JP4964237B2 - ネットワークデータプレーン内の隣接ネットワーク素子の発見 - Google Patents

Description

本発明は光通信ネットワークシステムに関し、特に光通信システム内で互いに物理的に隣接しないネットワークネイバー（ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｅｉｇｈｂｏｒ）の発見に関する。

光通信ネットワークシステムにおいて、様々なネットワーク素子または他のネットワークノードは、トラフィックを一方からもう一方まで運ぶため、互いに接続される。ネットワークには２種類のネットワーク素子があり得、それは、すなわち、デジタルノードおよび光ノードである。各デジタルノードはラムダ（波長）交換機能を有し、その機能によってデジタルノードは、ラムダを１つのポートから、トラフィックがネットワークにおいてどのように転送されなければならないかによって任意の他のポートへ交換できる。一方、光ノードはラムダを交換できず、増幅後は波長の１つのポートから他のポートへの移動に対してほとんど使用されない。

ノード（例えば、デジタルノード）の位置は、ネットワーク内で異なり得る。デジタルノードは、直接、１つ以上の光増幅器と接続され得るか、またはデジタルノードの間に１つ以上の光増幅器があり得る。２つのデジタルノードが物理的に隣接していなくても、仮想的に隣接したネイバー（「仮想デジタルネイバー（ｖｉｒｔｕａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｎｅｉｇｈｂｏｒ）」と称される）のように作用し得、特定の種類の情報交換を行う。これらのデジタルノードは物理的に隣接していない際、それらの仮想ネイバーを特定することが、光ネットワーク内では不可欠な条件である。

通常、ネットワークネイバー（デジタルまたは光）は、図１に示されるように、当該分野で周知の「ＨＥＬＬＯ」プロトコル１００を使用して発見される。このプロトコルは、ネイバーの関係を確立・維持し、すべてのネイバー（デジタルＮＥ１ １０１、デジタルＮＥ２ １０２およびデジタルＮＥ３ １０３）の間で双方向通信を確保する。

この「Ｈｅｌｌｏ」プロトコルでは、「Ｈｅｌｌｏ」パケットは、一定のインターバルにおいて、全てのルータインターフェースへ送信される。ルータは自己が、ルータのネイバーの「Ｈｅｌｌｏ」パケットにリストされていることを見つけると、双方向通信を確立する。ネイバーのトポロジデータベースが同期化され得るように、常に、隣接物をポイントツーポイント接続上に確立する試みがなされる。

しかしながら、汎用マルチプロトコルラベル交換（「ＧＭＰＬＳ」）ネットワークのトラフィック工学トポロジー図は、ネットワークのデータプレーン接続図を提供し、これは、交換／接続機能に適した層に示される。トラフィック工学トポロジーは、光増幅器ではなくデジタルノードのみの図を提供するため、デジタルノードが物理的に隣接せずに光増幅器をその間に有する場合、ネットワークの物理トポロジーと異なり得る。この状態では、ＨＥＬＬＯプロトコルは効率的に仮想ネイバーを位置決定するために十分に有効ではない場合がある。

したがって、ネットワーク制御プレーン内に隣接しない隣接ネットワーク素子の発見を提供するシステム、装置および方法の必要性がある。

本発明は、ネットワークデータプレーン内では隣接しているがネットワーク制御プレーンでは隣接していたり、いなかったりするネットワーク素子を発見するためのシステム、装置および方法を提供する。本発明の１つの実施形態では、ラムダ交換機能（以下「ＬＳＣ」）インターフェースを有する複数のデジタルネットワーク素子を提供する。ＬＳＣインターフェースを有する各デジタルネットワーク素子は、ローカル通知を発生させ、その周辺の制御ネイバーへ送信する。１つの実施形態では、周辺の制御ネイバーは、ＬＳＣインターフェースを有する別のデジタルネットワーク素子であり得、ローカル通知を受信する。そのインターフェースに対する自己の通知への応答を受信する。別の実施形態では、周辺の制御ネイバーは、光増幅器などの、通知を次の制御ネイバーへ効率的に転送する下層素子である。これらのＬＳＣ発信通知を使用して、ネットワークデータプレーン上で隣接した隣接ネットワーク素子が発見され得る。

