JP4014996B2 - 光スイッチ適用ノードおよび光ネットワークシステム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気スイッチと光スイッチで構成される光スイッチ適用ノードおよび光ネットワークシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
90年代に入ってからのインターネットの普及は目覚しいものがある。そのため、過程にも、8MbpsのADSLやFTTHなど、64KbpsのISDNとは比較にならないほど通信速度が高速化されている。いわゆるブロードバンドのアクセス回線が普及し、都市圏程度のエリアをカバーするメトロネットワークも発達している。
【0003】
メトロネットワークでは、最近IP(Internet Protocol)通信を用いた通信が急速に普及している。そのため、ネットワークを構築する各ノードを光ファイバで接続して、高速大容量の処理を実現するようになっている。しかし、IP通信では基本的に帯域の保証を行わないため、ネットワークにおける帯域の変動が大きくなってしまう。
【0004】
このような問題を改善するため、通信帯域の変動に対応して最大のスループットが達成されるような光パスを動的に設定するネットワークシステムが考えられている。
【0005】
図15は、従来の光クロスコネクトによる光ネットワークシステムの構成を示している。従来の光クロスコネクトによる光ネットワークは、4つのノード100a〜100dが光ファイバ200で接続されている。ノード100a〜100dは、パケット交換機100のパケットスイッチ111と光クロスコネクト120のインタフェース121が接続され、パケットスイッチ111に収容されている端末300と光ネットワークとの間の入出力は、パケットスイッチ111を通じて行う。さらに、ノード100a〜100dの帯域情報を収集してこの光ネットワークを管理する網管理センタ400が設置されている。この光ネットワークにおいてパケットスイッチ111は接続されている端末300から帯域の申告を必要とせずに通信を行っている。
【0006】
ここで、隣接ノード間の光パス、たとえば、ノード100aとノード100b間の光パスにおいて帯域が急激に上昇したとする。すなわち、ノード100aとノード100b間の光パスのトラヒックが急激に増加したとする。網管理センタ400は、ノード100a〜100dのパケットスイッチ111に対してポーリングを行い、ノード100aとノード100b間の光パスのトラヒックが急激に増加したことを検出する。そして、ネットワーク上のトラヒックテーブルと光パス配置テーブルを参照しながら、ネットワークのスループットが最大になるようにパス配置アルゴリズムを利用して動的に光パスを設定する。(たとえば、特許文献1参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−232483号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、たとえば、ノード100aとノード100b間のトラヒックが急激に増加した場合、ノード100aとノード100cとを接続する光パスをノード100aとノード100cとの接続に切替える。これにより、ノード100aとノード100b間には2本の光パスが設定される。しかし、ノード100aとノード100c間の光パスがないため、ノード100aとノード100cが通信を行う場合、ノード100bとノード100dを経由しなければならないという問題があった。すなわち、あるノード間のトラヒックが急激に増加した場合、そのトラヒックの増加に対応するために、他のノード間の光パスが削除されてしまい、中継ノード数が多くなってしまうという問題がある。中継ノード数が多くなると、ノードの運用コストが増加するという問題もある。
【0009】
また、光ネットワークでは、異なる伝送速度を有する複数のインタフェースについて、インタフェースの伝送速度に応じた光パス設定を行い、インタフェースを効率よく使い分けてノード運用コストを低減させることが求められている。
【0010】
具体的には、トラヒック量が多く行き交うノード間に高速のインタフェース、たとえば、10Gbit/s Ethernet(登録商標)を設置すれば、多くのトラヒックを効率よく転送することができ、ノードの運用コストが低減される。しかし、この場合には、高速のインタフェースを接続されているノード数だけ用意しなければならず、コストが高くなってしまうという問題がある。また、トラヒックは、時間的に大きく変動するため、高速のインタフェースで接続しても使用効率が低下してしまうという問題もある。
【0011】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、ノードを接続するインタフェース間に光スイッチを挿入し、インタフェースのトラヒック量に応じてインタフェースの接続の設定を変更して効率よくインタフェースを活用するとともに使用するインタフェースを共用することができる光スイッチ適用ノードおよび光ネットワークシステムを得ることを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明にかかる光スイッチ適用ノードは、m(m>0,mは整数)本の第1の伝送速度の光インタフェースと前記第1の伝送速度の光インタフェースよりも低速の伝送速度の光インタフェースであるn(n>1,nは整数)の第2の伝送速度の光インタフェースを有する電気スイッチと、(m+n)×(m+n)個のポートを有する光スイッチとを光ファイバで接続した光スイッチ適用ノードにおいて、前記電気スイッチにおける前記第1の伝送速度の光インタフェースおよび前記第2の伝送速度の光インタフェースのトラヒックを監視するトラヒック監視部と、前記トラヒックの監視結果に基づいて前記電気スイッチと前記光スイッチとの接続を切替えるように前記光スイッチの設定を変更するインタフェース切替処理部とを備えることを特徴とする。
【0013】
この発明によれば、トラヒック監視部は、電気スイッチと光スイッチとを接続する光インタフェースのトラヒックを監視し、インタフェース切替処理部は、トラヒックの監視結果、すなわち、光インタフェースのトラヒック量に基づいて光スイッチの設定を変更して電気スイッチと光スイッチとの接続を低速の光インタフェースから高速の光インタフェースに、または、高速の光インタフェースから低速の光インタフェースに切替えるようにしている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光スイッチ適用ノードおよび光ネットワークシステムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0015】
