JP3782310B2 - 光ネットワークエレメントおよびこれを含む光通信システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムにおけるポートアイデンティティの決定に係り、特に、異種の通信システムにおけるポートアイデンティティの自動決定に関する。
【0002】
【従来の技術】
1876年、マサチューセッツ州ボストンのスコレイスクエアセクションのアパートメントの3階ウォークアップ屋根裏部屋内で、アレクサンダーグラハムベルは、電話線を通して伝送された最初のセンテンスを話した。それから123年で、技術革新が、通信産業を劇的に変化させた。例えば、通信交換システムは、1つの回線を別の回線に物理的に繋ぐ人間のオペレータの介在により1つの機器が別の機器へ階層的交換ネットワークを通して電気的に接続される「手作業の(hand operated)」システムから遙かに進歩した。
【0003】
2つの点間の2つ以上のチャネルの直接的電気接続(各方向に少なくとも1チャネル)、即ち情報を交換するためのチャネルの排他的使用をユーザに提供する接続は、回線交換(circuit switching)またはラインスイッチング(line switching )と呼ばれている。人間のオペレータは、電子交換システム(ESS)を使用するシステムにより大幅に置き換えられて来た。ここで、機器は、電子システムによりネットワークを通して自動的に接続される。
【0004】
また、多くの場合、シグナリングシステムは、電気的シグナリングの代わりにまたはこれに加えて光シグナリングを使用する。光信号および電気信号の両方を使用する交換システムは、全光システムが達成するかも知れない動作速度を得ることは不可能である。則ち現存するシステムは、データ伝送のために光信号を使用するが、交換のために光信号を電気信号に変換し、交換された電気信号を更なる伝送のために光信号に再変換する。全光通信システムに関連する困難のうちの1つは、ポートバインディング情報の発見である。則ち、全光交換器のような光ネットワークエレメント(NE)は、通信システム内のそれ自体と他の光NEとの間のポート対ポート接続性を知ることができない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このポート対ポート接続性情報、則ちポートバインディング情報が、光シグナリングから電気シグナリングへの変換を必要とすることなしに自動的に見いだされ得ることが極めて望ましい。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の原理による光通信ネットワークにおいて、リンク接続は、自動ポート認識プロセスを受け、リンクのためのポートバインディング情報が検出され、記録され、そして、リンクがベアラトラフィックを伝送するために使用される前に、リンクにより接続されるネットワークエメントと共有される。LANのようなアウトオブバンド(out of band)チャネルの出力を通して通信する一群の光ネットワークエレメントのうちの1つが、NEリーダー(NE leader )として選ばれる。
【0007】
選択の後、リーダーNEは、ポート発見プロセスを調整し、ポート「認識」を要求し、要求に応答し、他のメッセージが、1つの非リーダーNEから別のものへアウトオブバウンドチャネル上をNEリーダーを通して送られる。認識プロセスが、リーダーNEによりセットアップされると、光テスト信号が、認識要求NEからの質問で、リンクを通してネットワーク中の全ての他のNEへ送信される。光テスト信号は、テスト目的のため以外に設定された周波数の光であってもよく、またはデータ通信のために共通に使用される光であってもよい。テストとの関連で、いずれかの光信号の存在は、テスト信号として解釈され得る。
【0008】
受信NEは、それらの「非アクティブ」ポートの各々においてパワーレベルを監視し、エネルギレベルの増大が検出される非アクティブポートが、問題とされるリンクに付属するポートであると決定される。本発明の原理により光信号を使用しかつ受信ポートにおいて受信したパワーを測定することの1つの利点は、光信号を電気信号に変換し、その電気信号を解釈する必要がないことである。したがって、NEの動作速度は、維持され、ポート発見に関連する複雑さおよび付随するコストが最小化され得る。
【0009】
システム内の各光ネットワークエレメントは、リンクステータステーブルおよび認識要求待ち行列を含む。NEは、そのポートのうちのどれが認識されたか、即ちどのリンクが発見されたそれらのポートバインディング情報を有したかを決定するためのリンクステータステーブルを使用する。NEは、認識されなかったリンク上でリンク認識プロセスを実行する。NEリーダーは、受信された認識要求を要求待ち行列中に入れ、それらが待ち行列のフロントへ来たときにその要求を処理する。
【0010】
待ち行列が先入れ先出し待ち行列(FIFO待ち行列)である場合、要求は、受信された順序で処理されるが、他の優先順位付けスキームも可能である。リンクステータステーブルにより、光交換システムのような各光NEは、リンクが未認識であることを示すリンク認識ステータスを有するリンク接続を選択し、関連リンク接続のための認識プロセスを実行することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の原理による光通信ネットワークにおいて、リンク接続は、自動ポート認識プロセスを受け、リンクのためのポートバインディング情報が検出され、記録され、かつリンクがベアラトラフィックを送信するために使用される前に、リンクにより接続されるネットワークエレメントと共有される。LANのようなアウトオフバウンドチャネルを通して通信する一群の光ネットワークエレメントのうちの1つが、NEリーダーとして選択される。
【0012】
選択の後、リーダーNEは、ポート発見プロセスを調整し、即ち、ポート認識を要求し、要求に応答し、他のメッセージが、1つの非リーダーNEから別のものへのアウトオブバンドチャネル上をNEリーダーを通して送られる。認識プロセスがリーダーNEによりセットアップされると、光テスト信号が、認識要求NEから受信NEへ、問題となるリンク上を送信される。
【0013】
光テスト信号は、テストのために特に指定された周波数の光であってもよく、またはデータ通信のために一般に使用される光であってもよい。テストとの関連で、いずれかの光信号の存在は、テスト信号として解釈され、光受信パワーの測定が、テストインジケータとして使用され得る。受信NEは、それらの非アクティブポートにおいてパワーレベルを監視し、エネルギレベルの増大が検出された非アクティブポートが、問題となるリンクに付属するポートであると決定される。
