JP5492684B2

JP5492684B2 - ネットワーク保守・管理方法及びシステム

Info

Publication number: JP5492684B2
Application number: JP2010153245A
Authority: JP
Inventors: 章平野; 由明曽根; 顕博門畑; 貴章田中; 伸治松岡
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-07-05
Also published as: JP2012015966A

Description

本発明は、光ノード装置及び光トランスペアレントネットワークにおける性能管理及び警報監視方法に係り、特に、電気終端処理を途中に用いない光トランスペアレントネットワークにおいて、通信品質の管理や、各光ノード装置や光中継装置等の同ネットワークを構成する装置等の正常性の管理や故障時の故障箇所の切り分けの効率化に関する。

光ネットワークの経済化のため、光ノード装置における電気的終端処理を省いたトランスペアレントネットワークの研究開発が進展している。これらは、全体としての装置コスト低減や、消費電力削減を狙って、光信号を電気信号に変換せずに目的の地点まで転送しようとするものである。特に最近では、ROADM(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer)が商用導入されており、広く経済化に貢献している。

しかし一方でこれら光ノード装置においては、電気的な終端処理を行わないため、いくつかの問題点が指摘されている。これまでOAM（Operation, Administration, and Maintenance）の実現のため、例えば、非特許文献１で規定されるOTN(Optical Transport Network)標準とそのファミリーとなる勧告群において、キャリアグレードサービス実現のための詳細なOAM関連技術が規定されている。これらの機能を利用するためには、OTNの信号を電気的に終端することが必要であり、電気的終端処理を行うことで初めて、OTNフレーム上で規定されている各種機能を活用できる。従って、電気処理を行わないトランスペアレントネットワークにおいては、これら手厚いOAM機能のほぼ全てが利用できないことになる。

その結果、電気的終端処理を行う端点のみでOAM機能が使用できるが、途中のノードでは有効な性能情報や警報情報を活用することが困難であった。

一方で、これらOAM機能の代替手段として、光ノード装置において、光パワその他のアナログ情報を測定により取得し、その情報を用いて故障箇所の同定を行おうとする検討も行われている(例えば、非特許文献２参照)。

ITU-T Recommendation G. 709 "Interfaces for the Optical Transport Network (OTN)". "Failure Location Algorithm for Transparent Optical Networks", Carmen Mas, IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL. 23, NO. 8, AUGUST 2005.

しかしながら、これらの手法では、取得されたアナログ情報を、さまざまな方法で処理することで、故障箇所の切り分けに用いるものであるが、情報は各ノードから直接取り寄せて処理しており、システマティックな転送方法は未検討であった。光ネットワークの規模拡大に伴い、全ノードからすべての情報を集約する方法は、情報の輻輳やその処理稼働の面で限界があり、スケーラビリティに制約があった。また情報を警報として定義してシステマティックに管理する方法も未検討であり、運用上の課題であった。

このように、電気終端処理を用いない光ノード装置により構成される光トランスペアレントネットワークにおいて、従来は、通信品質の管理や、各光ノード装置や光中継装置等の同ネットワークを構成する装置等の正常性の管理や故障時の切り分けの際、各ノード装置において光信号の性能情報をモニタする手段を備えることで、その状態を個別に管理していたが、トポロジの複雑化等のネットワーク構成の高度化や、ノード数増加等による大規模化に対応できるスケーラビリティの確保が課題となっていた。さらに、これら多数のノードからの管理情報の増大による監視系ネットワークトラフィックの爆発的増大と、これを管理するシステムへの負荷の増大も課題であった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、電気終端処理を行わないノード間でも性能情報を収集し、方路数が３を超える光ノードが含まれるメッシュ型ネットワークにも適用でき、電気終端処理を行わないノードを含むネットワークについても管理可能な光ノード装置及び光トランスペアレントネットワークにおける性能管理及び警報監視方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１、第７の発明において、電気終端処理を用いない光ノード装置及び光信号を伝搬する光伝送手段により構成されるトランスペアレントネットワークにおいて、光信号と並列に光信号の性能情報チャネルを伝送し、かつ上記光ノード装置内に、上記性能情報チャネルの終端手段、処理手段、生成手段、光信号の性能情報をモニタする性能情報測定手段を持つことで、上流側の光信号と並走される性能情報チャネルを終端処理し得られた性能情報に、上記性能情報測定手段により取得された性能情報を追記し、これを上記性能情報チャネル生成手段により性能情報チャネルを生成し、下流側へ光信号と並走して送出し、これらの操作を繰り返すことで上記性能情報を、電気終端処理を行うノードまで転送し、電気処理を行うノードにおいて電気的管理装置へ当該情報を受け渡すことで、従来の電気的に終端された区間に加えて、トランスペアレントに転送される区間についても同様に管理・監視できる。

