(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を電気的に終端せずにそのまま処理するトランスペアレントノードと、光信号をいったん電気的に終端し再び光信号として再生するＯＥＯ変換ノードと、これらのノード間を接続するリンクとを備え、
前記リンクには、物理的あるいは論理的に考慮された伝送負荷であるリンクコストが定義され、
前記ＯＥＯ変換ノードを中継しないトランスペアレントなドメインの範囲あるいは光パスのスパンには上限が存在し、
光信号を送信する発ノードと当該光信号を受信する着ノードとの間に、前記リンクコストが最小であり前記上限を超えない経路を設定する手段を備えた
光ネットワークシステムにおいて、
現実の光ネットワークのトポロジに対してこの光ネットワーク内の前記ＯＥＯ変換ノードが仮想的にＯＥＯ変換機能を持たない仮想的トランスペアレントノードとＯＥＯ変換を行う仮想的ＯＥＯ変換ノードとに分割され、
前記ＯＥＯ変換ノードへのリンクを持つ前記光ネットワーク内の他のノードから前記仮想的ＯＥＯ変換ノードへの仮想的な仮想的ＯＥＯ変換リンクが想定され、この仮想的ＯＥＯ変換リンクのリンクコストは前記他のノードから前記ＯＥＯ変換ノードへのリンクコストと同じに設定され、
前記仮想的ＯＥＯ変換ノードから前記仮想的トランスペアレントノードへ仮想的な仮想的ＯＥＯリンクが想定され、
この仮想的ＯＥＯリンクのリンクコストとして前記ＯＥＯ変換ノードの持つＯＥＯ変換ポート数の逆数が設定された仮想的な光ネットワークトポロジが定義され、
前記経路を設定する手段は、この仮想的な光ネットワークトポロジに基づき経路を設定する手段を備えた
ことを特徴とする光ネットワークシステム。
【請求項２】
光信号を電気的に終端せずにそのまま処理するトランスペアレントノードと、光信号をいったん電気的に終端し再び光信号として再生するＯＥＯ変換ノードと、これらのノード間を接続するリンクとを備え、
前記リンクには、物理的あるいは論理的に考慮された伝送負荷であるリンクコストが定義され、
前記ＯＥＯ変換ノードを中継しないトランスペアレントなドメインの範囲あるいは光パスのスパンには上限が存在し、
光信号を送信する発ノードと当該光信号を受信する着ノードとの間に、前記リンクコストが最小であり前記上限を超えない経路を設定する光パスルーティング方法において、
現実の光ネットワークのトポロジに対してこの光ネットワーク内の前記ＯＥＯ変換ノードが仮想的にＯＥＯ変換機能を持たない仮想的トランスペアレントノードとＯＥＯ変換を行う仮想的ＯＥＯ変換ノードとに分割され、
前記ＯＥＯ変換ノードへのリンクを持つ前記光ネットワーク内の他のノードから前記仮想的ＯＥＯ変換ノードへの仮想的な仮想的ＯＥＯ変換リンクが想定され、
この仮想的ＯＥＯ変換リンクのリンクコストは前記他のノードから前記ＯＥＯ変換ノードへのリンクコストと同じに設定され、
前記仮想的ＯＥＯ変換ノードから前記仮想的トランスペアレントノードへ仮想的な仮想的ＯＥＯリンクが想定され、
この仮想的ＯＥＯリンクのリンクコストとして前記ＯＥＯ変換ノードの持つＯＥＯポート数の逆数が設定された仮想的な光ネットワークトポロジが定義され、
この仮想的な光ネットワークトポロジに基づき経路を設定する
ことを特徴とする光パスルーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信に利用する。特に、伝送媒体として光ファイバを用い、光信号を電気的に終端せずそのまま処理するトランスペアレントにスイッチするフォトニッククロスコネクトを含むオプティカルネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット網の急速な拡大と、ブロードバンドアクセスの普及の本格化により、情報通信ネットワークを流通する情報量は莫大になってきている。また、光ファイバを用いたＷＤＭ（波長分割多重）技術による通信回線の大容量化が進んでおり、次世代のネットワークでは、ノードにおける電気的な信号処理が、処理速度のボトルネックやネットワーク機器のコストを上げる要因になることが懸念されてきている。
