JP4024925B2 - ネットワークで共用保護システムが設けられている光ファイバ同期デジタル階層通信ネットワーク - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は同期階層通信ネットワークの分野、特にネットワークで共用された保護システムが設けられている改良された光ファイバSDH通信ネットワークに関し、これはネットワーク素子が間に置かれている光ファイバスパンを具備し、それぞれのネットワーク素子は前記光ファイバスパンを通って隣接素子に接続され、素子間の双方向通信を可能にする。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバSDH(Synchronous Digital Hierarchy )通信ネットワークの構造およびその送信プロトコルは知られており、国際規格活動を受ける。
【0003】
国際電気通信連合(ITU−T)は前記SDHネットワーク構造に関して1組の勧告(シリーズG.7nn 、G.8nn 、特にG.707 、G.782 、G.783 、G.803 、G.841 )を発行し、限定ではないが1例として“General Aspects of Digital Transmission Systems-Network node Interface for the Synchronous Digital Hierarchy(SDH )”と題する1995年11月のITU勧告G.707 において、当業者が構成に必要な全ての情報を得ることができるレベルまで十分に説明している。
【0004】
光ファイバのSDH送信ネットワークの分野では、ネットワーク自体で共用されるタイプのラインの中断に対して保護するシステムは、例えば1995年4月の“General Aspects of Digital Transmission Systems-Types and characteristics of SDH Network Protection Architectures ”と題するITU−T勧告G.841 に記載されている頭文字の略称MS-SPRING(Multiplex Section-Shared Protected RING )で通常知られている。前記勧告G.841 には2光ファイバスパン(2F-MS-SPRING)または4光ファイバスパン(4F-MS-SPRING)を有するMS-SPRING ネットワークについて記載されている。
【0005】
図1(a)および1(b)で示されているように、勧告G.841 で説明されているように既知の2光ファイバおよび4光ファイバアーキテクチャはそれぞれ2光ファイバ(2F)スパンまたは4光ファイバ(4F)スパンからなり、基本的に既知の多重化/スイッチングマトリックスから形成されているノード点2F- SDHNEまたは4F- SDHNEが間に挟まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
均一のトラヒックの小さい成分によって一般的にハブされたまたは二重にハブされた前記送信ネットワークのトラヒックのタイプによって、2F- MS- SPRINGおよび4F- MS- SPRINGのような固定したリング構造はネットワーク通信の要求に適合するように十分フレキシブルではない。
【0007】
首都圏および国のネットワークのトラヒック分布解析から、前記ネットワークは(大都市または大きな郊外地域およびビジネス中心部では)主として高トラヒック容量を有する幾つかのノードから作られており、他方で、小さいトラヒックアクセス容量を有する大部分のノードは町または小さい郊外地域に位置していることが観察された。
【0008】
実際のネットワークにおけるトラヒックモデルは限定されたトラヒックアクセス能力を有する多数のノードを必要とするが、反対に、非常に少数のノードは非常に高いトラヒックアクセス能力を必要とすることが観察されており、これによって平均のトラヒック流は小さいノードから大きいノードへ流れることになる。
【0009】
既知の構造2F- MS- SPRINGまたは4F- MS- SPRINGを使用することによりこのようなネットワークを実現したいならば、各ノードにおけるトラヒックアクセスとは別に、ノードの相互接続に必要とされる高速度相互接続ポートの量は同じであり、非常に高いことが分かる。これは設置および装置の価格面で大きな出費である。
