(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低次パスを交換するスイッチを有する低次ノードと、
前記低次パスを交換するスイッチ、高次パスを交換するスイッチ、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の前記低次パスを１本の前記高次パスに多重する多重手段、１本の前記高次パスをＮ本の前記低次パスに分離する分離手段を有する高次ノードと、
これ等ノードの間を接続する複数のリンクグループと、
を含む通信ネットワークにおけるパス設定方法であって、
経路の一部が任意の２つの前記高次ノードを結ぶ区間と一致するＮ本（Ｎは２以上の整数）の低次パスが存在する場合に、該Ｎ本の低次パスを多重した高次パスを前記区間に設定することを特徴とするパス設定方法。
【請求項２】
低次パスを交換するスイッチを有する低次ノードと、
前記低次パスを交換するスイッチ、高次パスを交換するスイッチ、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の前記低次パスを１本の前記高次パスに多重する多重手段、１本の前記高次パスをＮ本の前記低次パスに分離する分離手段を有する高次ノードと、
これ等ノードの間を接続する複数のリンクグループと、
を含む通信ネットワークにおけるパス設定方法であって、
任意の２つの前記低次ノードまたは前記高次ノードを起点ノードおよび終点ノードとする第１の低次パスの経路上で、既定の順序により前記経路の一部である区間に着目し、経路の一部が前記区間と一致する第２から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の低次パスが存在する場合に第１から第Ｎの低次パスを多重した高次パスを前記区間に設定することを特徴とするパス設定方法。
【請求項３】
第１の前記低次パスの経路の長さをＬとするとき、先ず前記経路の全体である区間に着目し、次に長さがＬ−１である全ての区間に着目し、以後順に、長さがＬ−２，Ｌ−３，……，２である全ての区間に着目することを特徴とする請求項２に記載のパス設定方法。
【請求項４】
第１の前記低次パスの経路の長さをＬとするとき、先ず前記第１の低次パスの起点ノードを一方の端点とする長さがＬ，Ｌ−１，Ｌ−２，……，２の区間に着目し、次に前記起点ノードから１ホップ終点ノード側のノードを一方の端点とする長さがＬ−１，Ｌ−２，Ｌ−３，……，２の区間に着目し、以後Ｉ＝２，３，４，……，Ｌ−２の順で前記起点ノードからＩホップ終点ノード側のノードを一方の端点とする長さがＬ−Ｉ，Ｌ−Ｉ−１，Ｌ−Ｉ−２，……，２の区間に着目することを特徴とする請求項２に記載のパス設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信ネットワークにおけるパス設定方法に関し、特に階層化されたパスを有する通信ネットワークにおいて階層化されたパスを設定するためのパス設定方式に関するものであり、例えば波長多重光通信ネットワークにおいて、波長パスと波長群パスを設定する方式に適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在の公衆通信ネットワークでは、主にＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network ）、またはＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy ）という規格が用いられている。ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨでは、端点間での通信に用いる時分割多重チャンネルとしてパスが定義されている。
【０００３】
昨今、波長多重技術を用いた波長多重光通信ネットワークの開発が進められているが、波長多重光通信ネットワークにおいても、光の１つの波長を端点間の通信チャネルとして割り当てる波長パスという概念が存在し、波長パスのスイッチングを行うノード装置として、リング網の場合は光分岐挿入装置を、メッシュ網の場合は、光クロスコネクト装置を用いる。波長パスには、実際に１つの物理的な波長が割り当てられる場合もあるが、パスのホップ毎に異なる波長が割り当てられる仮想波長パスと呼ばれるものも存在する。
【０００４】
波長多重光通信ネットワークでは、波長単位ではなく複数の波長からなる波長群や、複数の波長が多重された光ファイバの単位でスイッチングを行うことも考えられる。例えば、K. Harada et al., "Hierarchical Optical Path Cross-Connect Systems for Large Scale WDM," OFC '99, WM55, 1999. には、波長群単位でのスイッチングを行う光クロスコネクト装置の構成が開示されている。このような波長群単位でのスイッチングを行うノード装置を用いた波長多重光通信ネットワークでは、ノード間に波長群パスを設定することが可能になる。
【０００５】
光スイッチを用いたノード装置では、波長パスのスイッチングを行う場合にも、また波長群パスのスイッチングを行う場合にも、１つのパスに光スイッチの１ポートが占有される。従って、２つのノード間に複数の波長パスを設定するよりも、１つの波長群パスを設定する方が、途中のノード装置に要求されるポート数は少なくなり、ノードコストを低減することが出来る。このように波長群パスのスイッチングを行う波長多重光通信ネットワークは、中島他、「トラヒックの増加を考慮した大容量光クロスコネクトの検討」、信学技報ＳＳＥ２０００−１８９、電子情報通信学会、２０００に開示されている。
【０００６】
以上では、波長パスと波長群パスについてのみ述べたが、光ファイバ単位でのスイッチングを行うノード装置を用いることにより、光ファイバパスを設定する光通信ネットワークも考えられる。より帯域の大きいパスを高次のパスということにすると、波長群パスは波長パスより高次のパスであり、光ファイバパスは波長群パスより高次のパスである。このように波長多重光通信ネットワークにはパスの粒度に階層が存在する。
