JP5823983B2 - ネットワーク通信リンク試験機器および試験方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークにおいて通信リンクを試験するための機器および方法に関するものである。本発明はキャリアイーサネット（登録商標）ネットワークなどのパケットベースの通信ネットワークにおける通信リンクの試験などに適用可能である。

時分割マルチプレクシング（TDM）ベースからパケットベースへの通信ネットワークの移行により、このようなネットワークを試験するのに使用される方法および機器の適合が必要となる。
パケットベースのネットワークでは、情報の伝送は、複数の通信チャネルの時分割マルチプレクシングに基づいておらず、統計的マルチプレクシングパケットベースのトラフィックに基づいている。トラフィックデータを出所から宛先へと送るために、ネットワーク要素は、トラフィックデータが確実に送られるよう、通信プロトコルの複数の層に存在するスキームをアドレス指定することに依存している。各パケットは、特定のメッセージのパケットが別個のパスを通って宛先で再構成されることを可能にするアドレスを含むヘッダを有している。パケットベースのアーキテクチャへの移行は、複数のソースからのトラフィックデータがヘッダアドレスにより識別され、異なるタイムスロットを見ることにより特定できないことを意味する。

これは、試験および測定の観点から重大な問題である。なぜなら、TDMベースのネットワークはシングルエンドの試験を許可し、試験データは遠端で変化させられることなく単に「ループバック」されるからである。しかし、パケットベースのネットワークでは、試験トラフィックまたはデータを変化させずに単にループバックすることはできない。
複数の特許出願がこの問題に取り組んできた。例えば、下記特許文献1（McBeath）は、特にソースおよび宛先アドレスのオーダーを逆転することにより、元のネットワーク機器にそれらを戻すことができるようにし、TDMベースのネットワークループバックで利用可能な同一の試験能力を有することを可能にする、遠端側での試験パケットのヘッダ情報の修正を開示している。

下記特許文献2（Deragon et al.）および関連する継続出願である米国特許出願公開第2008/0304420号（Deragon et al.）はそれぞれ、パケットベースの通信システム/ネットワークにおけるシングルエンドのループバック試験を行うための試験機器および方法を開示している。その手順は下記特許文献1に開示されたものと類似しているが、特許文献2によれば、それらの手順は、MACアドレスなどの「レベル2」アドレスおよび/またはIPアドレスなどの「レベル3」アドレスであるソースアドレスおよび宛先アドレスを逆転させる。

しかし、これらの方法論および機器は全面的に満足のいくものではない。それは、試験を受けているネットワークリンクの一端で試験トラフィックをループバックさせることにより得られる測定が、状況の一部分を示すに過ぎないためである。試験によって、問題が往復中にどこかで起きたことを示唆することはできたとしても、それが往路で起きたのか、または復路で起きたのかを特定することはできない。

現在、一方のネットワーク方向の特性が他の方向の特性と同じではない、すなわち、下流および上流方向が異なる特性を有しているという点で、非対称のものがネットワークの中にはある。往路および復路の特性の間に差異を設けることができれば望ましい。
往路および復路の特性の間に差異を設けることができる機器が、Packet Blazer^TM FTB-8510B イーサネット（登録商標）試験機器としてEXFO社により市販されている。

この試験機器によれば、ローカルな試験機器をパスの一端で使用し、かつ、リモートの試験機器を他端で使用して、少なくとも一部、前者が後者を制御することにより、イーサネット（登録商標）回路を両方向に同時に試験することができる。このようにして、ローカルおよびリモートの試験機器の両方が互いに試験トラフィック/データを送信し、他方から受信した試験トラフィック/データをそれぞれが分析する。試験が完了すると、リモートの試験機器はその試験結果を、ローカルからリモート方向用に、ローカルな試験機器へと送信し、ローカルな試験機器はそれらを、リモートからローカル方向用に、自身が導き出した試験結果と照合する。

米国特許第7,085,238号明細書 米国特許第7,408,883号明細書

Packet Blazer^TMは前記従来技術の改善を示しているが、全面的に満足のいくものではない。いくつかのネットワーク試験は、例えば24時間以上の比較的長い期間にわたって実行する必要がある。試験期間の開始時に明らかになる問題の中には、それらが解消されるまで試験を中止したほうがよいほど深刻なものがある場合もある。上述した試験機器および方法を使用すると、非常に長い試験期間の終わりまで、このような問題が明らかにならずに、甚だしい時間の無駄になる場合がある。

本発明は、解決すべき目的または課題として、これら公知の試験機器および方法の制限および短所の除去もしくは少なくとも軽減、または、少なくとも代替手段の提供に取り組む。

この目標のために、本発明では、ネットワークリンクの一端のローカルな試験機器が、試験トラフィックを、リンクの他端のリモートな試験機器へと送信する。リモートな試験機器は、ローカルな試験機器から受信した試験トラフィックを分析し、そうしながら、暫定的な試験結果をローカルな試験機器へ送信する。
本発明の一局面によれば、通信ネットワークのリンク内で双方向の試験を行うための機器であって、前記リンクの一端への接続用のローカルな試験機器と、前記リンクの他端への接続用のリモートな試験機器とを備え、前記ローカルな試験機器は、前記リンクにより前記リモートな試験機器へ試験トラフィックを送信するよう作動可能であり、前記リモートな試験機器は、前記試験トラフィックを分析し、かつ、そうしながら、暫定的な試験結果を含む試験情報を前記リンクにより前記ローカルな試験機器へ送信するよう作動可能である、機器が提供される。