【0014】
図1の概念的ブロック図に示されているように、本発明の原理による光通信システムは、複数の光ネットワークエレメントO1,O2,O3,Ok,Ok+1 およびONを含む。各ネットワークエレメントは、光ネットワークエンメントO1のポート104(P1)、ポート106(P2)、およびポート108(P3)および光ネットワークエレメントOk+1のポート110(P1)、ポート112(P2)およびポート14(P3)のようなポートにより他のネットワークエレメントに接続されている。
【0015】
図1の概念的ブロック図において、NE O1のポートP1 104は、NE Ok+1のポートP3 115へリンク116により接続され、NE O1のポートP2106は、リンク118によりNE Ok+1のポートP4 117に接続され、NE O1のポートP3 108は、リンク120によりNE ONのポートP3 114に接続されている。同様に、NE O2のポートP1 119は、リンク121によりNE Ok+1のポートP2 123へ接続され、NE O2のポートP2125は、リンク127によりNE ONのポートP1 110に接続され、NE O2のポートP3 129は、リンク131によりNE ONのポートP2 112により接続されている。
【0016】
NE OkのポートP1 133は、リンク135によりNE Ok+1のポートP1 137へ接続され、NE OkのポートP2 139は、リンク141によりNE Ok+1のポートP2 143に接続され、NE OkのポートP3 145は、リンク147によりNE Ok+1のポートP1 149へ接続されている。リンク116,118,120,121,127,131および147の各々は、SONET/SDHトランスポートレベルを使用し、それらが運ぶデータに加えて、オーバヘッド、コントロール、情報が、これらの光リンクにより送られる。
【0017】
光ネットワークエレメントO1,O2,O3,Ok,Ok+1およびONのポート相互接続性を決定するために、これらのリンクにおいて運ばれる制御情報を使用することは可能であるが、そのようなことを引き受けることに関連するコストは、会計および性能の両方において厄介となる。それにも関わらず、このポート相互接続性情報は、いくつかのアプリケーションに対して必要とされ、この相互接続性情報の人手による発見および記録は、大きな欠点を有する。
【0018】
本発明の原理によれば、リンク122およびそれぞれNE O1,O2,O3,Ok,Ok+1およびON 内に配置されたインタフェース124,126,149,151,153および155により形成される「アウトオブバンド(out of band)」通信チャネルが、ポート相互接続性情報を自動的に発見するために使用される。一群のNEを接続し、管理のためのパスおよび接続されるNEの制御を提供するローカルエリアネットワーク(LAN)の形を取り得る。
【0019】
システム内の各光ネットワークエレメントは、図2Aおよび2Bのテーブルに示されたリンクステータステーブルを含む。NEは、そのポートのうちのどれが認識されたか、即ちどのリンクが発見されたそれらのポートバインディング情報を有していたかを決定するためにリンクステータステーブルを使用する。NEは、認識されなかったリンクについてリンク認識プロセスを実行する。テーブル2Aは、リンク認識ステータスおよびリンクワーキングステータスの許容可能な組合せを列挙する。
【0020】
本発明の原理によれば、リンクはそれが認識された場合、ベアラトラフィックのみを取り扱うことになる。これは、リンク認識ステータス“0”およびリンクワーキングステータス“1”の組合せが許されないという事実が反映されている。未認識ポートにおいて受信されるパワーレベルの変化を作り出しかつそれによりポートバインディング情報をあらわにするために本発明により使用される光信号は、リンクの他の端部に付属するポートから直接的に送られることができ、またはNE内に存在し得るテスト信号源のような別の信号源からそのポートにスイッチされ得る。
【0021】
光交換システム、NEは、“0”に等しいリンク接続認識ステータスおよびリンク伝送ステータスを有する各ポートにおいて受信されたパワーを測定する。このようにして、認識プロセスのためのパワー測定は、アクティブな送信段におけるポートで通常受信されるパワーと混同されることになる。パワーが未認識ポートにおいて検出される場合、そのポートは、認識信号であるかアラーム信号であるかを決定するために信号を検査するデジタルモニタへ(例えば、テストポートにおいて)接続され得る。
【0022】
このプロセスは自動化される。受信された信号が認識信号である場合、ポートバインディング情報が、以下に詳細に説明するように、記録されかつ通信される。代替的に、各到来ポートは、可能性のある自動同定信号をフィルタするために、タッピングデバイスと適合され得る。
【0023】
初期化の後、各NEは、リーダーの役割または非リーダーの役割のいずれかを演じる。各非リーダーNEは、仮想リーダーでTCP接続をセットアップする。NEリーダーまたは仮想リーダーは、以下のように選択される。仮想リーダーNEは、以下LANと呼ぶ同じアウトオブバンドチャネル上の全ての非リーダーNEとTCP接続をセットアップする。全部でN個の光NEがあると仮定すると、必要とされるTCP接続の総数は、2*(N−1)である。
【0024】
この代わりに、もしポイントツーポイント接続が使用される場合、N(N−1)個の接続が必要となる。非リーダーNEが故障した場合、NE自体の故障によりまたはNEのLAN接続の故障により、NEリーダーは、図示しないネットワーク管理システムにその故障を通知する。リーダーNEが故障した場合、NEの故障によりまたはLANのその接続により、リーダー選択プロセスが繰り返され、新たに選択されたリーダーが、ネットワーク管理システムに以前のNEの故障を通知することになる。
【0025】
新しいプロトコル(自動相互接続認識プロトコル、AIRP)が、通信セッションのためのトランスポートレイヤとして、LAN接続またはTCPを使用するシリアルリンクのいずれかを使用することができる。ポート相互接続性が、単一のAIRPセッションで2つの同等物間で発見され、ポート相互接続性情報を確立しかつ維持するために、AIRPセッションが、NEが初期化されまたはリブートされるたびに実行されなければならない。以下に詳細に説明するように、NEは、それがリンクされたNEへポート同定開始メッセージを送ることにより、ポート相互接続性発見プロセスを開始することができる。
