(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードと、少なくとも１つの網管理部を有し、前記複数のノードのうち任意の２つの間に光パスが設定されているネットワークシステムにおいて、前記ネットワークシステムは、
前記光パス内のパケット流量を監視する監視手段と、
前記監視手段からの前記光パス内のパケット流量の情報が記録されるトラフィック情報テーブルと、
その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報が記録されている光パス配置テーブルと、
前記光パス配置テーブルと前記トラフィック情報テーブルとを参照して新たな光パスの設定を決定するパス配置アルゴリズム処理手段とを有し、
前記監視手段が監視しているパケット流量に基づいて、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されると共に前記光パス配置テーブルの情報が更新されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１記載のネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークシステムは、パス毎に予め定められたパケット流量の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記パケット流量が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項３】
請求項１記載のネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークシステムは、ある特定のノードに向けて送出されるトラフィック量の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記トラフィック量が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項４】
請求項１記載のネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークシステムは、隣接する前記ノードとの間の通信路に流れるトラフィック量の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記トラフィック量が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項５】
複数のノードと、少なくとも１つの網管理部を有し、前記複数のノードのうち任意の２つの間に光パスが設定されるネットワークシステムにおいて、前記ネットワークシステムは、
前記ノードにおけるアプリケーションの起動／終了を監視するアプリケーション監視手段と、
前記アプリケーション監視手段からの前記ノードにおけるアプリケーションの起動／終了の情報が記録されるトラフィック情報テーブルと、
その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報が記録されている光パス配置テーブルと、
前記光パス配置テーブルと前記トラフィック情報テーブルとを参照して新たな光パスの設定を決定するパス配置アルゴリズム処理手段とを有し、
前記アプリケーション監視手段が監視している前記アプリケーションの起動状況に基づいて、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されると共に前記光パス配置テーブルの情報が更新されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項６】
複数のノードと、少なくとも１つの網管理部を有し、前記複数のノードのうち任意の２つの間に光パスが設定されるネットワークシステムにおいて、前記ネットワークシステムは、
前記複数のノードの任意の一つと、他の前記ノードの一つとの間において生じる遅延時間を測定する遅延時間測定手段と、
前記遅延時間測定手段からの前記複数のノードの任意の一つと他の前記ノードの一つとの間において生じる遅延時間の情報が記録されるトラフィック情報テーブルと、
その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報が記録されている光パス配置テーブルと、
前記光パス配置テーブルと前記トラフィック情報テーブルとを参照して新たな光パスの設定を決定するパス配置アルゴリズム処理手段とを有し、
前記遅延時間測定手段が測定している前記遅延時間に基づいて、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されると共に前記光パス配置テーブルの情報が更新されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項７】
請求項６記載のネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークシステムは、パス毎に予め定められた遅延時間の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記遅延時間が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項８】
請求項６記載のネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークシステムは、前記各ノード間毎に予め定められた遅延時間の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記遅延時間が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項９】
複数のノードと、少なくとも１つの網管理部を有し、前記複数のノードのうち任意の２つの間に光パスが設定されるネットワークシステムにおいて、
前記ノードは、複数の端末を収容するパケットスイッチと、光クロスコネクトと、前記光パス内のパケット流量を監視する監視手段を有し、
前記ネットワークシステムは更に、
前記監視手段からの前記光パス内のパケット流量の情報が記録されるトラフィック情報テーブルと、
その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報が記録されている光パス配置テーブルと、
前記光パス配置テーブルと前記トラフィック情報テーブルとを参照して新たな光パスの設定を決定するパス配置アルゴリズム処理手段とを有し、
前記監視手段が監視しているパケット流量に基づいて、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されると共に前記光パス配置テーブルの情報が更新されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項１０】
請求項９記載のネットワークシステムにおいて、
前記網管理部は、前記監視手段に対して、前記光パス内のパケット流量を問い合わせる手段を有し、
前記監視手段は、この問い合わせに応じて前記網管理部に前記光パス内のパケット流量を応答する手段を有し、
前記網管理部は、前記パケット流量に基づいた前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項１１】
請求項９記載のネットワークシステムにおいて、
前記ノードは、パス毎に予め定められたパケット流量の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記網管理部は、前記パケット流量が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項１２】
請求項９記載のネットワークシステムにおいて、
前記ノードは、ある特定のノードに向けて送出されるトラフィック量の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記網管理部は、前記トラフィック量が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項１３】
請求項９記載のネットワークシステムにおいて、
前記ノードは、隣接する前記ノードとの間の通信路に流れるトラフィック量の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記網管理部は、前記トラフィック量が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記閾値監視手段は、前記パケット流量または前記トラフィック量が前記閾値を超えたと判断した場合に前記網管理部に通知する通知手段を有し、
前記網管理部は、前記通知手段からの通知を受けて、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従った前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項１５】
複数のノードと、少なくとも１つの網管理部を有し、前記複数のノードのうち任意の２つの間に光パスが設定されるネットワークシステムにおいて、
