JP2006203400A - 光パス設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 転送経路上でリソースが使用中である場合（輻輳が生じた場合）においても、別経路で高速に光パス設定を実現する。
【解決手段】 各光ノードにおいて他ノードに向けた経路パターンを、別経路で複数パターン用意する。光パス設定要求が生じた際、事前に計算した経路の一つに対して光パス設定要求信号を転送して光パス設定処理を行う。中継ノードにおいてリソースが確保できない場合には、光パスの設定が不可であることを送信ノードに通知して、送信ノードでは事前に計算された別の経路に対して、光パス設定処理を行う。あるいは、事前に計算された複数の経路にほぼ同時に光パス設定要求信号の送信を行い、受信ノードにおいて受信した光パス設定要求信号から一つ選択して、その経路に対してのみ光パスの設定を行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は光通信に利用する。特に、光クロスコネクトを含むフォトニックネットワークに利用する。

従来の光ネットワークにおける光パス設定方法を図１および図２を用いて説明する。図１は従来の光ネットワークである。光ネットワークは複数の光ノードと光ノード間を接続する光ファイバで構成される。光ノードは、光パスの切替えを行う光スイッチ、光パスの波長を変換する波長変換装置、光パスの終端および光パスネットワークと外部ネットワークとの接続を行う光パス終端装置、ノードの管理を行うソフトウェア等で構成される。光クロスコネクト装置（例えば、非特許文献１参照）、フォトニックＭＰＬＳルータ（例えば、非特許文献２参照）は光パスネットワークを構築する光ノードである。

図１は、４つのノードにより構築された光ネットワークであるが、図１においてＮｏｄｅＡからＮｏｄｅＤまで光パスを設定する場合は、ＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＢ→ＮｏｄｅＤの経路で光パスが設定される。

この光パスの設定方法の詳細手順を図２を用いて説明する。まず、ＮｏｄｅＡがパス設定要求を受けると、ＮｏｄｅＡにおいて次に転送するノードであるＮｏｄｅＢの計算を行う。各ノードでは図１に示すような経路情報テーブル（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｔａｂｌｅ）を保持しているが、次ノードの決定には、この経路情報テーブルの参照を行い、宛先ノードであるＮｏｄｅＤから次ノード（ＮｏｄｅＢ）の決定を行う。次ノードが決定すると、次ノードであるＮｏｄｅＢに向けたリソース（ファイバ、波長など）が未使用であることを確認して、未使用のリソースがある場合には、リソースの予約を行う。

そして、ＮｏｄｅＡから次ノードであるＮｏｄｅＢに向けて、パス設定要求信号を発信する。ＮｏｄｅＢにおいてパス設定要求信号を受信すると、次に転送するノードであるＮｏｄｅＤの計算を、経路情報テーブルの参照により行う。その後、使用するリソース（ファイバ、波長など）の予約を行い、次ノードであるＮｏｄｅＤに向けてパス設定要求信号を発信する。

パス設定要求信号が宛先ノードであるＮｏｄｅＤまで到着して、リソースの確保が完了した後、パス設定要求信号が転送されてきた経路を、送信ノードであるＮｏｄｅＡに向けてパス設定完了信号を転送する。送信ノードであるＮｏｄｅＡにおいてパス設定完了信号を受信すると、光パスの設定が完了する。ここで、光パス設定要求信号、光パス設定完了信号の転送は、ＧＭＰＬＳシグナリングであるＲＳＶＰ−ＴＥ（例えば、非特許文献３参照）の場合にはＰＡＴＨメッセージ、ＲＥＳＶメッセージに相当する。

上記パス設定方法では、経路の計算において、各ノードでパス設定要求信号に含まれる光パスの受信ノード情報を基に、次に転送するノードを決めている（Ｈｏｐ−ｂｙ−ｈｏｐ Ｒｏｕｔｉｎｇ）。次ノードの決定には経路情報テーブルを参照して決めている。このＨｏｐ−ｂｙ−ｈｏｐ Ｒｏｕｔｉｎｇ方式とは別に、パス設定要求信号にパスの経路情報を含めることにより、送信側で指定した経路のパスを設定する方法もある（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｒｏｕｔｉｎｇ）。Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｒｏｕｔｉｎｇ方式では、送信ノードにおいてネットワーク全体のトポロジ情報を保持しており、そのトポロジ情報より受信ノードに向けた経路の計算を行う。この経路の計算方法としてＤｉｊｋｓｔｒａ法（例えば、非特許文献４参照）がある。

