JP6097158B2

JP6097158B2 - 故障復旧方法及びネットワーク管理装置

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Publication number: JP6097158B2
Application number: JP2013128689A
Authority: JP
Inventors: 拓哉小田; 顕博門畑; 渡辺　篤; 篤渡辺; 平野　章; 章平野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-06-19
Also published as: JP2015005824A

Description

本発明は、通信ネットワークの故障復旧方法及びネットワーク管理装置に関する。

大容量の光パスに複数の低容量の電気パスを多重化して収容するマルチレイヤネットワークにおける故障復旧方法としては、ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-Protocol Label Switching）を用いた救済方法（例えば、非特許文献１参照）やＰＣＥ（Path Computation Element）を用いた救済方法（例えば、非特許文献２参照）が提案されている。これらの手法では電気パスのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄにおいて電気パスが収容されている現用光パスに対して予め予備光パスを用意した故障復旧が行われている。

図１０は、現用光パスＡＩおよびＣＩに対して、予めＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄで予備光パスを構築した構成を示す説明図である。図１１は、故障が発生した際に予備光パスに切り替えた状態を示す説明図である。従来の故障復旧では、図１０に示すように既存の光パスの状態に関係なく、ノード間の光パスのリソースを予備光パスとして確保しておく。図１０においては、ノードＡとノードＩとの間の予備光パスである光パスＡＩの予備光パス（ノードＤ、Ｇ、Ｈを経由した光パス）、ノードＣとノードＩとの間の予備光パスである光パスＣＩの予備光パス（ノードＢ、Ｅ、Ｈを経由した光パス）を示している。そして、ノードＣとノードＩとの間の現用光パス（電気パスＡＩ、電気パスＣＩ）に故障が発生した場合、図１１に示すように予め確保しておいた予備光パス（図１０に示す電気パスＡＩの予備光パス及び電気パスＣＩの予備光パス）に切り替えることで故障復旧が実行されてノードＣとノードＩとの間の故障により影響を受けた電気パスＡＩおよびＣＩが復旧することになる。

ＩＥＴＦＲＦＣ４４２６ＩＥＴＦＲＦＣ４６５５

しかしながら、従来のＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄで構築された予備光パスを用いた故障復旧方法にあっては、現用光パスに対する単一故障の場合は有用であるが、予備光パスにも影響を及ぼす大規模災害や多重故障の場合には対応することはできないという問題がある。故障の影響が現用光パスのみならず、予備光パスにまで及ぶことで、光パスの切替を行うことができず、故障復旧に多大な時間を要することとなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、既存のリソースを可能な限り利用して故障の復旧を行うことができる故障復旧方法及びネットワーク管理装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数の通信ノードと、前記通信ノード間を接続するリンクと、前記通信ノードを管理する管理装置とを備え、前記通信ノード間で光パスを設定して通信を行う通信網における故障復旧方法であって、前記通信ノードが、故障を検知した際に前記管理装置に対して故障情報を通知する故障通知ステップと、前記管理装置が、前記故障情報を通知された際に、前記故障情報と対象とする通信網の情報とに基づいて救済対象の電気パスを決定し、既存の光パスを用いて前記救済対象の電気パスを収容可能か否かを判定し、収容可能な場合には前記既存の光パスを利用し、収容可能でない場合には新規の光パスを設定した上で該新規の光パスと前記既存の光パスとを利用し、前記故障を復旧するための電気パスを探索する探索ステップと、前記管理装置が、探索によって得られた電気パスを設定するために、前記通信ノードに対して、電気パスおよび光パスの切り替えを指示するメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、前記通信ノードが、電気パスおよび光パスの切り替えを指示するメッセージを受信した際に、該指示に基づき、電気パスおよび光パス切り替えを行うパス切り替えステップとを有することを特徴とする故障復旧方法である。

本発明は、前記探索ステップでは、救済対象となる電気パスの救済順をランダムに選択することにより前記故障を復旧するための電気パスを探索することを特徴とする。

本発明は、前記探索ステップでは、前記故障を復旧することが可能な切り替え先となる全ての救済対象の電気パスを探索し、探索した全ての電気パスから所定の条件を満たす電気パスを選択することにより前記故障を復旧するための電気パスを探索することを特徴とする。

