JP2006279726A

JP2006279726A - 光ネットワークシステム

Info

Publication number: JP2006279726A
Application number: JP2005098158A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Oguro; 將弘大黒; Takehiro Tsuritani; 剛宏釣谷; Itsuro Morita; 逸郎森田; Tomohiro Otani; 朋広大谷
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】伝送路品質情報を考慮したパスプロビジョニングを可能とし、光伝送レベルでのＱｏＳを実現できる光ネットワークシステムを提供すること。
【解決手段】ネットワーク管理サーバ７は、光パスの切替制御機能やプロビジョニング機能を有する。ＯＸＣ１，２は、ネットワーク管理サーバ７からの情報を元に光パスの経路を切り替える機能を有する。ＷＤＭ３〜６は、入力された光信号における符号誤り率をモニタする機能、およびモニタされた符号誤り率の情報を電気的出力として送出する機能を有する。制御ネットワーク８は、ＷＤＭ３〜６から送出される符号誤り率の情報をネットワーク管理サーバ７に伝送し、ネットワーク管理サーバ７からの制御信号をＯＸＣ１，２に伝送する機能を有する。光伝送路９は、対向するＷＤＭ３，５間を接続して光信号を伝送する機能を有する。ネットワーク管理サーバ７の機能をＯＸＣ１，２に分散して持たせることもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ネットワークシステムに関し、特に、伝送路品質情報を考慮したパスプロビジョニングが可能な光ネットワークシステムに関する。

一般的な光ネットワークは、光パスを切り替えるための光クロスコネクト装置と、光クロスコネクト装置で切り替えられた多くの光信号を波長多重して伝送路に送出するとともに、伝送路を通して伝送されてきた波長多重化光信号を各波長ごとの光信号に分離する波長多重分割装置と、光増幅器などを含む伝送路とから構成される。

対向する波長多重分割装置に挟まれた伝送区間において、受信側の波長多重分割装置内のＦＥＣ(Forward Error Correction)の誤り訂正率を、その伝送区間の伝送信号品質として用いることで、伝送信号受信装置のデータ判定閾値等の調整が可能であり、現在、商用化システムにも採用されている。
Stephan Wielandy, Michael Fishteyn and Benyusan Zhu,"Optical performance monitoring using nonlinear detection", Journal of Lightwave Technology, Vol.22, No.3, March, 2004.

しかしながら、伝送信号受信装置における伝送信号品質の判定は、伝送された光信号の符号誤り率ＢＥＲが例えばBER<1E-9となった時にエラー警報を発生させるなどするものであり、ユーザやネットワーク管理者が不具合を知って初めてシステム復旧にとりかかるものであったため、システム復旧に手間取るという課題があった。

本発明の目的は、伝送路品質情報を考慮したパスプロビジョニングを可能とし、光伝送レベルでのＱｏＳ(Quality of Service)を実現できる光ネットワークシステムを提供することにある。なお、パスプロビジョニングとは、光ネットワークの状況に応じて光パスの経路をダイナミックに変更することを意味する。

上記課題を解決するために、本発明は、光パスの切替制御機能やプロビジョニング機能を有するネットワーク管理手段と、前記ネットワーク管理手段からの情報を元に光パスの経路を切り替える機能を有する光信号分配装置と、入力された光信号における符号誤り率をモニタする機能、およびモニタされた符号誤り率の情報を電気的出力として送出する機能を有する波長多重分割装置と、前記波長多重分割装置から送出される符号誤り率の情報を前記ネットワーク管理手段に伝送し、前記ネットワーク管理手段からの制御信号を前記光信号分配装置に伝送する機能を有する制御ネットワークと、前記波長多重分割装置間を接続して光信号を伝送する機能を有する光伝送路とを備えた点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記波長多重分割装置が、入力された光信号を一度電気信号へ変換して処理し、電気信号に変換された段階で符号誤り率をモニタする点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記波長多重分割装置が、入力された光信号を光信号のまま処理し、光信号のまま符号誤り率をモニタする点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記ネットワーク管理手段が、光ネットワークに対して集中的に配置されたネットワーク管理サーバである点に第４の特徴がある。

