(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）収容回線とＬＡＮ（ＷＡＮも含む）との間のインタフェース機能を有するネットワーク装置であって、
物理リンク単位でのクロスコネクト機能を有するＴＤＭ（Time Division Multiplexing）スイッチユニットと、
前記ＷＤＭ収容回線を収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＷＤＭ収容回線ユニットと、
前記ＬＡＮを収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＬＡＮ収容ユニットと、
パケットパス単位でのクロスコネクト機能を有し前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたパケットパススイッチユニットと、
を含み、
前記ＷＤＭ収容回線ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間及び前記ＬＡＮ収容ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間には、論理的なパケットパスが予め設定されており、
前記ＷＤＭ収容回線ユニット及び前記パケットパススイッチユニットの前記ＴＤＭスイッチユニットへの接続のための各インタフェース部に、前記パケットパス上のパケットを装置内共通フレームとして生成終端して前記パケットパススイッチユニットに対して入出力する機能を有することを特徴とするネットワーク装置。
【請求項２】
前記ＷＤＭ収容回線ユニットは、前記ＷＤＭ収容回線に対する光電変換処理をなす光電変換部と、この光電変換による電気信号を前記装置内共通フレームとして生成終端する生成終端部とを有することを特徴とする請求項１記載のネットワーク装置。
【請求項３】
ＳＯＮＥＴ伝送路を収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＳＯＮＥＴリモート回線ユニットを、更に含み、
前記ＳＯＮＥＴリモート回線ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間には、論理的な前記パケットパスが予め設定されており、
前記ＳＯＮＥＴリモート回線ユニットの前記ＴＤＭスイッチユニットへの接続のためのインタフェース部に、前記パケットを装置内共通フレームとして生成終端して前記パケットパススイッチユニットに対して入出力する機能を有することを特徴とする請求項１または２記載のネットワーク装置。
【請求項４】
前記ＳＯＮＥＴリモート回線ユニットは、前記ＳＯＮＥＴ伝送路に対する光電変換処理をなす光電変換部と、この光電変換による信号を前記装置内共通フレームとして生成終端する生成終端部とを有することを特徴とする請求項３記載のネットワーク装置。
【請求項５】
前記装置内共通フレームのヘッダ部には、前記フレーム中のパケットの転送先情報であるパケットパス識別子が設けられており、このパケットパス識別子を装置内パケットスイッチング情報として使用することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のネットワーク装置。
【請求項６】
ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）収容回線とＬＡＮ（ＷＡＮも含む）との間のインタフェース機能を有するネットワーク装置を含むネットワークシステムであって、
前記ネットワーク装置は、
物理リンク単位でのクロスコネクト機能を有するＴＤＭ（Time Division Multiplexing）スイッチユニットと、
前記ＷＤＭ収容回線を収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＷＤＭ収容回線ユニットと、
前記ＬＡＮを収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＬＡＮ収容ユニットと、
パケットパス単位でのクロスコネクト機能を有し前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたパケットパススイッチユニットと、
を含み、
前記ＷＤＭ収容回線ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間及び前記ＬＡＮ収容ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間には、論理的なパケットパスが予め設定されており、
前記ＷＤＭ収容回線ユニット及び前記パケットパススイッチユニットの前記ＴＤＭスイッチユニットへの接続のための各インタフェース部に、前記パケットパス上のパケットを装置内共通フレームとして生成終端して前記パケットパススイッチユニットに対して入出力する機能を有することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項７】
前記ＷＤＭ収容回線ユニットは、前記ＷＤＭ収容回線に対する光電変換処理をなす光電変換部と、この光電変換による電気信号を前記装置内共通フレームとして生成終端する生成終端部とを有することを特徴とする請求項６記載のネットワークシステム。
