JP2012253528A - パケットトランスポート用再生中継装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
パケットトランスポートを用いて基幹網を構築する場合、長距離伝送を行う際に再生中継機能もつ再生中継装置が必要である。また、同期伝送を行うクライアント信号をパケットトランスポートに収容するには、クライアント装置間の同期状態を維持する必要があるため、基準となるクロック信号をパケットトランスポートにより配信する必要がある。しかしながら、パケットトランスポートでは、通信パケットを用いた非同期伝送を行うため、再生中継を行う際に、クロック信号の透過伝送を実現することが困難であるという課題があった。
【解決手段】
ノード間で通信パケットを中継するパケットトランスポート用の再生中継装置であって、前記通信パケットからクロック信号を抽出する3R回路と、前記通信パケットを識別条件により判定する識別回路とを備え、前記抽出したクロック信号に同期して次ノードに通信パケットを伝送することを特徴とする再生中継装置。
【選択図】 図7
パケットトランスポートを用いて基幹網を構築する場合、長距離伝送を行う際に再生中継機能もつ再生中継装置が必要である。また、同期伝送を行うクライアント信号をパケットトランスポートに収容するには、クライアント装置間の同期状態を維持する必要があるため、基準となるクロック信号をパケットトランスポートにより配信する必要がある。しかしながら、パケットトランスポートでは、通信パケットを用いた非同期伝送を行うため、再生中継を行う際に、クロック信号の透過伝送を実現することが困難であるという課題があった。
【解決手段】
ノード間で通信パケットを中継するパケットトランスポート用の再生中継装置であって、前記通信パケットからクロック信号を抽出する3R回路と、前記通信パケットを識別条件により判定する識別回路とを備え、前記抽出したクロック信号に同期して次ノードに通信パケットを伝送することを特徴とする再生中継装置。
【選択図】 図7
Description
本発明は、光伝送システムに係り、特にパケット・ベースの通信方式による伝送を行う場合において、長距離伝送を行う際に用いる再生中継装置に関する。
従来、基幹網においてはSONET(Synchronous Optical Network)/SDH(Synchronous Digital Hierarchy)を用いた通信網が広く構築されている。SONET/SDHでは、保守監視情報を通信フレーム内のオーバヘッドに格納することにより、豊富な監視機能が実現されている。また、再生中継セクション、多重セクション、高次パス、低次パスの階層構造を構成することにより伝送区間の階層化を実現しており、それぞれの階層において障害管理を行うことにより、障害発生箇所やサービスもしくはユーザへの波及範囲が分かるように管理されている。さらにタンデムコネクション機能により、保守者が管理を行う為の保守区間を任意に定義可能とすることにより、保守性の高い堅固な基幹網を提供している。SDHにおける階層化管理の規定については非特許文献1に記載がある。近年、IP(Internet Protocol)に代表されるパケット・ベースのサービスとSONET/SDHに代表されるレガシー系サービスを共通の基幹網へ効率的に収容する技術としてパケット・ベースの通信方式を用いたパケットトランスポートに関する研究が盛んである。
パケットトランスポートを実現する技術の一つとして、MPLS−TP(Multiprotocol Label Switching−Transport Profile)が存在する。MPLS−TPについては、非特許文献2(RFC5921)に記載があり、T1/DS1(Digital Signal 1)/E1などの専用線、ATM(Asynchronous Transfer Mode)、SONET/SDH、Frame Relay、Ethernet(登録商標)などの多様なサービスを収容する事を可能とし、効率的に基幹網を構築することが可能な技術として期待されている。
また、パケットトランスポートを高い信頼性や通信品質の確保が求められる基幹網へ適用するにあたり、SONET/SDHにおいてオーバヘッドを用いて実現していたのと同等の監視機能が必要とされている。そのため、パケットトランスポートでは監視制御用のOAM(Operations、 Administration and Maintenance)プロトコルを拡充させている。OAMプロトコルとして、MPLS OAM、イーサネットOAMや、MPLS−TP OAMが存在している。さらに、Ethernetにおいてクロック配信を実現する手段としてSynchronous EthernetおよびESMC(Ethernet Synchronization Messaging Channel)が存在している。これらは、ITU−T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector: 国際電気通信連合電気通信標準化部門)、IETF(The Internet Engineering Task Force:インターネット技術タスクフォース)等にて定められている。
また、イーサネットOAMパケットではMEL(Maintenance Entity Group Level)値を用いて伝送区間の階層を明示することにより、イーサネットOAMパケットを受信するノードを識別しイーサネットOAMパケットにより伝達される監視制御情報の伝達範囲を階層毎に変化させることにより、伝送区間の階層化を行うことが可能である。
一方、基幹網は広範囲にわたって敷設されるため長距離伝送を行う必要があるが、伝送距離が長くなるに従ってS/N(Signal/Noise)比の劣化などが生じるため、適切な間隔で再生中継を行う必要がある。再生中継は3R機能、すなわち、減衰劣化したパルスを増幅する波形整形(Reshaping)機能、パルスの有無を判定するタイミングの抽出を行うタイミング抽出(Retiming)機能、パルス有と判定したタイミングでパルスの再生を行う識別再生(Regenerating)機能により実現される。従来のSONET/SDHでは、再生中継専用の再生中継装置を用いている。なお、非特許文献1にはSDHの再生中継装置においてクロック信号を透過伝送する規定が存在する。クロック信号の透過伝送を実現するには、図15のノード装置200−15において、上りクロック信号(88−1)、上りクロック信号(88−2)、下りクロック信号(88−3)、下りクロック信号(88−4)に対して数1および数2の関係が成立する必要がある。なお、クロック信号を終端した場合、数3または数4の関係が成立する。
