JP3370000B2 - オプティカルレイヤの疑似中央処理による障害修復方法 - Google Patents
オプティカルレイヤの疑似中央処理による障害修復方法Info
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Description
4日出願の米国仮出願第60/075,825号の優先
権を主張するものである。
「光技術レイヤー」に対する修復アーキテクチャに関
し、特に、事前定義サブネットワークアーキテクチャ
(つまり、「疑似中央処理」アプローチ)の実行とノー
ドまたはリンクの障害の際にデータパスの再構成を行う
方法とに関する。
関して有用であると思われる異なる修復法が幾つか現時
点で存在する。一般に、これらのアプローチは、修復粗
さ(restoration granularity)(例えば、ライン対波長
(チャンネル/パス)切り換え)、異なるトポロジー(t
opology)ルート法(すなわち、リング対メッシュ)、置
換えパスの異なるクラス(2地点間またはローカル)、
および異なる制御スキーム(分散処理、中央処理)によ
って特徴付けられる。
理」と「中央処理」双方のアプローチの利点を用いる疑
似中央処理修復スキームに関する。特に、本発明は、事
前定義サブネットワークアーキテクチャ(つまり、「疑
似中央処理」アプローチ)の実行とノードまたはリンク
の障害の際にデータパスの再構成を行う方法とに関す
る。
ットワークは、先ず「最小限に重なり合った」サブネッ
トワークのセットか「高度に重なり合った」サブネット
ワークのセットかのいずれかに分割される。この場合、
各サブネットワークは、複数のオプティカル・クロス・
コネクト(OXC)ノードを備える。「最小限に重なり
合った」モデルを用いるのか「高度に重なり合った」モ
デルを用いるのかを決める基準は、ネットワーク内の多
くのノードの相互接続性の関数である。各サブネットワ
ークは、「サブネットワーク修復コントローラ」(SR
C)を備えるように構成される。該SRCは、OXC間
の相互接続を定義するサブネットワークグラフ並びに必
要なルート再選択アルゴリズム全てを備えるように定義
される。以下に詳細に論じられるように、各SRCは、
サブネットワーク中でOXCノード1個だけに物理的に
リンクされている。
と、「障害通知」メッセージが適当なSRCへ逆送され
る。該SRCの機能は、障害が起きたノードやリンクを
迂回して代替パスを確立することである。この代替パス
は、障害が物理的に修理された後では取り外してしまう
ことができる。本発明では、二つの異なるメッセージモ
デルを用いることができる。第一の方法は、「一斉」法
と定義され、メッセージを発信するOXCを使って、そ
れに接続している他の各OXC(並びにそれに接続して
いる各SRC)に障害通知メッセージを一斉送信させる
方法である。この一斉送信処理は、OXCからOXCへ
と、適切なSRCが通知を受け取るまで継続される。
「高度に重なり合った」サブネットワークモデルに対し
ては、この一斉法は好ましくない。ノードの相互接続性
が格段に高いからである。もう一つ別の方法は、「最小
限に重なり合った」サブネットワーク配置と「高度に重
なり合った」サブネットワーク配置双方に好適な方法で
あり、「1+1」メッセージ送信モデルである。この場
合、「障害通知」メッセージは、主パス1本と副パス1
本とを通じて伝送される。
ろ、最終的には、特定されたノード/リンクに責務があ
るSRCがコンタクトされ、障害が起こった条件を回避
するルート再選択パスが確認され、ネットワーク内の通
信が修復される。
わたる特徴は、以下の議論を進める間に添付の図面を参
照したりすれば一層明快になろう。
には、オプティカル・クロス・コネクトを有効に用いる
例示的通信ネットワークアーキテクチャを先ず評価する
のが有用である。図1は、このようなネットワークの一
つの一部分を描くもので、特に、3個のオプティカル・
クロス・コネクト(OXC)101,102,103から
構成されるセットを示す。各OXCは、スイッチファブ
リック(switch fabric)12とコントローラ16とネッ
トワーク管理インターフェイス(NMI)18とを備え
る。スイッチファブリック12は、入力/出力光インタ
ーフェイスユニット14間の適切な接続を行い、コント
ローラ16は、スイッチファブリック12内の所望の接
続設定を行う。従来のネットワーク管理活動(例えば、
準備(provisioning))を行うに加えて、ネットワーク管
理インターフェイス18は、本発明では修復メッセージ
のルートを選択するのに用いられる。ここで議論を進め
るため、3個のOCXが全て単一のサブネットワーク2
0内に配置されているものと仮定する。サブネットワー
ク分割については(「最小限に重なり合った」モデルに
しろ「高度に重なり合った」モデルにしろ)、図2と図
3に関連して以下に詳細に議論される。図1に示される
構成では、サブネットワーク修復コントローラ(SR
C)22は、OXCの一つ(このケースではOXC10
1)に結合されている。SRC22は、自分が属するサ
ブネットワーク20に関する相互接続情報全部に加えて
サブネットワーク全セット(図示せず)に関連する相互
接続情報を内蔵している。通信障害が認識されると、こ
の情報が「障害通告メッセージ」としてSRC22へ転
送され、次にSRC22は修復信号パスをセットアップ
する。
テクチャは、「イン−スパン(in-span)」データ通信パ
スを備えるのが好ましい。「イン−スパン」配置とは、
従来の信号伝送リンクを用いて「ネットワーク」データ
を伝送するシステムであり、普通は埋め込まれたオペレ
ーションチャンネル上に載るシステムであると、一般に
は定義することができる。例を幾つか挙げると、(1)
従来の信号、例えば、OC−nが通信の方式として用い
られる専用(n+1)波長、(2)リンクの指定チャン
ネルのデジタル信号の余剰ビット(例えば、各OXCと
一体化されているトランスポンダによる一斉同報通信)
または(3)強度変調(intensity modulated)されたデ
