(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク内における経路ダイバーシティを維持するための方法であって、該方法は、
該ネットワーク内における複数のデジタルノードおよび複数の光エキスプレススルーノードを識別するネットワークトポロジーマップを確立することであって、該複数のデジタルノードは、複数の経路を介して接続された第１のデジタルノードおよび第２のデジタルノードを含み、該複数の経路は、該複数の光エキスプレススルーノードのうちの特定の光エキスプレススルーノードを含む１つ以上の経路を含み、該ネットワークトポロジーマップは、
該第１のデジタルノードを識別する第１の結合情報であって、該第１の結合情報は、該複数の経路を介して該第１のデジタルノードから送信され、該１つ以上の経路を介して該特定の光エキスプレススルーノードにより、該複数の経路のうち該複数の光エキスプレススルーノードのいずれをも除外する他の経路を介して該第２のデジタルノードにより、受信される、第１の結合情報と、
該第１の結合情報および該特定の光エキスプレススルーノードを識別する第２の結合情報を含む組み合わされた結合情報であって、該組み合わされた結合情報は、該１つ以上の経路を介して、該特定の光エキスプレススルーノードにより送信され、該第２のデジタルノードにより受信される、組み合わされた結合情報と
に基づく、ことと、
該ネットワークトポロジーマップに基づいて、該第１のデジタルノードと該第２のデジタルノードとの間において第１の経路を識別することと、
該ネットワークトポロジーマップに基づいて、該第１のデジタルノードと該第２のデジタルノードとの間において第２の経路を識別することであって、該第１の経路および該第２の経路は、該第１のデジタルノードと該第２のデジタルノードとの間にある第３のデジタルノードを含む、ことと、
該ネットワークトポロジーマップに基づいて、該特定の光エキスプレススルーノードを含む該１つ以上の経路内に該第１の経路が含まれるか否かを決定することと、
該ネットワークトポロジーマップに基づいて、該特定の光エキスプレススルーノードを含む該１つ以上の経路内に該第２の経路が含まれるか否かを決定することと、
該特定の光エキスプレススルーノードを含む該１つ以上の経路内に該第１の経路および該第２の経路の両方が含まれる場合に、該ネットワークトポロジーマップに基づいて、該第１のデジタルノードと該第２のデジタルノードとの間において第３の経路を識別することであって、該第３の経路は、該複数の経路のうち該特定の光エキスプレススルーノードを除外する他の経路に含まれる、ことと
を含む、方法。
【請求項２】
前記ネットワークトポロジーマップは、さらに、
前記第１のデジタルノードからのローカルリンク状態アドバーティスメントと、
前記第２のデジタルノードからの応答ローカルリンク状態アドバーティスメントと
に基づき、
該応答ローカルリンク状態アドバーティスメントは、該第２のデジタルノードに関連付けられる第１の識別情報、および、前記特定の光エキスプレススルーノードを含む前記１つ以上の経路内に該第２の経路が含まれる場合には該特定の光エキスプレススルーノードに関連付けられる第２の識別情報を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
リンクオブジェクトは、前記第１のデジタルノードに格納され、該リンクオブジェクトは、前記第１の識別情報および前記第２の識別情報を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記リンクオブジェクトに少なくとも部分的に基づいてリソースリストを生成することと、
前記第１のデジタルノード上に該リソースリストを維持することであって、該リソースリストは、前記第１の経路に関連するリソース情報を含む、ことと
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記リソースリストは、複数のリソースリストにおける１つのリソースリストであり、該複数のリソースリストは、前記複数のデジタルノードのうちの少なくとも１つのデジタルノードに配置され、前記ネットワークトポロジーマップを確立することは、該複数のリソースリストに少なくとも部分的に基づいている、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のデジタルノードと前記第２のデジタルノードとの間のネットワークトラフィックは、前記第１の経路上に独占的に伝送される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第３の経路が識別されない場合に、前記第１のデジタルノードと第２のデジタルノードとの間のネットワークトラフィックは、前記第１の経路上の障害イベントに応答して、前記第２の経路上にルーティングされ、
該第３の経路が識別された場合に、該第１のデジタルノードと第２のデジタルノードとの間のネットワークトラフィックは、該第１の経路上の障害イベントに応答して、該第３の経路上にルーティングされる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のデジタルノードと第２のデジタルノードとの間のネットワークトラフィックは、前記第１の経路および前記第２の経路の両方の上にルーティングされる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ネットワークトラフィックは、前記第１の経路および前記第２の経路における利用可能な帯域幅に少なくとも部分的に基づいて、該第１の経路および該第２の経路の上を伝送される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の経路を識別することと、前記第２の経路を識別することとは、制約付き最短経路優先計算に基づいている、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の経路内における前記少なくとも１つのリンクは、前記制約付き最短経路優先計算において制約として提供される、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（分野）
