JP2005522094A - 通信システム - Google Patents

Abstract

通信ネットワークにおける接続の動的な割り当てである。新しい接続がネットワークによって受け取られた際に、この要求を受諾するか又は拒否することができる。受諾する場合には、新しい接続を割り当てるか、又は既存の接続リソースを再設定することによって、該接続をセットアップすることができる。再設定の選択肢は、ネットワーク上の既存の接続の全ての可能な再設定の組のサブセットである、１組の許容された再設定に制限されている。

Description

本発明は、通信システムに関する。
より具体的には、本発明は、ネットワーク・ノード及び該ネットワーク・ノード間のネットワーク・リンクを含む通信ネットワークと、該ネットワーク・ノード及び該ネットワーク・リンクを利用する接続を該ネットワークに割り当てるためのネットワーク管理システムとを備える通信システムに関する。

時間が経つにつれて、ネットワーク管理システムに対して、ネットワーク上の接続要求が行われる。各々の要求は、受諾されることもあり、拒否されることもある。要求が受諾された場合には、接続がネットワークに割り当てられ、ある期間（その要求の時点では知られていることも、知られていないこともある）継続する。受諾された場合には、接続は、ネットワーク・リソースの一部の使用を必要とする。この点で、ネットワークは、一組のリソースＲと考えることができる。典型的には、接続要求に対して、組Ａの選択肢が関連付けられ、該組の各選択肢は、該接続を維持する方法である、すなわち、組Ａの選択肢の各メンバー「ａ」は、それ自体が一組のネットワーク・リソースであり、Ｒのサブセットである。組Ａの各メンバー「ａ」は、要求された接続を維持することができる。組Ａの選択肢Ａは、要求ごとに変わることがある。組Ａの１つのメンバー「ａ」は、接続がネットワークによって維持され始める時点で選択される。もちろん、ネットワーク上の他の接続の存在のために、組Ａの選択肢のメンバーの一部が利用可能でないこともある。ある接続が組「ａ」のネットワーク・リソースを用いる間、ネットワークによって維持される他の接続によって、これらのリソースのいずれも用いることもできない。

再設定不可能なネットワーク、すなわち接続が再設定不可能なネットワークにおいては、最初の選択「ａ」は、接続の期間一定であり、変えることができない。この接続は、該接続の期間全体にわたって、組「ａ」のネットワーク・リソースを用いることになる。
他方、再設定可能なネットワークにおいては、接続中に選択を変えることができる（接続が「再設定される」）。接続が行われている間、最初の組Ａの選択肢の他のいずれかのメンバーａ’を「ａ」と置き換えることができる。新しい接続要求の時点で既存の接続のこうした再設定を実行し、ネットワークが該新しい接続に適合することを可能にすることができ、或いは可能な将来の要求を予期して、他の時点でこうした再設定を実行することができる（例えば、再設定を実行するのに必要とする時間が、新しい接続要求の受諾から該新しい接続の開始までの間に許容される時間量より長い場合に、この後者の場合が起こり得る）。

より高い柔軟性のために、再設定可能なネットワークは、一般に、比較対象の再設定不可能なネットワークと比べて多くの割合の入来する接続要求を受諾することができ、そのためより効率的に作動する。しかしながら、再設定を可能にすることは、欠点をも有する。特に、接続を再設定するこが、接続を一時的に中断することを含むので、再設定を可能にすることは、ネットワークが提供するサービスの品質を低下させることがある。

本発明によると、ネットワーク・ノードと該ネットワーク・ノード間のネットワーク・リンクを含む通信ネットワークと、該ネットワーク・ノード及び該ネットワーク・リンクを用い、各々についてネットワーク上で実施するための多数の可能な方法がある接続をネットワークに割り当てるためのネットワーク管理システムとからなる通信システムが提供され、このネットワーク管理システムは、接続を該ネットワークに割り当てる際に、その接続を実施するための該多数の可能な方法のうちの１つを選択し、該ネットワーク上の該接続についての要求を受諾するか又は拒否するかを決定する際に、再設定された既存の接続又は再設定された既存の接続の各々について、その接続を実施するための該多数の可能な方法のうちの異なるものを選択することによって、前記要求を適合させ、該ネットワーク上の既存の接続を再設定する選択肢を有し、該ネットワーク管理システムによる再設定が、該ネットワーク上の該既存の接続の全ての可能な再設定の組のサブセットである１組の可能な再設定の組に制限される。

したがって、本発明は、一部の再設定は許容されるが、他のものは許容されない、部分的に再設定可能なネットワークに関するものである。許容される再設定は、サービスの中断又は障害を伴わずに、又は比較的重要でないサービスの中断又は障害だけを有するように実行できるものにすることができる。このように、関連した欠点がほとんどないか又は全くない状態で、再設定可能なネットワークの高い融通性、よって効率性の利点を得ることができる。
本発明による第１の通信システムにおいては、ネットワーク上の既存の接続が、再設定可能な接続と再設定不可能でない接続とを含み、ネットワーク管理システムによる再設定は、該再設定可能な接続だけの再設定に制限される。

このように、第１の通信システムにおいては、一部の接続は再設定可能であるが、他のものは再設定可能ではない。中断されないように保証されているので、これらの再設定不可能な接続は、再設定可能な接続と比べてより高い品質のサービスを受ける。
本発明による第２の通信システムにおいては、ネットワーク上の既存の接続の各々を再設定できるように、ネットワーク管理システムによる再設定が制限されるが、毎回その接続について可能な全ての方法に制限されているわけではない。

このように、第２の通信システムにおいては、全ての接続が或る程度まで再設定可能であるが、完全に再設定可能ではない。接続が要求された時点で、組Ａの選択肢が利用可能となる。選択肢「ａ」（Ａのメンバー）が選択されたと仮定すると、この選択を後で変えることができるが、新しい選択は、Ａのより小さなサブセットＡ’（ａ）から行うことしかできない。このより小さなサブセットは、典型的には選択された最初の選択肢「ａ」によって決まるので、Ａ’（ａ）で示される。したがって、接続の再設定は可能であるが、それにもかかわらず、最初の選択によって後の融通性が制限される。
本発明による第３の通信システムにおいては、ネットワーク上の既存の接続が再設定可能な状態と再設定不可能な状態との間で切り換わり、ネットワーク管理システムによる再設定は、該ネットワーク管理システム上の接続についての要求時に、再設定可能な既存の接続のものだけの再設定に制限される。

