JP2013236237A - 通信装置、ネットワーク及びそれらに用いるパス設定管理方法並びにそのプログラム - Google Patents

通信装置、ネットワーク及びそれらに用いるパス設定管理方法並びにそのプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 エンド・トゥ・エンド間の伝送遅延を考慮したパスの自律設定を行うことが可能な通信装置を提供する。
【解決手段】 通信装置(1)は、GMPLSによるパス設定を行う機能(ルーティング処理部121)と、ネットワークの遅延時間をパス設定の経路計算に含めるか否かを判定する手段(GMPLS機能処理部12)と、遅延時間を経路計算に含める場合に、実際にデータが流れるデータプレーンを介して当該遅延時間を取得する取得手段(伝送遅延計算処理部112)と、パス設定を行う機能による経路計算の結果と取得手段で取得した遅延時間とに基づいて一番遅延が少ない経路を選択する手段(GMPLS機能処理部12)とを有し、遅延時間を経路計算に含めない場合にパス設定を行う機能による経路計算の結果から一番遅延が少ない経路を選択する。
【選択図】 図1

Description

本発明は通信装置、ネットワーク及びそれらに用いるパス設定管理方法並びにそのプログラムに関し、特にGMPLS(Generalized Multi−Protocol Label Switching)をサポートしている通信装置におけるパス設定管理方法に関する。
一般的なGMPLSによるパスの設定フローを図6に示す。この図6を参照してGMPLSをサポートしている通信装置におけるパス設定について説明する。
通信装置は、RFC(Request For Comments)に記載されているような、始点ノードと終点ノード及び経路条件を加味した、効率の良い(例えば、ネットワークリソースの使用量の少ない、またはリンクコストの合計が小さい)経路を算出する(図6ステップF21)。
続いて、通信装置は、GMPLSのシグナリングを用いて、パスの設定を行う(図6ステップF22)。
GMPLSは、既に構築されているSONET(Synchronous Optical NETwork)やSDH(Synchronous Digital Hierarchy)、WDM(Wavelength Division Multiplexing:波長多重)等の物理的なネットワーク[データプレーン(Data Plane);実際にデータが流れる層]に対して新に論理的なネットワーク[制御プレーン(Control Plane);データプレーンを制御する層]を追加することで、それまで別々に管理していたSONETやSDH、WDM等の信号とIP(Internet Protocol)ネットワークの信号とを統一的に管理する技術である(例えば、特許文献1参照)。
GMPLSでは、LMP(Link Management Protocol)、OSPF−TE(Open Shortest Path First−Traffic Engineering)、RSVP−TE(Resource reSerVation Protocol−TE)等の複数のプロトコルを用い、隣接する通信装置間で情報をやり取りしており、自装置がどの通信装置に接続されているか、どれだけのデータを送受信可能な帯域を有しているか等の情報を全通信装置で共有している。各通信装置では、この情報を用いて自律的に動作し、通信経路(パス)を設定することが可能となっている。
特開2009−290706号公報
上述した通信装置におけるパス設定では、GMPLSによるパス経路計算により、効率の良い(例えば、ネットワークリソースの使用量の少ない、またはリンクコストの合計が小さい)経路等といった理論上の最適化数値をベースに、パスの自律設定が行われている。
しかしながら、伝送遅延の少ないネットワークを構築したいニーズに対し、理論上の数値から導かれるパスは必ずしも伝送遅延が少ないパスとは限らない。すなわち、ユーザの期待値を満たさない場合が発生し、最悪の場合は、エンド・トゥ・エンド(End−to−End)でデータトラフィックすら流れない場合も発生し得る。
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、エンド・トゥ・エンド間の伝送遅延を考慮したパスの自律設定を行うことができる通信装置、ネットワーク及びそれらに用いるパス設定管理方法並びにそのプログラムを提供することにある。
本発明による通信装置は、GMPLS(Generalized Multi−Protocol Label Switching)によるパス設定を行う機能と、
ネットワークの遅延時間を前記パス設定の経路計算に含めるか否かを判定する手段と、
前記遅延時間を前記経路計算に含める場合に、実際にデータが流れるデータプレーンを介して当該遅延時間を取得する取得手段と、
前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果と前記取得手段で取得した遅延時間とに基づいて一番遅延が少ない経路を選択する手段とを備え、