本発明は、概して、光通信ネットワークシステムに関し、より具体的には、ネットワークにおいて経路ダイバーシティおよび効果的な負荷バランスを確保にするために、デジタルノードと光エキスプレススルー（ｅｘｐｒｅｓｓ−ｔｈｒｕ）ノードとの両方を有する光通信システム内における情報のルーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信ネットワークシステムは、異なる種類のネットワーク要素およびノードを含み得る。例えば、ある光ネットワークは、デジタルノードおよび光エキスプレスノードの両方を含み得る。デジタルノードの各々は、デジタルノードが一方のポートから別の他のポートに波長を切り替えることを可能にするラムダスイッチング能力を有する。このルーティング動作は、波長を電気領域に変換し、処理し、特定のポートに内部でルーティングし、光学領域に変換し戻すことを必要とする。
【０００３】
光エキスプレスノードは、電気領域内において光データを処理せず、むしろ、光波長（単数または複数）は、ノードを通して光学的に伝送され、ノードにおけるデータプレーンにおいて終端とならない。例えば、光エキスプレスノードは、光ファイバの一部分によって相互に直接連結される２つのポートを有し、光ファイバによって、データプレーンは、特定のノードにおける電気領域を効果的にバイパスする。当業者は、光学領域内のノードを通して光波長を伝送可能にする光エキスプレスノード内に他の構造が存在してもよいことを認識する。
【０００４】
ノードの位置および種類は、ネットワーク内において変動し得る。これらのノードは、直接接続され得るか、またはノード間に１つ以上の光増幅器が存在し得る。物理的に隣接しない２つのノードは、仮想的に隣接するネイバー（「仮想デジタルネイバー」と呼ばれる）のように作用し、光ノードエキスプレススルーノードが効果的に接続内でトラフィックを光学的に転送する仮想接続を維持し得る。これらのデジタルノードが、物理的に隣接していない場合に、その仮想ネイバーを識別することが必要であることが多い。
【０００５】
一般的には、ネットワークネイバー（デジタルまたは光）は、当該技術分野において周知の「ＨＥＬＬＯ」プロトコル等の発見プロトコルを使用して発見される。このプロトコルは、ネイバーの関係を確立および維持し、隣接するネットワーク要素間で双方向通信を確保することを担う。
【０００６】
「Ｈｅｌｌｏ」パケットは、ある間隔で、全てのルータインターフェースに送信される。ルータは、それ自体がルータのネイバーの「Ｈｅｌｌｏ」パケットに列挙されていることを見つけると、双方向通信を確立する。ネイバーのトポロジーデータベースが同期化され得るように、ポイントツーポイントリンク上に隣接物を常に確立する試みがなされる。しかしながら、汎用マルチプロトコルラベルスイッチング（「ＧＭＰＬＳ」）ネットワークのトラフィックエンジニアリングトポロジー図は、ネットワークのデータプレーン接続図を提供し、これは、スイッチング／接続能力の適切な層に示される。このトラフィックエンジニアリングトポロジーは、光エキスプレススルーノードまたは光増幅器ではなく、デジタルノードのみの図を提供する。したがって、この図は、デジタルノードが物理的に隣接せずに光増幅器または光エキスプレススルーノードをその間に有する場合、ネットワークの物理トポロジーと異なり得る。
【０００７】
デジタルノードと光エキスプレススルーノードとの両方を含むネットワークの完全なトポロジーを確立することが重要である。この完全なトポロジーによって、ネットワークを通したデータのより効率的なルーティングが可能になり、ネットワークにおけるリンクダイバーシティ、負荷バランス、およびリンク数のより正確な確立が可能になる。
【０００８】
ネットワーク内においてリンクダイバーシティを提供することができない場合、ネットワークシステムの冗長性が低下し、ノードが故障した場合またはファイバの一部分が切断された場合に、大量のデータの損失に対するその感受性が増加する。例えば、ネットワーク経路とその対応する冗長経路との間の共有リンクは望ましくなく、このことは、一次経路と冗長経路との両方が機能しなくなるので、共有リンク上で発生する障害が、経路上のトラフィックにとって潜在的に致命的になり得るからである。
【０００９】
ネットワークを通るトラフィックを正確にバランスすることができないと、ボトルネックがもたらされる可能性があり、このボトルネックは、ネットワークの性能を大幅に低下させ得る。ネットワークの不正確なリンク数により、ネットワークの非効率的な全体管理がもたらされる可能性があり、これは、ネットワーク動作が、不完全なネットワークトポロジーモデルに基づいているからである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、デジタルノードおよび光エキスプレススルーノードの両方を有するネットワークを通るルートを計算するためのシステム、装置、および方法を提供する。本発明の種々の実施形態によると、デジタルノードおよび光エキスプレススルーノードの両方が識別されるネットワークトポロジーマップが生成され、これらのノードの間における物理リンクおよび仮想リンクの両方がマッピングされる。ネットワーク接続性は、ローカルリンク状態アドバーティスメントおよび光キャリア群結合情報を近隣ノードにブロードキャストすることによって、少なくとも部分的に識別され、これにより、物理および仮想の両方の近隣ノードを識別することが可能になる。トポロジーが生成されると、物理および仮想の両方のリンク特徴を分析して、ネットワークを通るトラフィックのリンクダイバーシティおよびネットワークにおける負荷バランス機能を確保する。
【００１１】
本発明の種々の実施形態では、ネットワーク上のルートは、ネットワークデータプレーン内において別のノードに隣接する光エキスプレススルーサイトを備え得るが、ネットワーク制御プレーンにおいて隣接してもしなくてもよい。一般的には、２つの端末ノードの間においてセキュアなネットワーク接続を確立するために、明示的ルートが、ネットワーク内におけるノードからのある制約を有する制約付き最短経路優先（「ＣＳＰＦ」）アルゴリズムを使用して計算される。また、明示的ルート上において障害イベントが発生する場合に使用され得る冗長経路も計算され得る。２つの端末ノード間のダイバーシティ的ルートを計算するために、前に計算された明示的ルートのトラフィックリンク内におけるノードのルータＩＤが、ＣＳＰＦアルゴリズムに対する排他制約として提供される。
