JP2012526436A - トランスポートネットワークを介したユーザデータ伝送の保護 - Google Patents
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Abstract
トランスポートネットワークを介して第1のユーザネットワークから第2のユーザネットワークへ伝送されるユーザデータの伝送を保護するための方法が開示される。ユーザデータは、最大伝送レートを有する。この方法は、トランスポートネットワークにおいて、障害がない状態で、最大伝送レートに等しい総キャパシティを有する第1および第2のパスを提供することと、第1のパスに沿ってユーザデータの第1の部分を、第2のパスに沿ってユーザデータの第2の部分を伝送することと、トランスポートネットワークと連携しているネットワーク管理サーバにおいて、第2の部分の伝送に影響を及ぼす障害を検出することと、ネットワーク管理サーバにおいて、第1のパスのキャパシティを最大伝送レートまで増大するようにトランスポートネットワークを動作させることによって障害のない状態から障害状態へ切り替えることと、第1のユーザネットワークにおいて、第1のパスのみに沿ってユーザデータを伝送することとを含む。
Description
本発明は、通信ネットワークの分野に関し、詳細には、トランスポートネットワークを介したユーザデータ伝送の保護に関する。
通信ネットワークは、様々な通信サービスに関連するデータをトランスポートするために相互に接続されたいくつかのネットワーク要素を含むことが知られている。通信ネットワークは、回線交換ネットワーク、またはパケット交換ネットワークであることが可能である。
回線交換ネットワークでは、データは一般にデータコンテナに構成された連続的なデータフローの形式で、あらかじめ定義されたパスに沿ってトランスポートされる。例示的な回線交換ネットワークはSDH(Synchronous Digital Hierarchy)ネットワーク、SONET(Synchronous Optical NETwork)、およびOTN(Optical Transport Network)である。SDH/SONETネットワークおよびOTNネットワークでは、階層構造により構成される、異なるタイプのデータコンテナが提供される。例えば、SDH/SONETネットワークでは、低次バーチャルコンテナおよび高次バーチャルコンテナは、異なるタイプのデータコンテナである。他方、OTNネットワークでは、光チャネルペイロードユニット(OPU)および光データユニット(ODU)は、異なるタイプのデータコンテナである。
回線交換ネットワークでは、一般にパスは、ネットワーク要素を適切に構成することによって、オペレータにより手動で確立される。パスを変更するには、ネットワーク要素の構成を手動で変えることが必要である。しかしながら、最近になって、パスを自律的に確立し変更する能力を有する、(ASTN、すなわちAutomatic Switched Transport Networkと呼ばれる)回線交換ネットワークが開発された。ネットワークで変化が起きる場合(例えば、ネットワーク要素がネットワークに追加される、もしくはネットワークから削除される、またはネットワークに障害が発生するなど)、このような回線交換ネットワークは、このような変化を考慮に入れて、オペレータによる手動の介入を必要とせずに、パスを自動的に変更することができる。
パケット交換ネットワークでは、伝送されるデータは、一般にパケットに分割され、各パケットが独立してネットワーク要素によって送信元から宛先へルーティングされる。例示的パケット交換ネットワークは、イーサネットネットワーク、IP(インターネットプロトコル)ネットワーク、およびATM(非同期転送モード)ネットワークである。
通信システムは、回線交換ネットワークとして実装されたトランスポートネットワーク、およびトランスポートネットワークに接続されたユーザネットワークを含むことができ、各ユーザネットワークがパケット交換ネットワークとして実装される。この例示的通信システムでは、トランスポートネットワークはそれぞれのユーザネットワークのインタフェース(略称「UNI」)によって、各ユーザネットワークに接続される。
トランスポートネットワークにわたってパケットの形式でユーザデータの伝送を可能にするために、関連するユーザネットワークから受信されたユーザデータは、各UNIで適切にカプセル化され、その後トランスポートネットワークによりサポートされるいくつかのデータコンテナにマップされることが可能であり、このデータコンテナがその後トランスポートネットワークへ伝送される。同様に、トランスポートネットワークからデータコンテナを受信する各UNIは、その中にマップされたユーザデータを抜き出し、その後ユーザデータを関連するユーザネットワークに伝送する。例えば、ユーザネットワークがイーサネットネットワークであり、トランスポートネットワークがSDH/SONETネットワークである場合、このようなイーサネットネットワークによって他のイーサネットネットワークと交換されるイーサネットパケットは、GFP(Generic Framing Procedure)技術によってカプセル化され、その後いくつかの高次バーチャルコンテナまたは低次バーチャルコンテナにマップされることが可能である。例えば、ユーザネットワークがイーサネットネットワークであって、トランスポートネットワークがOTNネットワークである場合、このようなイーサネットネットワークによって他のイーサネットネットワークと交換されるイーサネットパケットは、いくつかのOPUまたはODUにマップされることが可能である。
一般にトランスポートネットワークのオペレータは、所与のユーザに対して、このようなユーザによって交換されるユーザデータをトランスポートするために予約されたいくつかのデータコンテナを割り当てる。データコンテナは、異なる基準に従って割り当てられることが可能である。例えば、SDH/SONETネットワークおよびOTNネットワークでは、連続コンカチネーションおよびバーチャルコンカチネーション(略して「VCAT」)という2つの技術が知られている。SDH/SONETネットワークを参照することによって、連続コンカチネーション技術により、同じ管理ユニットのすべての高次バーチャルコンテナおよび低次バーチャルコンテナは、同じユーザに割り当てられる。VCAT技術によれば、各ユーザは、単一のバーチャルコンカチネーショングループを形成するが、必ずしも同じ管理ユニットに属していないいくつかの高次バーチャルコンテナまたは低次バーチャルコンテナを割り当てている。VCAT技術により、バーチャルコンカチネーショングループの高次バーチャルコンテナおよび低次バーチャルコンテナの数は、ユーザのトラフィック特性およびトランスポートネットワークの状態により、知られているリンクキャパシティ調整スキーム(略して「LCAS」)によって動的に変更されることが可能である。