ジタル信号のトップで変調された低変調度AM信号があ
る。イン−スパン修復法の一般的な「必要条件」は、修
復ルート上のパスを修復することが可能ならば、関連O
XCが通信することが可能ということである。
XC10のNMI18を経由する専用オペレーションチ
ャンネルが、イン−スパンデータチャンネルとして使わ
れると仮定する。このような専用チャンネル24が図1
では点線で示されている。従って、この構成では故障ア
ナリシスを行って光ライン障害なのか個々の波長障害
(例えば、OC−48信号または関連光トランスレータ
の障害)なのかを分離することが可能である。すなわ
ち、OXC101とOXC102との間のファイバ26が
切断されると、波長λ1〜λn+1が全て通信不能になるの
で、「ライン障害」が起こったと正しく結論することが
できる。対照的に、OXC101の箇所で光トランスレ
ータ(λi,i<n+1)の一つが故障した場合、波長
λn+1の所のオペレーションチャンネル24が依然とし
てオペレーション可能である限り、個別の波長(チャン
ネル)に関して障害が起こったと結論することができ
る。
MI18は、特殊化された高速ネットワーク管理インタ
ーフェイスであって、接続および障害管理に用いられる
従来のネットワーク管理エレメントを回避する等によっ
て迅速、有効に作動するように設計されていることが好
ましい。この迅速化されたインターフェイスは、従来の
インターフェイスをバイパスして差し支えない。従来の
インターフェイス関連の通信は、オペレーションシステ
ムと通信する必要があるので、比較的低速のネットワー
ク管理言語を使用するからである。修復メッセージの内
容、およびこれらメッセージに応答するOXC(複数)
とSRCのオペレーションについては、図2と図3に関
連して以下に詳細に議論される。
ットワーク301,302,303に例示的に分割したも
のを示す。本発明では、図2に示される分割は、「最小
限に重なり合った」ネットワークアーキテクチャと定義
される。すなわち、この分割では、サブネットワーク間
に共有されるリンクの数が最少である。サブネットワー
ク30i各々は、複数のOXC10と一個のサブネット
ワーク修復コントローラ(SRC)22iとを備える。
ここで、SRC22iは、一つのOXCに関連しており
(好ましくは、共に配置され)、特定のサブネットワー
クに対するSRCインターフェイスとして指定され、図
2では10SRCiとして示されている。「最小限に重なり
合った」分割が適切なものであるためには、ネットワー
クトポロジーがクラスタ構造となっていなければならな
い。この場合、各クラスタは適切に接続されており、
「生存可」(survivable)(「生存可」とは、リンクの終
点で規定されるノードの各ペアの間に2個以上のノード
またはリンクの分離パス(disjoint paths)があることを
意味する)であり、各クラスタは、分離可能なリンクに
おいて他のクラスタに接続することができている。換言
すれば、各サブネットワーク30iがエッジのセットを
削除することによって他からは分断されながらも、各サ
ブネットワークは、其れ自体の内部では同じ適切に接続
された特性を保っているということである。本発明の目
的では、図2のリンク32のような「境界リンク」と
は、一つのサブネットワークに第一端ノード(OXC)
を備え、もう一つ別のサブネットワークに別端ノード
(OXC)を備えるものと定義される。「境界ノード」
は、カレントサブネットワークにあるノードではなく、
該ネットワークのSRC22が境界リンク上の障害修復
のために通信する必要のあるノードと定義される。図2
を参照すると、サブネットワーク303のOXC103j
は、サブネットワーク301のSRC221に対する「境
界ノード」である。境界リンク32が故障すると、SR
C221はOXC103j経由で故障を修復する必要があ
るからである。最小限でも、各境界リンクの両末端ノー
ドは、「境界ノード」であり、各SRC22iは該サブ
ネットワーク中の「境界ノード」全てと通信するように
構成される。例えば、サブネットワーク303のノード
103jと103 kとは、サブネットワーク302に対する
境界ノードとなり、サブネットワーク302をサブネッ
トワーク303に接続し、一方、ノード102jと102k
とは、サブネットワーク303に対する境界ノードとな
る。従って、リンク32jとリンク32kは「境界リン
ク」と定義される。
オペレーションチャンネル24を生かして、「障害」を
一斉同報通信し、各SRCと各OXCとの間の質問照会
の通信を行う。従って、本発明の疑似中央処理修復処理
法は、高速「イン−スパン」分散通信を用いることによ
って、分散処理法にエミュレートしながらも、サブネッ
トワーク修復エレメント(SRC)22内でネットワー
クグラフやルート再選択アルゴリズム、並びにクロス・
コネクト・コントロール(cross-connect control)を
維持することによって、更に中央処理法にもエミュレー
トする。特に、ネットワークグラフには、ノード(OX
C)やリンク並びにチャンネル(波長)情報(例えば、
「作動中」、「予備」、「保護」、「オペレーション」
など)、サブネットワーク中の全てのノードの接続チャ
ンネル割り当て、境界ノードの全部、これらのノード間
のリンク全部、などの情報が含まれる。各SRC22
は、該サブネットワーク中の各ノードにプラスして該境
界ノードにも極めて頻繁な間隔で照会を発することによ
って、このデータを維持する。これらの照会は、修復処
理自体にとっては実質的に「オフ−ライン」である。障
害が起こると、SRC内のカレントネットワークグラフ
データが修復決定処理の進行に用いられる。次に、各S
RC22は、クロス・コネクト照会から得られるクロス
・コネクト情報マップを継ぎ合わせすることによって、
自分が属するサブネットワークの接続、すなわち、該サ
ブネットワーク内が始端/終端となる接続、またはサブ
ネットワークのノードと境界ノード間の接続の一部分、
およびチャンネル(波長)割り当てを決定する。本発明
の修復処理については、以下に図4に関連して詳細に議
