JP2013017118A - 光伝送ノード、光伝送システムおよびプロテクション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プロテクション保護時間の設定を不要とし運用を簡便化すること、多重障害時の障害復旧時間を短縮することができる光伝送ノードを得ること。
【解決手段】重複する区間を含んで複数のプロテクション区間を設定可能な光伝送システムを構成する光伝送ノード１であって、障害復旧処理を行うクライアント収容部１２−１〜１２−ｎおよび３Ｒ部１３−１〜１３−ｎと、障害が検出された場合自ノードがプロテクション区間の終端点ノードである場合に自ノードを終端点ノードとするプロテクション区間に対する経路切替動作の実施を指示するとともに下流の光伝送ノードに対して経路切替動作の抑止を指示する抑止フレームを送信し、抑止フレームを受信した場合、経路切替動作を抑止するとともに受信した抑止フレームを下流の光伝送ノードに転送するパス管理部２６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光伝送ノード、光伝送システムおよびプロテクション方法に関する。

ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送を適用した大容量光伝送網の高信頼化，耐障害性向上を実現するための障害復旧方式について、アプリケーション毎に信頼性や通信断時間の要求が異なるため、これらの要求に応じて複数の障害復旧方式の検討がなされている（例えば、下記非特許文献１参照）。

例えば、１＋１プロテクション方式では現用パスに対して予めリソースを確保した予備パスを設定しておき、現用パスに障害が発生した際に予備パスに切替る。これに対して、事前予約なしレストレーション（Ｆｕｌｌ ＬＳＰ（Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｐａｔｈ） Ｒｅｒｏｕｔｉｎｇ）方式では障害発生を検出してから、光パス内の障害箇所を特定した後に迂回経路を計算し、シグナリングにより迂回パスに切替る。このため、レストレーション方式では、帯域利用効率は１＋１プロテクション方式よりもよいが、障害復旧時間は１＋１プロテクション方式に比べると長くなる。このように、使用するプロテクション方式により切替時間は異なる。

また、網管理者は管理ドメインや網構成に応じて障害復旧方式により保護する区間を任意に設定することが可能である。障害復旧方式の方式としては、例えば、隣接するノード間で切替トリガとなる障害監視を行い、リンク単位で切替動作を行うリンクプロテクション方式や、光パス端点のノード間で切替トリガとなる障害監視を行い、リンク単位で切替動作を行うパスプロテクション方式がある。また、非特許文献２にて定義されているＴＣＭ（Ｔａｎｄｅｍ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）を使用することで、光パス内の任意区間で切替トリガとなる障害監視を行い部分パス単位で切替動作を行う部分パスプロテクション方式が開示されている。

堀内他、「ＧＭＰＬＳによる障害回復と予備帯域を用いたＥｘｔｒａ ＬＳＰサービス」、ＰＮ２００３ ２５−３４、ｐ．４１−４６、社団法人 電子情報通信学会、信学技報 ＩＴＵ−Ｔ（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ ｓｅｃｔｏｒ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ）"ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７０９／Ｙ．１３３１（１２／２００９）"、ｐ．５６〜５７

上記従来の技術を用いて、光伝送システムに複数のプロテクション方式を設定する場合、プロテクション（障害復旧）における障害監視対象区間であるプロテクション区間をオーバーラップさせて設定することができる。オーバーラップしたプロテクション区間のプロテクション保護時間を設定する場合、当該プロテクション区間が包含しているプロテクション区間で切替が発生した際の切替時間を考慮して設定する必要がある。なお、プロテクション保護時間は、各プロテクション区間で同時に切替動作を開始するのを防止するために、ネットワーク運用者によって設定される切替トリガとなる警報を検出してから切替動作を行うまでの待ち時間である。

しかしながら、プロテクション方式により切替時間が異なるため、プロテクション保護時間設定が複雑になり、また適切な保護時間が設定できない可能性がある、という問題がある。プロテクション方式の１つとしてＴＣＭを用いた場合、ＴＣＭでは光パス内の任意区間をプロテクション区間に設定できることにより、プロテクション保護時間の設定が特に複雑になる。

また、激甚災害等により、内側のプロテクション区間で２重障害により障害復旧に失敗する場合でも、外側のプロテクション区間ではプロテクション保護時間が満了されないとプロテクション動作を実施されないため、障害復旧時間が長くなるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プロテクション保護時間の設定を不要とし運用を簡便化すること、多重障害時の障害復旧時間の短縮化することができる光伝送ノード、光伝送システムおよびプロテクション方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、障害復旧のための複数のプロテクション区間を互いに重複する区間を含んで設定可能な光伝送システムを構成する光伝送ノードであって、障害の発生を検出し、所定の障害復旧処理を行う障害復旧処理部と、前記障害復旧処理部により障害が検出された場合には、自ノードが前記プロテクション区間の終端点ノードである場合に自ノードを終端点ノードとする前記プロテクション区間に対する経路切替動作の実施を前記障害復旧処理部へ指示するとともに前記光伝送システム内の下流の光伝送ノードに対して経路切替動作の抑止を指示する抑止フレームを送信し、抑止フレームを前記光伝送システム内の他の光伝送ノードから受信した場合には、経路切替動作の抑止を前記障害復旧処理部へ指示するとともに受信した抑止フレームを前記光伝送システム内の下流の光伝送ノードに転送するパス管理部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、プロテクション保護時間の設定を不要とし運用を簡便化すること、多重障害時の障害復旧時間の短縮化することができるという効果を奏する。

