(57)【要約】光通信ネットワーク内の回線保護技術は、非常に重要である。最新の光通信ネットワークが使用するような回線保護方式の代わりに、ネットワークセットアップ中に、望ましい現用および保護経路を割り当てる経路保護技術を利用する。通常動作中、現用経路のみがネットワークエレメントのスイッチファブリック内に構成され、保護経路は構成されない状態のままにされる。保護経路は、現用経路のネットワークエレメント内のルーティングテーブルに保護エントリを追加させて割り当てられる。現用経路で障害の徴候が検出されると、障害を検出するネットワークエレメントは、ルーティングテーブル内の保護エントリを検索して、データトラフィックを予め割り当てられた保護経路にスイッチングするのに必要な保護スイッチング修正を決定し、スイッチファブリック内で要求された変更を実行し、データトラフィックのパスオーバーヘッド内にスイッチング命令を入力することにより、これらの命令が、すべての要求されたネットワークエレメントに転送される。保護経路を予め割り当てるこのようなプロセスにより、ＢＬＳＲデザインのような回線スイッチング保護と同様のスイッチング速度が可能になるとともに、保護帯域幅の点での効率性も高まる。
2004504790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワークの現用経路内に連結されるように配設されたネットワークエレメントであって、
前記現用経路内のオプティカルキャリア（ＯＣ）リンクに連結されるように配設された第１および第２のポートを含む複数のポートと、
前記複数のポートに接続され、第１および第２のポートを連結して第１および第２のポートの一方で受信したデータトラフィックが他方のポートで出力されるように構成されたスイッチファブリックと、
前記スイッチファブリックに接続され、前記現用経路内での障害をモニタするように動作し、前記現用経路に障害が検出されると、障害に対応する保護スイッチングデータを決定して、前記第１および第２のポートの少なくとも１つから出力されるデータトラフィック内に保護スイッチングデータを挿入するように動作する制御ユニットと
を含むネットワークエレメント。
【請求項２】
前記データトラフィックは、複数のデータユニットを含み、各データユニットは、少なくとも１つの保護バイトをさらに含むパスオーバーヘッドを含み、
前記データトラフィック内に保護スイッチングデータを挿入するために、前記制御ユニットは、少なくとも１つの保護バイト内に保護スイッチングデータを挿入する請求項１に記載のネットワークエレメント。
【請求項３】
前記データユニットの各々は、同期転送信号レベル１（ＳＴＳ−１）を含み、前記少なくとも１つの保護バイトは、前記各ＳＴＳ−１のパスオーバーヘッド内に規定されたＺ３およびＺ４バイトの少なくとも一方を含む請求項２に記載のネットワークエレメント。
【請求項４】
少なくとも１つの保護エントリを含むルーティングテーブルをさらに含み、
前記制御ユニットは、障害に対応する保護スイッチングデータを決定するために、現用経路内の障害に対応するルーティングテーブル内にある保護エントリを検索するように動作し、前記保護エントリは保護スイッチングデータを含む請求項１に記載のネットワークエレメント。
【請求項５】
前記保護スイッチングデータは、データトラフィックの保護経路に関連したネットワークエレメント内のスイッチファブリックに対して複数のスイッチング命令を含む請求項１に記載のネットワークエレメント。
【請求項６】
前記複数のポートは、保護経路ＯＣリンクに連結されるように配設された第３のポートをさらに含み、
前記保護スイッチングデータ内の前記スイッチング命令は、第１および第３のポートが連結されるように前記スイッチファブリックを再構成させ、
現用経路内に障害が検出されれば、前記制御ユニットは、対応するスイッチング命令に従って前記スイッチファブリックを再構成するように動作する請求項５に記載のネットワークエレメント。
【請求項７】
前記データトラフィックは、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）標準により規定される請求項１に記載のネットワークエレメント。
【請求項８】
前記データトラフィックは、同期ディジタルヒエラルキー（ＳＤＨ）標準により規定される請求項１に記載のネットワークエレメント。
【請求項９】
光ネットワークの保護経路内に割り当てられるように配設されたネットワークエレメントであって、
複数のポートと、
前記ポートのそれぞれに接続されたスイッチファブリックと、
前記スイッチファブリックに接続され、前記ポートの１つで受信したデータトラフィック内の保護スイッチングデータの変化をモニタするように動作し、前記保護スイッチングデータが変化すれば、前記保護スイッチングデータ内の任意のスイッチング命令が前記ネットワークエレメントに関係するか否かを決定するために保護スイッチングデータを処理するように動作し、前記スイッチング命令の少なくとも１つがネットワークエレメントに関係すれば、ネットワークエレメントが前記光ネットワークの保護経路内に構成されるように、前記ネットワークエレメントに関連するスイッチング命令に応じて前記スイッチファブリックを再構成するように動作する制御ユニットと
を含むネットワークエレメント。
【請求項１０】
前記データトラフィックは、複数のデータユニットを含み、各データユニットは、少なくとも１つの保護バイトをさらに含むパスオーバーヘッドを含み、
前記データトラフィック内の保護スイッチングデータは、少なくとも１つの保護バイト内に位置する請求項９に記載のネットワークエレメント。
【請求項１１】
前記データユニットの各々は、同期転送信号レベル１（ＳＴＳ−１）を含み、前記少なくとも１つの保護バイトは、前記各ＳＴＳ−１のパスオーバーヘッド内に規定されたＺ３およびＺ４バイトの少なくとも一方を含む請求項１０に記載のネットワークエレメント。
【請求項１２】
前記複数のポートは、前記現用経路内のオプティカルキャリア（ＯＣ）リンクに連結されるように配設された第１および第２のポートを含み、
前記スイッチファブリックは、第１および第２のポートの一方で受信されたデータトラフィックが他方で出力されるように、前記第１および第２のポートを連結するように構成され、
前記制御ユニットは、現用経路内に障害をモニタするようにさらに動作し、現用経路に障害が検出されれば、障害に対応する保護スイッチングデータを決定し、第１および第２のポートの少なくとも１つから出力されたデータトラフィック内に保護スイッチングデータを挿入するように動作する請求項９に記載のネットワークエレメント。
【請求項１３】
少なくとも１つの保護エントリを含むルーティングテーブルをさらに含み、
前記障害に対応する保護スイッチングデータを決定するために、前記制御ユニットは、現用経路内の障害に対応するルーティングテーブル内の保護エントリを検索するように動作し、前記保護エントリは、保護スイッチングデータを含む請求項１２に記載のネットワークエレメント。
【請求項１４】
前記データトラフィックは、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）標準により規定される請求項９に記載のネットワークエレメント。
【請求項１５】
前記データトラフィックは、同期ディジタルヒエラルキー（ＳＤＨ）標準により規定される請求項９に記載のネットワークエレメント。
【請求項１６】
ネットワークエレメントおよびオプティカルキャリア（ＯＣ）リンクの光通信ネットワークを確立する方法であって、
ＯＣリンクの第１のセットを介して、第１の経路終端ネットワークエレメントと第２の経路終端ネットワークエレメントとの間にデータトラフィックの現用経路を構成し、
ＯＣリンクの第２のセットを介して、第１のネットワークエレメントと第２のネットワークエレメントとの間にデータトラフィックの少なくとも１つの保護経路を割り当て、
前記少なくとも１つの保護経路の割り当てにおいて、現用経路内に障害を検出できるネットワークエレメント内のルーティングテーブルに保護エントリを挿入し、
前記保護エントリは、第１のネットワークエレメントと第２のネットワークエレメントとの間に保護経路を構成するのに必要なスイッチファブリック修正を示す保護スイッチングデータを含む方法。
【請求項１７】
前記データトラフィックの現用経路の構成において、現用経路を介してデータトラフィックを伝送するために、複数のネットワークエレメント内のスイッチファブリックを構成することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記データトラフィックの現用経路の構成において、データトラフィックが第１のＯＣリンクセットを進むための帯域幅を確保することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記データトラフィックの少なくとも１つの保護経路の割り当てにおいて、データトラフィックが第２のＯＣリンクセットを進むための帯域幅を確保することをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記データトラフィックの少なくとも１つの保護経路の割り当てにおいて、複数の対応するＯＣリンクセットを介して、第１のネットワークエレメントから第２のネットワークエレメントへデータトラフィックの複数の保護経路を割り当てることを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
予め構成された現用経路内に障害が発生している間、光ネットワーク内に予め割り当てられた保護経路を構成する方法であって、
予め構成された現用経路内の障害の徴候をモニタし、
現用経路内に障害の徴候が検出されれば、
障害に対応する保護スイッチングデータを決定し、
保護経路のネットワークエレメントにデータトラフィック内の保護スイッチングデータを転送し、
再構成を必要とするネットワークエレメントのそれぞれで保護スイッチングデータを処理することにより、それらに対応するスイッチファブリックが再構成される方法。
【請求項２２】
前記データトラフィックは、複数のデータユニットを含み、各データユニットは、少なくとも１つの保護バイトをさらに含むパスオーバーヘッドを含み、
前記データトラフィック内の保護スイッチングデータの転送において、前記パスオーバーヘッドの少なくとも１つの保護バイト内に保護スイッチングデータを挿入し、データトラフィックを送信する請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
データユニットの各々は、同期転送信号レベル１（ＳＴＳ−１）を含み、前記少なくとも１つの保護バイトは、各ＳＴＳ−１のパスオーバーヘッド内に規定されたＺ３およびＺ４バイトの少なくとも一方を含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記障害に対応する保護スイッチングデータの決定において、障害の徴候に対応するルーティングテーブル内の保護エントリを検索し、前記保護エントリは、保護スイッチングデータを含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記保護スイッチングデータは、スイッチングを要求する保護経路のネットワークエレメントに対して複数のスイッチング命令を含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
オプティカルキャリア（ＯＣ）リンクと連結されたネットワークエレメントの光通信ネットワークであって、
第１および第２の経路終端ネットワークエレメントの間でデータトラフィックを伝送するように構成されたＯＣリンクおよびネットワークエレメントからなる第１のセットを含む現用経路と、
現用経路に障害が検出されれば、第１および第２の経路終端ネットワークエレメントの間でデータトラフィックを伝送するように割り当てられたＯＣリンクおよびネットワークエレメントからなる第２のセットを含む少なくとも１つの保護経路とを含み、
前記現用経路のネットワークエレメント内のルーティングテーブルが、保護経路を構成するように保護経路のネットワークエレメントに適用されなければならないスイッチング命令を出す保護エントリを含む光通信ネットワーク。
【請求項２７】
現用経路内で障害が発生すれば、前記第１のセットのネットワークエレメントの少なくとも１つが、障害を検出し、ルーティングテーブル内の対応する保護エントリを検索することにより保護スイッチングデータを決定し、スイッチング命令を含む決定された保護スイッチングデータをデータトラフィックに挿入するように動作する請求項２６に記載のネットワーク。
