JP4252999B2 - イーサネットワーク信号の障害に対する救済を可能とするｓｄｈ伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、イーサネットワークとＳＤＨ(同期デジタルハイアラーキ) ／ＳＯＮＥＴ(同期光ネットワーク)ネットワークの複合型ネットワークに関する。特に、イーサネットワークとＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークの接続箇所におけるイーサネットワーク信号の障害に対する救済を可能とするＳＤＨ伝送装置に関する。

近年のネットワークはＩＰネットワークが主流と考えられる。ある事業所において、ＩＰネットワークであるイーサネットワークが構築され、更に遠隔地にある事業所のイーサネットワークが構築されている。

かかる場合、前記事業者間を接続する通信は、回線品質の高いネットワークであるＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークで行われるネットワーク構成が一般的である。

図１は、かかるイーサネットワークI、II間をＳＤＨネットワークIIIで接続する複合型のネットワーク構成例である。

図１において、イーサネットワークI、IIとＳＤＨネットワークIIIとの間は、ルータＲ１，Ｒ２を通して接続されている。ここで、イーサネットワークＩのルータＲ１とＳＤＨネットワークIIIのＳＤＨ装置１０１との間でのイーサネットワーク信号の障害Ｘが発生した場合を考える。

かかる場合、障害発生前のルートＡは、ルータＲ１、ＳＤＨ装置１０４,１０３及びルータＲ２を通る経路である。そして、前記障害Ｘが発生すると、前記ルートＡを通しては通信が行えないことになる。

したがって、従来システムでは、ルートＡと異なるルートを迂回ルートとする。例えば、図１において、イーサネットワークＩの別のルータＲ３を経由する、即ち、ルータＲ３、ＳＤＨ装置１０２,１０３及びルータＲ２を通る経路を迂回ルートＢとして、通信を確保することが一般的である。

しかし、かかるイーサネットワーク信号の障害を検出し、ルータのルーティング機能により別ルートを設定して救済する方法では救済までの時間が長いという問題がある。

また、公開された技術として、予め予備回線を用意して現用回線と同一の信号を流しておく技術が知られている(例えば、特許文献１参照)。

すなわち、特許文献１に記載される技術では、ＳＤＨネットワークにおける回線保護機能をイーサネットワーク回線に適用している。そのための条件として現用回線と予備回線に同一の信号(同一の伝送レート)を流しておくことを前提としている。

したがって、特許文献１に記載される技術では、ルータ、ＳＤＨ 装置の双方に現用回線と予備回線の切替のための機能を追加する必要がある。

また、別の技術として、イーサネットワーク信号障害の情報を転送する技術が知られている（特許文献２）。しかし、かかる特許文献２では、警報転送機能がどのように実現されているかについては具体的な記述が無い。

一般的な方法としてはパスオーバヘッドに、イーサネットワーク信号障害情報を付加する方法が考えられる。そして、特許文献２に記載の技術は、これらの警報、またはＳＤＨのアラーム情報をみてＬＩＮＫ(リンク)ダウンの制御を行うことを目的としている。

しかし、この特許文献２に記載の技術では、イーサネットワーク信号障害情報は、パススイッチ切替対象アラームではない。したがって、本願発明の対象とするイーサネットワークとＳＤＨ(同期デジタルハイアラーキ) ／ＳＯＮＥＴ(同期光ネットワーク)ネットワークの複合型ネットワークに適用することができない。
特開２００３-１３４０７４号公報 特開２００３−１１０５８５号公報

上記に鑑みて、本発明の目的は、イーサネットワークとＳＤＨ(同期デジタルハイアラーキ) ／ＳＯＮＥＴ(同期光ネットワーク)ネットワークの複合型ネットワークにおいて、既存のネットワーク機能を変更することなく、イーサネットワークパス障害に対する救済時間を短縮し、伝送容量の効率化を実現するネットワーク障害に対する救済を可能とするＳＤＨ伝送装置を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明に従うイーサネットワーク間をＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークにより接続する複合ネットワークにおける前記ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークを構成するＳＤＨ装置の第１の態様は、現用系と予備系のパスと、前記現用系と予備系のパスを切り替えるパススイッチ部を有し、前記現用糸と予備系のパスの各々は、イーサネットワーク信号を、ルータを通して受信し、前記イーサネットワーク信号の障害を検知するアラーム検出部と、前記イーサネットワーク信号をＳＤＨ信号に変換し、またＳＤＨ信号をイーサネットワーク信号に変換する変換部と、前記アラーム検出部で障害が検出されるとき、前記変換部で変換されたＳＤＨ信号にアラーム信号の挿入指示を出力するパススイッチ制御部と、前記パススイッチ制御部によるアラーム信号の挿入指示に基づき、前記ＳＤＨ信号にアラーム信号を挿入するアラーム挿入部と、前記アラーム挿入部からのＳＤＨ信号に挿入されたアラーム信号を検知し、パスを予備側の系に切り替えるパススイッチ部を有することを特徴とする。

