JP2015164263A - 光通信装置、及び光通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カットスルー転送を実現する。
【解決手段】ＷＤＭ装置１０は、クライアントＩＦとＯＨ処理部とＷＤＭ部１４とを有する。クライアントＩＦは、パケットを受信する。ＯＨ処理部は、クライアントＩＦにより受信されたパケットの内、ＷＤＭ装置１０に隣接するルータ以外に送信するパケットのヘッダを変換する。ＷＤＭ部１４は、ＯＨ処理部によりヘッダを変換されたパケットを送信する。ＯＨ処理部は、例えば、パケットの宛先が、上記ルータから、該ルータ以外の装置となる様に、ヘッダを変換する。
【選択図】図４

Description

本発明は、光通信装置、及び光通信方法に関する。

従来、ルータ等を有するパケットネットワークと、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）装置等を有する回線・光ネットワークとを組み合わせたマルチレイヤネットワークが利用されている。図８は、従来のマルチレイヤネットワークにおける通常のパケット転送を説明するための図である。図８に示す様に、局舎Ａのルータ２０１には、ユーザ端末Ｕ１１、Ｕ１２が接続され、局舎Ｂのルータ２０２には、データセンタ端末Ｄ１１が接続され、局舎Ｃのルータ２０３には、データセンタ端末Ｄ１２が接続されている。パケットの転送先は各ルータ２０１、２０２、２０３において決定されるため、例えば、ユーザ端末Ｕ１１とデータセンタ端末Ｄ１２とが通信を行う場合、パケットは、ＷＤＭ装置１０２から一旦ルータ２０２を中継して、再びＷＤＭ装置１０２に入力される。

ところが、ルータ２０２の処理は、単にパケットを転送する処理であることから、転送遅延を軽減するために、パケットは、ルータ２０２を経由することなく、ＷＤＭ装置１０２から直接、ＷＤＭ装置１０３に転送されることが望ましい。図９は、従来のマルチレイヤネットワークにおけるカットスルー転送を説明するための図である。図９に示す様に、マルチレイヤネットワークは、例えば、ＷＤＭ装置１０１とルータ２０１との間、及び、ＷＤＭ装置１０３とルータ２０３との間を、それぞれインタフェースＩＦ１、ＩＦ２により接続する。これにより、ＷＤＭ装置１０１は、インタフェースＩＦ１を介して、データセンタ端末Ｄ１２宛のパケットのみをルータ２０１から受信可能となる。一方、ＷＤＭ装置１０３は、データセンタ端末Ｄ１２宛のパケットを、インタフェースＩＦ２を介してルータ２０３へ転送可能となる。その結果、ルータ２０２を経由しない、パケットのカットスルー転送が実現される。

特開２００３−６９６１９号公報 特開２０１２−２０４８８２号公報

大木英司、島崎大作、松崎隆一、井上一郎、塩本公平、「ＩＰオプティカルネットワークにおける光ＩＰ連携サーバによるマルチレイヤトラヒックエンジニアリング」、ＮＴＴ技術ジャーナル、電気通信協会、2007年1月、p.18-21

しかしながら、上述したカットスルー転送では、マルチレイヤネットワークがインタフェースを新たに設けることにより、隣接ルータが変化してしまう。例えば、図９に示したカットスルー転送では、インタフェースＩＦ１、ＩＦ２の増設により、ルータ２０１の隣接ルータは、従前のルータ２０２から、ルータ２０２及びルータ２０３に変化してしまう。これに伴い、各ルータ２０１、２０２、２０３の構成するパケットネットワークのトポロジが変化してしまい、各ルータ２０１、２０２、２０３が、該変化に合わせてルーティングテーブルを更新（収束）するための時間が掛かってしまう。すなわち、各ルータ２０１、２０２、２０３が、トポロジを再構築するのに時間が掛かってしまうことがある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、カットスルー転送を実現することのできる光通信装置、及び光通信方法を提供す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、本願の開示する光通信装置は、第１通信部と変換部と第２通信部とを有する。前記第１通信部は、パケットを受信する。前記変換部は、前記第１通信部により受信されたパケットの内、中継装置（Ｒ２０）以外に送信するパケットのヘッダを変換する。前記第２通信部は、前記変換部によりヘッダを変換されたパケットを送信する。

本願の開示する光通信装置の一つの態様によれば、カットスルー転送を実現することができる。

図１は、本実施例に係るマルチレイヤネットワークにおけるカットスルー転送を説明するための図である。 図２Ａは、初期状態におけるパケットの転送経路を示す図である。 図２Ｂは、カットスルー状態におけるパケットの転送経路を示す図である。 図３は、本実施例に係るネットワークの全体構成を示す図である。 図４は、本実施例に係るＷＤＭ装置の構成を示す図である。 図５は、本実施例に係るＷＤＭ装置のカットスルー部の構成を示す図である。 図６Ａは、ＯＨ情報がＭＰＬＳラベルである場合の初期状態において、パケットが転送される様子を示す図である。 図６Ｂは、ＯＨ情報がＭＰＬＳラベルである場合のカットスルー状態において、パケットが転送される様子を示す図である。 図７Ａは、ＯＨ情報がＭＡＣアドレスである場合の初期状態において、パケットが転送される様子を示す図である。 図７Ｂは、ＯＨ情報がＭＡＣアドレスである場合のカットスルー状態において、パケットが転送される様子を示す図である。 図８は、従来のマルチレイヤネットワークにおける通常のパケット転送を説明するための図である。 図９は、従来のマルチレイヤネットワークにおけるカットスルー転送を説明するための図である。

