JP2009225285A - イーサネットの伝送方法、伝送装置およびシステム - Google Patents

イーサネットの伝送方法、伝送装置およびシステム Download PDF

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Abstract

【課題】 冗長構成のイーサネットの障害時における運用/非運用系の切替において、複数の同一フレームが受信されることを防止する。
【解決手段】 運用系および非運用系の伝送路のそれぞれに対して設けられ、各伝送路を伝送するフレームの送受信を二重化して行う第1および第2のMEPと、定期的に伝送するETH-CCを用いて受信に使用するMEPを切り替える切替処理部とを備えるイーサネット伝送装置において、前記第1および第2のMEPは互いの受信内容を確認可能に構成され、前記ETH-CCを送信する際に連続するシーケンス番号を付与して送信を行い、非運用系側のMEPは受信したETH-CCのシーケンス番号を運用系側のMEPが受信したETH-CCのシーケンス番号よりも小さい場合には前記フレームを伝送しない。
【選択図】 図4

Description

本発明は、運用系と非運用系とを切り替える機能を備えたイーサネット伝送装置に関し、特に、同じフレームが複数回送信されることを防止するイーサネット伝送装置に関する。
ITU-T G.8031で勧告されているイーサネットリニアプロテクションの1+1 Bidirectionalモードでは、運用系/非運用系となる伝送路Working/Protectionにより伝送装置間が二重に接続され、伝送路の状態に応じていずれかが選択されて伝送に用いられる。
送信側MEP(Maintenance group End Point:管理端点)は定期的にETH-CC(Continuity Check)をWorking/Protectionの双方に独立に送信し、受信側はETH-CCを使用して回線状態のみを管理し、警報状態により伝送路の切り替えを行う。
運用系と非運用系とを切り替える伝送技術として、特許文献1(特開2006−174406号公報)、特許文献2(特開2002−354011号公報)、特許文献3(特開平08−237253号公報)に開示される技術がある。
特許文献1には、パケット損失のない高信頼の故障復旧を実現することを目的とした方法および装置が開示されている。具体的には、図28、および、図28を参照する段落0125には、Inter Frame Gap(IFG)内にカウンタを送信し、現用系と予備系のカウンタ遅延差を測定することにより、遅い方を廃棄する構成が開示されている。
特許文献2には、不定長パケットをSDH(Synchronous Digital Hierarchy)フレームにマッピングする2重化切替システムにおいて、伝送路切り替えを、不定長パケットの損失や同期はずれを生じさせることなく行うことを目的とし、不定長パケットをSDHフレームの位相に基づくタイミングに従ってペイロード部に挿入した同一のSDHフレームを運用系と非運用系とにて送信する技術が開示されている。
特許文献3には、特許文献2に記載の技術と同様に、現用、予備の二重のバーチャルパスを切り替える際、瞬断なく同期のとれた切替を実現することを目的とし、シーケンス番号および切替要否の識別コードを付与したOAM(Operation Administration and Maintenance)セルを二重のバーチャルパスに間欠的に伝送させ、シーケンス番号を照合することにより遅延差及びOAMセルの損失を検出し、同期を確立してバーチャルパスを切り替えることが開示されている。
特開2006−174406号公報 特開2002−354011号公報 特開平08−237253号公報
上述した各特許文献に記載の技術のうち、特許文献1に開示される技術は、IFGを使用するものであり、一般的なイーサネットネットワークでは使用することができない。また、各フレームに識別子を付与する構成であり、処理が複雑なものとなり、転送動作に時間がかかるものとなる。
特許文献2および特許文献3に開示される技術は、同期のとれた切替を実現することを目的とするものであり、また、各特許文献の共通の課題はパケット損失を検出することにある。
イーサネットにおいては、2重系(1+1プロテクション)の場合、運用系の切替時にパケットが消失したとしても、消失したパケットは上位レイヤで救済可能であるため、さほどの問題ではない。
Working/Protectionのそれぞれに経路長差・Node数差等により伝播時間に差がある場合、受信側で同時刻に同じフレームが受信されることはない。Protection側が遅れている状態で、WorkingからProtectionへ切り替えられた時に、同じフレームが受信側から出力されてしまう。重複パケットが発生すると伝送路が混み合い、輻輳状態となってしまう。イーサネットでは、同一パケットが2個以上受信されてしまう重複パケットについて、考慮がなされていないので、避けなければならない重要課題である。
本発明は、冗長構成のイーサネットの障害時における運用/非運用系の切替において、複数の同一フレームが受信されることを防止する技術を提供することを目的とする。
本発明のイーサネット伝送装置は、運用系および非運用系の伝送路のそれぞれに対して設けられ、各伝送路を伝送するフレームの送受信を二重化して行う第1および第2のMEPと、定期的に伝送するETH-CCを用いて受信に使用するMEPを切り替える切替処理部とを備えるイーサネット伝送装置において、