【００１２】
本発明のある実施形態では、トラフィックリンクは、所定のファイバ方向において、そのローカル光キャリア群結合情報とともにリンクローカル状態アドバーティスメントをノードに送信させることによって、ネットワーク内において発見される。遠隔ノードは、リンクローカル状態アドバーティスメントを受信し、光キャリア群結合情報を復号化し、光キャリア群結合情報をそれ自体のローカル光キャリアグループ結合情報に一致させることを試みる。一致した光キャリア群毎に、遠隔ノードは、応答リンクローカル状態アドバーティスメントを発信し、これによって、ノード上のトラフィックリンクオブジェクトの生成がもたらされる。
【００１３】
リンクローカル状態アドバーティスメントが、遠隔デジタルノードまでのその経路に沿った光ノードまたは光エキスプレススルーノードに遭遇する場合、リンクローカル状態アドバーティスメントは、単に、一方のファイバ方向から別のファイバ方向に中継される。これらの光ノードおよび光エキスプレススルーノードは、光キャリアグループの終端とならない。言い換えると、リンク発見プロセスは、中間ノードがネットワークデータプレーン内において透過的であるため、このリンクの終端となる２つのノードの識別のみを発見する。
【００１４】
ダイバーシティ制約に対応するために、リンク発見プロセスは、リンクの一方の終端から他方の終端へのリソース情報の完全追跡を記録するように拡張される。本発明のある実施形態では、光キャリア群結合情報は、リンクの終端となる２つの端末ノードの間に存在するリソース情報のリストを表わす属性を含むように拡張される。この属性は、ネットワーク接続性の比較的より正確なネットワークトポロジーマップを確立するために使用され得るリソースリストとして維持される。
【００１５】
光キャリア群結合情報は、リンクローカル状態アドバーティスメントが遭遇する各ノードにおけるリソースリスト属性のリソース情報を含むように付加される。エキスプレススルーノードでは、各エキスプレスされる光キャリア群は、リンクローカル状態アドバーティスメントに付加されるそれ自体のリソースリスト属性を有する。光ノードでは、リンクローカル状態アドバーティスメントにおける光キャリア群結合の全ては、リンクローカル状態アドバーティスメントに付加される共通リソースリスト属性を共有する。結果として、リンクローカル状態アドバーティスメントにおいて一致した光キャリア群結合情報について、ネットワーク内における全てのノードにトラフィックリンクオブジェクトを生成する応答リンクローカル状態アドバーティスメントが発信される。
【００１６】
リンクオブジェクトが生成され、ネットワーク内におけるリンクの正確な説明が決定されると、リンクダイバーシティが確保され得る。リンクダイバーシティが確保される１つの方式は、仮想リンク（すなわち、光エキスプレススルーノードを有するリンク）ならびに直接的物理リンクを説明するＣＳＰＦアルゴリズムに確実な制約基準を提供することによる方式である。しかしながら、当業者は、種々のネットワーク制御器およびネットワーク経路計算モジュールが多数の方式でネットワークトポロジーマップを使用して、ネットワークにおけるリンクダイバーシティを確保してもよいことを認識する。
【００１７】
また、ネットワークトポロジーマップは、ネットワークにおけるトラフィック負荷バランスを改善するためにも使用され得る。ネットワーク内におけるリンクの完全なリストが確立されているため、ネットワーク内におけるリンク帯域幅能力および利用可能性は、より効果的に管理され得、ネットワーク性能が改善される。
【００１８】
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ネットワーク内における経路ダイバーシティを維持するための方法であって、該方法は、
該ネットワーク内における複数のデジタルノードおよび複数のエキスプレススルーノードを識別するネットワークトポロジーマップを確立することと、
該デジタルノードのうちの第１のデジタルノードと該デジタルノードのうちの第２のデジタルノードとの間において第１の経路を識別することと、
該デジタルノードのうちの該第１のデジタルノードと該デジタルノードのうちの該第２のデジタルノードとの間において第２の経路を識別することと、
該第１の経路が該光エキスプレススルーノードのうちの１つを含むか否かを決定することと、
該第２の経路が該光エキスプレススルーノードのうちの該１つを含むか否かを決定することと、
該第１の経路および第２の経路が、該光エキスプレススルーノードのうちの該１つを含む場合に、該デジタルノードのうちの該第１のデジタルノードと、該デジタルノードのうちの該第２のデジタルノードとの間において第３の経路を識別することであって、該第３の経路は、該光エキスプレススルーノードのうちの該１つを除外することとを含む、方法。
（項目２）
前記第２の経路が前記光エキスプレススルーノードのうちの前記１つを含むか否かを決定する前記ことは、
前記デジタルノードのうちの前記第１のデジタルノードから、ローカルリンク状態アドバーティスメントをブロードキャストすることと、
該デジタルノードのうちの前記第２のデジタルノードから、応答ローカルリンク状態アドバーティスメントを受信することと
を含み、
該応答ローカルリンク状態アドバーティスメントは、該デジタルノードのうちの該第２のデジタルノードに関連付けられる第１の識別情報と、該光エキスプレススルーノードに関連付けられる第２の識別情報とを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
リンクオブジェクトは、前記デジタルノードのうちの前記第１のデジタルノードに格納され、該リンクオブジェクトは、前記第１の識別情報および前記第２の識別情報を含む、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記リンクオブジェクトに少なくとも部分的に基づいてリソースリストを生成することと、