本発明の一局面の一実施形態によれば、通信ネットワークのリンク内で双方向の試験を行うための機器であって、前記リンクのローカル端への接続用のローカルな試験機器と、前記リンクのリモート端への接続用のリモートな試験機器とを備え、前記ローカルな試験機器および前記リモートな試験機器はそれぞれ、前記リンクを通じてインバンドの試験トラフィックを送信および受信し、かつ、所定の試験手続きに従って、受信した試験トラフィックを分析し試験結果を取得するよう作動可能であり、
前記ローカルな試験機器は、前記ローカルな試験機器により送信され前記リモートな試験機器により受信されることになるローカルからリモートへの試験トラフィックに応じて実施されることになる前記所定の試験手続きを規定する試験管理情報を含む試験情報を、前記リンクを介して前記リモートな試験機器へ送信するよう作動可能であり、
前記リモートな試験機器は、前記試験管理情報を受信し、前記ローカルな試験機器からの、続いて受信したローカルからリモートへの試験トラフィックに応じて実施されることになる試験手続きを判断し、確認送信を前記ローカルな試験機器に送るために作動可能であり、
前記ローカルな試験機器は、前記確認送信を検知し、試験管理情報を有するヘッダを備えるさらなる試験情報およびローカルからリモート方向の前記リンクを試験するためのローカルからリモートへの試験トラフィックを前記リモートな試験機器へ送信するよう作動可能であり、
前記リモートな試験機器は、前記さらなる試験情報および試験トラフィックを受信し、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックを前記所定の試験手続きに従って分析し、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックの分析が進行している間に、前記受信したローカルからリモートへの試験トラフィックの前記分析に関連した試験情報を前記ローカルな試験機器へ送信し、前記試験情報は、少なくとも暫定的な試験結果を含んでおり、前記ローカルからリモート方向の前記リンクを試験するための、前記ローカルな試験機器による分析用のリモートからローカルへの試験トラフィックを送信するよう作動可能であり、
前記ローカルな試験機器は、前記リモートな試験機器から前記さらなる試験情報を受信すると、前記リモートからローカルへの試験トラフィックを抽出および分析して、前記ローカルからリモート方向の前記リンクの特性を判断し、前記暫定的な試験結果を前記リモートな試験機器から検知するためにさらに作動可能であり、
前記リンクの両方向について前記試験結果をまとめる、機器が提供される。

本発明の第2局面によれば、通信ネットワークのリンク内で双方向の試験を行う方法であって、前記リンクの一端に接続されたローカルな試験機器と、前記リンクの他端に接続されたリモートな試験機器とを使用し、前記ローカルな試験機器は、前記リンクにより前記リモートな試験機器へ試験トラフィックを送信するために使用され、前記リモートな試験機器は、前記試験トラフィックを分析し、かつ、そうしながら、暫定的な試験結果を含む試験情報を前記リンクにより前記ローカルな試験機器へ送信するために使用される、方法が提供される。

本発明の本第2局面の実施形態によれば、通信ネットワークの通信リンク内で双方向の試験を行うための方法であって、前記リンクのローカル端にあるローカルな試験機器と、前記リンクのリモート端にあるリモートな試験機器とを使用し、前記ローカルな試験機器および前記リモートな試験機器はそれぞれ、前記リンクを通じてインバンドの試験トラフィックを送信および受信し、かつ、所定の試験手続きに従って、受信した試験トラフィックを分析し試験結果を取得することが可能であり、
前記ローカルな試験機器で、前記ローカルな試験機器により送信され前記リモートな試験機器により受信されることになるローカルからリモートへの試験データに応じて実施されることになる前記所定の試験手続きを規定する試験情報を含む試験データを、前記リンクを介して前記リモートな試験機器へ送信するステップと、
前記リモートな試験機器で、前記試験データを受信し、前記試験情報を検知し、前記ローカルな試験機器からの、続いて受信したローカルからリモートへの試験トラフィックに応じて実施されることになる試験手続きを判断し、確認送信を前記ローカルな試験機器に送るステップと、
前記ローカルな試験機器で、前記確認送信を検知し、管理情報を有するヘッダを備えるさらなる試験データおよびローカルからリモート方向の前記リンクを試験するためのローカルからリモートへの試験トラフィックを前記リモートな試験機器へ送信するステップと、
前記リモートな試験機器で、前記さらなる試験データを受信し、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックを前記所定の試験手続きに従って分析し、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックの分析が進行している間に、前記受信したローカルからリモートへの試験トラフィックの前記分析に関連した情報を含むヘッダを備えるさらなる試験データを前記ローカルな試験機器へ送信し、前記試験情報は、少なくとも暫定的な試験結果を含んでおり、前記ローカルからリモート方向の前記リンクを試験するためのリモートからローカルへの試験トラフィックを送信するステップと、
前記ローカルな試験機器で、前記リモートな試験機器から前記さらなる試験データを受信し、前記リモートからローカルへの試験トラフィックを抽出および分析して、前記ローカルからリモート方向の前記リンクの特性を判断し、前記試験管理情報を前記リモートな試験機器から検知するステップと、
前記ローカルな試験機器で、すべての試験結果をまとめるステップとを含む、方法が提供される。

このような機器および方法は、試験を行いながら、試験を中断することなく、ローカルおよびリモートな試験機器の間で試験情報が交換されることを可能にする。
リモートな試験機器は、暫定的な試験結果とともに、その現在の状況を報告してもよい。

