続され得る。それぞれのバーチャルパスは、複数のバーチャルチ
ャネルを含み得、そのバーチャルチャネルにおいては、それぞれのバーチャルチ
ャネルが、同期式ペイロードエンベロープ（「ＳＰＥ」）として公知のＳＯＮＥ
Ｔ標準フォーマットに従ってフォーマットされるパケット（またはセル）を配送
する。ネットワークノード間のバーチャルパスおよびバーチャルチャネルを含む
ＳＯＮＥＴシステムは、同一譲受人に譲渡された米国特許出願シリアルナンバー
第０９／３２４，２４４号において開示されており、この出願は参考のため本明
細書中で援用する。ＳＰＥは、さらに、データセルをオーバーヘッドセクション
およびペイロードセクションと定める。オーバーヘッド情報がネットワークの動
作および保守を維持するために用いられるのに対して、ペイロード情報は、特定
のバーチャルチャネルにおいて配送されるシステムの送達可能な情報を示す。ネ
ットワークノードに広がる物理ネットワーク接続は、１つ以上の光ファイバー接
続を含み得る。いくつかのネットワークトポロジーにおいて、単一のファイバー
がリング周囲を両方向へ、ペイロード情報を伝達するのに対して、他のネットワ
ークトポロジーにおいては、１つの向きに対して１つのファイバーが存在し、他
の向きに対して別のファイバーが存在する。ＳＯＮＥＴリングネットワークにお
いて、これらの２つの向きは、通常、リングのイースト方向およびリングのウェ
スト方向と呼ばれる。

【０００３】 リングネットワーク設計における１つの重要なコンセプトは、パス保護スイッ
チングである。パス保護スイッチングは、ネットワーク上で故障が生じると感知
し、欠陥のある接続を収容するためにデータトラフィックをルート付けすること
を含む。いくつかのリングシステムにおいて、分離したパス保護チャネルまたは
パス保護接続が提供されるので、主要データパスが使えなくなった（または、そ
うでなければ動作していない）場合、システムはトラフィックを保護チャネルに
切り替える。しかしながら、これらのシステムは、ネットワークノード間に別々
の物理チャネルを必要とし、パス保護チャネルをサポートするために追加的なハ
ードウェアを必要とする。さらに、パス保護チャネル（または接続）は、物理的
に、ノード（一般に知られているように）間の主要接続の近くにルート付けされ
る場合、故障（バケット掘削機または他の重機からの主要接続のファイバー切断
等）の結果、パス保護チャネルの故障も起り得る。独自の「トランスミッタを基
にした」パス保護スイッチングシステムおよび方法は、同一譲受人に譲渡された
米国特許出願シリアルナンバー第０９／３２４，２４４において開示されており
、この出願は参考のため本明細書中で援用する。

【０００４】 リングネットワーク設計における別の重要なコンセプトは最近明らかになり、
主として（ただし、もっぱらというわけではなく）複数のユーザと共通インター
ネットゲートウェイアクセスノードとの間のインターネットタイプのデータ配送
の問題に関する。ＳＯＮＥＴリングネットワークにおいて、複数のポイントツー
ポイント接続は、通常、リングにおけるネットワークノード間でサポートされる
。これらの専用のポイントツーポイント接続は、通常、広い帯域幅を提供する。
しかしながら、インターネットデータについてこれらのタイプのポイントツーポ
イント接続を使用する場合の１つの問題は、特定のハイトラフィック期間を除い
て、ポイントツーポイント接続に専用の帯域幅がむだに使われるという事実に関
わる。

【０００５】 インターネットタイプのデータを複数の中間ネットワークノードを含むリング
ネットワークに渡ってルート付けする場合の別の問題は、待ち時間、とりわけダ
ウンストリーム待ち時間である。ダウンストリーム待ち時間とは、データパケッ
トをインターネットゲートウェイ等、共通ゲートウェイ接続ポイントから、リン
グネットワークのネットワークノードに接続されているローカルノード（すなわ
ち顧客）へ通信するのにかかる時間を説明する用語である。アップストリーム待
ち時間とは、他の方向の、すなわちローカルノードからゲートウェイへの方向の
時間遅延に関する用語である。ダウンストリーム待ち時間は、データフロー固有
の非対称性ゆえに、インターネットアプリケーションにとってとりわけ重要な問
題である。ほとんどのインターネットタイプのアプリケーションは、アップロー
ドと反対に、情報をダウンロードすることに偏っているので、ネットワークノー
ドを介するダウンストリーム待ち時間を最小限度にすることがとりわけ重要であ
る。

【０００６】 現在既知の、リングネットワークに渡るデータパケットの配送をしようとする
１つの試みは、ＳＯＮＥＴに渡るＡＴＭ（非同期転送モード）である。しかしな
がら、このタイプのインプリメンテーションにおいては、データパケットは、Ａ
ＴＭ情報をローカルノードにドロップするか、またはこの情報を別のネットワー
クノードに転送するかをノードが決定し得る前に、ネットワークノードにおいて
完全にバッファされなければならない。ＳＯＮＥＴに渡るＡＴＭの転送メカニズ
ムにおいけるこのバッファ工程は遅く、このようにして待ち時間は、リングのそ
れぞれのネットワークノードによって増加する。この構造は、ストアアンドフォ
ワードアプローチとして一般的に既知であり、さらに、通常、多くのタイプのパ
ケットルータ製品において使用される。これらのルータ製品も、リングネットワ
ークのダウンストリームデータパスにおいて使用されたときに高待ち時間を被る
。

【０００７】 （発明の要旨） リングネットワークにおけるデータパケットを配送するためのシステムおよび
方法は、保護スイッチングエージェント、および、パケットをアップストリーム
ノードからダウンストリームノードへ転送するための低待ち時間パケットカット
スルー機能を提供する、少なくとも１つの高速ダウンストリームパス回路を有す
る複数のネットワークノードを含む。ネットワークノードは、３つのインターフ
ェース、ネットワークノードをリングネットワークにおける他のネットワークノ
ードを結合するための２つのインターフェース、およびネットワークノードをロ
ーカルノードに結合するための第３のインターフェースを含む。複数のバーチャ
ルパスは、インターネットゲートウェイ等、データパケットゲートウェイと、リ
ングネットワークのネットワークノードに接続されるローカルノードとの間に提
供される。バーチャルチャネル識別子は、ネットワーク上に配送されたデータパ
ケット内に組み込まれているので、それぞれのネットワークノードにおける保護
スイッチングエージェントは、受信されたデータパケットをローカルノードにル
ート付けするか、または低待ち時間カットスルーダウンストリームパス回路に発
信するかを決定し得る。発明の１つの局面によって、ＳＯＮＥＴリングネットワ
ークは、インターネットゲートウェイと、リングトポロジーに構成された複数の
追加／ドロップマルチプレクサノードとの間にインターネットデータパケットを
配送するために提供される。リングネットワークが含むのは、（Ａ）追加／ドロ
ップマルチプレクサノードに結合された複数のローカルノードで、そこではリン
グネットワークは、バーチャルチャネルが、複数の追加／ドロップマルチプレク
サノードによってそれぞれのローカルノードとインターネットゲートウェイとの
間に形成されるように提供され、（Ｂ）インターネットデータパケット内に組み
込まれた複数のバーチャルチャネル識別子で、それぞれのバーチャルチャネル識
別子は、ローカルノードとインターネットゲートウェイとの間に形成された特殊
なバーチャルチャネルに関連付けられ、（Ｃ）その中でそれぞれの追加／ドロッ
プマルチプレクサノードが含むのは、（１）ＳＯＮＥＴデータ信号を２つの他の
追加／ドロップマルチレクサノードへ伝送し、および、またはこれらの２つの他
の追加／ドロップマルチレクサノードから受信するためのイーストＳＯＮＥＴエ
ージェントおよびウェストＳＯＮＥＴエージェント、（２）ＳＯＮＥＴデータ信
号内で配送されたインターネットデータパケットを処理するためのイーストパケ
ットオーバーＳＯＮＥＴエージェントおよびウェストパケットオーバーＳＯＮＥ
Ｔエージェント、（３）イーストツーウェスト高速ダウンストリーム回路、ウェ
ストツーイースト高速ダウンストリーム回路およびローカル追加／ドロップイン
ターフェース回路を含む保護スイッチングエージェントである。高速ダウンスト
リーム回路は、コピー回路および高速カットスルーパケットフィルタを含み、な
らびにローカル追加／ドロップインターフェース回路は、ドロップサイドパケッ
トフィルタを含む。このネットワークにおいて、保護スイッチングエージェント
は、受信されたインターネットデータパケットをイーストツーウェスト高速ダウ
ンストリーム回路か、またはウェストツーイースト高速ダウンストリーム回路に
ルート付けするように構成され、コピー回路は、受信したインターネットデータ
パケットを高速カットスルーフィルタおよびドロップサイドパケットフィルタに
複製する動作をする。このフィルタは、組み込まれたバーチャルチャネル識別子
に基づいてインターネットデータパケットをフィルタリングする。