本発明は、前記探索ステップでは、救済対象の電気パスが収容される光パス上の物理ホップ数に基づいて前記故障を復旧するための電気パスを探索することを特徴とする。

本発明は、前記探索ステップでは、救済対象の電気パスの容量もしくは救済対象の電気パスのサービス品質に基づいて前記故障を復旧するための電気パスを探索することを特徴とする。

本発明は、前記探索ステップでは、光伝送に用いられる物理媒体における故障率に基づいて前記故障を復旧するための電気パスを探索することを特徴とする。

本発明は、前記管理装置が、前記故障を復旧するための電気パスが探索できなかった際に、新規の光パスに要するリソースを追加すべき箇所を特定した情報を端末装置に出力する情報出力ステップをさらに有することを特徴とする。

本発明は、複数の通信ノードと、前記通信ノード間を接続するリンクとを備え、前記通信ノード間で光パスを設定して通信を行う通信網において、前記通信ノードを管理するネットワーク管理装置であって、前記通信網全体の電気パスおよび光パスのパス情報およびリソース情報を記憶する記憶手段と、故障を検知した前記通信ノードから故障情報を通知された際に、前記故障情報と前記記憶手段から取得した情報とに基づいて救済対象の電気パスを決定し、既存の光パスを用いて前記救済対象の電気パスを収容可能か否かを判定し、収容可能な場合には前記既存の光パスを利用し、収容可能でない場合には新規の光パスを設定した上で該新規の光パスと前記既存の光パスとを利用し、前記故障を復旧するための電気パスを探索する探索手段と、探索によって得られた前記光パスを設定するために、前記通信ノードに対して、電気パスおよび光パスの切り替えを指示するメッセージを送信するメッセージ送信手段とを備えたことを特徴とするネットワーク管理装置である。

本発明によれば、既存のリソースを可能な限り利用することにより、迅速に故障の復旧を行うことができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態のネットワーク構成を示すブロック図である。図１に示す管理ノード１の構成を示すブロック図である。図１に示す通信ノード２の構成を示すブロック図である。図２に示す収容設計エンジン１２の処理動作を示すフローチャートである。電気パスと光パスの切替により故障復旧を行う場合のシーケンスを示すシーケンス図である。光パスに故障が発生した場合の経路設定例を示す図である。電気パスの切替により故障復旧を行う場合のシーケンスを示すシーケンス図である。光パスに故障が発生した場合の経路設定例を示す図である。本発明による故障復旧時の使用リソース削減例を示す説明図である。 End-to-Endで構築された予備パスの構成を示す説明図である。故障が発生した際に予備パスに切り替えた状態を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による故障復旧方法及びネットワーク管理装置を説明する。本発明は、複数のレイヤを持つ通信網において、故障が発生した際に、複数レイヤに跨るパスを既存のネットワークリソースを最大限に利用して復旧を行うことで、復旧可能な電気パス本数を増やすことでサービス断数の削減を実現する。なお、本発明における複数レイヤとは、光レイヤやＳＤＨ等の電気レイヤ、ＩＰレイヤ等で構成されたレイヤ構造のことである。本実施形態では、光レイヤと電気レイヤで構成されたマルチレイヤの通信網での故障復旧を想定する。また、光レイヤのパスを光パス、電気レイヤのパスを電気パス、光レイヤおよび電気レイヤの両者を合わせたパスをマルチレイヤパスと表記する。また、本発明におけるグルーミングとは広帯域な光パスに対して、複数の低帯域な電気パス（トラヒック）を収容することである。

図１は同実施形態によるネットワーク構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、ネットワークの故障を検知した際に、故障復旧処理を行う管理ノードである。符号２は、ネットワークを構成する通信ノードである。符号３は、管理ノード１と通信ノード２それぞれとの間を結ぶ管理メッセージ用リンクである。符号４は、通信ノード２それぞれの間を結ぶ通信ノード間メッセージ用リンクである。本実施形態による故障復旧方法は、通信ノード同士または通信ノードと管理ノードとがメッセージを交換することにより実施される。