【請求項８】
前記ネットワーク装置は、
ＳＯＮＥＴ伝送路を収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＳＯＮＥＴリモート回線ユニットを、更に含み、
前記ＳＯＮＥＴリモート回線ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間には、論理的な前記パケットパスが予め設定されており、
前記ＳＯＮＥＴリモート回線ユニットの前記ＴＤＭスイッチユニットへの接続のためのインタフェース部に、前記パケットを装置内共通フレームとして生成終端して前記パケットパススイッチユニットに対して入出力する機能を有することを特徴とする請求項６または７記載のネットワークシステム。
【請求項９】
前記ＳＯＮＥＴリモート回線ユニットは、前記ＳＯＮＥＴ伝送路に対する光電変換処理をなす光電変換部と、この光電変換による信号を前記装置内共通フレームとして生成終端する生成終端部とを有することを特徴とする請求項８記載のネットワークシステム。
【請求項１０】
前記装置内共通フレームのヘッダ部には、前記フレーム中のパケットの転送先情報であるパケットパス識別子が設けられており、このパケットパス識別子を装置内パケットスイッチング情報として使用することを特徴とする請求項６〜９いずれか記載の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】
本発明はネットワーク装置及びそれを用いたネットワークシステムに関し、特にギガビットイーサネット（Ｒ）パケットを収容するＷＤＭネットワークにおけるネットワーク装置及びそれを用いたネットワークシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高密度波長多重技術（ＤＷＤＭ：Dense Wavelength Division Multiplexing）や低密度波長多重技術（ＣＷＤＭ：Coarse WDM）リング等に代表されるトランスポート網において、急伸するユーザＬＡＮ（Local Area Network）パケットトラヒックをパケットパス上にて収容し、イーサネット（Ｒ）に代表されるパケット系のトラヒックを大容量かつ高速転送する方式がある。図１７にこのような方式のネットワーク構成の概略を示す。
【０００３】
複数のＬＡＮ１ｃ各々からのユーザパケットデータの転送は、リング状の基幹伝送網ＣＷＤＭネットワーク１ｂにて行われる。ＣＷＤＭネットワーク１ｂとＬＡＮ１ｃ間を相互接続するためにギガビット多重・分離装置（ＣＷＤＭ−ＮＥ：ＷＤＭネットワークエレメント）１ａが設置される。
【０００４】
一方、従来技術であるＰＯＳ｛ＰＰＰ（Point-to Point Protocol ）ｏｖｅｒＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network ）｝フレーミング技術におけるフラグパタンネックを解消し、高い同期特性を有するＧＦＰ（Generic Framing Procedure ）によるフレーミング技術が注目されている。このＧＦＰ技術を用いて多種多様なレイヤ２プロトコルを共通の形式にフレーミングし、パケット転送処理単位を共通フレーム化にすることにより、多種回線収容における柔軟性を持つと共に、統計多重効果を利用したパケットトラヒックの効率収容が可能となる。
【０００５】
また、伝送路帯域の有効利用の観点からは、ＬＡＮ・ＷＡＮ（Wide Area Network ）間におけるインタフェース速度のミスマッチを埋め、ＷＡＭインタフェースの設定粒度（granularity ）改善を主目的とするＶＣ（Virtual Concatenation ）技術がある。このＶＣ技術は、伝送路上の複数の論理チャネルを仮想的に１つのチャネルとみなして連結することにより、伝送路の帯域を有効利用するものである。例えば、１００Ｍ−Ｅｔｈｅｒ１回線をＳＯＮＥＴ装置で収容する場合、従来装置では、ＶＣ−４（１５０Ｍｂｐｓ）のチャネルを使用することになり、１００Ｍｂｐｓのデータに対して１５０Ｍｂｐｓのチャネルを割り当てなければならない。しかし、ＶＣ−３（５０Ｍｂｐｓ）を２チャネル使用すれば１００Ｍとなるので、この１チャネルをＶＣとして連結することにより、１００Ｍ−Ｅｔｈｅｒを帯域を無駄なく収容でき、トランスポートプロバイダにとって、各種パケットサービス速度を細かな設定粒度で提供することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようと課題】
しかしながら、図１７に示したＣＷＤＭネットワークにおけるギガビット多重・分離装置（ＣＷＤＭ−ＮＥ）１ａでは、ＬＡＮインタフェース機能を有するのみであり、上述したような多種回線収容における柔軟性を有することは困難であり、結果として、統計多重効果を利用したパケットトラヒックの効率的収容が困難となる。
【０００７】