図1は、この発明にかかる光スイッチ適用ノードの基本構成を示すブロック図である。この発明にかかる光スイッチ適用ノード10は、インタフェース切替処理部11、トラヒック監視部12、電気スイッチ13、光スイッチ14および光ファイバ回線OF1〜OFaとを備えている。
【0016】
光ファイバ回線OF1〜OFaは、光スイッチ適用ノード10同士で通信を行うために、送信用と受信用の2本の光ファイバ、たとえば、光ファイバ回線OF1、OF2を他の光スイッチ適用ノード10に接続して光スイッチ適用ノード10間のインタフェースIF1を形成する。以後、光スイッチ適用ノード10間の接続については、この2本の光ファイバ回線を対にしたインタフェースを基に説明する。
【0017】
光スイッチ14は、たとえば、光クロスコネクトを用いる。光スイッチ14は、光ファイバOF1〜OFa×aのポートを有し、各ポートの設定に基づいて、入力ポートに入力された光信号を電気信号に変換することなく、所定の出力ポートへ信号を出力する。
【0018】
電気スイッチ13は、光スイッチ14から入力された光信号を電気スイッチ13が扱う電気信号に変換して、その信号を解析し出力先のインタフェースを決定する。そして、決定した出力先のインタフェースへデータを転送し、電気信号から光信号に変換して出力先のインタフェースへ転送する。なお、電気スイッチ13は、イーサーネットブリッジ、IPスイッチ、IPルータなどの光インタフェースを有するものであればよい。
【0019】
トラヒック監視部12は、隣接する光スイッチ適用ノードとの通信中に電気スイッチ13の各ポートを流れるトラヒックを監視する。
【0020】
インタフェース切替処理部11は、トラヒック監視部12から通知に基づいて電気スイッチ13と光スイッチ14との接続のインタフェースを切替える。
【0021】
光インタフェースとしては、たとえば、POS(PPP Over SDH/SONETあるいはPacket Over SDH/SONET)、SONET(Synchronous Optical Network)、Gigabit Ethernet(登録商標)などがあるが、本発明の光スイッチ適用ノードは、光スイッチを用いているので、インタフェースの種類は伝送速度に限定されるものではなく、異なる伝送速度のインタフェースを共有することが可能であればよい。
【0022】
実施の形態1.
図2〜図5を用いて本発明の実施の形態1を説明する。図2は、この実施の形態1の光スイッチ適用ノード10を用いた光ネットワークを示している。この実施の形態1の光スイッチ適用ノード10を用いた光ネットワークは、電気スイッチ13と光スイッチ14とをn本の低速インタフェースIF11〜IF1nとm本の高速インタフェースIF101〜IF10mとで接続可能なn個の光スイッチ適用ノード10a〜10nが低速インタフェースIF11〜IF1nで接続されている。
【0023】
インタフェース切替処理部11は、トラヒック監視部12から通知に基づいて電気スイッチ13と光スイッチ14との接続のインタフェースを切替える基本機能に加えて、通信中の隣接する光スイッチ適用ノードとのインタフェースが低速インタフェースであるのか高速インタフェースであるのかの通信状態を記憶するインタフェーステーブルを有する。
【0024】
トラヒック監視部12は、隣接する光スイッチ適用ノードとの通信中に電気スイッチ13の各ポートを流れるトラヒックを監視する基本機能に加えて、電気スイッチ13と光スイッチ14のインタフェースを切替える基準値となる低速インタフェースのトラヒックの上限値x1と、高速インタフェースのトラヒック下限値x2とが、x1>x2の関係が成り立つように設定されている。また、インタフェース切替処理部11のインタフェーステーブルと同様の各インタフェースの通信状態を記憶するテーブルを有している。このテーブルは、インタフェース切替処理部11の通知により変更され、インタフェース切替処理部11のインタフェーステーブルと同じ内容の情報が記憶される。
【0025】
つぎに、図3のフローチャートと図4のシーケンス図を参照して、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bとのインタフェースの切替動作を光スイッチ適用ノード10aに着目して説明する。
【0026】
光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bが、低速インタフェースIF1を用いて通信を開始する。このとき、インタフェース切替処理部11は、インタフェーステーブルに光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bとが低速インタフェースIF11で通信を行っていることを記憶するとともに、トラヒック監視部12に光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bとが低速インタフェースIF11で通信を行っていることを通知する。通知を受けると、トラヒック監視部12は、テーブルに光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bとが低速インタフェースIF11で通信を行っていることを記憶する。
【0027】
トラヒック監視部12は、低速インタフェースIF11〜IF1n,高速インタフェースIF101〜IF10mのトラヒックを監視する(ステップS100)。具体的には、ポーリングを用いて定期的に電気スイッチ13における各インタフェースの入力キューと出力キューに存在するパケット数を取得し、そのパケット数からトラヒック量xを算出する。
【0028】
トラヒック量xを算出すると、トラヒック監視部12は、テーブルを参照して現在の通信インタフェースが低速インタフェースであるのか高速インタフェースであるのかを確認する(ステップS110)。
【0029】
光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bの通信インタフェースが低速インタフェースの場合、トラヒック監視部12は、算出したトラヒック量xと低速インタフェースの上限値x1とを比較する(ステップS120)。算出したトラヒック量xが低速インタフェースの上限値x1以下の場合、トラヒック監視部12は、インタフェースの監視を継続する。算出したトラヒック量xが低速インタフェースの上限値x1を超えていた場合、トラヒック監視部12は、インタフェース切替処理部11に、高速インタフェース切替を通知する(ステップS130)。