特許文献1には、伝送装置のインタフェース盤に搭載されたクロック生成部で生成した任意の周波数のクロックを用いることにより、マルチレート信号処理を可能にする発明について記載がある。特許文献2には、OTN光伝送網を用いて基幹網を構築し、イーサネットなどの各種クライアント信号をOTNのOchフレームにマッピングし、マルチレート対応の再生中継盤を用いることにより再生中継を行う技術についての記載がある。特許文献3には、SDHにおける中継装置の構成例とSDHにおける中継装置を用いることにより、セクション・オーバヘッドとオーバヘッド・クロックとを外部出力する技術についての記載がある。
ITU−T Recommendation G.803 Architecture of transport networksbased on the synchronous digital hierarchy (SDH)」、2000年3月、ITU−T
M. Bocci他「 A Framework for MPLS in Transport Networks」、2010年7月、IETF
パケットトランスポートを用いて基幹網を構築する場合でも、従来のSONET/SDHで構築した基幹網が備える機能と同等の機能が要求される。そのため、パケットトランスポートにおいても長距離伝送を行う際に再生中継機能もつ再生中継装置が必要である。また、SONET/SDHなどの同期伝送を行うクライアント信号をパケットトランスポートに収容するには、クライアント装置間の同期状態を維持する必要があるため、基準となるクロック信号をパケットトランスポートにより配信する必要がある。しかしながら、パケットトランスポートでは通信パケットを用いた非同期伝送を行うため、再生中継を行う際にクロック信号の透過伝送を実現することが困難であるという課題があった。
更に、パケットトランスポートにおいてイーサネットOAMよりも上位レイヤにおいてOAMを実現するには、イーサネットOAMに加えてMPLS OAMなどのOAMプロトコルを用いる必要がある。より高度なOAM機能を実現する為にもイーサネットOAM、MPLS OAM、MPLS−TP OAM等の複数種類のOAMプロトコルへの対応ニーズが高まっている。しかしながら、MPLS OAMのようにMEL値など伝送区間の階層を示す情報を格納するフィールドを持たないOAMプロトコルを使用する場合、伝送区間の階層化を実現することができないという課題があった。
また、全体の通信量に対してOAMパケットが占める割合は非常に少なく、再生中継時には殆どの通信パケットは単に通過するだけとなる。再生中継時に既存のスイッチング機能部を含むノード装置を用いると、主信号データを含む通信パケットと監視制御用のOAMパケットの双方に対してスイッチング処理などを実施する必要があるため、単に通過するだけの通信パケットに対して伝送遅延時間が増加してしまうという課題があった。
パケット・ベース通信方式を行うノード装置であり、3R回路により再生中継を行い、上り信号と下り信号のそれぞれに重畳されるクロック信号をそれぞれ独立に処理することによりクロックの透過伝送を行い、OAMパケットを用いて監視制御に関する通信及び警報転送を行い、通信パケットの種別に応じて実行する処理をユーザにより設定可能とし、識別回路で設定に応じて通信パケットを処理する。
具体的には、ノード間で通信パケットを中継するパケットトランスポート用の再生中継装置であって、前記通信パケットからクロック信号を抽出する3R回路と、前記通信パケットを識別条件により判定する識別回路とを備え、前記抽出したクロック信号に同期して次ノードに通信パケットを伝送することを特徴とする。
前記識別条件は、前記識別回路を通過する前記通信パケットの透過、終端、廃棄であることを特徴とする。
前記識別回路による判定結果が前記通信パケットの透過である場合、前記抽出したクロック信号に同期して次ノードに通信パケットを伝送することを特徴とする。
ノード間で通信パケットを中継するパケットトランスポート用の再生中継装置は、入力された光信号を電気信号に変換する光/電気変換回路と、前記電気信号の波形整形を行うとともに、前記電気信号に重畳されたクロック信号のタイミングの抽出を行ない、抽出したタイミングからクロック信号の再生を行う3R回路と、前記電気信号の復号化処理を実施し、復号した通信パケットを出力する第1のPHY回路と、前記通信パケットを識別条件により判定する識別回路と、前記識別条件により判定された通信パケットの送信順序を制御するスケジューラ回路と、前記識別条件により判定された通信パケットの誤りの有無を判定するMAC回路と、前記誤りの有無を判定された通信パケットの保守運用管理を行うOAM処理回路と、前記スケジューラ回路から出力された通信パケットの符号化処理を実施する第2のPHY回路と、前記符号化処理を実施した電気信号を光信号に変換する電気/光変換回路と、を備え、前記識別回路は、前記通信パケットの判定結果に応じて前記スケジューラ回路もしくは、前記MAC回路もしくは、前記スケジューラ回路とMAC回路双方に前記通信パケットを転送することを特徴とする。
前記識別条件は、前記識別回路を通過する前記通信パケットの透過、終端、廃棄であることを特徴とする。
前記識別回路による判定結果が前記通信パケットの透過である場合、前記抽出したクロック信号に同期して次ノードに通信パケットを伝送することを特徴とする。
本発明によってパケットトランスポートにおける再生中継装置を構成することが可能となり、パケットトランスポートにおける再生中継装置でクロック信号の透過伝送を実現することが可能となる。また、本発明によりイーサネットOAM、MPLS OAM、MPLS−TP OAMなどを用いて柔軟な階層化構造を実現することが可能となる。さらに、再生中継時に生じる伝送遅延時間を短時間に抑える事が可能となり、高品質な通信網を構築する事が可能となる。
以下、実施例を図面を用いて説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り説明は繰り返さない。
最初にパケットトランスポートの基幹網へ適用例を図1に示す。基幹網500−1は、ノード装置200−1〜200−6および、伝送路510−1〜510−6から構成される。なお、本適用例においては基幹網500−1を構成するノード装置200−1〜200−6はリング状に配置されているが、Point to Point接続、メッシュ接続、スター接続などの接続形態もしくは、これらの接続形態を組み合わせた接続形態でも構わない。