そこで、本発明では、ＧＦＰ等のフレーミング技術によるパケットパス確立とパケット収容効率の向上、ＶＣ技術による帯域割り当ての柔軟性を持たせて、従来のギガビットイーサネット（Ｒ）インタフェースを多重して１０ギガあるいは４０ギガ光信号に多重・分離変換する装置をベースマシンとし、低コストで（当該ベースマシンに可能な限り影響を及ぼさないことを基本として）、ＣＷＤＭ・ＤＷＤＭに代表される既存基幹網のＬＡＮ側拡張を主目的とし、各種多元的なデータ系プロトコルの効率的収容を可能としたネットワーク装置及びそれを用いたネットワークシステムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）収容回線とＬＡＮ（ＷＡＮも含む）との間のインタフェース機能を有するネットワーク装置であって、物理リンク単位でのクロスコネクト機能を有するＴＤＭ（Time Division Multiplexing）スイッチユニットと、前記ＷＤＭ収容回線を収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＷＤＭ収容回線ユニットと、前記ＬＡＮを収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＬＡＮ収容ユニットと、パケットパス単位でのクロスコネクト機能を有し前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたパケットパススイッチユニットとを含み、前記ＷＤＭ収容回線ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間及び前記ＬＡＮ収容ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間には、論理的なパケットパスが予め設定されており、前記ＷＤＭ収容回線ユニット及び前記パケットパススイッチユニットの前記ＴＤＭスイッチユニットへの接続のための各インタフェース部に、前記パケットパス上のパケットを装置内共通フレームとして生成終端して前記パケットパススイッチユニットに対して入出力する機能を有することを特徴とするネットワーク装置が得られる。
【０００９】
更に、ＳＯＮＥＴ伝送路を収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＳＯＮＥＴリモート回線ユニットを含み、前記ＳＯＮＥＴリモート回線ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間には、論理的な前記パケットパスが予め設定されており、前記ＳＯＮＥＴリモート回線ユニットの前記ＴＤＭスイッチユニットへの接続のためのインタフェース部に、前記パケットを装置内共通フレームとして生成終端して前記パケットパススイッチユニットに対して入出力する機能を有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記装置内共通フレームのヘッダ部には、前記フレーム中のパケットの転送先情報であるパケットパス識別子が設けられており、このパケットパス識別子を装置内パケットスイッチング情報として使用することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）収容回線とＬＡＮ（ＷＡＮも含む）との間のインタフェース機能を有するネットワーク装置を含むネットワークシステムであって、前記ネットワーク装置は、物理リンク単位でのクロスコネクト機能を有するＴＤＭ（Time Division Multiplexing）スイッチユニットと、前記ＷＤＭ収容回線を収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＷＤＭ収容回線ユニットと、前記ＬＡＮを収容すると共に前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたＬＡＮ収容ユニットと、パケットパス単位でのクロスコネクト機能を有し前記ＴＤＭスイッチユニットに接続されたパケットパススイッチユニットとを含み、前記ＷＤＭ収容回線ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間及び前記ＬＡＮ収容ユニットと前記パケットパススイッチユニットとの間には、論理的なパケットパスが予め設定されており、前記ＷＤＭ収容回線ユニット及び前記パケットパススイッチユニットの前記ＴＤＭスイッチユニットへの接続のための各インタフェース部に、前記パケットパス上のパケットを装置内共通フレームとして生成終端して前記パケットパススイッチユニットに対して入出力する機能を有することを特徴とするネットワークシステムが得られる。
【００１２】
本発明の作用を述べる。従来装置にて有していたＧｂＥ（ギガビットイーサネット（Ｒ））ネットワークにおけるPOINT-TO-POINT接続用途に使用していたギガイーサネット（Ｒ）多重分離装置を拡張して、物理リンク単位のクロスコネクト機能を設けることにより、既存ユーザＬＡＮ収容容量を拡張する。また、従来のＣＷＤＭ／１０ＧｂＥパスにパケットパスを割り当て、物理リンク単位のクロスコネクトだけでなく、パケットパス単位でのクロスコネクト機能をもつマルチレイヤスイッチ構成を採り、柔軟なパケットパス割当機能を設けることにより、統計多重効果によるパス使用効率の向上を図り、Ｎ：Ｍ通信を実現する。
【００１３】
上記パケットパス割り当ては、既存ＳＯＮＥＴ網を収容する上でも適用でき、ＳＯＮＥＴパス単位のクロスコネクト機能しか有していない既存ＳＯＮＥＴインタフェースを本装置で取り込むべく、ＶＣ技術を用いたユーザパケットプロトコルのリンク速度に合致した効率的な帯域割り当てを実現する。