【０００３】
そのため、光信号を電気信号に変換せず光信号のままで交換するフォトニッククロスコネクト（ＰＸＣ）の適用が検討され始めており、これを踏まえてＩＥＴＦ(Internet Engineering Task Force)では、ＰＸＣを含めた様々なノードからなるネットワークの制御にＭＰＬＳ(Multi Protocol Label Switching)の枠組みを適用するＧＭＰＬＳ(Generalized Multi Protocol Label Switching)の標準化が進められている。ＧＭＰＬＳでは、光パスのルーティングはＯＳＰＦ(Open Shortest Path First)等の既存のルーティングプロトコルを拡張したものを用いて行われる。
【０００４】
しかしながら、ノードが光信号をトランスペアレントに（すなわち電気的に終端せずに）スイッチするオプティカルネットワークでは、ＰＭＤ(Polarization Mode Dispersion)、ＡＳＥ(Amplifier Spontaneous Emission)等、光信号伝送に特有の問題が存在する(J.Strand,A.L.Chiu,and R.Tkach,"Issues for routing in the optical layer,"IEEE Communications Magazine,Feb.2001,vol.39,no.2,pp.81-88)。ＰＭＤとは、シングルモードファイバ内の二つの直交する偏波モードによる分散である。二つのモードの遅延差が、伝送される信号速度のビット幅よりも十分に小さくなければならず、これによって光パスのスパン長が制限される。また、ＡＳＥは、光パスに挿入される光増幅器に由来するＯＳＮＲ（光信号雑音比）の劣化であり、要求されるＯＳＮＲに対して、挿入できる光増幅器の個数が制限される。この他にも非線形効果など様々な制約要因があり、それらによって、オプティカルネットワークでは、トランスペアレントなドメインの範囲、光パスのスパンが制限される。したがって、光パスの経路によっては、ネットワーク内のノードで光−電気−光（ＯＥＯ）変換による光信号の再生が必要となる場合がある。
【０００５】
しかし、ノードに接続する全てのリンクについてＯＥＯ変換機能を備えるのは、コストの面からもオプティカルネットワークの趣旨からも適切ではない。したがって、各々のノードの備える光信号再生機能は、リンクの限られた数についてのものになる。つまり、ＯＥＯ変換機能を備えたノードは、ネットワーク資源として、貴重なものと考えて扱う必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＯＳＰＦなどのルーティングプロトコルによる通常のルーティングでは、各リンクにリンクコストと呼ぶ物理的あるいは論理的に考慮された伝送負荷を表す数値を定義し、二つのノード間にパスを設定する際、そのパスに沿ったリンクコストの合計値を計算して、それが最小となるパス、すなわち最短パスを選択する。
【０００７】
このようなルーティング方法を光ネットワークに適用する場合には、上記のような光信号特有の制約を考慮する必要がある。したがって、光パスのルーティングでは、リンク情報として、ＯＳＰＦのコストに加え、ＰＭＤやＡＳＥに関するメトリックを定義する。
【０００８】
パス計算においてそれらのメトリックをパスに沿って加算していったときに（途中のノードで光信号が再生されたときはリセットされる）、その値が許容可能な上限値を超えない、つまり光信号が「到達可能」であるという条件が付く。光パスのルーティングでは、「到達可能」かつコスト最小のパスを選ぶことになる。
