JP4044038B2 - 同期データを送信する方法及び装置 - Google Patents

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Description

本発明は、同期光ネットワーク(SONET)や同期ディジタル階層(SDH)ネットワークのような同期データネットワーク上でのデータ送信に関する。
SONET/SDHネットワークは、1990年初期の導入時以来、広く受け入れられ且つ広く利用されている。ネットワークは、データを明確に定義されたフレーム構造にエンコードし、所定のシリアル形式でそのフレームにてデータを送信することによって、データを送信する。
SONET/SDH規格の導入は、ネットワークオペレータが、様々なベンダ間で適切な相互運用度(オペラビリティ)を想定することを可能にし、そのような規格は総てのファイバ形式のブロードバンドネットワークに対してほとんど排他的に使用される。しかしながら、意外にも、中規模のオペレータが、いくつかの地理的に分散したネットワークを利用してSONET又はSDH規格に基づいてネットワークを運用することを希望する場合がある。例えば、あるオペレータは、ある都市をカバーするネットワークを有し、距離を隔てた第2の都市をカバーする同様なネットワークと相互接続することを希望するかもしれない。そのようなオペレータに関し、2つの都市の間に専用のSONET又はSDHファイバリンクを設けることは、禁止同然に高価であり、及び/又は帯域利用可能性の観点からはもっともなことではない。この問題に対する一般的な対処法は、「専用回線(leased line)」に関する従来のビジネスモデルを採用することである。このビジネスモデルでは、中規模のオペレータは、2つの都市の間に既に存在する、ファイバリンクにおける帯域を購入するために第三者の「キャリア(carrier)」に言い寄る。原則として、このアプローチは効果的であるべきである。しかしながら、詳しい分析の示すものは、そのような「専用回線」法を実行する従来技術には重大な欠点が存在することである。
2つの領域におけるSONET/SDHネットワーク要素がファイバ上であたかも直接的に接続されるように、ネットワーク間の相互接続が全体的に透明であることが望まれる。
不都合なことに、現在の解決手段はこの要請に経済的には合致するものではない。
2つの地域的ネットワークを相互接続する第1の選択肢は、いわゆる「ダークファイバ(dark fibre)」を利用することである。これは、その全体の中でキャリアからリースされる単なる専用のファイバである。これは、理想的な解決手段を与えるが、上述したように、ファイバの長さや起こり得る帯域利用度に依存して、禁止同然に高価になる傾向がある。
このような観点から、従来の別の解決手段が提案されており、それは既存のSONET/SDHデータストリームをキャリアのSONET/SDHネットワーク内で搬送しようとする。
第1に、そのような解決手段は、ファイバにて高密度波長分割多重化(DWDM)された波長におけるディジタルラッパ(wrapper)を利用する。しかしながら、(ITU−TG−709に規定されるような)所有及び規格双方に多くのディジタルラッパが存在する。この手法は、DWDMシステムで使用するために、新たな非SONETラッパをクライアントの信号に加える。この手法に関する重大な問題は、ディジタルラッパが多重化法を包含しないことであり、このことは、キャリアがその信号を電気的に切り替える又は相互接続できないことを意味する。従って、キャリアは、その信号がキャリアのネットワークを通じて配信されるのを可能にするために、波長に関する新たなレイヤ又は光スイッチングを用意する必要がある。このことは、この解決手段を高価なものにする。
第2に、そのような解決手段は、キャリアのペイロード内でSONET/SDHペイロードを搬送し、オペレータのオーバーヘッドをキャリアのオーバーヘッド内の別の場所に再対応付け(remap)する。クライアントネットワークオペレータによる、SONET/SDHオーバーヘッドの専用的利用を許容しないので、これは完全には透明(transparent)ではないことに留意を要する。実際上このことは深刻な問題である。更に、キャリアネットワーク内のポインタ処理は、クライアントオペレータの信号クロック内容を乱す。このことは、地理的に離れたネットワークが、同期クロックと共に充分に透明に動作することができないことを意味する。
第3に、そのような解決手段は、実際の(又は隣接する)連結性(concatenation)を利用して、オペレータの信号をキャリアのSONET/SDH信号に対応付ける。しかしながら、実際の連結性は、SONET/SDHを利用して、(標準的な所定のSDH/SONET構造よりも高い)高帯域信号の搬送を可能にするように主に設計される。目下の要請は、別のSONET/SDH構造を利用して、あるSONET/SDH構造における信号を搬送するものであることに留意を要する。従って、この問題を解決するための要請は、別の同じ規模の構造の中のある構造に適合させること、及び当初のオーバヘッドデータのような付加的なデータを維持することである。標準的な連結サイズを利用する実際の連結性を利用することは、一般的には、実際の連結される構造の帯域の少なくとも半分近くを浪費する、というのは、総ての所望の情報を維持するために、キャリアの構造によって搬送されるオペレータの構造よりも次に最も大きなサイズである実際の連結された構造を選択する必要があるからである。
