JP5613633B2 - ノード装置、通信システム、及び故障切替方法 - Google Patents
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Description
大粒度の通信路切替機能を備えた大粒度切替機能部と、
小粒度の通信路切替機能を備えた小粒度切替機能部と、
前記大粒度切替機能部と前記小粒度切替機能部との間で高次通信路の帯域を削減するフィルタ機能部と、
前記小粒度切替機能部に接続される迂回高次通信路へ信号を送信する際の信号多重処理、及び迂回高次通信路から当該小粒度切替機能部が信号を受信する際の信号分離処理を行う多重・分離機能部と、
故障検出機能、前記大粒度切替機能部及び前記小粒度切替機能部に対する切替命令機能、及び前記フィルタ機能部に対するフィルタ動作設定機能を含む制御機能部と、を備え、
前記制御機能部が、前記ノード装置及び前記他のノード装置との間の通信路の故障を検出した際に、前記フィルタ機能部が、当該故障した通信路に対応する単数あるいは複数の高次通信路の信号の帯域を削減し、前記小粒度切替機能部が、当該帯域の削減された信号を前記迂回高次通信路に接続することにより通信路切替を行うことを特徴とするノード装置として構成される。
前記ノード装置は、大粒度の通信路切替機能を備えた大粒度切替機能部と、小粒度の通信路切替機能を備えた小粒度切替機能部と、前記大粒度切替機能部と前記小粒度切替機能部との間で高次通信路の帯域を削減するフィルタ機能部と、を含み、前記故障切替方法は、
通信路の故障を検出した際に、当該通信路の故障状態、もしくは故障を検出した通信路に対応する高次通信路の優先度を判別するステップと、
前記通信路の故障状態、もしくは前記優先度に応じて、前記大粒度切替機能部による通信路切替と、前記小粒度切替機能部による通信路切替のうちのいずれを実施するかを決定するステップと、
前記小粒度切替機能部による通信路切替を行う場合に、前記フィルタ機能部が、当該故障した通信路に対応する単数あるいは複数の高次通信路の信号の帯域を削減し、前記小粒度切替機能部が、当該帯域の削減された信号を迂回高次通信路に接続することにより通信路切替を行うステップとを備えたことを特徴とする故障切替方法として構成してもよい。
<システム概要>
図3は、本発明の実施の形態に係る通信システムの概要を説明するための図である。図3に示すように、本発明の実施の形態に係る通信システムは、ノード装置50及びノード装置60が通信網70に接続されて構成されている。
図5に、本発明の実施の形態に係る通信システムの原理構成図を示す。図5では、通信網30(転送網と呼んでもよい)に接続された対向する2つのノード装置10、20が示されている。また、一例として、図5では、故障状態を示している。
次に、故障発生時における、現用通信路から迂回通信路への通信路切替処理の概要例を説明する。なお、以下で説明する各ステップの具体例については、後述する第1の実施の形態で詳細に説明される。
次に、本発明に係る技術のより具体的な一例である第1の実施の形態について説明する。
本例では、本実施の形態のノード装置に接続されるクライアント装置のIF速度が100Gbpsであり、本実施の形態のノード装置の備えるTributary IFおよびTrunk IFの速度も100Gbpsであるとする。
ここで、低次パスのODUのフォーマットとは例えばODU 0〜4, ODU flexなどITU-T G.709で規定されるフォーマットであり、高次パスのOTUのフォーマットとは例えばOTU1〜4などのITU-T G.709で定められるフォーマットである。なお、光デバイスのみで処理可能な場合、電気処理によるフォーマット変換無しに、論理的な階梯定義上の変換が実施可能な場合もある。ここでは高次通信路である高次パスとは、低次パスを収容できる通信路であることを意味する。
この際、それぞれの故障パスに割り当てられる帯域は、予めパス開通時に定められた各クライアントパスの最低帯域保証量を、あらかじめパス開通時に定められたクライアントパスの優先度順に割り当てる。また、決定された各故障パスの迂回経路上での帯域にしたがって、帯域フィルタ機能部103の動作の基準となる、各パスの帯域フィルタ量が決定され(ステップ34)、さらに、各故障パスの帯域と高次通信路のIFとなるTrunk IFの帯域に基づいて、多重・分離回路での多重方法を決定する(ステップ31)。
・ クライアントパス1
> 最大利用帯域100Gbps、最低必要帯域40Gbps、優先度高
・ クライアントパス2
> 最大利用帯域100Gbps、最低必要帯域40Gbps、優先度高
・ クライアントパス3
> 最大利用帯域100Gbps、最低必要帯域30Gbps、優先度低