【０００７】
この階層化されたパスという概念は、波長多重光通信ネットワークにのみ存在するものではない。ＳＯＮＥＴのような時分割多重通信ネットワークおいても、時分割多重度の低い（帯域の小さい）パスを低次のパス、時分割多重度の高い（帯域の大きい）パスを高次のパスと考えることが出来る。
【０００８】
波長多重光通信ネットワークにおいて、パスを高速あるいは自動的に設定／解放するために、高機能な制御プレーンを導入することが検討されている。制御プレーンの機能には、例えば、パスの経路を決めるルーティングや、パスを設定したり解放したりするために必要な制御情報の通信を行うシグナリングが含まれる。このような制御プレーンはInternet Engineering Task Force (IETF)のインターネットドラフトdraft-many-ip-optical-framework-01.txtに開示されている。前述した波長パス、波長群パス、光ファイバパス等もこのような制御プレーンの制御対象とすることが出来る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述した波長群パスの交換を行う波長多重光通信ネットワークの従来例では、パスの端点である２つのノード間の全経路を波長群パスとする。これはつまり、２つのノード間に波長群パスの帯域に相当する通信デマンドが無ければ波長群パスの帯域を使い切れず、資源を無駄に消費することになる。
【００１０】
例えば、１波長あたりの帯域が１０Ｇｂ／ｓで、８波長で１つの波長群を構成する場合、１本の波長群パスの帯域は８０Ｇｂ／ｓとなる。この波長群パスを設定した端点間に実際には２０Ｇｂ／ｓのデマンドしか無いとすると、残りの６０Ｇｂ／ｓの帯域は無駄に消費されることになる。この場合、ノードの所要ポート数は半分に減っているが、リンクの所要帯域は４倍に増えてしまっている。
【００１１】
この問題を解決するためには、波長パスと波長群パスとを１つのネットワーク内に柔軟に混在させることが必要になる。すなわち、本発明の第１の課題は、高次のパスと低次のパスとを柔軟に混在させる通信ネットワークを実現することである。この課題が解決されれば、２つのノード間に高次のパスの帯域と比べて小さなデマンドしか無い場合でも、起点ノードや終点ノードの異なる複数の低次のパスを集めて高次のパスを設定し、かつ設定した高次のパスの帯域を有効活用することが出来る。
【００１２】
高次のパスと低次のパスとを混在させる通信ネットワークで、高次のパスと低次のパスのルーティングを統合的に行う具体的方法は現時点で開示されていない。従来のＳＯＮＥＴなどを用いたネットワークでは、低次のパスと高次のパスの経路をそれぞれ予め設計しておいて、結果的に階層化されたパスを構成することは出来る。しかし、そのような通信ネットワークにおいて高次のパスはあくまでも静的なものである。仮に、ＳＯＮＥＴネットワークにおいて、低次のパスをデマンドに応じて動的に設定したとしても、それに伴って動的に高次のパスを設定する方法は従来は無かった。すなわち、本発明の第２の課題は階層化されたパスが存在する通信ネットワークにおいて、高次のパスを任意のノード間に動的に設定する方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、低次パスを交換するスイッチを有する低次ノードと、前記低次パスを交換するスイッチ、高次パスを交換するスイッチ、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の前記低次パスを１本の前記高次パスに多重する多重手段、１本の前記高次パスをＮ本の前記低次パスに分離する分離手段を有する高次ノードと、これ等ノードの間を接続する複数のリンクグループと含む通信ネットワークにおけるパス設定方法であって、経路の一部が任意の２つの前記高次ノードを結ぶ区間と一致するＮ本（Ｎは２以上の整数）の低次パスが存在する場合に、該Ｎ本の低次パスを多重した高次パスを前記区間に設定することを特徴とするパス設定方法が得られる。
【００１７】
本発明によれば、低次パスを交換するスイッチを有する低次ノードと、前記低次パスを交換するスイッチ、高次パスを交換するスイッチ、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の前記低次パスを１本の前記高次パスに多重する多重手段、１本の前記高次パスをＮ本の前記低次パスに分離する分離手段を有する高次ノードと、これ等ノードの間を接続する複数のリンクグループとを含む通信ネットワークにおけるパス設定方法であって、任意の２つの前記低次ノードまたは前記高次ノードを起点ノードおよび終点ノードとする第１の低次パスの経路上で、既定の順序により前記経路の一部である区間に着目し、経路の一部が前記区間と一致する第２から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の低次パスが存在する場合に第１から第Ｎの低次パスを多重した高次パスを前記区間に設定することを特徴とするパス設定方法が得られる。
【００１８】
そして、第１の前記低次パスの経路の長さをＬとするとき、先ず前記経路の全体である区間に着目し、次に長さがＬ−１である全ての区間に着目し、以後順に、長さがＬ−２，Ｌ−３，……，２である全ての区間に着目することを特徴とし、また第１の前記低次パスの経路の長さをＬとするとき、先ず前記第１の低次パスの起点ノードを一方の端点とする長さがＬ，Ｌ−１，Ｌ−２，……，２の区間に着目し、次に前記起点ノードから１ホップ終点ノード側のノードを一方の端点とする長さがＬ−１，Ｌ−２，Ｌ−３，……，２の区間に着目し、以後Ｉ＝２，３，４，……，Ｌ−２の順で前記起点ノードからＩホップ終点ノード側のノードを一方の端点とする長さがＬ−Ｉ，Ｌ−Ｉ−１，Ｌ−Ｉ−２，……，２の区間に着目することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態における波長多重光通信ネットワークの構成を図１に示す。このネットワークでは１６個のノード１−１〜１−１６が双方向のリンクグループ２によって正方格子状に接続されている。リンクグループ２は８本の双方向リンクからなる。具体的には、信号を伝送する方向が互いに反対の２本の光ファイバからなり、それぞれの光ファイバに８波長の光信号が波長多重されている。