図１は、光伝送ノードの機能構成例を示す図である。 図２は、従来の光伝送システムの構成例を示す図である。 図３は、本発明にかかる光伝送システムの構成例を概略的に示す図である。 図４は、光パスおよびプロテクション区間設定の手順の一例を示すフローチャートである。 図５は、ＡＩＳ信号の送信パターンの一例を示す図である。 図６は、原因警報を検出した際の光伝送ノードの障害検出処理フローの一例を示すフローチャートである。 図７は、通常のユーザトラヒックからＡＩＳ信号を検出した場合、またはＡＩＳ信号のフレームフォーマットの変化を検出した際の光伝送ノードの処理フローの一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる光伝送ノード、光伝送システムおよびプロテクション方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明にかかる光伝送ノード１の機能構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の光伝送ノード１は、ノード監視制御部１１と、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎ（ｎは１以上の整数）と、複数の３Ｒ（Ｒｅ−ｔｉｍｉｎｇ，Ｒｅ−ａｍｐｌｉｆｙｉｎｇ，ａｎｄ Ｒｅ−ｓｈａｐｉｎｇ）部１３−１〜１３−ｎと、光スイッチ部１４と、伝送路（光ファイバ）５−１〜５−ｎとそれぞれ接続されるＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）部１５−１〜１５−ｎと、を備える。

ノード監視制御部１１は、ネットワーク（ＮＷ）Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２１と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２と、を具備する。ＣＰＵ２２は、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎ、３Ｒ部１３−１〜１３−ｎ、光スイッチ部１４およびＷＤＭ部１５−１〜１５−ｎの構成を管理する装置構成管理部２３と、光スイッチ１４の切替状態を管理する切替状態管理部２４と、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎや３Ｒ部１３−１〜１３−ｎで検出する警報情報および伝送路性能情報を、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎや３Ｒ部１３−１〜１３−ｎから取得して管理する障害管理部２５と、光パスの経路情報や予備パス経路、プロテクション区間終端や障害復旧方式の管理や切替制御に使用するＧＭＰＬＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）プロトコルやＡＰＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）プロトコルの状態管理を行うパス管理部２６と、を備える。

また、ノード監視制御部１１は、ネットワークＩ／Ｆ２１によりＤＣＮ（Ｄａｔａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）３を介してネットワーク管理装置４と接続される。

クライアント収容部１２−１〜１２−ｎは、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ルーターやＬ２（Ｌａｙｅｒ ２）スイッチなどのクライアント装置２と接続され、１０ＧｂＥ（１０ Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））やＧｂＥなどのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）信号やＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ／Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）信号などのクライアント信号を収容する。クライアント収容部１２−１〜１２−ｎは、クライアント信号を、例えばＩＴＵ−Ｔで規定されているＯＴＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｕｎｉｔ）フレームにマッピングし、電気／光変換機能により波長信号に変換し、伝送路ファイバへ出力する波長に変換する機能を有する。また、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎは、伝送路５−１〜５−ｎから入力される信号に対しては上記と逆変換を行う機能を有する。

３Ｒ部１３−１〜１３−ｎは、伝送路５−１〜５−ｎからそれぞれ受信する光信号を一旦電気信号（ＯＴＵフレーム）に変換し、波形整形などを行った後に光信号に変換し、伝送路ファイバへ出力する機能を有する。

クライアント収容部１２−１〜１２−ｎおよび３Ｒ部１３−１〜１３−ｎは、季節変動による波長分散量変化や伝送距離拡大に伴う伝送信号品質劣化等を補償するための誤り訂正回路を具備し、誤り訂正符号処理を行う。また、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎおよび３Ｒ部１３−１〜１３−ｎは、ＬＯＳ（Ｌｏｓｓ Ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ）やＬＯＦ（Ｌｏｓｓ Ｏｆ Ｆｒａｍｅ）等の障害の主原因となる原因警報の検出やＯＴＵオーバヘッド、ＯＤＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）オーバヘッド、ＴＣＭオーバヘッドなどＯＴＮ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）にて規定される各種オーバヘッドを終端し、ＢＩＰ−８（Ｂｉｔ Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｐａｒｉｔｙ）を用いた伝送品質監視やＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を用いたファイバ接続性の確認およびＡＩＳ（Ａｌａｒｍ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ）信号などの各種メンテナンス信号の挿入および検出を行い、各種メンテナンス信号に応じた処理を実施する。すなわち、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎおよび３Ｒ部１３−１〜１３−ｎは、ＧＭＰＬＳプロトコルやＡＰＳプロトコル等に従った障害復旧処理を実施する障害検出部としての機能を有する。

ＷＤＭ部１５−１〜１５−ｎはクライアント収容部１２−１〜１２−ｎおよび３Ｒ部１３−１〜１３−ｎからの出力光信号を光スイッチ部１４経由で受け取って波長多重し、伝送路５−１〜５−ｎへそれぞれ送出する。また、ＷＤＭ部１５−１〜１５−ｎは、逆に伝送路５−１〜５−ｎから受信する波長多重信号を分離し、光スイッチ部１４経由でクライアント収容部１２−１〜１２−ｎおよび３Ｒ部１３−１〜１３−ｎに送出する。