【請求項２８】
前記データトラフィックは、複数のデータユニットを含み、各データユニットは、少なくとも１つの保護バイトをさらに含むパスオーバーヘッドを含み、
決定された保護スイッチングデータをデータトラフィックに挿入するために、特定のネットワークエレメントが、少なくとも１つの保護バイト内に保護スイッチングデータを挿入するように動作する請求項２６に記載のネットワーク。
【請求項２９】
前記データユニットの各々は、同期転送信号レベル１（ＳＴＳ−１）を含み、前記少なくとも１つの保護バイトは、各ＳＴＳ−１のパスオーバーヘッド内に規定されるＺ３およびＺ４バイトの少なくとも一方を含む請求項２８に記載のネットワーク。
【請求項３０】
前記第１のセット内のネットワークエレメントの各々は、現用経路を介してデータトラフィックを伝送するように構成されたスイッチファブリックを含む請求項２６に記載のネットワーク。
【請求項３１】
前記第１のセット内のＯＣリンクの各々は、データトラフィックが現用経路を進むために確保された帯域幅を含む請求項２６に記載のネットワーク。
【請求項３２】
前記第２のセットのＯＣリンクの各々は、データトラフィックが保護経路を進むために確保された帯域幅を含む請求項２６に記載のネットワーク。
【請求項３３】
前記第１のセットのネットワークエレメントの少なくとも１つは、第２のセット内にある請求項２６に記載のネットワーク。
【請求項３４】
前記データトラフィックは、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）標準により規定される請求項２６に記載のネットワーク。
【請求項３５】
前記データトラフィックは、同期ディジタルヒエラルキー（ＳＤＨ）標準により規定される請求項２６に記載のネットワーク。
【請求項３６】
光ネットワークの現用経路内に連結されるように配設されたネットワークエレメントであって、
現用経路内の障害をモニタするための手段と、
現用経路に障害が検出されれば、障害に対応する保護スイッチングデータを決定するための手段と、
データトラフィック内に決定された保護スイッチングデータを挿入するための手段と、
決定された保護スイッチングデータを挿入したデータトラフィックを出力するための手段とを含むネットワークエレメント。
【請求項３７】
光ネットワークの保護経路内に割り当てられるように配設されたネットワークエレメントであって、
データトラフィックを受信するための手段と、
受信されたデータトラフィック内の保護スイッチングデータの変化をモニタするための手段と、
保護スイッチングデータが変化した場合に、保護スイッチングデータを処理するための手段とを含み、
前記保護スイッチングデータを処理するための手段は、保護スイッチングデータがネットワークエレメントに関係するスイッチング命令を含む場合、ネットワークエレメントを再構成するための手段を含むネットワークエレメント。
【請求項３８】
トランスポートオーバーヘッドと、
パスオーバーヘッドおよびペイロードを含む同期ペイロードエンベロープ（ＳＰＥ）とを含み、
前記パスオーバーヘッド内に保護スイッチングデータが挿入されるデータフレーム。
【請求項３９】
前記保護スイッチングデータは、パスオーバーヘッド内のＺ３およびＺ４バイトの少なくとも１つに挿入される請求項３８に記載のデータフレーム。
【請求項４０】
前記データフレームは、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）フレームである請求項３８に記載のデータフレーム。
【請求項４１】
前記データフレームは、同期ディジタルヒエラルキー（ＳＤＨ）フレームである請求項３８に記載のデータフレーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般的に、光通信に関し、さらに詳しく言えば、光通信を保護するために使用される装置および方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
現代社会において、光通信システムは、非常に重要なものとなっている。このように重要性が増すにつれ、高い信頼性と信号品質を維持するための光通信インフラストラクチャが必要とされる。これらの高い基準を作り出すために、多くの技術が提供されてきた。通信ネットワークの完全性を維持するための非常に成功し普及した方法の一つは、時間的な問題はあるが、回線保護を使用することである。
【０００３】
光通信ネットワーク内の回線保護に係る基本原則は、通信リンクごとに、帯域幅と機能性との両方で物理的に同一のものである現用および保護チャネルを作ることである。通常動作において、いずれのチャネルにも障害の徴候がない場合、通信経路は、現用チャネルを介するように選択される。回線保護を使用することにより、現用チャネルに関して問題が生じたとき、現用チャネルを通過する通信を保護チャネルに転送して、実際の情報伝達に与える妨害を最小限に抑えることができる。使用する光ファイバケーブル（以下、オプティカルキャリア（ＯＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃａｒｒｉｅｒ）リンクと呼ぶ）の数と、要求される保護レベルとの間の妥協点を一般的に見出す回線保護システムには、多数のさまざまな形態がある。
【０００４】
回線保護の最も簡単なタイプの１つは、図１Ａに示されているように、１：１の線型保護方式であり、この場合、２つのネットワークエレメント（ＮＥ：Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）間の各現用チャネルは、それと並列に設けられた対応する保護チャネルを有する。これらの現用および保護チャネルは、好ましくは、図１Ａに示されているように、別々のリンク内のものであるが、単一のＯＣリンク内のものであってよい。現用および保護チャネルを２つのＯＣリンクに別々にすることにより、現用チャネルを含むＯＣリンクが使用不可になった場合、通信用の代替ルートを確保できる。現用および保護チャネル用に別々のリンクを有する欠点は、光通信ネットワークにさらなるＯＣリンクを追加した場合に生じる多大なコストである。
【０００５】
回線保護のいくつかの形態において、ＮＥ間にある多数の現用チャネルが単一の保護チャネルを共有し、図１Ｂに、このような形態の一例が示されている。これらの形態は、１：ｎ保護方式と呼ばれ、ｎは、単一の保護チャネルに依存する現用チャネルの数に相当する。図１Ｂの例示的形態において、ｎは３に等しい。これらの１：ｎ保護構造の利点は、実施に必要とされるＯＣリンクの数が減少することである。主な欠点は、確立される保護レベルが低くなることである。例えば、このような保護構造の場合、単一の共通する保護チャネルに対応する２以上の現用チャネルの障害は保護されず、他の保護方式が配備されていなければ、修正不能な障害となる。
【０００６】
光通信ネットワーク内で一般に使用されている別の保護技術は、双方向ライン切替えリング（ＢＬＳＲ：Ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　Ｌｉｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｅｄ　Ｒｉｎｇ）である。ＢＬＳＲ保護方式に接続されているネットワーク内において、典型的に、アッド／ドロップマルチプレクサを含むＮＥは、図２Ａに示されているように、円形にループする直列形態に接続される。本質的に、ＢＬＳＲに構成される場合、リングにある任意の１つのＮＥからリングにある任意の他のＮＥへの通信方向は、時計周りまたは反時計周りの方向のいずれかに向けられる。これにより、ＯＣリンクおよび／またはＮＥが使用不可な場合に、通信経路を完全に独立させることができる。ＢＬＳＲデザインにおいても、各方向の各現用チャネルは、典型的に、保護チャネルで保護されるため、本質的に、現用チャネルを介して伝送される通信は、現用チャネルが使用不可な場合、数多くの伝送オプションを有する。
【０００７】
典型的なＢＬＳＲデザインには、２Ｆ　ＢＬＳＲと呼ばれる２本の光ファイバケーブルを含む形態と、４Ｆ　ＢＬＳＲと呼ばれる４本の光ファイバケーブルを含む形態の２種類がある。２Ｆ　ＢＬＳＲにおいて、リングを介して各方向の各ＮＥ対の間にあるＯＣリンク数は１つであり、各ＯＣリンクは、典型的に、現用および保護チャネルの間に均等に分割された帯域幅を有する。４Ｆ　ＢＬＳＲにおいて、リングを介して各方向の各ＮＥ対の間にあるＯＣリンク数は２つであり、１つは、特定の方向の現用チャネル用であり、もう１つは、保護チャネル用である。
【０００８】
保護レベルとバジェット要求がネットワークごとで異なるため、ＢＬＳＲデザインは、柔軟性があり、さまざまな修正が可能なものでなければならない。異なるＢＬＳＲデザインを用いることで、使用するＯＣリンク数と提供される保護レベルとの間のバランスを修正することができる。例えば、ＢＬＳＲネットワークにより、以下、エクストラトラフィックと呼ぶ現用チャネルの帯域幅を超えるデータトラフィックを、帯域幅がより大きい現用チャネルを必要とせずに、保護チャネルに伝送することができる。さらに、いくつかのＢＬＳＲネットワークでは、特定のＮＥ間の通信が保護されず、この非保護のトラフィックは、現用および／または保護チャネル内に、より低いプライオリティで伝送されるため、使用される帯域幅が他の目的で要求されるか、または、非保護のトラフィック用に使用される特定のチャネルに障害が生じた場合、非保護のトラフィックの伝送は、深刻な問題を生じさせることなく中断可能である。さらに、線型の回線保護と同様に、ＢＬＳＲのＮＥ間の接続のいくつかまたはすべてが、１：ｎ保護構造で与えられて、要求される保護ＯＣリンク数を減少させることができる。
【０００９】
これらの修正により、ＢＬＳＲ構造の形態を調節できるが、これらの修正により、光通信ネットワークの全体的な複雑性が増し、ひいてはネットワークを管理することが困難になる。単一のＢＬＳＲ内で２以上の上記修正の組み合わせを考慮する場合、この複雑性は特に顕著である。標準的なデザインに対して何ら修正が要求されない場合であっても、ＢＬＳＲ構造の困難さがさらにあり、以下、図２Ａおよび図２Ｂを参照しながら、そのうちの１つに関して記載する。
【００１０】
図２Ａは、ＢＬＳＲ内において、第１のＮＥ５０から、第２および第３のＮＥ５２、５４を介して、第４のＮＥ５６にデータトラフィック（ＤＡＴＡ１）が伝送されている状況を示している。図２Ｂは、第２および第３のＮＥ５２、５４を接続するＯＣリンク（現用および保護チャネルの両方を含む）内で障害が起こった場合、図２Ａの典型的なＢＬＳＲ内で生じる状況を示している。図２Ｂに示されているように、第２および第３のＮＥ５２、５４間に障害が生じた場合、第１のＮＥ５０から第４のＮＥ５６へ伝送されるデータトラフィック（ＤＡＴＡ１）は、障害の周りでリルーティングされる。現在使用されている典型的なＢＬＳＲ構造において、このリルーティングは、第１のＮＥ５０から第２のＮＥ５２へ、引き続き、第２のＮＥ５２から、第１、第５、第６および第４のＮＥ５０、５８、６０、５６を介して、第３のＮＥ５４へ、そして最後に、第３のＮＥ５４から第４のＮＥ５６へ、データトラフィック（ＤＡＴＡ１）を送信することにより行われる。このリルーティングにより、第１および第４のＮＥ５０、５６間の通信を維持できるが、回線保護スイッチングの結果として、第１および第２のＮＥ５０、５２の間と、第３および第４のＮＥ５４、５６の間のＯＣリンクの使用が非効率的なものとなる。両方の場合において、データトラフィック（ＤＡＴＡ１）は、それ自体の経路で二重に後戻りすることで、実行されているＯＣリンク内で利用可能な帯域幅を減少させ、不必要にデータトラフィック（ＤＡＴＡ１）の伝送時間がかかる。この問題は、典型的なＢＬＳＲデザインにおいて、ＯＣリンクに障害が生じると、ＯＣリンクを進むすべてのデータトラフィックは、ネットワーク内で特定のデータトラフィックが進む実際の経路を考慮することなく、障害のＯＣリンクに対応する保護経路に沿って送信されるということにより生じる。
【００１１】
一般的にトランスオセアニックスイッチングと呼ばれ、ＢＬＳＲ構造から離れることなく、上述した非効率性をなくすために利用されることがある技術が存在する。トランスオセアニックスイッチングにより、現用チャネルの障害後にデータトラフィックをリルーティングする場合、各データトラフィック経路の始点および終点のＮＥを考慮することができる。このように考慮することで、本質的に、ＢＬＳＲの回線保護スイッチング方式が回線保護および経路保護構造の組み合わせになり、標準的なＢＬＳＲフレームワークを維持しながら、回線保護に関連する非効率性を低減させる。トランスオセアニックスイッチングに関する問題は、ＢＬＳＲデザインの他の可能な修正と同様に、それを実行することから生じる複雑性と、その結果、ネットワーク全体を管理することが困難になることである。