管理ノード１は、管理メッセージ用リンク３を介して通信ノード２に光パスもしくは電気パスの何れかもしくは両方を設定するように要求するメッセージを送信することが可能である。通信ノード２のそれぞれは、そのメッセージを受けてパスを設定する。また、通信ノード２から管理ノード１へ所望の始終点の対地間ノードおよび帯域情報が含まれたマルチレイヤパス設定要求を出すことも可能である。設定要求を受信した管理ノード１は光パスの経路・波長並びに電気パスの収容先の光パスを計算し、管理ノード１は管理メッセージ用リンク３を介して通信ノード２に光パスもしくは電気パスの何れかもしくは両方を設定するように要求するメッセージを送信する。このメッセージを受信した通信ノード２はマルチレイヤパスを設定することが可能である。また、工事等で予め障害の発生する位置が判明している際には、管理ノード１に直接その障害の発生する物理ノードもしくは物理リンク等の情報を入力し、現用の代替用のマルチレイヤパスを設定することが可能である。

また、故障復旧の際は、通信ノード２において故障を検出したことを契機に、切替パス設定要求を管理ノード１へ送信し、管理ノード１において集中的に管理することで復旧動作を行う。また、管理ノード１で救済先の光パスの経路・波長並びに電気パスの収容先光パスが計算されたマルチレイヤパスは、通信ノード２のリソースのみを予約することで現用パスに対する代替パスとして設定することが可能である。また、故障が発生していない場合においても、管理ノード１から、代替パスへの切替要求を出すことで、現用パスから代替パスへの切替動作が可能である。

次に、図２を参照して、図１に示す管理ノード１の構成を説明する。図２は、図１に示す管理ノード１の構成を示すブロック図である。図２において、符号１１は、対象ネットワークの情報を管理する網管理データベースである。符号１２は、対象ネットワークにおいてパス設定を行うための収容設計を行う収容設計エンジンである。符号１３は、通信ノード２とメッセージを交換するためのメッセージの送受信を行うメッセージ送受信機能部である。網管理データベース１１には、探索ポリシ、ネットワークの物理トポロジ、収容されている光パスの経路・波長情報及び前記光パスに収容されている電気パスの帯域・経路情報等が含まれるマルチレイヤパス収容設計情報、設備制約情報等が予め記憶されている。収容設計エンジン１２は発生した故障の故障情報を入力とし、網管理データベース１１内の情報を基に故障救済のためのマルチレイヤパスの計算を行う。計算されたマルチレイヤパスはメッセージ送受信機能部を介して通信ノード２へ伝達する。

網管理データベース１１内に記憶されている探索ポリシは、探索の種別毎に、その効果の情報が関係付けられて記憶されている。探索の種別が「ランダム」の場合、復旧速度を向上させることができる。探索の種別が「全組み合わせ探索」、「救済先の物理ホップ数」の場合、ネットワーク（ＮＷ）コストを削減することができる。また、探索の種別が「電気パスのサービス品質または容量順」、「伝送媒体の故障率」の場合、信頼性を向上させることができる。

収容設計エンジン１２は、切替パスの探索時において、復旧速度の向上、ネットワークコストの削減、信頼性向上を可能とする探索ポリシを適用することができる。また、ネットワークリソース不足などで救済不可能なマルチレイヤパスが発生した際には、ネットワーク全体のリソースを管理していることから、リソースの追加または修復すべき箇所のリコメンドする情報をネットワーク管理者の端末等に出力するようにしてもよい。このリコメンドは大規模災害時などにおいて復旧対象機器等の順序付けの際に参考として用いることができる。

次に、図３を参照して、図１に示す通信ノード２の構成を説明する。図３は、図１に示す通信ノード２の構成を示すブロック図である。図３において、通信ノード２は、光スイッチ（以下、スイッチをＳＷと称する）２３と電気ＳＷ２４を管理して制御するＳＷ制御部２１と、他の通信ノード２または管理ノード１間でメッセージ用リンク２７を介してメッセージを交換するメッセージ送受信機能部２２とを備える。通信ノード２は他の通信ノード２とデータを送受信するデータ通信用リンクを介して他ノードと接続され、通信データの送受信およびマルチレイヤパスの切替を行う。

ＳＷ制御部２１は電気ＳＷ２４および光ＳＷ２３を管理するソフトウェアが実装されており、メッセージ送受信機能部２２を介して他の通信ノード２または管理ノード１とマルチレイヤパスの設定に必要な制御メッセージを交換する。光ＳＷ２３では隣接ノードから伝送されてきたか、もしくは、電気ＳＷ２４から出力された信号を入力とし、隣接ノードもしくは電気ＳＷ２４へ信号を出力する。