トランスポートネットワーク、トランスポートネットワークによって接続された第1のユーザネットワークおよび第2のユーザネットワークを有する通信システムでは、第1のユーザネットワークと第2のユーザネットワークとの間で交換されるユーザデータは、一般に次のようにトランスポートネットワークにおいて発生する障害から守られる。
第1のユーザネットワークは、それぞれのUNIによってトランスポートネットワークに接続された一対のエッジネットワーク要素を有する。同様に、第2のユーザネットワークは、それぞれのUNIによってトランスポートネットワークに接続された一対のエッジネットワーク要素を有する。トランスポートネットワークを横断する一対のパスが、第1のユーザネットワークの一対のエッジネットワーク要素を第2のユーザネットワークの一対のエッジネットワーク要素と接続する。
一般に、対の各パスは、交換中のユーザデータの最大伝送レートに等しいキャパシティを有する。例えば、SDH/SONETネットワークを介したイーサネットパケットトランスポートの上述の場合では、イーサネットパケットの最大伝送レートが8.96Gbit/sである場合、2つのパスは、各々が8.96Gbit/sのキャパシティを有するSDH/SONETネットワークに割り当てられる。これは、例えば、第1のパスに64個の高次バーチャルコンテナVC−4を、第2のパスに64個の高次バーチャルコンテナVC−4を割り当てることによって達成されることが可能であり、単一の高次バーチャルコンテナVC−4の伝送レートは140Mbit/sである。通常動作中は、64個の高次バーチャルコンテナVC−4のみが使用される。例えば、第1のパスは十分に使用されることが可能であるが、第2のパスは使用されないことが可能である。代替的には、ECMP(「Equal−cost multi−path routing(等コストマルチパスルーティング)」)が使用されることができ、2つのパスの間でイーサネットトラフィックの伝送を共有できるようにする。例えば、イーサネットパケットは、第1のパスの32個の高次バーチャルコンテナVC−4(残りの32個の高次バーチャルコンテナVC−4は使用されない)、および第2のパスの32個の高次バーチャルコンテナVC−4(残りの32個の高次バーチャルコンテナVC−4は使用されない)によってトランスポートされることが可能である。
トランスポートネットワークで障害が発生して、使用されているリソースの少なくとも一部を利用できないようになると、ユーザデータは使用されていないリソースへ経路変更される。例えば、イーサネットパケットが第1のパスの32個の高次バーチャルコンテナVC−4および第2のパスの32個の高次バーチャルコンテナVC−4によっておランスポートされる上述の場合では、第1のパスで障害が発生すると、イーサネットパケットは、上述のように、64個の高次バーチャルコンテナVC−4を割り当てた第2のパスへ経路変更され、したがってすべてのイーサネットパケットの伝送をサポートすることができる。
出願人は、トランスポートネットワークにおけるユーザデータの伝送を保護するための上述の解決法にはいくつかの欠点があることに気付いた。実際には、このような解決法は不都合なことに、ユーザデータの最大伝送レートの2倍のリソースの総量を割り当てる必要があり、障害のない場合には、ユーザデータをトランスポートするためにこのように割り当てられたリソースの半分しか使用しないので、トランスポートネットワークにおいてリソースの非効率的使用を含意する。言い換えれば、障害のない場合に、割り当てられたリソースの50%が、不都合なことに使用されない。
したがって、本発明の一目的は、前述の欠点を克服する、すなわちトランスポートネットワークのリソースをより効率的な方法で使用できるようにする、トランスポートネットワークを介してユーザデータの伝送を保護するための方法を提供することである。
第1の態様によれば、本発明は、トランスポートネットワークを介して第1のユーザネットワークから第2のユーザネットワークへ伝送されるユーザデータの伝送を保護するための方法を提供し、ユーザデータは最大伝送レートを有し、この方法は、
a)トランスポートネットワークにおいて、障害のない状態では、第1のユーザネットワークを第2のユーザネットワークと接続する第1のパスおよび第2のパスを提供し、第1のパスおよび第2のパスが最大伝送レートに等しい総キャパシティを有することと、
b)第1のパスに沿ってユーザデータの第1の部分を伝送し、第2のパスに沿ってユーザデータの第2の部分を伝送することと、
c)トランスポートネットワークと連携しているネットワーク管理サーバで、第2の部分の伝送に影響を及ぼす障害を検出することと、
d)ネットワーク管理サーバで、第1のパスのキャパシティを最大伝送レートまで増大するようにトランスポートネットワークを動作させることによって、障害のない状態から障害状態へ切り替えることと、
e)第1のユーザネットワークにおいて、第1のパスのみに沿ってユーザデータを伝送することと
を含む。
a)トランスポートネットワークにおいて、障害のない状態では、第1のユーザネットワークを第2のユーザネットワークと接続する第1のパスおよび第2のパスを提供し、第1のパスおよび第2のパスが最大伝送レートに等しい総キャパシティを有することと、
b)第1のパスに沿ってユーザデータの第1の部分を伝送し、第2のパスに沿ってユーザデータの第2の部分を伝送することと、
c)トランスポートネットワークと連携しているネットワーク管理サーバで、第2の部分の伝送に影響を及ぼす障害を検出することと、
d)ネットワーク管理サーバで、第1のパスのキャパシティを最大伝送レートまで増大するようにトランスポートネットワークを動作させることによって、障害のない状態から障害状態へ切り替えることと、
e)第1のユーザネットワークにおいて、第1のパスのみに沿ってユーザデータを伝送することと
を含む。
好ましくは、ステップa)は、トランスポートネットワークによって実装されるバーチャルコンカチネーション技術によって、第1の数のデータコンテナを第1のパスに、第2の数のデータコンテナを第2のパスに割り当てることを含む。
好ましくは、ステップd)は、トランスポートネットワークによって実装されるリンクキャパシティ調整スキームを動作させることによって、データコンテナの第1の数を増大することを含む。
好ましくは、ステップc)は、ネットワーク管理サーバで、障害を示している管理メッセージをトランスポートネットワークから受信することを含む。
好ましくは、ステップc)の後に、この方法は、トランスポートネットワークが自動切替トランスポートネットワークである場合、第2のパスで障害が発生すれば、障害を迂回するパス部分を割り当てるためにトランスポートネットワークの自動切替機能を使用することをさらに含む。