【０００８】 発明の別の局面によって、提供されるリングネットワークが含むのは、（ｉ）
リング構成に結合された複数のネットワークノードで、そこではネットワークノ
ードの１つがデータパケットゲートウェイに結合され、残りのネットワークノー
ドはローカルノードに結合され、（ｉｉ）それぞれのローカルノードと、データ
パケットゲートウェイとの間に、複数のネットワークノードによって形成された
複数のバーチャルチャネル、および（ｉｉｉ）ネットワークノードにおいて動作
する複数のパケットフォワード／ドロップエージェントである。それぞれのパケ
ットフォワード／ドロップエージェントがさらに含むのは、（ａ）リングネット
ワークにおいて、データパケットを１つのネットワークノードから別のネットワ
ークノードに転送するための、少なくとも１つの高速ダウンストリームパス回路
、（ｂ）パケットをネットワークノードに結合されたローカルノードにドロップ
するためのローカル追加／ドロップインターフェース回路である。このネットワ
ークにおいて、パケットフォワード／ドロップエージエントは、データパケット
内に組み込まれたバーチャルチャネル識別子を検査することによって、受信され
たデータパケットを高速ダウンストリームパス回路か、またはローカル追加／ド
ロップインタージェース回路にルート付けする。

【０００９】 発明のさらに別の局面は、３つのインターフェース、１つのイーストＳＯＮＥ
Ｔインターフェース、１つのウェストＳＯＮＥＴインターフェース、およびロー
カル追加／ドロップインターフェースを有するＳＯＮＥＴ追加／ドロップマルチ
レクサ（ＡＤＭ）を提供する。本発明のＳＯＮＥＴ ＡＤＭが好適に含むのは、
（Ａ）ＳＯＮＥＴデータ信号をＡＤＭ、およびイーストＳＯＮＥＴインターフェ
ースとウェストＳＯＮＥＴインターフェースに結合された他の２つのＳＯＮＥＴ
ＡＤＭ（ＰＯＳ）に伝送し、およびＳＯＮＥＴデータ信号をＡＤＭ、およびイー
ストＳＯＮＥＴインターフェースとウェストＳＯＮＥＴインターフェースに結合
された他の２つのＳＯＮＥＴＡＤＭ（ＰＯＳ）から受信するためのイーストＳＯ
ＮＥＴエージェントおよびウェストＳＯＮＥＴエージェント、（Ｂ）ＳＯＮＥＴ
データ信号内のデータパケットを配送するためのイーストＳＯＮＥＴエージェン
トおよびウェストＳＯＮＥＴエージェントに、それぞれ結合されたイーストパケ
ットオーバーＳＯＮＥＴおよびウェストパケットオーバーＳＯＮＥＴ（ＰＯＳ）
、ならびに（Ｃ）２つの高速ダウンストリームデータパス回路、ウェストＰＯＳ
エージェントをイーストＰＯＳエージェントに結合する１つの高速ダウンストリ
ームデータパス回路、およびエーストＰＯＳエージェントをウェストＰＯＳエー
ジェントに結合する他の高速ダウンストリームデータパス回路である。この構成
において、ＳＯＮＥＴＡＤＭの保護スイッチングエージェントは、データパケッ
トに組み込まれたバーチャルチャネル識別子を検査することによって、受信され
たデータパケットを２つの高速ダウンストリームデータパス回路か、またはロー
カル追加／ドロップインターフェースにルート付けする。

【００１０】 本発明の別の局面は、リングネットワークにおけるデータパケットを配送する
ための方法を提供する。この方法は、以下の工程を含む：（ａ）リングネットワ
ークを形成する複数のネットワークノードによって、複数のバーチャルパスをデ
ータパケットゲートウェイノードと複数のローカルノードとの間に形成する工程
、（ｂ）ゲートウェイノードおよび複数のネットワークノードに配送され、およ
びゲートウェイノードおよび複数のネットワークノードから配送されたデータパ
ケット内にバーチャルチャネル識別子を提供する工程で、そこではバーチャルチ
ャネル識別子は、データパケットが関連づけられる特定のバーチャルパスを識別
し、（ｃ）関連づけられたローカルノードにデータパケットをドロップするか、
または他のネットワークノードによってパケットを転送するかを決定するバーチ
ャルチャネル識別子を検査することによってネットワークノードにおけるデータ
パケットをフィルタリングする工程。

【００１１】 これらは、本発明の複数の局面のうちのいくつかに過ぎないということに注意
されるべきである。具体的に述べられていない他の局面は、以下における詳しい
説明を読むことによって明らかになる。

【００１２】 本発明は、インターネットタイプのデータを配送する現在既知のリングを基に
したネットワークの不利な点を克服し多くの利点を提供し、例えば：（１）リン
グを基にしたアクセスシステムのために最適化され、（２）低待ち時間ダウンス
トリームカットスルーメカニズムを提供し、（３）ネットワークの部分的故障に
対して容易に再構成され、（４）インターネットタイプのデータ等、非対称デー
タフローのために最適化され、および（５）複数のバーチャルチャネル間でダウ
ンストリーム帯域幅を共有する手段を提供することによって、ポイントツーポイ
ント接続よりも、システム広域幅の使用をより良くする。

【００１３】 これらは、本発明の多くの利点のうちのいくつかにすぎないのであって、好適
な実施形態に関して、以下により詳細に説明される。理解されるように、本発明
は、他のおよび異なった実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、様々な
点において発明の精神から逸脱することなく改変され得る。それゆえ、以下にお
いて詳しく説明された好適な実施形態の図面および説明は、例示的性質のもので
あって、限定的ではないと見なされるべきである。

