JP2006080778A

JP2006080778A - 通信パス設定方法

Info

Publication number: JP2006080778A
Application number: JP2004261393A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Suzuki; 雅淑鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】トラフィックを障害から救済することができ、耐障害性能を向上させた通信パス設定方法を提供すること。
【解決手段】規定のルーティングプロトコルを用いて一つの通信パスを設定すると共に、この通信パスに対してLink disjointな迂回用パスのルートをも併せて算出する。その際、設定された通信パス（オリジナルパス）が通過するリンクを除去した論理的なネットワークトポロジを仮定し、このトポロジに基づいて迂回用パスのルートを算出する。さらに、可能であれば迂回用ルートの帯域をオリジナルパスの帯域よりも広くする。ルートが算出できれば、このルートに迂回用パスを設定しても良いし、または当該ルートの帯域を予め予約するに留めておいても良い。
【選択図】図４

Description

本発明は基幹網などに適用される光伝送システムにおいて有限のリソース上に通信パスを設定するための方法に関する。

近年の情報伝送システムでは複数のノードをリンクを介してメッシュ状に接続し、メッシュネットワークを形成することが多い。メッシュネットワークの伝送リソースを複数の通信パスに割り付けるには、ルーティングアルゴリズムによる最適ルート検索の手法が従来から適用されている。

ルーティングアルゴリズムは、例えば帯域幅（通信処理能力）、ノードホップ数（距離）、信頼性（稼働時間率）、伝送遅延などにより指定されるルーティングメトリックを最適化するというポリシーのもとで最適ルートを検索する。この種のアルゴリズムには、比較的大規模なネットワークに用いられるＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）のようなルーティングプロトコルが知られている。

ところで近年では、ノードにおいて光信号を電気信号に変換すること無く光のまま、トランスペアレントに伝送するネットワークが注目されている。この種のネットワークは全光ネットワークと称され、リンク上に複数の論理的な帯域を設けることができる。
既存の全光ネットワークにおいては、送信端ノードと受信端ノードとを繋ぐパスを各リンク上に１つ、または負荷分散のため同じトポロジで複数割り付けるようになっている。しかしながら、全光ネットワークにおいてリンク上、またはパス上でトラフィックの輻そうや伝送路障害などが生じた際にトラフィックを迂回させる機能は知られていない。よって伝送トラフィックは輻そうや障害などの影響をそのまま受けてしまうことになる。

下記特許文献１に、伝送システムにおけるパス設定方法や負荷分散方法が開示される。しかしながらこれらの文献はいずれも全光ネットワークを対象とするものではない。
特開２００１−１９７０７５号公報特開２００１−１９７０７１号公報特開２００１−２４６９９号公報

以上述べたように全光ネットワークにおいてはトラフィックを障害から救済するための手法が提案されていない。
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、トラフィックを障害から救済することができ、耐障害性能を向上させた通信パス設定方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、リンクを介して接続される複数のノードを備える伝送システムに、前記リンクの少なくとも一部のリソースを占有する通信パスを設定するための通信パス設定方法において、設定すべき通信パスのルートを規定のルーティングプロトコルを用いて前記伝送システムの物理的なトポロジに基づき算出する第１算出ステップと、この第１算出ステップにおいて算出されたルートに前記通信パスを設定する設定ステップと、この設定ステップにおいて設定された通信パスの端点ノードを結ぶ迂回用ルートを、前記物理的なトポロジから前記ルートの経由するリンクを除去した論理的なトポロジに基づき算出する第２算出ステップとを具備することを特徴とする通信パス設定方法が提供される。

このような手段を講じることにより、送信端ノードと受信端ノードとを結ぶ通信パスの割り付けにあたり、既存のルーティングプロトコルを用いて設定される１本の通信パスに加え、この通信パスの通過ルートを経由しない別のパス（Link disjointなパス）が、迂回用として併せて設定される。この迂回用パスにはオリジナルの通信パスよりも広い帯域を割り当てるのが好ましい。従って、オリジナルパスに障害や輻そうなどが生じた場合でも、トラフィックを迂回用パスに迂回させることによりこのトラフィックを障害から救済することが可能になる。