ノード装置200−1、200−3、200−4、200−6は、それぞれクライアント伝送路511−1〜511−4経由でクライアント装置300−1〜300−4に接続される。ノード装置200−1は、制御信号線410−1経由で監視制御装置400−1と接続される。ノード装置200−1において監視制御装置400−1から受信した監視制御信号を主信号に多重して転送することにより、監視制御装置400−1と直接接続しなくてもノード装置200−2〜200−6を監視制御装置400−1で監視することが可能である。
監視制御装置400−1としては、S N M P ( S i m p l e N e t w o r k M a n a g e m e n t P r o t o c o l )やT L 1 ( T r a n s a c t i o n L a n g u a g e 1 )、CMIP(Common Management Information Protocol)などの通信プロトコルを使用したN M S ( N e t w o r k M a n a g e m e n t S y s t e m )などの監視制御装置が存在する。
ノード装置200−3、200−6は、クロック信号線87−1、87−2経由でSSU(Synchronization Supply Unit)に接続されることにより、クロック配信経路であるクロックパスを形成する。図2にノード装置の構成例を示す。ノード装置200−7は、高速インタフェース盤10−1、10−2、スイッチ機能部20−1、クロック機能部25−1、低速インタフェース盤30−1〜30−N、監視制御機能部45−1から構成される。高速インタフェース盤10−1、高速インタフェース盤10−2および低速インタフェース盤30−1〜30−Nは、スイッチ機能部20−1を介して接続される。低速インタフェース盤30−1〜30−Nは、収容するサービスに応じてクライアント伝送路に光ファイバ、ツイスト・ペア・ケーブル、同軸ケーブル、無線などの伝送媒体を使用してクライアント装置へ接続される。
監視制御機能部45−1は、制御信号線410−1経由で監視制御装置400−1と接続される。また、監視制御機能部45−1は、監視制御バス40−1経由で高速インタフェース盤10−1、10−2、スイッチ機能部20−1、クロック機能部25−1、低速インタフェース盤30−1〜30−Nと接続される。クロック機能部25−1は、クロック信号線87−3経由でSSU84−3と接続される。また、クロック機能部25−1は高速インタフェース盤10−1、10−2と接続される。
図3に高速インタフェース盤10−1、20−2、クロック機能部25−1の構成例を示す。高速インタフェース盤10−1は、光/電気変換回路50−1、電気/光変換回路55−1、インタフェース回路15−1から構成される。同様に高速インタフェース盤10−2は、光/電気変換回路50−2、電気/光変換回路55−2、インタフェース回路15−2から構成される。
クロック機能部25−1は、クロック回路86−1、86−2、セレクタ82−1から構成される。また、クロック回路86−1、86−2は、EEC(synchronous Ethernet Equipment Clock)回路83−1、83−2、発振器80−1、80−2から構成される。SSU84−3から受信したクロックを配信する場合は、EEC回路83−1、83−2の出力をPHY回路60−4、60−2で主信号に多重することによりクロック信号の伝送を行う。また、主信号に多重されたクロック信号をSSU84−3へ配信する場合は、PHY回路60−3、60−1で主信号からクロック信号を抽出し、EEC回路83−1、83−2へ入力を行う。セレクタ82−1では、EEC回路83−1とEEC回路83−2から出力されるクロック信号を選択し、SSU84−3へクロック信号の配信を行う。ここで発振器80−1、80−2は、SSUからのクロック信号供給が途絶した場合などに備えて、周波数偏差の許容範囲が±4.6ppmの高精度な発振器が用いられる。クロックの透過伝送を行うには、PHY回路60−3、60−1で主信号から抽出したクロック信号を、EEC回路83−1、83−2経由で、PHY回路60−4、60−2で主信号に重畳する。
光/電気変換回路50−1および50−2では、伝送路経由で受信した光信号を電気信号へと変換する。また、電気/光変換回路55−1および55−2では、電気信号を光信号へ変換し伝送路へ送出する。光/電気変換回路50−1、50−2および電気/光変換回路55−1、55−2としては、主信号の種別に応じてGBIC(GigaBit Interface Converter)、SFP(Small form Factor Pluggable)、XENPACK(10Gigabit Ethernet transceiver package)、X2、XFP(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable)、SFP+(Small Form Factor Pluggable Plus)、QSFP(Quad Small Form Factor Pluggable)、QSFP+(Quad Small Form Factor Pluggable Plus)、CFP MSA(100G Form−factor Pluggable Multi Source Agreement)などの光モジュールが広く用いられている。
図4(a)は、SONET/SDHにおけるセクションの構成例を示す。SONET/SDHノード装置201−1、SONET/SDH再生中継装置101−1、SONET/SDHノード装置201−2は伝送路510−7、510−8で接続されており、SONET/SDHノード装置201−1、201−2間にSONET/SDHパス270−1を構成する。SONET/SDHノード装置201−1、201−2間を端局セクション210−1、SONET/SDHノード装置201−1とSONET/SDH再生中継装置101−1間および、SONET/SDH再生中継装置101−1とSONET/SDHノード装置201−2間を中継セクション215−1、215−2とすることにより伝送区間の階層化が可能である。
また、図4(b)はパケットトランスポートにおける階層化構造の構成例である。ノード装置200−9、200−10間およびノード装置200−10、200−11間では、イーサネットOAMのMEL値を"1"とし、ノード装置200−9およびノード装置200−11間では、イーサネットOAMのMEL値を"2"として、伝送区間に応じたMEL値を設定することにより伝送路区間の階層化が可能である。