【００１４】 本発明が、上記の一般的な要求を満たし、多くの利点を提供することは、添付
の図面と関連して下記の説明を読むと明らかになる。

【００１５】 （図面の詳細な説明） ここで図面を参照すると、図１は、本発明の機能性およびネットワークノード
アーキテクチャを含み得る、ＳＯＮＥＴネットワークのようなリングネットワー
ク１０のシステム図を示す。リングネットワーク１０は、Ｎ０〜Ｎ５と記され、
１つ以上の通信パス１４Ａおよび１４Ｂによってリング構造に接続された複数の
ネットワークノード１２を含む。図１に示されるように、２つのパス１４Ａおよ
び１４Ｂは、リングの周りを逆方向に（すなわち、東および西に）ＳＯＮＥＴデ
ータストリーム（多数のパケット／セル）を伝送する。通信パス１４Ａおよび１
４Ｂは、好適には、（ＳＯＮＥＴにおける）光ファイバー接続であるが、あるい
は、電気パスであり得るか、または（他の種類のリングネットワークにおける）
ワイヤレス接続でさえもあり得る。光ファイバー接続の場合、パス１４Ａおよび
１４Ｂは、単一ファイバー１４の上に、２つのファイバー１４Ａおよび１４Ｂの
上に、または接続のいくつかの他の組み合わせによってインプリメントされ得る
。各ネットワークノード１２は、好適には、リング構造１０内の他の２つのネッ
トワークノード１２に接続される。例えば、ネットワークノードＮ０は、ネット
ワークノードＮ１およびＮ５に接続される。図１におけるノード間の接続は、双
方向のものであり、このことは、各ノード１２と、それに接続されている他の２
つのド１２のそれぞれとが、相互にデータ（パケット／セル）の送信および受信
を行うことを意味する。各ネットワークノード１２は、少なくとも２つの送信器
／受信器のインターフェイスを含み、それぞれのインターフェイスは、別のド１
２とそれぞれ通信する。ネットワークノード１２は、追加−ドロップマルチプレ
クサ（「ＡＤＭ」）、スイッチ、ルータ、相互接続（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃ
ｔ）または他の種類のデバイスなどの、周知のネットワークデバイスの様々な種
類であり得る。図１に示されるデバイス１２は、好適には、ＡＤＭである。ＡＤ
Ｍは、ローカル追加／ドロップインターフェイス、アップストリームネットワー
クノードインターフェイス、およびダウンストリームネットワークノードインタ
ーフェイスを有する３端末デバイスである。本発明による、好適なＳＯＮＥＴ
ＡＤＭのより詳細なブロック図について、図５を参照して下記で説明される。こ
れらのＡＤＭ１２は、ローカルノード１６に接続されており、ローカルノード１
６からＳＯＮＥＴデータストリームにパケット／セルを追加するために使用され
、それとは反対に、ＳＯＮＥＴデータストリームからローカルノード１６にパケ
ットをドロップするためにも使用される。

【００１６】 図１に示されるネットワークノード１２は、物理的なネットワーク接続（単数
または複数）１４の上に共存する複数のバーチャルパスによって、論理的に接続
され得る。バーチャルパスはまた、論理パスまたは「パイプ」として公知である
。例えば、ノードＮ０からノードＮ１を介してノードＮ２までの物理的接続は１
つだけであるが、これらのドの間に、Ｎ０からＮ１への１つのバーチャルパス、
Ｎ０からＮ２への別のバーチャルパス、およびＮ１からＮ２へのさらに別のバー
チャルパスなどの多数のバーチャルパスが存在し得る。各バーチャルパスは、複
数のバーチャルチャネルを含み得、ここで、各バーチャルチャネルは、ＳＯＮＥ
Ｔ ＳＰＥによってフォーマットされたパケット（または、セル）を伝送する。
ＳＯＮＥＴリングネットワークにおけるこれらの「バーチャルパス」の使用につ
いては、同一人に譲渡された米国特許出願第０９／３２４，２４４号（「‘２４
４出願」）により詳細に説明される。ＳＯＮＥＴのフォーマット、線速度および
操作理論に関するさらなる情報については、Ｊｏｈｎ Ｂｅｌｌａｍｙの「Ｄｉ
ｇｉｔａｌ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ」２ｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ（１９９１），ｐｐ．
４０３−４２５を参照されたい。

【００１７】 図２は、図１に示されるリングネットワーク１０において、システム内の２つ
のネットワークノード１２（Ｎ５およびＮ４）の間に故障２２が生じる様子を示
すブロック図である。これは、パスの保護メカニズムがシステム内にトリガされ
て、別のデータパケットが故障接続２２に送信されることを防ぎ得、従って、シ
ステムをより効果的にする場合の例である。

【００１８】 図２に示されるように、異常（または、故障条件）２２は、リングネットワー
ク１０のネットワークノードＮ５とＮ４との間の接続に存在する。この故障条件
２２は、ラインカット（ｌｉｎｅ−ｃｕｔ）（例えば、光ファイバーケーブルが
、ディギング操作（ｄｉｇｇｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）中に切断される場合
）、ノード間の信号レベルの低下、または信号の質の低下（例えば、ビット誤り
率の上昇）であり得る。いずれにしても、ネットワークノード１２は、多種多様
の異常に反応するようにプログラムされ得る。‘２４４出願の教示を利用して、
一旦故障が検出されると、ネットワークノード１２は、（含まれているバーチャ
ルパスコントローラによって）プログラムされる。その結果、受信されたパケッ
ト／セルを、これらが発生した送信ノードに送り返し、最終的には故障の反対側
にあるこれらの目的ノードに送ることによって、異常２２から離してこの受信さ
れたパケット／セルを「ラップ」する。

【００１９】 図２に示すデータストリームフローの実施例（２０Ａ〜２０Ｇ）を考えられた
い。この実施例において、ローカルノードＬＮ０（ネットワークノードＮ０に接
続される）からのデータパケットは、ローカルノードＬＮ３（ネットワークノー
ドＮ３に接続される）に向かうものである。まず（異常が生じる前に）、ノード
Ｎ０は、ＬＮ０からのパケットを、リング１０のまわりを時計回り（または東）
の方向で、Ｎ３に向かって、伝送する。しかし、ノードＮ５とＮ４との間に故障
２２が生じ、これにより、リングのこのサブパスに沿った通信がディセーブルに
なる。’２４４のアプリケーションに説明するシステムは、ノードＮ５とＮ４で
異常を検出し、これらのドにおいてラップ機能を開始する。これにより、各ロー
カル接続（すなわち、「スルー」パケット）にドロップされない任意の入来パケ
ットが反対の方向に戻るように再度方向付けられる。このようにして、Ｎ５で受
信されるＮ０からのパケット／セルは、パス２０Ｃに沿ってＮ０に戻るように再
度方向付けられ、次いで、パス２０Ｄ、２０Ｅおよび２０Ｆに沿って、Ｎ１、Ｎ
２およびＮ３に戻り、パケットは、パス２０Ｇに沿って、ＳＯＮＥＴリングから
ローカルノードＬＮ３にドロップされる。

【００２０】 図２およびこれに関連する説明を本明細書に含むのは、２つの高速ダウンロー
ドパス回路と、関連するパス保護スイッチングエージェントとを備えるネットワ
ークノードを提供することの重要性をさらに説明するためである。以下により詳
細に説明するように、本発明は、東から西および西から東の方向の両方でリング
ネットワークの回りに、待ち時間が短い高速ダウンストリームパス回路を有する
ネットワークノードを提供する。本発明はまた、故障状態に応答して、ネットワ
ークノードを再構成することが可能な保護スイッチングエージェントも提供する
。

【００２１】 図３は、図１に示すリングネットワークのブロック図である。図３において、
複数のローカルノード１６（ＬＮ１〜ＬＮ５）と１つのデータパケットゲートウ
ェイノード１６Ａ（ＬＮ０）との間に示されるのは、複数のバーチャルパス１４
Ｃである。この図は特に、インターネットゲートウェイアプリケーションに適用
することが可能であり、リングネットワーク（およびこれに関連するネットワー
クノード１２）は、リング内の共通の入口／出口の点（この場合、ＬＮ０ １６
Ａ）に接続される。したがって、ＬＮ０を、なんらかの種類の高速パケットデー
タ接続を介して、リングネットワークを外部ＷＡＮ（例えば、インターネット）
に接続するインターネットゲートウェイにすることが可能である。

【００２２】 この例示の構成には、６つのバーチャルパス１４Ｃがあり、それぞれが、ロー
カルノード１６のうちの１つと、インターネットゲートウェイノード１６Ａとの
間に論理接続を形成する。これらの論理接続は、リングネットワークを形成する
ネットワークノード１２を介して確立される。この種類のアプリケーション（す
なわち、インターネットアクセス）では、ノード・ツー・ノード通信はほとんど
ない。リングネットワーク上のデータのほとんどすべては、ローカルノード１６
と共通の出口／入口の点１６Ａとの間のバーチャルパス１４Ｃ内で伝送される。