したがって、第３の通信システムにおいて、各々の接続が再設定可能であるときもあり、再設定不可能なときもある。例えば、接続要求は、接続の能動的使用の開始に少しだけ先行してもよい。接続要求が受諾されるとすぐに、該接続要求をネットワーク内のリソースに割り当てなければならないが、能動的使用が始まるまで再設定可能である。能動的使用が始まった後、接続要求は再設定不可能である。或いは、より一般的には、個々の接続は、使用中の能動的状態と使用中の非能動的状態との間で交番することができる。能動的である間、接続は再設定不可能になるが、非能動的である間、接続は再設定可能である。各々の場合において、所定の時間において、ネットワークは、一般に、再設定可能な接続と再設定不可能な接続の混合を実行する。

通信ネットワークの例は次のとおり、すなわち有線ネットワーク、モバイル・ネットワーク、波長分割多重方式を用いるネットワーク、時分割多重方式又は他のスロッティング機構を用いるネットワーク、符号分割多重方式を用いるネットワーク、ＡＴＭ又はＭＰＬＳ又はＧＭＰＬＳ又はＭＰλＳネットワークである。ネットワークの組Ｒは、例えば、リンク（ことによると仮想リンクを含む）、チャネル（ことによると仮想）又はリンク上の波長、リンク上又はノードにおける波長変換装置又はトランスポンダ、スイッチ（又はスイッチ上の個々のマッチ）、タイムスロット、周波数帯、コードスロットなどを含むことができ、Ａ「接続」は、例えば、多くの場合回路（ことによると光路）と呼ばれるエンド・ツー・エンド・パス、共通のエンドポイントを有する２つ又はそれ以上の並列パス、ポイント・ツー・マルチポイント接続、マルチポイント・ツー・マルチポイント接続、仮想プライベート・ネットワークとしてもよい。

ここで、添付の図面を参照して、例として本発明について説明する。
図１を参照すると、第１の通信システムが、通信ネットワーク１及びネットワーク管理システム３を含む。ネットワーク１は、波長分割多重方式を用い、３つのネットワーク・ノード５及び４つのネットワーク・リンク７からなる該ネットワークのブランチの基本的な部品で示される。図１の左端及び右端への２つのリンク７が、ネットワークの残りの部分に接続する。各々のノード５は、光空間スイッチ９、２つの波長分割マルチプレクサ１１、及び波長変換装置１３を含む。各々の装置１３は、それぞれのクライアント・システム（図示せず）に接続される。
ネットワーク１上での通信が、多数の波長「ｎ」の各々において可能である。しかしながら、ネットワークは、「ｎ」個の波長の各々において１つの接続だけをリンク７上でサポートすることができる、すなわち、リンク７上で可能な接続の最大数は「ｎ」である。さらに、２つのクライアント・システム間のネットワーク上での接続は、該システム間の所定の組のリンク７を占有しなければならず、その組の全てのリンク上で同じ波長を用いなければならない。

各々の波長変換装置１３は、（ｉ）ネットワークによる伝送のためにそのクライアント・システムから信号を受け取り、かつ（ｉｉ）該ネットワークから受け取った信号をそのクライアント・システムに送る。各々の装置１３は、（ｉ）そのクライアント・システムから受け取った信号を「ｎ」個の波長のうちの選択された１つの信号に変換し、かつ（ｉｉ）ネットワークから受け取った選択された波長の信号を、そのクライアント・システムに適切な形態の信号に変換する。さらに以下に説明されるように、ネットワーク管理システム３は、選択された波長を定める。各々の光空間スイッチ９が、ネットワーク上での信号を経路指定する。このことは、管理システム３の制御下で行われる。このように、各々のスイッチ９は、（ｉ）関連した波長変換装置１３から隣接するネットワーク・ノード５に、又は（ｉｉ）隣接するノード５から関連した装置１３に、或いは（ｉｉｉ）１つの隣接するノード５から別のものに、選択された波長信号を経路指定する。各々の波長分割マルチプレクサ１１は、（ｉ）その関連したスイッチ９から受け取った、選択された波長信号を一緒に多重化し、かつ（ｉｉ）隣接するノード５から受け取った、離間して多重化された共に選択された波長信号を多重分離する。

作動において、クライアント・システム、すなわちクライアント・システムＡは、別のクライアント・システム、すなわちクライアント・システムＢへの接続についての要求をネットワーク管理システム３に出す。以下にさらに説明されるように、ネットワーク管理システム３は、クライアント・システムＡとＢとの間の所定のネットワーク経路が、前述の「ｎ」個の波長の何れかにおいて利用可能であるかどうか又は利用可能にできるかどうかを判断する。利用可能でない又はできない場合、システム３は、要求拒否を応答する。利用可能である又はできる場合には、システム３は、要求受諾を応答し、（ｉ）クライアント・システムＡ及びＢと関連した選択された波長の変換装置１３に設定し、（ｉｉ）前述の所定の経路上の光空間スイッチ９を切り換え、該クライアント・システムＡとＢとの間に選択された波長の接続を形成する。ネットワークからの出発時に、クライアント・システムＡは、ネットワーク管理システム３に通知する。

図２を参照すると、ネットワーク管理システム３に対する各接続要求が、ネットワーク・コーディネータ２１によって受け取られ、該ネットワーク・コーディネータ２１は、該要求を要求メモリ２３に送り、そこで、該要求は、ネットワーク・リソース・アロケータ２５による次の処理のために要求キュー内に保持される。リソース・アロケータ２５は、要求を受諾するために割り当て得るネットワーク・リソースを識別しようとして、接続要求を処理する。この要求は、２つのクライアント・システムすなわちシステムＡとＢとの間の接続についてのものである。ネットワーク上のクライアント・システム間の各々の及びあらゆる可能な要求された接続に関して、その特定の接続が必要とされる場合に用いられることになる、所定の又は予め割り当てられた１つのネットワーク経路がある。リソース・アロケータ２５は、これらの所定のネットワーク経路についての知識を有し、ここで説明されるように、クライアント・システムＡとＢとの間、すなわち経路ＡＢ間の接続に関して予め定められた経路を、所定の現在のネットワーク使用に用い得るかどうかを判断する。この点で、ネットワーク状態記憶装置３１は、連続的に更新された現在のネットワーク使用の記録を維持する。

