(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰ／ＷＤＭ網にあって、相互に通信するルータ間毎に初期パス及び追加パスを有し、シグナリングを用いることなく、トラヒック量の変動に基づいて前記追加パスの追加及び削除を独立且つ非同期に行う送信側ノード装置及び受信側ノード装置を有するシステムにおいて、
前記送信側ノード装置について、前記追加パスは、その追加パスを追加する順番ｉに応じた数ｉの光遅延線を有し、
前記受信側ノード装置について、前記初期パスは、追加された前記追加パスの数ｎに応じた数ｎの光遅延線を有し、前記追加パスは、追加された前記追加パスの数ｎからその追加パスを追加する順番ｉに応じた数ｉを差し引いた数ｎ−ｉの光遅延線を有し、
１つの前記光遅延線は、１つの前記追加パスの追加に要する時間分だけパケットを遅延させるものである
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記受信側ノード装置は、前記初期パスが有する遅延線の数ｎを、前記追加パスの追加及び削除に伴って変化させる手段を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記送信側ノード装置は、ルータ毎に受信したパケットを蓄積する光バッファと、該バッファから分岐される初期パス及び追加パスのトラヒック量を測定するトラヒックモニタと、該トラヒック量の測定点の後段に挿入される前記光遅延線と、該光遅延線の後段で追加パスに接続され且つ該追加パスの追加及び削除を行う光クロスコネクトとを有し、
前記受信側ノード装置は、前記追加パスに接続され且つ該追加パスの追加及び削除を行う光クロスコネクトと、該光クロスコネクトの後段で追加パス及び初期パスのトラヒック量を測定するトラヒックモニタと、該トラヒック量の測定点の後段に備えれられる前記光遅延線と、該光遅延線の後段でパケットを蓄積し且つ該パケットをルータへ送信する光バッファとを有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
ＩＰ／ＷＤＭ網にあって、相互に通信するルータ間毎に初期パス及び追加パスを有し、シグナリングを用いることなくトラヒック量の変動に基づいて前記追加パスの追加及び削除を、独立且つ非同期に行う送信側ノード装置及び受信側ノード装置を有するシステムにおいて、
前記送信側ノード装置は、前記ルータから受信したパケットのトラヒック量を測定するトラヒックモニタと、ルータに接続されたアクセス回線に挿入される光遅延線と、該光遅延線の追加又は削除を制御することができる光クロスコネクトとを有し、
２以上のアクセス回線について、実質同時に、前記トラヒックモニタが追加パスを追加する必要があると判断した時、該２以上のアクセス回線に、互いに遅延差が生じるように光遅延線を挿入する遅延制御手段を有することを特徴とするシステム。
【請求項５】
前記遅延制御手段は、前記アクセス回線の１本について、前記トラヒックモニタが追加パスを追加する必要があると判断した時にタイマをスタートし、所定時間Ｔ内に、他のアクセス回線について、前記トラヒックモニタが追加パスを追加する必要があると判断した時に、これら２以上のアクセス回線に、互いに遅延差が生じるように光遅延線を挿入することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記遅延制御手段は、前記光遅延線を挿入ために必要な時間だけ遅延させる光遅延線を全てのアクセス回線に挿入する
ことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記請求項１から３のいずれか１項と、前記請求項４又は５とを組み合わせたことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰ(Internet Protocol)／ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)網にあって、相互に通信するルータ間毎に初期パス及び追加パスを有し、シグナリングを用いることなく、トラヒック量の変動に基づいて追加パスの追加及び削除を独立且つ非同期に行う送信側ノード装置及び受信側ノード装置を有するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットにおけるＩＰトラヒックの増加に伴って、ＩＰ／ＷＤＭ網におけるノード装置の高速性が必要となってきている。このような網におけるノード装置は、そのノード装置に加わるトラヒック量に応じて、パスの利用効率を高める必要がある。そのため、ノード装置間の波長パスの追加又は削除を動的に行うことにより、リソース利用効率の向上を図ることが要求される。尚、トラヒック量とは、単位時間当たりの伝送バイト量又は伝送パケット数をいう。
