JP4372104B2 - 予備伝送パス予約方法 - Google Patents

Description

この発明は基幹網などに適用される伝送システムに用いられる予備伝送パス予約方法に関する。特にこの発明は、全光ネットワークとして知られる光伝送システムにおける伝送パスの障害からの保護（プロテクション）技術に関する。

近年の情報伝送システムでは複数のノードをリンクを介してメッシュ状に接続し、メッシュネットワークを形成することが多い。メッシュネットワークの伝送リソースを複数の通信パスに割り付けるには、ルーティングアルゴリズムによる最適ルート検索の手法が従来から適用されている。近年では、ノードにおいて光信号を電気信号に変換すること無く光のまま、波長変換も行わずにトランスペアレントに伝送するネットワークが注目されている。この種のネットワークは全光ネットワークと称され、リンク上に複数の論理的な帯域を設けることができる。

この種のネットワークにおいて、各伝送パスは、それぞれの伝送パスに対応して設定される予備伝送パスを用いて障害から保護される。各予備伝送パスが伝送パスごとに専用に割り付けられるDedicated Protection方式は、全ての予備伝送パスに対応する伝送帯域をネットワークの中に確保しなければならず、伝送帯域の使用効率のうえで困難がある。この方式に対し、各予備伝送パスが伝送帯域を共有するShared Protection方式は、帯域使用効率の点において、より優れている。
下記特許文献１に、伝送システムにおけるパスプロテクション方法が開示される。しかしながらこの文献は全光ネットワークを対象とするものではない。
特開２００３−２５８８５１号公報

Shared Protection方式では、すなわち複数本の予備伝送パスが同じ伝送帯域を（競合して）予約し、障害発生時にその内の１本がその伝送帯域を使用する。ただしノード障害では、単一ノード障害に対応する複数本の予備伝送パスの間においては、使用する伝送帯域に競合があった場合プロテクションが機能として成り立たなくなるため、予約競合があってはならない。ノード障害に対するプロテクションを実現するためには、この使用伝送帯域の予約競合を回避する機構を備える必要がある。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、ノード障害に備えた予備伝送パスを、帯域の競合無しに予約できるようにした予備伝送パス予約方法を提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、複数の伝送帯域の多重されるリンクを介して複数のノードをメッシュ状に接続した全光ネットワーク内にトランスペアレントに形成される光伝送パスのそれぞれにつき、障害ノードを回避するための予備伝送パスを、複数の予備伝送パスが前記伝送帯域を共有する方式により予め予約する予備伝送パス予約方法であって、前記全光ネットワーク内に前記ノード障害の発生する前に、前記複数のノードを順次障害想定ノードと仮定する第１の手順と、この第１の手順において想定された障害想定ノードに隣接する隣接ノードのそれぞれが、当該隣接ノードを始点とし前記障害想定ノードを経由する光伝送パスについての予備伝送パスを順次個別に予約する第２の手順と、全てのノードが前記第１の手順において前記障害想定ノードと仮定され、その隣接ノードの全てが前記予備伝送パスの予約を完了するまで前記第１および第２の手順を繰り返す第３の手順とを具備し、前記第２の手順において、経路の長い予備伝送パスから順に予約することを特徴とする予備伝送パス予約方法が提供される。

このような手段を講じることにより、「あるノードの障害に対応する複数本の予備伝送パスを１本ずつ順次（シーケンシャル）に、使用伝送帯域に競合が発生しない様に決めて、（事前）予約する機構」が、伝送システムに備えられる。事前に予備伝送パスを予約することを通じてShared Protection方式を適用することができるようになり、また障害発生時のプロテクション実行時間を短縮してプロテクション対象伝送パスを通るトラフィックに対する影響を軽減することが可能になる。

この発明によれば、ノード障害に備えた予備伝送パスを、帯域の競合無しに予約できるようにした予備伝送パス予約方法を提供することができる。

以下、図面を参照してノード障害対応プロテクションにおける予備伝送パスの伝送帯域の予約競合回避につき説明する。図１は、この発明の実施の形態において想定するネットワークの例を示す図である。図１に示すように４つのノード１〜４がメッシュ状に接続される。ノードｉの障害想定に対して、始点ノードをｊ、終点ノードをｋとする予備伝送パスｒijkにより障害を回避されるプロテクション対象伝送パスをＲijkとする。表１に、図１のネットワークにおいてプロテクション対象となる伝送パスＲijkと、予備伝送パスｒijkの経路の例を示す。なお表１では、プロテクション対象伝送パスについてフルメッシュ接続設定を仮定する。