キャリアから多くの帯域が購入されるが未使用に残ることとなる過剰な準備に加えて、実際の連結は、オーバーヘッドで維持されるエラーカウントに影響する、実行される先駆的な処理を必要とし、このことはこのプロセスが充分に透明でないことを意味する。
従って、オーバーヘッドペイロード及びクロックが、オペレータの第2の地域的ネットワークにおける受信時に全く変更されずにいるという意味において、クライアントオペレータ信号を透明に処理することの可能な既存の解決手段は無い。
本手法に関し、クライアントオペレータは、それ自身の転送ネットワーク全体を構築する必要性無しに、キャリアからリースされる施設を利用することで、SONET/SDHネットワークを構築することができる。そのような施設は、SONET/SDHオーバーヘッドの専用的利用、キャリア及びクライアントネットワークオペレータクロック領域間の分離、OAMデータ通信(SONET/SDH DCN)領域の分離並びに低減された相互オペラビリティ要請を可能にする。
第1の態様では、本発明は、第1同期データフォーマットにおけるデータを、前記第1同期データフォーマットにクロック同期していない第2同期データフォーマットを用いて動作するネットワークを介して送信する方法であって:第1フォーマットのデータを、第1データフォーマットのペイロード及びオーバーヘッドの部分の内容及び位置を維持する所定の同期コンテナフォーマットにマッピングするステップ;前記第2同期データフォーマットを用いて送信するための複数の仮想的に連結されたペイロードを形成するために、前記所定の同期コンテナフォーマットにおけるデータを仮想的に連結するステップ;前記第2同期データフォーマットを用いて前記ネットワーク上で仮想的に連結されたデータを送信するステップ;前記仮想的に連結されたデータを受信するステップ;前記所定の同期コンテナフォーマットにおけるデータを復元するために仮想的に連結されたデータを結合するステップ;及び第1フォーマットにおけるデータを再構築するために逆マッピングを実行するステップ;より成る方法を提供する。
このように、対応付け(マッピング)は、第2の同期データフォーマットを利用するキャリアのネットワーク上でデータ伝送の透明性を与え、仮想的な連結性は、対応付けられた信号がキャリアのネットワーク上で帯域有効化法により搬送されることを保証する。従って、実効的には、オペレータの信号は、キャリアのSONET/SDH構築済みファイバリンク内のパイプの中で搬送される。
本手法に関し、クライアントオペレータは、それ自身の転送ネットワーク全体を構築する必要性無しに、キャリアからリースされる施設を利用することで、SONET/SDHネットワークを構築することができる。そのような施設は、SONET/SDHオーバーヘッドの専用的利用、キャリア及びクライアントネットワークオペレータクロック領域間の分離、OAMデータ通信(SONET/SDH DCN)領域の分離並びに低減された相互オペラビリティ要請を可能にする。
第1及び第2の同期データフォーマットは、双方SDH、双方SONET又は各々の一方であり得ることに留意を要する。従って、送信は、同じ同期データ規格に従う第1及び第2データフォーマットを要求しない場合でさえも、真に透明である。
本発明の第2の態様によれば、同期ディジタルネットワークのためのネットワーク要素であって:同期データを受信するように用意されるデータ入力;前記データ入力にて受信された同期データを、同期データ内に包含されるオーバーヘッド情報を失うことなしに所定の別の同期データフォーマットに対応付けるように用意されたマッパ;及び前記マッパから前記別の同期データフォーマットで受信したデータを仮想的に連結するように用意された逆マルチプレクサ;を備えるネットワーク要素が提供される。
従って、ネットワーク要素は、キャリアのリンク上での送信に備えるデータを用意することが可能である。
本発明の第3の態様によれば、同期ディジタルネットワークのためのネットワーク要素であって:同期データを受信するように用意されるデータ入力;前記データ入力で受信された同期データに含まれる仮想的に連結されたペイロードを結合するよう用意されるマルチプレクサ;及び前記マルチプレクサにより生成された結合されたペイロードを、当初のマッピングに含まれるペイロードデータが維持される所定の別の同期データフォーマットに逆マッピングするように用意された逆マッパ;を備えるネットワーク要素が提供される。
本ネットワーク要素は、一般的には、上記の本発明の第2の態様に従うネットワーク要素によって用意される。