本実施例では、イーサネットを適用したパケットトランスポートにおいて再生中継を行う例を説明する。まず、本発明を実施する通信網について図5を用いて説明する。図5に示す通信網は、パケットトランスポートによる通信を行うノード装置200−11〜200−14、再生中継装置100−1および200−2、伝送路510−11〜500−16、クライアント伝送路511−9〜511−12、クライアント装置300−9〜300−12、監視制御装置400−2、制御信号線410−2から構成される。
基幹網500−2は、ノード装置200−11〜200−14および再生中継装置100−1および100−2、伝送路510−11〜510−16から構成される。ノード装置200−11〜200−14および再生中継装置100−1および100−2は、伝送路510−11〜510−16を介して相互に接続される。また、ノード装置200−11〜200−14は、クライアント伝送路511−10〜511−12を介してクライアント装置300−9〜300−12に接続される。
クライアント装置300−9〜300−12は、収容するサービスに応じてルータ、レイヤ2スイッチ、レイヤ3スイッチ、T1/DS1/E1などの専用線、ATM、SONET/SDH、Frame Relayなどを用いることが可能である。クライアント伝送路511−10〜511−12は、光ファイバ、ツイスト・ペア・ケーブル、同軸ケーブル、無線などの伝送媒体を用いることが可能である。
ノード装置200−11は、制御信号線410−2経由で監視制御装置400−2と接続される。監視制御装置400−2は、ノード装置200−11〜200−14および再生中継装置100−1、100−2において制御信号を伝送路510−11〜510−16経由で送受信する事により、制御信号線410−2で直接接続されていないノード装置200−12〜200−14および再生中継装置100−1および100−2を監視制御する事が可能である。なお、監視制御装置400−2は、必要に応じて複数のノード装置200−12〜200−14および再生中継装置100−1、100−2と監視制御線410−2経由で接続しても良い。
また、図5に示す監視制御装置400−2は、クライアント装置300−9〜300−12の監視、制御を実施しても良い。また、制御信号線410−2は、無線を使用する方式であっても良い。さらに、制御信号線410−2をPSTN(Public Switched Telephone Network)や専用線、VPN(Virtual Private Network)などの通信網に収容することにより、監視制御装置400−2を遠隔地に設置することが可能である。なお、本明細書においてノード装置および再生中継装置を区別せずに説明する場合は、単に"ノード"という呼称を用いる。
次に、再生中継装置のブロック図について図6を用いて説明する。再生中継装置100−3は、監視制御機能部45−2、上り信号再生中継機能部90、下り信号再生中継機能部95、共通機能部85から構成される。監視制御機能部45−2は、監視制御バス40−2経由で、上り信号再生中継機能部90、下り信号再生中継機能部95、共通機能部85に接続される。また、上り信号再生中継機能部90と共通機能部85間および、下り信号再生中継機能部95と共通機能部85の間は、クロック信号線により接続される。そのため、監視制御装置400−3は、制御信号線410−3で接続された再生中継装置100−3を監視制御することが可能である。また、監視制御機能部45−2は、制御信号線410−3経由で監視制御装置400−3と接続することが可能である。なお、監視制御機能部45−2と監視制御装置400−3間の制御信号を主信号へ多重することにより、他のノードを経由して監視制御装置400−3と論理的に接続する構成としても良い。
次に、再生中継装置100−3の共通機能部85、上り信号再生中継機能部90、下り信号再生中継機能部95のブロック図について図7を用いて説明する。共通機能部85は、発振器80−3、80−4、セレクタ82−2、82−3、MAC回路65−5、65−6、OAM処理回路70−2から構成される。上り信号再生中継機能部90は、光/電気変換回路50−3、3R回路91−1、PHY回路60−5、60−6、識別回路97−1、スケジューラ回路98−1、電気/光変換回路55−3から構成される。下り信号再生中継機能部95は、光/電気変換回路50−4、3R回路91−2、PHY回路60−7、60−8、識別回路97−2、スケジューラ回路98−2、電気/光変換回路55−4から構成される。なお、上り信号再生中継機能部90と下り信号再生中継機能部95の違いは信号の伝送方向の違いだけであり、構成としては同様の構成をとることが可能である。
光/電気変換回路50−3では、伝送路経由で受信した光信号を電気信号へと変換する。3R回路91−1では、シリアル・パラレル変換によりパラレル化を行い、主信号に重畳されたクロック信号の抽出を行うことにより、波形整形、タイミング抽出、識別再生の3R機能を実現する。抽出したクロック信号は、共通機能部85内のセレクタ82−2へ供給を行う。
セレクタ82−2には、発振器80−3からの出力も接続されており、主信号が断した場合などにセレクタ82−2が発振器80−3のクロック信号出力を選択することにより、PHY回路60−6へのクロック供給を継続することが可能である。セレクタ82−2のクロック信号出力は、識別回路97−1およびスケジューラ回路98−1にも供給される。このように主信号に重畳されたクロック信号を基準クロックとすることにより、基準クロックと同期したクロック信号を主信号に重畳して出力を行うクロック信号の透過伝送が可能となる。再生中継装置の場合、クライアント装置と接続されないため、クライアント装置に対するクロックの配信と、再生中継装置とクライアント装置間のタイミング同期を考慮する必要が無い。そのため、共通機能部85のクロック処理を行う構成は前述のように回路構成を簡略化した構成とすることが可能であり、機器コストを必要最低限に抑えることが可能である。
PHY回路60−5では伝送路符号の復号化処理を実施し、復号した通信パケットを識別回路97−1へ転送する。なお、伝送路符号としてはノード間の通信方式に応じて64B/66B変換や8B/10B変換などが用いられる。
識別回路97−1は通過する通信パケットの終端要否を判定し、条件に応じてMAC回路65−5または、スケジューラ回路98−1もしくは、MAC回路65−5とスケジューラ回路98−1の双方に向けて通信パケットを転送する。識別回路で終端が必要な通信パケットを識別することにより、再生中継装置を透過する通信パケットの場合、再生中継時に発生する遅延時間を必要最小限に抑えることが可能である。