【0010】
さらに、光ファイバスパンまたは光インターフェイス中で中断が多い場合、既知のネットワーク構造は適切なリセット能力を確保しないので、これらは十分な保護レベルを提供しない。
【0011】
したがって、本発明の目的は前述の欠点を全て克服し、ネットワークで共用の保護システムが設けられた光ファイバSDHトラヒックネットワークの新しいトポロジを提示することであり、それにおいては非常に高いトラヒックアクセス能力のノードと小さいトラヒックアクセス能力のノードとが共存している。
【0012】
【課題を解決するための手段】
大きなノードは多数の光ポートと相互接続光ファイバを必要とし、一方、小さいノードは少量の光ポートと光ファイバ相互接続を必要とする。
【0013】
容量N×2FMS SPRING を有するネットワーク素子およびノードが同一のネットワークで共存し、Nは変数である。典型的にNは1または2であるが、より大きな値も同様に存在する。それ故、同じネットワークで、小さいノード用の2光ファイバ接続を有するネットワーク素子と、中間サイズのノード用の2×2光ファイバ接続を有するネットワーク素子と、大きいノード用のN×2光ファイバ接続を有するネットワーク素子が共存する。
【0014】
N×2Fノード(N≧2)は高速度光ポート間のトラヒックおよび高速度ポートと低速度ポート間のトラヒックの全ての接続をサポートすることを要求される。
【0015】
これらの目的を実現するため、本発明はその主題に対してネットワークで共用される保護システムが設けられた光ファイバSDHトラヒックネットワークの改良を行い、これは間にネットワーク素子が挟まれている光ファイバスパンを具備し、各ネットワーク素子は前記光ファイバスパンを通って隣接素子と接続され、素子間の双方向通信を可能にし、前記光ファイバスパンは可変数N(N=1,2,3,…)の対を有する光ファイバ対のスパンであり、ここで各対は他の対から独立しており、前記ネットワーク素子は前記光ファイバ対のスパン間で可変相互接続能力を有するネットワーク素子であり、それによって少なくとも前記素子の幾つかに接続可能なものは異なった数Nの幾つかの光ファイバ対のスパンである。
【0016】
本発明のさらに別の実施形態が従属クレームで説明されている。
【0017】
本発明のネットワークは既知の解決策のタイプ4F- MS- SPRINGと比較して価格の大きな減少という基本的な利点を有する。これはノードの相互接続に必要な高速度SDH光インターフェイスの実質的な減少によるものである。これは設置装置および予備部品の支出において大きな節約になる。
【0018】
本発明のネットワークに関する別の重要な利点は、N×2FノードがN個の独立した保護システムとして作用するので、ネットワークの異なったスパンで多数の中断が生じた場合、N個の同時の中断に対する保護を確実に行うことができ、それは独立して処理され、したがって故障の場合に高いトラヒック能力を確実にするように保護を行うことである。
【0019】
別の利点は、N×2F- MS- SPRINGネットワークの成長ステップが2つの光ファイバのサブネットワークに関するものであり、既知の4F- MS- SPRINGネットワークのような4光ファイバのサブネットワークに関するものではないので、トラヒック需要に対する予測された変化の機能についてネットワークのフレキシブル性が増加することである。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明のさらに別の目的および利点を以下の1実施形態の詳細な説明と、本発明を限定しない意味で添付された図面からより良好に理解されよう。
図1(a)と1(b)はそれぞれ一般的な2光ファイバネットワーク構造と4光ファイバネットワーク構造とを示している。これらは以下それぞれ2F- SPRING と4F- SPRINGネットワーク素子と呼ぶノード点を間に挟んだ2光ファイバスパン2F(図1(a))と4光ファイバスパン4F(図1(b))を具備し、この構造は標準化され、例えばITU−T勧告G.707 およびG.841 に記載されている。
【0021】