前記ノードは、複数の端末を収容するパケットスイッチと、光クロスコネクトと、前記端末におけるアプリケーションの状況を監視するアプリケーション監視手段を有し、
前記ネットワークシステムは更に、
前記アプリケーション監視手段からの前記端末におけるアプリケーションの状況が記録されるトラフィック情報テーブルと、
その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報が記録されている光パス配置テーブルと、
前記光パス配置テーブルと前記トラフィック情報テーブルとを参照して新たな光パスの設定を決定するパス配置アルゴリズム処理手段とを有し、
前記アプリケーション監視手段が監視している前記アプリケーションの起動状況に基づいて、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されると共に前記光パス配置テーブルの情報が更新されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項１６】
請求項１５記載のネットワークシステムにおいて、
前記アプリケーション監視手段は、前記端末内に設けられていることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項１７】
請求項１５記載のネットワークシステムにおいて、
前記アプリケーション監視手段は、前記網管理手段に対して前記アプリケーションの起動状況を通知し、
前記網管理部は、前記アプリケーション監視手段からの通知を受けて、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従った前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項１８】
複数のノードと、少なくとも１つの網管理部を有し、前記複数のノードのうち任意の２つの間に光パスが設定されるネットワークシステムにおいて、
前記ノードは、複数の端末を収容するパケットスイッチと、光クロスコネクトと、前記ノード間の遅延時間を測定する遅延監視手段を有し、
前記ネットワークシステムは更に、
前記遅延監視手段からの前記ノード間の遅延時間の情報が記録されるトラフィック情報テーブルと、
その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報が記録されている光パス配置テーブルと、
前記光パス配置テーブルと前記トラフィック情報テーブルとを参照して新たな光パスの設定を決定するパス配置アルゴリズム処理手段とを有し、
前記遅延監視手段が測定している前記遅延時間に基づいて、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスが設定されると共に前記光パス配置テーブルの情報が更新されることを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項１９】
請求項１８記載のネットワークシステムにおいて、
前記遅延監視手段は、時刻情報を格納した管理パケットを他の前記ノードとの間で送受信することにより、前記遅延時間を測定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項２０】
請求項１９記載のネットワークシステムにおいて、
前記網管理部は、前記遅延監視手段に対して、前記遅延時間を問い合わせる手段を有し、
前記遅延監視手段は、前記網管理部からの問い合わせに応じて前記網管理部に前記遅延時間を通知する手段を有し、
前記網管理部は、前記遅延時間の通知を受けて、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従った前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項２１】
請求項１８記載のネットワークシステムにおいて、
前記ノードは、パス毎に予め定められた遅延時間の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記網管理部は、前記遅延時間が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項２２】
請求項１８記載のネットワークシステムにおいて、
前記ノードは、ある特定のノードに向けて送出されるトラフィックの遅延時間の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記網管理部は、前記遅延時間が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項２３】
請求項１８記載のネットワークシステムにおいて、
前記ノードは、隣接する前記ノードとの間の通信路に流れるトラフィックの遅延時間の閾値を保持する閾値監視手段を有し、
前記網管理部は、前記遅延時間が前記閾値を超えたと判断された場合に、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従って前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項２４】
請求項２１ないし２３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記遅延監視手段は、時刻情報を格納した管理パケットを他の前記ノードとの間で送受信することにより、前記遅延時間を測定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【請求項２５】
請求項２１ないし２３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記閾値監視手段は、前記遅延時間が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記網管理部に通知する手段を有し、
前記網管理部は、前記閾値監視手段からの通知を受けて、前記パス配置アルゴリズム処理手段の決定に従った前記ノード間の光パスを設定することを特徴とする、ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はネットワークシステムに関する。また、そのようなネットワークシステム内に配置される通信ノードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信ネットワークシステムは、複数のノードと、これらノード間を接続するリンクとで構成される。典型的にはノードは、たとえば電子交換機ＥＸあるいはルーターを含む。ノードはさらに、クロスコネクトを含む。ところで近年、通信データの増大に伴い、光信号を扱う光クロスコネクトの開発が進められている。光クロスコネクトを用いた通信ネットワークシステムの典型的な構成を図２に示す。
【０００３】
図２には、ノードＡからノードＤまでの複数のノードが、光ファイバによって相互に接続されたネットワークが示されている。各々のノードでは、電子交換機ＥＸが光クロスコネクトＯＸＣと接続されている。また各々の電子交換機ＥＸは、ユーザーとしての端末を複数、収容している。
【０００４】
電子交換機ＥＸは、スイッチＳＷと、スイッチ制御部とを有する。電子交換機ＥＸは、端末から与えられた情報をスイッチングし、光クロスコネクトＯＸＣに与える。このとき、複数の端末が同一の送信先ノードに対して情報を送信しようとしている場合は、これらの情報は多重化された上で光クロスコネクトＯＸＣに与えられる。
【０００５】
光クロスコネクトＯＸＣは、電子交換機ＥＸから与えられた信号をネットワークに対して挿入する機能と、ネットワーク内を伝送される信号を抽出して電子交換機ＥＸに与える機能とを有する。光クロスコネクトＯＸＣはさらに、ネットワーク内を伝送される信号を入力して、これを隣接する他の光クロスコネクトに中継する機能を有する。
【０００６】
この結果、隣接する２ノード間に、または、隣接しない２ノード間に、光信号のコネクションが設定される。この光信号のコネクションを、光パスと称する。図１では、ノードＡとノードＢとの間に一つの光パスが設定されている。またノードＡとノードＣとの間に、別の光パスが設定されている。さらに、図示しないノードとノードＤとの間に、さらなる光パスが設定されている。
【０００７】
図２に示すネットワークシステムでは、各々の光クロスコネクトＯＸＣは、光波長多重技術を利用して、１本の光ファイバ中に複数の光信号を伝送している。これにより、通信の大容量化が図られる。図２では、光合分波器と光空間スイッチＯＳＷとを用いて波長多重伝送が実現されている。
【０００８】
すなわち、各々の光クロスコネクトＯＸＣは、インターフェイスＩＦ、光合分波器（Optical MUX/DEMUX）ＯＭＤ、および光空間スイッチＯＳＷを有する。電子交換機ＥＸから光クロスコネクトＯＸＣに与えられた情報信号は、インターフェイスＩＦ内で光信号に変換される。こうして生成された光信号が、光空間スイッチＯＳＷに与えられる。光空間スイッチＯＳＷは、与えられた光信号を、所望の光クロスコネクトに向かう光ファイバに入力する。
【０００９】
