JP4864047B2

JP4864047B2 - パケットスイッチ型光伝送システム

Info

Publication number: JP4864047B2
Application number: JP2008148424A
Authority: JP
Inventors: 良典小池; 宏人武智
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2028-06-05
Also published as: JP2009296371A

Description

本発明は、様々なクライアント信号を収容し、パケットスイッチを内蔵した光伝送システムにおいて、サービスごとに分類されたＬＳＰを収容するＴＤＭパスまたはセクションを収容替えするパケットスイッチ型光伝送システムに関する。

レイヤ２／３スイッチやＭＰＬＳ(multiprotocol label switching) などのラベルスイッチは、ポート単位、サービス単位、Ｖ−ＬＡＮ単位で、転送フレームにラベルの割り当てを行う。昨今、イーサネット（登録商標）などに代表されるレイヤ２／３スイッチやＭＰＬＳの機能を光伝送システムに統合することにより、統計多重効果を利用して帯域を効率的に利用する方法が採用され、いくつかのスイッチアーキテクチャが検討されている。

このようなパケットスイッチを含む光伝送システムは、各種の信号を収容することができ、例えばＩＴＵ−ＴのＧ.811.1で規定されるＴ−ＭＰＬＳは、クライアント信号として、ＥＴＨ、ＰＤＨ(plesiochronous digital hierarchy)、ＳＤＨ(synchronous digital hierarchy) 、ＡＴＭ(asynchronous transfer mode)、ＦＲ(frame relay) 、ＨＤＬＣ(high level data link control)、ＰＰＰ(point-to-point protocol) 、ＩＰｖ４(internet protocol version 4) 、ＩＰｖ６(internet protocol version 6) などを収容することができる。また、ＩＥＥＥ802.1ah を拡張したＩＥＥＥ802.1Qayとして標準化が行われているトラフィックエンジニアリングを備えたＰＢＢ−ＴＥといった技術もＴ−ＭＰＬＳと同類の技術として普及している。

これらの技術の大きな特徴はＱｏＳ(Quality of Service)であり、伝送するクライアントトラフィックを複数のクラスに分類し、クラスごとにキューを設けてキューイング、スケジューリング、重み付け、廃棄制御などを行うことである。さらに、ＳＤＨやＯＴＮ(Optical transport network) などの伝送網と同様の運用性を保つためには、ＯＡＭ(Operation Administration Management) が重要であり、コネクション型のパケットネットワークとして同じようにＯＡＭが導入されている。
ITU-T勧告 G.8110.1/Y.1370(2006/11), ITU-T勧告 G.8110.1/Y.1370.1 Amdl(2007/7), 6.Functional architecture of T-MPLS networks, 7.Server/client assosiations

しかし、従来のパケットスイッチ型光伝送システムにおいて、オペレータの要望に応じて効率的、または柔軟に運用するためには、ＴＤＭパス構成と、コネクション本位のパケットネットワークにおけるＬＳＰ(Label Switched Path) をオペレータの操作で変更できる必要があるが、現状では運用に即したツールが用意されていない。特に、統計多重方式により帯域を共有して有効活用するパケットスイッチ型光スイッチでは、サービス状況の変化で収容構成に変化が生じた場合でも、柔軟に収容先を切り替えることができなかった。

本発明は、統計多重方式により帯域を共有して有効活用するパケットスイッチを内蔵した光伝送システムにおいて、サービス状況の変化で収容構成に変更が生じた場合に、サービスごとに分類されるＬＳＰが収容されるＴＤＭパスまたはセクションをオペレータの操作で容易に収容替え可能なパケットスイッチ型光伝送システムを提供することを目的とする。

第１の発明のパケットスイッチ型光伝送システムは、非同期または同期クライアント信号をＱｏＳとＯＡＭが可能なフレームにマッピングして出力し、また受信したＱｏＳとＯＡＭが可能なフレームを非同期または同期クライアント信号にデマッピングして出力するクライアントＩＦ部と、フレームをＧＦＰにマッピングし、さらにＴＤＭパスにマッピングし、またＴＤＭセクションから出力されたフレームをＴＤＭパスにデマッピングし、さらにＧＦＰフレームにデマッピングして出力するパス終端部と、クライアントＩＦ部とパス終端部との間で、フレームをスイッチするスイッチ部と、ＴＤＭパスをＴＤＭセクションにマッピングして出力し、また入力したＴＤＭセクションをＴＤＭパスにデマッピングして出力するセクション終端部と、クライアントＩＦでＱｏＳとＯＡＭが可能なフレームにマッピングする際に行うラベル割り当て、またはスイッチ部のフォワーディングテーブルを制御し、クライアントＩＦ部における内部フレーマのラベルの制御が可能なラベル／タグ制御部と、パス終端部およびセクション終端部のＴＤＭ信号の収容状況を管理する収容構成管理部と、ラベル／タグ制御部および収容構成管理部を含む装置監視制御部と情報の交換を行いネットワークを管理するオペレーション部とを備える。