本発明によれば、トラフィックを障害から救済することができ、耐障害性能を向上させた通信パス設定方法を提供することができる。

図１は、本発明に係わる光伝送システムの実施の形態を示すシステム図である。このシステムは、光ファイバ１００を介してメッシュ状に接続される複数のノードＡ〜Ｅを備える。光ファイバ１００は例えばシングルモード光ファイバであり、複数の波長光を多重した波長多重光を伝送する。各ノードは光クロスコネクトを備え、各波長光を波長変換すること無くルーティングする。

この種のシステムはいわゆる全光ネットワークと称され、ＩＰ（Internet Protocol）パケットを伝送するパケット通信網などにオーバレイされることが多い。すなわち全光ネットワークは、パケット通信網に収容しきれないトラフィックを収容するために運用されることが多い。パケット通信網のトラフィックが逼迫してくると、クライアントアプリケーションなどにより「パス設定要求」が生成される。全光ネットワークはこのパス設定要求に応じて光パスを生成し、この光パスにＩＰトラフィックを迂回させるための処理を実施する。
なお図１の全光ネットワークにおいて、システム全体を統括する監視制御装置ＭＥを設ける場合もある。監視制御装置ＭＥは一つのノード（図１ではノードＡ）に接続しても良いし、全てのノードＡ〜Ｅに一つずつ個別に接続しても良い。

図２は、図１のシステムに備わる伝送リソースの一例を示す模式図である。図２に示すように、隣接するノード間を接続するリンクＡＢ〜ＤＥは、それぞれ２つの伝送リソースλ１，λ２を持つ。本実施形態では、各リソースを異なる波長とする。これに代えて、時分割多重された複数のタイムスロットのそれぞれを伝送リソースとすることもできる。
波長リソースλ１はＬＢ１の論理的な帯域（Logical Bandwidth）を有し、波長リソースλ２はＬＢ２の論理的帯域を有するとする。すなわち伝送リンクＬｉｎｋＡＢ〜ＤＥはＬＢ１，ＬＢ２を合わせた伝送容量を持つ。

図２のトポロジにおいては、ノードＡ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間、Ｃ−Ｄ間、Ｄ−Ａ間、Ｂ−Ｅ間、Ｃ−Ｅ間、Ｄ−Ｅ間、Ａ−Ｃ間、Ｂ−Ｄ間、および、Ｅ−Ａ間を結ぶ、計１０通りのルート上にパスを設定することが可能である。これは、５つのノードから２つの両端ノードを選択する組み合わせの数に相当する。

［第１の実施形態］
図３は、図２のシステムにおけるパス設定状態の一例を示す図である。図３においてはノードＡ，Ｃを端点としノードＢを経由するオリジナルパスが示される。このパスは既存のルーティングプロトコルに基づいて算出されるルートに沿って設定され、例えば波長リソースλ１すなわち帯域ＬＢ１を占有する。この実施形態では、送信端ノードと受信端ノードとを繋ぐ１つのパス経路と、併せてLink disjointなパス経路とをネットワーク内に割り付けることが可能である場合につき説明する。

図３（ａ）に示すパスは、図３（ｂ）に示すトポロジを基準として、各ノードＡ〜Ｅの自律分散制御、またはＮＭＳの集中制御によりＬＢ１に割り付けられる。この状態から本実施形態では、図４（ａ）点線に示すように、ノードＡ，Ｃ間のLink disjointなルートを算出する。このルートはオリジナルパスの迂回用として用意され、図４（ｂ）に示すトポロジを基準に算出される。図４（ｂ）のトポロジは、図３（ｂ）のトポロジから、オリジナルパスのルートを経由するリンクを除去した論理的なトポロジである。この実施形態では、迂回用ルートが算出されるとこのルートに迂回用パスを直ちに設定するようにする。特に、迂回用パスはオリジナルパスよりも広い帯域（ＬＢ２）に割り付けるようにすると良い。

