WO2020095982A1 - 制御装置及び制御方法 - Google Patents

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琢也 東條
真悟 岡田
安川　正祥
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日本電信電話株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control device and a control method.
  • CDC-ROADM Colorless, Directionless and Contentionless-Reconfigurable Optical Add / Drop
  • CD-ROADM Colorless and Directionless-Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexer
  • the optical wavelength can be passed through an arbitrary path, which enables flexible operation of the optical network. It is possible to select an empty wavelength from multiple paths and immediately respond to demand. It becomes possible to pay out the light wavelength.
  • optical wavelength defragmentation eliminates fragmentation of optical wavelengths.
  • the optical wavelength defragmentation eliminates the fragmentation state of the optical network by changing the wavelength band of the used light to another wavelength band.
  • the optical wavelength defragmentation has a problem that the client signal is interrupted when the optical wavelength is changed to another wavelength band.
  • Patent Document 1 The method of realizing optical wavelength defragmentation without interruption in Patent Document 1 requires a function of copying a signal from an upper layer in a transmission device. Since such a function is not common, there is a problem that the cost of the device increases.
  • An object of the present invention is to realize optical wavelength defragmentation without having to have a special function such as signal duplication in a transmission device.
  • a control device is A control device used in a communication network composed of a plurality of routers and a plurality of transmission devices for connecting the plurality of routers, In response to a request to change the wavelength band of the first optical wavelength path used in the first transmission device and the second transmission device of the plurality of transmission devices to the wavelength band of the second optical wavelength path, the request.
  • An optical wavelength change control unit that identifies a first route between routers affected by and a service that uses the first route, and identifies a second route between routers that can bypass the identified service,
  • a router control unit that transmits a request for bypassing the specified service to the second route to the start point router and the end point router of the first route among the plurality of routers;
  • Transmission device control for transmitting a request for changing the wavelength band of the first optical wavelength path to the wavelength band of the second optical wavelength path to the first transmission device and the second transmission device Department, It is characterized by having.
  • control method is A control method executed by a control device used in a communication network configured by a plurality of routers and a plurality of transmission devices for connecting the plurality of routers, In response to a request to change the wavelength band of the first optical wavelength path used in the first transmission device and the second transmission device of the plurality of transmission devices to the wavelength band of the second optical wavelength path, the request. Identifying a first path between the routers affected by the and a service utilizing the first path, and identifying a second path between the routers that can bypass the identified service.
  • FIG. 3 is a block configuration diagram of an SDN controller / NMS according to the first embodiment of the present invention. It is an example of service information held in a service information DB. It is an example of the route information held in the route information DB. It is an example of the transmission configuration information held in the transmission configuration information DB. It is a block configuration diagram of an SDN controller / NMS according to a second embodiment of the present invention. It is an example of the band information held in the band information DB. It is an example of service information held in a service information DB. It is an example of the transmission configuration information held in the transmission configuration information DB. 3 is a hardware configuration example of the SDN controller / NMS according to the embodiment of the present invention.
  • control device that controls a router and a transmission device in order to realize optical wavelength defragmentation without interruption using a general transmission device that does not have a special function will be described.
  • FIG. 1 shows the configuration of an IP (Internet Protocol) / transmission network in the embodiment of the present invention.
  • the IP / transmission network is composed of routers A and B and transmission devices A, B, C, and D.
  • a transmission network (hereinafter referred to as an optical network) is configured by the transmission devices A, B, C, and D, and an IP network is configured by connecting the routers A and B to the optical network.
  • An SDN (Software Defined Network) controller / NMS (Network Management System) 100 is an example of a control device that controls a router and a transmission device.
  • the control device that controls the router and the transmission device is described as the SDN controller / NMS 100, but the SDN controller / NMS 100 may be a control device that has both the SDN controller and NMS functions, and only the SDN controller functions. It may be a control device having the same, a control device having only an NMS function, or another control device independent of the SDN controller and the NMS.
  • FIG. 1 shows two routers and four transmission devices, any number of routers and transmission devices may be used to form an IP / transmission network.
  • the optical network is composed of transmission equipment such as CDC-ROADM that can dynamically change the wavelength band of the optical wavelength path.
  • the present embodiment can be applied to a configuration in which the bases are connected one-to-one by using only the transponder.
  • the router is a router that can control the route by Segment Routing or the like.
  • MPLS Multi-Protocol Label Switching
  • IP routing is used.
  • Fig. 2 shows an example of the physical connection configuration of the device and the configuration example of the optical wavelength.
  • Optical wavelength paths are set between the transmission devices, and the routers communicate with each other by using the optical wavelength paths between the transmission devices.
  • Fig. 3 shows an example of route control between routers. It is assumed that a plurality of routes can be set between the routers, and a route that can be used between the routers can be selected by an instruction from the SDN controller / NMS 100. As an example, it is assumed that the router A and the router B are connected by two routes as shown in FIG. 3, and which route to use can be selected by an instruction from the SDN controller / NMS 100. For example, when using Segment Routing, set the SID (Segment ID) used in Segment Routing as the Adjacency SID for the link, and specify the route used by the LSP (Label Switched Path) from the SDN controller / NMS100 with the SID.
  • SID Segment ID
  • LSP Label Switched Path
  • the communication route can be controlled for each VPN (Virtual Private Network).
  • the SID settings for the router include NETCONF (Network Protocol) / YANG (Yet Another Next Generation), PCEP (Path Computation Element Protocol), and other standard protocols, and CLI (Command Line Interface).
  • the SDN controller / NMS 100 controls the router when performing the optical wavelength defragmentation to temporarily change the route of the service using the optical wavelength targeted for the optical wavelength defragmentation to another route at the IP layer. Detour and eliminate the influence of communication interruption due to optical wavelength defragmentation. For example, the SDN controller / NMS 100 uses the ⁇ 1 when performing the optical wavelength defragmentation for changing the wavelength band ⁇ 1 of the optical wavelength path between the transmission device A and the transmission device B in FIG. 2 to ⁇ 2. The service route between B and B is detoured to another route in the IP layer (route between routers A and B that uses wavelength band ⁇ 3 of the optical wavelength path between transmission device A and transmission device D).