第２の発明のパケットスイッチ型光伝送システムは、第１の発明の構成に加えて、パス終端部とセクション終端部との間で、ＴＤＭパスを適切な方路にクロスコネクトして出力するＴＤＭパスクロスコネクト部を備え、装置監視制御部に、ＴＤＭパスクロスコネクト部におけるＴＤＭパスのトポロジーを制御するクロスコネクト制御部を備える。

第１または第２の発明のパケットスイッチ型光伝送システムにおけるオペレーション部は、クライアントＩＦ部と、パス終端部と、セクション終端部を一意に識別できる識別子を備え、クライアントＩＦ部とパス終端部とセクション終端部の各識別子の対応関係と、各パスの容量と、セクション容量をデータとして保有し表示する機能を備える。また、オペレーション部は、クライアントＩＦ部のラベルまたはタグの設定変更、またはスイッチ部のフォワーディングテーブルの設定変更、またはその両方によりＬＳＰのルートの変更が可能なユーザインタフェースを備える。また、オペレーション部は、その保有データに基づき、特定のポリシーに基づいてＬＳＰ、またはＴＤＭパス、またはＴＤＭセクションの自律的な収容換えを行う自動帯域制御部を備える。

第２の発明のパケットスイッチ型光伝送システムにおけるオペレーション部は、ＴＤＭパスクロスコネクト部の設定変更によりＴＤＭパスの収容先（ＴＤＭセクション）の設定が可能なユーザインタフェースを備える。

本発明のパケットスイッチ型光伝送システムは、フレームベースのＬＳＰと、ＴＤＭパスと、ＴＤＭセクションの３つのコネクションを同一装置で管理し、オペレータからの設定が可能になる。また、各コネクションの構成情報を管理し、ユーザインタフェースとして情報表示することで、オペレータの判断に基づく柔軟な運用が可能になる。さらに、規則性のある運用に関しては、ポリシー化してオペレーション機能に具備することで、自動的な制御を可能となる。

また、今後期待されるパケットスイッチ組み込み型の光伝送システムにおいて、これまでなかったＴＤＭレイヤのパスやセクションの使用効率および運用事情に基づいて、オペレータが恣意的にＬＳＰのトポロジーを変更できるようになり、パケット網における運用性を向上させることができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明のパケットスイッチ型光伝送システムの第１の実施形態を示す。
図において、１以上のクライアントＩＦ部１００と１以上のネットワークＩＦ部２００は、内部フレームスイッチ３００を介して接続される。

クライアントＩＦ部１００は、クライアント終端部１０１、内部フレーマ部１０２、フレーム処理部１０３により構成される。クライアント終端部１０１は、ＭＡＣフレームなどの種々のクライアント信号を終端する。内部フレーマ部１０２は、終端したクライアント信号をＴ−ＭＰＬＳフレームやＰＢＢ−ＴＥフレームなどの内部フレームへのマッピングおよびラベル／タグの割り当てを行って出力し、また逆に入力する内部フレームをデマッピングしてクライアント信号を抽出する。フレーム処理部１０３は、トラフィックの複数クラスへの分類（クラシファイ）、ＣＩＲやＥＩＲを超えるトラフィックの廃棄制御（ポリシング）、トラフィックの流量の測定（モニタリング）、クラスごとに順列化（キューイング）、キューイングされたトラフィックの読み出し優先制御（スケジューリング）、ＯＡＭ用内部フレームの挿入／分岐（ＯＡＭフレーム処理）を行う。

ネットワークＩＦ部２００は、１以上のパス終端部２１０と１つのセクション終端部２２０により構成される。さらに、パス終端部２１０はフレーム処理部２１１、ＧＦＰフレーマ２１２、ＴＤＭパス終端部２１３により構成され、セクション終端部２２０はＴＤＭパス分割多重部２２１およびＴＤＭセクション終端部２２２により構成される。

フレーム処理部２１１は、内部フレームのポリシング、モニタリング、キューイング、スケジューリング、ＯＡＭフレーム処理を行う。ＧＦＰフレーマ２１２は、内部フレームをＧＦＰフレームにマッピングし、またＧＦＰフレームから内部フレームにデマッピングする。ＴＤＭパス終端部２１３は、ＧＦＰフレームをＳＤＨのＬＯ(Low Order) パスまたはＨＯ(High Order)パス、またはＯＴＮのＯＤＵｘ (ODU1,ODU2,…) パスにマッピングし、ＳＤＨのＬＯパスまたはＨＯパス、またはＯＴＮのＯＤＵｘパスからＧＦＰフレームをデマッピングする。

