JP6442847B2 - 通信システム及びノード - Google Patents

Description

本発明は、通信システム及びノードに関する。

ネットワークの効率的な運用という観点から、シェアドメッシュネットワーク（Shared Mesh Network：ＳＭＮ）と称される概念がある。ＳＭＮは、リニアネットワーク（エンドツーエンドネットワークとも称される。）やリングネットワークといったネットワークトポロジにこだわらず、接続したい通信ノードを経由して、通信路を確立する。

ＳＭＮには、現用回線だけでなく予備回線の効率化を図ることを目的として、シェアドメッシュプロテクション（ＳＭＰ）と呼ばれる技術が用いられることがある。なお、「現用」及び「予備」は、それぞれ、「ワーキング」及び「プロテクション」と称してもよいし、「アクティブ」及び「スタンバイ」と称してもよい。また、「回線」は、「パス」と称してもよいし、「チャネル」と称してもよい。

ＳＭＰでは、複数の現用回線で１つの予備回線を利用（共用）する。そのため、ＳＭＰは、いわゆる１：Ｎプロテクションと呼ばれる技術の１つと捉えてよい。

ＳＭＮが登場する以前のネットワークでは、１＋１プロテクションや、１：１プロテクション、１：Ｎプロテクション等と称されるプロテクション技術として、現用回線と同じ条件の回線を予備回線として用意していた。

なお、下記の特許文献１〜５には、ＬＳＰ（Label Switched Path）や、メッシュネットワーク、ＡＴＭ交換機における通話路のオンライン試験、メッシュネットワークにおける１：Ｎプロテクション等に関する技術が記載されている。

特表２０１２−５００５３９号公報 特開２００７−７４３１４号公報 特開２００２−２４７０３８号公報 特開平７−１８３８８９号公報 特開２００５−２７１４４号公報

従来技術では、ネットワーク（通信システムと称してもよい。）の信頼性（健全性あるいは障害耐性と称してもよい。）が十分でない場合がある。

１つの側面において、本発明の目的の１つは、通信システムの信頼性向上を図ることにある。

１つの側面において、通信システムの一態様は、現用回線の始点ノード及び終点ノード
と、前記現用回線に対する予備回線が経由する中間ノードであって前記予備回線の利用予約設定がなされる中間ノードと、を備え、前記中間ノードは、前記利用予約設定のために前記始点ノードから前記予備回線を通じて前記終点ノード宛に送信されるシグナリングメッセージに含まれる、前記始点ノード及び前記終点ノードの識別情報を関連付け情報として記憶し、前記予備回線の障害検出に応じて、前記関連付け情報を参照して前記始点ノード及び前記終点ノードの識別情報を取得し、取得した前記識別情報によって識別される宛先へ障害検出通知を行ない、前記始点ノードは、前記利用予約設定がなされた前記予備回線を通じて、前記終点ノードとの間で、前記予備回線を試験するための信号を送受信し、前記ノードのそれぞれは、前記予備回線の試験中に、当該試験中の予備回線を利用予約設定した現用回線に障害が生じると、試験中の予備回線に対してパスティアメッセージ及びパスエラーメッセージを送信し、予備回線試験中状態を解除して試験中の予備回線を障害の生じた現用回線のために明け渡す処理を行ない、当該予備回線の試験を停止して当該予備回線を現用回線に設定する処理を行なう。

１つの側面として、通信システムの信頼性向上を図ることができる。

プロテクション技術の一例としての１＋１プロテクション技術を説明するためのネットワーク構成の一例を示す図である。 図１に例示したネットワークトポロジにおいてＳＭＮを運用しようとした場合の回線設定例を示す図である。 一実施形態に係るネットワークの構成例を示す図である。 一実施形態に係るネットワークの構成例を示す図である。 図３及び図４に例示する伝送装置（ノード）の構成例を示すブロック図である。 図５に例示する伝送装置（ノード）の変形例を示すブロック図である。 図５及び図６に例示する伝送装置の制御部の機能に着目した構成例を示すブロック図である。 ＳＭＮにおけるＲＳＶＰ−ＴＥプロトコルを用いた回線設定手順を説明するための図である。 図６に例示したノード構成において事前シグナリングによる設定対象範囲を例示する図である。 図６に例示したノード構成において事前シグナリングによる設定対象範囲を例示する図である。 ＳＭＮにおけるＲＳＶＰ−ＴＥプロトコルを用いた事前シグナリングによる予備回線の利用予約設定手順を説明するための図である。 非ＳＭＮにおいて予備回線に障害が発生した場合の動作例を説明するための図である。 ＳＭＮにおいて予備回線に障害が発生した場合の動作例を説明するための図である。 本実施形態に係る、予備回線が経由するノード（中間ノード）での関連付け処理の一例を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る、予備回線の中間ノードによる障害通知処理の一例を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る、予備回線の試験処理の一例を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る、予備回線の始点ノードにおける予備回線試験処理の一例を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る、予備回線の終点ノードにおける予備回線試験処理の一例を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る、予備回線の試験処理の一例を説明する図である。 図１７に例示した試験結果診断処理の一例を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る、予備回線の試験終了処理の一例を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る、予備回線の試験処理に競合が生じた場合の調停を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る、予備回線の始点ノードにおける予備回線の再試験処理の一例を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る、予備回線の始点ノードにおいて現用回線の障害が検出された場合の始点ノードの動作例を説明するフローチャートである。 図５及び図６に例示したノードで記憶される関連付け管理テーブルの一例を示す図である。 図５及び図６に例示したノードで記憶される試験実施情報管理テーブルの一例を示す図である。 本実施形態で用いられるパスメッセージのフォーマット例を示す図である。 本実施形態で用いられる予約メッセージのフォーマット例を示す図である。 本実施形態で用いられる通知メッセージのフォーマット例を示す図である。 本実施形態において始点ノードの識別情報が設定される、“LSP TUNNEL IPv4 Sender Template”オブジェクトのフォーマット例を示す図である。 本実施形態において終点ノードの識別情報が設定される、“LSP TUNNEL IPv4 Session”オブジェクトのフォーマット例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。

〔１〕プロテクション技術とＳＭＮとの関係
図１は、プロテクション技術の一例としての１＋１プロテクション技術を説明するためのネットワーク構成（「トポロジ」と称してもよい）の一例を示す図である。図１に示すネットワーク１００は、例示的に、複数の伝送装置１０１を備える。

「伝送装置」は、ネットワークエレメント（ＮＥ）の一例であり、「通信装置」や「通信ノード」あるいは単に「ノード」と称してもよい。図１の例では、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚでそれぞれ表された１５台のノード１０１がネットワーク１００に含まれている。各ノード１０１は、例示的に、メッシュ状に接続されて、互いに通信することが可能である。別言すると、各ノード１０１は、ＳＭＮ１００を形成する。

ネットワーク１００において１＋１プロテクションを実現する場合、１つの現用回線に対して１つの予備回線が設定される。図１の例では、ノードＤ−Ｅ−Ｆを経由する経路に現用回線（ａ）が設定され、当該経路とは異なる、ノードＤ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｆを経由する経路に、現用回線（ａ）に対する予備回線（ａ）が設定される。また、ノードＵ−Ｖ−Ｗを経由する経路に現用回線（ｂ）が設定され、当該経路とは異なる、ノードＵ−Ｌ−Ｍ−Ｎ−Ｗを経由する経路に、現用回線（ｂ）に対する予備回線（ｂ）が設定される。

「回線」は、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）やＯＴＮ（Optical Transport Network）、ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical NETwork）、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）等での、“connection-oriented”な回線を含んでよい。

１＋１プロテクションでは、現用回線及び予備回線の通信に関して、同じ波長やタイムスロット（ＴＳ）、チャネル（以下、これらをまとめて「通信リソース」あるいは単に「リソース」と称することがある。）が設定されることはない。例えば、現用回線（ａ）と予備回線（ａ）とで同じリソースは設定されないし、現用回線（ｂ）と予備回線（ｂ）とで同じリソースは設定されない。

したがって、回線（ａ）及び回線（ｂ）の現用も予備も、通信経路の途中区間でリソースが重複することはない。しかも、どのように予備回線が使われるかが予め分かっているので、現用回線と同じ設定で予備回線を設定してよい。例えば、予備回線（ａ）は、現用回線（ａ）と同じ設定でよく、予備回線（ｂ）は、現用回線（ｂ）と同じ設定でよい。

一方、図１に例示したネットワークトポロジにおいてＳＭＮを運用しようとした場合の回線設定例を図２に示す。図２の例では、４つの現用回線（ａ）〜（ｄ）に対して、それぞれ予備回線（ａ）〜（ｄ）が設定される様子を示している。