接続要求の受信に応答して、一次プロセッサ２７が格納３１を調べ、前述の「ｎ」個の波長のいずれか１つが経路ＡＢのリンク７に全くないかどうかを判断する、すなわち経路ＡＢの１つのリンクは波長を用いない。経路ＡＢ内にｌ₁、ｌ₂、ｌ₃・・・ｌ_mと示される「ｍ」個のリンクがあるとする。「ｎ」個の可能な接続波長をｗ₁、ｗ₂、ｗ₃・・・ｗ_nと示す。プロセッサ２７は、波長ｗ₁で開始し、「ｍ」個のリンク全てを調べ、波長ｗ₁がリンクの１つ又はそれ以上で用いられるかどうかを判断する。用いられる場合には、プロセッサ２７は、波長ｗ₂などを用いて継続する。いずれかの段階において、使用されていない波長が発見された場合には、プロセッサ２７は、接続要求を受諾できることをネットワーク・コーディネータ２１に知らせ、（ｉ）クライアント・システムＡ、Ｂに関連した波長変換装置１３を自由波長に設定し、（ｉｉ）経路ＡＢ上で光空間スイッチ空間スイッチ９を切り換えて、該クライアント・システムＡ、Ｂ間に自由波長の接続を形成するように、ネットワーク・コントローラ３３に命令する。これを行ったネットワーク・コントローラ３３は、ネットワーク状態記憶装置３１を更新する。「ｎ」個の波長全てを試した後、一次プロセッサ２７が経路ＡＢ上に自由波長を発見しなかった場合には、プロセッサ２７は、二次プロセッサ２９の作動を開始する。

ネットワーク管理システム３に対してなされる接続要求は、２つの形式の接続、すなわち（ｉ）高い優先順位、高品質のサービス、よって再設定不可能な接続、及び（ｉｉ）低い優先順位、相対的に低い品質のサービス、よって再設定可能な接続についてのものであることを理解すべきである。したがって、ネットワーク上の既存の接続は、再設定可能な接続及び再設定不可能な接続両方の混合である。ネットワーク状態記憶装置３１内に含まれる現在のネットワーク使用の記録は、どの現在のネットワーク接続が再設定可能であり、どれが再設定不可能であるかについての情報を含む。
第１のステップにおいては、二次プロセッサ２９が記憶装置３１を調べ、経路ＡＢ内のリンクを含む再設定不可能な接続が、波長ｗ₁についてネットワーク上にあるかどうかを判断する。ある場合には、プロセッサ２９は、経路ＡＢ内のリンクを含む再設定不可能な接続が使用しない波長が見出されるまで、波長ｗ₂などを試す。波長が見出されない場合には、プロセッサ２９は、接続要求を受諾できないことをネットワーク・コーディネータ２１に知らせる。波長ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃が条件を満たさず、波長ｗ₄が条件を満たす最初の波長であると仮定する。

第２のステップにおいて、プロセッサ２９は、経路ＡＢ内のリンクを含む、すなわちリンクｌ₁、ｌ₂、ｌ₃．．．ｌ_mの１つ又はそれ以上を含む波長ｗ₄についての全ての再設定可能な接続のリストを作成する。この接続のリストをｃ₁、ｃ₂、ｃ₃．．．ｃ_pとする。接続ｃ₁、ｃ₂、ｃ₃．．．ｃ_pの各々に関して、プロセッサ２９は記憶装置３１を調べ、接続の全てのリンクが自由波長であるｗ₄以外の波長があるかどうかを判断する。これが全ての場合について見出された場合には、プロセッサ２９は、接続要求を受諾できることをネットワーク・コーディネータ２１に知らせ、（ｉ）全ての接続ｃ₁、ｃ₂、ｃ₃．．．ｃ_pを識別された自由波長に再設定し、（ｉｉ）波長ｗ₄についての要求された新しい接続を形成するように、ネットワーク・コーディネータ・コントローラ３３に命令する。接続ｃ₁、ｃ₂、ｃ₃．．．ｃ_pの１つ又はそれ以上に関して、接続の全てのリンクが自由波長であるｗ₄以外の波長がない場合には、次にプロセッサ２９は、第１のステップに戻り、ｗ₄に続く次の波長ｗ₅を検討する。

プロセッサ２９は、（該プロセッサ２９が波長ｗ₁からｗ₄について行ったように）波長ｗ₅について、経路ＡＢ内のリンクを含む再設定不可能な接続があるかどうかを判断する。波長ｗ₅及びｗ₆がこの条件を満たさず、波長ｗ₇が該条件を満たす次の波長であると仮定する。波長ｗ₇に関して、プロセッサ２９は、再び第２のステップに進み、（波長ｗ₄について該プロセッサが前に行ったように）経路ＡＢ内のリンクを含む波長ｗ₇についての全ての再設定可能な接続を自由波長に再設定することが可能であるかどうかを判断する。可能な場合には、波長ｗ₇についての新しい接続要求を受諾することができる。可能でない場合には、プロセッサ２９は、第１のステップに戻り、波長ｗ₈を検討する。プロセッサ２９は、新しい接続要求を受諾できるまで、又はうまく行かなくて波長ｗ_nを到達するまで、上述の第１のステップ／第２のステップに従う。

ここで、図３の非常に簡単なネットワークに接続を割り当てるための一次及び二次プロセッサ２７、２９の作動について説明する。
図３のネットワークは、４つのネットワーク・ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４及び３つのネットワーク・リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３からなる。各々のリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、波長λ１及びλ２の各々についての接続をサポートすることができる、すなわち前述の「ｎ」は２に等しい。低い優先順位及び高い優先順位の接続が可能である。進行中に低い優先順位の接続を再設定することができる、すなわちそれらの波長をλ１からλ２に切り換えることができ、逆も同様である。高い優先順位の接続を再設定することはできない。