本発明の様々な実施形態では、周辺の近隣ネットワーク素子は、ローカル通知を受信し、それを次の周辺の制御ネイバーへ転送する光ネットワーク素子であり得る。光ネットワーク素子の周辺の制御ネイバーがデジタルネットワーク素子である場合、デジタルネットワーク素子は自己の通知に応答し得、データプレーン隣接ネイバーが発見され得る。

本発明の様々な実施形態では、２つ以上の光ネットワーク素子のチェーンがＬＳＣインターフェースを有する任意の２つのデジタルネットワーク素子の間に存在し得る。そのような場合、ＬＳＣインターフェースを有する次のネットワーク素子またはデータプレーン隣接ネイバーが発見されるまで、一連のローカル通知がチェーンで発信され、転送され得る。この発見は、応答メッセージが発信ＬＳＣインターフェースで受信される際に生じる。

ＬＳＣインターフェースを有するデジタルネットワーク素子は、送信側または受信側でトラフィックを多重化または逆多重化する。トラフィックは、波長の数「Ｎ」の集合を有する光チャネルグループ上で送受信され得る。さらに、ローカル通知は、光サービスチャネルなど別の制御リンク上で送受信され得る。ローカル通知は、リンク不透明リンク状態通知または「リンク不透明ＬＳＡ（ｌｉｎｋ ｏｐａｑｕｅ ＬＳＡ）」と定義され得る。

本発明の別の実施形態では、近隣発見法を有する光ネットワークシステムが提供される。光ネットワークシステムは、ローカル通知を自己の周辺の制御ネイバーへ送信する「ＬＳＣ」インターフェースをそれぞれが有する、複数の通信可能に結合されたデジタルネットワーク素子を含む光長距離ネットワークシステムであってよい。デジタルネットワーク素子は、ローカル通知を受信し、それを次の周辺の制御ネイバーへ転送する１つ以上の光ネットワーク素子と接続され得る。

光ネットワークシステムは、トラフィックをデジタルおよび光ネットワーク素子へ運ぶ光チャネルグループをさらに含み得る。制御チャネルも、ポイントツーポイント接続を任意の２つの周辺の制御ネイバーの間に確立するシステムにおいて提供される。この制御チャネルは、ＬＳＣを有するデジタルネットワーク素子がローカル通知を自己の周辺の制御ネイバーへ送信して、ＬＳＣを有する別のデジタルネットワーク素子の通知に対する応答を受信する際に、周辺の制御ネイバー以外の隣接ネットワーク素子が発見されるように使用され得る。

本発明の他の目的、特徴および効果は、図面および以下の詳細な説明から明らかとなる。

本発明の実施形態に対して参照がなされ、その例が添付図面で説明され得る。これらの図は例示的なものであり限定されるものではない。本発明はこれらの実施形態に関して概要的に説明されるが、発明の範囲をこれら特定の実施形態に限定するものではないことが理解されるべきである。

ネットワークデータプレーン内では隣接しているがネットワーク制御プレーンでは隣接していないネットワーク素子の発見に関するシステム、装置および方法が説明される。

本発明に対する理解を提供するため以下の説明を示す。しかしながら、当業者は、本発明の実施形態（いくつかは以下で説明される）が多くの異なるコンピュータシステムおよび装置に組み込まれ得ることを認識することは明らかである。本発明の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアに存在し得る。以下のブロック図で示される構造および装置は、本発明の例示的な実施形態を例示したものであり、本発明の不明瞭性を避けるためのものである。さらに、図中の構成要素間の接続は、直接接続に制限するものではない。むしろ、これらの構成要素間のデータは、中間的構成要素によって修正、再フォーマットまたは変更され得る。