これにより、電気終端処理を用いない光ノード装置と電気終端処理を用いる光ノード装置が混在する光トランスペアレントネットワークにおけるスケーラブルで簡易な性能情報管理及び警報監視が可能となる。
また、電気終端処理を用いない光ノード装置において、上記性能情報測定手段を、上記光ノード装置の入力側と出力側に配置し、光ノード装置あたり複数の性能情報を、上流からの性能情報に追記することで、光伝送部分の性能情報と、光ノード装置自体の性能情報の両方を効率的に管理することを可能とする。
また、性能情報の閾値からの逸脱を検知した光ノード装置よりも、光信号の伝搬方向に沿って下流にある電気処理を行う光ノード装置において警報情報が生成されない場合、当該電気処理を用いない光ノード装置において警報情報をマスキングすることで、不必要な警報情報の発生を未然に防ぐことが可能となる。

また、第２、第８の発明において、電気終端処理を用いない光ノード装置において、上記性能情報測定手段を、上記光ノード装置の入力側と出力側に配置することで、光ノード装置あたり複数の性能情報を、上流からの性能情報に追記することで、光伝送部分の性能情報と、光ノード装置自体の性能情報の両方を効率的に管理することを可能とする。

また、第３、第９の発明において、性能情報の閾値からの逸脱を検知した光ノード装置よりも、光信号の伝搬方向に沿って下流にある光ノード装置において生成される警報情報をマスキングすることで、不必要な警報情報により異常区間の同定が困難になる事態を未然に防ぐことが可能となる。

また、第４、第１０の発明において、光ノード装置に接続される方路数が3以上の場合に、光信号を構成する複数の光波長チャネルそれぞれの接続先方路に沿って、上記性能情報を転送することで、それぞれ経路の異なる光波長チャネルごとに、性能情報を管理することができる。

また、第５、第１１の発明において、光ノード装置内に電気的クロスコネクト手段を具備し、性能情報・監視情報をオーバヘッド情報としてスイッチングすることで、トランスペアレント区間の管理・監視情報も電気区間と変わることなく転送されるため、両区間を分け隔てなくシームレスに管理・監視することができる。

また、第６、第１２の発明において、上記性能情報を入力する電気的管理装置の信号管理情報部分として、ITU-T G.709で定義されるODUフレームのTCMまたはGCC、あるいは両方を用いることで、ODUフレーム上に必要な性能情報が保持されるため、故障が発生した場合にその影響があるODUパスを即座に判別することができる。