［第１の実施形態］
図２は、この発明の第１の実施形態における予備伝送パス予約シーケンスの一例を示す図である。図２においてｍxyは予備伝送パス予約制御メッセージを示し、予備伝送パスの予約を要求するメッセージである。この実施形態では、表１に経路を示す予備伝送パスを図２の工程で順次予約する。図２において、まずノード１からノード２に予備伝送パス予約制御メッセージｍ1aを送信する。これを受けたノード２はｒ123とｒ124をそれぞれ予約し、その手順が完了したのちにノード３に向けｍ1bを送信する。以上の手順は例えばノード１、ノード２、ノード３、ノード４から個別に開始することができ、並列処理が可能である。表２に、図２中の予備伝送パス予約制御メッセージの内容を示し、各予備伝送パスｒijkの予約シーケンスを図３に示す。

図３に示すように、例えばＲＳＶＰ−ＴＥ（ＩＥＴＦ ＲＦＣ３２０９を参照）に基づくシーケンスによれば、予約要求メッセージｍAxが始点ノードから終点ノード宛てに中間ノードを経て順次伝送され、これに対する予約確認メッセージｍBxが返送される。予約要求メッセージおよび予約確認メッセージの内容を表３に示す。

この実施形態では、予備伝送パス予約制御メッセージ内に障害想定ノードＩＤ（識別子：Identification）、予備伝送パス始点ノードＩＤリスト、および予備伝送パス終点ノードＩＤリストをそれぞれ記載するフィールドを持たせる。そして、この予備伝送パス予約制御メッセージを、障害想定ノードから第１の（隣接・始点）ノードへ渡すために、始点及び終点ノードＩＤリストには第１から最後の（隣接）ノードＩＤを順番に格納し宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある第１のノードと定める。
また予備伝送パス予約制御メッセージを第１のノードから第２のノードへ渡すために始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある第２のノードと定める手順を繰り返す。
さらに、予備伝送パス予約制御メッセージを最後のノードから障害想定ノードへ戻すために始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭要素が空のため障害想定ノードと定めるようにする。
また、予備伝送パス予約制御メッセージを渡された予備伝送パス始点ノードにおいて、始点ノードと予備伝送パス終点ノードＩＤリストの各要素とを組み合わせた予約対象予備伝送パスを順次に予約することで、障害想定ノードの単一ノード障害に対応することが可能になる。

［第２の実施形態］
図４は、この発明の第２の実施形態における予備伝送パス予約シーケンスの一例を示す図である。この実施形態では、表１に経路を示す予備伝送パスを図４の工程で順次予約する。図４の工程では、ノード１、ノード２、ノード３、ノード４、ノード１、ノード２、…というように、予備伝送パス予約制御メッセージは一定の順序に従って各ノード間を順次伝送される。図４の予備伝送パス予約制御メッセージの内容を表４に示す。各予備伝送パスの予約シーケンス、及び予約要求・予約確認メッセージの内容は図３及び表３と同様である。

この実施形態では、予備伝送パス予約制御メッセージ内に障害想定ノードＩＤリスト、予備伝送パス始点ノードＩＤリスト、および予備伝送パス終点ノードＩＤリストをそれぞれ記載するフィールドを持たせる。そして、障害想定ノードＩＤリストにはネットワーク上の各ノードＩＤを順番に格納した予備伝送パス予約制御メッセージを格納する。第１の障害想定ノードから対応する第１の（隣接・始点）ノードへ渡すために、始点及び終点ノードＩＤリストには対応する第１から最後の（隣接）ノードＩＤを順番に格納する。また、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある第１のノードと定め、対応する第１のノードから第２のノードへ渡すために始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある第２のノードと定める手順を繰り返す。

さらに、予備伝送パス予約制御メッセージを対応する最後のノードから第１の障害想定ノードへ戻すために始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭要素が空のため障害想定ノードＩＤリストの先頭にある第１の障害想定ノードと定め、第１の障害想定ノードから第２の障害想定ノードへ渡すために障害想定ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、始点及び終点ノードＩＤリストの要素を空とし、宛先ノードを障害想定ノードＩＤリストの先頭にある第２の障害想定ノードと定める。