光ＳＷ２３では光パスの故障を検出する機能を有し、検出した故障情報はＳＷ制御部２１からメッセージ送受信機能部２２へ伝達することが可能である。電気ＳＷ２４では光ＳＷ２３から、もしくは、クライアント２５から出力された信号を入力とし、光ＳＷ２３もしくは電気ＳＷ２４へ信号を出力する。電気ＳＷ２４は電気パスの故障に関して光ＳＷ２３と同様に、電気パス故障検知ならびに検出した故障情報をＳＷ制御部２１を介してメッセージ送受信機能部２２へと伝達する機能を有する。

本実施形態においては、故障発生後に切替パスを即時的に設定する動的故障復旧方式と、工事など予め障害発生箇所が判明している故障に対して、障害発生前に切替パスの計算を行い現用パスに対する代替パスを事前に設定することで故障復旧を高速に行う事前設計型故障復旧方式が適用可能である。

障害が発生した時に設定すべき救済電気パスの切り替え先の探索区間は、ネットワーク全体で探索する全探索と、故障箇所のみを物理トポロジより除外し、そのトポロジ内における最短物理経路の範囲内で探索を行う部分探索の２通りが可能となる。

全探索は、ネットワーク全体の探索を行うことから、探索範囲の限定された部分探索より計算量が多くなる。そのため、計算に時間をかけても故障復旧に影響の出にくい事前設計型故障復旧方式に適している。

また、動的故障復旧方式においては、障害発生後に計算を行う必要が有るため、部分探索が適している。また、部分探索は最短物理経路だけでなく、複数の経路から選択する探索方法を適用することもできる。なお、本実施形態では、光の伝送経路である光ファイバの断線や通信ノード内のトランスポンダや光ＳＷ、電気ＳＷ等の故障の救済を想定している。

次に、図４参照して、図２に示す収容設計エンジン１２の処理動作を説明する。図４は、図２に示す収容設計エンジン１２の処理動作を示すフローチャートである。ここで、動的故障復旧方式を用いた故障救済を行う場合の処理動作を示している。まず、通信ノード２より管理ノード１に対して伝達された故障情報がメッセージ送受信機能部１３を介して収容設計エンジン１２に入力される（ステップＳ１）。収容設計エンジン１２は、入力された故障情報と、網管理データベース１１とから取得したネットワーク情報を基に救済対象の電気パスの決定を行う（ステップＳ２）。

次に、収容設計エンジン１２は、網管理データベース１１に記憶されている探索ポリシに基づいて切替先を探索し、救済対象パスの救済順を決定する（ステップＳ３）。なお、探索の際には故障区間・ノードを除外した物理トポロジを基に切替先の探索を行う。収容設計エンジン１２は、既存の光パスを用いて救済対象の電気パスが収容可能かを判定するために、新規の光パスが必要か否かを判定する（ステップＳ４）。既存光パスの空き帯域より救済対象の電気パス帯域が大きい場合は新規の光パスが必要となる．逆の場合は不要となる．この判定の結果、新規に光パスを設定する必要が生じた場合、収容設計エンジン１２は、光パス設定の計算を行う（ステップＳ５）。光パス新規設定時の波長の選択には、選択波長をランダムに選択する方法や波長番号の低い順から選択するＦｉｒｓｔ−Ｆｉｔなど任意のアルゴリズムを用いることが可能である。

一方、既存の光パスに救済対象パスが収容可能である場合は、光パスの設定は不要となる。収容設計エンジン１２は、既存の光パスあるいは既存の光パスと新たに設定した光パスに対して電気パスの収容計算を行い、電気パスを設定する（ステップＳ６）。切替パスの計算が終了した後、切替パスが実際に収容可能かの判定を行う（ステップＳ７）。収容が不可能である場合、収容設計エンジン１２は、収容不可能なパスとして計算した切替パスの情報を出力し（ステップＳ８）、ステップＳ３に戻って、収容不可能なパスを除外した切替先を再度計算する。