以下に、本願の開示する光通信装置、及び光通信方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施例により、本願の開示する光通信装置、及び光通信方法が限定されるものではない。

まず、本願の開示する一実施例に係る通信システムの構成を説明する。図１は、本実施例に係るマルチレイヤネットワークにおけるカットスルー転送を説明するための図である。図１に示す様に、本実施例では、ルータではなくＷＤＭ装置側において、パケットが振り分けられ、該パケットのＯＨ（Over Head）情報（例えば、ラベルやアドレス）が変換される。従って、例えば、ユーザ端末Ｕ１を送信元とする通常のパケットと、ユーザ端末Ｕ２を送信元とするカットスルーパケットとは、ルータＲ１０を通過した後、ＷＤＭ装置１０において振り分けられ、異なる宛先に到達する。すなわち、通常のパケットは、通常パスＰ１に示す様に、ＷＤＭ装置２０とルータＲ２０とを経由して、データセンタ端末Ｄ１に到達する。これに対し、カットスルーパケットは、カットスルーパスＰ２に示す様に、ＷＤＭ装置２０を経由する際、ルータＲ２０をカットスルーし、その後、ＷＤＭ装置３０とルータＲ３０とを経由して、データセンタ端末Ｄ２に到達する。これにより、ルータＲ１０とＷＤＭ装置１０との間及びルータＲ３０とＷＤＭ装置３０との間に、インタフェースの増設が不要となる。従って、ネットワークトポロジを変化させることなく、カットスルー転送が実現可能となる。

次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照しながら、本実施例に係るカットスルー転送について、より具体的に説明する。図２Ａは、初期状態におけるパケットの転送経路を示す図である。図２Ａに示す様に、初期状態では、ユーザ端末Ｕ１を送信元とするデータセンタ端末Ｄ１宛のパケットは、パスＰ１１を経由して、ＷＤＭ装置間回線Ｌ１１に到達した後、パスＰ１２を経由して、ＷＤＭ装置間回線Ｌ２１に到達する。その後、上記パケットは、パスＰ１３を経由して、ルータＲ２０に接続されたデータセンタ端末Ｄ１に到達する。一方、データセンタ端末Ｄ２宛のパケットは、パスＰ１４、Ｐ１２を経由して、ルータＲ２０に到達した後、ルータＲ２０において経路の切替え（ラベルスワップ）が行われる。上記パケットは、パスＰ１５、Ｐ１６を経由して、ＷＤＭ装置間回線Ｌ３１に到達した後、パスＰ１７を経由して、ルータＲ３０に接続されたデータセンタ端末Ｄ２に到達する。なお、逆方向（データセンタ端末Ｄ１、Ｄ２からユーザ端末Ｕ１、Ｕ２に向かう方向）のパケットについても同様の処理が行われる。

図２Ｂは、カットスルー状態におけるパケットの転送経路を示す図である。図２Ｂに示す様に、カットスルー状態では、ユーザ端末Ｕ１を送信元とするデータセンタ端末Ｄ１宛のパケットは、ルータをカットスルーしない通常のパケットであるので、ＷＤＭ装置１０における振分け処理及びＯＨ変換処理により、ＷＤＭ装置間回線Ｌ１１へ振り分けられる。その後、上記パケットは、パスＰ２２を経由して、ＷＤＭ装置間回線Ｌ２１に到達した後、パスＰ２３を経由して、ルータＲ２０に接続されたデータセンタ端末Ｄ１に到達する。

一方、データセンタ端末Ｄ２宛のパケットは、ルータＲ２０をカットスルーするパケットであるので、ＷＤＭ装置１０における振分け処理及びＯＨ変換処理により、ＷＤＭ装置間回線Ｌ１２へ振り分けられる。その後、上記パケットは、ＷＤＭ装置１０、３０間に設定されたカットスルーパスＰ２５により、ＷＤＭ装置２０を経由して、ＷＤＭ装置３０のＷＤＭ装置間回線Ｌ３２に到達する。そして、上記パケットは、パスＰ２６を経由して、ルータＲ３０に接続されたデータセンタ端末Ｄ２に到達する。なお、逆方向（データセンタ端末Ｄ１、Ｄ２からユーザ端末Ｕ１、Ｕ２に向かう方向）のパケットについても同様の処理が行われる。

図３は、本実施例に係るネットワーク１の全体構成を示す図である。図３に示す様に、ネットワーク１は、ＷＤＭ装置１０、２０、３０、４０、５０及びルータＲ１０、Ｒ２０、Ｒ３０、Ｒ４０、Ｒ５０の他に、ＮＭＳ（Network Management System）６０とＥＭＳ（Element Management System）７０ａ、７０ｂとカットスルー制御装置８０とを有する。