【００１４】
装置内でのみ有効となる装置内パケットパスを新たに定義し、この装置内パケットパスを運用形態に応じて半固定的に割り当てるか、柔軟性を有するいわゆるソフトステート的に割り当てるかを選択可能とすることにより、パケットパスリソースを有効活用でき、かつ装置内転送で発生するオーバーヘッドを削減する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態につき詳述する。図１は本発明が適用されるネットワークモデルの概略システム構成図及び本発明によるネットワーク装置であるパケットパスクロスコネクト装置１ａｅの概略機能ブロック図であり、図１７と同等部分は同一符号にて示している。
【００１６】
図１において、１ａはギカビット多重・分離装置であり、ＣＷＤＭ収容回線ユニットとも称されるものであり、例えば、８本のギガビットイーサネット（Ｒ）（ＧｂＥ）を、リング状の基幹伝送路であるＯＣ１９２（１０ギカビットイーサネット（Ｒ））１ｂに収容する多重化装置であり、ＧｂＥを物理リンクとみてPOINT to POINT通信を実現する装置であり、従来の図１７に示した装置１ａと同等のものである。
【００１７】
１ａｅは本発明によるパケットパスクロスコネクト装置であり、ギガビットイーサネット（Ｒ）（ＧｂＥ）１ｂに対するインタフェース機能を有するとともに、ＳＯＮＥＴ１ｂａやＬＡＮ１ｃとのインタフェース機能をも有する。図２は図１のシステム図をより詳細に示した図であり、パケットパスクロスコネクト装置１ａｅは既存のＣＷＤＭ−ＮＥ（ギガビット多重・分離装置）１ａの拡張ユニットであって、収容するユーザＬＡＮ１ｃ、たとえばギガイーサネット（Ｒ）パケット網を収容するとともに、ＯＣ４８  ＳＯＮＥＴ  １ｂａをも収容するＣＷＤＭ端局装置として設置されている。
【００１８】
図１，２に示すように、パケットパスクロスコネクト装置１ａｅは、従来のＣＷＤＭ−ＮＥ１ａに有する機能を包含しており、１ギガイーサインタフェース８本を１０ギガ光信号に変換し１０ＧＷＤＭシステムと連携して中継伝送する装置として利用されるとともに、マルチレイヤＡＤＭ（Add Drop Multiplexing ）機能（物理リンク単位だけてなく、パケットパス単位のクロスコネクト機能）を具備し、既存のＣＷＤＭ／１０ＧｂＥ転送パス上で、POINT to POINT通信、あるいは、Shared Mediaとして従来のＣＷＤＭ／１０ＧｂＥパスにパケットパスを割り当て、パス使用効率の向上を図りつつ、Ｎ：Ｍ通信を実現する通信装置（ＣＷＤＭ−ＮＥ）である。
【００１９】
このパケットパスクロスコネクト１ａｅは、下記ユニットより構成される。既存のギガビットイーサネット（Ｒ）インタフェースを多重して１０ギガあるいは４０ギガ光信号に多重・分離変換する機能を有するＣＷＤＭ収容回線ユニット１ａと、従来装置にて有していたＧｂＥ網におけるPOINT-TO-POINT接続装置に、物理リンク単位のＴＤＭ（Time Division Multiplexing）クロスコネクト機能を有するＴＤＭスイッチユニット１ａｄと、従来のＣＷＤＭ／１０ＧｂＥパスにパケットパスを割り当て、パケットパス単位でのクロスコネクト（回線設定）機能を有するパケットスイッチユニット１ａｃと、ＳＯＮＥＴ端局装置と相互接続されるか、あるいは既存ＳＯＮＥＴ端局のリモートターミナルとして設置され、ＳＯＮＥＴパス単位のクロスコネクトしか有していない既存ＳＯＮＥＴインタフェースをＶＣ（Virtual Concatenation ）技術を用いたユーザＬＡＮ上のパケットプロトコルのリンク速度に合致した帯域割り当て機能を有するＳＯＮＥＴリモート回線ユニット１ａａと、サービス拡充を図るべく、ユーザＬＡＮ側の多種プロトコルを統合し、既存装置の共通プラットフォーム（スイッチインタフェース）に変換するサービスコンバーターユニット１ａｂとを含んで構成されている。
【００２０】
図３は各ユニットにおけるパケットパス割り当てのイメージ図であり、図に示すように、多元的なパケットトラヒックを収容するに際し、ＣＷＤＭ収容回線ユニット１ａとパケットスイッチユニット１ａｃ間、あるいはＳＯＮＥＴリモート回線ユニット１ａａとパケットスイッチユニット１ａｃ間、あるいはギガビットイーサネット（Ｒ）リモートターミナルとして機能するサービスコンバーターユニット１ａｂとパケットスイッチユニット１ａｃ間には、パケットパス１ｄなる論理パスが予め設定されている。そして、パケット系トラヒックは、パケットパス１ｄにより確立された論理パス上で通信される。
【００２１】
図４は図２に示したネットワークモデルにおけるパケットパス割り当てとマルチレイヤＡＤＭ機能を説明するためのイメージ図である。図に示すように、本発明によるパケットパスクロスコネクト装置１ａｅ間を接続するＣＷＤＭリンク１ｂ１は、論理的にはパケットパス１ｄとＧｂＥリンク１ｃ１とが混在したトランスポート網であり、パケットパス単位のクロスコネクトは、パケットスイッチユニット１ａｃにて実施され、１ＧｂＥリンク単位のクロスコネクトは、ＴＤＭスイッチユニット１ａｄにて実施される。つまり、統計多重効果を狙ったパケットベースの上位レイヤのクロスコネクト機能と、単純な物理回線単位のクロスコネクト機能の配備箇所を分離したスイッチからなる。すなわち、このようなパケットパスの導入により、ＣＷＤＭ網内に混在する多元的な物理リンクを、論理的なパケットパスにより一元管理することが特徴となっている。