【０００３】
図１は、従来のノード装置を有するシステムの構成図である。
【０００４】
このシステムは、送信側ノード装置１に接続されているルータ３１又は３２と、受信側ノード装置２に接続されているルータ４１又は４２とが、１対１に対応して通信するものである。ルータとノード装置との間はアクセス回線によって接続され、送信側ノード装置１及び受信側ノード装置２の間は基幹回線によって接続されている。
【０００５】
図１によれば、送信側ノード装置１について、ルータ３１又は３２毎にアクセス回線を介して受信されたパケットは、それぞれ光バッファ１２−２１又は１２−３２に入力される。各光バッファからは、１本の初期パスと、追加パスとに分岐される。初期パスは、固定的に常時使用されるものである。一方、追加パスは、初期パスの容量を越えるトラヒックに対して使用されるものであって、その本数は、当該ルータ間の最大トラヒック量に応じて決定される。即ち、トラヒックは、最初、初期パスに伝送され、次いで追加パスの中で早期に追加されたものから順に伝送される。
【０００６】
図１によれば、追加パスは、光クロスコネクト１０に接続されている。また、初期パス及び追加パスのトラヒック量は、トラヒックモニタ１１によって測定される。少なくとも、最後に追加された追加パスのトラヒック量の変動を測定する。また、トラヒックモニタ１１は、測定されたトラヒック量に応じて、追加パスの追加及び削除を判断し、その旨を光クロスコネクト１０へ通知する。そして、光クロスコネクト１０は、追加パスの追加及び削除を行う。このとき、光クロスコネクト１０は、受信側ノード装置２の光クロスコネクト２０との間で、追加パスを追加するか否かのシグナリングのやりとり行うことなく、独立且つ非同期に追加パスを追加する。
【０００７】
一方、受信側ノード装置２も、送信側ノード装置１との間の初期パス及び追加パスのトラヒック量を測定するトラヒックモニタ２１を有する。このとき、受信側ノード装置２の光クロスコネクト２０は、送信側ノード装置１の光クロスコネクト１０との間で、追加パスを追加するか否かのシグナリングのやりとり行うことなく、独立且つ非同期に追加パスを追加する。
【０００８】
このように、ノード装置間で使用される追加パスの本数を制御することにより、バッファからのパケット取り出し速度を制御することができ、リソース利用効率の向上を図ることができる。また、送信側ノード装置と受信側ノード装置とが、独立且つ非同期に追加パスの追加及び削除を行うので、高速に追加パスの制御が可能となる。
【０００９】
図２は、独立且つ非同期に追加パスを追加及び削除するノード装置間のシーケンス図である。
【００１０】
このような技術は、同一発明者及び同一出願人による特願２０００−１５０５５７号「ＩＰ／ＷＤＭノード装置」、特願２００２−０４９４７１号「パス制御手段を有する光交換機」、及び、H.Nakamura, T.Kato, H.Yokoyama, S.Yamamoto, "Proposal of Statistical Lambda Multiplexing Networks (SLAM Net)", Proc. GLOBECOM 2000, P3-6, 2000.に記載されている。
【００１１】