光スイッチ部１４は、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎ、３Ｒ部１３−１〜１３−ｎおよびＷＤＭ部１５−１〜１５−ｎと接続される。光スイッチ部１４は、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎおよび３Ｒ部１３−１〜１３−ｎから出力される光信号を所望の伝送路５−１〜５−ｎに送出するための接続切替処理と、逆にＷＤＭ部１５−１〜１５−ｎで分離された光信号を所望のクライアント収容部１２−１〜１２−ｎまたは３Ｒ部１３−１〜１３−ｎに送出するための接続切替処理を行う機能を有する。光スイッチ部１４の接続切替処理を制御することで光パスの切替を行うことができる。

ここで、従来の光伝送システムの障害復旧における課題を説明する。図２は、従来の光伝送システムの構成例を示す図である。図２に示す従来の光伝送システムにおいて、ある光パスに対して複数のプロテクション区間をオーバーラップして設定した例について説明する。

光伝送ノード１０１，１０６はＩＰルーターやＬ２スイッチなどのクライアント装置１０７，１０８にそれぞれ接続され、クライアント信号を収容し双方向光パス１１０の端点となる光伝送ノードである。光伝送ノード１０２〜１０５は双方向光パス１１０における中継ノードとなる光伝送ノードである。

図２に示す光伝送システムでは、光伝送ノード１０１および１０６を端点ノードとするパスプロテクション区間が設定され、光伝送ノード１０１〜１０６内で発生した切替トリガとなる障害を検出した場合に予備パス１１１に切替を行う。また、図２に示す光伝送システムでは、光伝送ノード１０２および１０５を端点ノードとする部分パスプロテクション区間が設定され、光伝送ノード１０２〜１０５間で発生した切替トリガとなる障害を検出した場合に予備パス１１２に切替を行う。さらに、図２に示す光伝送システムでは、伝送ノード１０３および１０４を端点ノードとするリンクプロテクション区間が設定され、光伝送ノード１０３−１０４間で発生した切替トリガとなる障害を検出した際に予備パス１１３に切替を行う。このように、各プロテクション区間はオーバーラップして設定されている。

プロテクション区間がオーバーラップした区間、例えば光伝送ノード１０３−１０４間の光ファイバリンクで障害が発生した場合、障害を検出した光伝送ノード１０３および１０４は予備パス１１３への切替を行う。また、同時に、光伝送ノード１０３および１０４は下流の光伝送ノードに障害を通知するＡＩＳ信号を転送し、これにより光伝送ノード１０１、１０２、１０５、１０６でも障害を検出し、予備パス１１１や予備パス１１２への切替を行う。各プロテクション区間で同時に切替動作を開始するのを防止するために、ネットワーク運用者は切替トリガとなる警報を検出してから切替動作を行うまでの待ち時間であるプロテクション保護時間を各プロテクション区間の端点の光伝送ノードに対して設定する。

図２に示した部分パスプロテクション区間でのプロテクション保護時間を設定する場合、部分パスプロテクション区間が包含するリンクプロテクション区間での切替時間より短いプロテクション保護時間に設定すると、リンクプロテクション区間での切替により復旧できるにも関わらず、部分パスプロテクション区間で不要な切替動作が実行されるという問題がある。逆に、部分パスプロテクション区間でのプロテクション保護時間をリンクプロテクション区間での切替時間より長い時間に設定すると、同時障害などによりリンクプロテクション区間で切替ができない場合でもプロテクション保護時間が経過するまで部分パスプロテクション区間での切替を行わないため、迅速な障害復旧ができなくなるという問題がある。

このようにあるプロテクション区間をオーバーラップしたプロテクション区間のプロテクション保護時間を設定する場合、そのプロテクション区間が包含しているプロテクション区間で切替が発生した際の切替時間を考慮して設定する必要がある。しかしながら、各プロテクション区間で設定するプロテクション方式により切替時間が異なるため、最適なプロテクション保護時間の設定が複雑になるという問題がある。また、ＴＣＭを用いると、光パス内の任意区間をプロテクション区間に設定できるため、プロテクション保護時間の設定がより複雑になる。

本実施の形態では、従来の光伝送システムにおける上述の問題を解決するため、切替トリガとなる障害を検出したプロテクション区間端点のノードが、下流の光伝送ノードに障害を通知するために転送するＡＩＳ信号を拡張し、明示的に切替動作の抑止／抑止解除を指定することで従来必要であったプロテクション保護時間の設定を不要とし、運用の簡便化を図る。

図３は、本実施の形態の光伝送システムの構成例を概略的に示す図である。図４は、本実施の形態の光パスおよびプロテクション区間設定の手順の一例を示すフローチャートである。

図３に示した光伝送システムは、図２に示した構成を有する光伝送ノード１−１〜１−８を備える。光伝送ノード１−１〜１−８は、光ファイバリンク３１〜４１を介して相互に接続されている。また、光伝送ノード１−１はクライアント装置２−１へ接続され、光伝送ノード１−６はクライアント装置２−２へ接続される。