さらに、上記の目的を達成する本発明に従うＳＤＨ装置の第２の態様は、第１の態様において、前記アラーム信号の挿入は、前記ＳＤＨ信号のフォーマットのヘッダ部のＡＵ−４ＰＴＲバイトを、全ビット“１”にセットすることにより行うことを特徴とする。

さらに、上記の目的を達成する本発明に従うＳＤＨ装置の第３の態様は、第１の態様において、前記アラーム検出部で検出されるイーサネットワーク信号の障害は、光信号であるイーサネットワーク信号の入力断、イーサネットワーク信号のキャリア信号の入力断または、イーサネットワークがリンク未確立状態である場合であることを特徴とする。

上記の目的を達成する本発明に従うＳＤＨ装置の第４の態様は、第１の態様において、前記パススイッチ制御部は、入力されるイーサネットワーク信号のパフォーマンスが所定状態であると判定したとき、前記アラーム信号の挿入指示を行うことを特徴とする。

また、上記の目的を達成する本発明に従うＳＤＨ装置の第５の態様は、第４の態様において、前記パススイッチ制御部は、前記イーサネットワーク信号のエラーパケット数が所定値を超えるときに、前記イーサネットワーク信号のパフォーマンスが所定状態であると判定することを特徴とする。

さらに、上記の目的を達成する本発明に従うＳＤＨ装置の第６の態様は、第１の態様において、前記現用系と予備系のパスの各々は、前記ルータの異なるポートに接続され、前記パススイッチ部によりパスの切り替えが行われるとき、非選択となった側の系のパスにおける、ＳＤＨ信号から変換されたイーサネットワーク信号の前記ルータへの送出を停止することを特徴とする。

本発明の特徴は、以下に図面に従い、説明される発明の実施の形態例から更に明らかになる。

以下図面に従い、本発明の実施の形態例を説明する。なお、図に示す実施の形態例は本発明の説明のためのものであって、本発明の技術的範囲がこれらに限定されるものではない。

図２は、本発明の第１の実施例概念図であり、本発明に従うＳＤＨ装置のイーサネットワーク・パススイッチ保護機能を実現する機能部のみを示している。

ＳＤＨ装置のイーサネットワーク・パススイッチ保護機能に対応する機能部１０は、一対のアラーム検出(ＡＬＭ ＤＥＴ)部１１−１，１１−２の各々は、イーサネットワークＩのルータＲ１のポート＃１、＃２に接続されている。

アラーム検出(ＡＬＭ ＤＥＴ)部１１−１，１１−２は、イーサネットワーク信号抽出（ＥＯＳ：Ethernet Over Sdh）部１２−１，１２−２を通してＡＩＳ信号挿入部１４に接続される。

ルータＲ１のポート＃１からの信号を受けるアラーム検出(ＡＬＭ ＤＥＴ)部１１−１は、ルータＲ１から送られるイーサネットワーク信号の障害を検出する機能を有している。ここで、イーサネットワーク信号の障害として、次に示す様な状態がある。

ＬＯＳ（Loss Of Signal）：光信号の入力断
ＬＯＣ(Los Of Carrier)：イーサネットワークのキャリア信号入力断
ＬＩＮＫＦＡＩＬ(Link Failure)：イーサネットワークのリンク未確立状態（オートネゴシエーションの失敗も含む）
イーサネットワーク信号抽出（ＥＯＳ：Ethernet Over Sdh）部１２−１，１２−２は、イーサネットワーク信号をＳＤＨのパスに収容し、反対に、ＳＤＨのパスからイーサネットワークの信号を抽出する機能を有する。

アラーム検出部１１−１で、前記のイーサネットワーク信号障害を検出すると、パススイッチ制御部（ＰＳＷ ＣＯＮＴＲＯＬ）１３に、この障害の検出事実が通知される。

パススイッチ制御部１３はイーサネットワークのアラーム検出が通知されると、パススイッチ制御部１３内の図示しないＣＰＵに障害検出を伝達する。次いで、このＣＰＵにより所定のソフトウェアに従って、発生した障害の位置から、どこにＡＩＳ(アラーム識別信号)を入れるべきかを決定する。