図２によれば、ルータ３１から送信されたパケットは、ノード装置１及び２を介して、ルータ４１によって受信される。通常、ノード装置１及び２の間では、ルータ３１及びルータ４１のために、当初１本の初期パス（伝送チャネル）を確保している。その初期パスの伝送容量を越えたトラヒック量が発生したとき、ノード装置１及び２は、独立且つ非同期に追加パスを追加する。一方、トラヒック量が減少し、追加順序として最後の追加パスが用いられなくなったとき、ノード装置１及び２は、独立且つ非同期に当該追加パスを削除する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術によれば、送信側ノード装置１と受信側ノード装置２とが独立且つ非同期に追加パスを追加及び削除することにより、高速に追加パスの制御が可能となる。
【００１３】
このとき、追加パスの追加には一定時間が必要であるけれども、バッファ溢れによるパケットの取りこぼしは許されない。そのために、測定したトラヒック量からある程度先の時間におけるトラヒック量を予測し、その結果に基づいて追加パスの追加を先行して行っている。しかしながら、変動が急激なＩＰトラヒックにおいては、予測に従って追加パスを追加したけれども、結局使用されずに追加パスを削除するという場合も生じる。従って、追加パスの利用効率は、トラヒック量の予測精度に依存するという問題があった。
【００１４】
また、例えば、双方のノード装置間の追加パスが一定の順番で選択される場合、２つのアクセス回線に対して、実質同時に、即ち同一光ファイバを通過する波長間の伝送遅延差内で、パス追加要求が発生することがある。このとき、送信側ノード装置が、アクセス回線１にパス追加要求が発生した後、アクセス回線２にパス追加要求が発生したと判断したとしても、受信側ノード装置は、アクセス回線２にパス追加要求が発生した後、アクセス回線１にパス追加要求が発生したと判断した場合、パス追加要求の発生順序が逆転することがある。この場合、送信側ノード装置は、アクセス回線１に対して追加パス１を選択し、その後、アクセス回線２に対して追加パス２を選択し、受信側ノード装置は、アクセス回線２に対して追加パス１を選択し、その後、アクセス回線１に対して追加パス１を選択する。結局、正常に通信できないので、一定時間経過後にパスが削除されることになる。即ち、わずかな時間差及び制御誤差によって、送信側ノード装置と受信側ノード装置とが選択する追加パスが一致しない場合が生ずるという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、互いに独立且つ非同期にパスの追加又は削除を行うノード装置について、トラヒック量の予測をすることなく実際のトラヒック量に応じて追加パスを効率的に追加することができ、更に、送信側ノード装置と受信側ノード装置とが選択する追加パスが一致しないような条件を回避する、ＩＰ／ＷＤＭ網におけるノード装置を有するシステムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、送信側ノード装置について、追加パスは、その追加パスを追加する順番ｉに応じた数ｉの光遅延線を有し、
受信側ノード装置について、初期パスは、追加された追加パスの数ｎに応じた数ｎの光遅延線を有し、追加パスは、追加された追加パスの数ｎからその追加パスを追加する順番ｉに応じた数ｉを差し引いた数ｎ−ｉの光遅延線を有し、
１つの光遅延線は、１つの追加パスの追加に要する時間分だけパケットを遅延させるものである、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の実施形態によれば、受信側ノード装置は、初期パスが有する遅延線の数ｎを、追加パスの追加及び削除に伴って変化させる手段を有することも好ましい。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、送信側ノード装置は、ルータ毎に受信したパケットを蓄積する光バッファと、該バッファから分岐される初期パス及び追加パスのトラヒック量を測定するトラヒックモニタと、該トラヒック量の測定点の後段に挿入される光遅延線と、該光遅延線の後段で追加パスに接続され且つ該追加パスの追加及び削除を行う光クロスコネクトとを有し、
受信側ノード装置は、追加パスに接続され且つ該追加パスの追加及び削除を行う光クロスコネクトと、該光クロスコネクトの後段で追加パス及び初期パスのトラヒック量を測定するトラヒックモニタと、該トラヒック量の測定点の後段に備えれられる光遅延線と、該光遅延線の後段でパケットを蓄積し且つ該パケットをルータへ送信する光バッファとを有する
ことも好ましい。