前記デジタルノードのうちの前記第１のデジタルノード上に該リソースリストを維持することであって、該リソースリストは、前記第１の経路に関連するリソース情報を含む、ことと
をさらに含む、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記リソースリストは、複数のリソースリストにおける１つのリソースリストであり、該複数のリソースリストは、前記デジタルノードに配置され、前記ネットワークトポロジーマップを確立する前記ことは、該複数のリソースリストに少なくとも部分的に基づいている、項目３に記載の方法。
（項目６）
前記デジタルノードのうちの前記第１のデジタルノードと第２のデジタルノードとの間のネットワークトラフィックは、前記第１の経路上に独占的に伝送される、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記第１の経路および第２の経路が、前記光エキスプレススルーノードのうちの前記１つを含まない場合、前記ネットワークトラフィックは、該第１の経路上の障害イベントに応答して、該第２の経路上にルーティングされる、項目６に記載の方法。
（項目８）
ネットワークトラフィックは、前記デジタルノードのうちの前記第１のデジタルノードと第２のデジタルノードとの間の前記第１の経路および前記第２の経路の両方の上にルーティングされる、項目１に記載の方法。
（項目９）
前記ネットワークトラフィックは、前記第１の経路および前記第２の経路における利用可能な帯域幅に少なくとも部分的に基づいて、該第１の経路および該第２の経路の上を伝送される、項目８に記載の方法。
（項目１０）
前記第１の経路を識別する前記ことと、前記第２の経路を識別する前記こととは、制約付き最短経路優先計算に基づいている、項目１に記載の方法。
（項目１１）
前記第１の経路内における前記少なくとも１つのリンクは、前記制約付き最短経路優先計算において制約として提供される、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
ネットワークを横断するネットワークトラフィックを伝送するための方法であって、
該ネットワーク内において複数のデジタルノードを識別することと、
該ネットワーク内において光エキスプレススルーノードを識別することであって、該光エキスプレススルーノードは、該光エキスプレススルーノードの第１のポートと第２のポートとの間においてデータトラフィックを光学的に転送する、ことと、
該複数のデジタルノード、該光エキスプレススルーノード、該デジタルノードを連結する複数のリンク、および該光エキスプレススルーノードを備えているネットワークトポロジーマップを確立することであって、該複数のリンクの一部分は、該光エキスプレススルーノードが該複数のデジタルノードのうちの第１のデジタルノードと該複数のデジタルノードのうちの第２のデジタルノードとを連結する仮想リンクに関連付けられる、ことと、
該複数のデジタルノードのうちの該第１のデジタルノードと該デジタルノードのうちの該第２のデジタルノードとの間において複数の経路を計算することと、
該複数のリンクにおける利用可能な帯域幅を計算することと、
該複数のリンクにおける該利用可能な帯域幅に少なくとも部分的に基づいて、トラフィックを該複数の経路の上に割り当てることと
を含む、方法。
（項目１３）
前記複数のリンクの前記一部分内において各リンクのレイテンシーを決定するステップをさらに含み、
トラフィックを該複数の経路の上に割り当てる前記ことは、該複数のリンクの該一部分内において各リンクに関連付けられる該レイテンシーにさらに基づいている、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記複数のリンクの前記一部分内におけるリンクの各々のノイズ特徴を決定するステップをさらに含み、
トラフィックを該複数の経路の上に割り当てる前記ことは、該複数のリンクの該一部分内における各リンクの該ノイズ特徴にさらに基づいている、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
前記ネットワークトラフィックは、光信号群における前記複数の経路の上で通信される、項目１２に記載の方法。
（項目１６）
前記光エキスプレススルーノードは、
前記複数のデジタルノードのうちの前記第１のデジタルノードから、ローカルリンク状態アドバーティスメントを送信することと、
該複数のデジタルノードのうちの前記第２のデジタルノードから、応答ローカルリンク状態アドバーティスメントを受信することと
によって識別され、
該応答ローカルリンク状態アドバーティスメントは、該第２のデジタルノードに関連付けられる第１の識別情報と、該光エキスプレススルーノードに関連付けられる第２の識別情報とを含み、リンクオブジェクトは、該複数のデジタルノードのうちの該第１のデジタルノードに格納され、該リンクオブジェクトは、該第１の識別情報と該第２の識別情報とを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１７）
複数のポートであって、光信号が該複数のポートの上で通信され、該複数のポートは、該複数のポートのうちの第１のポートを含み、エキスプレススルー光信号が該第１のポートの上で受信され、該複数のポートのうちの第２のポートに転送される、複数のポートと、
光サービスチャネルを受信するように連結される光サービスチャネルインターフェースであって、該光サービスチャネルインターフェースは、該光サービスチャネルを電気信号に変換し、該電気信号を処理するように構成される、光サービスチャネルインターフェースと、
第１のデジタルノードおよび第２のデジタルノードに関連するリソース情報を格納するリソースリストであって、該第１のデジタルノードおよび第２のデジタルノードは、該光エキスプレススルーノードを備える仮想リンクに関連付けられる端末ノードを規定する、リソースリストと
を備える、光エキスプレススルーノード。
（項目１８）
前記リソースリストは、前記第１および第２のデジタルノードに関連付けられる結合情報を含む、項目１７に記載の光エキスプレススルーノード。
（項目１９）