そして、ＳＤＨアラーム挿入(ＡＬＭ ＩＮＳ)部１４に伝達され、ここでＡＩＳが該当パスの双方向に対し挿入される。

このＡＩＳの挿入は、例えば、ＳＴＭ１フレームのＶＣ−４のＡＵ−４ＰＴＲのバイトをall “１”とすることにより行われる。

図３は、ＩＴＵ−Ｔ，Ｇ７０７のＳＴＭ１フレームのＶＣ−４構成を示す図である。ＶＣ−４構成は、図３に示すように、１３９，２６４ビット／秒の信号がマッピングされる。ペイロードとして９行１バイトのパスオーバヘッド（ＰＯＨ）と、９行×２６０列バイトのブロックを有する。

さらに、９バイト×９行のオーバヘッドを有し、所定のバイトＡＵ＿４ＰＴＲをall“１”に設定することにより前記のＡＩＳ（ＡＵ−ＡＩＳ信号）とする。

このＡＵ−ＡＩＳ信号は、信号元(ここではイーサネットワーク回線)で障害が発生したことを次の装置に通知する機能を有する。

したがって、ＳＤＨアラーム挿入(ＡＬＭ ＩＮＳ)部１４で挿入されたＡＵ−ＡＩＳ信号は、パススイッチ（ＰＳＷ）１５に対し、障害を通知し、パスの切替を指示する。

パススイッチ（ＰＳＷ）１５は、ＡＵ−ＡＩＳ信号を受けるとアラームの無いパスの方に切り替わる。これにより、ルータＲ１のポート＃２とアラーム検出部１１-２との予備パスが現用パスとして切り替えられる。したがって、ルータＲ１とＳＤＨ装置１０１間の障害が救済され、通信が継続される。

この様に本発明では、回線品質の高いネットワークを提供しているＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ方式によってイーサネットワーク信号障害を救済するものであり、イーサネットワークの回線品質の向上を行い、更に効率的なネットワーク構成を実現することが可能である。

図４は、本発明の実施例動作の具体例を説明する図であり、図５は図４に対応する動作フロー図である。また、図４において、ルータＲ１のポート＃１と接続する側を現用系として各機能部を示しているが、対応するルータＲ１のポート＃２と接続する側の図示省略された同一の機能部が予備系として備えられている。

図４において、ルータＲ１のポート＃１とＳＤＨ装置１０１の経路が、現用回線として正常状態にある時（ステップＳ１：図５）、イーサネットワーク信号障害Ｘが発生すると、アラーム検出部１１−１で当該障害が検出される（ステップＳ２）。

この障害検出の事実がパススイッチ制御部１３に通知される（ステップＳ３）。一方、イーサネットワーク信号がイーサネットワーク信号抽出（ＥＯＳ）部１２−１に送られる（ステップＳ４）。

ＥＯＳ部１２−１では、図３に示したように、イーサネットワーク信号に１バイト×９行のＰＯＨを付加してＳＤＨフレームのペイロードを生成してＳＤＨアラーム（ＡＩＳ）挿入部１４−１に送る（ステップＳ５）。

パススイッチ制御部１３は、上記したようにアラーム検出部１１−１から障害検出が通知されると、ＡＩＳ挿入部１４−１に対しＡＩＳを挿入するように制御を行う（ステップＳ６）。

したがって、ＡＩＳ挿入部１４−１は、ＥＯＳ部１２−１から送られるＳＤＨ信号のＡＵ−４ＰＴＲ部の９バイト分を全て“１”に設定して、パススイッチ（ＰＳＷ）部１５に送る（ステップＳ７）。

ＰＳＷ部１５は、ＳＤＨ信号のＡＵ−４ＰＴＲ部の９バイト分の全てが“１”に設定されていることを検知して、パスを反対側に切り替え、その旨をＰＳＷ制御部１３に通知する（ステップＳ８）。

ＰＳＷ制御部１３は、パス切り替えの実行を通知されると、パススイッチの方向に連動し、イーサネットワーク側へのパケットの送信を停止にする。これによりルータＲ１への負担が軽減される。すなわち、ＰＳＷ部１５の向きに対応してアラーム検出部１１の信号送受切替部１６−１、１６-２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う（ステップＳ１０）。

上記のようにして、現用側と予備系が切り替えられて、通信の継続が可能である。

図６は、本発明の第２の実施例を示すＳＤＨ装置の構成例を示す。特徴として図２の実施例構成に対し、アラーム検出部１１-１,１-２において、更にパフォーマンスの監視を行う機能を有している。

