WO2017170006A1 - 通信システム、管理装置、通信方法およびプログラム - Google Patents

通信システム、管理装置、通信方法およびプログラム Download PDF

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WO2017170006A1
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backup
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backup path
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賢二 福井
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日本電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/03—Arrangements for fault recovery
    • H04B10/032—Arrangements for fault recovery using working and protection systems

Definitions

  • the present invention relates to a communication system, a management device, a communication method, and a program.
  • redundancy can be increased by setting a working path and a backup path.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to path redundancy in a WDM network. Patent Document 1 describes that at the time of path registration, the wavelength used in the working path and the wavelength used in the backup path are set to increase path redundancy. Patent Document 2 discloses a failure detection technique for a protection line.
  • the wavelength used in the backup path is also determined when setting the path.
  • the technique described in Patent Document 1 has a problem that the wavelength of the backup path is determined in advance, the determined wavelength cannot be used for other purposes, and resources cannot be effectively used.
  • an object of the present invention is to provide a communication system, a management device, a communication method, and a program that can effectively use resources while ensuring redundancy.
  • a communication system sets a first means for calculating a working path and a protection path with reference to a network topology and a setting relating to the working path to a communication node on the path of the working path.
  • the management apparatus sets a first means for calculating a working path and a protection path with reference to a network topology and a setting relating to the working path to a communication node on the path of the working path Second means for setting, and third means for setting a setting relating to the backup path to a communication node on the path of the backup path at a predetermined cycle, wherein the third means includes A signal is transmitted and received using the backup path at a predetermined cycle, and conduction check of the backup path is executed.
  • a communication method includes a step of calculating a working path and a protection path with reference to a network topology, and a step of setting a setting related to the working path in a communication node on a route of the working path. Setting a setting relating to the backup path at a predetermined cycle for a communication node on the path of the backup path, and transmitting / receiving a signal using the backup path at the predetermined cycle, Performing a path conduction check.
  • a program according to an aspect of the present invention refers to a network topology, referring to a network topology, calculating a working path and a protection path, and setting a setting relating to the working path to a communication node on the path of the working path; A step of setting a setting related to the backup path with respect to a communication node on the path of the backup path at a predetermined cycle; and transmission and reception of signals using the backup path at the predetermined cycle, And causing the computer to execute a process of executing the continuity check.
  • the present invention can provide a communication system, a management device, a communication method, and a program capable of effectively utilizing resources while ensuring redundancy.
  • the communication system of the first embodiment provides a redundant configuration and performs path failure recovery.
  • the protection method is effective for fast and reliable recovery from a path failure.
  • the optical XC function unit that realizes the CDC function becomes large-scale and complicated, and there is an increased possibility that the main signal is not conducted due to the setting of the optical XC function unit. Therefore, it is necessary to consider the possibility that the main signal does not conduct due to the setting inside NE301.
  • the NMS 200 checks the continuity of the restoration path at a predetermined cycle. If the continuity cannot be confirmed, a new restoration path is set. The state which does not carry out is detected at an early stage, and the state is resolved. Therefore, the communication system according to the first exemplary embodiment of the present invention can provide a restoration path in which the main signal is reliably conducted when a failure occurs in the working path.
  • FIG. 1 is a configuration example of a communication system according to the first embodiment.
  • the communication system of the present invention includes an operator 100, an NMS 200, and a WDM network 300.
  • the NMS 200 can communicate with each of a plurality of NEs 301 included in the WDM network.
  • the operator 100 transmits an execution command to the NMS 200.
  • the NMS 200 transmits a processing command corresponding to the execution command to the NE 301 in the WDM network.
  • the NMS 200 receives an execution result that is a result of executing the processing instruction from the NE 301 and notifies the operator 100 of the execution result.
  • the NMS 200 includes a communication function unit 201, a data management unit 202, a path management unit 203, a continuity confirmation function unit 204, a free wavelength search table 205, and a database 206.
  • the communication function unit 201 has a function of transmitting a control command from the NMS 200 to each NE included in the WDM network and a function of receiving NE information notified from the NE to the NMS 200.
  • the data management unit 202 has a function of registering predetermined data in the database 206. For example, in response to a request from the path management unit 203, the data management unit 202 registers information on the working path and the restoration path in the database 206.
  • the path management unit 203 designates a path route when registering a working path, designates a port of a device package in the designated path route, and a wavelength to be used, and sets an XC for the NE 301 Is provided.
  • the path management unit 203 has a function of reserving the port of the package of the device (NE301) in the route on the database 206 when registering the restoration path (backup path).
  • the path management unit 203 does not perform XC setting for the NE 301 when registering a restoration path.
  • the path management unit 203 associates the working path and the restoration path as a pair and stores them in the database 206 via the data management unit 202.
  • the continuity confirmation function unit 204 has a function of confirming the continuity of the reserved restoration path. For example, the continuity confirmation function unit 204 performs continuity confirmation of the restoration path using the path information of the restoration path stored in the database 206 at a predetermined cycle. Specifically, the continuity check function unit 204 first acquires an unused wavelength that is not used in each of the plurality of NEs 301 corresponding to the restoration path held as path information in the database 206, and searches for an unused wavelength. Register in the table 205.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the free wavelength search table 205.
  • the available wavelength search table 205 stores, for each restoration path, the NE 301 through which the restoration path passes and the available wavelengths in each NE 301 in association with each other.
  • the continuity confirmation function unit 204 refers to the free wavelength search table 205 to determine a free wavelength that is common between the start and end of the restoration path. For example, the continuity confirmation function unit 204 refers to the free wavelength search table 205 to determine “ ⁇ 5” as a common free wavelength between the start and end of the restoration path “NE301A ⁇ NE301B ⁇ NE301E”.