【００１９】
また、本発明によれば、送信側ノード装置は、ルータから受信したパケットのトラヒック量を測定するトラヒックモニタと、ルータに接続されたアクセス回線に挿入される光遅延線と、該光遅延線の追加又は削除を制御することができる光クロスコネクトとを有し、
２以上のアクセス回線について、実質同時に、トラヒックモニタが追加パスを追加する必要があると判断した時、該２以上のアクセス回線に、互いに遅延差が生じるように光遅延線を挿入する遅延制御手段を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の他の実施形態によれば、遅延制御手段は、アクセス回線の１本について、トラヒックモニタが追加パスを追加する必要があると判断した時にタイマをスタートし、所定時間Ｔ内に、他のアクセス回線について、トラヒックモニタが追加パスを追加する必要があると判断した時に、これら２以上のアクセス回線に、互いに遅延差が生じるように光遅延線を挿入することも好ましい。
【００２１】
本発明の他の実施形態によれば、遅延制御手段は、光遅延線を挿入ために必要な時間だけ遅延させる光遅延線を全てのアクセス回線に挿入することも好ましい。
【００２２】
本発明の他の実施形態によれば、前述の実施形態を組み合わせることも好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施形態によるノード装置を有するシステム構成図である。このシステムは、追加パスの利用効率が、トラヒック量の予測精度に依存しないようにしたものである。
【００２５】
図３によれば、図１と比較して、送信側ノード装置１は、トラヒック量が測定された後段において光遅延線１３を備えている。また、受信側ノード装置２は、トラヒック量が測定された後段において光遅延線２３を備えている。
【００２６】
まず、送信側ノード装置１における光遅延線１３について説明する。ルータ３１用の光バッファ１２−３１には、追加パスが２本接続されている。そして、最初に追加される第１の追加パスには１個の光遅延線が備えられ、次に追加される第２の追加パスには２個の光遅延線が備えられている。即ち、追加パスを追加する順番ｉに応じた数ｉの光遅延線が、追加パスに挿入される。尚、１個の光遅延線は、光クロスコネクト１０及び２０の間で、１つの追加パスの追加に要する時間分だけ、パケットを遅延させるものである。これにより、トラヒックモニタ１１によって追加パスが必要と判断されたとき、光クロスコネクト１０は追加パスの追加処理を実行し、追加パスに伝送されるトラヒックは光遅延線１３によって遅延される。従って、初期パス又は先の追加パスの伝送容量が溢れた時点で、追加パスの追加を行っても、後の追加パスへ伝送されるトラヒックは遅延されるので、確実に追加パスを使用することができる。
【００２７】
送信側ノード装置における光遅延線の挿入個数
初期パス              ０個
第１の追加パス        １個
第２の追加パス        ２個
・・・・・
第ｎ−１の追加パス    ｎ−１個
第ｎの追加パス        ｎ個
【００２８】
具体的には、単位時間ｔにおける第ｎのパスに転送したトラヒック量が、第ｎのパスの伝送容量のＸ％に達した場合、第ｎ＋１の追加パスを追加すると共に、超過したトラヒックを第ｎ＋１パスに出力する。逆に、単位時間ｔにおける第ｎのパスに転送したトラヒック量が、第ｎのパスの伝送容量のＸ％を下回った場合、第ｎ＋１の追加パスを削除する。
【００２９】
光遅延線１３によって、遅延時間τを第ｎの追加パスと第ｎ＋１の追加パスの転送遅延差として与える。遅延時間τは、トラヒックモニタ１１が追加パス要求を検出してから光クロスコネクト１０のパス追加が完了するまでの最大処理時間より大きい値とする。この転送遅延差の挿入により、送信側ノード装置１及び受信側ノード装置において、それぞれ、第ｎの追加パスのトラヒック変動からパス追加要求を検出した後、第ｎ＋１の追加パス内に流れるトラヒックが到着する前に、第ｎ＋１の追加パスの追加設定を完了することが可能となる。
【００３０】