【００２２】
図５を参照して、パケットパスクロスコネクト装置１ａｅ内の各ブロックについて説明する。図に示すように、ＣＷＤＭ収容回線ユニット１ａ、パケットスイッチユニット１ａｃ、ＳＯＮＥＴリモート回線ユニット１ａａは、共通なＴＤＭスイッチインタフェース部として、パケットパス終端部３ｄ１、パケットパス生成部３ｄ２、装置内フレーム生成部３ｅ１、装置内フレーム終端部３ｅ２を有する。装置内フレーム生成部３ｅ１、装置内フレーム終端部３ｅ２からなるスイッチインタフェース部は、例えば１ＧｂＥ（１ギガビットイーサネット（登録商標））を装置内共通フレームとして収容（生成・終端）するものである。
【００２３】
ＣＷＤＭ収容回線ユニット１ａは、上記の共通部の他に、光・電気変換部３ａ１、電気・光変換部３ａ２、１０ギガ信号終端部３ｂ１及び生成部３ｂ２、１：ｎデータ分離３ｃ１及び多重部３ｃ２を有する。１０ギガ信号終端部３ｂ１では、光／電気信号変換部３ａ１からのシリアル信号をパラレル信号に変換（デシリアライズ）した後、１０ギガ信号データフレームに付与されるオーバヘッドの終端処理を行い、１０ギガ信号データフレーム内ペイロード内データをバイト多重形式にフォーマット変換し、１０ギガ信号データを１：ｎデータ分離部に送出する。
【００２４】
１０ギガ信号生成部３ｂ２では、１０ギガ信号データフレームに付与されるオーバヘッドの終端を行い、１０ギガ信号データをｎ：１データ多重部から受信したバイト多重された信号を１０ギガ信号フレームペイロードに収容し、所定のオーバヘッド（ＰＯＨ／ＳＯＨ：パスオーバヘッド／セクションオーバヘッド）を付与して、パラレル信号をシリアル信号に変換（シリアライズ）した後、電気・光信号変換部３ａ２へ送出する。
【００２５】
１：ｎデータ分離部３ｃ１では、１０ギガ信号終端部３ｂ１からの回線チャネル毎にバイト多重された受信データを出力回線チャネル毎のパケットデータに分離してパケットパス終端部３ｄ１に送出する。パケットパス終端部３ｄ１では、共通フレームのデ・カプセル化を行う。その具体処理は、以下の通りである。すなわち、パケットパス識別子を収容した共通フレームに対して、
・共通フレームペイロードのデ・スクランブル処理：
・共通フレーム内ＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）監視によるエラー検出：
・共通フレームヘッダ演算による誤り訂正：
の各処理である。
【００２６】
パケットパス生成部３ｄ２では、パケットパス識別子を収容した共通フレームのカプセル化を行う。収容方式として、多種多様なレイヤ２プロトコルを、共通フレームでカプセル化する機能を有すると共に、転送先を示す情報を該共通フレームのヘッダに収容する機能を有する。このカプセル化の処理は以下のとおりである。すなわち、
・共通フレームへのカプセル化：
・共通フレームヘッダの計算・付与：
・共通フレームヘッダ内に収容するパケットパス識別子（転送先情報）の割り当て：
・ＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）監視によるエラー検出：
・共通フレームペイロードのスクランブル処理：
の各処理である。
【００２７】
図６を参照して上記のカプセル化手順を補足説明する。元フレームとなるイーサネット（Ｒ）フレーム（Ｅ）は、装置内にて終端され、共通フレームヘッダ・トレイラが付与されて共通フレームとなる。共通（レイヤ２）フレームの代表として、Ｔ１Ｘ１．５で勧告されるＧＦＰフレームがあり、この共通フレームはそのヘッダ内に定義されるパケットパス識別子を持ち、ＣＷＤＭ網において確立されたパケットパス上を転送されることになる。
【００２８】
ＳＯＮＥＴリモート回線ユニット１ａａは、上記共通部の他に、光・電気変換部３ａ４、電気・光変換部３ａ５、ＳＯＨ・ＰＯＨ終端部３ｂ４及び生成部３ｂ５、ＶＣ終端部３ｃ４及び生成部３ｃ５を有する。光・電気変換部３ａ４、電気・光変換部３ａ５は、ＣＷＤＭ収容回線ユニット１ａの該当ブロック３ａ１，３ａ２と、リンク速度の相違を除けば、ハードウェア構成は同等であるため、その説明は割愛する。ＶＣ終端部３ｃ４及び生成部３ｃ５、ＳＯＨ・ＰＯＨ終端部３ｂ４及び生成部３ｂ５に対する機能説明は、以下の通りである。
【００２９】
ＶＣ終端部３ｃ４は、ＳＯＮＥＴフレームペイロード部にマッピングされたフレームを検出（デ・マッピング）し、パケットパス終端部３ｄ１に対しチャネル毎パケット多重されたデータ形式で出力する機能を有する。またＶＣ生成部３ｃ５は、ＳＯＮＥＴ網内に混在するパケットトラヒックを効率よく収容するためのＶＣ機能を有し、共通フレームをＳＯＮＥＴフレームペイロード部へマッピングする機能、ＳＯＮＥＴフレームのＰＯＨ領域確保機能、ＶＣのためのSequence Indicator生成／付加及びＭＦＩ（Multi Frame Indication）の生成／付加機能を有する。
【００３０】
ＰＯＨ・ＳＯＨ終端部３ｂ４は、ＳＯＮＥＴパスポインタ処理、パス監視、ＶＣ処理のためのＭＦＩ抽出機能部を有し、異なるＳＯＮＥＴフレームに収容された同一ＶＣチャネルデータの位相差を吸収するためのバッファを備える。ＰＯＨ・ＳＯＨ生成部３ｂ５は、ＳＯＮＥＴフレームのＰＯＨの値を生成し、ＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode）フレーム化する機能を有する。
