JP6058965B2

JP6058965B2 - 光通信ネットワークの収容決定装置

Info

Publication number: JP6058965B2
Application number: JP2012225345A
Authority: JP
Inventors: 昇吉兼; 釣谷　剛宏; 剛宏釣谷
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-10-10
Also published as: JP2014078851A

Description

本発明は、複数のサブバンドを含む光信号を使用する光通信ネットワークにおいて、サブバンドを用いたパスの光信号への収容を決定する技術に関する。

例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を光変調した信号の様に、複数のサブバンドを含む光信号による通信が非特許文献１で提案されている。また、非特許文献２は、中間の光ノードにおいて、これら光信号からサブバンドを分岐し、また、これら光信号にサブバンドを挿入する構成を提案している。

ＲｏｍａｎＤｉｓｃｈｌｅｒ, ｅｔａｌ．，"ＩｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇＯＦＤＭＳｉｇｎａｌｓｆｏｒＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＯｐｔｉｃａｌＲｏｕｔｉｎｇＣａｐａｂｉｌｉｔｙａｎｄＨｉｇｈＳｐｅｃｔｒａｌＥｆｆｉｃｉｅｎｃy，" ＥＣＯＣ２００９, ｐａｐｅｒ８．３．２，２００９年ＮｏｂｏｒｕＹｏｓｈｉｋａｎｅ, ｅｔａｌ．，"ＢｅｎｅｆｉｔｓｏｆＲｏｕｔｅｒＯｆｆｌｏａｄＵｔｉｌｉｚｉｎｇＳｕｐｅｒｃｈａｎｎｅｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＢｅｙｏｎｄ−１００−Ｇｂ−Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，"ＯＦＣＮＦＯＥＣ２０１２, ＪＴｈ２Ａ.４５，２０１２年

複数のサブバンドを含む光信号を光通信ネットワークに適用し、サブバンド単位でパスの設定を行うものとすると、パスを設定するために必要な処理を判定することが必要となる。ここで、パスを設定するために必要な処理とは、既存の光信号のみでパスを設定可能であるのか否かを判定し、既存の光信号のみでパスを設定できない場合、どの区間に新たに光信号を設定するかを決定して、決定に応じた処理を行うことである。

本発明は、複数のサブバンドを含む光信号を使用する光通信ネットワークにおいて、サブバンドによるパスの収容を決定する収容決定装置を提供するものである。

本発明の一態様によると、複数のサブバンドを含む光信号を使用する光通信ネットワークにおいて、サブバンドを用いたパスの光信号への収容を決定する収容決定装置であって、前記パスの始点から順に前記パスを収容可能な光信号の存在を判定する判定手段と、前記パスを収容可能な光信号が存在しないと前記判定手段が判定すると、最後に前記パスを収容可能であると判定した光信号の終点から前記パスの終点までの間の区間において新たな光信号を設定して、前記パスを収容すると決定する決定手段と、を備えており、前記光信号は、パスに使用されているサブバンドと、パスに使用されていないダミーのサブバンドを有し、前記判定手段は、前記光信号のダミーのサブバンドの区間から、前記パスを収容可能であるか否かを判定することを特徴とする。

パスを設定するために新たな光信号を設定する必要があるか否か、さらに必要がある場合には新たに設定する光信号の区間を決定することができる。

一実施形態による光通信システムの構成図。一実施形態による収容決定装置での処理のフローチャート。収容決定装置での処理を説明するための光通信システムの構成図。収容決定装置での処理を説明する各例の前提条件を示す図。複数のサブバンドを含む光信号の説明図。複数のサブバンドを含む光信号の説明図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。また、以下の実施形態においては、複数のサブバンドを含む光信号の例として、光ＯＦＤＭ信号を使用するが、本発明は光ＯＦＤＭ信号に限定されない。

図１は、本実施形態による光通信システムの構成図である。光通信ネットワーク２０は、複数の光ノード２を備えており、各光ノード２は、光ＯＦＤＭ信号の終端、中継を行う機能を有する。さらに、本実施形態において、各光ノード２は光ＯＦＤＭ信号のサブキャリアに対応するサブバンド単位で中継・終端する機能を有している。