さらに、予備伝送パス予約制御メッセージを第２の障害想定ノードから対応する第１の（隣接・始点）ノードへ渡すために始点及び終点ノードＩＤリストには対応する第１から最後の（隣接）ノードＩＤを順番に格納し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある第１のノードと定める手順を繰り返す。

さらに、予備伝送パス予約制御メッセージを対応する最後のノードから最後の障害想定ノードへ戻すために始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭要素が空のため障害想定ノードＩＤリストの先頭にある最後の障害想定ノードと定める。

このような手順により、予備伝送パス予約制御メッセージを渡された予備伝送パス始点ノードにおいて、始点ノードと予備伝送パス終点ノードＩＤリストの各要素とを組み合わせた予約対象予備伝送パスを順次に予約することができ、各障害想定ノードの複数ノード障害にも対応することが可能になる。

［第３の実施形態］
この実施形態では、表１に経路を示す予備伝送パスを図５の工程で順次予約する。すなわち各ノードは、図５に示すようなノード内ネットワークトポロジマップを記憶することによりネットワークトポロジを予め知っている。ノード内ネットワークトポロジマップは請求項４に記載のネットワークトポロジの一例である。このノード内ネットワークトポロジマップに基づいて、各ノードは予備伝送パス予約制御メッセージの送信先を決定する。

各ノードはネットワークトポロジに基づいて隣接ノードを選択し、選択された各ノードを順次予備伝送パスの始点ノードと見なし、残りのノードを終点ノードと見なし、障害想定ノードを経由禁止ノードと見なし、始点ノードから終点ノードまでの最適到達経路を検索する。図５の予備伝送パス予約制御メッセージの内容を表５に示す。各予備伝送パスの予約シーケンス及び予約要求・予約確認メッセージの内容は図３及び表３と同様である。

この実施形態では、予備伝送パス予約制御メッセージ内に障害想定ノードＩＤの情報を持ち、予備伝送パス予約制御メッセージを障害想定ノードから第１の（隣接・始点）ノードへ渡すためにネットワークトポロジと障害想定ノードＩＤと当該ノード（障害想定ノード）自身のＩＤの情報から障害想定ノードに次に隣接するノードを求めた結果である宛先ノードを第１のノードと定める。また、予備伝送パス予約制御メッセージを第１のノードから第２のノードへ渡すために、ネットワークトポロジと障害想定ノードＩＤと当該ノード（第１のノード）自身のＩＤの情報から障害想定ノードに次に隣接するノードを求めた結果である宛先ノードを第２のノードと定める手順を繰り返す。また、予備伝送パス予約制御メッセージを最後のノードから障害想定ノードへ戻すために、ネットワークトポロジと障害想定ノードＩＤと当該ノード（最後のノード）自身のＩＤの情報から障害想定ノードに次に隣接するノードを求めた結果該当がないことにより、宛先ノードを障害想定ノードと定める。このように、予備伝送パス予約制御メッセージを渡された予備伝送パス始点ノードにおいて、ネットワークトポロジと障害想定ノードＩＤと当該（始点）ノード自身のＩＤの情報から求めた障害想定ノードに隣接する他の各ノード（則ち各終点ノード）と始点ノードとを組み合わせた予約対象予備伝送パスを順次に予約し、これにより障害想定ノードの単一ノード障害に対応することが可能になる。

［第４の実施形態］
この実施形態では、表１に経路を示す予備伝送パスを図６の工程により順次予約する。図６中の予備伝送パス予約制御メッセージの内容を表６に示す。各予備伝送パスの予約シーケンス及び予約要求・予約確認メッセージの内容は図３及び表３と同様である。

この実施形態では、予備伝送パス予約制御メッセージ内に障害想定ノードＩＤ、予備伝送パス始点ノードＩＤリスト、予備伝送パス終点ノードＩＤリストの情報を持たせる。そして、予備伝送パス予約制御メッセージを障害想定ノードから第１の（隣接・始点）ノードへ渡すために、始点及び終点ノードＩＤリストには第１から最後の（隣接）ノードＩＤを順番に格納し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある第１のノードと定める。また、予備伝送パス予約制御メッセージを第１のノードから一旦障害想定ノードへ戻すために、宛先ノードを障害想定ノードと定め、障害想定ノードから第２のノードへ渡すために、始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある第２のノードと定める。また、予備伝送パス予約制御メッセージを第２のノードから一旦障害想定ノードへ戻すために、宛先ノードを障害想定ノードと定める手順を繰り返す。さらに、予備伝送パス予約制御メッセージを障害想定ノードから最後のノードへ渡すために始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある最後のノードと定める。さらに、予備伝送パス予約制御メッセージを最後のノードから障害想定ノードへ戻すために、宛先ノードを障害想定ノードと定め、（メッセージを受信した障害想定ノードにて）始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、始点ノードＩＤリストの先頭要素が空のためメッセージの送信を終了するようにする。