ＴＤＭパス分割多重部２２１は、１以上のＴＤＭパス終端部２１３から入力するＴＤＭパスをＳＴＭ−Ｘ(1,4,16,64,256) やＯＴＵ−Ｘ(1,2,3) などのＴＤＭセクションに多重して送信し、またＴＤＭセクションからＴＤＭパスを分離して１以上のＴＤＭパス終端部２１３に送信する。ＴＤＭセクション終端部２２２は、ＴＤＭセクションに対して物理レイヤの処理を行うＰＨＹからなる。

内部フレームスイッチ３００は、１以上のクライアントＩＦ部１００のフレーム処理部１０３と、１以上のネットワークＩＦ部２００の１以上のパス終端部２１０のフレーム処理部２１１との間で、Ｔ−ＭＰＬＳフレームやＰＢＢ−ＴＥフレームなどの内部フレームをラベルやタグに基づいてスイッチングする。

装置監視制御部４００は、ラベル／タグ制御部４０１および収容構成管理部４０２により構成される。ラベル／タグ制御部４０１は、クライアントＩＦ部１００の内部フレーマ１０２において、内部フレーミングの際にラベル／タグの割り当てを制御するとともに、内部フレームスイッチ３００のフォワーディングを制御する。収容構成管理部４０２は、ＴＤＭ信号の収容状況を管理するネットワークＩＦ部２００のパス終端部２１０とセクション終端部２２０の状態（終端部の識別子と使用するタイムスロットの場所とタイムスロットの数（帯域））を管理する。

オペレーション部５００は、ラベル／タグ制御部４０１と制御メッセージを交換する手段を備える。さらに、ラベル／タグ制御部４０１を介してフレームに割り当てるラベル値やラベルごとに決めるパケット送り先（フォワーディングテーブル）を設定する。また、収容構成管理部４０２を介して、ＴＤＭパスの帯域（タイムスロット）や、収容先（ＴＤＭセクション終端部２２２）を設定することが可能である。ＴＤＭパスの収容先の設定にあたっては、パスとセクションに識別子を設定して対応関係をつける。

これにより、ＴＤＭセクションやＴＤＭパスのトポロジーと帯域の使用効率が悪化時や、メンテナンスを行うために一時的にトラフィックを別ルートに退避させたい場合などに、オペレータの裁量でＴＤＭネットワークにおけるＬＳＰのトポロジーを変更することができる。

また、オペレーション部５００は、複数のクライアントＩＦ部１００と、パス終端部２１０と、セクション終端部２２０を一意に識別できる識別子を備え、クライアントＩＦ部１００とパス終端部２１０とセクション終端部２２０の各識別子の対応関係と、各パスの容量と、セクション容量をデータとして保有し、表示する機能を有する。これにより、オペレータはＴＤＭセクション、ＴＤＭパス、ＬＳＰの使用帯域やＴＤＭセクション、ＴＤＭパスの帯域使用効率、ネットワークトポロジーを監視することが可能になる。

また、オペレーション部５００は、この保有データに基づき、所定のポリシーに基づいてＬＳＰまたはＴＤＭパスまたはＴＤＭセクションの自律的な収容替えを行う自動帯域制御部を備える。これにより、オペレータは特定のポリシーを適用することで、自動的にＬＳＰ、ＴＤＭパスのトポロジー変更が可能となる。

また、オペレーション部５００は、装置監視制御部４００のラベル／タグ制御部４０１を介して、クライアントＩＦ部１００の内部フレーマ部１０２でラベルまたはタグの設定変更、または内部フレームスイッチ３００のフォワーディングテーブルの設定変更、またはその両方によりＬＳＰのルートの変更が可能なユーザインタフェースを備える。

これにより、オペレータはＴＤＭセクション、ＴＤＭパス、ＬＳＰの使用帯域やＴＤＭセクション、ＴＤＭパスの帯域使用効率、ネットワークトポロジーのデータに基づき、使用効率の向上やメンテナンスのために自由にＬＳＰのトポロジを変更することが可能となる。

（第２の実施形態）
図２は、本発明のパケットスイッチ型光伝送システムの第２の実施形態を示す。
図において、１以上のクライアントＩＦ部１００と１以上のパス終端部２１０は、内部フレームスイッチ３００を介して接続される。１以上のパス終端部２１０と１以上のセクション終端部２２０は、ＴＤＭパスクロスコネクト部６００を介して接続される。