前記遅延時間を前記経路計算に含めない場合に前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果から前記一番遅延が少ない経路を選択している。
本発明によるネットワークは、上記の通信装置を含むことを特徴とする。
本発明によるパス設定管理方法は、GMPLS(Generalized Multi−Protocol Label Switching)によるパス設定を行う機能を含む通信装置に用いるパス設定管理方法であって、
前記通信装置が、
ネットワークの遅延時間を前記パス設定の経路計算に含めるか否かを判定する処理と、
前記遅延時間を前記経路計算に含める場合に、実際にデータが流れるデータプレーンを介して当該遅延時間を取得する取得処理と、
前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果と前記取得処理で取得した遅延時間とに基づいて一番遅延が少ない経路を選択する処理とを実行し、
前記遅延時間を前記経路計算に含めない場合に前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果から前記一番遅延が少ない経路を選択している。
本発明によるプログラムは、GMPLS(Generalized Multi−Protocol Label Switching)によるパス設定を行う機能を含む通信装置内の中央処理装置に実行させるプログラムであって、
ネットワークの遅延時間を前記パス設定の経路計算に含めるか否かを判定する処理と、前記遅延時間を前記経路計算に含める場合に、実際にデータが流れるデータプレーンを介して当該遅延時間を取得する取得処理と、前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果と前記取得処理で取得した遅延時間とに基づいて一番遅延が少ない経路を選択する処理とを有し、
前記遅延時間を前記経路計算に含めない場合に前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果から前記一番遅延が少ない経路を前記通信装置に選択させることを特徴とする。
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、エンド・トゥ・エンド間の伝送遅延を考慮したパスの自律設定を行うことができるという効果が得られる。
本発明の実施の形態による通信装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態によるネットワークの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態によるパス経路情報テーブルT1の概略を示す図である。 本発明の実施の形態による自律分散制御対応通信装置の動作フローを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態によるネットワークの処理動作を示すシーケンスチャートである。 一般的なGMPLSによるパスの設定フローを示すフローチャートである。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明によるGMPLS[Generalized MPLS(Multi−Protocol Label Switching)]をサポートしている通信装置におけるパス設定管理方法の概要について説明する。
本発明は、MPLS[IETF−RFC(Internet Engineering Task Force−Request For Comments)3031(January 2001)]、GMPLS[IETF−RFC3945(October 2004)]やASON(Automatic Switch Optical Network)[ITU−T(International Telecommunication Union,Telecommunication Standardization Sector)−G.8080]に代表される自律分散制御御ネットワークにおいて、一般的なGMPLSによるパス設定を行う機能に加えて、エンド・トゥ・エンド(End−to−End)間の伝送遅延を考慮したパスの自律設定を行うことを特徴とする。
本発明は、GMPLSによる理論上の経路計算結果と、データプレーンから提供される実状の伝送遅延時間の情報とを組み合わせて考慮することで、上述した本発明に関連するパス設定ではできなかったエンド・トゥ・エンド間の伝送遅延を考慮したパスの自律設定を可能にする。
本発明では、MPLS/GMPLS/ASON等の自律分散制御ネットワークを前提とする。MPLS/GMPLS/ASON等の自律分散制御対応ネットワークは、MPLS/GMPLS/ASON等の自律分散制御に対応した通信装置(NE:Network Equipment)及び通信リンクから構成されるネットワークである。
自律分散制御対応ネットワーク内でパスを設定する場合、各通信装置は、保守者の指示に従い、自律分散制御で経路制御及びシグナリングを実行し、各通信装置のラベル予約・スイッチ設定を行い、指定された始点・終点通信装置間のパスを設定/切断する。