好ましくは、ステップb)は、第1のユーザネットワークにおいて等コストマルチパスルーティング機能を実装し、第1の部分が第1のユーザネットワークの第1のエッジネットワーク要素を介して第1のパスに、第2の部分が第1のユーザネットワークの第2のエッジネットワーク要素を介して第2のパスに伝送されることを含む。
好ましくは、第1のユーザネットワークは、等コストマルチパスルーティング機能によって、ステップd)に反応してステップe)を自動的に行う。
第2の態様によれば、本発明は、トランスポートネットワークと、トランスポートネットワークと連携しているネットワーク管理サーバとを含むトランスポートシステムを提供し、トランスポートネットワークは第1のユーザネットワークおよび第2のユーザネットワークを接続するように構成され、
トランスポートネットワークは、第1のユーザネットワークを第2のユーザネットワークと接続するように構成された第1のパスおよび第2のパスを有し、
障害のない状態では、第1のパスはユーザデータの第1の部分の伝送をサポートするのに好適であり、第2のパスはユーザデータの第2の部分の伝送をサポートするのに好適であり、第1のパスおよび第2のパスは、ユーザデータの最大伝送レートに等しい総キャパシティを有し、
ネットワーク管理サーバは、第2の部分の伝送に影響を及ぼす障害を検出し、検出に応じて、第1のパスのキャパシティを最大伝送レートに増大し、それによって第1のパスがすべてのユーザデータの伝送をサポートできるようにトランスポートネットワークを動作させることによって、障害のない状態から障害状態へ切り替えるように構成される。
トランスポートネットワークは、第1のユーザネットワークを第2のユーザネットワークと接続するように構成された第1のパスおよび第2のパスを有し、
障害のない状態では、第1のパスはユーザデータの第1の部分の伝送をサポートするのに好適であり、第2のパスはユーザデータの第2の部分の伝送をサポートするのに好適であり、第1のパスおよび第2のパスは、ユーザデータの最大伝送レートに等しい総キャパシティを有し、
ネットワーク管理サーバは、第2の部分の伝送に影響を及ぼす障害を検出し、検出に応じて、第1のパスのキャパシティを最大伝送レートに増大し、それによって第1のパスがすべてのユーザデータの伝送をサポートできるようにトランスポートネットワークを動作させることによって、障害のない状態から障害状態へ切り替えるように構成される。
好ましくは、トランスポートネットワークは、バーチャルコンカチネーション技術を実装し、第1のパスに第1の数のデータコンテナを、第2のパスに第2の数のデータコンテナを割り当てるためにバーチャルコンカチネーション技術を使用するように構成される。
好ましくは、トランスポートネットワークは、リンクキャパシティ調整スキームを実装するように構成され、ネットワーク管理サーバは、データコンテナの第1の数を増大することによって第1のパスのキャパシティを増大するためにリンクキャパシティ調整スキームを動作させるように構成される。
好ましくは、ネットワーク管理サーバは、障害を示している管理メッセージをトランスポートネットワークから受信することによって障害を検出するように構成される。
好ましくは、トランスポートネットワークは、第2のパスで障害が発生すると、障害を迂回するパス部分を割り当てるために自動切替機能を使用するように構成された自動切替トランスポートネットワークである。
第3の態様によれば、本発明は、第1のユーザネットワークと、第2のユーザネットワークと、トランスポートシステムとを含む通信システムを提供し、トランスポートシステムは、トランスポートネットワークと、トランスポートネットワークと連携しているネットワーク管理サーバとを含み、トランスポートネットワークは第1のユーザネットワークを第2のユーザネットワークと接続し、トランスポートシステムは上記のものである。
好ましくは、第1のユーザネットワークは、等コストマルチパスルーティング機能を実装するように構成され、したがって第1の部分が第1のユーザネットワークの第1のエッジネットワーク要素を介して第1のパスに伝送され、第2の部分が第1のユーザネットワークの第2のエッジネットワーク要素を介して第2のパスに伝送される。
好ましくは、第1のユーザネットワークは、第1のパスのキャパシティを増大することに応じて、等コストマルチパスルーティング機能によって第1のパスに沿ってのみユーザデータを自動的に伝送し始めるように構成される。
本発明の実施形態は、例として、限定ではなく与えられ、添付の図面を参照して解釈される次の詳細な説明を読むことによってよりよく理解されるであろう。
図1aから1dは、本発明の第1の実施形態によるユーザデータの伝送を保護するための方法を実装することができる通信システムCSを示す。
通信システムCSは、トランスポートシステムTSと、第1のユーザネットワークUN1と、第2のユーザネットワークUN2とを含む。トランスポートシステムTSは、トランスポートネットワークTNと、トランスポートネットワークTNと連携しているネットワーク管理サーバMGRを含む。第1のユーザネットワークUN1は、トランスポートネットワークTNによって第2のユーザネットワークUN2に接続される。
トランスポートネットワークTNは、例えばSDHネットワーク、SONETネットワーク、OTNネットワークなどの回線交換ネットワークであることが好ましい。第1のユーザネットワークUN1および第2のユーザネットワークUN2は、例えばイーサネット、IP、ATMなど、同じタイプのパケット交換ネットワークであることが好ましい。
第1のユーザネットワークUN1は、好ましくはいくつかのネットワーク要素を含む。簡単にするために、図1aから1dでは、3つのネットワーク要素のみ、すなわちネットワーク要素NE1−1、NE1−2、およびNE1−3を示している。好ましくは、ネットワーク要素NE1−3は、ネットワーク要素NE1−1とNE1−2の両方に接続される。ネットワーク要素NE1−1およびNE1−2は、簡単にするために図には示していないそれぞれのUNIによってトランスポートネットワークTNに接続される。ネットワーク要素NE1−1およびNE1−2は、このとき第1のユーザネットワークUN1のエッジネットワーク要素である。
同様に、第2のユーザネットワークUN2は、好ましくはいくつかのネットワーク要素を含む。簡単にするために、図1aから1dでは、3つのネットワーク要素のみ、すなわちネットワーク要素NE2−1、NE2−2、およびNE2−3を示している。好ましくは、ネットワーク要素NE2−3は、ネットワーク要素NE2−1とNE2−2の両方に接続される。ネットワーク要素NE2−1およびNE2−2は、簡単にするために図には示していないUNIによってトランスポートネットワークTNに接続される。ネットワーク要素NE2−1およびNE2−2は、このとき第2のユーザネットワークUN2のエッジネットワーク要素である。