【００２０】
本実施の形態では、波長パス、波長群パスは双方向であるとし、パスの一方の端点を起点ノード、もう一方の端点を終点ノードと呼び、パスの途中のノードから見て起点ノード側を上り方向、終点ノード側を下り方向と呼ぶことにする。また、各ノードは制御信号線６を介して集中制御装置５と通信を行えるようになっているものとする。なお、集中制御装置５は、トポロジーテーブル４０と、パステーブル４１と、ポートテーブル４２と、ルーティングテーブル４３とを有しており、これ等については後述する。
【００２１】
ノード１の構成を図２に示す。ノード１はノード制御装置７、クロスコネクト装置８、クライアント装置３０からなる。ノード制御装置７は制御信号線６によって集中制御装置５に接続され、制御信号線９によって隣接ノードのノード制御装置７と接続されている。制御信号線６や制御信号線９はパス設定などに必要な制御情報の通信に用いられる。
【００２２】
クロスコネクト装置８には、入力光ファイバ２０と出力光ファイバ２１とが接続されている。入力光ファイバ２０と出力光ファイバ２１はリンクグループ２を構成する光ファイバであり、隣接ノードと接続されている。例えば、ノード１−６の場合は、入力光ファイバ２０−１と出力光ファイバ２１−１とがノード１−２に、入力光ファイバ２０−２と出力光ファイバ２１−２とがノード１−５に、入力光ファイバ２０−３と出力光ファイバ２１−３とがノード１−７に、入力光ファイバ２０−４と出力光ファイバ２１−４とがノード１−１０に、それぞれ接続されている。
【００２３】
ネットワークの周辺部のノードでは、２または３方路にしか接続されていないので、その場合は２本または１本の入力光ファイバ２０と出力光ファイバ２１が余ることになる。クライアント装置３０は典型的にはＩＰ（Internet Protocol ）ルータであり、波長パスや波長群パスを介して他のノードのクライアント装置３０と通信を行う。
【００２４】
クロスコネクト装置８の構成を図３に示す。クロスコネクト装置８は入力光ファイバ２０−１，２０−２，２０−３，２０−４と出力光ファイバ２１−１，２１−２，２１−３，２１−４との間で、波長パスおよび波長群パスの交換を行う。入力光ファイバ２０−１〜２０−４から入力された波長λ１〜λ８の波長多重光信号は、波長群分離器１４−１〜１４−４により、波長λ１〜λ４からなる波長群Ｇ１と、波長λ５〜λ８からなる波長群Ｇ２との２つの波長多重光信号にそれぞれ分離される。
【００２５】
波長群Ｇ１の波長多重光信号はそのまま光スイッチ１６に入力され、波長群Ｇ２の波長多重光信号は波長分離器１０−３〜１０−６に入力される。波長分離器１０−３〜１０−６に入力された波長群Ｇ２の波長多重光信号は波長λ５，λ６，λ７，λ８の光信号に更に分離され、光受信器１２によって電気信号に変換された後、電気スイッチ１７に入力される。光スイッチ１６の２つの出力ポートから出力された波長群Ｇ１の波長多重光信号は波長分離器１０−１，１０−２により波長λ１，λ２，λ３，λ４の光信号に分離され、光受信器１２により電気信号に変換された後、電気スイッチ１７に入力される。また、電気スイッチ１７の２つの入力ポートと２つの出力ポートは、それぞれクライアント装置３０に接続されている。
【００２６】
一方、電気スイッチ１７の８つの出力ポートから出力された電気信号は、光送信器１３−１〜１３−８により波長λ１，λ２，λ３，λ４の光信号に変換され、波長多重器１１により波長群Ｇ１の波長多重光信号に多重されて光スイッチ１６に入力される。光スイッチ１６は６個の入力ポートと６個の出力ポートの間で波長群単位での交換を行い、電気スイッチ１７は２６個の入力ポートと２６個の出力ポートの間で波長単位での交換を行う。
【００２７】
光スイッチ１６から出力された波長群Ｇ１の波長多重光信号はそのまま波長群多重器１５に入力され、電気スイッチ１７から出力された電気信号は光送信器１３により波長λ５，λ６，λ７，λ８の光信号に変換され、波長多重器１１により波長群Ｇ２の波長多重光信号に多重されて波長群多重器１５に入力される。波長群多重器１５は波長群Ｇ１と波長群Ｇ２との波長多重光信号を多重して出力光ファイバ２１−１〜２１−４に出力する。
【００２８】
光スイッチ１６と電気スイッチ１７のポートには、図中に示したように、それぞれｂ１〜ｂ６、ｗ１〜ｗ２６というポート番号が付けられている。双方向パスを仮定しているので、１つのパスに対して入力ポートと出力ポートとが対となって割り当てられ、この対を１つのポート番号で表す。
【００２９】
以下では、このネットワークにおいて、波長パスと波長群パスを設定する方法を示す。本実施の形態は集中制御型のネットワークであり、集中制御装置５が波長パスの経路を決定する。そのため、集中制御装置５はノード間の接続や波長の使用状況を示すトポロジーテーブル４０と、波長パスおよび波長群パスのパス番号、経路等を記録するパステーブル４１とを備えている。
【００３０】
波長パスおよび波長群パスを設定するための制御は図６のフローチャートに示すアルゴリズムに基づいて行われる。いま、このネットワークでは図４に示すように、波長パス３−１，３−２，３−３，３−４，３−５，３−６が設定されているとする。ここで、ノード１−１を起点とし、ノード１−１６を終点とする波長パス３−７を設定する場合を考える。
【００３１】
集中制御装置５は、先ずトポロジーテーブル４０を参照し、未使用波長のあるリンクグループ２だけを用いた起点ノード１−１から終点ノード１−１６までの最短経路を計算する（ステップＳ１）。このような経路計算の方法としては、B. Davie et al., "MPLS Technology and Applications," Morgan Kaufmann Publishers, 2000 の１７５から１８０ページに記述されているＣＳＰＦアルゴリズム等を用いることが出来る。ここでは、図５に波長パス３−７として示した経路が得られたとし、以後、この経路をＲ１と呼ぶ。
