JP4704311B2 - 通信システムおよび故障復旧方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＰルータとパス切替装置（例えばクロスコネクト装置）で実現される大容量ネットワークの高信頼化法に関する。

インターネット等のデータ通信トラフィックの増大により、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置とが統合運用されるフォトニックＩＰネットワークが次世代ネットワークに導入されようとしている。

既存のＩＰネットワークにおいては、図１に示すように、バックボーンＩＰルータが基幹網に配備され、リンク故障やバックボーンＩＰルータ故障に対する耐障害性を確保できるように、同一地域に二台のバックボーンＩＰルータが配備され、各々が他地域に配備された前記バックボーンＩＰルータペアに接続されるような構成となっている。

また、バックボーンＩＰルータに接続されるエッジルータについても、バックボーンＩＰルータ故障だけでなく、エッジルータとバックボーンＩＰルータとの間のリンクやルータＩＦ故障に対する耐障害性を確保する手段としてエッジルータを二つのバックボーンＩＰルータに二重帰属させている。

したがって、例え、エッジルータからバックボーンルータに接続している２本の回線の各回線の利用率が５０％未満であっても、ネットワークの信頼性の観点から回線の削減が困難であり、実際に流れている通信トラフィック量の観点から余剰の設備を設置する状況が存在する。

また、図２に示すように企業ユーザが中心となるＬａｙｅｒ１専用線サービスにおいては、本社と各支社との間において専用線をスター状に各回線を接続させる形態が典型的である。しかしながら、現状、本社に設置したＩＰルータ等の通信装置と、通信事業者が保有する伝送装置との間では回線毎に１＋１もしくは１：１方式で冗長化を取る必要があり、コスト的な負担が多い。一方、コスト的に冗長化の確保が困難である場合には、故障に対しての自動バックアップをサービスメニューに含めないシングルサービスを提供することとなる。

特開２００３−３０４２７４号公報 Ｂｅｒｇｅｒ，Ｌ，"Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＧＭＰＬＳ）Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ＲｅｓｅｒＶａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＲＳＶＰ−ＴＥ）Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ，"ＲＦＣ３４７３，Ｊａｎｕａｒｙ２００３ Ａｓｈｗｏｏｄ−Ｓｍｉｔｈ，Ｐ．，"Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＧＭＰＬＳ）Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ−ｂａｓｅｄ Ｒｏｕｔｅｄ Ｌａｂｅｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＣＲ−ＬＤＰ）Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ，"ＲＦＣ３４７２，Ｊａｎｕａｒｙ２００３ Ｊ．Ｌａｎｇ，"Ｌｉｎｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＬＭＰ）"ＲＦＣ４２０４，Ｏｃｔｏｂｅｒ２００５

現状のＩＰネットワークの最大のコスト要因は、ＩＰルータに設置される通信インタフェースである。前述のようにＩＰネットワークに一定の信頼性を確保する手法として、各回線の利用率が５０％未満の状態であっても、通信トラフィック量の観点から余剰の設備を設置する必要がある状況が存在する。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、信頼性に関わる制約を取り除いた上で、通信トラフィック量の観点でのみ必要となる回線を設計することで、ＩＰルータに設置される通信インタフェース数を削減することができる通信システムおよび故障復旧方法を提供することを目的とする。

（本発明の概要）
ＩＰルータ装置（低次装置）にクロスコネクト装置（高次装置）を配備した上で、低次装置と高次装置との間の各々の区間において、Ｍ本の現用主信号回線（以下では、単に現用回線と呼ぶ）とこの現用回線の故障に備えてＮ本の予備主信号回線（以下では、単に予備回線と呼ぶ）とを設置する。低次装置および高次装置の区間において、現用回線が故障した場合は、当該区間において現用回線から予備回線に回線を自動的に切替える。

本発明は、これまでに議論されてきたクロスコネクト装置網内部の障害回復技術（例えば、特許文献１参照）とは異なり、クロスコネクト装置（高次装置）とクロスコネクト装置のクライアント装置（低次装置）との間の故障に対する救済メカニズムを提供するものである。

本発明は、低次装置と高次装置との間の区間のリンクおよびインタフェース故障を救済する切替えを実現するための制御プロトコルと当該制御プロトコルの処理機能を実装した通信装置および当該通信装置を適用した通信網に関する。

また、エッジＩＰルータ装置とコアＩＰルータ装置（以下、エッジの低次装置とコアの低次装置を明確に区別する際には、エッジ低次装置、コア低次装置と記す）の間に設定される通信路（以下、高次装置のスイッチングにより開通される通信路を“パス”と表現する）は、コアＩＰルータ装置（コア低次装置）の全故障が発生した場合には、エッジ低次装置からは別のコア低次装置にパスを張り替える処理を実現する。

（作用の概要）
本発明は、ＩＰルータ装置とクロスコネクト装置（もくしはＲＯＡＤＭ装置）を配備した上で、後述する手段を用いることにより、既存のエッジＩＰルータ装置とコアＩＰルータ装置との間で必要とされる回線数を最大で約半減させる作用をもたらすものである。

（手段の詳細）
本発明を通信システムの発明としての観点から観ると、本発明は、高次スイッチング装置とこの高次スイッチング装置の低位装置として位置付けられる低次スイッチング装置との間には、複数の主信号回線が接続され、そのうちＭ本を現用回線、Ｎ本をＭ本の予備回線として共有することを特徴とする。

さらに、前記高次スイッチング装置と前記低次スイッチング装置との間で主信号回線が故障した際には、前記高次スイッチング装置と前記低次スイッチング装置との間の制御信号交換によりＮ本の予備回線から所望の予備回線を選択する手段を備えたことを特徴とする（第一の発明）。

これにより、図３に示すように、低次スイッチング装置と高次スイッチング装置との間のリンク故障もしくは装置インタフェース故障に対しての自動復旧が可能となるばかりでなく、予備リンクを複数の現用パスが共有することにより、低次スイッチング装置に必要となるインタフェース数は、従来技術では２Ｐ（Ｐ：低次スイッチング装置で終端される現用パス数）に対し、最大で本技術はＰ＋１にまで削減可能となる。

また、前記主信号回線とは別に前記制御信号交換のためのアウトバンド制御回線を備えることができる（第二の発明）。

これにより、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ転送フレーム、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ信号フレーム等、主信号回線の物理的な制約を受けない制御回線を用いることにより、様々な主信号転送技術に対して統合的な制御を可能としつつ前述した効果を得ることができる。

また、ＧＭＰＬＳプロトコル制御信号を用いることにより、ＩＰルータ、ＴＤＭ−ＸＣ、ＯＸＣ等の様々な装置の組み合わせにおいても、互いに相互接続して連携した制御が可能となり、前述した効果を得ることができる（第三の発明）。

また、低次スイッチング装置から他の低次スイッチング装置までのパスをクライアントパスと定義し、この低次スイッチング装置を収容する高次スイッチング装置相互間のパスをトランスポートパスと定義し、前記クライアントパスが前記トランスポートパスに論理的に収容される論理構造としてトランスポートパスを管理する手段を備え、この管理する手段は、前記低次スイッチング装置に関わる故障発生と前記高次スイッチング装置相互間における故障発生とを区別して通知する手段を含むことができる（第四の発明）。

また、前記通知する手段により故障発生が前記低次スイッチング装置に関わることを認識した場合には、前記高次スイッチング装置相互間における現用回線から予備回線への切替動作を抑止する手段を備えることができる（第五の発明）。

また、前記通知する手段により故障発生が前記高次スイッチング装置相互間におけることを認識した場合には、前記低次スイッチング装置と前記高次スイッチング装置との間における現用回線から予備回線への切替動作を抑止する手段を備えることができる（第六の発明）。

これにより、現用パスの故障区間を特定してから、第一〜第三の発明の動作を実現することが可能となり、低次スイッチング装置と高次スイッチング装置との区間の故障に対し、誤って高次スイッチング装置間において切替動作が発生することを回避できる。あるいは、高次スイッチング装置区間の故障に対し、誤って低次スイッチング装置と高次スイッチング装置との間において前述の動作が発生することを回避できる。