次に、このネットワークシステムの動作について述べる。各端末は、通信を開始する際、電子交換機ＥＸに対して、相手端末を指定する。端末は同時に、電子交換機ＥＸに対して、通信を行うに必要な帯域を申告する。
【００１０】
電子交換機ＥＸは、ユーザからの発呼をうけて、まず相手端末を特定する。電子交換機ＥＸは次いで、発呼端末から相手端末までの間に、ユーザから申告された帯域が確保可能か否かを判断する。この判断の結果、ユーザから申告された帯域が確保可能であると判断されれば、電子交換機ＥＸは当該発呼を受け付け、呼処理を開始する。このため電子交換機ＥＸは、あるノードから別のノードに至る光パスの帯域を、あらかじめ把握している。また、各々の電子交換機ＥＸは、現在受け付けている呼に関する情報を、網管理センタ（network management center）ＮＭＣに送っている。
【００１１】
通常の電話や、Ｎ−ＩＳＤＮ（Narrow-band Integrated Services Digital Network）などのＳＴＭ（Synchronous Transport Module）サービスは、通信に要する帯域が固定的なサービスである。したがって、通信開始に先立って必要帯域を申告することで、その帯域が保証される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし近年、ＡＴＭ交換機によるＡＢＲ（Available Bit Ratio）サービスや、ＩＰパケット交換機によるＩＰ（Internet Protocol）通信サービスなど、基本的に帯域の保証を行わないサービスが提供され始めている。すなわち、これらのサービスは、通信開始に先立って、ユーザからネットワークに対して帯域の申告や予約を行わないことを前提としている。しかも、これらのサービスは、従来の音声通信などと比較して、トラフィックの変動が非常に大きい。
【００１３】
したがって、このようなサービスでは、従来型のネットワークのように固定的に光パスを設定するのではなく、通信帯域の変動に応じて、最適な光パスを動的に設定することが強く要望されている。
【００１４】
よってこの発明は、通信帯域の変動に対応して最大のスループットが達成されるべく、最適な光パスを動的に設定するネットワークシステムを提供することを目的とする。また、そのようなネットワークシステムに適した通信ノードを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、ネットワークシステムは、複数のノードと、網管理部とを有する。これら複数のノード相互間、そしてノードと網管理部との間は、光伝送路によって接続されている。ネットワーク上に配置される各ノードは、光クロスコネクトとパケットスイッチとを備える。また各ノードは、複数の端末を収容している。
【００１６】
各ノードにおいて、光クロスコネクトは、自ノードと他ノードとの間で光信号を授受する光パス、および／又は、他ノード相互間の光信号を中継する光パスを設定する。また各ノードは、自ノード内のパケットスイッチ内を流れるトラフィック量を監視する。
【００１７】
網管理部は、各ノードが監視するパケット流量に基づいて、通信帯域の変動を検出する。この通信帯域の変動はトラフィック情報テーブルに記録され、その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報は光パス配置テーブルに記録される。そして、このトラフィック情報テーブルと光パス配置テーブルに記録されている情報に基づいて、パス配置アルゴリズムに従って網のスループットが最適化するように、各ノード間の光パスを設定する。
【００１８】
第２の発明では、ネットワークシステムは、複数のノードと、網管理部とを有する。これら複数のノード相互間、そしてノードと網管理部との間は、光伝送路によって接続されている。ネットワーク上に配置される各ノードは、光クロスコネクトとパケットスイッチとを備える。また各ノードは、複数の端末を収容している。
【００１９】
各ノードは、自ノードに収容されている各端末内におけるアプリケーションの起動／終了を監視している。各ノードは、アプリケーションの起動／終了を網管理部に報告する。
【００２０】
網管理部は、各端末におけるアプリケーションの起動／終了の状況に基づいて、通信帯域の変動を検出する。この通信帯域の変動はトラフィック情報テーブルに記録され、その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報は光パス配置テーブルに記録される。そして、このトラフィック情報テーブルと光パス配置テーブルに記録されている情報に基づいて、パス配置アルゴリズムに従って網のスループットが最適化するように、各ノード間の光パスを設定する。
【００２１】
第３の発明では、ネットワークシステムは、複数のノードと、網管理部とを有する。これら複数のノード相互間、そしてノードと網管理部との間は、光伝送路によって接続されている。ネットワーク上に配置される各ノードは、光クロスコネクトとパケットスイッチとを備える。また各ノードは、複数の端末を収容している。
【００２２】
各ノードは、管理パケットにタイムスタンプを付して、他ノードへ向けて送信する。また各ノードは、他ノードからタイムスタンプの付された管理パケットが返信されると、そのタイムスタンプから、遅延時間を測定する。
【００２３】
網管理部は、各ノード間の遅延時間に基づいて、通信帯域の変動を検出する。この通信帯域の変動はトラフィック情報テーブルに記録され、その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報は光パス配置テーブルに記録される。そして、このトラフィック情報テーブルと光パス配置テーブルに記録されている情報に基づいて、パス配置アルゴリズムに従って網のスループットが最適化するように、各ノード間の光パスを設定する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
まず、この発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態のネットワーク内に設置される通信ノードの構成を示すブロック図である。図１において、ノードは、パケット交換機ＰＥＸと、光クロスコネクトＯＸＣとを有する。
【００２５】
パケット交換機ＰＥＸは、パケットスイッチＰＳＷ、呼処理部（call processing unit）ＣＰＵ、帯域管理部（bandwidth manager）ＢＭ、および情報通信手段（data communication unit）ＤＣＵを有する。このパケットスイッチＰＳＷに、複数の端末が収容されている。端末はそれぞれ、通信を開始する際に、パケット交換機に対して相手端末を指定する。
【００２６】
この場合、パケット交換機ＰＥＸは、端末から帯域の申告がなくとも、あらかじめ定められた一定の帯域で、通信を開始する。もちろん、端末から帯域の申告があれば、その帯域で通信を開始すればよい。しかし、この通信開始時の帯域は、その後、トラフィックの変動に応じて随時適応的に変動することに留意すべきである。
【００２７】
パケット交換機ＰＥＸは、端末から入力されるユーザーパケットを、パケットスイッチＰＳＷに与える。あるいはパケット交換機ＰＥＸは、光クロスコネクトＯＸＣから入力されるユーザーパケットを、パケットスイッチＰＳＷに与える。パケットスイッチＰＳＷは、入力されたユーザーパケットの宛先にしたがって、そのユーザーパケットをスイッチングする。こうしてユーザーパケットは、光クロスコネクトＯＸＣの入力端子、あるいは端末に与えられる。
【００２８】
パケットスイッチＰＳＷは、パケット流量監視手段（packet flow monitor）ＰＦＭを有する。パケット流量監視手段ＰＦＭは、パケットスイッチＰＳＷのどの入力端子からどの出力端子に、どれ程のトラフィックが流れているかを監視する。情報通信手段ＤＣＵは、情報通信ネットワーク（図示せず）を介して、網管理センタＮＭＣに接続されている。パケット流量監視手段ＰＦＭが監視したトラフィックの量は、情報通信手段ＤＣＵを介して網管理センタＮＭＣに送られる。
【００２９】
パケットスイッチＰＳＷとしては、たとえばＡＴＭスイッチを用いることができる。この場合、パケット交換機ＰＥＸ内に呼処理部と帯域管理部とを設けることで、ＩＰパケット交換サービスなどの帯域予約を行わないサービスだけでなく、ＣＢＲサービスなど、通信開始に先立って帯域予約を受けるサービスも同時に提供することができる。またパケットスイッチＰＳＷとして、ＩＰパケットルーターを用いることもできる。
【００３０】
一方、光クロスコネクトＯＸＣは、パケット交換機ＰＥＸとのインターフェイスＩＦと、光空間スイッチＯＳＷとを有する。すなわち光空間スイッチＯＳＷは、インターフェイスＩＦを介してパケット交換機ＰＥＸと接続されている。インターフェイスＩＦは、Ｅ／Ｏ（電気／光）変換部と、Ｏ／Ｅ（光／電気）変換部とを有する（いずれも図示せず）。よって、パケット交換機ＰＥＸからインターフェイスＩＦに与えられた電気信号は、Ｅ／Ｏ変換部（図示せず）において光信号に変換される。この変換された光信号は、光空間スイッチＯＳＷに与えられる。
【００３１】