具体的には、光伝送ノード１−１は、光ファイバリンク３１を介して光伝送ノード１−２に接続されるとともに、光ファイバリンク３６を介して光伝送ノード１−７に接続される。光伝送ノード１−２は、光ファイバリンク３１を介して光伝送ノード１−１に接続されるとともに、光ファイバリンク３２を介して光伝送ノード１−３に、光ファイバリンク３７を介して光伝送ノード１−７にそれぞれ接続される。光伝送ノード１−３は、光ファイバリンク３２を介して光伝送ノード１−２に接続されるとともに、光ファイバリンク３３，３８を介して光伝送ノード１−４に接続される。光伝送ノード１−４は、光ファイバリンク３３，３８を介して光伝送ノード１−３に接続されるとともに、光ファイバリンク３４を介して光伝送ノード１−５に接続される。光伝送ノード１−５は、光ファイバリンク３４を介して光伝送ノード１−４に接続されるとともに、光ファイバリンク３５を介して光伝送ノード１−６に、光ファイバリンク４０を介して光伝送ノード１−８に、それぞれ接続される。光伝送ノード１−６は、光ファイバリンク３５を介して光伝送ノード１−５に接続されるとともに、光ファイバリンク４１を介して光伝送ノード１−８に接続される。

また、簡略化のため図３では図示を省略しているが、光伝送ノード１−１〜１−８はそれぞれＤＣＮ３を介してネットワーク管理装置４に接続される。なお、ここでは、８つの光伝送ノード１−１〜１−８および１１個の光ファイバリンク３１〜４１を示しているが、光伝送ノードおよび光ファイバリンクの数はこれらに限定されず、光伝送システムは必要に応じて任意数の光伝送ノードおよび光ファイバリンクを備えることができる。

次に、図３および図４を用いて所望の光伝送ノード間での現用光パスおよびプロテクション区間の設定の手順について説明する。まず、ネットワーク運用者はネットワーク管理装置４を操作することにより現用系光パスの属性情報を入力することにより、ネットワーク管理装置４が現用系光パスの属性情報を取得する（ステップＳ１）。

ネットワーク管理者により入力される現用系光パスの属性情報は、例えば光パスの識別子、光パスの始点／終点となる光伝送ノードのノードＩＤ、使用する波長情報、光パスの経路情報となる中継光伝送ノードのノードＩＤや光パスが経由する各光ファイバリンクの識別子等である。なお現用として設定する光パスの経路情報（光パス情報）は、中継光伝送ノード等を指定する代わりに、ネットワーク管理者により入力された条件（例えば始点と終点ノードの指定等）や光伝送システムの空き波長状況に基づいてネットワーク管理装置４が自動で経路を算出するようにしてもよい。

ネットワーク管理装置４は入力された現用系光パスの属性情報に基づいて現用光パスが経由する光伝送ノードの設定（現用系光パス設定）を行う（ステップＳ２）。具体的には、ネットワーク管理装置４は、例えば、入力された現用系光パスの属性情報に基づき、ＤＣＮ３を介して現用系光パスを設定するための現用系パス設定情報を現用系の光パス上の光伝送ノード１−１〜１−６（ここでは、光伝送ノード１−１〜１−６の経路が現用系として入力されたとする）に送信し、光伝送ノード１−１〜１−６では、パス管理部２６が、受信した光パス設定情報に基づき自ノード内のクライアント収容部１２−１〜１２−ｎや３Ｒ部１３−１〜１３−ｎ、光スイッチ部１４およびＷＤＭ部１５の設定を行う。

ここでは、例えば図３中の光パス５１が現用系光パスとして設定されたとする。光パス５１は、光伝送ノード１−１と１−６を光パス端点として、これらに接続されるクライアント装置２−１および２−２のクライアント信号を収容し、光伝送ノード１−２、１−３、１−４、１−５を中継ノードとし、これら中継ノードの３Ｒ部１３−１〜１３−ｎで光信号を中継再生する光パスである。

ネットワーク管理装置４は、現用系パスの設定後、プロテクション区間の選択・設定を行う（ステップＳ３）。光伝送システムにＯＴＮを適用した場合、パス端点の光伝送ノード（この例では、光伝送ノード１−１，１−６）が有するクライアント収容部１２−１〜１２−ｎや中継ノードとなる光伝送ノード（この例では、光伝送ノード１−２〜１−５）が備える３Ｒ部１３−１〜１３−ｎでは、ＯＴＵオーバヘッドを終端する。このため、各光伝送ノード１−１〜１−６では、ＬＯＳ／ＬＯＦ等の警報の検出や、ＯＴＵオーバヘッド内に規定されるＢＩＰ−８フィールドを用いたビット誤り数の算出を行うことでリンク単位での品質劣化検出が可能となり、これらの検出をトリガとしたリンク単位での切替を行うことが可能となる。プロテクション区間としてリンク単位の切替を行う場合には、所望のリンクをプロテクション区間として設定する。

また光パス上の中継ノードとなる光伝送ノード１−２〜１−５では、３Ｒ部１３−１〜１３−ｎがＯＴＵフレームを再生中継するため、上述の伝送路障害を検出した際に下流伝送ノードに障害を通知するためのＡＩＳ信号を中継するＯＴＵフレームに挿入することが可能である。