例えば、ノードＤ−Ｅ−Ｆを経由する経路に設定される現用回線（ａ）に対して、ノードＤ−Ｌ−Ｍ−Ｎ−Ｆを経由する経路に予備回線（ａ）が設定される。また、ノードＵ−Ｖ−Ｗを経由する経路に設定される現用回線（ｂ）に対して、ノードＵ−Ｌ−Ｍ−Ｎ−Ｗを経由する経路に予備回線（ｂ）が設定される。

更に、ノードＡ−Ｄを経由する経路に設定される現用回線（ｃ）に対して、ノードＡ−Ｂ−Ｃ−Ｆ−Ｎ−Ｍ−Ｌ−Ｄを経由する経路に予備回線（ｃ）が設定される。また、ノードＢ−Ｅ−Ｍ−Ｖ−Ｙを経由する経路に設定される現用回線（ｄ）に対して、ノードＢ−Ｃ−Ｆ−Ｎ−Ｗ−Ｚ−Ｙを経由する経路に予備回線（ｄ）が設定される。

図２に示す例において、現用回線（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）については、それぞれ、１又は複数のノード１０１間の区間（以下「スパン」と称することがある。）は重複しない。例えば、現用回線（ａ）であれば、ノードＤ−Ｅ−Ｆを経由し、現用回線（ｂ）であれば、ノードＵ−Ｖ−Ｗを経由し、現用回線（ｃ）であれば、ノードＡ−Ｄを経由し、現用回線（ｄ）であれば、ノードＢ−Ｅ−Ｍ−Ｖ−Ｙを経由する。

したがって、現用回線（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）には、それぞれ、同じリソース（例示的に、同一波長）を割り当ててよい。なお、１つのノード１０１に複数の現用回線が設定されてもよい。図２の例では、ノードＤ，Ｅ，Ｖに、２つの現用回線が設定される。

ノードＤに着目すると、現用回線（ａ）と現用回線（ｃ）とが重複して設定される。ノードＥに着目すると、現用回線（ａ）と現用回線（ｄ）とが重複して設定される。ノードＶに着目すると、現用回線（ｂ）と現用回線（ｄ）とが重複して設定される。

このように、１つのノード１０１に複数の現用回線が設定される場合であっても、重複する現用回線毎に物理的な接続を分けておけば、各現用回線に同じリソース（例えば、波長）を用いて信号を伝送することが可能である。

例えばノードＤであれば、現用回線（ａ）と現用回線（ｃ）とで個別の光ファイバやインタフェース（図２中に斜線参照）を用いることで、ノードＤは、各現用回線（ａ）及び（ｃ）にそれぞれ同じ波長の信号を伝送することができる。ノードＥ及びＶについても同様である。

これに対し、予備回線は、ネットワーク１００で利用可能なリソースの有効利用を図るために、スパン（ファイバやインタフェース）によっては、他の予備回線との重複が許容される。

例えば図２において、ノードＬ−Ｍ−Ｎの区間は、３つの現用回線（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に対する予備回線（ａ），（ｂ）及び（ｃ）でシェアされる区間である。また、ノードＢ−Ｃ−Ｆの区間は、２つの現用回線（ｃ）及び（ｄ）に対する予備回線（ｃ）及び（ｄ）でシェアされる区間である。更に、ノードＤ−Ｌの区間は、２つの現用回線（ａ）及び（ｃ）に対する予備回線（ａ）及び（ｃ）でシェアされる区間である。また、ノードＦ−Ｎの区間は、３つの現用回線（ａ），（ｃ）及び（ｄ）に対する予備回線（ａ），（ｃ）及び（ｄ）でシェアされる区間である。

１＋１プロテクション（あるいは、１：１プロテクション）であれば、或るスパンに設定（あるいは予約）された予備回線が、いずれの現用回線が使用する予定である回線であるのかを一意に識別可能である。

しかし、ＳＭＮでは、上述したように、或るスパンに、複数の現用回線それぞれに対する予備回線が割り当てられることがある。例えば図２のノードＬ−Ｍ−Ｎの区間であれば、３つの現用回線（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に対する予備回線（ａ），（ｂ）及び（ｃ）が割り当てられる。

ただし、リソースの有効利用のため、予備回線（ａ），（ｂ）及び（ｃ）には、個別のリソースは割り当てられない。ノードＬ−Ｍ−Ｎの区間には、３つの現用回線（ａ），（ｂ）及び（ｃ）にシェアされる１つの予備回線のためのリソースが割り当てられる。別言すると、ノードＬ−Ｍ−Ｎの区間の１つの予備回線を３つの現用回線（ａ），（ｂ）及び（ｃ）でシェアする。複数の予備回線が経由する他のスパンについても同様である。

このような場合に、複数の現用回線（ａ），（ｂ）及び（ｃ）の一部又は全部が、異なるリソースを使用することがあり得る。例えば、現用回線（ａ）はＴＳ＃１から始まるＳＴＳ３Ｃを使用し、現用回線（ｂ）はＴＳ＃１から始まるＳＴＳ１２Ｃを使用し、現用回線（ｃ）はＴＳ＃１から始まるＳＴＳ４８Ｃを使用する、ということがあり得る。

別言すると、ＳＭＮにおいて、予備回線には、シェアされる様々な種別の現用回線をサポートできることが求められる。このため、ＳＭＮでは、１＋１プロテクションや１：１プロテクションの場合のように、予備回線を予定（予想）することが難しい。

したがって、ＳＭＮにおいて現用回線に障害が発生した場合、救済すべき現用回線の種別を確定（識別）してから、当該現用回線の予備回線に対して回線種別を設定した上で、予備回線に信号を伝送することになる。例えば図２の現用回線（ａ）に障害が発生した場合であれば、現用回線（ａ）の回線種別が確定してから、ノードＤ−Ｌ−Ｍ−Ｎ−Ｆの区間の予備回線の設定が行なわれる。

このように障害発生（検出）後に予備回線を設定する、という手順だと、１＋１プロテクションや１：１プロテクションでは可能であった、予備回線の回線状態を監視することが難しくなる。例えば、ＳＯＮＥＴであれば、ＳＴＳ１／３Ｃ／１２Ｃ／４８Ｃレイヤ（以下「ＳＴＳレイヤ」と総称する。）のアラーム信号が監視できないことになる。なお、「ＳＴＳ」は、Synchronous Transport Signalの略称であり、「Ｃ」は、“concatenated”の頭文字を表す。

このため、現用回線の障害検出に応じて予備回線への切り替えが行なわれた時に、初めて、予備回線についてのＳＴＳレイヤの障害が確認される。これは、場合によっては、障害の発生した現用回線を予備回線で救済できない可能性があること意味する。

なお、ＳＴＳレイヤよりも上位のレイヤ（例えば、ＳＯＮＥＴならＯＣ（Optical Carrier）レイヤ）や、物理レイヤ（インタフェースや装置制御部（ＣＰＵ）、ファン、電源等）については、予備回線に回線設定がなされてなくても設定がなされてよい。そのため、ＳＴＳレイヤの上位レイヤや、物理レイヤの障害は、ＳＭＮでも１＋１プロテクションの場合と同様に検出可能である。

ただし、１＋１プロテクションでの予備回線には、１つの現用回線しか存在しないので、予備回線が経由するノード１０１は、当該予備回線に対する現用回線の始点及び終点ノードがいずれのノード１０１であるのかを一意に知ることができる。

例えば、図１の例では、現用回線（ａ）の始点及び終点ノード１０１はそれぞれノードＤ及びＦであり、予備回線（ａ）に障害が生じた場合、その障害情報はノードＤ及びＦへ通知すればよいことをノードＡ、Ｂ又はＣで識別可能である。同様に、予備回線（ｂ）に障害が生じた場合、その障害情報は現用回線（ｂ）の始点及び終点ノード１０１であるノードＵ及びＷに通知すればよいことをノードＬ，Ｍ又はＮで識別可能である。

しかし、図２に例示したようなＳＭＮでは、上記のような障害情報の始点及び終点ノード１０１への通知が難しくなる。例えば、ノードＬ−Ｍ間を接続する光伝送路に障害（例えば、光ファイバの切断）が生じて、ノードＬ及びＭにおいて、ＯＣレイヤの障害が検出されたとする。

この場合、ノードＬ−Ｍ間の予備回線は、３つの現用回線（ａ）〜（ｃ）にシェアされているため、ノードＬ及びＭは、ＯＣレイヤの障害が検出されたことを、３つの現用回線（ａ）〜（ｃ）の始点及び終点ノード１０１に通知することが求められる。例えば、ノードＬ及びＭは、現用回線（ａ）の始点及び終点ノードＤ及びＦへ、現用回線（ｂ）の始点及び終点ノードＵ及びＷへ、現用回線（ｃ）の始点及び終点ノードＡ及びＤへ、それぞれＯＣレイヤの障害検出を通知することが求められる。

しかし、ノードＬ及びＭは、障害を検出した経路を経由する予備回線がどの現用回線にシェアされているのかを一意に識別できない限り、ＯＣレイヤの障害検出情報をいずれの現用回線の始点及び終点ノード１０１にも通知できない。