【0026】
本発明の原理によれば、NEは、その初期化またはリブートのような様々な状況下でそれがネットワークリンクにより結びつけられたNEへ認識要求メッセージを送ることにより、ポート相互接続性発見プロセスを開始することができる。メッセージは、まず、NEのリーダーを通過する。即ち、本発明の原理によれば、ネットワークエレメントは、ポート同定プロセスを調整するリーダーを選ぶ。開始NEに関連づけられたリーダーが、その関連するNEからのポート認識要求を待ち行列に入れ、ネットワークエレメントO1 のような開始ネットワークエメントからの認識要求を、アウトオブバンドリンク122により、開始ネットワークエレメント以外の全てのネットワークエメントへ同報する。
【0027】
ネットワークエメントリーダー、例えばNE O1は、受信ネットワークエレメントからのアクノレッジメント信号を待ち、受信されると、アクノレッジメント信号を開始NEへ送り、そして開始NEは、ポートP1 104のような特定ポートから受信ネットワークエレメントへテストメッセージを送信する。開始ネットワークエレメントにより送信されるテスト信号は、光信号であり、例えばいずれかの周波数の光または特別なテスト周波数の光であり得る。
【0028】
アクノレッジメントメッセージをリンク122により開始ネットワークエレメントに送った後、他のNEは、どのポートがテストメッセージを受信したかを検出するためにそれらのポートをポーリング(polling )する。これは、そのポートにおいて受信された光パワーレベルの増大により分かる。受信ネットワークエレメントが、そのポートのうちのどれがテストメッセージを受信したかを検出すると(この例示的な例において、ポートP3 115である)、受信ネットワークエレメントは、ポートバインディング情報を記録し、それ自体のポートをポーリングすることをやめる。
【0029】
また、受信ネットワークエレメントOk+1 は、検出メッセージを開始ネットワークエレメントO1 へ送る。この検出メッセージは、受信ネットワークエレメントのポートアイデンティティを含み、アウトオブバンドチャネル122により送信される。受信ネットワークエレメントOk+1 からの検出メッセージの受信により、開始ネットワークエレメントO1 は、SONET/SDHリンク118によるテストメッセージの送信をやめ、ポートバインディング情報を記録し、認識アクノレッジメントメッセージを、アウトオブバンドチャネル122により受信ネットワークエレメントOk+1 へ送信する。
【0030】
AIRPは、6個のオペレーショナルメッセージを含む。
1.対応するサイドが相互接続認識プロセスに参加することを要求するために使用されるAIRP_Recognition_Requestメッセージ。
2.SONET仮想リーダーにより、ポーリングプロセスをスタートするよう各SONET NEに通知するために使用されるAIRP_Recognition_Notification メッセージ。
3.ATM仮想リーダーにより、所定のATM NEのリンク認識要求を与えるために使用されるAIRP_Recognition_Grantメッセージ。
4.要求サイドに対応する相互接続ID情報を知らせるために使用されるAIRP_Recognition_Detected メッセージ。
5.要求サイドにより要求されたサイドへ肯定的なアクノレッジメントメッセージを送り返すために使用されるAIRP_Ackメッセージ。
6.要求された側により、所定の否定的アクノレッジメントシナリオを示すために使用されるAIRP_Nakメッセージ。
【0031】
図3の状態図は、NEが取り得る様々な状態および初期化の時点でのこれらの状態間の変化を示す。このプロセスは、ステップ300において、スタート状態を開始する。ここで、NEは、AIRP_Helloメッセージを送り、アクノレッジメントタイマー(ACK_timer )をスタートさせる。NEは、グループMACアドレスを有すると仮定されている。スタート状態から、プロセスは、ステップ302、待機状態へ進む。ACK_タイマーが満了する前にAIRP_Leader_Ack を受信した場合、NEはタイマーを停止させ、ステップ304、即ちTCPセットアップ状態に移る。
【0032】
NEがいずれかのAIRP_Helloメッセージを受信する場合、NEはAIRP_Hello_Ackメッセージを戻すことになる。NEが他のNEからAIRP_Hello_Ackを受信する場合、そのNEは、AIRP_Hello_Ackメッセージに含まれる情報を記憶することになる。Ack_タイマーが、NEがAIRP_Hello_Ackを受信する前にタイムアウトする場合、そのNEは、タイマーを停止させ、ステップ300、スタートステップに戻る。リーダーからのアクノレッジメントメッセージがないために、Ack_タイマーがタイムアウトするが、Neが他のNEからAIRP_Hello_Ackメッセージを受信する場合、NEは、タイマーを停止させ、ステップ306、リーダー計算状態へ進む。タイムアウトまたはAIRP_Hello_Ackメッセージ以外のいずれかのメッセージの受信により、NEをスタート状態300へ戻す。
【0033】
TCPセットアップ状態304において、NEは、NEリーダーとして同定されたNEとのTCP接続をセットアップする。このNEは、状態変数re-start=0,1にリセットし、ステップ308、非リーダー動作状態へ進む。1は、一旦リーダーとの接続を失い、リーダーとのその接続を再確立したNEに対して使用される。そして、NEがリーダーとのTCP接続をうまく確立できなっか(接続タイムアウト)場合、NEは、ステップ300、スタートステップに戻る。NEがAIRP_Helloメッセージを受信した場合、AIRP_Hello_Ackメッセージに戻る。
【0034】
リーダー計算状態306において、NEは、他のNEのAIRP_Hello_Ackメッセージから受信したMACアドレスおよびそれ自体のMACアドレスを含む全てのMACアドレスをソートし、これらのアドレスに基づいてリーダーを選ぶ。例えば、最高のアドレスを有するNEがリーダーとして使用され、NE自体が最大のMACアドレスを有する場合、それが選ばれるものとされ、ステップ312に進んで、そのNEがリーダーとして動作する。そうでない場合、NEはステップ310へ進み、そのNEは非リーダーとして動作する。NEがAIRP_Helloメッセージを受信した場合、そのNEはAIRP_Hello_Ackメッセージを戻す。