一方、ネットワークから光クロスコネクトＯＸＣに与えられた光信号は、光空間スイッチＯＳＷを介してインターフェイスＩＦに与えられる。そして、ここでＯ／Ｅ変換部（図示せず）によって電気信号に変換され、パケット交換機ＰＥＸに与えられる。
【００３２】
光クロスコネクトＯＸＣは、さらに、光合分波器ＯＭＤを有する。この光合分波器ＯＭＤは、光ファイバから入力された光波長多重信号を分波して、光空間スイッチＯＳＷに与える。また、光空間スイッチＯＳＷから与えられた光信号の複数を波長多重して、光ファイバに入力する。光空間スイッチＯＳＷは、光合分波器ＯＭＤから入力された光信号、あるいはインターフェイスＩＦから入力された光信号を所望の出力に導く。この結果、所望の出力に導かれた光信号は、所望の光合分波器ＯＭＤに、あるいはインターフェイスＩＦに与えられる。
【００３３】
図１においては、２本の通信パスがパケットスイッチＰＳＷからインターフェイスＩＦに与えられているのが理解されるであろう。これらの通信パスによって伝送される情報は、インターフェイスＩＦにおいて電気／光変換され、光パスとして光クロスコネクトＯＸＣに接続される。また図１において、インターフェイスＩＦから出力された２本の光パスは、光クロスコネクトＯＸＣを介して同一の光ファイバーに入力されていることが理解されるであろう。この場合、光波長多重伝送技術が用いられる。したがって、同一の光ファイバーに入力される２本の光パスのうち、一方はたとえば波長λ１を用いて設定される。そしてもう一方の光パスは、たとえば波長λ２を用いて設定される。
【００３４】
なお光空間スイッチＯＳＷは、必ずしも全ての任意の光合分波器ＯＭＤあるいはインターフェイスＩＦと、全ての任意の光合分波器ＯＭＤあるいはインターフェイスＩＦとの間を、１対１で光接続する必要はない。あるいは、光空間スイッチＯＳＷは、光ＡＤＭ（Add/Drop Multiplexer）を用いて構成しても良い。光ＡＤＭで構成した光スイッチでは、ある光合分波器ＯＭＤより入力された光信号が、ある特定の光合分波器ＯＭＤに導かれる。
【００３５】
光クロスコネクトＯＸＣは、さらに、情報通信手段ＤＣＵを有する。この情報通信手段ＤＣＵは、やはり情報通信ネットワークを介して、網管理センタＮＭＣに接続されている。
【００３６】
図１に示すノードを複数個配置し、それらを光ファイバで相互に接続すると、図３に示すようなネットワークが構成される。すなわち図３には、図２に示すノードが４つ配置されたネットワークが示されている。図３において、ノードＡは、パケット交換機ＰＥＸ−Ａおよび光クロスコネクトＯＸＣ−Ａを有する。同様に、ノードＢ、ノードＣおよびノードＤは、それぞれパケット交換機ＰＥＸ−Ｂおよび光クロスコネクトＯＸＣ−Ｂ、パケット交換機ＰＥＸ−Ｃおよび光クロスコネクトＯＸＣ−Ｃ、そしてパケット交換機ＰＥＸ−Ｄおよび光クロスコネクトＯＸＣ−Ｄを有する。以下の説明では、ノードＡとノードＣとの間に設定されている光パスを、光パスＡと称する。次にノードＡとノードＢとの間に設定されている光パスを、光パスＢと称する。さらに、ノードＢとノードＤとの間に設定されている光パスを、光パスＣと称する。
【００３７】
それぞれのノードは、いくつかの端末を収容している。上述したように、これらの端末は、それぞれのノード内のパケット交換機ＰＥＸに収容されている。以下の説明では、ノードＡに収容されている端末の一つを端末Ａと称することにする。同様に、ノードＣに収容されている端末の一つを端末Ｂと称する。さらに、ノードＤに収容されている端末の一つを端末Ｃと称する。
【００３８】
次に、第１の実施形態のネットワークシステムの動作について、図３を参照しながら説明する。例として、端末Ａから端末Ｂに向かって情報が送られる場合について説明する。
【００３９】
端末Ａは、パケット交換機ＰＥＸ−Ａに向けて、ユーザーパケットを送出する。このユーザーパケット中には、ユーザ情報として、発信元ユーザである端末Ａを示す情報と、宛先ユーザである端末Ｂを示す情報とが格納されている。
【００４０】
パケット交換機ＰＥＸ−Ａは、受信したユーザーパケット内のユーザ情報を解析する。そして、宛先ユーザである端末Ｂが収容されているノードがノードＣであると判断する。次いでパケット交換機ＰＥＸ−Ａは、ノードＡとノードＣとの間に、光パスがすでに設定されているか否かを判断する。図３に示すネットワークでは、ノードＡとノードＣとの間に、すでに光パスＡが設定されている。したがってパケット交換機ＰＥＸ−Ａは、このユーザーパケットを光クロスコネクトＯＸＣ−Ａに送る。そして光クロスコネクトＯＸＣ−Ａは、このユーザーパケットを光パスＡに入力する。
【００４１】
こうしてネットワーク内に挿入されたユーザーパケットは、光パスＡを経由して光クロスコネクトＯＸＣ−Ｂに到達する。このユーザーパケットは、光クロスコネクトＯＸＣ−Ｂ内をカットスルーされ、さらに光パスＡを経由して光クロスコネクトＯＸＣ−Ｃに到達する。なお、この明細書中、”カットスルー”という語は、ある光パスが、中間のノード内の光クロスコネクトＯＸＣにおいて、光信号のまま中継される状態を指すものとする。
【００４２】
光パスＡ内を伝送された情報は、光クロスコネクトＯＸＣ−ＣにおいてインターフェイスＩＦに接続される。ここで光パスＡ中の信号は光／電気変換され、パケット交換機ＰＥＸ−Ｃに接続される。パケット交換機ＰＥＸ−Ｃは、受け取ったユーザーパケット内のユーザー情報を解析し、宛先ユーザーが端末Ｂであると判断する。よってパケット交換機ＰＥＸ−Ｃは、このユーザーパケットを端末Ｂに送出する。
【００４３】
別の例として、端末Ａから端末Ｃに向かって情報が送られる場合について以下に説明する。この場合、ノードＡとノードＤの間には、光パスが設定されていない。よって、ノードＡから一旦ノードＢにユーザーパケットを送り、ノードＢからノードＤにユーザーパケットを転送する。
【００４４】
すなわち端末Ａは、パケット交換機ＰＥＸ−Ａに向けて、ユーザーパケットを送出する。パケット交換機ＰＥＸ−Ａは、受信したユーザーパケットのヘッダを解析して、宛先ユーザである端末Ｂが収容されているノードがノードＤであると判断する。従ってパケット交換機ＰＥＸ−Ａは、このユーザーパケットを、光パスＢを用いて、いったんノードＢに送出する。この光パスＢは、光クロスコネクトＯＸＣ−Ｂにおいてパケット交換機ＰＥＸ−Ｂに接続される。パケット交換機ＰＥＸ−Ｂは、このユーザーパケットの宛先ユーザーが端末Ｃであり、この端末ＣはノードＤに収容されていると判断する。したがってパケット交換機ＰＥＸ−Ｂは、このユーザーパケットを、光クロスコネクトＯＣＸ−Ｂを介して光パスＣに入力する。こうして、端末Ａから端末Ｃに向けて情報が送られる。
【００４５】
網管理センタＮＭＣは、所定の時間間隔で、各パケット交換機ＰＥＸに対して、トラフィック量を問い合わせている。この問い合わせは、パケット交換機ＰＥＸの情報通信手段ＤＣＵから、パケット流量監視手段ＰＦＭに与えられる。パケット流量監視手段ＰＦＭは、監視しているトラフィック量から、たとえば各光パスに入力されるトラフィック量を算出する。あるいはパケット流量監視手段ＰＦＭは、光パスに関わらず、ある特定のノード宛てに送出されるトラフィック量を算出する。あるいはパケット流量監視手段ＰＦＭは、光パスに関わらず、隣接するノードとの間を接続している光ファイバに入力されるトラフィック量を算出する。
【００４６】
網管理センタＮＭＣから各パケット交換機ＰＥＸに対する問い合わせは、たとえばポーリングにて行なえばよい。そして、この問い合わせを受けたパケット流量監視手段ＰＦＭは、算出したトラフィックに関する情報を網管理センタＮＭＣに応答する。網管理センタＮＭＣは、その結果に応じて、トラフィックの多い区間には新たな光パスを設定する。逆にトラフィックの少ない区間では、その区間に設定されている光パスを削除する。網管理センタＮＭＣはこのため、当該光パスに関与する光クロスコネクトＯＸＣに対して、光パスの設定／削除の指示を出す。網管理センタＮＭＣはさらに、パケット交換機ＰＥＸに対しても、その旨の情報を伝達する。
【００４７】
例えば図３に示したネットワークにおいて、たとえばノードＡとノードＢとの間のトラフィックが極めて多い場合を考える。網管理センタＮＭＣは、光パスＡを削除するよう、ノードＡおよびノードＣに対して指示を出す。この結果、光パスＡが利用していた帯域が空くことになる。よって、その帯域を利用して、ノードＡとノードＢとの間に新たな光パスを設定する。この結果、ノードＡとノードＢとの間の光パスが２本に増え、より多くのユーザーパケットを伝送することができる。ただし、この結果、ノードＡとノードＣとの間の光パスがなくなる。したがって、これらのノード間を伝送されるべきユーザーパケットは、例えば光パスＢを用いて一旦ノードＢに送り、次にノードＤを経由してノードＣに送るなど、新たな通信経路を設定する必要がある。結果として、ノードＢにおけるパケット交換機ＰＥＸ−Ｂの負荷が増大することになる。よって網管理センタＮＭＣは、ネットワーク全体のスループットを向上させることになるか否かを判断した上で、光パスの設定／削除を行なうことが必要である。
【００４８】
以下、光パスを設定する手順について、図４を用いて説明する。なお図４には、説明の簡単のため、網管理センタＮＭＣと、任意の１つのパケット交換機および光クロスコネクト装置のみを示す。なお以降は、ユーザーパケットを単にパケットと称する。