論される。
れるような方法でノードの「クラスタ構造」を明確化及
び定義し、サブネットワークを特定することが難しい状
態である場合は、図3に示されるように「高度に重なり
合った」分割モデルを用いることができる。その定義か
ら自明なように、「高度に重なり合った」サブネットワ
ーク401,402,403,404は、重なり合いが非常
に多いように選択され、「境界ノード」を規定する必要
性は無い。「高度に重なり合った」サブネットワークア
ーキテクチャでは、各SRC22は、厳格に自己のサブ
ネットワーク内で故障を修復する。多重サブネットワー
クでは極めて多数のノード(OXC)が含まれるので、
少なくとも一つのサブネットワーク内で各リンクに対し
て多重のパスを設け、制御するSRCを認識すること
が、この方法にとって重要なキーとなる。上に説明した
「最小限に重なり合った」サブネットワーク分割と同じ
ように、図3の構成でも、専用オペレーションチャンネ
ルを用いて修復メッセージ伝達が行われる。
ワークを規定する例示的な方法では、以下のステップが
含まれる(ただし、このような分割を行うには他の多様
な方法もあることを理解のこと)。(1)(解析目的の
ため)1−接続ノードとリンクとをネットワークから削
除する。リンク接続性一般は、従来の「最大フロー」ア
ルゴリズムを用いて計算することができる。最大フロー
アルゴリズムのネットワークグラフを、相互OXCリン
クに対応するネットワーク中の各リンク{ii,j}に
対して定義するためには、指定エッジのペア(ii,
j)、(j,j)を定義する。ネットワーク中の各リン
クに対し、他の全てのエッジのキャパシティを「1」と
設定することによって、このリンクを「故障」させる。
次に、ネットワークの各リンク{k,m}に対し、ソー
スに入り、またシンクから出る全てのエッジのキャパシ
ティを「0」と設定する。この場合、(ソース、シン
ク)=(k,m)(または=(m,k)である)。最大
フローは、エッジ{k,m}に対する接続性に等しくな
る。この「最大フロー」ステップは、全てのエッジのた
め以後に繰り返してもよい。(2)SRC22が、ネッ
トワーク内の大きな配置各々で定義される。SRC22
は、前と同じように、10SRCiと定義された一つのOX
Cに関連づけられる。(3)各SRC22とネットワー
ク中のノード全てとの間で最短のホップ(hop)ルート
を探す。(4)既定の半径R内でSRCと全てのノード
とを含む各サブネットワークを定義する。(5)リンク
がサブネットワークに含まれ、ノード双方が同じサブネ
ットワーク内にある場合に限り、サブネットワーク中の
1−接続ノードとリンクとを削除する。(6)1−接続
ノードとリンクとを各サブネットワークから削除する。
(7)少なくとも一つのサブネットワークがカバーして
いないリンクとノードとが修復可能ネットワーク中に存
在しているかどうかを決定する。このようなノードに対
しては、サブネットワークの半径Rを最も近いSRC2
2まで延長し、該サブネットワークに対してステップ3
〜6を再計算する。そして(8)単一のサブネットワー
ク内に含まれていない残りのリンクがあればこれを確認
する。更に加えるノード数が最少となるように、接続性
を維持するのに必要とされる最少の数のノードを有する
リンクを含ませる。これらのステップの実行により、図
3に示されるような「高度に重なり合った」サブネット
ワーク分割が形成される。
に重なり合った」ものでも「高度に重なり合った」もの
でも)確立し、各SRC内で適切なネットワークグラフ
が定義されると、ネットワークは、本発明に従って「障
害」メッセージのルート選択をして、ネットワーク修復
を行うための準備ができる。一般には、使用できるメッ
セージルート選択法には二つの異なる方法がある。「一
斉」(flooding)メッセージルート選択と「1+1」メッ
セージルート選択と定義される方法である。いずれのル
ート選択法も「最小限に重なり合った」アーキテクチャ
に使用できるが、「1+1」メッセージルート選択法の
方は、「高度に重なり合った」アーキテクチャに対して
好ましい。「一斉」モデルの方は、極めて頑強かつ分散
的な通信方法であって、ノードは、受けた照会を(照会
を受けたリンクを除いて)各リンク接続点に再び一斉同
報通信する。「1+1」法では、各SRC22は、通信
が必要な各OXCに対して二本のノード分離パスを決定
し、受けたメッセージを全てこれら二本のパスを経由し
て送信する。ルート選択の方法に関わらず、メッセージ
のタイプは同一であり、それらの内容も(勿論、メッセ
ージルート選択に関する情報を除いて)同じである。表
1は、メッセージルート選択の「一斉」法においてOX
C10とSRC22との間でありうる可能なメッセージ
のフィールドを列挙する。
ありうるメッセージのセットは、次の表に規定される通
りである。
規定され、以下に記載される。
は、主として「最小限に重なり合った」サブネットワー
クアーキテクチャに適用できる。一般には、ノードは、
接続されている全てのリンク(始めのリンクを除く)に
受信照会を再一斉同報通信する。しかし、メッセージが
繰り返してノードに来れば、再一斉同報通信は行われな
い。所与のSRC22から送信されたメッセージが、別
のサブネットワーク20に含まれる境界ノード10によ
って受信される時も、再一斉同報通信は行われない。照
会が、宛名のOXC10によって受信された時は、NM
I18中の修復インターフェイスがメッセージを採り上
げ、要求を処理し、同じタイプの一斉メッセージルート
で適切なSRC22へ応答を送信し返す。
セージについては、OXCノード10が、メッセージを
自分のSRCへ送信すると共に、プラスして自分が境界
ノードである各SRCへメッセージ一つを送信する。最
初に発信するノードは、データ通信チャンネル経由で、
接続されている各OXCへ各メッセージのコピーを送信
する。このようなメッセージを受信したOXC10中の
NMI18は、メッセージ中の情報を用いてこれを他の
ノードへ転送すべきかどうかを決定する。一斉ルール
は、メッセージを受信したら、ソースサブネットワーク
