(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パケットスイッチング装置における光クロスコネクト機能を統合する方法であって、
リソース管理機構が、光パケットスイッチングマトリクスの入力ポートについて、特定の長さの時間についての、出力ポートの割り当てを受信するステップと、
前記リソース管理機構が、前記要求された出力ポートの利用可能性を決定するように、ポートの利用可能性データベースに問い合わせるステップであって、ポート利用可能性データベースは、光パケットスイッチングマトリクスのどの入力および出力が、現在使用されているか、およびそのような入力および出力が光クロスコネクトとして使用されているかを追跡するステップと、
利用可能な場合に、前記リソース管理機構が、前記要求された出力ポートを予約するステップと、
前記リソース管理機構が、前記入力ポートと前記予約された出力ポートとの間の光路についてのマッピング情報を、光スイッチ制御機構に伝送するステップと、
前記光スイッチ制御機構が、前記入力ポートと前記予約された出力ポートとの間に前記光路を生成するステップと、
前記光スイッチ制御機構が、前記光路が確立されたことを、リソース管理機構に通知するステップを有し、前記リソース管理機構が光コアルータとして、および光クロスコネクトとして機能し、前記リソース管理機構は、光コアルータとして機能している時に、光路が開いたままでいるべき特定の長さの時間についてのマッピング情報を光パケットスイッチングマトリクスに伝送する、方法。
【請求項２】
前記ポート利用可能性データベースが、前記要求された出力ポートが利用不可能であることを、ネットワークマネージャに通知するステップと、
前記光スイッチ制御機構が、前記光路が確立されていることを、前記ネットワークマネージャに通知するステップと、
前記リソース管理機構又は前記ネットワークマネージャが、前記光路が確立されたことを、光ネットワークの複数のネットワーク要素に通知するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ネットワークマネージャが、前記要求された出力ポートの割り当てを要求する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ネットワークマネージャが、前記光ネットワークを制御するソフトウェアプログラムである請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記リソース管理機構が、前記ポート利用可能性データベースに、前記要求された出力ポートの利用可能性を決定するように問い合わせる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記リソース管理機構が、前記要求された出力ポートを予約する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記リソース管理機構が、前記マッピング情報を、前記光スイッチ制御機構に伝送する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記光スイッチ制御機構が、前記光スイッチングマトリクスの前記入力ポートと前記予約された出力ポートとの間に、前記光路を生成する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記光スイッチ制御機構が、前記光路が確立されたことを、前記リソース管理機構に通知する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ポート利用可能性データベースが、前記要求された出力ポートが利用不可能であることを、前記ネットワークマネージャに通知する請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記リソース管理機構が、前記光路が確立されたことを、前記光ネットワークの複数のネットワーク要素に通知する請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記ネットワークマネージャが、前記光路が確立されたことを、前記光ネットワークの複数のネットワーク要素に通知する請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポート利用可能性データベースが、前記光スイッチングマトリクスのどの前記入力および出力ポートが予約されているかと、前記光スイッチングマトリクスのどの前記入力および出力ポートが空いているかとを追跡する請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記光クロスコネクト機能が、全光学の、固定長または可変長の同期または非同期パケットのスイッチング装置に統合されている請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に光ネットワークシステムに関し、より詳細には、光パケットスイッチング装置における光クロスコネクト（crossconnect）機能を統合するシステムと方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ネットワーク、特にインターネットを介したデータトラフィックは、過去数年間で劇的に増加した。