また、ＳＭＮにおいて、既述のように予備回線への切り替えを行なってみて初めて障害が検出される事態を回避するには、回線切替（救済）動作の前、例えば通常運用時において、予備回線の状態を試験できるとよい。回線の試験には、例示的に、ネットワーク管理システム（Network Management System：ＮＭＳ）や、制御プレーン、ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-protocol Label Switching）プロトコル等の、自律分散的にネットワークを運用可能な技術を利用できる。

しかし、ＮＭＳを利用する場合、試験対象の回線数があまりに多いと、ＮＭＳの処理能力では処理しきれない可能性がある。図２の例では、４回線なので、１時間に１回線を試験するとしても、４時間で全ての回線の試験を終えることができる。しかし、１つのネットワーク１００に試験対象の回線が例えば１０，０００回線以上あったとすると、１時間に１回線の試験では、１０，０００時間以上、つまり４００日以上かかってしまう。

これでは、１年に１回以下しか試験できないため、予備回線へ切り替えてみて初めて障害が検出される、という事態を十分に回避できるとはいえない。試験時間を短縮化するために、複数回線を並行して試験することも考えられる。例えば、１０，０００回線に対して２回線を並行して試験すれば、試験時間を５，０００時間に半減できる。

しかし、複数回線を並行して試験しようとすると、試験の競合が発生するおそれがある。例えば図２において、現用回線（ａ）及び予備回線（ｂ）それぞれの予備回線を並行して試験しようとすると、ノードＬ−Ｍ−Ｎの区間で試験の競合が発生する。この場合、どちらかの試験を中断して、後でやり直すことになる。このような競合の可能性は、並行して試験する回線数が増えるほど、増える。

また、競合の可能性は、回線単位だけでなくスパン単位でも生じ得る。例えば、エンドツーエンドの回線の或るスパンは、別の回線との間で試験が競合し、当該別の回線の別のスパンは、更に別の回線との間で試験が競合する、ことがあり得る。別言すると、エンドツーエンドの回線の或るスパンが、異なる箇所で別の回線と共有されていると、回線試験の競合が複雑に生じやすくなる。そのため、競合を回避するための処理（競合処理）も複雑化する。

例えば図２において、回線（ｄ）の予備回線（ｄ）を試験しようとしたとき、ノードＢ−Ｃ−Ｆのスパンでは、予備回線（ｃ）の試験と競合が生じる可能性があり、ノードＦ−Ｎのスパンでは、予備回線（ａ）及び（ｃ）の試験と競合が生じる可能性がある。同様に、ノードＮ−Ｗのスパンでは、予備回線（ｄ）と予備回線（ｂ）との間で試験の競合が生じる可能性がある。

このような競合を制御して、すべての予備回線を確実に、また、効率的に試験する方法を導入しないと、予備回線の健全性を担保することはできない。

また、予備回線の試験中に現用回線に障害が発生し、試験中の予備回線への切り替えが要求されるケースもある。例えば、ＮＭＳが、複数の回線を並行して試験している最中に、同時多発的に複数の現用回線に障害が発生し、予備回線への切り替えが必要になるケースがある。

そのため、ＮＭＳには、回線試験中に回線切替が要求された時の処理を含めて回線試験の競合の調停が求められるが、ＮＭＳによる制御が複雑化し、現実的とはいい難い。

したがって、回線試験は、ＮＭＳを利用して集中的に制御するよりも、ＮＥが自律分散的に動作可能であるＧＭＰＬＳプロトコルを利用して制御する方が容易であると考えられる。以下、ＧＭＰＬＳプロトコルを利用して予備回線を試験することで、予備回線の健全性をＮＥが自律分散的に確認可能な態様について説明する。

図３及び図４は、それぞれ、一実施形態に係るネットワークの構成例を示す図である。図３及び図４に示すネットワーク１は、例示的に、ＮＥの一例である複数（非限定的な一例として１０台）の伝送装置（以下「ノード」と称する。）２を備える。

図３は、ネットワーク１を伝送されるデータ信号（以下「主信号」と称することがある。）の伝送経路に着目した時の、ノード２間の接続例（別言すると、データプレーンの接続関係の一例）を示している。図３では、各ノード２は、メッシュ状に接続されてメッシュネットワーク（データプレーンネットワークと称してもよい。）１を形成する。

これに対し、図４は、ネットワーク１を伝送される制御信号の伝送経路に着目した時の、ノード２間の接続例（別言すると、制御プレーンの接続関係の一例）を示している。制御信号は、データ信号とは異なり、必ずしもネットワーク１における全てのノード２間で送受信しなくてもよい場合がある。その場合には、図４に例示するように、制御信号を送受信する一部のノード２間に限って接続が確立されればよい。図４に例示するネットワーク１は、制御信号ネットワーク１、制御プレーンネットワーク１、あるいは、ＧＭＰＬＳネットワーク１と称してもよい。

図５に、図３及び図４に例示したノード（ＮＥ）２の構成例を示す。図５に示すＮＥ２は、例示的に、１又は複数の信号入力部２１と、回線交換部２２と、１又は複数の信号出力部２３と、装置制御部２４と、を備える。

信号入力部２１は、他のＮＥ２（ネットワーク１とは別のネットワークのＮＥを含んでよい。以下、同様。）との間の通信インタフェースを提供し、例示的に、他のＮＥ２が送信した信号を受信する。受信信号の非限定的な一例としては、ＷＤＭ信号や、ＯＴＮ、ＳＯＮＥＴ、ＳＤＨ等のフレーム信号が挙げられる。信号入力部２１は、受信信号の種類に応じた構成を有する。なお、信号入力部２１は、信号受信部２１と称してもよい。

信号出力部２３は、他のＮＥ２との間の通信インタフェースを提供し、例示的に、他のＮＥ２へ信号を送信する。送信信号の非限定的な一例としては、ＷＤＭ信号や、ＯＴＮ、ＳＯＮＥＴ、ＳＤＨ等のフレーム信号が挙げられる。信号出力部２３は、送信信号の種類に応じた構成を有する。信号出力部２３の送信信号には、制御信号の一例である後述の試験信号が含まれてよい。そのため、信号出力部２３は、試験信号生成部２３１を備えてよい。なお、信号出力部２３は、信号送信部２３と称してもよい。

回線交換部２２は、装置制御部２４からの制御に応じて、信号入力部２１のいずれかと、信号出力部２３のいずれかと、を選択的に接続することで、信号の伝送経路を切り替える。回線交換部２２は、ＷＤＭ信号であれば光スイッチであってよく、ＯＴＮやＳＯＮＥＴ、ＳＤＨ等のフレーム信号であればＴＳＩ（Time Slot Interchange）スイッチであっ
てよい。回線交換部２２は、スイッチファブリック２２と称してもよい。

装置制御部２４は、ＮＥ２全体の動作を制御する。当該制御には、信号入力部２１での信号受信処理や、信号出力部２３による信号送信処理、回線交換部２２によるスイッチ処理の制御が含まれてよい。装置制御部２４は、例示的に、ＣＰＵやＤＳＰ等の演算能力を備えたプロセッサを用いて構成してよく、また、ＬＳＩやＦＰＧＡ等によって構成されてよい。

装置制御部２４は、図５中に例示するように、ＮＥ２とは異なる通信装置、例えば、ネットワーク１の保守、運用、管理（ＯＡＭ）を担う保守者（オペレータ又はユーザと称してもよい。）が使用する端末５と通信可能に接続されてよい。保守者は、必要に応じて端末５からＮＥ２に対して所定のコマンド等を個別的に与えることが可能である。

ＧＭＰＬＳプロトコルを処理する機能は、装置制御部２４に内蔵されてもよいし、図６に例示するように、装置制御部２４とは個別にＮＥ２に備えられたＧＭＰＬＳ制御部２５によって提供されてもよい。ＧＭＰＬＳ制御部２５は、例示的に、制御プレーンにおいて、ＧＭＰＬＳプロトコルをサポートする、ＮＥ２とは別の通信装置６と通信可能に接続されてよい。装置制御部２４と同様に、ＧＭＰＬＳ制御部２５は、ＣＰＵやＤＳＰ等の演算能力を備えたプロセッサを用いて構成してよく、また、ＬＳＩやＦＰＧＡ等によって構成されてよい。

装置制御部２４及びＧＭＰＬＳ制御部２５は、図７に例示するように、制御部２６と総称してよい。制御部２６は、機能的にみると、例示的に、関連付け処理部２６１、記憶部２６２、障害検出部２６３、通知部２６４、及び、試験処理部２６５を備える。

関連付け処理部２６１は、後述するように、予備回線の事前シグナリングにおいて予備回線を通じて送信されるパスメッセージに含まれる、始点及び終点ノード２の識別情報と、予備回線について利用予約設定したリソースと、を関連付ける処理を行なう。関連付けられた情報は、記憶部２６２に記憶される。