  • the SDN controller / NMS 100 controls the transmission device to change the wavelength band of the optical wavelength for optical wavelength defragmentation, and controls the router again to restore the corresponding service to the original route.
  • the SDN controller / NMS 100 changes the wavelength band of the optical wavelength path between the transmission device A and the transmission device B to ⁇ 2 after detouring the route between the routers A and B using ⁇ 1, and then , The route between routers A and B is returned to the original route.
  • the SDN controller / NMS 100 controls the router to change the route in advance, so that the optical wavelength defragmentation can be realized without affecting the service due to communication interruption.
  • the transmission device since it is not necessary for the transmission device to have a special function, it can be expected to be realized at low cost. Further, since it is not necessary to configure a subcarrier with a plurality of optical wavelengths, it can be applied even when a single optical wavelength is used.
  • FIG. 4 shows a block diagram of the SDN controller / NMS 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the SDN controller / NMS 100 includes a request receiving unit 101 as a functional unit, an optical wavelength defragmenting unit 102, a router control unit 103, and a transmission device control unit 104. Further, the SDN controller / NMS 100 has a service information DB 111 as a storage unit, a route information DB 112, and a transmission configuration information DB 113.
  • FIG. 6 shows a case where the Segment list is composed of one segment, but when there are a plurality of segments between routers, a plurality of SIDs are included in the Segment list.
  • the transmission configuration information DB 113 is a storage unit that manages information on optical wavelength paths set between transmission devices.
  • the transmission configuration information DB 113 holds the connection information of the physical configuration as shown in FIG. 2 in the format as shown in FIG. 7 for each optical wavelength path, the transmission device, the port, and the wavelength band at both ends.
  • the request receiving unit 101 receives a request for changing the wavelength band of a specific optical wavelength path when it is determined that the optical wavelength defragmentation is necessary. For example, the request receiving unit 101 receives a request to change the wavelength band ⁇ 1 of the optical wavelength path to ⁇ 2 in the section between the transmission device A and the transmission device B shown in FIG. This may be a request from the outside of the SDN controller / NMS 100, or a request from a result calculated by an algorithm preset in the SDN controller / NMS 100. For example, the request receiving unit 101 may receive a request for changing the wavelength band of the optical wavelength path based on the determination that the fragmentation state has exceeded the threshold value.
  • the optical wavelength defragmentation unit 102 searches the service information DB 111 and specifies the service that uses the specified Segment list. From the service information of FIG. 5, it can be seen that the service using the corresponding Segment list is VPN1.
  • the optical wavelength defragmentation unit 102 identifies a route between routers that can bypass the corresponding service from the route information DB 112. Specifically, the optical wavelength defragmentation unit 102 searches the route information DB 112 for a Segment list in which the start point router and the end point router are the same and the optical wavelength path ID does not pass the first. From the route information of FIG. 6, it can be seen that A-to-B-2 and B-to-A-2 correspond.
  • the optical wavelength defragmentation unit 102 requests the router A via the router control unit 103 to change the route used by VPN1 to A-to-B-2. Similarly, the router B is requested to change the route used by VPN1 to B-to-A-2.
  • the router control unit 103 In response to the request from the optical wavelength defragmenting unit 102, the router control unit 103 sends a request for changing the route used by VPN1 to A-to-B-2 to the router A. Similarly, the router control unit 103 sends to the router B a request for changing the route used by VPN1 to B-to-A-2. As a result, the VPN1 route is changed to the route with the optical wavelength path ID of 3. The same process is repeated to change the routes of all services that the optical wavelength path subject to wavelength defragmentation passes.
  • the optical wavelength defragmenting unit 102 issues a request to the transmission apparatus A and the transmission apparatus B via the transmission apparatus control unit 104 to change the wavelength band of the first optical wavelength path ID from ⁇ 1 to ⁇ 2.
  • the transmission device control unit 104 transmits a request for changing ⁇ 1 to ⁇ 2 to the transmission device A and the transmission device B in response to the request from the optical wavelength defragmentation execution unit 102, and the transmission device A and the transmission device B section. In, change ⁇ 1 to ⁇ 2.
  • the optical wavelength defragmentation unit 102 sends the route used by VPN1 to the router A via the router control unit 103. -Request to change to B-1. Similarly, the router B is requested to change the route used by VPN1 to B-to-A-1.
  • the router control unit 103 In response to the request from the optical wavelength defragmentation unit 102, the router control unit 103 sends a request for changing the route used by VPN1 to A-to-B-1 to router A. Similarly, the router control unit 103 transmits to the router B a request for changing the route used by VPN1 to B-to-A-1.
  • the SDN controller / NMS 100 manages the used band of the service and the band of each route of the router, and the band required for the service is set to the destination when the route is temporarily changed in the implementation of the optical wavelength defragmentation. By confirming that the route is sufficient, it is possible to prevent deterioration of communication quality such as packet loss due to insufficient bandwidth.
  • the SDN controller / NMS 100 further has a band information DB 114 as a storage unit.
  • Bandwidth information DB 114 manages free bandwidth for each route set between routers.
  • the bandwidth information DB 114 holds the bandwidth of the line identified by the SID and the free bandwidth (or the bandwidth in use) as shown in FIG.
  • the service information DB 111 holds the used band in addition to the Segment list used by the service as shown in FIG.
  • the bandwidth of the line may be the maximum available bandwidth set at the time of designing the network, the bandwidth used by the service may be the contract bandwidth of the service, and the free bandwidth of the line is the bandwidth used by the service that uses the line from the maximum available bandwidth. It may be a band obtained by subtracting.