【００３１】
パケットスイッチユニット１ａｃは、前述したＣＷＤＭ収容回線ユニット１ａや、ＳＯＮＥＴリモート回線収容ユニット１ａａと比較しても明らかなように、パケットパス終端部３ｄ１及び生成部３ｄ２、装置内フレーム生成３ｅ１及び終端部３ｅ２を有しており、これ等に加えて、パケットパス変換部３ｃ３、パケットスイッチ部３ｂ３、パケットスケジューラ部３ａ３から構成されている。
【００３２】
パケットパス変換部３ｃ３は、共通フレームヘッダ内に収容するパケットパス識別子（共通フレームの転送先情報）の変換を行う。受信した共通フレームヘッダ内に収容されているパケットパス識別子を参照して、送信側パケットパス識別子および出力チャネル番号を検索し、検索した送信側パケットパス識別子を共通フレームヘッダ内に書き込む。受信した共通フレームヘッダ内に収容されているパケットパス識別子が無効登録の場合、該当共通フレームの廃棄を行う。
【００３３】
パケットスイッチ部３ｂ３は共通フレームのスイッチング機能を有する。パケットパス変換部３ｃ３から受信した入力共通フレームには、先頭位置、最後位置、入力パケットパス識別子等を示す信号が併走され、出力共通フレームには、転送先、先頭位置、最後位置を示す信号が併走される。スイッチングされる共通フレームは一旦メモリに格納され、格納された共通フレームに関する必要情報（転送先チャネル情報、出力パケットパス識別子、フレーム長等）を該当する共通フレームのリクエスト情報としてパケットスケジューラ部３ａ３に出力する。
【００３４】
また、パケットスケジューラ部３ａ３よりリクエスト情報に対する送出許可信号を宛先チャネル単位に受信し、一旦格納したメモリから読み出し制御を行う。共通フレーム読み出し制御に使用される内部制御メモリは、複数のチャネル情報エントリ分収容可能であり、ハードウェア設定により後段のマッピング部３ｄ２，３ｅ１での出力チャネル比に合わせた読出し制御を行う。共通フレームの出力時において、後段のマッピング部３ｄ２，３ｅ１からの送出不可信号を宛先チャネル単位に受信した場合は、指定された宛先チャネル毎データの読み出しを中止するために、パケットスケジューラ部３ａ３に対するバックプレッシャ（Back pressure ）信号を送出する。
【００３５】
パケットスケジューラ部３ａ３は、パケットスイッチ部３ｂ３から収容チャネル分のパケットの送出リクエストを受信し、パケットの読み出し順序を決定してパケットスイッチ部３ｂ３に応答する機能を有する。また、パケットスイッチ部３ｂ３からの送出要求信号／送出許可無効信号を受信し、宛先チャネル単位別・所定優先別に送出要求信号をキューイングし、パケットパス単位で出力順序を管理する。
【００３６】
以上が全体の装置構成の説明であるが、本発明によるパケットパスクロスコネクト装置１ａｅの主要ブロックを図７を参照して説明する。当該装置１ａｅは、回線側から受信する入力インタフェース部に配備されるパケットパス終端部３ｄ１と、回線側へ送信する出力インタフェース部に配備されるパケットパス生成部３ｄ１と、ＴＤＭスイッチとＴＤＭスイッチング制御部２０１からなるＴＤＭスイッチユニット１ａｄとを含んで構成されている。
【００３７】
入力インタフェース部、出力インタフェース部の数は、＃１〜＃ＮまでのＮインタフェースの種別があり、それぞれ入力および出力の物理リンクに対応している。入力インタフェースに配備されるパケットパス終端部３ｄ１は、図８にその詳細を示す様に、パケットパス識別部１００、入力パケットパス変換テーブル１０１、Ｃａｃｈｅ（キャツシュ）テーブル１０２、装置内入力パケットパスプール１０３、パケットパス選択セレクタ１０５，１０６、パケット一時格納用のメモリ１０４から構成されている。
【００３８】
出力インタフェースに配備されるパケットパス生成部３ｄ１は、図９にその詳細を示す様に、パケットパス識別部１００、出力パケットパス変換テーブル１０８、Ｃａｃｈｅテーブル１０２、装置内出力パケットパスプール１０３、パケットパス選択セレクタ１０５，１０６、前記と同様のメモリ１０４を有する。
【００３９】
以下に、本の実施の形態動作につき、図面を参照して説明する。図１０を参照して、パケットパスクロスコネクト装置１ａｅ内で、共通フレームのパケットパスがどのように付け替えられ、どのような目的で使用されるかを説明する。
【００４０】
図１０に示すように、パケットパスクロスコネクト装置１ａｅ内では、図６に示した共通フレーム内のパケットパス識別子は、装置内パケットスイッチング情報として使用される。装置内パケットパス変換機能を導入した理由は、ＴＤＭスイッチによる固定回線クロスコネクトのハードウェア構成を簡素化するとともに、入力インタフェースで変換した装置内パケットパス識別子を用いてＴＤＭスイッチング情報とするためである。
【００４１】
通常、汎用的なＴＤＭスイッチを使用する場合は、ＴＤＭスイッチング制御部２０１内に配備されるＴＤＭスイッチングテーブル２０２の参照により、入力ポート番号→出力ポート番号の表引き（テーブル検索）の結果スイッチングする構成であり、入力インタフェース部にて、上記スイッチング情報（入力ポート番号）を装置内オーバーヘッドとして付与するか、別線にてスイッチ・ＩＦ間の信号接続が必要となるが、共通フレーム内パケット識別子のフィールドをＴＤＭスイッチング情報収容用途とすることにより、パケットパススイッチングによるオーバーヘッドが不要となる。