Ｓ．Ａｉｓａｗａ，ｅｔ ａｌ，"Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｐａｔｈ ｃｒｏｓｓｃｏｎｎｅｃｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ｕｓｉｎｇ ｐｌａｎａｒ−ｌｉｇｈｔｗａｖｅ−ｃｉｒｃｕｉｔ−ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ"，ＩＥＥＥ，Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｍａｇａｚｉｎｅ，ｐｐ．５４−５７，ｖｏｌ．４１，ｎｏ．９，２００３． Ａ．Ｗａｔａｎａｂｅ，ｅｔ ａｌ．，"Ｐｈｏｔｏｎｉｃ ＭＰＬＳ ｒｏｕｔｅｒ ｔｏ ｃｒｅａｔｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ａｂｕｎｄａｎｔ ＩＰ ｎｅｔｗｏｒｋ"，ＩＥＥＥ，Ｊ．ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｐｐ２８５１−２８６２，ｖｏｌ．２１，２００３． Ｄ．Ａｗｄｕｃｈｅ，ｅｔ ａｌ．，“ＲＳＶＰ−ＴＥ：Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｔｏ ＲＳＶＰ ＬＳＰ ｔｕｎｎｅｌｓ，”ＲＦＣ３２０９，Ｄｅｃ．２００１． ＭｃＱｕｉｌｌａｎ，Ｊ，ｅｔ ａｌ．，"Ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ＡＲＰＡＮＥＴ，"ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．２８，Ｍａｙ１９８０，Ｐａｇｅｓ：７１１−７１９

光パスの設定を高速に行う場合には、経路の決定に関して以下の点が問題になる。

Ｈｏｐ−ｂｙ−ｈｏｐ Ｒｏｕｔｉｎｇに基づいた従来の光パス設定においては、各ノードにおける経路計算は、経路情報テーブル（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｔａｂｌｅ）の参照のみであり時間がかからないが、次ノードへのリソース（ファイバ、波長など）が全て使用中である場合には、光パスの設定を行うことができない。

また、リソース使用中による光パス設定失敗を防ぐため、リソースの使用状況を随時、経路情報テーブルに反映させて、光パス設定時には常に空きリソースがある経路を導出できるようにする方法もあるが、この方法は新しい経路情報テーブルの計算に時間が費やされる。経路情報テーブルの計算の一例としてＲＩＰのＢｅｌｌｍａｎ−Ｆｏｒｄアルゴリズムがあるが、経路情報テーブルの収束に時間がかかる。

Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｒｏｕｔｉｎｇに基づいた従来の光パス設定においては、送信ノードにおいて経路の計算を行うが、ネットワークトポロジ情報から経路の計算を行うには時間が費やされる。また、さらに、計算された経路の途中の区間において、リソースが全て使用中の場合は光パスの設定ができない。また、経路上のリソースの使用状況を送信ノードに通知して、ネットワークトポロジに反映させる方法があるが、時々刻々と光パスが変化するネットワークでは非現実的である。

以上、述べたように、時々刻々と光パスの接続形態が変化するネットワークにおいて、光パスの設定を高速に行うことは難しい。特に、転送経路上でリソースが使用中である場合（輻輳が生じた場合）、リソースを使用していない別経路において高速に光パスを設定することができない。

本発明は、このような背景に行われたものであって、転送経路上でリソースが使用中である場合（輻輳が生じた場合）においても、別経路で高速に経路設定可能な、高速光パス設定方法を実現するものである。

以下の手段により、上記課題の解決を行う。
（１）各光ノードにおいて、他ノードに向けた経路パターンを、別経路で複数パターン用意する。通常、この経路は光パス設定の要求がある前に事前に計算しておく。
（２）光パス設定要求が生じた際、事前に計算した経路の一つに対して光パス設定要求信号を転送して光パス設定処理を行う。中継ノードにおいてリソースが確保できない場合には、光パスの設定が不可であることを送信ノードに通知して、送信ノードでは事前に計算された別の経路に対して、光パス設定処理を行う。
（３）（２）の代わりに、事前に計算された複数の経路にほぼ同時に光パス設定要求信号の送信を行い、受信ノードにおいて受信した光パス設定要求信号から一つ選択して、その経路に対してのみ光パスの設定を行う。

上記の手段により主経路でリソースが使用中である場合（輻輳が発生した場合）でも、異経路において光パスを設定することが可能になる。かつ、時間を費やす異経路の計算を事前に行っているため、異経路での光パス設定も高速に行うことができる。この方法はさらに以下の手順を行うことによって別の効果を得ることができる。

（４）事前に計算された複数の経路パターンに対して、光パス設定要求が生じた際に一番目に光パス設定を試みる経路パターンを光パス設定要求毎に変えることで、ネットワーク上において局所的に光パスが設定されることを防ぐことができる。

（５）事前に計算を行う経路パターンにおいて、経路の一部に対して事前に計算を行わず、Ｈｏｐ−ｂｙ−ｈｏｐ Ｒｏｕｔｉｎｇ等の別のルーティング方式を用いることにより、事前に計算する経路の計算負荷を減らすとともに、送信ノードで保持する経路パターン情報の量を減らすことができる。