明細書における、「１つの実施形態」、「１つの実施形態では」または「実施形態」などへの言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、特性、または機能が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。明細書の各所にある「１つの実施形態では」という語句の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態に言及するものではない。

（Ａ．システム概観）
様々なカスタマーソースから送信されるトラフィックメッセージの通常の宛先は、光ノードではなく、デジタルネットワークノードを目的とする。光ノードが当該のトラフィックを受信する場合、トラフィックが適宜に処理され得るように、デジタルノードが見つかるまでトラフィックを別のノードへ単に転送する。デジタルノードは、ノード（光ノードおよびデジタルノード）間にある制御情報を交換するように構成される。これらの制御メッセージは、ローカル送信ノードに関するデータまたはトラフィックを追加したり中断したりするデジタルノードで割り当てられるタイムスロットに関する情報を含むローカル結合情報を含み得る。

タイムスロットは、交差接続を確立するデジタルノードのハードウェアにおいて定義される。交差接続は、これらの異なるタイムスロットを使用して、１つのポートから他のポートへ移動するトラフィックを通信する。大量の交差接続は、特定のノードでのトラフィックの量と種類により各ノードで必要とされ得る。トラフィックは、通常別のタイムスロットにおいて通信され、任意の２つのデジタルノードがトラフィックを交換している場合、同じタイムスロットがそれらのノードにおいて維持され得る。一旦トラフィックがノードで中断されると、その中断したトラフィックに関連して割り当てられたタイムスロットはフリーとなる。フリーのタイムスロットは、他のトラフィックを送信するために使用され得、そうでない場合は再調整され得る。

交差接続は、通常、ノードが最初にインストールされた際に構成され、交差接続内の接続は、この構成過程または少し経ってから定義され得る。デジタルノードにおける交差接続は手動で構成され得、そこで各デジタルノードが入力／出力ポートまたは使用されているタイムスロットに関して構成される。デジタルノードの交差接続はまた、メッセージを任意のノードに送信することによって自動的に作成され得、１つのノードから任意の他のノードへの回路を作成する。

この構成は、トラフィックを通信するために使用されているトラフィック経路を効率的に確立する。２つのデジタルネットワーク素子を接続するために使用されるファイバーの特性および長さにより、信号経路は経路に沿って信号を増強させる光増幅器または再生器も含み得る。これらの装置は中継装置であり得、ネットワークデータプレーンでは透過的であり得るが、ネットワーク制御プレーンに存在し得る。ピアデジタルネットワーク素子に対する発見過程は、これらの光下層ノードを説明可能である。

図２は、ネットワークデータプレーンにおける隣接ネットワーク素子を発見するための一般的方法を示す。この方法は、ＬＳＣインターフェースをデジタルネットワーク素子に提供することによって開始され得る（２０１）。これらの各ネットワークインターフェースは、１つ以上の光サービスチャネル上でローカル通知をその周辺の制御ネイバーへ送信する（２０２）。この通知の受信側がデジタルノードである場合（２０３）、それがサポートしているタイプと受信ＯＣＧタイプとを合致させることによってデジタルネイバーを発見する。合致する場合、受信側は、通知を受信した位置から自己のローカル通知を同じ制御ネイバーへ発信することによって応答する（２０６）。どのＯＣＧタイプも合致しない場合、近隣発見は終了し、応答は送信されない。

ローカル通知の受信側が下層ネットワーク素子（光増幅器など）である場合、下層ネットワーク素子によって受信されたローカル通知は、自己のリンクローカル通知においてその次の周辺の制御ネイバーへ転送される（２０５）。この転送通知は、１つ以上の光監視チャネル上で送信され得る。