また、これによれば、第四の発明と同等の動作を、主信号回線の警報転送技術に依存しないで実現することができる。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ回線については、警報転送のメカニズムが不足しているが、前記区別して通知する手段を適用することにより、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ回線についても第四の発明と同等の動作を実現することができる。

また、予備回線が未使用の状態でも当該予備回線の正常性を確認する機能を有し、かつ、当該予備回線が異常である場合は、現用回線が故障した場合に当該予備回線が切替先とならないようにする機能を有することができる（第七の発明）。

これにより、予備回線が異常である状態にも関わらず現用回線が予備回線に切り替わることを回避することができる。

また、低次スイッチング装置が、ＩＰルータ装置である場合は、現用回線から予備回線への切替動作を契機として、低次スイッチング装置の現用インタフェースのＩＰアドレスが、現用インタフェースから予備インタフェースに移設される機能を有することができる（第八の発明）。

これにより、低次スイッチング装置がＩＰルータである場合において、現用回線が予備回線に切り替わった後においても、ＩＰルーティングプロトコルの経路変更処理の発生を抑止し、ＩＰ網のルーティングの不安定を回避できる。

また、低次スイッチング装置がＩＰルータ装置でかつインタフェースがＥｔｈｅｒｎｅｔインタフェースである場合は、現用回線から予備回線への切替動作を契機として、低次スイッチング装置の現用インタフェースのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとが、現用インタフェースから予備インタフェースに移設される機能を有することができる（第九の発明）。

これにより、低次スイッチング装置がＩＰルータ装置でかつインタフェースがＥｔｈｅｒｎｅｔインタフェースである場合において、現用回線が予備回線に切り替わった後においても、ＩＰルーティングテーブルおよびＥｔｈｅｒｎｅｔＭＡＣアドレステーブルの変更処理の発生を抑止し、ＩＰルータ網のスイッチングの不安定化を回避できる。

また、低次スイッチング装置がＥｔｈｅｒｎｅｔスイッチである場合は、現用回線から予備回線への故障切替動作に併せて、低次スイッチング装置の現用インタフェースのＭＡＣアドレスが、現用インタフェースから予備インタフェースに移設される機能を有することができる（第十の発明）。

これにより、低次スイッチング装置がＥｔｈｅｒｎｅｔスイッチである場合において、現用パスが予備回線に切り替わった後においても、ＥｔｈｅｒｎｅｔスイッチのＭＡＣアドレステーブルの変更処理の発生を抑止し、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ転送網のスイッチングの不安定化を回避できる。

また、本発明を故障復旧方法の発明としての観点から観ると、本発明は、高次スイッチング装置とこの高次スイッチング装置の低位装置として位置付けられる低次スイッチング装置との間には、複数の主信号回線が接続され、そのうちＭ本を現用回線、Ｎ本をＭ本の予備回線として共有することを特徴とする。

さらに、前記高次スイッチング装置と前記低次スイッチング装置との間で主信号回線が故障した際には、前記高次スイッチング装置と前記低次スイッチング装置との間の制御信号交換によりＮ本の予備回線から所望の予備回線を選択し、この選択した予備回線を介して前記高次スイッチング装置と前記低次スイッチング装置との間のスイッチングデバイスを駆動させることにより、前記低次スイッチング装置と前記高次スイッチング装置との間の区間以外の現用予備切替動作を抑止しつつ、故障した現用回線を故障復旧させる故障復旧方法である。

さらに詳細に述べると、高次スイッチング装置または低次スイッチング装置のうちの故障を検出した故障検出装置から切替先候補となる予備回線のインタフェースの識別情報群を対向装置に送信し、この識別情報群を受信した前記対向装置は、その識別情報群の中から切替先となる予備回線のインタフェースの識別情報を選択した上で自装置内部での故障復旧処理を実施し、当該切替先となる予備回線のインタフェースの識別情報を前記故障検出装置に返信し、前記切替先となる予備回線のインタフェースの識別情報を受信した前記故障検出装置は、当該予備回線のインタフェースの識別情報を元に故障復旧を実施することを特徴とする（第十一の発明）。

また、高次スイッチング装置および低次スイッチング装置の両者からほぼ同時に互いに切替先候補となる予備回線のインタフェースの情報群をそれぞれ対向装置に送信した場合には、前記装置にそれぞれ付与されている識別番号の大きい方（または小さい方）の装置が、自装置で受信した切替先候補となる予備回線のインタフェースの識別情報群に基づき、そのうちから切替先となる予備回線のインタフェースの識別情報を選択した上で自装置内部での故障復旧処理を実施し、当該切替先となる予備回線のインタフェースの識別情報を前記故障検出装置に返信し、前記識別番号の小さい方（または大きい方）の装置が、自装置で受信した切替先候補となる予備回線のインタフェースの識別情報群を無視し、対向装置からの予備回線のインタフェースの識別情報の受信を待機し、前記切替先となる予備回線のインタフェースの識別情報の受信に伴い、当該予備回線のインタフェースの識別情報を元に故障復旧を実施することができる（第十二の発明）。

これにより、第十一の発明の手順において、低次スイッチング装置と高次スイッチング装置との双方で同時に低次スイッチング装置と高次スイッチング装置との区間の故障を検出した場合においても、前記低次スイッチング装置および高次スイッチング装置間の競合動作を抑止し、速やかに所望の動作を得ることができる。

また、高次スイッチング装置と低次スイッチング装置との間で予備回線が故障した際には、各装置で当該予備回線への切替えを禁止する状態を生成することができる（第十三の発明）。これは、第七の発明の予備ＩＦ故障時の動作を実現する制御技術である。

また、故障が発生する以前の段階で、高次スイッチング装置または低次スイッチング装置のうちのいずれかの装置から、切替先候補となる予備回線のインタフェースの識別情報群を対向装置に送信し、前記対向装置は、そのうちから切替先となる予備回線のインタフェースの識別情報を選択した上で自装置内部での故障復旧処理を実施し、当該切替先となる予備回線のインタフェースの識別情報を前記故障検出装置に返信し、前記切替先となる予備回線のインタフェースの識別情報が決定した状態を生成し、故障が発生した段階では、前記手順により決定した予備回線のインタフェースの識別情報を高次スイッチング装置または低次スイッチング装置のうちのいずれかの装置から、対向装置に向けて送信することにより故障復旧を実施することもできる（第十四の発明）。

これによれば、低次スイッチング装置と高次スイッチング装置との間において、Ｍ本の現用回線に対してＮ本の予備回線を定常状態において定義して運用し、故障発生時に速やかに切り替えることができる。

また、高次スイッチング装置または低次スイッチング装置の間で予備回線が故障した際には、各装置で当該予備回線への切替えを禁止する状態を生成すると共に、当該装置間で制御信号に予備回線のインタフェースの識別情報の再選出要求信号を挿入し、別の予備回線のインタフェースの識別情報を決定することができる（第十五の発明）。本技術は、第七の発明の予備ＩＦ故障時の動作を実現する制御技術である。

また、予備回線のインタフェースが使用状態になるのを契機に、パスの制御信号については、予備回線のインタフェースの識別情報の再選出要求信号を挿入すると共に、予備回線のインタフェースに切り替わったパスについては、予備回線のインタフェースでの切替状態であることを明示する情報を解消することにより当該予備回線のインタフェースを現用回線のインタフェースとして用いることができる（第十六の発明）。

これによれば、現用パスの故障により予備インタフェースが切り替わった後においても、他の現用パスの故障切替動作を安定に実現することができる。

また、予備回線のインタフェースに切り替わったパスを切り戻す動作として、予備回線のインタフェースに切り替わった状態を明示する情報を削除することにより現用回線のインタフェースに切り戻すことができる（第十七の発明）。

これによれば、現用回線の故障により予備インタフェースが切り替わり、元の現用回線が復旧した際に切り戻す動作を安定に実現することができる。

また、低次スイッチング装置がＩＰルータ装置である場合は、現用回線から予備回線への切替動作を契機として、低次スイッチング装置の現用インタフェースのＩＰアドレスが、現用インタフェースから予備インタフェースに移設される機能を有することができる（第十八の発明）。

