JP4765982B2 - 光ネットワークのドメイン間接続における障害特定方法及び該方法を実行可能な光ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、光ネットワークで異なるドメイン間を接続するシステムの障害復旧において、効率的にドメイン内、ドメイン間の障害箇所を特定し、パスの始点へ通知する方法及びシステムに関する。

光クロスコネクト装置（Photo Cross Connect、ＰＸＣ）を用いたＧＭＰＬＳ光ネットワークにおける回線の障害検知は、ドメイン内部のリンクに障害が発生した場合、非特許文献１及び非特許文献２で示されるＬＭＰ（Link Management Protocol）等のリンク管理技術を用いることで、障害箇所を検知して、パスの始点である入口ノード（Ingress）に通知してきた。

具体的には、リンクの障害発生により障害発生地点から右方向の光が途絶されると、障害発生地点の下流に位置するＰＸＣが光断を検知し、上流のノードのＰＸＣに、受信光断の通知信号を送出する。一方、上流のＰＸＣが正常に光信号を受信できていた場合は、送信光正常の通知信号を下流のＰＸＣに送出する。この手順により、障害発生地点は上流のＰＸＣと下流のＰＸＣの間であると特定でき、障害発生地点の下流に位置するＰＸＣは、入口ノードに障害通知信号を送出し、障害箇所を通知する。通知を受けた入口ノードは、障害復旧の動作にはいり、あらかじめ用意された冗長パスを使用するか空いているパスがあればそこに迂回するようにする。

Link Management Protocol (LMP), http://www.ietf.org/rfc/rfc4204.txt Link Management Protocol (LMP) for Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) Optical Line Systems, http://www.ietf.org/rfc/rfc4209.txt

しかしながら、上記の方法は、ドメイン内で発生した障害の障害箇所を特定することのみが可能であり、ドメイン境界で発生した障害の障害箇所を検出することができない。そのため、光ネットワークで異なるドメイン間を接続している際に発生する障害において、すべての障害箇所を特定することができないという課題を有している。さらに、あるドメイン内で発生した障害が他のドメインに影響を及ぼし、障害が発生していないドメイン内でも障害検出動作が行われるという課題も有している。

本発明は、上記課題を解決し、ドメイン間接続された光ネットワークのすべての障害箇所を特定でき、さらにあるドメイン内で発生した障害が他のドメインに影響することを防ぐことが可能な、ドメイン間接続における障害特定方法及び該方法を実行可能な光ネットワークシステムを提供することを目的とする。

上記目的を実現するため本発明による障害特定方法は、光クロスコネクト装置とドメイン間接続装置を備え、ドメイン間接続された光ネットワークの障害特定方法において、前記ドメイン間接続装置は、光信号の途絶を検知したとき、障害の発生を伝える光信号を生成し、リンクの下流方向に送出する。

また、前記ドメイン間接続装置は、リンク管理技術を実装し、該リンク管理技術を用いてドメイン間リンクの障害、または他ドメインの対向ドメイン間接続装置の障害を検知し、検知した障害の発生箇所を上流ノードに通知することも好ましい。

また、前記光クロスコネクト装置は、リンク管理技術を実装し、該リンク管理技術を用いてドメイン内リンクの障害の障害を検知し、検知した障害の発生箇所を上流ノードに通知することも好ましい。

また、光クロスコネクト装置は、光信号の喪失を検知し、障害の発生を上流ノードに通知することも好ましい。

前記ドメイン間接続装置は、リジェネレータであることも好ましい。

上記目的を実現するため本発明による光ネットワークは、ドメイン間接続された光ネットワークシステムにおいて、光クロスコネクト装置と、光信号の途絶を検知したとき、障害の発生を伝える光信号を生成し、リンクの下流方向に送出するドメイン間接続装置と、を備える。

本発明によれば、ドメイン間リンク用のドメイン間接続装置は、光信号の途絶を検知したとき、ＡＩＳ等の障害の発生を伝える光信号を生成し、リンクの下流方向に送出することにより、障害が発生していないドメインに対する影響を防ぐことができる。

さらに、ドメイン間リンク用のドメイン間接続装置は、ＬＭＰ等のリンク管理技術を実装しているため、ドメイン間リンクの障害、及びドメイン間接続装置の障害を検知でき、ドメイン間接続された光ネットワークのすべての障害を特定できる。