  • the continuity check function unit 204 cooperates with the path management unit 203 to set XC between the start and end test transponders based on the determined empty wavelength.
  • the continuity confirmation function unit 204 transmits and receives signals between the test transponders using the determined vacant wavelength after setting XC, and confirms the continuity of the restoration path based on the presence or absence of error detection. For example, the continuity check function unit 204 sets XC between the test transponders “NE301A” and “NE301E”, which are the start and end of the restoration path “NE301A ⁇ NE301B ⁇ NE301E”.
  • the continuity confirmation function unit 204 transmits / receives a signal between the test transponders using “ ⁇ 5”, which is the determined empty wavelength, and confirms the presence or absence of error detection.
  • the continuity confirmation function unit 204 determines that the restoration path “NE301A ⁇ NE301B ⁇ NE301E” is conductive. On the other hand, when an error is detected, the continuity confirmation function unit 204 determines that the restoration path “NE301A ⁇ NE301B ⁇ NE301E” is not conductive.
  • the database 206 has a function of storing the working path and the restoration path in association with each other in response to a request from the path management unit 203.
  • the database 206 has a function of storing the network topology of the WDM network 300.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the database 206.
  • the database 206 stores a network topology information storage unit 2060 and a path information storage unit 2061.
  • the network topology information storage unit 2060 stores the network topology of the WDM network 300.
  • the path information storage unit 2061 stores the working path and the restoration path in association with each other as a pair.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the path information storage unit 2061.
  • the path information storage unit 2061 stores, for example, a path type, a path route, and a used wavelength in association with each other.
  • the path type is, for example, a working path and a restoration path.
  • the path information storage unit 2061 stores the path type “working path”, the path route “NE301A ⁇ NE301E”, and the used wavelength “ ⁇ 1” in association with each other. Further, the path information storage unit 2061 stores, for example, the path type “restoration path”, the path route “NE301A ⁇ NE301B ⁇ NE301E”, and the used wavelength “ ⁇ ” in association with each other. Note that the wavelength used for the restoration path is determined when the conduction is confirmed, and therefore, the database 206 does not associate the wavelength used.
  • the WDM network 300 includes a plurality of NEs 301 as shown in FIG.
  • Each of the plurality of NEs 301 communicate with each other through a path using a predetermined wavelength. For example, as shown in FIG. 5, the NE 301A and the NE 301E communicate with each other via the working path.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the NE 301.
  • the NE 301 includes a transmission transponder 3010, a test transponder 3011, an optical XC function unit 3012, and an optical amplifier 3013.
  • the transmission transponder 3010 is a transponder used for normal transmission, and is used to transmit data using the working path.
  • the test transponder 3011 is a transponder used for confirmation of conduction of the restoration path, and is used for transmission / reception of a signal for confirmation of conduction and detection of an error when the signal is transmitted / received.
  • the optical XC function unit 3012 performs XC registration for the transmission transponder 3010, the test transponder 3011, and the optical amplifier 3013.
  • the optical amplifier 3013 amplifies the optical signal.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a connection relationship between the NMS 200 and the NE 301.
  • the NMS 200 is connected to the NE 301 via a DCN (Data Communication Network) 302.
  • DCN Data Communication Network
  • between the DCN 302 and the NE 301 is, for example, a LAN connection.
  • the connection relationship between NEs 301 is stored in the database 206 of the NMS 200 as a network topology.
  • between NEs 301 is, for example, an optical fiber connection.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another configuration example of the communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 8 shows the setting of the working path between NE 301A and NE 301E.
  • the NMS 200 refers to the network topology information, specifies the same wavelength at the start and end of the package board in the device (NE301) of the route specified by the operator, and performs XC registration I do.
  • the XC registration for the NE 301 at the start / end of the working path by the NMS 200 is performed between the transmission transponder 3010 and the optical XC function unit 3012 and between the optical XC function unit 3012 and the optical amplifier 3013.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the connection relationship between the NMS 200 and the NE 301.
  • FIG. 9 shows the setting of the working path and the restoration path between NE 301A and NE 301E.
  • the NMS 200 refers to the network topology information and designates the path of the restoration path, but does not designate the wavelength.
  • the NMS 200 performs XC registration between the test transponder 3011 and the optical XC function unit 3012 when checking the conduction of the restoration path. Further, the NMS 200 performs XC registration between the optical XC function unit 3012 and the optical amplifier 3013 with respect to the NE 301B located in the middle of the restoration path.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of the NMS 200 in the first embodiment.
  • the path management unit 203 of the NMS 200 refers to the database 206 and registers the working path (S001). Specifically, the path management unit 203 refers to the network topology information in the database 206 and selects the transmission transponder at the start and end of the working path, the device (NE 301) that passes through, and the wavelength to be used. For example, in the case of FIG. 8, the path management unit 203 registers a working path having NE301A and NE301E as starting and terminating ends.
  • the path management unit 203 refers to the database 206 and registers the restoration path so as to be paired with the registered working path (S002). Specifically, the path management unit 203 refers to the network topology information in the database 206 and selects a device (NE301) through which the restoration path passes. Since the wavelength used in the restoration path is determined when switching from the working path to the restoration path, the path management unit 203 does not determine the wavelength in the restoration path at this time. For example, in the case of FIG. 8, the path management unit 203 registers a restoration path that passes through the NE 301B with the NE 301A and the NE 301E as the start and end points.
  • the continuity confirmation function unit 204 of the NMS 200 confirms the continuity of the restoration path at a predetermined cycle, for example (S003).
  • the continuity check function unit 204 is connected between the test transponder 3011 and the optical XC function unit 3012 of the restoration path start / end (NE301A, NE301E), between the optical XC function unit 3012 and the optical amplifier 3013, and XC registration is requested between the optical XC function unit 3012 and the optical amplifier 3013 of the device (NE301B) on the path, and a restoration path is set.