【００４９】
図４において、網管理センタＮＭＣは、情報通信手段ＤＣを有する。この情報通信手段ＤＣＵは、各パケット交換機内のＤＣＵと、また各光クロスコネクト内のＤＣＵとの間で、データの授受を行なう。網管理センタＮＭＣは、また、パス配置アルゴリズムを有する。このパス配置アルゴリズムは、各ノード間に光パスを設定する処理手順を規定している。網管理センタＮＭＣは、このパス配置アルゴリズムに基づいて光パスの設定／削除を行なう。なお以降の説明では、光パスを設定する処理手順自体だけでなく、処理手順と、この処理手順を実行する処理手段とを合わせて、”パス配置アルゴリズム”と称する場合がある。
【００５０】
網管理センタＮＭＣは、さらに、トラフィック情報テーブル、および光パス配置テーブルを有する。これらは、たとえば半導体メモリ内に記憶されている。トラフィック情報テーブルには、各パケットスイッチに入力される／各パケットスイッチから出力されるパケットの流量、そして各光パスのトラフィックが記録され、更新されている。そして光パス配置テーブルは、現時点においてネットワーク内に設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域などが記録されるテーブルである。
【００５１】
網管理センタＮＭＣは、まず、トラフィック情報を収集するため、情報通信手段ＤＣＵを介して、パケット交換機ＰＥＸに問い合わせを行なう（ＳＰ１０１、ＳＰ１０２）。パケット交換機内の情報通信手段ＤＣＵは、その問い合わせを受信すると、パケット流量監視手段ＰＦＭのトラフィック情報を参照する（ＳＰ１０３、ＳＰ１０４）。そしてパケット交換機内の情報通信手段ＤＣＵは、参照したトラフィック情報を網管理センタＮＭＣに返信する（ＳＰ１０５）。
【００５２】
網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、パケット交換機ＰＥＸから返信されたトラフィック情報を受信すると、その情報をトラフィック情報テーブルに記録する。網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、さらに、トラフィック情報テーブルを更新した旨をパス配置アルゴリズムに通知する（ＳＰ１０６）。
【００５３】
この通知を受けて、パス配置アルゴリズムは、光パス配置テーブルと、トラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ１０７〜ＳＰ１１０）、例えばトラフィックが大きいパスに対し新たに光パスを設定したり、トラフィックが小さいパスを削除したりという判断を行なう。パス配置アルゴリズムは、続いて、決定した光パスを光クロスコネクトＯＸＣに通知して、新たな光パスを設定させる（ＳＰ１１１）。
【００５４】
パス配置アルゴリズムは、新たな光パスの設定後、光パス配置テーブルの情報を更新する。同時に、各パケット交換機ＰＥＸに対して、パケット交換機ＰＥＸ内の光パステーブルを書き換えるように指示する（ＳＰ１１２）。
【００５５】
以上説明したように、第１の実施形態では、ユーザーが通信開始に際して、通信に必要な帯域を特に申告せずとも、通信が開始される。そして通信開始時の帯域は、その後、トラフィックの変動に応じて随時適応的に変動する。したがって、光クロスコネクトや光ＡＤＭなどの、光パスを提供する手段を持つパケットネットワークシステムにおいて、ネットワークが保有する資源で最大のスループットが達成されるように、最適な光パスが動的に設定される。
【００５６】
たとえば典型的なＩＰネットワークは、帯域請け負い、各種サービスクラスの提供、ないし物理層と連携したスループットの最大化が困難である。しかしこの発明によれば、これらの機能を容易に提供することができる。
【００５７】
なお、ここで説明した光パス設定の一般的な手順は、あくまでも一例であり、この発明の範囲は、このような手順や、図２、図３に示した構成要素に限定されるものではない。
【００５８】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態でも、ある端末より別の端末にパケットを送る際の動作は、基本的に第１の実施形態と同じである。しかし第２の実施形態では、網管理センタＮＭＣが、光パス内を流れるパケット流量を把握するための手順が第１の実施形態と異なる。
【００５９】
図５は、第２の実施形態のネットワーク内に設置される通信ノードの構成を示すブロック図である。図５に示すノードを複数個配置し、それらを光ファイバで相互に接続すると、第１の実施形態と同様のネットワークが構成される。すなわち、この第２の実施形態のネットワークは、基本的には図３に示したネットワークと同様である。よって、第２の実施形態のネットワークに関しては、特段の図示は省略して、以下、ノードについて説明する。
【００６０】
図５において、ノードは、パケット交換機ＰＥＸと、光クロスコネクトＯＸＣとを有する。第２の実施形態では、パケット交換機ＰＥＸは、パケット流量監視手段ＰＦＭに加え、閾値監視手段ＴＭ１を有している。この閾値監視手段ＴＭ１は、パケット流量監視手段ＰＦＭと接続されている。
【００６１】
パケット流量監視手段ＰＦＭは、各光パスに入力されるトラフィック量を算出する。このトラフィック量は、光パスに関わらず、ある特定のノード宛てに送出されるトラフィック量であってもよい。あるいは、このトラフィック量は、光パスに関わらず、隣接するノードとの間を接続している光ファイバに入力されるトラフィック量であってもよい。
【００６２】
閾値監視手段ＴＭ１は、各光パス毎に、予め定められたトラフィック量の閾値を保持している。あるいは、光パスに関わらず、ある特定のノード宛てに送出されるトラフィック量の閾値を保持している。あるいは、光パスに関わらず、隣接するノードとの間を接続している光ファイバに入力されるトラフィック量の閾値を保持している。
【００６３】
閾値監視手段ＴＭは、測定されたトラフィックの値を、このあらかじめ定められている閾値と比較する。この閾値は、新たなパスが設定される際、網管理センタＮＭＣが決定しているものである。閾値としては、パケット流量の最大値だけでなく、パケット流量の最小値を定めておくと有益である。以下、光パスに入力されるトラフィック量が監視される場合について説明する。
【００６４】
パケット流量監視手段ＰＦＭは、パケットスイッチＰＳＷ内に流れるパケットを監視している。そして、パケットがいずれのパスに入力されるべきものかを判断する。この結果パケット流量監視手段ＰＦＭは、パス毎にトラフィックを算出する。そしてパケット流量監視手段ＰＦＭは、測定したトラフィックの値を、パス毎に、閾値監視手段ＴＭ１に与える。
【００６５】
閾値監視手段ＴＭ１は、測定されたトラフィックの値を、パス毎にあらかじめ定められている閾値と比較する。この閾値は、新たなパスが設定される際、網管理センタＮＭＣが決定しているものである。閾値としては、パケット流量の最大値だけでなく、パケット流量の最小値を定めておくと有益である。
【００６６】
閾値監視手段ＴＭ１は、ある光パスのトラフィックがパケット流量の最大値を越えた場合、その旨を網管理センタＮＭＣに通知する。同時に、、網管理センタＮＭＣに対して、たとえば「トラフィックが大きいので、新たな光パスの設定が必要である」というリクエストを通知する。逆に閾値監視手段ＴＭ１は、ある光パスのトラフィックがパケット流量の最小値を下回った場合、その旨を網管理センタＮＭＣに通知する。同時に、、網管理センタＮＭＣに対して、たとえば「トラフィックがある閾値以下だから、２本ある光パスのどちらか片方を削除しても構わない」というリクエストを通知する。
【００６７】
あるいは、閾値監視手段ＴＭ１は、ある光パスのトラフィックがパケット流量の閾値から外れた場合、測定されたパケット流量の値そのものを網管理センタＮＭＣに通知する。
【００６８】
すなわち第２の実施形態の各ノードは、自律的にパケットの流量を監視している。そして、トラフィックが閾値から外れたとき、自律的に、その旨を網管理センタＮＭＣに通知するものである。
【００６９】
網管理センタＮＭＣは、このようなリクエストに応じて、当該区間に新たな光パスを設定する。あるいは、すでに設定されている光パスを削除する。この動作は、第１の実施形態において説明したと同様に行なわれる。
【００７０】
もちろん、新たな光パスを設定するリクエストが発生しても、そのための帯域がない場合には、網管理センタＮＭＣは、新たなパスを設定することはしない。逆に、光パスを削除してもよい旨のリクエストが発生しても、空き帯域に充分な余裕がある場合には、網管理センタＮＭＣは、特に光パスを削除することなく、そのまま維持する場合もある。
【００７１】
以下、第２の実施形態における光パスを設定する手順について、図６を用いて説明する。なお図６には、説明の簡単のため、網管理センタＮＭＣと、任意の１つのパケット交換機および光クロスコネクト装置のみを示す。
【００７２】
図６において、パケット交換機ＰＥＸでは、閾値監視手段ＴＭ１が、パケット流量が閾値を越えたことを検出する。すると閾値監視手段ＴＭ１は、情報通信手段ＤＣＵにその旨を通知する（ＳＰ２０１）。情報通信手段ＤＣＵは、この通知を受けて、網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵにその情報を通知する（ＳＰ２０２）。