これによれば、低次スイッチング装置がＩＰルータである場合において、現用回線が予備回線に切り替わった後においても、ＩＰルーティングプロトコルの経路変更処理の発生を抑止し、ＩＰ網のルーティングの不安定化を回避することができる。

また、低次スイッチング装置がＩＰルータ装置で、かつ、インタフェースがＥｔｈｅｒｎｅｔＩＦである場合は、現用回線から予備回線への切替動作を契機として、低次スイッチング装置の現用インタフェースのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとが、現用インタフェースから予備インタフェースに移設される機能を有することができる（第十九の発明）。

これによれば、低次スイッチング装置がＩＰルータでかつインタフェースがＥｔｈｅｒｎｅｔインタフェースである場合において、現用回線が予備回線に切り替わった後においても、ＩＰルーティングテーブルおよびＥｔｈｅｒｎｅｔＭＡＣアドレステーブルの変更処理の発生を抑止し、ＩＰルータ網のスイッチングの不安定化を回避することができる。

また、低次スイッチング装置がＥｔｈｅｒｎｅｔスイッチである場合は、現用回線から予備回線への故障切替動作に併せて、低次スイッチング装置の現用インタフェースのＭＡＣアドレスが、現用インタフェースから予備インタフェースに移設される機能を有することができる（第二十の発明）。

これによれば、低次スイッチング装置がＥｔｈｅｒｎｅｔスイッチである場合において、現用回線が予備回線に切り替わった後においても、ＥｔｈｅｒｎｅｔスイッチのＭＡＣアドレステーブルの変更処理の発生を防止し、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ転送網のスイッチングの不安定化を回避することができる。

また、基幹ネットワークに接続された低次スイッチング装置には、高次スイッチング装置を介して接続される対向の低次スイッチング装置が故障した場合を想定し、低次スイッチング装置において、現用パスと、対向低次スイッチング装置が故障した場合に新たな切替先となる別の対向低次スイッチング装置の識別情報とを関連付けて故障が発生する以前に保存し、現用回線の対向低次スイッチング装置が故障した場合に、前記新たな切替先となる別の対向低次スイッチング装置に向けてパスを切替えることができる（第二十一の発明）。

例えば、図４に示すように、コア低次スイッチング装置の故障に対して別のコア低次スイッチング装置に切り替えることで自動復旧が実現する。

コア低次スイッチング装置の全故障に対してエッジ低次スイッチング装置の接続性を保証することによって、エッジ低次スイッチング装置において、エッジ低次スイッチング装置からコア低次スイッチング装置に接続するのに必要となるインタフェース数は、従来技術で２Ｐに対し、最大で本技術によりＰにまで削減可能となる。

また、現用回線の接続先となる対向低次スイッチング装置が故障したことを検出する手段として、前記対向低次スイッチング装置の対向に接続される対向高次スイッチング装置を利用し、当該対向高次スイッチング装置が、前記対向低次スイッチング装置と自装置との接続リンク（制御回線も含む）の全てが異常状態となったことを検出した場合に、現用回線の接続元にある異常状態を検出していない他方の低次スイッチング装置に対して故障情報を通知し、前記故障情報の受信を契機として、低次スイッチング装置は、現用回線を事前に登録した新たな切替先となる別の対向スイッチング装置に向けてパスを切替えることができる（第二十二の発明）。

これによれば、コア低次スイッチング装置の全断故障を検出し、その上でエッジ低次スイッチング装置に通知し、第二十一の発明の切替動作を実現する手段を提供する。

また、本発明を、通信装置としての観点から観ると、本発明は、本発明の故障復旧方法における前記低次スイッチング装置または前記高次スイッチング装置に相応する機能を備えた通信装置である。

本発明は、エッジＩＰルータ装置とコアＩＰルータ装置との間にクロスコネクト装置（もしくはＲＯＡＤＭ装置）を配備した上で、既存のエッジＩＰルータ装置とコアＩＰルータ装置との間で必要とされる回線数を最大で約半減させる作用をもたらすものである。

また、同様の作用は、ＩＰルータ装置とクロスコネクト装置（もしくはＲＯＡＤＭ装置）の組み合わせに限らず、ＴＤＭクロスコネクト装置と光クロスコネクト装置、Ｅｔｈｅｒｎｅｔスイッチと光クロスコネクト装置といった様々な組み合わせで得られる。

（第一実施例）
本発明の第一実施例を図５〜図１５を参照して説明する。

（実施構成）
本実施例の通信網は、図５に示すように、低次スイッチング装置としてＰａｃｋｅｔ ｏｖｅｒＳＤＨ／ＳＯＮＥＴインタフェースを有するＩＰルータ装置、高次スイッチング装置としてＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ信号をＯＴＮ信号にラッピングし、ＯＴＮ信号レベルでのクロスコネクションを実現する光クロスコネクト装置と、波長分割多重（ＷＤＭ）伝送路とで構成されている。

光クロスコネクト装置のＵＮＩインタフェースは、ＩＰルータ装置から出力される１０Ｇｂｉｔ／ｓＰＯＳ(Packet over SONET)ＩＦ（インタフェース）を収容し、ＯＴＮ信号に載せ換える機能を有している。エッジＩＰルータ装置は、４０Ｇｂｉｔ／ｓのスループットを有しており、顧客側に１０ＧＥｔｈｅｒｎｅｔＩＦが３本、光クロスコネクト装置側に１０ＧＰＯＳＩＦが１本接続されている。

ＩＰルータ装置間において“光パス”を接続させることにより、ＩＰルータ装置網レイヤは、図６のような網構成となる。図６に示すように、ＩＰルータ装置にはエッジＩＰルータ装置とコアＩＰルータ装置とがある。エッジＩＰルータ装置は、ある特定エリアの顧客を収容するルータであり、コアＩＰルータ装置は中継ルータとして運用されている。

コアＩＰルータ装置間は、複数の経路を通じて接続可能なように構成されており、ＷＤＭ伝送路の故障を契機とした光パス故障に対しても耐性の高い網構成となっている。

また、エッジＩＰルータ装置とコアＩＰルータ装置との間を接続する光パスは、従来構成においてはエッジＩＰルータ装置から２台の異なるコアＩＰルータ装置に接続されるように構成され、２本の光パスが必要であったが、利用率が低いため、本発明により１本の光パスに削減されている。

この場合に、従来の技術では、当該エッジＩＰルータ装置のインタフェース故障が発生する場合、もしくは、当該エッジＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との区間における光パス故障が発生した場合は、故障救済手段が無く、当該エッジＩＰルータ装置とコアＩＰルータ装置との接続性が確保されない可能性があった。

そのため、事実上、本発明のようなエッジＩＰルータ装置とコアＩＰルータ装置との接続性を担保するような手段が存在せず、従来技術のようにエッジＩＰルータ装置から２台の異なるコアＩＰルータ装置に接続されるように構成され、２本の光パスが必須であった。

（本発明の適用箇所）
本発明の適用箇所は、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との区間である。図７は、コアＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との区間を例にして説明している。コアＩＰルータ装置からはＭ台のエッジＩＰルータ装置に対して各々１本ずつ光パスを接続させている。

従って、コアＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間には、Ｍ本の現用光パスが接続されている。本実施例においては、Ｍ本の現用光パスを収容する各々の回線についてのコアＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との区間における故障を想定し、当該区間において１本の予備回線を提供する。

これにより、当該区間における故障（例えば、コアＩＰルータ装置もしくは光クロスコネクト装置のＵＮＩインタフェース（コアＩＰルータ装置側インタフェース）の故障、あるいは、コアＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置区間のファイバリンク故障）に対しても自動的な故障救済（以下、当該故障救済動作はＵＮＩプロテクションと呼ぶ）が可能となり、エッジＩＰルータ装置に収容されるユーザの通信サービスの不稼働率を削減できる（第一の発明）。

ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との区間の故障に伴い、現用回線に収容されている現用光パスを予備回線に自動切替させる制御信号は、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間に接続されたアウトバンド制御回線を通じて交換される（第二の発明）。

アウトバンド制御回線には、ＧＭＰＬＳ(Generalized
Multi-Protocol Label Switching)プロトコルが転送され前述の故障切替動作が実現される（第三の発明）。