ネットワーク管理装置１は、光通信ネットワーク２０を制御し、光ＯＦＤＭ信号と、サブバンドによるパスの設定・解放を行う。なお、ネットワーク管理装置１は、光通信ネットワーク２０に含まれる各光ノード２と、各光ノード２間を接続する光リンク及びその距離と、各光リンクに設定可能な光ＯＦＤＭ信号の数及びその中心波長を含むトポロジ情報と、現在設定されている光ＯＦＤＭ信号の区間と、現在パスとして使用されているサブバンド及びその区間を示す利用情報を保持している。例えば、設定している光ＯＦＤＭ信号は、その中心波長や、中心波長に対応する番号で表され、使用しているサブバンドは、光ＯＦＤＭ信号内における番号により表すことができる。

以下、図５及び６を用いて、本実施形態における光ＯＦＤＭ信号と、サブバンド単位でのパスの設定について説明する。なお、本実施形態において光ＯＦＤＭ信号の区間とは、総てのサブバンドが生成される光ノードを始点とし、総てのサブバンドが終端される光ノードを終点とする区間である。したがって、後述する様に、光ＯＦＤＭ信号の区間はパスの設定等に応じて変化する。なお、図５及び６の例において、１つの光ＯＦＤＭ信号は、４つのサブバンドを有するものとする。また、初期状態において、光ノード＃Ａから光ノード＃Ｄの光リンクのいずれにも光ＯＦＤＭ信号が設定されていないものとする。

図５の上段は、初期状態の後、光ノード＃Ａから光ノード＃Ｄに至るパスを、１つのサブバンドを使用して設定した状態を示している。図５の上段に示す様に、光ノード＃Ａでは４つのサブバンドを含む光ＯＦＤＭ信号を生成し、中間の光ノード＃Ｂ及び＃Ｃでは、4つのサブバンドを中継し、光ノード＃Ｄでは４つのサブバンドを含む光ＯＦＤＭ信号を終端する様に、ネットワーク管理装置１は、各光ノード２を制御する。なお、設定するパスは１つであるため、１つのサブバンドは、パスに対応する信号を流すために使用するが、残りの３つは信号を流さないダミーである。図５の上段に示す例では、サブバンド＃１を、信号を流すためのパスとして使用し、サブバンド＃２〜４をダミーとしている。図５の上段においては、光ＯＦＤＭ信号の区間は、光ノード＃Ａから光ノード＃Ｄまでの区間となる。

その後、例えば、光ノード＃Ｂから光ノード＃Ｄに至るパスと、光ノード＃Ａから光ノード＃Ｃに至るパスと、光ノード＃Ｃから光ノード＃Ｄに至るパスを設定するものとする。この場合、ネットワーク管理装置１は、ダミーのサブバンドをパスとして使用する様に各光ノード２を制御する。例えば、図５の下段に示す例においては、サブバンド＃２を利用して光ノード＃Ｂから光ノード＃Ｄに至るパスを設定し、サブバンド＃３を利用して光ノード＃Ａから光ノード＃Ｃに至るパスと、光ノード＃Ｃから光ノード＃Ｄに至るパスを設定している。このときの、光ＯＦＤＭ信号の区間も、４つのサブバンドが生成される光ノード＃Ａから４つのサブバンドが終端される光ノード＃Ｄまでの区間となる。つまり、パスの設定により光ＯＦＤＭ信号の区間は変更されていない。

また、図６の上段は、まず、光ノード＃Ａから光ノード＃Ｃに至る３つのパスを設定した状態を示している。具体的には、サブバンド＃１から＃３をパスとして使用し、サブバンド＃４をダミーとしている。この場合、光ＯＦＤＭ信号の区間は、光ノード＃Ａから光ノード＃Ｃに至る区間である。この状態において、光ノード＃Ａから光ノード＃Ｄに至るパスを１つ設定するものとする。この場合、まず、光ノード＃Ｃから光ノード＃Ｄに至る新たな光ＯＦＤＭ信号をまず設定する。この新たな光ＯＦＤＭ信号のサブバンドは総てダミーである。続いて、ネットワーク管理装置１は、先に設定した光ノード＃Ａから光ノード＃Ｃに至る光ＯＦＤＭ信号のダミーであるサブバンド＃４と、新たに設定した光ノード＃Ｃから光ノード＃Ｄに至る光ＯＦＤＭ信号のダミーであるサブバンド＃４を中継する様に光ノード＃Ｃを設定する。この状態を図６の下段に示す。本実施形態においては、この様にパスの設定を行う。