図４は、ある期間にわたる図３のネットワークの変化状態を示す。点線は低い優先順位の接続を示し、実線は高い優先順位の接続を示す。接続には、到着順に番号が付けられる。
ネットワークは、空の状態から始まる。最初に到達する要求（１）は、リンクＬ１上だけの高い優先順位の接続のためのものである。プロセッサ２７は要求を受諾し、該要求を波長λ１に割り当てる。次の要求（２）は、リンクＬ２及びＬ３上の低い優先順位の接続のためのものである。プロセッサ２７は、波長λ１についてこの要求も受諾する。次の要求（３）は、リンクＬ２上の低い優先順位の接続のためのものである。プロセッサ２７は波長λ２についてのこの要求も受諾する（リンクＬ２上の波長λ１は、接続（２）に既に占有されているので、これは唯一の可能な選択である）。この段階で、ネットワークの状態は、ダイアグラム（ｉ）のとおりである。

次に、接続（２）が出発する。別の要求（４）がリンクＬ３上の高い優先順位の接続のためのものとして到着する。プロセッサ２７は、波長λ１についてのこの要求を受諾する。ここで、ネットワーク状態がダイアグラム（ｉｉ）に与えられる。
新しい要求（５）が、リンクＬ２及びＬ３上の低い優先順位の接続のためのものとして到着する。ここで、現在のところ、Ｌ３上のλ１は接続（４）に占有され、Ｌ２上のλ２は接続（３）に占有されるので、プロセッサ２７によって判断される際、即座に利用可能な波長がない。再設定不可能なネットワークにおいては、この段階において、要求（５）を拒否しなければならない。しかしながら、ここで、接続（３）が再設定可能なので、該接続（３）はプロセッサ２９によって波長λ１に変更される（ダイアグラム（ｉｉｉ）を参照されたい）。ここで、プロセッサ２９は、λ２についての要求（５）を受諾することができる（ダイアグラム（ｉｖ）））。

次に、接続（３）が出発する（ダイアグラム（ｖ）を参照されたい）。次に、新しい要求（６）が、Ｌ１及びＬ２上の接続のためのものとして到着する。接続（５）はλ２上のＬ２を遮断し、接続（１）はλ１上のＬ１を遮断する。接続（１）は再設定不可能であり、接続（５）は、これ自体は再設定可能であるが、再設定不可能な接続（４）のために変更することができず、そのためプロセッサ２９は要求（６）を拒否しなければならない。
図１乃至図４に関する上記の説明において、経路は、各々の及びあらゆるネットワーク上の可能な要求される接続に関して予め定められ、波長は、その上に所定の経路上の接続を作るように選択される。再設定可能な接続が再設定された場合には、該接続の経路は変わらず、該接続の波長だけが変わる。本発明が、接続の経路及び波長を選択できる場合にまで及ぶことを理解すべきである。したがって、再設定可能な接続が再設定された場合には、経路及び／又は波長が変わり得る。

図５を参照すると、第２の通信システムが、通信ネットワーク１０１及びネットワーク管理システム１０３を含む。ネットワーク１０１は、経路指定選択を用い、５つのネットワーク・ノード１０５及び１２のネットワーク・リンク１０７を含むその基本的セクションにより表される。各々のリンク１０７は、２つのノード１０５に接続し、１つ又はそれ以上のチャネル（図示せず）からなる。リンク１０７は、同じ数のチャネル又は異なる数のチャネルを有することができる。各々のノード１０５は、そのノードに接続されたリンク１０７間で信号を切り換えるためのスイッチを含む。特に、各々のノードは、該ノードがリンクのチャネル上で受け取る信号を、そのノードに同様に接続されている他の何らからのリンクのいずれかのチャネルに切り換えることができる。各々のノード１０５は、それぞれのクライアント・システム（図示せず）に接続されており、そのクライアント・システムからネットワークに、及び該ネットワークから該クライアント・システムに、信号を切り換えることもできる。ネットワーク管理システム１０３が、ノード１０５の切換えを制御する。

２つのクライアント・システム間のネットワーク１０１上の通信は、該クライアント・システムと関連した２つのネットワーク・ノード１０５間に確立されるべき２つのパスを必要とする。パスは、２つのネットワーク・ノード１０５を接続する一連のリンク１０７を含む。必要とされる２つのうちの１つのパスは、メインパスと呼ばれ、他方はスタンバイ・パスと呼ばれる。この２つのパスは、非接続でなければならない、すなわちリンク１０７は、両方のパスに共通のものにすることができない。各々のパスは、そのパスによって用いられるリンク１０７の各々の上に１つのチャネルだけを使用することを必要とする。パスについての他の様々な必要条件は、メインパス及びスタンバイ・パスが必要とされる状況に適用できることに注意すべきである。例えば、メインパス及びスタンバイ・パスが、２つのエンドノードを除いて、如何なる共通のノードも持たないように要求されることも一般的である。メインパスは再設定可能でない。メインパスは、接続の間中同じままでなければならない。しかしながら、スタンバイ・パスは、再設定可能である。接続の進行中にスタンバイ・パスを変えることができる（しかしながら、該スタンバイ・パスは、メインパスとリンクを共有しないという制限を常に受ける）。

作動において、クライアント・システム、すなわちクライアント・システムＡは、別のクライアント・システム、すなわちクライアント・システムＢへの接続についての要求をネットワーク管理システム１０３に出す。以下にさらに説明されるように、ネットワーク管理システム１０３は、クライアント・システムＡとＢとの間に、上述のようなメインパス及びスタンバイ・パスからなる接続を確立できるかどうかを判断する。確立できない場合には、システム１０３は、要求の拒否を応答する。確立できる場合には、システム１０３は、要求の受諾を応答し、クライアント・システムＡとＢとの間にメインパス及びスタンバイ・パスからなる接続をセットアップするようにノード１０５を構成する。ネットワークから出発する際、クライアント・システムＡは、ネットワーク管理システム３に通知する。