【００３２】
集中制御装置５は変数Ｉの値として０をセットし、変数Ｋの値として経路Ｒ１のホップ数Ｌ、すなわち６をセットする（ステップＳ２）。ここで、経路Ｒ１上でＩ番目のノード、すなわちノード１−１をノードＸとし、ノードＸから経路Ｒ１上でＫホップ終点ノード側のノード、すなわちノード１−１６をノードＹとする（ステップＳ３〜Ｓ５）。
【００３３】
ノードＸとノードＹの両方が波長群スイッチを持っているとき、集中制御装置５はパステーブル４１を検索して、ノードＸとノードＹの間の区間ＸＹを通る既存の波長パス３を探す（ステップＳ６，７）。本実施の形態では、全てのノード１が波長群スイッチとして光スイッチ１６を持っているので、この検索は必ず行われるが、仮にノードＸまたはＹのどちらかが波長群スイッチを持っていない場合は検索を行わない。ここでは、区間ＸＹは経路Ｒ１そのものであり、この区間を通る既存の波長パスは存在しない（ステップＳ８）。
【００３４】
次に、集中制御装置５はＩをＬ−Ｋ−１と比較する（ステップＳ９）。ここではＩ＝０、Ｌ−Ｋ−１＝−１なのでＩ＞Ｌ−Ｋ−１であり、集中制御装置５はＫから１を減じてＫ＝５とする（ステップＳ１０）。ここまでで分かるように、Ｋは既存波長パスの検索を行う区間ＸＹのホップ数を示している。
【００３５】
続いて、集中制御装置５は、再びＩ＝０（ステップＳ１１，Ｓ３，Ｓ４）として、区間ＸＹを通る既存波長パスを検索する。ここで、区間ＸＹは経路Ｒ１上のノード１−１からノード１−１２までの区間である。この経路を通る既存波長パスも存在しないので、ＩをＬ−Ｋ−１と比較すると、今度はＩ＝Ｌ−Ｋ−１＝０となる。そこで、集中制御装置５はＩに１を加えてＩ＝１とする（ステップＳ４）。今度は区間ＸＹはノード１−２から１−１６までとなるが、この経路を通る既存波長パスはやはり存在しない。今度はＩ＝１、Ｌ−Ｋ−１＝０でＩ＞Ｌ−Ｋ−１なので、集中制御装置５はＫから１を減じてＫ＝４とする。
【００３６】
以後、集中制御装置５は同様の制御を続けるが、その結果区間ＸＹとして、
（１−１，１−１６），（１−１，１−１２），（１−２，１−１６），
（１−１，１−８），（１−２，１−１２），（１−３，１−１６），
（１−１，１−４），（１−２，１−８），（１−３，１−１２），
（１−４，１−１６），（１−１，１−３），（１−２，１−４），
（１−３，１−８），（１−４，１−１２），（１−８，１−１６）
となり（ただし、区間ＸＹを（Ｘ，Ｙ）と表す）、この順番で検索が行われる。
【００３７】
つまり、検索を行う区間ＸＹを始点ノードから終点ノードの方向へ１ホップずつずらしていき、終点に達したら区間ＸＹの長さＫを１ホップ短くして再び始点ノードから終点ノードの方向へ１ホップずつずらしながら検索していく。区間ＸＹの長さＫが１になったら検索を終了する（ステップＳ１１）。
【００３８】
以上のように既存波長パスの検索を行うと、まず、区間（１−４，１−１６）を通る既存波長パスとして波長パス３−４，３−５，３−６が見つかる（以後、見つかった波長パスを一致パスと呼ぶ）（ステップＳ７）。一致パスの数が（波長群を形成する波長数）−１以上であるとき、すなわち本実施の形態では３以上であるとき（ステップＳ８）、集中制御装置５はここに波長群パス４−１を設定し、今設定しようとしている波長パス３−７と一致パスである波長パス３−４，３−５，３−６とを設定した波長群パス４−１に多重しようとする（以後、複数の波長パスを波長群パスに多重することをアグリゲート、波長群パスを複数の波長群パスに分離することをディスアグリゲートと呼ぶ）。波長群パスの設定は図７のフローチャートに示すアルゴリズムに基づいて行われる。
【００３９】
集中制御装置５は、各ノード１のポートの使用状況や、隣接ノードのポートとの接続関係、ポートと波長との対応関係等を示すポートテーブル４２と、各ノードで波長パスや波長群パスがどのポートに割り当てられているかを示すルーティングテーブル４３も持っている。先ず集中制御装置５は、ノードＸがアグリゲート可能かどうかを調べる（ステップＳ２０）。
【００４０】
具体的には、
（１）光スイッチ１６のポートｂ１〜ｂ４のうち、下流ノードに接続されたポートに１ポート以上の空きがあるか？
（２）光スイッチ１６のポートｂ５〜ｂ６に１ポート以上の空きがあるか？
の２つを調べる（ステップＳ２０）。
【００４１】
ポートの使用状況はポートテーブル４２を参照することにより得られる。これらの条件が共に満たされれば、次に集中制御装置５はＸとＹの間のそれぞれのノード１（中継ノード）の光スイッチ１６のポートｂ１〜ｂ４のうち、下流ノードに接続されたポートに１ポート以上の空きがあるかを調べる（ステップＳ２１）。全ての中継ノードに未使用ポートがあれば、続いてノードＹが波長群パスをディスアグリゲート可能かどうかを調べる。ここでは光スイッチ１６のポートｂ５〜ｂ６に１ポート以上の空きがあるかを調べる（ステップＳ２２）。
【００４２】
以上のステップＳ２０〜Ｓ２２の条件のうち、仮にどれか１つでも満たされない場合は波長群パス４の設定は中止されるが、ここでは全ての条件が満たされる。そこで集中制御装置５は、区間ＸＹの全てのノード１のルーティングテーブルを修正して、ノードＸを起点ノードとしノードＹを終点ノードとする波長群パス４−１を設定する。
【００４３】
先ず、ノードＸであるノード１−４のルーティングテーブルは修正前は図１２（Ａ）のようになっているが、これを図１２（Ｂ）のように修正する。つまり、まず波長群パス４−１に対して、上流ポートとして光スイッチ１６の電気スイッチ１７に接続されている未使用ポートであるポートｂ５を、下流ポートとして光スイッチ１６の下流ノード（ノード１−８）に接続されている未使用ポートであるｂ２を割り当てる。波長パス３−４，３−５，３−６に対しては、下流ポートとして元々ｗ１３，ｗ１４，ｗ１５が割り当てられていたのを、波長群パス４−１の上流ポートｂ５に接続されているｗ１，ｗ２，ｗ３を割り当てるように変更する（ステップＳ２３）。
【００４４】