図８にＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との区間の故障に対応する動作の手順を示す。本発明の動作を実現する上では、光パスの故障発生区間が、光クロスコネクト装置−光クロスコネクト装置区間、自身側のＩＰルータ装置−光クロスコネクト装置区間、対向側のＩＰルータ装置−光クロスコネクト装置区間のいずれであるかを判別する必要がある。

その手段として、図９に示すように、ＩＰルータ装置からＩＰルータ装置までのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄのパスをクライアントパスと定義する。その上で、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄのパスを収容し、光クロスコネクト装置間で設定されるトランスポートパスを定義する。

上述の論理構造に基づき主信号網の警報信号転送技術を適用する。本実施例では、トランスポートパスは、ＯＴＮ信号で転送されている。したがって、光クロスコネクト装置区間で故障が発生した際には、光クロスコネクト装置のトランスポートパス端点でトランスポートパスの異常を検出し、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との区間のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ信号にＡＩＳ(Alarm Indication Signal)を転送し光クロスコネクト装置からＩＰルータ装置に転送される。これにより、ＩＰルータ装置は、不要な切替動作の起動を抑止することができる（第四の発明）。

その一方で、対向ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間で故障が発生した場合には、故障が発生した現用回線から予備回線に切替動作が完了するまでの期間は、対向ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間が故障している旨を通知するアラーム情報（クライアントＡＳ情報）を主信号回線により光クロスコネクト装置から自ＩＰルータ装置に通知する機構を光クロスコネクト装置に保持させる。同様に、自ＩＰルータ装置は、不要な切替動作の起動を抑止することができる（第五の発明）。

さらに、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間に接続された予備回線については、両装置において、予備回線が未使用の状態でもＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ信号の正常性を確認しており、もしＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ信号の正常性が失われた場合は、現用回線の故障に伴い現用パスが自動切替を実施する場合においても、当該予備回線が切替先とならないように抑止する機能を有している（第七の発明）。

このような動作を実現する光クロスコネクト装置のシステムおよびソフトウェア構成図の一例を図１０に示す。ＮＮＩ区間の故障の発生の有無は、ＯＴＮ信号のオーバーヘッドバイトおよびＧｅｎｅｒｉｃＡＩＳ信号生成の有無を監視する。ＯＴＮ信号にＧｅｎｅｒｉｃＡＩＳ信号が生成されている場合は、自分自身に接続されるＯＴＮセクションに異常が発生している状態ではないが、当該信号を生成している光パスが経由するＮＮＩ区間のどこかで異常が発生していることを意味する。当該信号を受信した場合は、ＵＮＩセクションでの故障切替動作の契機とはしない。

ＵＮＩ区間の故障の発生の有無は、光クロスコネクト装置のＵＮＩインタフェースに収容されるＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ信号の異常の発生の有無を監視する。ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ信号が断となっている場合は、自身に接続されるＵＮＩセクションが異常であり、本発明の故障切替動作を実行する。

同時に下流側に対しては、クライアントＡＩＳ信号を挿入し、対向ＵＮＩセクションにおける不要な切替を抑止する。逆に、自分自身のＵＮＩセクションでクライアントＡＩＳ信号を受信した場合は、本発明の切替動作を実行しない。

本発明のシステムおよびソフトウェア機能部は、上述のような判定処理を実施する優先処理制御機能部５、優先処理制御機能部５から要求される切替要求を受付けてＵＮＩセクションの故障救済を実行するＵＮＩ故障切替制御機能部２、優先処理制御機能部５から要求される切替要求を受付けてＮＮＩセクションの故障救済を実行するＮＮＩ故障切替制御機能部４、当該ＵＮＩ故障切替制御機能部２またはＮＮＩ故障切替制御機能部４の要求にしたがって光パスの切替動作を実現するラベルコントロールデータベース（各インタフェースの属性情報および光パスの収容状態を管理）３、ＲＳＶＰ−ＴＥプロトコル処理部１を備える。

ＲＳＶＰ−ＴＥプロトコル処理部１に入力されたＵＮＩセクションまたはＮＮＩセクションの故障切替等の制御情報は、ラベルコントロールデータベース３、およびＵＮＩ故障切替制御機能部２またはＮＮＩ故障切替制御機能部４に入力され、当該発明の手順に従って切替動作が実行される。

また、優先処理制御機能部５には、ＵＮＩインタフェースおよび光スイッチおよびＮＮＩインタフェースの情報を取得してこれらのインタフェースの制御を行うＵＮＩインタフェース情報取得＆制御機能部６および光スイッチ情報取得＆制御機能部７およびＮＮＩインタフェース情報取得＆制御機能部８が接続される。

（本発明の動作手順）
次に、自ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置とで故障が発生した場合について説明する。図１０に示すように、ＩＰルータ装置−光クロスコネクト網−ＩＰルータ装置といった経路で光パスがＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄに生成および維持されているが、当該光パスの生成および状態管理の手段としてＧＭＰＬＳ技術が適用されている。

光パスの管理および制御プロトコルとしてＲＳＶＰ−ＴＥ(Resource
Reservation Protocol for Traffic Engineering)（例えば、非特許文献１参照）、ＣＲ−ＬＤＰ(Constraint-based
Routed Label Distribution Protocol)プロトコル（例えば、非特許文献２参照）が存在する。

本実施例では、当該プロトコルを用いて、自ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間の故障に対する自動切替を実施する。ＲＳＶＰ−ＴＥもしくはＣＲ−ＬＤＰプロトコルに追加される新たな情報要素として、予備回線のインタフェースの識別情報（以下では、ＩＦＩＤと記す）切替ビット、予備ＩＦＩＤ群情報オブジェクト、予備ＩＦＩＤラベルオブジェクトがある。

手順の詳細を以下に説明する。ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置のうち、故障を検出したいずれかの故障検出装置から、切替先候補となる予備ＩＦＩＤ情報群を対向装置に送信する。ＧＭＰＬＳプロトコルの場合には、予備ＩＦＩＤはＤａｔａ−ＬｉｎｋＩＤもしくはラベルに相当する。当該ＩＤ情報は、ＲＳＶＰ−ＴＥもしくはＣＲ−ＬＤＰメッセージとして転送される。

図１１の実施例においては、光クロスコネクト装置の送信トランスポンダが故障し、ＩＰルータ装置において故障を検出する場合を想定したシーケンス図となっている。

本シーケンスの特徴は、ＲＳＶＰ−ＴＥおよびＣＲ−ＬＤＰプロトコルのシグナリングは、ＩＰルータ装置間のＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄで実施されるが、以下のメッセージについては、故障切替を実施するＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間で交換されるのみである点に特徴を有する。

故障を検出したＩＰルータからはＲＳＶＰ−ＴＥメッセージに切替先の候補となる予備ＩＦＩＤ群の情報を切替先候補ラベルオブジェクトとして挿入し、光クロスコネクト装置に送信する。

光クロスコネクト装置は、そのうちから切替先となる予備ＩＦＩＤを選択した上で自身の装置内部での切替処理を実施し、当該切替先となる予備ＩＦＩＤを切替先ラベルオブジェクトとして挿入してＩＰルータ装置に返信する。ここで、予備ＩＦＩＤの選択と装置内部の切替処理の手順は逆でもよい。次に返信された予備ＩＦＩＤを受信したＩＰルータ装置においても、当該予備ＩＦＩＤを元に予備インタフェースへの故障切替を実施する（第十一の発明）。

ここで、ＩＰルータ装置は、現用から予備への切替動作を契機として、現用インタフェースのＩＰアドレスを、現用インタフェースから予備インタフェースに移し替る処理を実行する。これにより、ＩＰルータ装置のインタフェースが変更されても、ＩＰアドレスの変更が無いため、他のＩＰルータ装置に対しては、接続インタフェースの変化を隠蔽することが可能となる。これにより、ＩＰ網の安定な運用が可能となる（第八および第十八の発明）。

図１２の実施例においては、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置の接続ファイバが切断され、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との双方においてほぼ同時に故障を検出する場合を想定したシーケンス図となっている。

高次スイッチング装置および低次スイッチング装置の両者からほぼ同時に互いに切替先候補となる予備ＩＦＩＤ群の情報を切替先候補ラベルオブジェクトとしてＲＳＶＰ−ＴＥメッセージに挿入し、対向装置に送信することとなる。