本発明の想定するネットワークでは、パケットやTDM(Time Division Multiplexing:時分割多重)、WDM(Wavelength Division Multiplexing:波長多重)等の通信技術によってエンド・トゥ・エンドのパスを提供する。
自律分散制御対応の通信装置は、ラベル (パケット、タイムスロット、波長等の識別子)の情報に基づきクロスコネクト(以下、XCと呼ぶ)(または、スイッチング)を実施する。
また、自律分散制御対応の通信装置は、MPLS/GMPLS/ASON等の自律分散制御プロトコルによって、自律分散制御パスの経路制御やパス管理(パスの設定/維持/切断)を実施する。
図1は本発明の実施の形態による通信装置の構成例を示すブロック図である。図1において、自律分散制御対応通信装置(NE)1は、装置制御処理部11と、GMPLS機能処理部12と、GMPLS各種情報記憶部13とを備えている。
装置制御処理部11は、伝送遅延テストフレーム送受信部111と、伝送遅延計算処理部112とを具備し、他通信装置(NE0x)1−x、マネジメントプレーン(Management Plane)101、制御プレーン(Control Plane)[データプレーン(Data Plane;実際にデータが流れる層)を制御する層]102からのコマンド受信、応答処理、通知処理を行う。
伝送遅延テストフレーム送受信部111は、既存のパスに対するPINGコマンド等といった伝送遅延時間を計測するためのテストフレームを送出する機構を持っており、伝送遅延計算処理部112からのトリガで動作する。伝送遅延計算処理部112は、送受信したテストフレームからパスの遅延時間を算出する機能部である。
GMPLS機能処理部12は、ルーティング処理部121を具備し、一般的な自律分散制御対応通信装置が持つ標準化された機能処理部である。ルーティング処理部121は、OSPF−TE(Open Shortest Path First−Traffic Engineering)[IETF−RFC3630(September 2003)]やIS−IS−TE(Intermediate System−Intermediate System−TE)[IETF−RFC5305(October 2008)]に代表されるルーティングプロトコルの処理を実施する。
ルーティングプロトコルは、ネットワーク内の各リンクの情報を交換する処理やその情報を元に送信元通信装置と送信先装置の間の経路を計算する処理を実施する。
ルーティング処理部121は、上述した本発明に関連するルーティング処理に加えて、伝送遅延計算処理部112へ特定のパスに対する伝送遅延時間の計測を要求する機能と、その情報の管理機能とを持つ。
GMPLS各種情報記憶部13は、パス経路記憶部131を具備し、リンクステート情報・パス情報等、一般的な自律分散制御対応通信装置が持つ情報を記憶する記憶部である。
パス経路記憶部131は、図3に示すように、パス経路テーブルT1の記録部である。パス経路記憶部131は、テストフレームのやり取りで得た、伝送遅延時間の情報やパスのルート情報を保持する。
図2は本発明の実施の形態によるネットワークの構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態によるネットワークは、自律分散制御対応通信装置(NE01〜NE07)1−1〜1−7と、ネットワーク管理システム2とから構成されている。
自律分散制御対応通信装置1−1〜1−7各々は、図1に示す構成と同様の構成となっており、各装置間は、1本またはそれ以上の物理リンク(光ファイバ等)の通信リンクで接続されている。また、各装置間は、制御メッセージ交換リンクで接続されている制御プレーン102を形成する。通信リンクは、エンドユーザの情報が通るリンクであるのに対して、制御メッセージ交換リンクは、各装置間の制御情報の交換に用いるリンクである。
ネットワーク管理システム2は、ネットワーク全体の通信装置の監視/保守(例:パスの設定・切断要求、通信装置撤去管理)を行う機能を持ち、保守者とネットワークとのインタフェースとなるシステムである。
ネットワーク管理システム2と自律分散制御対応通信装置1−1〜1−7各々とは、マネジメントリンクで接続されマネジメントプレーン101を形成する。ネットワーク管理システム2は、マネジメントリンクを介して自律分散制御対応通信装置1−1〜1−7各々の設定を行う。
図3は本発明の実施の形態によるパス経路情報テーブルT1の概略を示す図である。図3において、パス経路情報テーブルT1は、経路ID(IDentifier)C1、遅延時間C2、ホップ(1)C3、ホップ(2)C4、・・・、ホップ(X)C5から構成されている。
経路IDC1は、自律分散制御対応通信装置1−1〜1−7内で経路を一意に識別する識別子である。ホップ(1)C1〜(X)C5は、その経路が通過する自律分散制御対応通信装置1−1〜1−7のNE IDを示す。
一度算出した遅延時間情報は、パス経路情報テーブルT1に記録しておくことで、同じルートに対する問い合わせがあった場合、以降の処理をスキップすることによって、全体の処理が高速化される。