さらに、本発明は、前記ネットワーク管理手段が、光ネットワークの各ノードに分散配置された光信号分配装置で兼用されている点に第５の特徴がある。

本発明によれば、ネットワーク管理手段が、各ＷＤＭから送信されてきた伝送路品質情報を考慮して光ネットワークにおける光パスをプロビジョニングすることが可能となる。したがって、光伝送レベルでのＱｏＳ(Quality of Service)を実現できる光ネットワークシステムを構築できる。

また、この光ネットワークシステムは、ＷＤＭを含めた伝送路品質情報を用いて、対向するＷＤＭに挟まれた伝送区間における信号品質をモニタ可能であるので、オペレータが要求する信号品質に見合った、きめ細かなレベルで光パスをプロビジョニングできる。また、対向するＷＤＭから同様の情報を受信することによって、指向性を持った伝送路品質情報を取得することができるので、光信号の伝送方向に依存した光パスのプロビジョニングが可能となる。

さらに、光パスの切替制御機能やプロビジョニング機能などの管理をネットワーク管理サーバで集中して行ったり、光信号分配装置で分散して行ったりすることができ、光信号分配装置での分散管理によればリスク分散が可能となるので障害への耐性を高めることができる。

以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明に係る光ネットワークシステムの一実施形態を示すブロック図である。本実施形態の光ネットワークシステムは、ノードＮ−１，Ｎ−２を備える。ノードＮ−１には光信号分配装置(光クロスコネクト装置)１（以下、ＯＸＣと称する。)と波長多重分割装置３，４（以下、ＭＷＤＭと称する。)が配置され、ノードＮ−２にはＯＸＣ２とＷＤＭ５，６が配置されている。

ＯＸＣ１，２は、後述するネットワーク管理サーバ７からの情報を元に光パスの経路を切り替る機能を有する。また、ＷＤＭ３〜６は、入力された光信号を一度電気信号へ変換して処理(O/E/O)し、電気信号に変換された段階で符号誤り率をモニタする機能、あるいは入力された光信号を光信号のまま処理(O/O/O)し、光信号のまま符号誤り率をモニタする機能を有し、また、モニタした符号誤り率の情報を電気的出力として送出する機能を有する。なお、入力された光信号そのものから符号誤り率をモニタする技術は、非特許文献１に記載されている。

ネットワーク管理サーバ７は、光パスの切替制御機能やプロビジョニング機能を有し、制御ネットワーク８を介してＯＸＣ１，２およびＷＤＭ３〜６に接続される。制御ネットワーク８は、各ＷＤＭ３〜６から送出される符号誤り率の情報をシームレスにネットワーク管理サーバ７へ伝送する機能を有し、また、ネットワーク管理サーバ７からの制御信号をＯＸＣ１，２へ伝送する機能を有する。

クライアント装置Ａ〜Ｈは、ＯＸＣ１，２に接続され、光信号をＯＸＣ１，２へ入力する機能と、ＯＸＣ１，２から出力された光信号を受信する機能を有する。光伝送路９は、各ノードＮ−１、Ｎ−２の対向するＷＤＭ３〜６を相互接続し、波長多重された光信号を伝送する機能を有する。光伝送路９には、伝送される光信号を増幅する光増幅器が適宜配置される。

次に、図１における動作の例を説明する。ここでは、ＷＤＭ３−５間の光信号伝送に着目して説明する。光伝送路９で伝送されてきた光信号の受信側終端部に当る受信側ＷＤＭ３，５は、伝送されてきた符号(0 or 1)の誤り率をモニタし、符号誤り率の情報を得る。この符号誤り率のモニタは、例えば、FEC(Forward Error Correction)ビット、SDH/SONET系ではB1,B2ビット、OTN系ではBIP8ビットなどをチェックする手法を用いて実現することができる。