なお、図６の下段に示す最終状態において、ダミーを含む４つのサブバンドの総てを生成するのは光ノード＃Ａであり、ダミーを含む４つのサブバンドの総てを終端するのは光ノード＃Ｄである。よって、光ＯＦＤＭ信号は、光ノード＃Ａから光ノード＃Ｄに唯１つだけ設定されていることになる。つまり、先に設定した光ノード＃Ａから光ノード＃Ｃに至る光ＯＦＤＭ信号と、新たに設定した光ノード＃Ｃから光ノード＃Ｄに至る光ＯＦＤＭ信号は、光ノード＃Ｃにおいてサブバンド＃４を中継する設定を行うことにより、１つに統合されることになる。この様に、光ＯＦＤＭ信号の区間は相対的であり、収容するサブバンドの設定のされ方に応じて変動する。

続いて、図１に戻り、収容決定装置３は、パスの始点及び終点が与えられると、ネットワーク管理装置１が保持するトポロジ情報及び利用情報を取得して、新たな光ＯＦＤＭ信号を設定することなくパスが設定可能であるか否かを判断し、設定可能である場合にはその経路も決定する。また、設定可能でなければ新たな光ＯＦＤＭ信号を設ける区間と、設定するパスの経路を決定する。なお、図６を用いて説明した通り、新たな光ＯＦＤＭ信号は、ダミーのサブハンドのみを含むものとして設定され、その後、パスを収容するために使用される。よって、新たな光ＯＦＤＭ信号は、既存の光ＯＦＤＭ信号のダミーのサブバンドと共にパスを収容するために使用されると、図６の例で説明した様に、既存の光ＯＦＤＭ信号と統合されることになる。収容決定装置３は、決定した結果をネットワーク管理装置１に通知し、ネットワーク管理装置１は、収容決定装置３の決定に従い光通信ネットワーク２０を制御する。

以下、図２を用いて収容決定装置３での処理について説明する。Ｓ１０で、収容決定装置３はパスの始点において、パスを収容できる空き帯域、つまり、ダミーのサブバンドを持つ光ＯＦＤＭ信号が存在するか否かをトポロジ情報及び利用情報に基づき判定する。なお、空き帯域が存在しない場合には、Ｓ１７において、パスの始点と終点を結ぶ新たな光ＯＦＤＭ信号を設定し、光ＯＦＤＭ信号の１つのサブバンドをパスとして使用し、残りのサブバンドをダミーにすると決定する。

一方、空き帯域が存在する場合には、パスの始点から、当該パスをその始点において収容する光ＯＦＤＭ信号の終点までの距離Ｄ_ｏと、パスの始点から終点までの距離Ｄ_ｓｕｂを判定し、Ｄ_ｄｉｆｆ＝（Ｄ_ｏ−Ｄ_ｓｕｂ）が０以上であるかをＳ１１で判定する。０以上である場合には、当該光ＯＦＤＭ信号内において当該パスは終端されるので、収容決定装置３は、Ｓ１６で当該光ＯＦＤＭ信号のダミーとして使用されているサブバンドの１つを、パスとして使用することを決定する。

