JP3565770B2

JP3565770B2 - 光通信ネットワークシステム

Info

Publication number: JP3565770B2
Application number: JP2000240062A
Authority: JP
Inventors: 伸昭松浦; 公洋山越; 幸浩土井; 直明山中
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2020-08-08
Also published as: JP2002057652A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、情報通信ネットワークに関し、特に伝送媒体として光ファイバを用い、波長多重伝送を適用した通信ネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報技術の進歩は著しく、中でもインターネット（ＴｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔ）の普及と、その適用分野の拡大、関連技術の進展は目覚ましい。インターネットを通じて伝送される情報量は指数関数的に増加しており、今後もその傾向が続くであろうことは想像に難くない。
【０００３】
また、このような情報通信技術の進歩の背景には、光ファイバをはじめとする光信号伝送技術の発達がある。特に、一心の光ファイバに波長の異なる複数の搬送波を多重する光波長多重伝送（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）は、光信号伝送による情報伝送量を飛躍的に増大させる。ＷＤＭについては、さらに使用可能な波長数を増やす方向で技術開発が進められている。インターネットの進展を支えるネットワークのリンクの容量拡大は、ＷＤＭ技術を基盤として進められ、次世代の超高速ネットワークは、光スイッチがその核となることが予測される。
【０００４】
インターネットのトラヒックの増加に伴い、ノードの処理容量も拡大していく必要がある。インターネットでは、データはＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）パケットとして伝送される。ＩＰは、ＯＳＩ（ＯｐｅｎＳｙｓｔｅｍｓＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）基本参照モデルの第３層（ネットワーク層）に相当し、このプロトコルの処理を行うネットワーク装置をルータと呼ぶ。昨今、大型高性能ルータの開発競争が激化している。しかし、ルータの処理の光化については、バッファ機能を光化することが困難であるなど技術的課題が多く、実用化される可能性は当面ない。したがって、超高速バックボーン・システムは、ＷＤＭをベースとした光スイッチ・ネットワークを核として、電子技術によって高速化・高機能化されたルータを組み合わせることによって構成するというのが現実的である。
【０００５】
ルータは、ＩＰパケットのヘッダに書かれているアドレスを参照してパケットを中継する際、最適な経路を計算するため、ネットワーク上の他のルータとの間で経路情報を交換し、それぞれのルータが内蔵しているルーティング・テーブルの更新を行っている。経路情報を交換するためのプロトコルをルーティング・プロトコルと呼び、インターネットで用いられるルーティング・プロトコルにはＢＧＰ（ＢｏｒｄｅｒＧａｔｅｗａｙＰｒｏｔｏｃｏｌ）、ＯＳＰＦ（ＯｐｅｎＳｈｏｒｔｅｓｔＰａｔｈＦｉｒｓｔ）などがある。
【０００６】
一方、ＩＰはＯＳＩ基本参照モデル第３層のプロトコルなので、ＩＰパケットは、第２層（データリンク層）のフレームにカプセル化されて転送される。この第２層としては、ＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）ネットワークを利用する場合や、直接ＳＯＮＥＴ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）伝送路に乗せる場合などがある。また、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）のインタフェース仕様であるイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を用いる場合もある。１０ギガビットのイーサネット仕様では、伝送距離が４０ｋｍまで延長され、バックボーン・システムに接続して適用される可能性がある。
【０００７】
これらのカプセル化する方式に対し、ＩＥＴＦ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴａｓｋＦｏｒｃｅ）で標準化作業を進めている、ＭＰＬＳ（ＭｕｌｔｉＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）という方式のパケット転送技術がある。ＭＰＬＳでは、第２層のヘッダと第３層のヘッダの間にシム・ヘッダと呼ぶヘッダを挿入し、「ラベル」という識別子を設ける。このラベルに基づいて通信パスを確立することで、第３層の処理を省略、すなわち「カット・スルー」する。ＭＰＬＳは、インターネットの広域化にともなって、多種多様なトラフィックを収容する必要性から検討が進められてきた。ＩＰネットワークのようなコネクションレス型ネットワーク上で、コネクション制御を実現し、負荷分散、ＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）制御などのトラヒック管理や、ＩＰ−ＶＰＮ（ｖｉｒｔｕａｌＰｒｉｖａｔｅＮｅｔｗｏｒｋ）の設定を可能にする。