トランスポートネットワークTNは、好ましくはいくつかのネットワーク要素と、ネットワーク要素間のリンクとを含む。しかしながら、トランスポートネットワークTNの詳細な構造は、図中には示していない。トランスポートネットワークTNがSDH/SONETネットワークまたはOTNネットワークである場合、トランスポートネットワークTNのエッジネットワーク要素(図面には示さず)は、好ましくは上述のLCAS機構を用いて上述のVCAT技術を実装するように構成される。
以下に、本発明の第1の実施形態により通信システムCSに適用されるユーザデータの伝送を保護するための方法について詳細に説明する。このために、最大転送レートCを有するユーザデータUDが、第1のユーザネットワークUN1内で生成され、トランスポートネットワークTNを介して第2のユーザネットワークUN2へ保護された方法で伝送されなければならないと仮定する。
この第1の実施形態によれば、障害のない状態では、第1のパスP1および第2のパスP2がユーザデータUDをトランスポートするためにトランスポートネットワークTNにおいて割り当てられる。第1のパスP1および第2のパスP2は、ネットワーク管理サーバMGRによって計算されることが可能である。あるいは、トランスポートネットワークがASTNネットワークである場合、第1のパスP1および第2のパスP2は、トランスポートネットワークTNのすべてのネットワーク要素で実装された好適なGMPLS(「Generalized Multi−Protocol Label Switching」)機構によって計算されることが可能である。
第1のパスP1は、第1のユーザネットワークUN1のエッジネットワーク要素NE1−1と第2のユーザネットワークUN2のエッジネットワーク要素NE2−1を接続し、第2のパスP2は、第1のユーザネットワークUN1のエッジネットワーク要素NE1−2と第2のユーザネットワークUN2のエッジネットワーク要素NE2−2を接続する。第1のパスP1および第2のパスP2は、ネットワーク要素と、トランスポートネットワークTNのリンクとを含む。しかしながら、図面を明確にするために、第1のパスP1および第2のパスP2の詳細な構造は示されていない。
好ましくは、第1のパスP1に、ユーザデータUDの最大伝送レートCの半分に等しい総キャパシティC/2を有する、いくつかのデータコンテナDC1が割り当てられる。同様に、第2のパスP2に、ユーザデータUDの最大伝送レートCの半分に等しい総キャパシティC/2を有する、いくつかのデータコンテナDC2が割り当てられる。トランスポートネットワークTNがSDH/SONETネットワーク(上述のように、データコンテナは高次もしくは低次バーチャルコンテナである)またはOTNネットワーク(データコンテナがOPUおよびODUである)である場合、好ましくは、上述のVCAT技術を使用することによって各パスにデータコンテナが割り当てられる。言い換えれば、第1のパスP1に割り当てられるデータコンテナは、同じバーチャルコンカチネーショングループの一部であり、第2のパスP2に割り当てられるデータコンテナは、同じバーチャルコンカチネーショングループの一部である。
例えば、トランスポートネットワークTNがSDH/SONET網であって、最大伝送レートCが8.96Gbit/sである場合、第1のパスP1と第2のパスP2の両方に、32個の高次バーチャルコンテナVC−4が割り当てられ、各パスP1、P2に4.48Gbit/sのキャパシティC/2を提供する。
第1のパスP1および第2のパスP2が割り当てられた後、障害のない状態で、ユーザデータUDは、第1のパスP1および第2のパスP2を使用することによって第1のユーザネットワークUN1から第2のユーザネットワークUN2へ伝送される。より詳細には、図1aを参照することにより、ユーザデータUDは、ネットワーク要素NE1−3によって第1のユーザネットワークUN1内で集められる。ネットワーク要素NE1−3は、好ましくは上述のECMP機構を実装し、したがってユーザデータUDを第1のデータ部分UD1と第2のデータ部分UD2に分割する。第1のデータ部分UD1と第2のデータ部分UD2の両方が、好ましくは、C/2(すなわち、ユーザデータUDの最大伝送レートCの半分)に等しい最大伝送レートを有する。その後、ネットワーク要素NE1−3は、図1aに示すように、第1のデータ部分UD1をエッジネットワーク要素NE1−1に、第2のデータ部分UD2をエッジネットワーク要素NE1−2に伝送する。
エッジネットワーク要素NE1−1は第1のデータ部分UD1をそのUNI(図1aには示さず)に転送し、UNIがこれをカプセル化し、第1のパスP1に割り当てられたデータコンテナDC1にこれをマップする。割り当てられたデータコンテナDC1は、第1のデータ部分UD1のデータで部分的に満たされるだけである可能性があることに注意されたい。実際には、ユーザデータUDの実際の伝送レートが最大伝送レートCよりも低いとき、第1のデータ部分UD1の実際の伝送レートもまた、第1のパスP1のキャパシティC/2よりも低くなると思われる。
第1のデータ部分UD1を割り当てられたデータコンテナDC1にマップした後、エッジネットワーク要素NE1−1は、図1aに示すように、トランスポートネットワークTNを介して第1のパスP1に沿って第2のユーザネットワークUN2に向けて、詳細にはそのエッジネットワーク要素N2−1へデータコンテナDC1を伝送する。
エッジネットワーク要素NE1−2がネットワーク要素NE1−3から第2のデータ部分UD2を受信するとき、好ましくは、第2のデータ部分UD2をそのUNI(図1aには示さず)に転送し、UNIがこれをカプセル化し、第2のパスP2に割り当てられたデータコンテナDC2にこれをマップする。
第2のデータ部分UD2を割り当てられたデータコンテナDC2にマップした後、エッジネットワーク要素NE1−2は、図1aに示すように、トランスポートネットワークTNを介して第2のパスP2に沿って第2のユーザネットワークUN2に向けて、詳細にはそのエッジネットワーク要素N2−2へデータコンテナDC2を伝送する。
第2のユーザネットワークUN2では、エッジネットワーク要素NE2−1は、そのUNI(図1aには示さず)によって第1のパスP1からデータコンテナDC1を受信し、そこから第1のデータ部分UD1を取り出し、第1のデータ部分UD1をネットワーク要素NE2−3に転送する。同様に、エッジネットワーク要素NE2−2は、そのUNI(図1aには示さず)によって第2のパスP2からデータコンテナDC2を受信し、そこから第2のデータ部分UD2を取り出し、第2のデータ部分UD2をネットワーク要素NE2−3に転送する。ネットワーク要素NE2−3は、その後第1のデータ部分UD1と第2のデータ部分UD2をマージし、それによってユーザデータUDを回復する。ネットワーク要素NE2−3は、その後第2のユーザネットワークUN2の他のネットワーク要素(図には示さず)に、その宛先に従ってユーザデータUDを転送する。