図６を参照すると、ネットワーク管理システム１０３に対する各接続要求が、ネットワーク・コーディネータ１２１によって受け取られ、該ネットワーク・コーディネータ１２１は、該要求を要求メモリ１２３に送り、そこで、該要求は、ネットワーク・リソース・アロケータ・プロセッサ１２５による次の処理のために要求キュー内に保持される。リソース・アロケータ・プロセッサ１２５は、要求を受諾するために割り当てることができるネットワーク・リソースを識別しようとして、接続要求を処理する。この要求は、クライアント・システムＡとＢとの間の接続についてのものである。ここで説明されるように、プロセッサ１２５は、現在のネットワークの使用が与えられた場合に、メインパス及びスタンバイ・パスからなる接続をクライアント・システムＡとＢの間に確立することが可能かどうかを判断する。その点で、ネットワーク状態記憶装置１３１が、現在ネットワーク上にある全てのメインパス及びスタンバイ・パスを含む現在のネットワーク使用の連続的に更新された記録を維持する。
ここで、ネットワーク・リソース・アロケータ・プロセッサ１２５の作動について説明する。
各々の接続は、非接続でなければならないメインパス及びスタンバイ・パスを必要とする。接続の進行中にスタンバイ・パスを再設定することができるが、メインパスを再設定することはできない。

間に接続要求が到達できる各対ｐのエンドポイントの場合には、予め確立された、該エンドポイントを接合する可能なパスのリストＲ（ｐ）をプロセッサ１２５内が格納される。このリストは、好みの順序になっており、例えば、最短のパスが最初である。いずれかのパスｒ∈Ｒ（ｐ）である場合には（∈の意味は、そのメンバーであるということである）、パスｒ’∈Ｒ（ｐ）でなければならず、ｒ及びｒ’は非接続であり、メインパス及びパスバイ・パスは非接続でなければならないという制限のために、他の方法でｒをメインパス又はスタンバイ・パスとして用いることができない。
エンドポイントの対ｐ₁，．．．，ｐ_n、メインパスｒ₁ ^(m)，．．．，ｒ_n ^(m)、及びスタンバイ・パスｒ₁ ^(s)，．．．，ｒ_n ^(s)を有するネットワークにより現在維持されているｎ≧０個の接続があると仮定する。各々のｉについて、ｒ_i ^(m)及びｒ_i ^(s)は非接続であることに注意されたい。エンドポイントｐ₀の対の間の新しい接続についての要求が到達すると仮定すると、プロセッサ１２５は、該新しい接続のためのメインパスの候補として、Ｒ（ｐ₀）内のパスを順番に試す。

図７を参照すると、ここで、接続を、経路指定選択を用いる非常に簡単な通信ネットワークに割り当てるためのネットワーク・リソース・アロケータ・プロセッサ１２５の作動について説明する。
図７（ｉ）のネットワークは、８つのノードを及び１２のリンクを有する。各々のリンクは、１つのチャネルだけを有する。したがって、この場合、接続のメインパス及びスタンバイ・パスがリンクを共有できないという条件は不必要であり、各々のリンクが１つのチャネルだけを有するので、いずれにして２つのパスがリンクを共有することは不可能である。図７は、ある期間にわたるネットワーク・コーディネータの状態の変化を示すものである。点線はスタンバイ・パスを示し、実線はメインパスを示す。

ネットワークは空の状態から始まる。第１の要求は、ノードＡとＢとの間の接続についてのものである。プロセッサ１２５はこの要求を受諾し、割り当てられたメインパスはＡとＢとの間の単一のリンクであるが、スタンバイ・パスは２つのリンクを有し、Ｃを通過する（ダイアグラム（ｉｉ）を参照されたい）。
次に、ノードＢとＤとの間の接続要求が到着する。プロセッサ１２５はこれを受諾する。割り当てられたメインパスは２つのリンクを有し、Ｅを通過するが、スタンバイ・パスは４つのリンクを有し、Ｆ、Ｅ、及びＧを通過する（ダイアグラム（ｉｉｉ）を参照されたい）。

次に、ダイアグラム（ｉｖ）に示されるように、ＡとＢとの間の接続が終了し、ネットワークが終了する。次に、ＤとＦとの間の接続要求が到達する。ノードＦを含む全てのリンクが既に使用されているので、この接続要求に即座に応じることはできない。しかしながら、プロセッサ１２５は、ＢとＤとの間のスタンバイ・パスを再設定し、ダイアグラム（ｖ）における状況を終了させる。次に、ダイアグラム（ｖｉ）におけるように、プロセッサ１２５は、要求されたＤとＦとの間の接続を割り当てる。
次に、ＢとＤとの間の接続が終了し、ダイアグラム（ｖｉｉ）に示されるようにネットワークを終了させる。次の要求は、ＤとＥとの間の接続に関するものである。ＤとＦとの間で用いられるメインパスが再設定可能な場合には、これを変更し、新しい接続を受諾できる。

図５、図６、及び図７に関する上記の説明において、既存の接続を再設定する際、新しい構成は、接続が最初に実施された時に考えられたように該接続を実施する全ての可能な方法より少ない方法から常に選択される（接続が最初に実行された時、該接続のメインパス及びスタンバイ・パスを選択することができ、一方、接続が再設定された場合には、該接続のメインパスは固定され、該接続のスタンバイ・パスだけを選択することができる）。本発明は、通信システムに及び、そこでは、接続を再設定する際、いつもというわけではないが多くの場合、前に利用可能な接続を維持する方法の全てを考慮することを理解すべきである。

図５、図６、及び図７に関する上記の説明において、各々の接続は、メインパス及びスタンバイ・パスからなり、該メインパスを変えず、該スタンバイ・パスの経路だけを変え得るという点で、接続の再設定が制限されている（すなわち、全ての可能な再設定が許容されるわけではない）。本発明は、各々の接続が単一のパスを含み、接続が最初に実施された時に考えられるように該接続を実施する可能な方法の全てより少ない方法から、新しい接続を選択しなければならないという点で、接続の再設定が制限される。例えば、単一パスの接続が最初に実施される際には、該接続がとる経路の選択及び該接続が作る波長の選択の両方がある。しかしながら、接続の再設定を考慮する場合は、波長の変更だけが可能であり、経路を変えることはできない、すなわち接続が最初に実施されると、経路は固定され、その後波長だけを変えることができる。もちろん、その反対も可能である。