【0035】
ステップ308、非リーダー状態において、NEは、図4および5との関連で以下に詳細に説明する非リーダーモードにおいて動作することになる。NEがAIRP_Helloメッセージを受信する場合、そのNEはAIRP_Hello_Ackメッセージを戻す。NEがAIRP_Closeメッセージを受信する場合、そのNEはAIRP_Ackメッセージを戻し、ステップ300、スタートステップに戻る。タイマーが満了する前にNEがリーダーからAIRP_Keep_Alive メッセージを受信する場合、そのNEはAIRP_keep_Alive_Ack メッセージをリーダーに戻す。
【0036】
NEがタイマー期間内にリーダーからAIRP_Keep_Alive メッセージを受信しない場合、NEはそのKeep_aliveタイマーを再スタートさせ、ステップ314、ディトライ状態に進む。全ての他の動作メッセージは、そのNEを、ステップ308、動作状態に保つことになる。動作状態は、図5に関連して以下に詳細に説明され、これは非リーダー動作状態を含む。
【0037】
ステップ310、「ノットアリーダー(not-a-reader)」状態において、NEは、AIRP_Leader_Ack メッセージの受信を待ち、それがそのアクノレッジメントタイマーの期間内にそのようなメッセージを受信する場合、そのNEは、そのリーダーNEの情報を記録し、ステップ304、セットアップTCP状態に進む。ステップ310、ノットアリーダー状態において、NEは、リーダーの情報を記録し、NEがタイマー期間内にAIRP_Leader_Ack メッセージを受信する場合、ステップ304へ進む。NEが、タイマー期間内にAIRP_Leader_Ack メッセージを受信しない場合、NEは、ステップ300、スタート状態に進む。NEがAIRP_Helloメッセージを受信する場合、NEはAIRP_Hello_Ackメッセージを戻す。
【0038】
ステップ312、リーダー状態において、仮想リーダーノードであるNEが、AIRP_Leader_Ack メッセージを、ハローメッセージをリーダーノードに送った全てのNEへ送る。NEの状態変数re-startの値が1である場合、NEはネットワークマネージメントシステムに、以前のリーダーノードのロスを通知する。また、NEは、リスタート状態変数をゼロにリセットし、ステップ316、NEが接続を待つ状態に進む。NEがAIRP_Helloメッセージを受信する場合、NEはAIRP_Leader_Ack メッセージを戻す。
【0039】
ステップ314、リトライ状態において、NEがタイマー期間内にAIRP_Keep_Alive メッセージを受信する場合、NEは、AIRP_Keep_Alive_Ack メッセージをリーダーに戻す。キープアライブタイマーがタイムアウトする場合、NEは、re-start状態変数を1にセットし、ステップ300、スタート状態に進む。NEがAIRP_Helloメッセージを受信する場合、NEは、AIRP_Hello_ackメッセージを戻すことになる。ステップ316、待機接続状態において、NEがTCP接続要求を受信し、他のNEとのTCP接続をセットアップした場合、選ばれた仮想リーダーであったNEはステップ318へ進む。
【0040】
リーダーNEがタイマー期間の間にTCP接続要求を受信しない場合、リーダーNEは、それがLAN接続を失ったかまたは何らか他の故障が起きたと仮定して、そのNEはステップ300、スタートステップに進む。NEが特定のノードとTCP接続を確立できない場合、リーダーNEは、その待機リストからそのノードをドロップすることになる。そのような場合において、待機リストからドロップされたノードは、AIRP_Helloメッセージを再同報することになる。リーダーNEは、AIRP_Helloメッセージを受信する場合、リーダーNEはAIRP_Leader_Ack メッセージを戻すことになる。
【0041】
ステップ318、リーダー動作状態において、NEは、図4および6を参照して以下に詳細に説明するように、仮想リーダー動作状態において動作することになる。要するに、リーダーNEが、この状態においてAIRP_Helloメッセージを受信する場合、リーダーは、AIRP_Leader_Ack メッセージを戻す。リーダーは、AIRP_Keep_Alive メッセージを全ての他の接続されたNEへ周期的に送り、これらのNEからの対応するAIRP_Keep_Alive_Ack メッセージの受信を待つ。
【0042】
リーダーが、特定のNEからAIRP_Keep_Alive_Ack メッセージを受信しない場合、リーダーNEは、何らかの故障がNEに起きたと仮定し、ネットワークマネージメントシステムに故障を通知し、故障したNEとのTCP接続を引き外す。リーダーNEは、AIRP_Closeメッセージを受信する場合、またはAIRP_Keep_Alive_Ack メッセージを受信しない場合、ステップ300、スタート状態に戻ることになる。いずれか他の動作メセージは、リーダーをステップ318のリーダー動作状態に保つことになる。
【0043】
代替的に、ネットワークマネジメントシステムは、光NEのいずれかが仮想リーダーとなるべきかどうかを決定することができる。ネットワークマネジメントシステムは、例えば、最初に配備された光交換システムを仮想リーダーとして選ぶことができ、そのような場合、状態図のステップ306および310が、省略され、リーダーNEがステップ300からステップ312へ直接的に進むことになる。
【0044】
図4の概念的ブロック図は、本発明の原理によるNE間のメッセージ交換シナリオを示す。この例において、光NEリーダーOLは、OLそれ自体およびその関連するNE O1,Oi,およびON を含むネットワーク中の全てのNEに対する自動化されたポートバインディング発見プロセスを調整する。この例において、全ての光NEが、矢印400により示されているように、AIRP_Recognition_RequestメッセージをNEリーダーOL へ送る。AIRP_recognition_requestメッセージは、交換器の名前、スロット番号、およびリクエストメッセージに関連づけられたポートのポート番号のような物理リンクID情報を含む。
【0045】