さらに、パスの両端点となるルータ装置等がＡＩＳ等を検知することにより、パス切り替え等の復旧を即座に行うことができる。

本発明を実施するための最良の実施形態の障害特定方法について、以下では図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本実施形態の光ネットワークのパス構成を示す。本図は６台の光クロスコネクト装置（ＰＸＣ Ａ〜ＰＸＣ Ｒ）とリジェネレータとで構成されており、パスは、ＰＸＣ ＡからＰＸＣ Ｒに設定されている。ＰＸＣは、光ファイバーから入力された光信号を別の光ファイバーに出力するスイッチング装置であり、光信号のまま処理する。内部的に光を反射させてスイッチ処理を行うため、超高速処理が可能である。リジェネレータは、光リピーター装置であり、光信号を増幅するための装置である。本実施形態では、リジェネレータはドメイン間にリンクを張るドメイン間接続装置として使用している。本光ネットワークでは、ＰＸＣ Ａが入口ノード（Ingress）であり、ＰＸＣ Ｒが出口ノード（Egress）である。ＰＸＣ間及びリジェネレータ間にリンクが張られている。例えばＰＸＣ ＡとＰＸＣ Ｂ間ではリンク１が張られている。また、ＰＸＣ ＣとＰＸＣ Ｐは、別ドメインに属しており、図中のＥ−ＮＮＩ（External-network network interface）の点線がドメイン境界を示す。ドメイン境界ＰＸＣ間（本図の例では、ＰＸＣ ＣとＰＸＣ Ｐの間）にリジェネレータが挿入されている。リジェネレータのリンク３により、ドメイン境界ＰＸＣ間にリンク３が張られる。

また、図には記載されていないが、制御用のネットワーク（コントロールプレーン）が別に接続されており、このネットワークを用いて、以下で示すFault isolation、Notify等の障害情報の通知を行う。また、コントロールプレーンは、直接ドメイン間で接続されていないが、ドメイン境界ＰＸＣ間においてポイントツーポイントで接続されており、最小限の情報を交換している。

本実施形態では、ドメイン間接続装置はリジェネレータなどの伝送装置であり、リジェネレータは、光信号が途絶したリンクの光ＩＦをシャットダウンさせず、代わりにＡＩＳ（Alarm indication signal）等の障害の発生を伝える信号を生成し、リンクの下流方向に通知する。また、リジェネレータは、ＬＭＰ等のリンク管理技術を実装しており、リジェネレータ間で発生した障害を検知することが可能である。

以下、本構成の光ネットワークでドメイン内リンク障害、ドメイン間リンク障害、リジェネレータ障害が発生した場合の障害検出方法を説明していく。

図２は、光ネットワークの障害パターンケース１を示す。本ケースはドメイン内リンク障害の場合であり、障害は図のリンク１で発生している。

例えば光ファイバの切断等が原因で、ＰＸＣ ＡとＰＸＣ Ｂ間のリンクが切断されており、この間で光信号が途絶している。このため、ＰＸＣ ＢはＬＯＬ（Loss of light）を検出し、障害を検知する。同様に、ＰＸＣ Ｂよりも下流のＰＸＣ Ｃも光信号が途絶するため、ＬＯＬを検出し、障害を検知する。その後、ＰＸＣ Ｂは、ＰＸＣ Ａに、ＰＸＣ Ｃは、ＰＸＣ Ｂに、それぞれ受信光断の通知信号（Fault isolation）を送出する。受信光断の通知信号を受信したＰＸＣ Ａは、正常に光信号を受信できているため、送信光正常の通知信号（Fault isolation）をＰＸＣ Ｂに送出する。このため、ＰＸＣ Ｂは、障害発生地点はリンク１であると特定でき、入口ノード（ＰＸＣ Ａ）に障害通知信号（Notify）を送出し、障害箇所を通知する。入口ノードがパスの再計算等を行うため、障害通知信号は必ず入口ノードに送出する必要がある。障害通知信号の通知を受けたＰＸＣ Ａは、障害復旧の動作にはいる。本例では、ＰＸＣ ＡとＰＸＣ Ｃ間を別の正常なリンクを使用して復旧している。

次に、障害がドメイン内に限定され他のドメインに影響を及ぼさないことを説明する。障害が発生した左側のドメインのリジェネレータは、ＬＯＬを検出する。この時、リジェネレータは、シャットダウンすることなく、ＡＩＳ信号を送出する。右側のドメインのリジェネレータは、このＡＩＳ信号を下流のＰＸＣに伝送する。ＰＸＣは光の有無（光パワーレベル）を検出するが、光信号の内容をチェックしないため、ＡＩＳ信号がきていることより、通常のスイッチング動作を行う。つまり、障害が発生していない右側ドメインのＰＸＣ（ＰＸＣ ＰからＰＸＣ Ｒ）は、障害が発生したと認識せず正常動作を続ける。このため、障害箇所特定作業は、障害が発生したドメイン内だけに限定され、他のドメインは障害箇所特定作業を行う必要がない。