【００１２】
ＢＬＳＲデザインおよび一般的に要求されるそれらの多数の修正の問題を解消するために試みられてきた１つの技術は、図３に示されているように、メッシュ保護デザインに変えることである。完全なメッシュデザインでは、ネットワーク内の各ＮＥが他のすべてのＮＥに連結されるのに対して、部分的なメッシュデザインでは、より少ないＯＣリンクが利用される。メッシュデザインの概念は、任意の単一の障害に対して経路保護方法を備えながら、ネットワーク内においてデータトラフィックのすべてに対して現用経路を確立することである。公知のメッシュデザイン内において、２つのＮＥ間で確立されていた現用経路内で障害が生じると、ネットワークマネージャは、ネットワークの残りのＯＣリンクの利用可能な帯域幅に基づいて、データトラフィック用の新しい現用経路を決定する。公知のメッシュ技術の利点は、保護用に使用される光帯域幅が、障害状況中、保護用にのみ割り当てられるため、専用の保護経路の帯域幅の要求を最小限に抑えることから、追加の光ファイバケーブルのコストを低減させる点である。
【００１３】
これらの公知のメッシュデザインに関する１つの主要な問題は、障害が生じた後に新しい現用経路を位置付け確立するのに必要な時間量である。障害発生後、通信の再確立にかかる時間は、スイッチング中の時間の間隔が、データトラフィックを使用するデバイスまたは人に認識できないほど短いものでなければならないため、非常に重要なものである。実際、保護スイッチングの速度は、上述したＢＬＳＲデザインの主要な利点の１つであるため、柔軟性を付加した場合の複雑性の問題にかかわらず、ＢＬＳＲデザインは極めて広く使用されている。
【００１４】
したがって、光通信ネットワーク内における保護スイッチングの新しい技術が要求される。この新しい保護スイッチング技術は、特別な顧客の要求に従う柔軟性を備え、標準的なＢＬＳＲデザインに対して、ある程度同等のスイッチング速度を備えるものであることが好ましい。
【００１５】
（発明の開示）
本発明は、光通信ネットワーク内の保護技術に関する。本発明は、最新の光通信ネットワークが使用するような回線保護方式を使用するのではなく、ネットワークセットアップ中に、望ましい現用および保護経路を割り当てる経路保護技術を利用する。通常動作中、現用経路のみがネットワークエレメントのスイッチファブリック内に構成され、保護経路は構成されない状態のままにされる。保護経路は、現用経路のネットワークエレメント内のルーティングテーブルに保護エントリを追加させて割り当てられる。現用経路で障害の徴候が検出されると、障害を検出するネットワークエレメントは、ルーティングテーブル内の保護エントリを検索して、データトラフィックを予め割り当てられた保護経路にスイッチングするのに必要な保護スイッチング修正を決定し、スイッチファブリック内で要求された変更を実行し、データトラフィックのパスオーバーヘッド内にスイッチング命令を入力することにより、これらの命令が、すべての要求されたネットワークエレメントに転送される。保護経路を予め割り当てるこのようなプロセスにより、ＢＬＳＲデザインのような回線スイッチング保護と同様のスイッチング速度が可能になるとともに、保護帯域幅の点での効率性も高まる。
【００１６】
本発明は、第１の一般的な態様によれば、光ネットワークの現用経路内に結合されるように配設されたネットワークエレメントである。ネットワークエレメントは、複数のポートと、スイッチファブリックと、制御ユニットとを含む。複数のポートは、現用経路内のオプティカルキャリア（ＯＣ）リンクに連結されるように配設された第１および第２のポートを含む。スイッチファブリックは、複数のポートに接続され、第１および第２のポートを連結して第１および第２のポートの一方で受信したデータトラフィックが他方のポートで出力されるように構成される。制御ユニットは、スイッチファブリックに接続され、現用経路内での障害をモニタするように動作する。現用経路に障害が検出されれば、制御ユニットは、さらに、障害に対応する保護スイッチングデータを決定して、第１および第２のポートの少なくとも１つから出力されるデータトラフィック内に保護スイッチングデータを挿入するように動作する。
【００１７】
本発明の好適な実施形態において、第１の一般的な態様によるネットワークエレメントは、少なくとも１つの保護エントリを含むルーティングテーブルをさらに含む。この場合、制御ユニットは、現用経路内の障害に対応するルーティングテーブル内の保護スイッチングデータを含む保護エントリを検索することにより、障害に対応する保護スイッチングデータを決定する。
【００１８】
第２の一般的な態様によれば、本発明は、光ネットワークの保護経路内に割り当てられるように配設されたネットワークエレメントである。当該ネットワークエレメントは、複数のポートと、ポートのそれぞれに接続されたスイッチファブリックと、スイッチファブリックに接続された制御ユニットとを含む。制御ユニットは、ポートの１つで受信したデータトラフィック内の保護スイッチングデータの変化をモニタするように動作する。保護スイッチングデータが変化すれば、制御ユニットは、保護スイッチングデータ内の任意のスイッチング命令がネットワークエレメントに関係するかを決定するために、保護スイッチングデータを処理するように動作し、スイッチング命令の少なくとも１つがネットワークエレメントに関係すれば、ネットワークエレメントが光ネットワークの保護経路内に構成されるように、ネットワークエレメントに関連するスイッチング命令に応じてスイッチファブリックを再構成するように動作する。
【００１９】
第３の一般的な態様によれば、本発明は、ネットワークエレメントおよびオプティカルキャリア（ＯＣ）リンクの光通信ネットワークを確立する方法である。この方法は、ＯＣリンクの第１のセットを介して、第１の経路終端ネットワークエレメントと第２の経路終端ネットワークエレメントとの間にデータトラフィックの現用経路を構成することを含む。さらに、この方法は、ＯＣリンクの第２のセットを介して、第１のネットワークエレメントと第２のネットワークエレメントとの間にデータトラフィックの少なくとも１つの保護経路を割り当てることを含む。前記少なくとも１つの保護経路の割り当てにおいて、現用経路内に障害を検出できるネットワークエレメント内のルーティングテーブルに保護エントリを挿入することを含み、保護エントリは、第１のネットワークエレメントと第２のネットワークエレメントとの間に保護経路を構成するのに必要なスイッチファブリック修正を示す保護スイッチングデータを含む。
【００２０】
第４の一般的な態様によれば、本発明は、予め構成された現用経路内に障害が発生している間、光ネットワーク内に予め割り当てられた保護経路を構成する方法である。この方法は、予め構成された現用経路内の障害の徴候をモニタすることを含む。さらに、現用経路内に障害の徴候が検出されれば、この方法は、障害に対応する保護スイッチングデータを決定し、保護経路のネットワークエレメントにデータトラフィック内の保護スイッチングデータを転送し、再構成を必要とするネットワークエレメントのそれぞれで保護スイッチングデータを処理することにより、それらに対応するスイッチファブリックを再構成する。
【００２１】
第５の一般的な態様によれば、本発明は、オプティカルキャリア（ＯＣ）リンクと連結されたネットワークエレメントの光通信ネットワークである。光通信ネットワークは、現用経路と、少なくとも１つの保護経路とを含む。現用経路は、第１および第２の経路終端ネットワークエレメントの間でデータトラフィックを伝送するように構成されたＯＣリンクおよびネットワークエレメントからなる第１のセットを含む。保護経路は、現用経路に障害が検出されれば、第１および第２の経路終端ネットワークエレメントの間でデータトラフィックを伝送するように割り当てられたＯＣリンクおよびネットワークエレメントからなる第２のセットを含む。この態様において、現用経路のネットワークエレメント内のルーティングテーブルが、保護経路を構成するように保護経路のネットワークエレメントに適用されなければならないスイッチング命令を出す保護エントリを含む。
【００２２】
上記の一般的な態様のそれぞれにおいて、データトラフィックは、複数のデータユニットを含み、各データユニットは、少なくとも１つの保護バイトをさらに含むパスオーバーヘッドを含むことが好ましい。少なくとも１つの保護バイトには、現用経路内に障害が発生した場合、保護スイッチングデータが挿入される。本発明の例示的な実施形態において、データユニットの各々は、同期転送信号レベル１（ＳＴＳ−１：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｌｅｖｅｌ　１）であり、少なくとも１つの保護バイトは、各ＳＴＳ−１のパスオーバーヘッド内に規定されるＺ３およびＺ４バイトの少なくとも一方を含む。
【００２３】
さらなる態様によれば、本発明は、トランスポートオーバーヘッドと、同期ペイロードエンベロープ（ＳＰＥ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｐａｙｌｏａｄ　Ｅｎｖｅｌｏｐｅ）とを含むデータフレームである。ＳＰＥは、パスオーバーヘッドと、ペイロードとを含む。パスオーバーヘッド内に保護スイッチングデータが挿入する。保護スイッチングデータは、パスオーバーヘッド内のＺ３およびＺ４バイトの少なくとも１つ内に挿入され、データフレームは、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｏｐｔｉｃａｌ　ＮＥＴｗｏｒｋ）フレームおよび同期ディジタルヒエラルキー（ＳＤＨ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）フレームのうちの１つであることが好ましい。
【００２４】
添付の図面と組み合わせて、本発明の特別な実施形態の以下の記載を参照することにより、本発明の他の態様および特徴が当業者に明らかになるであろう。
【００２５】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明は、通信ネットワーク内における保護スイッチングを改良するために使用される方法および装置に関する。本質的に、本発明は、オプティカルキャリア（ＯＣ）リンクを進むデータトラフィックを保護するための修正された技術である。公知のＢＬＳＲおよび線型回線保護構造と異なり、以下に記載する修正技術は、現用および保護経路が最初に割り当てられるが、ＮＥのスイッチファブリック内において、通常、現用経路のみしか構成されない経路保護構造に関する。現用経路に障害が発生した場合、保護経路は、データトラフィックフローを転送、ひいては維持するために構成される。
【００２６】
いくつかの実施形態においては、以下に説明するように、障害時に構成されるように選択される保護経路は、障害の種類と位置に基づいて決定される。別の実施形態においては、障害時に使用するための保護経路が１つしか構成されない。
【００２７】
本発明は、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）標準において動作するように設計されることが好ましいが、以下に説明するように、同期ディジタルヒエラルキー（ＳＤＨ）標準などの他の標準が利用されてもよいことを理解されたい。本発明を実施するのに必要とされる特別な修正について記載する前に、ＳＯＮＥＴ標準に準拠した典型的なネットワークのコンポーネントおよび制限を基本的に記載し、本発明の好適な実施形態を実施する環境の背景を提供する。
【００２８】