【００７３】
網管理センタＮＭＣでは、パケット交換機ＰＥＸからの通知を受けた情報通信手段ＤＣＵが、トラフィック情報テーブルの内容を更新する（ＳＰ２０３）。網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、さらに、トラフィック情報テーブルを更新した旨をパス配置アルゴリズムに通知する（ＳＰ２０４）。
【００７４】
パス配置アルゴリズムは、トラフィック情報テーブルが更新されると、光パス配置テーブルと、更新されたトラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ２０５〜ＳＰ２０８）、新たな光パスを決定する。次いでパス配置アルゴリズムは、光パス配置テーブルと、トラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ２０５〜ＳＰ２０８）、例えばトラフィックが大きいパスに対し新たに光パスを設定したり、トラフィックが小さいパスを削除したりという判断を行なう。
【００７５】
パス配置アルゴリズムは、決定した光パスを光クロスコネクトＯＸＣに通知して、新たな光パスを設定させる（ＳＰ２０９）。そしてパス配置アルゴリズムは、新たな光パスの設定後、光パス配置テーブルの情報を更新する。同時に、各パケット交換機ＰＥＸに対して、パケット交換機ＰＥＸ内の光パステーブルを書き換えるように指示する（ＳＰ２１０）。
【００７６】
以上説明したように、第２の実施形態のネットワークも、トラフィックの変動に応じて、ネットワークが保有する資源で最大のスループットが達成されるように、最適な光パスを動的に設定する。これは、第１の実施形態と同様である。
【００７７】
これに加えて、第２の実施形態では、各ノードが自律的にトラフィックを監視している。このため各ノードは、網管理センタＮＭＣからの問い合わせを待つのではなく、自律的に網管理センタＮＭＣに対して通知を行なう。したがって、網管理センタＮＭＣの負担が軽減される。また網管理センタＮＭＣは、あるノードにおいてトラフィックがあらかじめ定められた閾値を越えた瞬間に、光パスの変更処理を開始することが可能となる。よって、より素早い対応が可能となる。ただし、ネットワーク全体の負荷が急速に上がった場合は、複数のパケット交換機ＰＥＸが一斉に、網管理センタＮＭＣに向けて要求を出す可能性がある。このため、網管理センタＮＭＣは、これら複数の要求に対応できる処理性能を持つ必要がある。
【００７８】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。図７は、第３の実施形態のネットワークの構成を示す図である。図７には、ノードＡからノードＤまで、４つのノードを有するネットワークが示されている。このネットワーク中には、センタ端末ＣＴ１が配置されている。このセンタ端末ＣＴ１は、網管理センタＮＭＣに接続されている。
【００７９】
センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク内のすべての端末との間で通信を行なう。このため、センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク上の各ノードと接続されている。図７では、センタ端末ＣＴ１は、ノードＣのみと接続されているように図示されている。しかし実際には、センタ端末ＣＴ１は、ノードＡないしノードＤのすべてのノードと通信可能である。具体的には、たとえば、センタ端末ＣＴ１は、各ノード内のパケット交換機ＰＥＸと通信可能である。パケット交換機ＰＥＸは、センタ端末ＣＴ１と端末とを接続するように、パケットのフォワーディングを行なう。
【００８０】
さらに、第３の実施形態では、各端末にアプリケーション監視手段（application monitor）ＡＭが設けられている。図７では、端末Ａのみにアプリケーション監視手段ＡＭを図示しているが、他の端末にも、アプリケーション監視手段が設けられている。
【００８１】
次に、第３の実施形態の動作について、図７および図８を参照しながら説明する。第３の実施形態において、各端末は、一般的には複数のアプリケーションを時分割的に実行している。そのうち、いくつかのアプリケーションは、自端末から他の端末に向けてデータを送信する機能を有している。アプリケーション監視手段ＡＭは、そのようなアプリケーションが、別の端末に向けてデータ送信を開始することを監視している。アプリケーション監視手段ＡＭはまた、そのようなアプリケーションがデータ送信を終了することを監視している。
【００８２】
従って、あるアプリケーションが、別の端末に向けてデータを送信開始した場合は、その送信元端末に設けられているアプリケーション監視手段ＡＭは、その旨をセンタ端末ＣＴ１に通知する。また、そのアプリケーションによるデータの送信が終了した場合にも、アプリケーション監視手段ＡＭは、その旨をセンタ端末ＣＴ１に通知する。センタ端末ＣＴ１は、各端末からの通知を受信して、これを網管理センタＮＭＣに送る。網管理センタＮＭＣは、必要に応じて、光パスの再配置を行なう。すなわち、新たな光パスを設定したり、既存の光パスを削除したりする。
【００８３】
光パスを再配置するという情報は、各ノードに通知される。この通知を受けて、ノード内のパケット交換機ＰＥＸおよび光クロスコネクトＯＸＣは、再設定された新たな光パスを実現する。
【００８４】
以下、第３の実施形態における光パスを設定する手順について、図８を用いて説明する。なお図８には、説明の簡単のため、網管理センタＮＭＣと、任意の１つのパケット交換機および光クロスコネクト装置のみを示す。
【００８５】
図８において、各端末に設けられたアプリケーション監視手段ＡＭは、自端末におけるアプリケーションの起動／終了を監視している。そして、アプリケーションの起動／終了を検出した場合には、その旨をセンタ端末ＣＴ１に通知する（ＳＰ３０１）。センタ端末ＣＴ１は、この通知を網管理センタＮＭＣに転送する（ＳＰ３０２）。
【００８６】
網管理センタＮＭＣでは、センタ端末ＣＴ１からの通知を受けた情報通信手段ＤＣＵが、トラフィック情報テーブルの内容を更新する（ＳＰ３０３）。網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、さらに、トラフィック情報テーブルを更新した旨をパス配置アルゴリズムに通知する（ＳＰ３０４）。
【００８７】
パス配置アルゴリズムは、トラフィック情報テーブルが更新されると、光パス配置テーブルと、更新されたトラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ３０５〜ＳＰ３０８）、新たな光パスを決定する。
【００８８】
パス配置アルゴリズムは、決定した光パスを光クロスコネクトＯＸＣに通知して、新たな光パスを設定させる（ＳＰ３０９）。そしてパス配置アルゴリズムは、新たな光パスの設定後、光パス配置テーブルの情報を更新する。同時に、各パケット交換機ＰＥＸに対して、パケット交換機ＰＥＸ内の光パステーブルを書き換えるように指示する（ＳＰ３１０）。
【００８９】
なお、以上の手順の説明では、センタ端末ＣＴ１を介して、端末と網管理センタＮＭＣとが情報を授受するものとして説明した。これは典型的には、網管理センタＮＭＣなどの管理装置が直接端末に対して通信を行うネットワークは少ないためである。すなわち、網管理センタＮＭＣなどの管理装置と端末との間でのデータの授受は、専用の端末を設けて行うネットワークが典型的である。しかし、この発明は、必ずしもこのようなネットワーク構成に限定されることはない。すなわち、センタ端末ＣＴ１を設けず、網管理センタＮＭＣが端末と直接、情報のやり取りを行うものであっても良い。
【００９０】
また以上は、アプリケーション監視手段ＡＭは、端末内に設けられている場合について説明した。しかしアプリケーション監視手段ＡＭは、別の場所に設けられていてもよい。たとえばアプリケーション監視手段ＡＭは、パケット交換機ＰＥＸ内に設けられていてもよい。
【００９１】
この場合アプリケーション監視手段ＡＭは、端末から入力されるＴＣＰ／ＩＰのヘッダを解析すれば、アプリケーションの起動／終了を検出することができる。たとえば、ヘッダの宛先を解析して、その時点以前には見られなかった新しい宛先に向かうパケットが出現したら、端末内で新たなアプリケーションが起動したと判断できる。また、ヘッダの宛先を解析して、それまで流れていた宛先へのパケットが一定時間以上見られなくなったら、そのアプリケーションは終了したと判断できる。
【００９２】
以上説明したように、第３の実施形態によっても、ユーザーが通信開始に際して必要な帯域を特に申告せずとも、ネットワークが保有する資源で最大のスループットが達成されるように、光パスネットワークの最適化が図られる。またアプリケーション監視手段を各端末に設けた場合は、パケット交換機ＰＥＸがアプリケーション監視手段を有していない場合であっても、アプリケーションの起動／終了を検出することができる。すなわち、各パケット交換機ＰＥＸは従来のものを流用できる。
【００９３】