前記ネットワーク構造は閉じたリングを形成し、ここで各ネットワーク素子は光ファイバスパンを通って2つの隣接素子へ接続され、素子間で双方向通信(二重通信)を可能にする。リングは帯域幅および形成部品の両者でこのような冗長レベルを与えるので、故障の場合、劣化した構造にあるトラヒックレベルをサポートするように再構成されることができる。
【0022】
図2(a)と2(b)はそれぞれ図1(a)と1(b)のネットワーク素子2F- SDHNEと4F- SDHNEのブロック図を示している。これらは基本的に図面では示されていないSDHネットワーク素子の種々の入力/出力ポート間に完全な相互接続能力を実現する既知の多重化/スイッチングマトリックスで基本的に形成されている。ネットワーク素子内の両方向の矢印はそれによって実現される相互接続のタイプ、即ち同一の2Fまたは4F光ファイバスパンに属するデータ流のための高速度ポート間の接続と、低いビット速度のデータトラヒックのための前記高速度ポートとローカルポートTRIB1およびTRIB2間の接続を示している。
【0023】
データ流は例えば2.5Gビット/秒または10Gビット/秒の高いビット速度で2F、4Fの光ファイバスパンを通って伝送され、ローカルポートTRIB1およびTRIB2ではローカル流は例えば2Mビット/秒から2.5Gビット/秒までの可変ビット速度で伝送されることができる。データ流構造は種々のITU−T勧告で知られ定められている。
【0024】
MS- SPRING ネットワーク構造は共に2F、4Fの場合、毎スパンを単位1とし、保護されなければならない動作チャンネルと動作トラヒックの保護チャンネルの両者を伝送する。保護チャンネルはネットワークの故障の場合に動作チャンネルを置換するために主として使用され、そうでなければ、これらは正常状態で余分の容量として動作トラヒックを伝送するためにも使用される。余分の容量は故障の場合ゼロにされ、これは動作チャンネルを置換するために保護チャンネルの使用を必要とする。
【0025】
2つの端子点間の最小距離の通路にしたがって、2Fの場合、スパンの一方の光ファイバが一方方向に、他方の光ファイバが反対方向に動作チャンネルと保護チャンネルを伝送し、また4Fの場合、スパンの2つの光ファイバの片方が一方方向に他方が反対方向に動作チャンネルを伝送し、他の2つの光ファイバは片方が一方方向に他方が反対方向に保護チャンネルを伝送する。
【0026】
スパンの光ファイバの破断につながる故障の場合、2F、4Fの両構造では、2つの方向の一方の動作トラヒックのみが同一スパンの反対方向で他の光ファイバの保護チャンネルで再度経路を設定されることができ、これは残りのリングの最長の通路をたどるが接続が失われることを避けることができる。スパン中の全ての光ファイバが破損した場合、動作トラヒックは再度反対方向で隣接スパンの保護チャンネルによって導かれる。
【0027】
前記構造およびそこを通過する信号は当業者に知られているので、これらをさらに説明する必要はないものと考える。
【0028】
本発明によれば、図1(a)、図1(b)の構造は図3に示されているように変更され、ここでネットワーク構造はN×2F MS- SPRINGの容量でネットワーク素子とノードの共存を可能にし、Nは変数である。
【0029】
図3では、2Fは図1(a)で示されているような光ファイバ対のスパンを示し、2F SDHNEは図1(a)で示されているタイプのネットワーク素子である。
N×2F- SDHNEは本発明にしたがって前記共存を可能にするために変形されたネットワーク素子を示している。N×2FはN対の光ファイバを有するスパンを示しており、ここでN=2,3,…である。
一般的なケースでは、各スパンはN対の独立の光ファイバ対からなるものと考慮され、それ故、Nの異なったスパンは既知の構造と対照的である。
【0030】
特別なケースとして、N=1では既知の2Fと同じになる。
【0031】
図4はN×2F- SDHNEネットワーク素子、即ちN=2のとき2×2F- SDHNEを得るために図2(a)および2(b)の構造が本発明にしたがって変更されることができる態様の第1の例を示しているがこれに限定されるものではない。
【0032】
2×2F- SDHNEネットワーク素子は既知の多重化/スイッチングマトリックスタイプADM(Add-Drop Multiplex)から基本的に構成され、それはネットワーク素子の種々のアクセスポート間で中断のない相互接続能力を実現するが既に知られているため図面を明瞭にするため示されていない。