記憶部２６２は、上記の関連付け情報や、後述の試験実施情報、ノード２の動作全体を制御するプラグラム（ソフトウェアと称してもよい。）やデータ等を記憶する。記憶部２６２には、ＲＡＭ等のメモリやハードディスク等の記憶装置が含まれてよい。既述の演算能力を備えたプロセッサが、当該プログラムやデータを記憶部２６２から読み取って動作することにより、制御部２６としての機能が具現される。

障害検出部２６３は、例示的に、利用予約設定された予備回線の障害、例えば、光伝送路である光ファイバの切断等によって信号を正常に受信できない状態を検出する。

通知部２６４は、障害検出部２６３にて予備回線の障害が検出されると、記憶部２６２に記憶された関連付け情報に基づいて予備回線の始点及び終点ノード２を識別し、識別した宛先へ予備回線の障害を通知（以下「障害検出通知」とも称する。）する。

試験処理部２６５は、後述するように、予備回線の健全性を確認するための試験を実施する。

ネットワーク１を構成するＮＥ２のそれぞれは、ＧＭＰＬＳプロトコルを用いて、回線の設定、解除、切り替え（救済）、試験、回線試験の競合調停等を自律分散的に実施することが可能である。ＧＭＰＬＳプロトコルには、例示的に、ＬＭＰ（Link Management Protocol）や、ＯＳＰＦ−ＴＥ（Open Shortest Path First with Traffic Engineering extensions）やＲＳＶＰ−ＴＥ（Resource Reservation Protocol with Traffic Engineering extensions）と称されるルーティングプロトコルが含まれてよい。

ＲＳＶＰ−ＴＥプロトコルは、パスメッセージ（Path Message）や予約メッセージ（Reserve Message）を利用してシグナリングを行なうプロトコルの一例である。仮に、現用回線（現用パス）と予備回線（予備パス）との２つの回線（パス）を設定するケースであれば、パスメッセージと予約メッセージとのペアによるシグナリングが、設定対象の２つのパスについてそれぞれ実施される。２つのパスに対するシグナリングは、並行して実施してもよいし、逐次的に実施してもよい。

シグナリングの一例を図８に示す。図８の例では、ネットワーク１に、１１台のＮＥ＃１〜ＮＥ＃１１が存在し、４台のＮＥ＃１〜ＮＥ＃４を経由する経路に、第１の現用回線＃Ａが設定され、４台のＮＥ＃５〜ＮＥ＃８を経由する経路に、第２の現用回線＃Ｂが設定される。また、３台のＮＥ＃９〜ＮＥ＃１１を経由する経路に、現用回線＃Ａ及び＃Ｂにシェアされる予備回線＃Ａ（＃Ｂ）が設定される。

この場合、（現用）回線＃Ａ、（現用）回線＃Ａの予備回線＃Ａ、（現用）回線＃Ｂ、（現用）回線＃Ｂの予備回線＃Ｂの４つの回線について、それぞれシグナリングを実施する。したがって、合計４回のシグナリングが実施される。

例えば、現用回線＃Ａの始点ノード＃１は、現用回線＃Ａの終点ノードＮＥ＃４宛にパスメッセージを送信する。当該パスメッセージは、現用回線＃Ａの中間ノード＃２及び＃３通じて終点ノード＃４へ転送される。パスメッセージを受信した各ノード＃２〜＃４は、それぞれ、現用回線＃Ａの信号疎通設定を行なう。

現用回線＃Ａの終点ノード＃４は、信号疎通設定が完了すると、受信したパスメッセージに対する応答として予約メッセージを始点ノード＃１宛に送信する。当該予約メッセージは、中間ノード＃３及び＃２を通じて始点ノード＃１へ転送される。始点ノード＃１は、予約メッセージを受信することで、現用回線＃Ａの信号疎通設定が正常に完了したことを認識する。

現用回線＃Ｂに対するシグナリングも、現用回線＃Ａのシグナリングと同様にして実施される。例えば、現用回線＃Ｂの始点ノード＃５と終点ノード＃８との間において、中間ノード＃６及び＃７を通じて、パスメッセージ及び予約メッセージが送受信される。

現用回線＃Ａに障害が発生して現用回線＃Ａを予備回線＃Ａに切り替える場合や、現用回線＃Ｂに障害が発生して現用回線＃Ｂを予備回線＃Ｂに切り替える場合も、予備回線＃Ａ又は＃Ｂに対して現用回線＃Ａ又は＃Ｂと同様のシグナリングが実施される。

例えば図８において、現用回線＃Ａに障害が発生すると、予備回線＃Ａの始点ノード＃１と終点ノード＃４との間において、中間ノード＃９〜＃１１を通じて、パスメッセージ及び予約メッセージが送受信される。これにより、予備回線＃Ａが経由する各ノード＃１，＃９，＃１０，＃１１，＃４において、予備回線＃Ａの信号疎通設定が行なわれる。

同様に、現用回線＃Ｂに障害が発生すると、予備回線＃Ｂの始点ノード＃５と終点ノード＃８との間において、中間ノード＃９〜＃１１を通じて、パスメッセージ及び予約メッセージが送受信される。これにより、予備回線＃Ｂが経由する各ノード＃１，＃９，＃１０，＃１１，＃４において、予備回線＃Ｂの信号疎通設定が行なわれる。

ここで、図８の例では、ＮＥ＃９〜ＮＥ＃１１が、回線＃Ａの予備回線＃Ａと、回線＃Ｂの予備回線＃Ｂと、にシェアされるため、予備回線＃Ａ及び＃Ｂに対しては、例えば、事前シグナリング（プレシグナル：pre-signaled）と呼ばれる手法を用いてよい。

事前シグナリングは、予備回線がどのように使われるかが確定していない場合に、必要最小限のリソースを予備回線に割り当てる（予約する）ために用いられる手法である。予備回線の信号疎通設定は、上述したように、実際に障害等の切り替え要因が発生して信号疎通が必要になってから、再度、予備回線に対してシグナリングを実施することで行なわれる。

予備回線の事前シグナリングにおいても、現用回線のシグナリングと同様に、パスメッセージ及び予約メッセージが始点及び終点ノード間で送受信される。例えば、予備回線＃Ａの始点ノード＃１と終点ノード＃４との間において、中間ノード＃９〜＃１１を通じて、パスメッセージ及び予約メッセージが送受信される。同様に、予備回線＃Ｂの始点ノード＃５と終点ノード＃８との間において、中間ノード＃９〜＃１１を通じて、パスメッセージ及び予約メッセージが送受信される。

ただし、予備回線＃Ａの始点ノード＃１が送信したパスメッセージを、予備回線＃Ａの設定対象である各ノード＃９，＃１０，＃１１，＃４が受信しても、各ノード＃９，＃１０，＃１１，＃４は、予備回線＃Ａの信号疎通設定は行なわない。代わりに、各ノード＃９，＃１０，＃１１，＃４は、予備回線＃Ａのための必要最小限のリソースの予約設定を行なう。

同様に、予備回線＃Ｂの始点ノード＃５が送信したパスメッセージを、予備回線＃Ｂの設定対象である各ノード＃９，＃１０，＃１１，＃８が受信しても、各ノード＃９，＃１０，＃１１，＃８は、予備回線＃Ａの信号疎通設定は行なわない。代わりに、各ノード＃９，＃１０，＃１１，＃８は、予備回線＃Ｂのための必要最小限のリソースの予約設定を行なう。

別言すると、予備回線に対するパスメッセージを受信したノードは、予約メッセージの処理は実施するものの、パスメッセージで指定されたリソースの状態を予備回線に利用予約されている状態に設定する処理を行なう（図１１参照）。

なお、事前シグナリングのメッセージは、例えば図７に示した制御部２６によって生成されてよい。事前シグナリングのメッセージは、図５及び図６に例示した信号入力部２１及び信号出力部２３を通じて送受信される。信号入力部２１は、予備回線のリソースの利用を予約設定するために始点ノード２から当該予備回線を通じて終点ノード宛に送信されるシグナリングメッセージを受信する受信部の一例として機能する。

図６に例示したノード２の構成において、事前シグナリングによって予約設定が行なわれる範囲（対象）の一例を、図９及び図１０に示す。図９は、ノード２で処理する主信号がＯＴＮやＳＯＮＥＴ等の信号フレームである場合の予約設定範囲を網掛けで示している。図９の例では、予備回線＃Ａと予備回線＃Ｂとで、切り替え要因発生時に疎通させる信号の種別、別言すると、予約設定対象のリソース種別が同じ場合の予約設定範囲を例示している。リソース種別が同じであれば、事前シグナリングによって、信号入力部２１、信号出力部２３、装置制御部２４及びＧＭＰＬＳ制御部２５において予約設定が実施される。