【０００９】
光ネットワークの例を図２に示す。図２を参照してＰＭＤを考慮する場合の光パスルーティングの手順について説明する。ノードＡ、ノードＢ、ノードＣ、ノードＤ、ノードＥおよびノードＦがネットワークを構成している。ここで、ノードＣおよびノードＤは、光信号再生機能を備えたＯＥＯ変換ノードであり、それぞれの３個と１個のＯＥＯ変換ポートを持っている。ノードＡとノードＣとの間に、リンク１が張られている。ノードＣとノードＤとの間に、リンク２が張られている。ノードＤとノードＢとの間に、リンク３が張られている。ノードＡとノードＥとの間に、リンク４が張られている。ノードＥとノードＦとの間に、リンク５が張られている。ノードＦとノードＢとの間に、リンク６が張られている。また、ノードＤとノードＥとの間に、リンク７が張られている。
【００１０】
図２のネットワークにおいて、各リンクのリンクコストはそれぞれ“１”である。また、リンク１〜７のＰＭＤメトリックを図３に示す。ＯＥＯ変換を行わないで光信号が伝搬できるための、ＰＭＤメトリックの上限値は“２．５”である。
【００１１】
ノードＡからノードＢへの「到達可能」かつコスト最小のパスは、リンク１、リンク２およびリンク３を通る経路４０に沿ったパスである。また、ノードＥからノードＢへの「到達可能」かつコスト最小のパスは、リンク７とリンク３を通る経路４１に沿ったパスである。光パス上の少なくとも一ヶ所でＯＥＯ変換による光信号再生が必要であり、光信号再生機能を備えたノードの選択肢が複数ある場合は、光信号再生を行うノードの選び方としては、パスに沿ってＰＭＤメトリックを加算していき、可能な限り単一の光スパンを延長し、ＰＭＤメトリックの加算値が上限値を超える前で光信号を再生させるという手法がある。この手法に従うと、経路４０に沿った光パスにおいては、光信号再生ノードとしてノードＤが選択される。一方、経路４１に沿った光パスでは、ノードＤで光信号再生を行うことが光パス設定の必要条件になっている。
【００１２】
しかしながら、ノードＤにはＯＥＯ変換ポートが１個しかないため、経路４０に沿った光パスが先に設定されると、経路４１に沿ったパスは設定できなくなるという問題点がある。また、経路４１に沿ったパスが設定できない場合は、ノードＥからノードＢへの光パスとしては、リンク４、リンク１、リンク２、およびリンク３を通る経路４２に沿ったパスが選ばれることになり、ネットワーク資源を無駄に使うことになってしまうという問題点がある。
【００１３】
本発明は、このような背景に行われたものであって、オプティカルネットワークにおける光信号再生機能を含めたネットワーク資源の有効利用を実現することができる光ネットワークシステムおよび光パスルーティング方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の観点は、光信号を電気的に終端せずにそのまま処理するトランスペアレントノードと、光信号をいったん電気的に終端し再び光信号として再生するＯＥＯ変換ノードと、これらのノード間を接続するリンクとを備え、前記リンクには、物理的あるいは論理的に考慮された伝送負荷であるリンクコストが定義され、前記ＯＥＯ変換ノードを中継しないトランスペアレントなドメインの範囲あるいは光パスのスパンには上限が存在し、光信号を送信する発ノードと当該光信号を受信する着ノードとの間に、前記リンクコストが最小であり前記上限を超えない経路を設定する手段を備えた光ネットワークシステムである。
【００１５】