  • this embodiment will be described by taking an example in which ⁇ 1 is changed to ⁇ 2 in the section between the transmission device A and the transmission device B.
  • the optical wavelength defragmentation unit 102 searches the transmission configuration information DB 113 for an optical wavelength path for which a wavelength band change request has been made, and the route information DB 112 and the service as in the first embodiment.
  • the service using the corresponding optical wavelength path is identified from the data of the information DB 111.
  • the affected service is VPN1.
  • the optical wavelength path of the migration destination is determined by using the used band of the service and the free band of the line. ..
  • the optical wavelength defragmenting unit 102 determines that the line can be detoured to the transfer destination route when the free band of the line of the transfer destination route is equal to or more than the service use band. If the free bandwidth of the line of the transfer destination path is less than the bandwidth used by the service, communication quality will deteriorate if it detours to the transfer destination path, so it is judged that it cannot be detoured to the transfer destination path, and another path To search. As shown in FIG.
  • the optical wavelength defragmentation unit 102 requests the router A via the router control unit 103 to change the route used by VPN1 to A-to-B-2. Similarly, the router B is requested to change the route used by VPN1 to B-to-A-2. As a result, the VPN1 route is changed to the route with the optical wavelength path ID of 3. The same process is repeated to change the routes of all services that the optical wavelength path subject to wavelength defragmentation passes.
  • the optical wavelength defragmenting unit 102 issues a request to the transmission apparatus A and the transmission apparatus B via the transmission apparatus control unit 104 to change the wavelength band of the first optical wavelength path ID from ⁇ 1 to ⁇ 2.
  • the optical wavelength defragmentation unit 102 sends the route used by VPN1 to the router A via the router control unit 103. -Request to change to B-1. Similarly, the router B is requested to change the route used by VPN1 to B-to-A-1.
  • the SDN controller / NMS 100 manages a transmission path group of optical wavelength paths (grouping for distinguishing between a normal path and a backup path), and a temporary path in the implementation of the optical wavelength defragmentation.
  • reliability is secured by selecting an optical wavelength path in consideration of the transmission route group.
  • the migration destination transmission path can be the same as the pre-migration path in terms of reliability. It is possible to follow the concept of redundant routes when designing a communication network.
  • the transmission configuration information DB 113 of the SDN controller / NMS 100 holds a transmission route group for each optical wavelength path in the format shown in FIG.
  • the transmission route group is a group of physical routes through which the transmission route passes. For example, in the route from Tokyo to Nagano, a grouping that distinguishes a normal route passing through Yamanashi and a backup route passing through Karuizawa can be considered. The quality requirements such as bandwidth and delay required for the normal route may be different from the quality requirements required for the backup route.
  • the optical wavelength defragmentation unit 102 searches the transmission configuration information DB 113 for an optical wavelength path for which a wavelength band change request has been made, and the route information DB 112 and the service as in the first embodiment.
  • the service using the corresponding optical wavelength path is identified from the data of the information DB 111.
  • the affected service is VPN1.
  • the optical wavelength defragmenting unit 102 searches the route information DB 112 for a Segment list in which the start point router and the end point router are the same and the optical wavelength path ID does not pass the first. From the route information in FIG. 6, it can be seen that A-to-B-2 and B-to-A-2 correspond and the optical wavelength path ID is number 3. Further, the optical wavelength defragmentation unit 102 acquires the transmission path group having the optical wavelength path ID of 3 from the transmission configuration information of FIG. The transmission path group whose optical wavelength path ID is 3 is 1, which is different from the transmission path group 2 whose optical wavelength path ID is 1 whose wavelength band has been requested to be changed.
  • the optical wavelength defragmentation unit 102 may determine that the path used by the VPN 1 cannot be changed to A-to-B-2 and B-to-A-2. However, when the quality requirement of the normal route is higher than the quality requirement of the backup route and the reliability can be ensured even if the backup route is changed to the normal route, the optical wavelength defragmenting unit 102 determines that the backup route used by the VPN 1 is A- It may be judged that the normal route of to-B-2 and B-to-A-2 can be changed. In this case, as in the first embodiment, the route of VPN1 is changed to the route having the optical wavelength path ID of 3, and the optical wavelength defragmentation is performed.
  • FIG. 12 shows a hardware configuration example of the SDN controller / NMS 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the SDN controller / NMS 100 may be a computer including a processor such as a CPU (Central Processing Unit) 151, a memory device 152 such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory), and a storage device 153 such as a hard disk. ..
  • the functions and processing of the SDN controller / NMS 100 are realized by the CPU 151 executing data or programs stored in the storage device 153 or the memory device 152.
  • Data may be input to the SDN controller / NMS 100 from the input / output interface device 154, and data may be output from the SDN controller / NMS 100 from the input / output interface device 154.
  • the device according to the embodiment of the present invention is described using a functional block diagram.
  • the device according to the embodiment of the present invention may be realized by hardware, software, or a combination thereof.
  • the embodiment of the present invention is implemented by a program that causes a computer to implement the functions of the device according to the embodiment of the present invention, May be realized.
  • each functional unit may be used in combination as necessary.
  • the method according to the embodiment of the present invention may be performed in a different order from the order shown in the embodiment.