一方、Ｓ１１で０未満である場合、これは、設定するパスが、当該光ＯＦＤＭ信号を越えた光ノード２で終端されることを意味する。つまり、図６で光ノード＃Ａ〜＃Ｄに至るパスを設定する状態に相当する。この場合、収容決定装置３は、次の区間、つまり、図６の例では、光ノード＃Ｃからの区間に他の光ＯＦＤＭ信号が設定されており、その光ＯＦＤＭ信号の同じ波長のサブバンドがダミーであるか否かをＳ１２で判定する。ダミー、つまり、空きである場合、この他の光ＯＦＤＭ信号の終点までの距離をＤ_ｏ２とし、収容決定装置３は、Ｓ１３で（Ｄ_ｏ２−｜Ｄ_ｄｉｆｆ｜）が０以上であるかをＳ１３で判定する。０以上である場合には、この他の光ＯＦＤＭ信号内において当該パスは終端されるので、Ｓ１６で、光ＯＦＤＭ信号は、設定するパスをこれら２つの光ＯＦＤＭ信号に収容すると決定する。一方、Ｓ１３で０未満である場合、これは、設定するパスが、この他の光ＯＦＤＭ信号を越えた光ノード２で終端されることを意味する。したがって、収容決定装置３は、Ｓ１４でＤ_ｄｉｆｆを（Ｄ_ｏ２−｜Ｄ_ｄｉｆｆ｜）に更新し、Ｓ１２からの処理を繰り返す。また、Ｓ１２の処理で次の区間の光ＯＦＤＭ信号に、同じ波長のサブバンドの空きが無い場合、収容決定装置３は、Ｓ１５で利用可能な他のサブバンドがあるかを判定する。より詳しくは、収容決定装置３は、Ｓ１５で、パスの始点において、最初にパスに使用するとしたサブバンドとは異なる波長のサブバンドに空きがあるか否かを判定する。もし、空きがあれば、パスの始点から再度、収容の可否を判定するためＳ１１から処理を繰り返す。一方、Ｓ１５で、利用可能な他のサブバンドが無い場合、収容決定装置３は、Ｓ１６で、空きが無い区間について新たな光ＯＦＤＭ信号を設定すると決定する。これは、図６の光ノード＃Ｃから光ノード＃Ｄに新たな光ＯＦＤＭ信号を設定することに対応する。

以下、図２の処理を具体的な例を用いて説明する。図３は、以下の例で使用する光通信ネットワーク２０を示している。図３に示す様に、光ノード＃１〜光ノード＃５が接続しているものとする。また、簡単のため、各光リンクの距離を総て８０ｋｍとする。

＜例１＞
本例では、光ノード＃１から光ノード＃５に至る光ＯＦＤＭ信号が光ノード＃２、光ノード＃３及び光ノード＃４の順で経由して設定されているものとする。また、この光ＯＦＤＭ信号のサブバンド＃１は、光ノード＃１から光ノード＃３の区間において他のパスに使用されており、光ノード＃３から光ノード＃５の区間はダミーである（図４（ａ）参照。）。この状態から、新たなパスを、光ノード＃３から光ノード＃５に設定するものとする。

図２のフローチャートに沿って説明すると、光ノード＃１から光ノード＃５に至る光ОＦＤＭ信号には光ノード＃３から光ノード＃５の区間に空きがあるため、Ｓ１０は"Ｙｅｓ"である。本例において、パスの始点である光ノード＃３からパスの終点である光ノード＃５までの距離Ｄ_ｓｕｂは１６０ｋｍであり、光ＯＦＤＭ信号にパスを挿入する光ノード＃３から当該光ＯＦＤＭ信号の終点である光ノード＃５までの距離Ｄ_ｏは１６０ｋｍであるので、Ｄ_ｄｉｆｆ＝（Ｄ_ｏ−Ｄ_ｓｕｂ）＝０と、Ｓ１１では"Ｙｅｓ"となる。よって、収容決定装置３は、Ｓ１６において、設定するパスを光ＯＦＤＭ信号のサブバンド＃１に収容する決定する。

＜例２＞
本例では、光ノード＃１から光ノード＃４に至る光ＯＦＤＭ信号が、光ノード＃２及び光ノード＃３の順で経由して設定されているものとする。また、他の光ＯＦＤＭ信号は設定されていないものとする。また、この光ＯＦＤＭ信号のサブバンド＃１は、光ノード＃１から光ノード＃３の区間において他のパスに使用されており、光ノード＃３から光ノード＃４の区間はダミーである（図４（ｂ）参照。）。この状態で、新たなパスを、光ノード＃３から光ノード＃５に設定するものとする。なお、この光ＯＦＤＭ信号の他のサブバンドは総て使用中であるものとする。

