MPLS JAPAN 2005講演資料

GMPLS制御光ネットワークの障害回復とネットワークデザイン

日本電信電話（株） 未来ねっと研究所
今宿 亙
imajuku.wataru@lab.ntt.co.jp
2005年11月22日

Copyright Nippon Telegraph and Telephone Corp.

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本日の発表内容

 背景： なぜGMPLSとOXCか？
z Shared Mesh Restoration

 故障救済のストラテジー
 ストラテジー選択
 実装と評価
 まとめ

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背景： なぜGMPLSとOXCか？ （１） 運用の効率化
z サービス網とバックボーン網の連携強化による効率運用の実現
z サービス開通の短縮化 （サービス網からバックボーン網パスを制御）
z サービス網の故障救済・再構成 （サービスノード故障）

NW-OpS

管理

GMPLS化

独自インタフェース
もしくは人手による連携制御

管理

管理

NW-OpS

制御

管理標準インタフェース(GMPLS)による連携

管理

管理

制御
GMPLS分散制御プレーン（標準インタフェースによる連携or統合）

サービス網
エリア #A

サービス網
エリア #B
バックボーン網
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サービス網
エリア #A

サービス網
エリア #B
バックボーン網

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背景： なぜGMPLSとOXCか？ （２） NW投資コストの低減
z WDM IF数の削減• GMPLS制御リストレーションによる予備系WDM-IFの削減– Shared Mesh Restorationz IPルータIF数の削減• IPルータIFの削減– IPレイヤの冗長構成の見直し» 例えば 四経路分散から二経路分散+光パスリストレーション
メリット１
WDM-IF数削減（Shared Mesh Restoration）

シンプルで安価なIFとSW

メリット2
IPルータIF数削減

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GMPLSによる網的故障救済のスケーラビリティー向上
分散制御アーキテクチャによるスイッチ切替処理のスケーラビリティー確保− 切替処理負荷の分散− 故障切替メッセージのラウンドトリップタイムロスの軽減
集中制御方式

分散制御方式NW-OpS

NW-OpS

東京

東京

切替命令

故障通知

切替完了後に切替通知

切替命令
広島

広島
福岡

福岡
予備

予備

札幌
金沢

現用
大阪

札幌

金沢
現用

名古屋

東京

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大阪

名古屋

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東京

Page 5GMPLS故障救済のストラテジー
SchemeSwitching Strategy

現用
予備（現用扱い）

1+1/1:1 Protection

現用予備

End-To-End Restoration
リソースを共用

他の予備
現用
予備

Segment Restoration
リソースを共用

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他の予備
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Page 6GMPLS故障救済のストラテジー： 運用性比較

SchemeEnd-To-End
Restoration

ConsPros
プロテクション方式と同様の運用性

信頼性 低め（切替点、切替アルゴリズムに類似性）

故障切替Hop数 大
故障区間評定が不要（故障切替速度 遅い）
NW設計が困難

Segment
Restoration

信頼性 高め（多重故障にも対応可）
故障切替Hop数 小（故障切替速度 速い）（故障シナリオ毎に予備系設定）

複数の予備パスセッション管理
故障切替管理が複雑（中継ノードでも故障切替状態管理）

故障区間評定が必要

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GMPLS故障救済のストラテジー： ネットワーク設計の観点から
 MPLS/GMPLSマルチレイヤネットワーク設計
z OXC
光パス単位の切替
z MPLS-LSR
LSP単位の切替
z Pure IP Router
パケット単位のルーティング

OLSP Layer

LSP Layer
Pure IP 想定するトラフィック

Pure IPz 東京・大阪 Wスター ＋ 隣接トラフィックz 対地間交流が２倍以上になるとマルチレイヤ運用による設備削減効果は希薄にPath Demand (38 Paths)

