(57)【要約】【課題】品質を考慮し、設定した波長パスが使用に耐えないものとなることを防ぐ波長パスの経路決定装置を提供する。【解決手段】経路決定装置は、ネットワーク内の各波長多重リンク及びその両端にある光ノードを示すトポロジ情報と、各波長多重リンクに含まれる波長の使用状態を示す波長状態情報と、各波長多重リンク及び各光ノードについて、通過する光信号の品質劣化の程度を示す品質決定情報と、により波長パスの経路を決定するものであり、トポロジ情報、波長状態情報及び品質決定情報に基づき、設定する波長パスの両端にある光ノード間を、未使用の同一波長により接続でき、かつ、品質劣化の程度が所定の閾値未満である経路から、設定する波長パスの経路を選択する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク内の各波長多重リンク及びその両端にある光ノードを示すトポロジ情報と、各波長多重リンクに含まれる波長の使用状態を示す波長状態情報と、各波長多重リンク及び各光ノードについて、通過する光信号の品質劣化の程度を示す品質決定情報と、により設定する波長パスの経路を決定する経路決定装置であって、
トポロジ情報及び波長状態情報に基づき、２つの光ノード間を接続する経路について、未使用の同一波長により接続可能か否かを判定する手段と、
トポロジ情報及び品質決定情報に基づき、２つの光ノード間を接続する経路について、品質劣化の程度を求め、品質劣化の程度が所定の閾値未満であるか否かを判定する手段と、
設定する波長パスの両端にある光ノード間を、未使用の同一波長により接続でき、かつ、品質劣化の程度が所定の閾値未満である経路から、設定する波長パスの経路を選択する手段と、
を備えている経路決定装置。
【請求項２】
品質決定情報は、光信号対雑音比、偏波モード分散、非線形シフト量のいずれか、又は、それらの組合せである請求項１に記載の経路決定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の経路決定装置と、
経路決定装置が決定した波長パスの経路上の各光ノードに、決定した経路の波長パスを設定するための制御信号を送信する制御装置と、
を備えている波長パス設定制御システム。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の経路決定装置として、コンピュータを機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長パスを設定する光ネットワークの制御技術に関し、より詳しくは、２つの光ノード間に設定する波長パスの経路を決定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、非特許文献１には、クロスコネクト装置を用い、ＶＣ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）４又はそれらのコンカチネーションを単位としたパス設定を行うネットワークが記載されている。非特許文献１によると、障害発生時には、ネットワーク制御装置が、障害を迂回するためのパス経路を決定し、各クロスコネクト装置を制御して迂回パスの設定を行っている。
【０００３】
【非特許文献１】Ａ．Ｄ’Ａｌｅｓｓａｎｄｒｏ  ｅｔ  ａｌ、“ＡＳＯＮ  ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍ  Ｉｔａｌｉａ  ｂａｃｋｂｏｎｅ  ｎｅｔｗｏｒｋ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００６年１０月１６日、Ｔｅｌｅｃｏｍ  Ｉｔａｌｉａ、［平成１９年０３月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｉｆｏｒｕｍ．ｃｏｍ／ｐｕｂｌｉｃ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／０６１０１６−Ｔｅｌｅｃｏｍ％２０Ｉｔａｌｉａ．ｐｄｆ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に記載の方法において、ある２つのノード間にＶＣ４パスを設定する必要が生じた場合、ネットワーク制御装置は、ＶＣ４の空き容量を持つリンクを抽出して、抽出したリンクにより当該２ノード間を接続する経路を求めることで、設定パスの経路決定を行う。
【０００５】
必要とする伝送帯域の更なる大容量化に伴い、波長多重システムにおける波長をパスの単位とし、必要に応じて波長パスを設定する光通信システムが検討されている。その様な光通信システムにおいて、波長パスを設定する際の経路決定に、非特許文献１に記載の方法を適用したとする。この場合、経路決定を行う装置は、波長多重リンク内の未使用である波長を抽出し、未使用波長のうち、同一波長のみを使用して波長パス終端点となる２ノード間を接続する経路を求めることになる。
【０００６】