【0030】
高速インタフェース切替の通知を受けると、インタフェース切替処理部11は、インタフェース切替処理を行う(ステップS140)。
【0031】
図4のシーケンス図を参照して、インタフェース切替処理を説明する。まず、切替起動ノード(この場合、光スイッチ適用ノード10a)は、切替受動ノード(この場合、光スイッチ適用ノード10b)に高速インタフェースへの切替が可能であるか否かを確認する切替確認メッセージ21を送信する。
【0032】
切替確認メッセージ21を受信すると、切替受動ノードは、高速インタフェースへの切替が可能であるか否かを確認する。具体的には、インタフェーステーブルを読み出し、高速インタフェースIF101〜IF10mが1本以上未接続であるか否かを確認する。高速インタフェースに切替が可能であることを確認すると、切替受動ノードは、切替起動ノードに切替受理メッセージ22を送信する。
【0033】
切替受理メッセージ22を受信すると、切替起動ノードは、切替受動ノードに高速インタフェースへの切替開始を通知する切替開始メッセージ23を送信する。そして、低速インタフェース(この場合、低速インタフェースIF11)に流れていた信号が高速インタフェース(この場合、高速インタフェースIF101)に流れるように電気スイッチ13と光スイッチ14の設定を変更し、インタフェーステーブルに高速インタフェースで通信を行うことを記憶する。インタフェース切替処理部11は、トラヒック監視部12にインタフェーステーブルの通信状態を変更したことを通知する。トラヒック監視部12は、通知された変更内容にしたがってテーブルを変更する。切替起動ノードは、切替受理メッセージ25を受信するまで、切替受信ノードにインタフェース切替の設定が終了したか否かを確認する導通確認メッセージ24を送信する。
【0034】
切替開始メッセージ23を受信すると、切替受動ノードは、低速インタフェースに流れていた信号が高速インタフェースに流れるように電気スイッチ13と光スイッチ14の設定を変更する。そして、切替起動ノードとの通信が高速インタフェースで導通したことを確認して切替受理メッセージ25を送信する。
【0035】
このようにして、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bは、図5に示すように、インタフェースを低速インタフェースIF11から高速インタフェースIF101に切替えて通信を継続する。
【0036】
通信が継続されているため、トラヒック監視部12は、各インタフェースのトラヒックの監視を継続する。高速インタフェースで通信を行っていることを記憶しているので、トラヒック監視部12は、トラヒックを監視して算出したトラヒック量xと高速インタフェースの下限値x2とを比較する(ステップS150)。算出したトラヒック量xが高速インタフェースの下限値x2以上の場合、トラヒック監視部12は、インタフェースの監視を継続する。算出したトラヒック量xが高速インタフェースの下限値x2より小さい場合、トラヒック監視部12は、インタフェース切替処理部11に、インタフェース切替を通知する(ステップS160)。
【0037】
低速インタフェース切替の通知を受けると、インタフェース切替処理部11は、インタフェース切替処理を行う(ステップS140)。具体的には、図4のシーケンス図のインタフェース切替処理にしたがって切替受動ノードに低速インタフェースに切替えるための切替メッセージ21を送信して、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bのインタフェースを高速インタフェースから低速インタフェースに切替える。
【0038】
このようにこの実施の形態1では、トラヒック監視部12が、各インタフェースのトラヒックを監視し、低速インタフェースIF11〜IF1nのトラヒック量が低速インタフェースの上限値x1を超えた場合、または、高速インタフェースIF101〜IF10mのトラヒック量が高速インタフェースの下限値x2以下になった場合には、インタフェース切替処理部11にインタフェースの切替え要求を通知し、インタフェース切替処理部11は、切替え通知にしたがって電気スイッチ13と光スイッチ14の接続を切替える。すなわち、トラヒック量に応じて電気スイッチ13と光スイッチ14を接続するインタフェースを低速または高速のインタフェースに切替えるようにしている。これにより、インタフェースを効率よく使用することができ、光スイッチ適用ノードのコストの低減が可能となる。
【0039】
実施の形態2.
図6〜図8を用いて本発明の実施の形態2を説明する。図6は、この実施の形態2の光スイッチ適用ノード10を用いた光ネットワークを示している。この実施の形態2の光スイッチ適用ノード10を用いた光ネットワークは、電気スイッチ13と光スイッチ14とをk(k>1、kは整数)本のインタフェースIF11〜IF1kで接続可能なn個の光スイッチ適用ノード10a〜10nが接続されている。インタフェースIF11〜インタフェースIF1kには、トラヒックが変動した際に増設することができるように、未使用のインタフェース(この場合は、インタフェースIF11,IFk−1)がある。すなわち、インタフェースの本数kは、隣接する光スイッチ適用ノードの台数nよりも多く準備する。また、インタフェースIF11〜IF1kは、たとえば、インタフェースIF12は光スイッチ適用ノード10bに固定で接続するものではなく、光スイッチ14の設定により、他の光スイッチ適用ノード10b〜10nに接続することが可能である。
【0040】
インタフェース切替処理部11は、トラヒック監視部12から通知に基づいて電気スイッチ13と光スイッチ14との接続のインタフェースを切替える基本機能に加えて、通信中の隣接する光スイッチ適用ノードとのインタフェースが低速インタフェースであるのか高速インタフェースであるのかの通信状態を記憶するインタフェーステーブルを有する。
【0041】
トラヒック監視部12は、隣接する光スイッチ適用ノードとの通信中に電気スイッチ13の各ポートを流れるトラヒックを監視する基本機能に加えて、インタフェースを増設するための上限値y1とインタフェースを削減するための下限値y2とが、y1>y2の関係が成り立つように設定されている。
【0042】
つぎに、図7のフローチャートを参照して、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bとのインタフェースの切替動作を光スイッチ適用ノード10aに着目して説明する。