【０００８】
ＭＰＬＳに対応するルータを、ラベル・スイッチ・ルータ（ＬＳＲ：ＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈＲｏｕｔｅｒ）と呼ぶ。ラベル・スイッチ・ルータは、ネットワークのトポロジの変更時等にルータ同士が経路情報を交換する通常のＩＰルータの動作に加えて、ラベルの割当てを行う必要がある。各ラベル・スイッチ・ルータが、ラベルを通知し合うことにより、ラベル・パスが張られる。このようなラベルの割当てに用いられるルーティング・プロトコルには、ＬＤＰ（ＬａｂｅｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）等がある。ラベルは、上流のラベル・スイッチ・ルータからの割当て要求に対し、下流のラベル・スイッチ・ルータが決定して上流側へ分配する。
【０００９】
図３を参照してこの手順について説明する。ラベル・スイッチ・ルータ（以下、単にルータという）１１がネットワークＡにデータを転送したいとする場合には、まず、ルータ１１が、ルータ１１からネットワークＡに対応するラベルのラベル割当要求２１をルータ１２に送る。ラベル割当要求２１を受け取ったルータ１２は、ルータ１２からネットワークＡに対応するラベルのラベル割当要求２２をルータ１３に送る。ラベル割当要求２２を受け取ったルータ１３は、ルータ１２からのネットワークＡに対応するラベルを決定し、ラベル割当通知３２をルータ１２に送る。ラベル割当通知３２を受け取ったルータ１２は、ルータ１１からネットワークＡに対応するラベルを決定し、ラベル割当通知３１をルータ１１に送る。このようにして、ルータ１１からルータ１２、ルータ１３を経由してネットワークＡへつながるラベル・パス６１が設定される。
【００１０】
図４にルータの要部ブロック構成を示す。図４は、波長＃１〜＃４の光信号によるパケットを扱うルータの例であり、光合分波器１−１〜１−３および振分器２−１〜２−４により構成される。例えば、ルータ１１からルータ１３に向かうラベル・パス６１を経由する波長ｉのパケットは、光合分波器１−１により分波された後に、振分器２−ｉにより光合分波器１−２に振り分けられる。光合分波器１−２により合波されたパケットは、ルータ１３に向けて出力される。
【００１１】
図５にルータのルーティング・プロトコル・パケット処理部３−１〜３−４およびラベル・パス設定部４を含む要部ブロック構成を示す。従来は、ルータ相互間のルーティング情報を送受信するためのルーティング・プロトコル・パケットがいかなる波長であってもよいように、波長数に応じたルーティング・プロトコル・パケット処理部３−１〜３−４が設けられ、ルーティング・プロトコル・パケットの挿入、識別、抽出の各処理を行う。ラベル・パス設定部４には、ルーティング・テーブルが設けられ、ルーティング・プロトコル・パケットによるルーティング情報にしたがって、ルーティング・テーブルの更新が行われる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように、例えばＭＰＬＳでは、ラベル割当手順を必要とする分、ルーティング・プロトコルで転送される情報量が多くなる。特に、高度なトラフィック管理を行おうとする場合には、このようなルータ間でのメッセージの送受信がより頻繁になり、ルータでのルーティング・プロトコルの処理が煩雑なものとなることが危惧される。
【００１３】
本発明は、このような背景に行われたものであって、ルータにおけるルーティング・プロトコルの処理による負荷を軽減することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の光通信ネットワークシステムでは、ルーティング・プロトコル・パケットを送受信する専用の波長を割当て、ルーティング・プロトコル・パケット以外のパケットは、この波長を割当てられたルーティング・プロトコル・パケットを送受信する専用パスとは異なる波長を割当てられたパスにより送受信される。
【００１５】
これにより、ルーティング・プロトコル・パケットと、それ以外のパケットを伝送するパスが分離されるため、ルータにおいて、転送されてくるデータの中からルーテイング・プロトコル・パケットを識別して抽出するという過程を省略することができ、ルーティング・プロトコル処理の負荷を軽減することができる。
【００１６】
すなわち、本発明は、波長多重された光信号を分波する分波手段と、この分波された光信号を所定の方路に振り分ける手段と、この振り分けられた光信号を方路毎に波長多重する合波手段とを含む複数のルータを備えた光通信ネットワークシステムであって、本発明の特徴とするところは、いずれかの波長が前記複数のルータ間で相互にルーティング情報を送受信する専用波長として割当てられ、前記ルータには、当該専用波長に対応するルーティング・プロトコル・パケット送受信手段を備えたところにある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明実施例の光通信ネットワークシステムの構成を図１および図２を参照して説明する。図１は本発明実施例のルータの要部ブロック構成図である。図２は本発明実施例の光通信ネットワークシステムにおけるラベル・パスを説明するための図である。