前記第1および第2のMEPは互いの受信内容を確認可能に構成され、前記ETH-CCを送信する際に連続するシーケンス番号を付与して送信を行い、非運用系側のMEPは受信したETH-CCのシーケンス番号を運用系側のMEPが受信したETH-CCのシーケンス番号よりも小さい場合には前記フレームを伝送しないことを特徴とする。
本発明のイーサネット伝送システムは、上記のイーサネット伝送装置と、運用系および非運用系の伝送路を備える。
本発明のイーサネット伝送方法は、運用系および非運用系の伝送路のそれぞれに対して設けられ、各伝送路を伝送するフレームの送受信を二重化して行い、互いの受信内容を確認可能に構成された第1および第2のMEPと、定期的に伝送するETH-CCを用いて受信に使用するMEPを切り替える切替処理部とを備えるイーサネット伝送装置で行われる伝送方法であって、
前記第1および第2のMEPが、前記ETH-CCを送信する際に連続するシーケンス番号を付与して送信を行い、非運用系側のMEPは受信したETH-CCのシーケンス番号を運用系側のMEPが受信したETH-CCのシーケンス番号よりも小さい場合には前記フレームを伝送しないことを特徴とする。
上記のように構成される本発明では、シーケンス番号が小さなETH-CCを受信したMEPがフレームの伝送を行わないため、切替処理部へ送られるフレームはシーケンス番号が大きな、より新しいフレームとなる。このため、切替処理部へ同じ内容のフレームが送られることはなく、フレームの転送を迅速に行うことができる。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明によるシステムの一実施形態の構成を示すブロック図である。
本実施形態は、伝送システムの一部を構成する伝送装置100と伝送装置200との間での伝送状態を示すものである。伝送装置100は、ユーザフレーム入出力部101、切替処理部102、MEP103,104を備え、伝送装置200は、ユーザフレーム入出力部201、切替処理部202、MEP203,204を備えている。
伝送装置100と伝送装置200は、ITU-T G.8031で勧告されているイーサネットリニアプロテクションの1+1 Bidirectionalモードで動作するように構成されており、運用側/非運用側となる伝送路Working/Protectionにより二重かつ双方向に接続されている。MEP103,203はWorkingに対して設けられ、MEP104,204はProtectionに対して設けられている。
送信側MEPは定期的にETH-CC(Continuity Check)を送信する。送信側MEPはWorking/Protectionの双方にあり、送信タイミングは完全に同期させる。このため、Working/Protectionの双方に同一タイミングでETH-CCが送信され、双方のETH-CC間には同一のUser Frameが送信される。
図2は、本実施形態で使用されるETH-CCのPDU(Protocol Data Unit) Formatを示す図である。現在、Sequence Numberは未使用となっているが、本実施形態では5〜8バイトまでのエリアをSequence Numberとして使用する。
受信側MEPではWorking/Protection双方でFrameを受信し、ETC-CCのSequence Numberをチェックする。非運用側(ここではProtection側)は運用側/非運用側のSequence Numberをチェックし、非運用側のSequence Numberの方が運用側のSequence Numberよりも少ない場合は切替処理部にUser Frameを転送しない。非運用側のSequence Numberの方が運用側のSequence Numberよりも多い場合には切替処理部にUser Frameを転送する。また、受信MEPはETH-CCの監視によりそれぞれの回線状態を監視し、異常時には切替処理部に通知を行う。切替処理部は受信側MEPからの回線状態により切替処理を行う。
図3は伝送装置100を送信側として示す図であり、以下に、図3を参照して送信側の処理について詳細に説明する。
ユーザフレーム入出力部101は、ユーザからのフレームを受信し、切替処理部102に転送する。切替処理部102ではWorkingとProtectionにユーザフレームを転送するためにコピーを行う。MEP103,104のそれぞれは、WorkingとProtectionでETH-CCを定期的に送信する。
切替処理部102はタイミング信号を出力する同期回路105を備えており、MEP103,104のそれぞれは送信時に同期回路105からのタイミング信号によってETH-CCとUser Frameを同期して送信を行う。このとき、ETH-CCについては同じSequence Numberを付加し、また、ETH-CCとUser Frameの送信順番の関係が同じになるように制御を行う。ETH-CCとUser Frameは同一VLAN/Priorityとなるように設定し、冗長区間でフレームの転送順序が変わらないようにする。
図4は伝送装置200を受信側として示す図であり、以下に、図4を参照して受信側の処理について詳細に説明する。
図4(a)は、Working側を伝送するETH-CCのSequence NumberであるnとProtection側を伝送するETH-CCのSequence Numberであるmとの関係がn<mである場合を示し、図4(b)は、n≧mである場合を示している。