ＷＤＭ装置４０、５０は、上述したＷＤＭ装置１０、２０、３０と同様の構成を有し、ルータＲ４０、Ｒ５０は、上述したルータＲ１０、Ｒ２０、Ｒ３０と同様の構成を有する。ＮＭＳ６０は、ＥＭＳ７０ａ、７０ｂとカットスルー制御装置８０とに接続し、ネットワーク１全体の運用・管理を行う。ＥＭＳ７０ａは、ＮＭＳ６０及びカットスルー制御装置８０からの指示に従い、ＷＤＭ装置１０、２０、３０、４０、５０の管理・制御を行う。同様に、ＥＭＳ７０ｂは、ＮＭＳ６０及びカットスルー制御装置８０からの指示に従い、ルータＲ１０、Ｒ２０、Ｒ３０、Ｒ４０、Ｒ５０の管理・制御を行う。更に、カットスルー制御装置８０は、カットスルー転送のための情報を管理し、ＷＤＭ装置１０、２０、３０、４０、５０によるカットスルー転送を制御する。カットスルー制御装置８０は、例えばＳＤＮ（Software-Defined Network）のコントローラであり、カットスルー転送を行うパケットの宛先等を管理し、該パケットのＯＨ変換に用いる情報を、各ＷＤＭ装置１０、２０、３０、４０、５０に設定する。

なお、ＥＭＳ７０ｂは、ルータＲ１０、Ｒ２０、Ｒ３０、Ｒ４０、Ｒ５０が自ルータを完全自立分散で制御する場合には、必ずしも必要でない。

図４は、本実施例に係るＷＤＭ装置１０の構成を示す図である。図４に示す様に、ＷＤＭ装置１０は、カットスルー部１１と装置制御部１２とＴＤＭ部１３とＷＤＭ部１４とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、各種信号の入出力が可能な様に接続されている。

カットスルー部１１は、ルータＲ１０からクライアント信号を受信すると、該クライアント信号からパケットを抽出した後、所定のフレーム長及びビットレートを有する回線信号に該パケットを収容し、ＴＤＭ部１３に出力する。上記回線信号は、その宛先毎に複数存在するため、パケットは、該宛先に対応する回線信号に収容される。また、カットスルー部１１は、ＴＤＭ部１３から回線信号を入力すると、該回線信号からパケットを抽出し、該パケットの宛先に対応するインタフェースから該パケットを送信する。ここで、上記クライアント信号は、例えば、イーサネット（登録商標）信号、ＯＤＵ（Optical channel Data Unit）信号である。また、上記パケットは、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）、ＭＰＬＳ（Multi−Protocol Label Switching）、イーサネット（登録商標）ＭＡＣ（Media Access Control）等の信号である。上記回線信号は、例えば、ITU-T G.709 Interfaces for Optical Transport Network（OTN）勧告で規定されているＯＤＵである。なお、上記回線信号は、ITU-T G.707 Network node interface for the Synchronous Digital Hierarchy（SDH）勧告で規定されているＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode）であってもよい。

装置制御部１２は、回線ＳＷ（SWitch）１３ｂの入力ポートから入力された回線信号を所定の出力ポートから出力することを、回線ＳＷ１３ｂに指示する。また、装置制御部１２は、光波長ＳＷ１４ａの入力ポートから入力された光信号を所定の出力ポートから出力することを、光波長ＳＷ１４ａに指示する。

ＴＤＭ部１３は、クライアント信号を受信すると、光信号に変換し、ＷＤＭ部１４に出力またはカットスルー部１１に出力する。また、ＴＤＭ部１３は、ＷＤＭ部１４から入力される光信号から回線信号を抽出し、カットスルー部１１にクライアント信号として出力する。ＴＤＭ部１３は、ＴＲＩＢＩＦ１３ａ−１〜１３ａ−ｎと、回線ＳＷ１３ｂと、ＯＥ（Optical to Electrical）／ＥＯ（Electrical to Optical）１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎとを有する。なお、ｎは２以上の整数である。

ＴＲＩＢＩＦ１３ａ−１〜１３ａ−ｎは、クライアント信号を回線信号（例えば、ＯＤＵ信号）に収容し、回線ＳＷ１３ｂへ出力する。ここで、上記クライアント信号は、例えば、イーサネット（登録商標）、ファイバーチャネル、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ（Synchronous Digital Hierarchy／Synchronous Optical NETwork）等の信号である。なお、ＴＲＩＢＩＦ１３ａ−１〜１３ａ−ｎは、上記回線信号を直接入力し、監視後に回線ＳＷ１３ｂへ出力するものとしてもよい。

回線ＳＷ１３ｂは、入力ポートと出力ポートとをそれぞれ複数有する。回線ＳＷ１３ｂは、カットスルー部１１及びＴＲＩＢＩＦ１３ａ−１〜１３ａ−ｎから各入力ポートに入力される回線信号を、装置制御部１２からの指示に従い、所定の出力ポートから出力する。また、回線ＳＷ１３ｂは、ＯＥ／ＥＯ１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎから各入力ポートに入力される回線信号を、装置制御部１２からの指示に従い、所定の出力ポートから出力する。例えば、出力ポートがカットスルー部１１に接続されている場合、回線ＳＷ１３ｂは、回線信号をそのまま上記出力ポートから出力する。一方、出力ポートがＴＲＩＢＩＦ１３ａ−１〜１３ａ−ｎに接続されている場合、回線ＳＷ１３ｂは、回線信号をＴＲＩＢＩＦ１３ａ−１〜１３ａ−ｎの何れかに接続した後、ＴＲＩＢＩＦ１３ａ−１〜１３ａ−ｎは、回線信号からクライアント信号を抽出した後に、該クライアント信号を上記出力ポートから出力する。