  • the continuity confirmation function unit 204 transmits and receives signals between the test transponders 3011 at the start and end (NE301A, NE301E), and confirms the presence or absence of error detection. For example, the continuity confirmation function unit 204 confirms whether an alarm that affects the main signal, such as loss (LOS), has occurred in the path of the restoration path (S004).
  • LOS loss
  • the continuity confirmation function unit 204 returns to S003 and confirms the continuity of the restoration path at a predetermined cycle.
  • the NMS 200 performs switching to the restoration path for which the conduction is confirmed when a failure occurs in the working path. As illustrated in FIG. 11, switching from the working path to the restoration path can be performed by changing the connection between the optical amplifier 3013 and the optical XC function unit 3012.
  • the path management unit 203 sets a new restoration path (S005).
  • the path management unit 203 refers to the database 206 and sets a restoration path with another route. For example, in the case of FIG. 7, the path management unit 203 sets “NE301A ⁇ NE301C ⁇ NE301D ⁇ NE301E” as a new restoration path.
  • the continuity confirmation function unit 204 causes a problem in any part of the restoration path from a signal error or an occurrence alarm when an alarm is generated. May be specified. Note that the continuity confirmation function unit 204 may perform continuity confirmation of a new restoration path.
  • the NMS 200 designates the path of the restoration path when registering the restoration path, but does not designate the wavelength, and does not perform XC registration with the NE 301. Then, the NMS 200 designates a wavelength and performs XC registration with the NE 301 when checking the conduction of the restoration path. Therefore, the communication system according to the first exemplary embodiment of the present invention does not need to always reserve resources for the restoration path, and thus resources can be effectively used while ensuring redundancy.
  • the NMS 200 checks the continuity of the restoration path at a predetermined cycle. If the continuity cannot be confirmed, a new restoration path is set. The state which does not carry out is detected at an early stage, and the state is resolved. Therefore, the communication system according to the first exemplary embodiment of the present invention can provide a restoration path in which the main signal is reliably conducted when a failure occurs in the working path.
  • the communication network is not limited to the WDM network.
  • This embodiment can also be applied to a TDM (Time Division Multiplexing) network, an Ethernet (registered trademark) network, an MPLS (Multi-Protocol Label Switching) network, an SDN (Software-Defined Networking) network, and the like.
  • TDM Time Division Multiplexing
  • Ethernet registered trademark
  • MPLS Multi-Protocol Label Switching
  • SDN Software-Defined Networking
  • a continuity check is executed by using a time slot as a resource, setting an electric XC, and transmitting / receiving a signal to / from the restoration path.
  • continuity confirmation is executed by using a band as a resource, setting a packet switch, and transmitting / receiving a signal to / from the restoration path.
  • the band is used as a resource, and a continuity check is performed by setting a label switch and transmitting / receiving a signal to / from the restoration path.
  • the SDN controller is responsible for the NMS 200 function.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to the second embodiment.
  • the management apparatus 1000 (corresponding to the NMS 200 in FIG. 1) 1000 according to the second embodiment includes a first means 1001, a second means 1002, and a third means 1003.
  • First means 1001 calculates the working path and the backup path with reference to the network topology.
  • the first means 1001 is a function for specifying the path route when registering the working path, specifying the port of the device package in the specified path route, and the wavelength to be used, and setting the XC for the NE 301. Is provided.
  • the first means 1001 has a function of reserving the port of the package of the device (NE301) in the route on the database 206 when registering the restoration path (backup path).
  • the second means (corresponding to the path management unit 203 in FIG. 1) 1002 sets the setting relating to the working path to the communication node on the route of the working path.
  • the second means 1002 is a function for specifying the path route when registering the working path, specifying the port of the device package in the specified path route, and the wavelength to be used, and setting XC for the NE 301. Is provided.
  • first means 1001 and the second means 1002 are provided in the path management unit 203 in the first embodiment.
  • the third means (corresponding to the continuity confirmation function unit 204 in FIG. 1) sets the setting relating to the protection path to the communication node on the path of the protection path at a predetermined cycle.
  • the third means transmits and receives a signal using the backup path at the predetermined cycle, and executes conduction confirmation of the backup path.
  • the third means 1003 has a function of confirming the continuity of the reserved restoration path.
  • the third unit 1003 checks the continuity of the restoration path using the path information of the restoration path stored in the database 206 at a predetermined cycle.
  • the third means 1003 acquires an unused wavelength that is not used in each of the plurality of communication nodes corresponding to the restoration path.
  • the third means 1003 determines a free wavelength common between the start and end of the restoration path.
  • 3rd means 1003 sets XC between the test transponders of the start and end based on the determined empty wavelength in cooperation with 2nd means 1002.
  • the third means 1003 transmits / receives a signal between the test transponders using the determined vacant wavelength after setting the XC, and confirms the continuity of the restoration path based on the presence / absence of error detection.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation example of the management apparatus 1000 according to the second embodiment.
  • the first means 1001 calculates the working path and the protection path with reference to the network topology (S101).
  • the second means 1002 sets the setting relating to the working path to the communication node on the route of the working path (S102).
  • 3rd means 1003 sets the setting regarding the said backup path with respect to the communication node on the path
  • 3rd means 1003 transmits / receives a signal using the said backup path with the said predetermined period, and performs the conduction
  • the management apparatus 1000 designates the path of the restoration path when registering the restoration path, but does not designate the wavelength but performs XC registration for the communication node. do not do. Then, the management apparatus 1000 designates a wavelength and performs XC registration for the communication node when confirming the continuity of the restoration path. Therefore, the communication system according to the second exemplary embodiment of the present invention does not always have to reserve resources for the restoration path, and thus resources can be effectively used while ensuring redundancy.