ここで、通信システムCSに障害が発生すると仮定する。例えば、このような障害は、第1のパスP1および第2のパスP2のうちの1つ、または第1のユーザネットワークUN1のエッジネットワーク要素NE1−1、NE1−2のうちの1つ、または第2のユーザネットワークUN2のエッジネットワーク要素NE2−1、NE2−2のうちの1つ、またはネットワーク要素NE1−3を第1のユーザネットワークUN1のエッジネットワーク要素NE1−1、NE1−2に接続しているリンクのうちの1つ、またはネットワーク要素NE2−3を第2のユーザネットワークUN2のエッジネットワーク要素NE2−1、NE2−2に接続しているリンクのうちの1つに影響を及ぼす可能性がある。
以下、例として、第2のパスP2に障害Fが発生すると仮定する。例えば、第2のパスP2を形成するトランスポートネットワークTNのリンクの1つが機能しなくなる。この例示の状況が図1bに示してある。障害Fにより、第2のパスP2に沿ったデータコンテナDC2の伝送は、障害Fの上流で遮断される。
障害FがトランスポートネットワークTN内で(一般には、第2のパスP2に沿った障害Fの下流のネットワーク要素によって)検出されるとき、トランスポートネットワークTNは、好ましくはネットワーク管理サーバMGRに障害を通知する。このために、障害Fを検出するネットワーク要素は、好ましくは図1bに示すように、ネットワーク管理サーバMGRに警告メッセージAMを送信する。警告メッセージAMは、好ましくは、例えばSNMP(Simple Network Management Protocol)/QB3のような管理プロトコルに従ってフォーマットされる。
トランスポートネットワークTNから警告メッセージAMを受信すると、ネットワーク管理サーバMGRは、好ましくは、第1のパスP1のキャパシティをその現在のキャパシティC/2からユーザデータUDの最大伝送レートCへ増大するようにトランスポートネットワークTNを動作させることによって、すなわち第1のパスP1に割り当てられるデータコンテナDC1の数を2倍にすることによって、障害のない状態から障害状態へ切り替える。好ましくは、トランスポートネットワークTNがSDH/SONETネットワークまたはOTNネットワークであり、第1のパスP1上のデータコンテナDC1が上述のVCAT技術(LCAS機構も実装する)によって割り当てられている場合、ネットワーク管理サーバMGRは、好ましくは、トランスポートネットワークTNのエッジネットワーク要素によって実行されるLCAS機構を適切に動作させることによって、第1のパスP1に割り当てられるデータコンテナDC1の数を2倍にするようトランスポートネットワークTNを誘導する。したがって、例えば最大伝送レートCが8.96Gbit/sであり、32個の高次バーチャルコンテナVC−4が第1のパスP1と第2のパスP2(各パスに4.48Gbit/sのキャパシティC/2を与える)に割り当てられる場合、ネットワーク管理サーバMGRは、第1のパスP1に割り当てられた高次バーチャルコンテナVC−4の数を、32個から64個に上げるためにLCAS機構を動作させる。これにより、2倍のキャパシティC、すなわち8.96Gbit/sを有する第1のパスを提供できるようにする。
次いで、第1のパスP1のキャパシティが増大された後、障害状態では、第1のユーザネットワークUN1のネットワーク要素NE1−3に実装されたECMP機構は、第1のユーザネットワークUN1の他のネットワーク要素から集められたすべてのユーザトラフィックUDを、エッジネットワーク要素NE1−1、すなわち障害Fによって影響を受けていないパスに接続されたエッジネットワーク要素に転送するように、ネットワーク要素NE1−3を誘導する。
したがって、有利には、ネットワーク管理サーバMGRの介入後、障害状態では、第1のユーザネットワークUN1のネットワーク要素NE1−3で集められたユーザデータUDは、図1cに示すように、すべてネットワーク要素NE1−1に転送され、ネットワーク要素NE1−1がこれを第1のパスP1に沿って伝送する。第1のパスP1は、このとき、ユーザデータUDの実際の伝送レートが最大伝送レートCに等しいときでも、全ユーザデータUDの伝送をサポートすることができる。したがって、第2のパスP2上の障害Fが修復されている間、ユーザデータUDの伝送は、このとき2倍のキャパシティを有する第1のパスP1によって保護される。
したがって、有利には、本発明のこの第1の実施形態によれば、トランスポートネットワークTNのリソースが、ユーザデータの伝送を保護するための先行技術の解決法によるよりも効率的な方法で使用される。実際には、先行技術の解決法によれば、両方のパス上のユーザデータの伝送を保護するための追加のリソースがアプリオリにトランスポートネットワークに割り当てられ、したがって障害が発生するまで使用されないが、この第1の実施形態によれば、ユーザデータの伝送を保護するための追加のリソースは、障害の検出の際にのみ、障害によって影響を受けないパス上に割り当てられる。実際には、通信システムが正常に動作している(すなわち、障害のない状態)間は、トランスポートネットワークではある量のリソースが2つのパスでユーザデータを伝送するために予約され、その最大伝送レート、すなわちCでユーザデータの伝送ができるように調整される。2つのパスのうちの1つで障害が発生すると、障害の検出に応じて、障害によって影響を受けないパスに追加のリソースが割り当てられる。そして、障害が発生しない場合、使用されない追加のリソースは必要ではない。
障害Fが修復されるとき、通信システムの最初の設定が復元されることが好ましい。より具体的には、障害Fが修復されるとき、図1dに示すように、ネットワーク管理サーバMGRはトランスポートネットワークTNから通知メッセージNMを受信する。通知メッセージMMは、好ましくは、例えば上記のSNMP/QB3のような管理プロトコルによりフォーマットされる。
このような通知メッセージNMを受信すると、ネットワーク管理サーバMGRは、好ましくは、第1のパスP1のキャパシティをその現在のキャパシティC(ユーザデータUDの最大伝送レートCに等しい)からその最初の値C/2へ減少するようにトランスポートネットワークTNを動作させることによって、すなわち第1のパスP1に割り当てられるデータコンテナDC1の数を半分にすることによって、障害状態から障害のない状態へ切り替える。好ましくは、トランスポートネットワークTNがSDH/SONETネットワークまたはOTNネットワークであり、第1のパスP1上のデータコンテナDC1が、LCAS機構も実装する上述のVCAT技術によって割り当てられている場合、ネットワーク管理サーバMGRは、好ましくは、トランスポートネットワークTNのエッジネットワーク要素で実行されるLCAS機構を適切に動作させることによって、第1のパスP1に割り当てられるデータコンテナDC1の数を半分にするようにトランスポートネットワークTNを誘導する。したがって、例えば、最大伝送レートCが8.96Gbit/sであり、第2のパスP2が機能していないとき、64個の高次バーチャルコンテナVC−4が第1のパスP1(8.96Gbit/sのキャパシティCを提供する)に割り当てられる場合、ネットワーク管理サーバMGRは、第1のパスP1上に割り当てられる高次バーチャルコンテナVC−4の数を64から32に減少するためにLCAS機構を動作させる。これにより、第1のパスP1にその最初のキャパシティC/2、すなわち4.48Gbit/sを提供できるようにする。