しかしながら、非特許文献１でのネットワーク構成と異なり、波長パスを設定するネットワークにおいては、波長レベルでクロクコネクトが行われ、リンクごとに光−電気―光変換が行われないため、波長パスの品質が実際の使用に耐えないもの、つまり、受信端にて非常に高いエラーを観測することが生じ得る。
【０００７】
したがって、本発明は、上述した問題を解決し、波長パスの品質を考慮した経路決定を行う装置、波長パス設定制御システム及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における経路決定装置によれば、
ネットワーク内の各波長多重リンク及びその両端にある光ノードを示すトポロジ情報と、各波長多重リンクに含まれる波長の使用状態を示す波長状態情報と、各波長多重リンク及び各光ノードについて、通過する光信号の品質劣化の程度を示す品質決定情報と、により設定する波長パスの経路を決定する経路決定装置であって、トポロジ情報及び波長状態情報に基づき、２つの光ノード間を接続する経路について、未使用の同一波長により接続可能か否かを判定する手段と、トポロジ情報及び品質決定情報に基づき、２つの光ノード間を接続する経路について、品質劣化の程度を求め、品質劣化の程度が所定の閾値未満であるか否かを判定する手段と、設定する波長パスの両端にある光ノード間を、未使用の同一波長により接続でき、かつ、品質劣化の程度が所定の閾値未満である経路から、設定する波長パスの経路を選択する手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の経路決定装置における他の実施形態によれば、
品質決定情報は、光信号対雑音比、偏波モード分散、非線形シフト量のいずれか、又は、それらの組合せであることも好ましい。
【００１０】
本発明における波長パス設定制御システムによれば、
前記経路決定装置と、前記経路決定装置が決定した波長パスの経路上の各光ノードに、決定した経路の波長パスを設定するための制御信号を送信する制御装置とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明におけるプログラムによれば、前記経路決定装置として、コンピュータを機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
各光ノードと各波長多重リンクについて、通過する光信号が受ける品質劣化の程度を示す品質決定情報に基づき、光信号が経路全体で受ける品質劣化の程度を求め、品質劣化の程度が所定値未満のものから経路を決定することで、設定する波長パスの品質が使用に耐えないものとなることを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明による光通信システムの構成図である。図１において、符号１は、本発明による波長パス設定制御システム１であり、符号３は、波長パスを設定するネットワーク３であり、符号２は、ネットワーク３と接続し、ネットワーク３が設定する波長パスを利用する通信装置である。
【００１５】
ネットワーク３は、複数の光ノードを有しており、光ノード間は、１波以上の波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）リンクで接続されている。光ノードは、接続する各ＷＤＭリンク内の各波長のクロスコネクトを行う機能を備えており、波長パス設定制御システム１からの制御により、接続するＷＤＭリンクのうち、指定された２つのＷＤＭリンク内の指定された波長の接続又は切断処理を行う。
【００１６】
波長パス設定制御システム１は、波長パスの経路決定装置１１と、光ノードの制御装置１２と、ネットワークデータベース１３とを含んでいる。ネットワークデータベース１３は、ネットワーク３についての、トポロジ情報と、波長状態情報と、品質決定情報とを保持している。ここで、トポロジ情報とは、ネットワーク３内にある複数の光ノードがどの様に接続されているかを特定するための情報であり、各ＷＤＭリンクについて、含まれる波長と、両端にある光ノード及びインタフェースを特定する情報を含んでいる。なお、波長状態情報と品質決定情報については後述する。
【００１７】
経路決定装置１１は、新たな波長パスを設定する場合、トポロジ情報と、波長状態情報と、品質決定情報に基づき、その波長パスの経路を決定する。なお、設定する波長パスの両端となる光ノードは、制御装置１２から又は経路決定装置１１の入出力インタフェース経由で取得する。制御装置１２は、ネットワーク３内の各光ノードの制御機能を有し、経路決定装置１１が決定した経路の波長パスを設定するための制御信号を、波長パスの経路上の各光ノードに送信する。
【００１８】
図２は、本発明による経路決定装置の機能ブロック図である。図２によると、経路決定装置は、波長連続性判定部１１１と、品質判定部１１２と、選択部１１３と、制御装置１２及びネットワークデータベース１３との通信処理を行う通信部１１４とを備えている。
【００１９】