本発明の実施形態に係るローカルリモートな試験機器の模式的な論理図である。 通信リンクがローカルおよびリモートな試験機器の間に確立される手順を示すフローチャートである。 試験モード中のローカルおよびリモートな試験機器の間の通信手順を示すフローチャートである。 多層プロトコルフレームに基づく試験管理および試験データフレーム構造を示す図である。 図4の試験管理フレームのイーサネット（登録商標）試験フレームにおける試験管理ヘッダの内容を示す図である。 試験機器内および試験機器間のアクティブな試験管理およびデータフローを示す図である。

本発明の上述したおよび他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面とともに、本発明の実施形態の以下の詳細な説明から、より明らかになるであろう。その説明は例示のみを目的としている。図面において、異なる図の同一のまたは対応する要素は、同一の参照番号を有している。
本発明の実施形態は、ネットワークリンクの双方向の試験を行い、両方向に独立して、かつ、実質的に同時に、結果を提供する。ネットワークはパケットベースのネットワークであってもよく、非対称であってもよいが、実施形態は他の種類のネットワークに適用することができる。ネットワークリンクは両方向に異なる物理的なパスを採用してもよい。本明細書中では、「双方向の試験」という用語は、試験機器が両方向に実質的に同時に試験中のネットワークリンクを適格化できることを意味する。通常、試験機器は適切なまたは標準の試験方法（例えばRFC 2544）を使用し、両方向に試験結果を提供することになる。

非対称のネットワークリンクの一例はデジタル加入者線（DSL）回路であろう。この種類のネットワークアーキテクチャでは、下流方向（ネットワークから加入者）の属性（例えばネットワークスループット）は通常、上流方向（加入者からネットワーク）のものと異なっているものである。
図1に示すように、「ローカル」な試験機器と呼ばれる第1試験機器1000および「リモート」な試験機器と呼ばれる第2試験機器1200が、本明細書中でパケットベースのネットワークとして示される試験中のネットワーク1100の通信リンク1105、1110、1115の両端に接続されている。便宜的に、通信リンクは3つの別個のパラレルパス、すなわち、ローカルからリモート方向のパス1105、リモートからローカル方向のパス1115、およびインバンド/インテスト通信チャネル1110として示されている。後ほど説明するように、通信チャネル1110は、機器1000および1200の間で送信されるパケット内にある。

ローカルな試験機器1000およびリモートな試験機器1200はトランシーバーとして作動し、それぞれが送信機能および受信機能を有している。
送信機能に関し、ローカルな試験機器1000は、ローカルな生成エンジン1005、マルチプレクサ1010、送信（TX）ネットワークインターフェース1015および試験/通信マネジャ1025を備えている。ローカルな生成エンジン1005が試験トラフィックを生成し、試験トラフィックをマルチプレクサ1010が、試験/通信マネジャ1025からの試験/通信管理情報と組み合わせて、ローカルからリモート方向の通信リンク1105に沿った送信用に、送信（TX）ネットワークインターフェース1015へ、多重送信（マルチプレックス）したデータを供給する。

同様に、リモートな試験機器1200は、リモートな生成エンジン1235、試験/通信マネジャ1220、マルチプレクサ1230および同様の仕方で機能する送信（TX）ネットワークインターフェース1225を備えている。リモートな生成エンジン1235が試験トラフィックを生成し、試験トラフィックをマルチプレクサ1230が、試験/通信マネジャ1220からの試験/通信管理情報と組み合わせて、リモートからローカル方向のネットワークリンク1115に沿った送信用に、TXネットワークインターフェース1225へ供給する。

受信機能に関し、ローカルな試験機器1000は、ローカルな分析エンジン1035、通信デマルチプレクサ1030および受信器（RX）ネットワークインターフェース1035を有している。RXネットワークインターフェース1035は、リモートからローカルの送信をリモートな試験機器1200から受信し、それをデマルチプレクサ1030に供給する。デマルチプレクサ1030は、試験管理情報を試験トラフィックから分離し、試験管理情報および試験トラフィックを試験通信マネジャ1025およびローカルな分析エンジン1030にそれぞれ転送する。

同様に、リモートな試験機器1200は、リモートな分析エンジン1215、通信デマルチプレクサ1210および受信器（RX）ネットワークインターフェース1205を有している。RXネットワークインターフェース1205は、ローカルな試験機器1000からローカルからリモートの送信を受信し、それをデマルチプレクサ1210に供給する。デマルチプレクサ1210は、試験管理情報を試験トラフィックから分離し、試験管理情報および試験トラフィックを試験通信マネジャ1220およびリモートな分析エンジン1215にそれぞれ転送する。

この結果、ローカルな試験通信マネジャ1025およびリモートな通信マネジャ1220は、ネットワークインターフェース1015/1225を介して送られる送信に試験管理情報を挿入し、他端で情報を抽出することにより、互いに通信する。この通信は図1で、ローカルおよびリモートな試験通信マネジャ1025および1220それぞれに相互接続されたインバンドインテスト通信チャネル1110として示されている。

作動中、ローカルな試験機器1000は、リモートな試験機器1200よりも多くの機能性を有することになる。なぜなら、これはリモートな試験機器を制御するために使用されることになるからである。特に、ローカルな試験機器1000は、リモートな機器1200に試験管理情報を供給することになる。
試験管理情報は、これが、要求される双方向の試験のその独自の部分を行えるようにし、かつ、試験がまだ行われており、試験が終わったときに最終的な試験結果が出る場合に、ローカルな試験機器にその独自の状態に関する情報だけでなく中間の試験結果をも通信できるようにする。