次に、好ましくは、第1のパスP1上のキャパシティが減少された後、第1のユーザネットワークUN1のネットワーク要素NE1−3に実装されたECMP機構は、第1のユーザネットワークUN1の他のネットワーク要素から集められたユーザトラフィックUDを、エッジネットワーク要素NE1−1に転送される第1のデータ部分UD1とエッジネットワーク要素NE1−2に転送される第2のデータ部分UN2に再び分割するように、ネットワーク要素NE1−3を誘導する。ネットワーク管理サーバMGRの介入後に、通信システムCSの動作は、そのため障害Fが発生する前と同じになる(図1a参照)。
図2aから2dは、本発明の第2の実施形態によるユーザデータの伝送を保護するための方法を実装することができる通信システムCS’を示す。
通信システムCS’の構造は、実質的に図1aから1dに示す通信システムCSの構造と同様である。したがって、詳細な説明は繰り返さない。唯一の違いは、トランスポートネットワークTN’が上述のASTNタイプの回線交換ネットワークである、すなわち、ネットワークで変化が起こったとき、トランスポートネットワークTN’が自律的にパスを変更できるようにするGMPLS(「Generalized Multi−Protocol Label Switching」)機構を設けられることである。
通信システムCS’が障害のない状態で正常に動作しているとき(図2a参照)、その動作は図1aを参照して上述した通信システムCS’の動作と同様である。したがって、詳細な説明は繰り返さない。
トランスポートネットワークTN’において、例えば、(図2bに示すように)ユーザデータUDの第2のデータ部分UD2をトランスポートしている第2のパスP2に障害Fが発生するとき、この第2の実施形態により、トランスポートネットワークTN’は、好ましくは、ネットワーク管理サーバMGRのいかなる介入も必要とすることなく、GMPLS機構を使用することによって第2のパスP2を変更する。例えば、図2cに示すように、トランスポートネットワークTN’は、障害Fを迂回するパスの部分を割り当てられることが可能であり、すなわち、障害Fの上流に位置しているネットワーク要素で第2のパスP2を分岐し、障害Fの下流に位置しているネットワーク要素で再び第2のパスP2に加わり、変更された第2のパスP2’を形成するようにすることが可能である。GMPLS機構はまた、好ましくは、障害Fを迂回するパスの部分が分岐し、再び第2のパスP2に加わるネットワーク要素の構成を変更し、したがって、第2のデータ部分UD2がマップされるデータコンテナDC2は、このとき変更された第2のパスP2’に沿って伝送される。
障害Fを迂回するパスのこの部分には、この部分のキャパシティが、第2のパスP2のキャパシティ、すなわちC/2に等しくなるように、いくつかのデータコンテナが割り当てられる。この変更された第2のパスP2は、したがって第2のデータ部分UD2の伝送をサポートし続けることができる。
障害Fが修復されるとき(図2d)、第2のデータ部分UD2は、変更された第2のパスP2’に沿って伝送され続けることが可能である。あるいは、障害Fが修復された後に、トランスポートネットワークTN’のGMPLS機構は、データコンテナDC2の伝送を初めに割り当てられたパスP2に戻すために修復された障害Fを迂回するパスの部分が分岐し、再び第2のパスP2に合流するネットワーク要素の構成を再び自動的に変更することができる。
図3aから3dを参照して、次に、障害FがトランスポートネットワークTN’の外、例えば第1のユーザネットワークUN1のエッジネットワーク要素の1つ、例えば図3bに示すようにエッジネットワーク要素NE1−2で発生すると仮定する。
障害のない状態での通信システムCS’の動作(図3a参照)は、図1aを参照して上述した通信システムCSの動作と同様である。したがって、詳細な説明は繰り返さない。
障害Fが第1のユーザネットワークUN1のエッジネットワーク要素NE1−2で発生するとき、障害FはトランスポートネットワークTN’の外にあるので、GMPLS機構は、ユーザデータUDの伝送を保護することができない。この第2の実施形態によれば、障害Fが検出されるとき(一般には、第2のパスP2に沿った障害Fの下流でトランスポートネットワークTN’のネットワーク要素によって)、トランスポートネットワークTN’は、好ましくはネットワーク管理サーバMGRに障害を通知する。このために、障害Fを検出するネットワーク要素は、好ましくは図3bに示すように、ネットワーク管理サーバMGRに警告メッセージAMを送信する。この第2の実施形態でも、警告メッセージAMは、好ましくは、例えば上記のSNMP/QB3のような管理プロトコルによりフォーマットされる。
トランスポートネットワークTN’から警告メッセージAMを受信すると、ネットワーク管理サーバMGRは、好ましくは、第1のパスP1のキャパシティをその現在のキャパシティC/2からユーザデータUDの最大伝送レートCへ増大するようにトランスポートネットワークTNを動作させることによって、すなわち第1のパスP1に割り当てられたデータコンテナDC1の数を2倍にすることによって、障害のない状態から障害状態へ切り替える。好ましくは、やはりこの第2の実施形態によれば、トランスポートネットワークTN’がSDH/SONETネットワークまたはOTNネットワークであり、第1のパスP1上のデータコンテナDC1が、上述のVCAT技術(LCAS機構も実装する)によって割り当てられている場合、ネットワーク管理サーバMGRは、好ましくは、トランスポートネットワークTN’のエッジネットワーク要素によって実行されるLCAS機構を適切に動作させることによって第1のパスP1に割り当てられるデータコンテナDC1の数を2倍にするようにトランスポートネットワークTN’を誘導する。
次いで、第1のパスP1のキャパシティが増大された後、障害状態では、第1のユーザネットワークUN1のネットワーク要素NE1−3で実装されたECMP機構は、第1のユーザネットワークUN1の他のネットワーク要素から集められたすべてのユーザトラフィックUDを、エッジネットワーク要素NE1−1、すなわち障害Fによって影響を受けていないパスに接続されたエッジネットワーク要素に転送するように、ネットワーク要素NE1−3を誘導する。
