JP2649441B2 - 交差接続ノード使用による自己修正可能な双方向論理リングネットワーク - Google Patents

交差接続ノード使用による自己修正可能な双方向論理リングネットワーク

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JP2649441B2 JP5501442A JP50144293A JP2649441B2 JP 2649441 B2 JP2649441 B2 JP 2649441B2 JP 5501442 A JP5501442 A JP 5501442A JP 50144293 A JP50144293 A JP 50144293A JP 2649441 B2 JP2649441 B2 JP 2649441B2
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Description

【発明の詳細な説明】 1.関連出願の開示 下記の米国出願は、本願と同一の出願人に譲渡された
もので、次の関連する内容を有している：「論理リング
構造を用いた自己修正網目ネットワーク」、N.Sandesar
a、米国特許出願番号07/557,219、および「保護リング
相互接続を提供するデュアル・ハブ装置」、J.Sosnosk
y、米国特許出願番号07/577,273である。
2.発明の分野 本発明は通信ネットワークに関する。より具体的には
論理双方向リング構造の自己修正可能なネットワークに
関するものである。
3.発明の背景 リングネットワークは、前後に接続されたノード間に
連続送信する構造を提供するものである。各ノードは隣
接の上流ノードから送信を受けると、自己のノードに宛
てられた情報を抽出し、下流にある他のノードに宛てら
れている情報をさらに送信すると同時に、それら他のノ
ードに当てて追加情報を送信する。
J.Sosnoskyらによる「リングアーキテクチャのの定義
（Definitions of Ring Architecturus）」（T1 Standa
rds Project−T1X1.5への寄稿T1X1.5/90−179、1988年1
1月５日）に記載されているように、リングネットワー
クには２つの異なるカテゴリーがあるが、それらは一般
に単方向および双方向と呼ばれる。先行の本願出願人に
よる特許出願番号07/577,219に説明したように、単方向
ネットワークは、上流および下流の情報が、同じ送信リ
ンクであるが逆の送信経路を通ってノード間に伝送され
るものである点に特徴がある。これとは対照的に、本発
明の基礎となる双方向リングネットワークは、上流およ
び下流の情報が、同じ送信経路であるが２つの異なる送
信リンクを通ってノード間に伝送されるものであるとい
う特徴を有する。
リングネットワークの両カテゴリーにおける欠点は、
リングにブレークが発生した場合、ブレークのある経路
において、ブレークより上流のノードがブレークより下
流のノードと通信ができなくなる点である。同様に、ノ
ードの完全な故障もリングにおけるリンクのブレークと
同じ影響を及ぼす。このような異常状態でもリングネッ
トワークの通信維持性を向上するため、ネットワークの
故障に対する回復力を提供する自己修正機能が付け加え
られている。
単方向ネットワークと双方向ネットワークでは、送信
リンクのブレークまたはノード故障が発生した場合の防
護能力を発揮するのに必要な予備リンクの数や、自己修
正法を異にしている。単方向リングは一般に信号複写技
術とか、防護用の余分な１送信リンクを有しているが、
双方リングは一般に、ループバック技術とか、正常時に
は未使用の余分な２つの予備送信リンクを有している。
単一方向ネットワークおよび双方向ネットワークは一
般に、送信リンク数および自己修正技術を異にする別々
な構成ではあるが、両ネットワークのノード間の通信は
同様の方法で行なわれる。というのは両者の構成では固
定速度で作動する所定数のサブレート多重チャネルから
なる信号構造がリング上の全ノード間に伝送されるから
である。双方のリング構成中のリンクもノードも全て同
一の固定速度および多重サブチャネル構造をもった信号
を伝送するのであるから、全てのリンクおよびノード
は、全ての多重サブチャネルの総速度を処理できる程度
の充分な送信容量をもっていなければならない。ネット
ワークノードおよびリンクに課されるこうした高帯域幅
要請は、ネットワークの効果的作動にとってあまりにも
高価になっている。総多重信号構造の高帯域幅を考慮す
ると、高度な要求を満足させるには殆ど余分の帯域幅が
ないことになる。
これらの欠点、および単方向リングネットワークにお
ける他の限界や欠点は、先願の特許出願番号07/577,219
の発明によって解決された。この先願にも記載したよう
に、単方向リングネットワークは、交差接続ノードによ
ってサブチャネルレベルで相互接続されているセグメン
トからなる論理リングとして構成されたものであり、各
セグメントは異なる速度で動作でき、異なる信号構造を
有することができ、また各セグメントで移送される信号
内に異なるサブチャネル数を含むこともできる。
本発明の目的は、論理リングネットワークを形成する
ために交差接続ノードによってサブチャネルレベルで相
互接続するセグメントとしてネットワークを構成するこ
とにより、双方向自己修正リングネットワークの欠点を
解決することにある。
4.発明の概要 本発明は、交差接続ノードを利用することによりネッ
トワークを互いに独立したセグメントに区分して従来の
双方向リングネットワークの欠点を解消するものであ
る。論理リング構造が維持され、ネットワークの通信維
持能その他リングネットワークの種々の属性が維持され
るように、交差接続ノードがサブチャネルレベルでネッ
トワーク中のそれぞれセグメントを相互に接続する。
ネットワークの各セグメントは、複数のアッドドロッ
プ多重ノード［Add−Drop Multiplex node:以下「ADM」
と言う］と、それらADMを結ぶ２対のリンク（１対は現
用、もう１対は予備）から構成されている。各セグメン