次に、中継ノード１−８，１−１２のルーティングテーブルを修正する。波長群パス４−１に対して、上流ポートとしては上流ノードに割り当てた下流ポートに接続されている光スイッチ１６のポート（あるノードのどのポートと隣接ノードのどのポートとが接続されているかは、ポートテーブル４２を参照して知ることが出来る）を、下流ポートとしては下流ノードに接続された光スイッチ１６の未使用ポートを割り当てる。波長パス３−４，３−５，３−６に対しては、上流ポート、下流ポートとして割り当てていたポートを全て解放する（ステップＳ２４）。
【００４５】
最後に、ノードＹであるノード１−１６のルーティングテーブル４３を修正する。波長群パス４−１に対して、上流ポートとしては上流ノード（ノード１−１２）に割り当てた下流ポートに接続されている光スイッチ１６のポートを、下流ポートとしては電気スイッチ１７に接続されている光スイッチ１６の未使用ポートを割り当てる。波長パス３−４，３−５，３−６に対しては上流ポートとしては元々電気スイッチ１７の上流ノード（ノード１−１２）に接続されているポートが割り当てられていたのを、波長群パス４−１の下流ポートとして割り当てた光スイッチ１６のポートに接続されているポートを割り当てるように変更する（ステップＳ２５）。
【００４６】
以上により波長群パス４−１が設定され、この中を波長パス３−４，３−５，３−６が通るようになるので、集中制御装置５は図６のフローチャートに戻り一致パスの検索を続ける（ステップＳ９）。
【００４７】
検索を続けると、次に区間（１−１，１−３）で一致パスとして波長パス３−１、３−２、３−３が見つかる。ここでも波長群パス４−１の場合と同様に波長群パス４−２が設定され、この中を波長パス３−１，３−２，３−３が通るようになる。
【００４８】
以上のようにして、波長パス３−７の設定に伴う波長群パス４の設定が終了すると、波長パス３−７のための経路Ｒ１上の各ノード１のルーティングテーブル４３の設定が行われる（ステップＳ１２）。先ず起点ノード（ノード１−１）の上流ポートとしてクライアント装置３０に接続されている未使用ポートを、下流ポートとして波長群パス４−２に割り当てた上流ポートに接続された電気スイッチ１７の未使用ポートを割り当てる。ノード１−２では波長パス３−７は波長群パス４−２の中を通っているので、ポートの割り当ては行わない。
【００４９】
ノード１−３では、上流ポートとしては上流ノード（ノード１−１）で波長パス３−７に割り当てた下流ポートに接続されたポート（ノード１−１とノード１−３のポートテーブル４２を参照し、ポートと波長の対応関係からノード１−１のどのポートとノード１−３のどのポートが接続されているかを知ることが出来る）を割り当て、下流ポートとしては下流ノード（ノード１−４）に接続された電気スイッチ１７の未使用ポートを割り当てる。
【００５０】
以後同様に、波長群パスの設定されていない区間では、下流ノードに接続された電気スイッチ１７の未使用ポートを、波長群パスが設定されている区間では波長群パスの中を通すためのポートを、それぞれ割り当てることにより、波長パス３−７に対する全てのノードのルーティングテーブル４３の設定が行われる。
【００５１】
最後に、集中制御装置５から経路Ｒ１上の各ノード１に、ルーティングテーブル４３に従うように光スイッチ１６および電気スイッチ１７の切り換えコマンドを送ると、波長パス３−７の設定が完了する。
【００５２】
波長群パス４−１，４−２を設定した場合としない場合の各ノード１の光スイッチ１６と電気スイッチ１７の所要ポート数の合計に着目すると、波長群パス４を設定したことにより、波長群パスの端点であるノード１−１，１−３，１−４，１−１６では所要ポート数がそれぞれ２ポート増加するが、波長群パスの中継ノードであるノード１−２，１−８，１−１２ではそれぞれ６ポート減少する。従って、差し引きで、計１０ポートが波長群パス４を設定したことにより削減されたことになる。
【００５３】
図５からも分かるとおり、本実施の形態では、起点ノードまたは終点ノードの互いに異なる複数の波長パス３を波長群パス４にアグリゲートすることが可能になっている。これにより、それぞれの波長パス３の起点ノードと終点ノードの間には１波長分のデマンドしかないにも関わらず、それらの波長パス３をアグリゲートして波長群パス４を設定することが出来る。
【００５４】
また、本実施の形態では全てのノード１が波長群パスのスイッチングを行う光スイッチ１６を持っているので、任意のノードで必要に応じて波長群パスへのアグリゲート、波長群パスからのディスアグリゲートが出来る。その結果、波長パスの経路は常に最短になるし、また、波長群パスの中の波長が未使用のまま残ることもない。
【００５５】
本発明の第２の実施の形態における波長多重光通信ネットワークの構成を図８に示す。このネットワークの構成は集中制御装置５と制御信号線６が無いことを除けば、第１の実施の形態のネットワークの構成に等しい。本実施の形態のノード１の構成を図９に示す。ノード１はノード制御装置７の内部にトポロジーテーブル４０、パステーブル４１、ポートテーブル４２、ルーティングテーブル４３を持っており、また、制御信号線６は無い。それ以外は第１の実施の形態のノード１の構成に等しい。
【００５６】
本実施の形態は分散制御型のネットワークであり、波長パス３の起点となるノード１が波長パス３の経路を決定する。波長パス３および波長群パス４を設定するための制御は図１０のフローチャートに示すアルゴリズムに基づいて行われる。
【００５７】
ここでも、第１の実施の形態の場合と同様に、図４に示すように、波長パス３−１，３−２，３−３，３−４，３−５，３−６が既に設定されている状態で、あらたにノード１−１を起点とし、ノード１−１６を終点とする波長パス３−７を設定する場合を考える。
【００５８】
ノード１−１のノード制御装置７はトポロジーテーブル４０を参照して、未使用波長のあるリンクグループ２だけを用いて、起点ノード１−１から終点ノード１−１６までの最短経路を計算する（ステップＳ３０）。ここでも、第１の実施の形態の場合と同じ経路が得られたとし、これを経路Ｒ１と呼ぶことにする。
【００５９】