Abstract

制御装置は、第１の伝送装置及び第２の伝送装置において用いられる第１の光波長パスの波長帯を第２の光波長パスの波長帯に変更する要求に応じて、当該要求によって影響を受けるルータ間の第１の経路及び当該第１の経路を利用するサービスを特定し、当該特定されたサービスを迂回できるルータ間の第２の経路を特定する光波長変更制御部と、前記第１の経路の始点ルータ及び終点ルータに対して、前記特定されたサービスを前記第２の経路に迂回するための要求を送信するルータ制御部と、前記第１の伝送装置及び前記第２の伝送装置に対して、前記第１の光波長パスの波長帯を前記第２の光波長パスの波長帯に変更するための要求を送信する伝送装置制御部とを有する。

Description

制御装置及び制御方法
　本発明は、制御装置及び制御方法に関する。
　伝送装置の高度化により、伝送装置に入出力される光波長を任意の方路に動的に選択することが可能なDirectionless機能を持つCDC-ROADM（Colorless, Directionless and Contentionless-Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）／CD-ROADM（Colorless and Directionless-Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）が普及してきている。このようなROADMを用いた光ネットワークでは、光波長を任意の経路に通すことができるため、柔軟な光ネットワークの運用が可能になり、複数の経路から空き波長を選択し、需要に応じて即座に光波長を払い出すことが可能となる。
　しかしながら、光波長の払い出しと不要になった光波長の回収が繰り返されると、光ネットワークにおいて使用されている波長が区間毎で異なる状態になり、断片化（フラグメンテーション）された状態になることが指摘されている。フラグメンテーション状態にある光ネットワークでは、複数の区間を跨いで光波長を確保することが難しくなり、光ネットワークの使用効率が悪くなる。
　このような問題を解決するため、光波長のフラグメンテーションを解消する光波長デフラグという技術が提案されている。光波長デフラグは、使用している光の波長帯を別の波長帯に変えることで、光ネットワークのフラグメンテーション状態を解消するものである。但し、光波長デフラグは、光波長を別の波長帯に変える際にクライアント信号が瞬断してしまう課題がある。
　このような瞬断を防ぐために、上位レイヤからの信号を伝送装置内で複製し、光波長帯を変更している間は複製先の光波長で通信を継続させることが検討されている（特許文献１参照）。
特開2012-109928号公報
　特許文献１において光波長デフラグを無瞬断で実現する方法は、伝送装置に上位レイヤからの信号を複製する機能が必要となる。このような機能は一般的でないため、装置のコストが高くなるという課題がある。
　また、伝送装置間で複数の光波長を含むサブキャリアを構成しておき、データ量が減少したときに、サブキャリア内の一部の光波長の波長帯を変更することも考えられるが、予めサブキャリアを構成する必要があり、単一の光波長には適用できないという課題がある。
　本発明の目的は、伝送装置における信号の複製のような特殊な機能を持たせる必要なく、光波長デフラグを実現することにある。
　本発明の一形態に係る制御装置は、
　複数のルータと、当該複数のルータ間を接続するための複数の伝送装置とで構成される通信ネットワークにおいて用いられる制御装置であって、
　前記複数の伝送装置のうち第１の伝送装置及び第２の伝送装置において用いられる第１の光波長パスの波長帯を第２の光波長パスの波長帯に変更する要求に応じて、当該要求によって影響を受けるルータ間の第１の経路及び当該第１の経路を利用するサービスを特定し、当該特定されたサービスを迂回できるルータ間の第２の経路を特定する光波長変更制御部と、
　前記複数のルータのうち前記第１の経路の始点ルータ及び終点ルータに対して、前記特定されたサービスを前記第２の経路に迂回するための要求を送信するルータ制御部と、
　前記第１の伝送装置及び前記第２の伝送装置に対して、前記第１の光波長パスの波長帯を前記第２の光波長パスの波長帯に変更するための要求を送信する伝送装置制御部と、
　を有することを特徴とする。
　また、本発明の一形態に係る制御方法は、
　複数のルータと、当該複数のルータ間を接続するための複数の伝送装置とで構成される通信ネットワークにおいて用いられる制御装置が実施する制御方法であって、
　前記複数の伝送装置のうち第１の伝送装置及び第２の伝送装置において用いられる第１の光波長パスの波長帯を第２の光波長パスの波長帯に変更する要求に応じて、当該要求によって影響を受けるルータ間の第１の経路及び当該第１の経路を利用するサービスを特定し、当該特定されたサービスを迂回できるルータ間の第２の経路を特定するステップと、
　前記複数のルータのうち前記第１の経路の始点ルータ及び終点ルータに対して、前記特定されたサービスを前記第２の経路に迂回するための要求を送信するステップと、
　前記第１の伝送装置及び前記第２の伝送装置に対して、前記第１の光波長パスの波長帯を前記第２の光波長パスの波長帯に変更するための要求を送信するステップと、
　を有することを特徴とする。
　本発明によれば、伝送装置における信号の複製のような特殊な機能を持たせる必要なく、光波長デフラグを実現することが可能になる。
本発明の実施形態におけるIP／伝送ネットワークの構成を示す図である。 装置の物理的な接続構成例と光波長の構成例を示す図である。 ルータ間の経路制御の例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るSDNコントローラ／NMSのブロック構成図である。 サービス情報DBに保持されるサービス情報の例である。 経路情報DBに保持される経路情報の例である。 伝送構成情報DBに保持される伝送構成情報の例である。 本発明の第２実施形態に係るSDNコントローラ／NMSのブロック構成図である。 帯域情報DBに保持される帯域情報の例である。 サービス情報DBに保持されるサービス情報の例である。 伝送構成情報DBに保持される伝送構成情報の例である。 本発明の実施形態に係るSDNコントローラ／NMSのハードウェア構成例である。