ここで、本発明の特徴とするところは、現実の光ネットワークのトポロジに対してこの光ネットワーク内の前記ＯＥＯ変換ノードが仮想的にＯＥＯ変換機能を持たない仮想的トランスペアレントノードとＯＥＯ変換を行う仮想的ＯＥＯ変換ノードとに分割され、前記ＯＥＯ変換ノードへのリンクを持つ前記光ネットワーク内の他のノードから前記仮想的ＯＥＯ変換ノードへの仮想的な仮想的ＯＥＯ変換リンクが想定され、この仮想的ＯＥＯ変換リンクのリンクコストは前記他のノードから前記ＯＥＯ変換ノードへのリンクコストと同じに設定され、前記仮想的ＯＥＯ変換ノードから前記仮想的トランスペアレントノードへ仮想的な仮想的ＯＥＯリンクが想定され、この仮想的ＯＥＯリンクのリンクコストは前記ＯＥＯ変換ノードの持つＯＥＯ変換機能の利用可能性（アベイラビリティ）に反比例して設定された仮想的な光ネットワークトポロジが定義され、前記経路を設定する手段は、この仮想的な光ネットワークトポロジに基づき経路を設定する手段を備えたところにある。
【００１６】
すなわち、光パスを構成するリンクのうち、ＯＥＯ変換ノードへ向かうリンクをＯＥＯ変換により光信号再生される仮想的ＯＥＯ変換リンクと光信号再生されないリンクとに分けた仮想的なトポロジに基づいてルーティングを行うことにより、ＯＥＯ変換ノードでＯＥＯ変換を行うか行わないかを、ルーティングプロトコルを用いたパス計算において自動的に選択できるようになる。
【００１７】
また、ＯＥＯ変換により光信号再生される仮想的ＯＥＯリンクに対し、ＯＥＯ変換機能の利用可能性（アベイラビリティ）に反比例するようなリンクコストを付加することにより、光ネットワーク全体でのＯＥＯ変換機能の利用効率を高めることができる。例えば、利用可能性の高い低いは、すなわち、ＯＥＯ変換ノードにおけるＯＥＯ変換ポート数の多い少いに置き替えることができる。この場合に、ＯＥＯ変換ポート数が多いＯＥＯ変換ノードがＯＥＯ変換ポート数が少ないＯＥＯ変換ノードよりも優先的に経路設定されることになり、ＯＥＯ変換ポート数が少ないＯＥＯ変換ノードの方にＯＥＯ変換ポート数が多いＯＥＯ変換ノードよりも先に多数の経路が設定されてしまい、どうしても当該ＯＥＯ変換ポート数の少ない方のＯＥＯ変換ノードに経路を設定したいときに、既にこれを利用することができないといった効率の悪い経路設定を回避することができ、光ネットワーク全体でのＯＥＯ変換機能の利用効率を高めることができる。これにより、オプティカルネットワークにおける光信号再生機能を含めたネットワーク資源の有効利用を実現することができる。
【００１８】
本発明の第二の観点は、光信号を電気的に終端せずにそのまま処理するトランスペアレントノードと、光信号をいったん電気的に終端し再び光信号として再生するＯＥＯ変換ノードと、これらのノード間を接続するリンクとを備え、前記リンクには、物理的あるいは論理的に考慮された伝送負荷であるリンクコストが定義され、前記ＯＥＯ変換ノードを中継しないトランスペアレントなドメインの範囲あるいは光パスのスパンには上限が存在し、光信号を送信する発ノードと当該光信号を受信する着ノードとの間に、前記リンクコストが最小であり前記上限を超えない経路を設定する光パスルーティング方法である。
【００１９】
ここで、本発明の特徴とするところは、現実の光ネットワークのトポロジに対してこの光ネットワーク内の前記ＯＥＯ変換ノードが仮想的にＯＥＯ変換機能を持たない仮想的トランスペアレントノードとＯＥＯ変換を行う仮想的ＯＥＯ変換ノードとに分割され、前記ＯＥＯ変換ノードへのリンクを持つ前記光ネットワーク内の他のノードから前記仮想的ＯＥＯ変換ノードへの仮想的な仮想的ＯＥＯ変換リンクが想定され、この仮想的ＯＥＯ変換リンクのリンクコストは前記他のノードから前記ＯＥＯ変換ノードへのリンクコストと同じに設定され、前記仮想的ＯＥＯ変換ノードから前記仮想的トランスペアレントノードへ仮想的な仮想的ＯＥＯリンクが想定され、この仮想的ＯＥＯリンクのリンクコストは前記ＯＥＯ変換ノードの持つＯＥＯ変換機能の利用可能性（アベイラビリティ）に反比例して設定された仮想的な光ネットワークトポロジが定義され、この仮想的な光ネットワークトポロジに基づき経路を設定するところにある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明実施例を図１ないし図３を参照して説明する。図１は本発明の仮想的ＯＥＯ変換ノードおよび仮想的トランスペアレントノードを含む光ネットワークの例を示す図である。図２は光ネットワークの例を示す図である。図３はリンク毎のＰＭＤメトリック値を示す図である。