IDか送信先サブネットワークIDかが自分のサブネッ
トワークIDに対応する場合に、ノードがメッセージを
転送するということである。これで確実に行われること
は、サブネットワーク301のOXCからサブネットワ
ーク302(これに対してはノード10xが境界ノードで
ある)のSRC2へのメッセージが、生存している境界
リンク経由でSRC2へ達し、あるケースでは、サブネ
ットワーク302の内部ノードを通過しなければならな
いことからこれらの境界リンクに到達するということで
ある。メッセージを転送するためには、OXCノード1
0が、接続している他のノード全部へメッセージを一斉
同報通信する。簡単のためには、サブネットワークID
は、サブネットワークに対するSRCIDと同じである
と仮定できる。SRC22からOXCノード10へのメ
ッセージに付いては、普通メッセージ一つが送信され
る。転送ルールは同じものが適用される(すなわち、メ
ッセージを受信したら、ソースサブネットワークIDま
たは送信先サブネットワークIDが自分のサブネットワ
ークIDに対応する場合に、ノードが該メッセージを転
送する)。
1021間のリンク50上の障害を示す。ノード1011が
障害を検出し、SRC221(ノード10SRC経由の自分
のSRC)に対して第一「障害通知メッセージ」を送信
し、プラスしてSRC222に対して第二「障害通知メ
ッセージ」を送信する。表1を参照すれば、第一「障害
メッセージ」は、次の情報を含む。すなわち、ソースO
XCID=1011、ソースサブネットワークID=30
1、送信先サブネットワークID=301。
む。すなわち、ソースOXCID=1011、ソースサブ
ネットワークID=301、送信先サブネットワークI
D=302。サブネットワーク301中の各ノードが第一
障害メッセージを受信すると、該各ノードは、メッセー
ジを隣接ノード全部に転送する。ソースと送信先とのサ
ブネットワークIDが自分のものと同じだからである。
最終的には、メッセージは、SRC221に直結してい
るOXCノード10SRCに達し、SRC221は受信され
たメッセージを読む。この第一メッセージのコピーがサ
ブネットワーク302と303とに入れば、これらコピー
は捨てられる。第二障害メッセージは、サブネットワー
ク301中のノード全てにリレーされる。「ソースサブ
ネットワークID」が自分のサブネットワークのものと
同じだから、各ノードはメッセージを転送する。メッセ
ージがサブネットワーク302へパスされると、このサ
ブネットワーク中のノード10の各個も、メッセージを
転送する。「送信先サブネットワークID」が自分のも
のと同じだからである(サブネットワーク303中のノ
ードは全て該メッセージを捨てる)。特に、サブネット
ワーク301中のOXCノード10x1と10y1とは、メ
ッセージを受信し、サブネットワーク302中のOXC
ノード10x2へ該メッセージを転送する。ノード10x2
は、サブネットワーク303中の隣接ノードへメッセー
ジを一斉同報通信し、従ってメッセージは、最終的にS
RC222に達する。
各SRC22iが、通信が必要な各OXCノード10に
対して二本の分離パスを決定する。これらの通信パス
は、上に説明したネットワークグラフから容易に決定す
ることができる。好ましい態様では、「主パス」は、最
短のホップルート(従来のラベルタイプアルゴリズムか
ら容易に確実化できる)に構成されるものとしてもよ
い。第二ノード分離パスの選択は、アルゴリズムで、エ
ッジウェイトを、主パスのノードに一致する中間ノード
全てに対して無限長さに設定し、次いで得られたネット
ワーク中に最短ホップパスを見出すことによって行うこ
とができる。このようなノード分離パスが存在しない場
合は、エッジ分断パスを見付けて使用する。重要メッセ
ージは、これらのパス双方に一斉同報通信することによ
ってSRC22とOXCノード10との間に送信され
る。同じIDが用いられるので、受信者側は冗長なメッ
セージを捨てることを知る。メッセージは、表2に示さ
れる情報に従って、各メッセージのフルノードパスを含
むことによってルート選択されて送られる。各中間OX
Cノードは、パス中の次のノードを拾い、メッセージを
転送する。フルノードパスを含んで、これを用いる代わ
りに、パスIDを定義し、これを各ノードに対して(オ
フラインで)記憶することができる。次にメッセージが
着信すると、ノードがメッセージ中のパスIDを読み、
そのメモリから次にノードへアクセスする。
害状況の存在下でサービスの「修復」が、図4に概略示
される方法を用いて行なわれる。この処理のスタート
で、ステップ50で規定されるが、OXC10が、(所
与の光ケーブルペアに対して多重波長の)光ラインや個
々の波長の障害を「検出」し、NMI18に障害メッセ
ージを送信する。「通知」ステップ52では、NMI1
8が「障害通知」メッセージを自分のSRC22並びに
特定のOXC10が境界ノードである他の全てのSRC
へ送信する。メッセージルート選択の「一斉」法を採用
する場合は、上に説明したメッセージ転送ルールが適用
される。「1+1」法を採用する場合は(「高度に重な
り合った」アーキテクチャに特に好適であって)、OX
Cは、定義されたペアの分離パス上にメッセージを同時
に通信し、メッセージが生存しているリンクを経て確実
に伝送されるようにする。
するSRC22が自分自身を認識する。リンクがサブネ
ットワーク境界内で故障する場合は、そのサブネットワ
ークのSRCがルート再選択処理を制御する。「境界リ
ンク」が故障することは、より複雑な状況であり、以下
に詳細に議論される。リンクがサブネットワーク内で故
障する状況に戻ると、SRC22は、障害を起こしたチ
ャンネル(波長)を先ず最初に認識する。必要な在庫状
況があれば、SRC22は異なる方法を採用して当該波
長を選択的に修復し、他はそのままにしておくことがで
きる。例えば、SONETリングのリンクを備えている
波長がある。この場合は、修復の競合および復旧と障害
状況との間の「サイクリング」を回避するためにそれら
のチャンネルは修復しない。所望ならば、接続用意がな