　以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
　本発明の実施形態では、特殊な機能を持たない一般的な伝送装置を用いて、光波長デフラグを無瞬断で実現するために、ルータと伝送装置を制御する制御装置について説明する。
　図１に、本発明の実施形態におけるIP（Internet Protocol）／伝送ネットワークの構成を示す。図１に示すように、IP／伝送ネットワークは、ルータA, Bと、伝送装置A, B, C, Dとで構成される。伝送装置A, B, C, Dによって伝送ネットワーク（以下、光ネットワークと呼ぶ）が構成されており、ルータA, Bを光ネットワークに接続することで、IPネットワークが構成されている。SDN（Software Defined Network）コントローラ／NMS（Network Management System）１００は、ルータと伝送装置を制御する制御装置の例である。本実施形態ではルータと伝送装置を制御する制御装置をSDNコントローラ／NMS１００と記載するが、SDNコントローラ／NMS１００は、SDNコントローラ及びNMSの双方の機能を有する制御装置でもよく、SDNコントローラのみの機能を有する制御装置でもよく、NMSのみの機能を有する制御装置でもよく、SDNコントローラ及びNMSとは独立した他の制御装置でもよい。なお、図１には、２つのルータと４つの伝送装置が示されているが、IP／伝送ネットワークを構成するために如何なる数のルータ及び伝送装置が用いられてもよい。
　光ネットワークは、光波長パスの波長帯を動的に変えることができるCDC-ROADM等の伝送装置で構成されていることを前提とする。但し、光波長パスの波長帯を動的に変えることができれば、トランスポンダのみを用いて拠点間を1対1で接続する構成でも、本実施形態は適用することができる。また、ルータは、Segment Routing等によって経路を制御することができるルータである。但し、経路制御が可能であれば、MPLS（Multi-Protocol Label Switching）やIPルーティングが用いられる場合にも、本実施形態は適用することができる。
　図２に、装置の物理的な接続構成例と光波長の構成例を示す。伝送装置間に光波長パスが設定され、ルータは伝送装置間の光波長パスを利用することにより、互いに通信する。一例として、伝送装置Aの物理ポート1と伝送装置Bの物理ポート1との間に、波長帯λ1を用いる光波長パス（光波長パスID=1）が設定されており、伝送装置Bの物理ポート2と伝送装置Dの物理ポート1との間に、波長帯λ2を用いる光波長パス（光波長パスID=2）が設定されており、伝送装置Aの物理ポート2と伝送装置Dの物理ポート2との間に、波長帯λ3を用いる光波長パス（光波長パスID=3）が設定されているものとする。
　図３に、ルータ間の経路制御の例を示す。ルータ間には複数の経路が設定可能であり、SDNコントローラ／NMS１００からの指示により、ルータ間で使用できる経路を選択できるものとする。一例として、ルータAとルータBは、図３に示すように２つの経路で接続され、SDNコントローラ／NMS１００からの指示によりどちらの経路を使用するか選択できるものとする。例えば、Segment Routingを用いる場合は、リンクにAdjacency SIDとしてSegment Routingで使用するSID（Segment ID）を設定し、SDNコントローラ／NMS１００から、LSP（Label Switched Path）が使用する経路をSIDで指定することで、VPN（Virtual Private Network）毎に通信経路を制御することができる。ルータへのSIDの設定は、NETCONF（Network Configuration Protocol）／YANG（Yet Another Next Generation）やPCEP（Path Computation Element Protocol）等の標準プロトコルによる設定、CLI（Command Line Interface）による設定がある。
　SDNコントローラ／NMS１００は、光波長デフラグを行う際に、ルータを制御することにより、光波長デフラグの対象となる光波長を使用しているサービスの経路をIPレイヤにて一時的に別の経路に迂回し、光波長デフラグによる通信断の影響を受けなくする。例えば、SDNコントローラ／NMS１００は、図２の伝送装置Aと伝送装置Bとの間の光波長パスの波長帯λ1をλ2に変更する光波長デフラグを行う際に、λ1を使用しているルータA, B間のサービスの経路をIPレイヤにて別の経路（伝送装置Aと伝送装置Dの間の光波長パスの波長帯λ3を使用するルータA, B間の経路）に迂回する。
　その後、SDNコントローラ／NMS１００は、伝送装置を制御することにより、光波長デフラグのために光波長の波長帯を変更し、再びルータを制御することにより、該当のサービスを元の経路に戻す。例えば、SDNコントローラ／NMS１００は、λ1を使用しているルータA, B間の経路を迂回した後に、伝送装置Aと伝送装置Bとの間の光波長パスの波長帯をλ2に変更し、その後、ルータA, B間の経路を元の経路に戻す。このようにSDNコントローラ／NMS１００がルータを制御して事前に経路を変更しておくことで、サービスに通信断の影響を与えることなく、光波長デフラグを実現することができる。また、特殊な機能を伝送装置に持たせる必要がないため、低コストでの実現が期待できる。さらに、複数の光波長によってサブキャリアを構成する必要もないため、単一の光波長が用いられる場合にも適用できる。
　＜第１実施形態＞
　図４に、本発明の第１実施形態に係るSDNコントローラ／NMS１００のブロック構成図を示す。SDNコントローラ／NMS１００は、機能部としての要求受付部１０１と、光波長デフラグ実施部１０２と、ルータ制御部１０３と、伝送装置制御部１０４とを有する。また、SDNコントローラ／NMS１００は、記憶部としてのサービス情報DB１１１と、経路情報DB１１２と、伝送構成情報DB１１３とを有する。