ＯＥ／ＥＯ１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎは、回線ＳＷ１３ｂの各出力ポートから出力された回線信号を入力すると、該回線信号を光信号に変換し、ＷＤＭ部１４に出力する。ＯＥ／ＥＯ１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎは、１つの回線信号を受信した場合、誤り訂正符号や監視制御用ＯＨ情報を回線信号に付加することによりＯＴＵ（Optical channel Transport Unit）信号を生成した後に、該ＯＴＵ信号を電気信号から光信号に変換する。これに対し、ＯＥ／ＥＯ１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎは、複数の回線信号を受信した場合、該複数の回線信号を第２の回線信号（例えば、ＯＤＵ信号）に時分割多重する。その後、ＯＥ／ＥＯ１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎは、誤り訂正符号や監視制御用ＯＨ情報を第２の回線信号に付加することによりＯＴＵ信号を生成した後に、該ＯＴＵ信号を電気信号から光信号に変換する。

また、ＯＥ／ＥＯ１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎは、ＷＤＭ部１４から光信号を入力すると、該光信号を電気信号に変換してＯＴＵ信号を抽出する。その後、ＯＥ／ＥＯ１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎは、該ＯＴＵ信号に対して誤り訂正処理等を実行し、ＯＴＵ信号から回線信号（例えば、ＯＤＵ信号）を抽出する。ＯＥ／ＥＯ１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎは、抽出されたＯＴＵ信号が１つの回線信号を有する場合、該回線信号を回線ＳＷ１３ｂへ出力する。これに対し、抽出されたＯＴＵ信号に複数の回線信号が多重化されている場合、ＯＥ／ＥＯ１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎは、複数の回線信号を分離した後に、各回線信号を回線ＳＷ１３ｂへ出力する。

ＷＤＭ部１４は、ＴＤＭ部１３から入力される光信号と、外部から受信されるＷＤＭ信号に含まれる各波長λ_１〜λ_ｎ毎の光信号とを出力する。ＷＤＭ部１４は、光波長ＳＷ１４ａと光合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎと送信側光増幅器１４ｃ−１〜１４ｃ−ｎと受信側光増幅器１４ｄ−１〜１４ｄ−ｎと光分波器１４ｅ−１〜１４ｅ−ｎとを有する。

光波長ＳＷ１４ａは、入力ポートと出力ポートとをそれぞれ複数有する。光波長ＳＷ１４ａは、ＯＥ／ＥＯ１３ｃ−１〜１３ｃ−ｎから各入力ポートに入力される光信号を、装置制御部１２からの指示に従い、所定の出力ポートから出力する。また、光波長ＳＷ１４ａは、光分波器１４ｅ−１〜１４ｅ−ｎから各入力ポートに入力される光信号を、装置制御部１２からの指示に従い、所定の出力ポートからＴＤＭ部１３へ出力する。更に、光波長ＳＷ１４ａは、光分波器１４ｅ−１〜１４ｅ−ｎから各入力ポートに入力される光信号を、装置制御部１２からの指示に従い、ＷＤＭ信号として、所定の出力ポートから外部へ出力する。

光合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎは、光波長ＳＷ１４ａの出力ポートから出力される光信号を各波長毎に入力し、複数の波長λ_１〜λ_ｎの光信号を合波する。光合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎは、合波後の光信号を、ＷＤＭ信号として、送信側光増幅器１４ｃ−１〜１４ｃ−ｎに出力する。送信側光増幅器１４ｃ−１〜１４ｃ−ｎは、光合波器１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎから入力されるＷＤＭ信号の光強度を増幅して送信する。

受信側光増幅器１４ｄ−１〜１４ｄ−ｎは、外部から受信されるＷＤＭ信号の光強度を増幅し、光分波器１４ｅ−１〜１４ｅ−ｎに出力する。光分波器１４ｅ−１〜１４ｅ−ｎは、受信側光増幅器１４ｄ−１〜１４ｄ−ｎから入力される上記ＷＤＭ信号を、各波長λ_１〜λ_ｎの光信号に分波し、光波長ＳＷ１４ａに出力する。

以上、ＷＤＭ装置１０の構成を代表的に説明したが、他のＷＤＭ装置２０、３０、４０、５０の構成は、ＷＤＭ装置１０の構成と同様である。従って、共通する構成要素には、末尾が同一の参照符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。

次に、図５を参照し、カットスルー部１１について、より詳細に説明する。図５は、本実施例に係るＷＤＭ装置１０のカットスルー部１１の構成を示す図である。図５に示す様に、カットスルー部１１は、クライアントＩＦ（InterFace）１１ａ−１〜１１ａ−ｎとＯＨ処理部１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎとＩＦ制御部１１ｃとパケットＳＷ（SWitch）１１ｄ−１、１１ｄ−２とＧＦＰ（Generic Framing Procedure）収容部１１ｅとを有する。また、カットスルー部１１は、多重部１１ｆ−１〜１１ｆ−ｎとＯＤＵマッパ１１ｇ−１〜１１ｇ−ｎとＯＤＵデマッパ１１ｈ−１〜１１ｈ−ｎと分配部１１ｉ−１〜１１ｉ−ｎとＧＦＰ抽出部１１ｊとを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、各種信号の入出力が可能な様に接続されている。

クライアントＩＦ１１ａ−１〜１１ａ−ｎは、ルータＲ１０からクライアント信号（例えば、イーサネット（登録商標）信号、ＯＤＵ信号）を受信すると、該クライアント信号からパケットを抽出し、対応するＯＨ処理部１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎに出力する。