図４に、例示的なＳＯＮＥＴネットワークが示されている。図示されているように、この例示的なＳＯＮＥＴネットワークは、複数のネットワークエレメント（ＮＥ）１００、１０２、１０４を含み、各ＮＥは、例えば、付加分岐装置（ａｄｄ−ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）、再生中継装置（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ）または回線分配装置（ｄｉｇｉｔａｌ ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔ）などのセクション、回線および／または経路終端デバイスである。図４において、この例示的なＳＯＮＥＴネットワーク内のＮＥ１００、１０２、１０４は、複数のＯＣリンク１０６、１０８、１１０により相互接続され、それらを介して、ＮＥ１００、１０２、１０４は、光学的にデータを送受信するように設計される。他の任意のＳＯＮＥＴインフラストラクチャにあるように、図４のＳＯＮＥＴネットワークの各ＯＣリンクで利用可能な伝送容量の多くは、利益を生じるデータトラフィック（ペイロード）を転送するために使用されるのに対して、ペイロードの伝送を管理および制御するために、少容量（オーバーヘッド）が用いられる。以下に記載されるように、本発明の実施形態において、各ＯＣリンク内のペイロードは、図４に示されているように、現用チャネルセクタ１１２と、非保護チャネルセクタ１１３と、保護チャネルセクタ１１４と、未割り当てセクタ１１５とに分割できる。
【００２９】
ＳＯＮＥＴ標準によれば、図４のＳＯＮＥＴネットワークにある各ＯＣリンク１０６、１０８、１１０は、１以上のＳＯＮＥＴベース信号を伝達するように設計できる。ＳＯＮＥＴにおいて、ＳＯＮＥＴベース信号は、同期転送信号レベル１（ＳＴＳ−１）と呼ばれ、毎秒５１．８４メガビット（Ｍｂｐｓ）で動作するように規定される。従来のＳＯＮＥＴシステムでは、複数のＳＴＳ−１信号を伝達できるＯＣリンクを設計することが一般的である。典型的に、ＳＴＳ−１信号は、まとめて多重化され、基本的なＳＴＳ−１レートの整数倍で動作するより高いレベルの信号を形成する。例えば、３つの多重化ＳＴＳ−１信号は、基本速度５１．８４Ｍｂｐｓの３倍、すなわち、１５５．５２０Ｍｂｐｓで動作するＳＴＳ−３信号を形成するように多重化できる。同様に、４８個の多重化ＳＴＳ−１信号は、基本速度５１．８４Ｍｂｐｓの４８倍、すなわち、毎秒２．４８８ギガビット（Ｇｂｐｓ）で動作するＳＴＳ−４８信号を形成できる。より高度な構成において、ＯＣリンクは、最大１９２個の多重化ＳＴＳ−１信号を伝達し、約１０Ｇｂｐｓの転送容量を与えるように設計される。１９２個の多重化ＳＴＳ−１信号を伝達できるＯＣリンクは、典型的に、ＯＣ−１９２リンクと呼ばれる。
【００３０】
図４のＳＯＮＥＴネットワークにおいて、ＯＣリンク１０６、１０８、１１０は、異なる容量要求を満たすように設計できるが、例示的目的のために、ＯＣリンク１０６、１０８、１１０は、以下、１９２個のＳＴＳ−１信号を伝達するＯＣ−１９２リンクであると仮定する。リンク１０６、１０８、１１０と、以下に記載する他の図に示されたすべての他のＯＣリンクが、この代わりとして、より低い転送容量で設計され、必要に応じて、より少数のＳＴＳ−１信号を伝達するか、または、将来的に伝達技術が容量の増大を許容できるようになれば、より高い容量をもつように設計されてもよいことを理解されたい。
【００３１】
ＳＴＳ−１９２信号（Ｎ＝１９２）などのＳＴＳ−Ｎ信号を伝送するために、ＳＯＮＥＴは、ペイロードデータを転送するためのエンベロープ容量およびオーバーヘッド情報用のさまざまなフィールドを含む標準的なＳＴＳ−Ｎフレームを規定する。図５は、ＳＯＮＥＴにおいて規定される標準的なＳＴＳ−Ｎフレームの一例を示す。図５に示されているＳＴＳ−Ｎフレームは、Ｎ枚のＳＴＳ−１フレーム１２２、１２４、１２６（３枚のみ図示）からなり、ＳＯＮＥＴにおいて、それぞれに１〜Ｎの数が付与される。ＳＴＳ−Ｎフレームに含まれるＳＴＳ−１フレーム１２０、１２２、１２４の数Ｎは、通常、ＳＴＳ−Ｎ信号に伝達されるＳＴＳ−１信号の数に対応する。例えば、ＯＣ−１９２リンクの場合、ＳＴＳ−Ｎフレームは、１９２枚のＳＴＳ−１フレームからなり、各フレームは、多重化された１９２個のＳＴＳ−１信号の１つに対応する。
【００３２】
ＳＴＳ−Ｎフレームにおいて、ＳＴＳ−１フレーム１２０、１２２、１２４は、ＳＯＮＥＴに規定される標準的なフレーム形式に応じてすべて同等の構造をもつ。特にＳＴＳ−１フレーム１２０について考慮すると、ＳＯＮＥＴに規定されたＳＴＳ−１フレーム形式は、各列が９バイトを含み、各行が９０バイトを含む９０列９行構造に配設された８１０バイトまたは６４８０ビットの特定シーケンスである。ＳＯＮＥＴによれば、ＳＴＳ−１フレーム１２０のフレーム長は、１２５μ秒である。フレーム長が１２５μ秒である場合、ＳＴＳ−１フレーム１２０などの８０００枚のＳＴＳ−１フレームを毎秒伝送可能である。各ＳＴＳ−１フレームが６４８０ビットを含むことを考慮すれば、ＳＴＳ−１信号の伝送可能速度は、以下のものとなる。
【００３３】
ＳＴＳ−１速度＝６４８０ビット／フレーム×８０００フレーム／秒
＝５１．８４Ｍｂｐｓ
【００３４】
上述したように、この速度は、ＳＯＮＥＴにおける基本速度である。
【００３５】
より詳細にＳＴＳ−１フレーム１２０について考慮すると、フレーム１２０の第１の３列（第１列から第３列）は、トランスポートオーバーヘッド１２６用に使用され、残りの列（第４列から第９０列）は、同期ペイロードエンベロープ（ＳＰＥ）１２８を規定する。ＳＰＥ１２８は、７８３バイトからなり、８７列９行構造として示されている。ＳＰＥ１２８は、ペイロードデータを伝達するように主に使用されるが、９バイトからなる第１列は、パスレイヤオーバーヘッド１３０（以下、パスオーバーヘッドと呼ぶ）用に割り当てられる。パスオーバーヘッド１３０に含まれるオーバーヘッドバイトには、それぞれ、Ｊ１、Ｊ２、Ｂ３、Ｃ２、Ｇ１、Ｆ２、Ｈ４、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５が付与される。Ｚ３およびＺ４バイトを除いて、パスオーバーヘッドバイトは、経路終端装置間での信号性能の監視および維持を含むさまざまな経路制御機能用に使用される。Ｚ３およびＺ４バイトは、現在、任意の特定の制御機能が割り当てられておらず、従来技術の状況において、ユーザーの目的用に取っておかれる。これは、ＳＴＳ−Ｎフレームの各ＳＴＳ−１フレーム１２０、１２２、１２４に存在する他のすべてのＺ３およびＺ４バイトにも当てはまる。
【００３６】
トランスポートオーバーヘッド１２６は、ＳＴＳ−１フレームの第１の３列に位置し、これらの列は、全部で２７バイトを含む。これらのうち、セクションレイヤオーバーヘッド１３２（以下、セクションオーバーヘッドと呼ぶ）に９バイトが割り当てられ、ラインレイヤオーバーヘッド１３４（以下、ラインオーバーヘッドと呼ぶ）に１８バイトが付与される。セクションオーバーヘッド１３２は、トランスポートオーバーヘッド１２６の第１行から第３行に位置し、典型的に、セクション終端装置間での信号性能の監視、管理、維持およびプロビジョニングを含むセクション制御機能をサポートするために使用される。ラインオーバーヘッド１３４は、トランスポートオーバーヘッド１２６の第４行から第９行に位置し、典型的に、回線終端装置間での信号の多重化、保護スイッチングおよび維持などの回線制御機能をサポートするために使用される。
【００３７】
本発明において、保護スイッチングの発生方法の点で、光ネットワーク内において修正がなされる。これらの修正により、上述したＳＯＮＥＴ標準内の変化が必要となる。現在の回線保護構造では、障害時に特定のリンク用の保護スイッチングデータが挿入されるラインオーバーヘッド１３４内には２バイトがあり、これらのバイトは、図５に示されているＫ１およびＫ２バイトである。保護スイッチングデータは、特定のＯＣリンク内に障害が発生した場合に、要求される別の経路情報を与える。この場合、特定のＯＣリンクで障害が発生すれば、ＯＣリンクを進むすべてのデータトラフィックが、Ｋ１およびＫ２バイトにより指定される保護経路を介して再度方向付けされる結果、データトラフィックは、障害が発生したＯＣリンクの他端にあるＮＥに到達する。上述したように、この保護経路は、現用ＯＣリンクと並列に設けられた保護ＯＣリンクであってよく、この代わりとして、保護経路は、障害が発生したＯＣリンクの他端にあるＮＥにデータトラフィックが到達するまで、ＢＬＳＲに沿って反対方向にデータトラフィックを向ける多数のＯＣリンクを含むものであってよい。
【００３８】
本発明において、障害発生中、保護スイッチングデータは、ラインオーバーヘッド１３４内に挿入されるのではなく、パスオーバーヘッド１３０内に挿入されることが好ましい。特に、保護スイッチングデータは、ＳＯＮＥＴ標準により現在利用されていないＺ３およびＺ４バイト内に挿入されることが好ましい。この代わりとして、再規定されるか、または異なる標準内に含まれれば、パスオーバーヘッド内の他のバイトが同様の目的で使用されてよいことは言うまでもない。
【００３９】
以下に記載するように、保護スイッチングデータの詳細は、実施形態ごとに異なるものであるが、本発明の好適な実施形態の本質は、ネットワークセットアップ中に光ネットワーク内に保護経路を割り当てることと、障害状況中にパスオーバーヘッド内に保護スイッチングデータを挿入することであり、この保護スイッチングデータは、割り当てられた保護経路に沿ってデータトラフィックを方向付けるのに必要な再構成を示す。現用経路内で障害が検出されると、光ネットワークの他の適切なネットワークエレメントが保護スイッチングデータを処理することで、それらのスイッチファブリックの再構成が始まり、保護経路を確立できるため、この保護スイッチングデータは、このデータを受信するネットワークエレメントのトリガパラメータであると見なされる。
【００４０】
以下、図６を参照して、本発明の１つの単純な実施形態について記載する。図６に、図４の例示的な光通信ネットワークが示されているが、この図には、データトラフィックＤＡＴＡ１用の現用および保護経路がさらに描写されている。図示されているように、第１のＮＥ１００は、データトラフィックＤＡＴＡ１を受信し、それをＯＣリンク１０６を介して第２のＮＥ１０２に送信する。この場合、ＮＥ１００、１０２は、ＯＣリンク１０６が特定のデータトラフィック用の現用経路を構成する経路終端デバイスである。図６に示されているように、データトラフィックＤＡＴＡ１を伝送するための別の経路が割り当てられて、ＮＥ１００から、ＯＣリンク１０８、ＮＥ１０４およびＯＣリンク１１０を介して、ＮＥ１０２へと進む。
【００４１】
図６に示されているように、この例において、ＮＥ１００は、ＯＣリンクにそれぞれ連結されたポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３と、ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれの間に連結されたスイッチファブリック１３６と、スイッチファブリック１３６に連結された制御ユニット制御ユニット１３７と、制御ユニット制御ユニット１３７に連結されたルーティングテーブル１３８とを含む。これらのコンポーネントのそれぞれの動作は、以下に詳細に記載される。他のＮＥ１０２、１０４が同等の構造をもち、実際、以下に記載するさらなる図にある他のＮＥが、本発明による類似した構造のものであることが好ましいことを認識されたい。
【００４２】
本発明の好適な実施形態による現用および保護経路を確立するために、図７Ａを参照して以下に記載するプロセスが続く。このプロセスは、ネットワークマネージャにより手動で実行可能であり、この代わりとして、これらのステップのいくつかは、以下に記載するセットアルゴリズムを使用して自動的に実行されてよい。
【００４３】
まず、ステップ１４０に示されているように、各データトラフィック経路に対する要求保護レベルが、ネットワークマネージャにより決定されなければならず、この場合、保護レベルは、多数の異なるレベルのものが可能である。これらの保護レベルのいくつかは、１：１保護、１＋１保護、非保護トラフィックおよび１：ｎ保護を含むが、これらに限定されるものではない。以下、これらの特定の保護レベルのそれぞれを例示的に記載する。図６に示す場合では、データトラフィックＤＡＴＡ１に対して、１：１保護方式が選択された。
【００４４】
図７Ａに示されているように、ネットワークを確立するための手順における次のステップは、ステップ１４１において、決定された保護レベルに基づいて構成されなければならない現用および保護経路のそれぞれに対して使用される最適なＯＣリンクおよびＮＥを決定することである。これは、ネットワークマネージャがネットワークのレイアウト全体を把握しているということであれば、ネットワークマネージャにより手動で行われるか、この代わりとして、ダイクストラアルゴリズム（Ｄｉｊｋｓｔｒａ’ｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）などのルーティング方法を用いて自動的に行われてよい。データトラフィック用の現用および保護経路を求めるダイクストラアルゴリズムの場合、データトラフィック用の現用経路として、獲得された最も最適な最短経路が選択され、保護経路として、次に最適な最短経路が選択されることが理想的である。特定のＯＣリンクの負荷およびコストなどの他の考慮すべきことが、選択される経路に影響を及ぼすものでもあることを理解されたい。