  • the management apparatus 1000 checks the continuity of the restoration path at a predetermined cycle. If the continuity cannot be confirmed, a new restoration path is set. Is detected early, and the state is resolved. Therefore, the communication system according to the second embodiment of the present invention can provide a restoration path in which the main signal is reliably conducted when a failure occurs in the working path.

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Abstract

リソースを有効活用するために、通信システムは、ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算する第１の手段と、前記現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定する第２の手段と、所定の周期で、前記予備パスに関する設定を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定する第３の手段と、を含み、前記第３の手段は、前記所定の周期で、前記予備パスを用いて信号を送受信し、当該予備パスの導通確認を実行することを特徴とする。

Description

通信システム、管理装置、通信方法およびプログラム
　本発明は、通信システム、管理装置、通信方法およびプログラムに関する。
　ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）ネットワークでは、現用パスと予備パスとを設定することによって、冗長性を高めることが可能となる。
　特許文献１は、ＷＤＭネットワークにおけるパスの冗長性に関する技術を開示する。
特許文献１には、パス登録時に、現用パスで使用する波長と予備パスで使用する波長とを設定し、パスの冗長性を高めることが記載されている。また、特許文献２は、予備回線の障害検出技術を開示する。
特開２０１３－２４３５５９号公報 特開２０１５－１８６１３４号公報
　上記のとおり、特許文献１に記載の技術では、パス設定時に、予備パスで使用する波長も決定している。このように、特許文献１に記載の技術では、予備パスの波長を予め決定しており、当該決定された波長を他の用途に使用できず、リソースを有効活用できないという問題がある。
　本発明の目的は、上記問題に鑑み、冗長性を確保しつつ、リソースを有効活用可能な通信システム、管理装置、通信方法およびプログラムを提供することである。
　本発明の一形態における通信システムは、ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算する第１の手段と、前記現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定する第２の手段と、所定の周期で、前記予備パスに関する設定を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定する第３の手段と、を含み、前記第３の手段は、前記所定の周期で、前記予備パスを用いて信号を送受信し、当該予備パスの導通確認を実行することを特徴とする。
　本発明の一形態における管理装置は、ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算する第１の手段と、前記現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定する第２の手段と、所定の周期で、前記予備パスに関する設定を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定する第３の手段と、を含み、前記第３の手段は、前記所定の周期で、前記予備パスを用いて信号を送受信し、当該予備パスの導通確認を実行することを特徴とする。
　本発明の一形態における通信方法は、ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算するステップと、前記現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定するステップと、所定の周期で、前記予備パスに関する設定を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定するステップと、前記所定の周期で、前記予備パスを用いて信号を送受信して、当該予備パスの導通確認を実行するステップとを含むことを特徴とする。
　本発明の一形態におけるプログラムは、ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算する工程と、前記現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定する工程と、所定の周期で、前記予備パスに関する設定を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定する工程と、前記所定の周期で、前記予備パスを用いて信号を送受信して、当該予備パスの導通確認を実行する工程とをコンピュータに実行させる。
　本発明は、冗長性を確保しつつ、リソースを有効活用可能な通信システム、管理装置、通信方法およびプログラムを提供可能である。
第１の実施形態の通信システムの構成例である。 第１の実施形態の空き波長検索テーブルの構成例である。 第１の実施形態のデータベース２０６の構成例である。 第１の実施形態のパス情報記憶部２０６１の構成例である。 第１の実施形態の通信システムの他の構成例である。 第１の実施形態のＮＥ３０１の構成例である ＮＭＳ２００とＮＥ３０１との接続関係の一例を示す図である。 第１の実施形態の通信システムの他の構成例である。 ＮＭＳ２００とＮＥ３０１との接続関係の他の例を示す図である。 第１の実施形態の通信システムの動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の通信システムの他の構成例である。 第２の実施形態の通信システムの構成例である。 第２の実施形態の通信システムの動作例を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態及び実施例について、図面を参照して説明する。各実施形態及び各実施例は、例示であり、本発明は各実施形態及び各実施例に限定されるものではない。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。