【００２１】
本発明は、図２に示すように、光信号を電気的に終端せずにそのまま処理するトランスペアレントノードＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆと、光信号をいったん電気的に終端し再び光信号として再生するＯＥＯ変換ノードＣ、Ｄと、これらのノードＡ〜Ｆ間を接続するリンク１〜７とを備え、リンク１〜７には、物理的あるいは論理的に考慮された伝送負荷であるリンクコストが定義され、ＯＥＯ変換ノードＣ、Ｄを中継しないトランスペアレントなドメインの範囲あるいは光パスのスパンには上限が存在し、光信号を送信する発ノードと当該光信号を受信する着ノードとの間に、前記リンクコストが最小であり前記上限を超えない経路を設定する経路設定装置を備えた光ネットワークシステムである。
【００２２】
この経路設定装置は、光ネットワーク全体を統括制御する形で一つ設置してもよいし、光ネットワークを分散制御する形で複数設置してもよい。あるいは、ノード内に設けてもよい。なお、図１および図２における経路設定装置の図示は省略する。
【００２３】
ここで、本発明の特徴とするところは、図１に示すように、現実の光ネットワークのトポロジに対してこの光ネットワーク内のＯＥＯ変換ノードＣ、Ｄが仮想的にＯＥＯ変換機能を持たない仮想的トランスペアレントノードＣ’、Ｄ’とＯＥＯ変換を行う仮想的ＯＥＯ変換ノードＣ’’、Ｄ’’とに分割され、ＯＥＯ変換ノードＣ’’、Ｄ’’へのリンクを持つ前記光ネットワーク内の他のノードから仮想的ＯＥＯ変換ノードＣ’’、Ｄ’’への仮想的な仮想的ＯＥＯ変換リンク１１、１２が想定され、この仮想的ＯＥＯ変換リンク１１、１２のコストは前記他のノードからＯＥＯ変換ノードＣ、Ｄへのリンクコストと同じに設定され、仮想的ＯＥＯ変換ノードＣ’’、Ｄ’’から仮想的トランスペアレントノードＣ’、Ｄ’へ仮想的な仮想的ＯＥＯリンク２１、２２が想定され、この仮想的ＯＥＯリンク２１、２２のリンクコストはＯＥＯ変換ノードＣ、Ｄの持つＯＥＯ変換機能の利用可能性（アベイラビリティ）に反比例して設定された仮想的な光ネットワークトポロジが定義され、前記経路設定装置は、この仮想的な光ネットワークトポロジに基づき経路を設定するところにある。
【００２４】
以下では、本発明実施例をさらに詳細に説明する。
【００２５】
本発明に基づいたＰＭＤを考慮した光パスルーティングの実施例を、図１を参照して説明する。図１は、図２のネットワークを基に生成した、仮想的なトポロジである。ノードＡ、ノードＢ、仮想的トランスペアレントノードＣ’、仮想的ＯＥＯ変換ノードＣ’’、仮想的トランスペアレントノードＤ’、仮想的ＯＥＯノードＤ’’、ノードＥおよびノードＦがネットワークを構成している。
【００２６】
ここで、仮想的トランスペアレントノードＣ’と仮想的ＯＥＯ変換ノードＣ’’はそれぞれ、光信号再生機能を備えたＯＥＯ変換ノードＣを仮想的に分割して生成されたものである。また、仮想的トランスペアレントノードＤ’と仮想的ＯＥＯ変換ノードＤ’’もそれぞれ、光信号再生機能を備えたＯＥＯ変換ノードＤを仮想的に分割して生成されたものである。
【００２７】