（６）各ノードにおける光パスの設定情報を各ノードで別々に管理する分散ネットワークだけでなく、ネットワーク全体の光パスの設定情報を一元的に管理する集中管理ネットワークの場合においても、（１）から（５）までと同様の手順を行うことにより、同じ効果を得ることができる。

すなわち、本発明は、光パスの終端または切替え手段を有する複数の光ノードと、これら複数の光ノード間を接続する光ファイバとを備えたフォトニックネットワークに適用され、送信ノードから受信ノードまでの光パスを設定する光パス設定方法である。

ここで、本発明の特徴とするところは、前記光ノードでは、光パスの設定要求の有無に関わらず自ノードから他ノードまでの経路パターンを２つ以上計算して経路データベースに保持しておき、自ノードに光パス設定要求が到着または自ノードから光パス設定要求が発生した際には、当該経路データベースに保持している経路パターン情報を基に、まず、一つ目の経路で光パスの確立の試みを行い、確立に失敗したときには二つ目、三つ目、それ以降の経路と順次光パス設定の試みを行うところにある。

このときに、光パスの確立を行う際に、事前に計算された経路パターンを試行する順番について、一意に決めることなく光パスの確立を行う毎に変更することができる。

あるいは、本発明は、光パスの終端または切替え手段を有する複数の光ノードと、これら複数の光ノード間を接続する光ファイバとを備えたフォトニックネットワークに適用され、送信ノードから受信ノードまでの光パスを設定する光パス設定方法である。

ここで、本発明の特徴とするところは、前記光ノードでは、光パスの設定要求の有無に関わらず自ノードから他ノードまでの経路パターンを２つ以上計算して経路データベースに保持しておき、自ノードに光パス設定要求が到着または自ノードから光パス設定要求が発生した際には、当該経路データベースに保持している経路パターン情報を基に、複数の経路に対してほぼ同時に光パス設定の試みを行うところにある。

このときに、複数の経路に対してほぼ同時に光パス設定の試みを行った結果、いずれか２以上の経路に対する光パス設定が成功したとき、あるいは、成功の見込みが立ったときには、最初に光パス設定に成功した光パス、あるいは、成功の見込みが立った光パスを選択することができる。

あるいは、予め複数の経路パターンに対して優先順位が設けられ、複数の経路に対してほぼ同時に光パス設定の試みを行った結果、いずれか２以上の経路に対する光パス設定が成功したとき、あるいは、成功の見込みが立ったときには、前記優先順位の高い経路パターンに相応する光パスを選択することができる。これにより、光パスの接続形態が時々刻々変化するネットワークにおいても、可能な限りユーザの希望に沿った光パスの高速設定が可能になる。

また、前記経路データベースに保持する経路パターン情報の一部の区間の経路については、光パス設定時に計算することができる。

また、各経路パターンに対してその経路パターンを示すラベルが設けられ、各ノードでは、前記経路データベースに保持される経路パターン情報に代えて、自分のノードを通過する経路パターンについてこのラベルと次に転送するノードの情報とを当該経路データベースに保持しておき、光パス確立時に経路を参照する際には当該経路データベースからこのラベルを基に次に転送するノードを参照することができる。

これによれば、ネットワーク規模が大きくなり光パスの通過ノード数が多くなると、経路情報が大きくなり、ノード間を転送する光パス設定要求信号のデータサイズが大きくなるが、経路パターン情報の代わりに、経路ラベルを用いることで、光パス設定要求信号のデータサイズを小さくすることができる。さらに、経路データベースに記録されるデータサイズも小さくすることができるため、メモリリソースを有効利用することができる。

また、本発明の光パス設定方法において前記光ノードが実行する光パス設定手順を、フォトニックネットワークを集中的に制御および管理する集中管理ノードが統括的に実行することもできる。

本発明によれば、光パスの経路の途中でリソースが全て使用中の場合でも、別の経路を用いて光パスを確立することができる。さらに、この際、経路の計算または再計算に要する時間を節約することができるため、光パスを高速に確立することができる。

（第一実施例）
第一実施例を図３および図４を用いて説明する。図３は本発明第一の実施形態の光ネットワーク構成図である。光ネットワークは複数の光ノード、および光ノード間を接続する光ファイバで構成される。光ノードには光クロスコネクト、フォトニックＭＰＬＳルータ等が相当する。

光ノードは、光パスの切替えを行う光スイッチ、光パスの終端および光ネットワーク内とネットワーク外部との接続を行う光パス終端装置、光パスの波長の変換を行う波長変換装置、光パスの制御を行うノード管理装置等で構成される。