また、第３の実施形態でも、各ノードが自律的にトラフィックを監視しているため、やはり網管理センタＮＭＣの負担が軽減される。さらに、各ノードは自律的に通知を行なうため、より素早い対応が可能となる。
【００９４】
なお、光パスの再設定は、ネットワーク内のトラフィックが最適に流れることを目標としてなされることは言うまでもない。したがって、網管理センタＮＭＣは、端末におけるすべてのデータ通信の開始／終了に応じて光パスを再設定する必要はない。たとえば、動画像通信のような大容量のデータ通信を行うアプリケーションが起動／終了した場合のみ、光パスの再設定を行なうものでもよい。さらには、アプリケーション監視手段ＡＭが、大容量のデータ通信を行うアプリケーションが起動／終了した場合のみ、網管理センタＮＭＣに通知するようにしてもよい。
【００９５】
以上、第３の実施形態では、新たなアプリケーションが起動して、それに伴い新たな光パスが設定される場合を説明した。しかし、この新たな光パスは、当該新たなアプリケーションが占有するものではない。たとえば、端末Ａにおいて新たなアプリケーションが起動して、それに伴い新たな光パスが設定される場合、この光パスには、たとえば端末Ｄにおいて起動しているアプリケーションが送出するパケットが多重されてもよい。
【００９６】
次に、この発明の第４の実施形態について説明する。図９は、第４の実施形態のネットワークの構成を示す図である。この第４の実施形態のネットワークは、第３の実施形態のネットワークと同様の構成を有する。すなわち、このネットワークは、ノードＡからノードＤまで、４つのノードを有する。そしてこのネットワークはさらに、センタ端末ＣＴ１および網管理センタＮＭＣを有する。
【００９７】
第４の実施形態では、各ノードに接続されている端末のうち、少なくとも１つに、遅延測定手段（delay detector）ＤＤが設けられている。図９では、ノードＡに収容されている端末Ａのみに遅延測定手段ＤＤを図示しているが、他のすべてのノードにも、少なくとも１つの遅延測定手段ＤＤが設けられている。
【００９８】
センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク内のすべての端末との間で通信を行なう。このため、センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク上の各ノードと接続されている。図７では、センタ端末ＣＴ１は、ノードＣのみと接続されているように図示されている。しかし実際には、センタ端末ＣＴ１は、ノードＡないしノードＤのすべてのノードと通信可能である。具体的には、たとえば、センタ端末ＣＴ１は、各ノード内のパケット交換機ＰＥＸと通信可能である。パケット交換機ＰＥＸは、センタ端末ＣＴ１と端末とを接続するように、パケットのフォワーディングを行なう。
【００９９】
ネットワーク上に存在するすべての遅延測定手段ＤＤは、互いに同期したクロックによって稼動している。そして、他のノードに収容されている遅延測定手段ＤＤに向けて、管理パケットを送信する機能を有する。さらに、他の遅延測定手段ＤＤから送られてきた管理パケットを、送信元の遅延測定手段ＤＤに返送する機能を有する。各遅延測定手段ＤＤは、管理パケットを送信する際、また他から受信した管理パケットを返信する際、その管理パケットに送出時刻（タイムスタンプ）を書き込む。
【０１００】
よって、送出元の遅延測定手段ＤＤは、自分が送出した管理パケットが帰ってきた場合に管理パケット内のタイムスタンプを読むことにより、その管理パケットを送出した時刻と、相手先の遅延測定手段ＤＤがその管理パケットを返信した時刻と、その管理パケットが帰ってきた時刻と、３種類の時刻を認識することができる。
【０１０１】
送出元の遅延測定手段ＤＤは、これらの時刻から、往路の遅延時間、復路の遅延時間、そして往復に要した遅延時間を求めることができる。このような機能は、たとえばコンピュータ間通信における”Ping”コマンドや”Trace Route”コマンドに類する機能を用いて実現することができる。
【０１０２】
次に、第４の実施形態の動作について、図９および図１０を参照しながら説明する。第４の実施形態においては、各遅延測定手段ＤＤは、ある一定時間間隔で、別の遅延測定手段ＤＤに向けて、管理パケットを送出する。この管理パケットを受信した別の遅延測定手段ＤＤは、その管理パケットを送信元の遅延測定手段ＤＤに返送する。
【０１０３】
送信元の遅延測定手段ＤＤは、その管理パケットに書き込まれた送出時刻から、管理パケットの往復に要した遅延時間を求めることができる。すなわち、管理パケットが自ノードと他ノードとの間を往復するに要した遅延時間を求めることができる。
【０１０４】
各遅延測定手段ＤＤはこうして、ネットワーク内に設定されているパス毎に、遅延時間を求める。そして、その値をパス毎に保持しておく。そして、網管理センタＮＭＣからの指示があった場合、その指示に応じて、保持しておいた遅延時間を網管理センタＮＭＣに報告する。
【０１０５】
一般的には、ネットワーク上に配置されているパケット交換機ＰＥＸ−Ａないしパケット交換機ＰＥＸ−Ｄに輻輳が生じているようであれば、遅延時間は大きくなるはずである。逆にネットワークが空いていれば、遅延時間は小さくなるはずである。
【０１０６】
網管理センタＮＭＣは、所定の時間間隔で、ネットワーク上の各遅延測定手段ＤＤに対して、その遅延測定手段ＤＤが測定した遅延時間を問い合わせる。この問い合わせは、たとえばポーリングにて行なう。各遅延測定手段ＤＤはそれぞれ、この問い合わせに応じて、保持しておいた遅延時間を送信する。網管理センタＮＭＣは、各遅延測定手段ＤＤから報告された遅延時間をもとに、光パスの再配置を行う。
【０１０７】
以下、第４の実施形態における光パスを設定する手順について、図１０を用いて説明する。なお図１０には、説明の簡単のため、網管理センタＮＭＣと、任意の１つのパケット交換機および光クロスコネクト装置のみを示す。
【０１０８】
図１０において、遅延時間測定手段ＤＤは、パス毎に、遅延時間を求めておく（ＳＰ４０１、ＳＰ４０２）。網管理センタＮＭＣは、情報通信手段ＤＣＵおよびセンタ端末ＣＴ１を介して、遅延測定手段ＤＤに遅延時間を問い合わせる（ＳＰ４０３、ＳＰ４０４、ＳＰ４０５）。
【０１０９】
遅延時間測定手段ＤＤは、網管理センタＮＭＣからの問い合わせに応じて、保持しておいた遅延時間を、センタ端末ＣＴ１を介して（ＳＰ４０６）、網管理センタＮＭＣに報告する（ＳＰ４０７）。
【０１１０】
網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、遅延時間測定手段ＤＤから報告された遅延時間を、トラフィック情報テーブルに記録する（ＳＰ４０８）。網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、さらに、トラフィック情報テーブルを更新した旨をパス配置アルゴリズムに通知する（ＳＰ４０９）。
【０１１１】
この通知を受けて、パス配置アルゴリズムは、光パス配置テーブルと、トラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ４１０〜ＳＰ４１３）、新たな光パスを決定する。パス配置アルゴリズムは、さらに、光パスを光クロスコネクトＯＸＣに通知して、新たな光パスを設定させる（ＳＰ４１４）。同時に、光パス配置テーブルの情報を更新する（ＳＰ４１５）。
【０１１２】
なお、この第４の実施形態も、センタ端末ＣＴ１を設けず、網管理センタＮＭＣが端末と直接、情報のやり取りを行うものであっても良い。
【０１１３】
さらに、遅延時間測定手段ＤＤは、端末内でなく別の場所に設けられていてもよい。たとえば遅延時間測定手段ＤＤは、パケット交換機ＰＥＸ内に設けられていてもよい。この場合、たとえば、(a) 端末が管理パケットを生成し、その管理パケットを別の端末に送る。その際、パケット交換機ＰＥＸ内に設けられた遅延時間測定手段ＤＤは、管理パケットがパケットスイッチを通過するのを監視していて、その管理パケットにタイムスタンプを付すことが考えられる。あるいは、(b) パケット交換機ＰＥＸ内に設けられた遅延時間測定手段が管理パケットを生成し、その管理パケットを別のノード内のパケット交換機ＰＥＸに設けられた遅延時間測定手段ＤＤに送ることが考えられる。
【０１１４】
以上のように、第４の実施形態によっても、ユーザーが通信開始に際して必要な帯域を特に申告せずとも、ネットワークが保有する資源で最大のスループットが達成されるように、光パスネットワークの最適化が図られる。また遅延時間測定手段を各端末に設けた場合は、パケット交換機ＰＥＸは従来のものを流用できる。
【０１１５】
また、第４の実施形態で、端末内に遅延監視手段を設ける場合、１つのノードについて、最低１つの端末にだけ遅延監視手段を設けておけば良い。このため、ネットワークの構築に際して非常に簡単である。ここで遅延監視手段を設ける端末は、ノードの管理者（たとえば通信事業者）が用意する。あるいは、ノードに収容されているユーザの端末に、遅延監視手段を設けても良い。
【０１１６】
次に、この発明の第５の実施形態について説明する。図１１は、第５の実施形態のネットワークの構成を示す図である。この第５の実施形態のネットワークは、第３ないし第４の実施形態のネットワークと同様の構成を有する。すなわち、このネットワークは、ノードＡからノードＤまで、４つのノードを有する。そしてこのネットワークはさらに、センタ端末ＣＴ１および網管理センタＮＭＣを有する。