第4の態様では、本発明は、第1フォーマットの複数の同期フレームに広がる一群の仮想的に連結されたペイロードより成る同期データ信号であって、一群の仮想的に連結されたペイロード各々は第2フォーマットの同期フレームを表現し、前記第2フォーマットの同期フレームは第3フォーマットの同期フレームに関するマッピングを有し、前記第2フレーム及び前記第3フレーム間の前記マッピングは、前記第3フォーマットの同期フレームに当初包含されるオーバーヘッド及びペイロードデータの内容及び配置を維持するように用意される同期データ信号を提供する。
この種の信号はSONET/SDHフィールドで固有である。過去に、SONET/SSDHネットワークを共に接続することは可能であったが、別のSONET/SDH信号内でSONET/SDH信号を透明に搬送することができなかった。SONET/SDHネットワークの接続は、ジッタ、クロック位相及び可能ならば2つの同期ネットワーク間の周波数差を取り扱うために、少なくとも先駆的な処理を必要とすることが理解されるであろう。これは、ネットワーク間に充分に透明な連結性を備えることを困難にする。従って、この態様による信号は、キャリアネットワークを通じる「パイプ(pipe)」の各々の端部でのノード又はネットワーク要素が、多重化、逆多重化(分離)、マッピング、及び逆マッピングの機能を実行できることだけを必要とする。これらのネットワーク要素間のネットワークは、透明性又は終端するネットワーク要素間の伝送に影響を与えずに、全体的に通常の手法でSONET/SDH信号にて動作し得る。
上述の態様及び/又は好適な特徴は、当業者に明らかに適切であるように組み合わせられ得る。
本発明による別の態様及び特徴は、添付図面に関連して本発明の具体的な実施例に関する以下の説明を参照することにより、当業者にとって一層明瞭になるであろう。
図1を参照するに、クライアントネットワークオペレータは、SONET/SDHネットワークを形成する複数のネットワーク要素2−1,2−2,2−3を有する。同じオペレータは、領域Aから地理的に離れた別のサイトに位置する複数のネットワーク要素4−1,4−2,4−3により形成される第2のSONET/SDHネットワークを有する。ネットワークオペレータは、領域A及び領域Bのネットワークを接続することを希望し、キャリアのSONET/SDHネットワーク6上で2つのネットワークを相互接続するために、キャリアとの契約に加入する。
領域A及び領域Bのネットワーク間の信号は、パイプ8として共通に可視化され言及されるものにおけるキャリアのネットワーク6を通じて透明に搬送される。従って、そのパイプを通じて転送されるデータは、変更されていないペイロード、クロック内容及びオーバーヘッドと共に伝送される。このことは、領域A及び領域Bのネットワークが、クロック同期を有すること及びダークファイバ上であたかも直接的に接続されるように動作することを可能にする。しかしながら、クライアントネットワークオペレータは、専用化されたファイバの容量総てを必要としないので、そのネットワーク6を介するリンクのコストはダークファイバのものよりも顕著に低い。
当然に、クライアントネットワークオペレータが、専用化されるファイバの帯域総てを利用し得る程度に充分に大きいならば、そのダークファイバの選択肢はその特殊な場合には経済的であり得ることが、理解されるであろう。
図2を参照するに、領域Aのネットワークでの信号は、領域Bのネットワークに伝送される前に処理される、或いはその逆もなされる。
処理は、専用ネットワークにて実行される又は既存の要素の不可欠な部分を形成する。説明の便宜上、オペレータ領域Aのネットワーク要素2−1は、送信前に事前処理ステップを実行し、領域Bのネットワーク要素4−1は、受信後に事後処理ステップを実行することが想定される。実際には、データ通信は双方向となる傾向にあり、従って結果的にネットワーク6内に2つのパイプが存在し、ネットワーク2−1,4−1は事前の及び事後の処理機能双方を実行するであろうことが、理解されるであろう。これらの機能も、領域A及び領域Bのネットワーク内の別のネットワーク要素に分散され得る。
図2に戻って、同期データは、入力10にて領域Aのネットワークにおける別の場所からSONET又はSDHフォーマットで受信される。好ましくは、B1,B2のパリティコード(及びSONETにおけるそれらの等価物)は、その入力にて監視される(ステップ12)。次のステップ(14)では、SONET/SDH信号は、当初信号のペイロード、オーバーヘッド及びクロック内容を維持する方式で、別のSONET/SDHフレーム構造に対応付けられる。適切な対応付け(マッピング)は、同一人に譲渡される係属中の1999年7月8日付出願の米国特許出願番号09/349,087号に開示されている。また、この出願の内容は、2001年1月10日付公開済み欧州特許出願番号00305782.5号によって公開されている。これらの文献の開示内容は本願の参考に供される。
ステップ16では、対応付けられた信号が、仮想的に連結されたペイロードを形成するために逆多重化される。これは、対応付けられる構造が、キャリアネットワーク6のパイプ内で使用されるSONET/SDH信号の標準サイズのペイロードに一層効率的に適合することを可能にする。