スケジューラ回路98−1では、MAC回路65−5と識別回路97−1から転送されたパケットの送信順序を制御する。特に、単位時間内に送出するOAMパケット数を制御することにより、OAM用に割り当てられた帯域を超過しないように制御することが可能である。
PHY回路60−6では、セレクタ82−2から入力されたクロック信号を基準として、スケジューラ回路98−1から転送された通信パケットに対して必要に応じてパラレル・シリアル変換でシリアル化を行い、伝送路符号に応じた符号化処理を実施する。電気/光変換回路55−3では、電気信号を光信号へ変換し伝送路へ送出する。
MAC回路65−5では、識別回路97−1から送信された通信パケットのFCS(Frame Check Sequence)値を確認し、誤りの有無を識別し、MACヘッダおよびフッタを除去し、OAM処理回路70−2へ転送する。なお、ロジックとして組み込むことにより、誤りを検出した場合に通信フレームを破棄するか、破棄せずにOAM処理回路70−2へ転送するかを監視制御装置から設定し、制御することが可能である。
OAM処理回路70−2では、受信した通信パケットに従った処理を行う。例えば、警報受信時の警報の終端処理や転送処理、障害発生時の警報生成処理、監視制御用通信を行うDCC(Data Communication Channel)データの送受信処理、パフォーマンス測定データの送受信処理、監視制御機能部45−2の指示によるテストメッセージの送受信処理などの処理を行う事が可能である。
上り方向と同様に、光/電気変換回路50−4では、伝送路経由で受信した光信号を電気信号へと変換する。3R回路91−2では、シリアル・パラレル変換によりパラレル化を行い、主信号に重畳されたクロック信号の抽出を行うことにより、波形整形、タイミング抽出、識別再生の3R機能を実現する。抽出したクロック信号は、共通機能部85内のセレクタ82−3へ供給を行う。セレクタ82−3には、発振器80−4からの出力も接続されており、主信号が断した場合などにセレクタ82−3が発振器80−4のクロック信号出力を選択することにより、PHY回路60−8へのクロック供給を継続することが可能である。セレクタ82−3のクロック信号出力は、識別回路97−2およびスケジューラ回路98−2にも供給される。
PHY回路60−7では、伝送路符号の復号化処理を実施し、復号した通信パケットを識別回路97−2へ転送する。なお、伝送路符号としてはノード間の通信方式に応じて64B/66B変換や8B/10B変換などが用いられる。
識別回路97−2は、通過する通信パケットの終端要否を判定し、条件に応じてMAC回路65−6または、スケジューラ回路98−2もしくは、MAC回路65−6とスケジューラ回路98−2の双方に向けて通信パケットを転送する。識別回路で終端が必要な通信パケットを識別することにより、再生中継装置を透過する通信パケットの場合、再生中継時に発生する遅延時間を必要最小限に抑えることが可能である。スケジューラ回路98−2では、MAC回路65−6と識別回路97−2から転送されたパケットの送信順序を制御することにより、OAM用に割り当てられた帯域を超過しないように制御することが可能である。
PHY回路60−8では、セレクタ82−3から入力されたクロック信号を基準としてスケジューラ回路98−2から転送された通信パケットに対して、必要に応じてパラレル・シリアル変換でシリアル化を行い、伝送路符号に応じた符号化処理を実施する。電気/光変換回路55−4では、電気信号を光信号へ変換し伝送路へ送出する。
MAC回路65−6では、識別回路97−2から送信された通信パケットのFCS値を確認して誤りの有無を識別し、MACヘッダおよびフッタを除去してOAM処理回路70−2へ転送する。なお、ロジックとして組み込むことにより、誤りを検出した場合に通信フレームを破棄するか、破棄せずにOAM処理回路70−2へ転送するかを監視制御装置から設定し制御することが可能である。
光/電気変換回路50−3、50−4および電気/光変換回路55−3、55−4には、主信号の種別に応じてGBIC、SFP、XENPACK、X2、XFP、SFP+、QSFP、QSFP+、CFP MSAなどの光モジュールが使用可能である。
再生中継装置100−3をこのようにして構成した共通機能部85、上り信号再生中継機能部90、下り信号再生中継機能部95を用いることにより、各部の回路構成を簡略化でき、再生中継時にかかる機器コストを低減することが可能である。
次に、MACフレームのメッセージフォーマットについて図8を用いて説明する。MACフレームは、PREAMBLE/SFD(Start Frame Delimiter)フィールド601、DESTINATION MAC(Media Access Control) ADDRESSフィールド602、SOURCE MAC ADDRESSフィールド603、LENGTH/TYPEフィールド604、SUB TYPEフィールド605、PAYLOADフィールド606、FCS(Frame Check Sequence)フィールド607から構成される。PREAMBLE/SFDフィールド601は、通信フレームの開始をノードに認識させる為に使用する。DESTINATION MAC ADDRESSフィールド602は、宛先ノードを識別する為のアドレス情報が格納される。SOURCE MAC ADDRESSフィールド603には、送信ノードを識別するアドレス情報が格納される。LENGTH/TYPEフィールド604には、MACフレームに格納されている情報の種別を示す情報が格納される。SUB TYPEフィールド605には、MACフレームに格納されている情報の種別を更に細分化する為の情報が格納される。PAYLOADフィールド606には、通信する情報が格納される。FCSフィールド607は、DESTINATION MAC ADDRESSフィールド602の先頭からPAYLOADフィールド606の末尾までを対象として算出したCRC(Cyclic Redundancy Check)値が格納される。ノードにおいて受信したMACフレームからCRC値を算出し、受信したMACフレームに含まれるFCS値を比較する事により、受信したMACフレームにエラーが含まれているかどうかを判断することが可能である。