　サービス情報DB１１１は、ルータ間に設定された経路（Segmentリスト）と当該経路を利用するサービスとの対応を管理する記憶部である。例えば、図３に示す例においてルータA, B間の経路Adjacency SID=100を利用するサービスVPN1が存在する場合、サービス情報DB１１１は、図５に示すように、サービスとSegmentリストとの対応を保持する。なお、Segment Routingは、片方向ずつ経路を指定するため、双方向通信のサービスの場合は２つの経路で１セットとなり、サービス情報DB１１１には双方向通信のサービス毎に２つの経路が保持される。
　経路情報DB１１２は、ルータ間に設定された経路（Segmentリスト）と当該経路で用いられる光波長パスとの対応を管理する記憶部である。例えば、図２及び図３に示す例においてAdjacency SID=100が伝送装置A, B間の光波長パスID=1と、伝送装置B, D間の光波長パスID=2の上に設定されており、Adjacency SID=101が伝送装置A, D間の光波長パスID=3の上に設定されている場合、経路情報DB１１２は、図６に示すように、始点ルータ、終点ルータ、Segmentリスト、波長パスIDを保持する。この場合においても、Segment Routingは、片方向ずつ経路を指定するため、双方向通信のサービスの場合は２つの経路で１セットとなり、経路情報DB１１２には双方向の経路が保持される。図６には、Segmentリストに１つのセグメントで構成される場合が示されているが、ルータ間に複数のセグメントが存在する場合には、Segmentリストの中に複数のSIDが入る。
　伝送構成情報DB１１３は、伝送装置間に設定された光波長パスの情報を管理する記憶部である。例えば、伝送構成情報DB１１３は、図２に示すような物理構成の接続情報を、図７に示すような形式で、光波長パス毎に、両端の伝送装置、ポート、波長帯を保持する。
　要求受付部１０１は、光波長デフラグが必要と判断されたときに、特定の光波長パスの波長帯の変更要求を受け付ける。例えば、要求受付部１０１は、図２に示す伝送装置Aと伝送装置Bとの区間において、光波長パスの波長帯λ1をλ2に変更する要求を受け付ける。これはSDNコントローラ／NMS１００の外部からの要求でもよく、SDNコントローラ／NMS１００内に予め設定されたアルゴリズムで計算した結果からの要求でもよい。例えば、フラグメンテーションの状態が閾値を超えたという判断に基づき、要求受付部１０１は、光波長パスの波長帯の変更要求を受け付けてもよい。
　光波長デフラグ実施部１０２は、要求受付部１０１において受け付けた要求によって影響を受けるルータ間の経路及び当該経路を利用するサービスを特定する。具体的には、光波長デフラグ実施部１０２は、波長帯の変更要求をされた光波長パスを伝送構成情報DB１１３から検索する。図７の伝送構成情報から、伝送装置Aと伝送装置Bの区間においてλ1を使用しているのは、光波長パスID=1であることが分かる。次に、光波長デフラグ実施部１０２は、経路情報DB１１２を検索し、光波長パスIDを使用している経路を特定する。図６の経路情報から、対象通信は光波長パスIDが1番に紐付いているSegmentリストとなり、A-to-B-1とB-to-A-1となる。また、光波長デフラグ実施部１０２は、サービス情報DB１１１を検索し、特定したSegmentリストを利用するサービスを特定する。図５のサービス情報から、該当のSegmentリストを利用しているサービスはVPN1であることが分かる。
　本実施形態は、サービス影響を与えずに光波長パスの波長帯を変えることが目的であるため、まず影響を受けるサービスを別の光波長パスに移すことで、波長帯変更時の通信断の影響をなくす。光波長デフラグ実施部１０２は、経路情報DB１１２から、該当のサービスを迂回できるルータ間の経路を特定する。具体的には、光波長デフラグ実施部１０２は、経路情報DB１１２から、始点ルータと終点ルータが同じで、光波長パスIDが1番を通らないSegmentリストを検索する。図６の経路情報から、A-to-B-2とB-to-A-2が該当することが分かる。VPN1の経路を変更するため、光波長デフラグ実施部１０２は、ルータ制御部１０３を介して、ルータAに対して、VPN1が使用する経路をA-to-B-2に変更する要求を出す。同様に、ルータBに対して、VPN1が使用する経路をB-to-A-2に変更する要求を出す。
　ルータ制御部１０３は、光波長デフラグ実施部１０２からの要求に応じて、VPN1が使用する経路をA-to-B-2に変更するための要求をルータAに送信する。同様に、ルータ制御部１０３は、VPN1が使用する経路をB-to-A-2に変更するための要求をルータBに送信する。これにより、VPN1の経路は、光波長パスIDが3番の経路に変更される。同様の処理を繰り返し、波長デフラグ対象の光波長パスが通るすべてのサービスの経路を変更する。
　次に、伝送装置Aと伝送装置Bの区間において、λ1をλ2に変更する。光波長デフラグ実施部１０２は、伝送装置制御部１０４を介して、伝送装置Aと伝送装置Bに対して、1番の光波長パスIDの波長帯をλ1からλ2に変更する要求を出す。
　伝送装置制御部１０４は、光波長デフラグ実施部１０２からの要求に応じて、λ1をλ2に変更するための要求を伝送装置Aと伝送装置Bに送信し、伝送装置Aと伝送装置Bの区間において、λ1をλ2に変更する。伝送装置制御部１０４がλ1をλ2に変更した場合、光波長デフラグ実施部１０２は、伝送構成情報DB１１３の情報を更新し、光波長パスID=1の波長帯をλ1からλ2に変更する。
　最後に、一時的に経路を変更したVPN1を元の経路に戻すため、光波長デフラグ実施部１０２は、ルータ制御部１０３を介して、ルータAに対して、VPN1が使用する経路をA-to-B-1に変更する要求を出す。同様に、ルータBに対して、VPN1が使用する経路をB-to-A-1に変更する要求を出す。
　ルータ制御部１０３は、光波長デフラグ実施部１０２からの要求に応じて、VPN1が使用する経路をA-to-B-1に変更するための要求をルータAに送信する。同様に、ルータ制御部１０３は、VPN1が使用する経路をB-to-A-1に変更するための要求をルータBに送信する。
　＜第２実施形態＞
　第２実施形態では、SDNコントローラ／NMS１００がサービスの使用帯域とルータの各経路の帯域を管理し、光波長デフラグの実施における一時的な経路変更の際に、サービスに必要な帯域が移行先の経路に十分あることを確認することで、帯域不足によるパケットロス等の通信品質の低下を防止する。