図５は、図４の状態からノードＡ，Ｃにトラフィックの輻そうが生じた状態を示す図である。そうするとオリジナルパスを通るトラフィックは図５の迂回用パスに迂回され、図６に示すように救済される。図６は図５の状態からトラフィックがProtectionされた状態を示す図である。この状態から例えば規定時間が経過すると、図７に示すように、トラフィックは初期の通信パス割り付け状態へと復旧される。
図８は、図４の状態からオリジナルパス上に障害が生じた状態を示す図である。この場合も同様に、オリジナルパスのトラフィックは図４（ａ）の迂回用パスを用いてProtectionされる。この状態を図９に示す。

さて、Protection期間の長さは予め設定により決められていることが多い。この期間中に本実施形態では、オリジナルパスのトラフィックを復旧させるためのルートをさらに算出するようにする。この過程では、もとのトポロジ（図３（ｂ））から障害区間のリンクを除去したトポロジ（図１０（ｂ））を基準として、例えばＬＢ１に割り付け直される（図１１（ａ）の点線）。

そうしてProtection期間が終了すると、迂回中トラフィックは図１１（ａ）点線ルートに示すルートに戻され（図１２（ａ））、レストレーション（Restoration）が完了する（図１３（ａ））。このときのトポロジは図１３（ｂ）に示される。さらに、Restoration完了ののち、ノードＡ，Ｃ間のLink disjointなパスは図１４（ｂ）のトポロジを基準として算出される、より広帯域のＬＢ２に割り付け直される（図１４（ａ）点線）。図１４（ｂ）のトポロジは、図１３（ｂ）のトポロジから障害の生じたリンクを除去した論理的なトポロジである。

以上述べたように本実施形態では、規定のルーティングプロトコルを用いて一つの通信パスを設定すると共に、この通信パスに対してLink disjointな迂回用パスのルートをも併せて算出する。その際、設定された通信パス（オリジナルパス）が通過するリンクを除去した論理的なネットワークトポロジを仮定し、このトポロジに基づいて迂回用パスのルートを算出する。さらに、可能であれば迂回用ルートの帯域をオリジナルパスの帯域よりも広くする。ルートが算出できれば、このルートに迂回用パスを設定しても良いし、または当該ルートの帯域を予め予約するに留めておいても良い。このようにすることで、トラフィックの輻そうや障害が発生した場合には、迂回用パスにトラフィックを迂回させてプロテクションを実施することが可能になる。すなわち、トラフィックを障害から救済することができ、耐障害性能を向上させた通信パス設定方法を提供することが可能になる。

［第２の実施形態］
この実施形態では、比較のため送信端ノードと受信端ノードとを繋ぐ１つのパス経路に対し、これと併せてLink disjointなパス経路をネットワーク内に割り付けることができない場合につき説明する。

図１５は、図１と異なるトポロジを持つネットワークの一例を示す模式図である。このネットワークは、図２からリンクＡＤ，ＢＥを除いたものに相当し、そのトポロジは図１５（ｂ）に示される。図１５において、ノードＡ，Ｃを端点としノードＢを経由するオリジナルパスが示される。これに対し、ノードＡ，Ｃ間のLink disjointなパスは、図１５（ｂ）の基準トポロジからは算出できない。よってこの場合には、オリジナルパスと同じルートに、より帯域の広い（ＬＢ２）パスが迂回用パスとして確保される（図１６（ａ））。

図１７は、図１６の状態からノードＡ，Ｃにトラフィックの輻そうが生じた状態を示す図である。そうするとオリジナルパスを通るトラフィックは図１６の迂回用パスに迂回され、図１８に示すように救済される。図６は図５の状態からトラフィックがProtectionされた状態を示す図である。この状態から例えば規定時間が経過すると、図１９に示すように、トラフィックは初期の通信パス割り付け状態へと復旧される。
図２０は、図１６の状態からオリジナルパス上に障害が生じた状態を示す図である。この場合にはオリジナルパスのトラフィックを迂回用パスに迂回させることはできず、従ってトラフィックをProtectionすることができない。