【００２３】 さらに、この種類のアプリケーションは、非対称データフローの概念を特徴と
する。インターネットデータは通常、高い帯域幅のダウンストリームおよび比較
的低い帯域幅のアップストリームであると考えられる。ほとんどの通常のインタ
ーネットアプリケーション（例えば、ウェブブラウジング）では、ローカルノー
ド１６におけるユーザ（単数または複数）は通常、インターネットゲートウェイ
ノード１６Ａから大量のデータ（例えば、テキスト、グラフィクス、音声、動画
、映画など）をダウンロードするが、アップロードするのはごく少量のデータ（
通常、情報をさらに求めるリクエスト）にすぎない。バーチャルパスを、ゲート
ウェイノード１６Ａとローカルノード１６との間に作製することが可能であるが
、現実には、１つ以上の中間ネットワークノード１２にデータパケットを通過さ
せる必要があり、中間ネットワークノード１２のそれぞれは、データパケットを
通過させるか、または関連するローカルノード１６にデータパケットをドロップ
するかを判定する必要がある。したがって、ネットワークノード１２を介して、
データを伝送することに関連する時間遅延（または待ち時間）を最小限に留める
必要がある。このことは、ゲートウェイノード１６Ａから離れているいくつかの
ネットワークノードである、ローカルノードの接続に特に当てはまる。なぜなら
、各ネットワークノードを介する待ち時間が蓄積するにつれて、ネットワークの
性能がさらに悪化するためである。

【００２４】 図３は、バーチャルパス１４Ｃの待ち時間（すなわち、特定のデータパケット
が目的地のローカルノード１６に到着するまでに通過しなければならないネット
ワークノードの数）を最小限に留めることによって、いかにリングネットワーク
を最適化することが可能であるかも示す。図３に示す例示のネットワークにおい
て、バーチャルパス１４Ｃは、データパケットが流れる一方向を、ネットワーク
ノードＮ１およびＮ２に向かわせ、もう一方向を、ネットワークノードＮ４およ
びＮ５に向かわせた、半分に分けたリングを構成することによって、バーチャル
パス１４Ｃが最小限に留められる。ネットワークノードＮ３が（パケットソース
１６Ａから離れている複数のドの点から）等距離であるため、リングのいずれの
側にもバーチャルパス１４Ｃを構成することが可能な点に留意されたい。このよ
うにして、ネットワークノード１２を分布すると、リングネットワークの利用可
能な帯域幅も最適化される。これらのバーチャルパス接続を確立するには、ＳＯ
ＮＥＴの分野において「ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ」として公知のプロセスを用
いる。

【００２５】 図４は、本発明による好適なパケット／セルマップ３０である。パケット／セ
ルマップ３０には、ペイロードセクション３２とオーバーヘッドセクション３４
とが含まれ、パケットのオーバーヘッドセクション３４内には、特別な信号識別
子（またはインジケータ）３６、３８が組み込まれている。これらのインジケー
タのうちの一つは、バーチャルチャネル識別子（「ＶＣＩ」）３６である。バー
チャルチャネル識別子（「ＶＣＩ」）３６は、データパケットが関連する、特定
のバーチャルパス１４Ｃと、バーチャルパス内のバーチャルチャネルとを識別す
る。このバーチャルチャネル識別子は、トランスミッタネットワークノードにお
いて、各データパケット内に組み込まれる。図３に示す例示のシステムにおいて
、トランスミッタネットワークノードは、ゲートウェイデータパケットゲートウ
ェイ１６Ａから複数のローカルノード１６に流れるすべてのダウンストリームデ
ータパケット用のネットワークノードＮ０ １２である。アップストリームパケ
ットは、任意のネットワークノード１２によって、ネットワークへと伝送しても
よい。以下により詳細に説明するように、本発明は、この情報を用いて、関連す
るローカルノード１６にデータパケットをルート付けするか、または別のネット
ワークノードにデータパケットをルート付けするかを判定する。ＶＣＩ３６は、
リングネットワーク１０へとパケットを送り出すトランスミッタノードと、パケ
ットが関連する特定のバーチャルチャネルとを識別する、マルチビット信号であ
ることが好適である。後者の識別が必要であるのは、特定のネットワークノード
１２（例えば、ノードＮ０）用のトランスミッタが、そのトランスミッタに関連
する複数のバーチャルチャネルを有し得、かつ、これらのバーチャルチャネルの
それぞれが、ネットワークノード１２によって個々に識別される必要があり得る
からである。

【００２６】 ＳＯＮＥＴリングネットワークの場合、ＳＯＮＥＴ ＳＰＥ構成によってパケ
ット／セルをフォーマットすることが可能である。または、他の種類のリングネ
ットワークの場合、ペイロードセクションおよびオーバーヘッドセクションを有
する別のフレーム構成によって、パケット／セルをフォーマットすることも可能
である。ペイロードは、ネットワーク上で伝送される有用な情報を含み、オーバ
ーヘッドは通常、パケット伝送を容易にするためにネットワークによって使用さ
れる動作および維持情報を含む。

【００２７】 図５は、本発明による、好適なＳＯＮＥＴの追加／ドロップマルチプレクサ（
「ＡＤＭ」）のネットワークノードのいくつかの要素を示すブロック図である。
好適なＡＤＭは、インターフェースを３つ有するデバイスである。３つのインタ
ーフェースのうちの２つ（アップストリームネットワークノードインターフェー
ス１４とダウンストリームネットワークノードインターフェース１４）は、ＳＯ
ＮＥＴデータ信号を他の２つのネットワークノードに伝送する。１つのドは、特
定のＡＤＭからのアップストリームであり、もう１つのドは、ＡＤＭからのダウ
ンストリームである。アップストリームネットワークノードインターフェース１
４およびダウンストリームネットワークノードインターフェース１４は、リング
ネットワーク上の特定のドの位置に依存して、東のインターフェースおよび西の
インターフェースとも呼ばれる。第３のインターフェースは、ローカルな追加／
ドロップインターフェース４０である。ローカルな追加／ドロップインターフェ
ース４０は、ネットワークノード１２を、対応するローカルノード１６に接続す
る。

【００２８】 東のインターフェース１４および西のインターフェース１４は、ＡＤＭ内の対
応するトランスミッタ／レシーバ（「Ｔ／Ｒ」）インターフェース回路４８Ａ、
４８Ｂ（東のＳＯＮＥＴ Ｔ／Ｒエージェント４８Ｂおよび西のＳＯＮＥＴ Ｔ
／Ｒエージェント４８Ａ）に接続される。２つのインターフェース１４は、リン
グネットワークを回る２つの方向に対応する。２つのＳＯＮＥＴ Ｔ／Ｒエージ
ェント４８Ａ、４８Ｂは、インターフェース接続１４と、対応する東のパケット
・オーバ・ＳＯＮＥＴ（「ＰＯＳ」）エージェント４６Ａおよび西のパケット・
オーバ・ＳＯＮＥＴ（「ＰＯＳ」）エージェント４６Ｂとの間に接続される。次
いで、ＰＯＳエージェントは、フレームリレイ（「ＦＲ」）エージェント４４に
接続され、フレームリレイ（「ＦＲ」）エージェント４４はさらに、ローカルノ
ードのインターフェース４０を介して、ローカルノード１６に接続される。

【００２９】 例えば、図３に示すネットワークノードＮ１を考えられたい。このドは、リン
グネットワークの回りを、インターネットゲートウェイ１６Ａデータパケットを
伝送する点において、ネットワークノードＮ０からのダウンストリームおよびネ
ットワークノードＮ２からのアップストリームである。したがって、ＳＯＮＥＴ
Ｔ／Ｒエージェント４８Ａ、４８Ｂのうちの１つは、アップストリームノード
Ｎ０に接続され、これゆえに、アップストリームネットワークノードインターフ
ェースと呼ばれる。もう一方のＳＯＮＥＴ Ｔ／Ｒエージェントは、ダウンスト
リームノードＮ２に接続され、これゆえに、ダウンストリームネットワークノー
ドインターフェースと呼ばれる。