されている時この情報をオペレーションシステムで特記
しておくことができる。この情報を、そのコネクトタイ
プデータと一緒にOXCに記憶しておき、SRCがOX
Cの照会でこの情報をピックアップ出来るようにするこ
とが好ましい。
リンクやノードを迂回する新しいサブネットワーク接続
は、一般に該サブネットワーク内でルート再選択が行わ
れる(これは、「高度に重なり合った」アーキテクチャ
では常のケースである。この構成では境界ノードが規定
されていないからである)。このルート再選択処理で
は、各サブネットワークに対するルート再選択をそれぞ
れリンクやノードの生じうる障害に対して予め規定して
おく混成型の事前計画法を用いることができる。この方
法で予期されない障害に対しては、「ダイナミック」ル
ート選択法が用いられ、例えば、修復に利用可能なスペ
アのチャンネルに最短のホップルートが見付けられる。
「ルート再選択」ステップ58に対しては、選択される
ルート再選択法は、ネットワークの分割が「最小限に重
なり合った」アプローチを用いるか「高度に重なり合っ
た」アプローチを用いるかして行われたかどうかに左右
される。「最小限に重なり合った」アーキテクチャで
は、制御するSRC22は、OXCノード10へ「クロ
ス・コネクト」メッセージを送信する。「1+1」メッ
セージルートスキームが採用される場合は、該SRC2
2は、両分離パス双方上にクロス・コネクトメッセージ
を送信する。次に、OXCノード10が、自分のSRC
およびそれが境界ノードの可能性のある他のSRCの双
方へ「クロス・コネクト」完了確認応答を伝送する。次
に、各SRCは、受信しなかったもの、あるいは「障害
あり」と受信したものの確認調整を行う(すなわち、該
SRCは、パス全部が再確立されるまで、他のOXCへ
追加の「クロス・コネクト」メッセージを送信する)。
対しては、各SRCは、障害が起こったリンク(複数を
含む)の端の最も小さい数が付いたOXCへ第一クロス
・コネクト命令を送信し、確認応答を待つ。受信するO
XCは、制御するSRCを選択する。本発明では、SR
C選択には二つの異なる方法を用いることが出来る。第
一の方法では、受信した第一メッセージを送ったSRC
が選択される。第二の方法では、各SRCが、クロス・
コネクトメッセージと共に「修復効率」手段を送信し
(「修復効率」は、SRCがパス選択ステップでルート
再選択出来た接続の数と定義することが出来る)、OX
Cの方は、該効率が最も高いSRCを選択する。選択終
了後は、OXCは、直ちにクロス・コネクト確認を選択
されたSRCに対して応答する。他のSRCは、タイム
アウトとなるか、あるいは該OXCから否定の確認が送
られてくる。
長)上の信号が再び健全になった後では、障害「修復」
通知メッセージが、ステップ60に示されるように一斉
同報通信される。このメッセージは、影響を受けたノー
ドから該SRCへ送られる。次に、該SRCがクロス・
コネクトメッセージを送り、障害が起こった接続の最初
のパスを修復する。
ド(これらは「最小限に重なり合った」アーキテクチャ
だけに存在する)上に故障が起こると、境界でないとこ
ろに障害が起きた状況に較べて、より精緻な対策が必要
である。本発明では、これらの状況においてルート再選
択を行うのに二つの可能な手順がある。
れ、あまたあるSRCのなかで一個のみがルート再選択
処理の制御を行うことができるものである。このアプロ
ーチでは、SRC選択スキームは、多重リンク障害や多
重ノード障害でも競合が起きないように首尾一貫したも
のでなければならない。この一貫性を達成するために、
障害を検出した全てのOXCノードは、スタンダード遠
端受信障害(FERF)メッセージを、信号のロスや他
の性能アラームを検知し修復が必要であるリンクの他端
に伝送する必要がある。FERFメッセージを受信する
と、OXCノードは、このアラームを、他のアラームと
同じように、上に記載の方法で関連SRCへ一斉同報通
信する。他の受信アラームと一緒にエラーメッセージが
あるかないかによって、SRCはどんなタイプの障害が
起こったのかを判定することができる。従って、SRC
が特定のリンクの障害波長(チャンネル)についてOX
Cノードからアラームを受信した場合、修復を制御する
SRCの責務は、二つの条件に依存する。第一に、該S
RCが障害リンクの向こう側にあるノードからもアラー
ムまたはFERFを受信した場合は、これは、障害リン
クの向こう側にあるOXCは「生きている」ので、どち
らのSRCも修復を制御できることを意味する。この場
合、最も小さい数(英数字の順序)が付いたSRCが修
復を制御すべきである。各SRCは、両ノード双方から
の障害通知メッセージ中に受信するソースおよび送信先
サブネットワークIDを比較することによって、SRC
が最も小さい数を付けたものであるかどうかを判定する
ことができる。第二に、該SRCが、第一リンク障害通
知を受信した後で所定の時間内で障害リンクの向こう側
にあるノードからアラームまたはFERFを受信しなか
った場合は、該SRCは、向こう側が故障したと仮定す
る。故障ノードが、該SRCによって制御される場合
(すなわち、故障ノードと該SRCが同じサブネットワ
ークにある)、該SRCが修復処理を開始し、制御す
る。他の(すなわち、故障ノードと該SRCが異なるサ
ブネットワークにある)場合は、該SRCはこの特定の
故障に対しては何もせず、故障ノードの「ホーム」SR
Cが処置の制御を行うものと仮定する。
うな「最小限に重なり合った」ネットワークを用いて説
明することができる。特に、障害が、サブネットワーク
301中のOXCノード1011とサブネットワーク302
中のOXCノード1021との間のリンク34に起こった
と仮定しよう。この場合、SRC222が、リンク34
上の波長に対してOXCノード1021からLOS障害メ
ッセージを受信し、またノード1011からも同じような
障害メッセージを受信する。SRC222はこれらのノ
ードに接続されたSRCの中で「最も小さい」数が付い
たSRCではないので(サブネットワーク301中のS
RC221が最も低い数を有するものである)、該SR