トは多重サブチャネル信号を伝送するが、この信号構造
はセグメントごとに異なるものにすることができる。従
って、各セグメントの多重信号は独立した速度で動作す
ることも、他のセグメントとは別のサブチャネル数を使
用することもできる。
各セグメントは両端を交差接続ノードによって終端さ
れる。相互に接続されたサブチャネルが論理リングとし
て構成されるように、交差接続ノードは１つのセグメン
トから入ってくるサブチャネルを複数のセグメント中か
ら１つのサブチャネルに出て行くように接続する。交差
接続ノードで接続されたセグメント間に割当てられるサ
ブチャネルは、静的にその交差接続ノードに物理的に接
続されるものでも、または動的に管理ノードによって接
続を割当てられるものでも、いずれも可能である。また
交差接続ノードは、交差接続ノード周辺に発生するかも
しれないネットワーク故障をループで回避するため、現
用リンクを予備リンクと交換するループバック手段も備
えている。
交差接続ノードを介してネットワークをそれぞれ独立
した複数のセグメントに区分することにより、サブチャ
ネルレベルでセグメントが相互に接続されて論理リング
構造が維持されるため、従来の双方向リングの自己修正
機能の利点を確保できる。従来のネットワークより大き
く改善された点として、交差接続ノードを使用すること
によって帯域幅に関する高度な要求を満足させることが
より自由にできる複数の論理リングの経路指定の選択枝
が増加したことがある。通信するのに帯域幅の容量が足
りなければネットワーク全体の送信機器の取替えが必要
な従来のリングネットワークと異なり、本発明では容量
の満杯となったセグメントの送信機器を取替えるだけで
よい。
また従来の双方向リングネットワークでは全てのADM
とリンクに対して、全てのADM間のリングに伝播する多
重信号の総速度で動作しなければならないという伝送条
件があるが、本発明はこうじた条件を緩和する。本発明
では、１セグメント中のADMおよびリンクが、そのセグ
メントに伝播する多重信号の速度に対処できさえすれば
よいのである。
5.図面の簡単な説明 図1Aおよび1Bは、従来の技術における単方向および双
方向のリングネットワーク構造を示す； 図2Aおよび2Bは、従来の技術におけるネットワークの
故障または異常状態にあるときの単方向および双方向の
自己修正ネットワークの全体図を示す； 図３は、従来技術における通常の動作での双方向リン
グ構造に配置されたADMを示す； 図4Aおよび4Bはそれぞれ、従来の技術におけるADMの
右側に故障がある場合と左側にある場合との双方向リン
グ構造のためのADMループバックスイッチ動作を示す； 図5Aおよび5Bはそれぞれ、従来の技術における正常
時、および故障時の双方向リング構造を示す。
図6Aおよび6Bはそれぞれ、本発明の１実施例による正
常時、および故障時における双方向リング構造の構成を
示す； 図７は、本発明の実施例に従った正常時で動作中の交
差接続ノードを示す； 図8Aおよび8Bはそれぞれ、正常時、および故障時の異
なるネットワークセグメントＹおよびＺのADM間の通信
を示す； 図９は、ネットワークセグメント上の２つのADM間の
通信のために帯域幅を共有することを容易にする他の論
理リングを示す； 図10〜12はそれぞれ、交差接続ノードによって相互接
続される３つのセグメントのネットワークから構成され
るさまざまな論理リングを示す； 図13は、本発明のメッシュネットワークにおける双方
向リング構成を示す； 図14は、交差接続ノードでの入力サブチャネルの出力
サブチャネルへの割当てを動的に制御するための管理ノ
ードを示す。
6.発明の詳細な説明 6.1 従来技術の詳細な説明 6.1.1 単方向ネットワークと双方向リングネットワー
クとの違い 自己修正リングネットワークには一般に単方向ネット
ワークと双方向ネットワークがある。先行の特許出願番
号07/577,219に基づく構成の単方向ネットワークは、上
流および下流の情報が、逆の送信経路で同じ送信リンク
を通ってノード間に移送されるという特徴を有する。従
って図1Aに示したように、ノード2Uと4U間の通信は、ノ
ード2UからリンクAU通って4Uへ送信する場合はノード3U
を経由し、またノード4UからリンクAUを通って2Uへ送信
する場合はノード1Uを経由することが必要である。これ
とは対照的に、本発明の基礎となっている双方向リング
ネットワークは、上流および下流の情報が、同じ送信経
路であるが２つの異なる送信リンクを通ってノード間に
移送されるものである。従って図1Bに示したように、ノ
ード2Bと4B間の通信は、ノード2BからリンクAB通って4B
へ送信する場合はノード3Bを経由し、またノード4Bから
2Bへ送信する場合はリンクBB通ってノード3Bを経由する
ことが必要である。
自己修正の単方向および双方向ネットワークまたは、
通信維持能力、および送信リンクのブレークまたはノー
ド故障が発生した場合の防護能力を提供するために必要
な予備リンク数の点で異なることがある。単方向リング
は、複写送信および防護のためのさらにもう１つの送信
リンクを有する。この技術では、ネットワークノードに
向かう情報は動作および予備送信リンクの両方を通る
が、逆経路を通って移送されることが必要となる。例え
ば、図2Aに示したように、ノード2Uから4Uへの送信はノ
ード3Uを経由し現用リンクAUを通って送信され、複写信
号は同時にノード1Uを経由して予備リンクBUを通って送
られる。両信号を受けた時点で、宛先ノード4Uは、２つ
の信号の内の処理に適切な法を選択する。同様の信号の
複写は、各ネットワークでも行なわれる。従ってネット
ワークにおいて１故障が発生しても、ネットワークのノ
ード間の通信は維持されることになる。
ネットワークの通信維持能力を確実なものとするた
め、双方向リングでは、ループバック技術、および通常
の動作では未使用にされる余分な２つ予備送信リンク
（図2BのCBおよびDB）を有する。故障を検知した場合、
故障の近辺にあるノードは、現用リンクを予備リンクと
交換し、その予備リンク経由で宛先ノードにトラフィッ