その後、その過程は繰り返され得、下層ネットワーク素子の次の周辺の制御ネイバーがデジタルネットワーク素子である場合、自己の通知に応答し得（２０６）、データプレーン隣接ネイバーは発見される（２０７）。ＬＳＣインターフェースを有する２つのデジタルネットワーク素子の間に２つ以上の下層ネットワーク素子のチェーンがある場合、一連のローカル通知（例えば、下層ネットワーク素子につき１つ）は、ＬＳＣインターフェースを有する次のデジタルネットワーク素子が発見されるまで、チェーンにおいて発信／転送され得る。応答は受信ＬＳＣインターフェースから送信され、次に発信ＬＳＣによって発見される。

（Ｂ．ネットワークデータプレーン内での近隣ネットワーク素子の発見）
図３は、本発明の１つの実施形態による、ネットワークデータプレーン内での近隣ネットワーク素子の発見を構造的に示す。本発明は、仮想データプレーン近隣ネットワーク素子を発見する能力のある、ネットワーク内の複数のデジタルノードを提供する。図３に示す実施形態によると、２つのデジタルノードは、光ファイバーによって直接接続され得る。この例では、信号がノード間で増幅または再生なしで通信可能であることを示唆する中継光増幅器はない。

第１デジタルノードまたはデジタル端末（「ＤＴ」）３０１は、第２デジタル端末（ＤＴ）３０２に接続している。これらのデジタル端末３０１、３０２は、制御信号の通信だけではなく、トラフィックを受信、処理および転送するために、管理ステーションを使用して構成される。この構成過程は、ＬＳＣ（ラムダ交換機能）インターフェースを有する各デジタルノード３０１、３０２を提供することを含み、多くの交差接続およびタイムスロットがネットワークトラフィックを関連付けられるように定義する。

第１ＤＴ３０１は、光ファイバーグループ（「ＯＣＧ」）３０５を介して様々なカスタマーソースから送信されるトラフィック３０３を受信し多重化する。多重化トラフィック３０３を宛先へ送信する前に、第１ＤＴ３０１は、その宛先またはデータトラフィックが送信されるべきデータプレーンネイバーを発見する必要がある。構成されたＬＳＣインターフェースを有する第１ＤＴ３０１は、ローカル不透明リンク状態通知などのローカル通知を光サービスチャネルＡ上でその周辺の制御ネイバーへ送信し、これは、第２ＤＴ３０２である。ＬＳＣインターフェースを有する第２ＤＴ３０２が通知を受信する場合、そのインターフェースに対する自己の通知に光サービスチャネルＡ’上で応答する。この応答メッセージを受信した後、第１ＤＴ３０１は、データプレーン隣接ネイバーとして第２ＤＴ３０２を発見する。

その後、多重化データトラフィック３０３は、光チャネルグループ３０５上で送信され得る。光チャネルグループ３０５は、ノード間でネットワークトラフィックを通信する「Ｎ」個の波長またはラムダの集合である。例えば、１０個の波長は、１つの光チャネルグループ上で保持され、その後、図３の「ＯＣＧ」３０５で示すように、４つの光チャネルグループは４０個の波長と同等になる。データトラフィック３０３は、第１ＤＴ３０１と第２ＤＴ３０２の間にあるこれらの４０個の波長の１つ以上で送信される。

比較的に、ローカル通知は、別の光サービスチャネル（ＯＳＣ）３０４の上で送信される。ＯＳＣ３０４は、制御プレーンネイバー３０１と３０２との間にあるポイントツーポイント接続Ａ−Ａ’を結合する制御チャネルである。通常、データトラフィック３０３は、これらの光サービスチャネル上で通信されないが、ローカル通知メッセージなどの制御／サービス情報はこれらのチャネルに対して確保されている。

１つの実施形態では、ローカル通知は以下の情報を含む。
・物理リンクにおいて運ばれるＯＣＧの数。
・通知ルータＩＤ、インターフェースインデックス、バンドＩＤ、ＯＣＧ ＩＤ、ＡＩＤ、１０Ｇバンド幅または２．５Ｇバンド幅のチャネル使用量などの各ＯＣＧの特性。