【００３０】 東のＳＯＮＥＴ Ｔ／Ｒエージェント４８Ａおよび西のＳＯＮＥＴ Ｔ／Ｒエ
ージェント４８Ｂは、ＳＯＮＥＴデータ信号を処理するリングネットワーク１０
にインターフェースを取り付けるＳＯＮＥＴ層を供え、ＳＯＮＥＴプロトコルと
ＰＯＳプロトコルとの間にもインターフェースを取り付ける。対応するＰＯＳエ
ージェント４６Ａ、４６Ｂは、ＦＲエージェント４４からのパケットを送受信し
、このパケットをＳＯＮＥＴエージェント４８Ａ、４８Ｂに接続する。これらの
ＰＯＳエージェント４６Ａ、４６Ｂでは、ＳＯＮＥＴ ＳＰＥ内にパケットをフ
レーム形成するための標準ＰＯＳプロトコルの定義が利用される。ＦＲエージェ
ント４４（本願では「パケット転送／ドロップエージェント」とも呼ぶ）は、ネ
ットワーク１０上でポイント・ツー・ポイント通信を管理する高レベルのエージ
ェントであり、これにより、ＳＯＮＥＴデータストリーム内で作製され得る多く
のバーチャルチャネルが設定および解体され、かつ、ローカルノード接続４０に
パケットが追加されるか、またはローカルノード接続４０からパケットがドロッ
プされる。パケット転送／ドロップエージェント４４は好適には、保護スイッチ
ングエージェント４２と、一対の高速ダウンストリームパス回路５２（西から東
の方向でパケットを転送する１つの高速なダウンストリームパスおよび東から西
の方向でパケットを転送する第２の高速ダウンストリームパス回路）を含む。

【００３１】 図６は、本発明のパケット転送／ドロップエージェント４４によって提供され
る機能を示すネットワークノード１２の基本のブロック図である。パケット転送
／ドロップエージェント４４は、保護スイッチングエージェント４２を含む。保
護スイッチングエージェント４２は、ネットワークノード１２の３つのインター
フェース（東のインターフェース１４および西のインターフェース１４（これら
は、アップストリームネットワークノードインターフェースおよびダウンストリ
ームネットワークノードインターフェースとしても公知である）と、ローカルな
追加／ドロップインターフェース４０と）に接続される。パケット転送／ドロッ
プエージェント４４の内部では、保護スイッチングエージェント４２が、２つの
高速ダウンストリームパス回路５２にさらに接続され、この２つのうちの１つ（
図６の左手側に示す）は、西から東の方向で短い待ち時間のパススルーを実行し
、この２つのうちのもう１つ（図６の右手側に示す）は、東から西の方向で短い
待ち時間のパススルーを実行する。

【００３２】 保護スイッチングエージェント４２の内部には、ネットワークノードインター
フェースを介してデータパケットをルート付けするように構成および再構成する
、複数のスイッチノード５０がある。図６に示す構成において、西のバーチャル
パスインターフェース１４は、アップストリームネットワークノードインターフ
ェースであり、東のバーチャルパスインターフェース１４は、ダウンストリーム
ネットワークノードインターフェースである。図３のネットワークノードＮ１の
実施例を再び参照して、アップストリームネットワークノードインターフェース
は、アップストリームネットワークノードＮ０に接続され、ダウンストリームネ
ットワークノードインターフェースは、ダウンストリームネットワークノードＮ
２に接続される。保護スイッチングエージェント４２の内部では、アップストリ
ームネットワークノードＮ０からのダウンストリームデータパケットが、西のバ
ーチャルパスインターフェース１４において受信され、かつ、処理のために、西
から東の高速ダウンストリームパス回路５２（図６の左側）にルート付けされる
ように、スイッチノード５０が構成される。以下により詳細に説明するように、
高速ダウンロードストリームパス回路５２は、データパケット内に組み込まれた
バーチャルチャネル識別子３６を利用して、ローカルな追加／ドロップインター
フェース４０でパケットをドロップするか、東のバーチャルパスインターフェー
スに、したがってダウンストリームネットワークノードＮ２へと短い待ち時間の
カットスルーを実行するかを判定する。

【００３３】 この構成において、東から西の高速ダウンストリームパス５２（図６の右側）
は利用されない。しかし、ファイバカットがリングネットワーク１０上のどこか
に生じる場合、東のインターフェース１４および西のインターフェース１４が、
西から東の回路ではなく、東から西の高速ダウンストリームパス回路５２（図６
の右側）に接続されるように、保護スイッチングエージェント４２のスイッチン
グノード５０を再度ルート付けすることによって、保護スイッチングエージェン
トはネットワークノード１２を再構成することができる。

【００３４】 図７は、保護スイッチングエージェントと、ノードを介してパケットを速く転
送する１つ以上の高速ダウンストリームパス回路とを有するネットワークノード
１２の基本のブロック図である。本ネットワークノード１２では、ノードは、リ
ングネットワーク上で東から西の方向にパケットを高速で転送するように構成さ
れる。図７に示す構成は、図６に示すように構成されたノードより、リングのも
う一方の側上のドの標準的な構成であり得る。したがって、例えば、ネットワー
クノードＮ１、Ｎ２を図６に示すように構成する場合、これらのドがリングの対
向し合う両側にあるため、図３のネットワークノードＮ４を、図７に示すように
構成することが可能である。

【００３５】 図８は、図６に示すネットワークノード１２のより詳細なブロック図である。
ここで、ネットワークノード１２の３つのインターフェース（東のバーチャルパ
スインターフェース１４、西のバーチャルパスインターフェース１４およびロー
カルな追加／ドロップインターフェース４０）に接続されるパケット転送／ドロ
ップエージェント４４の保護スイッチングエージェント４２を示す。保護スイッ
チングエージェント４２に含まれるのは、高速ダウンストリームパス回路５２で
ある。高速ダウンストリームパス回路５２は、西から東の方向で短い待ち時間の
カットスルーを実行するように構成される。高速ダウンストリームパス回路５２
は、コピー回路５４と、「継続側」パケット／セルフィルタ５６（これは本明細
書において高速のカットスルーパケットフィルタとも呼ぶ）とを含む。図６に示
すネットワークノード１２は、ドロップ側のパケット／セルフィルタ６２と、ア
ップストリームパケットマルチプレクシング回路も含む。アップストリームパケ
ットマルチプレクシング回路は、パケット／セルバッファ６０と、アップストリ
ームパケットマルチプレクサー５８とを含む。

【００３６】 図８に示す切り換えエージェント４２の保護は、以下のように提供される。デ
ータパケットは、図３に示す、ノードＮ０からのパケットがノード１で受信され
るように、アップストリームのドから西のバーチャルパスインターフェース１４
で受信される。これらのデータパケットは、好適なＳＯＮＥＴインプリメンテー
ションにおいてはＳＯＮＥＴ ＳＰＥ内に含まれるが、西から東への高速ダウン
ストリームパス回路５２のコピー回路５４にルーティングされる。コピー回路５
４は、受信したデータパケットを複製し、ドロップ側（ｄｒｏｐ−ｓｉｄｅ）パ
ケットフィルタ６２、および存続側（ｃｏｎｔｉｎｕｅ−ｓｉｄｅ）パケットフ
ィルタ５６にルーティングする。これらのパケットフィルタ５６、６２は、類似
する様態で動作する。各フィルタは、パケット／セルのオーバーヘッド３４を検
査して、パケットが属する特定のバーチャルチャネル１４Ｃを識別する、埋め込
まれたバーチャルチャネル識別子３６を抽出する。参照テーブルは、フィルタと
ともに含まれて、いずれのバーチャルチャネルが、この特定のネットワークノー
ドと関連付けられているのかについての情報を格納し得る。バーチャルチャネル
識別子３６が、この特定のネットワークノード１２に関連付けられたローカルノ
ード１６に提供されるバーチャルチャネル１４Ｃに関連付けられている場合、ド
ロップ側フィルタ６２は、これらのパケットを、ローカル追加／ドロップインタ
ーフェース４０に渡し、その後、ローカルノード１６に渡す。関連するローカル
ノード１６に対して確立されているバーチャルチャネルに関連付けられていない
他のパケットは、ドロップ側パケットフィルタ６２によって、ローカル追加／ド
ロップインターフェース４０へのデータストリームから除去される。類似するが
、反対の様態で、存続側パケットフィルタ５６は、データパケット内に埋め込ま
れたバーチャルチャネル識別子３６を検査し、他のネットワークノードで終端す
るバーチャルチャネルに関連付けられたパケットのみを東のバーチャルパスイン
ターフェース１４にルーティングする。