クを経路再指定し、それによってネットワークの故障箇
所をループで避ける。ノード3Bおよび4B間のリンクABお
よびBBにブレークが発生した場合、図2Bに示したよう
に、ノード3Bおよび4Bは現用リンクABを予備リンクDBと
交換し、また現用リンクBBを予備リンクCBと交換する。
他のノードは、このような交換機能は行なわない。
単方向ネットワークと双方向ネットワークとでは、異
なる送信リンク数および異なる自己修正技術の別の構造
物なのであるが、両ネットワークではノード間の通信は
同様の方法で行なわれるため、同様の欠点がある。より
詳しく述べるならば、ノード間で送信される情報はサブ
レートの多重信号構造で移送されるということになる。
この信号構造は、所定数の多重サブチャネルからなる。
サブチャネルは固定速度で動作し、一対のネットワーク
ノード間に情報を移送するように使用される。多重信号
は各ネットワークノードでサブチャネルに逆多重化［de
multiplexed］される。そのノードに向かうサブチャネ
ルはノード内の受信機器へ転送され；他のノードに向か
う他のサブチャネルはそのノードから初めて発信される
サブチャネルと組み合わされて；多重サブチャネルの全
部の信号が隣のネットワークノードに移送される。
単方向および双方向ネットワーク両方の全てのリンク
およびノードが多重サブチャネルの同じ信号構造を移送
するため、全てのノードおよびリンクは多重信号の総速
度で動作できる送信容量を有することが要求され、よっ
てネットワークのノードおよびリンクに高帯域幅が必要
となる。先行の出願においては、単方向リングネットワ
ークを、事前決定されたセグメントのカスケードとして
構成するため、単方向リングネットワークは交差接続ノ
ードを使用した。従って論理リングは、交差接続ノード
によってサブチャネルレベルで交互に接続される独立の
複数セグメント（各セグメントはネットワークノードの
１サブセットを有している）からなり、各セグメントは
異なる速度で動作でき、異なる信号構造を有することが
でき、また異なるサブチャネル数を含むこともできる。
この方法の原理を適用すれば、双方向の自己修正リン
グネットワークにおける同様な欠点を解消できる可能性
はあるが、単方向ネットワークと双方向リングネットワ
ークとでは構造的および動作的に相違があるため、上記
先行出願に記載した回路では、双方向の自己修正ネット
ワークの欠点を解消できない。さらに詳しくは、双方向
ネットワークにおいてこの方法を実施するには、上記先
行出願に記載した交差接続とは機能的および構造的に異
なる交差接続が必要となる。しかし本発明ではそうしな
いで、双方向自己修正リングネットワークは論理リング
ネットワークを形成するため、ループバック能力のある
交差接続ノードによって複数のセグメントをサブチャネ
ルレベルで相互に接続した構成にしている。本発明をさ
らに説明する前に、従来のネットワークノードおよび双
方向自己修正リングネットワークの動作について詳しく
説明を述べることにする。
6.1.2 従来技術における典型的な双方向リングの動作 双方向リングネットワークの動作は、I.Hawkerらによ
る「SONETネットワークのための自己修正光ファイバリ
ング（Self−Healing Fibre Optic Rings for SONET Ne
tworks）」（T1M1/T1X1 Ad Hoc Committeeへの寄稿T1X
1.5−046、1988年10月）の文献に記載されている。従来
の双方向リングネットワークの動作の説明には、アッド
ドロップ多重ノード（ADM）が単一の場合の動作、およ
びADMが複数前後に接続されている場合の動作につき、
それぞれ正常時および故障時においてどのようになるか
分けて説明することが必要である。
6.1.2.1 正常時におけるADM 図３は正常時のADM90を示す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄという
４つの単方向リンクはADM90を通り、正常動作のときは
リンクＡおよびＢのみが動作するのであって、リンクＣ
およびＤは防護用に使用されるに過ぎず、ネットワーク
に故障が発生した場合に初めて使われる。リンクＡおよ
びＣは一方向にADM90を通って情報を移送し、リンクＢ
およびＤは逆方向に移送する。
正常動作では、多重信号11および21は、リンクＡおよ
びＢのそれぞれを通ってADM90に受信される。ADM90は、
受信した多重信号11および21からサブチャネルを追加し
たり削除したりすることができる。受信された信号11
は、ライン51経由でスイッチ50を通り、情報が引き出さ
れるべきサブチャネルにコントローラ19がアクセスし
て、それを削除する。信号904は、このような削除され
たサブチャネルを１または２以上含むことがある。次に
ノードに挿入される信号901からのサブチャネルは、信
号11に追加される。全ての追加・削除の後、信号11はノ
ードから離れる。それと同時に、万一ネットワーク故障
が発生した場合にリンクＤで移送されるようにライン14
経由でスイッチ80に転送される。同様に、受信された多
重信号21は、ライン71経由でスイッチ70を通って接続さ
れ、またADM90での全ての削除（信号902への）および
（信号903からの）挿入の後、ノードを離れるか、それ
と同時にライン24経由でスイッチ60に転送される。
正常時にリンクＣおよびＤは非活動状態であり、した
がって情報を含まない信号を移送している；従ってリン
クＣおよびＤのこうした無駄な信号は、ADM90のスイッ
チ60および80をそれぞれただ通過するに過ぎないのであ
るが、再生成される可能性もある。リンクＣおよびＤに
維持される信号構造は、それぞれ信号11および21と同様
であるが、サブチャネルが追加されたり削除されたりす
ることはない。信号901および902は、ADM90と、そのネ
ットワークの左側を使うADMとの間の双方向通信を提供
する。また信号904および903も双方向通信を提供する
が、こちらではADM90と、そのネットワークの右側を使
用するADMとの間である。