この目的のために、ローカルな試験機器1000は報告エンジン1020を有している。報告エンジン1020は、試験/通信マネジャ1025およびローカルな分析エンジン1030の両方から情報を受信する。報告エンジン1020はローカルな分析エンジン1030から、リモートからローカル方向1115用の試験結果を受信し、試験/通信マネジャ1025から、ローカルからリモート方向1105用の試験結果を受信し、それらを出力し、望むなら表示装置などの適切な物理的手段により照合する。

ローカルな試験機器およびリモートな試験機器は同一であってもよく、かつ、ネットワークリンクがどこにあるかに従って、しかし必ずしもユーザーが物理的にどこに存在するかによらず、試験が始まる前にローカル（第一位）およびリモート（第二位）として構成されてもよいことに注意されたい。ゆえに、試験機器がローカル（第一位）またはリモート（第二位）として機能できるように、図1に示すさまざまなモジュール、機能および信号フローが必要に応じて複製されてもよい。

通信リンク1105/1115の双方向の試験を行うためのローカルおよびリモートな試験機器1000および1200の作動を、図2〜図6をも参照して説明する。試験は以下のように進行する。
1. ローカルおよびリモートな試験機器の構成、
2. リモートな試験機器を発見するため、および、リモートな試験機器に接続するための方法論、
3. 試験構成および実行、
4. 中間の試験状態および結果、
5. 試験の完了。
<1. ローカルおよびリモートな試験機器の構成>
試験機器1000および1200を試験中のネットワークに接続するためには、それらのTXおよびRXインターフェース1015、1035、1205および1225それぞれを、ネットワークを通じて通信するよう構成する必要がある。特定の構成は、ネットワーク内で使用される技術に依存することになる。パケットベースのネットワークの場合、構成するための通常のパラメータは、IPアドレス4210および4220、送信制御プロトコル（TCP）またはユーザデータグラムプロトコル（UDP）ポート4100および4110ならびにVLAN（ネットワーク実施態様に応じて、このパラメータは任意選択できる）である。試験機器の場合、物理的なポート特性ならびにMACアドレス4400および4410は、特定の用途を反映するよう修正することができる。物理的なインターフェースに関し、送信媒体（電気的または光学的）、送信モード（ハーフまたはフルデュプレックス）およびクロッキングモードが、構成可能なパラメータである。構成の細目は当業者にとって周知であるため、本明細書ではこれ以上詳細に説明しない。

本通信方法論では、試験インターフェースを構成することが必要なだけでなく、作動モードをも規定する必要がある。これらのモードはローカルまたはリモートな試験モードであってもよい。
図2を参照して、各試験機器用の本方法論の第1ステップは、通信インターフェース2005、2105の構成である。構成の大半は手動で行われるが、いくつかの項目は、公知のやり方で試験機器からのデフォルトであってもよい。例えば、IPアドレスなどのパラメータはネットワーク（DHCPサーバ）により構成されてもよい。

通信インターフェースが構成されると、試験モードが作動される（ローカル2010またはリモートな試験モード2110）。試験モードが起動されると、両機器は使用する用意ができたことになる。ローカルな試験機器が「未接続」2015というローカルな状態となり、リモートな試験機器が「フリー」状態にあることになり、これは、接続することが可能であることを意味している（リモートな状態フリー2115）。
<2. リモートな試験機器を発見するため、および、リモートな試験機器に接続するための方法論>
本方法論の次のステップは、ネットワーク（またはその一部）内の「フリー」のリモートな試験機器すべてを発見することである。ローカルな試験機器1000は「発見要求」2020を、ネットワークに接続されたすべてのリモートな機器へ送る。「フリー」状態のすべてのリモートな試験機器1200は、それらの構成パラメータとともに「発見応答」2120を返送する。次いで、ローカルな試験機器1000は、すべての「フリー」のリモートな試験機器のリストを作成し（2025）、試験を行うためにそこから選択する。次いで、リスト2030から特定のリモートな機器1200を選択する、または、リモートな機器1200のパラメータを手動で入力する（2035）ことにより、ユーザがローカルおよびリモートな試験機器の間の通信チャネル1110を起動する。

通信要請2040がローカルな試験機器1000から、選択されたリモートな試験機器1200へ送られ、通信チャネルが確立される(2125、2210)。次いで、ローカルな試験機器1000の状態が「接続中」2045となり、リモートな試験機器1200の状態が「使用中」2135となる。この「使用中」状態も他のローカルな試験機器に報告され、他のローカルな試験機器は、選択されたリモートな試験機器1200がローカルな試験機器1000により制御されたままの状態で、選択されたリモートな試験機器1200に接続しようとする場合がある。
<3. 試験構成および実行>
ローカルおよびリモートな試験機器が接続されると、ユーザーは試験を行うことができる。ローカルな試験機器1000およびリモートな試験機器1200の両方のための試験パラメータは、図3の3005に示すように、ローカルな試験機器1000から構成されている。