ＯＨ処理部１１ｂ−１は、クライアントＩＦ１１ａ−１から入力されたパケットを、モニタ１１ｂ−１１により監視し、該監視結果と、ＤＢ（Data Base）１１ｂ−１２内のデータとを、比較部１１ｂ−１３により比較する。ＤＢ１１ｂ−１２には、例えば、上述したカットスルー転送を行うパケットの宛先等、並びに、該パケットのＯＨ変換に用いる情報（例えば、ラベルやアドレス）が、カットスルー制御装置８０により事前に設定されている。このため、ＯＨ処理部１１ｂ−１は、クライアントＩＦ１１ａ−１から入力されたパケットのＯＨ情報（例えば、宛先）と、ＤＢ１１ｂ−１２内のデータとを比較することにより、上記パケットがカットスルーの対象であるか否かの判定が可能となる。なお、ＯＨ処理部１１ｂ−２〜１１ｂ−ｎにおいても、ＯＨ処理部１１ｂ−１と同様の処理が実行される。

ＯＨ変換部１１ｂ−１４１〜１１ｂ−１４ｍは、比較部１１ｂ−１３による比較結果に基づき、カットスルーの対象となるパケットのＯＨ情報を変換する。変換されるＯＨ情報は、例えば、ＩＰアドレス、ＭＰＬＳラベル、イーサネット（登録商標）ＭＡＣアドレス等であるが、１つに限らず複数であってもよい。また、複数のＯＨ情報が変換される場合、カットスルー部１１は、図５に示す様に、ＯＨ変換部１１ｂ−１４１〜１１ｂ−１４ｍを多段構成として個別に変換してもよいし、１つのＯＨ変換部１１ｂ−１４１において複数のＯＨ情報を一括変換するものとしてもよい。なお、ｍは自然数である。

ＩＦ制御部１１ｃは、カットスルー制御装置８０からの指示に従い、ＯＨ処理部１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎの有する上記ＤＢに、上述したカットスルー転送を行うパケットの宛先等、並びに、該パケットのＯＨ変換に用いる情報を設定する。

パケットＳＷ１１ｄ−１は、ＯＨ処理部１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎからＯＨ変換後のパケットを入力すると、該パケットのＯＨ情報を基に、宛先に応じたパケットの振分けを行う。ＧＦＰ収容部１１ｅは、パケットＳＷ１１ｄ−１から入力されたパケットを、ITU-T G.7041 Generic Framing Procedure（GFP）勧告に従い、ＧＦＰ−Ｆフレームに収容する。多重部１１ｆ−１〜１１ｆ−ｎは、ＧＦＰ収容部１１ｅからＧＦＰ−Ｆフレームを入力すると、該フレーム内のパケットを、他のポートのパケットと多重する。ＯＤＵマッパ１１ｇ−１〜１１ｇ−ｎは、対応する多重部１１ｆ−１〜１１ｆ−ｎからＧＦＰ−Ｆフレームを入力すると、該フレームを回線信号に収容し、ＴＤＭ部１３に出力する。

ＯＤＵデマッパ１１ｈ−１〜１１ｈ−ｎは、ＴＤＭ部１３から入力される回線信号から、パケットを収容したＧＦＰ−Ｆフレームを抽出する。分配部１１ｉ−１〜１１ｉ−ｎは、ＯＤＵデマッパ１１ｈ−１〜１１ｈ−ｎからＧＦＰ−Ｆフレームを入力すると、該フレームを、多重部１１ｆ−１〜１１ｆ−ｎと後段のＧＦＰ抽出部１１ｊとに出力する。ＧＦＰ抽出部１１ｊは、分配部１１ｉ−１〜１１ｉ−ｎから入力されたＧＦＰ−Ｆフレームからパケットを抽出し、パケットＳＷ１１ｄ−２に出力する。

パケットＳＷ１１ｄ−２は、ＧＦＰ抽出部１１ｊから上記パケットを入力すると、該パケットのＯＨ情報を基に、宛先に応じたパケットの振分けを行う。該パケットは、上述したＯＨ処理部１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎに入力される。例えば、ＯＨ処理部１１ｂ−１に入力されたパケットは、モニタ１１ｂ−１５により監視され、該監視結果は、ＤＢ１１ｂ−１２内のデータと、比較部１１ｂ−１６により比較される。該比較の結果、上記パケットのＯＨ情報と、ＤＢ１１ｂ−１２に事前に設定されたＯＨ情報との間に不整合がある場合には、ＯＨ処理部１１ｂ−１は、ＩＦ制御部１１ｃに対し、不整合を通知するアラーム信号を出力する。クライアントＩＦ１１ａ−１〜１１ａ−ｎは、対応するＯＨ処理部１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎから入力されるパケットを、上記クライアント信号（例えば、イーサネット（登録商標）信号、ＯＤＵ信号）に収容し、ルータＲ１０に送信する。

なお、図５では、ＯＨ変換を行うＯＨ処理部１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎは、パケットＳＷ１１ｄ−１、１１ｄ−２の前段に配置されるものとした。しかしながら、かかる態様に限らず、カットスルー部１１は、パケットＳＷ１１ｄ−１、１１ｄ−２の後段にＯＨ処理部１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎを配置するものとしてもよい。すなわち、ＷＤＭ装置１０は、通常のパケットとカットスルーパケットとを振り分けた後に、カットスルーパケットのＯＨ情報を変換するものとしてもよい。