【００３７】 フィルタリング決定（ドロップ側か、存続側のいずれか）が、受信したパケッ
トの最初の数バイトに基づいているので、この決定は、ネットワークノード１２
が、データパケット全体を受信する前でも行われ得る。従って、ノード１２は、
ＳＯＮＥＴ技術に基づく従来技術のＡＴＭまたはルータアプリケーションのよう
に、パケット全体を受信するまで待機する必要はなく、ダウンストリームノード
、またはローカルノード１６へのデータ転送を直ちに開始することができる。こ
のようにして、本発明は、ネットワークノード１２のダウンストリーム待ち時間
を本当に最小限にする。

【００３８】 データパケット内のバーチャルチャネル識別子３６を提供することによって、
かつ、受信したデータパケットをカット（ｃｕｔ−ｔｈｒｏｕｇｈ）するかどう
か決定する存続側パケット／セルフィルタ５６での高速ルックアップ機構を提供
することによって、本発明は、非常に短いダウンストリーム待ち時間を有するネ
ットワークノード１２を提供する。従来技術のように、データパケット全体をバ
ッファして、どのようにルーティングするかを決定する代わりに、本発明は、入
来データパケットの最初の数バイトのみを検査することによって、各中間ネット
ワークノードを介するダウンストリーム待ち時間を最小限にする構造を提供する
。

【００３９】 アップストリームデータパス（図８のドにおいては、東から西）で、データパ
ケットは、結合されたダウンストリームネットワークノードから、東のバーチャ
ルパスインターフェース１４で受信される（例えば、図３におけるノードＮ２か
らノードＮ１）。これらのパケットは、パケット／セルバッファ６０によって、
ネットワークノード１２でバッファ（または、格納）される。また、パケット／
セルバッファ６０は、順番に、アップストリームパケットマルチプレクサ５８の
入力の１つに結合される。アップストリームパケットマルチプレクサ５８の他の
入力は、ローカル追加／ドロップインターフェース４０の「追加」側に結合され
ており、取り付けられたローカルノード１６からアップストリームデータパケッ
トを受信する。これらのアップストリームアップストリームデータパケットは、
例えば、インターネットゲートウェイ１６Ａへの、ウェブページ情報のようなさ
らなる情報のリクエスト、または他のタイプのデータパケットであり得る。アッ
プストリームパケットマルチプレクサ５８は、ダウンストリームネットワークノ
ードから、東のバーチャルパスインターフェース１４を介して受信したアップス
トリームデータパケットを、取り付けられたローカルノードから受信したデータ
パケットとマージし、これらのパケットを、西のバーチャルパスインターフェー
ス１４を介してアップストリームネットワークノードに転送する。保護切り換え
エージェント４２のアップストリーム側の構成が、時間のかかるバッファおよび
マルチプレクス化動作に起因して、同じタイプの短い待ち時間カットを提供しな
いことに留意することが重要である。しかし、これは、本発明の好適な適用例、
すなわち、ＳＯＮＥＴリングネットワークを介するインターネットデータ転送に
おいて許容される。なぜなら、インターネット型データが非対称的な性質を有し
、アップストリーム帯域幅がダウンストリーム帯域幅よりずっと低いからである
。

【００４０】 図９は、図７に示すネットワークノードのより詳細なブロック図である。図８
と同じ要素を含むが、高速ダウンストリームパス回路５２およびアップストリー
ムパケット多重化回路５８が、リングの周りを図８に示す方向とは反対の方向に
動作するように構成されている点のみが異なる。

【００４１】 図１０は、ドロップ側ロジックおよび存続側ロジックを通して、図６〜９に示
す好適なネットワークノード１２によって、ダウンストリームデータパスに沿っ
てデータパケットを転送する際に行われる方法の工程を示すフローチャートであ
る。初期的に、工程７０で、ノード１２は、高速ダウンストリームパス回路５２
のコピー機能回路５４を用いて、ローカル追加／ドロップインターフェース４０
、およびダウンストリームネットワークノードインターフェース１４に向かって
、生（ｒａｗ）パケットデータストリームをコピーする。このコピー動作は、方
法を２つの部分、ドロップ側フィルタロジック部分（図１０の左側に示す）、お
よび存続側フィルタロジック部分（図１０の右側に示す）に分割する。

【００４２】 まず、ドロップ側フィルタロジック工程に向かうと、工程７２で、生データス
トリームは、フィルタリングされる個々のセル／パケットの境界を画定するため
にフレーミングされる。データパケットをフレーミングした後、パケット／セル
内のオーバーヘッドフィールド３４は、工程７４で、バーチャルチャネル識別子
３６を抽出するために、バッファ（または、格納）される。最終的に、工程７６
で、ドロップ側パケットフィルタ６２は、抽出されたバーチャルチャネル識別子
情報３６を、ネットワークノードの関連付けられたルックアップテーブル内に格
納された識別子情報と比較する。適合する（バーチャルチャネル識別子３６が、
この特定のネットワークノードに接続されたローカルノードで終端するバーチャ
ルチャネルに関連付けられていることを示す）場合、フィルタは、データパケッ
トが、ローカル追加／ドロップインターフェース４０を通じて存続することを可
能にする。しかし、バーチャルチャネル識別子３６がネットワークノードに格納
された識別子と適合しない場合、それらのパケットは、単に、生データストリー
ムから削除される。

【００４３】 存続側部分の動作も類似する。工程７８で、生データストリームが、フィルタ
リングされる個々のセル／パケットの境界を画定するためにフレーミングされる
。データパケットをフレーミングした後、パケット／セル内のオーバーヘッドフ
ィールド３４は、工程８０で、バーチャルチャネル識別子３６を抽出するために
、バッファ（または、格納）される。最終的に、工程８２で、（高速カットスル
ーパスフィルタとしても公知である）存続側パケットフィルタは、抽出されたバ
ーチャルチャネル識別子情報３６を、ネットワークノードの関連付けられたルッ
クアップテーブル内に格納された識別子情報と比較する。適合しない（バーチャ
ルチャネル識別子３６が、この特定のネットワークノードに接続されたローカル
ノードで終端するバーチャルチャネルに関連付けられていないことを示す）場合
、フィルタは、データパケットが、ローカル追加／ドロップインターフェースを
通じて存続することを可能にする。しかし、バーチャルチャネル識別子３６がネ
ットワークノードに格納された識別子と適合しない場合、それらのパケットは、
単に、生データストリームから削除され、ダウンストリームネットワークノード
に渡されない。

【００４４】 最終的に、図１１は、アップストリームデータパスにおける、図６〜９に示す
ネットワークノードによって行われる方法の工程フローチャートである。図１０
の工程７２〜７８と同様に、アップストリーム方法の第１の工程（工程９０）は
、ダウンストリームネットワークノードインターフェースからの生データストリ
ームをフレーミングすることである。このフレーミングされたデータストリーム
は、その後、工程９２で、データパケット全体が受信されるまで、一時的にバッ
ファ（または、格納）される。最終的に、工程９４で、システムは、バッファの
出力およびローカル追加／ドロップインターフェース４０の追加データストリー
ムに結合されているアップストリームパケットマルチプレクサ５８によって、ア
ップストリームネットワークノードインターフェースへと出ていくパケットをス
ケジューリングする。