本光ネットワーク構成については図１に示す従来の光ネットワーク構成図と同一である。従来の光ネットワークと異なる点は、各光ノードにおいて、宛先ノードまでの経路を各宛先ノードに対して２つ以上もった経路データベースがある点と、それを用いた光パスの設定方法とが異なる。

図３にはＮｏｄｅＡ〜Ｄでそれぞれ保持する経路の経路データベースを示している。例えば、送信ノードであるＮｏｄｅＡに対して、ＮｏｄｅＢ，Ｃ，Ｄが受信ノードになる可能性があるが、その各受信ノード毎に経路パターン情報を複数パターン事前に計算しておき、経路データベースに保持しておく。ここで２つ以上の経路の計算方法としては、ネットワークのトポロジ情報から経路を計算する制約条件付きのＤｉｊｋｓｔｒａ法による計算方法がある。受信ノードがＮｏｄｅＤの場合、ＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＢ→ＮｏｄｅＤと、ＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＣ→ＮｏｄｅＤの２つの経路パターン情報が保持されている。

図３では経路パターンが２つのみであるが、ＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＢ→ＮｏｄｅＣ→ＮｏｄｅＤの経路パターンを加えるように、経路パターンが３つ以上あってもよい。

以下、ＮｏｄｅＡからＮｏｄｅＤに光パスを設定する場合について説明する。従来のフォトニックネットワークでは光パスの経路はＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＢ→ＮｏｄｅＤと一意的に決まるが、本発明では、ＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＢ→ＮｏｄｅＤの経路で輻輳が生じた場合（リソースが使用中である場合）、ＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＣ→ＮｏｄｅＤの経路で光パスの設定を行う。

図４は、光パスを設定する際のシーケンスについて示している。ＮｏｄｅＡに対して、ＮｏｄｅＡからＮｏｄｅＤに向けた光パスの設定要求があると、送信ノードでは事前に計算した受信ノードへの経路パターン情報を参照する。参照された２つ以上の経路の中で、まず１番目の経路（第一経路）に対して光パスの設定を試みる（第一経路設定フェーズ）。送信ノードでは経路情報に含まれる次に転送するノード情報を基に、波長・ファイバ等のリソースが空いているか否か確認を行い、リソースが空いていればリソースの予約をした後、次のリソースにパス設定要求を転送する。ここでパス設定要求の信号には、経路情報も含めて転送する。

次のノードでも、パス設定要求信号に含まれる経路情報を基に、リソースに空きがあるか確認を行い、リソースが空いていればリソースの予約を行い、次のノードに転送する。全てのノードにおいてリソースに空きがあり、パス設定要求信号が受信ノードに到達すれば、光パスを確立することが可能となり、光パス設定要求ＡＣＫを受信ノードから送信ノードに向けて転送することになる。

図４では途中のノードでリソースに空きが無い場合のシーケンスを示している。中継ノードで空きリソースが無い場合には、前のノードに向けてパス設定要求のＮＡＣＫ信号を転送する。パス設定要求ＮＡＣＫ信号を受信したノードではリソースの予約を開放して、さらに前のノードに向けてパス設定要求ＮＡＣＫ信号を転送する。

送信ノードにおいてパス設定要求ＮＡＣＫ信号を受信すると別経路での光パスの確立を試みる。ここでは、事前に計算された経路パターン情報の参照を行い２番目の経路パターン情報を基に再度光パス確立の試みを行う（第二経路設定フェーズ）。２番目の経路において光パス確立が不可の場合、３番目の経路、４番目の経路と順次事前に計算された経路情報を基に光パス確立を試みる。

以上のような光パス設定を行うことで以下の利点がある。時々刻々と光パスの設定状態が変化するネットワークにおいては、経路の途中において輻輳のため（波長、ファイバ等のリソースが使用中であるため）光パスを確立できない可能性がある。しかし、本実施例を行うことにより、第一経路で輻輳が発生した場合（リソースが使用中の場合）でも、別経路で光パスを確立することができる。なおかつ、時間を要する別経路の計算は事前に完了しているため、光パス設定時は経路計算に時間を要することなく高速に光パスを設定することができる。

本実施例は、送信ノードにおいて全宛先ノードに対する経路情報を保持・管理しているため、以下の利点がある。本実施例はネットワークトポロジが変化した場合に対して柔軟に対応できる利点を持っている。新たにノードが増設、あるいは減設、または、ノード間の接続状況（ファイバ接続状況）の変更のようにネットワークトポロジが変化した場合には、送信ノードから宛先ノードに対する経路情報を変更する必要がある。この場合には、経路の計算においては、各ノードにおいてそれぞれ自ノードから送信する場合の経路のみを計算すればよい。