図６Ａは、ＯＨ情報がＭＰＬＳラベルである場合の初期状態において、パケットが転送される様子を示す図である。図６Ａに示す様に、ユーザ端末Ｕ３を送信元とするパケットＭ１は、ルータＲ１０において、ＯＨ情報としてＭＰＬＳラベル“Ｒ２０”を付与される。ＭＰＬＳラベル“Ｒ２０”の付与されたパケットＭ１は、パスＰ３１を経由して、ルータＲ２０に到達する。ルータＲ２０において、パケットＭ１のＭＰＬＳラベルは、“Ｒ２０”から“Ｒ３０”に変換される。ＭＰＬＳラベル“Ｒ３０”を有するパケットＭ１は、パスＰ３２を経由して、ルータＲ３０に到達する。ルータＲ３０において、パケットＭ１のＭＰＬＳラベルは、“Ｒ３０”から“Ｒ４０”に変換される。ＭＰＬＳラベル“Ｒ４０”を有するパケットＭ１は、パスＰ３３を経由して、ルータＲ４０に到達する。ルータＲ４０では、パケットＭ１からＭＰＬＳラベル“Ｒ４０”が除去された後、パケットＭ１は、最終宛先であるデータセンタ端末Ｄ３により受信される。

図６Ｂは、ＯＨ情報がＭＰＬＳラベルである場合のカットスルー状態において、パケットが転送される様子を示す図である。図６Ｂに示す様に、ユーザ端末Ｕ３を送信元とするパケットＭ２は、ルータＲ１０において、ＯＨ情報としてＭＰＬＳラベル“Ｒ２０”を付与される。ＭＰＬＳラベル“Ｒ２０”の付与されたパケットＭ２は、ＷＤＭ装置１０においてカットスルーパケットに振り分けられると、上記パスＰ３１とは異なるカットスルーパスＰ３４へパスの切替えが行われる。更に、ＷＤＭ装置１０では、パケットＭ２のＭＰＬＳラベルは、“Ｒ２０”から“Ｒ４０”に変換される。ＭＰＬＳラベル“Ｒ４０”を有するパケットＭ２は、カットスルーパスＰ３４を経由して、ルータＲ４０に到達する。このとき、パケットＭ２は、ルータＲ２０、Ｒ３０を経由しないため、転送遅延やルータの負荷が軽減される。ルータＲ４０では、パケットＭ２からＭＰＬＳラベル“Ｒ４０”が除去された後、パケットＭ２は、最終宛先であるデータセンタ端末Ｄ３により受信される。

本実施例に係るパケット転送技術は、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）におけるＭＡＣアドレスにも適用可能である。図７Ａは、ＯＨ情報がＭＡＣアドレスである場合の初期状態において、パケットが転送される様子を示す図である。図７Ａに示す様に、ユーザ端末Ｕ４を送信元とするパケットＭ３は、ルータＲ１０において、ＶＬＡＮＩＤ“ＶＬ”を付与される。ＶＬＡＮＩＤの付与されたパケットＭ３は、パスＰ４１を経由して、ルータＲ２０に到達する。ルータＲ２０において、パケットＭ３の宛先ＭＡＣアドレス“ＭＡＣ”は、ルータＲ３０に変換される。宛先ＭＡＣアドレスとしてルータＲ３０が設定されたパケットＭ３は、パスＰ４２を経由して、ルータＲ３０に到達する。ルータＲ３０において、パケットＭ３の宛先ＭＡＣアドレスは、ルータＲ４０に変換される。宛先ＭＡＣアドレスとしてルータＲ４０が設定されたパケットＭ３は、パスＰ４３を経由して、ルータＲ４０に到達する。ルータＲ４０では、パケットＭ３からＶＬＡＮＩＤが除去された後、パケットＭ３は、最終宛先であるデータセンタ端末Ｄ４により受信される。

図７Ｂは、ＯＨ情報がＭＡＣアドレスである場合のカットスルー状態において、パケットが転送される様子を示す図である。図７Ｂに示す様に、ユーザ端末Ｕ４を送信元とするパケットＭ４は、ルータＲ１０において、ＶＬＡＮＩＤ“ＶＬ”を付与される。ＶＬＡＮＩＤの付与されたパケットＭ４は、ＷＤＭ装置１０においてカットスルーパケットに振り分けられると、上記パスＰ４１とは異なるカットスルーパスＰ４４へパスの切替えが行われる。更に、ＷＤＭ装置１０では、パケットＭ４の宛先ＭＡＣアドレスは、ルータＲ４０に変換される。宛先ＭＡＣアドレスとしてルータＲ４０が設定されたパケットＭ４は、カットスルーパスＰ４４を経由して、ルータＲ４０に到達する。このとき、パケットＭ４は、ルータＲ２０、Ｒ３０を経由しないため、転送遅延やルータの負荷が軽減される。ルータＲ４０では、パケットＭ４からＶＬＡＮＩＤが除去された後、パケットＭ４は、最終宛先であるデータセンタ端末Ｄ４により受信される。