図８を参照すると、第３の通信システムが、通信ネットワーク２０１及びネットワーク管理システム２０３を含む。ネットワーク２０１は、波長分割多重方式を用い、３つのネットワーク・ノード２０５及び４つのネットワーク・リンク２０７からなる該ネットワークのブランチの基本的な部品で示される。図８の左右両端への２つのリンク２０７が、ネットワークの残りの部分に接続する。各々のノード５２０は、光空間スイッチ２０９、２つの波長分割マルチプレクサ２１１、及び波長変換装置２１３を含む。各々の装置２１３は、それぞれのクライアント・システム（図示せず）に接続される。

ネットワーク１上の通信２０が、多数の波長「ｎ」の各々において可能である。しかしながら、ネットワークは、「ｎ」個の波長の各々における１つの接続だけをリンク７上でサポートすることができる、すなわち、リンク７上で可能な接続の最大数は「ｎ」である。さらに、２つのクライアント・システム間のネットワーク上の接続は、システム間の所定の組のリンク２０７を占有することになり、その組の全てのリンク上で同じ波長を用いなければならない。

各々の波長変換装置２１３は、（ｉ）ネットワークによる伝送のための信号をそのクライアント・システムから受け取り、かつ（ｉｉ）該ネットワークから受け取った信号をそのクライアント・システムに送る。各々の装置２１３は、（ｉ）そのクライアント・システムから受け取った信号を「ｎ」個の波長のうちの選択された１つの信号に変換し、かつ（ｉｉ）ネットワークから受け取った選択された波長の信号を、そのクライアント・システムに適切な形態の信号に変換する。さらに以下に説明されるように、ネットワーク管理システム２０３は、選択された波長を判断する。各々の光空間スイッチ２０９は、ネットワークにわたって信号を経路指定する。このことは、管理システム２０３の制御下で行われる。このように、各々のスイッチ２０９は、選択された波長信号を、（ｉ）関連した波長変換装置２１３から隣接するネットワーク・ノード２０５に、又は（ｉｉ）隣接するノード２０５から関連した装置１２３に、或いは（ｉｉｉ）１つの隣接するノード２０５から別のものに経路指定する。各々の波長分割マルチプレクサ２１１は、（ｉ）その関連したスイッチ２０９から受け取った共に選択された波長信号を多重化し、かつ（ｉｉ）隣接するノード２０５から受け取った離間して多重化され共に選択された波長信号を多重分離する。

作動において、クライアント・システムすなわちクライアント・システムＡは、別のクライアント・システム、すなわちクライアント・システムＢへの接続についての要求をネットワーク管理システム２０３に出す。以下にさらに説明されるように、ネットワーク管理システム２０３は、クライアント・システムＡとＢとの間の所定のネットワーク経路が、前述の「ｎ」個の波長の何れかで利用可能であるかどうか又は利用可能にできるかどうかを判断する。利用可能でない又はできない場合、システム２０３は、要求拒否を応答する。利用可能である又はできる場合には、システム２０３は、要求受諾を応答し、（ｉ）クライアント・システムＡ及びＢと関連した選択された波長の変換装置２１３に設定し、（ｉｉ）前述の所定の経路上の光空間スイッチ２０９を切り換え、該クライアント・システムＡ及びＢの間に選択された波長の接続を形成する。ネットワークからの出発時に、クライアント・システムＡは、ネットワーク管理システム２０３に通知する。

図９を参照すると、ネットワーク管理システム２０３に対する各接続要求が、ネットワーク・コーディネータ２２１によって受け取られ、該ネットワーク・コーディネータ２２１は、該要求を要求メモリ２２３に送り、そこで、該要求は、ネットワーク・リソース・アロケータ２２５による次の処理のために要求キュー内に保持される。リソース・アロケータ２２５は、要求を受諾するために割り当て得るネットワーク・リソースを識別しようとして、接続要求を処理する。この要求は、２つのクライアント・システムすなわちシステムＡとＢとの間の接続についてのものである。ネットワーク上のクライアント・システム間の各々の及びあらゆる可能な要求された接続に関して、その特定の接続が必要とされる場合に用いられることになる、所定の又は予め割り当てられた１つのネットワーク経路がある。リソース・アロケータ２２５は、これらの所定のネットワーク経路の知識を有し、ここで説明されるように、クライアント・システムＡとＢとの間の、すなわち経路ＡＢの接続に関して予め定められた経路を、所定の現在のネットワーク使用に用い得るかどうかを判断する。この点で、ネットワーク状態記憶装置２３１は、連続的に更新された現在のネットワーク使用の記録を維持する。

接続要求の受信に応答して、一次プロセッサ２２７が格納３１を調べ、前述の「ｎ」個の波長のいずれか１つが経路ＡＢのリンク２０７に全くないかどうかを判断し、すなわち経路ＡＢの１つのリンクは波長を用いない。経路ＡＢ内にｌ₁、ｌ₂、ｌ₃・・・ｌ_mと示される「ｍ」個のリンクがあるとする。「ｎ」個の可能な接続波長をｗ₁、ｗ₂、ｗ₃・・・ｗ_nと示すことにする。プロセッサ２２７が波長ｗ₁で開始し、「ｍ」個のリンク全てを調べ、波長ｗ₁がリンクの１つ又はそれ以上で用いられるかどうかを判断する。用いられる場合には、プロセッサ２２７は、波長ｗ₂などを用いて継続する。いずれかの段階において、使用されていない波長が発見された場合には、プロセッサ２２７は、接続要求を受諾できることをネットワーク・コーディネータ２２１に知らせ、（ｉ）クライアント・システムＡ、Ｂに関連した波長変換装置２１３を自由波長に設定し、（ｉｉ）経路ＡＢ上で光空間スイッチ空間スイッチ２０９を切り換えて、クライアント・システムＡ、Ｂの間に自由波長の接続を形成するように、ネットワーク・コントローラ２３３に命令する。これを行ったネットワーク・コントローラ２３３は、ネットワーク状態記憶装置２３１を更新する。「ｎ」個の波長全てを試した後、一次プロセッサ２２７が経路ＡＢ上に自由波長を発見しなかった場合には、プロセッサ２２７は、二次プロセッサ２２９の作動を開始する。