したがって、有利には、ネットワーク管理サーバMGRの介入後、やはりこの第2の実施形態により、障害状態では第1のユーザネットワークUN1のネットワーク要素NE1−3で集められたユーザデータUDは、図3cに示すように、すべてネットワーク要素NE1−1に転送され、ネットワーク要素NE1−1がこれを第1のパスP1に沿って伝送する。第1のパスP1はこのとき、ユーザデータUDの実際の伝送レートが最大伝送レートCに等しいときでも、全ユーザデータUDの伝送をサポートすることができる。したがって、やはりこの第2の実施形態により、第2のパスP2上の障害Fが修復されている間、ユーザデータUDの伝送は、現在2倍のキャパシティを有する第1のパスP1によって保護される。
障害Fが修復されるとき、通信システムCS’の最初の構成が復元されることが好ましい。より具体的には、障害Fが修復されるとき、図3dに示すように、ネットワーク管理サーバMGRはトランスポートネットワークTN’から通知メッセージNMを受信する。好ましくは、通知メッセージNMは、例えば上記のSNMP/QB3のような管理プロトコルによりフォーマットされる。
このような通知メッセージNMを受信すると、ネットワーク管理サーバMGRは、好ましくは、第1のパスP1のキャパシティをその現在のキャパシティC(ユーザデータUDの最大伝送レートCに等しい)からその最初の値C/2へ減少するようにトランスポートネットワークTNを動作させることによって、すなわち第1のパスP1に割り当てられるデータコンテナDC1の数を半分にすることによって、障害状態から障害のない状態へ切り替える。好ましくは、トランスポートネットワークTN’がSDH/SONETネットワークまたはOTNネットワークであり、第1のパスP1上のデータコンテナDC1が、LCAS機構も実装する上述のVCAT技術によって割り当てられている場合、ネットワーク管理サーバMGRは、好ましくは、トランスポートネットワークTN’のエッジネットワーク要素で実行されるLCAS機構を適切に動作させることによって、第1のパスP1上に割り当てられたデータコンテナDC1の数を半分にするようにトランスポートネットワークTN’を動作させる。
その後、好ましくは、第1のパスP1上のキャパシティが減少された後、第1のユーザネットワークUN1のネットワーク要素NE1−3で実装されているECMP機構は、第1のユーザネットワークUN1の他のネットワーク要素から集められたユーザトラフィックUDを、エッジネットワーク要素NE1−1に転送される第1のデータ部分UD1と、エッジネットワーク要素NE1−2に転送される第2のデータ部分UN2とに再び分割するように、ネットワーク要素NE1−3を誘導する。
したがって、有利には、この第2の実施形態により、トランスポートネットワークにおけるユーザデータの伝送を保護するための機構は、ATSNタイプのトランスポートネットワークTN’のGMPLS機構を補完する。実際には、トランスポートネットワークTN’内で障害Fが発生するとき、GMPLS機構は、ネットワーク管理サーバMGRのいかなる介入も要求することなく、ユーザトラフィックの伝送を保護するためのアクションを起こす。他方、有利には、トランスポートネットワークTN’の外で障害が発生するとき、ネットワーク管理サーバMGRは、障害のないパスのキャパシティを増大するためにトランスポートネットワークTN’を適切に動作させ、したがってトランスポートネットワークTN’はユーザデータの伝送を保護できるようにする。
様々な上述の方法の諸ステップは、プログラムされたコンピュータによって実行されることが可能であることを、当業者は容易に理解するであろう。本明細書では、いくつかの実施形態は、例えばデジタルデータ記憶媒体など、プログラム記憶装置を含むものとし、これは機械またはコンピュータ可読であり、命令の機械実行可能もしくはコンピュータ実行可能プログラムをエンコードし、上記命令が本明細書に記載した方法のステップの一部または全部を行う。プログラム記憶装置は、例えば、デジタルメモリ、磁気ディスクおよび磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、または光学式可読デジタルデータ記憶媒体であることが可能である。諸実施形態はまた、本明細書に記載した方法の上記諸ステップを実行するようにプログラムされたコンピュータを含むものとする。
Claims (15)
- トランスポートネットワーク(TN、TN’)を介して第1のユーザネットワーク(UN1)から第2のユーザネットワーク(UN2)へ伝送されるユーザデータ(UD)の伝送を保護するための方法であって、前記ユーザデータ(UD)が最大伝送レート(C)を有し、
a)前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)において、障害のない状態では、前記第1のユーザネットワーク(UN1)を前記第2のユーザネットワーク(UN2)と接続する第1のパス(P1)および第2のパス(P2)を提供し、前記第1のパスおよび前記第2のパスが前記最大伝送レート(C)に等しい総キャパシティを有するステップと、
b)前記第1のパス(P1)に沿って前記ユーザデータ(UD)の第1の部分(UD1)を伝送し、前記第2のパス(P2)に沿って前記ユーザデータ(UD)の第2の部分(UD2)を伝送するステップと、
c)前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)と連携しているネットワーク管理サーバ(MGR)において、前記第2の部分(UD2)の伝送に影響を及ぼす障害(F)を検出するステップと、
d)前記ネットワーク管理サーバ(MGR)において、前記障害(F)を前記検出することに応じて、前記第1のパス(P1)のキャパシティを前記最大伝送レート(C)に増大するように前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)を動作させることによって、前記障害のない状態から障害状態へ切り替えるステップと、
e)前記第1のユーザネットワーク(UN1)において、前記第1のパス(P1)のみに沿って前記ユーザデータ(UD)を伝送するステップと