本発明は、各光ノード装置において得られた性能情報等を、主信号と並走する性能情報チャネルにシステマティックに記載する方法を定義し、これを各光ノード装置で繰り返し、電気終端処理を行う光ノード装置まで転送し、当該電気終端処理を行うノードにおいて、従来の電気的な管理情報に加えて管理することで、光ノード装置数が増大した際にもスケーラブルかつ円滑性能情報を管理できるものである。これにより、電気終端処理を用いない光ノード装置と電気終端処理を行う光ノード装置を統一的に管理できるようになる。また、方路数が３を超える光ノード装置を含むメッシュ型ネットワークにも適用することが可能となる。さらに、性能情報を既存の管理システムで活用することで、電気終端処理を行わない光ノード装置を含むネットワークにも適用可能となる。また、異なるドメインにまたがる光パスについても網羅的に管理することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態におけるネットワークの基本構成図である。本発明の第１の実施の形態における光ノード装置の基本構成図である。本発明の第１の実施の形態における性能情報管理テーブルの例である。本発明の第２の実施の形態における光ノード装置の基本構成図（複数モニタの場合）である。本発明の第２の実施の形態における光ノード装置内の性能情報管理モデル例である。本発明の第３の実施の形態における警報監視モデル例である。本発明の第３の実施の形態における警報監視モデル例（マスキングなし：例えば光パワー）である。本発明の第４の実施の形態における警報監視モデル例（警報発出マスキング）である。本発明の第５の実施の形態における警報監視モデル例（マスキング有り、例えばOSNR）である。本発明の第６の実施の形態における３訪ロ以上の場合の基本構成図である。本発明の第６の実施の形態における３方路以上の場合の動作例である。本発明の第７の実施の形態における電気ノード（ODU-XC部）通過時の効果を示す図である。

以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。

［第１の実施の形態］
本実施の形態は、請求項1、９に対応するトランスペアレントネットワークにおける性能・警報情報転送方法及び管理方法の実施の一例である。

図１に本発明の第１の実施の形態におけるネットワーク基本構成を示す。光パスを電気的に終端する装置１０_１より生成した光信号が光信号を終端する装置１０_２により受信されるまでの区間において、本実施の形態の例においては、８つのトランスペアレント光ノード装置を仮定した。まず、光パス終端装置１０_１から生成した光信号が光ノード装置1に入力された場合を考える。

図２は、本発明の第１の実施の形態における光ノード装置の基本構成図である。

当該発明の説明のため、OSC(Optical Supervisory Channel)分波部２１、及び合波部２２、光スイッチ機能部または光増幅機能部２３、性能情報測定部２３１、OSC終端部２５、及びOSC処理部２６、及びOSC生成部２７から構成される光ノード装置２０を例に説明する。

まず光信号を入力として受け、その中からOSC分波部２１により、OSC信号成分を抽出する。

抽出されたOSC信号成分は、OSC終端部２５により電気信号に変換される。電気信号に変換されたOSC信号成分は、OSC処理部２６に入力され、その中で、性能情報管理テーブルが展開される。

一方、光スイッチ機能部または光増幅機能部２３に入力された光信号から、光パワー、OSNR(Optical Signal to Noise Ratio)等が、性能情報測定部２３１により測定され、得られた性能情報が前記OSC信号処理部２６に転送される。これら性能情報は、光スイッチ機能部または光増幅機能部２３の入力側または出力側において取得する。

OSC処理部２６では、内部の記憶領域に展開された性能情報管理テーブルに、上記のとおり新たに得られた性能情報が図３に示すように追記される。追記された性能情報管理テーブルの情報が再度電気信号としてのOSC信号成分に再構成され、OSC生成部２７に入力される。OSC生成部２７では、入力された電気信号としてのOSC信号成分を元に、光信号としてのOSC信号成分に変換される。

OSC合波部２２では、OSC生成部２７から出力されたOSC信号成分と、光スイッチ機能部または光増幅機能部２３より出力される主信号が合波され、光伝送路に向けて出力される。

上記一連の操作が、各光ノード装置において実行される。このような操作の繰り返しにより、性能情報が下流側の光ノード装置に向けて転送される。この性能情報は最終的に８つ目の光ノード装置を通過し、図1に示した通り、電気終端処理を行う光ノード装置１０_２にて終端される。終端された性能情報は、さらに電気的な管理情報としてOTNのTCM(Time Compression Multiplex)部分またはGCC(General communication Channel)部分に転記される。

電気終端処理を用いる光終端装置では、従来技術により性能情報等を管理しているが、得られる性能情報は当該電気終端処理を用いる光終端装置が置かれる両端部分でしか得られない。本実施の形態の例に示される構成で転送された情報は、従来技術では得られなかった、電気終端処理を用いない光ノード装置により構成される区間について、性能情報を提供するものである。この性能情報を従来技術に加えて用いることで、図1に示す区間の単位で異常部分の迅速でスケーラブルな同定が可能となる。