　＜第１の実施形態＞
　本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
　第１の実施形態の通信システムは、冗長構成を提供し、パスの障害回復を実行する。
　ここで、パスの障害回復方式として、１＋１／１：１プロテクション、事前予約リストレーション、再ルーティングリストレーションなどがある。
　高速かつ確実にパスの障害を回復するためには、プロテクション方式が有効であるが、リソース活用の観点から、常にプロテクションパスを用意すること、多重障害を想定した多重プロテクション（第三経路、第四経路等）を用意することは困難である。
　そのため、実際にパスを切り替えるまでリソース（パッケージ、波長）を占有しない、リストレーション方式が有効である。また、障害回復を高速に行うには、ＮＭＳ（Network Management System）が主導的に経路を確定させておく事前予約リストレーションが有効である。しかしながら、事前予約した経路にパスを切替えてＮＥ３０１に実際にＸＣ（Cross Connect）を登録するまで、主信号が確実に通るとは断定できない不確実さがある。例えば、ＣＤＣ（Colorless、Directionless、Contentionless）機能を実現していないＷＤＭ装置では、トランスポンダと光増幅器間の接続を変更するには、物理的なファイバ接続の変更が必要である。しかし、ＣＤＣ機能の実現に伴い、物理的なファイバ接続の変更が不要となり、光ＸＣ機能部に対して論理的なＸＣ設定情報を設定するだけで良いため、リストレーションへの簡易な切り替えが可能となった。
　一方で、ＣＤＣ機能を実現する光ＸＣ機能部が大規模かつ複雑になり、光ＸＣ機能部の設定によって主信号が導通しない可能性が高まっている。そのため、ＮＥ３０１内部の設定によって主信号が導通しない可能性も、考慮する必要がある。
　そこで、本発明の第１の実施形態では、ＮＭＳ２００が、所定の周期で、リストレーションパスの導通確認を行い、導通確認できない場合には、新たなリストレーションパスを設定するなど、主信号が導通しない状態を早期に検出し、その状態の解消を実行する。よって、本発明の第１の実施形態の通信システムは、現用パスに障害が生じた際に、確実に主信号が導通するリストレーションパスを提供することができる。
　図１は、第１の実施形態の通信システムの構成例である。本発明の通信システムは、オペレータ１００と、ＮＭＳ２００と、ＷＤＭネットワーク３００とを含む。
　ＮＭＳ２００は、ＷＤＭネットワーク内に含まれる複数のＮＥ３０１の各々と、互いに通信可能である。オペレータ１００は、ＮＭＳ２００に対して実行命令を送信する。ＮＭＳ２００は、ＷＤＭネットワーク内のＮＥ３０１に対して、実行命令に対応する処理命令を送信する。ＮＭＳ２００は、ＮＥ３０１から処理命令を実行した結果である実行結果を受信し、当該実行結果をオペレータ１００に通知する。
　ＮＭＳ２００は、通信機能部２０１と、データ管理部２０２と、パス管理部２０３と、導通確認機能部２０４と、空き波長検索テーブル２０５と、データベース２０６とを含む。
　通信機能部２０１は、ＮＭＳ２００から、ＷＤＭネットワークに含まれる各ＮＥに対して制御コマンドを送信する機能と、当該各ＮＥからＮＭＳ２００に通知されるＮＥ情報を受信する機能を備える。
　データ管理部２０２は、データベース２０６に対して、所定のデータを登録する機能を備える。データ管理部２０２は、例えば、パス管理部２０３からの要求に応じて、現用パス、および、リストレーションパスに関する情報を、データベース２０６に登録する。
　パス管理部２０３は、現用パスを登録する際、パス経路を指定し、指定したパス経路内の装置のパッケージのポート、および、使用する波長を指定して、ＮＥ３０１に対してＸＣを設定する機能を備える。
　また、パス管理部２０３は、リストレーションパス（予備パス）を登録する際、経路内の装置（ＮＥ３０１）のパッケージのポートを、データベース２０６上で予約する機能を備える。パス管理部２０３は、リストレーションパスを登録する場合には、ＮＥ３０１に対するＸＣ設定を行わない。パス管理部２０３は、現用パスとリストレーションパスとをペアとして対応付け、データ管理部２０２を介して、データベース２０６に格納する。
　導通確認機能部２０４は、予約されたリストレーションパスの導通確認を行う機能を備える。導通確認機能部２０４は、例えば、所定の周期で、データベース２０６に格納されているリストレーションパスのパス情報を用いて、リストレーションパスの導通確認を行う。具体的には、導通確認機能部２０４は、まず、データベース２０６にパス情報として保持されているリストレーションパスに対応する複数のＮＥ３０１の各々において、使用されていない空き波長を取得し、空き波長検索テーブル２０５に登録する。
　図２は、空き波長検索テーブル２０５の構成例を示す図である。図２に示すように、空き波長検索テーブル２０５は、リストレーションパスごとに、当該リストレーションパスが経由するＮＥ３０１と、各ＮＥ３０１における空き波長とを対応づけて記憶する。
　導通確認機能部２０４は、空き波長検索テーブル２０５を参照して、リストレーションパスの始終端間で共通の空き波長を決定する。導通確認機能部２０４は、例えば、空き波長検索テーブル２０５を参照して、リストレーションパス“ＮＥ３０１Ａ→ＮＥ３０１Ｂ→ＮＥ３０１Ｅ”の始終端間における共通の空き波長として、“λ５”を決定する。
　導通確認機能部２０４は、パス管理部２０３と連携して、決定した空き波長に基づき、始終端の試験トランスポンダ間にＸＣを設定する。導通確認機能部２０４は、ＸＣの設定後、決定した空き波長を用いて、試験トランスポンダ間で信号を送受信し、エラー検出の有無により、リストレーションパスの導通を確認する。例えば、導通確認機能部２０４は、リストレーションパス“ＮＥ３０１Ａ→ＮＥ３０１Ｂ→ＮＥ３０１Ｅ”の始終端である、“ＮＥ３０１Ａ”と“ＮＥ３０１Ｅ”の試験トランスポンダ間にＸＣを設定する。導通確認機能部２０４は、決定した空き波長である“λ５”を用いて、試験トランスポンダ間で信号を送受信し、エラー検出の有無を確認する。導通確認機能部２０４は、エラーが検出されない場合に、リストレーションパス“ＮＥ３０１Ａ→ＮＥ３０１Ｂ→ＮＥ３０１Ｅ”が導通していると判断する。一方、導通確認機能部２０４は、エラーが検出された場合に、リストレーションパス“ＮＥ３０１Ａ→ＮＥ３０１Ｂ→ＮＥ３０１Ｅ”が導通していないと判断する。