【００１８】
本発明は、図１に示すように、波長多重された光信号を分波する光合分波器１−１と、この分波された光信号を所定の方路に振り分ける振分器２−１〜２−４と、この振り分けられた光信号を方路毎に波長多重する光合分波器１−２および１−３とを含む複数のルータ１１〜１４を備えた光通信ネットワークシステムである。説明をわかりやすくするために、ルータ１１からルータ１３および１４の方向に向かう光信号の流れを例にとり説明するが、実際には、双方向に光信号の伝送が行われる。
【００１９】
ここで、本発明の特徴とするところは、いずれかの波長が複数のルータ１１〜１４間で相互にルーティング情報を送受信するラベル・パス６１の専用波長として割当てられ、ルータ１１〜１４には、当該専用波長に対応するルーティング・プロトコル・パケット処理部３を備えたところにある。
【００２０】
以下では、本発明実施例をさらに詳細に説明する。
【００２１】
本発明実施例を図２を参照して説明する。ルータ１１とルータ１２との間およびルータ１２とルータ１３との間のリンクには、それぞれ波長分割多重が適用されている。ルータ１１とルータ１２との間は、ある波長を割当てられたパス４１と、それ以外のパス５１がある。ルータ１２とルータ１３との間は、ある波長を割当てられたパス４２と、それ以外のパス５２がある。
【００２２】
ルータ１１がネットワークＡにデータを転送したいとする場合には、まず、ルータ１１がルータ１１からネットワークＡに対応するラベルのラベル割当要求２１をパス４１でルータ１２に送る。ラベル割当要求２１を受け取ったルータ１２は、ルータ１２からネットワークＡに対応するラベルのラベル割当要求２２をパス４２でルータ１３に送る。ラベル割当要求２２を受け取ったルータ１３は、ルータ１２からのネットワークＡに対応するラベルを決定し、ラベル割当通知３２をパス４２でルータ１２に送る。ラベル割当通知３２を受け取ったルータ１２は、ルータ１１からネットワークＡに対応するラベルを決定し、ラベル割当通知３１をパス４１でルータ１１に送る。このようにしてルータ１１からルータ１２、ルータ１３を経由してネットワークＡへつながるラベル・パス６１が設定される。
【００２３】
このとき、ルータ１１とルータ１２との間およびルータ１２とルータ１３との間では、ルーティング・プロトコル・パケット、すなわちラベル割当要求２１、２２と、ラベル割当通知３１、３２とは、パス４１、４２で伝送される。パス４１、４２は、ルーティング・プロトコル・パケット以外のパケットを伝送するパス５１、５２とは異なる波長が割当てられ、独立したパスになっている。
【００２４】
したがって、ルータ１１、１２および１３で、ラベル割当ての手順が頻繁に行われても転送されてくるデータの中からそれらのルーテイング・プロトコル・パケットを識別および抽出する過程がないためにルーティング・プロトコルの処理の負荷が軽減される。
【００２５】
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではない。例えば、波長分割多重伝送を適用したネットワークシステムであれば、ＭＰＬＳに対応する場合に限らず通常のＩＰルータによるネットワーク構成でもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＩＰパケットを転送するネットワークにおけるルータ間で、ルーティング・プロトコル・パケットを用いたルーティング情報の送受信が頻繁に行われる場合でも転送されてくるデータの中からルーティング・プロトコル・パケットを識別および抽出する必要がなくなり、ルータにおけるルーティング・プロトコルの処理の負荷が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のルータの要部ブロック構成図。
【図２】本発明実施例の光通信ネットワークシステムにおけるラベル・パスを説明するための図。
【図３】従来のルーティング・プロトコル・パケットの送受信を説明するための図。
【図４】ルータの要部ブロック構成図。
【図５】従来のルーティング・プロトコル・パケット処理部およびラベル・パス設定部を含むルータの要部ブロック構成図。
【符号の説明】
１−１〜１−３光合分波器
２−１〜２−４振分器
３、３−１〜３−４ルーティング・プロトコル・パケット処理部
４ラベル・パス設定部
１１〜１４ルータ
２１、２２ラベル割当要求
３１、３２ラベル割当通知
４１、４２、５１、５２パス
６１ラベル・パス

Claims

波長多重された光信号を分波する分波手段と、この分波された光信号を所定の方路に振り分ける手段と、この振り分けられた光信号を方路毎に波長多重する合波手段とを含む複数のルータを備えた光通信ネットワークシステムにおいて、
いずれかの波長が前記複数のルータ間で相互にルーティング情報を送受信する専用波長として割当てられ、
前記ルータには、当該専用波長に対応するルーティング・プロトコル・パケット送受信手段を備えた
ことを特徴とする光通信ネットワークシステム。