【００４５】 図面を参照しながら記載されてきた本発明の好適な実施形態は、本発明の例と
してのみ提示され、本発明を限定するものは請求の範囲のみである。本明細書中
に記載のものと実質的に異ならない、他の要素、工程、方法、および技術も、本
発明の範囲内である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明のシステムおよび方法を含み得るＳＯＮＥＴネットワークなど
のリングネットワークのブロック図である。

【図２】 図２は、図１に示されるリングネットワークにおいて、システム内の２つのネ
ットワークノードの間に故障が生じる様子を示すブロック図である。

【図３】 図３は、図１に示されるリングネットワークのブロック図であり、複数のロー
カルノードと単一のゲートウェイノードとの間に複数のバーチャルパスが示され
る。

【図４】 図４は、本発明による、オーバーヘッドセクションおよびペイロードセクショ
ンを含む好適なパケット／セルの図である。

【図５】 図５は、非対称パケット転送を促進するための、本発明の複数のシステム要素
を含む好適なＳＯＮＥＴ追加−ドロップマルチプレクサネットワークノードの、
複数の要素を示すブロック図である。

【図６】 図６は、保護スイッチングエージェント（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｓｗｉｔｃ
ｈｉｎｇ ａｇｅｎｔ）と、ノードを介してパケットを素早く転送するための１
つ以上の高速ダウンストリームパス回路とを有するネットワークノードの基本的
なブロック図であり、ここで、ノードは、リングネットワークにおいて西から東
の方向に高速パケット転送するように設定されている。

【図７】 図７は、保護スイッチングエージェントと、ノードを介してパケットを素早く
転送するための１つ以上の高速ダウンストリームパス回路とを有するネットワー
クノードの基本的なブロック図であり、ここで、ノードは、リングネットワーク
において東から西の方向に高速パケット転送するように設定されている。