一例として、RFC 2544試験を行う場合（スループット、バースト、フレームロスおよび/またはレイテンシー）、試験構成パラメータは、各繰り返し（64、128、256、512、1024、1280および/または1518バイト）、試験タイマ、繰り返しの回数、試験精度などについて使用されることになるフレームサイズを含んでいてもよい。
ステップ3010、3105および3110において、リモートな試験構成がリモートな試験機器1200にダウンロードされて適用される。試験パラメータの適用は、リモートな試験/通信マネジャ（TCM）1220により行われる。TCM1220は、リモートな試験機器1200での、受信したデータの分析のためにリモートな分析エンジン1215を構成し、リモートな生成エンジン1235を、そのTXネットワークインターフェース1225を介してローカルな試験機器1000へ試験データを送るよう構成し、ローカルおよびリモートな試験機器の間で試験手続きを同期させることになる。この同期化は、RFC 2544の例に示すものなどの一連の試験を実行している間、ローカルおよびリモートな試験機器が同一の試験構成を使用するのに必要である。

試験機器はこれで試験を開始する準備ができたことになる。ローカルな試験機器1000から、試験機器3015、3115の両方について試験が開始され、試験状態および中間の結果3120がリモートな試験機器からローカルな試験機器へ再移送されて表示される(3020)。この情報の移送は、試験が行われている間に、行われている試験を妨害することなく行われる。その結果、試験が終わる前に、中間の試験結果がローカルな試験機器1000に利用可能となり、例えば表示されることなどにより報告可能となる。そのため、ユーザーは試験を中止もしくは変更するために介入する選択肢を有し、または中間の試験結果に基づいて他のやり方で行動する。
<4. 中間の試験状態および結果>
再び図1を参照して、試験および通信マネジャ1025、1220は、ローカルな試験機器からリモートな試験機器へ情報を移送するために、インバンドインテスト通信チャネル1110を使用している。リモートな試験機器からローカルな試験機器への情報の移送のために、反対のパスもローカルおよびリモートな試験機器の間に存在している。

管理情報は通信マルチプレックス機能1010へ送られ、通信マルチプレックス機能1010は試験トラフィックに管理情報を追加することになる。試験トラフィックが送られていない場合（構成ステージ）、管理トラフィックが「現状維持」で送られる。次いで、管理情報を有する試験トラフィックは送信（TX）ネットワークインターフェース1015へ送られ、試験中の回路1105、1115を介してリモートな試験機器1200へ送られる。（いくつかのパケットベースのシステムでは、「試験中の回路」はディスクリートに見える場合があるが、物理的なパスは実際には、必要に応じて割り当てられた物理的な回路を備える実際の回路であることを理解されたい。）
受信器（RX）ネットワークインターフェース1205で、情報はデマルチプレックスされ(1210)、管理情報が試験および通信マネジャ1220へ送られる。次いで、試験トラフィックはリモートな分析エンジン1215へ送られる。リモートな分析エンジン1215で、試験トラフィックは分析され、試験結果および状態が保存される。試験トラフィック情報の残りは、保存または試験で再使用される必要がないため、廃棄されてもよい。試験結果および状態はリモートな試験通信マネジャ1220に送られて、ローカルな試験機器1000の試験および通信マネジャ1025へ再通信される。再び、この管理情報が、リモートな生成エンジン1235により生成されている試験トラフィックによってマルチプレックスされ(1230)、送信ネットワークインターフェース1225へ送られる。

イーサネット（登録商標）試験フレームが、ローカルな試験機器受信器（RX）ネットワークインターフェース1035に届くと、試験トラフィックおよび管理情報はデマルチプレックスされる(1030)。管理情報に含まれる試験結果および状態は、ローカルな試験および通信マネジャ1025へ送られ、最終的にローカルな報告エンジン1020に送信される。イーサネット（登録商標）試験フレームで見つかった試験トラフィックはローカルな分析エンジン1030へ送られる。次いで、リモートからローカル方向の結果および状態が報告エンジン1020へ送られる。

図4および図5は、イーサネット（登録商標）試験フレームを作成するためのカプセル化処理を示している。図4は、試験機器から別の試験機器へ送信されることになるイーサネット（登録商標）試験フレーム用に構成または格納する必要のある、すべての異なる層の詳細図を示している。図4は、開放型システム間相互接続（OSI）サーバ層プロトコルスタックの簡略化されたバージョンを示している。図4は、層のいくつかが標準で規定されていても現実の配備では使用されていない現実を反映している。

プロトコルスタックの一番上にはアプリケーション層が存在する。本発明の実施形態では、アプリケーション層は、試験管理ヘッダ4000および試験トラフィック4010を含んでいる。試験トラフィックは擬似乱数ビットシーケンス（PRBS）または繰り返される16進数値であってもよい。異なる層はすべて下層のペイロードにカプセル化されているため、試験管理ヘッダおよび試験トラフィックは、トランスポート層とも呼ばれるTCP/UDP層のペイロードとなる。この層の一部として、互いにグループ化されてトランスポートヘッダを形成する複数のフィールドが存在する。

図4は、ソースポート4100、宛先ポート4110および残りのTCP/UDPヘッダ4120を備えるトランスポートヘッダの要約されたバージョンを示している。トランスポートデータフィールド4130を付加することで、完成したトランスポートセグメントが得られる。このセグメントは下位層のペイロードに配置されることになる。パケットベースのネットワークでは、この層は、IP層とも呼ばれるネットワーク層である。この層も複数のフィールドを備えている。説明の簡略化を目的として、図4はIPソースアドレス4210、IP宛先アドレス4220および残りのIPヘッダ4200を示している。TCP/UDP層情報4230を付加することで、完成したIPパケットが得られる。