【0033】
2×2F- SDHNE内の双方向矢印はこのように実現された以下のタイプの中断のない相互接続を示している。即ち、
同じスパンの同じ対(2F11…2F22)または異なった対(2F11と2F21、2F12と2F22)の光ファイバに属する高いビット速度のデータ流のポート間の相互接続と、
異なったスパンの異なった光ファイバ対、即ち2F11と2F12または2F22、222と2F11または2F21等に属する高いビット速度のデータ流のポート間の相互接続と、
低いビット速度データトラヒック用の前記高速度ポート2FnnとローカルポートTRIB3との接続を示している。
【0034】
前述の機能の説明から、当業者は前述の既知の構造を参照して説明した事項を考慮に入れることによってネットワーク素子を実現することができる。ネットワーク素子の大きさは、例えばITU−T勧告G.707 に規定されている情報フレーム構造にしたがって導かれるデータ流サイズに依存する。
【0035】
それ故、このように実現された相互接続の機能性は、双方向で中断のない方法により2FラインスパンのポートとローカルフローポートTRIB3とを接続し、ラインスパンのポートを全ての可能な組合わせに従って相互に接続するものである。
【0036】
スパン、例えば2F11の故障の場合、ネットワーク素子はスパン2F21または2F22上のデータ流を切換えることができ、前述の既知のシステムで実現できなかった異なったスパンからのデータ流のルートの再設定を実現する。
【0037】
それ故、本発明の新しい構造によって、好ましくは光ファイバ対2Fの2つの既知の独立のスパンから形成される4光ファイバ高速度スパンを構成することができ、これは異なった光ファイバスパンに属する高いビット速度のデータ流に対するポート間の相互接続を可能にする。これは既知のシステムでは可能ではなかった。しかし、これは常に既知の4Fスパンとしてスパンを構成することができる。
【0038】
図5はN>2のとき、N×2F- SDHNEネットワーク素子を得るために図2(a)と2(b)の構造が本発明にしたがって変更されることができる態様の第2の例を示しているが、この例に限定されない。特に、これに限定されないがN=4の場合をここで考慮する。
【0039】
N×2F- SDHNEネットワーク素子はそれ自体は知られているデジタル相互接続[Digital Cross Connect (D×C)]と呼ばれるシステムから基本的に形成され、ネットワーク素子の種々のアクセスポート間で中断のない相互接続能力を実現するが、これらはよく知られているため図面には示されていない。
【0040】
N×2F- SDHNE内の両方向の矢印はこのように実現された以下のタイプの中断のない相互接続を示している。即ち、
同じ対(2F31,2F32,…,2F61,2F62)または同じスパンの異なった対(例えばスパンTR1の2F31と2F41、またはスパンTR2の2F52と2F62)の光ファイバに属する高いビット速度のデータ流のポート間の相互接続と、
いずれかのものから他のもの(例えば2F61と2F41、または2F52と2F31)へ異なったスパンの異なった光ファイバ対に属する高いビット速度のデータ流のポート間の相互接続と、
低いビット速度のローカルデータ流用のローカルポートTRIB4による前記高速度ポート2F31,…,2Fnn間の接続を示している。
【0041】
前述の機能の説明から、当業者はDigital Cross Connect (D×C)システムを認識することができ、また前述の既知の構造と関連して説明した事項を考慮に入れる。ネットワーク素子の大きさは例えばITU−T勧告G.707 に規定されている情報フレームの構造にしたがってルートされるデータ流の大きさに依存する。
【0042】
それ故、このように実現された相互接続の機能は、中断のない双方向で高速度ラインスパン2FnnのポートをローカルデータポートTRIB4と接続し、ラインスパンのポートを全ての可能な組合わせに従って相互に接続する。
【0043】
スパン、例えば対 2F51の故障の場合、N×2F- SDHNEネットワーク素子は対 2F32等の別のスパンの所定のデータ流を切換えることができ、それによって前述の既知のシステムで実現できなかった異なったスパンからのデータ流のルートを再設定することを可能にする。