ＷＤＭ３，５は、これにより得られた符号誤り率の情報を、対向するＷＤＭ３，５に挟まれた伝送路区間における、ＷＤＭ３，５を含めた伝送路品質情報(Link Quality)として、ネットワーク管理サーバ７へ送信する。

ネットワーク管理サーバ７には、ユーザもしくはネットワークオペレータによって、所望の光パスの接続ポイント(Link Source, Link Destination)、信号帯域(Link Bandwidth)、信号優先度(Link Priority)などの情報が入力される。ネットワーク管理サーバ７は、これらの情報およびＷＤＭ３，５から送信されてきた伝送路品質情報を総合的に判断して光ネットワーク内で最適な光パスをプロビジョニングする。

以上のように、ネットワーク管理サーバ７は、各ＷＤＭから送信されてきた伝送路品質情報を考慮して光ネットワークにおける光パスをプロビジョニングすることが可能となる。これにより、光伝送レベルでのＱｏＳ(Quality of Service)を実現できる光ネットワークシステムを構築できる。
また、この光ネットワークシステムは、ＷＤＭを含めた伝送路品質情報を用いて、対向するＷＤＭに挟まれた伝送区間における信号品質をモニタ可能であるので、オペレータが要求する信号品質に見合った、きめ細かなレベルで光パスをプロビジョニングできる。
また、対向するＷＤＭから同様の情報を受信することによって、指向性を持った伝送路品質情報を取得することができるので、光信号の伝送方向に依存した光パスのプロビジョニングが可能となる。

次に、具体例について説明する。以下では、伝送された光信号の符号誤り率ＢＥＲを、BER<1E-10(10^１０bits当たり1bitの誤り)の時はＬＱ＝０、1E-10<BER<1E-9の時はＬＱ＝１、1E-9<BERの時はＬＱ＝２とし、ＬＱ値が小さいほうが伝送路品質が良く、ＬＱ値が大きいほうが伝送路品質が悪いと定義する。

図２に示すノードＮ−１〜Ｎ−４を有する光ネットワークを考え、例えばノードＮ−１に接続されているソース(Source)からノードＮ−４に接続されているデスティネーション(Destination)へ光パスを張る要求があったとする。

まず、Ｎ−１〜Ｎ−２、Ｎ−１〜Ｎ−３、Ｎ−２〜Ｎ−４、Ｎ−３〜Ｎ−４の各光伝送路の信号品質を測定し、ＬＱ値を求める。このとき、ユーザやネットワークペレータから入力される信号帯域情報(Link Bandwidth)と、信号優先度情報(Link Priority)と、各ＷＤＭから得られる伝送路品質情報(Link Quality)を考慮し、最適な光パスを決定する。この最適な光パスの設定は、例えば、E.W.Dijkstra,“A note on two problems in connexion with graphs”, Numeriche Mathematik, 1, pp.269-271, 1959.に記載されているDijkstra's Algorithmなどのアルゴリズムを用いて実行することができる。

伝送路品質によっては、SourceとDestination間の最短経路あるいは最高の伝送品質の伝送路が最適な光パスの経路として選択されるとは限らない。ユーザによってはコストなどの点から最高の伝送路品質を示す伝送路の使用が要求されない場合もあり、このようなユーザにはその要求にあった伝送路品質の伝送路を選択して提供する。

図２の例では、最短経路Ｎ−１〜Ｎ−４の伝送路品質はＬＱ＝２であり、Ｎ−１〜Ｎ−３〜Ｎ−４の経路はＬＱ＝０であり、最高の伝送路品質となるＮ−１〜Ｎ−３〜Ｎ−４の経路が最適な光パスの経路として選択されている。伝送路品質情報は、伝送路の状態によって時々刻々と変化するので、最適な光パスの経路もその都度変更され、動的に制御される。