なお本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明に係わる光伝送システムの実施の形態を示すシステム図。図１のシステムに備わる伝送リソースの一例を示す模式図。図２のシステムにおけるパス設定状態の一例を示す図。図３の状態からLink disjointなルートが算出された状態を示す図。図４の状態からノードＡ，Ｃにトラフィックの輻そうが生じた状態を示す図。図５の状態からトラフィックがProtectionされた状態を示す図。図６の状態から初期の通信パス割り付け状態にトラフィックが復旧された状態を示す図。図４の状態からオリジナルパス上に障害が生じた状態を示す図。図８の状態からトラフィックがProtectionされた状態を示す図。図９の状態におけるネットワークトポロジを示す図。図１０の状態からRestoration用のルートが算出された状態を示す図。図１１の状態からトラフィックのRestorationが完了した状態を示す図。図１１の状態からトラフィックのRestorationが完了した状態を示す図。図１３の状態からLink disjointなルートが算出された状態を示す図。図１と異なるトポロジを持つネットワークの一例を示す模式図。図１５の状態から迂回用ルートが算出された状態を示す図。図６の状態からノードＡ，Ｃにトラフィックの輻そうが生じた状態を示す図。図１７の状態からトラフィックがProtectionされた状態を示す図。図１８の状態から初期の通信パス割り付け状態にトラフィックが復旧された状態を示す図。図１６の状態からオリジナルパス上に障害が生じた状態を示す図。

符号の説明

Ａ〜Ｅ…ノード、ＭＥ…監視制御装置、ＡＢ〜ＤＥ…リンク、λ１，λ２…伝送リソース、１００…光ファイバ

Claims

リンクを介して接続される複数のノードを備える伝送システムに、前記リンクの少なくとも一部のリソースを占有する通信パスを設定するための通信パス設定方法において、
設定すべき通信パスのルートを規定のルーティングプロトコルを用いて前記伝送システムの物理的なトポロジに基づき算出する第１算出ステップと、
この第１算出ステップにおいて算出されたルートに前記通信パスを設定する設定ステップと、
この設定ステップにおいて設定された通信パスの端点ノードを結ぶ迂回用ルートを、前記物理的なトポロジから前記ルートの経由するリンクを除去した論理的なトポロジに基づき算出する第２算出ステップとを具備することを特徴とする通信パス設定方法。
さらに、前記第２算出ステップにおいて算出された迂回用ルートに迂回用パスを設定する迂回用パス設定ステップと、
前記通信パスに係わる障害を検出する障害検出ステップと、
この障害検出ステップにおいて前記障害が検出された場合に、前記迂回用パスに前記通信パスのトラフィックを迂回させる迂回ステップとを具備することを特徴とする請求項１に記載の通信パス設定方法。
前記第２算出ステップは、前記迂回用ルートを算出したのちこの迂回用ルートを予約ルートとして確保する確保ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信パス設定方法。
さらに、前記通信パスに係わる障害を検出する障害検出ステップと、
この障害検出ステップにおいて前記障害が検出された場合に、前記予約ルートに迂回用パスを設定する迂回用パス設定ステップと、
前記迂回用パスに前記通信パスのトラフィックを迂回させる迂回ステップとを具備することを特徴とする請求項３に記載の通信パス設定方法。
さらに、前記迂回ステップにより前記トラフィックが前記迂回用パスに迂回されたのち、前記設定ステップにおいて設定された通信パスの端点ノードを結ぶ復旧用ルートを、前記論理的なトポロジからさらに前記迂回用ルートの経由するリンクを除去した論理的なトポロジに基づき算出する第３算出ステップを具備することを特徴とする請求項２または４に記載の通信パス設定方法。
さらに、前記障害の復旧を検出する復旧検出ステップと、
この復旧検出ステップにおいて前記復旧が検出された場合に、前記復旧用ルートに復旧用パスを設定する復旧用パス設定ステップと、
前記迂回用パスに迂回されたトラフィックを前記復旧用ルートに復旧させる復旧ステップとを具備することを特徴とする請求項５に記載の通信パス設定方法。