図５は、ＡＩＳ信号の送信パターンの一例を示す図である。上段に示したパターン６１は、下流伝送ノードに切替動作（経路切替動作）を要求する場合のＡＩＳ信号（切替要求フレーム）のパターンを示しており、ＯＴＮで規定されたＡＩＳ信号と同様である。下段に示したパターン６２は、下流伝送ノードに切替動作抑止を要求する場合のＡＩＳ信号（抑止フレーム）のパターンを示しており、本実施の形態において拡張して定義したパターンである。パターン６１では、ＦＡ（Ｆｒａｍｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）オーバヘッド（ＯＨ）領域、ＯＴＵオーバヘッド（ＯＨ）領域およびＦＴＦＬ（Ｆａｕｌｔ Ｔｙｐｅ ａｎｄ Ｆａｕｌｔ Ｌｏｃａｔｉｏｎ）領域以外（図５のハッチングした部分）を特定パターンとしてＡｌｌ“１”を挿入し、パターン６２では、ＦＡオーバヘッド（ＯＨ）領域、ＯＴＵオーバヘッド（ＯＨ）領域およびＦＴＦＬ領域以外（図５のハッチングした部分）を特定パターンとして“０１１００１１０”の繰り返しパターンを挿入する。

また光パス端点の光伝送ノード１−１および１−６では、対向する光伝送ノードのクライアント収容部１２−１〜１２−ｎ間でＯＤＵオーバヘッドを終端する。このため、光パスのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ単位での警報検出や、ＯＤＵオーバヘッド内に規定されているＢＩＰ−８フィールドを用いたビット誤り数の算出による伝送信号の品質劣化検出が可能となり、これらの検出をトリガとした光パスのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ単位での切替を行うことが可能となる。上述のとおり、光パスを中継する光伝送ノード１−２〜１−５（中継ノード）の３Ｒ部１３−１〜１３−ｎでは、障害を検出すると、光パス端点に障害を通知するためのＡＩＳ信号を送出する。図５に示すとおり、ＡＩＳ信号はＯＤＵオーバヘッド領域も特定パターンで埋められるため、光パス終端点の光伝送ノードはＡＩＳ信号を受信することで、パス内で障害が発生したことを検出することが可能である。このため、光パス端点の光伝送ノードでは中継ノードから受信したＡＩＳ信号の検出をトリガに光パスのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの切替を行うことが可能となる。プロテクション区間として現用系パスのパス単位での切替を行う場合には、現用系パスをプロテクション区間として設定する。

また、ＯＴＮで規定されているＴＣＭを用いることで、光パス内の任意区間での障害監視およびプロテクション区間の設定が可能となる。ＴＣＭ終端点に設定された光伝送ノードでは、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎまたは３Ｒ部１３−１〜１３−ｎがＴＣＭオーバヘッドを終端するため、部分パス単位での警報検出や、ＴＣＭオーバヘッド内に規定されているＢＩＰ−８フィールドを用いたビット誤り数の算出による伝送信号劣化検出が可能となり、これらの検出をトリガとした部分パス単位でのプロテクション切替が可能となる。

図５に示すとおり、ＡＩＳ信号は各ＴＣＭオーバヘッド領域も特定パターンで埋められる。ＴＣＭ終端点の光伝送ノードではＡＩＳを受信することで、部分パス内で障害が発生したことを検出することが可能である。プロテクション区間として現用系パスの部分パス単位での切替を行う場合には、所望の部分パスをプロテクション区間として設定する。

図３の例では、プロテクション区間として３つのプロテクション区間（光伝送ノード１−１〜光伝送ノード１−６の区間であるパスプロテクション区間、光伝送ノード１−２〜光伝送ノード１−５の区間である部分パスプロテクション区間、光伝送ノード１−３と光伝送ノード１−４間の区間であるリンクプロテクション区間）を設定した例を示している。

ネットワーク管理装置４は、プロテクション区間の選択・設定の後、各プロテクション区間に設定するプロテクション方式の選択・設定を行う（ステップＳ４）。プロテクション方式は非特許文献１に記載されるように様々な方式が規定されており、例えば１＋１プロテクション方式では予め、現用パスに対して予備パスを設定しておき、現用パスで切替のトリガとなる障害を検出した際に予備パスに切替る方式であり、Ｆｕｌｌ ＬＳＰ Ｒｅ−ｒｏｕｔｉｎｇ方式は現用パスに障害を検出した後に経路計算を行い予備パスのシグナリングを行う方式である。ネットワーク管理者は選択して設定した各プロテクション区間において、適切なプロテクション方式を選択し設定する。なお、ここでは、１＋１プロテクション方式およびＦｕｌｌ ＬＳＰ Ｒｅ−ｒｏｕｔｉｎｇ方式を例に挙げたが、他のプロテクション方式を選択することが可能であることは言うまでもない。

ここでは、図３に示すように、光伝送ノード１−１と１−６を端点とした光パス５１に対応するパスプロテクション区間については、プロテクション方式としてＦｕｌｌ ＬＳＰ Ｒｅ−ｒｏｕｔｉｎｇを設定したとする。また、光伝送ノード１−２〜光伝送ノード１−５の区間である部分パスプロテクション区間については、プロテクション方式として、光伝送ノード１−７および光伝送ノード１−８を経由するパスを予備パス５３とする１＋１プロテクション方式を設定し、光伝送ノード１−３と光伝送ノード１−４の間のリンクプロテクション区間では、光ファイバリンク３８を予備パス５２とする１＋１プロテクション方式を設定したとする。

図６は、光伝送ノード１−１〜１−６にてＬＯＳ、ＬＯＦなど障害の主原因となる原因警報を検出した際の光伝送ノードの障害検出処理フローの一例を示すフローチャートであり、図７は通常のユーザトラヒックからＡＩＳ信号を検出した場合、またはＡＩＳ信号のフレームフォーマットの変化を検出した際の光伝送ノード１−１〜１−６の処理フローの一例を示すフローチャートである。