次に、MPLS OAMパケットのメッセージフォーマットについて図9を用いて説明する。MPLS OAMメッセージは、USER LABELフィールド611、OAM LABELフィールド612、MPLS OAM PAYLOADフィールド613から構成されている。通信方式としてイーサネットを用いる場合、MPLS OAMメッセージは、イーサネットフレームのPAYLOAD606に格納される。さらに、MPLS OAM PAYLOADフィールド613は、FUNCTION TYPEフィールド621、MPLS OAM HEADERフィールド622、LSP TTSI(Trail Termination Source Identifier)フィールド623、MPLS OAM DATAフィールド624、BIP(Bit Interleaved Parity)16フィールド625から構成される。FUNCTION TYPEフィールド621には、MPLS OAM DATAフィールド624に格納されている情報の種別を識別することが可能な情報が格納されている。MPLS OAM HEADERフィールド622には、MPLS OAM DATAフィールド624に格納されている情報に応じたヘッダ情報が格納される。LSP TTSIフィールド623には、LSPを識別する情報が格納される。MPLS OAM DATAフィールド624には、CV(Connectivity Verification)、FDI(Forward Defect Indicator)、BDI(Backward Defect Indicator)、LB−Req(Loopback Request)、性能情報、LB−Rsp(Loopback Response)、FFD(Fast Failure Detection)などの情報が格納される。MPLS OAMパケットを用いることにより、CVによる接続性検証、FDIによる前方障害通知、BDIによる後方警報通知、性能情報の通知、LB−Req、LB−Rspを使用したループバック試験、FFDによる高速障害検出などを実現することが可能である。
次に、ラベルのフォーマットについて図10を用いて説明する。ラベルは、LABELフィールド651、EXP(Experimental Use)bitフィールド652、S(Bottom of Stack)bitフィールド653、TTL(Time to Live)フィールド654から構成される。 LABELフィールド651には、20bit長のラベル値が格納される。OAMラベルの場合は、"14"がセットされる。0〜15は特別な用途で予約済であり、USER LABEL611では0〜15以外の任意の値が使用される。なお、本明細書中においてUSER LABELとOAM LABELを区別する必要が無い場合は、ラベルまたはLABLEという呼称を用いる。
次に、イーサネットOAMパケットのメッセージフォーマットを図11を用いて説明する。イーサネットOAMにおけるETH−MCCメッセージは、ETHERNET OAM OH701、ETHERNET OAM PAYLOAD702、END TLV703から構成さる。イーサネットOAMメッセージは、MACフレームのPAYLOAD606に格納される。ETHERNET OAM PAYLOAD702には、ETH-CC(Ethernet continuity check)、ETH-LB(Ethernet loopback)、ETH-LT(Ethernet link trace)、ETH-AIS(Ethernet alarm indication signal)、ETH-RDI(Ethernet remote defect indication)、ETH-LCK(Ethernet locked signal)、ETH-Test(Ethernet test signal)、ETH-APS(Ethernet automatic protection switching)、ETH-MCC(Ethernet maintenance communication channel)、ETH-EXP(Ethernet experimental OAM)、ETH-VSP(Ethernet vendor-specific OAM)、ETH-LM(Frame loss measurement)、ETH-DM(Frame delay measurement)、性能測定情報などの各種データが格納される。ETH−VSPは、機器ベンダがカスタマイズして使用することが可能であり、機器ベンダは、ETH−VSPを用いることにより不足している機能を独自仕様として実装することが可能となっている。
一例として、ETH−MCCの場合におけるメッセージフォーマットを説明する。ETH−MCCの場合、ETHERNET OAM OH701は、MEL711、VERSION712、OpCode713、FLAGS714、TLV OFFSET715から構成される。 また、ETH−MCCの場合、ETHERNET OAM PAYLOAD702は、OUI721、Sub Op Code722、通信するデータの内容を格納するMCC DATA723から構成される。MCC DATA723のフィールド長を128Byte長とし、ETH−MCCメッセージを1ミリ秒周期で送信することにより、1024kbit/sの帯域が使用可能となる。そのため、ETH−MCCのMCC DATA723内に監視制御情報を格納する事により、SONET/SDHにおけるDCCおよびオーダーワイヤ相当の機能を実現可能である。なお、本明細書では、MPLS OAMパケット、イーサネットOAMパケット、MPLS−TP OAMパケットなど監視制御用の通信メッセージの総称として"OAMパケット"という呼称を用いる。なお、通信パケットという総称には、OAMパケットも含まれる。
次に識別回路における処理を図12を用いて説明する。なお、本処理は識別回路を通過する全ての通信パケットに対して実行される。識別回路は、最初にS901で通過する通信パケットに対する透過・終端・廃棄の各処理の要否を識別条件に従って判定する。次に、S902で透過要否を判定し、透過が必要な場合は、S903でスケジューラ回路に通信パケットを転送する。次に、S904で終端要否を判定し、終端が必要な場合は、S905でMAC回路に通信パケットを転送する。次に、S906で識別回路上の該当通信パケットを廃棄する。そのため、S901で廃棄と判定された通信パケットは、識別回路において廃棄される。