図２のフローチャートに沿って説明すると、光ノード＃１から光ノード＃４に至る光ОＦＤＭ信号には光ノード＃３から光ノード＃４の区間に空きがあるため、Ｓ１０は"Ｙｅｓ"である。本例において、パスの始点である光ノード＃３からパスの終点である光ノード＃５までの距離Ｄ_ｓｕｂは１６０ｋｍであり、光ＯＦＤＭ信号にパスを挿入する光ノード＃３から当該光ＯＦＤＭ信号の終点である光ノード＃４までの距離Ｄ_ｏは８０ｋｍであるので、Ｄ_ｄｉｆｆ＝（Ｄ_ｏ−Ｄ_ｓｕｂ）＝−８０ｋｍと、Ｓ１１では"Ｎｏ"となる。本例では、他の光ＯＦＤＭ信号は設定されていないので、Ｓ１２は"Ｎｏ"となり、他のサブバンドもないため、Ｓ１５も"Ｎｏ"となる。よって、収容決定装置３は、Ｓ１７において、光ノード＃４から光ノード＃５に至る区間については、パスを収容するために新たな光ＯＦＤＭ信号を設定すると決定する。なお、上述した様に、この新たな光ＯＦＤＭ信号は、既存の光ＯＦＤＭ信号と共に新たパスを収容することで、１つの光ＯＦＤＭ信号に結局は統合されることになる。

＜例３＞
本例では、光ノード＃１から光ノード＃４に至る光ＯＦＤＭ信号＃１が、光ノード＃２及び光ノード＃３の順に経由して設定され、光ノード＃４から光ノード＃５に直接至る光ＯＦＤＭ信号＃２が設定されているものとする。なお、光ＯＦＤＭ信号＃１及び光ＯＦＤＭ信号＃２のサブバンド＃１は共にダミーであり、その他のサブバンドは総て使用中であるものとする。（図４（ｃ）参照。）。この状態において、新たなパスを、光ノード＃１から光ノード＃５に設定するものとする。

図２のフローチャートに沿って説明すると、光ノード＃１から光ノード＃４に至る光ОＦＤＭ信号＃１のサブバンド＃１は全区間において空きであるためＳ１０は"Ｙｅｓ"である。本例において、パスの始点である光ノード＃１からパスの終点である光ノード＃５までの距離Ｄ_ｓｕｂは３２０ｋｍであり、光ＯＦＤＭ信号＃１にパスを挿入する光ノード＃１から光ＯＦＤＭ信号＃１の終点である光ノード＃４までの距離Ｄ_ｏは２４０ｋｍであるので、Ｄ_ｄｉｆｆ＝（Ｄ_ｏ−Ｄ_ｓｕｂ）＝−８０ｋｍと、Ｓ１１は"Ｎｏ"となる。続いて、本例では、光ＯＦＤＭ信号＃２が設定され、サブバンド＃１が空きであるため、Ｓ１２は"Ｙｅｓ"となる。本例において、光ＯＦＤＭ信号＃２の始点である光ノード＃４から終点である光ノード＃５までの距離Ｄ_ｏ２は８０ｋｍであるため、Ｄ_ｏ２−｜Ｄ_ｄｉｆｆ｜＝０ｋｍと、Ｓ１３は"Ｙｅｓ"となる。したがって、収容決定装置３は、Ｓ１６で、光ＯＦＤＭ信号＃１及び＃２にパスを収容すると決定する。

＜例４＞
本例では、光ノード＃１から光ノード＃２に直接至る光ＯＦＤＭ信号＃１と、光ノード＃２から光ノード＃３経由で光ノード＃４に至る光ＯＦＤＭ信号＃２が設定されているものとする。なお、光ＯＦＤＭ信号＃１及び光ＯＦＤＭ信号＃２のサブバンド＃１は共にダミーであり、その他のサブバンドは総て使用中であるものとする。さらに、他の光ＯＦＤＭ信号は設定されていないものとする（図４（ｄ）参照。）。この状態において、新たなパスを、光ノード＃１から光ノード＃５に設定するものとする。