クライアントＩＦ部１００は、クライアント終端部１０１、内部フレーマ部１０２、フレーム処理部１０３により構成される。パス終端部２１０は、フレーム処理部２１１、ＧＦＰフレーマ２１２、ＴＤＭパス終端部２１３により構成される。セクション終端部２２０は、ＴＤＭパス分割多重部２２１およびＴＤＭセクション終端部２２２により構成される。装置監視制御部４００は、ラベル／タグ制御部４０１、収容構成管理部４０２およびクロスコネクト制御部４０３により構成される。

本実施形態は、１以上のパス終端部２１０と１以上のセクション終端部２２０との間で、ＴＤＭパスをクロスコネクト可能なＴＤＭパスクロスコネクト部６００を配置し、装置監視制御部４００のクロスコネクト制御部４０３からＴＤＭパスクロスコネクト部６００を制御可能な構成に特徴がある。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

これにより、ＴＤＭセクションやＴＤＭパスのトポロジーと帯域の使用効率が悪化時や、メンテナンスを行うために一時的にトラフィックを別ルートに対比させたい場合などに、オペレータの裁量でＴＤＭネットワークにおけるＴＤＭパスのトポロジーを変更することができる。

また、オペレーション部５００は、ＴＤＭパスクロスコネクト部６００の設定変更によりＴＤＭパスの設定が可能なユーザインタフェースを備える。これにより、オペレーション部５００は、ＴＤＭパスのトポロジを変更することが可能になる。

図３は、本発明のパケットスイッチ型光伝送システムの動作例を示す。図３(1) はパス収容替え前の状態を示し、図３(2) はパス収容替え後の状態を示す。

図３(1) では、サービスＡおよびサービスＢはＴＤＭセクション１のＴＤＭパス１に収容され、サービスＣはＴＤＭセクション２のＴＤＭパス２に収容され、サービスＤはＴＤＭセクション３のＴＤＭパス３に収容されている。この状態において、例えば支障移転でＴＤＭセクション２およびＴＤＭセクション３を空けたい場合、ＴＤＭパス２およびＴＤＭパス３をＴＤＭセクション１に収容替えする必要が生じる。

本発明では、このときＬＳＰのルートを変更することにより、ＴＤＭセクション１に速やかに収容替えを行うことができる。まず、ＴＤＭセクション１に、ＴＤＭパス２およびＴＤＭパス３と同じ帯域のＴＤＭパス４およびＴＤＭパス５を生成する。その後、ＴＤＭパス２に収容していたサービスＣをＴＤＭパス４へ収容替えし、ＴＤＭパス３に収容していたサービスＤをＴＤＭパス５へ収容替えする。

ここで、ラベル／タグ制御部４０１の制御により、上記のＬＳＰ収容替えを行う例を図４および図５に示す。図４および図５は、装置監視制御部４００の構成管理部４０２が保持するＤＢの例である。

図４は、クライアントＩＦ部１００の内部フレーマ部１０２で割り当てるラベルの設定を変更し、さらに内部フレームスイッチ３００のフォワーディングテーブルの設定を変更する例である。図４(1) は図３(1) に対応するパス収容替え前の状態、図４(2) は図３(2) に対応するパス収容替え後の状態を示す。ラベル／タグ制御部４０１は、内部フレーマ部１０２で割り当てるラベルを変更することにより、図４(1) で割り当てていたラベルＣおよびラベルＤを図４(2) に示すようにそれぞれラベルＥおよびラベルＦに変更する。さらに、内部フレームスイッチ３００のフォワーディングテーブルに、ラベルＥをＴＤＭパス４へ変更し、ラベルＦをＴＤＭパス５へ変更することにより、ラベルＥをＴＤＭセクション１のＴＤＭパス４へ収容替えし、ラベルＦをＴＤＭセクション１のＴＤＭパス５へ収容替えすることができる。

図５は、クライアントＩＦ部１００の内部フレーマ部１０２で割り当てるラベルの設定を変更せず、内部フレームスイッチ３００のフォワーディングテーブルの設定のみを変更する例である。図５(1) は図３(1) に対応するパス収容替え前の状態、図５(2) は図３(2) に対応するパス収容替え後の状態を示す。ラベル／タグ制御部４０１は、内部フレームスイッチ３００のフォワーディングテーブルに、ラベルＣをＴＤＭパス４へ変更し、ラベルＤをＴＤＭパス５へ変更することにより、ラベルＣをＴＤＭセクション１のＴＤＭパス４へ収容替えし、ラベルＤをＴＤＭセクション１のＴＤＭパス５へ収容替えすることができる。