次に、受信側ノード装置２における光遅延線２３について説明する。ルータ３１用について、初期パスには、トラヒック量の測定が行われた後段で、２個の光遅延線２３−３１−０が備えられる。また、ルータ３１用の追加パスについて、最初に追加された追加パスには、１個の光遅延線２３−３１−１が備えられ、次に追加された追加パスには、光遅延線２３−３１−２は備えられていない。このような構成にすることにより、送信側ノード装置１の追加パスに備えられた光遅延線による遅延差を、受信側ノード装置２の追加パスに備えられた光遅延線によって吸収し、同一ルータ間の初期パス及び追加パス群には、同一遅延が与えられ、転送遅延差が生じないこととなる。
【００３１】
受信側ノード装置における光遅延線の挿入個数
初期パス              ｎ個
第１の追加パス        ｎ−１個
第２の追加パス        ｎ−２個
・・・・・
第ｎ−１の追加パス    １個
第ｎの追加パス        ０個
【００３２】
初期パスに備えられる光遅延線の数は、相互に通信し合うルータ間における最大トラヒック量に応じて、予め定められた追加パスの数ｎと一致する。従って、初期パスには、予め固定的に、当該追加パスの数ｎと同じ数の光遅延線を備えていてもよい。
【００３３】
図４は、受信側ノード装置２に備えられる光遅延線の数を、使用されている追加パスの数に応じて増減することができる構成図である。
【００３４】
図４によれば、２つの光クロスコネクトの切替によって、光遅延線の増減を可能とする。光クロスコネクト２０によって追加パスが追加された際に、光遅延線を１個ずつ追加するように切り替える。但し、追加パスの削除に基づいて光遅延線を１個ずつ削除する操作は、光遅延線内のパケットが完全に無くなったタイミングで行う必要がある。
【００３５】
図５は、本発明の第２の実施形態によるノード装置を有するシステム構成図である。このシステムは、わずかな時間差及び制御誤差によって、送信側ノード装置と受信側ノード装置とが選択する追加パスが一致しないようなタイミングを回避するものである。
【００３６】
図５によれば、図１と比較して、送信側ノード装置１において、ルータ３１又は３２から受信したパケットを光バッファ１２−３１又は１２−３２に入力する前に、挿入する光遅延線の数を制御することができる光クロスコネクト１６を備えている。また、光クロスコネクト１６の前段において、トラヒックモニタ１４によってトラヒックが測定される。トラヒックモニタ１４が、複数のアクセス回線のトラヒックをモニタしている際に、２以上のアクセス回線について実質同時に追加パスを追加しなければならないタイミングが発生した際に、その旨を光クロスコネクト１６へ通知する。光クロスコネクト１６は、その旨の通知によって、追加パスを追加しなければならないタイミングに差を設けるように、光遅延線を挿入する。これにより、２以上のアクセス回線について実質同時に追加パスが追加されることをなくし、追加パスが追加されるタイミングの発生間隔を広げることができる。
【００３７】
また、図５によれば、光クロスコネクト１６の前段において、トラヒックモニタ１４によってトラヒックが測定された後で、１個の光遅延線１５が備えられている。この光遅延線は、トラヒックモニタ１４がその旨を通知してから、送信側ノード装置１の光クロスコネクト１０と受信側ノード装置２の光クロスコネクト２０との追加パスの追加が完了するまでの時間よりも大きい遅延時間を与える。
【００３８】
前述した実質同時のタイミングとは、トラヒックモニタ１１が、１つのアクセス回線について追加パス要求を検出した後、所定時間Ｔ以内に、他のアクセス回線について追加パス要求が検出されるようにタイミングをいう。この所定時間Ｔは、以下のように表される。
【００３９】
送信側ノード装置１のトラヒックモニタ１１と受信側ノード装置２のトラヒックモニタ２１との間の波長間の伝送遅延差の最大値  ≦  Ｔ  ≦  Ｔ’
【００４０】
この所定時間Ｔよりも大きいＴ’を遅延させることにより、実質同時のタイミングが回避される。従って、所定時間Ｔ以内に他のパス追加要求が検出された場合、他のアクセス回線に流れるパケットに対して、光遅延線１５を用いて遅延時間Ｔ’を遅延させる。もちろん、所定時間Ｔ以内に、他のアクセス回線について追加パス要求が検出されなければ、通常とおり、光遅延線が挿入されることはない。
【００４１】