【００４２】
パケットパス割り当てのための運用形態の例として、以下二つの形態について説明する。まず、第一の運用形態について説明する。この第一運用形態では、パケットパスが半固定的（ＰＶＣ：Permanent Virtual Connection）に確立される場合を想定する。また、本ケースで使用するパケットパス変換テーブル構成例を図１１に示す。本ケースでの入力インタフェースに配備されるパケットパス終端部３ｄ１の動作は、図１２に示す動作フローの通りである。
【００４３】
すなわち、パケットパス識別部１００により共通フレームヘッダ内パケットパス識別子を抽出する（ステップＳ１）。そして、入力パケットパス変換テーブル１０１の表引きにより取得したＰＶＣ情報を共通フレームヘッダ内パケットパス識別子格納フィールドに、装置内パケットパス識別子として上書きする（ステップＳ２）。この上書きされた装置内パケットパス識別子は、そのまま（等価的に）ＴＤＭスイッチング情報として使用される（ステップＳ３）。
【００４４】
また、出力インタフェースに配備されるパケットパス生成部３ｄ２での動作は、図１３に示す動作フローに従う。すなわち、ＴＤＭスイッチにてスイッチングされた共通フレームは、パケットパス識別部１００により共通フレームヘッダ内パケットパス識別子を抽出する（ステップＳ４）。そして、出力パケットパス変換テーブル１０８の表引きにより取得したＰＶＣ情報を共通フレームヘッダ内パケットパス識別子格納フィールドに、出力パケットパス識別子として上書きする（ステップＳ５）。この上書きされた出力パケットパス識別子は、次段パケットパスクロスコネクト装置にて入力パケットパス識別子として使用される（ステップＳ６）。
【００４５】
この時の、パケットパス変換方式は、図１０に示すように、以下の動作となる。パケットパス識別子＝ＸＸＸＸを持つ入力共通フレームは、入力ＩＦ部の第一のパケットパス選択部（３ｄ１内セレクタ１０６）にて、装置内パケットパス＝ＹＹＹＹに書き換えられ、出力ＩＦ部の第一のパケットパス選択部（３ｄ２内セレクタ１０６）にて、出力パケットパス＝ＺＺＺＺに再度書き換えられる。
【００４６】
次に、第二の運用形態について説明する。この運用形態では、パケットパスが動的あるいはソフトステート的（ＳＶＣ：Switched Virtual Connection ）に確立される場合を想定する。この場合、Ｃａｃｈｅテーブル１０２、装置内出力パケットパスプール１０３、パケットパス選択セレクタ１０５が連動して機能する。また、本ケースで使用するｃａｃｈｅ変換テーブル構成例を図１４に示す。本運用形態での入力インタフェースに配備されるパケットパス終端部３ｄ１の動作は、図１５の動作フローに示すとおりである。
【００４７】
すなわち、パケットパス識別部１００により共通フレームヘッダ内パケットパス識別子を抽出する（ステップＳ１１）。パケットパス識別部から、共通フレームが属するパケットフローの先頭が到着したことを、ｃａｃｈｅテーブルに通知するとともに、タイマを起動する（ステップＳ１２）。ｃａｃｈｅテーブルは、装置内パケットパスを割り当てるために、装置内入力パケットパスプールから新規装置内パケットパス識別子を取得し、これを共通フレームヘッダ内パケットパス識別子格納フィールドに、装置内パケットパス識別子として上書きする（ステップＳ１３）。この上書きされた装置内パケットパス識別子は、そのまま（等価的に）ＴＤＭスイッチング情報として使用される（ステップＳ１４）。
【００４８】
ｃａｃｈｅテーブルは、該当行の入力パス識別子に合致するエントリデータの使用状況を”未使用”から”使用中”に更新し（ステップＳ１５）、以降、共通フレームが属するパケットフローが到着するたびに、タイマーがリセットされ（ステップＳ１６，１７）、該当パケットパスは”使用中”のまま維持される（ステップＳ１８）。一方、一定時間共通フレームが属するパケットフローが到着しなかった場合は（ステップＳ１６）、タイムアウトとなり（ステップＳ１９）、該当パケットパスは”未使用”に更新し、装置内入力パケットパスプールに返却する（ステップＳ２０）。
【００４９】
出力インタフェースに配備されるパケットパス生成部３ｄ２での動作は図１６の動作フローに示す。すなわち、ＴＤＭスイッチにてスイッチングされた共通フレームは、パケットパス識別部１００により共通フレームヘッダ内パケットパス識別子を抽出する（ステップＳ２１）。パケットパス識別部から、共通フレームが属するパケットフローの先頭が到着したことを、ｃａｃｈｅテーブルに通知するとともに、タイマを起動する（ステップＳ２２）。
【００５０】
ｃａｃｈｅテーブルは、出力パケットパスを割り当てるために、出力パケットパスプールから新規出力パケットパス識別子を取得し、これを共通フレームヘッダ内パケットパス格納フィールドに、出力パケットパス識別子として上書きする（ステップＳ２３）。上書きされた出力パケットパス識別子は、次段パケットパスクロスコネクトにて入力パケットパス識別子として使用される（ステップＳ２４）。
【００５１】