MEP203,204では、ETH-CCの受信を行い、Sequence Numberの確認を行ってWorking/Protectionの状態を監視する。MEP203,204は相互に接続され、互いの受信状態を認知しており、Working/Protectionの双方のSequence Numberを比較し、非選択系のSequence Numberが小さい値の場合には、切替処理部202にUser Frameを送信しない。
一方、非選択系のSequence Numberが大きい値の場合には切替処理部202にUser Frameを送信する。実際には選択されていないのでUser Frameが出力されることはない。切替処理部202はWorking/ProtectionのMEP203,204それぞれからの回線状態情報を元にして選択系を選び、切替動作を実施する。
MEPを用いてのイーサネットOAM技術、イーサネットリニアプロテクション技術そのものについてはITU-Tで勧告化されており、また、本実施形態とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。
次に、切替処理部202による切替動作について図5ないし図7を参照して説明する。
以下では、Working側が選択系の状態でProtection側に切り替わる場合の動作について説明する。
通常状態を図5に示す。イーサネットは双方向通信が基本であるが、ここでは簡略化のために一方向(左から右)のみについて示す。通常時は、Working/Protection双方でフレームを受信するが、経路長等の条件により受信側のMEP203,204における受信タイミングが異なる。ここでは、Working側でSequence NumberがnのETH-CCを受信した時に、Protection側ではSequence NumberがmのETH-CCを受信していることを示している。
受信側ではSequence Numberの管理を行い、非運用系(ここではProtection側)のUser Frame転送の可否を判断する。切替制御部は選択系(ここではWorking側)の信号を選択し、User Frameを出力する。
Working側で障害が発生した時の状態を図6に示す。
Working側のMEP203では障害を検出(LOC : Loss of Continuity Check)し、切替処理部202に情報を伝える。切替処理部202では、障害状態に従って切替を実施し、選択系をProtection側に切り替える。Protection側のMEP204では、ETH-CCのSequence Numberのチェックを行い、旧選択系よりも新しいSequence Numberを持つETH-CCを受信するまでは切替制御部202にUser Frameを送信しない。
障害時にはWorking側のETH-CCの受信が止まるため、Working側のSequence Numberはカウントアップされず、ある値で停止する。Protection側ではETH-CCが通常通り定期的に受信するため、Protection側の受信したSequence Numberが新しいものとなる。この時点でProtection側のMEP204はUser Frameの転送を開始し、図7に示すようにProtection側からUser Frameが出力されることになる。
上記のように、本実施形態では、Sequence Numberを用いて、非運用系は運用系からのUser Frameより新しいUser Frameしか送信しないように制御することにより、切替動作時にUser Frameを同一フレームが複数出力されることがなくなり、伝送経路が輻輳状態となることを防止することができる。
本実施形態による効果は以下のとおりである。
専用フレーム・ヘッダを使用していないので、勧告の機能を拡張して実現が可能である。
切替動作時に同一フレームを複数出力しないようにしているので、上位レイヤでは切替を意識せずに使用できる。
1+1切替方式を使用しても同一フレームが複数出力されないようにしているので、より高速な切替が可能となる1+1切替方式を使用できる。
パケット消失を防止することは意図していないので、受信側の切替処理部にて特にバッファを設けることが不要となる。
上記の理由でバッファリング不要なので、それによる遅延の発生が抑えられる。
ユーザフレームとは別のETH-CCパケット中のSequenceNumberエリア(現状は未使用)をシーケンス番号として使用し、これにより両系の位相差を検出するという仕組みなので、ユーザフレームには加工を要しない。
正常時(通常時)における切替部へのユーザフレームの送信/廃棄等の制御は、予備系に対してのみおこなえば良い。
本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図1に示した実施形態で使用されるETH-CCのPDU Formatを示す図である。 図1中の伝送装置100を送信側として示す図である。 図1中の伝送装置200を受信側として示す図であり、(a)は、Working側を伝送するETH-CCのSequence NumberであるnとProtection側を伝送するETH-CCのSequence Numberであるmとの関係がn<mである場合を示し、(b)は、n≧mである場合を示している。 図1中の切替処理部202による切替動作を説明するための図である。 図1中の切替処理部202による切替動作を説明するための図である。 図1中の切替処理部202による切替動作を説明するための図である。
符号の説明
100,200 伝送装置
101,201 ユーザフレーム入出力部
102,202 切替処理部
103,104,203,204 MEP