一方、収容可能である場合、収容設計エンジン１２は、通信ノード２に対してマルチレイヤパスの切り替えを行うメッセージをメッセージ送受信機能部１３を介して伝達する（ステップＳ９）。通信ノード側で切替パス設定が終了した後、収容設計エンジン１２は、全ての救済対象パスの収容設計が完了したか否かを判定し（ステップＳ１０）、全ての救済対象パスの収容設計が終了していなければ、計算を行った切替パスの情報を基に、網管理データベース１１内のマルチレイヤパス収容設計情報を更新し（ステップＳ１１）、ステップＳ３に戻って、更新された情報を基に残りの救済対象パスの計算を行う。全ての救済対象パスの収容設計が完了した場合、収容設計エンジン１２は、その収容設計結果、設備量、マルチレイヤパス収容設計情報を網管理データベースに出力する（ステップＳ１２）。この処理動作によって救済対象パスの切り替えを行うことで、故障復旧が行われることになる。

事前設計型故障復旧方式の場合は、故障情報を与えるのが通信ノード２ではなく管理ノード１外部より与えられる。その後の収容設計エンジン１２での計算は動的故障復旧方式とほぼ同様であり、計算された切替パスの設定要請を通信ノードに伝達する際に、実際に光ＳＷ２３、電気ＳＷ２４の設定を変更するのではなく、リソースの予約をすることで代替パスが設定される。ここで設定される代替パスはＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄで構築される予備パスとは異なり、既存のリソースを可能な限り利用する形でのリソースの予約となるため、従来復旧方式と比較してリソースの利用効率は向上する。

代替パスが設定されている場合、故障発生時に代替パスへの切り替え可否の判断を管理ノード１で行い、切り替えが可能であれば現用パスを予め設定していた代替パスへと切り替える。なお、代替パスへの切替は故障発生の有無に関わらず、通信ノード２からの切替要求によっても可能である。多重故障等で代替パスへの切り替えができない場合は動的故障復旧方式を用いた故障救済を実行する。

上記の２つの故障復旧方式において、故障が発生した電気パスの救済順序は、以下に示す（ａ）〜（ｆ）の探索ポリシに基づいて決定される。（ａ）の探索ポリシは、故障復旧の速度を向上させるポリシ、（ｂ）、（ｃ）の探索ポリシはネットワークリソースの有効利用するためのポリシ、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の探索ポリシは信頼性を向上させるポリシである。また、適用するポリシの数は１つだけでなく、複数の探索ポリシを組み合わせて用いることが可能である。

（ａ）ランダム選択により救済順を決定する。探索の際に救済対象パスをランダムに決定することで、探索に要する計算が不要であり、高速に救済が可能である。

（ｂ）救済対象パスに対して、救済順の全組み合わせを試算し、その中でコスト最小となるもの、あるいはパスの救済数が最大となる順で救済を行う。必要とされる計算量は多いが、既存のネットワーク資源を最も有効に使うことが可能である。

（ｃ）救済対象パスの切替先の光パスの物理ホップ数が少ない順に救済を行う。ホップ数が少ないパスほど故障区間を迂回する経路を取りづらく、ホップ数の増加に伴い迂回経路の候補が増加する傾向にある。従って物理ホップ数の少ない順に救済を行うことで、救済パスの増加、また迂回のルートも短くなるためネットワーク資源の有効利用にも繋がる。全組み合わせを試算する方式と比較して、資源の有効利用に関する最適性は下がるが、計算量を大幅に減少させることが可能である。

（ｄ）電気パスに設定されているＱｏＳ（Quality of Service）に基づいて救済を行う。電気パスにサービス品質を決定する指標としてＱｏＳが設定されている場合に、サービス品質が高いものほど優先的に救済を行うことで高い信頼性を実現する。

（ｅ）電気パスの容量順に救済を行う。電気パスの容量が大きいものほど、故障によって与えられるサービスへの影響も増大する。従って影響力の大きいものから救済を行うことで、故障がサービスへ与える影響を最小限にする。

（ｆ）光が伝送される物理媒体である光ファイバや通信ノード２内に存在するＳＷ等はそれぞれ機器や設置箇所により故障の発生確率が異なる。従って、それらの故障確率情報を予め管理ノード内の網管理データベースに登録しておき、故障発生確率の低い順に救済を行うことで、将来的な故障に対して高い信頼性を実現する。