本実施例の場合には、ＩＰルータ装置は１７２．１６．１００．１１、光クロスコネクト装置は１７２．１６．１００．１というＮｏｄｅＩＤ番号が付与されているが、当該番号の大きい方のＩＰルータ装置が、自身で受信した切替先候補となる予備ＩＦＩＤ群の情報に基づき、そのうちから切替先となる予備ＩＦＩＤを選択した上で自身の装置内部での切替処理を実施し、当該切替先となる予備ＩＦＩＤを切替先ラベルオブジェクトとしてＲＳＶＰ−ＴＥメッセージに挿入して対向する光クロスコネクト装置に返信する処理を実行する。

一方、ＮｏｄｅＩＤ番号の小さい方の光クロスコネクト装置は、自身で受信した切替先候補となる予備ＩＦＩＤ群の情報を無視し、ＩＰルータ装置からの切替先を確定させた予備ＩＦＩＤの受信を待機する。前記切替先となる予備ＩＦＩＤ情報の受信に伴い、当該予備ＩＦＩＤ情報を元に故障切替を実施する（第十二の発明）。

なお、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間で予備信号回線が故障した際には、各装置で当該予備回線への切替えを禁止する状態を生成し、対向装置から通知される予備ＩＦＩＤ群の情報に当該予備ＩＦＩＤが含まれていたとしても切替先を確定させない（第十三の発明）。

また、エッジＩＰルータ装置とコアＩＰルータ装置の接続リンクが１本となるため、コアＩＰルータ装置が全断故障を発生させた場合には、エッジＩＰルータ装置に収容された顧客向けの通信サービスの提供が困難となる。本実施例においては、このような事態を避ける対策も施されている。

エッジＩＰルータ装置においては、現用パスに対して、対向低次スイッチング装置が故障した場合に新たな切替先となる別の対向低次スイッチング装置のＮｏｄｅＩＤ情報を関連付けて保持している。例えば、図１３に示すように、ＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．１１のＩＰルータ装置から１７２．１６．１０．１の光クロスコネクト装置を経由した後に、ＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．２１のＩＰルータ装置に接続される。

ＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．２１の対向ＩＰルータ装置が故障した場合に、別のコアＩＰルータであるＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．３１のＩＰルータ装置に向けてパスを切替える。ＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．２１のＩＰルータ装置においては、当該現用パスが、対向ＩＰルータの全断故障により通信不能となる場合の切替先がＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．３１である旨の設定情報を事前に保持する（第二十一の発明）。

ここで、前記切替パスを収容する手段として、ＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．３１のＩＰルータ装置のインタフェースは、故障したＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．２１向けに接続されていたインタフェースを再利用して収容される。

ところが、前述の手段を確実に実行するには、ＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．１１のＩＰルータ装置で検出した現用パス故障の原因が、ＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．２１のＩＰルータ装置故障であることを判別することが必須である。その手段として、図１４に示すように、ＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．２１のＩＰルータ装置の対向に接続されるＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．２の光クロスコネクト装置を利用し、当該対向高次スイッチング装置が、前記対向低次スイッチング装置と自装置との接続リンク（制御回線も含む）の全てが異常状態となったことを検出した場合に、ＮｏｄｅＩＤ１７２．１６．１０．１１のＩＰルータ装置に向けて故障情報を通知する。制御リンクの異常については、Ｌｉｎｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（例えば、非特許文献３参照）のＨｅｌｌｏ交換が全断となることで判別可能である（第二十二の発明）。

また、本実施例の形態は、互いに隣接する高次スイッチング装置の前記スイッチング装置の低次装置として位置づけられる低次スイッチング装置との間に存在する複数の主信号回線に対し、Ｍ本を現用回線、Ｎ本をＭ本の予備回線として共有するシステム構成を基本としているが、同様の手順で、Ｎ＝１、Ｍ＝１の形態でも対応できる。

（第一実施例の変形）
第一実施例の変形を以下に説明する。第一実施例において実現されている現用パスの予備インタフェースへの故障切替シーケンスは、以下のような形態でも実現されることがある。

第一実施例においては、低次スイッチング装置および高次スイッチング装置の両者においてほぼ同時に故障を検出した場合には、互いのＮｏｄｅＩＤの大小関係を比較して切替要求処理の調停を行った。

本実施例においては、少し異なる考え方でこの問題を解決する。具体的には、本実施例において、ＲＳＶＰ−ＴＥセッションの“上流側”と“下流側”との関係をベースに解決する。ここで、ＲＳＶＰ−ＴＥセッションの上流側とは、パスを生成する際の始点ノード側を指す。

また、ＲＳＶＰ−ＴＥプロトコルに追加する新たな情報要素として、予備ＩＦＩＤ切替ビット、予備ＩＦＩＤ群情報オブジェクト、予備ＩＦＩＤラベルオブジェクトがある。

例として、図１５にＩＰルータ装置が上流側である場合の動作手順を示す。ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との両側において、ほぼ同時に故障を検出しているが、下流側になる光クロスコネクト装置からは故障を検出した旨の通知をＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈ Ｅｒｒｏｒメッセージに載せて行う。本実施例では、上流側のＩＰルータ装置においても故障を検出しており、これを契機として上流のＩＰルータ装置からＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージが送信される。

ＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージには、現用パスの設定を要求するGeneralized
Label Requestオブジェクトや双方向パスの設定要求を意味するUpstream Labelオブジェクトを設定することに加え、当該区間において現用回線に故障が発生した場合に、現用パスを予備インタフェースに切替える要求を明示する予備ＩＦＩＤ切替ビット情報と、切替要求切替先候補となる予備ＩＦＩＤ群の情報をオブジェクトに挿入して対向装置に送信する。ここで、候補となる予備ＩＦＩＤは複数でも単数でもよい。

下流側の光クロスコネクト装置は、受信した前記情報から切替先となる予備ＩＦＩＤを決定し、決定した予備ＩＦＩＤ情報を切替先ＬａｂｅｌオブジェクトとしてＲＳＶＰ−ＴＥ Ｒｅｓｖメッセージに挿入して光クロスコネクト装置に返信する。また、前述の動作全体については、切替先候補となる予備ＩＦＩＤ群の情報をオブジェクトを追加せずに、下流ノード側で切替先の予備ＩＦＩＤを決定してもよい（第十四の発明）。

切替が正常に完了すると、上流側にあるＩＰルータから通知されるＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージからは、前述の現用パスを予備インタフェースに切替える要求を明示する予備ＩＦＩＤ切替ビット情報と、切替要求切替先候補となる予備ＩＦＩＤ群の情報がオブジェクトから削除され、下流側の光クロスコネクト装置から通知される前記切替先Ｌａｂｅｌオブジェクトも削除される。

仮に下流側のみで故障検出をした場合は、下流側にある光クロスコネクト装置からのＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈ Ｅｒｒｏｒメッセージに載せられている故障通知情報を契機に前述の故障切替処理を開始する。

また、本実施例の形態は、互いに隣接する高次スイッチング装置と前記スイッチング装置の低次装置として位置付けられる低次スイッチング装置との間に存在する複数の主信号回線に対し、Ｍ本を現用回線、Ｎ本をＭ本の予備回線として共有するシステム構成を基本としているが、同様の手順で、Ｎ＝１、Ｍ＝１の形態でも対応できる。

（第二実施例）
第二実施例を図１６に示す。本実施例は、第一実施例とほぼ同じであるが、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間に接続されるリンクが、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴリンクではなく１０ＧｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔＬｉｎｋである点に違いがある。

これが原因となる第一実施例との大きな差分は、主に２つ存在する（第六、第九、第十九の発明に相当する機能）。

第一の差分は、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との接続リンクである１０ＧｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔＬｉｎｋに警報転送機能が存在しないことに起因するものである。

本発明の動作を実行する上では、光パスの故障発生区間が、光クロスコネクト装置−光クロスコネクト装置区間、自身側のＩＰルータ装置−光クロスコネクト装置区間、対向側のＩＰルータ装置−光クロスコネクト装置区間のいずれであるかを判別する必要があるが、その切り分けの手段として、ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との区間のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ信号にＡＩＳを転送する手段を利用していた。しかしながら、１０ＧｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ回線にはＡＩＳ転送機能が存在しない。