このような手順により、予備伝送パス予約制御メッセージを渡された予備伝送パス始点ノードにおいて始点ノードと予備伝送パス終点ノードＩＤリストの各要素とを組み合わせた予約対象予備伝送パスを順次に予約することができ、これにより障害想定ノードの単一ノード障害に対応することが可能になる。

［第５の実施形態］
この実施形態では、表１に経路を示す予備伝送パスを図７に示す工程で順次予約する。図７中の予備伝送パス予約制御メッセージの内容を表７に示す。各予備伝送パスの予約シーケンス及び予約要求・予約確認メッセージの内容は図３及び表３と同様である。

この実施形態では、予備伝送パス予約制御メッセージ内に障害想定ノードＩＤリスト、予備伝送パス始点ノードＩＤリスト、および予備伝送パス終点ノードＩＤリストの情報を持たせる。障害想定ノードＩＤリストにはネットワーク上の各ノードＩＤを順番に格納する。そして、予備伝送パス予約制御メッセージを第１の障害想定ノードから対応する第１の（隣接・始点）ノードへ渡すために、始点及び終点ノードＩＤリストには対応する第１から最後の（隣接）ノードＩＤを順番に格納し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある第１のノードと定め、対応する第１のノードから一旦第１の障害想定ノードへ戻すために、宛先ノードを障害想定ノードＩＤリストの先頭にある第１の障害想定ノードと定める。また、予備伝送パス予約制御メッセージを第１の障害想定ノードから対応する第２のノードへ渡すために始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある第２のノードと定める。また、予備伝送パス予約制御メッセージを対応する第２のノードから一旦第１の障害想定ノードへ戻すために宛先ノードを障害想定ノードＩＤリストの先頭にある第１の障害想定ノードと定める手順を繰り返す。

さらに、予備伝送パス予約制御メッセージを第１の障害想定ノードから対応する最後のノードへ渡すために始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある最後のノードと定め、対応する最後のノードから第１の障害想定ノードへ戻すために宛先ノードを障害想定ノードＩＤリストの先頭にある第１の障害想定ノードと定める。

また、予備伝送パス予約制御メッセージを第１の障害想定ノードから第２の障害想定ノードへ渡すために始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、始点ノードＩＤリストの先頭要素が空のため障害想定ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、始点及び終点ノードＩＤリストの要素を空とし、宛先ノードを障害想定ノードＩＤリストの先頭にある第２の障害想定ノードと定める。

また、予備伝送パス予約制御メッセージ第２の障害想定ノードから対応する第１の（隣接・始点）ノードへ渡すために始点及び終点ノードＩＤリストには対応する第１から最後の（隣接）ノードＩＤを順番に格納し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある第１のノードと定め、対応する第１のノードから一旦第２の障害想定ノードへ戻すために宛先ノードを障害想定ノードＩＤリストの先頭にある第２の障害想定ノードと定める手順を繰り返す。

さらに、予備伝送パス予約制御メッセージを最後の障害想定ノードから対応する最後のノードへ渡すために始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、宛先ノードを始点ノードＩＤリストの先頭にある最後のノードと定め、対応する最後のノードから最後の障害想定ノードへ戻すために宛先ノードを障害想定ノードＩＤリストの先頭にある最後の障害想定ノードと定める。

そして、メッセージを受信した最後の障害想定ノードにて始点ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、始点ノードＩＤリストの先頭要素が空のため障害想定ノードＩＤリストの先頭要素を１つ削除し、障害想定ノードＩＤリストの先頭要素が空のためメッセージの送信を終了するようにする。