【0043】
光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bが、インタフェースIF12を用いて通信を開始する。
【0044】
トラヒック監視部12は、インタフェースIF11〜IF1kのトラヒックの監視する(ステップS100)。具体的には、ポーリングを用いて定期的に電気スイッチ13における各インタフェースの入力キューと出力キューに存在するパケット数を取得し、そのパケット数からトラヒック量xを算出する。
【0045】
トラヒック量xを算出すると、トラヒック監視部12は、算出したトラヒック量xとインタフェースを増設するための上限値y1とを比較する(ステップS210)。算出したトラヒック量xがインタフェースを増設するための上限値y1以下の場合、トラヒック監視部12は、インタフェースの監視を継続する。算出したトラヒック量xがインタフェースを増設するための上限値y1を超えていた場合、トラヒック監視部12は、インタフェース切替処理部11に、インタフェース増設を通知する(ステップS220)。
【0046】
インタフェース増設の通知を受けると、インタフェース切替処理部11は、インタフェース切替処理を行う(ステップS230)。
【0047】
図4のシーケンス図を参照して、インタフェース切替処理を説明する。まず、切替起動ノード(この場合、光スイッチ適用ノード10a)は、切替受動ノード(この場合、光スイッチ適用ノード10b)にインタフェースの増設が可能であるか否かを確認する切替確認メッセージ21を送信する。
【0048】
切替確認メッセージ21を受信すると、切替受動ノードは、インタフェースの増設が可能であるか否かを確認する。具体的には、インタフェーステーブルを読み出し、インタフェースIF1〜IF1kが1本以上未接続であるか否かを確認する。インタフェースの増設が可能であることを確認すると、切替受動ノードは、切替起動ノードに切替受理メッセージ22を送信する。
【0049】
切替受理メッセージ22を受信すると、切替起動ノードは、切替受動ノードにインタフェースの増設開始を通知する切替開始メッセージ23を送信する。そして、未使用のインタフェースIF11に信号が流れるように電気スイッチ13と光スイッチ14の設定を変更し、インタフェーステーブルにインタフェースIF11が使用されていることを記憶する。切替起動ノードは、切替受理メッセージ25を受信するまで、切替受信ノードにインタフェース増設の設定が終了したか否かを確認する導通確認メッセージ24を送信する。
【0050】
切替開始メッセージ23を受信すると、切替受動ノードは、未使用のインタフェースIF11に信号が流れるように電気スイッチ13と光スイッチ14の設定を変更する。そして、切替起動ノードとの通信が増設したインタフェースIF11で導通したことを確認して切替受理メッセージ25を送信する。
【0051】
このようにして、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bは、図8に示すように、未使用であったインタフェースIFを使用して通信を継続する。
【0052】
通信が継続されているため、トラヒック監視部12は、各インタフェースのトラヒックの監視を継続する。トラヒック監視部12は、トラヒックを監視して算出したトラヒック量xとインタフェースを削減するための下限値y2とを比較する(ステップS240)。算出したトラヒック量xがインタフェースを削減するための下限値y2以上の場合、トラヒック監視部12は、インタフェースの監視を継続する。算出したトラヒック量xがインタフェース削減のための下限値y2より小さい場合、トラヒック監視部12は、インタフェース切替処理部11に、インタフェース削減を通知する(ステップS250)。ただし、同一光スイッチ適用ノードに接続しているインタフェースが1本の場合は、インタフェース削減の通知は行わない。
【0053】
インタフェース削減の通知を受けると、インタフェース切替処理部11は、インタフェース切替処理を行う(ステップS230)。
【0054】
図4のシーケンス図を参照して、インタフェース切替処理を説明する。まず、切替起動ノード(この場合、光スイッチ適用ノード10a)は、切替受動ノード(この場合、光スイッチ適用ノード10b)にインタフェースの切断を通知する切替確認メッセージ21を送信する。
【0055】
切替確認メッセージ21を受信すると、切替受動ノードは、切替起動ノードに切替受理メッセージ22を送信する。
【0056】
切替受理メッセージ22を受信すると、切替起動ノードは、切替受動ノードにインタフェースの削減開始を通知する切替開始メッセージ23を送信する。そして、電気スイッチ13と光スイッチ14の設定を変更してインタフェースIF11を切断し、インタフェーステーブルにインタフェースIF11が未使用であることを記憶する。切替起動ノードは、切替受理メッセージ25を受信するまで、切替受信ノードにインタフェース増設の設定が終了したか否かを確認する導通確認メッセージ24を送信する。
【0057】
切替開始メッセージ23を受信すると、切替受動ノードは、電気スイッチ13と光スイッチ14の設定を変更してインタフェースIF11を切断する。そして、切断したことを確認して切替受理メッセージ25を送信する。
【0058】
このようにして光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bは、使用していたインタフェースIF11を切断する。
【0059】
以上説明したようにこの実施の形態2では、トラヒック監視部12にy1>y2の関係が成り立つように、インタフェースを増設するための上限値y1およびインタフェースを削減するための下限値y2を設定しておく。トラヒック監視部12は、定期的に各インタフェースのトラヒックを監視してトラヒック量が上限値y1を超えた場合にはインタフェース切替処理部11にインタフェース増設を、トラヒック量が下限値y2以下の場合にはインタフェース切替処理部11にインタフェース削減をインタフェース切替処理部11に通知する。インタフェース切替処理部11は、トラヒック監視部12の通知に基づいてインタフェースの増設または削減の切替処理を行う。すなわち、トラヒック量に応じて隣接した光スイッチ適用ノードを接続しているインタフェースの本数を増減させるようにしている。これにより、光スイッチ適用ノードのインタフェースを効率よく使用し、コストを削減することができる。
【0060】
実施の形態3.