また、この傾向は、さらに大きな帯域幅を必要とする新サービスの導入を伴って、続いていくと思われる。時間の経過と技術の進歩につれて、帯域に関する障害は、伝送とスイッチングの間を行き来し続けてきた。現在、伝送技術は、パケットを実質的にスイッチするルータが障害となっている水準にまで進歩した。波長分割多重（ＷＤＭ）の進歩は、この伝送障害の克服を可能にした。インターネットトラフィック量の増大のため、大伝送容量を備えたネットワーク、およびデータパケットを非常に速い速度でルーティングすることができる大容量ルータが必要となる。１つの選択肢は、全光学ルータの使用である。
【０００３】
光学部品技術の進歩は、電気的に制御される半導体光学増幅器（ＳＯＡ）などの光スイッチング要素が、ナノ秒反応領域でスイッチすることを可能にした。したがって、多くのＳＯＡで作られ、ルーティングプロトコル、および、リソース管理ソフトウェアまたはハードウェアによって制御されるスイッチングマトリクスは、全光学ルータが、固定長または可変長の同期または非同期パケットのスイッチング装置として動作することを可能にする。
【０００４】
バーストスイッチングと呼ばれる１つの手法は、光スイッチングと電気／ソフトウェア的ルータ技術とを最大限に利用することを試みている。バーストスイッチング技術を用いた全光学パケットスイッチング装置の実行が可能となっている。これは、このバーストスイッチングされたネットワークの入口と出口（エッジ）において、特別な機能を備えたルータなどの従来のパケットスイッチング装置を備えた、バーストスイッチングされるネットワークを作り出す。エッジパケットスイッチング装置によって果たされる、この特別な機能は、複数のパケットを１つのペイロードに組み立てることで、それをバーストとしてバーストスイッチングネットワークに転送する。同様に、装置は、入ってくるバーストペイロード内のパケットを分解し、それらを、バーストスイッチされたネットワークの外部の従来のパケットとして転送する。バーストをペイロードに組み立てるプロセスを行なっている時、装置は、ペイロードに組み立てられたすべてのパケットが通過しなければならない適切な全光学パケットスイッチへあるヘッダを既に転送している。このヘッダは、コンテンツ、到着ポートと宛先ポート、バーストペイロードの長さ、その他についての情報を含んでいる。この全光学パケットスイッチング装置は、正しい出口ポートへスイッチするため、既に知られている時間間隔の間続く対応ペイロードを許容するために、このヘッダを受信し、電子的処理し、スイッチングマトリクスを時間間隔に対して準備した状態にしておく。
【０００５】
この一方、光クロスコネクトはパケットに限定されない。これらは、入力ポートと出力ポートに接続された装置間の光路の確立を支援するために、入力ポートと出力ポートの間に相互接続を構成する装置である。これらは、これらを通過するパケットを検査せず、個々のパケットをスイッチすることもない。光クロスコネクトは、２つの回線スイッチング装置またはパケットスイッチング装置の間の安定した光路を確立するために、主に利用される。これらは、この接続性を確立するために、光スイッチングマトリクスも用いる。現在、光パケットスイッチング装置と光クロスコネクトは、相互接続のための考えうる相互動作可能なポートを備えた、分離されたスイッチングハードウェアおよびソフトウェアを有する物理的に２つに分離されたシステムである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、データのスイッチングに使用される、以前に開発された光ネットワークに関連する欠点および問題を実質的に排除または軽減する光ネットワークを提供する。
【０００７】
詳しくは、本発明は、光クロスコネクト機能を、光パケットスイッチング装置に統合する方法を提供する。光クロスコネクト機能を光パケットスイッチング装置に統合するために、ネットワークマネージャは、まず、光スイッチングマトリクスにおける入力ポートについての出力ポートの割り当てについて、リソース管理機構に要求を伝送することから開始する。次いで、このリソース管理機構は、要求された出力ポートの利用可能性を決定するように、ポート利用可能性データベースに問い合わせを行なう。出力ポートが利用可能な場合、このリソース管理機構は、この要求された出力ポートを予約する。次いで、リソース管理機構は、入力ポートと予約された出力ポートの間の出力経路についてのマッピング情報を、光スイッチ制御機構へ伝送する。次いでこの光スイッチ制御機構は、前記入力ポートと予約された出力ポートの間に光路を生成する。続いて、この光スイッチ制御機構は、この光路が確立されていることを、リソース管理機構に通知する。