　データベース２０６は、パス管理部２０３からの要求に応じて、現用パスとリストレーションパスとをペアとして対応付けて記憶する機能を備える。また、データベース２０６は、ＷＤＭネットワーク３００のネットワークトポロジを記憶する機能を備える。
　図３は、データベース２０６の構成例を示す図である。図３に示すように、データベース２０６は、ネットワークトポロジ情報記憶部２０６０と、パス情報記憶部２０６１とを記憶する。ネットワークトポロジ情報記憶部２０６０は、ＷＤＭネットワーク３００のネットワークトポロジを記憶する。一方、パス情報記憶部２０６１は、現用パスとリストレーションパスとをペアとして対応付けて記憶する。
　図４は、パス情報記憶部２０６１の構成例を示す図である。図４に示すように、パス情報記憶部２０６１は、例えば、パス種別と、パス経路と、使用波長とを対応付けて記憶する。パス種別は、例えば、現用パスと、リストレーションパスとである。
　パス情報記憶部２０６１は、例えば、パス種別“現用パス”と、そのパス経路“ＮＥ３０１Ａ→ＮＥ３０１Ｅ”と、使用波長“λ１”とを対応付けて記憶する。また、パス情報記憶部２０６１は、例えば、パス種別“リストレーションパス”と、そのパス経路“ＮＥ３０１Ａ→ＮＥ３０１Ｂ→ＮＥ３０１Ｅ”と、使用波長“－”とを対応付けて記憶する。
なお、リストレーションパスは、導通確認する場合などに使用波長が決定するため、データベース２０６においては、使用波長は対応付けられない。
　ＷＤＭネットワーク３００は、図５に示すように、複数のＮＥ３０１を含む。複数のＮＥ３０１の各々は、所定の波長を用いて、パスを介して互いに通信する。例えば、図５に示すように、ＮＥ３０１Ａと、ＮＥ３０１Ｅとは、現用パスを介して互いに通信する。
　図６は、ＮＥ３０１の構成例を示す図である。図６に示すように、ＮＥ３０１は、伝送用トランスポンダ３０１０と、試験用トランスポンダ３０１１と、光ＸＣ機能部３０１２と、光増幅器３０１３とを含む。
　伝送用トランスポンダ３０１０は、通常の伝送用に用いられるトランスポンダであり、現用パスを用いてデータを伝送するために用いられる。
　試験用トランスポンダ３０１１は、リストレーションパスの導通確認に用いられるトランスポンダであり、導通確認のための信号の送受信と、当該信号を送受信した場合のエラー検出に用いられる。
　光ＸＣ機能部３０１２は、伝送用トランスポンダ３０１０、試験用トランスポンダ３０１１及び光増幅器３０１３に対するＸＣ登録を行う。
　光増幅器３０１３は、光信号を増幅する。
　図７は、ＮＭＳ２００と、ＮＥ３０１との接続関係の一例を示す図である。図７に示すように、ＮＭＳ２００は、ＤＣＮ（Data Communication Network：データ通信ネットワーク）３０２を介して、ＮＥ３０１に接続する。図７に示すように、ＤＣＮ３０２とＮＥ３０１との間は、例えば、ＬＡＮ接続である。ＮＥ３０１同士の接続関係は、ネットワークトポロジとして、ＮＭＳ２００のデータベース２０６に記憶される。図７に示すように、ＮＥ３０１間は、例えば、光ファイバ接続である。
　図８は、第１の実施形態の通信システムの他の構成例を示す図である。
　図８は、ＮＥ３０１ＡとＮＥ３０１Ｅとの間の現用パスの設定を示す。ＮＭＳ２００は、現用パスの登録を行う際、ネットワークトポロジ情報を参照して、オペレータが指定した経路の装置（ＮＥ３０１）内のパッケージのボードに対して、始終端で同一波長を指定して、ＸＣ登録を行う。ＮＭＳ２００による現用パスの始終端のＮＥ３０１に対するＸＣ登録は、伝送用トランスポンダ３０１０と光ＸＣ機能部３０１２間、光ＸＣ機能部３０１２と光増幅器３０１３間において実行される。
　図９は、ＮＭＳ２００と、ＮＥ３０１との接続関係の他の例を示す図である。
　図９は、ＮＥ３０１ＡとＮＥ３０１Ｅとの間の現用パス及びリストレーションパスの設定を示す。ＮＭＳ２００は、リストレーションパスの登録を行う際、ネットワークトポロジ情報を参照して、当該リストレーションパスの経路は指定するが、波長は指定しない。ＮＭＳ２００は、リストレーションパスの導通確認の際に、試験用トランスポンダ３０１１と光ＸＣ機能部３０１２との間で、ＸＣ登録を実行する。また、ＮＭＳ２００は、リストレーションパスの経路の途中に位置するＮＥ３０１Ｂに対して、光ＸＣ機能部３０１２と光増幅器３０１３との間で、ＸＣ登録を実行する。
　図１０は、第１の実施形態におけるＮＭＳ２００の動作例を示すフローチャートである。
　ＮＭＳ２００のパス管理部２０３は、データベース２０６を参照して、現用パスを登録する（Ｓ００１）。具体的には、パス管理部２０３は、データベース２０６のネットワークトポロジ情報を参照して、現用パスの始終端の伝送用トランスポンダ、経由する装置（ＮＥ３０１）、使用する波長を選択する。例えば、図８の場合、パス管理部２０３は、ＮＥ３０１ＡとＮＥ３０１Ｅとを始終端とする現用パスを登録する。
　パス管理部２０３は、データベース２０６を参照して、登録した現用パスとペアになるように、リストレーションパスを登録する（Ｓ００２）。具体的には、パス管理部２０３は、データベース２０６のネットワークトポロジ情報を参照して、リストレーションパスが経由する装置（ＮＥ３０１）を選択する。なお、リストレーションパスにおいて使用する波長は、現用パスからリストレーションパスに切り替える際に決定するため、パス管理部２０３は、現時点では、リストレーションパスにおける波長を決定しない。例えば、図８の場合、パス管理部２０３は、ＮＥ３０１ＡとＮＥ３０１Ｅとを始終端として、ＮＥ３０１Ｂを経由するリストレーションパスを登録する。
　ＮＭＳ２００の導通確認機能部２０４は、例えば、所定の周期で、リストレーションパスの導通確認を行う（Ｓ００３）。
　導通確認機能部２０４は、図９のように、リストレーションパスの始終端（ＮＥ３０１Ａ、ＮＥ３０１Ｅ）の試験用トランスポンダ３０１１と光ＸＣ機能部３０１２間、光ＸＣ機能部３０１２と光増幅器３０１３間、および、経路上の装置（ＮＥ３０１Ｂ）の光ＸＣ機能部３０１２と光増幅器３０１３間に、ＸＣ登録を要求し、リストレーションパスを設定する。
　導通確認機能部２０４は、始終端（ＮＥ３０１Ａ、ＮＥ３０１Ｅ）の試験用トランスポンダ３０１１間で信号を送受信し、エラー検出の有無を確認する。導通確認機能部２０４は、例えば、リストレーションパスの経路内において、ロス（ＬＯＳ）など主信号に影響のある警報が発生しているか否かを確認する（Ｓ００４）。