次に、マルチレイヤパスの設定を行う場合のシーケンスを説明する。ここではマルチレイヤパスの故障救済を行うことから、パス設定が電気パスと光パスの両者の場合と、電気パスのみの場合がある。図５は、電気パスと光パスの設定を行って故障復旧を行う場合のシーケンスを示すシーケンス図である。図６は、グルーミングされた光パスに故障が発生した場合の経路設定例を示す図である。ここでは、４つの通信ノード２（通信ノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄという）が存在するものとして説明する。故障がない場合は、電気パス１では通信ノードＡＣ間で、電気パス２では通信ノードＡＤ間でそれぞれ信号が伝達される。この例では通信ノードＡＢ間でグルーミングが行われており、通信ノードＢにて２つの光パスに分岐する。

通信ノードＢＤ間で故障が発生すると、通信ノードＤは電気パス２に対する障害を検知し（ステップＳ２１）、その情報を故障通知として管理ノード１へと通知する（ステップＳ２２）。管理ノード１は前述した収容設計エンジン１２で切替パスの計算を行い、光パスおよび電気パスの切替先を決定する（ステップＳ２３）。続いて、管理ノード１は、決定された切替先を基に通信ノードＣ、Ｄに対し光パスの切替を要求するＰａｔｈＭｅｓｓａｇｅを送信する（ステップＳ２４、Ｓ２５）。なお、管理ノード１と通信ノード２間でやり取りされるＭｅｓｓａｇｅには、パスの種別（光パス、電気パス）、パスに対する処理が含まれる。

このＰａｔｈＭｅｓｓａｇｅを受信した通信ノードＣ、ＤはＳＷ制御部２１を介して光ＳＷ２３の設定変更を行うことにより、光パスを切り替える（ステップＳ２６、Ｓ２７）。光パスの切替後、通信ノードＣ、Ｄは管理ノード１に対してＲｅｓｅｒｖｅＭｅｓｓａｇｅを送信する（ステップＳ２８、Ｓ２９）。

次に、管理ノード１は、電気パス切替のために、光パスの時と同様に通信ノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対してＰａｔｈＭｅｓｓａｇｅを送信する（ステップＳ３０、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３）。このＰａｔｈＭｅｓｓａｇｅを受信した通信ノードＡ、Ｂ、Ｃ、ＤはＳＷ制御部２１を介して電気ＳＷ２４を制御して電気パスの切替を行う（ステップＳ３４、Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ３７）。そして、通信ノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、管理ノード１に対してＲｅｓｅｒｖｅＭｅｓｓａｇｅを送信する（ステップＳ３８、Ｓ３９、Ｓ４０、Ｓ４１）。これにより、図６に示すように、通信ノードＢ、Ｄ間の故障が発生した場合、電気パス２は通信ノードＣを経由したパスに切り替えられることになる。このように、光パスおよび電気パスの双方の切替が行われることで、現用パスから切替パスへの移行が完了することになる。

次に、既存光パスに空き帯域があり、その帯域を利用することで新規の光パスが不要となる場合に、電気パスのみの設定を行うシーケンスを説明する。図７は、電気パスの設定を行って故障復旧を行う場合のシーケンスを示すシーケンス図である。図８は、光パスに故障が発生した場合の経路設定例を示す図である。ここでは、４つの通信ノード２（通信ノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄという）が存在するものとして説明する。各通信ノード間において電気パス１から電気パス３までの電気パスが構築され、通信ノードＡＢ間でグルーミングが行われている。ノードＢＤ間で故障が発生した場合を想定する。

通信ノードＢ、Ｄ間において障害が発生すると、通信ノードＤは、電気パス２に対する故障を検知し（ステップＳ５１）、その情報を故障通知とて管理ノード１へ送信する（ステップＳ５２）。故障通知を受信した管理ノード１は、前述した収容設計エンジン１２での切替パスの計算を行い、切替先（再配置先）を決定する（ステップＳ５３）。電気パスのみの設定の場合は光パスの切替が不要であるため、前記の光パスと電気パスの両者を設定する手順の光パス切替が不要となる形で電気パスの切替が実行される。

管理ノード１は、通信ノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対してＰａｔｈＭｅｓｓａｇｅを送信する（ステップＳ５４、Ｓ５５、Ｓ５６、Ｓ５７）。このＰａｔｈＭｅｓｓａｇｅを受信した通信ノードＡ、Ｂ、Ｃ、ＤはＳＷ制御部２１を介して電気ＳＷ２４を制御して電気パスの切替を行う（ステップＳ５８、Ｓ５９、Ｓ６０、Ｓ６１）。そして、通信ノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、管理ノード１に対してＲｅｓｅｒｖｅＭｅｓｓａｇｅを送信する（ステップＳ６２、Ｓ６３、Ｓ６４、Ｓ６５）。