この場合、これら3つのクライアントパスで、迂回経路となる高次パス帯域100Gbps分の帯域を分割して利用する。はじめに、優先度高であるクライアントパス1、クライアントパス2に、最低必要帯域の40Gbpsを割り当てる。クライアントパス3に対しては、クライアントパス1、クライアントパス2の帯域を割り当てた後、高次パスに残っている帯域が、クライアントパス3の必要帯域30Gbpsを上限として割り当てられる。(この説明のケース場合は20 Gbpsが割り当てられる。)ここでは、フィルタ量は最低保証帯域を超える帯域とした。フィルタ量は、最低保証帯域を超える帯域の一部のみとしても良い。
また、上記の情報は、制御リンクを通じて対向のノード装置200の制御機能部205にも通知され、装置内への命令が送信される(ステップ51、52)。このときの制御プロトコルには、GMPLSプロトコル群(RSVP-TE、CR-LDP、OSPF-TE)やOTNのオーバーヘッド情報(主信号以外の管理情報を定義した信号領域)等を用いる。
波長パスは一般に複数リンクが接続されて構成されており、波長パスの故障が発生する場合、複数のリンクが故障している場合がある。そこで、本実施の形態では、第1の実施の形態で説明した低優先波長パスの切り替えを、通信網300で2箇所以上のリンクが連続して故障する多重故障が発生した場合の、一つ目の故障以降の2つ目の故障に対する故障の切り替えに適用する。
第1、第2の実施の形態に記載の切替動作は、通信路の故障をトリガとするものであるが、ノード装置100、200が高優先通信路の割込み機能(例えば、RSVP-TEで規定されるプリエンプション機能)を備え、高優先通信路の割込み機能により、第1、第2の実施の形態に記載の切替動作を実施することができる。ここで、高優先通信路の割込み機能とは、高優先通信路が低優先通信路を奪って利用する機能を意味する。すなわち、高優先波長パスの割込み機能をトリガとした場合は、第1、第2の実施の形態における故障発生を割込み発生として動作させることになる。なお、本発明の実施の形態では、割込みを受けた場合、故障の場合と同じ動作を行うので、「故障」を「割込み」を含む意味に解釈してよい。
第1〜第3の実施の形態に係るノード装置である始点ノード100、終点ノード200間に光クロスコネクト装置110、210を配置し、通信システムを構成するようにしてもよい。この場合の構成例を第4の実施の形態として図16に示す。
第1〜第4の実施の形態におけるノード装置のODUクロスコネクト装置102、202をMPLS-TPスイッチ等のパケットSW(111、211)で代替してノード装置を構成してもよい。この場合の構成例を図17に示す。
本実施の形態では、図18に示すように、第1〜第5の実施の形態におけるノード装置をリング状、もしくはメッシュ状に光ファイバにより接続して、大粒度切替機能と、小粒度切替機能を、通信路の故障状況に応じて使い分けて切り替えて利用し、一定の設備資源の範囲で故障耐性の強い通信システムを構築している。
本発明の実施の形態に係るノード装置を、例えば第6の実施の形態の通信網にて使用する場合、図20に示したように、異なる光ファイバに接続される大粒度切替機能部(例えばWSS等)間で、小粒度切替機能部を共有する構成を採用してもよい。すなわち、この場合、ノード装置500は、複数の大粒度切替機能部501(例えばWSS等)を備え、これら複数の大粒度切替機能部501が、1つの小粒度切替機能部502を共有する。ノード装置600についても同様である。
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、現用通信路の優先度や故障状態に応じて、通信路帯域、及び通信路を適用する際の通信路制御粒度(切替対象となる通信路の帯域粒度)、転送技術(波長、TDM、パケット等)を変更するノード装置が提供される。
また、上記のような切替動作を、大容量回線に対して装置規模増大の原因となる小粒度切替装置を部分的のみに配備し、小粒度の切り替えが不要の場合は、大粒度切替装置にて処理することができる。本発明の実施の形態では、現用通信路が使われている状態であるか、迂回通信路が使われている状態であるか切替状態を識別し、切替時に帯域を削減する機能を備えるため、切替経路の帯域が通常時より小さくできるという特徴がある。このため、故障がなく現用通信路が使用されている通常時は、効率の良い大粒度切替機能を利用し、帯域の小さくなる切替時には小粒度切替機能を提供することができる。これにより、少ない予備通信路で通信網の高信頼化を実現する冗長化機能が実現できる。また、大きな粒度で処理が必要な場合は、大容量トラフィックの処理に適した光クロスコネクト等の大粒度切替装置を利用することができるため、増大するトラフィックに対して従来技術に比べて拡張性が担保できる。
3、4、52、62 小粒度切替装置