波長連続性判定部１１１は、トポロジ情報及び波長状態情報に基づき、与えられた２つの光ノード間を接続する経路について、未使用の同一波長により接続可能であるか否かを判定する。
【００２０】
図４は、図３に示す簡略化したネットワーク３に対する波長状態情報を示す図である。波長状態情報は、各ＷＤＭリンク内の波長のうち、新たな波長パスに使用できるものを特定するための情報であり、図４においては、ＷＤＭリンク４１のＣＨ（チャネル）１及び３が新たな波長パスに利用可能であり、ＷＤＭリンク４２のＣＨ２及び３が新たな波長パスに利用可能であることが示されている。なお、各ＣＨは、それぞれ、所定の波長に対応し、かつ、同じ番号のチャネルは同じ波長に対応しているものとする。
【００２１】
例えば、図３の構成に対応するトポロジ情報と、図４に示す波長状態情報がネットワークデータベース１３に格納されている状態において、光ノード３１から光ノード３２を経由して光ノード３３に至る経路が、波長連続性判定部１１１に与えられた場合、ＷＤＭリンク４１及びＷＤＭリンク４２のＣＨ３は共に未使用であるため、波長連続性判定部１１１は、未使用同一波長により接続可能と判定する。
【００２２】
品質判定部１１２は、トポロジ情報及び品質決定情報に基づき、与えられた２つの光ノード間を接続する経路について、品質劣化の程度を求め、品質劣化の程度が所定の閾値未満であるか否かを判定する。ここで、品質決定情報とは、ネットワーク内の各ＷＤＭリンク及び各光ノードについて、通過する光信号の品質劣化の程度を示す情報であり、本実施形態においては、光信号対雑音比情報、偏波モード分散情報及び非線形シフト情報を含んでいる。なお、本実施形態においては、波長分散補償がネットワーク２内にて行われることを前提とし、よって、波長分散情報を品質決定情報に含めていないが、波長分散補償をネットワーク２内において行わない場合には、波長分散情報も、品質決定情報として使用することが好ましい。更に、他の品質に関するパラメータを品質決定情報として使用することも可能である。以下に、本実施形態で使用する各情報の内容と、閾値による判定について説明する。
【００２３】
図５は、図３のネットワーク２に対する光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）情報を示す図である。ＯＳＮＲ情報は、各光ノードと、各ＷＤＭリンクについて、波長パスが、その光ノード又はＷＤＭリンクを通過することにより受ける信号対雑音比の悪化の程度を示す値であり、図５（ａ）は、各光ノードのＯＳＮＲ値を、図５（ｂ）は、各ＷＤＭリンクのＯＳＮＲ値を示している。なお、ＷＤＭリンクのＯＳＮＲ値は、光ファイバの伝搬損失、リンク長、リンクに含まれる光増幅器の数及び雑音指数等により計算される。品質判定部１１２は、ＯＳＮＲ情報から、与えられた経路の合計ＯＳＮＲ値を求め、予め設定されているＯＳＮＲ閾値未満であるか否かを判定する。
【００２４】
なお、合計ＯＳＮＲ値は、判定対象の経路に含まれる光ノードとＷＤＭリンクのＯＳＮＲ値に基づき計算される、与えられた経路全体でのＯＳＮＲ値であり、
合計ＯＳＮＲ値＝１０×ｌｏｇ（Ｘｔｏｔａｌ）
により求める。ここで、Ｘｔｏｔａｌは、図５に示すＯＳＮＲ情報で、図３に示す光ノード３１、３２、３３を経由する経路の場合、
【００２５】
【数１】
2008245225.tif 000003
となる。
【００２６】
図６は、図３のネットワーク２に対する偏波モード分散（ＰＭＤ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）情報を示す図である。ＰＭＤ情報は、各光ノードと、各ＷＤＭリンクについて、波長パスが、その光ノード又はＷＤＭリンクを通過することにより受ける光信号の時間領域における広がりの程度を示す値であり、図６（ａ）は、各光ノードのＰＭＤ値を、図６（ｂ）は、各ＷＤＭリンクのＰＭＤ値を示している。なお、ＷＤＭリンクのＰＭＤ値は、使用している光ファイバの偏波モード分散値とその距離により計算される。品質判定部１１２は、ＰＭＤ情報から、与えられた２つの光ノード間を接続する経路の合計ＰＭＤ値を求め、予め設定されているＰＭＤ閾値未満であるか否かを判定する。
【００２７】
なお、合計ＰＭＤ値は、与えられた経路に含まれる光ノードとＷＤＭリンクのＰＭＤ値に基づき計算される、与えられた経路全体でのＰＭＤ値であり、
合計ＰＭＤ値＝√（Ｙｔｏｔａｌ）
により求める。ここで、Ｙｔｏｔａｌは、図６に示すＰＭＤ情報で、図３に示す光ノード３１、３２、３３を経由する経路の場合、
Ｙｔｏｔａｌ＝Ｐ３１２＋Ｐ４１２＋Ｐ３２２＋Ｐ４２２＋Ｐ３３２
となる。
【００２８】
図７は、図３のネットワーク２に対する非線形シフト情報を示す図である。非線形シフト情報は、各ＷＤＭリンクについて、波長パスが、そのＷＤＭリンクを通過することによる受ける光信号の位相シフトの程度を示す値である。なお、光ノードを経由することにより生ずる非線形シフト量は、ＷＤＭリンクに対して無視できるほど小さいため、光ノードの非線形シフト量は省略することができる。品質判定部１１２は、非線形シフト情報から、与えらた２つの光ノード間を接続する経路の合計非線形シフト値を求め、予め設定されている非線形シフト閾値未満であるか否かを判定する。