次に識別回路の動作を規定する識別条件について図13を用いて説明する。識別条件は、No(801−1)の1番から順に照合し、最初に適合した条件が適用される。識別条件は、複数の条件を組み合わせることが可能であり、MACフレームのDESTINATION MAC ADDRESSフィールド値(802−1)、MACフレームのTYPE/LENGTHフィールド値(803−1)、MPLS OAMパケットのLABELフィールド値(804−1)、MPLS OAMパケットのFUNCTION TYPEフィールド値(805−1)、MPLS OAMパケットのLSP TTSIフィールド値(806−1)、イーサネットOAMパケットのMELフィールド値(807−1)、イーサネットOAMパケットのOpCodeフィールド値(808−1)などを使用することが可能である。なお、前記以外にもMACフレームのSOURCE MAC ADDRESSフィールド値、SUB TYPEフィールド値、PAYLOADフィールド値、MPLS OAMパケットのMPLS OAM HEADERフィールド値、MPLS OAM DATAフィールド値、ラベルに含まれるEXP bitフィールド値、S bitフィールド値、TTLフィールド値、などを必要に応じて追加してよい。
イーサネットOAMパケットのETHERNET OAM OH内のVERSIONフィールド値、FLAGSフィールド値、TLV OFFSETフィールド値、ETHER OAM PAYLOAD内の各種フィールド値などを必要に応じて追加することにより識別条件として使用することが可能である。ACTION(809−1)には、"TRANSPARENT & TERMINATION"(透過かつ終端)や"TRANSPARENT"(透過)、"TERMINATION"(終端)等、条件に適合した場合に実行する動作が保持されている。識別条件として使用しない場合や常時適合と判定する条件の場合は、"ANY"を保持する。最終行に全ての識別条件が"ANY"かつACTION(809−1)が"TRANSPARENT"(透過)の条件を記載しておくことにより、いずれの条件にも適合しなかった通信パケットは、透過されることが保証される。
通信パケットを終端する場合は、受信通信パケットに対して通信レイヤに応じた終端処理を行う。イーサネットを用いる場合は、宛先MACアドレス解析、FCSを用いたエラー解析などの終端処理を行う。通信パケットを透過させる場合は、受信した通信パケットをそのままの状態で伝送する。通信パケットに対して終端と透過の双方を実施する場合は、識別回路97−1、97−2において通信パケットを複製し、MAC回路65−5、65−6およびスケジューラ回路98−1、98−2に対して通信パケットを送信することにより実現する。
No1の条件では、MACフレームのDESTINATION MAC ADDRESSフィールド値(802−1)が"BROADCAST"すなわちFF−FF−FF−FF−FF−FFの場合、ACTION(809−1)の"TRANSPARENT & TERMINATION"規定に従って、図12の実行処理判定S901で、終端要かつ透過要と判断される。
No2の条件では、MACフレームのDESTINATION MAC ADDRESSフィールド値(802−1)が"他ノード宛 UNICAST"の場合は、ACTION(809−1)の"TRANSPARENT"規定に従って、図12の実行処理判定S901で、透過要と判断される。
No3の条件では、MACフレームのTYPE/LENGTHフィールド値(803−1)が、ESMCパケットであることを示す"0x8809"の場合、ACTION(809−1)の"TRANSPARENT"規定に従って、図12の実行処理判定S901で、透過要と判断される。このように、EMSCパケットのようなOAMパケットであったとしても、透過させることが可能である。
No4の条件では、MACフレームのTYPE/LENGTHフィールド値(803−1)が、ユニキャストMPLS OAMパケットであることを示す"0x8847"であり、MPLS OAMパケットのLABELフィールド値(804−1)が14であり、MPLS OAMパケットのFUNCTION TYPEフィールド値(805−1)が、FDIを示す"0x02"の場合、ACTION(809−1)の"TRANSPARENT"規定に従って、図12の実行処理判定S901で、透過要と判断される。
No5の条件では、MACフレームのTYPE/LENGTHフィールド値(803−1)が、ユニキャストMPLS OAMパケットであることを示す"0x8847"であり、MPLS OAMパケットのLABELフィールド値(804−1)が"14"であり、MPLS OAMパケットのFUNCTION TYPEフィールド値(805−1)が、BDIを示す"0x02"の場合、ACTION(809−1)の"TRANSPARENT"規定に従って、図12の実行処理判定S901で、透過要と判断される。
No6の条件では、MACフレームのTYPE/LENGTHフィールド値(803−1)が、ユニキャストMPLS OAMパケットであることを示す"0x8847"であり、MPLS OAMパケットのLABELフィールド値(804−1)が"14"である場合、ACTION(809−1)の"TERMINATION"の規定に従って、図12の実行処理判定S901で、終端要と判断される。
No7の条件では、MACフレームのTYPE/LENGTHフィールド値(803−1)が、マルチキャストMPLS OAMパケットであることを示す"0x8848"であり、MPLS OAMパケットのLABELフィールド値(804−1)が"14"である場合、ACTION(809−1)のTRANSPARENT & TERMINATION"の規定に従って、図12の実行処理判定S901で、透過要かつ終端要と判断される。
No8の条件では、MACフレームのTYPE/LENGTHフィールド値(803−1)が、イーサネットOAMであることを示す"0x8902"であり、MEL(807−1)が"0"である場合、ACTION(809−1)の"TRANSPARENT"規定に従って、図12の実行処理判定S901で、透過要と判断される。
No9の条件では、MACフレームのTYPE/LENGTHフィールド値(803−1)が、イーサネットOAMであることを示す"0x8902"であり、MELフィールド値(807−1)が"1"である場合、ACTION(809−1)の"TERMINATION"の規定に従って、図12の実行処理判定S901で、終端要と判断される。
このような識別条件を規定することにより、識別回路で条件に応じた各種動作を実行することが可能となり、MPLS OAMのようにMELを用いた階層化が不可能なプロトコルを使用する場合でも、階層化構造を構築することが可能になる。更にイーサネットOAM、MPLS OAM、MPLS−TP OAMなどの各種OAMプロトコルが混在する場合でも柔軟に階層構造を構築することが可能である。また、イーサネットOAMについてもOpCode(808−1)などを識別条件に追加することにより、更に階層構造を柔軟に構成することが可能となる。