［第２の実施の形態］
本実施例は、第１の実施の形態をベースとしたトランスペアレントネットワークにおける性能・警報情報転送方法及び管理方法の一例であり、請求項２、１０に対応する。

図４は、本発明の第２の実施の形態における光ノード装置の基本構成図である。同図において、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態では、前述の第１の実施の形態において、電気終端処理を行わない光ノード装置における性能情報測定部を複数（性能情報測定部２３１，２３２）設置することを特徴とする。第１の実施の形態では、光スイッチ機能部または光増幅機能部２３の入力側または出力側において性能情報を測定する構成であったが、本構成においては、当該光スイッチ機能部または光増幅機能部２３の入出力側の両方について、性能情報を取得する。

この構成により、光ノード装置２０の光スイッチ機能部または光増幅機能部２３の前後において性能情報を取得することが可能となり、当該光ノード装置の光スイッチ機能部または光増幅機能部２３における異常の有無についての情報も得ることができる。この様子を図５に示す。

このように、光伝送路部分に加えて、光ノード装置における性能情報についても、光伝送路部分とは独立して情報が得られるため、性能劣化や異常のより詳細な切り分けを可能とする。

［第３の実施の形態］
本実施の形態は、請求項３、１１に対応するものである。

本実施の形態においては、前述第１、第２の実施の形態に記載の構成においてOSC処理部２６で得られる性能情報に加え、これら性能情報値に対する異常判断を下すための閾値を予め設定することを特徴とする。この動作を図６、７に示した。図に記載のマージン領域から性能情報値が逸脱すると、当該光ノード装置の性能情報測定部２３１より警報を発出する。すなわち、前記性能情報の値が、上記閾値から逸脱した際には、異常を知らせる警報を発することができる。これにより、装置自体から能動的に異常を通知することが可能となり、全体としてサービスの保守性向上を図ることができる。図７に示したように転送するアナログ情報の例としては光パワーが挙げられる。

［第４の実施の形態］
本実施の形態は、第３の実施の形態に関連し、請求項４、１２に対応するものである。

図８は、本発明の第４の実施の形態における警報監視モデル例（警報発出マスキング）である。

本実施の形態では、前述の第３の実施の形態において発出する警報を抑制する機能を備えることを特徴とする。本実施の形態では、図８に示した通り、下流に配置された電気処理を行う光ノード装置における警報の発出状況を、性能情報測定部２３１において反対方向に伝搬する性能情報チャネルを通じて収集し、もし当該電気処理を行う光ノード装置において警報が発出されていない場合には、当該電気処理を行わない光ノード装置においては警報情報発出を抑制するものである。この動作の様子を図８に示した。同図の例では電気処理を行う終端装置１０_２において警報が発出されていないため、電気処理を行わない光ノード装置１において警報発出を抑制している。

これにより、システム全体として問題が発生していない場合に不要な警報情報を発生させ混乱を招く事態を未然に防ぐことが可能となる。

［第５の実施の形態］
本実施の形態は、第３の実施の形態に関連し、請求項５、１３に対応するものである。
本実施の形態における基本動作を図９に示す。本実施の形態では、前述の第３の実施の形態において、上流のノードで発出する警報を、性能情報測定部２３１においてマスキングする。前記実施の形態における構成の場合、あるノード（上流）に起こった異常が原因となり、下流のノードにおいても同様のエラーを発出する場合がある。例えば、あるノードにおいて信号対雑音比が劣化した場合、それ以降のノードにおいては必然的に同様の警報が発生してしまう。従って、1つの異常原因について、多数の警報が発出されてしまい、保守の際の混乱を招きやすく、原因究明にも時間を要してしまう。本実施の形態においては、あるノードにおける異常値が、上記の例のように明らかに下流に伝搬する性質のものである場合において、下流側で同様の警報発出を抑制することを特徴とする。この動作の様子を図９に示した。図９の例では、光ノード装置１においてマージン超えが発生し、警報が生成され、光ノード装置１の下流にある光ノード装置２において当該警報を抑制している。