ノードＡと仮想的トランスペアレントノードＣ’との間に、リンク１が張られている。仮想的トランスペアレントノードＣ’と仮想的トランスペアレントノードＤ’との間に、リンク２が張られている。仮想的トランスペアレントノードＤ’とノードＢとの間に、リンク３が張られている。ノードＡとノードＥとの間に、リンク４が張られている。ノードＥとノードＦとの間に、リンク５が張られている。ノードＦとノードＢとの間に、リンク６が張られている。仮想的トランスペアレントノードＤ’とノードＥとの間に、リンク７が張られている。ノードＡから仮想的ＯＥＯ変換ノードＣ’’へ仮想的ＯＥＯ変換リンク１１が張られている。仮想的ＯＥＯ変換ノードＣ’’から仮想的トランスペアレントノードＣ’へ仮想的ＯＥＯリンク２１が張られている。仮想的トランスペアレントノードＣ’から仮想的ＯＥＯ変換ノードＤ’’へ仮想的ＯＥＯ変換リンク１２が張られている。仮想的ＯＥＯ変換ノードＤ’’から仮想的トランスペアレントノードＤ’へ仮想的ＯＥＯリンク２２が張られている。
【００２８】
リンク１〜７のリンクコストはそれぞれ“１”である。仮想的ＯＥＯ変換リンク１１のリンクコストは、リンク１のリンクコストと同じであり“１”である。仮想的ＯＥＯ変換リンク１２のリンクコストは、リンク２と同じであり“１”である。仮想的ＯＥＯリンクのリンクコストは、ＯＥＯ変換ノードＣ、Ｄの光信号再生機能の利用可能性（アベイラビリティ）に反比例させるため、ＯＥＯ変換ノードＣ、Ｄの持つＯＥＯポートの数の逆数とする。ＯＥＯ変換ノードＣ、Ｄはそれぞれ３個と１個のＯＥＯ変換ポートを持っているため、仮想的ＯＥＯリンク２１のリンクコストは１／３、仮想的ＯＥＯリンク２２のリンクコストは１／１となる。リンク１〜７のＰＭＤメトリックは図３に示すとおりである。ＯＥＯ変換を行わないで光信号が伝搬できるためのＰＭＤメトリックの上限値は“２．５”である。
【００２９】
図１の仮想トポロジに基づいた、ノードＡからノードＢへの光パスを設定する場合を考える。仮想的ＯＥＯ変換リンク１１、仮想的ＯＥＯリンク２１、リンク２、およびリンク３を通る経路３０に沿ったパスのコストは合計“３＋１／３”である。また、リンク１、仮想的ＯＥＯ変換リンク１２、仮想的ＯＥＯリンク２２、およびリンク３を通る経路３１に沿ったパスのコストは合計“４”である。したがって、ノードＡからノードＢへの「到達可能」かつ最小コストのパスは経路３０に沿ったパスとなり、光信号再生を行うノードとして、より多くのＯＥＯポートを持つＯＥＯ変換ノードＣが自動的に選択されている。ここで、ＯＥＯ変換ノードＤの光信号再生機能は、ノードＡからノードＢへの光パスによって使われることなく残されている。したがって、ＯＥＯ変換ノードＤにおいて光信号再生を行うことが必須な、ノードＥからノードＢへの光パスも、設定可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、オプティカルネットワークにおけるネットワーク全体で有する光信号の再生機能を有効に利用することができ、それによって、ネットワーク資源の利用効率も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の仮想的ＯＥＯ変換ノードおよび仮想的トランスペアレントノードを含む光ネットワークの例を示す図。
【図２】光ネットワークの例を示す図。
【図３】リンク毎のＰＭＤメトリック値を示す図。
【符号の説明】
１〜７  リンク
１１、１２  仮想的ＯＥＯ変換リンク
２１、２２  仮想的ＯＥＯリンク
３０、３１、４０、４１、４２  経路
Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆ  トランスペアレントノード（または単にノード）
Ｃ、Ｄ  ＯＥＯ変換ノード（または単にノード）
Ｃ’、Ｄ’  仮想的トランスペアレントノード
Ｃ’’、Ｄ’’  仮想的ＯＥＯ変換ノード
【図１】
0003779572.tif 000002
【図２】
0003779572.tif 000003
【図３】
0003779572.tif 000004