ローカルリンク状態アドバーティスメントを前記第２のデジタルノードから受信し、該ローカルリンク状態アドバーティスメントに含まれる情報に従って前記リソースリストを更新する回路をさらに備える、項目１７に記載の光エキスプレススルーノード。
（項目２０）
前記光エキスプレススルーノードは、前記ローカルリンク状態アドバーティスメントに応答して、応答ローカルリンク状態アドバーティスメントを生成し、該応答ローカルリンク状態アドバーティスメントは、該光エキスプレススルーノードを識別する結合情報を含む、項目１９に記載の光エキスプレススルーノード。
本発明の他の目的、特徴、および利点は、図面および以下の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
発明の実施形態を参照し、実施形態の例は、添付の図に図示される場合がある。これらの図は限定ではなく、説明することを意図する。発明は概して、これらの実施形態との関連で説明されるが、発明の範囲をこれら特定の実施形態に限定することを意図していないことを理解されたい。
【図１】図１は、トラフィックリンクの終端となる端末ノード要素の発見を図示する。
【図２】図２は、本発明の種々の実施形態に従う、端末ノード間の中間光増幅器ノードの発見を図示する。
【図３】図３は、本発明の種々の実施形態に従う、端末ノード間の中間光エキスプレススルーノードの発見を図示する。
【図４】図４は、本発明の種々の実施形態に従う、デジタルノード、光エキスプレススルーノード、および光ノードを示すネットワークトポロジーマップの例示的な図である。
【図５】図５は、本発明の種々の実施形態に従う、ポートレベルにおけるトラフィックのルーティングを示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の種々の実施形態に従う、２つの端末ノード間のリンクダイバーシティを確保するための方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の種々の実施形態に従う、ネットワークにおける負荷バランスのための方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、デジタルノードと光エキスプレススルーノードとの両方を有するネットワークを通るルートを計算するためのシステム、装置、および方法を提供する。本発明の種々の実施形態によると、デジタルノード、光エキスプレススルーノード、および光ノードのいずれもが識別されるネットワークトポロジーが生成され、これらのノードの間における物理リンクおよび仮想リンクの両方がマッピングされる。ネットワーク接続性は、ローカルリンク状態アドバーティスメントおよび光キャリア群結合情報を近隣ノードにブロードキャストすることによって、少なくとも部分的に識別され、これにより、物理および仮想の両方の近隣ノードを識別することが可能になる。トポロジーが生成されると、物理および仮想の両方のリンク特徴を分析して、ネットワークを通るトラフィックのリンクダイバーシティおよびネットワークにおける負荷バランス機能を確保する。
【００２１】
以下の記載は、発明の理解を提供するために、説明の目的で述べられている。しかしながら、当業者は、以下に幾つか記載されている本発明の実施形態が、幾つかの異なるコンピュータシステムおよびデバイスに組み込まれ得ることを理解するであろうことは明らかである。
【００２２】
本発明の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェア内に存在し得る。以下のブロック図に示す構造および機器は、本発明の例示的実施形態を例示したものであり、本発明の不明瞭性を避けることを意図する。さらに、図内の構成要素間の接続は、直接的な接続に限定されることを意図していない。むしろ、これらの構成要素間のデータは、中間の構成要素によって、修正、再フォーマット、またはその他の方法で変更されてもよい。
【００２３】
明細書における「１つの実施形態」、「１つの実施形態において」、または「実施形態」等の引例は、実施形態に関連して記載される特定の特性、構造、特徴、または機能が、発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。明細書内の種々の場所に、「１つの実施形態において」というフレーズが出現しても、必ずしも全て同一の実施形態を指しているわけではない。
【００２４】
光ネットワーク内におけるデジタルノードは、トラフィックデータが、電気領域に変換され、デジタルノード内において処理され、ネットワーク上に光学的に伝送し戻されるノードとして定義される。言い換えると、デジタルノードは、ネットワークのデータプレーン内においてトラフィックの終端となる。比較すると、光エキスプレススルーノードは、トラフィックデータがノードを移動する際に光学領域内にとどまっているノードとして定義される。光エキスプレススルーノードのある実施形態では、ネットワーク制御プレーンは、ノードにおいて終端となり得るが、データプレーンは、ノードを通して光学的に伝送される。光エキスプレススルー接続の例として、光ファイバ経路ケーブルまたは再構成可能な光アドドロップマルチプレクサによって、ノード上の第１の光ポートがノード上の第２の光ポートに直接連結されることが挙げられる。
【００２５】
デジタルノードは、ノード（光およびデジタル）間で制御情報を交換するように構成される。これらの制御メッセージは、ローカルな送信側ノードに関するデータを含むローカル結合情報またはトラフィックを挿入または除去するためのデジタルノードに割り当てられるタイムスロットに関する情報を含み得る。効果的には、この結合情報により、ノードは、相互間のトラフィックをインテリジェントに処理することが可能になる。電気領域において、データは、処理されるか、更新されるか、または波長がルーティングされる前に順方向誤り訂正をノードに適用させることができる。
【００２６】