6.1.2.2 故障時におけるADM ADM90は、受信した信号11および21に故障があるとき
その故障を検知することができ、それら信号の一方また
は両方に故障を検知した場合、ADM90のスイッチはルー
プバック能を起動するようにトリガーされる。ループバ
ックスイッチをトリガーさせる故障または異常状態の例
としては、信号の全面損失（例えば、ケーブルの切
断）、エラー信号（リジェネレータのような上流ノード
での故障を示す）または受信された信号のサブチャネル
識別を妨げる信号の損傷などがある。また接続されたAD
Mによる故障検知を示す受信された遠方の受信不能［far
−end−receive−failure］の表示もループバックスイ
ッチの動作をトリガーすることができる。これに対し
て、リング近辺に伝播されるコードまたはメッセージ
も、ループバックをトリガーすることができる。
一般的に、故障または異常状態では、ADMから送信さ
れる信号は、全体がループバックされ、受信された信号
と取替えられる。ループバックは、故障発生箇所に隣接
するADM側のスイッチの動作によって起こる。ループバ
ックスイッチがトリガーされると、現用信号経路（現用
リンクＡおよびＢ）は、非現用信号経路（予備リンクＤ
またはＣ）に接続される。現用および非現用経路は、AD
Mで削除または挿入されるサブチャネルがネットワーク
故障中のループバック動作のために損失しないように接
続される。ループバックスイッチは、電気信号または光
信号を切替えることができ、またこれは機械的、電気機
械的、電子的、または光学的にすることができる。
図4Aは、ADM90の右側にある故障中の動作を示す。こ
の故障の信号11の受信または／および信号21の送信を阻
止する。このような故障をADM90によって検知した時点
で、スイッチ50および60は動作可能となる。結果とし
て、リンク44はリンク52と接続され、よってリンクＡお
よびＤが接続され、信号11は故障を避けてループバック
される。同様に、リンクＣはリンク62および24を経由し
てリンクＢと接続されることによって、信号21は故障を
避けてループされる。
ADM90の右側にある故障中、スイッチ70および80は正
常設定を維持する。しかしながら、図4Bに示したよう
に、ADM90の左側にある故障は、スイッチ70および80の
動作を可能にする。リンクＡは、リンク14および82を経
由して、リンクＤに切替えられる。リンクＢはリンク34
および72を経由してリンクＣに切替えられ、これにより
信号11および21は故障を避けてループバックされる。こ
の場合、図4Bに示したように、スイッチ60および50は正
常設定を維持する。
6.1.2.3 正常時での双方向リングネットワーク 図３、4Aおよび4Bに示したように機能する複数のADM
は、図5Aおよび5Bに示したように、従来の双方向の自己
修正リングネットワークに接続することができる。正常
動作状態では、全てのADMにおける全てのスイッチ設定
は、図３に示したようになる。外側の２つのリンクＡお
よびＢは活動信号を運び、内側の２つのリンクＣおよび
Ｄは、正常時ではノード間で情報を運ばない。双方向リ
ングネットワークにおけるADM間の双方向通信を説明す
るため、ADM90と93、およびADM90と92の間の通信は図面
で説明している。下記の考察を簡略化するためスイッチ
は描かれていない。
図5Aに示したようなADM90と93の間の双方向通信は、
現用リンクＡおよびＢに移送される信号11および21を通
って行なわれ、サブチャネル１はこれらのノード間に情
報を運ぶように指定されている。ADM93において信号931
に移送される信号901は、ADM90において信号11のサブチ
ャネル１（サブチャネル11−１）に入力され、現用リン
クＡに移送される全ての多重サブチャネルからなる信号
11はADM93に伝播される。ADM93において、サブチャネル
11−１は信号931として抽出される。同様の動作は、ADM
93における信号932からサブチャネル21−１を通ってADM
90における信号902に情報が移送されるときに起こる。
リングの左部分にあるADM90および93の間に渡される
信号901、902、931、932は、多重信号11および21内の同
じサブチャネル（サブチャネル１）と関連する。よって
信号901および932は、サブチャネル11−１および21−１
を通って信号931および902のそれぞれに接続される。同
様に、ADM90および93間の通信のため、信号903および93
4はサブチャネル21−１および11−１を通って信号933お
よび904にそれぞれ接続され、これは現用リンクＡおよ
びＢの異なる部分が使用されるため、現用リンクＡおよ
びＢをなお使用して接続される。さらに詳しくは、信号
934は、ADM91および92を通り、サブチャネル11−１を通
って信号904に接続される。同様に、信号903は、ADM91
および92を通り、サブチャネル21−１を通って信号933
に接続される。
考察および説明を簡略化するため、サブチャネル11−
１および21−１は、ネットワークの左右両側にあるADM9
0および93間にトラフィックを移送するために使用され
る。しかしながら、異なるネットワークADMのペアの間
にトラフィックを移送するために、ネットワークのどち
ら側でも使用することができ。例えば、ADM90および93
間に情報を移送するために、ネットワークの右側にある
サブチャネル11−１および21−１を使用する代わりに、
これらのサブチャネルは、ADM91を通ってADM90および92
の間に情報を移送するために使用することができた。こ
のような場合には、サブチャネル11−１および21−１は
また、ADM92と93の間に情報を運ぶために使用すること
ができ、これは現用リンクＡおよびＢのこの部分で、こ
れらのサブチャネルはADM90と93またはADM90と92の間の
通信のために使用されないためである。
明らかに、同じサブチャネルを有するADMの各ペアが
リングの重ならない部分で使用されるなら、同じサブチ
ャネルは双方向リングにある異なるADM間の通信のため
に使用することができる。従ってサブチャネル11−１お