【００４５】
ステップ１４２に示されているように、要求される任意の現用経路が選択されると、その現用経路と関係があるＮＥのスイッチファブリックが適切に構成されなければならない。各ＮＥ内のスイッチファブリックの構成は、特定のデータトラフィックがルーティングされる場所を決定する。特に、スイッチファブリックを介して第２のポートに接続されたＮＥの第１のポートに到着するデータトラフィックは、第２のポートに対応するＯＣリンクを介して出力されることになる。スイッチファブリック構成の併用効果は、動作中、経路終端ＮＥ内の特定ポートでデータトラフィックが受信されれば使用されることになるＯＣリンクおよびＮＥを規定することである。
【００４６】
さらに、図７Ａのステップ１４３に示されているように、要求される任意の保護経路が選択されると、現用経路内に障害を検出した可能性のあるＮＥのルーティングテーブル内にエントリが入力されなければならない。すなわち、光通信ネットワーク内に保護経路を割り当てるために、現用経路のＮＥのそれぞれにあるルーティングテーブルに保護エントリが追加される。これらのエントリの各々は、特定の障害が発生すると、パスオーバーヘッドの保護バイト内に挿入されなければならない保護スイッチングデータを含む。この保護スイッチングデータは、トラフィックをリルーティングするために、保護経路内に含まれるＮＥのスイッチファブリック内で実行されるように要求される修正を示す。
【００４７】
本発明において、現用経路に障害を検出したＮＥ内の制御ユニット制御ユニットは、検索方法を用いてスイッチファブリックに適用されるべきルーティングテーブル内の保護エントリを決定する。この決定あと、障害を検出したＮＥ内の制御ユニットは、保護スイッチングデータをデータトラフィックのパスオーバーヘッド内、より詳しく言えば、好適な実施形態では、現在利用されていないＺ３および／またはＺ４バイトに挿入する。さらに、適切であれば、障害を検出したＮＥの制御ユニットは、保護スイッチングデータに従って、そのスイッチファブリックを再構成する。光ネットワークの他のＮＥに関して、対応する制御ユニットは、Ｚ３および／またはＺ４バイトを読み出し、保護スイッチングデータが挿入されるかを決定する。（デフォルトデータと比較して）挿入される保護スイッチングデータがあれば、制御ユニットは、そのデータを処理して、それらの特定のスイッチファブリックの再構成が必要であるかを決定し、必要であれば、保護経路が構成されるように、スイッチファブリックの再構成方法を決定する。
【００４８】
図６の例示的な光通信において、ＮＥ１００は、通常動作中、ポートＰ１で受信した任意のデータトラフィックが、ポートＰ２を介してＯＣリンク１０６上に送信されるように構成されたスイッチファブリック１３６を有し、ＮＥ１０２は、ポートＰ６でＯＣリンク１０６から受信した任意のデータトラフィックがポートＰ７で出力されるように構成されたスイッチファブリックを有する。さらに、ＮＥ１００およびＮＥ１０２の両方（現用経路のＮＥ）は、保護エントリがあるルーティングテーブルを有し、この保護エントリは、現用経路（ＯＣリンク１０６）内で障害が発生すれば、保護エントリにより示される保護スイッチングデータが、このデータトラフィックのパスオーバーヘッドのＺ３および／またはＺ４内に挿入されることを示す。この例の場合の保護スイッチングデータは、ポートＰ１およびポートＰ３が連結されるようにＮＥ１００のスイッチファブリックを再構成するための保護スイッチング命令と、ポートＰ４およびポートＰ５が連結されるようにＮＥ１０４のスイッチファブリックを構成するための保護スイッチング命令と、ポートＰ８およびポートＰ７が連結されるようにＮＥ１０２のスイッチファブリックを再構成するためにスイッチング命令とを含む。これらの構成されたスイッチファブリックを用いて、通常動作中、ポートＰ１で受信したデータトラフィックＤＡＴＡ１は、ポートＰ２、ＯＣリンク１０６、ポートＰ６およびＮＥ１０２を介して、ポートＰ７へと出力されることになる。
【００４９】
以下、図７Ｂを参照しながら、保護経路へのスイッチング中のネットワーク内での制御ユニットの動作について記載する。最初に、ステップ１４４に示されているように、制御ユニットは、公知の技術を用いてＮＥが連結されている任意のＯＣリンク内での障害の兆候をモニタする。予め構成された現用経路内のＯＣリンクに対して障害の兆候が検出された場合、制御ユニットは、ステップ１４５に示されているように、検出された特定の障害に対応するルーティングテーブル内の保護エントリを検索する。保護エントリは、光ネットワーク内で実行されるべき多数のスイッチング命令を含む保護スイッチングデータを示し、データトラフィックが保護経路を進むようにスイッチファブリックを構成する。この時点で、ＮＥは、ステップ１４６で、データトラフィックを含むＳＴＳ−１信号のパスオーバーヘッドにある保護バイト内に保護スイッチングデータを挿入する。保護スイッチングデータ内に、障害を検出した特定のＮＥに対するスイッチング命令が存在する可能性があり、これは、ステップ１４７において決定される。
【００５０】
ステップ１４７において、保護バイト内に挿入された保護スイッチングデータ内に特定のＮＥに対応するスイッチング命令があれば、ステップ１４８において、スイッチング命令に従ったスイッチファブリックの再構成が行われる。特定のＮＥに対応するスイッチング命令が含まれているということは、特定のＮＥが保護経路内にあるということを示す。ステップ１４８において、このようなスイッチファブリックの再構成が行われると、または、ステップ１４７において、再構成が要求されなければ（保護経路内に特定のＮＥがないことを示す）、ＮＥは、ステップ１４９において、保護バイト内に保護スイッチングデータがあるデータトラフィックを、スイッチファブリックの構成により指定されたポートへ出力し始める。この時点で、ＮＥ内の制御ユニットにより実行される動作は、ステップ１４４に戻る。
【００５１】
ステップ１４４において、ＮＥが連結されている任意のＯＣリンク内に障害が検出されなければ、制御ユニットは、ステップ１５０において、着信するデータトラフィックの保護バイト内の変化をモニタする。現用経路内に障害がない場合、保護バイトは、デフォルト状態にあり、現用経路内に障害が発生すると、ステップ１４６に関して上述したように、保護バイトに保護スイッチングデータが挿入される。着信するデータトラフィックの保護バイト内に変化がなければ、図７Ｂの手順は、ステップ１４４に戻る。ステップ１４４および１５０は、図７Ｂにおいて別のステップとして示したが、これらの監視動作は、光ネットワークの各ＮＥ内の制御ユニットにより持続的に実行されることが好ましいことを理解されたい。
【００５２】
ステップ１５０において、保護バイトの変化が検出されれば、制御ユニットは、ステップ１５１において、保護バイト内に挿入された保護スイッチングデータの処理を開始する。この時点で、制御ユニットにより実行される手順は、上述したように、ステップ１４７へ進み、特定のＮＥに対応するスイッチング命令があるか否かの決定がなされる。特定のＮＥに関係するスイッチング命令がなければ、制御ユニットは、スイッチング命令に従ってスイッチファブリックの再構成を開始する。スイッチファブリックの再構成があるか否かにかかわらず、制御ユニットは、保護バイト内に保護スイッチングデータを含むデータトラフィックを、スイッチファブリックの構成により指定されたポートに出力する。
【００５３】
以下、図６の例を再度参照すると、ＯＣリンク１０６内に障害が発生すれば、ＮＥ１００および／またはＮＥ１０２は、この障害を検出する。簡潔にするために、ＮＥ１００が障害を検出した場合の状況についてのみ記載する。障害を検出した結果、ＮＥ１００内の制御ユニット１３７は、ルーティングテーブル内の検索を実行して、このような障害に対応する保護エントリを決定する（ステップ１４５）。この場合、保護エントリは、上述したものと同様の保護スイッチングデータを含み、この保護スイッチングデータは、ＮＥ１００、ＮＥ１０４およびＮＥ１０２のそれぞれに対するスイッチング命令を含む。次に、制御ユニット１３７は、データトラフィックＤＡＴＡ１のパスオーバーヘッド内の保護バイトに保護スイッチングデータを挿入し（ステップ１４６）、スイッチング命令がＮＥ１００内のスイッチファブリックに関係するかを決定する（ステップ１４７）。図６の場合、１つのスイッチング命令が、ＮＥ１００に対応し、それは、ポートＰ１およびポートＰ３が連結されるようにスイッチファブリック１３６を再構成するための命令である。したがって、制御ユニットは、スイッチファブリック１３６内の命令された再構成の実行を開始する（ステップ１４８）。ＮＥ１００内でこの再構成が実行された後、ポートＰ１で受信されたデータトラフィックＤＡＴＡ１は、ポートＰ３を介して引き続き出力され、これにより、パスオーバーヘッドの保護バイト内に保護スイッチングデータがあるデータトラフィックを、ＯＣリンク１０８を介してＮＥ１０４へと送信する。
【００５４】
この時点で、ＮＥ１０４は、ポートＰ４でデータトラフィックＤＡＴＡ１を受信し、データトラフィックＤＡＴＡ１内に非デフォルトの保護バイトを検出する（ステップ１５０）。この結果、保護バイト内の保護スイッチングデータが処理され（ステップ１５１）、ＮＥ１０４のスイッチファブリックに関するスイッチング命令が存在するという決定がなされ（ステップ１４７）、この命令は、ポートＰ４およびポートＰ５が連結されるようにスイッチファブリックを構成するための命令である。次に、ＮＥ１０４の制御ユニットは、命令によりスイッチファブリックを構成し（ステップ１４８）、スイッチファブリックにより構成されたポートＰ５を介してデータトラフィックＤＡＴＡ１を出力することにより、データトラフィックＤＡＴＡ１は、ＯＣリンク１１０を介してＮＥ１０２で受信される（ステップ１４９）。
【００５５】
さらに、ＮＥ１０２内において、ＮＥ１０４に関して上述したものと同様の手順が実行されて、スイッチファブリックを再構成する（図７Ｂのステップ１５０、１５１、１４７、１４８および１４９）。この代わりとして、ＮＥ１０２内の制御ユニットがＯＣリンク１０６の障害を直接検出するため、ＮＥ１０２の制御ユニットは、ＮＥ１００に関して上述したものと同様のステップを実行する（図７Ｂのステップ１４４、１４５、１４６、１４７、１４８および１４９）。最終的に、ＯＣリンク１０６で障害が発生した場合、ポートＰ１で受信したデータトラフィックＤＡＴＡ１は、ポートＰ３、ＯＣリンク１０８、ポートＰ４、ＮＥ１０４、ポートＰ５、ＯＣリンク１１０、ポートＰ８およびＮＥ１０２を介して、ポートＰ７へ出力され、これは、前のステップで選択された保護経路である。
【００５６】
本発明の好適な実施形態において、現用および保護経路は双方向の経路であることを認識されたい。上述した例は、単に説明を容易にするために、一方向システムに特化したものである。したがって、現用経路と保護経路の割り当ての構成が同じ場合、ＮＥ１０２内のポートＰ７で受信した任意のデータトラフィックは、通常動作中、ポートＰ６、ＯＣリンク１０６、ポートＰ２およびＮＥ１００を介して、ポートＰ１へルーティングされることになる。さらに、ＯＣリンク１０６での障害発生中、ＮＥ１００、１０２、１０４内のスイッチファブリックの結果的に得られる再構成により、ポートＰ７で受信した任意のデータトラフィックは、ポートＰ６、ＯＣリンク１１０、ポートＰ５、ＮＥ１０４、ポートＰ４、ＯＣリンク１０８、ポートＰ３およびＮＥ１００を介して、ポートＰ１へルーティングされる。
【００５７】
記載していない他のデータトラフィック経路に関して、ＮＥ１００、１０２、１０４のスイッチファブリックおよびルーティングテーブルのそれぞれに、さらなるポート構成および保護エントリが含まれてよいことを認識されたい。本質的に、光通信ネットワーク全体が、ＮＥとＯＣリンクが重なり合う多数の通信経路と見なすことができ、各経路には、それぞれ入出力ポートのセットが規定されている。図６の例において、規定されている通信経路は１つのみである。この場合、現用および保護経路は、ネットワークセットアップ中に選択され、確実に保護が維持されるように、現用および保護経路は帯域幅を確保する。以下に記載されるように、保護経路用に保存された帯域幅が、他の通信経路の保護経路と共有される実施形態もあれば、そうでない実施形態もあることに留意されたい。