つまり、ノード数Ｎのネットワークの場合には、送信ノード、宛先ノードの組み合わせはフルメッシュ構成でＮ（Ｎ−１）通りの組み合わせがあり、経路の計算量は多くなるが、各ノードにおいて（Ｎ−１）通りの組み合わせのみを計算すればよく、各ノードで分散して計算を行うことができる。

また、後述する第五実施例で説明するように、各ノードにおいて自ノード発の経路の経路パターン情報を全て持つのではなく、自ノードを通過する全経路パターンの次に転送するノード情報のみを保持する方法もあるが、第五実施例では、ネットワークトポロジの変更後、送信ノード・宛先ノードの全組み合わせに対する経路を計算した後、その経路パターン情報を全ノードに通知する必要がある。つまり、各ノードにおいて自分が送信ノードの場合の経路パターンを計算後、計算結果をその経路上の通過ノード・宛先ノードに対して通知する必要がある。それに対して、本実施例では、経路パターンの計算結果を他のノードに通知する必要が無いため、各ノードで保持する経路データベースの作成が簡単にできる利点があり、ネットワークトポロジの変化に対して簡単に対応することができる。

（第二実施例）
第二実施例を図５を用いて説明する。図５は本発明第二実施例において、光パスを確立する場合のシーケンスについて示している。光ネットワーク構成図は第一実施例を示す図３と同一である。異なるのは光パスの設定シーケンスが異なる。

光パスの設定要求があると、送信ノードでは、設定要求の受信ノード情報を基に事前に計算された経路データベースから複数の経路パターン情報を参照する。ここまでは、第一実施例と同一である。異なるのは、光パスの設定手順である。第一実施例では、複数パターンある経路に対して順番に光パス設定の試みを行ったのに対して、第二実施例では複数パターンある経路に対してほぼ同時に光パス設定を試みる。

つまり、第一経路に対して空きリソースの確認およびリソースの予約を行った後、パス設定要求信号を次ノード（ＮｏｄｅＢ）に向けて送信するが、ほぼ同時に第二経路に対しても空きリソースの確認、リソース予約、および次ノード（ＮｏｄｅＣ）にパス設定要求信号の送信を行う。

ここでほぼ同時に光パス設定を試みるのは２経路だけでなく、３つ以上の経路に対して行ってもよい。中継ノードでは、パス設定要求信号受信後、リソースに空きがあるか否か確認した後、空きがある場合には次ノードに向けてパス設定要求信号を送信する。空きが無い場合には前ノードに向けてパス設定要求ＮＡＣＫを送信する。受信ノードでは、複数パターンの経路で転送されてきたパス設定要求信号を受信する。

複数の経路においてパスの確立が可能な場合には、複数の経路の中から一つ選択する。この選択方法には、最初に光パス設定に成功した光パス、あるいは、成功の見込みが立った光パスを選択する方法と、予め複数の経路パターンに対して優先順位が設けられ、優先順位の高い経路パターンに相応する光パスを選択する方法とがある。

具体的には、受信ノードにおいて、最初に転送されてきたパス設定要求信号を選択する方法、複数の経路パターンに優先順位を付け、受信ノードにおいて、優先順位の高い光パス設定要求信号を選択する方法がある。受信ノードでは、選択された経路パターンに対してはパス設定要求ＡＣＫを送信ノードに向けて送信するが、それ以外の経路パターンに対してはパス設定要求信号ＮＡＣＫを送信ノードに向けて送信を行い、中継ノードにおいては、リソース予約を開放しながらパス設定要求ＮＡＣＫ信号を送信ノードに向けて転送することになる。

本実施例を行うと以下の利点がある。第一実施例では、第一経路パターンで光パスの確立に失敗した場合に、別の経路パターンで光パスの確立を行うことを高速に行うことができるが、送信ノードと受信ノードとの間を転送する光パス要求信号とＡＣＫ信号との往復分の時間がかかる。これは光ファイバ１００ｋｍの往復の場合には、約１ｍｓのオーダである。第二実施例では、この往復時間が削除できるため第一実施例よりも高速に光パスの設定を行うことができる。

また、経路パターンに優先順位を設けることにより、光パスの接続形態が時々刻々変化するネットワークにおいても、可能な限りユーザの希望に沿った光パスの高速設定が可能になる。

（第三実施例）
第三実施例を図６を用いて説明する。図６は本発明第三の実施形態における光パス設定方法の経路パターンの選択方法を示している。比較のために、第一実施例の経路パターンの選択方法を併せて示す。第一実施例では、光パス設定の際、まず、第一経路パターンについて光パスの確立の試行を行い、光パス設定が不可の場合には、第二経路パターンについて光パスの確立の試行を行う。つまり、第一実施例では複数ある経路パターンについて試行順序が一意的に決まっているが、第三実施例では、ここの経路パターンの選択方法が異なっている。図６はこの経路パターンの選択方法を示している。以下詳細を述べる。