アラーム検出部１１-１,１-２において、イーサネットワーク信号障害検出は図４において動作を説明したと同様であるが、更に、パフォーマンスについての監視機能を有している。

このパフォーマンスの監視の内容は基本的に以下のような機能をサポートする。

ＩＮＦＲＡＭＥカウント・・・入力されたパケットの数の監視
ＯＵＴＦＲＡＭＥカウント・・・出力されたパケットの数の監視
ＩＮ ＥＲＲ ＦＲＡＭＥカウント・・・入力されたエラーパケット数の監視
ＯＵＴ ＥＲＲ ＦＲＡＭＥカウント・・・出力されたエラーパケットの数
その他サービスに応じてパフォーマンス項目は異なる。

アラーム検出部１１−１、１１−２でイーサネットワーク信号のパフォーマンス(例えば、エラー回数)を監視する。この監視されるエラー回数がパフォーマンスデータとしてパススイッチ制御部１３に送られる。

パススイッチ制御部１３では、収集された２つのイーサネットワークライン(ルータＲ１のポート＃１、＃２に接続される線路)のパフォーマンスの状態(例えば、エラー回数)を比較し、状態の良い方を選択する。

パススイッチ制御部１３は、パフォーマンス状態の悪い方のパスを決定し、アラーム挿入部１４に伝達し、ここでＡＩＳが挿入される。ＡＩＳが挿入されると、ＰＳＷ部１５において回線がアラームの無いパスの方に切り替わる。

ここで、ＡＩＳを挿入する方法は、図２において説明したと同様に行われる。

パフォーマンスによる切替を更に具体例で説明する。

１）エラーパケットが、全受信パケット中に３０％以上発生した場合には、現用信号にＡＩＳ挿入部１４でＡＩＳを挿入し、ＰＳＷ部１５で、予備系に切り替える（ただし、予備系が正常である場合に限る）。

尚、切替を実行するエラー割合は任意に決定できる。

２）現用と予備回線で２４時間毎にエラーパケットの数を比較する。そして、エラーが少ない回線の方に切替を実施する。

（障害検知による切替は、即切替実行であるが、パフォーマンスによる切替は、ネットワーク設計／品質の考え方によりユーザー独自に設定が可能である。）
等が考えられる。

図７は、更に別の実施の形態例を示す図である。図７の実施の形態例の特徴は、図２において説明した実施の形態例との比較において、カプラ１６−１、１６-２を備えている点にある。すなわち、ルータＲ１とＳＤＨ装置１０１間の信号をカプラ１６−１、１６-２で分岐／合波を行う構成である。

かかる構成によりルータＲ１側のポートの使用数を少なくすることが出来る。

図７において、カプラ１６−１で２分岐された信号のそれぞれに対し、ＳＤＨ装置１０１において、アラーム検出部１１−１，１１−２でアラーム監視／パフォーマンスの監視を行う。そして、障害あるいは品質の劣化があった場合には、先の実施の形態例と同様に障害の無いあるいは品質のより良い方の信号に対応するべくＰＳＷ部１５においてパス切替が行われる。

かかる実施の形態例は、特に伝送路（光ファイバー等）の劣化、障害を救済する目的にかなっている。

また、ＰＳＷ部１５で選択していないラインは、先の実施の形態例と同様に、ＳＤＨ装置側からルータに伝送されるラインの出力を断にし、カプラ１６−１、１６−２の入力を損失（ＬＯＳ）に見せることで、切替保護を与えることができる。

上記に実施の形態例を説明したように、本発明により、空き回線を予備系として使用することで、現在の構成を変更することなく、冗長構成に出来るため追加の設備投資にかかる費用を抑えることが出来る。したがって、産業上寄与するところ大である。

また、本発明により、次のような効果が得られる。

１）イーサネットワーク信号の障害発生から、救済されるまでの時間を秒単位の救済から、ミリ秒単位まで短縮することが可能である。

２)既存のＳＤＨ機能を使う為、そのままソフト変更だけで、イーサネットワークのプロテクションを実行でき安価とすることができる。

３)ＰＭ監視による保守が可能となり,定常状態での回線品質及び信頼度が向上することが可能である。

４)イーサネットワーク２本分の信号を、ＰＳＷで一本に集約しているため、ＳＤＨ装置側のパス容量を半分に抑えることが可能である。これによりネットワークの利用効率が向上する。