Claims (5)

  1. 運用系および非運用系の伝送路のそれぞれに対して設けられ、各伝送路を伝送するフレームの送受信を二重化して行う第1および第2のMEPと、定期的に伝送するETH-CCを用いて受信に使用するMEPを切り替える切替処理部とを備えるイーサネット伝送装置において、
    前記第1および第2のMEPは互いの受信内容を確認可能に構成され、前記ETH-CCを送信する際に連続するシーケンス番号を付与して送信を行い、非運用系側のMEPは受信したETH-CCのシーケンス番号を運用系側のMEPが受信したETH-CCのシーケンス番号よりも小さい場合には前記フレームを伝送しないことを特徴とするイーサネット伝送装置。
  2. 請求項1記載のイーサネット伝送装置において、
    前記切替処理部は前記第1および第2のMEPへタイミング信号を出力する同期回路を備え、入力されたフレームをコピーして前記第1および第2のMEPへ送信し、
    前記第1および第2のMEPのそれぞれは、前記タイミング信号に応じて、前記ETH-CCおよび前記フレームを同期して前記運用系および非運用系の伝送路へ出力するイーサネット伝送装置。
  3. 請求項1または請求項2記載のイーサネット伝送装置において、
    前記第1および第2のMEPのそれぞれは、受信したフレームを前記切替処理部へ送信し、前記切替処理部は受信に使用する系のMEPからのフレームについて伝送するイーサネット伝送装置。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のイーサネット伝送装置と、運用系および非運用系の伝送路を備えたイーサネット伝送システム。
  5. 運用系および非運用系の伝送路のそれぞれに対して設けられ、各伝送路を伝送するフレームの送受信を二重化して行い、互いの受信内容を確認可能に構成された第1および第2のMEPと、定期的に伝送するETH-CCを用いて受信に使用するMEPを切り替える切替処理部とを備えるイーサネット伝送装置で行われる伝送方法であって、
    前記第1および第2のMEPが、前記ETH-CCを送信する際に連続するシーケンス番号を付与して送信を行い、非運用系側のMEPは受信したETH-CCのシーケンス番号を運用系側のMEPが受信したETH-CCのシーケンス番号よりも小さい場合には前記フレームを伝送しないことを特徴とするイーサネット伝送方法。
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