図５に示したように、本実施の形態では、ＯＴＮで規定されているＡＩＳ信号を拡張し、下流ノードに切替動作実施の可否を明示的に指定する。図５のパターン６１はＯＴＮで規定されるＡＩＳ信号であり、障害を下流ノードに通知するとともに切替動作の抑止解除を要求する際に使用する。パターン６２は、下流伝送ノードに対して切替動作の抑止を要求する際に使用する。なお、図５では、フレームフォーマットの例としてＦＡオーバヘッド（ＯＨ）領域、ＯＴＵオーバヘッド（ＯＨ）領域およびＦＴＦＬ領域以外を“０１１００１１０”のパターンで埋める例を記載したが、この代わりにオーバヘッド領域に切替動作実施可否を示すビットを定義して、切替動作の抑止を通知するようにしてもよい。また、切替動作の抑止を要求する際に用いる特定パターンは“０１１００１１０”の繰り返しに限定されない。

図６に示すように、ＬＯＳ、ＬＯＦなどの切替トリガとなる原因警報を検出した光伝送ノード１−１〜１−６は、まず自ノードがプロテクション区間の終端点か否かの判定を行う（ステップＳ１１）。具体的には、例えば、障害管理部２５がクライアント収容部１２−１〜１２−ｎまたは３Ｒ部１３−１〜１３−ｎから原因警報を取得して、パス管理部２６に障害の発生を通知し、パス管理部２６がこの通知をうけるとプロテクション区間の終端点か否かの判定を行う。自ノードがプロテクション区間の終端点でない場合（ステップＳ１１ Ｎｏ）、パス管理部２６は、ＡＩＳ信号のフォーマットをパターン６１として送出することにより、下流ノードに切替動作を指示し（ステップＳ１２）、処理を終了する。

自ノードがプロテクション区間の終端点である場合（ステップＳ１１ Ｙｅｓ）、パス管理部２６は、予備パスの正常性や空きリソースの確認を行い、自ノードが終端点となっているプロテクション区間で切替が可能か否かの判断を行う（ステップＳ１３）。同時障害による予備パス障害を検出する等により切替不可と判断した場合（ステップＳ１３ Ｎｏ）、ステップＳ１２へ進む。

自ノードが終端点となっているプロテクション区間で切替可能と判断した場合（ステップＳ１３ Ｙｅｓ）、パス管理部２６はＡＩＳ信号のフォーマットをパターン６２で送出することにより下流ノードにおける不要な切替動作を抑止し（ステップＳ１４）、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎまたは３Ｒ部１３−１〜１３−ｎに自ノードが終端点となっているプロテクション区間での切替動作の実施を指示し、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎまたは３Ｒ部１３−１〜１３−ｎは指示に基づいて切替動作を実施する（ステップＳ１５）。

切替動作を実施した後、パス管理部２６は切替動作に成功したか否かの判定を行う（ステップＳ１６）。切替動作が成功した場合（ステップＳ１６ Ｙｅｓ）、処理を終了する。その後、検出した原因警報が回復するため、ＡＩＳ送出が解除され通常のユーザトラヒックが転送される。

切替動作に失敗した場合（ステップＳ１６ Ｎｏ）、つまり光スイッチ故障が同時に発生した場合や１＋１プロテクション方式において予備系パスにも同時に障害が発生した場合やＦｕｌｌ ＬＳＰ Ｒｅ−ｒｏｕｔｉｎｇにおいて波長などの空きリソース状況により予備系パスのシグナリングに失敗した場合等は、ステップＳ１２へ進む。

次に、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎまたは３Ｒ部１３−１〜１３−ｎによりＡＩＳ信号を検出、または受信したＡＩＳ信号のパターンの変化を検出した光伝送ノードでは、図７に示すように、パス管理部２６が、自ノードがプロテクション区間の終端点か否かの判定を行う（ステップＳ２１）。自ノードがプロテクション区間の終端点でない場合、パス管理部２６は、受信したＡＩＳ信号をトランスペアレントに下流に転送するようクライアント収容部１２−１〜１２−ｎまたは３Ｒ部１３−１〜１３−ｎと切替状態管理部２４とに指示し、クライアント収容部１２−１〜１２−ｎまたは３Ｒ部１３−１〜１３−ｎは指示に基づいてＡＩＳ信号を下流に転送する（ステップＳ２２）。

自ノードがプロテクション区間の終端点である場合、パス管理部２６は、受信したＡＩＳ信号のパターンがパターン６１であるかをチェックし（ステップＳ２３）、受信したＡＩＳ信号のパターンがパターン６１でない場合（ステップＳ２３ Ｎｏ）、つまり切替抑止を要求するパターンであった場合、切替は行わずにステップＳ２２へ進む。

受信したＡＩＳ信号のパターンがパターン６１、つまり切替抑止解除を要求するパターンであった場合（ステップＳ２３ Ｙｅｓ）、パス管理部２６は、予備パスの正常性や空きリソースの確認を行い、自ノードを終端点とするプロテクション区間で切替が可能か否かの判断を行う（ステップＳ２４）。