また、パスの終端であるＰＸＣ Ｒが、ＡＩＳ信号を検知できる場合は、ＡＩＳ信号を受信したＰＸＣ Ｒが、入口ノードに障害を通知することにより、入口ノードは即座に復旧作業を実施することができる。例えば、１＋１プロテクションのように予備のパスを用意してある場合に、パスの切り替えが即座に実施可能になる。

図３は、光ネットワークの障害パターンケース２を示す。本ケースはドメイン内リンク障害の場合であり、障害は図のリンク２で発生している。

ＰＸＣ ＢとＰＸＣ Ｃ間のリンクが切断されているため、光信号が途絶している。このため、ＰＸＣ ＣはＬＯＬ（Loss of light）を検出し、障害を検知する。ケース１の場合と同様にして、ＰＸＣ Ｃが、ＬＯＬを検出し、ＰＸＣ Ｂに、受信光断の通知信号（Fault isolation）を送出する。ＰＸＣ Ｃが、送信光正常の通知信号（Fault isolation）を受信するため、ＰＸＣ Ｃは、障害発生地点はリンク２であると特定でき、入口ノード（ＰＸＣ Ａ）に障害通知信号（Notify）を送出する。

また、ケース１の場合と同様に障害が発生した左側のドメインのリジェネレータは、ＡＩＳ信号を送出するため、障害が発生していないドメインのＰＸＣは、障害が発生したことを認識しない。同様にパスの終端であるＰＸＣ Ｒが、ＡＩＳ信号を検知できる場合は、ＡＩＳ信号を受信したＰＸＣ Ｒが、入口ノードに障害を通知することができる。

図４は、光ネットワークの障害パターンケース３を示す。本ケースはドメイン間リンク障害の場合であり、障害は図のリンク３で発生している。

本実施形態のリジェネレータはＬＭＰ等のリンク管理技術を実装しているため。ＰＸＣと同様に障害箇所を検出することができる。つまり、右側のドメインのリジェネレータはＬＯＬを検出し、左側のドメインのリジェネレータに、受信光断の通知信号（Fault isolation）を送出する。左側のドメインのリジェネレータは、正常に光信号を受信できているため、送信光正常の通知信号（Fault isolation）を右側のドメインのリジェネレータに送出する。右側のドメインのリジェネレータは、送信光正常の通知信号（Fault isolation）を受信するため、障害発生地点はリンク３であると特定でき、入口ノード（ＰＸＣ Ａ）に障害通知信号（Notify）を送出する。リジェネレータが冗長化されている場合は、パスを切り替える必要はないが、本例では、パスを張り替えて、ＰＸＣ ＣとＰＸＣ Ｐ間を別の正常なリンクを使用して復旧している。

リジェネレータが障害を検出した場合も、シャットダウンすることなく、下流方向にＡＩＳ信号を送出するため、下流のドメインのＰＸＣは、障害が発生したと認識せず、障害箇所特定作業を行う必要がない。

図５、６は、それぞれ光ネットワークの障害パターンケース４、５を示す。本ケースはドメイン内リンク障害の場合であり、障害は図のリンク４、５で発生している。

本ケースの場合も、ケース２、３と同様にFault isolation信号により、障害箇所を検出して、入口ノード（ＰＸＣ Ａ）に障害通知信号（Notify）を送出する。ここで、ＰＸＣ Ａは障害復旧動作を行うが、相手側のネットワークのトポロジーは分からないため、境界ノードであるＰＸＣ Ｐにパスの再設定を依頼する。パスの再設定ができた場合、及びできなかった場合、その旨をＰＸＣ Ｐは、ＰＸＣ Ａに通知する。本例では、リンク４またはリンク５を別の正常なリンクを使用して復旧している。

図７から１１は、障害パターンケース６から１０を示す。それぞれのパターンは、障害パターンケース１から５の場合と光信号の向きが逆方向の場合である。障害パターンケース６から１０の場合も、障害パターンケース１から５の場合と同様に障害箇所を検出でき、障害が他のドメインに影響を及ぼさないようにできる。

図１２は、光ネットワークの障害パターンケース１１を示す。本ケースはリジェネレータ障害の場合であり、障害は、左側のドメインのリジェネレータで発生している。

対向リジェネレータ間でリンク管理情報をやり取りすることにより、リジェネレータの障害であると検出することが可能である。本ケースの場合、上流のリジェネレータで障害が発生しているため、右側のドメインのリジェネレータはＬＯＬを検出する。この場合、左側のドメインのリジェネレータに確認の信号（Fault isolation）を送出し、障害である旨の返信を受け取ること、あるいは返信を受け取らないことより、リジェネレータの障害を検出できる。障害を検知したリジェネレータが、入口ノード（ＰＸＣ Ａ）に障害通知信号（Notify）を送出することにより、復旧が行われる。本例では、別のリジェネレータを用いることでＰＸＣ ＣとＰＸＣ Ｐ間のリンクを張り直している。