そこで、本実施例においては、対向ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間の故障が発生している場合において、現用回線から予備回線に切替動作が完了するまでの期間は、対向ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との間が故障している旨を通知するアラーム情報（クライアントＡＩＳ情報）をアウトバンド制御回線により光クロスコネクト装置から自ＩＰルータ装置に対して通知する手段を提供している。

本実施例においては、図１７に示すように、故障切替を実施している光クロスコネクト装置から自ＩＰルータ装置および対向光クロスコネクト装置に対してＧＭＰＬＳプロトコルにより、故障切替中である旨の故障切替通知メッセージを転送する。これにより、自ＩＰルータ装置は、不要な切替動作の起動を抑止することができる（第六の発明）。

第二の差分は、ＩＰルータ装置のインタフェースがＥｔｈｅｒｎｅｔインタフェースであるため、現用から予備への切替動作を契機として、ＩＰルータ装置の現用インタフェースのＩＰアドレスばかりでなくＭＡＣアドレスも、現用インタフェースから予備インタフェースに移設する動作を実現する（第九および第十八の発明）。

また、本実施例の形態は、互いに隣接する高次スイッチング装置の前記スイッチング装置の低次装置として位置付けられる低次スイッチング装置との間に存在する複数の主信号回線に対し、Ｍ本を現用回線、Ｎ本をＭ本の予備回線として共有するシステム構成を基本としているが、同様の手順で、Ｎ＝１、Ｍ＝１の形態でも対応できる。

（第三実施例）
第三実施例を図１８を参照して説明する。本実施例においては、ＩＰルータ装置の代わりにＥｔｈｅｒｎｅｔスイッチが適用されている構成である。Ｅｔｈｅｒｎｅｔスイッチ間において“光パス”を接続させることにより、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ網レイヤは、図１９のような網構成となる。図１９に示すように、ＥｔｈｅｒｎｅｔスイッチにはエッジＥｔｈｅｒｎｅｔＳＷ装置とコアＥｔｈｅｒｎｅｔＳＷ装置とがある。

エッジＥｔｈｅｒｎｅｔＳＷ装置は、ある特定エリアの顧客を収容するスイッチであり、コアＥｔｈｅｒｎｅｔＳＷ装置は中継スイッチとして運用されている。第一実施例のＩＰルータ網との違いは、コアスイッチ間の冗長性にある。ＩＰルータ網においては、複数の経路を通じて接続可能なように構成されており、ＷＤＭ伝送網の故障を契機とした光パス故障に対しても耐性の高い網構成となっているのに対し、ＥｔｈｅｒｎｅｔＳＷ装置網においてはコアＥｔｈｅｒｎｅｔＳＷ装置間の経路は単一であり冗長化はなされていない。

このような網において、本発明が実現する動作は第一実施例と基本的に同じである。差分は、ＩＰルータ装置のインタフェースの代わりにＩＰアドレスの無いＥｔｈｅｒｎｅｔインタフェースとなるため、現用回線から予備回線への切替動作を契機として、Ｅｔｈｅｒｎｅｔスイッチの現用インタフェースＭＡＣアドレスを予備インタフェースに移設する動作を実行する（第十および第二十の発明）。

また、本実施例の形態は、互いに隣接する高次スイッチング装置と前記スイッチング装置の低次装置として位置付けられる低次スイッチング装置との間に存在する複数の主信号回線に対し、Ｍ本を現用回線、Ｎ本をＭ本の予備回線として共有するシステム構成を基本としているが、同様の手順で、Ｎ＝１、Ｍ＝１の形態でも対応できる。

（第四実施例）
第四実施例を図２０〜図２３を参照して説明する。本実施例の通信網においては、ＩＰルータ装置の代わりにＴＤＭクロスコネクト装置が適用されている。

ＴＤＭクロスコネクト装置は、ＶＣ−４（１５５Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ）単位のクロスコネクションを実現するものである。また、ＴＤＭクロスコネクト装置と光クロスコネクト装置との間は、１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃのＳＤＨ（ＳＴＭ−６４）回線が接続されている。当該ＳＤＨ信号は、光クロスコネクト装置においてＯＴＮ信号フレームに収容される。

本実施例の機能に関し、第一実施例との第一の差分は、ＩＰルータ装置における切替時の現用インタフェースから予備インタフェースへのＩＰアドレスの付け替え処理にある。本実施例の低次エッジ装置はＴＤＭクロスコネクト装置であるため、ＩＰアドレスの付け替え処理は不要である。第二の差分は、互いに隣接するＴＤＭクロスコネクト装置と光クロスコネクト装置との間の回線について、故障が発生する前に予め予備インタフェースを決定し、予備ＩＦＩＤの交換を完了している点にある。

本実施例においては、図２０の実施例においては、光クロスコネクト装置の送信トランスポンダが故障し、ＴＤＭクロスコネクト装置において故障を検出する場合を想定したシーケンス図となっている。以下に詳細手順を示す。

本実施例において、ＲＳＶＰ−ＴＥセッションの“上流側”と“下流側”との関係をベースに解決する。ここで、ＲＳＶＰ−ＴＥセッションの上流側とは、パスを生成する際の始点ノード側を指す。また、ＲＳＶＰ−ＴＥ（もしくはＣＲ−ＬＤＰプロトコル）に追加される新たな情報要素として、予備ＩＦＩＤ選出ビット、予備ＩＦＩＤ切替ビット、予備ＩＦＩＤ群情報オブジェクト、予備ＩＦＩＤラベルオブジェクトがある。

以下に説明する動作例では、光パスの始点側にあるＴＤＭクロスコネクト装置と光パスクロスコネクト装置のセッションにおいての動作を説明する。

ＴＤＭクロスコネクト装置から光クロスコネクト装置に向けて光パスの設定メッセージが送信される際に、ＴＤＭクロスコネクト装置から送信されるＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージには、現用パスの設定を要求するGeneralized Label Requestオブジェクトや双方向パスの設定要求を意味Upstream Labelオブジェクトを設定することに加え、当該区間において現用回線に故障が発生した場合に、切替先候補となる予備ＩＦＩＤ群の情報をＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージのオブジェクトに挿入して対向装置に送信する。ここで、候補となる予備ＩＦＩＤは複数でも単数でもよい。

光クロスコネクト装置は、そのうちから切替先となる予備ＩＦＩＤを決定させてから前記切替先となる予備ＩＦＩＤの予約状態を生成し、決定した予備ＩＦＩＤ情報を共用予備Ｌａｂｅｌオブジェクトとして、ＲＳＶＰ−ＴＥ Ｒｅｓｖメッセージに挿入してＴＤＭクロスコネクト装置に返信する。

同様に、光パスの終点側にある光パスクロスコネクト装置とＴＤＭクロスコネクト装置とのセクションにおいての動作を説明する。

（共用予備インタフェース選出時の動作）
上流側のＴＤＭクロスコネクト装置からの光パス開通要求に伴い、下流側の光クロスコネクト装置には、ＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージが到着する。これを受けて、光パスクロスコネクト装置は、終点となる対向のＴＤＭクロスコネクト装置に対し、ＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージを転送する。下流側の光クロスコネクト装置が受信したＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージには、現用パスの設定を要求するGeneralized Label Requestオブジェクトや双方向パスの設定要求を意味するUpstream Labelオブジェクトを設定することに加え、予備ＩＦＩＤ選出ビット、切替先候補となる予備ＩＦＩＤ群の情報をオブジェクトに追加して対向装置に送信する。ここで、候補となる予備ＩＦＩＤは複数でも単数でもよい。

下流側の光クロスコネクト装置は、そのうちから切替先となる予備ＩＦＩＤを確定させてから前記切替先となる予備ＩＦＩＤを決定した予約状態を生成し、決定した予備ＩＦＩＤ情報を共用予備Ｌａｂｅｌオブジェクトとして、ＲＳＶＰ−ＴＥ Ｒｅｓｖメッセージに挿入して上流側のＴＤＭクロスコネクト装置に返信する。