以上説明した様に、ＷＤＭ装置１０は、クライアントＩＦ１１ａ−１とＯＨ処理部１１ｂ−１とＷＤＭ部１４とを有する。クライアントＩＦ１１ａ−１は、パケットを受信する。ＯＨ処理部１１ｂ−１は、クライアントＩＦ１１ａ−１により受信されたパケットの内、ルータＲ２０以外に送信するパケット（カットスルーパケット）のヘッダを変換する。ＷＤＭ部１４は、ＯＨ処理部１１ｂ−１によりヘッダを変換されたパケットを送信する。

これにより、ＷＤＭ装置１０は、ＷＤＭ装置１０とルータＲ２０との間をインタフェースで接続することなく、カットスルー転送を行うことができる。従って、上記インタフェースの接続によりネットワークトポロジが変化してしまい、これを収束させるためにトポロジを再構築（例えば、ルーティングテーブルを更新）する時間を要することがない。すなわち、ＷＤＭ装置１０は、ネットワークトポロジを変化させることなく、カットスルー転送を実現することができる。更に、ＷＤＭ装置１０は、ルータ（例えば、ルータＲ１０）との間のインタフェース（例えば、図９のＩＦ１）を増加させることなく、カットスルー転送を実現することができる。従って、コストの上昇を抑制することが可能となる。

また、ＷＤＭ装置１０において、ＯＨ処理部１１ｂ−１は、上記パケットの宛先が、ルータＲ２０から、ルータＲ２０以外の装置であるルータＲ３０となる様に、上記ヘッダを変換するものとしてもよい。これにより、ＷＤＭ装置１０は、受信したパケットを、インタフェースの増設不要なカットスルー転送により、所望の宛先に送信することができる。

また、ＷＤＭ装置１０において、ＯＨ処理部１１ｂ−１は、カットスルー制御装置８０により設定された情報を用いて、上記ヘッダを変換するものとしてもよい。例えば、上記情報は、上記パケットの宛先ＩＰアドレス（例えば、図６Ｂのデータセンタ端末Ｄ３のＩＰアドレス）と、宛先ルータ（例えば、ルータＲ４０）との対応関係を示す情報である。この場合、ＷＤＭ装置１０は、上記パケットの宛先ＩＰアドレスから、ヘッダ変換後に宛先となるルータ（例えば、ルータＲ４０）を特定する。これにより、カットスルー制御装置８０によるＷＤＭ装置の統括的な制御が可能となり、例えば、ＷＤＭ装置１０は、ネットワークトポロジの再構築に伴う時間を低減しつつ、カットスルーによるパケット転送を行うことができる。

更に、ＷＤＭ装置１０において、ＯＨ処理部１１ｂ−１は、クライアントＩＦ１１ａ−１により受信されたパケットが誤りを含む場合、該誤りを通知する信号を出力するものとしてもよい。該信号の出力先は、例えば、クライアントＩＦ１１ａ−１、ＩＦ制御部１１ｃ、パケットＳＷ１１ｄ−１等である。上記誤りは、例えば、ルータＲ１０やＷＤＭ装置２０を介して、ユーザ端末Ｕ１、Ｕ２やデータセンタ端末Ｄ２に通知される。これにより、受信されたパケットが誤りを含む場合に、ネットワーク管理者やユーザは、その旨を、簡易かつ迅速に知ることができる。

また、ＷＤＭ装置１０において、クライアントＩＦ１１ａ−１は、ＷＤＭ部１４により受信された、ルータＲ２０を経由するパケット（通常のパケット）と、ルータＲ２０を経由しないパケット（カットスルーパケット）とを多重化して送信するものとしてもよい。なお、該送信の宛先は、パケット毎に異なる宛先（例えば、図２Ｂのユーザ端末Ｕ１、Ｕ２）であってもよいし、同一の宛先であってもよい。これにより、ＷＤＭ装置１０は、カットスルーパケットのみならず、通常のパケットについても、所望の宛先に高速に送信することができる。

更に、ルータＲ２０は、ＷＤＭ装置１０よりも上位のレイヤに属するものであってもよい。これにより、ＷＤＭ装置１０は、異なるレイヤ間を送受信されるパケットについても、ネットワークトポロジを変化させることなく、カットスルー転送を実現することができる。

なお、上記実施例では、図２Ｂに示した様に、ＷＤＭ装置２０は、カットスルー転送の際、光波長ＳＷ２０ｂに加えて回線ＳＷ２０ａ経由で、パケットを転送するものとした。しかしながら、カットスルーパケットが何れのＳＷを経由するかは、ルータＲ２０によるマッピング先に依存することから、パケットは、電気段の回線ＳＷ２０ａを経由することなく、光段の光波長ＳＷ２０ｂのみを経由するものとしてもよい。

また、上記実施例では、レイヤ３のパケット装置としてルータを例示したが、パケット装置は、例えばレイヤ３スイッチ等、他のネットワーク中継装置であってもよい。同様に、ＷＤＭ装置は、例えば、ＯＴＮ（Optical Transport Network）装置、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）装置、ブリッジ、スイッチングハブ（レイヤ２スイッチ）等であってもよい。また、上記実施例では、インタフェースＩＦは、レイヤ２、３間を接続するものとしたが、例えばレイヤ３、４間等、異なるレイヤ間を接続するものとしてもよい。

更に、上記実施例では、ＯＨ変換の対象となるＰＤＵ（Protocol Data Unit）として、パケットを想定したが、これに限らない。例えば、ネットワーク種別に応じて、レイヤ２プロトコルのフレーム、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）のセル等、他のＰＤＵに対して、上記実施例を適用してもよい。