前記の２種類のマルチレイヤパス設定において、１パス単位で行う場合は前記のマルチレイヤパス切替の手順を全ての救済対象パスの切替が終了するまで繰り返される。また、管理ノード１にて救済対象パス全ての切替計算を行い、一度にまとめて全ての救済対象パス切替を行うことも可能である。その場合には、マルチレイヤパス切替の手順は一度のみ実行されることとなる。

次に、図９を参照して、本発明による故障復旧時の使用リソース削減について説明する。図９は、本発明による故障復旧時の使用リソース削減の例を示す図である。図９に示すように、ノードＣとノードＩとの間において故障が発生した場合、前述した復旧方法（既存の光パスを可能な限り利用する方法）を用いれば、ノードＢ、ノードＥ、ノードＨを経由して復旧する際に、新規光パスを用いなければならないのは、ノードＥ、Ｈの間（光パス８）と、ノードＨ、Ｉの間（光パス９）のみとなる。これに対して、図１１に示す従来技術による復旧方法では、ノードＣ、Ｂ、Ｅ、Ｈ、Ｉの間の新規光パス（電気パスＣＩの予備光パス）と、ノードＡ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｉの間の新規光パス（電気パスＡＩの予備光パス）が必要となる。このように、前述した復旧方法を用いることにより、新規の光パスを必要とする物理ホップ数を極力少なくすることができる。

以上説明したように、複数レイヤ故障復旧において、復旧可能なケースを増やし、かつ既存のネットワークリソースを可能な限り利用することで新規光パスの使用を抑え、リソースの使用効率を向上させることで、ネットワークコストの削減を実現することができる。光パスのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの復旧のみを対象とするのではなく、ネットワーク全体を対象としたマルチレイヤパス収容設計が可能であり、従来の復旧方式で実現されている予備パスを用いても対処できない多重故障に対して、故障発生後に既存のネットワーク資源を可能な限り利用するように管理ノード１内の収容設計エンジン１２にて計算を行うことで、故障の復旧が可能である。復旧の際に、存在する複数の救済対象パスに対して探索ポリシを適用することで、復旧速度の向上、あるいはネットワークコストの削減、あるいは信頼性の向上が可能である。

さらに、工事など予め障害の発生が判明している故障に関しては事前に収容設計エンジン１２にて切替パスの計算を行い、通信ノード２にてリソースを予約することで代替パスとして設定が可能である。代替パスが設定されている場合は、従来の予備パスと同様の動作を行うことが可能である。また、代替パスの設定時に、既存のネットワークリソースを有効に利用することが可能であることから、従来の予備パスで確保されるネットワークリソースと比較して大幅なリソースの削減が可能となる。

また、通信ノード２においてトランスポンダやスイッチ（ＳＷ）あるいはファイバ数などで使用可能なリソースに制限がある場合においては、収容設計エンジン１２での計算の際にネットワークのトポロジに残リソースの情報を付与することで、対応が可能である。また、ネットワークのリソースが不足し、全ての救済対象パスを救済できない場合がある。その場合には、故障の影響を受けていない現用の電気パスを含めた全ての電気パスを対象として、サービスの品質を決定する指標として電気パスに設定できるＱｏＳに基づき、切替パスを設定した経路においてＱｏＳが最も低いものから切断し、切替パスを設定することで、サービス品質の維持が可能である。あるいは、故障発生箇所の近傍において、光パスに対する電気パスの収容時に、既存の電気パスも含めた全ての電気パスを対象とし、収容設計エンジンにて電気パスの再配置を行うことで救済可能な電気パス数を増加させることが可能である。なお、電気パスの再配置は公知の方法（例えば特開２０１２−１０９９２８に記載の技術）を使用する。

また、救済不可能な電気パスが発生した際には、トランスポンダなど新規のリソースを追加することで故障復旧に対して高い効果を得られる箇所をネットワーク管理者に対して管理装置を介して伝達することも可能である。伝達される情報は優先的に復旧すべき箇所も意味しており、大規模災害など故障箇所が複数に及ぶ故障において、復旧に対して大きな影響を与える箇所を示すことで、ネットワークの早期復旧へ活用することも可能である。