　第１実施形態に加えて、図８のようにSDNコントローラ／NMS１００は、記憶部としての帯域情報DB１１４を更に有する。
　帯域情報DB１１４は、ルータ間に設定された経路毎の空き帯域を管理する。例えば、帯域情報DB１１４は、図９のようにSIDで識別される回線の帯域と空き帯域（又は使用中の帯域）を保持する。また、サービス情報DB１１１は、図１０のようにサービスが使用しているSegmentリストに加えて、使用帯域も保持する。回線の帯域はネットワークの設計時に設定された最大使用可能帯域でもよく、サービスの使用帯域はサービスの契約帯域でもよく、回線の空き帯域は、最大使用可能帯域から当該回線を使用するサービスの使用帯域を減算することによって求められた帯域でもよい。
　第１実施形態と同様に、伝送装置Aと伝送装置Bの区間において、λ1をλ2に変更する例にて本実施形態を説明する。
　光波長デフラグの実施手順としては、光波長デフラグ実施部１０２は、第１実施形態と同様に、波長帯の変更要求をされた光波長パスを伝送構成情報DB１１３から検索し、経路情報DB１１２とサービス情報DB１１１のデータから、該当の光波長パスを使用しているサービスを特定する。第１実施形態と同様に、影響を受けるサービスは、VPN1であることが分かる。
　第２実施形態では、サービス影響を与えないように、該当するサービスを別の光波長パスに移す際に、サービスの使用帯域と回線の空き帯域を用いて、移行先の光波長パスを決定する。光波長デフラグ実施部１０２は、移行先の経路の回線の空き帯域がサービスの使用帯域以上である場合、移行先の経路に迂回できると判断する。移行先の経路の回線の空き帯域がサービスの使用帯域未満である場合、移行先の経路に迂回した場合には通信品質が低下するため、移行先の経路に迂回できないと判断し、別の経路を検索する。図１０に示すようにVPN1の使用帯域は1Gであるため、1G以上の空き帯域を持つ別の光波長パスに経路変更する。具体的には、光波長デフラグ実施部１０２は、経路情報DB１１２から、始点ルータと終点ルータが同じで、光波長パスIDが1番を通らないSegmentリストを検索する。図６の経路情報から、A-to-B-2とB-to-A-2が該当することが分かる。さらに、光波長デフラグ実施部１０２は、使用しているSegmentリスト101（SID=101）の空き帯域を図９の帯域情報から取得する。VPN1の使用帯域1Gに対して、Segmentリスト101の空き帯域は5Gであるため、回線帯域は足りると判断する。VPN1の経路を変更するため、光波長デフラグ実施部１０２は、ルータ制御部１０３を介して、ルータAに対して、VPN1が使用する経路をA-to-B-2に変更する要求を出す。同様に、ルータBに対して、VPN1が使用する経路をB-to-A-2に変更する要求を出す。これにより、VPN1の経路は、光波長パスIDが3番の経路に変更される。同様の処理を繰り返し、波長デフラグ対象の光波長パスが通るすべてのサービスの経路を変更する。
　次に、伝送装置Aと伝送装置Bの区間において、λ1をλ2に変更する。光波長デフラグ実施部１０２は、伝送装置制御部１０４を介して、伝送装置Aと伝送装置Bに対して、1番の光波長パスIDの波長帯をλ1からλ2に変更する要求を出す。
　最後に、一時的に経路を変更したVPN1を元の経路に戻すため、光波長デフラグ実施部１０２は、ルータ制御部１０３を介して、ルータAに対して、VPN1が使用する経路をA-to-B-1に変更する要求を出す。同様に、ルータBに対して、VPN1が使用する経路をB-to-A-1に変更する要求を出す。
　＜第３実施形態＞
　第３実施形態では、SDNコントローラ／NMS１００が光波長パスの伝送経路グループ（通常経路であるか予備経路であるかを区別するためのグルーピング）を管理し、光波長デフラグの実施における一時的な経路変更の際に、伝送経路グループを考慮して光波長パスを選択することで、信頼性を確保する。このように、サービスを別の光波長パスに移す際に、同じ伝送経路グループの光波長パスを選択することで、移行先の伝送経路が移行前の経路と信頼性の観点で同じものを選択することができ、通信網の設計時の冗長経路の考え方を踏襲することができる。
　第１実施形態に加えて、SDNコントローラ／NMS１００の伝送構成情報DB１１３は、図１１に示すような形式で、光波長パス毎に、伝送経路グループを保持する。伝送経路グループは、伝送路が通る物理的な経路をグルーピングしたもので、例えば、東京～長野への経路において、山梨を経由する通常経路と軽井沢を経由する予備経路を区別するグルーピングが考えられる。通常経路に求められる帯域や遅延等の品質要件は予備経路に求められる品質要件と異なってもよい。通信網において災害対策等のために異経路で伝送路を構築することは一般的であり、伝送構成情報DB１１３において、通常経路と予備経路を明示的に管理し、冗長経路の確保を実現している。例えば、「1」は伝送経路が通常経路であることを示し、「2」は伝送経路が予備経路であることを示す。
　光波長デフラグの実施手順としては、光波長デフラグ実施部１０２は、第１実施形態と同様に、波長帯の変更要求をされた光波長パスを伝送構成情報DB１１３から検索し、経路情報DB１１２とサービス情報DB１１１のデータから、該当の光波長パスを使用しているサービスを特定する。第１実施形態と同様に、影響を受けるサービスは、VPN1であることが分かる。
　また、光波長デフラグ実施部１０２は、経路情報DB１１２から、始点ルータと終点ルータが同じで、光波長パスIDが1番を通らないSegmentリストを検索する。図６の経路情報から、A-to-B-2とB-to-A-2が該当し、その光波長パスIDが3番であることが分かる。さらに、光波長デフラグ実施部１０２は、光波長パスIDが3番の伝送経路グループを図１１の伝送構成情報から取得する。光波長パスIDが3番の伝送経路グループは1であり、波長帯の変更要求をされた光波長パスIDが1番の伝送経路グループ2と異なる。伝送経路グループが異なるため、光波長デフラグ実施部１０２は、VPN1が使用する経路をA-to-B-2及びB-to-A-2に変更できないと判断してもよい。但し、通常経路の品質要件が予備経路の品質要件より高く、予備経路を通常経路に変更しても信頼性が確保できる場合、光波長デフラグ実施部１０２は、VPN1が使用する予備経路をA-to-B-2及びB-to-A-2の通常経路に変更できると判断してもよい。この場合、第１実施形態と同様に、VPN1の経路は、光波長パスIDが3番の経路に変更され、光波長デフラグが実施される。