イーサネット（登録商標）試験フレームをネットワーク上で送信できるようになる前に形成されることになる最後の層は、イーサネット（登録商標）層とも呼ばれるデータリンク層である。この層は以下のフィールドを含んでいる。すなわち、MAC宛先アドレス4400、MACソースアドレス4410、タイプフィールド4420、上位層情報フィールド4430およびフレームチェックシーケンス（FCS）4440である。上位層情報フィールドは基本的に、上位層プロトコルすべてを含むカプセル化されたIPパケットである。FCSはイーサネット（登録商標）フレームの統一性を確証するために使用され、ある場合イーサネット（登録商標）トレーラと呼ばれる。イーサネット（登録商標）試験フレームにすべての情報が含まれているため、これでローカルな試験機器からリモートなものへ通信することおよびネットワークを試験することが可能である。

図5は、図4（4000）に示す試験管理ヘッダ5230をより詳細に示している。試験管理ヘッダ5230は、ローカルおよびリモートな試験機器の間で試験情報を移送するのに使用される。ローカルおよびリモートな試験機器の間で通常送られる情報は、構成および試験管理コマンド（試験開始/停止、メッセージの有効保持など）である。リモートからローカル試験機器へ情報を移送する場合、情報は大抵、試験状態および中間または最終の試験結果である。

試験管理ヘッダは複数のフィールドで形成されている。第1フィールドは、このヘッダが試験管理ヘッダであることを確認するために使用される識別子フィールド5300である。このフィールドは、この試験アプリケーションを、TCP/UDPトランスポート層を通じて作動することができる他のアプリケーションから区別することができるため、有用である。
第2フィールドはバージョンフィールド5310である。バージョンフィールド5310はローカルおよびリモートな試験機器1000/1200が、使用されるソフトウェアの異なるバージョンが相互使用可能であることを確認できるようにする。次のフィールドはトラフィックID 5320である。このフィールドは、試験中のサービスごとの結果をそれぞれ分離する。制御情報フィールド5330は、構成ツールとしての試験管理ヘッダ、中間状態および結果移送フィールドまたは最終の試験結果および結果移送フィールドを使用する機構を提供する。情報フィールド5340はペイロードを制御情報フィールドに提供する。このフィールドは、試験機器の間で情報を論理的に移送するのに使用される。最後に、インバンド制御/長さフィールド5350は、構成または状態および試験結果のすべてが1つの情報フィールドにはめ込まれない場合に、情報フィールドを拡張するやり方を提供することになる。このフィールドは、リモートな試験機器での試験を開始または停止するためにも使用される。

試験管理ヘッダは試験トラフィックとともに使用されて、送信パケットに見られるようにアプリケーションペイロードを満たす。この試験層は、送信制御プロトコル（TCP）またはユーザデータグラムプロトコル（UCP）セグメント内にカプセル化されることになる。次のステップは、インターネットプロトコル（IP）パケットおよび最終的にイーサネット（登録商標）フレーム内に、それをカプセル化することである。次いで、それは試験中のネットワーク回路を通じて送信され、他の試験機器によって受信される。

管理情報を有する試験トラフィックがローカルな試験機器1000で受信されると、それは管理情報内へデマルチプレックスされて試験通信マネジャおよび試験トラフィックへ通信され、ローカルな分析エンジンに送られることになる。ローカルな試験および通信マネジャ1025で、リモートな試験機器からの結果および状態が表示され、最終の報告のために報告エンジンに送られることになる。
<5. 試験の完了>
図3および図6に示すように、（手動で、または、試験構成で構成されたタイマから）試験が完了すると3025、6230、最終の試験結果および情報が、リモートな試験機器からローカルな試験機器へと返送される(3125、6330)。ローカルおよびリモートな分析エンジンからの結果はまとめられ(3030、6240)、表示される(3035、6250)。さらに、報告が、完全な試験情報、状態および結果を備えて作成されてもよい。

トラフィック情報フローおよび試験管理情報フローの図を組み合わせた、ローカルおよびリモートな試験機器の間の送信処理を示す、より詳細な図である図6を参照して、ローカルな試験機器3015で試験が開始されると(ステップ6205)、開始メッセージがリモートな試験機器3115に送られる(6305)。ローカルな試験機器では、試験が開始されると、ステップ6010において管理情報が試験管理ヘッダにおいてリモートな試験機器に送信され始めることになり、ステップ6110では試験トラフィックが管理情報に付加される。ステップ6210ではイーサネット（登録商標）試験トラフィックが、試験管理ヘッダとともに伝送される。

イーサネット（登録商標）試験フレームがリモートな試験機器に到達すると、トラフィックはバッファに入れられデマルチプレックスされる(6310)。試験トラフィックは、リモートな分析エンジンにより分析される(6410)。受信した試験結果および状態は分析エンジン6510により作成され、リモートな試験および通信管理（TCM）に送られる。TCMは情報をバッファに入れ、それをローカルな試験機器6520に送り返す。情報は試験管理ヘッダに配置され、試験トラフィックが追加される(6420)。その結果として生じるペイロードはイーサネット（登録商標）試験フレームに配置され、ローカルな試験機器6320に送られる。イーサネット（登録商標）試験フレームがローカルな試験機器1000により受信されると6220、試験管理ヘッダおよび試験トラフィックがデマルチプレックスされ、試験トラフィックはローカルな分析エンジンにより分析され(6120)、試験結果および状態が作成される(6020)。ローカルからリモートおよびリモートからローカル方向の両方からの結果すべては、まとめられ表示される(6240、6250)。