ある送信ノードに対してパス設定要求があると、まず、経路パターンの試行順序を決める。この試行順序を決定する方法としては、（１）第一経路パターン→第二経路パターン（２）第二経路パターン→第一経路パターンという二つの試行順序に対して、（ｉ）パス設定要求が出る毎に交互に選択する方法、（ｉｉ）乱数により選択する方法、（ｉｉｉ）パス設定要求が出る毎に比重を付けて順番に選択する方法、例として（１）（１）（２）のように２：１の比で選択する方法がある。経路パターンの試験順序が決定すればあとは第一実施例と同様に順次光パスの設定を試みる。

このように経路パターンの試行方法を一つに決めない利点は以下のとおりである。例えば、図３のようなネットワークの場合に、ＮｏｄｅＡからＮｏｄｅＤに光パスを設定する場合に、第一経路はＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＢ→ＮｏｄｅＤ、第二経路はＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＣ→ＮｏｄｅＤである。リソースが空いている可能性が高い場合には、第一実施例の方法では、第一経路に主に光パスが確立され、第二経路に対して光パスが確立される可能性は少なくなる。

このような状況において、ＮｏｄｅＢからＮｏｄｅＤに光パスを確立する場合は、ＮｏｄｅＡからＮｏｄｅＤに確立された光パスと競合を起こす可能性が高いが、一方、ＮｏｄｅＣからＮｏｄｅＤに光パスを確立する場合は、ＮｏｄｅＡからＮｏｄｅＣ経由でＮｏｄｅＤに確立される光パスと競合を起こすが、可能性としては小さく不公平性を招くことになる。

この点において、第三実施例の方法で行うと、ＮｏｄｅＡからＮｏｄｅＤに確立される光パスは、第一経路と第二経路が分散されるため、ＮｏｄｅＢからＮｏｄｅＤに光パスを確立する場合と、ＮｏｄｅＣからＮｏｄｅＤに光パスを確立する場合とＮｏｄｅＡ−ＮｏｄｅＤ間の光パスとの競合の確立が均等になり、不公平性を防ぐことになる。

（第四実施例）
第四実施例を図７を用いて説明する。図７は本発明第四の実施形態における光パス設定方法を行うネットワーク構成図を示している。ＮｏｄｅＡでは光パス設定要求を受け付ける前に、各宛先ノードに向けた経路を複数パターン事前に計算を行い、経路データベースとして保持しておく。第一実施例と異なる点は、第一実施例においては、ＮｏｄｅＡからＮｏｄｅＤまでの経路において中継ノードの情報を全て経路データベースとして保持していたが、第四実施例では、中継ノードの一部を経路データベースとして保持しない方法である。

つまり、図７において、ＮｏｄｅＡからＮｏｄｅＤまでの経路パターンとして、第一経路はＮｏｄｅＡ→Ｂ→Ｇ→Ｅ→Ｄとなるが、途中ＮｏｄｅＢからＮｏｄｅＥまでの経路パターン情報を持たずにＮｏｄｅＡ→Ｂ→Ｅ→ＤとしてＮｏｄｅＡの経路データベースに記録しておく。以下、ＮｏｄｅＡからＮｏｄｅＤに光パスを設定する方法を説明する。

第一経路パターンで光パスの設定を試みる場合には、経路パターン情報はＮｏｄｅＡ→Ｂ→Ｅ→Ｄとなるが、ＮｏｄｅＡでは経路パターン情報により次ノードのＮｏｄｅＢを決定する（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｒｏｕｔｉｎｇ）。次にＮｏｄｅＢからＮｏｄｅＥであるが、経路パターン情報では途中の経路は指定していない（Ｈｏｐ−ｂｙ−ｈｏｐ Ｒｏｕｔｉｎｇ）。したがって、本発明とは別のＲｏｕｔｉｎｇ方式を用いて経路の決定を行う。

例えば、Ｓｔａｔｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇを行っている場合では、Ｓｔａｔｉｃ ＲｏｕｔｉｎｇのＲｏｕｔｉｎｇ Ｔａｂｌｅ情報を基に経路の決定を行い、ＮｏｄｅＢ→Ｇ→Ｅの経路が決定される。そして、ＮｏｄｅＥからＮｏｄｅＤの間では再度、経路データベースの値を基に経路の決定を行う（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｒｏｕｔｉｎｇ）。パス設定要求信号にＧＭＰＬＳシグナリングであるＲＳＶＰを用いた場合には、経路パターン情報としてＨｏｐ−ｂｙ−ｈｏｐ ＲｏｕｔｉｎｇとＥｘｐｌｉｃｉｔ Ｒｏｕｔｉｎｇを組み合わせることができる。