これに対して、図１０は、予備回線＃Ａと予備回線＃Ｂとで予約設定対象のリソース種別が異なる可能性がある場合の予約設定範囲を網掛けで示している。例えば、光交換のように、予備回線＃Ａと予備回線＃Ｂとで、疎通する信号光の特性に相違があることがある。信号光の特性に相違がある場合の一例としては、同じ波長でも異なる変調方式で変調された信号光が疎通する場合が挙げられる。

このように、予備回線＃Ａと予備回線＃Ｂとで予約設定対象のリソース種別が異なる可能性がある場合、信号入力部２１や信号出力部２３は、事前シグナリングによる予約設定の対象にならない。

なお、図８及び図１１に例示したシグナリング及び事前シグナリングにおいて、始点ノード２は、当該始点ノード２、終点ノード２及び中継経路を識別する情報を設定したパスメッセージを送信する。識別情報は、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）の標準規格であるＲＦＣ（Requests For Comments）３２０９やＲＦＣ３４７１、ＲＦＣ３４７３で規定されているオブジェクト（フィールド）に設定可能である。

非限定的な一例を示すと、始点ノード２の識別情報は、“LSP TUNNEL IPv4 Sender Template”と称されるオブジェクト（図３０参照）の“IPv4 tunnel sender address”に設定されてよい。終点ノード２の識別情報は、“LSP TUNNEL IPv4 Session”と称されるオブジェクト（図３１参照）の“IPv4 tunnel end point address”に設定されてよい。中継経路の識別情報は、“Explicit Route”と称されるオブジェクトに設定されてよい。なお、中継経路は、中間ノード（「中継ノード」と称してもよい）２の識別情報を用いて識別されてよい。

識別情報には、インターネットプロトコル（ＩＰ）のアドレス情報（ＩＰアドレス）を用いてよい。上記の各オブジェクトは、インターネットプロトコルバージョン４（ＩＰｖ４）のネットワークに対応するオブジェクトである。インターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）のネットワークであれば、“ＩＰｖ６”に対応するオブジェクトを用いてよい。

中間ノード２は、ＩＥＴＦ標準の規定通りに動作すると、受信したパスメッセージの“Explicit Route”オブジェクトから、パスメッセージの次転送先ノード（「ネクストホップ」と称してもよい）２を識別する。“Explicit Route”オブジェクトは、終点ノード２までに経由する１又は複数の中継ノード２のアドレスを１つ１つサブオブジェクトとして管理している。

したがって、中間ノード２は、“Explicit Route”オブジェクトの先頭のサブオブジェクトを抽出し、抽出したサブオブジェクトに設定されているアドレスによって識別されるノード２を、受信したパスメッセージのネクストホップと判定、決定する。

そして、中間ノード２は、“Explicit Route”オブジェクトを再生成し、決定したネクストホップ２に対応するサブオブジェクトを除いた“Explicit Route”オブジェクトを受信したパスメッセージに組み込んでネクストホップへ転送する。ＲＦＣ３２０９等のＩＥＴＦ標準規格では、中継ノード２は、パスメッセージ及び予約メッセージの処理において始点ノード２や終点ノード２を意識しなくてよい。したがって、中継ノード２は、パスの始点及び終点ノードがいずれのノード２であるかを学習しなくてよい。

非ＳＭＮでの１＋１プロテクション技術では、現用回線及び予備回線のいずれについても予約メッセージの処理後に信号疎通設定が実施される。予備回線の信号疎通設定が完了しているため、予備回線に障害が発生したとしても、予備回線の始点及び終点ノードは、当該障害の発生を検知できる。

例えば図１２に示すように、非ＳＭＮにおいて、ノード＃９−ノード＃１０間で例えばダウンストリーム方向に信号光を伝送する光伝送路（光ファイバ）の切断が発生したとする。この場合、例えばノード＃１０において、ダウンストリーム（終点ノード＃４）への信号喪失（ＬＯＳ）が検出される。

ＬＯＳを検出したノード＃１０は、検出したＬＯＳに対応したＲＦＩ（Remote Failure Indication）や主信号のＡＩＳ（Alarm Indication Signal）等のアラーム信号によって、データプレーンの障害発生を始点ノード＃１及び終点ノード＃４に通知する。例えば、中間ノード＃１０は、例えばアップストリーム方向の光伝送路を通じて、始点ノード＃１に対してアラーム信号を送信する。また、中間ノード＃１０は、ダウンストリーム方向の光伝送路を通じて、終点ノード＃１０にアラーム信号を送信する。これにより、始点ノード＃１及び終点ノード＃４は、予備回線の障害発生を検知できる。

これに対し、ＳＭＮでは、予備回線が経由するノード２において事前シグナリングによってリソースの予約設定は行なわれるものの、信号疎通設定は完了していないため、予備回線の障害発生を始点及び終点ノード２に通知することができない。例えば図１３に示すように、ノード＃９，＃１０及び＃１１において現用回線＃Ａの予備回線＃Ａと現用回線＃Ｂの予備回線＃Ｂとがシェアされる場合を想定する。

この場合、図９及び図１０にて既述のとおり、予備回線＃Ａ及び＃Ｂについての信号疎通設定は未完了である。この状態で例えばノード＃９−＃１０間の光伝送路が切断されて、ＬＯＳがノード＃１０で検出されても、検出したＬＯＳに対応するアラーム信号を始点ノード＃１及び終点ノード＃４へデータプレーンを使って送信できない。

制御プレーンやＧＭＰＬＳプロトコルについては、ＩＥＴＦ標準規格のＲＦＣ３４７３等において、「通知メッセージ（Notify Message）」と呼ばれる、任意のノードとの間でメッセージを送受信する方法が規定されている。

しかし、ＩＥＴＦ標準規格に従ったプロトコル（例えば、ＲＦＣ３２０９やＲＦＣ３４７１、ＲＦＣ３４７３等）では、中間ノード２は、始点及び終点ノード２に関する情報（例えば、ＩＰアドレス等の識別情報）を管理しなくてよい。

そのため、図１２に例示したように中間ノード＃１０で障害を検出しても、当該中間ノード＃１０は、通知メッセージの宛先ノード（始点及び終点ノード）２を識別できず、通知メッセージを送信することができない。したがって、ＳＭＮでは、中間ノード＃１０で予備回線の障害が検出されており「予備回線が使えない状態である」という情報を始点ノード（及び終点ノード）に通知する手段がない。

（障害検出通知）
本実施形態では、ＳＭＮにおいて中間ノード２が検出した障害情報を始点及び終点ノード２に通知可能にするために、例えば図１４のフローチャートに示される処理（関連付け処理）を、予備回線の事前シグナリングの段階で中間ノード２において実施する。関連付け処理は、例えば、図７に例示した関連付け処理部２６１によって実施される。

また、障害発生時には、例えば図１４のフローチャートに示される処理（障害検出通知）を、障害を検出した中間ノード（以下「障害検出ノード」と称することがある。）２において実施する。障害検出通知は、例えば、図７に例示した通知部２６４によって実施される。

既述のように、ＧＭＰＬＳプロトコルでは、事前シグナリング時に、中間ノード２は、受信したパスメッセージの“Explicit Route”オブジェクトを参照して、当該パスメッセージのネクストホップを決定する。

本実施形態では、このパスメッセージを処理する際に、パスメッセージに含まれている、始点及び終点ノード２の各識別情報と、パスメッセージの受信に応じて予約設定したリソースと、を関連付けて、中間ノード２において記憶しておく。

図２５に、関連付けた情報をテーブル形式のデータ（「関連付け管理テーブル」と称してよい。）として記憶、管理する例を示す。図２５に示す関連付け管理テーブル２０１では、例示的に、リソースを予約設定した予備回線のコネクション識別子（ＩＤ）単位で、始点ノード２のＩＰアドレスと、終点ノード２のＩＰアドレスと、を関連付けて記憶、管理する。なお、コネクションＩＤは、トンネルＩＤと等価であってよい。

当該関連付け処理は、例示的に、図１４の処理Ｐ１１、処理Ｐ１２のＹｅｓルート、及び、処理Ｐ１３によって示される。なお、パスメッセージの受信処理に失敗した場合、中間ノード２は、関連付け処理を実施せずに処理を終えてよい（処理Ｐ１２のＮｏルート）。上記の関連付け処理された情報は、「関連付け情報」と称してよい。

事前シグナリングにＲＳＶＰ−ＴＥを用いる場合、関連付け情報の情報要素である、始点ノード２の識別情報は、受信したパスメッセージの“LSP_TUNNEL_IPv4 Sender Template”に設定されているアドレスであってよい。また、終点ノードの識別情報は、パスメッセージの“LSP_TUNNEL_IPv4 Session”に設定されているアドレスであってよい。

中間ノード２は、図１５に例示するように、予約設定したリソースに障害が発生したことを検出すると（処理Ｐ２１）、該当リソースを識別（抽出）し（処理Ｐ２２）、識別したリソースをキーにして関連付け情報を参照する。