図9〜図11を用いて本発明の実施の形態3を説明する。実施の形態2では、トラヒック量がインタフェースを増設するための上限値y1を超えた場合、インタフェースを増設するようにした。この実施の形態3では、インタフェースを増設する際に、使用中のインタフェースの中から削減可能なインタフェースを検索して1本のインタフェースを各光スイッチ適用ノードで共有するものである。
【0061】
この実施の形態3の光スイッチ適用ノード10を用いた光ネットワークは、図6に示すものと同様となるので、ここではその説明を省略する。
【0062】
トラヒック監視部12は、隣接する光スイッチ適用ノードとの通信中に電気スイッチ13の各ポートを流れるトラヒックを監視する機能に加えて、インタフェースを増設するための上限値y1とインタフェースを削減するための下限値y2とが、y1>y2の関係が成り立つように設定されている。
【0063】
つぎに、図9のフローチャートと図10のシーケンス図を参照して、各インタフェースのトラヒックを監視し、トラヒック量が下限値y2以下の場合にインタフェースを削減するステップS200〜S250,S230と、トラヒック量が上限値y1を超えて他に共有するインタフェースが存在しない場合にインタフェースを増設するS200、S220,S230については、実施の形態2の動作と同様となるのでここではその動作の説明を省略する。
【0064】
図8に示すように、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bはインタフェースIF11,IF12を用いて通信を行い、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bはインタフェースIF13,IF14を用いて通信を行い、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10nはインタフェースIF1kを用いて通信を行っている。光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10nには、トラヒックが増加した時に備えて予備のインタフェースIF1k−1が接続されている。
【0065】
このようなネットワークの状態でトラヒック監視部12は、インタフェースIF11〜IF1kのトラヒックを監視してトラヒック量xを算出する(ステップS200)。トラヒック監視部12は、算出したインタフェースIF1kのトラヒック量とインタフェースを増設するための上限値y1とを比較する(ステップS210)。インタフェースIF1kのトラヒック量がインタフェースを増設するための上限値y1を超えていた場合、トラヒック監視部12は、他のインタフェースIF11〜IF1k−1のトラヒック量をそれぞれインタフェースを削減するための下限値y2と比較する(ステップS300)。インタフェースを削減するための下限値y2以下のインタフェースが存在した場合(ここでは、通信中の光スイッチ適用ノード10bと接続しているインタフェースIF11がインタフェースを削減するための下限値y2以下であったとする)、トラヒック監視部12は、インタフェース切替処理部11に、インタフェース増設および削減を通知する(ステップS310)。インタフェース増設の通知を受けると、インタフェース切替処理部11は、インタフェース切替処理を行う(ステップS230)。
【0066】
図10のシーケンス図を参照して、インタフェース切替処理を説明する。まず、切替起動ノード(この場合、光スイッチ適用ノード10a)は、インタフェースを削減する切替受動ノード1(この場合、光スイッチ適用ノード10a)にインタフェースの切断を確認する切替確認メッセージ21aを送信するとともに、インタフェースを増設する切替受動ノード2(この場合、光スイッチ適用ノード10n)にインタフェースの増設が可能であるか否かを確認する切替確認メッセージ21bを送信する。
【0067】
切替確認メッセージ21aを受信すると、切替受動ノード1は、インタフェースの増設が可能であるか否かを確認して切替起動ノードに切替受理メッセージ22aを送信する。また、切替確認メッセージ21bを受信した切替受動ノード2は、切替起動ノードに切替受理メッセージ22bを送信する。
【0068】
切替受理メッセージ22a,22bを受信すると、切替起動ノードは、切替受動ノード1にインタフェースの切断開始を通知する切替開始メッセージ23aを、切替受動ノード2にインタフェースの増設開始を通知する切替開始メッセージ23bを送信する。そして、インタフェースIF11が光スイッチ適用ノード10aから光スイッチ適用ノード10nに切り替るように電気スイッチ13と光スイッチ14の設定を変更する。切替起動ノードは、切替受信ノード1にインタフェースの切断が終了したか否かを確認する導通確認メッセージ24aを、切替受信ノード2にインタフェース増加の設定が終了したか否かを確認する導通確認メッセージ24bを送信する。
【0069】
切替開始メッセージ23aを受信すると、切替受動ノード1は、電気スイッチ13と光スイッチ14の設定を変更してインタフェースIF11を切断する。そして、切断したことを確認して切替受理メッセージ25を送信する。
【0070】
切替開始メッセージ23bを受信すると、切替受動ノード2は、未使用のインタフェースIF11に信号が流れるように電気スイッチ13と光スイッチ14の設定を変更する。そして、切替起動ノードとの通信が増設したインタフェースIF11で導通したことを確認して切替受理メッセージ25bを送信する。
【0071】
このようにして、図11に示すように、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bとを接続していたインタフェースIF11が、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10nを接続するようにつなぎかえる。
【0072】
以上説明したように、この実施の形態3では、トラヒックの増加によりインタフェースを増加する際に、通信中の他のインタフェースの中から切断可能なインタフェースを検出し、切断可能なインタフェースが検出された場合には、そのインタフェースを切断して、その切断したインタフェースを増加するインタフェースに用いるようにしている。これにより、1本のインタフェースを各光スイッチ適用ノードで共有することが可能となり、光スイッチ適用ノードのコストを削減することができる。
【0073】
なお、切替対象のインタフェースは、異なる伝送速度のインタフェースであってもよい。この場合には、トラヒックの効率的な伝送も合わせて実現することができる。
【0074】
実施の形態4.