【０００８】
本発明は、光クロスコネクトとパケットスイッチング機能を、単一の光パケットスイッチング装置に統合する方法を提供することによって、重要な技術的利点を提供する。したがって、構成部品の数と費用が削減される。
【０００９】
本発明は、固定長または可変長の同期または非同期光パケットに対して動作する光クロスコネクト機能を備えた光パケットスイッチング装置を提供することによって、もう１つの技術的利点を提供する。
【００１０】
同じ参照番号が同じ構成部分を示す添付図面を参考にして、以下の説明を読むと、本発明およびその利点がより完全に理解される。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態が図示されており、各図面の同じ番号は、同じまたは対応する部分を示す。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
ネットワークマネージャは、光スイッチングマトリクスにおける入力ポートについての出力ポートの割り当てについて、リソース管理機構に要求を伝送することによって、光パケットスイッチング装置における光クロスコネクト機能を統合することから開始する。次いで、このリソース管理機構は、要求された出力ポートの利用可能性を決定するように、ポート利用可能性データベースを問い合わせる。出力ポートが利用可能な場合、リソース管理機構は、要求された出力ポートを予約する。次いで、リソース管理機構は、入力ポートと予約された出力ポートとの間の光路についてのマッピング情報を、光スイッチ制御機構に伝送する。次いで、光スイッチ制御機構は、前記入力ポートと予約された出力ポートとの間に光路を生成する。最終的に、光スイッチ制御機構は、光路が確立されていることを、リソース管理機構に通知する。この予約された入力および出力ポートは、それらがルータにとって利用可能とされるまで、この機構の光ルータ部分については利用可能とならない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、光学的にリンクされたネットワーク１００の一例を示す図である。この光学的にリンクされたネットワーク１００は、多重電子入口エッジルータ１０５、多重光コアルータ１１０、多重電子出口エッジルータ１１５、および、多重光リンク１２０を含む。この光リンク１２０は、多重電子入口エッジルータ１０５、光コアルータ１１０、および、電子出口エッジルータ１１５を一緒に接続する。この電子入口エッジルータ１０５と電子出口エッジルータ１１５は、光学的にリンクされたネットワーク１００と従来の電子ルータの間のレガシーインターフェイスとして機能する。光コアルータ１１０は、パケットスイッチング装置として機能する。各光コアルータ１１０は、これを通過する各パケットを検査し、パケットをパケットの適切な伝達先へ振り分ける。
【００１４】
いくつかの例では、各光コアルータ１１０が、これを通過するすべてのパケットを検査し、処理する必要はない。例えば、図２に示すように、データパケットは、通常、第３の光コアルータに到着するために、第２の光コアルータを通過しなければならない。第１の光コアルータで発生したパケットの８０％が、第３の光コアルータを到達点として持つ場合、この同じ８０％のパケットについては、第２の光コアルータにおいて検査され、処理される必要はない。光クロスコネクト２１０は、第２の光コアルータ周辺のトラフィックの同じ８０％を振り分けるため、第２の光コアルータより上に設置してもよい。第２の光コアルータの周辺で、第２のコアルータによって処理される必要のないパケットトラフィックの８０％を振り分けることは、パケットを処理するために活性化されている必要がある光ファイバの数を効果的に削減する。図２は、光クロスコネクト２１０と光コアルータ１１０が、第２の光コアルータの周辺のトラフィックを振り分けるため、現在、どのようにして一緒に機能するかを示した拡大図２０５も示す図である。図２の拡大図２０５に示すように、クロスコネクト（ＯＸＣ）２１０と光コアルータ１１０は、２つの分離した装置である。光リンク１２０は、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２２０に入り、光クロスコネクト２１０と光コアルータ１１０の双方に入っていく多重光ファイバ回線に分割される。光コアルータ１１０で処理される必要のないすべてのパケットは、光ファイバ回線２２５を介したクロスコネクトを介して振り分けられることができ、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２１５で多重化／多重解除されることができ、また、光リンク１２０上の第３の光コアルータに伝送されることができる。
【００１５】