前述の予約動作全体については切替先候補となる予備ＩＦＩＤ群の情報をオブジェクトを追加せずに、下流ノード側で切替先の予備ＩＦＩＤを決定してもよい（第十四の発明）。

共用予備インタフェースの選出動作が正常に完了すると、上流側にあるＩＰルータから通知されるＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージからは、前述の現用パスを予備インタフェースに選出することを明示する予備ＩＦＩＤ選出ビット情報が削除される。

ＲＳＶＰ−ＴＥメッセージの下流側において予備インタフェースの故障を検出した場合（例えば、始点セクション区間では光クロスコネクト装置が該当する）は、下流装置からＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈ Ｅｒｒｏｒメッセージを送信し、予備インタフェース故障発生の旨を通知する。

予備インタフェース故障発生の旨の通知は、当該セクションに設定されている全ての現用パスに対応するＲＳＶＰ−ＴＥシグナリングセッションで行われてもよいし、どれか一つのシグナリングセッションだけで行われてもよい。その上で、上流側の装置からＲＳＶＰ−ＴＥパスメッセージを送信し、新たな予備インタフェースの候補を選出する動作を開始する。

新たな予備インタフェースの候補を選出する動作を開始する旨を明示する手段として、予備ＩＦＩＤ選出ビットを挿入したＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージが上流ノードから送出され、前述の動作を繰り返すことによって、新たな予備インタフェースを予備用に選出する（第十五の発明）。

（故障発生時の動作）
故障が発生する際の切替動作は以下のようになる。

実行される動作は、ＲＳＶＰ−ＴＥシグナリングセッションの上流側で故障を検出する場合と、下流側で故障を検出する場合とで異なる。

まず、上流側で故障を検出する場合について説明する。

上流側で故障を検出した場合は、まず、上流側装置で切替処理を実現し、ＲＳＶＰ−ＴＥシグナリングメッセージから予備ＩＦ切替要求を明示した予備ＩＦＩＤ切替ビット情報を挿入したＰａｔｈメッセージを下流側装置に対して送信する。これを契機に、下流側装置は、予め決定している予備ＩＦＩＤに対応するインタフェースに現用パスを切替える動作を実行する（第十四の発明）。

下流側のみで故障検出した場合は、下流側にある光クロスコネクト装置からのＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈ Ｅｒｒｏｒメッセージに載せられている故障通知情報を契機に前述の故障切替処理を開始する。

（予備切替発生後の動作）
予備インタフェースに現用パスが切り替わった後の動作として、主に以下の二種類の動作のいずれかが考えられる。

第一の動作は、予備インタフェースを共有していた他の現用パスの予備ＩＦＩＤを変更する動作であり、第二の動作は、予備インタフェースを共有していた他の現用パスの予備ＩＦＩＤを変更せずに故障した現用回線が復旧したタイミングに、予備インタフェースに切り替わったパスを切り戻す動作である。

第一の動作は、予備インタフェースが使用状態となるのを契機に、全ての現用パスのＲＳＶＰ−ＴＥシグナリングメッセージについては、予備ＩＦＩＤ選出ビットを挿入し、新たな予備インタフェースを選出する。当該動作は前述のとおりである。

ここで、予備インタフェースに切り替わったパスのＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージについては、予備インタフェースでの切替状態であることを明示する予備ＩＦＩＤ切替ビットが挿入されていたが、これも削除された状態で、ＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージが送信される。この動作を通じて新たな予備インタフェースの選出動作が行われる（第十六の発明）。

この第一の動作を言い換えると、予備インタフェースに切り替わったパスは、そのまま現用パスとして用い、その代わりとなる新たな予備インタフェースを再選出するということである。

第二の動作は、予備インタフェースを共有していた他の現用パスの予備ＩＦＩＤを変更せずに故障した現用回線が復旧したタイミングに、予備インタフェースに切替わったパスを切り戻す動作が考えられる。

予備インタフェースに切り替わったパスを切り戻す動作としては、上流ノードから、予備インタフェースに切り替わったパスのＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージに含まれる予備ＩＦ切替要求を明示したビット情報が削除されたＲＳＶＰ−ＴＥ Ｐａｔｈメッセージが送信される。このメッセージを受信した下流ノードは、切り戻し動作を実行する（第十七の発明）。

また、本実施例の形態は、互いに隣接する高次スイッチング装置と前記スイッチング装置の低次装置として位置付けられる低次スイッチング装置との間に存在する複数の主信号回線に対し、Ｍ本を現用回線、Ｎ本をＭ本の予備回線として共有するシステム構成を基本としているが、同様の手順で、Ｎ＝１、Ｍ＝１の形態でも対応できる。

本発明によれば、予備回線を複数の現用回線が共有することにより、低次スイッチング装置に必要なインタフェース数を削減することができるため、リソースの利用効率が高く、信頼性の高い通信網を実現することができる。

従来の基幹網の例（その１）を示す図。 従来の基幹網の例（その２）を示す図。 本発明の概要を説明するための図。 ＩＰルータ装置と光クロスコネクト装置との接続構成を示す図。 第一実施例の通信システムの構成図。 第一実施例のエッジＩＰルータとコアＩＰルータとからなる通信システムの構成図。 第一実施例のＩＰルータ装置とＯＸＣ装置との接続構成を示す図。 第一実施例を説明するための故障発生状況を示す図。 第一実施例のＯＴＮパスの構造を示す図。 第一実施例の通信装置の構成図。 第一実施例の切替動作を説明するための図。 第一実施例の切替動作を説明するための図。 第一実施例の切替動作を説明するための図。 第一実施例の切替動作を説明するための図。 第一実施例の切替動作を説明するための図。 第二実施例のＩＰルータ装置とＯＸＣ装置との接続構成を示す図。 第二実施例の切替動作を説明するための図。 第三実施例の通信システムの構成図。 第三実施例のエッジＬ２ＳＷ装置とコアＬ２ＳＷ装置とからなる通信システムの構成図。 第四実施例の切替動作を説明するための図。 第四実施例の切替動作を説明するための図。 第四実施例の切替動作を説明するための図。 第四実施例の切替動作を説明するための図。

符号の説明

１ ＲＳＶＰ−ＴＥプロトコル処理部
２ ＵＮＩ故障切替制御機能部
３ ラベルコントロールデータベース
４ ＮＮＩ故障切替制御機能部
５ 優先処理制御機能部
６ ＵＮＩインタフェース情報取得＆制御機能部
７ 光スイッチ情報取得＆制御機能部
８ ＮＮＩインタフェース情報取得＆制御機能部

Claims (17)