前述した実施形態における管理ノード１及び通信ノード２をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。

既存のリソースを可能な限り利用して故障の復旧を行うことが不可欠な用途に適用できる。

１・・・管理ノード、１１・・・網管理データベース、１２・・・収容設計エンジン、１３・・・メッセージ送受信機能部、２・・・通信ノード、２１・・・ＳＷ制御部、２２・・・メッセージ送受信機能部、２３・・・光ＳＷ、２４・・・電気ＳＷ、２５・・・クライアント、２６・・・データ通信用リンク、２７・・・メッセージ用リンク、３・・・管理メッセージ用リンク、４・・・通信ノード間メッセージ用リンク

Claims

複数の通信ノードと、前記通信ノード間を接続するリンクと、前記通信ノードを管理する管理装置とを備え、前記通信ノード間で光パスを設定して通信を行う通信網における故障復旧方法であって、
前記通信ノードが、故障を検知した際に前記管理装置に対して故障情報を通知する故障通知ステップと、
前記管理装置が、前記故障情報を通知された際に、前記故障情報と対象とする通信網の情報とに基づいて救済対象の電気パスを決定し、既存の光パスを用いて前記救済対象の電気パスを収容可能か否かを判定し、収容可能な場合には前記既存の光パスを利用し、収容可能でない場合には新規の光パスを設定した上で該新規の光パスと前記既存の光パスとを利用し、前記故障を復旧するための電気パスを探索する探索ステップと、
前記管理装置が、探索によって得られた電気パスを設定するために、前記通信ノードに対して、電気パスおよび光パスの切り替えを指示するメッセージを送信するメッセージ送信ステップと、
前記通信ノードが、電気パスおよび光パスの切り替えを指示するメッセージを受信した際に、該指示に基づき、電気パスおよび光パス切り替えを行うパス切り替えステップと
を有することを特徴とする故障復旧方法。
前記探索ステップでは、救済対象となる電気パスの救済順をランダムに選択することにより前記故障を復旧するための電気パスを探索することを特徴とする請求項１に記載の故障復旧方法。
前記探索ステップでは、前記故障を復旧することが可能な切り替え先となる全ての救済対象の電気パスを探索し、探索した全ての電気パスから所定の条件を満たす電気パスを選択することにより前記故障を復旧するための電気パスを探索することを特徴とする請求項１に記載の故障復旧方法。
前記探索ステップでは、救済対象の電気パスが収容される光パス上の物理ホップ数に基づいて前記故障を復旧するための電気パスを探索することを特徴とする請求項１に記載の故障復旧方法。
前記探索ステップでは、救済対象の電気パスの容量もしくは救済対象の電気パスのサービス品質に基づいて前記故障を復旧するための電気パスを探索することを特徴とする請求項１に記載の故障復旧方法。
前記探索ステップでは、光伝送に用いられる物理媒体における故障率に基づいて前記故障を復旧するための電気パスを探索することを特徴とする請求項１に記載の故障復旧方法。
前記管理装置が、前記故障を復旧するための電気パスが探索できなかった際に、新規の光パスに要するリソースを追加すべき箇所を特定した情報を端末装置に出力する情報出力ステップをさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の故障復旧方法。
複数の通信ノードと、前記通信ノード間を接続するリンクとを備え、前記通信ノード間で光パスを設定して通信を行う通信網において、前記通信ノードを管理するネットワーク管理装置であって、
前記通信網全体の電気パスおよび光パスのパス情報およびリソース情報を記憶する記憶手段と、
故障を検知した前記通信ノードから故障情報を通知された際に、前記故障情報と前記記憶手段から取得した情報とに基づいて救済対象の電気パスを決定し、既存の光パスを用いて前記救済対象の電気パスを収容可能か否かを判定し、収容可能な場合には前記既存の光パスを利用し、収容可能でない場合には新規の光パスを設定した上で該新規の光パスと前記既存の光パスとを利用し、前記故障を復旧するための電気パスを探索する探索手段と、
探索によって得られた前記光パスを設定するために、前記通信ノードに対して、電気パスおよび光パスの切り替えを指示するメッセージを送信するメッセージ送信手段と
を備えたことを特徴とするネットワーク管理装置。