同時障害による予備パス障害を検出する等により切替不可と判断した場合（ステップＳ２４ Ｎｏ）、ＡＩＳ信号のフォーマットをパターン６１で送出し、下流ノードに切替抑止解除を指示する（ステップＳ２８）。

自ノードを終端点とするプロテクション区間で切替可能と判断した場合（ステップＳ２４ Ｙｅｓ）、ＡＩＳ信号のフォーマットをパターン６２で送出することにより（ステップＳ２５）、下流ノードにて不要な切替を抑止し、自ノードを終端点とするプロテクション区間での切替動作を実施する（ステップＳ２６）。

自ノードを終端点とするプロテクション区間での切替動作を実施した後、切替動作に成功したか否かの判定を行う（ステップＳ２７）。切替動作が成功した場合（ステップＳ２７ Ｙｅｓ）は、検出する原因警報が回復し、ＡＩＳ送出が解除され通常のユーザトラヒックが転送される。切替動作に失敗した場合（ステップＳ２７ Ｎｏ）、つまり光スイッチ故障が同時に発生した場合や１＋１プロテクションにおいては予備系パスにも同時に障害が発生した場合やＦｕｌｌ ＬＳＰ Ｒｅ−ｒｏｕｔｉｎｇにおいては波長などの空きリソース状況により予備系パスのシグナリングに失敗した場合等は、ステップＳ２８へ進む。

次に、図３を用いて本実施の形態における効果を説明する。図３に示した光伝送システムで、ＣＡＳＥ−１として光ファイバリンク３３で障害が発生した場合と、ＣＡＳＥ−２として光ファイバリンク３３と光ファイバリンク３８で同時障害が発生した場合の２つのケースの動作を説明する。

ＣＡＳＥ−１の場合、光伝送ノード１−３および光伝送ノード１−４では、３Ｒ部１３−１〜１３−ｎが障害の主原因となる原因警報であるＬＯＳを検出し、図６に示すフローが実行される。すなわち、光伝送ノード１−３および光伝送ノード１−４はリンクプロテクション区間の終端点のノードであり、予備パス５２すなわち光ファイバリンク３８に障害が発生していないため、下流ノードにてプロテクション動作を抑止するためのＡＩＳ信号（パターン６２）を送出し、予備パス５２への切替動作を実施する。リンクプロテクション区間で切替動作を実施している間、光伝送ノード１−３または光伝送ノード１−４の下流ノードである光伝送ノード１−１、１−２、１−５、１−６は、プロテクション区間の終端点であるが、パターン６２のＡＩＳ信号を受信しており、図７に示すフローのとおり、受信したＡＩＳ信号をトランスペアレントに転送し切替動作を行わない。

このように、本実施の形態では、プロテクション保護時間を設定すること無しに、切替トリガとなる障害を検出したプロテクション区間端点のノードが、切替可能か否かの判断に基づき、下流に転送するＡＩＳ信号で明示的に切替動作の抑止／抑止解除を指定することで、不要な切替を抑止することができ、運用性向上を実現する。

ＣＡＳＥ−２の場合、光伝送ノード１−３および光伝送ノード１−４では、３Ｒ部１３−１〜１３−ｎが障害の主原因となる原因警報であるＬＯＳを検出し、図６に示すフローが実行される。光伝送ノード１−３および光伝送ノード１−４は、リンクプロテクション区間の終端点のノードであるが、リンクプロテクション区間の予備パス５２を構成する光ファイバリンク３８にもファイバ断障害が発生しているため予備パス５２への切替不可と判断し、パターン６１のＡＩＳ信号を送出することにより、下流ノードに対してプロテクション動作を要求する。パターン６１のＡＩＳ信号を受信した部分パスプロテクション区間の終端ノードである光伝送ノード１−２および光伝送ノード１−５は、図７に示すフローを実行する。

すなわち、光伝送ノード１−２および光伝送ノード１−５は、受信したＡＩＳ信号のパターンがパターン６１であるため、部分パスプロテクション区間での切替可能か否かを判断し、切替可能と判断すると下流ノードでのプロテクション動作を抑止するためのパターン６２のＡＩＳ信号を送出した後、予備パス５３への切替動作を実施する。光伝送ノード１−２または光伝送ノード１−５の下流ノードである光伝送ノード１−１，１−６は図７に示すフローのとおり、受信したＡＩＳ信号のパターンがパターン６１でないため、受信したＡＩＳ信号をトランスペアレントに転送し、パスプロテクション区間での切替動作を行わない。

ここで、通信断時間について考察する。リンクプロテクション区間で予備パス５２に切替るのに要する時間をＡ［ｓ］とし、部分パスプロテクション区間で予備パス５３に切替るに要する時間をＢ［ｓ］とすると、プロテクション保護時間を使用する場合、部分パスプロテクション区間の端点ノードである光伝送ノード１−２および光伝送ノード１−５に設定するプロテクション保護時間はリンクプロテクション区間での切替時間以上、つまりＡ［ｓ］以上を設定する必要がある。この場合、ＣＡＳＥ−２のように両系障害が発生してリンクプロテクション区間で予備パス５２への切替が不可な場合でも、プロテクション保護時間が経過するまで切替動作を行うことができないため、通信断時間は概ねＡ＋Ｂ［ｓ］となる。一方、本実施の形態では、各プロテクション区間の端点ノードで切替の可否判断を行い、切替不可の場合は下流のノードに切替抑止解除を明示的に要求するため、通信断時間は概ねＢ［ｓ］で切替ることができ、プロテクション保護時間を設定する方法に比べて、障害復旧時間を短縮することが可能となる。