C222は何も行わない。実際には、SRC221が修復
を制御する。別の例では、OXCノード1011が故障す
ると、SRC221もSRC222も、該ノードからは
「故障」メッセージを受けない。該SRCは双方ともO
XCノード1021から「リンク」障害メッセージを受け
る。SRC222の方は、OXCノード1011が故障し
たと結論して、修復を開始することはしない。OXCノ
ード1011は自分のサブネットワーク内に無いからであ
る。すなわち、SRC221の方が修復制御を行い、サ
ブネットワーク301中の「境界サブネットワーク」
(ノード10y1、10x1、1011、1021)並びに他の
ノードの間で修復を開始する。サブネットワーク301
と302とに対する「境界サブネットワーク」の定義
は、二つのサブネットワークの境界ノードおよびリンク
の間で修復可能なノードのセットである。最低でも、上
記境界サブネットワークは、二つのサブネットワークの
境界にあるノード全部と、これらにプラスしてこれらの
ノードの間にあるリンク全部である。従って、この「単
一SRC」アプローチは、境界サブネットワーク内で修
復ルートを見付け出す場合に限られる。
のSRCが同時に−しかも、自動的に−作動して、故障
した境界ノードまたはリンク周りの修復を行う。ネット
ワーク中の各リンクに対して、第一SRCを「主」SR
Cとして事前定義し、第二SRCを「副」SRCとして
定義する。主SRCの試みは、故障したリンク上の故障
した接続を出来るだけ多くルート替えして、該サブネッ
トワーク中のノードから該サブネットワークに含まれな
い隣接サブネットワーク中の他の境界ノードへパスを変
えることである。図2を参照すると、境界リンク34の
故障に関連した代替パスは、点線で示されている。ここ
に、SRC222が「主」SRCとして定義され、SR
C221が「副」SRCとして定義されている。副SR
C1の試みは、故障したリンク上の故障した接続を出来
るだけ多くルート替えして、図2に鎖線で示したパスで
示してあるように、隣接サブネットワーク中の境界ノー
ドへパスを変えることである。
に対するチャンネル(波長)割り当てが故障リンク上の
両ノード双方に一致する限り、どちらのパスがどちらの
故障接続に選択されるかは、重要ではない。従って、各
SRCが独立に選択したパスに合わせるためには、簡単
な順序付けルールを適用することができる。例えば、主
SRCは、パスの境界リンクのチャンネル(波長)の数
の順序に基づいて代替パスを配列することができる。多
重境界リンクは、境界ノードの順序に基づいて配列され
る(ノードの配列は、例えば、それらのIDの辞書的順
序に従って行うことができる)。また、境界リンクも在
庫してあるので、副SRCの方は、同じ配列スキームを
模して、境界リンクのチャンネル(波長)へ故障リンク
のチャンネル(波長)をマップすることができる。
34のチャンネル(波長)#1〜4へ割り当てられてい
る4個の作動接続があると仮定しよう。また、OXCノ
ード10y1と10x2との間のリンクに修復用に二本のチ
ャンネル(チャンネル#4と7)が、また、OXCノー
ド10x1と10x2との間のリンクに修復用に二本のチャ
ンネル(チャンネル#1と2)が予備になっていると仮
定しよう。リンク34が切断されると、主SRC222
が、縛られているリンク上に上記修復チャンネルを迂回
する代替パスを4本探索して発見する。その順序は、
(1)ノード1021→10x2→10y1(OXCノード1
0y1と10x2の間のリンクの修復チャンネル#4);
(2)ノード1021→10x2→10y1(OXCノード1
0y1と10x2の間のリンクの修復チャンネル#7);
(3)ノード1021→10x2→10x1(OXCノード1
0x1と10x2の間のリンクの修復チャンネル#1);
(4)ノード1021→10y2→10x1(OXCノード1
0x1と10x2の間のリンクの修復チャンネル#2)であ
る。該SRC2は、上記ルートの各々のノードにクロス
・コネクトコマンドを送り、代替パス4本を形成する
(例えば、リンク34のチャンネル1へのクロス・コネ
クトコマンドによって、ノード1021の所の第一修復リ
ンクの修復チャンネルへクロス・コネクトされる)。
が、OXCノード1011と10y1の間のパスを2本探索
して発見し、これを、OXCノード10x2と10x1の間
のリンクの修復チャンネル2本にコネクトし、同じく、
OXCノード1011と10x1の間のパス2本を、OXC
ノード10x1と10x2の間のリンクの修復チャンネル2
本にコネクトする。次に、該副SRC1は、これらの代
替パス4本を形成するに必要なパスのノードに適切なク
ロス・コネクトコマンドを送る。ルート再選択ステップ
が終了し、かつタイムアウト期間の後(SRCが特定の
OXCから「クロス・コネクト完了」とのメッセージを
受信しなかったクロス・コネクトに対しては)、該SR
Cは、クロス・コネクト完了失敗のタイプに応じて、そ
のルート選択処理を再調整する。例えば、完了メッセー
ジを一切受信しなかったら、SRCは、クロス・コネク
トを確かめるために、関連ノードに照会を発することが
できる。別には、クロス・コネクト確認を受信したが、
クロス・コネクトが失敗した(例えば、不正なポート、
チャンネルは既にクロス・コネクト済み、など)とされ
た場合は、他の修正動作(もしあれば)を行うことがで
きる。
て、それらが形成した部分的なパスが、修復のために用
意された境界リンク上のチャンネルで適切に合成され
る。しかし、どちらのSRCも、境界リンク上の用意さ
れた修復チャンネルの全部に対して修復パスを発見でき
なかった場合は、問題が生じる可能性がある。この時
は、該SRC双方が独立的に作動して、クロス・コネク
トのミスマッチが起こることになる。これらの状況下で
は、該SRC双方が調整して、障害が起きたパスに「マ
ーカー」を設定することができる。例えば、SRC22
1が、OXCノード1011をOXCノード10y1に接続
するために予備の修復パスを1本だけしか発見できなか
ったと仮定しよう。この時、SRC221は、リンク3