従来の解決方法は、光クロスコネクトと光コアルータの自分のスイッチングマトリクス、管理ソフトウェア、電源、および、内蔵光アンプを有するべく、光クロスコネクトと光コアルータの双方を必要とする。図３は、自分の管理ソフトウェア３０５、スイッチコントローラ３１０、および、光スイッチングマトリクス３１５を有する光コアルータ１１０を示す図である。バーストヘッダ３２０は、制御チャネル３２５を介して光コアルータ１１０に入る。管理ソフトウェア３０５は、バーストヘッダ３２０内のマッピング情報を電子に処理し、そのマッピング情報を、スイッチコントローラ３１０に伝送する。次いで、このスイッチコントローラ３１０は、このマッピング情報を光スイッチングマトリクス３１５に伝送する。希望の入力および出力ポートの間でのバーストペイロード３３０の通過を可能にするために、特定の長さの時間だけ要求されている、いずれかの２つのポートの間にある光スイッチングマトリクス３１５のスイッチされた光路を確立するよう、このマッピング情報はスイッチコントローラ３１０に指示する。
【００１６】
一つのより良い解決方法は、光クロスコネクト、および、ただ１つの光スイッチングマトリクスと１つの統合された管理ソフトウェアプログラムを備えた光ルータとして機能する光パケットスイッチング装置を有することである。この案を図４に示す。図４は、統合された光クロスコネクト／光コアルータ４１５を有する光パケットスイッチング装置４００を示す図である。この統合された光クロスコネクト／光コアルータ４１５は、１つの管理ソフトウェアプログラム４０５と１つの光スイッチ制御機構４１０とによって制御される。さらに、この光クロスコネクト／光コアルータ４１５は、ただ１つの光スイッチングマトリクス３１５を使用する。
【００１７】
図５は、光クロスコネクトと光パケットスイッチング機能を単一の光パケットスイッチングマトリクスに統合する光パケットスイッチング装置４００の機能的ダイヤグラムの一例を示す図である。この光パケットスイッチング装置４００は、ネットワークマネージャ５０５、リソース管理機構４０５、ポート利用可能性データベース５２０、光スイッチ制御機構４１０、および、光スイッチングマトリクス５２５を含む。このリソース管理機構４０５は、ソフトウェアコンピュータープログラムまたはハードウェア装置のいずれでもよい。さらに、リソース管理機構４０５は、光コアルータ１１０、スイッチ５１５、または、光クロスコネクト（ＯＸＣ）２１０として機能してもよい。
【００１８】
リソース管理機構４０５がルータとして機能している時、これは、光スイッチングマトリクス５２５の入力ポートから出力ポートへの光路をどのようにしてマップするかについて、詳細なマッピング情報をスイッチ制御機構４１０に伝送する。この光路は、特定のバーストペイロード３３０が、光スイッチングマトリクス５２５を介して、その適切な到達点へスイッチされることを可能にする。マッピング情報は、同様に、光路がどのくらいの時間開いたままでいるべきかも含んでいる。ほとんどの場合、リソース管理機構４０５が光コアルータ１１０として機能している時、光路は、光スイッチングマトリクス５１５を介して特定のバーストペイロード３３０をスイッチするために必要なだけの時間についてのみ、開いたままになっている。しかし、大量のパケットを処理する必要はなく、特定の光コアルータ１１０を通過させる必要だけがある状況では、リソース管理機構４０５は、光クロスコネクト２１０としても機能してよい。
【００１９】
図６は、光パケットスイッチング装置４００のクロスコネクト機能を可能にする一連のステップを示す図である。この光パケットスイッチング装置４００は、すべての光パケットスイッチング装置、または、固定長または可変長の同期光パケットスイッチング装置でもよい。ステップ６０５では、ネットワークマネージャ５０５は、まず、光パケットスイッチングマトリクス５２５における特定の入力ポートについての出力ポートの割り当てについて、リソース管理機構４０５に要求を伝送することから開始する。このネットワークマネージャ５０５は、ソフトウェアプログラムまたは光ネットワーク１００を制御する人間のいずれでもよい。次いで、リソース管理機構４０５は、ステップ６１０において要求された出力ポートの利用可能性を決定するように、ポート利用可能性データベース５２０に問い合わせを行なう。ポート利用可能性データベースは、どの光パケットスイッチングマトリクスの入力および出力が、現在使用されているか、どの入力および出力ポートが光クロスコネクトとして使用されているか、および、どの入力および出力ポートが空いているかを追跡する。要求された出力ポートが利用可能であれば、ポート利用可能性データベース５２０は、マッピング情報をリソース管理機構４０５に伝送し戻し、リソース管理機構４０５は、ステップ６１５において出力ポートを予約する。
【００２０】
出力ポートを予約した後、リソース管理機構４０５は、光スイッチングマトリクスの入力および出力マッピング情報を、ステップ６２０において光スイッチ制御機構４１０に伝送する。次いで、光スイッチ制御機構４１０は、ステップ６２５において光スイッチングマトリクス入力と出力ポートの間に光路を生成する。次いで、光スイッチ制御機構４１０は、ステップ６３０において光路が確立されたことを、リソース管理機構４０５とネットワークマネージャ５０５に通知する。最終的に、リソース管理機構４０５またはネットワークマネージャ５０５は、ステップ６３５において光路が確立されたことを、光ネットワークシステム１００の他のネットワーク要素に選択的に通知してもよい。しかし、要求された出力ポートが利用可能でなければ、ポート利用可能性データベース５２０は、その情報を、リソース管理機構とネットワークマネージャに伝送する。次いで、ネットワークマネージャは、別の出力ポートの利用可能性について調べてもよい。