図12〜図14を用いて本発明の実施の形態4を説明する。実施の形態1〜3では、各光スイッチ適用ノードがインタフェースの切替処理を自立分散的に行っている。この実施の形態4は、光ネットワーク上に接続されている光スイッチ適用ノードを管理する管理センタを設け、管理センタが各光スイッチ適用ノードに対してインタフェースの切替処理を支持してインタフェースを切替えるものである。
【0075】
図12は、この実施の形態4の光スイッチ適用ノード10を用いた光ネットワークを示している。この実施の形態4の光スイッチ適用ノード10を用いた光ネットワークは図2に示した接続に加え、光スイッチ適用ノード10a〜10nが接続された光ネットワークとは別の管理用ネットワーク30を介して、管理センタ40と光スイッチ適用ノード10a〜10nとが接続されている。
【0076】
光スイッチ適用ノード10a〜10nには、図1に示した光スイッチ適用ノード10に管理センタ40と通信する機能を有する情報通信部15が追加されている。光スイッチ適用ノード10の基本構成と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0077】
インタフェース切替処理部11は、管理センタ40からの光スイッチの設定情報に基づいて電気スイッチ13と光スイッチ14との接続のインタフェースを切替えるとともに、通信中の隣接する光スイッチ適用ノードとのインタフェースが低速インタフェースであるのか高速インタフェースであるのかの通信状態を記憶するインタフェーステーブルを有する。
【0078】
トラヒック監視部12は、隣接する光スイッチ適用ノードとの通信中に電気スイッチ13の各ポートを流れるトラヒックを監視する基本機能に加えて、管理センタ40に対してインタフェースの再配置を要求するためのトラヒックの上限値z1とトラヒックの下限値z2とが、z1>z2の関係が成り立つように設定されている。
【0079】
管理センタ40は、情報通信部41、トラヒック最適配分部42、インタフェーステーブル43、トラヒック情報テーブル44を備えている。
【0080】
情報通信部41は、管理用ネットワーク30を介して、光スイッチ適用ノード10a〜10nと通信を行う。
【0081】
インタフェーステーブル43は、光スイッチ適用ノード10a〜10nの光スイッチ14の設定、すなわち、電気スイッチ13と光スイッチ14との接続と、その接続インタフェースが低速インタフェースであるのか高速インタフェースであるのかを記憶する。
【0082】
トラヒック情報テーブル44は、光スイッチ適用ノード10a〜10nのトラヒック情報を記憶する。
【0083】
トラヒック最適配分部42は、インタフェーステーブル43とトラヒック情報テーブル44に基づいて光スイッチ適用ノード10a〜10nのトラヒックを最適に配分する。
【0084】
図13のフローチャートを参照して、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bの低速インタフェースIF11のトラヒックが予め設定されたインタフェースの再配置を要求するためのトラヒックの上限値z1を超えた場合を例にあげて、この実施の形態4の動作を説明する。
【0085】
光スイッチ適用ノード10a〜10nのトラヒック監視部12は、通信中の低速インタフェースIF11〜IF1nおよび通信中の高速インタフェースIF101〜IF10mのトラヒックを監視してそれぞれのトラヒック量を算出する。そして、低速インタフェースIF11〜IF1nのトラヒック量をインタフェースの再配置を要求するためのトラヒックの上限値z1と、高速インタフェースIF101〜IF10mのトラヒック量をインタフェースの再配置を要求するためのトラヒックの下限値z2と比較する。ここで、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bのトラヒック監視部12は、低速インタフェースIF11のトラヒック量が上限値z1を超えたことを検出すると、情報通信部41を介して管理センタ40に低速インタフェースIF11のトラヒック量が上限値z1を超えたことを通知するインタフェースの再配置要求を送信する。
【0086】
情報通信部41は、光スイッチ適用ノード10a,10bからインタフェースの再配置要求を受信すると、インタフェースの再配置要求をトラヒック最適配分部42に送信する。
【0087】
トラヒック最適配分部42は、ネットワークを構成する光スイッチ適用ノード10a〜10nに対してトラヒック情報(低速インタフェースIF11〜IF1nおよび高速インタフェースIF101〜IF10mのそれぞれのトラヒック量)を要求し、光スイッチ適用ノード10a〜10nのトラヒック監視部12からトラヒック情報を取得する(ステップS410)。
【0088】
光スイッチ適用ノード10a〜10nのトラヒック情報を取得すると、トラヒック最適配分部42は、取得したトラヒック情報をトラヒック情報テーブル44に記憶させる。そして、トラヒック最適配分処理を行う(ステップS420)。具体的には、インタフェーステーブル43とトラヒック情報テーブル44に基づいてトラヒックを最適に配分するような計算処理を行い、計算結果とインタフェーステーブル33とを照らし合わせながら、最適なインタフェース配置を決定する。
【0089】
決定した配置の結果、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bとの低速インタフェースIF11を切替える場合(ステップS430)、トラヒック最適配分部42は、情報通信部41を介して光スイッチ適用ノード10a,10bに光スイッチ14の設定を変更するための設定情報とインタフェースの配置情報を送信する(ステップS440)。
【0090】
光スイッチ適用ノード10a,10bのインタフェース切替処理部11は、管理センタ40から光スイッチ14の設定を変更するための設定情報を受信すると、図4のシーケンスのインタフェース切替処理にしたがって電気スイッチ13と光スイッチ14の設定を更新する。このとき、管理センタ40からインタフェースの配置情報が通知されているため、切替開始メッセージ23の送信から開始すればよい。
【0091】