1. 高次スイッチング装置とこの高次スイッチング装置の低位装置として位置付けられる低次スイッチング装置とを有し、低次スイッチング装置は、所定エリアの顧客をそれぞれ収容するルータであるエッジ低次スイッチング装置、または高次スイッチング装置のそれぞれに対応して設けられた中継ルータであるコア低次スイッチング装置のいずれかとして運用される通信システムにおいて、
   高次スイッチング装置と低次スイッチング装置との間には、複数の主信号回線が接続され、そのうちＭ本を現用、Ｎ本をＭ本の予備として共有し、コア低次スイッチング装置相互間は、高次スイッチング装置を介して複数のパスを通じて接続可能なように構成され、エッジ低次スイッチング装置とコア低次スイッチング装置との間は、高次スイッチング装置を介して１本のパスで接続され、
   低次スイッチング装置から他の低次スイッチング装置までのパスをクライアントパスと定義し、これらの低次スイッチング装置をそれぞれ収容する高次スイッチング装置相互間のパスをトランスポートパスと定義し、前記クライアントパスが前記トランスポートパスに論理的に収容される論理構造としてトランスポートパスを管理するとともに、前記低次スイッチング装置に関わる故障発生と前記高次スイッチング装置相互間における故障発生とを区別して通知する手段と、
   前記高次スイッチング装置と前記低次スイッチング装置との間で主信号回線が故障した際には、前記高次スイッチング装置と前記低次スイッチング装置との間の制御信号交換によりＮ本の予備主信号回線から所望の予備主信号回線を選択する手段と
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. エッジ低次スイッチング装置は、
   高次スイッチング装置を介して１本のパスで接続される対向のコア低次スイッチング装置が故障した場合を想定し、故障が発生する以前に、現用パスと、前記対向のコア低次スイッチング装置が故障した場合に新たな切替先となる別のコア低次スイッチング装置の識別情報とを関連付けて保存し、
   前記対向のコア低次スイッチング装置が故障した場合に、前記対向のコア低次スイッチング装置と前記新たな切替先となる別のコア低次スイッチング装置との間のパスを利用し、事前に保存した前記新たな切替先となる別のコア低次スイッチング装置に向けてパスを切替える
   ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 高次スイッチング装置は、
   自装置を介してエッジ低次スイッチング装置と１本のパスで接続されているコア低次スイッチング装置と自装置との接続リンクの全てが異常状態となったことを検出した場合に、当該エッジ低次スイッチング装置に対して故障情報を通知し、
   エッジ低次スイッチング装置は、
   前記故障情報の受信を契機として、事前に保存した前記新たな切替先となる別のコアスイッチング装置に向けてパスを切替える
   ことを特徴とする請求項２記載の通信システム。
4. 前記主信号回線とは別に前記制御信号交換のためのアウトバンド制御回線を備えた
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の通信システム。
5. 前記通知する手段により故障発生が前記低次スイッチング装置に関わることを認識した場合には、前記高次スイッチング装置相互間における現用から予備への切替動作を抑止する手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載の通信システム。
6. 前記通知する手段により故障発生が前記高次スイッチング装置相互間におけることを認識した場合には、前記低次スイッチング装置と前記高次スイッチング装置との間における現用から予備への切替動作を抑止する手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載の通信システム。
7. 高次スイッチング装置とこの高次スイッチング装置の低位装置として位置付けられる低次スイッチング装置とを有し、低次スイッチング装置は、所定エリアの顧客をそれぞれ収容するルータであるエッジ低次スイッチング装置、または高次スイッチング装置のそれぞれに対応して設けられた中継ルータであるコア低次スイッチング装置のいずれかとして運用される通信システムの故障復旧方法において、
   高次スイッチング装置と低次スイッチング装置との間には、複数の主信号回線が接続され、そのうちＭ本を現用、Ｎ本をＭ本の予備として共有し、コア低次スイッチング装置相互間は、高次スイッチング装置を介して複数のパスを通じて接続可能なように構成され、エッジ低次スイッチング装置とコア低次スイッチング装置との間は、高次スイッチング装置を介して１本のパスで接続され、
   低次スイッチング装置から他の低次スイッチング装置までのパスをクライアントパスと定義し、これらの低次スイッチング装置をそれぞれ収容する高次スイッチング装置相互間のパスをトランスポートパスと定義し、前記クライアントパスが前記トランスポートパスに論理的に収容される論理構造としてトランスポートパスを管理するとともに、前記低次スイッチング装置に関わる故障発生と前記高次スイッチング装置相互間における故障発生とを区別して通知し、
   前記高次スイッチング装置と前記低次スイッチング装置との間で主信号回線が故障した際には、前記高次スイッチング装置と前記低次スイッチング装置との間の制御信号交換によりＮ本の予備主信号回線から所望の予備主信号回線を選択し、
   この選択した予備主信号回線を介して前記高次スイッチング装置と前記低次スイッチング装置との間のスイッチングデバイスを駆動させることにより、前記低次スイッチング装置と前記高次スイッチング装置との間の区間以外の現用予備切替動作を抑止しつつ、故障した現用主信号回線を故障復旧させる
   ことを特徴とする故障復旧方法。
8. エッジ低次スイッチング装置は、
   高次スイッチング装置を介して１本のパスで接続される対向のコア低次スイッチング装置が故障した場合を想定し、故障が発生する以前に、現用パスと、前記対向のコア低次スイッチング装置が故障した場合に新たな切替先となる別のコア低次スイッチング装置の識別情報とを関連付けて保存し、
   前記対向のコア低次スイッチング装置が故障した場合に、前記対向のコア低次スイッチング装置と前記新たな切替先となる別のコア低次スイッチング装置との間のパスを利用し、事前に保存した前記新たな切替先となる別のコア低次スイッチング装置に向けてパスを切替える
   ことを特徴とする請求項７記載の故障復旧方法。
9. 高次スイッチング装置は、
   自装置を介してエッジ低次スイッチング装置と１本のパスで接続されているコア低次スイッチング装置と自装置との接続リンクの全てが異常状態となったことを検出した場合に、当該エッジ低次スイッチング装置に対して故障情報を通知し、
   エッジ低次スイッチング装置は、
   前記故障情報の受信を契機として、事前に保存した前記新たな切替先となる別のコアスイッチング装置に向けてパスを切替える
   ことを特徴とする請求項８記載の故障復旧方法。
10. 高次スイッチング装置または低次スイッチング装置のうちの故障を検出した故障検出装置から切替先候補となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報群を対向装置に送信し、
    この識別情報群を受信した前記対向装置は、その識別情報群の中から切替先となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報を選択した上で自装置内部での故障復旧処理を実施し、当該切替先となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報を前記故障検出装置に返信し、
    前記切替先となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報を受信した前記故障検出装置は、当該予備主信号回線のインタフェースの識別情報を元に故障復旧を実施する
    ことを特徴とする請求項７記載の故障復旧方法。
11. 高次スイッチング装置および低次スイッチング装置の両者からほぼ同時に互いに切替先候補となる予備主信号回線のインタフェースの情報群をそれぞれ対向装置に送信した場合には、
    前記装置にそれぞれ付与されている識別番号の大きい方または小さい方である一方の装置が、自装置で受信した切替先候補となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報群に基づき、そのうちから切替先となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報を選択した上で自装置内部での故障復旧処理を実施し、当該切替先となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報を前記故障検出装置に返信し、
    前記識別番号の小さい方または大きい方である他方の装置が、自装置で受信した切替先候補となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報群を無視し、対向装置からの予備主信号回線のインタフェースの識別情報の受信を待機し、
    前記切替先となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報の受信に伴い、当該予備主信号回線のインタフェースの識別情報を元に故障復旧を実施する
    ことを特徴とする請求項１０記載の故障復旧方法。
12. 故障が発生する以前の段階で、
    高次スイッチング装置または低次スイッチング装置のうちのいずれかの装置から、切替先候補となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報群を対向装置に送信し、
    前記対向装置は、そのうちから切替先となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報を選択し、当該切替先となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報を前記切替先候補となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報群の送信元装置に返信し、
    前記切替先となる予備主信号回線のインタフェースの識別情報が決定した状態を生成し、
    故障が発生した段階では、
    前記手順により決定した予備主信号回線のインタフェースの識別情報を高次スイッチング装置または低次スイッチング装置のうちのいずれかの装置から、対向装置に向けて送信することにより故障復旧を実施する
    ことを特徴とする請求項７記載の故障復旧方法。
13. 高次スイッチング装置または低次スイッチング装置の間で予備主信号回線が故障した際には、各装置で当該予備主信号回線への切替えを禁止する状態を生成すると共に、当該装置間で制御信号に予備主信号回線のインタフェースの識別情報の再選出要求信号を挿入し、別の予備主信号回線のインタフェースの識別情報を決定する
    ことを特徴とする請求項１２記載の故障復旧方法。
14. 予備主信号回線のインタフェースが使用状態になるのを契機に、パスの制御信号については、予備主信号回線のインタフェースの識別情報の再選出要求信号を挿入すると共に、
    予備主信号回線のインタフェースに切り替わったパスについては、予備主信号のインタフェースでの切替状態であることを明示する情報を解消することにより当該予備主信号回線のインタフェースを現用主信号回線のインタフェースとして用いる
    ことを特徴とする請求項１２または１３記載の故障復旧方法。
15. 予備主信号回線のインタフェースに切り替わったパスを切り戻す動作として、予備主信号回線のインタフェースに切り替わった状態を明示する情報を削除することにより現用主信号回線のインタフェースに切り戻す
    ことを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか記載の故障復旧方法。
16. 請求項７ないし１５のいずれかに記載の故障復旧方法における前記低次スイッチング装置に相応する機能を備えた通信装置。
17. 請求項７ないし１５のいずれかに記載の故障復旧方法における前記高次スイッチング装置に相応する機能を備えた通信装置。

Images