これにより、より迅速で正確な異常区間同定を実現できる。図９に示したように警報のマスキングを実施する必要のあるアナログ情報の例としては、光OSNRが挙げられる。前記実施例の光パワーは、区間を構成する各光増幅器等の制御により、上流側のずれが遮蔽されてしまう特性があり、下流へ波及する心配が小さいためマスキング等不要であるが、本実施の形態のような光OSNRは、一度低下すると、トランスペアレント区間において回復することは望めないため、マスキングが必要となる。

［第６の実施の形態］
本実施の形態は、請求項６、１４に対応する。

本実施の形態は、第１〜第５の実施の形態の構成において、図１０に示すように、光ノード装置における方路数が３以上（メッシュ型ネットワーク）の場合に、光スイッチ機能部または光増幅機能部２３において、光信号の経路に沿って性能情報をスイッチングすることを特徴とする。

その動作を図１１に示す。同図の例では、ノード７において、O-ch 1とO-ch 2が異なる方路にスイッチングされる場合を示している。この場合、性能情報管理テーブルのうち、O-ch 1に相当する部分は方路Ａにスイッチされ、O-ch 2に相当する部分は、方路Ｂにスイッチングされる例を示している。この動作により、各O-chそれぞれについて、そのパスの始点から終点まで一貫して管理することが可能となる。この機能により、異常や故障の影響範囲の迅速な同定が可能となる。

［第７の実施の形態］
本実施の形態は、請求項７、１５に対応する。

本実施の形態は、上記の第1〜第６の実施の形態において、図１２に示すように、光ノード装置５０内に、光信号を内部で電気信号に変換して処理するタイプの電気処理型クロスコネクト部５１を備え、性能情報・監視情報をオーバヘッド情報としてスイッチングすることを特徴とする。

これにより、トランスペアレント区間の管理・監視情報も電気区間と変わることなく転送されるため、両区間を分け隔てなくシームレスに管理・監視することが可能となる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。

１０光パス（O-ch）終端装置
２０，３０，４０，５０光ノード装置
２１ OSC分岐部
２２、４１ OSC合波部
２３光スイッチ機能部または光増幅機能部
２５ OSC終端部
２６ OSC処理部
２７ OSC生成部
５１ ODU-XC部
２３１，２３２性能情報測定部