各光NEは、リンクリコグニッションFIFO待ち行列を含み、リンク認識要求が、それらが生成されたときに待ち行列中に配置される。リンク認識要求は、リクエストが待ち行列の最上部に到達すると、NEリーダーOL に送られ得る。その関連するNEからのリンク認識要求を受信した後、光リーダーOL は、要求をそのリクエスト待ち行列に入れる。リクエスト待ち行列は、例えば、FIFO待ち行列であり、待ち行列からリクエストが表れたとき、それらのリクエストを処理する。この例のようにFIFOの場合において、OL は、要求が受信された順序で要求を取り扱う。他の優先順位付けスキームも可能である。
【0046】
O1 からの要求がNEリーダーOLに最初に到達すると仮定し、OLのリクエスト待ち行列の前側に到達すると仮定すると、NE OLは、ステップ402において、AIRP_Recognition_Notification を送ることにより、リクエスティングNE,O1 以外の全ての接続された光NEに通知する。SONET NEがこの通知を受信すると、SONET NEは、未認識リンクステータス、即ち、この実施形態において、“0”にセットされたリンクステータスを有する各到来ポートにおいて受信されたパワーレベルを測定することを開始する。
【0047】
そして、接続された光NEの各々は、ステップ404において、AIRP_Recognition_AckメッセージをリーダーOLに戻す。リーダーNE OLがO1を除く全ての光交換NEからAIRP_Ackを受信した後、リーダーNE OLは、ステップ406において、AIRP_Recognition_GrantメッセージをNE O1へ送信する。NE O1がAIRP_Recognition_Grantメッセージを受信するとき、NE O1は、図示しない関係するリンク上でのAIRP光テスト信号の送信を開始する。
【0048】
光NEのうちの1つが認識信号を検出する場合、それは、AIRP_Recognition_Detected メッセージをリーダーNE OLへ送ることにより、検出を報告する。この例において、NE Oiが認識信号を受信すると仮定すると、NE Oiは、AIRP_Recognition_DetectedメッセージをリーダーNE OL へステップ408において送信する。関係するポートバインディング情報を含むAIRP_Recognition_DetectedメッセージをNE Oiから受信した後、NEリーダーOLは、AIRP_Ackメッセージを、ステップ410において、O1を除く全ての光交換NEへ送信する。
【0049】
光NEは、それらの未認識ポートにおけるパワーレベルの測定をやめ、光NEOiは、認識信号が検出されたポートにおけるパワーステータスが「ノーパワー」ステータスに戻ることを保証するために、タイマーをスタートさせる。ステップ412において、NEリーダーOLは、ポートバインディング情報を含むAIRP_Recognition_DetectedメッセージをリクエスティングNE O1へ送信する。
【0050】
AIRP_Recognition_Detectedメッセージの受信の後、NE O1 は、そのリンクステータステーブルを修正し、テスト信号の送信を停止し、ステップ414において、AIRP_AckメッセージをリーダーNE OLへ戻す。O1 が他の未解決のリンク認識要求を有する場合、O1は、OLへ要求を再び送り始める。検出ポートのパワーステータスが「ノーパワー」ステータスに戻るとき、NE O1は、AIRP_AckメッセージをNEリーダーOLへ送る。リーダーNEがリスエスターNE O1 およびディテクタNE Oiの両方からAIRP_Ackメッセージを受信したとき、認識セッションは、完了し、リーダーNE OLは、「リーダーとして動作(operating as a leader )」キャパシティを継続する。これは、図6を参照して以下に詳細に説明する。
【0051】
自動ポートバインディング発見において使用されるプロトコルデータユニット(PDU)のフォーマットおよび内容、即ち本発明の原理による新しい自動相互接続認識プロトコル(AIRP)を、以下に説明する。
【0052】
各AIRP PDUは、AIRPメッセージがその後に続くAIRPヘッダである。
AIRPヘッダは:
Version PDU length
Version:
プロトコルのバージョン番号を含む2オクテットの無符号(unsigned)整数。このバージョンの仕様は、AIRPプロトコルバージョン1を特定する。
【0053】
PDU length:
このPDUの全長をオクテットで特定する2オクテットの整数。これは、VersionおよびPDU lengthのフィールドを含まない。
AIRPは、AIRPメッセージ中で運ばれる情報の多くをエンコードするために、TLV(Type-Length-Value )エンコーディングスキームを使用する。AIRP TLVは、2オクテットのLengthフィールドがその後に続き、可変長Valueフィールドがその後に続く1オクテットのTypeフィールドとしてエンコードされている。
【0054】
Type Length Value
Type
Valueフィールドが、どのように解釈されるべきかをエンコードする。
Length
Valueフィールドの長さをオクテットで特定する。
Value
タイプフィールドにより特定されるように解釈されるべき情報をエンコードするLengthオクテットのオクテットストリング。
【0055】
全体で、以下のように定義された13個のAIRPメッセージタイプがある。
AIRP_Hello TLV:(IPあて先アドレス=マルチキャストアドレス)
Type=1 Length=0
AIRP_Hello_Ack TLV:
Type=2 Length=0
AIRP_Leader_Ack TLV:
Type=3 Length=0
AIRP_Close TLV:
Type=4 Length=0
AIRP_Keep_Alive TLV:(IPあて先アドレス=マルチキャストアドレス)
Type=5 Length=0
AIRP_Keep_Alive_Ack TLV:
Type=6 Length=0
AIRP_Reset TLV:
Type=7 Length=0
AIRP_Recognition_Request TLV:
バリューフィールド定義:
メッセージシーケンNo.
リンク接続ID
リンク接続オプティクスタイプ
AIRP_Recognition_Notification TLV:
Type=9 Length=0
AIRP_Recognition_Grant TLV:
バリューフィールド定義:
Recognition_request メッセージシーケンスNo.
AIRP_Recognition_Detected TLV:
バリューフィールド定義:
検出器のIPアドレス
Recognition_request メッセージシーケンスNo.