を含む、方法。 - 前記ステップa)が、前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)によって実装されるバーチャルコンカチネーション技術によって、第1の数のデータコンテナ(DC1)を前記第1のパス(P1)に、前記第2の数のデータコンテナ(DC2)を前記第2のパス(P2)に割り当てるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ステップd)が、前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)によって実装実行されるリンクキャパシティ調整スキームを動作させることによって前記第1の数のデータコンテナ(DC1)を増大するステップを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記ステップc)が、前記ネットワーク管理サーバ(MGR)で前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)から、前記障害(F)を示す管理メッセージ(AM)を受信するステップを含む、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 前記ステップc)の後、前記障害(F)が前記第2のパス(P2)で発生する場合、前記トランスポートネットワーク(TN’)が自動的に切り替えられるトランスポートネットワークである場合、前記障害(F)を迂回するパス部分を割り当てるために前記トランスポートネットワーク(TN’)の自動切替機能を使用することをさらに含む、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記ステップb)が、前記第1のユーザネットワーク(UN1)において等コストマルチパスルーティング機能を実装し、前記第1の部分(UD1)が前記第1のユーザネットワーク(UN1)の第1のエッジネットワーク要素(NE1−1)を介して前記第1のパス(P1)へ伝送され、前記第2の部分(UD2)が前記第1のユーザネットワーク(UN1)の第2のエッジネットワーク要素(NE1−2)を介して前記第2のパス(P2)へ伝送されることを含む、請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記第1のユーザネットワーク(UN1)が、前記等コストマルチパスルーティング機能によって、前記ステップd)に応じて前記ステップe)を自動的に行う、請求項6に記載の方法。
- トランスポートネットワーク(TN、TN’)および前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)と連携しているネットワーク管理サーバ(MGR)を含むトランスポートシステム(TS、TS’)であって、前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)が第1のユーザネットワーク(UN1)を第2のユーザネットワーク(UN2)と接続するのに好適であり、
前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)が、前記第1のユーザネットワーク(UN1)を前記第2のユーザネットワーク(UN2)と接続するように構成された第1のパス(P1)および第2のパス(P2)を有し、
障害のない状態では、前記第1のパス(P1)が、ユーザデータ(UD)の第1の部分(UD1)の伝送をサポートするのに好適であり、前記第2のパス(P2)が、ユーザデータ(UD)の第2の部分(UD2)の伝送をサポートするのに好適であり、前記第1のパス(P1)および前記第2のパス(P2)が、前記ユーザデータ(UD)の最大伝送レート(C)に等しい総キャパシティを有し、
前記ネットワーク管理サーバ(MGR)が、前記第2の部分(UD2)の伝送に影響を及ぼす障害(F)を検出し、前記検出に応じて、前記第1のパス(P1)のキャパシティを前記最大伝送レート(C)まで増大するように前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)を動作させることによって前記障害のない状態から障害状態へ切り替え、それによって前記第1のパス(P1)が前記ユーザデータ(UD)すべての伝送をサポートできるように構成された、
トランスポートシステム(TS、TS’)。 - 前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)が、バーチャルコンカチネーション技術を実装し、前記第1のパス(P1)に第1の数のデータコンテナ(DC1)を、前記第2のパス(P2)に第2の数のデータコンテナ(DC2)を割り当てるために前記バーチャルコンカチネーション技術を使用するように構成された、請求項8に記載のトランスポートシステム(TS、TS’)。
- 前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)が、リンクキャパシティ調整スキームを実装するように構成され、前記ネットワーク管理サーバ(MGR)が、前記データコンテナ(DC1)の第1の数を増大することによって前記第1のパス(P1)のキャパシティを増大するために、前記リンクキャパシティ調整スキームを動作させるように構成された、請求項9に記載のトランスポートシステム(TS、TS’)。
- 前記ネットワーク管理サーバ(MGR)が、前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)から前記障害(F)を示す管理メッセージ(AM)を受信することによって、前記障害(F)を検出するように構成された、請求項8から10のいずれかに記載のトランスポートシステム(TS、TS’)。
- 前記障害(F)が、前記第2のパス(P2)で発生する場合、前記トランスポートネットワーク(TN’)が、前記障害(F)を迂回するパス部分を割り当てるために自動切替機能を使用するように構成された自動切替トランスポートネットワークである、請求項8から11のいずれかに記載のトランスポートシステム(TS、TS’)。
- 第1のユーザネットワーク(UN1)と、第2のユーザネットワーク(UN2)と、トランスポートネットワーク(TN、TN’)および前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)と連携しているネットワーク管理サーバ(NMS)を備えるトランスポートシステム(TS、TS’)とを含む通信システムであって、前記トランスポートネットワーク(TN、TN’)が前記第1のユーザネットワーク(UN1)を第2のユーザネットワーク(UN2)と接続し、前記トランスポートシステム(TS、TS’)が、請求項8から12のいずれかによる、通信システム(CS、CS’)。
- 前記第1のユーザネットワーク(UN1)が、等コストマルチパスルーティング機能を実装し、したがって前記第1の部分(UD1)が、前記第1のユーザネットワーク(UN1)の第1のエッジネットワーク要素(NE1−1)を介して前記第1のパス(P1)へ伝送され、前記第2の部分(UD2)が前記第1のユーザネットワーク(UN1)の第2のエッジネットワーク要素(NE1−2)を介して前記第2のパス(P2)へ伝送されるように構成された、請求項13に記載の通信システム(CS、CS’)。
- 前記第1のユーザ(UN1)が、前記第1のパス(P1)のキャパシティを前記増大することに応じて、前記等コストマルチパスルーティング機能によって前記第1のパス(P1)に沿ってのみ前記ユーザデータ(UD)を自動的に伝送し始めるように構成された、請求項14に記載の通信システム(CS、CS’)。
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