【００５８】
一般的に、本発明による光通信ネットワーク内に含まれる経路は、以下に記載されるように、多数の異なる保護方式と保護レベルの任意の一つをもち得る。実際、本発明を使用する場合、経路の各々は、経路を使用するデータトラフィックのタイプおよびプライオリティ、光ファイバケーブルの有用性および／またはクライアントが望む構成に特に合わせた異なる保護カバレッジをもち得る。
【００５９】
図８から図１０を参照しながら、より複雑な光通信ネットワークについて記載する前に、以下、多数の異なる保護について記載する。以下の保護方式およびレベルの記載は、本発明の範囲を限定することを意図したものではなく、実際、本発明の柔軟性により、記載されていない多数の異なる保護設定が可能であることに留意されたい。
【００６０】
本発明による光通信ネットワーク内で可能ないくつかの公知の保護方式は、図６に示されているような１：１保護、１：ｎ保護および非保護データトラフィックである。さらに、ネットワーク内のネットワークエレメントは、ＢＬＳＲデザインに類似したリング内に構成されてよく、リング内の各現用および保護経路は別々に構成される。
【００６１】
保護レベルを考慮する場合、関係するＯＣリンク内の帯域幅割り当ての確保の表示が考慮されなければならない。図４を参照しながら前述したように、ＯＣリンクが、現用チャネルセクタ１１２と、非保護チャネルセクタ１１３と、保護チャネルセクタ１１４と、未割り当てセクタ１１５とに分割されることが好ましい。本発明の好適な実施形態において、現用チャネルセクタ１１２は、１以上の現用経路の一部として使用される確保された帯域幅部分であり、非保護チャネルセクタ１１３は、保護経路をもたない１以上のデータトラフィック経路の一部として使用される確保された帯域幅部分であり、保護チャネルセクタ１１４は、保護経路が構成されなければならない場合に利用可能な帯域幅を確保するために必要な確保された帯域幅部分であり、未割り当てセクタ１１５は、他のデータトラフィック用に利用可能な残りの帯域幅である。好ましくは、これらの確保された帯域幅セクタは、公知の技術を用いて制御ソフトウェア内に保存される。
【００６２】
本発明による光通信ネットワークは、極めて柔軟性があるため、状況に合った方法で、ネットワークの効率性と各個々のデータトラフィック経路の保護とのバランスをとることができる。図８Ａは、本発明を実施することができる例示的な光通信ネットワークを示しており、このネットワークは、５つのデータトラフィック経路に沿ってデータトラフィックを伝送するために使用される５つのＮＥを含む。図８Ａにおいて、第１のＮＥ１６０が、ＯＣリンクＡを介して第２のＮＥ１６２に連結され、第２のＮＥ１６２は、ＯＣリンクＢを介して第３のＮＥ１６４に連結され、第１のＮＥ１６０は、ＯＣリンクＣを介して第３のＮＥ１６４に連結され、第１のＮＥ１６０は、ＯＣリンクＤを介して第４のＮＥ１６６に連結され、第４のＮＥ１６６は、ＯＣリンクＥを介して第５のＮＥ１６８に連結され、第５のＮＥ１６８は、ＯＣリンクＦを介して第３のＮＥ１６４に連結される。この例示的なネットワークにおいて、データトラフィックＤＡＴＡ１は、第１のＮＥ１６０と第３のＮＥ１６４との間に伝送され、データトラフィックＤＡＴＡ２は、第１のＮＥ１６０と第２のＮＥ１６２との間に伝送され、データトラフィックＤＡＴＡ３は、第２のＮＥ１６２と第４のＮＥ１６６との間に伝送され、データトラフィックＤＡＴＡ４は、第４のＮＥ１６６と第３のＮＥ１６４との間に伝送され、データトラフィックＤＡＴＡ５は、第３のＮＥ１６２と第５のＮＥ１６８との間に伝送されている。
【００６３】
図８Ｂは、図８ＡのＯＣリンク内の帯域幅確保を示す。この例において、データトラフィックＤＡＴＡ１は、ＯＣリンクＣを介して構成される現用経路と、ＯＣリンクＡおよびＢを介して割り当てられる保護経路とを有し、データトラフィックＤＡＴＡ２は、ＯＣリンクＡを介して構成される現用経路と、ＯＣリンクＣおよびＢを介して割り当てられる保護経路とを有し、データトラフィックＤＡＴＡ３は、ＯＣリンクＡおよびＤを介して構成される非保護経路を有し、データトラフィックＤＡＴＡ４は、ＯＣリンクＥおよびＦを介して構成される現用経路と、ＯＣリンクＤおよびＣを介して割り当てられる保護経路とを有し、データトラフィックＤＡＴＡ５は、ＯＣリンクＢおよびＦを介して構成される非保護経路を有する。
【００６４】
図８Ａおよび図８Ｂに示されている例において、ＯＣリンクＡ内の保護セクタが、データトラフィックＤＡＴＡ１の保護経路用に確保され、ＯＣリンクＢ内の保護セクタが、データトラフィックＤＡＴＡ１とデータトラフィックＤＡＴＡ２の保護経路間で共有され、ＯＣリンクＣ内の保護セクタが、データトラフィックＤＡＴＡ２とデータトラフィックＤＡＴＡ４の保護経路間で共有され、ＯＣリンクＤ内の保護セクタが、データトラフィックＤＡＴＡ４の保護経路用に確保され、ＯＣリンクＥおよびＦには確保された保護セクタがないことが分かるであろう。ＯＣリンクＢおよびＣの共有された保護セクタの場合、共有された保護セクタを含むこの方法は、光通信ネットワーク内の一回の障害の保護を保証するのみであり、単一の確保された保護セクタを共有するデータトラフィック保護経路の両方が、ネットワーク内の複数の障害により必要とされる場合、保護を保証するものではないことに留意されたい。
【００６５】
図８Ａに示されたものに類似した光通信ネットワーク内に複数の障害が発生する状況を解決するための技術が多数ある。その１つに、異なる保護経路に対してプライオリティヒエラルキーが確立される。例えば、ＯＣリンクＡおよびＦ内の障害により、データトラフィックＤＡＴＡ２とデータトラフィックＤＡＴＡ４の保護経路の両方に対してＯＣリンクＣ内の保護セクタが要求される場合、データトラフィックＤＡＴＡ２の保護経路がプライオリティを得る。プライオリティは、単に、障害が発生した順序に基づくものか、または、伝送されるデータのタイプまたは重要度に基づいたものであってよい。さらに、保護セクタが、第２の保護経路に対して必要とされるときに第１の保護経路により利用されれば、第２の保護経路は、この代わりとして、未割り当てセクタが十分な帯域幅をもつと仮定した場合、ＯＣリンクの未割り当てセクタ内に構成されてよい。図８Ａおよび図８Ｂの例示的な方法において、ＯＣリンクＡを除くすべてが、保護セクタ内に含まれるものを超えるさらなる保護帯域幅を収容するために、未割り当てセクタ内に十分な帯域幅を有するものとされる。
【００６６】
さらに、複数の障害が発生した場合の共有された保護セクタの問題に対するさらなる解決策は、保護セクタが共有されている場合により大きな保護セクタをもつことである。この解決策の欠点は、要求される帯域幅リソースをさらに大量に確保することであるが、これは、１：１または１＋１保護が保証されなければならない場合に必要なものである。この問題に対する別の解決策は、第１の保護経路が構成不可能である場合に特定の通信経路に対して割り当てられた第２の保護経路を有することである。この解決策の欠点は、複雑性が増し、帯域幅リソースが増大することであり、これらは、単一の現用経路に対して複数の保護経路が存在する場合に要求されるものである。
【００６７】
図８Ａおよび図８Ｂに示されている例において、データトラフィックＤＡＴＡ３およびデータトラフィックＤＡＴＡ５は、このデータトラフィックのプライオリティが低いものであると思われるため、非保護データ経路しかもたない。本発明のいくつかの実施形態において、非保護経路がＯＣ内に確保された保護帯域幅をもたないということにかかわらず、ネットワークセットアップ中に保護経路が割り当てられるオプションがある。この場合、保護経路の割り当ては、上述したように、影響を受けるＮＥのルーティングテーブル内に保護エントリを挿入することを含むが、ＯＣリンクの確保された保護セクタ内の帯域幅を使用することができることを含まない。非保護経路内に障害が発生した場合、関連するＯＣリンクの未割り当てセクタ内の帯域幅のみが使用される。
【００６８】
図８Ｂにおいて、ＯＣリンクに対応する帯域幅は同じであるが、これは、単純な例を示すことを意図したものであることを理解されたい。他の実施形態において、光ネットワーク内のＯＣリンクは、さまざまな帯域幅をもつものであってよい。さらに、図８Ｂにおいて、データトラフィックの各セットに対する帯域幅要求が同じものであると示されているが、異なるデータトラフィックに対する帯域幅要求が異なるものであってよいことを理解されたい。特定のＯＣリンクに確保される保護セクタは、最大帯域幅要求である対応する保護経路を保護するのに十分な帯域幅のものであることが好ましい。
【００６９】
図９は、従来の保護技術では利用不可能であり、本発明を使用することで利用可能なさらなる柔軟性を示す光通信ネットワークを示し、この柔軟性は、光現用経路内で障害が発生した場合に、全データ経路の一部分しか補償しない光経路を再構成できることである。特に、サービスアクセスポイントに障害があれば、従来の保護技術では障害を補正できないが、以下に記載されるように、状況に応じて、本発明を使用することにより可能となる。
【００７０】
図９に示されているように、光通信ネットワーク内に、４つのルーター１７０、１７２、１７４、１８８と、５つのＮＥ１７６、１７８、１８０、１８２、１８４が相互接続されて示されている。図９に示されているように、ＮＥ１７６は、ＮＥ１７８、ＮＥ１８０およびルーター１７２に接続され、ＮＥ１７８は、ＮＥ１８０、ＮＥ１８２およびルーター１７４にさらに接続され、ＮＥ１８２は、ＮＥ１８４およびルーター１７０にさらに接続される。さらに、ルーター１７０、１７２および１８８は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１８６に独立して接続される。図９に示された例示的な状況において、ＬＡＮ１８６、ルーター１７２およびＮＥ１７６、１７８を介して、ルーター１８８とルーター１７４との間に現用経路が構成される。この状況において、ＮＥ１７６などのサービスアクセスポイントに障害が発生すれば、光ネットワークの残りのコンポーネントは、独自に障害を補償することができない。
【００７１】
本発明の実施形態において、ルーター１８８が、ＬＡＮ１８６を介してルーター１７０との間でデータトラフィックを送受信できることをネットワークマネージャが認識していれば、このような障害に対して、ネットワークセットアップ中、保護経路が割り当てられてよい。この場合、障害が発生した場合に、データトラフィックがルーター１７０を介して送信されるように、何らかの形態のより高いレイヤ保護方式が用いられていれば、ＬＡＮ１８６、ルーター１７０、ＮＥ１８２およびＮＥ１７８を介して、ルーター１８８とルーター１７４との間に、全保護経路が割り当てられてよい。より高いレイヤにおいて、これは、ルーター１７２およびルーター１８８との間の現用経路接続とともに、ルーター１７０とルーター１８８との間に一定の接続を有することによりなされてよく、この代わりとして、障害時に、ルーター１７０、１８８を接続する別の形態の保護を有することによりなされてよい。
【００７２】
障害状況中にルーター１７０、１８８を接続させるための技術があるかぎり、図９のＮＥは、ルーター１７０とルーター１７４との間に保護経路を確立することにより、ＮＥ１７６内の障害を補償できる。これは、障害が発生した場合に、ＮＥ１７８、１８２のスイッチファブリックを適切に再構成するための保護スイッチングデータを含むＮＥ１７６、１７８内に保護エントリを挿入することにより行われる。
【００７３】
この状況において、ＮＥ１７８がＮＥ１７６内に障害を検出すれば、ＮＥ１７８内の制御ユニットは、そのルーティングテーブル内の検索を実行して、対応する保護エントリを決定し、この保護エントリは、ＮＥ１７８のスイッチング命令とＮＥ１８２のスイッチング命令をもつ保護スイッチングデータを含む。次に、ＮＥ１７８内の制御ユニットは、データトラフィックのパスオーバーヘッド内の保護バイトに保護スイッチングデータを挿入し、スイッチング命令によりスイッチファイバを再構成し、ルーター１７４から受信したデータトラフィックをＮＥ１８２に出力する（スイッチファブリック内の再構成により）。次に、ＮＥ１８２内の制御ユニットは、データトラフィック内にある受信した非デフォルト保護バイトを検出し、保護バイト内にある保護スイッチングデータを処理し、対応するスイッチング命令に基づいてスイッチファブリックを再構成し、データトラフィックをルーター１７０に出力する。ルーター１７２とルーター１８８との間のルーティングが、ルーター１７０とルーター１８８との間に切り換えられる（または、二重にされる）と仮定すると、ルーター１８８とルーター１７４は、全保護経路を介して通信できる。従来のメッシュ構成において、図９の光通信ネットワークを再構成する試みでは、光通信ネットワークのＮＥを越えたコンポーネントを考慮していない。