ｃａｃｈｅテーブルは、該当行の出力パス識別子に合致するエントリデータの使用状況を”未使用”から”使用中”に更新し（ステップＳ２５）、以降、共通フレームが属するパケットフローが到着するたびに、タイマーがリセットされ（ステップＳ２６，２７）、該当パケットパスは”使用中”のまま維持される（ステップＳ２８）。一方、一定時間共通フレームが属するパケットフローが到着しなかった場合は（ステップＳ２６）、タイムアウトとなり（ステップＳ２９）、該当パケットパスは”未使用”とされ、出力パケットパスプールに返却される（ステップＳ３０）。
【００５２】
この時のパケットパス変換方式は、図１０に示すように、以下の動作となる。パケットパス識別子＝ｘｘｘｘを持つ共通フレームに対しては、入力ＩＦ部の第二のパケットパス選択部（３ｄ１内セレクタ１０５）にて、装置内パケットパス＝ｙｙｙｙに書き換えられ、出力ＩＦ部の第二のパケットパス選択部（３ｄ２内セレクタ１０５）にて、出力パケットパス＝ｚｚｚｚに再度書き換えられる。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べた様に、本発明によれば、従来のギガビットイーサネット（Ｒ）（ＧｂＥ）インタフェースを多重して１０ギガあるいは４０ギガ光信号に多重・分離変換する装置（ギガイーサネット（Ｒ）多重分離装置）をベースマシンとし、低コストで（このベースマシンに可能な限り影響を及ぼさないことを基本として）、ＣＷＤＭ，ＤＷＤＭに代表される既存基幹網のＬＡＮ側拡張を主目的とし、各種データ系プロトコルを効率的収容可能となるという効果がある。
【００５４】
かかる効果により、更に以下の効果が得られる。ＧｂＥネットワークにおけるＬＡＮ収容容量を拡張し、またPOINT-TO-POINT通信だけでなく、統計多重効果によるパス使用効率の向上を図り、Ｎ：Ｍ通信を実現することができる。更に、既存ＳＯＮＥＴ網を収容し、ＶＣ（Virtual Concatenation ）技術を用いてユーザパケットプロトコルのリンク速度に合致した効率的な帯域割り当てを実施することができ、更にはまた、装置内のみ有効となる装置内パケットパスを新たに定義し、装置内パケットパスを運用形態に応じて柔軟に割当て可能とすることにより、パケットパスリソースを有効活用でき、かつ装置内転送で発生するオーバーヘッドを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるネットワークモデルの概略システム構成図及び本発明によるパケットパスクロスコネクト装置１ａｅの概略機能ブロック図である。
【図２】図１のシステム図をより詳細に示した図である。
【図３】パケットパスクロスコネクト装置の各ユニットにおけるパケットパス割り当てのイメージ図である。
【図４】図２に示したネットワークモデルにおけるパケットパス割り当てとマルチレイヤＡＤＭ機能を説明するためのイメージ図である。
【図５】パケットパスクロスコネクト装置内の各ブロックについて説明するための図である。
【図６】パケットパスクロスコネクト装置で適用するパケットカプセル化の手順を説明する図である。
【図７】パケットパスクロスコネクト装置の主要ブロック図である。
【図８】図７のパケットパス終端部３ｄ１の詳細を示す図である。
【図９】図７のパケットパス生成部３ｄ２の詳細を示す図である。
【図１０】装置内におけるパケットパスの変換例を説明するための図である。
【図１１】パケットパス終端・生成部内のパケットパス変換テーブルの例を示す図である。
【図１２】パケットパスが半固定的（ＰＶＣ）の場合のパケットパス終端部の動作フローである。
【図１３】パケットパスが半固定的（ＰＶＣ）の場合のパケットパス生成部の動作フローである。
【図１４】パケットパス終端・生成部内のキャッシュテーブルの例を示す図である。
【図１５】パケットパスがソフトステート的（ＳＶＣ）の場合のパケットパス終端部の動作フローである。
【図１６】パケットパスがソフトステート的（ＳＶＣ）の場合のパケットパス生成部の動作フローである。
【図１７】従来のＣＷＤＭネットワークの概略システム構成図である。
【符号の説明】
１ａ  ＣＷＤＭ収容回線ユニット（ギガビット多重・分離装置）
１ａａ  ＳＯＮＥＴリモート回線ユニット
１ａｂ  サービスコンバータユニット
１ａｃ  パケットスイッチユニット
１ａｄ  ＴＤＭスイッチユニット
１ｂ  ＣＷＤＭネットワーク
１ｂ１  ギガビットイーサネット（Ｒ）（ＧｂＥ）
１ｂａ  ＳＯＮＥＴネットワーク
１ｃ  ＬＡＮ
１ｃ１  ギガビットイーサネット（Ｒ）（ＧｂＥ）リンク
１ｄ  パケットパス
３ａ１，３ａ４  光・電気変換部
３ａ２，３ａ５  電気・光変換部
３ｂ１  １０ギガ信号終端部
３ｂ２  １０ギガ信号生成部
３ｃ１  １：ｎデータ分離部
３ｃ２  ｎ：１データ多重部
３ｄ１  パケットパス終端部
３ｄ２  パケットパス生成部
３ｅ１  装置内フレーム生成部
３ｅ２  装置内フレーム終端部
３ａ３  パケットスケジューラ部
３ｂ３  パケットスイッチ部
３ｃ３  パケットパス交換部
３ｂ４  ＳＯＨ／ＰＯＨ終端部
３ｂ５  ＳＯＨ／ＰＯＨ生成部
３ｃ４  ＶＣ終端部
３ｃ５  ＶＣ生成部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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