識別回路97−1、97−2をFPGA(Field-Programmable Gate Array)などを用いて構成し、識別条件を変更可能なロジックとして保持するか、ネットワークプロセッサやCPUを用いて構成し、識別条件を変更可能なデータベースとして保持することにより、監視制御装置400−3を用いて識別条件を動的に変更することが可能である。
次に図14を用いて識別条件の別の例を説明する。図14では、図13の例に対してNo8の条件が追加されている。No8の条件は、MACフレームのTYPE/LENGTHフィールド値(803−2)が、イーサネットOAMであることを示す"0x8902"であり、イーサネットOAMのOpCodeフィールド値がETH−TST(Ethernet−Test)を示す"37"の場合は、ACTION(809−2)の"DROP"の規定に従って、図12の実行処理判定S901で、廃棄要と判断される。このように、ACTION(809−2)で"DROP"(廃棄)という条件を設定することにより、特定条件の通信パケットを廃棄することが可能である。このような条件を設定することにより、通信パケットの欠落など、障害発生時の挙動を模擬することが可能であり、検証用設備などで障害時の挙動などを確認する際に活用することが可能となる。また、識別回路97−1と識別回路97−2で異なる識別条件を規定することにより、特殊な条件下における挙動を再現させることも可能である。
10−1、10−2・・・高速インタフェース盤
15−1、15−2・・・インタフェース回路
20−1・・・スイッチ機能部
25−1・・・クロック機能部
30−1〜30−N・・・低速インタフェース盤
40−1・・・監視制御バス
45−1・・・監視制御機能部
50−1、50−2・・・光/電気変換回路
55−1、55−2・・・電気/光変換回路
60−1〜60−4・・・PHY回路
65−1〜65−4・・・MAC回路
70−1、70−2・・・OAM処理回路
80−1〜80−4・・・発振器
82−1〜82−3・・・セレクタ
83−1、83−2・・・EEC回路
84−1〜84−5・・・SSU
85・・・共通機能部
86−1、86−2・・・クロック回路
90・・・上り信号再生中継機能部
91−1、91−2・・・3R回路
95・・・下り信号再生中継機能部
97−1、97−2・・・識別回路
98−1、98−2・・・スケジューラ回路
100−1〜100−3・・・再生中継装置
101−1・・・SDH再生中継装置
200−1〜200−15・・・ノード装置
201−1、200−2・・・SDHノード装置
210−1・・・端局セクション
215−1、215−2・・・中継セクション
300−1〜300−12・・・クライアント装置
400−1、400−2・・・監視制御装置
15−1、15−2・・・インタフェース回路
20−1・・・スイッチ機能部
25−1・・・クロック機能部
30−1〜30−N・・・低速インタフェース盤
40−1・・・監視制御バス
45−1・・・監視制御機能部
50−1、50−2・・・光/電気変換回路
55−1、55−2・・・電気/光変換回路
60−1〜60−4・・・PHY回路
65−1〜65−4・・・MAC回路
70−1、70−2・・・OAM処理回路
80−1〜80−4・・・発振器
82−1〜82−3・・・セレクタ
83−1、83−2・・・EEC回路
84−1〜84−5・・・SSU
85・・・共通機能部
86−1、86−2・・・クロック回路
90・・・上り信号再生中継機能部
91−1、91−2・・・3R回路
95・・・下り信号再生中継機能部
97−1、97−2・・・識別回路
98−1、98−2・・・スケジューラ回路
100−1〜100−3・・・再生中継装置
101−1・・・SDH再生中継装置
200−1〜200−15・・・ノード装置
201−1、200−2・・・SDHノード装置
210−1・・・端局セクション
215−1、215−2・・・中継セクション
300−1〜300−12・・・クライアント装置
400−1、400−2・・・監視制御装置
Claims (6)
- ノード間で通信パケットを中継するパケットトランスポート用の再生中継装置であって、前記通信パケットからクロック信号を抽出する3R回路と、前記通信パケットを識別条件により判定する識別回路とを備え、前記抽出したクロック信号に同期して次ノードに通信パケットを伝送することを特徴とするパケットトランスポート用再生中継装置。
- 前記識別条件は、前記識別回路を通過する前記通信パケットの透過、終端、廃棄であることを特徴とする、請求項1記載のパケットトランスポート用再生中継装置。
- 前記識別回路による判定結果が、前記通信パケットの透過である場合、前記抽出したクロック信号に同期して次ノードに通信パケットを伝送することを特徴とする、請求項1又は請求項2記載のパケットトランスポート用再生中継装置。
- ノード間で通信パケットを中継するパケットトランスポート用の再生中継装置であって、
入力された光信号を電気信号に変換する光/電気変換回路と、前記電気信号の波形整形を行うとともに、前記電気信号に重畳されたクロック信号のタイミングの抽出を行ない、抽出したタイミングからクロック信号の再生を行う3R回路と、前記電気信号の復号化処理を実施し、復号した通信パケットを出力する第1のPHY回路と、前記通信パケットを識別条件により判定する識別回路と、前記識別条件により判定された通信パケットの送信順序を制御するスケジューラ回路と、前記識別条件により判定された通信パケットの誤りの有無を判定するMAC回路と、前記誤りの有無を判定された通信パケットの保守運用管理を行うOAM処理回路と、前記スケジューラ回路から出力された通信パケットの符号化処理を実施する第2のPHY回路と、前記符号化処理を実施した電気信号を光信号に変換する電気/光変換回路とを備え、前記識別回路は、前記通信パケットの判定結果に応じて前記スケジューラ回路もしくは、前記MAC回路もしくは、前記スケジューラ回路とMAC回路双方に前記通信パケットを転送することを特徴とする、パケットトランスポート用再生中継装置。 - 前記識別条件は、前記識別回路を通過する前記通信パケットの透過、終端、廃棄であることを特徴とする、請求項4記載のパケットトランスポート用再生中継装置。
- 前記識別回路による判定結果が、前記通信パケットの透過である場合、前記抽出したクロック信号に同期して次ノードに通信パケットを伝送することを特徴とする、請求項4又は請求項5記載のパケットトランスポート用再生中継装置。
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