【００２９】
なお、合計非線形シフト値は、与えられた経路に含まれるＷＤＭリンクの非線形シフト値に基づき計算される、与えられた経路全体での非線形シフト値であり、
合計非線形シフト値＝√（Ｚｔｏｔａｌ）
により求める。ここで、Ｚｔｏｔａｌは、図３に示す光ノード３１、３２、３３を経由する経路の場合、
Ｙｔｏｔａｌ＝ＮＬ４１２＋ＮＬ４２２
となる。
【００３０】
品質判定部１１２は、使用する品質決定情報が複数ある場合は、総ての情報について、それぞれの閾値による判定を行う。品質決定情報としては、本実施形態にて説明した通り、ＯＳＮＲ情報、ＰＭＤ情報及び非線形シフト情報の総てを使用することが好ましいが、ＯＳＮＲ情報のみや、ＯＳＮＲ情報及びＰＭＤ情報といった、これらの組合せを使用しても良い。
【００３１】
選択部１１３は、制御装置１２又は図示しない入出力部経由で、設定する波長パスの両端となる光ノードの指定を受けた場合、波長連続性判定部１１１及び品質判定部１１２による判定に基づき、設定する波長パスの両端にある光ノード間を、未使用の同一波長により接続でき、かつ、品質劣化の程度が予め設定された閾値未満である経路を特定し、これら経路から、設定する波長パスに使用する経路を１つ選択する。なお、使用する品質決定情報が複数ある場合において、品質劣化の程度が予め設定された閾値未満である経路とは、各情報について求められる経路の品質劣化の値が、総て、それぞれの閾値未満である経路を意味する。また、条件を満たす経路が複数ある場合には、経由する光ノード数が一番少ない経路を選択することが望ましい。
【００３２】
図８は、経路決定装置１１における波長パスの経路決定方法のフロー図である。まず、選択部１１３は、波長連続性判定部１１１を用いて、新たな波長パスを終端する光ノード間を、未使用同一波長で接続する総ての経路を検索する（Ｓ８１）。続いて、Ｓ８１で検索した経路から、Ｓ８３の処理を行っていない経路を１つ選択（Ｓ８２）し、品質判定部１１２を用いて、選択した経路が制約条件を満たすか否か、つまり、選択した経路の品質劣化度が所定の閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ８３）。ここで、制約条件を満たす、つまり閾値未満である場合には、選択した経路を経路候補に加え（Ｓ８４）、Ｓ８１で検索した経路総てについて、制約条件の判定を行った（Ｓ８５）場合には、経路候補から、実際に使用する経路を決定（Ｓ８６）し、制御装置１２に決定した経路と波長を通知（Ｓ８７）する。制御装置１２は、通知された経路上の各光ノードに対して、通知された波長の波長パスの設定制御を行う。
【００３３】
なお、上述したフロー図においては、まず、利用可能な同一波長で経路を検索し、検索した経路について品質を満たすか否かを判定しているが、先に、品質を満たす経路を検索し、検索した経路について利用可能な同一波長で接続できるか否かを判定しても良い。
【００３４】
なお、本発明による経路決定装置１１は、コンピュータを図２の各部として機能させるプログラムにより実現することができる。また、本発明による経路決定装置１１と制御装置１２を１つのコンピュータ上に実現することも好ましい。この場合、前記コンピュータで実行されるプログラムは、上述した経路決定装置１１及び制御装置１２としてコンピュータを機能させる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。更に、本発明は、ハードウェア及びソフトウェアの組合せによっても実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による光通信システムの構成図である。
【図２】本発明による経路決定装置の機能ブロック図である。
【図３】簡略化したネットワークを示す図である。
【図４】波長状態情報を示す図である。
【図５】光信号対雑音比情報を示す図である。
【図６】偏波モード分散情報を示す図である。
【図７】非線形シフト情報を示す図である。
【図８】経路決定装置における波長パスの経路決定方法のフロー図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  波長パス設定制御システム
１１  経路決定装置
１１１  波長連続性判定部
１１２  品質判定部
１１３  選択部
１１４  通信部
１２  制御装置
１３  ネットワークデータベース
２  通信装置
３  ネットワーク
３１、３２、３３  光ノード
４１、４２  ＷＤＭリンク
【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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