　導通確認機能部２０４は、警報が発生していない場合（Ｓ００４のＮＯ）、Ｓ００３に戻り、所定の周期で、リストレーションパスの導通確認を行う。リストレーションパスの導通が確認できた場合、ＮＭＳ２００は、現用パスに障害が発生した場合、導通の確認できたリストレーションパスへの切り替えを実行する。図１１に示すように、現用パスからリストレーションパスへの切り替えは、光増幅器３０１３と光ＸＣ機能部３０１２との間の接続を変更することで、実行可能である。
　導通確認機能部２０４においてリストレーションパスの導通が確認できなかった場合（Ｓ００４のＹＥＳ）、パス管理部２０３は、新たなリストレーションパスを設定する（Ｓ００５）。パス管理部２０３は、データベース２０６を参照して、リストレーションパスを別経路で設定する。例えば、パス管理部２０３は、図７の場合、“ＮＥ３０１Ａ→ＮＥ３０１Ｃ→ＮＥ３０１Ｄ→ＮＥ３０１Ｅ”を新たなリストレーションパスとして設定する。
　なお、リストレーションパスの導通が確認できなかった場合、導通確認機能部２０４は、警報が発生している場合、信号エラーまたは発生警報から、リストレーションパス上のどの部分で問題が発生しているのかを特定してもよい。なお、導通確認機能部２０４は、新たなリストレーションパスの導通確認を実行してもよい。
　上記の通り、本発明の第１の実施形態では、ＮＭＳ２００は、リストレーションパスの登録時には、リストレーションパスの経路は指定するが、波長の指定は行わず、ＮＥ３０１に対するＸＣ登録を実行しない。そして、ＮＭＳ２００は、リストレーションパスの導通確認時に、波長を指定し、ＮＥ３０１に対するＸＣ登録を行う。よって、本発明の第１の実施形態の通信システムは、リストレーションパスのためのリソースを常に確保しておく必要がないため、冗長性を確保しつつ、リソースを有効活用可能である。
　また、本発明の第１の実施形態では、ＮＭＳ２００が、所定の周期で、リストレーションパスの導通確認を行い、導通確認できない場合には、新たなリストレーションパスを設定するなど、主信号が導通しない状態を早期に検出し、その状態の解消を実行する。よって、本発明の第１の実施形態の通信システムは、現用パスに障害が生じた際に、確実に主信号が導通するリストレーションパスを提供することができる。
　なお、本発明の第１の実施形態において、通信ネットワークはＷＤＭネットワークに限られない。本実施形態は、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）ネットワーク、イーサネット（登録商標）ネットワーク、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）ネットワーク、ＳＤＮ（Software-Defined Networking）ネットワーク等にも適用可能である。
　例えば、ＴＤＭネットワークでは、リソースとしてタイムスロットを使用し、電気ＸＣを設定してリストレーションパスに信号を送受信することによって、導通確認を実行する。
　また、イーサネットネットワークでは、リソースとして帯域を使用し、パケットスイッチを設定してリストレーションパスに信号を送受信することによって、導通確認を実行する。
　さらに、ＭＰＬＳネットワークでは、リソースとして帯域を使用し、ラベルスイッチを設定してリストレーションパスに信号を送受信することによって、導通確認を実行する。
　なお、ＳＤＮネットワークにおいて、ＮＭＳ２００の機能を担うのは、ＳＤＮコントローラである。
　＜第２の実施形態＞
　本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１２は、第２の実施形態の通信システムの構成例を示す図である。
　図１２に示すように、第２の実施形態の管理装置（図１のＮＭＳ２００に該当）１０００は、第１の手段１００１と、第２の手段１００２と、第３の手段１００３とを含む。
　第１の手段（図１のパス管理部２０３に該当）１００１は、ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算する。第１の手段１００１は、現用パスを登録する際、パス経路を指定し、指定したパス経路内の装置のパッケージのポート、および、使用する波長を指定して、ＮＥ３０１に対してＸＣ設定する機能を備える。また、第１の手段１００１は、リストレーションパス（予備パス）を登録する際、経路内の装置（ＮＥ３０１）のパッケージのポートを、データベース２０６上で予約する機能を備える。
　第２の手段（図１のパス管理部２０３に該当）１００２は、現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定する。第２の手段１００２は、現用パスを登録する際、パス経路を指定し、指定したパス経路内の装置のパッケージのポート、および、使用する波長を指定して、ＮＥ３０１に対してＸＣ設定する機能を備える。
　なお、第１の手段１００１と第２の手段１００２の機能は、第１の実施形態ではパス管理部２０３が備える。
　第３の手段（図１の導通確認機能部２０４に該当）は、所定の周期で、当該予備パスに関する設定を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定する。また、第３の手段は、当該所定の周期で、当該予備パスを用いて信号を送受信し、当該予備パスの導通確認を実行する。
　具体的には、第３の手段１００３は、予約されたリストレーションパスの導通確認を行う機能を備える。第３の手段１００３は、例えば、所定の周期で、データベース２０６に格納されているリストレーションパスのパス情報を用いて、リストレーションパスの導通確認を行う。具体的には、第３の手段１００３は、リストレーションパスに対応する複数の通信ノードの各々において、使用されていない空き波長を取得する。第３の手段１００３は、リストレーションパスの始終端間で共通の空き波長を決定する。
　第３の手段１００３は、第２の手段１００２と連携して、決定した空き波長に基づき、始終端の試験トランスポンダ間にＸＣを設定する。第３の手段１００３は、ＸＣの設定後、決定した空き波長を用いて、試験トランスポンダ間で信号を送受信し、エラー検出の有無により、リストレーションパスの導通を確認する。
　図１３は、第２の実施形態における管理装置１０００の動作例を示すフローチャートである。
　第１の手段１００１が、ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算する（Ｓ１０１）。
　第２の手段１００２が、現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定する（Ｓ１０２）。