そして、障害検出ノード２は、関連付け情報から当該リソースに対応する始点及び終点ノード２の識別情報を取得する。障害検出ノード２は、取得した識別情報のそれぞれを宛先情報に含む始点及び終点ノード２宛の通知メッセージをそれぞれ生成し、生成した通知メッセージを始点及び終点ノード２宛にそれぞれ送信する（処理Ｐ２３のＹｅｓルートから処理Ｐ２４）。

通知メッセージには、図２９に例示するように、ＲＦＣ３２０９やＲＦＣ３４７４に規定の通知メッセージに付与されるオブジェクトの１つである“ERROR SPEC”オブジェクトに格納される値（例えば、“Error Code”）を拡張したメッセージを用いてよい。

例えば、“Error Code”＝１で、障害発生（Admission Control Failure）を表示してよい。あるいは、“ERROR SPEC”オブジェクトに格納される障害情報がユーザ定義の情報であることを示す“Error Code”＝３３（User Error Spec）に設定し、“ERROR SPEC”オブジェクトに、ユーザ定義の障害の詳細情報を格納するようにしてもよい。

このような通知メッセージにより、障害検出したリソースを利用する予定のパスの始点及び終点ノード２に、障害検出情報が通知される。なお、処理Ｐ２２においてリソースが抽出できなかった場合（処理Ｐ２３でＮｏの場合）、障害検出ノード２は、通知メッセージは送信せずに処理を終えてよい。

なお、図１３に例示したノード＃９やノード＃１０のように、１つのリソースを複数の予備回線でシェアしている可能性がある。そのため、障害検出ノード２は、複数の予備回線について予約設定されているリソースのすべてについて上述の識別（抽出）処理を繰り返す。通知メッセージの宛先は、同じリソースを予約設定したすべての回線の始点及び終点ノード２となる。

なお、通知メッセージを受信した始点ノード２（例えば図１３のノード＃１及び＃５）は、図２４のフローチャートにより後述する処理（予備回線の再設定処理）を実施してよい。例えば、始点ノード２は、受信した通知メッセージによって示される障害内容によって予備回線の再設定の要否を判断してよい。

例えば、障害内容が光ファイバの切断等の物理的障害であれば、障害復旧までに時間がかかると予想されるので、始点ノード２は、予備回線の再設定を実施した方が良いと判断する。

一方、障害内容が、例えば、ノード２やＣＰＵのリスタート等に伴う一時的な障害であると判断可能な場合、始点ノード２は、予備回線の再設定は不要であると判断してよい。

なお、図２４に例示する処理は、図７に例示した制御部２６によって実施されてよい。

（予備回線試験）
上述したように、事前シグナリングの段階で検出可能な障害であれば、始点及び終点ノード２への障害検出通知が可能であり、始点及び終点ノード２は、予備回線の障害発生の有無を確認できる。

しかし、回線品質の劣化等、障害発生と判断されるレベルではないが信号品質としては懸念される状態や、シェアされている予備回線において予期しない事象が発生している状態等では、通知メッセージは始点及び終点ノード２に送信されない。そのため、始点及び終点ノード２は、そのような状態（以下「準障害状態」と称してもよい。）を確認することができない。

そこで、本実施形態では、以下に説明するように、例えば定期的に予備回線を試験して、予備回線の健全性を保障できるようにする。予備回線の試験は、例示的に、図１６のフローチャートに従って実施される。図１６のフローチャートに示される処理（予備回線試験処理）は、例示的に、始点ノード２（図７に例示した試験処理部２６５）において実施してよい。

図１６に例示するように、始点ノード２は、既述のように予備回線に対する事前シグナリングを実施して予備回線の回線設定（リソース予約設定）を行なう（処理Ｐ３１）。事前シグナリングによる予備回線の回線設定が成功すれば、始点ノード２は、例えば回線設定の実施日を示す情報を、試験合格日を示す情報として記憶（登録）する（処理Ｐ３２）。

実施日（試験合格日）を示す情報は、例示的に、年、月、日、時刻を表す日時情報であってよい。日時情報は、試験実施情報として、例示的に、図７に示した記憶部２６２に記憶されてよい。図２６に、試験実施情報を例えばテーブル形式のデータ（「試験実施情報管理テーブル」と称してよい。）として記憶する例を示す。図２６に示す試験実施情報管理テーブル２０２では、例示的に、予備回線のコネクションＩＤ（又はトンネルＩＤ）の別に、試験合格日の年（ＹＹＹＹ）、月（ＭＭ）、日（ＤＤ）、時（ＨＨ）、及び、分（ＭＭ）を記憶、管理する。

その後、始点ノード２は、予備回線の健全性を確認したいタイミングや周期（間隔）に応じた時間を計時する試験起動タイマを設定する（処理Ｐ３３）。試験起動タイマは、例示的に、装置制御部２４やＧＭＰＬＳ制御部２５の一機能として具現される。始点ノード２は、試験起動タイマを監視し（処理Ｐ３４、処理Ｐ３５のＮｏルート）、試験起動タイマのタイムアウトの検出をトリガに、予備回線の試験処理を起動、開始する（処理Ｐ３５のＹｅｓルートから処理Ｐ３６）。

予備回線の試験処理は、例示的に、図１７に示すフローチャートに従って実施される。例えば、始点ノード２は、ＩＥＴＦ標準規格に従って、事前シグナリングによってパスメッセージと予約メッセージとを予備回線を通じて送受信する。事前シグナリングの予約メッセージの受信後、始点ノード２は、試験開始を示す信号（以下「試験開始信号」と称することがある。）及びその応答信号（以下「試験開始応答信号」と称することがある。）を、予備回線を通じて送受信する。

試験開始信号には、例示的に、試験開始を示す情報を含むパスメッセージ（以下「試験用パスメッセージ」と称することがある。）を用いてよい。また、試験開始応答信号には、試験開始応答であることを示す情報を含む予約メッセージ（以下「試験用予約メッセージ」と称することがある。）を用いてよい。

試験用パスメッセージは、始点ノード２において生成され、試験用予約メッセージは、終点ノード２において生成される。試験用パスメッセージ及び試験用予約メッセージは、ノード２の装置制御部２４やＧＭＰＬＳ制御部２５によって生成されてよい。

なお、試験用パスメッセージには、例示的に、「試験開始指示」、「試験中」、「試験解除指示」のそれぞれを示す情報（フラグ情報と称してもよい）や、「前回の試験実施日」を示す情報を含めてよい。これらの情報は、パスメッセージの属性情報と称してよい。

属性情報は、ＲＦＣ３２０９やＲＦＣ３４７４に規定のパスメッセージに付与される（オプション）オブジェクトの１つとして設定してよい。例えば図２７に示すように、新たに「試験状態（TEST STATUS）」オブジェクトを規定し、当該オブジェクトにおいて、試験のフラグ情報（Test Indication）や、試験実施日時（年月日分；例えば２０１３年９月１５日１７時４１分等）を示す情報を設定してよい。“Test Indication”は、例示的に、「０」で「ＯＮ」（試験開指示又は試験中）を示し、「１」で「ＯＦＦ」（試験解除指示又は非試験中）を示す、設定としてよい。

試験用パスメッセージに対する応答である試験用予約メッセージについても、試験用パスメッセージと同様に、例えば図２８に示すように、新たに「試験状態（TEST STATUS）」オブジェクトを規定してよい。当該オブジェクトに、試験のフラグ情報（Test Indication）や、試験実施日時を示す情報を設定してよい。

予備回線の始点、終点、及び、中間の各ノード２は、いずれも、属性情報の例えば「試験中」を示す情報、及び、「前回の試験実施日」を示す情報を試験対象の回線単位に記憶しておいてよい。これらの属性情報を基に、後述する予備回線試験の競合調停が可能になる。

始点ノード２は、試験用パスメッセージを予備回線へ送信し（処理Ｐ４１）、試験用予約メッセージが所定時間内に受信されるか否かを監視する（処理Ｐ４２及び処理Ｐ４３）。

所定時間内に試験用予約メッセージを受信すれば（処理Ｐ４３でＹｅｓの場合）、始点ノード２は、試験信号の予備回線への送信を開始して当該試験信号のループバック信号を監視（モニタ）する（処理Ｐ４４）。ループバック信号は、後述するように試験信号を受信した終点ノード２でのループバック制御によって始点ノード２に折り返される信号の一例である。始点ノード２は、ループバック信号のモニタ結果を基に試験結果の診断処理（図２０により後述）を実施する（処理Ｐ４５）。

始点ノード２は、このように試験信号のループバック信号をモニタすることで、予備回線の状態（回線品質等）を測定することが可能となる。なお、試験信号には、例示的に、擬似ランダムビットシーケンス（pseudo-random bit sequence：ＰＲＢＳ）を用いてよい。試験信号は、例えば図６に示した試験信号生成部２３１にて生成される。試験信号は、信号出力部２３から送信される主信号に重畳されてもよい。