【００２１】
図７は、光パケットスイッチング装置４００のクロスコネクト機能を使用不能にする一連のステップを示す流れ図である。ステップ７０５において、ネットワークマネージャ５０５は、まず、光パケットスイッチングマトリクス５２５内の入力ポートから出力ポートへの光路を閉鎖するよう、リソース管理機構４０５に要求を伝送することから開始する。次いで、リソース管理機構４０５は、ステップ７１０において、光路の入力および出力ポートを解放するよう、スイッチ制御機構４１０に閉鎖要求を伝送する。次いで、スイッチ制御機構４１０は、ステップ７１５において、光パケットスイッチングマトリクスの入力と出力ポートとの間の光路を閉鎖する。次いで、スイッチ制御機構４１０は、ステップ７２０において、光パケットスイッチングマトリクスの入力および出力ポートが空いていることを、リソース管理機構４０５とネットワークマネージャ５０５に通知する。次いで、リソース管理機構４０５またはネットワークマネージャ５０５は、ステップ７２５において入力および出力ポートが現在空いていることで、ポート利用可能性データベース５２０を更新する。最終的に、リソース管理機構４０５またはネットワークマネージャ５０５は、ステップ７３０において光路が使用不能になったことを、光ネットワークシステム１００の他のネットワーク要素に選択的に通知する。
【００２２】
まとめると、光クロスコネクト機能を光パケットスイッチング装置に統合するために、ネットワークマネージャは、まず、光スイッチングマトリクスにおける入力ポートについての出力ポートの割り当てについて、リソース管理機構に要求を伝送することから開始する。次いで、リソース管理機構は、要求された出力ポートの利用可能性を決定するように、ポート利用可能性データベースに問い合わせる。出力ポートが利用可能であれば、リソース管理機構は、要求された出力ポートを予約する。次いで、リソース管理機構は、入力ポートと予約された出力ポートの間の光路についてのマッピング情報を、光スイッチ制御機構に伝送する。次いで、この光スイッチ制御機構は、前記入力ポートと予約された出力ポートの間の光路を生成する。次いで、光スイッチ制御機構は、光路が確立されたことを、リソース管理機構に通知する。
【００２３】
本発明は詳細にわたり説明されたが、請求範囲に記載された本発明の本旨および範囲から逸脱することなく、本発明には様々な変更、代用、改変が加えられることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学的にリンクされたネットワーク１００の一例を示す図である。
【図２】光クロスコネクトと光パケットスイッチング機能を光学的にリンクされたネットワークに提供する現在の方法を示す従来技術を示す図である。
【図３】自身の管理ソフトウェア、スイッチコントローラ３１０、および、光スイッチングマトリクスを有する光コアルータを示す図である。
【図４】統合された光クロスコネクトおよび光パケットスイッチング機能を有する光パケットスイッチング装置の一例を示す図である。
【図５】光パケットスイッチング装置の機能ダイヤグラムの一例を示す図である。
【図６】光パケットスイッチング装置のクロスコネクト機能を使用可能にする一連のステップを示す流れ図である。
【図７】光パケットスイッチング装置４００のクロスコネクト機能を使用不能にする一連のステップを示す流れ図である。
【符号の説明】
１００  ネットワーク
１０５  多重電子入口エッジルータ
１１０  多重光コアルータ
１１５  多重電子出口エッジルータ
１２０  多重光リンク
２０５  拡大図
２１０  光クロスコネクト
２１５、２２０  マルチプレクサ／デマルチプレクサ
２２５  光ファイバ回線
３０５  管理ソフトウェア
３１０  スイッチコントローラ
３１５  光スイッチングマトリクス
３２０  バーストヘッダ
３２５  制御チャネル
４００  光パケットスイッチング装置
４０５  リソース管理機構
４１０  光スイッチ制御機構
４１５  光クロスコネクト／光コアルータ
５０５  ネットワークマネージャ
５１５  スイッチ
５２０  ポート利用可能性データベース
５２５  光スイッチングマトリクス
【図１】
0004806130.tif 000002
【図２】
0004806130.tif 000003
【図３】
0004806130.tif 000004
【図４】
0004806130.tif 000005
【図５】
0004806130.tif 000006
【図６】
0004806130.tif 000007
【図７】
0004806130.tif 000008