Osaka

Physical NetworkTokyo

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Page 8GMPLS故障救済のストラテジー： ネットワーク設計の観点から
 各ストラテジーの比較
z 光SW部品技術の成熟度に合わせてGMPLS-OXCを
z 横軸： 波長選択の自由度
z 縦軸： 総NNI-IF数 （ 1+1プロテクション方式で必要な数を100）波長選択に制限

トラフィック光SW部品信頼度に合わせてUp Grade

波長選択に制限なし
GMPLS

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総NNI-IF数（1+1プロテクション=100)

GMPLS

150
125
1+1 Protection

100
Segment

7550

End-to-End

2508Full4
波長選択の自由度*) Normalized by wavelength channel Ifs
in a 1+1 protection scheme
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Photonic MPLS Router Prototype
Optical Switch/Controller Shelfs

AWGOAWSW
CCoupler
OA

W
CW
C

Optical IF Shelf
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現用・予備パス生成
 現用・予備パス生成
z 現用系を最初に生成、次に予備を生成
z 予備系ではプロテクションオブジェクトの変数を下記に設定• S=1 Control Planeだけ設定されている状態であることを明示• P=1 予備系であることを明示• 現用経路情報を挿入(PPRO: Primary Path Route Object)（現用系の経路情報を元に予備IFを共有可能かどうか経路上の各NEが判断）① Path (S=0, P=0)② ResvPrimarySecondary②③ Path (S=1, P=1)
④ Resv
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M:N共用の実現
 予備リソースをM:Nバンドル管理
z 単一故障100%救済を保証できる予備リソースを自律的に確保
今回提案のM:N共用方式
管理上の仮想的な予備波長群

予備波長
#1
#2
#3
#4

予備パス
#1〜#8

ファイバ
リンク内の予備波長群全体と予備パスとの対応関係を管理すればよい

前頁のトラフィックパタンの場合
予備リソース管理対象数 17

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(参考） 既存の1:N共用方式
予備波長
#1
#2
#3
#4

予備パス
#1,#2
#3,#4
#5,#6
#7,#8

ファイバ
リンク毎に予備波長と予備パスとの対応関係を管理する必要がある

前頁のトラフィックパタンの場合
予備リソース管理対象数 122※管理対象数はパストラフィックの増大に比例MPLS JAPAN 2005講演資料

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故障切替動作 予備パスの起動
z SDH/SONET, OTNではパス端点で故障検出が可能• MPLSとの一番の違い
z 予備LSPのProtection ObjectのS bit, P bitを変化• S=1 → S=0 ： Data-Planeへのスイッチ起動
z 下記シーケンスチャートはBDI Alarm検出を想定

Primary
Secondary②① Path (S=0, P=1)
② Resv
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Experimental NW Configuration
Evaluation of Restoration Protocol Performance in 4-Node Networks#1

Switch
-Over

OP#3
OP#2
OP#1

#2

Switch-Over#3 Fiber Cut#4

Optical Power A. U.

Evaluated Optical Path Recovery Timeafter fiber-cut between PR #3 - PR #4
Number ofSecondary OP Hops H=2750 msec
580280-1000

OP#3OP#2
OP#101000

Time (msec)

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まとめ Generalized MPLS技術
z サービス網とコア網の連携（L1-VPNフレームワークの進展が鍵）
z トラフィックの増大• コア網のシングルレイヤ運用がリーズナブル（対地間交流が２倍以上）– 光パス単位のリストレーション• GMPLSリストレーション– 設備投資コスト削減の有力な手段に 課題
z コア網のNMS（特に在庫管理機能）とGMPLS制御の連携
z GMPLSリストレーションのスケーラビリティー向上

 参考z 日経コミュニケーション早分かり講座 2005年12月15日号 （日経BP社）
z Internet Week 2005 T23（予定）z W. Imajuku and K. Shimano, OECC/COIN-PS 2004, Paper 15B2 (Invited).
z W. Imajuku, N. Nagatsu, and Y. Takigawa, ECOC2004, Paper Tu1.6.4.

Thank You !!
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