4(障害が起きたリンク)上の第一チャンネルのルート
再選択を完了した後、ルート再選択処理を中断し、次の
障害チャンネル(ノード1011の所の、ノード10y1と
10x2の間のリンクのチャンネル#2)のクロス・コネ
クトを「未設定」(すなわち、「接続止め」)とする。
このチャンネルは、始めの作動パスの所に依然としてク
ロス・コネクトされているので、サブネットワーク30
2からSRC222へのマーカーとして機能し、SRC2
21はこのチャンネルのルート再選択処理中に停止した
ことを示す。
2並びにSRC221に「接続止め」を要求する確認メッ
セージを送る。SRC221は、「接続止め確認」を受
信すると、ルート再選択処理を停止する。接続止めのメ
ッセージを受信したチャンネルを超えて処置が進んでし
まった場合は、該SRCは、そのリンクのチャンネル#
4を接続したパスの後で起こったクロス・コネクト全部
を「アンドゥ(undo)」状態にする。SRC222が、
その点までそのルート再選択アルゴリズムをまだ進めて
いなかった場合は、そのチャンネルまで処理を進め、そ
こで停止する。この停止ポイントへ達した後、SRC2
21とSRC222双方は、次の順序の境界リンク(すな
わち、OXCノード10x1と10x2の間のリンク)へス
キップする。ここで注記したいのは、SRC221が、
OXCノード1011からOXCノード10x1へのパス
(ノード10x1と10x2の間の境界リンク上の修復チャ
ンネルに接続するための)を発見できなかった場合は、
ノード1011の所の、ノード1011と1021の間のリン
クのチャンネル#2を接続止めにする。このように接続
を止めると、SRC222が中断メッセージを確実に受
信することになり、同様にこの境界リンクをスキップす
ることになる。
起こったチャンネル全部のルート再選択が終わるまで、
境界リンク上の修復チャンネルが無くなるまで、あるい
は終了のタイムアウト期間が過ぎてしまうまで行われ
る。総括すれば、各SRCは、修復パスを発見できなか
った最小順位のチャンネル、あるいは障害が起こった境
界リンクの向こう側のノードから中断メッセージを受信
した最小順位のチャンネルに対しては、ルート再選択処
置を取り止める。
ノード3個セットの例示的配置を示す図である。
限に重なり合った」サブネットワーク分割を例示的に示
す図である。
に重なり合った」サブネットワーク分割を例示的に示す
図である。
ャートを含む図である。
スイッチファブリック、14 光インターフェイスユニ
ット、16 コントローラ、18 ネットワーク管理イ
ンターフェイス、20,30,40 サブネットワー
ク、22 サブネットワーク修復コントローラ(SR
C)、24 オペレーションチャンネル、32,34,
42 境界リンク。
Claims (8)
- 【請求項1】 通信ネットワークで光パス修復を行う方
法において、 a)通信ネットワークを複数のサブネットワークへ分割
し(30,40)、各サブネットワークが複数のオプテ
ィカル・クロス・コネクト(OXC)ノード(10)を
備え、 b)各サブネットワークにサブネットワーク修復コント
ローラ(SRC)(22)を設け、各SRCが、そのサ
ブネットワーク内のOXCノード全ての相互接続を規定
するネットワークグラフとそれらの間における所定のル
ート再選択アルゴリズムとを備え、各SRCが該サブネ
ットワーク内のOXC1個だけに物理的に結合されてお
り、 c)「障害通知」メッセージを、障害が起こったOXC
ノードまたはOXCノードのペアの間にある障害が起こ
ったリンクから所定のSRCへ送信し(52)、 d)前記ステップc)で定義された障害を迂回するため
に、コンタクトされたSRC内でルート再選択パスを生
成し(56)、 e)前記ステップd)のルート再選択パスを必要な全て
の前記各OXCへ伝送し(58)、ネットワーク内の通
信の修復を行い、 前記ステップa)を行うにあたり、通信ネットワーク
が、複数の最小限に重なり合ったサブネットワーク(2
0)に分割され、該サブネットワーク(20)が、該サ
ブネットワーク間のリンクであって境界リンクとして定
義されるリンク(34)を備え、該境界リンク(34)
の両端には、境界ノードと定義されるOXCノード(1
011,1021)を備え、 前記ステップc)及び前記ステップd)を行うにあた
り、メッセージのソース又は該メッセージの送信先のい
ずれかが自己のサブネットワーク内であるときにコンタ
クトされた各OXCノードが受信メッセージを送信する
場合に、「一斉」メッセージ送信処理を用いて、前記O
XCノードと前記SRCとの間でメッセージを送信し、 前記ステップc)を行うにあたり、前記サブネットワー
ク間の境界における障害が認識された場合に、制御する
SRCを選択するために、以下のステップ、すなわち: 1)障害を認識する全ての前記OXCノードからの遠端
受信障害(FERF)メッセージを、障害のある境界に
関連する他のサブネットワーク中の前記障害のある境界
の他端にある関連するノードへ送信するステップ、 2)「一斉」型メッセージ送信法を用いて、前記認識す
るOXCノードから第二障害メッセージを送信するステ
ップ、 3)前記FERFメッセージと前記第二障害メッセージ
との双方を受信する最低順位のSRCのみにおいて、ル
ート再選択メッセージを生成するステップ、 を行うことを特徴とするオプティカルレイヤの疑似中央
処理による障害修復方法。 - 【請求項2】 通信ネットワークで光パス修復を行う方
法において、 a)通信ネットワークを複数のサブネットワークへ分割
し(30,40)、各サブネットワークが複数のオプテ
ィカル・クロス・コネクト(OXC)ノード(10)を
備え、 b)各サブネットワークにサブネットワーク修復コント
ローラ(SRC)(22)を設け、各SRCが、そのサ
ブネットワーク内のOXCノード全ての相互接続を規定
するネットワークグラフとそれらの間における所定のル
ート再選択アルゴリズムとを備え、各SRCが該サブネ
ットワーク内のOXC1個だけに物理的に結合されてお
り、 c)「障害通知」メッセージを、障害が起こったOXC
ノードまたはOXCノードのペアの間にある障害が起こ