このように、事前に計算された経路を指定する区間と、経路を指定しない区間とを組み合わせることによって以下の利点がある。ネットワーク上のノード数が多い場合や、中継（通過）ノード数が多い場合、経路の計算も複雑になり、また、経路データベースも大きくなる。途中区間の一部をＳｔａｔｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇ等の別の簡単なＲｏｕｔｉｎｇ方式により行うことで、経路パターンの事前計算の負荷を小さくすることができ、なおかつ、経路データベースの大きさを減らすことができるようになる。つまり、ネットワーク規模が大きくなった場合に適している方法である。

（第五実施例）
第五実施例を図８を参照して説明する。図８は本発明第五の実施形態の光ネットワーク構成図である。第一実施例を説明する図３の光ネットワーク構成図と異なる点は、図３では各ノードにおいて、自ノードから宛先ノードに対する複数の経路を経路データベースとして保持していたのに対し、本実施例では、経路パターンに対して経路ラベルを決め、各ノードでは、その経路ラベルに対して、その経路上で次に転送するノードの情報のみを経路データベースとして保持する点が異なる。以下、本実施例の詳細を説明する。

発信ノードＡ、宛先ノードＤの複数の経路パターンに対するラベルをＡＤ１、ＡＤ２、ＡＤ３、…のように定義する。経路ラベルＡＤ１の経路はＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＢ→ＮｏｄｅＤであるため、ＮｏｄｅＡにおいては経路ラベルＡＤ１に対して次ノードであるＮｏｄｅＢの情報を、ＮｏｄｅＢにおいては経路ラベルＡＤ１に対して次ノードであるＮｏｄｅＤの情報をそれぞれ経路データベースに保持する。

そして別の経路パターンである経路ラベルＡＤ２は経路ＮｏｄｅＡ→ＮｏｄｅＣ→ＮｏｄｅＤであるため、ＮｏｄｅＡにおいては経路ラベルＡＤ２に対して次ノードＮｏｄｅＣを、ＮｏｄｅＣにおいては経路ラベルＡＤ２に対して次ノードＮｏｄｅＤを経路データベースに保持する。そして、各ノードではこれら各経路ラベルに対応する次ノードの情報を保持する。この経路データベースの作成は、光パスの設定の要求の有無に関わらずに作成する。

光パスの設定の要求が出た際には、以下のシーケンスにより光パス設定を行う。まず、発信ノードにおいては、宛先ノードに対してどの経路パターンを選択するか決め、経路ラベルを決める。発信ノードでは、宛先ノードに対して、選択可能な経路ラベルの情報を保持する必要がある。例えば、ＮｏｄｅＡでは、宛先ＮｏｄｅＤに対して、経路ラベルＡＤ１、ＡＤ２から選択可能である。第一実施例では、経路パターンに対して経路パターン情報全てを保持していたのに対し、本実施例では経路ラベルのみを保持している点が異なっている。

さらに、発信ノードでは、経路ラベルに対して次に転送するノードの情報を経路データベースとして保持しているため、第一実施例と同じ方法で、次のノードに向けて光パスの確立を試行することができる。このとき、次ノードに向けて送信した光パス要求信号には、経路ラベルの情報を入れる。

第一実施例では確立を試行している光パスの経路パターンの情報全てを入れていたが、本実施例では経路パターン情報は入れず、その代わりに経路ラベルを入れる。中継ノードが光パス要求信号を受信すると、その信号経路ラベルの情報を基に、経路データベースから次に転送するノードを決め、第一実施例と同じ方法により次ノードに向けて光パス確立を試行する。

このように、経路ラベル情報を用いると以下の利点がある。ネットワーク規模が大きくなり光パスの通過ノード数が多くなると、経路パターン情報が大きくなり、ノード間を転送する光パス設定要求信号のデータサイズが大きくなる。本実施例のように経路パターン情報の代わりに、経路ラベルを用いることで、光パス設定要求信号のデータサイズを小さくすることができる利点がある。さらに、経路データベースに記録されるデータサイズも小さくすることができるため、メモリリソースを有効利用することができる。

（第六実施例）
第六実施例を図９を用いて説明する。図９は本発明第六の実施形態における光パス設定方法を行うネットワーク構成図を示している。第一〜第五実施例では、光パスネットワーク全体の光パス接続状況を管理するノードが無く、各ノードがそれぞれ自分のノードに関連する光パスのみを管理する分散管理型のネットワークであったが、第六実施例では、光パスネットワーク全体の光パス接続状況を管理する集中管理ノードが存在する。この集中管理ノードは各ノードと制御系の通信線で接続されている。