このようにして、図14に示すように、光スイッチ適用ノード10aと光スイッチ適用ノード10bとの接続を低速インタフェースIF11から高速インタフェースIF101に切替える。
【0092】
高速インタフェースIF101〜IF10mのいずれかで接続されている場合に、そのトラヒック量がインタフェースの再配置を要求するためのトラヒックの下限値z2以下になった場合も、管理センタ40および光スイッチ適用ノード10a〜10nの動作は同様のものとなるのでここではその説明を省略する。
【0093】
このようにこの実施の形態4では、光スイッチ適用ノード10a〜10nのトラヒック監視部12がトラヒックを監視し、インタフェースの再配置を要求するためのトラヒックの上限値z1または下限値z2と比較を行い、インタフェースを切替える必要があると判断した場合には、管理センタ40にインタフェースの再配置要求を送信する。インタフェースの再配置要求を受信すると、管理センタ40のトラヒック最適配分部42は、光スイッチ適用ノード10a〜10nからトラヒック情報を取得してそのトラヒック情報と光スイッチ適用ノード10a〜10nの通信状態に基づいてトラヒックを最適にするように配分してインタフェースの切替対象となる光スイッチ適用ノードに光スイッチ14の設定を変更するための設定情報を送信する。設定情報を受信した光スイッチ適用ノードのインタフェース切替処理部11は、その設定情報に基づいてインタフェースを切替える。すなわち、ネットワーク全体のインタフェースを管理センタ40が管理し、トラヒックと連動した光スイッチ適用ノード間のインタフェースの切替を行うようにしている。これにより、ネットワークを効率的に使用してインタフェースを削減することができ、光スイッチ適用ノードのコストの低減が可能となる。
【0094】
なお、この実施の形態4では、トラヒック量に応じて電気スイッチ13と光スイッチ14を接続するインタフェースを低速または高速のインタフェースに切替える場合について説明したが、トラヒック量に応じて隣接した光スイッチ適用ノードを接続しているインタフェースの本数を増減させる場合、1本のインタフェースを各光スイッチ適用ノードで共有する場合でも、管理センタ40がネットワーク全体のインタフェースを管理し、トラヒックと連動した光スイッチ適用ノード間のインタフェースの切替を行うことができる。
【0095】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる光スイッチ適用ノードによれば、トラヒック監視部は、電気スイッチと光スイッチとを接続する光インタフェースのトラヒックを監視し、インタフェース切替処理部は、トラヒックの監視結果、すなわち、光インタフェースのトラヒック量に基づいて光スイッチの設定を変更して電気スイッチと光スイッチとの接続を低速の光インタフェースから高速の光インタフェースに、または、高速の光インタフェースから低速の光インタフェースに切替えるようにしているため、インタフェースを効率よく使用することができ、光スイッチ適用ノードのコストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明にかかる光スイッチ適用ノードの基本構成を示す図である。
【図2】 実施の形態1の光スイッチ適用ノードを用いた光ネットワークの構成を示す図である。
【図3】 実施の形態1の光スイッチ適用ノードの動作を説明するためのフローチャートである。
【図4】 インタフェース切替処理を説明するためのシーケンス図である。
【図5】 実施の形態1のインタフェース切替処理後の光ネットワークの構成を示す図である。
【図6】 実施の形態2の光スイッチ適用ノードを用いた光ネットワークの構成を示す図である。
【図7】 実施の形態2の光スイッチ適用ノードの動作を説明するためのフローチャートである。
【図8】 実施の形態2のインタフェース切替処理後の光ネットワークの構成を示す図である。
【図9】 実施の形態3の光スイッチ適用ノードの動作を説明するためのフローチャートである。
【図10】 実施の形態3のインタフェース切替処理を説明するためのシーケンス図である。
【図11】 実施の形態3のインタフェース切替処理後の光ネットワークの構成を示す図である。
【図12】 実施の形態4の光ネットワークの構成を示す図である。
【図13】 実施の形態4の光スイッチ適用ノードの動作を説明するためのフローチャートである。
【図14】 実施の形態4のインタフェース切替処理後の光ネットワークの構成を示す図である。
【図15】 従来の光クロスコネクトによる光ネットワークシステムの構成を示す図である。
【符号の説明】
10,10a,10b,10c,10d 光スイッチ適用ノード、11 インタフェース切替処理部、12 トラヒック監視部、13 電気スイッチ、14 光スイッチ、21,21a、21b 切替確認メッセージ、22,25,25a、25b 切替受理メッセージ、23,23a,23b 切替開始メッセージ、24,24a,25b 導通確認メッセージ、30 管理用ネットワーク、40管理センタ、41 情報通信部、42 トラヒック最適配分部、43 インタフェーステーブル、44 トラヒック情報テーブル、100a,100b,100c,100d ノード、111 パケットスイッチ、112 スイッチ制御部、120 光クロスコネクト、121 インタフェース、300 端末、200光ファイバ、400 網管理センタ。
Claims (7)
- m(m>1,mは整数)本の第1の伝送速度の光インタフェースと前記第1の伝送速度の光インタフェースよりも低速の伝送速度の光インタフェースであるn(n>1,nは整数)の第2の伝送速度の光インタフェースを有する電気スイッチと、(m+n)×(m+n)個のポートを有する光スイッチとを光ファイバで接続した光スイッチ適用ノードにおいて、
前記電気スイッチにおける前記第1の伝送速度の光インタフェースおよび前記第2の伝送速度の光インタフェースのトラヒックを監視するトラヒック監視部と、
前記トラヒックの監視結果に基づいて前記電気スイッチと前記光スイッチとの接続を切替えるように前記光スイッチの設定を変更するインタフェース切替処理部と、
を備えることを特徴とする光スイッチ適用ノード。 - 前記トラヒック監視部は、