本発明のパケットスイッチ型光伝送システムの第１の実施形態を示す図。本発明のパケットスイッチ型光伝送システムの第２の実施形態を示す図。本発明のパケットスイッチ型光伝送システムの動作例を示す図。ＬＳＰ収容替え例１における構成管理ＤＢを示す図。ＬＳＰ収容替え例２における構成管理ＤＢを示す図。

符号の説明

１００クライアントＩＦ部
１０１クライアント終端部
１０２内部フレーマ部
１０３フレーム処理部
２００ネットワークＩＦ部
２１０パス終端部
２１１フレーム処理部
２１２ＧＦＰフレーマ
２１３ＴＤＭパス終端部
２２０セクション終端部
２２１ＴＤＭパス分割多重部
２２２ＴＤＭセクション終端部
３００内部フレームスイッチ
４００装置監視制御部
４０１ラベル／タグ制御部
４０２収容構成管理部
４０３クロスコネクト制御部
５００オペレーション部
６００ＴＤＭパスクロスコネクト部

Claims

非同期または同期クライアント信号をＱｏＳとＯＡＭが可能なフレームにマッピングして出力し、また受信したＱｏＳとＯＡＭが可能なフレームを非同期または同期クライアント信号にデマッピングして出力するクライアントＩＦ部と、
前記フレームをＧＦＰにマッピングし、さらにＴＤＭパスにマッピングし、またＴＤＭセクションから出力されたフレームをＴＤＭパスにデマッピングし、さらにＧＦＰフレームにデマッピングして出力するパス終端部と、
前記クライアントＩＦ部と前記パス終端部との間で、前記フレームをスイッチするスイッチ部と、
前記ＴＤＭパスをＴＤＭセクションにマッピングして出力し、また入力したＴＤＭセクションをＴＤＭパスにデマッピングして出力するセクション終端部と、
前記クライアントＩＦでＱｏＳとＯＡＭが可能なフレームにマッピングする際に行うラベル割り当て、または前記スイッチ部のフォワーディングテーブルを制御し、前記クライアントＩＦ部における内部フレーマのラベルの制御が可能なラベル／タグ制御部と、
前記パス終端部および前記セクション終端部の前記ＴＤＭ信号の収容状況を管理する収容構成管理部と、
前記ラベル／タグ制御部および前記収容構成管理部を含む装置監視制御部と情報の交換を行いネットワークを管理するオペレーション部と
を備えたことを特徴とするパケットスイッチ型光伝送システム。
請求項１に記載のパケットスイッチ型光伝送システムにおいて、
前記パス終端部と前記セクション終端部との間で、前記ＴＤＭパスを適切な方路にクロスコネクトして出力するＴＤＭパスクロスコネクト部を備え、
前記装置監視制御部に、前記ＴＤＭパスクロスコネクト部における前記ＴＤＭパスのトポロジーを制御するクロスコネクト制御部を備えた
ことを特徴とするパケットスイッチ型光伝送システム。
請求項１または請求項２に記載のパケットスイッチ型光伝送システムにおいて、
前記オペレーション部は、前記クライアントＩＦ部と、前記パス終端部と、前記セクション終端部を一意に識別できる識別子を備え、前記クライアントＩＦ部と前記パス終端部と前記セクション終端部の各識別子の対応関係と、各パスの容量と、セクション容量をデータとして保有し表示する機能を備えた
ことを特徴とするパケットスイッチ型光伝送システム。
請求項１または請求項２に記載のパケットスイッチ型光伝送システムにおいて、
前記オペレーション部は、前記クライアントＩＦ部のラベルまたはタグの設定変更、または前記スイッチ部のフォワーディングテーブルの設定変更、またはその両方によりＬＳＰのルートの変更が可能なユーザインタフェースを備えた
ことを特徴とするパケットスイッチ型光伝送システム。
請求項２に記載のパケットスイッチ型光伝送システムにおいて、
前記オペレーション部は、前記ＴＤＭパスクロスコネクト部の設定変更によりＴＤＭパスの収容先（ＴＤＭセクション）の設定が可能なユーザインタフェースを備えた
ことを特徴とするパケットスイッチ型光伝送システム。
請求項３に記載のパケットスイッチ型光伝送システムにおいて、
前記オペレーション部は、請求項３に記載の保有データに基づき、特定のポリシーに基づいてＬＳＰ、またはＴＤＭパス、またはＴＤＭセクションの自律的な収容換えを行う自動帯域制御部を備えた
ことを特徴とするパケットスイッチ型光伝送システム。