【００７４】
本発明の例示的な実施形態において、現用経路内の障害の種類と位置は、利用されることになる保護経路を示す。これは、ネットワーク内に異なる障害が発生すると、獲得されるルーティングテーブル内に異なる保護エントリ（および保護スイッチングデータ）を得ることで行われる。
【００７５】
図１０Ａ〜図１０Ｄは、本発明のこの例示的な実施形態による保護方式でデータトラフィック経路を有する光通信ネットワークを示す。この場合、現用経路は、ＮＥ２０２、２０４、２０６を介して、ＮＥ２００とＮＥ２０８との間に存在し、保護経路は、ＮＥ２１０、２１２、２１４、２１６、２１８を介して、ＮＥ２０２、２０４、２１４、２１６、２１８を介して、さらに、ＮＥ２１０、２１２、２１４、２０４、２０６を介して、ＮＥ２００とＮＥ２０８との間に存在する。
【００７６】
図１０Ａは、現用経路に障害の徴候がない場合の通常動作中の光通信ネットワークを示す。図１０Ｂは、ＮＥ２０２とＮＥ２０４との間に障害が発生した場合の図１０Ａの光通信ネットワークを示し、この場合に利用される保護経路は、現用経路のＮＥおよびＯＣリンクを可能な限り多く利用しながら、障害の周りを進む。したがって、ＮＥ２００、２１０、２１２、２１４、２０４内のスイッチファブリックのみが再構成されなければならず（したがって、保護スイッチングデータ内にある５つのスイッチング命令）、ＯＣリンク内にある最小の確保された保護セクタが使用されなければならない。図１０Ｃは、ＮＥ２０４とＮＥ２０６との間に障害が発生した場合の図１０Ａの光通信ネットワークを示す。図１０Ｂと同様に、この場合に利用される保護経路は、現用経路のＮＥおよびＯＣリンクを可能な限り多く利用しながら、障害の周りを進む。したがって、ＮＥ２０４、２１４、２１６、２１８、２０８内のスイッチファブリックのみが再構成されなければならず（したがって、保護スイッチングデータ内にある５つのスイッチング命令）、図１０Ｂと同様に、ＯＣリンク内にある最小の確保された保護センタが使用されなければならない。図１０Ｄは、ＮＥ２０４に障害が発生した場合の図１０Ａの光通信ネットワークを示す。この場合に利用される保護経路は、現用経路のＮＥおよびＯＣリンクをまったく利用せずに、完全に障害の周りを進む（したがって、保護スイッチングデータ内にある７つのスイッチング命令）。
【００７７】
上記例において、光通信ネットワークのネットワークマネージャは、障害状況中、現用経路のコンポーネントを可能な限り多く利用しようとするため、使用されなければならない保護セクタの数と、再構成されなければならないスイッチファブリックの数を最小限に抑える。本発明の好適な実施形態を実施することにより、この目的に合わせた必要な柔軟性が得られる。
【００７８】
ＳＯＮＥＴ標準に対して本発明を上述してきたが、ＳＯＮＥＴにより規定されていない他のデータトラフィックが利用されてよいことを認識されたい。本発明の１つの重要な態様は、データトラフィック内のパスオーバーヘッド内の保護バイトを介して、保護スイッチング命令を伝える能力であり、この能力により、障害が発生した状況において、スイッチファブリックのスイッチングが迅速かつ高信頼性のものとなる。
【００７９】
本発明を実施するために可能な方法および修正がさらに別に存在し、上記方法は、本発明のいくつかの実施形態を示すものにすぎないことは、当業者に明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲によりのみ限定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
単純な公知の線型回線保護光通信ネットワークを示す。
【図１Ｂ】
単純な公知の線型回線保護光通信ネットワークを示す。
【図２Ａ】
通常動作中の特定のデータトラフィック経路を描いた公知の双方向ライン切替えリング（ＢＬＳＲ）を示す。
【図２Ｂ】
障害動作中の特定のデータトラフィック経路を描いた図２Ａの公知のＢＬＳＲを示す。
【図３】
公知のメッシュ保護光通信ネットワークを示す。
【図４】
第１の例の光通信ネットワークを示す。
【図５】
ＳＯＮＥＴ標準に準拠したＳＴＳ−Ｎフレーム構造を示す。
【図６】
本発明の実施形態により描かれた特定の現用および保護データトラフィック経路とともに、図４の第１の例の光通信ネットワークを示す。
【図７Ａ】
本発明の好適な実施形態によるネットワークセットアップ中に実行されるステップを示すフローチャートである。
【図７Ｂ】
本発明の好適な実施形態による保護経路へのスイッチング中にネットワークエレメント内の制御ユニットにより実行されるステップを示すフローチャートである。
【図８Ａ】
本発明の実施形態による第２の例の光通信ネットワークを示す。
【図８Ｂ】
図８Ａの第２の例の光通信ネットワーク内のＯＣリンクごとに割り当てられた帯域幅の割り当てを示す。
【図９】
特定の現用および保護データトラフィック経路を描いた本発明の実施形態による第３の例の光通信ネットワークを示す。
【図１０Ａ】
通常動作中の本発明の実施形態による第４の例の光通信ネットワークを示す。
【図１０Ｂ】
さまざまな異なる障害の存在が示された状況の間の図１０Ａの第４の例の光通信ネットワークを示す。
【図１０Ｃ】
さまざまな異なる障害の存在が示された状況の間の図１０Ａの第４の例の光通信ネットワークを示す。
【図１０Ｄ】
さまざまな異なる障害の存在が示された状況の間の図１０Ａの第４の例の光通信ネットワークを示す。
【図１Ａ】
2004504790.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2004504790.tif 000006
【図３】
2004504790.tif 000007
【図４】
2004504790.tif 000008
【図５】
2004504790.tif 000009
【図６】
2004504790.tif 000010
【図７Ａ】
2004504790.tif 000011
【図７Ｂ】
2004504790.tif 000012
【図８Ａ】
2004504790.tif 000013
【図８Ｂ】
2004504790.tif 000014
【図９】
2004504790.tif 000015
【図１０Ａ】
2004504790.tif 000016
【図１０Ｂ】
2004504790.tif 000017
【図１０Ｃ】
2004504790.tif 000018
【図１０Ｄ】
2004504790.tif 000019
【国際公開パンフレット】
2004504790.tif 000020
2004504790.tif 000021
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2004504790.tif 000079
2004504790.tif 000080
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004504790.tif 000081
2004504790.tif 000082
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月28日(2002.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
光ネットワークの現用経路内に連結されるように配設されたネットワークエレメントであって、
前記現用経路内のオプティカルキャリア（ＯＣ）リンクに連結されるように配設された第１および第２のポートを含む複数のポートと、
前記複数のポートに接続され、第１および第２のポートを連結して第１および第２のポートの一方で受信したデータトラフィックが他方のポートで出力されるように構成されたスイッチファブリックと、
保護スイッチングデータを含み、複数のネットワークエレメントを含む保護経路を割り当てるための保護エントリが入力されるように構成されたルーティングテーブルと、
前記スイッチファブリックに接続され、前記現用経路内での障害をモニタするように動作し、前記現用経路に障害が検出されると、前記保護スイッチングデータを獲得するために、ルーティングテーブル内の保護エントリを検索し、前記第１および第２のポートの少なくとも１つから出力されるデータトラフィック内に保護スイッチングデータを挿入するように動作する制御ユニットと
を含み、
前記データトラフィック内の保護スイッチングデータは、保護経路を確立するために再構成を必要とする保護経路のネットワークエレメントのそれぞれを構成するための命令を出すように適用されるネットワークエレメント。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記ルーティングテーブルは、複数のネットワークエレメントを有するそれぞれの保護経路をそれぞれが割り当てるための複数の保護エントリが入力されるように構成され、前記複数の保護エントリは、保護スイッチングデータをそれぞれが含み、
現用経路に障害が検出されれば、前記制御ユニットは、ルーティングテーブル内の複数の保護エントリのうち、障害に対応する保護エントリを検索し、検索された保護エントリに対応するそれぞれの保護経路を確立するために、第１および第２のポートの少なくとも１つから出力されるデータトラフィック内に、検索された保護エントリの保護スイッチングデータを挿入するように適用される請求項１に記載のネットワークエレメント。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記保護スイッチングデータは、保護経路のネットワークエレメント内のスイッチファブリックに対して、複数のスイッチング命令を含む請求項１に記載のネットワークエレメント。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
光ネットワークの保護経路内に割り当てられるように配設されたネットワークエレメントであって、
複数のポートと、
前記ポートのそれぞれに接続されたスイッチファブリックと、
前記スイッチファブリックに接続され、前記ポートの１つで受信したデータトラフィック内の保護スイッチングデータの変化をモニタするように動作し、前記保護スイッチングデータが変化すれば、前記保護スイッチングデータ内の任意のスイッチング命令が前記ネットワークエレメントに関係するか否かを決定するために保護スイッチングデータを処理するように動作し、前記スイッチング命令の少なくとも１つがネットワークエレメントに関係すれば、ネットワークエレメントが前記光ネットワークの保護経路内に構成されるように、前記ネットワークエレメントに関連するスイッチング命令に応じて前記スイッチファブリックを再構成するように動作する制御ユニットと
を含み、
前記保護スイッチングデータは、保護経路と関連する現用経路内のネットワークエレメントにより発生し、保護経路のネットワークエレメントに転送されるように適用され、前記保護経路のネットワークエレメントの少なくとも１つは、現用経路の経路終端要素以外のネットワークエレメントであるネットワークエレメント。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１６】
ネットワークエレメントおよびオプティカルキャリア（ＯＣ）リンクの光通信ネットワークを確立する方法であって、
ＯＣリンクの第１のセットを介して、第１の経路終端ネットワークエレメントと第２の経路終端ネットワークエレメントとの間にデータトラフィックの現用経路を構成し、
ＯＣリンクの第２のセットを介して、第１のネットワークエレメントと第２のネットワークエレメントとの間にデータトラフィックの少なくとも１つの保護経路を割り当て、
前記少なくとも１つの保護経路の割り当てにおいて、現用経路内に障害を検出できるネットワークエレメント内のルーティングテーブルに保護エントリを挿入し、
前記保護エントリは、ＯＣリンクとネットワークエレメントの第２のセットのネットワークエレメントへのスイッチファブリック修正を含み第１のネットワークエレメントと第２のネットワークエレメントとの間に保護経路を構成するのに必要なスイッチファブリック修正を示す保護スイッチングデータを含む方法。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１８】