前記n本の第2の伝送速度の光インタフェースごとにトラヒックの上限値が予め設定されており、前記第2の伝送速度の光インタフェースのトラヒック監視結果と前記トラヒックの上限値とを比較して前記トラヒックの監視結果が前記トラヒックの上限値を超えた場合、前記インタフェース切替処理部に前記電気スイッチと前記光スイッチとの接続を前記第2の伝送速度の光インタフェースから前記第1の伝送速度の光インタフェースに切替える要求を通知し、
前記インタフェース切替処理部は、
前記電気スイッチと前記光スイッチとの接続を前記第2の伝送速度の光インタフェースから前記第1の伝送速度の光インタフェースに切替える要求に基づいて前記光スイッチの設定を前記第2の伝送速度の光インタフェースから前記第1の伝送速度の光インタフェースに切替えるように前記光スイッチの設定を変更することを特徴とする請求項1に記載の光スイッチ適用ノード。 - 前記トラヒック監視部は、
前記m本の第1の伝送速度の光インタフェースごとにトラヒックの下限値が予め設定されており、前記第1の伝送速度の光インタフェースのトラヒックの監視結果と前記トラヒックの下限値とを比較して前記トラヒックの監視結果が前記トラヒックの下限値より低下した場合、前記インタフェース切替処理部に前記電気スイッチと前記光スイッチとの接続を前記第1の伝送速度の光インタフェースから前記第2の伝送速度の光インタフェースに切替える要求を通知し、
前記インタフェース切替処理部は、
前記電気スイッチと前記光スイッチとの接続を前記第1の伝送速度の光インタフェースから前記第2の伝送速度の光インタフェースに切替える要求に基づいて前記光スイッチの設定を前記第1の伝送速度の光インタフェースから前記第2の伝送速度の光インタフェースに切替えるように前記光スイッチの設定を変更することを特徴とする請求項1または2に記載の光スイッチ適用ノード。 - 前記トラヒック監視部は、
前記m本の第1の伝送速度の光インタフェースごとにトラヒックの下限値と前記n本の第2の伝送速度の光インタフェースごとにトラヒックの上限値が予め設定されており、前記第2の伝送速度の光インタフェースのトラヒック監視結果と前記トラヒックの上限値とを比較して前記監視結果が前記トラヒックの上限値を超えた場合、前記第1の伝送速度の光インタフェースのトラヒック監視結果が前記トラヒックの下限値より低下している前記第1の伝送速度の光インタフェースを検出し、前記インタフェース切替処理部に前記トラヒックの上限値を超えた第2の伝送速度の光インタフェースから前記第1の伝送速度の光インタフェースに切替える要求および前記検出した第1の伝送速度の光インタフェースから前記第2の伝送速度の光インタフェースに切替える要求を通知し、
前記インタフェース切替処理部は、
前記トラヒックの監視結果が上限値を超えた第2の伝送速度の光インタフェースの接続と前記検出した第1の伝送速度の光インタフェースの接続とを入れ替えるように前記光スイッチの設定を変更することを特徴とする請求項1に記載の光スイッチ適用ノード。 - 複数の光スイッチ適用ノードが接続された光ネットワークと、前記複数の光スイッチ適用ノードが接続されている光ネットワークとは異なる管理用ネットワークで前記複数の光スイッチ適用ノードと管理センタが接続される光ネットワークシステムにおいて、
前記光スイッチ適用ノードは、
m(m>1,mは整数)本の第1の伝送速度の光インタフェースと前記第1の伝送速度の光インタフェースよりも低速の伝送速度の光インタフェースであるn(n>1,nは整数)の第2の伝送速度の光インタフェースを有する電気スイッチと、
(m+n)×(m+n)個のポートを有し、入力ポートからの光信号を出力ポートに出力する光スイッチと、
前記電気スイッチにおける前記第1の伝送速度の光インタフェースおよび前記第2の伝送速度の光インタフェースのトラヒックを監視してその結果に基づいて前記管理センタにトラヒックの最適配分を要求するトラヒック監視部と、
前記監視センタからの最適配分結果の通知に基づいて前記電気スイッチと前記光スイッチとの接続を切替えるように前記光スイッチの設定を変更するインタフェース切替処理部と、
を備え、
前記管理センタは、
前記光スイッチ適用ノードからトラヒックの最適配分の要求を受けた場合、前記光ネットワークに接続されている全ての光スイッチ適用ノードのトラヒックの状態を取得してトラヒックを最適配分した結果、前記光スイッチ適用ノードの接続に変更する場合に前記光スイッチ適用ノードに最適配分結果を通知するトラヒック最適配分部と、
を備えることを特徴とする光ネットワークシステム。 - 前記トラヒック監視部は、
前記n本の第2の伝送速度の光インタフェースごとにトラヒックの上限値が予め設定されており、前記第2の伝送速度の光インタフェースのトラヒック監視結果と前記トラヒックの上限値とを比較して前記トラヒックの監視結果が前記トラヒックの上限値を超えた場合、前記監視センタにトラヒックの最適配分の要求を行い、
前記トラヒック最適配分部は、
前記インタフェース切替処理部に前記電気スイッチと前記光スイッチとの接続を前記第2の伝送速度の光インタフェースから前記第1の伝送速度の光インタフェースに切替える要求に基づいて前記光スイッチの設定を前記第2の伝送速度の光インタフェースから前記第1の伝送速度の光インタフェースに切替えるように前記光スイッチの設定を変更する最適配分結果を通知することを特徴とする請求項5に記載の光ネットワークシステム。 - 前記トラヒック監視部は、
前記m本の第1の伝送速度の光インタフェースごとにトラヒックの下限値が予め設定されており、前記第1の伝送速度の光インタフェースのトラヒックの監視結果と前記トラヒックの下限値とを比較して前記トラヒックの監視結果が前記トラヒックの下限値より低下した場合、前記監視センタにトラヒックの最適配分の要求を行い、
前記トラヒック最適配分部は、
前記インタフェース切替処理部に前記電気スイッチと前記光スイッチとの接続を前記第1の伝送速度の光インタフェースから前記第2の伝送速度の光インタフェースに切替える要求に基づいて前記光スイッチの設定を前記第1の伝送速度の光インタフェースから前記第2の伝送速度の光インタフェースに切替えるように前記光スイッチの設定を変更する最適配分結果を通知することを特徴とする請求項5または6に記載の光ネットワークシステム。
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