【０１１７】
この第５の実施形態では、各ノードに接続されている端末のうち、少なくとも１つに、遅延測定手段ＤＤ、および閾値監視手段ＴＭ２が設けられている。図１１では、ノードＡに収容されている端末Ａのみに遅延測定手段ＤＤおよび閾値監視手段ＴＭを図示しているが、他のすべてのノードにも、少なくとも１つの遅延測定手段ＤＤおよび閾値監視手段ＴＭが設けられている。
【０１１８】
センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク内のすべての端末との間で通信を行なう。このため、センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク上の各ノードと接続されている。図７では、センタ端末ＣＴ１は、ノードＣのみと接続されているように図示されている。しかし実際には、センタ端末ＣＴ１は、ノードＡないしノードＤのすべてのノードと通信可能である。具体的には、たとえば、センタ端末ＣＴ１は、各ノード内のパケット交換機ＰＥＸと通信可能である。パケット交換機ＰＥＸは、センタ端末ＣＴ１と端末とを接続するように、パケットのフォワーディングを行なう。
【０１１９】
この第５の実施形態でも、各遅延測定手段ＤＤは、ある一定時間間隔で、別の遅延測定手段ＤＤに向けて、管理パケットを送出する。この管理パケットを受信した別の遅延測定手段ＤＤは、その管理パケットを送信元の遅延測定手段ＤＤに返送する。送信元の遅延測定手段ＤＤは、その管理パケットに書き込まれた送出時刻から、管理パケットの往復に要した遅延時間を求める。
【０１２０】
各遅延測定手段ＤＤはこうして、ネットワーク内に設定されているパス毎に、遅延時間を求める。そして、その値をパス毎に、閾値監視手段ＴＭ２に与える。
【０１２１】
閾値監視手段ＴＭ２は、基本的には第２の実施形態と同様に働く。すなわち閾値監視手段ＴＭ２は、与えられた遅延時間の値を、パス毎にあらかじめ与えられている閾値と比較する。この閾値は、新たなパスが設定される際、網管理センタＮＭＣが決定しているものである。閾値としては、遅延時間の最大値だけでなく、最小値を定めておくと有益である。
【０１２２】
閾値監視手段ＴＭ２は、ある光パスの遅延時間が最大値を越えた場合、その旨を網管理センタＮＭＣに通知する。同時に閾値監視手段ＴＭ２は、網管理センタＮＭＣに対して、たとえば「光パス上に輻輳が生じている」という報告を送る。この報告と同時に、網管理センタＮＭＣに対して、光パスの再配置を要求してもよい。逆に閾値監視手段ＴＭは、ある光パスの遅延時間が最小値を下回った場合、その旨を網管理センタＮＭＣに通知する。同時に閾値監視手段ＴＭ２は、網管理センタＮＭＣに対して、たとえば「光パス内のトラフィックが少ないようだから、いくつかの光パスを削除しても構わない」というリクエストを通知する。
【０１２３】
あるいは、閾値監視手段ＴＭ２は、ある光パスの遅延時間が予め定められた閾値から外れた場合、測定された閾値そのものを網管理センタＮＭＣに通知する。
【０１２４】
すなわち第５の実施形態では、遅延測定手段ＤＤおよび閾値監視手段ＴＭ２が設けられた端末が、自律的に遅延時間を監視している。そして、遅延時間が閾値から外れたとき、自律的に、その旨を網管理センタＮＭＣに通知するものである。
【０１２５】
網管理センタＮＭＣは、このようなリクエストに応じて、当該区間に新たな光パスを設定する。あるいは、すでに設定されている光パスを削除する。この動作は、第１の実施形態において説明したと同様に行なわれる。
【０１２６】
以下、第５の実施形態における光パスを設定する手順について、図１２を用いて説明する。なお図１２には、説明の簡単のため、網管理センタＮＭＣと、任意の１つのパケット交換機および光クロスコネクト装置のみを示す。
【０１２７】
図１２において、遅延時間測定手段ＤＤは、パス毎に、遅延時間を求める（ＳＰ５０１、ＳＰ５０２）。この遅延時間は、閾値監視手段ＴＭに与えられる（ＳＰ５０３）。
【０１２８】
閾値監視手段ＴＭ２は、与えられた遅延時間が閾値を越えていると判断すると、その旨の通知をセンタ端末ＣＴ１に送信する（ＳＰ５０４）。センタ端末ＣＴ１は、この通知を網管理センタＮＭＣに転送する（ＳＰ５０５）。
【０１２９】
網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、閾値監視手段ＴＭ２から通知された遅延時間を、トラフィック情報テーブルに記録する（ＳＰ５０６）。網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、さらに、トラフィック情報テーブルを更新した旨をパス配置アルゴリズムに通知する（ＳＰ５０７）。
【０１３０】
この通知を受けて、パス配置アルゴリズムは、光パス配置テーブルと、トラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ５０８〜ＳＰ５１１）、新たな光パスを決定する。パス配置アルゴリズムは、さらに、光パスを光クロスコネクトＯＸＣに通知して、新たな光パスを設定させる（ＳＰ５１２）。同時に、光パス配置テーブルの情報を更新する（ＳＰ５１３）。
【０１３１】
なお、この第５の実施形態も、センタ端末ＣＴ１を設けず、網管理センタＮＭＣが端末と直接、情報のやり取りを行うものであっても良い。さらに、第４の実施形態と同様、遅延時間測定手段および閾値監視手段は、端末内でなく、たとえばパケット交換機ＰＥＸ内に設けられていてもよい。
【０１３２】
以上のように、第５の実施形態によっても、ユーザーが通信開始に際して必要な帯域を特に申告せずとも、ネットワークが保有する資源で最大のスループットが達成されるように、光パスネットワークの最適化を図ることができる。これに加えて第５の実施形態では、ネットワークの状況がより早く網管理センタＮＭＣに届くため、光パスの再配置がより早く行われる。
【０１３３】
なお、上述した各実施形態では、網管理センタＮＭＣは各ノードと独立した場所に存在するように図示されている。さらに、網管理センタＮＭＣと各ノードとを接続する情報通信ネットワークは、ユーザーパケットが流れる光パスとは別ラインとして図示されている。しかし網管理センタＮＭＣは、いずれかのノードが、その機能を有していてもよい。また情報通信ネットワークは、ユーザーパケットが流れる光パスを用いて構築されていてもよい。
【０１３４】
また、この発明は、各端末は通信の開始時に必要な帯域を申告する網にも適用できる。このような網であっても、各ノードは、各端末から申告された帯域値の合計値を計算することができる。そして各ノードは、網管理センタからの問い合わせに応じて、あるいは帯域があらかじめ定められた閾値を超えた場合に自律的に、網管理センタに対して通知を行なう。網管理センタはこの通知に応じて、光パスの配置を動的に行なえばよい。
【０１３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、この発明によれば、通信帯域の変動に対応して最大のスループットが達成されるべく、最適な光パスを動的に設定するネットワークシステムを提供することができる。またそのようなネットワークシステムに適した通信ノードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のネットワーク内に設置される通信ノードの構成を示すブロック図である。
【図２】光クロスコネクトを用いたネットワークシステムの典型的な構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態のネットワークを示す図である。
【図４】第１の実施形態において、光パスを設定する手順を示した説明図である。
【図５】第２の実施形態のネットワーク内に設置される通信ノードの構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態において、光パスを設定する手順を示した説明図である。
【図７】第３の実施形態のネットワークを示す図である。
【図８】第３の実施形態において、光パスを設定する手順を示した説明図である。
【図９】第４の実施形態のネットワークを示す図である。
【図１０】第４の実施形態において、光パスを設定する手順を示した説明図である。
【図１１】第５の実施形態のネットワークを示す図である。
【図１２】第５の実施形態において、光パスを設定する手順を示した説明図である。
【符号の説明】
ＰＥＸ・・・・パケット交換機
ＰＳＷ・・・・パケットスイッチ
ＣＰＵ・・・・呼処理部
ＢＭ・・・・帯域管理部
ＤＣＵ・・・・情報通信手段
ＰＦＭ・・・・パケット流量監視手段
ＯＸＣ・・・・光クロスコネクト
ＩＦ・・・・インターフェイス
ＮＭＣ・・・・網管理センタ
ＴＭ１、ＴＭ２・・・・閾値監視手段
ＡＭ・・・・アプリケーション監視手段
ＤＤ・・・・遅延測定手段
ＣＴ１、ＣＴ２・・・・センタ端末
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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