続いて、ノード１−１は変数Ｉに０をセットし（ステップＳ３１）、起点ノードからＩホップ目のノード、すなわち自ノードをノードＸとする。ノード１−１が波長群スイッチ可能であるかどうかによって次の処理が変わるが、本実施の形態では、全てのノード１が光スイッチ１６を持っているので、波長群スイッチ可能である（ステップＳ３２，３４）。
【００６０】
そこで、ノード１−１は変数ＫにＬ−Ｉをセットする（ステップＳ３３）。ここで、Ｌは起点ノードから終点ノードまでのホップ数であり、Ｉは０なので、Ｋ＝Ｌ＝６となる。また、ノード１−１はノードＸからＫホップ下流のノード１をノードＹとする。ここでは、終点ノードであるノード１−１６がノードＹとなる。ノード１−１のパステーブル４１には、自ノードを通過する全ての波長パス３および波長群パス４のパス番号と経路が記録されている。
【００６１】
そこで、ノード１−１はこのパステーブルを検索し、区間ＸＹを通過する既存の波長パス３を探す（ステップＳ３５）。ここでは、条件を満たす既存の波長パス３が無いので（ステップＳ３６）、ノード１−１はＫから１を減じてＫ＝５とする（ステップＳ３７）。ノード１−１は新しいＫの値によるノードＹに基づいて、再び区間ＸＹを通過する既存の波長パス３を検索するが、ここでも条件を満たす波長パス３は存在しない。
【００６２】
以後、Ｋを１ずつ減じながら区間ＸＹを通過する波長パス３を検索すると、Ｋ＝２のときに区間（１−１，１−３）を通過する波長パス３−１，３−２，３−３が見つかる（以後、見つかった波長パスを一致パスと呼ぶ）。一致パスの数が（波長群を形成する波長数）−１以上であるとき、すなわち本実施の形態では３以上であるとき（ステップＳ３６）、ノード１−１はノードＸを起点ノードとしノードＹを終点ノードとする波長群パス４−２を設定し、今設定しようとしている波長パス３−７と一致パスである波長パス３−１，３−２，３−３とを設定した波長群パスに多重しようとする。
【００６３】
波長群パス４−２の設定は、図１１に示したアルゴリズムに基づいて行われる。先ず、ノード１−１はポートテーブル４２を参照し、自ノードでアグリゲートが可能かどうかを調べる（ステップＳ５０）。具体的には、
（３）光スイッチ１６のポートｂ１〜ｂ４のうち、下流ノードに接続されたポートに１ポート以上の空きがあるか？
（４）光スイッチ１６のポートｂ５〜ｂ６に１ポート以上の空きがあるか？
の２つを調べる。
【００６４】
これらの（３），（４）条件が共に満たされれば、次にノード１−１は、ノードＹ（ノード１−３）宛のシグナリングパケットを生成し、下流ノード（ノード１−２）に送る。このシグナリングパケットには、今設定しようとしているパスのパス番号（４−２）、パスの種類（波長群パス）、起点ノード（ノード１−１）、終点ノード（ノード１−３）等の情報が含まれている。
【００６５】
シグナリングパケットを受け取ったノード１−２は、波長群スイッチ１６のポートｂ１〜ｂ４のうち、下流ノードに接続されたポートに１ポート以上の空きがあるかを調べる（ステップＳ５１）。空きがある場合、ノード１−２はシグナリングパケットを下流ノード（ノード１−３）に転送する。
【００６６】
シグナリングパケットを受け取ったノード１−３は、自ノードが波長群パスをディスアグリゲート可能かどうかを調べる（ステップＳ５２）。具体的には、光スイッチ１６のポートｂ５〜ｂ６に１ポート以上の空きがあるかを調べる。
【００６７】
以上のステップＳ５０〜Ｓ５２の条件のうち、仮にどれか１つでも満たされないものがある場合は、波長群パス４−２の設定が不可能であることを示すシグナリングパケットがノードＸ（ノード１−１）に送り返され、波長群パス４−２の設定は中止される。その場合、ノードＸ（ノード１−１）は波長パス３−７の設定を再開し、電気スイッチ１７のポートを割り当てる。まず、上流ポートとしては、クライアント装置３０に接続されている未使用ポートを割り当て、下流ポートとしては、下流ノード（ノード１−２）に接続された未使用ポートを割り当てる（ステップＳ３９）。続いて、ノード１−１は下流ノード（ノード１−２）にシグナリングパケットを送り、波長パス３−７の設定を継続する（ステップＳ４０，Ｓ４３）。
【００６８】
ここでは上記のステップＳ５０〜Ｓ５２の全ての条件が満たされるので、ノード１−３は自らのルーティングテーブル４３を修正し、波長群パス４−２にポートを割り当てる。下流ポートとしては光スイッチ１６の電気スイッチ１７に接続されているポート、すなわちポートｂ５、ｂ６のうちの未使用ポートを割り当て、上流ポートとしては上流ノード（ノード１−２）に接続された光スイッチ１６の未使用ポートを割り当てる。また、波長パス３−１，３−２，３−３に対しては、上流ポートとして元々電気スイッチ１７の上流ノードに接続されているポートが割り当てられていたのを、波長群パス４−２の下流ポートとして割り当てた光スイッチ１６のポートに接続されているポートを割り当てるように変更する。このとき、パス番号の小さい波長パスにポート番号の小さいポートを割り当てるようにする（ステップＳ５３）。
【００６９】
続いて、ノード１−３はノード１−１宛のシグナリングパケットを生成し、これを上流ノード（ノード１−２）に送る。このシグナリングパケットには、設定しようとするパスのパス番号（４−２）、パスの種類（波長群パス）、起点ノード（ノード１−１）、終点ノード（ノード１−３）、このパスの設定が可能であること、下流ノード（ノード１−３）が上流ポートとして割り当てたポート番号などの情報が含まれている。
【００７０】
シグナリングパケットを受け取ったノード１−２も、自らのルーティングテーブル４３を修正して波長群パス４−２にポートを割り当てる。先ず、受け取ったシグナリングパケットから、下流ノード（ノード１−３）が上流ポートとして割り当てたポート番号を知り、次に、自らのポートテーブル４２を参照してそのポートが接続されている自ノードのポートの番号を知る。これを下流ポートとして割り当てる。上流ポートとしては、上流ノード（ノード１）−１）に接続された光スイッチ１６の未使用ポートを割り当てる。また、波長パス３−１，３−２，３−３に対して割り当てていたポートは全て解放する（ステップＳ５４）。
【００７１】