図３は、本発明における光パスのプロビジョニングの動作を示すフローチャートである。光終端部のＷＤＭは、光ネットワークの光伝送路で伝送されてきた光信号を受信し(S31)、受信した光信号の符号(0 or 1)の誤り率を、例えば、FEC(Forward Error Correction)ビット、SDH/SONET系ではB1,B2ビット、OTN系ではBIP8ビットなどをチェックすることによりモニタし、符号誤り率情報ＢＥＲを求める(S32)。

次に、光終端部のＷＤＭは、求められた符号誤り率情報ＢＥＲを伝送品質情報ＬＱに変換し(S33)、対向するＷＤＭを含めた伝送区間の伝送路品質情報(Link Quality)としてネットワーク管理サーバ７に送信する。

ネットワーク管理サーバ７には、ユーザもしくはネットワークオペレータによって、所望の光パスの接続ポイント(Link Source, Link Destination)、信号帯域(Link Bandwidth)、信号優先度(Link Priority)などの情報が入力される(S34)。ネットワーク管理サーバ７は、これらの情報および光終端部のＷＤＭから送信されてきた伝送路品質情報を総合的に判断して光ネットワーク内で最適な光パスを算出し(S35)、光パスのプロビジョニング信号をＯＸＣに出力する(S36)。

光パスのプロビジョニング信号を受信したＯＸＣは、該プロビジョニング信号に従って光パスのプロビジョニングを実行する(S37)。ＯＸＣは、光信号を送信し(S38)、これにより送信された光信号は、ＷＤＭで受信される(S31)。以上の動作が繰り返し行われることにより、そのときの伝送路品質情報に応じた最適な光パスがダイナミックにのプロビジョニングされる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、最適な光パスの算出などを含む光パスの切替制御機能やプロビジョニング機能の管理をネットワーク管理サーバで集中して行っているが、この機能の管理をＯＸＣに分散させ、制御ネットワークを介してそれぞれのＯＸＣが分散管理するようにしてもよい。この場合には、分散処理での通常の手法と同様に、各ＯＸＣ間で所定プロトコルに従って制御ネットワークを介して情報をやり取りすればよく、一極集中による管理と比較してリスク分散が可能となるので障害への耐性を高めることができる。

本発明は、光ネットワークの構築に際しても、光ネットワークの運用に際しても、光ネットワークの監視に際しても有効である。

本発明に係る光ネットワークシステムの一実施形態を示すブロック図である。光パスのプロビジョニングを示す説明図である。本発明における光パスのプロビジョニングの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１，２・・・光信号分配装置(OXC)、３〜６・・・波長多重分割装置(WDM)、７・・・ネットワーク管理サーバ、８・・・制御ネットワーク、９・・・光伝送路、Ｎ−１〜Ｎ−４・・・ノード

Claims

光パスの切替制御機能やプロビジョニング機能を有するネットワーク管理手段と、
前記ネットワーク管理手段からの情報を元に光パスの経路を切り替える機能を有する光信号分配装置と、
入力された光信号における符号誤り率をモニタする機能、およびモニタされた符号誤り率の情報を電気的出力として送出する機能を有する波長多重分割装置と、
前記波長多重分割装置から送出される符号誤り率の情報を前記ネットワーク管理手段に伝送し、前記ネットワーク管理手段からの制御信号を前記光信号分配装置に伝送する機能を有する制御ネットワークと、
前記波長多重分割装置間を接続して光信号を伝送する機能を有する光伝送路とを備えたことを特徴とする光ネットワークシステム。
前記波長多重分割装置は、入力された光信号を一度電気信号へ変換して処理し、電気信号に変換された段階で符号誤り率をモニタすることを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークシステム。
前記波長多重分割装置は、入力された光信号を光信号のまま処理し、光信号のまま符号誤り率をモニタすることを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークシステム。
前記ネットワーク管理手段は、光ネットワークに対して集中的に配置されたネットワーク管理サーバであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光ネットワークシステム。
前記ネットワーク管理手段は、光ネットワークの各ノードに分散配置された光信号分配装置で兼用されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光ネットワークシステム。