図4は本発明の実施の形態による自律分散制御対応通信装置1−1〜1−7の動作フローを示すフローチャートであり、図5は本発明の実施の形態によるネットワークの処理動作を示すシーケンスチャートである。
これら図1〜図5を参照して本発明の実施の形態によるネットワークの処理動作について説明する。尚、図4に示す処理は自律分散制御対応通信装置1−1〜1−7内のCPU(中央処理装置)(図示せず)がプログラムを実行することで実現可能である。以下、自律分散制御対応通信装置1−1を中心としてその動作について説明する。
自律分散制御対応通信装置1−1は、ネットワーク管理システム2や外部接続装置(例えば、自律分散制御対応通信装置1−x)からのパス設定要求を受けると、パスの経路計算をする前に、ネットワークの遅延時間を最小限にする必要性の有無を確認する(図4ステップF1、図5のS11)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、遅延時間を経路計算の考慮に含めない場合(図4ステップF1の無し)、一般的なGMPLSの処理フローによるパス設定を行う(図4ステップF2)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、遅延時間を経路計算の考慮に含める場合(図4ステップF1の有り)、まず、従来通り、GMPLSの機能を使い、与えられた始点ノードと終点ノード及び経路条件とを加味したパス経路候補をすべて算出する(図4ステップF3、図5のS13)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、算出したパス経路候補の数だけ、下記の処理を繰り返す(図4ステップF4、図5のS14)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、現在選択中のパス経路に対する遅延時間情報がパス経路情報テーブルT1に存在しているかどうかを確認する(図4ステップF5、図5のS15)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、遅延時間情報を取得できた場合(図4ステップF5の有り)、ステップF6〜F10の遅延時間計測処理をスキップし、ループ処理の最後(ステップF11)に遷移する。
自律分散制御対応通信装置1−1は、遅延時間情報を取得できない場合(図4ステップF5の無し)、GMPLSのシグナリングを用いてパスの設定を実施する(図4のステップF6、図5のS16)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、正常にパス設定のシグナリングが完了しなかった場合(パスの設定に失敗した場合)(図4ステップF7の失敗)、繰り返し処理の前に遷移する(図4ステップF7、図5のS17)。
本実施の形態では、一般的なGMPLSのパス設定フローとは異なり、データプレーン(図示せず)に対してテストフレーム・パケットを送出する処理を追加する。この処理により、本実施の形態では、エンド・トゥ・エンド間のネットワーク遅延時間の計測が可能になる(図4ステップF8、図5のS18)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、遅延時間の計測を行い、その計測結果をパス経路情報テーブルT1に登録する。自律分散制御対応通信装置1−1は、一定時間以内にテストフレームの応答に対する遅延時間が、データプレーンから制御プレーン102に対しての応答がない場合、主信号導通負荷(接続不良)とみなし、パス経路情報テーブルT1への追記を実施しない(図4ステップF9、図5のS19)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、登録したパスをGMPLSのシグナリングを用いて削除する(図4ステップF10、図5のS20)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、ステップF3で算出したすべてのパス経路に対する処理が終わるまで、上記の処理を繰り返す(図4ステップF11、図5のS21)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、ステップF3で算出したパス経路の中から、一番遅延が少ない経路を選択する(図4ステップF12、図5のS22)。
自律分散制御対応通信装置1−1は、選択した経路に基づき、GMPLSのシグナリングを用いて、パスの設定を行う(図4ステップF13、図5のS23)。
このように、本実施の形態では、コスト値といった理論上の最適化数値をベースにパスの経路を算出するだけではなく、実測した伝送遅延時間を加味した経路選択を実施することができる。
また、本実施の形態では、伝送遅延の実測を行うため、従来のGMPLSでは保障することができなかった伝送路の到達性を担保することができる。すなわち、本実施の形態では、確実に主信号を伝送できる経路の自律設定を行うことができる。
本発明は、自律分散制御対応通信装置1−1〜1−7各々が収集した伝送遅延情報をネットワーク管理システム(NMS;Network Management System)に通知し、NMSに情報を蓄積させておくことも可能である。