このような手順により、予備伝送パス予約制御メッセージを渡された予備伝送パス始点ノードにおいて、始点ノードと予備伝送パス終点ノードＩＤリストの各要素とを組み合わせた予約対象予備伝送パスを順次予約することができ、各障害想定ノードの複数ノード障害にも対応することが可能になる。以上説明したように上記各実施形態によれば、ノード障害に備えた予備伝送パスを、帯域の競合無しに予約できるようにした予備伝送パス予約方法を提供することが可能になる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではない。例えば第１の実施形態の予備伝送パスｒ123，ｒ124において、それらの予約順序は図２ではノードＩＤの順番に従いｒ123，ｒ124となっている。これに対し、ｒ124，ｒ123の順で、より長いパスから操作して行くことでネットワーク上の各ノード間に生じる”伝送帯域の断片”を減らすことができ、伝送帯域使用効率を向上させることができる。図８に、このような手順による予備伝送パスの設定シーケンスの例を示す。図８においては、パスの長さ、またはルーティングコストの長いパスから順に予約する手順が示される。

さらにこの発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明の実施の形態において想定するネットワークの例を示す図。 この発明の第１の実施形態における予備伝送パス予約シーケンスの一例を示す図。 予備伝送パスｒijkの予約シーケンスを示す図。 この発明の第２の実施形態における予備伝送パス予約シーケンスの一例を示す図。 この発明の第３の実施形態における予備伝送パス予約シーケンスの一例を示す図。 この発明の第４の実施形態における予備伝送パス予約シーケンスの一例を示す図。 この発明の第５の実施形態における予備伝送パス予約シーケンスの一例を示す図。 この発明に係わる予備伝送パス予約シーケンスの他の例を示す図。

符号の説明

１〜４…ノード

Claims (5)

1. 複数の伝送帯域の多重されるリンクを介して複数のノードをメッシュ状に接続した全光ネットワーク内にトランスペアレントに形成される光伝送パスのそれぞれにつき、障害ノードを回避するための予備伝送パスを、複数の予備伝送パスが前記伝送帯域を共有する方式により予め予約する予備伝送パス予約方法であって、
   前記全光ネットワーク内に前記ノード障害の発生する前に、前記複数のノードを順次障害想定ノードと仮定する第１の手順と、
   この第１の手順において想定された障害想定ノードに隣接する隣接ノードのそれぞれが、当該隣接ノードを始点とし前記障害想定ノードを経由する光伝送パスについての予備伝送パスを順次個別に予約する第２の手順と、
   全てのノードが前記第１の手順において前記障害想定ノードと仮定され、その隣接ノードの全てが前記予備伝送パスの予約を完了するまで前記第１および第２の手順を繰り返す第３の手順とを具備し、
   前記第２の手順において、経路の長い予備伝送パスから順に予約することを特徴とする予備伝送パス予約方法。
2. 複数の伝送帯域の多重されるリンクを介して複数のノードをメッシュ状に接続した全光ネットワーク内にトランスペアレントに形成される光伝送パスのそれぞれにつき、障害ノードを回避するための予備伝送パスを、複数の予備伝送パスが前記伝送帯域を共有する方式により予め予約する予備伝送パス予約方法であって、
   前記全光ネットワーク内に前記ノード障害の発生する前に、前記複数のノードを順次障害想定ノードと仮定する第１の手順と、
   この第１の手順において想定された障害想定ノードに隣接する隣接ノードのそれぞれが、当該隣接ノードを始点とし前記障害想定ノードを経由する光伝送パスについての予備伝送パスを順次個別に予約する第２の手順と、
   全てのノードが前記第１の手順において前記障害想定ノードと仮定され、その隣接ノードの全てが前記予備伝送パスの予約を完了するまで前記第１および第２の手順を繰り返す第３の手順とを具備し、
   前記第２の手順において、ルーティングコストの長い予備伝送パスから順に予約することを特徴とする予備伝送パス予約方法。
3. 前記隣接ノードは、ＲＳＶＰ−ＴＥ（ＩＥＴＦ ＲＦＣ３２０９）に基づく予約メッセージのシグナリングにより前記予備伝送パスを予約することを特徴とする請求項１または２に記載の予備伝送パス予約方法。
4. 前記予約メッセージに予約可能リソース情報を格納し、前記障害想定ノードに対して予約されたリソースが当該ノード障害に対応する他の予備伝送パスに再度予約されることを防止することを特徴とする請求項３に記載の予備伝送パス予約方法。
5. 前記隣接ノードを前記全光ネットワークのネットワークトポロジに基づいて決定することを特徴とする請求項１または２に記載の予備伝送パス予約方法。

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