５)ＳＤＨ装置−イーサネットワーク間の現用／予備信号を同じ伝送レートで構成する必要が無い。例えば、現用系を１Ｇイーサネットワーク、予備系をファーストイーサとすることが可能である。

イーサネットワークI、II間をＳＤＨネットワークIIIで接続する複合型のネットワーク構成例である。 本発明の第１の実施例概念図である。 ＩＴＵ−Ｔ，Ｇ７０７のＳＴＭ１フレームのＶＣ−４構成を示す図である。 本発明の実施例動作の具体例を説明する図である。 図４に対応する動作フロー図である。 本発明の第２の実施例を示すＳＤＨ装置の構成例を示す図である。 更に別の実施の形態例を示す図である。

Claims (7)

1. イーサネットワーク間をＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークにより接続する複合ネットワークにおける前記ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークを構成するＳＤＨ装置であって、
   現用系と予備系のパスと、
   前記現用系と予備系のパスを切り替えるパススイッチ部を有し、
   前記現用糸と予備系のパスの各々は、
   イーサネットワーク信号を、ルータを通して受信し、前記イーサネットワーク信号の障害を検知するアラーム検出部と、
   前記イーサネットワーク信号をＳＤＨ信号に変換し、またＳＤＨ信号をイーサネットワーク信号に変換する変換部と、
   前記アラーム検出部で障害が検出されるとき、前記変換部で変換されたＳＤＨ信号にアラーム信号の挿入指示を出力するパススイッチ制御部と、
   前記パススイッチ制御部によるアラーム信号の挿入指示に基づき、前記ＳＤＨ信号にアラーム信号を挿入するアラーム挿入部と、
   前記アラーム挿入部からのＳＤＨ信号に挿入されたアラーム信号を検知し、パスを予備側の系に切り替えるパススイッチ部を
   有することを特徴とするＳＤＨ装置。
2. 請求項１において、
   前記アラーム信号の挿入は、前記ＳＤＨ信号のフォーマットのヘッダ部のＡＵ−４ＰＴＲバイトを、全ビット“１”にセットすることにより行うことを特徴とするＳＤＨ装置。
3. 請求項１において、
   前記アラーム検出部で検出されるイーサネットワーク信号の障害は、光信号であるイーサネットワーク信号の入力断、イーサネットワーク信号のキャリア信号の入力断または、イーサネットワークがリンク未確立状態である場合であることを特徴とするＳＤＨ装置。
4. 請求項１において、
   前記パススイッチ制御部は、入力されるイーサネットワーク信号のパフォーマンスが所定状態であると判定したとき、前記アラーム信号の挿入指示を行うことを特徴とするＳＤＨ装置。
5. 請求項４において、
   前記パススイッチ制御部は、前記イーサネットワーク信号のエラーパケット数が所定値を超えるときに、前記イーサネットワーク信号のパフォーマンスが所定状態であると判定することを特徴とするＳＤＨ装置。
6. 請求項１において、
   前記現用系と予備系のパスの各々は、前記ルータの異なるポートに接続され、
   前記パススイッチ部によりパスの切り替えが行われるとき、非選択となった側の系のパスにおける、ＳＤＨ信号から変換されたイーサネットワーク信号の前記ルータへの送出を停止することを特徴とするＳＤＨ装置。
7. イーサネットワーク間をＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークにより接続する複合ネットワークであって、
   前記ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークを構成するＳＤＨ装置と前記イーサネットワークに接続されるルータを通して前記イーサネットワークとＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークを接続し、
   前記ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴネットワークを構成するＳＤＨ装置に、
   現用系と予備系のパスと、
   前記現用系と予備系のパスを切り替えるパススイッチ部を備え、
   前記現用糸と予備系のパスの各々は、
   イーサネットワーク信号を、ルータを通して受信し、前記イーサネットワーク信号の障害を検知するアラーム検出部と、
   前記イーサネットワーク信号をＳＤＨ信号に変換し、またＳＤＨ信号をイーサネットワーク信号に変換する変換部と、
   前記アラーム検出部で障害が検出されるとき、前記変換部で変換されたＳＤＨ信号にアラーム信号の挿入指示を出力するパススイッチ制御部と、
   前記パススイッチ制御部によるアラーム信号の挿入指示に基づき、前記ＳＤＨ信号にアラーム信号を挿入するアラーム挿入部と、
   前記アラーム挿入部からのＳＤＨ信号に挿入されたアラーム信号を検知し、パスを予備側の系に切り替えるパススイッチ部を
   有することを特徴とする複合ネットワーク。

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