続いてノード１−２は、シグナリングパケット中のポート番号を自らが割り当てた上流ポートの番号に書き換え、これを上流ノード（ノード１−１）に転送する。
【００７２】
シグナリングパケットを受け取ったノード１−１は、波長群パス４−２に対して、下流ポートとしては下流ノード（ノード１−２）が割り当てた上流ポートに接続されているポートを割り当て、上流ポートとしては、光スイッチ１６の電気スイッチ１７に接続されている未使用ポートを割り当てる。また、波長パス３−１，３−２，３−３に対しては、下流ポートとして下流ノード（ノード１−２）に接続されている電気スイッチ１７のポートが割り当てられていたのを、波長群パス４−２に割り当てた上流ポートに接続されているポートを割り当てるように変更する。このとき、パス番号の小さい波長パスにポート番号の小さいポートを割り当てるようにする（ステップＳ５５）。
【００７３】
以上により、波長群パス４−２が設定され、この中を波長パス３−１、３−２、３−３が通るようになるので、再び図１０のフローチャートに戻り、波長パス３−７の設定が継続される（ステップＳ４１）。ノード１−１は波長パス３−７に電気スイッチ１７のポートを割り当てる。まず上流ポートとしては、クライアント装置３０に接続されている未使用ポートを割り当て、下流ポートとしては、波長群パス４−２に割り当てた上流ポートに接続されている未使用ポートを割り当てる。
【００７４】
ここまでの手順の前と後のノード１−１のルーティングテーブル４３は、本実施の形態でも第１の実施の形態の場合と同様に図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）に示す通りになる。続いて、ノード１−１は波長パス３−７の終点ノード（ノード１−１６）宛のシグナリングパケットを生成し、これを下流ノード（ノード１−２）に送る。このシグナリングパケットには設定するパスのパス番号（３−７）、パスの種類（波長パス）、起点ノード（ノード１−１）、終点ノード（ノード１−１６）、自ノードがこのパスに割り当てた下流ポートのポート番号、最後に設定した波長群パス４の終点ノードの番号（ノード１−３）等の情報が含まれている。
【００７５】
シグナリングパケットを受け取ったノード１−２は、先ず、シグナリングパケットの中の最後に設置した波長群パス４の終点ノードの番号を参照する。ここに書かれているノード番号（ノード１−３）は、ノード１−２より下流なので、ノード１−２はこのシグナリングパケットを単に下流ノード（ノード１−３）に転送する。
【００７６】
シグナリングパケットを受け取ったノード１−３は、先ず、シグナリングパケットの中の最後に設置した波長群パス４の終点ノードの番号を参照する。ここに書かれているノード番号（ノード１−３）は自ノードの番号なので、ノード１−３は波長パス３−７に電気スイッチ１７のポートを割り当てる。上流ポートとしては波長群パス４−２に割り当てた下流ポートに接続された未使用ポートを割り当て、下流ポートとしては下流ノード（ノード１−４）に接続されている未使用ポートを割り当てる（ステップＳ４１）。続いて、ノード１−３はシグナリングパケットの中の下流ポート番号を、自らが波長パス３−７に割り当てた下流ポートのポート番号に書き換え、これを下流ノード（ノード１−４）に転送する。
【００７７】
シグナリングパケットを受け取ったノード１−４は、先ず、シグナリングパケットの中の最後に設置した波長群パス４の終点ノードの番号を参照する。ここに書かれているノード番号（ノード１−３）はノード１−４より上流なので、ノード１−４は一致パスの検索を開始する（ステップＳ４２，Ｓ４３，Ｓ３２，Ｓ３３）。一致パスの検索は、ノード１−１が行ったのと同じ方法により行われる。ここで検索される区間ＸＹは、
（１−４，１−１６），
（１−４，１−１２），（１−８，１−１６）
の順になる。この場合は、区間（１−４，１−１６）を通る波長パス３として波長パス３−４、３−５、３−６が見つかる。そこで、再び波長群パス４−２の場合と同様に、図１１に示したアルゴリズムに従って波長群パス４−１が設定される。
【００７８】
波長群パス４−１が設定され、波長パス３−４，３−５，３−６が波長群パス４−１の中を通るように、ノード１−４，１−８，１−１２，１−１６のルーティングテーブル４３が修正されると、ノード１−４は波長パス３−７に対して電気スイッチ１７のポートを割り当てる。上流ポートとしてはノード１−３から受け取ったシグナリングパケットに書かれているノード１−３が割り当てた上流ポートに接続されているポートを割り当て、下流ポートとしては波長群パス４−１に割り当てた上流ポートに接続されている未使用ポートを割り当てる（ステップ４１）。
【００７９】
続いて、ノード１−４はノード１−３から受け取ったシグナリングパケットの中の、下流ポートのポート番号、および、最後に設定した波長群パス４のノードＹの番号を書き換えて下流ノード（ノード１−８）に送る。このシグナリングパケットをノード１−８、１−１２はそのまま下流ノードに転送する。
【００８０】
ノード１−１６がシグナリングパケットを受信すると、ノード１−１６は波長パス３−７に対して電気スイッチ１７のポートを割り当てる。先ず、上流ポートとしては、ノード１−１６は波長群パス４−１の終点ノードなので、波長群パス４−１に割り当てた下流ポートに接続されている未使用ポートを割り当てる。また、下流ポートとしては、ノード１−１６は波長パス３−７の終点ノードなので、クライアント装置３０に接続されている未使用ポートを割り当てる（ステップＳ４１，Ｓ４２の後，Ｓ４３でＮＯ）。
【００８１】
続いて、ノード１−１６はルーティングテーブル４３の内容に従って光スイッチ１６および電気スイッチ１７を切り換える。さらに、ノード１−１宛のシグナリングパケットを生成し、これを上流ノード（ノード１−１２）に送る。このシグナリングパケットには、設定するパスのパス番号（３−７）、パスの種類（波長パス）、起点ノード（ノード１−１）、終点ノード（ノード１−１６）およびこのパスに対するポートの割り当てが完了したこと等の情報が含まれている。
【００８２】
シグナリングパケットを受け取ったノード１−１２は、ルーティングテーブル４３の内容に従って光スイッチ１６および電気スイッチ１７を切り換え、シグナリングパケットを上流ノード（ノード１−８）に転送する。