接続の使用の実際の開始まで、すなわち管理システム２０３が接続を要求したクライアント・システムからこうした開始の通知（「再設定不可能な通知」）を受け取るまで、ネットワークに割り当てられた接続が再設定可能であることを理解すべきである。次に、接続は再設定可能でなくなる。このように、ネットワーク上の既存の接続は、再設定可能な接続及び再設定不可能な接続両方の混合である。ネットワーク状態記憶装置２３１内に含まれる現在のネットワーク使用の記録は、どの現在のネットワーク接続が再設定可能であり、どれが再設定不可能であるかについての情報を含む。
第１のステップにおいては、二次プロセッサ２２９が格納２３１を調べ、経路ＡＢ内のリンクを含む再設定不可能な接続が、波長ｗ₁においてネットワーク上にあるかどうかを判断する。ある場合には、プロセッサ２２９は、経路ＡＢ内のリンクを含む再設定不可能な接続が使用しない波長が見出されるまで、波長ｗ₂などを試す。波長が見出されない場合には、プロセッサ２２９は、接続要求を受諾できないことを、ネットワーク・コーディネータ２２１に知らせる。波長ｗ₁、ｗ₂、ｗ₃が条件を満たさず、波長ｗ₄が条件を満たす最初の波長であると仮定する。

第２のステップにおいて、プロセッサ２２９は、経路ＡＢ内のリンクを含む、すなわちリンクｌ₁、ｌ₂、ｌ₃．．．ｌ_mのうちの１つ又はそれ以上を含む波長ｗ₄についての全ての再設定可能な接続のリストを作成する。この接続のリストをｃ₁、ｃ₂、ｃ₃．．．ｃ_pとする。各接続ｃ₁、ｃ₂、ｃ₃．．．ｃ_pに関して、プロセッサ２２９は格納２３１を調べ、接続の全てのリンクが自由波長であるｗ₄以外の波長があるかどうかを判断する。波長ｗ₁においてネットワーク上にあるかどうかをプロセッサ２２９は、接続要求を受諾できることをネットワーク・コーディネータ２１に知らせ、（ｉ）全ての接続ｃ₁、ｃ₂、ｃ₃．．．ｃ_pを識別された自由波長に再設定し、（ｉｉ）要求された新しい接続を波長ｗ₁上に形成するかどうかを、ネットワーク・コントローラ２３３に命令する。接続ｃ₁、ｃ₂、ｃ₃．．．ｃ_pの１つ又はそれ以上に関して、接続の全てのリンクが自由波長であるｗ₄以外の波長がない場合には、次にプロセッサ２２９は、第１のステップに戻り、ｗ₄に続く次の波長ｗ₅を検討する。

プロセッサ２２９は、（該プロセッサ２２９が波長ｗ₁からｗ₄までについて行ったように）波長ｗ₅についての、経路ＡＢ内のリンクを含む再設定不可能な接続があるかどうかを判断する。波長ｗ₅及びｗ₆がこの条件を満たさず、波長ｗ₇が該条件を満たす次の波長であると仮定する。波長ｗ₇について、プロセッサ２２９は、再び第２のステップに進み、（波長ｗ₄について該プロセッサが前に行ったように）経路ＡＢ内のリンクを含む波長ｗ₇についての全ての再設定可能な接続を自由波長に再設定することが可能であるかどうかを判断する。可能な場合には、波長ｗ₇についての新しい接続要求を受諾することができる。可能でない場合には、プロセッサ２２９は、第１のステップに戻り、波長ｗ₈を検討する。プロセッサ２２９は、新しい接続要求を受諾できるか、又はうまく行かなくて波長ｗ_nを到達するまで、上述の第１のステップ／第２のステップに従う。

ここで、図１０の非常に簡単なネットワークに接続を割り当てるための一次及び二次プロセッサ２２７、２２９の作動について説明する。
図１０のネットワークは、４つのネットワーク・ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４及び３つのネットワーク・リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３からなる。各々のリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、波長λ１及びλ２の各々についての接続をサポートすることができる、すなわち前述の「ｎ」は２に等しい。接続が最初に設定された際に、接続は再設定可能な状態である、すなわち波長をλ１からλ２に切り換えることができ、逆もまた同様である。しばらくした後、接続は再設定可能でなくなる。

図１１は、ある期間にわたる図１０のネットワークの変化状態を示す。点線は再設定可能な状態の接続を示し、実線は再設定不可能な状態の接続を示す。接続には、到着順に番号が付けられる。
ネットワークは、空の状態から始まる。最初に到達する要求（１）は、リンクＬ１上だけの接続のためのものである。プロセッサ２２７は要求を受諾し、該要求を波長λ１に割り当てる。しばらくして、この接続は再設定可能でなくなる。次の要求（２）は、リンクＬ２及びＬ３上の接続に関するものである。プロセッサ２２７は、波長λ１についてのこの要求も受諾する。次に、この接続は再設定可能でなくなる。次の要求（３）は、リンクＬ２上の接続のためのものである。プロセッサ２２７は、波長λ２についてのこの要求も受諾する（リンクＬ２上の波長λ１が接続（２）に既に占有されているので、これは唯一の可能な選択である）。この段階で、ネットワークの状態は、ダイアグラム（ｉ）のとおりである。接続（３）が再設定不可能にならないことに注意されたい。