一方、所定時間内に試験用予約メッセージが受信されない場合（処理Ｐ４３でＮｏの場合）、始点ノード２は、例示的に、試験失敗処理の一例として再試験処理（図２３により後述）を実施する（処理Ｐ４６）。

なお、予備回線の中間ノード２は、ＩＥＴＦ標準規格の規定どおりに（試験用）パスメッセージ及び（試験用）予約メッセージを処理してよい。すなわち、中間ノード２は、メッセージに設定された宛先ノード２の識別情報を基にネクストホップ２を決定し、受信したメッセージを決定したネクストホップへ転送する。

終点ノード２では、受信した試験信号のループバック制御を始点ノードの指示に従って実施する。ループバック制御の一例を図１８に示す。図１８に例示するループバック制御は、図７に例示した制御部２６によって実施してよい。

終点ノード２は、試験用パスメッセージを受信すると（処理Ｐ５１）、受信したパスメッセージに試験開始指示が設定されているか否かを確認する（処理Ｐ５２）。試験開始指示が設定されていれば（処理Ｐ５２でＹｅｓの場合）、終点ノード２は、試験対象の回線設定（リソース予約設定）がなされている該当の信号送信部２３と信号受信部２１とがループバック接続されるように、回線交換部２２を設定する（処理Ｐ５３）。

一方、受信したメッセージに試験開始指示が設定されていなければ（処理Ｐ５２でＮｏの場合）、終点ノード２は、当該メッセージに試験終了指示が設定されているか否かを確認する（処理Ｐ５４）。試験終了指示が設定されたメッセージは、パスティアメッセージ（Path Tear Message）と称してよい。

受信したメッセージがパスティアメッセージであれば（処理Ｐ５４でＹｅｓの場合）、終点ノード２は、回線交換部２２のループバック設定を解除する（処理Ｐ５５）。受信したパスメッセージがパスティアメッセージでなければ（処理Ｐ５４でＮｏの場合）、終点ノード２は、処理を終えてよい。

なお、試験用予約メッセージを受信した中間ノード２及び始点ノード２は、対象の回線が試験中の予備回線であることを認識し、不要なアラームを発信しないようにコントロールしつつ、回線設定（リソース予約設定）を実施する。

例えば図１９中に（３）及び（４）で示すように、試験用予約メッセージを受信した中間ノード２及び始点ノード２は、予備回線試験に関係のないＯＡＭ機能を起動しない。なお、図１９中の（１）及び（２）は、それぞれ、図１７に例示した始点ノード２での処理Ｐ４１、及び、図１８に例示した終点ノード２での処理Ｐ５３に対応する。

（試験結果診断処理）
始点ノード２は、図１７に例示した試験結果診断処理（Ｐ４５）の一例として、図２０のフローチャートに示される処理を実施する。図２０に例示する試験結果診断処理は、図７に例示した制御部２６によって実施されてよい。

例えば、始点ノード２は、ＰＲＢＳ等の試験信号を試験対象の予備回線へ送信し、当該予備回線の終点ノード２でループバックされて戻ってくる信号の監視を開始する（処理Ｐ６１）。その際、始点ノード２は、試験期間タイマによる所定の試験期間のカウントをスタートしてよい。試験期間タイマは、装置制御部２４やＧＭＰＬＳ制御部２５の一機能として具現されてよい。

ループバック信号の監視では、例えば、エラー数やパスエラー、装置故障、光ファイバの切断等の、回線状態を示すパラメータを監視する（処理Ｐ６２）。始点ノード２は、パラメータに問題が生じない限り（処理Ｐ６３でＮｏと判定される場合）、試験期間タイマが満了するまで（処理Ｐ６４の後、処理Ｐ６５でＹｅｓと判定されるまで）、ループバック信号の監視を継続する。なお、監視中のパラメータに問題が生じた場合（処理Ｐ６３でＹｅｓの場合）、始点ノード２は、図２３により後述する試験失敗処理（再試験）を実施する（処理Ｐ６９）。

パラメータに問題が生じないまま、試験期間タイマが満了し（処理Ｐ６５でＹｅｓの場合）、かつ、例えばモニタしたエラー数が所定の基準値以下であれば、始点ノード２は、予備回線に問題がない（試験合格）と判定する。試験合格と判定すると、始点ノード２は、例えば、記憶部２６２等に記憶している試験実施情報を、試験合格と判定した時点の日時情報に更新する（処理Ｐ６６）。試験期間タイマが満了していなければ（処理Ｐ６５でＮｏの場合）、始点ノード２は、処理Ｐ６２以降の処理に戻る。

その後、始点ノード２は、予備回線の試験終了処理を実施し（処理Ｐ６７）、次の試験の起動タイミングを規定する試験起動タイマを設定する（処理Ｐ６８）。試験終了処理（Ｐ６７）において、始点ノード２は、試験解除フラグ情報を設定したパスティアメッセージを生成し、当該パスティアメッセージを、試験が終了した予備回線へ送信（シグナリング）する（図２１の（１）参照）。

パスティアメッセージを受信した、予備回線の中間ノード２及び終点ノード２は、それぞれ、試験のための設定を解除し、以前の事前シグナリングされた状態へ戻す処理を実施する（図２１の（２）及び（３）参照）。

（予備回線試験の競合調停）
予備回線の試験中に、競合が生じるケースがある。非限定的な一例として、以下の３つのケースが考えられる。

（１）同じスパンで複数の予備回線が試験対象になった場合
（２）或る予備回線の試験中に、当該予備回線を利用する予定の現用回線に障害が生じて当該現用回線を救済するためのシグナリング処理が実行される場合
（３）試験対象の予備回線が、他の現用回線を救済するための予備回線として既に使われていた場合

上記の（１）及び（２）のケースについての競合調停の一例を図２２に示す。図２２に例示する競合調停は、予備回線の始点、中間、及び、終点の各ノード２において自律的に実施される。当該競合調停は、例示的に、図７に示した制御部２６の試験処理部２６５によって実施されてよい。

始点、中間、及び終点のいずれのノード２も、一度、試験が始まると、予備回線試験中の状態に遷移する。予備回線試験中への状態遷移は、例示的に、試験用パスメッセージ及び試験用予約メッセージを処理したことをもって生じる。

ノード２は、予備回線試験中の状態において（処理Ｐ７１）、他の予備回線に対するパスメッセージを受信するか否かを監視する（処理Ｐ７２のＮｏルート）。パスメッセージを受信すると（処理Ｐ７２でＹｅｓの場合）、ノード２は、受信したパスメッセージが、障害の生じた現用回線を試験中の予備回線によって救済するためのシグナリングであるか否かを確認する（処理Ｐ７３）。

受信したパスメッセージが現用回線救済のためのシグナリングであれば（処理Ｐ７３でＹｅｓの場合）、ノード２は、試験中の予備回線を障害の生じた現用回線のために明け渡す（処理Ｐ７６）。

例えば、ノード２は、図２１に例示したように、試験中の予備回線に対してパスティアメッセージ及びパスエラーメッセージを送信し、予備回線試験中状態を解除して、以前の事前シグナリングされた状態へ戻す処理を実施する。パスティアメッセージ及びパスエラーメッセージを受信したノード２においても、同様にして、予備回線試験中状態が解除される。ノード２は、予備回線試験中状態を解除すると、障害の生じた現用回線を救済するための予備回線の設定を行なう。

一方、処理Ｐ７３において、受信したパスメッセージが現用回線救済のためのシグナリングでなければ（処理Ｐ７３でＮｏの場合）、ノード２は、受信したパスメッセージが試験用パスメッセージであり、当該メッセージによる試験対象の予備回線が試験中の予備回線よりも長い時間、試験されていない回線であるか否かを確認する（処理Ｐ７４）。新たな試験対象の予備回線が試験中の予備回線よりも長い時間、試験されていない回線であるか否かは、例えば既述の試験実施情報に基づいて確認可能である。

新たな試験対象の予備回線が試験中の予備回線よりも長い時間、試験されていない回線であれば（処理Ｐ７４でＹｅｓの場合）、ノード２は、試験中の予備回線を新たな試験対象の予備回線の試験に明け渡す（処理Ｐ７６）。すなわち、ノード２は、試験中の予備回線に対してパスティアメッセージ及びパスエラーメッセージを送信し、予備回線試験中状態を解除して、以前の事前シグナリングされた状態へ戻す処理を実施する。パスティアメッセージ及びパスエラーメッセージを受信したノード２においても、同様にして、予備回線試験中状態が解除される。ノード２は、予備回線試験中状態を解除すると、新たな試験対象の予備回線についての試験設定を実施する。

このように、試験中の予備回線で現用回線を救済すべき場合や、試験中の予備回線よりも未試験期間の長い他の予備回線が試験される場合、ノード２は、試験中の予備回線を現用回線の救済あるいは他の予備回線の試験に明け渡す。