【0044】
それ故、本発明の新しい構造によって、好ましくは光ファイバ対2FのN対の独立のスパンから形成されるN個数の光ファイバ対が設けられている高速度スパンを構成することができ、これは異なった光ファイバスパンに属する高いビット速度のデータ流のポート間の相互接続を可能にする。これは従来のシステムでは可能ではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】既知の2光ファイバネットワーク構造および4光ファイバネットワーク構造の概略図。
【図2】図1の2F- SDHNEおよび4F- SDHNEネットワーク素子のブロック図。
【図3】本発明による新しいネットワーク構造の概略図。
【図4】図3のN×2F- SDHNEネットワーク素子の第1の実施形態の概略図。
【図5】図3のN×2F- SDHNEネットワーク素子の第2の実施形態の概略図。
Claims (10)
- 複数の環状ネットワークの可変数の光ファイバ対に接続するように構成されている1組の入出力ポートと、
スイッチングマトリックスとを具備し、
前記1組の入出力ポートは、第1の環状ネットワークの1対の光ファイバに接続するように構成されている第1の入出力ポートと、そして第2の環状ネットワークの1対の光ファイバに接続するように構成されている第2の入出力ポートとを有し、
前記スイッチングマトリックスは、第1の入力ポートを第1の出力ポートに、第2の入力ポートを第2の出力ポートに、第1の入力ポートを第2の出力ポートに、そして第2の入力ポートを第1の出力ポートに接続するように構成されているネットワーク素子。 - 複数の環状ネットワークの間の接続のための入出力ポートの構成がトラフィック需要に依存している請求項1記載のネットワーク素子。
- ネットワーク素子が第1の環状ネットワークの光ファイバの別の対に接続するように構成されている第3の入出力ポート、および/または第2の環状ネットワークの光ファイバの別の対に接続するように構成されている第4の入出力ポートを含んでいる請求項1または2記載のネットワーク素子。
- ネットワーク素子がさらに第1と第2の環状ネットワークに対して独立した保護システムを管理するように構成されている請求項1乃至3のいずれか1項記載のネットワーク素子。
- 第1の環状ネットワークの光ファイバの対の数が第2の環状ネットワークの光ファイバの対の数とは異なっている請求項3または4記載のネットワーク素子。
- 第1の環状ネットワークの保護システムが第2の環状ネットワークの保護システムとは異なっている請求項4または5記載のネットワーク素子。
- 第1の環状ネットワークと、第2の環状ネットワークとを含む複数の環状ネットワークと、
第1と第2の環状ネットワークに接続されたネットワーク素子とを備え、
前記ネットワーク素子は前記複数の環状ネットワークの可変数の光ファイバ対に接続するように構成されている1組の入出力ポートを含み、それらの入出力ポートの組は、
第1の環状ネットワークの1対の光ファイバに接続するように構成されている第1の入出力ポートと、
第2の環状ネットワークの1対の光ファイバに接続するように構成されている第2の入出力ポートと、
第1の入力ポートを第1の出力ポートに、第2の入力ポートを第2の出力ポートに、第1の入力ポートを第2の出力ポートに、そして第2の入力ポートを第1の出力ポートに接続するように構成されているスイッチングマトリックスとを含んでいる通信ネットワーク。 - 前記複数の環状ネットワークの間の接続のための入出力ポートの構成はトラフィック需要に依存している請求項7記載の通信ネットワーク。
- 前記ネットワーク素子が第1の環状ネットワークの光ファイバの別の対に接続するように構成されている第3の入出力ポート、および/または第2の環状ネットワークの光ファイバの別の対に接続するように構成されている第4の入出力ポートを含んでいる請求項7または8記載の通信ネットワーク。
- 第1の環状ネットワークの光ファイバの対の数が第2の環状ネットワークの光ファイバの対の数とは異なっている請求項9記載の通信ネットワーク。
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