ネットワークを通る経路または範囲の特徴は、特定の接続に存在するデジタルノードおよび光エキスプレススルーノードの数に依存して変動し得る。加えて、増幅器および再生器等の、接続内における他の中間機器も、接続レイテンシー特徴およびノイズ特徴を含む接続の特徴に影響を及ぼし得る。これらの機器は、中間機器であり、ネットワークデータプレーン上で透過的であり得るが、ネットワーク制御プレーンに存在し得る。ピアデジタルネットワーク要素の発見を含むネットワークトポロジーマップを生成するプロセスは、これらの光下位層ノードを説明することができる。結果として、生成され得る比較的より正確なネットワークトポロジーマップにより、確実なリンクダイバーシティおよび正確な負荷バランスが提供され得る。
【００２７】
本発明の種々の実施形態によると、ノードにおける波長スイッチングインターフェースは、１つ以上の光サービスチャネル上において、ローカルリンク状態アドバーティスメントを、その直近の制御ネイバーに送信する。このローカルリンク状態アドバーティスメントは、結合情報等の識別情報を含む発見要求であり、この情報によって、他のノードは、アドバーティスメントのソースおよびその属性を識別することが可能になる。ローカルリンク状態アドバーティスメントは、物理リンクにおける光キャリア群の数、およびアドバーティスメント元ルータＩＤ、インターフェースインデックス、バンドＩＤ、光キャリア群ＩＤ、チャンネル利用帯域幅等を含む光キャリア群の各々の特性等の情報を含み得る。
【００２８】
このアドバーティスメントの受信先がデジタルノードである場合、アドバーティスメント内における受信した光キャリア群の種類を、対応する光キャリア群と一致させることによって、デジタルネイバーを発見する。このような一致が見られる場合、近隣ノードは、応答ローカルリンク状態アドバーティスメントを生成することによって、アドバーティスメントの受信元である同一の制御ネイバーに向けて応答する。光キャリア群情報が一致しない場合、そのノードにおけるネイバー発見は中断され、応答は送信されない。
【００２９】
ローカルアドバーティスメントの受信先が下位層ネットワーク要素（光増幅器等）である場合、下位層ネットワーク要素が受信したローカルアドバーティスメントは、それ自体のリンクにおいて、ローカルアドバーティスメントをその次の直近の制御ネイバーに向けて転送される。この転送されたアドバーティスメントは、１つまたは複数の光監視チャネル上を伝送され得る。次いで、このステップが繰り返され得るので、下位層ネットワーク要素の次の直近の制御ネイバーがデジタルネットワーク要素である場合、デジタルネットワーク要素は、それ自体のアドバーティスメントで応答し得、データプレーン隣接ネイバーが発見される。波長スイッチングインターフェースを含む２つのデジタルネットワーク要素間に一連の複数の下位層ネットワーク要素が存在する場合、一連のローカルアドバーティスメント（例えば、下位層ネットワーク要素につき１つ）は、ラムダスイッチングインターフェースを含む次のデジタルネットワーク要素が発見されるまで、連鎖的に発信および転送され得る。応答は、受信側波長スイッチングインターフェースから提供され、その応答は、その後、発信元波長スイッチングインターフェースによって発見される。
【００３０】
本発明の種々の実施形態によると、ノードは、光キャリア群レベルにおいて、エキスプレス接続能力を提供し得る。例えば、光エキスプレス接続は、エキスプレススルーノードにおける帯域化多重化モジュール上のポート間に提供され得る。これらの帯域化多重化モジュールは、ノードにおいて光波長帯域を多重化および逆多重化して、個々の波長がノード内において処理され得るように構成される。
【００３１】
図１は、本発明の種々の実施形態に従って、開放最短経路優先（「ＯＳＰＦ」）ローカルリンク状態アドバーティスメントが使用される発見プロセスを図示する。具体的には、前述したプロトコル等の発見プロトコルは、ＯＳＰＦローカルリンク状態アドバーティスメントを使用して、トラフィックリンクの遠隔終端を決定する。デジタルノード１０１は、ローカル光キャリア群（「ＯＣＧ」）結合情報１０５等のその識別情報を符号化するローカルリンクローカル状態アドバーティスメント１０３を、特定のファイバ方向に送信する。遠隔デジタルノード１０２は、アドバーティスメントを受信し、ノードＯＣＧ結合情報１０５を復号化して、それがそれ自体のＯＣＧ結合情報に一致するか否かを決定する。一致したＯＣＧ毎に、遠隔デジタルノード１０２は、応答ローカルリンク状態アドバーティスメントを発信し、これによって、リンク１０４のある属性を定義するノード上のトラフィックリンクオブジェクトの生成がもたらされる。
【００３２】
図２は、本発明の種々の実施形態に従って、ローカルリンクアドバーティスメントがピア発見のために使用され、ノードのうちの少なくとも１つが光ノードである本発見プロセスＩＩＩを図示する。光ノードは、デジタルノード１０１とデジタルノード１０２との間に位置する光増幅器４１０または再生器であり得る。好ましくは、伝送経路内の光増幅器は、ＯＣＧの終端にならず、ローカルリンクアドバーティスメントにおいて受信したＯＣＧ結合情報は、光増幅器４１０によって中継される。このリンク内に多数の光ノードが存在する場合、デジタルノード１０２が発見されるまで、一連のアドバーティスメントが連鎖的に伝送される。
【００３３】
図３は、本発明の種々の実施形態に従って、ローカルリンクアドバーティスメントがピア発見のために使用され、ノードのうちの少なくとも１つが光エキスプレススルーノードである本発見プロセスＩＩＩを図示する。この例では、ネットワークは、光エキスプレススルーノード３１０を含み、このノードをＯＣＧ１０５が通過することにより、指定の遠隔デジタルノード１０２に到達する。前述のように、この光エキスプレススルーノード３１０は、光学領域内のみにおけるトラフィックの転送を可能にするように、その上でポートが直接的かつ光学的に接続されるノードであり得る。１つ以上のＯＣＧリンク１０５が、光エキスプレススルーノード３１０において光学的にエキスプレスされる場合（例えば、帯域化多重化モジュールから帯域化多重化モジュール）、トラフィックリンク発見の観点から見ると、光エキスプレススルーノード３１０は、ネットワーク内における光ノードのように出現し、これは、エキスプレススルーノード３１０においてＯＣＧ終端が存在しないからである（すなわち、データプレーンに透過的）。
【００３４】