Claims

電気終端処理を用いない光ノード装置、及び複数の光波長チャネルから構成される光波長多重型光信号を伝搬する光伝送手段により構成される光トランスペアレントネットワークにおけるネットワーク保守・管理方法であって、
光信号と並列に光信号の性能情報チャネルを伝送する前記光ノード装置内に、該性能情報チャネルの終端手段、性能情報チャネル処理手段、性能情報チャネル生成手段、光信号の性能情報をモニタする性能情報測定手段を具備し、
前記性能情報チャネル処理手段が、前記終端手段により上流側の光信号と並走される性能情報チャネルを終端処理し得られた性能情報に、前記性能情報測定手段により取得された性能情報を追記した性能情報Ａを前記性能情報チャネル生成手段に出力するステップと、
前記性能情報チャネル生成手段が、前記性能情報Ａから性能情報チャネルを生成し、下流側へ光信号と並走して送出するステップと、
を繰り返すことで前記性能情報を、電気終端処理を行うノードまで転送し、当該電気処理ノードにおいて電気的管理装置の信号管理情報部分へ当該性能情報を入力し、
少なくとも１つ以上の光ノード装置において、
前記性能情報測定手段が、前記性能情報の値が予め設定された閾値を超える場合は、該性能情報に加えて当該ノードにおいて警報情報を生成し、これを前記性能情報チャネルに転送し、
電気処理を用いない光ノード装置では、
前記性能情報測定手段が、前記性能情報の閾値からの逸脱を検知した光ノード装置よりも、光信号の伝搬方向に沿って下流にある電気処理を用いる光ノード装置の警報状態を、逆方向を伝搬する性能情報チャネルにおいて確認し、当該電気処理を用いる光ノード装置において警報情報が検出されない場合に、当該電気処理を用いない光ノード装置において警報情報をマスキングする
ことを特徴とするネットワーク保守・管理方法。
前記性能情報測定手段を、前記光ノード装置の入力側と出力側に配置し、
光ノード装置あたり複数の性能情報を、上流からの性能情報に追記する
請求項１記載のネットワーク保守・管理方法。
前記性能情報測定手段が、前記性能情報の閾値からの逸脱を検知した光ノード装置よりも、光信号の伝搬方向に沿って下流にある光ノード装置において生成される警報情報をマスキングする
請求項１記載のネットワーク保守・管理方法。
前記性能情報測定手段が、前記光ノード装置に接続される方路数が３以上の場合に、光信号を構成する複数の光波長チャネルそれぞれの接続先方路に沿って、前記性能情報、あるいは警報情報を転送する
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のネットワーク保守・管理方法。
光ノード装置内の電気的クロスコネクト手段が、前記性能情報または監視情報をオーバヘッド情報として保持しつつスイッチングする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のネットワーク保守・管理方法。
前記性能情報を入力する電気的管理装置の信号管理情報部分として、ITU-T G.709で定義されるODUフレームのTCMまたはGCC、あるいは両方を用いる
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のネットワーク保守・管理方法。
電気終端処理を用いない光ノード装置及び複数の光波長チャネルから構成される光波長多重型光信号を伝搬する光伝送手段により構成される光トランスペアレントネットワークであって、
光信号と並列に該光信号の性能情報チャネルを伝送する前記光ノード装置は、該性能情報チャネルの終端手段、性能情報チャネル処理手段、性能情報チャネル生成手段、光信号の性能情報をモニタする性能情報測定手段と、を具備し、
前記性能チャネル処理手段は、
前記終端手段により上流側の光信号と並走される性能情報チャネルを終端処理し得られた性能情報に、前記性能情報測定手段により取得された性能情報を追記する手段を有し、
前記性能チャネル生成手段は、
性能情報が追記された性能情報から性能情報チャネルを生成し、下流側へ光信号と並走して送出する手段を有し、
少なくとも１つ以上の前記光ノード装置において、前記性能情報測定手段は、
予め設定された閾値を超える前記性能情報の値が得られた場合は、該性能情報に加えて、警報情報を生成し、前記性能情報チャネルに転送する手段を含み、
電気処理を用いない光ノード装置において、前記性能情報測定手段は、
予め設定された性能情報の閾値からの逸脱を検知した光ノード装置よりも、光信号の伝搬方向に沿って下流にある電気処理を用いる光ノード装置の警報状態を、逆方向を伝搬する性能情報チャネルにおいて確認し、該電気処理を用いる光ノード装置において警報情報が検出されない場合に、警報情報をマスキングする手段を含む
ことを特徴とするネットワーク保守・管理システム。
前記光ノード装置は、
前記性能情報測定手段を、前記光ノード装置の入力側と出力側に配置する
請求項７記載のネットワーク保守・管理システム。
前記性能情報測定手段は、
前記性能情報の閾値からの逸脱を検知した光ノード装置よりも、光信号の伝搬方向に沿って下流にある光ノード装置において生成される警報情報をマスキングする手段を含む
請求項７記載のネットワーク保守・管理システム。
当該光ノード装置に接続される方路数が３以上の場合に、光信号を構成する複数の光波長チャネルそれぞれの接続先方路に沿って、前記性能情報、あるいは警報情報を転送するスイッチング手段を有する
請求項７乃至９のいずれか１項に記載のネットワーク保守・管理システム。
前記性能情報または監視情報をオーバヘッド情報として保持しつつスイッチングする電気的クロスコネクト手段を有する
請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のネットワーク保守・管理システム。
前記性能情報を前記光ノード装置に入力する電気的管理装置の信号管理情報部分として、ITU-T G.709で定義されるODUフレームのTCMまたはGCC、あるいは両方を用いる
請求項７乃至１１のいずれか１項に記載のネットワーク保守・管理システム。