また、ＷＤＭ装置とルータとを接続するインタフェースは、例えば、イーサネット（登録商標）カードであるが、ＰＣ（Personal Computer）カード等、他のネットワークカードであってもよい。カットスルーされるルータの数は、１つ及び２つを例示したが、３つ以上であってもよい。

更に、上記実施例において、ＷＤＭ装置１０の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、カットスルー部１１のパケットＳＷ１１ｄ−１とパケットＳＷ１１ｄ−２、または、ＯＨ処理部１１ｂ−１のモニタ１１ｂ−１１とモニタ１１ｂ−１５を、それぞれ１つの構成要素として統合してもよい。あるいは、図４に示した装置制御部１２が、図５に示したＩＦ制御部１１ｃの機能を包含するものとしてもよい。

１ ネットワーク
１０、２０、３０、４０、５０ ＷＤＭ装置
１０ａ、２０ａ、３０ａ 回線ＳＷ
１０ｂ、２０ｂ、３０ｂ 光波長ＳＷ
１１ カットスルー部
１１ａ−１、１１ａ−２、…、１１ａ−ｎ クライアントＩＦ
１１ｂ−１、１１ｂ−２、…、１１ｂ−ｎ ＯＨ処理部
１１ｂ−１１、１１ｂ−２１、…、１１ｂ−ｎ１ モニタ
１１ｂ−１２、１１ｂ−２２、…、１１ｂ−ｎ２ ＤＢ
１１ｂ−１３、１１ｂ−２３、…、１１ｂ−ｎ３ 比較部
１１ｂ−１４１、１１ｂ−２４１、…、１１ｂ−ｎ４１ ＯＨ変換部
１１ｂ−１４ｍ、１１ｂ−２４ｍ、…、１１ｂ−ｎ４ｍ ＯＨ変換部
１１ｂ−１５、１１ｂ−２５、…、１１ｂ−ｎ５ モニタ
１１ｂ−１６、１１ｂ−２６、…、１１ｂ−ｎ６ 比較部
１１ｃ ＩＦ制御部
１１ｄ−１、１１ｄ−２ パケットＳＷ
１１ｅ ＧＦＰ収容部
１１ｆ−１、１１ｆ−２、…、１１ｆ−ｎ 多重部
１１ｇ−１、１１ｇ−２、…、１１ｇ−ｎ ＯＤＵマッパ
１１ｈ−１、１１ｈ−２、…、１１ｈ−ｎ ＯＤＵデマッパ
１１ｉ−１、１１ｉ−２、…、１１ｉ−ｎ 分配部
１１ｊ ＧＦＰ抽出部
１２ 装置制御部
１３ ＴＤＭ部
１３ａ−１、１３ａ−２、…、１３ａ−ｎ ＴＲＩＢＩＦ
１３ｂ 回線ＳＷ
１３ｃ−１、１３ｃ−２、…、１３ｃ−ｎ ＯＥ／ＥＯ
１４ ＷＤＭ部
１４ａ 光波長ＳＷ
１４ｂ−１、１４ｂ−２、…、１４ｂ−ｎ 光合波器
１４ｃ−１、１４ｃ−２、…、１４ｃ−ｎ 送信側光増幅器
１４ｄ−１、１４ｄ−２、…、１４ｄ−ｎ 受信側光増幅器
１４ｅ−１、１４ｅ−２、…、１４ｅ−ｎ 光分波器
６０ ＮＭＳ
７０ａ、７０ｂ ＥＭＳ
８０ カットスルー制御装置
１０１、１０２、１０３ ＷＤＭ装置
２０１、２０２、２０３ ルータ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ１１、Ｄ１２ データセンタ端末
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１、Ｌ３２ ＷＤＭ装置間回線
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４ パケット
Ｐ１ 通常パス
Ｐ２ カットスルーパス
Ｐ１１〜Ｐ１７、Ｐ２１〜Ｐ２４、Ｐ２６、Ｐ３１〜Ｐ３３、Ｐ４１〜Ｐ４３ パス
Ｐ２５、Ｐ３４、Ｐ４４ カットスルーパス
Ｒ１０、Ｒ２０、Ｒ３０、Ｒ４０、Ｒ５０ ルータ
Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｕ１１、Ｕ１２ ユーザ端末

Claims (7)

1. パケットを受信する第１通信部と、
   前記第１通信部により受信されたパケットの内、中継装置以外に送信するパケットのヘッダを変換する変換部と、
   前記変換部によりヘッダを変換されたパケットを送信する第２通信部と
   を有することを特徴とする光通信装置。
2. 前記変換部は、前記パケットの宛先が、前記中継装置から、該中継装置以外の装置である宛先装置となる様に、前記ヘッダを変換することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
3. 前記変換部は、外部装置により設定された情報を用いて、前記ヘッダを変換することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
4. 前記変換部は、前記第１通信部により受信されたパケットが誤りを含む場合、該誤りを通知する信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
5. 前記第１通信部は、前記第２通信部により受信された、前記中継装置を経由するパケットと、前記中継装置を経由しないパケットとを多重化して送信することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
6. 前記中継装置は、前記光通信装置よりも上位のレイヤに属することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
7. 光通信装置が、
   パケットを受信し、
   受信されたパケットの内、中継装置以外に送信するパケットのヘッダを変換し、
   前記ヘッダを変換されたパケットを送信する
   ことを特徴とする光通信方法。

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