よび21−１は、ADM93と90、ADM90と92、およびADM92と9
3の間に情報を運ぶように使用することができる。これ
は、これらのノードのペアによるサブチャネル１の使用
が重ならないためである。
多重信号11および21の他のサブチャネルは、ADMの１
つまたはそれ以上のペアの間で情報を運ぶために使用さ
れる。ADM間のリングの回りに伝播される全ての多重信
号は、同じサブチャネル構造を有し、同じ固定速度で動
作する。従って双方向ネットワークにある全てのADMお
よびリンクはまた、多重信号の速度で動作しなければな
らない。
6.1.2.4 故障時での双方向リング動作 ADM90および91間のケーブル切断のようなリンク故障
が起こった場合、これらのADMは故障を検知し、ループ
バックスイッチの動作をトリガーする。この作用は図5B
に示されている。故障がADM90の右側に起こるために、A
DM90のスイッチ設定は図4Aに示されるようになる。故障
がADM91の左側に起こるために、ADM91のスイッチ設定は
図4Bに示されるようになる。他のスイッチ設定は故障に
よっては影響を受けない。つまり、ループバックおよび
スイッチ設定の変化は、故障に隣接するADMに起こる。A
DM90および91でのループバック動作の結果として、内側
２つのリンクＣおよびＤは、故障を避けるため、トラフ
ィックを運ぶ。
信号11および21を通るリングの左側にあるADM90およ
び93の間の通信経路（例えば、信号901および931の間）
は、この配置変更によって影響を受けないが、リングの
右側にある信号11および21（これらの信号は故障位置を
通過する）を通るこれらのADMの間の通信経路（例え
ば、信号903と933、および信号904と934の間）は影響さ
れない。同様に、どのネットワークノードであっても、
その間の通信経路は、ノード間で情報を運ぶ信号が通過
する経路が故障位置を通らないなら影響を受けない。さ
らに、故障位置を通過する経路のネットワークノードの
間に情報を運ぶ信号は影響を受け、これらの信号は非活
動リンクにループバックされる。しかしながら、故障が
どこで起こっても、事前に割当てられたサブチャネルへ
影響を受けない。
例えば、図5Bに示したように、通常ADM91および92を
通るADM90および93の間の通信は、ネットワーク故障の
ためさらに複雑な経路を通ることになる。現用リンクＡ
およびＢはそれぞれ、予備リンクＤおよびＣに接続され
る。これらのリンクの接続は、ネットワーク故障に隣接
するスイッチでのADM90および91の両方に形成される。
さらに詳しくは、通常ADM91から90へリンクＡを通過す
る信号11は、ADM91でループバックされ、ADM92および93
を通過する予備リンクＤに伝播される。ADM90におい
て、信号11はまた、予備リンクＤから現用リンクＡへル
ープバックされ、正常時と同様に伝播される。ADM90か
ら91へ現用リンクＢを通過する信号21は、故障を避ける
ため現用リンクＢから予備リンクＣへ同様にループバッ
クされる。
結果として、ADM93の信号934は、予備リンクＤおよび
現用リンクＡからなる経路を通り、サブチャネル１を使
用してADM90の信号904に接続される。同様に、ADM90の
信号903は、予備リンクＣおよび現用リンクＢからなる
経路を通り、サブチャネル１を使用してADM93の信号933
に接続される。
ADMが故障した場合、リンク故障の代わりに、ネット
ワークのループバック動作は上記の状態と同様になる。
ADMが故障した場合、故障したADMに隣接する２つのADM
（故障下ADMの各側に１つ）は、残る動作ノードの間の
通信を接続するためにループバックされる。従ってリン
グの通信は、現用リンクＡおよびＢが故障しても、また
はADMが故障しても接続される。
従来の双方向ネットワークの欠点は、全ての固定速度
のサブチャネルがネットワークの全てのリンクおよびAD
Mによって満足させなければならない高帯域幅信号構造
を形成するように多重化されることである。結果とし
て、この高帯域幅多重信号構造を満足させようとすれば
高価なものとなる。さらに、在来装置の容量が使い果た
されてもノードからそれ以上の帯域幅の要求に応えよう
とすれば、全ての送信リンクおよびノードをアップグレ
ードすることが必要となり、これは高価なものになって
しまう。複数のリングを相互接続することも、リングの
もう一つの問題点である。さらに、特に故障時に複数の
リングが相互接続されている場合、リング動作の同期が
複雑になるという問題も起こる。
6.2 本発明の詳細な説明 本発明によれば交差接続ノードを用いてネットワーク
を複数のセグメントに区分することにより、従来の双方
向リングネットワークにおける上記問題や限界を、物理
的な構造の柔軟性を向上させることにより解消すること
ができる。本発明によれば論理リング構造を維持しつつ
複数のセグメントが交差接続ノードを介してサブチャネ
ルレベルで相互に接続される。１ネットワークを交差接
続ノードを介して相互に接続される複数のセグメントに
区分すると、あちこちのセグメント間で余った帯域幅を
共用できるため、ADM間の帯域幅に対するより多くの要
求に応えなければならないネットワークの柔軟性を向上
させることができる。
各セグメントは、一対の交差接続ノードの間におかれ
て連結され、かつ、他のセグメントから独立したものに
されている。またそれぞれのセグメントはさまざま異な
る総多重速度で動作でき、サブチャネル数の異なる別の
信号構造を有することもできる。セグメントは完全に独
立しているので、２つのADM間に情報を伝送するのに異
なるサブチャネルを異なるセグメントに指定することが
できる。従って、２ノードの間の通信経路が２以上のセ
グメントからなる場合、独立した各セグメントに指定さ
れるサブチャネルは異なる可能性がある。これは２つの
ADM間の通信経路に、これらADM間にトラフィックを伝送
するため同じサブチャネルを指定する従来の双方向リン
グネットワークとは異なる。
各セグメントは、１個または複数のADM、およびそれ
らADMを通る４つのリンクからなる。特殊な例として