仮想的連結の規格は、以下の規格文書ITU−T G.803に述べられている;“Architecture of transport networks based on the synchronous digital hierarchy(SDH)”,ITU−T G.707;“Network Node Interface for the Synchronous Digital Hierarchy(SDH)”,ITU−T G.783;“Characteristics of Synchronous Digital Hierarchy(SDH) Equipment Functional Blocks”,ANSI T1.105;“Synchronous Optical Network(SONET) Basic Description including Multiplex Structure,Rates and Formats”,ANSI T1−105.02;“Synchronous Optical Network(SONET)−Payload Mappings”,and ETSI EN 300 417−9−1;“Transmission and Multiplexing(TM) Generic requirements of transport functionality of equipment Part 9:Synchronous Digital Hierarchy(SDH) concatenated path layer functions.Subpart 1:Requirements”。
一般的原理は、到来する信号を、(SDH用語における)複数の仮想的なコンテナ(に分割し、これら仮想的なコンテナ内に、当初のフレーム構造の身元及びその当初の構造でのコンテの順序に関する情報を含めることである。このデータは例えば高次の仮想的コンテナ経路トレースバイト(J1)又はSONETにおける同等物内に位置付けられる。これらラベル付けされた仮想的コンテナは、その後に、通常のSDHペイロードにて分配され、通常のスイッチを通じて交換される。
受信端では、受信するネットワーク要素は、使用される仮想連結法を知る必要があり、それらが受信されると仮想的コンテナを保持し、それらを再編成し、それらを当初のフレーム構造に結合する。この技法は、標準的なSDH/SONET構造(帯域に関する比較的粗い分解度を有するものと理解される)を利用して、帯域の微細な分解度調整を可能にする。仮想連結を利用する利用可能な帯域の具体例は、以下のテーブルに与えられる:
表1
Figure 0004044038
本発明における、効率的な帯域利用に至るための仮想的連結に続く、ペイロードのクロック内容を包含する信号の完全性を維持するためのマッピングの結合は、過剰な設備や帯域の浪費なしに、SONET/SDH接続でのパイプ内のSONET/SDH信号に関する所望の透明な搬送をもたらす。
再び図2を参照するに、仮想的に連結されたペイロードは、キャリアネットワーク6を介して伝送され(ステップ18)、その後に、領域Bのネットワーク内のネットワーク要素(この例では、ネットワーク要素4−1)にて受信される。
受信時に、仮想的に連結されたペイロードは、結合され(ステップ20)、当初のデータ構造を復元するために逆マッピングされる(ステップ22)。クライアント信号B1/B2パリティ信号は監視され(ステップ24)、再構築された信号は出力26から出力される。従って、入力10における信号と出力26における信号は等しくなる。これらのステップは、同一人に譲受される係属中の米国特許出願09/349,087の教示するものに従って実行される。
理解されるであろうことは、多くの様々なマッピングプロトコルが使用されること、及び、本質的な条件は、クロック内容及びオーバーヘッドがマッピングで維持され且つ逆マッピングを利用して抽出され得る意味において、信号が透明にマッピングされることである。
「フレーム」なる用語は、SONET/SDHフレームに関連することが理解されるであろう。
本発明の重要な利点は、上述した仮想的連結及びマッピング法を用いてSONET/SDHネットワーク間に伝送プロトコルを設けることによって、地理的に離れたネットワークセグメントを透明なパイプを用いて接続する特殊な設備を設ける必要がないことに留意を要する。
キャリアSONET/SDHネットワークにより相互接続された2つの地域的SONET/SDHネットワークの概略的ブロック図である。 キャリアSONET/SDHネットワーク上でデータを送信する及び受信するのに包含される機能的ステップを示すブロック図である。

Claims (7)

  1. 第1同期データフォーマットにおけるデータを、前記第1同期データフォーマットにクロック同期していない第2同期データフォーマットを用いて動作するキャリアのネットワークを介して送信する方法であって:
    (a) 第1フォーマットのデータを、第1データフォーマットのペイロード並びにオーバーヘッドの部分の内容及び位置を維持する所定の同期コンテナフォーマットにマッピングするステップ;
    (b) 前記第2同期データフォーマットを用いて送信するための複数の仮想的に連結されたペイロードを形成するために、前記所定の同期コンテナフォーマットにおけるデータを仮想的に連結するステップ;及び
    (c) 前記第2同期データフォーマットを用いて前記キャリアのネットワーク上で仮想的に連結されたデータを送信するステップ;
    をあるオペレータが運用する送信元ネットワーク内のネットワーク装置で実行し、(d)
    前記仮想的に連結されたデータを受信するステップ;
    (e) 前記所定の同期コンテナフォーマットにおけるデータを復元するために仮想的に連結されたデータを結合するステップ;及び
    (f) 第1フォーマットにおけるデータを逆マッピングし、前記第1データフォーマットのペイロード並びにオーバーヘッドの部分の内容及び位置の維持されたデータを再構築するステップ;
    を前記オペレータが運用する送信先ネットワーク内のネットワーク装置で実行するようにした方法。
  2. 前記第1同期データフォーマットが、レベルNのSDH同期転送モジュール(STM)であり、前記所定の同期コンテナフォーマットが、SDH C−4(N+1)c4隣接的連結コンテナであり、仮想的に連結されたデータが複数のVC−4(N+1)vペイロードとして送信されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 前記第1同期データフォーマットが、レベルNのSONET同期転送信号(STS)フレームであり、前記所定の同期コンテナフォーマットが、SONET STS−(N+1)c隣接的連結コンテナであり、仮想的に連結されたデータが複数のSTS−3c−(N+1)vペイロードとして送信されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 前記第1同期データフォーマットが、SONET同期転送信号(STS)フレームであり、前記所定の同期コンテナフォーマットが、SDH隣接的連結コンテナであり、仮想的に連結されたデータが複数SDH仮想的連結ペイロードとして送信されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  5. 前記第1同期データフォーマットが、SDH同期転送モジュール(STM)フレームであり、前記所定の同期コンテナフォーマットが、SONET隣接的連結コンテナであり、仮想的に連結されたデータが複数のSONET仮想的連結ペイロードとして送信されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  6. 前記所定の同期コンテナフォーマットが、前記第2同期データフォーマットとクロック同期することを特徴とする請求項1記載の方法。
  7. ファイバ形式のテレコミュニケーションネットワークで同期ディジタルデータを搬送する方法であって、前記同期ディジタルデータのエンコードに使用されるエンコード規格が、SONET及びSDHを含む一群のエンコード規格から選択され、当該方法は:
    (a) 複数の当初のフレームとして徐々に同期データを受信するステップ;
    (b) 当初の各々のフレームを、SONET及びSDH規格を含む群から選択された規格に従って構築される各々マッピングされたフレームのペイロードにマッピングするステップであって、当初の各々のフレームのオーバーヘッド及びペイロード部分を記録するステップ;
    (c) マッピングされたフレーム各々を複数のコンテナに分割すること、前記コンテナの各々にマッピングされたフレーム各自の身元を記録すること、及び複数の同期フレームのペイロード領域に前記コンテナを分散することによって、マッピングされたフレーム各々を仮想的に連結するステップ;及び
    (d) 前記テレコミュニケーションネットワーク上で、仮想的に連結されたマッピングされたフレームを複数の同期フレームとして送信するステップ;
    をあるオペレータが運用する送信元ネットワーク内のネットワーク装置で実行し、
    (e) 前記同期フレームを受信するステップ;
    (f) 前記同期フレームから前記コンテナを抽出し、記録された身元を読み取ることによって、マッピングされたフレームを再編成するステップ;及び
    (g) 前記ペイロード及びオーバーヘッド部分を含む当初のフレームを、各自のマッピングされたフレームから復元するために逆マッピングを実行するステップ;
    を前記オペレータが運用する送信先ネットワーク内のネットワーク装置で実行し、
    前記同期データが、当初のフレームのペイロード又はオーバーヘッド部分を変更することなしにテレコミュニケーションネットワーク上で搬送されることを特徴とする方法。
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