次に、接続（２）が出発する。別の要求（４）がリンクＬ３上の接続のためのものとして到着する。プロセッサ２２７は、波長λ１についてのこの要求を受諾する。次に、接続（４）が再設定可能でなくなる。ここで、ネットワーク状態がダイアグラム（ｉｉ）に与えられる。接続（３）がまだ再設定不可能になっていないことに注意されたい。
新しい要求（５）が、リンクＬ２及びＬ３上の接続のためのものとして到着する。ここで、現在のところ、Ｌ３上のλ１は接続（４）に占有され、Ｌ２上のλ２は接続（３）に占有されるので、プロセッサ２２７によって判断される際、即座に利用可能な波長がない。再設定不可能なネットワークにおいては、この段階において、要求（５）を拒否しなければならない。しかしながら、ここで、接続（３）が依然として再設定可能な状態にあるので、該接続（３）は、プロセッサ２２９によって波長λ１に変更される（ダイアグラム（ｉｉｉ）を参照されたい）。ここで、プロセッサ２２９は、λ２についての要求（５）を受諾することができる（ダイアグラム（ｉｖ）））。

次に、接続（３）が再設定不可能になる。次に、接続（３）が出発する。ネットワークの状態は、今やダイアグラム（ｖ）におけるとおりである。接続（５）がまだ再設定不可能にならないことに注意されたい。
次に、新しい要求（６）がリンクＬ１及びＬ２上の接続のためのものとして到着する。しかしながら、接続（５）はλ２上のＬ２を遮断し、接続（１）はλ１上のＬ１を遮断する。接続（１）は再設定不可能であり、接続（５）は、これ自体は再設定可能であるが、再設定不可能な接続（４）のために変更することができず、そのためプロセッサ２２９は要求（６）を拒否しなければならない。
上記の説明において、通信システムのネットワーク管理システムが、ネットワークのノードと通信する中央のユニタリ・システムを含む。こうした分散システムの作動がシステムの分散部分間の通信を必要とする場合に、ネットワーク管理システムの機能を、ネットワークのノードの中でうまく分散させることができる。

上述の第１、第２、及び第３の通信システムへの手法を組み合わせ得ることを理解すべきである。第１及び第２の通信システムの手法の組み合わせは、第１の通信システムの各々の再設定可能な接続を、該接続が最初に実施された時に考えられるように該接続を実施する全ての方法より少ない方法で再設定することができる。第１及び第３の通信システムの組み合わせは、能動的な使用が始まるまで全ての接続が再設定可能なものであり、その結果、特定の接続が再設定不可能になるが他の接続は再設定不可能にならず、再設定可能なままである。第２及び第３の通信システムの組み合わせは、能動的な使用が開始するまで全ての可能な接続において接続が再設定可能なものであり、その結果、それらが再設定可能なままであるが、もはや全ての方法において可能というわけではない。

本発明による第１の通信システムの概略的なブロック図である。 図１の通信システムのネットワーク管理システムの概略的なブロック図である。 波長分割多重方式を用いる非常に簡単な通信ネットワーク管理システムを示す。 図２のネットワーク管理システムによる接続の、図３の非常に簡単なネットワークへの割り当てを示す。 本発明による第２の通信システムの概略的なブロック図である。 図５の通信システムのネットワーク管理システムの概略的なブロック図である。 図６のネットワーク管理システムによる接続の、経路指定選択を用いる非常に簡単な通信ネットワークへの割り当てを示す。 本発明による第３の通信システムの概略的なブロック図である。 図８の通信システムのネットワーク管理システムの概略的なブロック図である。 波長分割多重方式を用いる非常に簡単な通信ネットワーク管理システムを示す。 図９のネットワーク管理システムによる接続の、図１０の非常に簡単なネットワークへの割り当てを示す。

Claims (8)

1. ネットワーク・ノード及び前記ネットワーク・ノード間のネットワーク・リンクを含む通信ネットワークと、該ネットワーク・ノード及び前記ネットワーク・リンクを用い、各々についてネットワーク上で実施するための多数の可能な方法がある接続を前記ネットワークに割り当てるためのネットワーク管理システムとからなる通信システムであって、前記ネットワーク管理システムは、接続を該ネットワークに割り当てる際に、その接続を実施するための前記多数の可能な方法のうちの１つを選択し、該ネットワーク上の前記接続についての要求を受諾するか又は拒否するかを決定する際に、再設定された既存の接続又は該再設定された既存の接続の各々について、その接続を実施するための該多数の可能な方法のうちの異なるものを選択することによって、前記要求を適合させ、該ネットワーク上の既存の接続を再設定する選択肢を有し、前記ネットワーク管理システムによる前記再設定が、該ネットワーク上の前記既存の接続の全ての可能な再設定の組のサブセットである１組の可能な再設定に制限されることを特徴とする通信システム。
2. 前記ネットワーク上の前記既存の接続が、再設定可能な接続及び再設定不可能な接続を含み、前記ネットワーク管理システムによる前記再設定が、前記再設定可能な接続だけの再設定に制限されていることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記ネットワーク管理システムが、接続を行う波長を変えることによって、及び／又は前記接続によってとられる経路を変えることによって、再設定可能な接続を再設定することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 前記ネットワーク管理システムが、接続を行う波長を変えることによって、再設定可能な接続を再設定することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
5. 前記ネットワーク上の既存の接続の各々を再設定できるように、前記ネットワーク管理システムによる前記再設定が制限されているが、毎回その接続について可能な全ての方法に制限されているわけではないことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
6. 各々の接続が、メインパス及びスタンバイ・パスを備え、前記ネットワーク管理システムによる前記再設定が、接続の前記スタンバイ・パスだけを変えることができ、前記接続の前記メインパスを変えることはできないという点で制限されていることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
7. 前記ネットワーク上の接続を最初に実施する際に、前記接続がとる経路及び該接続を行う波長の両方を選択することが可能であり、前記ネットワーク管理システムによる前記再設定が、接続の前記経路又は波長だけを変えることができ、両方を変えることができないという点で制限されていることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
8. 前記ネットワーク上の前記既存の接続が、再設定可能な状態と再設定不可能な状態の間で切り換わり、該ネットワーク管理システムによる前記再設定が、該ネットワーク上の前記接続についての前記要求時に再設定可能なそれらの既存の接続だけの再設定に制限されていることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。

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