終端間トラフィックリンク発見に成功して完了するために、光エキスプレススルーノード３１０は、ＯＣＧエキスプレス接続性に基づいて、リンクローカル状態アドバーティスメントにおけるＯＣＧ結合情報１０５を、一方のファイバ方向から別のファイバ方向に明示的に中継する。光エキスプレススルーノード３１０がデジタルノードである場合、トラフィックリンク（１）３０４が発見される。その後、光エキスプレススルーノード３１０と遠隔デジタルノード１０２との間のトラフィックリンク（２）３０６が発見されるように、前述のステップが繰り返される。代替として、中間ノードが光ノードとして動作する場合、トラフィックリンク（２）１０４は、遠隔ノード３０２によって識別される。
【００３５】
ユーザによって供給される含有制約および排他制約が、特定のトラフィックリンクに沿って遭遇される構成要素に言及しない限り、本情報によって、サブネットワーク接続を発見されたトラフィックリンク上で設定することが可能になる。含有制約は、制約付き最短経路優先（以下、「ＣＳＰＦ」）動作を使用してルートを計算する間に考慮するべきデータプレーンリソースのリストである。これらの制約は、経路に沿って遭遇するデータプレーンリソースのその含有リストに追加することによって、ＣＳＰＦに供給される。排他制約は、ＣＳＰＦを使用してルートを計算する間に回避するべきデータプレーンリソースのリストである。これらの制約は、経路に沿って遭遇するデータプレーンリソースのその排他リストに追加することによって、ＣＳＰＦに提供される。
【００３６】
本発明のさらに別の実施形態では、トラフィックリンク発見機構に対する方法は、トラフィックリンクの一方の終端から別の終端へのリソース情報の完全追跡を記録するように拡張される。ＯＣＧ結合情報は、リンクの終端となる２つの端末ノードの間に存在するリソース情報のリストを表わすリソースリストを含むように拡張される。
【００３７】
図４は、デジタルノード、光エキスプレススルーノード、および光ノードを有する例示的光ネットワークを図示する。これらの異なる種類のノードは、上述のトラフィックリンク発見方法を使用して発見され、これらのノードおよびその間のリンクを含む正確なネットワークトポロジーが、展開される。この特定の例では、ネットワークは、４つの端末ノード（デジタルノード）、光エキスプレススルーノード、および光ノードを備える。端末ノードを連結し、かつ１つ以上のリンクを備える複数の経路が存在する。
【００３８】
このトポロジーマップは、識別された光エキスプレススルーノードおよびネットワーク内におけるリンクの正確な説明により、真のリンクダイバーシティおよび負荷バランスの決定を可能にする。エキスプレススルーノードが適切に識別されない場合、ネットワーク経路および対応する障害回復経路は、真にダイバーシティ的ではあり得ない。例えば、光エキスプレススルーノード４２０が発見されない場合、ネットワーク制御器は、端末ノード４１０と端末ノード４５５との間の経路をダイバーシティ的であると誤識別し得る。第１の経路は、リンクＡ４８０およびリンクＢ４５０を有するものとして識別され得る。第２の経路は、光エキスプレススルーノード４１０を識別することができないために、端末ノード４１０と端末ノード４５５とがネイバーな要素のように見えるので、仮想リンクＣ４７０として識別され得る。実際は、これらの２つの経路はダイバーシティ的ではなく、これは、経路がリンクＢ４５０の最終部分を共有するからである。
【００３９】
しかしながら、光エキスプレススルーノード４１０が識別される場合、第１または第２の経路のいずれかとダイバーシティ的である第３の経路が指定され得る。例えば、この第３の経路は、リンクＤ４６０とリンクＥ４９０とを備え得る。
【００４０】
負荷バランスは、正確なリンク数ならびにこれらのリンクの特徴に基づいて実行され得る。例えば、直接経路またはリンクＣ４７０等の仮想リンクのみを有する経路は、中間デジタルノードを有するリンクよりもレイテンシーが少なくなり得る。したがって、データは、リンクの種類および帯域幅に従って、これらの異なるリンク上でバランスされ得る。当業者は、より正確なリンク数および各リンクの対応する特徴を利用して用いられ得る多数の負荷バランス方法が存在することを認識する。
【００４１】
図５は、本発明の種々の実施形態に従う、ネットワーク内におけるノード発見およびマップトポロジーまたはリソースリスト生成に関するより詳細な図である。本例では、ノード内のラインカードまたはモジュールが、デジタルラインモジュール（ＤＬＭ）として図示され、これは、名称が「Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  （ＴｘＰＩＣ）  Ｃｈｉｐ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｄｒｉｖｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＴｘＰＩＣｓ」である米国特許第７，０７９，７１５号に記載されており、この特許は、参照によりその全体が組み込まれる。しかしながら、当業者は、多数の異なるポート構成を有する種々の種類のラインカードを本発明の実施形態に従って用い得ることを認識する。
【００４２】
本発明の種々の実施形態によると、複数のＯＣＧ信号は、ネットワーク内において、複数のデジタルノード、光エキスプレススルーノード、および光ノードを横断する。具体的には、図５は、ＯＣＧ１およびＯＣＧ４を有効なＯＣＧ結合情報を有するものとして図示し、一方、ＯＣＧ２およびＯＣＧ３は、空情報を含む。当業者にとって、ユーザが本発明内において実装し得る有効ＯＣＧの数は、図示するＯＣＧの数に限定されない。
【００４３】
ＯＣＧ１  ５０５は、ノードＡ５１０である端末ノードから発信し、ノードＢ５１５である光増幅器を通過し、ノードＣ５２０において終端となる。ＯＣＧ４  ５２５は、ノードＡ５１０から発信し、ノードＢ５１５と、光エキスプレススルーノードとして機能するノードＣ５２０とを通過し、ノードＤ５３０である端末ノードにおいて終端となる。
【００４４】