ったリンクから所定のSRCへ送信し(52)、 d)前記ステップc)で定義された障害を迂回するため
に、コンタクトされたSRC内でルート再選択パスを生
成し(56)、 e)前記ステップd)のルート再選択パスを必要な全て
の前記各OXCへ伝送し(58)、ネットワーク内の通
信の修復を行い、 前記ステップa)を行うにあたり、通信ネットワーク
が、複数の最小限に重なり合ったサブネットワーク(2
0)に分割され、該サブネットワーク(20)が、該サ
ブネットワーク間のリンクであって境界リンクとして定
義されるリンク(34)を備え、該境界リンク(34)
の両端には、境界ノードと定義されるOXCノード(1
011,1021)を備え、 前記ステップc)及び前記ステップd)を行うにあた
り、メッセージのソース又は該メッセージの送信先のい
ずれかが自己のサブネットワーク内であるときにコンタ
クトされた各OXCノードが受信メッセージを送信する
場合に、「一斉」メッセージ送信処理を用いて、前記O
XCノードと前記SRCとの間でメッセージを送信し、 前記ステップc)を行うにあたり、前記サブネットワー
ク間の境界における障害が認識された場合に、以下のス
テップ、すなわち: 1)境界障害に関連した主SRCと副SRCを規定する
ステップ、 2)前記境界障害の周りの通信を修復するために、前記
主SRCにルート再選択メッセージを生成するステッ
プ、 3)前記境界障害の周りの通信を修復するために、前記
副SRCにルート再選択メッセージを生成するステッ
プ、 4)前記ステップ2)と前記ステップ3)とで生成され
たルート再選択メッセージを、両メッセージに共通な前
記OXCノードにおいて合成し、通信システムに対する
最終的なルート再選択パスとして合成メッセージを定義
するステップ、を行うことを特徴とするオプティカルレ
イヤの疑似中央処理による障害修復方法。 - 【請求項3】 通信ネットワークで光パス修復を行う方
法において、 a)通信ネットワークを複数のサブネットワークへ分割
し(30,40)、各サブネットワークが複数のオプテ
ィカル・クロス・コネクト(OXC)ノード(10)を
備え、 b)各サブネットワークにサブネットワーク修復コント
ローラ(SRC)(22)を設け、各SRCが、そのサ
ブネットワーク内のOXCノード全ての相互接続を規定
するネットワークグラフとそれらの間における所定のル
ート再選択アルゴリズムとを備え、各SRCが該サブネ
ットワーク内のOXC1個だけに物理的に結合されてお
り、 c)「障害通知」メッセージを、障害が起こったOXC
ノードまたはOXCノードのペアの間にある障害が起こ
ったリンクから所定のSRCへ送信し(52)、 d)前記ステップc)で定義された障害を迂回するため
に、コンタクトされたSRC内でルート再選択パスを生
成し(56)、 e)前記ステップd)のルート再選択パスを必要な全て
の前記各OXCへ伝送し(58)、ネットワーク内の通
信の修復を行い、 前記ステップa)を行うにあたり、通信ネットワーク
が、複数の高度に重なり合ったサブネットワークに分割
され、境界ノード及び境界リンクが不必要なように、相
当数のOXCノードが、1個を超えるサブネットワーク
に含まれることを特徴とするオプティカルレイヤの疑似
中央処理による障害修復方法。 - 【請求項4】 前記ステップc)を行うにあたり、所定
の前記SRCが、リンクの障害のある端部の最も低い順
位のOXCへクロス・コネクトメッセージを送信する第
一SRCとして定義されることを特徴とする請求項3記
載の方法。 - 【請求項5】 前記ステップc)を行うにあたり、各S
RCが、定義された修復効率を提示し、所定のSRCが
最も優れた修復効率に基づいて選択されることを特徴と
する請求項3記載の方法。 - 【請求項6】 前記修復効率が、SRCがパス選択ステ
ップにおいてルート再選択が可能な接続の数で定義され
ることを特徴とする請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 前記ステップc)と前記ステップe)と
を行うにあたり、各OXCノードが、その関連するSR
Cへの主メッセージパスと、その関連するSRCへの副
メッセージパスとを備え、前記主と副との各メッセージ
パスが分離パスとして定義される場合において、「1+
1」メッセージ送信処理を用いて、前記各OXCノード
と前記各SRCとの間にメッセージを送信することを特
徴とする請求項3記載の方法。 - 【請求項8】 前記主メッセージパスが、OXCとその
関連するSRCとの間の「最短ホップパス」として定義
されることを特徴とする請求項3記載の方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US7582598P | 1998-02-24 | 1998-02-24 | |
US60/075,825 | 1999-02-23 | ||
US09/255,985 US6097696A (en) | 1998-02-24 | 1999-02-23 | Optical layer quasi-centralized restoration |
US09/255,985 | 1999-02-23 |
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JP2002259748A Expired - Fee Related JP3662901B2 (ja) | 1998-02-24 | 2002-09-05 | オプティカルレイヤの疑似中央処理による障害修復方法 |
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---|---|---|---|
JP2002259748A Expired - Fee Related JP3662901B2 (ja) | 1998-02-24 | 2002-09-05 | オプティカルレイヤの疑似中央処理による障害修復方法 |
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