【図８】 図８は、図６に示されるネットワークノードのより詳細なブロック図である。

【図９】 図９は、図７に示されるネットワークノードのより詳細なブロック図である。

【図１０】 図１０は、ダウンストリームデータパスにおいて、図６〜図９に示されるネッ
トワークノードによって実行される方法の工程を示すフローチャートである。

【図１１】 図１１は、アップストリームデータパスにおいて、図６〜図９に示されるネッ
トワークノードによって実行される方法の工程を示すフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インターネットゲートウェイと、リングトポロジー状に編成
   された複数の追加／ドロップマルチプレクサノードとの間でインターネットデー
   タパケットを輸送するためのＳＯＮＥＴリングネットワークであって、 該追加／ドロップマルチプレクサノードに結合された複数のローカルノードで
   あって、該リングネットワークは、該複数の追加／ドロップマルチプレクサノー
   ドを通じて各ローカルノードと該インターネットゲートウェイとの間にバーチャ
   ルチャンネルが形成されるように、提供される、ローカルノードと、 該インターネットデータパケットに埋め込まれた複数のバーチャルチャンネル
   識別子であって、各バーチャルチャンネル識別子は、ローカルノードと該インタ
   ーネットゲートウェイとの間に形成された特定のバーチャルチャンネルと関連付
   けられる、バーチャルチャンネル識別子と、 を含み、 各追加／ドロップマルチプレクサノードは、 他の２つの追加／ドロップマルチプレクサノードとのＳＯＮＥＴデータ信号
   の送受信を行う東のＳＯＮＥＴエージェントおよび西のＳＯＮＥＴエージェント
   と、 該ＳＯＮＥＴデータ信号内で輸送される該インターネットデータパケットを
   処理する東のパケットオーバーＳＯＮＥＴエージェントおよび西のパケットオー
   バーＳＯＮＥＴエージェントと、 東から西への高速ダウンストリーム回路と、西から東への高速ダウンストリ
   ーム回路と、ローカル追加／ドロップインターフェース回路とを含む保護スイッ
   チングエージェントであって、該高速ダウンストリーム回路は、コピー回路およ
   び高速カットスルーパケットフィルタを含み、該ローカル追加／ドロップインタ
   ーフェース回路は、ドロップ側パケットフィルタを含む、保護スイッチングエー
   ジェントと、 を含み、 該保護スイッチングエージェントは、受信したインターネットデータパケットを
   、該東から西への高速ダウンストリーム回路かまたは該西から東への高速ダウン
   ストリーム回路のいずれかにパス設定するように構成され、該コピー回路は、受
   信したインターネットデータパケットを、該高速カットスルーフィルタおよび該
   ドロップ側パケットフィルタに複製するように動作し、該高速カットスルーフィ
   ルタおよび該ドロップ側パケットフィルタは、該インターネットデータパケット
   を該埋め込まれたバーチャルチャンネル識別子に基づいてフィルタリングする、
   ＳＯＮＥＴリングネットワーク。
2. 【請求項２】 リングネットワークであって、 リング構造状に結合された複数のネットワークノードであって、該ネットワー
   クノードの１つはデータパケットゲートウェイに結合され、残りのネットワーク
   ノードはローカルノードに結合される、ネットワークノードと、 該複数のネットワークノードを通じて各ローカルノードと該データパケットゲ
   ートウェイとの間に形成された複数のバーチャルチャンネルと、 該ネットワークノードにおいて動作する複数のパケット転送／ドロップエージ
   ェントであって、各パケット転送／ドロップエージェントは、 該リングネットワーク中の１つのネットワークノードから別のネットワーク
   ノードにデータパケットを転送するための少なくとも１つの高速ダウンストリー
   ムパス回路と、 該ネットワークノードに結合されたローカルノードにパケットをドロップす
   るためのローカル追加／ドロップインターフェース回路と、 を含む、パケット転送／ドロップエージェントと、 を含み、 該パケット転送／ドロップエージェントは、該データパケットに埋め込まれたバ
   ーチャルチャンネル識別子を検査することにより、受信したデータパケットを、
   該高速ダウンストリームパス回路または該ローカル追加／ドロップインターフェ
   ース回路のいずれかにパス設定する、 リングネットワーク。
3. 【請求項３】 前記リングネットワークはＳＯＮＥＴリングである、請求項
   ２に記載のリングネットワーク。
4. 【請求項４】 前記データパケットゲートウェイはインターネットゲートウ
   ェイである、請求項２に記載のリングネットワーク。
5. 【請求項５】 前記ネットワークノードは、追加／ドロップマルチプレクサ
   である、請求項２に記載のリングネットワーク。
6. 【請求項６】 前記データパケットゲートウェイに結合されたネットワーク
   ノードによって、前記バーチャルチャンネル識別子は前記データパケットに埋め
   込まれる、請求項２に記載のリングネットワーク。
7. 【請求項７】 他の２つのネットワークノードとのＳＯＮＥＴデータ信号の
   送受信を行う、前記ネットワークノードにおいて動作する少なくとも２つのＳＯ
   ＮＥＴエージェントであって、該ＳＯＮＥＴデータ信号は前記データパケットを
   含む、ＳＯＮＥＴエージェントと、 該ＳＯＮＥＴデータ信号内において輸送されるデータパケットを処理する、該
   ネットワークノードにおいて動作する少なくとも２つのパケットオーバーＳＯＮ
   ＥＴエージェントと、 をさらに含む、請求項３に記載のリングネットワーク。
8. 【請求項８】 前記高速ダウンストリームパス回路は、 コピー回路と、 高速カットスルーパケットフィルタ とを含む、請求項２に記載のリングネットワーク。
9. 【請求項９】 前記ローカル追加／ドロップインターフェース回路は、ドロ
   ップ側パケットフィルタを含む、請求項８に記載のリングネットワーク。
10. 【請求項１０】 前記パケット転送／ドロップエージェントは、自身が受信
    したデータパケットを、前記コピー回路を用いて前記高速カットスルーパケット
    フィルタおよび前記ドロップ側パケットフィルタの両方にコピーすることにより
    、該受信したデータパケットを前記高速ダウンストリームパス回路かまたは前記
    ローカル追加／ドロップインターフェース回路にパス設定するように構成され、 該高速カットスルーパケットフィルタおよび該ドロップ側パケットフィルタは
    、受信したパケットを前記埋め込まれたバーチャルチャンネル識別子に基づいて
    フィルタリングする、 請求項９に記載のリングネットワーク。
11. 【請求項１１】 特定のネットワークノードを通じて終端するバーチャルチ
    ャンネルと関連付けられたデータパケットは、該ネットワークノードによって前
    記ドロップ側パケットフィルタにパス設定され、他のデータパケットは全て、前
    記高速カットスルーパケットフィルタを通じてパス設定される、請求項１０に記
    載のリングネットワーク。
12. 【請求項１２】 前記パケット転送／ドロップエージェントは、 パケットバッファと、 該パケットバッファおよび前記ローカル追加／ドロップインターフェース回路
    にに結合されたパケットマルチプレクサと、 をさらに含む、請求項２に記載のリングネットワーク。
13. 【請求項１３】 各ネットワークノードは３つのインターフェースを有し、
    １つのインターフェースは、該ネットワークノードを関連するローカルノードに
    結合させ、残りの２つのインターフェースは、該ネットワークノードをアップス
    トリームネットワークノードおよびダウンストリームネットワークノードに結合
    させ、該アップストリームネットワークノードは、該ネットワークノードよりも
    前記データパケットゲートウェイに近接し、該ダウンストリームネットワークノ
    ードは、該データパケットゲートウェイからさらに離れる、請求項２に記載のリ
    ングネットワーク。
14. 【請求項１４】 前記高速ダウンストリームパス回路は、前記アップストリ
    ームネットワークノードインターフェースからのパケットを前記ダウンストリー
    ムネットワークノードインターフェースにパス設定する、請求項１３に記載のリ
    ングネットワーク。
15. 【請求項１５】 前記ローカル追加／ドロップインターフェース回路は、前
    記関連するローカルノードと前記データパケットゲートウェイとの間の前記バー
    チャルチャンネルと関連するパケットを、前記アップストリームネットワークノ
    ードから前記ローカルノードインターフェースへとパス設定する、請求項１３に
    記載のリングネットワーク。
16. 【請求項１６】 前記ネットワークノードは、ネットワークに不具合が発生
    した場合に前記高速ダウンストリームパス回路がパケットを前記ダウンストリー
    ムネットワークノードインターフェースから前記アップストリームネットワーク
    ノードインターフェースにパス設定するようにスイッチング可能である、請求項
    １４に記載のリングネットワーク。
17. 【請求項１７】 前記パケット転送／ドロップエージェントは、 前記ダウンストリームネットワークノードインターフェースと前記アップスト
    リームネットワークノードインターフェースとの間に結合されたアップストリー
    ムパケット多重化回路、 をさらに含む、請求項１４に記載のリングネットワーク。
18. 【請求項１８】 前記アップストリームパケット多重化回路は、 前記ダウンストリームネットワークノードインターフェースに結合されたネッ
    トワークノードからアップストリームデータパケットを受信する、該ダウンスト
    リームネットワークノードインターフェースに結合されたパケットバッファと、 該ダウンストリームネットワークノードインターフェースに結合されたネット
    ワークノードからのデータパケットを、前記ローカルノードからのデータパケッ
    トと多重化させる、該パケットバッファの出力および前記ローカル追加／ドロッ
    プインターフェース回路に結合されたアップストリームパケットマルチプレクサ
    と、 を含む、請求項１７に記載のリングネットワーク。
19. 【請求項１９】 ３つのインターフェースと、東のＳＯＮＥＴインターフェ
    ースと、西のＳＯＮＥＴインターフェースと、ローカル追加／ドロップインター
    フェースとを有するＳＯＮＥＴ追加／ドロップマルチプレクサ（ＡＤＭ）であっ
    て、 該ＡＤＭと、該東のＳＯＮＥＴインターフェースおよび該西のＳＯＮＥＴイン
    ターフェースとに結合された他の２つのＳＯＮＥＴ ＡＤＭとのＳＯＮＥＴデー
    タ信号の送受信を行う東のＳＯＮＥＴエージェントおよび西のＳＯＮＥＴエージ
    ェントと、 該東のＳＯＮＥＴエージェントおよび該西のＳＯＮＥＴエージェントにそれぞ
    れ結合された東のパケットオーバーＳＯＮＥＴ（ＰＯＳ）エージェントおよび西
    のパケットオーバーＳＯＮＥＴ（ＰＯＳ）エージェントであって、該東のパケッ
    トオーバーＳＯＮＥＴ（ＰＯＳ）エージェントおよび西のパケットオーバーＳＯ
    ＮＥＴ（ＰＯＳ）エージェントは、該ＳＯＮＥＴデータ信号内のデータパケット
    を輸送する、東のパケットオーバーＳＯＮＥＴ（ＰＯＳ）エージェントおよび西
    のパケットオーバーＳＯＮＥＴ（ＰＯＳ）エージェントと、 ２つの高速ダウンストリームデータパス回路を含む保護スイッチングエージェ
    ントであって、一方の高速ダウンストリームデータパス回路は、該西のＰＯＳエ
    ージェントを該東のＰＯＳエージェントに結合させ、もう一方の高速ダウンスト
    リームデータパス回路は、該東のＰＯＳエージェントを該西のＰＯＳエージェン
    トに結合させる、保護スイッチングエージェントと、 を含み、 該保護スイッチングエージェントは、該データパケットに埋め込まれたバーチャ
    ルチャンネル識別子を検査することにより、受信したデータパケットを該２つの
    高速ダウンストリームデータパス回路かまたは該ローカル追加／ドロップインタ
    ーフェースのいずれかにパス設定する、 ＳＯＮＥＴ追加／ドロップマルチプレクサ（ＡＤＭ）。
20. 【請求項２０】 前記高速ダウンストリームデータパス回路は、 コピー回路と、 該コピー回路に結合された一対のフィルタ とを含み、 該フィルタは、前記ＡＤＭを通じて送られるパケットをフィルタリングする第１
    のフィルタと、該ＡＤＭに取り付けられたローカルノードにドロップされるパケ
    ットをフィルタリングする第２のフィルタとを含み、 該第１のフィルタおよび第２のフィルタは、前記データパケットに埋め込まれた
    バーチャルチャンネル識別子を検査することにより、通過させるパケットとドロ
    ップさせるパケットとを決定する、 請求項１９に記載のＳＯＮＥＴ ＡＤＭ。
21. 【請求項２１】 前記保護スイッチングエージェントは、 前記ＳＯＮＥＴインターフェースの１つに結合されたパケットバッファと、 前記第２のＳＯＮＥＴインターフェースに、該１つのＳＯＮＥＴインターフェ
    ースおよび該ローカル追加／ドロップインターフェースから受信したデータパケ
    ットを多重化させる、該パケットバッファの出力および前記ローカル追加／ドロ
    ップインターフェースに結合されたパケットマルチプレクサと、 をさらに含む、 請求項１９に記載のＳＯＮＥＴ ＡＤＭ。
22. 【請求項２２】 リングネットワーク中のデータパケットを輸送する方法で
    あって、 該リングネットワークを形成する複数のネットワークノードを通じて、データ
    パケットゲートウェイノードと複数のローカルノードとの間に複数のバーチャル
    パスを形成する工程と、 該ゲートウェイノードおよび該複数のネットワークノードに対して輸送物とし
    て送受されるデータパケット中にバーチャルチャンネル識別子を設ける工程であ
    って、該バーチャルチャンネル識別子は、該データパケットが関連する特定のバ
    ーチャルパスを識別する、工程と、 該ネットワークノードにおいて、該バーチャルチャンネル識別子を検査するこ
    とにより該データパケットをフィルタリングして、該データパケットを関連する
    ローカルノードにドロップさせるのかそれとも該パケットを別のネットワークノ
    ードに通過させるのかを決定する、工程と、 を包含する、方法。