所定時間Ｔ以内に他のパス追加要求が複数検出された場合には、その他の複数のアクセス回線に流れるパケットに対して、光遅延線１５を用いて他のパス追加要求の発生順に遅延時間Ｔ’、２Ｔ’、３Ｔ’、、、を遅延させる。また、光クロスコネクト１０及び２０の切替の最短周期が、ハードウェアや運用の上で制限されているような場合には、Ｔ及びＴ’をその最短周期以上に設定してイベントの発生間隔を拡大することにより対応することも可能である。
【００４２】
ｎ本のアクセス回線に対して、追加パスを追加するタイミングが実質同時に発生した場合
第１のアクセス回線        光遅延線なし
第２のアクセス回線        １個の光遅延線
第３のアクセス回線        ２個の光遅延線
・・・・・
第ｎ−１のアクセス回線    ｎ−２個の光遅延線
第ｎのアクセス回線        ｎ−１個の光遅延線
【００４３】
図６は、図３のシステム構成と図５のシステム構成とを組み合わせたシステム構成図である。
【００４４】
図７は、図３のシステム構成と図５のシステム構成との前段後段を入れ替えたシステム構成図である。
【００４５】
前述した本発明のシステムの種々の実施形態によれば、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【００４６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のシステムによれば、互いに独立且つ非同期にパスの追加又は削除を行うノード装置について、光遅延線を挿入することにより、トラヒック量の予測をすることなく実際のトラヒック量に応じて効率的に追加パスを追加することができる。また、実質同時に追加パスを追加するというクリティカルタイミングを回避することにより、送信側ノード装置と受信側ノード装置とが選択する追加パスが常に一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のノード装置を有するシステムの構成図である。
【図２】独立且つ非同期に基幹回線のパスを追加及び削除するノード装置間のシーケンス図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるノード装置を有するシステム構成図である。
【図４】受信側ノード装置２に備えられる光遅延線の数を、使用されている追加パスの数に応じて増減することができる構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるノード装置を有するシステム構成図である。
【図６】図３のシステム構成と図５のシステム構成とを組み合わせたシステム構成図である。
【図７】図３のシステム構成と図５のシステム構成との前段後段を入れ替えたシステム構成図である。
【符号の説明】
１  送信側ＩＰ／ＷＤＭノード装置
１０  送信側ＩＰ／ＷＤＭノード装置の光クロスコネクト
１１  送信側ＩＰ／ＷＤＭノード装置のトラヒックモニタ
１２−３１  ルータ３１用光バッファ
１２−３２  ルータ３２用光バッファ
１３−３１−１  ルータ３１の第１の追加パス用の光遅延線
１３−３１−２  ルータ３１の第２の追加パス用の光遅延線
１３−３２−１  ルータ３２の第１の追加パス用の光遅延線
１４  トラヒックモニタ
１５−３１、１５−３２  光遅延線
１６  光クロスコネクト
２  受信側ＩＰ／ＷＤＭノード装置
２０  受信側ＩＰ／ＷＤＭノード装置の光クロスコネクト
２１  受信側ＩＰ／ＷＤＭノード装置のトラヒックモニタ
２２−４１  ルータ４１用光バッファ
２２−４２  ルータ４２用光バッファ
２３−３１−０  ルータ３１の初期パス用の光遅延線
２３−３２−０  ルータ３２の初期パス用の光遅延線
２３−３１−１  ルータ３１の第１の追加パス用の光遅延線
２３−３２−２  ルータ３２の第２の追加パス用の光遅延線
２３−３２−１  ルータ３２の第１の追加パス用の光遅延線
３１、３２、４１、４２  ルータ
【図１】
0003855822.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003855822.tif 000006
【図６】
0003855822.tif 000007
【図７】
0003855822.tif 000008