前記データトラフィックの現用経路の構成において、データトラフィックがＯＣリンクとネットワークエレメントの第１のセットを進むための帯域幅を確保することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１９】
前記データトラフィックの少なくとも１つの保護経路の割り当てにおいて、データトラフィックがＯＣリンクとネットワークエレメントの第２のセットを進むための帯域幅を確保することをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
前記データトラフィックの少なくとも１つの保護経路の割り当てにおいて、複数の対応するＯＣリンクとネットワークエレメントのセットを介して、第１のネットワークエレメントから第２のネットワークエレメントへデータトラフィックの複数の保護経路を割り当てることを含む請求項１６に記載の方法。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２１】
予め構成された現用経路内に障害が発生している間、光ネットワーク内に予め割り当てられた複数のネットワークエレメントを有する保護経路を構成する方法であって、
予め構成された現用経路内の障害の徴候をモニタし、
現用経路内に障害の徴候が検出されれば、
障害に対応する保護スイッチングデータを決定し、
少なくとも１つが現用経路の経路終端要素以外のものである保護経路のネットワークエレメントにデータトラフィック内の保護スイッチングデータを転送し、
再構成を必要とするネットワークエレメントのそれぞれで保護スイッチングデータを処理することにより、それらに対応するスイッチファブリックが再構成される方法。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３６】
光ネットワークの現用経路内に連結されるように配設されたネットワークエレメントであって、
保護スイッチングデータを含み、複数のネットワークエレメントを有する保護経路を割り当てるための保護エントリが入力されるように構成されるルーティングテーブルと、
現用経路内の障害をモニタするための手段と、
現用経路に障害が検出されれば、保護スイッチングデータを獲得するために、ルーティングテーブル内の保護エントリを検索するための手段と、
データトラフィック内に決定された保護スイッチングデータを挿入するための手段と、
決定された保護スイッチングデータを挿入したデータトラフィックを出力するための手段と
を含み、
前記保護スイッチングデータは、保護経路を確立するために再構成を必要とする保護経路のネットワークエレメントのそれぞれを構成するための命令を出すように適用されるネットワークエレメント。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３７】
光ネットワークの保護経路内に割り当てられるように配設されたネットワークエレメントであって、
データトラフィックを受信するための手段と、
受信されたデータトラフィック内の保護スイッチングデータの変化をモニタするための手段と、
保護スイッチングデータが変化した場合に、保護スイッチングデータを処理するための手段とを含み、
前記保護スイッチングデータを処理するための手段は、保護スイッチングデータがネットワークエレメントに関係するスイッチング命令を含む場合、ネットワークエレメントを再構成するための手段を含み、
前記保護スイッチングデータは、保護経路と関連する現用経路内のネットワークエレメントにより発生し、保護経路のネットワークエレメントに転送されるように適用され、保護経路のネットワークエレメントの少なくとも１つは、現用経路の経路終端要素以外のネットワークエレメントであるネットワークエレメント。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３８】
トランスポートオーバーヘッドと、
パスオーバーヘッドおよびペイロードを含む同期ペイロードエンベロープ（ＳＰＥ）とを含み、
前記パスオーバーヘッド内に保護スイッチングデータが挿入されて、保護経路のネットワークエレメントに転送され、再構成を必要とする保護経路のネットワークエレメントにスイッチング命令を出し、保護経路のネットワークエレメントの少なくとも１つは、対応する現用経路の経路終端要素以外のものであるデータフレーム。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明は、第１の一般的な態様によれば、光ネットワークの現用経路内に結合されるように配設されたネットワークエレメントである。ネットワークエレメントは、複数のポートと、スイッチファブリックと、ルーティングテーブルと、制御ユニットとを含む。複数のポートは、現用経路内のオプティカルキャリア（ＯＣ）リンクに連結されるように配設された第１および第２のポートを含む。スイッチファブリックは、複数のポートに接続され、第１および第２のポートを連結して第１および第２のポートの一方で受信したデータトラフィックが他方のポートで出力されるように構成される。ルーティングテーブルは、複数のネットワークエレメントを有する保護経路を割り当てるための保護エントリが入力されるように構成され、保護エントリには保護スイッチングデータが含まれる。制御ユニットは、スイッチファブリックに接続され、現用経路内での障害をモニタするように動作する。現用経路に障害が検出されれば、制御ユニットは、さらに、保護スイッチングを獲得するために、ルーティングテーブル内の保護エントリを検索し、保護経路を構成するための第１および第２のポートの少なくとも１つから出力されるデータトラフィック内に保護スイッチングデータを挿入するように動作する。データトラフィック内の保護スイッチングデータは、保護経路を確立するために再構成を必要とする保護経路のネットワークエレメントのそれぞれを構成するための命令を出すように適用される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明のいくつかの実施形態において、ルーティングテーブルは、それぞれの保護経路をそれぞれが割り当てるための複数の保護エントリが入力されるように構成される。現用経路に障害が検出されれば、制御ユニットは、ルーティングテーブル内の複数の保護エントリのうち、障害に対応する保護エントリを検索し、検索された保護エントリに対応するそれぞれの保護経路を構成するために、出力されるデータトラフィック内に、検索された保護エントリの保護スイッチングデータを挿入する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第２の一般的な態様によれば、本発明は、光ネットワークの保護経路内に割り当てられるように配設されたネットワークエレメントである。当該ネットワークエレメントは、複数のポートと、ポートのそれぞれに接続されたスイッチファブリックと、スイッチファブリックに接続された制御ユニットとを含む。制御ユニットは、ポートの１つで受信したデータトラフィック内の保護スイッチングデータの変化をモニタするように動作する。保護スイッチングデータが変化すれば、制御ユニットは、保護スイッチングデータ内の任意のスイッチング命令がネットワークエレメントに関係するかを決定するために、保護スイッチングデータを処理するように動作し、スイッチング命令の少なくとも１つがネットワークエレメントに関係すれば、ネットワークエレメントが光ネットワークの保護経路内に構成されるように、ネットワークエレメントに関連するスイッチング命令に応じてスイッチファブリックを再構成するように動作する。保護スイッチングデータは、保護経路と関連する現用経路内のネットワークエレメントにより発生し、保護経路のネットワークエレメントに転送されるように適用され、保護経路のネットワークエレメントの少なくとも１つは、現用経路の経路終端要素ではない。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第３の一般的な態様によれば、本発明は、ネットワークエレメントおよびオプティカルキャリア（ＯＣ）リンクの光通信ネットワークを確立する方法である。この方法は、ＯＣリンクとネットワークエレメントの第１のセットを介して、第１の経路終端ネットワークエレメントと第２の経路終端ネットワークエレメントとの間にデータトラフィックの現用経路を構成することを含む。さらに、この方法は、ＯＣリンクとネットワークエレメントの第２のセットを介して、第１のネットワークエレメントと第２のネットワークエレメントとの間にデータトラフィックの少なくとも１つの保護経路を割り当てることを含む。前記少なくとも１つの保護経路の割り当てにおいて、現用経路内に障害を検出できるネットワークエレメント内のルーティングテーブルに保護エントリを挿入することを含み、保護エントリは、ＯＣリンクとネットワークエレメントの第２のセットにおけるネットワークエレメントに対するスイッチファブリック修正を含み、第１のネットワークエレメントと第２のネットワークエレメントとの間に保護経路を構成するのに必要なスイッチファブリック修正を示す保護スイッチングデータを含む。


【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第４の一般的な態様によれば、本発明は、予め構成された現用経路内に障害が発生している間、光ネットワーク内に予め割り当てられた複数のネットワークエレメントを有する保護経路を構成する方法である。この方法は、予め構成された現用経路内の障害の徴候をモニタすることを含む。さらに、現用経路内に障害の徴候が検出されれば、この方法は、障害に対応する保護スイッチングデータを決定し、保護経路におけるネットワークエレメントの少なくとも１つが現用経路の経路終端要素以外のものである保護経路のネットワークエレメントにデータトラフィック内の保護スイッチングデータを転送し、再構成を必要とするネットワークエレメントのそれぞれで保護スイッチングデータを処理することにより、それらに対応するスイッチファブリックを保護経路を構成するよう再構成する。


【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第５の一般的な態様によれば、本発明は、オプティカルキャリア（ＯＣ）リンクと連結されたネットワークエレメントの光通信ネットワークである。光通信ネットワークは、現用経路と、少なくとも１つの保護経路とを含む。現用経路は、第１および第２の経路終端ネットワークエレメントの間でデータトラフィックを伝送するように構成されたＯＣリンクおよびネットワークエレメントからなる第１のセットを含む。保護経路は、現用経路に障害が検出されれば、第１および第２の経路終端ネットワークエレメントの間でデータトラフィックを伝送するように割り当てられたＯＣリンクおよびネットワークエレメントからなる第２のセットを含む。この態様において、現用経路のネットワークエレメント内のルーティングテーブルが、保護経路のネットワークエレメントに適用されなければならないスイッチング命令を出す保護エントリを含む。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
さらなる態様によれば、本発明は、トランスポートオーバーヘッドと、同期ペイロードエンベロープ（ＳＰＥ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｐａｙｌｏａｄ　Ｅｎｖｅｌｏｐｅ）とを含むデータフレームである。ＳＰＥは、パスオーバーヘッドと、ペイロードとを含む。パスオーバーヘッド内に保護スイッチングデータが挿入されて、保護経路のネットワークエレメントに転送され、保護経路のネットワークエレメントの少なくとも１つが対応する現用経路の経路終端要素以外のものである構成を必要とする保護経路のネットワークエレメントにスイッチング命令を出す。保護スイッチングデータは、パスオーバーヘッド内のＺ３およびＺ４バイトの少なくとも１つ内に挿入され、データフレームは、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｏｐｔｉｃａｌ　ＮＥＴｗｏｒｋ）フレームおよび同期ディジタルヒエラルキー（ＳＤＨ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）フレームのうちの１つであることが好ましい。




【国際調査報告】
2004504790.tif 000083
2004504790.tif 000084
2004504790.tif 000085