関連リンク接続ID情報
関連リンク接続オプティクスタイプ情報
AIRP_Ack TLV:
Type=12 Length=0
AIRP_Nak TLV:
Type=13 Length=0
【0056】
本発明の原理による非リーダー光NEの動作は、図5の説明との関連で説明する。NEは、それがスタートされるまたはリセットされるとき、スタート状態500にある。システムコンフィグレーションが完全にインストールされて、AIRPリーダーとのTCP接続が確立されたと仮定されている。NEがリセットされた場合、NEはAIRP_Resetメッセージを光リーダーNEへ送る。リンク初期化は、システムスターティング/リセット時または実行時のいずれかにおいて起きる可能性がある。
【0057】
1つの認識信号のみが一度にレシービングNEに送られることを保証するために、全ての入力リンク初期化要求が、待ち行列、この実施形態においてはFIFO待ち行列中に置かれる。待ち行列の前側にある要求のみが、リーダーNEに送られる。非リーダーNEがリーダーNEからメッセージを受信するとき、受信されたメッセージはAIRP_Recognition_Grantメッセージである場合、非リーダーNEは状態502、送信状態へ進む。一方、受信されたメッセージがAIRP_Recognition_Notification メッセージである場合、非リーダーは、ステップ508、通知された(notified)状態に進む。
【0058】
非リーダーが、状態2、送信状態502へ移る場合、非リーダーNEは、そのポートバインディング情報が認識されているポートから光認識信号を送信することを始める。そして、NEは、リーダーNEからの認識不要メッセージを待つ。別のリンク認識要求が到着する場合、要求は、リクエスティング待ち行列のエンドに置かれる。仮想リーダーからのAIRP_Recognition_Detected メッセージの受信は、非リーダーに、ウェーティングタイマーをストップさせ、状態4、検出状態506へ移らせる。しかし、ウェーティングタイマーが、非リーダーが仮想リーダーからAIRP_Recognition_Detected メッセージを受信する前に満了した場合、非リーダーは、その代わりに、状態3、通知(notify)状態504へ進む。
【0059】
ステップ3、通知状態504において、非リーダーNEは、ネットワークマネージメントシステムに認識プロセスの故障を通知し、非リーダーNEは、状態1、スタート状態500に戻る。通知状態504の間に到着するいずれかのリンク認識要求は、リクエスティング待ち行列のエンドに置かれる。状態4、認識検出状態506において、非リーダーNEは、ポートバインディング情報を記録し、検出信号の送信をやめる。そして、NEは、AIRP_Ackメッセージを、仮想リーダーNEに戻し、非リーダーは、スタート状態500に戻る。検出状態506の間に到着するいずれかのリンク認識要求は、リクエスティング待ち行列のエンドに置かれる。
【0060】
状態5、通知された状態508において、非リーダーNEは、その未認識ポートの全てにおいて受信されたパワーの測定をスタートする。この実施形態において、これは、これらのポートが“0”にセットされたリンク認識ステータスを有することを意味する。また、NEは、検出タイマーをスタートさせ、AIRP_Ackメッセージを仮想リーダーNEへ戻す。通知された状態508の間に到着したいずれかのリンク認識要求は、リクエスティング待ち行列のエンドに置かれる。
【0061】
状態6、ポーリング(polling )状態510において、非リーダーNEが仮想リーダーから、別のNEが既に認識メッセージを検出したことを示すAIRP_Ackメッセージを受信する場合、NEは、タイマーをストップし、状態1、スタート状態500へ移る。その他の場合、NEは、何らかの時点で、未認識ポートで、しきい値レベルのパワーを検出することになる。この事象が起きると、非リーダーNEは、ポート情報を記録し、検出結果を仮想リーダーに戻す。ポーリング状態510の間に到着するいずれかのリンク認識要求は、リクエスティング待ち行列のエンドに置かれる。
【0062】
状態7、検出された状態512において、非リーダーNEが仮想リーダーからAIRP_Ackメッセージを受信する場合、NEは、検出されたポートバインディング情報を記録するためにそのリンクステータステーブルを更新し、ポート認識ステータスを、未認識から認識へ(この例において、0から1へ)変更する。また、NEは、状態8へ進む。検出された状態512の間に到着するいずれかのリンク認識要求は、リクエスティング待ち行列のエンドに置かれる。
【0063】
状態8、正常へ戻る状態514において、NEは、検出されたポートにおけるパワーレベルが非アクティブレベルに戻ったことを決定する場合、AIRP_Ackメッセージを仮想リーダーに戻す。そして、NEは、スタート状態500へ戻る。検出された状態512の間に到着するいずれかのリンク認識要求は、リクエスティング待ち行列のエンドに置かれる。
【0064】
本発明の原理によるリーダー光NEの動作は、図6の説明との関連で説明される。NEは、スタートされるとき、またはリセットされるとき、スタート状態600にある。システムコンフィグレーションが完全にインストールされ、他のNEとのTCP接続が確立されたことが仮定されている。リンク初期化は、システムスターティング/リセット時または実行時のいずれかにおいて起き得る。ただ1つの認識信号が一度に受信NEに送られることを保証するために、全ての到来リンク初期化リスエストが、待ち行列、この実施形態においてFIFO待ち行列に入れられる。
【0065】
待ち行列のフロントにあるリクエストのみが、リーダーNEへ送られる。仮想リーダーNEは、そのNEリクエスト待ち行列およびそれ自体のリンク認識リクエスト待ち行列をクリアする。その間に、仮想リーダーNEは、その状態変数:my_request_status をチェックし、それがゼロである場合、そのリンク認識待ち行列のトップにあるリクエストが、NEリクエスト待ち行列のエンドに置かれ、my_request_status が、1にセットされる。
【0066】
my_request_status の現在値が1である場合、リンク認識リクエストは、リーダーNE自体のリンク認識待ち行列のエンドに置かれる。別のNEからのいずれかの到来認識リクエストは、NEリクエスト待ち行列のエンドに置かれる。別のNEからのいずれかのリセットメッセージは、仮想リーダーを、リセットメッセージを送ったNEからの未解決のリクエストの全てを、リーダーNEのリクエスト待ち行列から取り除かせることになる。
【0067】
リーダーNEのリクエスト待ち行列が空でない場合、リクエスト待ち行列のフロントのリクエストが、仮想リーダーにより取り扱われる。リーダーNEは、AIRP_Recognition_Notification メッセージを、リクエスティングNEを期待する全てのNEへ送る。仮想リーダーが、リクエスタNEでない場合、リーダーは、AIRP_Recognition_Notification メッセージをそれ自体に送る。N−1個のそのようなメッセージの全てが、N個のNEのシステムにおいて送られる。