ローカル通知への応答は、受信ノードによって発信した他のローカル通知であり、該受信ノードは、リンクの自己側に関する同様の情報を含む。この情報を使用して、通信リンクは、第１ＤＴ３０１と第２ＤＴ３０２の間に確立され得る。

図４は、本発明の別の実施形態による、ネットワークデータプレーンでは隣接しているが中継下層ネットワーク素子によって接続されているデジタルネットワーク素子の発見を示す。上記で説明するように、発見メッセージは、デジタルノードのみに送信されることを意図する。しかしながら、光増幅器などの中継光ノードが２つのデジタルノード間にある場合、メッセージは中継光ノードを通じて受信デジタルノードへ転送されるべきである。

メッセージがカスタマーソースから送信される際、デジタルノードは構成され、交差接続は、特定のトラフィックを通信するために割り当てられた様々なタイムスロットを定義するよう作成される。一旦タイムスロットが特定のトラフィックに割り当てられると、これらのスロットは「ビジー」と効率的に指定され、割り当てられたトラフィックがデジタルノードで中断される際にのみ、他のトラフィックによって使用され得る。この「中断された」情報は、同じタイムスロットを使用してメッセージを受信できるように、宛先デジタルノードへ送信されるべきである。下層光ノードが２つのデジタルノード間にある場合、メッセージは、ローカルリンクを通じて光ノードへ送信され、メッセージは宛先へ転送される。

ＬＳＣインターフェースを有する第１デジタル端末（ＤＴ）４０１は、ローカル通知（例えば、リンクローカル不透明リンク状態通知（ＬＬ−ＬＳＡ））を光増幅器４０２へ送信する。リンクローカルＬＳＡは、リンク結合情報ラベルセット（チャネル利用可能性）およびその他の特性情報を保持するために使用されるカスタムＯＳＰＦタイプ９リンクローカル不透明ＬＳＡである。このＬＳＡのフラッディング範囲は、リンクに対してローカルである。

第１ＤＴ４０１は、光サービスチャネルＡ上でリンクローカル情報とともにＬＬ−ＬＳＡを含むローカル通知を送信する。リンクローカル情報は、ＯＣＧの特性および利用可能なタイムスロットを表すデータである。

光増幅器（ＯＡ）４０２は、ローカルリンクＯＳＣ−Ａ上でローカル通知および結合情報を受信する。このローカル通知および結合情報は、その次の周辺の制御ネイバーである第２ＤＴ４０３へ転送される。第２ＤＴ４０３は、順に、ローカルリンク上で光増幅器４０２への自己の通知に応答し得る。その後、光増幅器４０２は、情報を、第２ＤＴ４０３から第１ＤＴ４０１まで転送する。この過程の結果として、第２ＤＴ４０３は、第１ＤＴ４０１のデータプレーン隣接ネイバーとして発見される。

図５は、本発明の１つの実施形態による、ネットワークデータプレーン内では隣接しているが多重中継下位光装置によって分離されるネットワーク素子の発見を示す。この特定の例では、第１ＤＴ５０１および第２ＤＴ５０４は、データプレーンでは隣接デジタルネットワーク素子であるが、２つの光増幅器によって分離される。ＬＳＣインターフェースを有するデジタル端末ＤＴ５０１は、光サービスチャネルＡ上でＬＬ−ＬＳＡを含むローカル通知を送信する。

第１光増幅器５０２は、光サービスチャネルＡ’上で任意の結合情報とともにローカル通知を受信する。この通知および結合情報は、第１光増幅器５０２によって、光サービスチャネルＢ上で、光サービスチャネルＢ’上でデータを受信する第２光増幅器５０３へ転送される。第２光増幅器５０３は、通知および結合情報を光サービスチャネルＣ上で次のネットワーク素子（第２ＤＴ５０４）へ転送する。上記で記述したように、下層光ノード（例えば、光増幅器）のチェーンが２つのデジタルノード間に存在する場合、一連のローカル通知は、ＬＳＣインターフェースを有する次のデジタルネットワーク素子またはデータプレーン隣接ネイバーが発見されるまで、チェーンに沿って送信される。