（図示せず）、セグメントはADMを含まないこともあ
る。ADMは、上記6.1.2.1および6.1.2.2に記載したのと
実質的に同様に動作する。また、従来の双方向リングネ
ットワークに関して上記したように、本発明のセグメン
トの２つのリンクは現用リンクであり、残りの２つは予
備リンクである。
図6Aは、各セグメントが２つのADMを含む３つの独立
したセグメントからなる、本発明に従った双方向自己修
正ネットワークの実施例を示す。最初のセグメントＺ
は、交差接続ノード1100および1200の間を連結するADM5
00と600およびリンクＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈからなる。２つ目
のセグメントＸは、交差接続ノード1100および1200の間
を連結するADM300と400およびリングＩ、Ｊ、Ｋ、Ｌか
らなる。３つ目のセグメントＹは、交差接続ノード1100
および1200の間を連結するADM700と800およびリンク
Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐからなる。
6.2.1 交差接続ノードの動作 記載したように、各セグメントは２つの交差接続ノー
ド1100および1200に終端される。一般に、図７に示した
ように、また「技術文献TR−TSY−000233（Technical R
eference TR−TSY−000233）」（Bell Communications
Research,Inc.、第２号、1989年９月）に詳しく説明し
たように、交差接続ノードは、ある一定の入力サブチャ
ネルを他の事前決定された出力サブチャネルに相互接続
する。サブチャネルの交差接続は、２つの現用リンクに
伝播されるサブチャネル間または２つの予備リンクに伝
播されるサブチャネル間にだけ交差接続ノードによって
形成される。
さらに、図７に示したように、交差接続ノード1200は
ループバックスイッチ1212〜1217を有する。これらルー
プバックスイッチは操作接続ノードで終端する各セグメ
ントにつき２個づつ付けられ、上記のADM間にあるスイ
ッチと実質的に同様に動作する。従って、交差接続ノー
ドは、ADMと同様に、検知された故障に対して、終端さ
れた各セグメント内に信号をループバックすることがで
きる。さらに、上記6.2.2に記載した論理リング構造を
維持しつつ、サブチャネルは、ADMノードにおける削除
・挿入と同様の方法で、交差接続ノードにおいて削除・
挿入することができる（図示せず）。
図７に示したように、交差接続構造1211で入ってきた
多重信号が終端される前に、その多重信号はループバッ
クスイッチを通過するが、交差接続ノードに隣接する箇
所に故障が検知されると、影響を受けた信号はノード12
00で交差接続された後にループバックされる。ループバ
ックの前に交差接続を実行すると、図6Bに示したよう
に、故障位置を通過するサブチャネルと接続しないサブ
チャネルは不必要なループバックを避けることができ
る。全ての交差接続ノードは、交差接続ノード1200に関
して上記に説明したものと同様の構造を有し、同様に動
作する。
6.2.2 セグメントＸおよびＺ間の正常時のネットワー
ク動作 図6Aは、本発明の実施例に従った双方向ネットワーク
の正常時の動作を示す。ADM500における信号501と502の
間の通信、およびADM400における信号401と402の間の通
信を下記に説明する。サブチャネル511−１にADM500で
挿入された信号501は、交差接続1200に伝播される。交
差接続1200は、回線1201を経由してサブチャネル511−
１を411−２に接続する。サブチャネル411−２は、ADM4
00で信号401として削除される。同様に信号402は、セグ
メント421−２に挿入され、回線1202を経由し、交差接
続1200でサブチャネル521−１に相互接続され、最後にA
DM500で信号502として削除される。
同様に、ADM400にある信号403および404は、交差接続
ノード1100を通って、ADM500の信号503および504のそれ
ぞれに接続されるが、ネットワークの逆側を使用する。
信号503は、サブチャネル521−１に挿入され、リンク11
02を経由してノード1100でサブチャネル421−２に交差
接続され、ADM400で信号403として削除される。同様
に、信号404は、サブチャネル411−２に挿入され、回線
1101を経由してサブチャネル511−１に交差接続され、A
DM500で信号504として削除される。よって、あるセグメ
ントにあるサブチャネル番号は、２つのADM間に通信経
路を形成するため、異なるセグメントの同じサブチャネ
ル番号に交差接続されるとは限らない。
交差接続ノード1200および1100では、セグメントＸに
ある各信号内のサブチャネル２は、図6Aに示したよう
に、論理リングを形成するためセグメントＺある各信号
内のサブチャネル１に相互接続される。このリングは従
来技術の物理的リングと区別して、論理リングと呼ばれ
る。交差接続ノードは異なるセグメントにある事前決定
された任意のサブチャネルを接続して論理リングを形成
することができる。あるサブチャネルを使用する一対の
ADM各々が論理リングの重ならないセクションで使用さ
れるのなら、論理リング上の異なるADM間の通信のため
にそれと同じサブチャネルを使用することができる。
6.2.3 故障時のセグメントＸおよびＺ間のネットワー
ク動作 図6Bは、交差接続ノード1200とADM500間のリンクにブ
レークが発生した場合、こうした故障時にセグメントＸ
およびＺにあるADM間に通信がどのように維持されるか
を示す。この故障を検知した時点で、ADM500は、上記図
5BのADM91について示したのと同様のループバック動作
を行なう。ループバック動作の結果として、セグメント
ＺのリンクＥとＨおよびＦとＧが接続される。従って信
号511および521は、故障箇所を回避して伝播されること
になる。
さらに詳しくは、交差接続ノード1200に入るサブチャ