【0068】
リーダーNEがAIRP_Recognition_Notification メッセージを受信すると、サーバは、未認識の(例えば、“0”にセットされたポート認識ステータスを有する)全てのポートにおけるパワー測定をスタートさせる。そしてリーダーは、AIRP_Ackメッセージをそれ自体に送る。リーダーNEが、認識パワー信号を検出する場合、リーダーNEは、AIRP_Recognition_Detected メッセージをそれ自体に送る。AIRP_Recognition_Notification メッセージの送信の後、リーダーは、状態2、同期化状態602へ進む。
【0069】
状態2 602において、リーダーNEが、(N−1)個のAIRP_Ackメッセージを受信する場合、リーダーNEは、AIRP_Recognition_Grantメッセージを、選択されたリクエスタへ、即ち、そのリクエストが待ち行列のフロントに到達したリクエスタへ送る。リーダーは、ウェーティングタイマーをスタートさせ、状態3、待機状態604へ進む。選択されたリクエスタが仮想リーダー自体である場合、それがAIRP_Recognition_Grantメッセージを受信すると、選択されたリクエストは、ポートバインディング情報が求められているポートからの認識信号の送信を開始する。
【0070】
状態2 602において、リーダーNEがそれ自体からの別のリンク認識リクエストを受信する場合、そのリクエストは、リーダーNEのリンク認識待ち行列のエンドにおかれる。別のNEからのリクエストがこの状態において到着する場合、そのリクエストは、NEリクエスト待ち行列のエンドにおかれる。別のNEからのAIRP_Resetメッセージは、仮想リーダーに、NEリクエスト待ち行列から、全てのセンディングNEの未解決の認識リクエストを除去させることになる。
【0071】
状態3、待機状態604において、タイマーがタイムアウトし、検出メッセージがタイムアウト前に受信されなかった場合、仮想リーダーは、状態1、スタート状態600へ戻り、そこで、リクエスト待ち行列中のいずれか他のリクエストの処理を進める。タイマーが満了しない場合、リーダーNEがAIRP_Recognition_Detected メッセージを受信するとき、リーダーNEは、AIRP_Ackメッセージを、選択されたリクエスタ以外の全てのN−1個のNEへ送る。
【0072】
検出信号が検出される前に仮想リーダーがAIRP_Ackメッセージを受信する場合、リーダーNEは、検出プロセスを停止させる。リーダーNE自体が、AIRP_Ackメッセージの受信の前に認識情報を明らかにする場合、リーダーは、それがAIRP_Ackメッセージを受信し、検出されたポートのポート認識ステータスを、未認識から認識へ(0から1へ)変更するとき、検出プロセスを停止することになる。リーダーは、認識信号が最早そこで受信されていないことを示すパワーレベルシフトを検出するために、検出されたポートを監視することになる。
【0073】
認識信号が、最早そのポートにおいて受信されていないと決定するとき、リーダーNEは、AIRP_Ackメッセージをそれ自体に送る。この状態の間、それ自体の別のリンク認識リクエストが到着する場合、リクエストは、リーダー自体のリンク認識待ち行列のエンドに置かれる。別のNEからのリクエストが到着する場合、リクエストは、リーダーNEのNEリクエスト待ち行列のエンドに置かれる。別のNEからのリセットメッセージが、仮想リーダーに、NEリクエスト待ち行列からセンディングNEの未解決のリクエストの全てを除去させることになる。
【0074】
リーダーNEは、AIRP_Ackメッセージを送った後、状態4、フォワーディング状態606へ進み、この状態において、リーダーNEは、検出された情報を検出されたリクエスタに送る。この状態の間、それ自体の別のリンク認識リクエストが到着する場合、そのリクエストは、リーダー自体のリンク認識待ち行列のエンドに置かれる。別のNEからのリクエストが到着する場合、そのリクエストは、リーダーNEのNEリクエスト待ち行列のエンドに置かれる。別のNEからのリセットメッセージは、仮想リーダーに、NEリクエスト待ち行列から、センディングNEの未解決のリクエストの全てを除去させる。
【0075】
仮想リーダーがそれ自体選択されたリクエスタである場合、仮想リーダーは、そのリンクステータステーブルを更新するために受信された検出メッセージを使用し、それ自体のリンク認識待ち行列が空であるかどうかを調べるためにチェックすることになる。そのリンク認識待ち行列が空でない場合、リーダーは、そのリンク認識待ち行列のトップリクエストを、NEリクエスト待ち行列のエンドに動かす。その他の場合、リーダーNEは、my_request_status を0に戻し、認識されたポートにおける認識信号の送信を停止し、AIRP_Ackメッセージを仮想リーダーに送る。状態4からリーダーNEは、状態5 608へ進む。
【0076】
状態5、最終状態608において、仮想リーダーが、選択されたリクエスタおよび検出器の両方からAIRP_Ackメッセージを受信すると、リーダーは、状態1、スタート状態600へ戻る。この状態の間、それ自体の別のリンク認識リクエストが到着する場合、リクエストは、リーダー自体のリンク認識待ち行列のエンドに置かれる。別のNEからのリクエストが到着する場合、そのリクエストは、リーダーNEのNEリクエスト待ち行列のエンドに置かれる。別のNEからのリセットメッセージは、仮想リーダーに、NEリクエスト待ち行列から、センディングNEの未解決のリクエストの全てを除去させることになる。
【0077】
図7に関して説明したように、自動相互接続認識プロトコルは、光通信システムにおけるシステム実行時の間の故障を局所化するために使用され得る。図7において、3個の光NE O1 700,O2 702およびO3 704は、一方向性光リンク706および708により接続されている。また、NEは、前述したように、LANのようなアウトオブバンド制御パスを表す双方向性リンク710および712を通してリンクされる。
【0078】
システム実行時において、NE O3 704が、O1からO3の光データパスにおける故障を検出する場合、NE O3 704は、制御パス710上のAIRPメッセージを使用して、NE O2 702へシグナルバックし得る。NE O2が応答しない場合、その意味は、NE O2が故障し、NE O3 704が図示しないネットワークマネジメントシステムへ故障を報告することができることである。NE O2 702が健全である場合、これは、NE O3 704からのAIRP故障取り扱い信号に応答し、NE O2 702は、O1→O3光パスの一部として使用されるクロスコネクトを引き外す。
【0079】
NE O2 702は、ステータスエントリ1から0へ働く対応する出力リンクのリンクステータステーブルを変更する。そのリンク認識ステータスは、1でなければならない。そして、NE O2 702は、リンク認識信号を生成する試験装置と対応する出力ポートとの間のクロスコネクトをセットアップする。また、NE O2 702は、前述したように、認識テスト信号の受信を示すことになるパワーレベルについてその入力ポートを監視するために、NE O3 704に警報する。