第２ＤＴ５０４は、光サービスチャネルＣ’上で通知および結合情報を受信する。この通知および情報は処理され、第２ＤＴ５０４は自己の通知への応答を送信する。この応答メッセージは、第１ＤＴ５０１が、このメッセージを受信するまで、光サービスチャネル上で下層ネットワーク素子のチェーンに沿って通過する。応答メッセージを受信すると、第１ＤＴ５０１は、ネットワークのデータプレーン上では隣接しているが、まだ物理的に下層の光ノード（この例では、光増幅器）によって分離されるネットワーク素子を発見可能である。

この特定の実施形態では、光増幅器は、トラフィックを受信または転送する２つのインターフェースのみを有するため、光増幅器が、既知であると、インターフェースＬＬ−ＬＳＡが受信された正確な転送インターフェースを選択することは比較的容易である。実際には、通知は、デジタルノードが見つかるまで１つ以上の光増幅器を通過する。

本発明の前述の説明は、明確性および理解のために記述されてきた。本発明を開示された明確な形に限定するものではない。添付の特許請求の範囲およびその均等物において様々な変更は可能であり得る。例えば、光ボックスは、必要であればいつでも、次のノードへの制御メッセージに換え得る。

図１は、制御プレーンに隣接したネットワークネイバー素子を発見するための従来技術の方法を示す。 図２は、本発明の１つの実施形態に記載されるネットワークのデータプレーンにおける隣接ネットワーク素子を発見する一般方法を示す。 図３は、本発明の１つの実施形態に記載される、データプレーン隣接ネットワーク素子の発見を示す。 図４は、本発明の別の実施形態に記載される、データプレーン隣接ネットワーク素子の発見を示す。 図５は、本発明の別の実施形態に記載される、データプレーン隣接ネットワーク素子の発見を示す。

Claims (8)

1. ネットワークデータプレーンにおいて隣接ネットワーク素子を発見する方法であって、
   ローカル不透明リンク状態通知を含むローカル通知を第１ラムダ交換機能インターフェース上で第１デジタルネットワーク素子から送信するステップと、
   該ローカル通知を第１光サービスチャネル上で第２デジタルネットワーク素子へ通信するステップと、
   該ローカル通知を該第２デジタルネットワーク素子で処理するステップと、
   応答通知を第２光サービスチャネル上で該第２デジタルネットワーク素子から該第１デジタルネットワーク素子へ送信するステップと
   を含む、方法。
2. 前記ローカル通知を前記第１光サービスチャネル上の下層光学素子で受信するステップと、
   該ローカル通知を前記第２光サービスチャネル上で該下層光学素子から前記第２デジタルネットワーク素子に送信するステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１デジタルネットワーク素子および第２デジタルネットワーク素子が複数のタイムスロットを有する交差接続を使用してトラフィックを交換するように構成される、請求項１に記載の方法。
4. 前記複数のタイムスロットが前記第１デジタルネットワーク素子と第２デジタルネットワーク素子との間で通信された結合情報によって構成される、請求項３に記載の方法。
5. 前記ローカル不透明リンク状態通知および結合情報が前記第２デジタルネットワーク素子に提供される、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１光サービスチャネルおよび第２光サービスチャネルが同じ波長である、請求項１に記載の方法。
7. 前記ローカル通知を前記光サービスチャネル上にある下層光学素子のチェーンで受信するステップであって、該下層光学素子のチェーンは、少なくとも２つの下層光学素子を含む、ステップと、
   前記ローカル通知を第２光サービスチャネル上で、該下層光学素子のチェーンから前記第２デジタルネットワーク素子へ送信するステップと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記チェーン内の前記下層光学素子のうちの少なくとも１つが光増幅器である、請求項７に記載の方法。

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