10、20、50、60、100、200、500、600 ノード装置
11、21、501、601 大粒度切替機能部
12、22、502、602 小粒度切替機能部
13、23、503、603 帯域フィルタ機能部
14、24、504、604 多重・分離機能部
15、25 制御機能部
101、201 光クロスコネクト装置
102、202 ODUクロスコネクト装置
103、203 帯域フィルタ機能部
104、204 多重・分離機能部
105、205 制御機能部
110、210 光クロスコネクト装置
111、211 パケットSW
30、70、300 通信網
Claims (8)
- クライアント装置と低次通信路を介して接続されるとともに、当該低次通信路を収容する高次通信路を介して他のノード装置と接続されるノード装置であって、
大粒度の通信路切替機能を備えた大粒度切替機能部と、
小粒度の通信路切替機能を備えた小粒度切替機能部と、
前記大粒度切替機能部と前記小粒度切替機能部との間で高次通信路の帯域を削減するフィルタ機能部と、
前記小粒度切替機能部に接続される迂回高次通信路へ信号を送信する際の信号多重処理、及び迂回高次通信路から当該小粒度切替機能部が信号を受信する際の信号分離処理を行う多重・分離機能部と、
故障検出機能、前記大粒度切替機能部及び前記小粒度切替機能部に対する切替命令機能、及び前記フィルタ機能部に対するフィルタ動作設定機能を含む制御機能部と、を備え、
前記制御機能部が、前記ノード装置及び前記他のノード装置との間の通信路の故障を検出した際に、前記フィルタ機能部が、当該故障した通信路に対応する単数あるいは複数の高次通信路の信号の帯域を削減し、前記小粒度切替機能部が、当該帯域の削減された信号を前記迂回高次通信路に接続することにより通信路切替を行う
ことを特徴とするノード装置。 - 前記制御機能部は、通信路の優先度を識別する機能を備え、通信路の故障を検出した際に、当該通信路の優先度に応じて、前記フィルタ機能部で削減する帯域値を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載のノード装置。 - 前記制御機能部は、通信路の故障状態、もしくは故障を検出した高次通信路の優先度を識別する機能を備え、前記通信路の故障状態、もしくは前記優先度に応じて、前記大粒度切替機能部による通信路切替と、前記小粒度切替機能部による通信路切替のうちのいずれを実施するかを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載のノード装置。 - 前記制御機能部は、通信路の故障を検出した際に、当該通信路の故障状態に応じて、前記フィルタ機能部で削減する帯域値を変更する
ことを特徴とする請求項3に記載のノード装置。 - 前記大粒度切替機能部の数は複数であり、当該複数の大粒度切替機能部により、前記小粒度切替機能部を共有する
ことを特徴とする請求項1ないし4のうちいずれか1項に記載のノード装置。 - 前記大粒度切替機能部を光クロスコネクト装置により構成するとともに、
前記小粒度切替機能部をTDMクロスコネクト装置により構成する、もしくは、前記小粒度切替機能部及び前記フィルタ機能部をパケットスイッチにより構成する
ことを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1項に記載のノード装置。 - 請求項1ないし6のうちいずれか1項に記載のノード装置を光ファイバにより接続した通信システム。
- クライアント装置と低次通信路を介して接続されるとともに、当該低次通信路を収容する高次通信路を介して他のノード装置と接続されるノード装置が実行する故障切替方法であって、
前記ノード装置は、大粒度の通信路切替機能を備えた大粒度切替機能部と、小粒度の通信路切替機能を備えた小粒度切替機能部と、前記大粒度切替機能部と前記小粒度切替機能部との間で高次通信路の帯域を削減するフィルタ機能部と、を含み、前記故障切替方法は、
通信路の故障を検出した際に、当該通信路の故障状態、もしくは故障を検出した通信路に対応する高次通信路の優先度を判別するステップと、
前記通信路の故障状態、もしくは前記優先度に応じて、前記大粒度切替機能部による通信路切替と、前記小粒度切替機能部による通信路切替のうちのいずれを実施するかを決定するステップと、
前記小粒度切替機能部による通信路切替を行う場合に、前記フィルタ機能部が、当該故障した通信路に対応する単数あるいは複数の高次通信路の信号の帯域を削減し、前記小粒度切替機能部が、当該帯域の削減された信号を迂回高次通信路に接続することにより通信路切替を行うステップと
を備えたことを特徴とする故障切替方法。
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