　＜ハードウェア構成例＞
　図１２に、本発明の実施形態に係るSDNコントローラ／NMS１００のハードウェア構成例を示す。SDNコントローラ／NMS１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１等のプロセッサ、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリ装置１５２、ハードディスク等の記憶装置１５３等から構成されたコンピュータでもよい。例えば、SDNコントローラ／NMS１００の機能及び処理は、記憶装置１５３又はメモリ装置１５２に格納されているデータやプログラムをＣＰＵ１５１が実行することによって実現される。また、SDNコントローラ／NMS１００へのデータの入力は、入出力インタフェース装置１５４から行われ、SDNコントローラ／NMS１００からのデータの出力は、入出力インタフェース装置１５４から行われてもよい。
　＜補足＞
　説明の便宜上、本発明の実施形態に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明しているが、本発明の実施形態に係る装置は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。例えば、本発明の実施形態は、コンピュータに対して本発明の実施形態に係る装置の機能を実現させるプログラム、コンピュータに対して本発明の実施形態に係る方法の各手順を実行させるプログラム等により、実現されてもよい。また、各機能部が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。また、本発明の実施形態に係る方法は、実施形態に示す順序と異なる順序で実施されてもよい。
　以上、伝送装置における信号の複製のような特殊な機能を持たせる必要なく、光波長デフラグを実現するための手法について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。
　１００　SDNコントローラ／NMS
　１０１　要求受付部
　１０２　光波長デフラグ実施部
　１０３　ルータ制御部
　１０４　伝送装置制御部
　１１１　サービス情報DB
　１１２　経路情報DB
　１１３　伝送構成情報DB
　１１４　帯域情報DB

Claims (6)

  1. 　複数のルータと、当該複数のルータ間を接続するための複数の伝送装置とで構成される通信ネットワークにおいて用いられる制御装置であって、
    　前記複数の伝送装置のうち第１の伝送装置及び第２の伝送装置において用いられる第１の光波長パスの波長帯を第２の光波長パスの波長帯に変更する要求に応じて、当該要求によって影響を受けるルータ間の第１の経路及び当該第１の経路を利用するサービスを特定し、当該特定されたサービスを迂回できるルータ間の第２の経路を特定する光波長変更制御部と、
    　前記複数のルータのうち前記第１の経路の始点ルータ及び終点ルータに対して、前記特定されたサービスを前記第２の経路に迂回するための要求を送信するルータ制御部と、
    　前記第１の伝送装置及び前記第２の伝送装置に対して、前記第１の光波長パスの波長帯を前記第２の光波長パスの波長帯に変更するための要求を送信する伝送装置制御部と、
    　を有する制御装置。
  2. 　前記ルータ制御部は、前記第１の伝送装置及び前記第２の伝送装置において前記第１の光波長パスの波長帯が前記第２の光波長パスの波長帯に変更された場合、前記第１の経路の始点ルータ及び終点ルータに対して、前記サービスを前記第１の経路に戻すための要求を送信する、請求項１に記載の制御装置。
  3. 　ルータ間に設定された経路と当該経路を利用するサービスと経路との対応を管理するサービス情報記憶部と、
    　ルータ間に設定された経路と当該経路で用いられる光波長パスとの対応を管理する経路情報記憶部と、
    　伝送装置間に設定された光波長パスの情報を管理する伝送構成情報記憶部と、
    　を更に有し、
    　前記光波長変更制御部は、前記伝送構成情報記憶部及び前記経路情報記憶部を参照して、前記要求によって影響を受けるルータ間の第１の経路を特定し、前記サービス情報記憶部を参照して、前記第１の経路を利用するサービスを特定し、前記経路情報記憶部を参照して、前記特定されたサービスを迂回できるルータ間の第２の経路を特定する、請求項１又は２に記載の制御装置。
  4. 　前記光波長変更制御部は、サービス毎に設定された使用帯域と、ルータ間に設定された経路毎の空き帯域とに基づいて、前記第２の経路の空き帯域が前記第１の経路を利用するサービスの使用帯域以上である場合、前記特定されたサービスを前記第２の経路に迂回できると判断する、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の制御装置。
  5. 　前記光波長変更制御部は、前記第１の経路が通常経路であるか予備経路であるかを考慮して前記第２の経路を特定する、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 　複数のルータと、当該複数のルータ間を接続するための複数の伝送装置とで構成される通信ネットワークにおいて用いられる制御装置が実施する制御方法であって、
    　前記複数の伝送装置のうち第１の伝送装置及び第２の伝送装置において用いられる第１の光波長パスの波長帯を第２の光波長パスの波長帯に変更する要求に応じて、当該要求によって影響を受けるルータ間の第１の経路及び当該第１の経路を利用するサービスを特定し、当該特定されたサービスを迂回できるルータ間の第２の経路を特定するステップと、
    　前記複数のルータのうち前記第１の経路の始点ルータ及び終点ルータに対して、前記特定されたサービスを前記第２の経路に迂回するための要求を送信するステップと、
    　前記第１の伝送装置及び前記第２の伝送装置に対して、前記第１の光波長パスの波長帯を前記第２の光波長パスの波長帯に変更するための要求を送信するステップと、
    　を有する制御方法。
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