【００８３】
以後同様に、ノード１−８、１−４、１−３、１−２がルーティングテーブル４３の内容に従って光スイッチ１６および電気スイッチ１７を切り換え、シグナリングパケットを上流ノードに転送する。
【００８４】
最後にノード１−１がシグナリングパケットを受け取り、ルーティングテーブル４３の内容に従って光スイッチ１６および電気スイッチ１７を切り換えると、波長パス３−７、波長群パス４−１、波長群パス４−２の設定が完了する。
【００８５】
本実施の形態によっても、第１の実施の形態で得られたのと同じ効果が得られる。これ等第１および第２の実施の形態において、ノード１の数、ノード１のポート数、リンクグループの数、リンクグループを構成するリンクの数、ネットワークの構成等は任意に設定することが出来る。
【００８６】
本発明による第１および第２の実施の形態では、全てのノード１が波長群スイッチである光スイッチ１６を備えているが、必ずしも全てのノード１が波長群スイッチを備えている必要はない。全てのノード１が波長群スイッチを備えていない場合でも図６、図７または図１０、図１１のフローチャートにより示したアルゴリズムを用いて波長群パス４を設定することが出来る。
【００８７】
上記第１および第２の実施の形態では、波長スイッチとして電気スイッチ１７を、波長群スイッチとして光スイッチ１６を用いたが、波長スイッチとして光スイッチを用いることも、波長群スイッチとして電気スイッチを用いることも可能である。
【００８８】
また上記第１および第２の実施の形態では、低次のパスとして波長パスを、高次のパスとして波長群パスを用いたが、低次のパスおよび高次のパスはこれらに限らない。例えば、低次のパスとして波長群パス、高次のパスとして光ファイバ単位でのスイッチングを行う光ファイバパスを用いても良いし、低次のパスとして波長パス、高次のパスとして光ファイバパスを用いても良い。
【００８９】
更に、上記第１および第２の実施の形態は、波長多重光通信ネットワークであるが、本願の発明はそれ以外の通信ネットワークにも適用することが出来る。例えば、ＳＯＮＥＴのような時分割多重技術を用いた通信ネットワークでも、時分割多重度の低いパスを低次のパス、高いパスを高次のパスとして、第１、第２の実施の形態と同じようにして低次のパスを高次のパスにアグリゲートすることができる。
【００９０】
更にはまた、第１の実施の形態は集中制御型、第２の実施の形態は分散制御型としたが、第１の実施の形態で用いた図６、図７のアルゴリズム、第２の実施の形態で用いた図１０、図１１のアルゴリズムは、何れも集中制御型でも分散制御型でも実現することが出来る。
【００９１】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態において詳細に説明したように、本発明を用いることにより、低次のパスと高次のパスを自由に混在させるネットワークを構成することが出来る。すなわち、２つのノード間に高次のパスの帯域と比べて小さなデマンドしか無くて、従来の技術では高次のパスを設定してもその帯域を余らせてしまうような場合でも、起点ノードや終点ノードの異なる複数の低次のパスをアグリゲートして高次のパスを設定し、かつ、高次のパスの帯域を有効に活用することが出来る。高次のパスを設定することにより、必要となるノード資源を削減することが出来る。
【００９２】
また、本発明を用いることにより、階層化されたパスが存在するネットワークにおいて、高次のパスを任意の場所で動的に設定することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の通信ネットワークの構成図である。
【図２】第１の実施の形態のノードの構成図である。
【図３】第１の実施の形態のクロスコネクト装置の構成図である。
【図４】第１の実施の形態の波長群パス設定前の状態を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の波長群パス設定後の状態を示す図である。
【図６】第１の実施の形態のパス設定アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態のパス設定アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態の通信ネットワークの構成図である。
【図９】第２の実施の形態のノードの構成図である。
【図１０】第２の実施の形態のパス設定アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態のパス設定アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態におけるノードＸにおけるルーティングテーブルの具体例を示し、（Ａ）は修正前、（Ｂ）は修正後のものである。
【符号の説明】
１    ノード
２    リンクグループ
３    波長パス
４    波長群パス
５    集中制御装置
６    制御信号線
７    ノード制御装置
８    クロスコネクト装置
９    制御信号線
１０  波長分離器
１１  波長多重器
１２  光受信器
１３  光送信器
１４  波長群分離器
１５  波長群多重器
１６  光スイッチ
１７  電気スイッチ
２０  入力光ファイバ
２１  出力光ファイバ
３０  クライアント装置
４０  トポロジーテーブル
４１  パステーブル
４２  ポートテーブル
４３  ルーティングテーブル
【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】
0003760781.tif 000008
【図８】
0003760781.tif 000009
【図９】
0003760781.tif 000010
【図１０】
0003760781.tif 000011
【図１１】
0003760781.tif 000012
【図１２】
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