障害を検出したリジェネレータは、シャットダウンすることなく、ＡＩＳ信号を送出する。このため、下流のＰＸＣは、障害が発生したと認識しない。これにより、下流のＰＸＣは、障害箇所特定作業を行う必要がない。

図１３は、光ネットワークの障害パターンケース１２を示す。本ケースもリジェネレータ障害の場合であり、障害は、右側のドメインのリジェネレータで発生している。

下流のリジェネレータで障害が発生しているため、リジェネレータでは障害を検出することはできない。しかし、ドメイン境界のＰＸＣ（ＰＸＣ Ｐ）が外部ドメインから来るリンクで本来ならば光が来なければならないリンクで、ＬＯＬを検出するため、右側のドメインのリジェネレータが障害であることを検出できる。ドメイン境界のＰＸＣが、入口ノードに障害通知信号（Notify）を送出することにより、復旧が行われる。

本ケースの場合、下流のリジェネレータが故障しているため、ＡＩＳ信号を送出することができない。下流のＰＸＣのすべてがＬＯＬを検出することになり、障害箇所特定作業を行う必要がある。図では、すべてのＰＸＣが受信光断の通知信号（Fault isolation）を送出し、障害箇所の特定を行っている。

図１４と１５は、光ネットワークの障害パターンケース１３と１４を示す。それぞれのパターンは、障害パターンケース１１から１２の場合と光信号の向きが逆方向の場合である。障害パターンケース１３と１４の場合も、障害パターンケース１１と１２の場合と同様に障害箇所を検出でき、どちらの場合も、障害が他のドメインに影響を及ぼさない。

以上のように、本実施形態の障害特定方法は、光ネットワーク内の全ての障害パターンで障害箇所の特定が可能であり、同時に障害が発生していないドメインへ影響を及ぼすことを低減できる。

なお、本実施形態では、ドメイン境界は１つであったが、１つに限らない。ドメイン境界間に本発明のリジェネレータを挿入することにより、複数のドメイン境界がある場合でも、障害箇所の特定、障害の他のドメインへの影響の低減が可能になる。

また、本実施形態では、ＬＯＬを検出したときに、ＡＩＳ信号を送出する装置はリジェネレータであったが、ＡＩＳ信号を送出する装置はリジェネレータに限らない。ドメインを接続する装置であれば、ＡＩＳ信号を送出する機能を付け加えることにより、本発明にすることが可能である。

また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

本実施形態の光ネットワークのパス構成を示す。 光ネットワークの障害パターンケース１を示す。 光ネットワークの障害パターンケース２を示す。 光ネットワークの障害パターンケース３を示す。 光ネットワークの障害パターンケース４を示す。 光ネットワークの障害パターンケース５を示す。 光ネットワークの障害パターンケース６を示す。 光ネットワークの障害パターンケース７を示す。 光ネットワークの障害パターンケース８を示す。 光ネットワークの障害パターンケース９を示す。 光ネットワークの障害パターンケース１０を示す。 光ネットワークの障害パターンケース１１を示す。 光ネットワークの障害パターンケース１２を示す。 光ネットワークの障害パターンケース１３を示す。 光ネットワークの障害パターンケース１４を示す。

Claims (5)

1. 光クロスコネクト装置と、制御用のネットワークが接続されていないドメイン間を接続するドメイン間接続装置を備え、制御用のネットワークが接続されていないドメイン間が接続された光ネットワークの障害特定方法において、
   前記ドメイン間接続装置は、光信号の途絶を検知したとき、障害の発生を伝える光信号を生成し、リンクの下流方向に送出することを特徴とする障害特定方法。
2. 前記ドメイン間接続装置は、リンク管理技術を実装し、該リンク管理技術を用いてドメイン間リンクの障害、または他ドメインの対向ドメイン間接続装置の障害を検知し、検知した障害の発生箇所を上流ノードに通知することを特徴とする請求項１に記載の障害特定方法。
3. 前記光クロスコネクト装置は、光信号の喪失を検知し、障害の発生を上流ノードに通知することを特徴とする請求項１または２に記載の障害特定方法。
4. 前記ドメイン間接続装置は、リジェネレータであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の障害特定方法。
5. 制御用のネットワークが接続されていないドメイン間が接続された光ネットワークシステムにおいて、
   光クロスコネクト装置と、
   光信号の途絶を検知したとき、障害の発生を伝える光信号を生成し、リンクの下流方向に送出する、制御用のネットワークが接続されていないドメイン間を接続するドメイン間接続装置と、
   を備えることを特徴とする光ネットワークシステム。

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