ネル421−２は、リンク1202を経由してサブチャネル251
−１に交差接続される。次に、信号521は、現用リンク
Ｆから予備リンクＧにループバックされ、サブチャネル
521−１は、リンク1203を経由してサブチャネル421−２
に交差接続され、セグメントＸの予備リンクＪで伝播さ
れる。交差接続ノード1100では、交差接続ノード1200と
同様にサブチャネル421−２はリンク1103を経由してサ
ブチャネル521−１に交差接続されるが、予備リンクＧ
に接続される。信号521は、その後、正常動作の場合と
同様にADM500でループバックされ、リンクＧに伝播され
る。上述したようにサブチャネル421−２は、信号521が
ネットワークされる前にノード1200で交差接続される。
これによってセグメントＹに向かうサブチャネルは（よ
って故障位置を通過しない）、不必要なループバックを
避けることができる。しかしながら、セグメント間の各
交差接続ノードでのサブチャネルの割当ては、ループバ
ック動作によって影響を受けない。
ループバック動作中に、交差接続ノード1200は、セグ
メントサブチャネルの相互接続の事前選択されたパター
ンを維持する。さらに、ADM300、400、600、700、800お
よび交差接続ノード1100でのスチッチ設定は、故障によ
って影響を受けない。従ってこれらのノードは、それ自
体を通過する信号の経路再指定を行なわない。
6.2.4 正常時におけるセグメントＹおよびＺ間のネッ
トワーク動作 図8Aは、セグメントＺおよびＹのADM500と700の間の
通信を示す。さらに詳しくは、ADM500での信号505と506
の間の通信、およびADM700での信号701と702の間の通信
をそれぞれ下記に説明するものである。
図8Aに示したように、信号505はサブチャネル511−２
に挿入され、交差接続1200に伝播される。交差接続1200
は、回線1205を経由してサブチャネル511−２をサブチ
ャネル711−１に相互接続する。同様に、信号702はサブ
チャネル521−１に挿入され、交差接続1200に伝播され
る。交差接続1200では、サブチャネル721−１は、回線1
206を経由してサブチャネル721−２に交互接続され、最
後にADM500で506として削除される。ADM500の信号507と
508の間の通信およびADM700の信号703と704の間の通信
をサポートするため、同様の動作は交互接続1100を経由
して起こる。セグメントＹのリングＭ、Ｎ、Ｏ、Ｐを通
過する信号のサブチャネル１は、図8Aに示した論理リン
グを形成するため、交差接続ノード1200および1100によ
ってセグメントＺのリンクＨ、Ｇ、Ｆ、Ｅを通過する信
号のサブチャネル２に相互接続される。
6.2.5 故障時におけるセグメントＹおよびＺ間の動作 図8Bに示されたように、リンクＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈのブレ
ークは、ADM500と700の間の通信に影響を与える。この
故障は交差接続ノード1200とADM500の間に発生するた
め、これらのノードは上記6.2.3記載したもの、また図6
Bに示されたものと同じ方法で信号をループバックし、
図8Bに示されたようにADM500と700の間の通信は維持さ
れる。
図8Bは、論理リングが、異なるセグメントにある異な
るADMのペアのサブチャネルレベルでの相互接続によっ
て形成されるという点のみで図6Bと異なる。図6Bに、セ
グメントＺのADM500およびセグメントＸのADM400が相互
接続され、また図8BにセグメントＺのADM500およびセグ
メントＹのADM700が相互接続されていることが示されて
いる。しかしながらADM500および交差接続ノード1200で
のループバック動作は、両図面で同様である。
同様に、図6Bおよび8Bの両方では、サブチャネルの交
差接続が行なわれた後に、ループバック切替えが交差接
続ノード1200で行なわれることが示されている。さら
に、両図では、ネットワーク故障に隣接していない全て
のノードでのスイッチ設定は影響を受けず、また同様
に、故障位置を通過しない信号の経路はまた、交差接続
ノード1200およびADM500でのループバックに影響されな
いことを示している。
6.2.6 帯域幅共用による柔軟性 本発明に従って交差接続を実施し、サブチャネルレベ
ルでセグメントを相互接続すると、従来の技術での双方
向リングネットワークの帯域幅の限界を解消するための
援助となる。下記の図９に関する考察は、帯域幅アップ
グレードの要求を満足させるため本発明がどのように帯
域幅の利用をより柔軟的にするかを説明している。
図９は、異なる配置を使用することによってADM500か
らADM600へのトラフィックの帯域幅に関する要求がどの
ように容易にできるかを示す。最適の状態としては、AD
M500からADM600への通信はサブチャネル521−３を経由
して直接行なわれることであり、ここで信号524は信号5
21のサブチャネル３を通ってADM600の信号602に送信さ
れる。しかしながら、ADM500および600の間の信号521の
利用可能な送信容量がADM500からADM600へ移動されるト
ラフィックの帯域幅が不足する場合、本発明は、余った
帯域幅容量の他の経路にADM500および600を接続する。
ADM600に向かう情報は、セグメントＸを経由し、ADM5
00の信号522からADM600の信号603に移送されることがあ
る。この配置では、交差接続ノード1200および1100のリ
ンク1209および1109を通ってサブチャネルレベルで相互
接続されるセグメントＸおよびＺからなる論理リング
は、ADM500および600の間のトラフィックを移送するた
めのオプションの経路を提供する。これに対して、ADM6
00に向かう情報は、セグメントＹを経由し、ADM500の信
号523からADM600の信号604に移送されることがある。こ
の配置では、交差接続ノード1200および1100のリンク12
10および1110を通ってサブチャネルレベルで相互接続さ
れるセグメントＹおよびＺからなる論理リングは、ADM5