本発明は、NMSに蓄積された情報を基に、物理劣化等による伝送遅延箇所(装置、光ファイバ等)を推測し、その情報を装置の物理保守メンテナンス計画を立てる際に利用することも考えられる。
本発明は、GMPLSをサポートしている光伝送装置に適用することができる。
1 自律分散制御対応通信装置
11 装置制御処理部
12 GMPLS機能処理部
13 GMPLS各種情報記憶部
101 マネジメントプレーン
102 制御プレーン
111 伝送遅延テストフレーム送受信部
112 伝送遅延計算処理部
121 ルーティング処理部
131 パス経路記憶部
T1 パス経路情報テーブル

Claims (8)

  1. GMPLS(Generalized Multi−Protocol Label Switching)によるパス設定を行う機能と、
    ネットワークの遅延時間を前記パス設定の経路計算に含めるか否かを判定する手段と、
    前記遅延時間を前記経路計算に含める場合に、実際にデータが流れるデータプレーンを介して当該遅延時間を取得する取得手段と、
    前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果と前記取得手段で取得した遅延時間とに基づいて一番遅延が少ない経路を選択する手段とを有し、
    前記遅延時間を前記経路計算に含めない場合に前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果から前記一番遅延が少ない経路を選択することを特徴とする通信装置。
  2. 前記GMPLSの機能を使い、与えられた始点ノードと終点ノード及び経路条件とを加味したパス経路候補を算出する算出手段を含み、
    前記取得手段は、前記算出手段で算出したパス経路候補における遅延時間を取得することを特徴とする請求項1記載の通信装置。
  3. 前記パス設定に用いる経路情報と前記取得手段で取得した遅延時間の情報とを保持するパス経路情報テーブルを含み、
    前記取得手段は、前記パス経路情報テーブルに前記遅延時間の情報がない場合に前記データプレーンを介して前記遅延時間を取得することを特徴とする請求項2記載の通信装置。
  4. 上記の請求項1から請求項3のいずれかに記載の通信装置を含むことを特徴とするネットワーク。
  5. GMPLS(Generalized Multi−Protocol Label Switching)によるパス設定を行う機能を含む通信装置に用いるパス設定管理方法であって、
    前記通信装置が、
    ネットワークの遅延時間を前記パス設定の経路計算に含めるか否かを判定する処理と、
    前記遅延時間を前記経路計算に含める場合に、実際にデータが流れるデータプレーンを介して当該遅延時間を取得する取得処理と、
    前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果と前記取得処理で取得した遅延時間とに基づいて一番遅延が少ない経路を選択する処理とを実行し、
    前記遅延時間を前記経路計算に含めない場合に前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果から前記一番遅延が少ない経路を選択することを特徴とするパス設定管理方法。
  6. 前記通信装置が、前記GMPLSの機能を使い、与えられた始点ノードと終点ノード及び経路条件とを加味したパス経路候補を算出する算出処理を実行し、
    前記通信装置が、前記取得処理において、前記算出処理で算出したパス経路候補における遅延時間を取得することを特徴とする請求項5記載のパス設定管理方法。
  7. 前記通信装置に、前記パス設定に用いる経路情報と前記取得処理で取得した遅延時間の情報とを保持するパス経路情報テーブルを設け、
    前記通信装置が、前記取得処理において、前記パス経路情報テーブルに前記遅延時間の情報がない場合に前記データプレーンを介して前記遅延時間を取得することを特徴とする請求項6記載のパス設定管理方法。
  8. GMPLS(Generalized Multi−Protocol Label Switching)によるパス設定を行う機能を含む通信装置内の中央処理装置に実行させるプログラムであって、
    ネットワークの遅延時間を前記パス設定の経路計算に含めるか否かを判定する処理と、前記遅延時間を前記経路計算に含める場合に、実際にデータが流れるデータプレーンを介して当該遅延時間を取得する取得処理と、前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果と前記取得処理で取得した遅延時間とに基づいて一番遅延が少ない経路を選択する処理とを有し、
    前記遅延時間を前記経路計算に含めない場合に前記パス設定を行う機能による前記経路計算の結果から前記一番遅延が少ない経路を前記通信装置に選択させることを特徴とするプログラム。
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