公知の試験方法論では、試験情報の交換は、試験が停止中の場合にのみ可能である。これは、2つの機器が試験中であるか、または、試験が完了しているのでない限り、試験トラフィックが存在しないことを意味する。例えば24時間という長期間にわたって試験を行わなければならない場合、ローカルユーザには試験の終わりに試験状態および結果しか分からないであろう。

試験がまだ行われている間に試験情報が通信される本発明の実施形態の利点は、リモートな試験機器で測定されたリモートの状態および中間の結果の即時の閲覧をローカルユーザが得られるということにある。その結果、試験が終わるのを待って時間を無駄にすることなく、試験を中止または修正することができる。
例えば、試験の一部のみが完了していて、リモートな試験機器が重要な試験要件を満たしていない（例えば、ビットエラー率が事前設定した水準をすでに越えている）ことを検知した場合に、ローカルな試験機器の操作者が試験を中止するか否かを決定することができるよう（すなわち、より完全な試験結果を待つことなく、おそらくは、実際の総ビットエラー率およびエラーの起きている箇所などの、より多くの量の情報を提供することなく）、この情報を暫定的な試験結果として（「実施中」とした試験状態とともに）返送することができる。

上述した実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）または内臓の管理プロセッサのいずれかの上で動くソフトウェア内で機能が実施される。FPGAは、ライン速度であることが必要な作動を行うことになるが、他の機能は内蔵のプロセッサにより行われてもよい。
簡略化のために、本実施形態の上記説明では論理接続を1つだけ使用した。しかし、ローカルな試験機器が複数のネットワークリンクを介して複数のリモートな試験機器への接続性を有していてもよいことを理解されたい。ゆえに、イーサネット（登録商標）技術を使用するネットワークでは、長距離にわたって互いに接続された複数のサイト（またはこの場合、試験機器）を有していてもよい。

本発明の上記実施形態はパケットベースのネットワークにおけるリンクを試験するのに有用であるが、本発明がこのようなネットワークに限定されず、パケットベースでない通信ネットワークにも適用することができることを理解されたい。例えば、試験ペイロードまたはSONETもしくはSDH信号の不使用のオーバーヘッドバイトに試験/通信マネジャヘッダを追加し、ネットワークを介して送信してもよい。

本出願は、2010年2月5日に出願された米国特許仮出願第61/301,798号に関連し、その優先権を主張するものであり、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明の実施形態を詳細に説明および例示したが、これが説明および例示のためのみであって、限定のためとみなすべきでないことを理解されたい。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって限定される。

Claims (10)