なお、本実施の形態では、切替のトリガとして各プロテクション区間の障害検出を例として説明したが、支障移転工事等のためにネットワーク管理者が予備パスへの切替を起動した場合や切り戻しのための切替を起動した場合にも同様の動作を実施することが可能である。

また、本実施の形態では、ＯＴＮレイヤの切替を例に説明したが、切替抑止／抑止解除を指定するフレームのレイヤや構成はこれに限定されず、クライアント信号に切替抑止／抑止解除を指定するフレームを定義することで、クライアント装置間での切替動作の抑止／抑止解除を明示的に指定することが可能となる。

このように、本実施の形態では、障害を検出した光伝送ノードが、自ノードがプロテクション区間の終端点ノードである場合に、下流の光伝送ノードに対して切替動作の抑止を通知して当該プロテクション区間における経路切替動作を実施し、自ノードがプロテクション区間の終端点ノードでない場合、および当該プロテクション区間における経路切替動作が失敗した場合に下流ノードへ経路切替動作の実施要求を送信するようにした。このため、重複する区間を含む複数のプロテクション区間が設定される場合に、プロテクション保護時間の設定を不要とし運用を簡便化することができる。

１，１−１〜１−８，１０１〜１０６ 光伝送ノード
２，２−１，２−２ クライアント装置
３ ＤＣＮ
４ ネットワーク管理装置
５−１〜５−ｎ 伝送路
１１ ノード監視制御部
１２−１〜１２−ｎ クライアント収容部
１３−１〜１３−ｎ ３Ｒ部
１４ 光スイッチ部
１５−１〜１５−ｎ ＷＤＭ部
２１ ＮＷ Ｉ／Ｆ
２２ ＣＰＵ
２３ 装置構成管理部
２４ 切替状態管理部
２５ 障害管理部
２６ パス管理部
３１〜４１ 光ファイバリンク
５１ 光パス
５２，５３，１１１，１１２，１１３ 予備パス
６１，６２ パターン

Claims (7)

1. 障害復旧のための複数のプロテクション区間を互いに重複する区間を含んで設定可能な光伝送システムを構成する光伝送ノードであって、
   障害の発生を検出し、所定の障害復旧処理を行う障害復旧処理部と、
   前記障害復旧処理部により障害が検出された場合には、自ノードが前記プロテクション区間の終端点ノードである場合に自ノードを終端点ノードとする前記プロテクション区間に対する経路切替動作の実施を前記障害復旧処理部へ指示するとともに前記光伝送システム内の下流の光伝送ノードに対して経路切替動作の抑止を指示する抑止フレームを送信し、抑止フレームを前記光伝送システム内の他の光伝送ノードから受信した場合には、経路切替動作の抑止を前記障害復旧処理部へ指示するとともに受信した抑止フレームを前記光伝送システム内の下流の光伝送ノードに転送するパス管理部と、
   を備えることを特徴とする光伝送ノード。
2. 前記抑止フレームを所定の領域に特定パターンを格納したＯＴＮフレームとする、ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送ノード。
3. 前記パス管理部は、自ノードを終端点ノードとする前記プロテクション区間に対する経路切替動作が正常に実施できなかった場合、前記光伝送システム内の下流の光伝送ノードに対して経路切替を要求する切替要求フレームを送信し、前記切替要求フレームを前記光伝送システム内の他の光伝送ノードから受信した場合、自ノードが前記プロテクション区間の終端点ノードである場合に自ノードを終端点ノードとする前記プロテクション区間に対する経路切替動作を実施する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送ノード。
4. 前記切替要求フレームをＯＴＮで規定されたＡＩＳ信号を格納したＯＴＮフレームとする、ことを特徴とする請求項３に記載の光伝送ノード。
5. 障害復旧のための複数のプロテクション区間を互いに重複する区間を含んで設定可能な光伝送システムであって、
   請求項１〜４のいずれか１つに記載の光伝送ノード、
   を備えることを特徴とする光伝送システム。
6. 複数の光伝送ノードを備え、障害復旧のための複数のプロテクション区間を互いに重複する区間を含んで設定可能な光伝送システムにおけるプロテクション方法であって、
   障害を検出した前記光伝送ノードが、自ノードが前記プロテクション区間の終端点ノードである場合に自ノードを終端点ノードとする前記プロテクション区間に対する経路切替動作を実施するとともに下流の前記光伝送ノードに対して経路切替動作の抑止を指示する抑止フレームを送信する第１のステップと、
   前記抑止フレームを受信した前記光伝送ノードが、経路切替動作を抑止するとともに受信した抑止フレームを下流の前記光伝送ノードに転送する第２のステップと、
   を含むことを特徴とするプロテクション方法。
7. 前記光伝送ノードが、自ノードを終端点ノードとする前記プロテクション区間に対する経路切替動作が正常に実施できなかった場合、下流の前記光伝送ノードに対して経路切替を要求する切替要求フレームを送信する第３のステップと、
   前記切替要求フレームを受信した前記光伝送ノードが、自ノードが前記プロテクション区間の終端点ノードである場合に自ノードを終端点ノードとする前記プロテクション区間に対する経路切替動作を実施する第４のステップと、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載のプロテクション方法。

Images