この構成において光パスを設定する場合には以下の方法で行う。送信ノードから集中管理ノードに向けて光パス設定要求信号の送信を行う。集中管理ノードでは、送信ノードと受信ノードの情報から、事前に計算された経路パターン情報の参照を行い、経路上のリソース利用状況と比較をして光パスの確立の可否の判定を行う。

光パスの確立が不可の場合には事前に計算されている別の経路パターンで光パスの確立の可否の判定を行う。光パスの確立が可能である場合には、経路上の各ノードに向けて光パスの設定要求を行い、光パス設定が完了すると集中管理ノードから送信ノードに向けて光パス設定要求のＡＣＫを通知する。

このように、集中管理ネットワークにおいても、本発明のように事前に経路を複数パターン計算しておくことで、高速に光パスを設定することが実現できる。

本発明によれば、光パスの経路の途中でリソースが全て使用中の場合でも、別の経路を用いて光パスを確立することができる。さらに、この際、経路の計算または再計算に要する時間を節約することができるため、光パスを高速に確立することができる。これにより、ネットワークユーザおよび管理者の双方にとって利便性の高いネットワークを実現することができる。

従来のフォトニックネットワークを示す図。 従来のパス設定方法を示すシーケンス図。 第一実施例のフォトニックネットワークを示す図。 第一実施例のパス設定方法を示すシーケンス図。 第二実施例のパス設定方法を示すシーケンス図。 第三実施例のパス設定方法を示すシーケンス図。 第四実施例のフォトニックネットワークを示す図。 第五実施例のフォトニックネットワークを示す図。 第六実施例のフォトニックネットワークを示す図。

符号の説明

Ａ〜Ｄ Ｎｏｄｅ

Claims (8)

1. 光パスの終端または切替え手段を有する複数の光ノードと、これら複数の光ノード間を接続する光ファイバとを備えたフォトニックネットワークに適用され、送信ノードから受信ノードまでの光パスを設定する光パス設定方法において、
   前記光ノードでは、光パスの設定要求の有無に関わらず自ノードから他ノードまでの経路パターンを２つ以上計算して経路データベースに保持しておき、自ノードに光パス設定要求が到着または自ノードから光パス設定要求が発生した際には、当該経路データベースに保持している経路パターン情報を基に、まず、一つ目の経路で光パスの確立の試みを行い、確立に失敗したときには二つ目、三つ目、それ以降の経路と順次光パス設定の試みを行う
   ことを特徴とする光パス設定方法。
2. 光パスの確立を行う際に、事前に計算された経路パターンを試行する順番について、一意に決めることなく光パスの確立を行う毎に変更する請求項１記載の光パス設定方法。
3. 光パスの終端または切替え手段を有する複数の光ノードと、これら複数の光ノード間を接続する光ファイバとを備えたフォトニックネットワークに適用され、送信ノードから受信ノードまでの光パスを設定する光パス設定方法において、
   前記光ノードでは、光パスの設定要求の有無に関わらず自ノードから他ノードまでの経路パターンを２つ以上計算して経路データベースに保持しておき、自ノードに光パス設定要求が到着または自ノードから光パス設定要求が発生した際には、当該経路データベースに保持している経路パターン情報を基に、複数の経路に対してほぼ同時に光パス設定の試みを行う
   ことを特徴とする光パス設定方法。
4. 複数の経路に対してほぼ同時に光パス設定の試みを行った結果、
   いずれか２以上の経路に対する光パス設定が成功したとき、あるいは、成功の見込みが立ったときには、最初に光パス設定に成功した光パス、あるいは、成功の見込みが立った光パスを選択する請求項３記載の光パス設定方法。
5. 予め複数の経路パターンに対して優先順位が設けられ、
   複数の経路に対してほぼ同時に光パス設定の試みを行った結果、
   いずれか２以上の経路に対する光パス設定が成功したとき、あるいは、成功の見込みが立ったときには、前記優先順位の高い経路パターンに相応する光パスを選択する請求項３記載の光パス設定方法。
6. 前記経路データベースに保持する経路パターン情報の一部の区間の経路については、光パス設定時に計算する請求項１ないし５のいずれかに記載の光パス設定方法。
7. 各経路パターンに対してその経路パターンを示すラベルが設けられ、各ノードでは、前記経路データベースに保持される経路パターン情報に代えて、自分のノードを通過する経路パターンについてこのラベルと次に転送するノードの情報とを当該経路データベースに保持しておき、光パス確立時に経路を参照する際には当該経路データベースからこのラベルを基に次に転送するノードを参照する請求項１ないし６のいずれかに記載の光パス設定方法。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の光パス設定方法において前記光ノードが実行する光パス設定手順を、フォトニックネットワークを集中的に制御および管理する集中管理ノードが統括的に実行することを特徴とする光パス設定方法。

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