00および600の間のトラフィックを移送するためのオプ
ションの経路を提供する。
合わせると、図９に示されたネットワークでは、ネッ
トワークのADM間の通信を容易にするため、図10〜12に
示されたように、セグメントＸ、Ｙ、Ｚから３つの異な
る論理リングを形成することができる。論理リングは、
各構成セグメントに利用可能な送信容量の一部分のみし
か使用しないこともある。従って、完全に使用していな
いセグメントの利用可能な容量は、他の論理リングと共
有することができる。ADM間のトラフィックを移送する
ためのオプション経路を有することによって、使い果た
したサブチャネル容量のための物理的リングネットワー
クの主要な高度化や修正の必要がなくなる。
本発明では３つのセグメントおよび２つの交差接続に
関して主に説明してきたが、本発明は、セグメント、追
加のセグメント、および複数の交差接続ノード間のサブ
チャネルを接続するために使用されるどの物理的装置で
も包含するように一般化することができる。図13は、メ
ッシュネットワークにおける双方向リングの構成を示
し、ここでADMノードは円の記号で示されている。例と
して、ADM1300、1350...2000および2050は、セグメント
Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｗの間に必要なサブチャネル
交差接続を提供する交差接続ノード2200から2400までを
使用して論理リングを形成する。図13に示したように、
ADM1300でのサブチャネル１に挿入された入力信号1302
は、メッシュ論理リングネットワークにおいて、セグメ
ントＱ、Ｖ、Ｗを経由して、ノード1900で信号1902とし
てサブチャネル５から削除することができる。
6.2.7 ネットワーク管理ノード 上述の説明は、交差接続が入力サブチャネルを割当て
られた出力サブチャネルに経路指定することを推定して
書かれたものである。この割当てが静的である場合、こ
の割当ては望ましい論理リングの固定パターンをもとに
した交差接続ノードに永続的に記憶される。さらに多能
性を提供するため、動的な論理リングの再構成は図14に
示したように管理ノード2200によって可能となる。この
配置は、ノード2200が重なるように示された図6Aの上記
に記載した配置と基本的に同様であり、従って図6Aの参
照番号は図14にある同様の要素と対応する。
ノード2200は、交差接続ノード1200および1100に結合
するデータ通信リンク2201および2202のそれぞれを通っ
て送信される情報を経由し、各交差接続ノードを個別に
管理する。管理ノード2200を交差接続ノード1200および
1100に接続するための他の配置（図示されていない）
は、交差接続ノードの部分集合をデータ通信リンクに直
接リンクし、論理リンクを使用してノード2200に間接的
にリンクする方法である。この情報によってノード2200
は、種々の交差接続ノードの間でサブチャネルの割当て
を管理することができ、ノード2200は、交差接続ノード
に命令することができるよう、また論理リングを再構成
することができるように交差接続ノードへの経路指定の
変更に動的に影響を与えることができるように使用する
ことができる。
7. 結論 ネットワークを独立したセグメントに区分し、またサ
ブチャネルレベルでセグメントを相互接続するための交
差接続ノードを使用する双方向自己修正の論理リングネ
ットワークをここに説明した。論理リング構造がセグメ
ントのサブチャネルの相互接続によって形成されるた
め、慣習的双方向リングネットワークの利点が維持され
る。また交差接続ノードの使用によって、帯域幅アップ
グレードの要求を満足させるための大きな柔軟性のため
に、論理リングの経路指定における多数の選択枝が得ら
れる。下記の特許請求の精神と範囲を逸脱することな
く、本発明を多数の他の形態で作成することができるは
ずである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−176346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−79605（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−191539（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−269335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−86350（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】多重サブチャネルの信号を伝送する複数の
    互いに独立のセグメントであって、各セグメントは２以
    上のアッドドロップ多重ノードと、該アッドドロップ多
    重ノードを通る２対の伝送リンクとを有し、該２対の伝
    送リンク中の第１の対は正常時および異常時に多重サブ
    チャネル信号を伝送し、第２の対は異常時に多重サブチ
    ャネル信号を伝送するようにされ、上記複数セグメント
    の各々は、それら各々以外のセグメントによって伝送さ
    れる信号の速度と独立した速度で、また、本数も互いに
    独立の多重サブチャネルの信号を伝送するもので、 上記複数のセグメントの端部に接続された複数の交差接
    続ノード各々は、上記複数セグメントのうち入力の１セ
    グメントから出力の１セグメントへサブチャネルを経路
    付け、それによってアッドドロップ多重ノード各々を論
    理リング上のもう一方のアッドドロップ多重ノードへ接
    続する手段と、異常時には伝送リンクの上記第２対に伝
    送リンクの上記第１対を接続するスイッチ手段と、 を有することを特徴とする交差接続ノード使用による自
    己修正可能な双方向論理リングネットワーク。
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