【0080】
NE O3 704が、NE O2とO3との間のリンクが動作可能であることを示す認識信号をその入力ポートで検出する場合、NE O2 702は、それ自体とNE O1 700 O2との間のリンクのための手順を繰り返し、NE O1 700とO2 702との間のリンクまたはNE O1 700が問題があるかどうかを決定する。この手順に基づいて、故障は、分離され、ネットワークマネージメントシステムにレポートされる。また、この手順は、そのリンク認識ステータスが“1”にセットされ、そのリンクワーキングステータスが“0”にセットされたリンク上でのみ動作するので、このテスト手順とAIRP認識手順との間の干渉はない。結果として、実行時故障局所化および実行時リンク認識は、同時に起き得る。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ポート対ポート接続性情報、すなわちポートバインディング情報を、光シグナリングから電気シグナリングへの変換を必要とすることなしに、自動的に見いだすことができる。
【0082】
特許請求の範囲に記載した発明の構成要件の後の括弧内の符号は、構成要件と実施例と対応づけて発明を容易に理解させる為のものであり、特許請求の範囲の解釈に用いるべきのものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理によるマルチネットワークエレメント光通信システムの概念的ブロック図。
【図2】リンクステータステーブルの内容および可能なリンクステータスの組合せをそれぞれ示す表。
【図3】本発明の原理による光NEの出荷プロセスを示す有限ステートマシーン図。
【図4】図1のシステムと共に使用され得るようなポートバインディング情報の自動発見のプロセスを示す図。
【図5】本発明の原理による非リーダー光NEの動作を示す図。
【図6】本発明の原理によるリーダー光NEの動作を示す状態図。
【図7】光ネットワーク内の故障点を検出する場合の、自動相互接続認識プロトコルの動作を示すブロック図。
【符号の説明】
104,106,108,110,112,114,115,117 ポート
116,118,120,121,122,127,131 リンク
119,123,125,129,133,137,139,145 ポート
124,126,149,151,153,155 インタフェース
135,141,143,147 リンク
Claims (8)
- 光ネットワークエレメントであって、
他の光ネットワークエレメントへの接続のために適合された複数の光ポート、
前記光ネットワークエレメントがリーダー光ネットワークエレメントであるか又は非リーダー光ネットワークエレメントであるかを判定するための手段、及び
1以上の光ネットワークエレメントとの通信のためのアウトオブバンドチャネルに接続されたインターフェイスであって、該アウトオブバンドチャネルは、ポート同定のためのリクエストを送信し、ポート同定のためのリクエストを受信するように構成され、前記ポートはさらに前記アウトオブバンドチャネルを通して送信されるポート同定のためのリクエストと共働して、光ポート検出信号を送信するように構成されているインターフェイスからなり、
ポート検出信号に応じて、該光ネットワークエレメントはポートバインディング情報を送信するとともに、複数の未認識ポートをポーリングして前記ポートのうちのどれが該ポート検出信号を受信したかを検出することを特徴とする光ネットワークエレメント。 - 前記アウトオブバンドチャネルは、ポート同定のためのリクエストを他のリーダー光ネットワークエレメントへ送信するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の光ネットワークエレメント。
- ポート同定リクエスト待ち行列をさらに含み、前記光ネットワークエレメントが、ポート同定のためのリクエストを待ち行列に入れるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の光ネットワークエレメント。
- 光通信システムであって、
複数の光ネットワークエレメントからなり、該光ネットワークエレメントの各々は、
他の光ネットワークエレメントへの接続のために適合された複数の光ポート、
前記光ネットワークエレメントがリーダー光ネットワークエレメントであるか又は非リーダー光ネットワークエレメントであるかを判定するための手段、及び
1以上の光ネットワークエレメントとの通信のためのアウトオブバンドチャネルに接続されたインターフェイスであって、該アウトオブバンドチャネルは、ポート同定のためのリクエストを送信し、ポート同定のためのリクエストを受信するように構成され、前記ポートはさらに前記アウトオブバンドチャネルを通して送信されるポート同定のためのリクエストと共働して、光ポート検出信号を送信するように構成されているインターフェイス
を含み、
ポート検出信号に応じて、該光ネットワークエレメントはポートバインディング情報を送信するとともに、複数の未認識ポートをポーリングして前記ポートのうちのどれが該ポート検出信号を受信したかを検出することを特徴とするシステム。 - 複数の光ネットワークエレメントを含む通信システム中で光ネットワークエレメントがポートバインディング情報を自動的に判定するための方法であって、
A) 前記光ネットワークエレメントがリーダー光ネットワークエレメントを選択するステップ、
B) リクエストする側の光ネットワークエレメントが、アウトオブバンドチャネルを通してポート同定情報のためのリクエストを、前記リーダー光ネットワークエレメントへ送信するステップ、
C) 前記リーダー光ネットワークエレメントが、前記リクエストを、他の光ネットワークエレメントへ送信するステップ、及び
D)該リクエストする側の光ネットワークエレメントが、ポート検出信号を、ポート同定情報がリクエストされた側のポートに関連する光リンクを通して、前記他の光ネットワークエレメントへ送信するステップ
からなることを特徴とする方法。 - 請求項5記載の方法であって、さらに、
E) 少なくとも1つの他の光ネットワークエレメントが、ポート検出リクエストを受信し、それに応じて、ポート検出信号の受信を検出するために、そのポートを監視するステップからなることを特徴とする方法。 - 請求項6記載の方法において、E)のステップが、
E1) 前記少なくとも1つの他の光ネットワークエレメントが、前記ポート検出信号を受信する前記ポートにおいて、しきい値光パワーレベルを検出するために全てのその未認識入力ポートをポーリングするステップをさらに有することを特徴とする方法。 - 請求項7記載の方法であって、さらに、
F) 前記少なくとも1つの他の光ネットワークエレメントが、前記ポート検出信号の検出に応答して、前記ポートバインディング情報を記憶するステップからなることを特徴とする方法。
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