図２のフローチャートに沿って説明すると、光ノード＃１から光ノード＃２に至る光ОＦＤＭ信号＃１のサブバンド＃１が空きでるため、Ｓ１０は"Ｙｅｓ"である。本例において、パスの始点である光ノード＃１からパスの終点である光ノード＃５までの距離Ｄ_ｓｕｂは３２０ｋｍであり、光ＯＦＤＭ信号＃１にパスを挿入する光ノード＃１から光ＯＦＤＭ信号＃１の終点である光ノード＃２までの距離Ｄ_ｏは８０ｋｍであるので、Ｄ_ｄｉｆｆ＝（Ｄ_ｏ−Ｄ_ｓｕｂ）＝−２４０ｋｍと、Ｓ１１は"Ｎｏ"となる。本例では、光ＯＦＤＭ信号＃２が設定され、サブバンド＃１が空きであるため、Ｓ１２は"Ｙｅｓ"となる。本例において、光ＯＦＤＭ信号＃２の始点である光ノード＃２から終点である光ノード＃４までの距離Ｄ_ｏ２は１６０ｋｍであるため、Ｓ１３のＤ_ｏ２−｜Ｄ_ｄｉｆｆ｜＝−８０ｋｍと、Ｓ１３は"Ｎｏ"となる。したがって、収容決定装置３は、Ｓ１４で、Ｄ_ｄｉｆｆを−８０ｋｍに更新する。

本例においては、他の光ＯＦＤＭ信号は設定されていないので、２回目のＳ１２は"Ｎｏ"となり、他のサブバンドもないため、Ｓ１５も"Ｎｏ"となる。よって、Ｓ１７において、光ノード＃４から光ノード＃５に至る新たな光ＯＦＤＭ信号を設定すると決定する。よって、新たなパスは、光ＯＦＤＭ信号＃１と、光ＯＦＤＭ信号＃２と、光ノード＃４から光ノード＃５に至る新たな光ＯＦＤＭ信号に収容される。なお、新たなパスを収容することによりこれら３つの光ＯＦＤＭ信号は１つの統合されることになる。

以上、パスの始点から順に、当該パスを収容可能な光ＯＦＤＭ信号を判定し、当該パスを収容可能な光ＯＦＤＭ信号が存在しなくなると、最後に当該パスを収容すると決定した光ＯＦＤＭ信号の終点から、当該パスの終点までに新たな光ＯＦＤＭ信号を設定すると決定する。この構成により、効率よくパスの収容を決定することができる。

なお、本発明による収容決定装置３は、コンピュータを上記収容決定装置３として動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

Claims

複数のサブバンドを含む光信号を使用する光通信ネットワークにおいて、サブバンドを用いたパスの光信号への収容を決定する収容決定装置であって、
前記パスの始点から順に前記パスを収容可能な光信号の存在を判定する判定手段と、
前記パスを収容可能な光信号が存在しないと前記判定手段が判定すると、最後に前記パスを収容可能であると判定した光信号の終点から前記パスの終点までの間の区間において新たな光信号を設定して、前記パスを収容すると決定する決定手段と、
を備えており、
前記光信号は、パスに使用されているサブバンドと、パスに使用されていないダミーのサブバンドを有し、
前記判定手段は、前記光信号のダミーのサブバンドの区間から、前記パスを収容可能であるか否かを判定することを特徴とする収容決定装置。
前記収容決定装置は、前記光通信ネットワークの制御装置から、前記光通信ネットワークに設定されている光信号と、各光信号でパスに使用されているサブバンドを示す情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の収容決定装置。
前記判定手段は、前記パスの始点から終点までの距離を、前記パスを収容すると決定した光信号の前記パスを収容する区間の距離で順に減じることで、既存の光信号に前記パスの始点から終点までを収容可能であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の収容決定装置。
前記光信号は、直交周波数分割多重変調された信号であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の収容決定装置。