1. 通信ネットワークのリンク内で双方向の試験を行うための機器であって、前記リンク（1105、1110、1115）の一端への接続用のローカルな試験機器（1000）と、前記リンクの他端への接続用のリモートな試験機器（1200）とを備え、
   前記ローカルな試験機器は、前記リンクにより前記リモートな試験機器へローカルからリモートへの試験トラフィックを送信するよう作動可能であり、
   前記リモートな試験機器は、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックを分析し、かつ、分析しながら、暫定的な試験結果と、前記ローカルな試験機器による分析のためのリモートからローカルへの試験トラフィックとを含む試験情報を前記リンクにより前記ローカルな試験機器へ送信するよう作動可能であり、
   前記暫定的な試験結果は前記リモートからローカルへの試験トラフィックがペイロードとなる試験管理ヘッダ中に含まれる、機器。
2. 前記ローカルな試験機器は、前記リンクにより前記リモートな試験機器から前記ローカルな試験機器へ送られることになる試験トラフィックを規定する試験管理情報を、前記リモートな試験機器へ送信するよう作動可能であり、
   前記ローカルな試験機器は、前記リモートな試験機器からの前記試験トラフィックを分析してリモートからローカル方向への前記リンクの特性を判断するよう作動可能である、請求項1に記載の機器。
3. 通信ネットワークのリンク内で双方向の試験を行うための機器であって、前記リンク（1105、1110、1115）のローカル端への接続用のローカルな試験機器（1000）と、前記リンクのリモート端への接続用のリモートな試験機器（1200）とを備え、
   前記ローカルな試験機器および前記リモートな試験機器はそれぞれ、前記リンクを通じてインバンドの試験トラフィックを送信および受信し、かつ、所定の試験手続きに従って、受信した試験トラフィックを分析し試験結果を取得するよう作動可能であり、
   前記ローカルな試験機器は、前記ローカルな試験機器により送信され前記リモートな試験機器により受信されることになるローカルからリモートへの試験トラフィックに応じて実施されることになる前記所定の試験手続きを規定する試験管理情報を含む試験情報を、前記リンクを介して前記リモートな試験機器へ送信するよう作動可能であり、
   前記リモートな試験機器は、前記試験管理情報を受信し、前記ローカルな試験機器からの、続いて受信したローカルからリモートへの試験トラフィックに応じて実施されることになる試験手続きを判断し、確認情報を前記ローカルな試験機器に送るために作動可能であり、
   前記ローカルな試験機器は、前記確認情報を検知し、試験管理情報を有する試験管理ヘッダを含む試験情報およびローカルからリモート方向の前記リンクを試験するためのローカルからリモートへの試験トラフィックを、前記リモートな試験機器へ送信するよう作動可能であり、
   前記リモートな試験機器は、前記試験情報および試験トラフィックを受信し、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックを前記所定の試験手続きに従って分析し、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックの分析が進行している間に、前記受信したローカルからリモートへの試験トラフィックの前記分析に関連した試験情報を前記ローカルな試験機器へ送信し、前記試験情報は、少なくとも暫定的な試験結果を含んでおり、リモートからローカル方向の前記リンクを試験するための、前記ローカルな試験機器による分析用のリモートからローカルへの試験トラフィックを送信するよう作動可能であり、
   前記ローカルな試験機器は、前記リモートな試験機器から試験情報を受信すると、前記リモートからローカルへの試験トラフィックを抽出および分析して前記リモートからローカル方向の前記リンクの特性を判断するとともに、前記暫定的な試験結果を前記リモートな試験機器から検知し、前記リンクの両方向について前記試験結果をまとめるために作動可能であり、
   前記ローカルな試験機器および前記リモートな試験機器は、前記試験情報を含む試験管理ヘッダならびに、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックおよび前記リモートからローカルへの試験トラフィックをそれぞれ含むペイロードを備えた各送信パケットを交換する、機器。
4. 前記リモートな試験機器からの前記試験情報が、前記リモートな試験機器の現在の接続状態を含んでいる、請求項1〜請求項３のいずれか1項に記載の機器。
5. 前記暫定的な試験結果が、試験要件がまだ満たされていないという指示を備える、請求項1〜請求項４のいずれか1項に記載の機器。
6. 通信ネットワークのリンク内で双方向の試験を行う方法であって、
   前記リンク（1105、1110、1115）の一端に接続されたローカルな試験機器（1000）と、前記リンクの他端に接続されたリモートな試験機器（1200）とを使用し、
   前記ローカルな試験機器は、前記リンクにより前記リモートな試験機器へローカルからリモートへの試験トラフィックを送信し、
   前記リモートな試験機器は、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックを分析し、かつ、分析しながら、暫定的な試験結果および前記ローカルな試験機器による分析のためのリモートからローカルへの試験トラフィックを含む試験情報を前記リンクにより前記ローカルな試験機器へ送信し、
   前記暫定的な試験結果は前記リモートからローカルへの試験トラフィックがペイロードとなる試験管理ヘッダ中に含まれる、方法。
7. 前記ローカルな試験機器は、前記リンクにより前記リモートな試験機器から前記ローカルな試験機器へ送られることになる試験トラフィックを規定する試験管理情報を、前記リモートな試験機器へ送信するよう作動し、
   前記ローカルな試験機器は、前記リモートな試験機器からの前記試験トラフィックを分析してリモートからローカル方向への前記リンクの特性を判断するよう作動する、請求項６に記載の方法。
8. 通信ネットワークのリンク内で双方向の試験を行うための方法であって、前記リンク（1105、1110、1115）のローカル端にあるローカルな試験機器（1000）と、前記リンクのリモート端にあるリモートな試験機器（1200）とを使用し、前記ローカルな試験機器および前記リモートな試験機器はそれぞれ、前記リンクを通じてインバンドの試験トラフィックを送信および受信し、かつ、所定の試験手続きに従って、受信した試験トラフィックを分析し試験結果を取得することが可能であり、
   前記ローカルな試験機器で、前記ローカルな試験機器により送信され前記リモートな試験機器により受信されることになるローカルからリモートへの試験トラフィックに応じて実施されることになる前記所定の試験手続きを規定する試験管理情報を含む試験情報を、前記リンクを介して前記リモートな試験機器へ送信するステップと、
   前記リモートな試験機器で、前記試験管理情報を受信し、前記ローカルな試験機器からの、続いて受信したローカルからリモートへの試験トラフィックに応じて実施されることになる試験手続きを判断し、確認情報を前記ローカルな試験機器に送るステップと、
   前記ローカルな試験機器で、前記確認情報を検知し、試験管理情報を有する試験管理ヘッダを備える試験情報およびローカルからリモート方向の前記リンクを試験するためのローカルからリモートへの試験トラフィックを前記リモートな試験機器へ送信するステップと、
   前記リモートな試験機器で、前記試験情報および試験トラフィックを受信し、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックを前記所定の試験手続きに従って分析し、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックの分析が進行している間に、前記受信したローカルからリモートへの試験トラフィックの前記分析に関連した試験情報を前記ローカルな試験機器へ送信し、前記試験情報は、少なくとも暫定的な試験結果を含んでおり、前記リモートからローカル方向の前記リンクを試験するために、前記ローカルな試験機器による分析のためのリモートからローカルへの試験トラフィックを送信するステップと、
   前記ローカルな試験機器で、前記リモートな試験機器から試験情報を受信し、前記リモートからローカルへの試験トラフィックを抽出および分析して、前記リモートからローカル方向の前記リンクの特性を判断するとともに、前記暫定的な試験結果を前記リモートな試験機器から検知するステップと、
   前記ローカルな試験機器で、すべての試験結果をまとめるステップとを含み、
   前記ローカルな試験機器および前記リモートな試験機器は、前記試験情報を含む試験管理ヘッダならびに、前記ローカルからリモートへの試験トラフィックおよび前記リモートからローカルへの試験トラフィックをそれぞれ含むペイロードを備えた各送信パケットを交換するよう作動する、方法。
9. 前記リモートな試験機器からの前記試験情報が、前記リモートな試験機器の現在の接続状態を含んでいる、請求項６〜請求項８のいずれか1項に記載の方法。
10. 前記暫定的な試験結果が、試験要件がまだ満たされていないという指示を備える、請求項６〜請求項９のいずれか1項に記載の方法。

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