ノードＡ５１０は、結合情報等の、ＯＣＧ１  ５０５およびＯＣＧ４  ５２５の有効識別情報を符号化するリンクローカル状態アドバーティスメントを発信する。リンクローカル状態アドバーティスメントをノードＡ５１０から受信すると、ノードＢ５１５は、ノードＢ５１５リソース情報（以下、「ＲＩＢ」）５３５をリソースリスト５４０に付加することによって、リンクローカル状態アドバーティスメントをノードＣ５２０に転送する。ノードＣ５２０は、更新されたリンクローカル状態アドバーティスメントをノードＢ５１５から受信すると、ラインモジュール５４５においてＯＣＧ１  ５０５を終端とし、ＯＣＧ１  ５０５のリンクローカル状態アドバーティスメントへ応答を発信する。
【００４５】
また、ノードＣ５２０は、ＲＩ−Ｂ５３５およびノードＣ５２０リソース情報（以下、「ＲＩ−Ｃ」）５５０とともに、ＯＣＧ４  ５２５結合情報を、ノードＤ５３０に送信されるローカル状態アドバーティスメントに符号化する機能を実行する。ノードＤ５３０は、リンクローカル状態アドバーティスメントをノードＣ５２０から受信すると、ＯＣＧ４  ５２５をラインモジュール５５５において終端とし、ＯＣＧ４  ５２５のトラフィック状態リンク応答を発信する。
【００４６】
図５において上述のネットワーク上のダイバーシティ的なルートを計算するために、ルータ識別であるグローバル一意識別子は、ネットワークにおける各ノードについてネットワークにおけるノード上に構成され、ＣＳＰＦアルゴリズムに排他制約として提供される。さらに、光増幅器ノードおよび光エキスプレススルーノードを伴うダイバーシティ的ルート計算のために、対応するトラフィックリンクにおける中間ノードのルータ識別は、リンクリソースリスト５４０から取り出され、ＣＳＰＦアルゴリズムに含有制約として提供される。
【００４７】
代替として、シーケンスは、ネットワーク内における任意のノードから開始し得、任意のファイバ方向に進み得る。例えば、リンクローカル状態アドバーティスメントは、ノードＡ５１０がＯＣＧ１  ５０５およびＯＣＧ４  ５２５のリンクローカル状態アドバーティスメント応答を生成するために、ノードＤ５３０から発信してもよい。さらに、本発明のさらに別の実施形態では、ノードＢ５１５は、光増幅器ノードの代わりに、光エキスプレススルーノードであってもよい。このようなシナリオでは、光エキスプレススルーノードは、ネットワークが再構成される毎に、上述のステップにおいて、再構成可能な光アドドロップマルチプレクサとして機能し得、ダイバーシティ的なルート計算が発生する。
【００４８】
図６は、本発明の種々の実施形態に従う、リンクダイバーシティを識別するための、構造とは無関係である方法を図示するフローチャートである。光エキスプレススルーノードがネットワーク内の仮想接続において識別されるネットワークトポロジーマップが生成される６１０。このネットワークトポロジーマップは、デジタルノードと光エキスプレススルーノードとの両方の発見中に展開されたリソースリストを使用して生成され得る。結果として、各仮想接続における複数のリンクが、識別され、光エキスプレススルーノードのうちの１つと関連付けられる。
【００４９】
ネットワーク内における送信側端末ノードと受信側端末ノードとの間において第１の経路および第２の経路が識別される６２０。ネットワークトポロジーマップを使用して、第１の経路内における任意の光エキスプレススルーノードが識別され６３０、第１の経路における第１の組のリンクが決定される。加えて、第２の経路が第１の経路６４０と同一の光エキスプレススルーノードを有するか否かが決定され、第２の経路における第２の組のリンクが決定される。
【００５０】
第１の経路および第２の経路の分析を実行して、それらが同一の光エキスプレススルーノードを含むか否かを識別する。第１の経路と第２の経路とにおいていかなる共通リンクも存在しない場合、送信側ノードは、少なくとも第１のネットワーク経路上でトラフィックの送信を開始する６６０。本発明のある実施形態では、第２のネットワーク経路は、第１のネットワーク経路上で障害が発生する場合に使用される冗長経路である。第１の経路と第２の経路とにおいて共通リンクまたは共通光エキスプレススルーノードが存在する場合、送信側ノードと受信側ノードとの間において新しい第２の経路が識別され６５０、新しい第２の経路は、第１の経路と比較される。
【００５１】
図７は、本発明の種々の実施形態に従う、デジタルノードと光エキスプレススルーノードとの両方を有するネットワークにおけるトラフィックをバランスするための、構造とは無関係である方法を示すフローチャートである。光エキスプレススルーノードがネットワーク内の仮想接続において識別されるネットワークトポロジーマップが生成される７１０。
【００５２】
ネットワークトポロジーマップを使用して、ネットワーク内の各リンクにおける帯域幅が計算される７２０。前述のように、これらのリンクにおける帯域幅は、リンクが仮想リンクまたは直接リンクであるか否かに依存して変動し得る。ある実施形態では、負荷バランス動作に関連し得るリンクの他の要因が識別され得る。例えば、ノイズ特徴およびレイテンシーは、負荷バランスに関連し、リンクが直接リンクまたは仮想リンクであるか否かに依存して変動し得る。
【００５３】
送信側ノードと受信側ノードとの間に複数の経路が識別される７３０。これらの経路のうちの少なくとも１つは、ネットワークトポロジーマップにおいて識別された仮想リンクを備え、ある別の経路は、多数のリンクを備え得る。リンク（直接と仮想との両方のリンク）の各々において利用可能な帯域幅が計算され７４０、これは、他のトラフィックによって現在使用されていない各リンクにおける帯域幅の量を識別する。前述のように、経路における帯域幅は、経路内のリンクの数と、仮想リンクに対する直接リンクの数とに依存し得る。
【００５４】
送信側ノードと受信側ノードとの間のトラフィックは、ノード間におけるトラフィックスループットを最大化するように複数の経路に割り当てられる７５０。当業者は、このトラフィック割り当てプロセスにおいて、種々の負荷バランス方法を用い得ることを認識する。
【００５５】
本発明の前述の説明は、明確化の目的および理解の目的のために説明されている。本発明を開示されるまさにその形式に限定することは意図されない。添付の請求項の範囲およびその均等物内において種々の修正が可能であり得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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