　第３の手段１００３が、所定の周期で、前記予備パスに関する設定を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定する（Ｓ１０３）。
　第３の手段１００３が、前記所定の周期で、前記予備パスを用いて信号を送受信し、当該予備パスの導通確認を実行する（Ｓ１０４）。
　上記の通り、本発明の第２の実施形態では、管理装置１０００は、リストレーションパスの登録時には、リストレーションパスの経路は指定するが、波長の指定は行わず、通信ノードに対するＸＣ登録を実行しない。そして、管理装置１０００は、リストレーションパスの導通確認時に、波長を指定し、通信ノードに対するＸＣ登録を行う。よって、本発明の第２の実施形態の通信システムは、リストレーションパスのためのリソースを常に確保しておく必要がないため、冗長性を確保しつつ、リソースを有効活用可能である。
　また、本発明の第２の実施形態では、管理装置１０００が、所定の周期で、リストレーションパスの導通確認を行い、導通確認できない場合には、新たなリストレーションパスを設定するなど、主信号が導通しない状態を早期に検出し、その状態の解消を実行する。
よって、本発明の第２の実施形態の通信システムは、現用パスに障害が生じた際に、確実に主信号が導通するリストレーションパスを提供することができる。
　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１６年３月３０日に出願された日本出願特願２０１６－０６８８４４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１００　オペレータ
　２００　ＮＭＳ
　２０１　通信機能部
　２０２　データ管理部
　２０３　パス管理部
　２０４　導通確認機能部
　２０５　空き波長検索テーブル
　２０６　データベース
　３００　ＷＤＭネットワーク
　３０１　ＮＥ
　３０２　ＤＣＮ
　３０１０　伝送用トランスポンダ
　３０１１　試験用トランスポンダ
　３０１２　光ＸＣ機能部
　３０１３　光増幅器（ＡＭＰ）

Claims (10)

  1. 　ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算する第１の手段と、
    　前記現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定する第２の手段と、
    　所定の周期で、前記予備パスの経路を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定する第３の手段と、を含み、
    　前記第３の手段は、前記所定の周期で、前記予備パスを用いて信号を送受信し、当該予備パスの導通確認を実行する
    ことを特徴とする通信システム。
  2. 　前記第３の手段は、前記所定の周期で、前記予備パスの経路上の通信ノードにおける空き波長を収集し、収集した前記空き波長から当該予備パスで用いる波長を決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記第３の手段は、前記予備パスの導通確認として、当該予備パスにおいて主信号の送受信に影響のある警報が発生しているか否かを確認する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
  4. 　前記第２の手段は、前記予備パスの導通が確認できない場合に、新たな予備パスを設定する
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信システム。
  5. 　前記通信ノードは、伝送用に用いる伝送用トランスポンダと、試験用に用いる試験用トランスポンダとを含み、
    　前記第３の手段は、前記予備パスの始終端に位置する通信ノードに対して、当該通信ノード内の試験用のトランスポンダを用いて、当該予備パスを介して信号を送受信することを指示する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
  6. 　ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算する第１の手段と、
    　前記現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定する第２の手段と、
    　所定の周期で、前記予備パスに関する設定を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定する第３の手段と、を含み、
    　前記第３の手段は、前記所定の周期で、前記予備パスを用いて信号を送受信し、当該予備パスの導通確認を実行する
    ことを特徴とする管理装置。
  7. 　前記第３の手段は、前記所定の周期で、前記予備パスの経路上の通信ノードにおける空き波長を収集し、収集した前記空き波長から当該予備パスで用いる波長を決定する
    ことを特徴とする請求項６に記載の管理装置。
  8. 　ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算し、
    　前記現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定し、
    　所定の周期で、前記予備パスに関する設定を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定し、
    　前記所定の周期で、前記予備パスを用いて信号を送受信して、当該予備パスの導通確認を実行する、
    ことを特徴とする通信方法。
  9. 　前記所定の周期で、前記予備パスの経路上の通信ノードにおける空き波長を収集し、収集した前記空き波長から当該予備パスで用いる波長を決定する、
    ことをさらに含む請求項８に記載の通信方法。
  10. 　ネットワークのトポロジを参照して、現用パスおよび予備パスを計算する工程と、
    　前記現用パスに関する設定を、当該現用パスの経路上の通信ノードに設定する工程と、　所定の周期で、前記予備パスに関する設定を、当該予備パスの経路上の通信ノードに対して設定する工程と、
    　前記所定の周期で、前記予備パスを用いて信号を送受信して、当該予備パスの導通確認を実行する工程と
    をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。
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