これらのケースに該当しない場合（処理Ｐ７３及びＰ７４でいずれもＮｏの場合）、ノード２は、試験中の予備回線の試験を継続する（処理Ｐ７５）。

なお、予備回線試験中状態を解除したノード２は、図２３又は図２４により後述する予備回線の試験失敗処理を実施してよい（処理Ｐ７７）。

また、上述した例では、複数の予備回線の試験が競合した場合、処理Ｐ７４に例示したように、競合調停のパラメータ（ポリシーあるいは優先度と称してもよい。）の一例として未試験期間を用いているが、競合調停に用いるパラメータは、これに限られない。

例えば複数の予備回線をグループ化してグループに対してランク（優先順位）を設定しておき、グループのランクを比較することで、競合調停を行なうようにしてもよい。

なお、既述の３つのケースのうちの３番目のケース（試験対象の予備回線が、他の現用回線を救済するための予備回線として既に使われていた場合）では、救済動作の方が試験よりも優先される。そのため、ノード２は、予備回線のパスメッセージを処理しないでよい。

当該ケースにおける競合発生ノード２は、例えばＩＥＴＦ標準規格のＧＭＰＬＳプロトコルで規定されている動作に従い、受信した試験用パスメッセージに対してパスエラーメッセージを返信する。パスエラーメッセージを受信した中継ノード２及び始点ノード２は、予備回線の試験のために変更した設定を、事前シグナリングされたときの状態に戻す。

（試験失敗処理）
始点ノード２は、試験に失敗した予備回線の再試験を実施してよい。再試験は、試験失敗から或る時間だけ待機してから実施してよい。再試験までの待機時間は、所定の時間でもよいし、失敗回数に基づいて適応的に決定（調整）してもよい。例えば、イーサネット（登録商標）で利用されている“Truncated Binary Exponential Backoff”と呼ばれるアルゴリズムを利用し、試験の失敗回数を考慮して待機時間を決定するようにしてよい。

図２３に、このような待機時間の決定処理を含む試験失敗処理の一例を示す。図２３に例示する処理は、例えば始点ノード２の制御部２６（図７参照）によって実施されてよい。

図２３に例示するように、始点ノード２は、予備回線試験中状態を既述のように解除すると（処理Ｐ８１）、試験失敗回数をカウントするカウンタ（図示省略）のカウント値を１つインクリメントする（処理Ｐ８２）。なお、カウント値の初期値は、例えば０である。

そして、始点ノード２は、例えば上述したアルゴリズムに従い、試験失敗回数のカウント値に基づいて再試験までの待機時間を決定し、待機時間が経過するまで待機する（処理Ｐ８３、処理Ｐ８４のＮｏルート）。待機時間が経過すると（処理Ｐ８４でＹｅｓの場合）、始点ノード２は、図１７に例示した処理に従って、試験に失敗した予備回線の再試験を実施し（処理Ｐ８５）、カウンタのカウント値を初期化する（処理Ｐ８６）。

（予備回線の再設定処理）
上述した予備回線の試験において、予備回線が使用不能な状態にあると判定される場合、始点ノード２は、代替の予備回線を設定してよい。予備回線が使用不能な状態とは、例示的に、予備回線の試験において、予備回線の健全性に問題がある（予備回線の障害発生を含む。）と判定される状態や、予備回線が他の回線の救済のために使用できなくなった状態等を含んでよい。

例えば、始点ノード２は、図２４のフローチャートに例示する、予備回線の再設定処理を実施してよい。図２４に例示する処理は、例示的に、始点ノード２の制御部２６（図７参照）によって実施されてよい。

図２４に例示するように、始点ノード２は、予備回線の試験の結果、当該予備回線が使用不能な状態にあると判定すると（処理Ｐ９１）、代替の予備回線の経路計算を行なう（処理Ｐ９２）。

そして、始点ノード２は、経路計算により新たに求めた予備回線に対して、図１１に例示したごとく、事前シグナリングを実施する（処理Ｐ９３）。事前シグナリングが成功すれば（処理Ｐ９４でＹｅｓの場合）、始点ノード２は、使用不能な状態にあると判定した予備回線に対して例えばパスティアメッセージを送信して予備回線の設定を解除する（処理Ｐ９５）。なお、代替の予備回線に対する事前シグナリングに失敗した場合（処理Ｐ９４でＮｏの場合）、始点ノード２は、事前シグナリングが成功する予備回線が見つかるまで（処理Ｐ９４でＹｅｓと判定されるまで）、代替の予備回線の経路計算を繰り返し実施してよい。

以上のように、上述した実施形態によれば、ＳＭＮにおいて、事前シグナリング状態であり、かつ、複数の現用回線でシェアされている予備回線に生じた障害を、関係する始点及び終点ノード２へ通知することができる。

別言すると、１＋１や１：１プロテクションのようには始点及び終点ノード２が必ずしも一意に定まらないＳＭＮにおいて、予備回線の中間ノード２で検出した障害を、当該予備回線をシェアする各現用回線の始点及び終点ノード２へ通知することができる

したがって、始点及び終点ノード２は、当該通知に応じて、障害の生じた予備回線の代替となる新たな予備回線を設定することが可能となる。よって、現用回線に障害が生じて予備回線に切り替えてみて初めて当該予備回線に障害が生じていることを始点及び終点ノード２が認識できるような事態を防止できる。別言すれば、始点及び終点ノード２は、障害が生じていて使えない予備回線に現用回線を切り替えるような無駄な動作をしなくてよい。

また、始点ノード２は、事前シグナリングされ待機している（別言すると、回線設定されていない）予備回線の健全性を試験（確認）することができるので、健全性を保証可能な予備回線に限って、障害の生じた現用回線の救済に用いることができる。試験の結果、健全性の確認がとれない予備回線が存在する場合には、始点ノード２は、代替の予備回線の設定を実施することが可能である。したがって、ＳＭＮの信頼性向上を図ることができる。

また、或る予備回線の試験中に、他の予備回線の試験との競合が生じても、競合の調停が実施されるので、試験されない予備回線が生じることを抑制して、各予備回線の試験を確実に実施することができる。

更に、予備回線の試験中に、当該予備回線を利用予定の現用回線に障害が生じると、当該現用回線の救済処理が優先されるように、予備回線の試験が調停されるので、障害の生じた現用回線の救済処理が予備回線の試験に妨げられるようなことがない。したがって、障害の生じた現用回線を確実に救済することができ、ＳＭＮの信頼性向上を図ることができる。

また、上述した実施形態では、始点及び終点ノード２に対する障害通知処理や予備回線の試験処理（既述の競合調停を含んでよい。）を、ＧＭＰＬＳプロトコルを利用して実施する。そのため、これらの処理に関わる負荷を、関連する各ノード２に分散することができる。したがって、これらの処理をＮＭＳ等によって集中的に制御しようとした場合の、処理の負荷増大や複雑化を回避できる。

１ ネットワーク（ＳＭＮ）
２ 伝送装置
２１ 信号入力部
２２ 回線交換部
２３ 信号出力部
２３１ 試験信号生成部
２４ 装置制御部
２５ ＧＭＰＬＳ制御部
２６ 制御部
２６１ 関連付け処理部
２６２ 記憶部
２６３ 障害検出部
２６４ 通知部
２６５ 試験処理部
５ 端末
６ 通信装置
２０１ 関連付け管理テーブル
２０２ 試験実施情報管理テーブル

Claims (10)

1. 現用回線の始点ノード及び終点ノードと、
   前記現用回線に対する予備回線が経由する中間ノードであって前記予備回線の利用予約設定がなされる中間ノードと、を備え、
   前記中間ノードは、
   前記利用予約設定のために前記始点ノードから前記予備回線を通じて前記終点ノード宛に送信されるシグナリングメッセージに含まれる、前記始点ノード及び前記終点ノードの識別情報を関連付け情報として記憶し、
   前記予備回線の障害検出に応じて、前記関連付け情報を参照して前記始点ノード及び前記終点ノードの識別情報を取得し、取得した前記識別情報によって識別される宛先へ障害検出通知を行ない、
   前記始点ノードは、前記利用予約設定がなされた前記予備回線を通じて、前記終点ノードとの間で、前記予備回線を試験するための信号を送受信し、
   前記ノードのそれぞれは、前記予備回線の試験中に、当該試験中の予備回線を利用予約設定した現用回線に障害が生じると、当該試験中の予備回線に対してパスティアメッセージ及びパスエラーメッセージを送信し、予備回線試験中状態を解除して試験中の予備回線を障害の生じた現用回線のために明け渡す処理を行ない、当該予備回線の試験を停止して当該予備回線を現用回線に設定する処理を行なう、通信システム。
2. 前記予備回線は、第１の現用回線である前記現用回線と、第２の現用回線と、にシェアされる回線であり、
   前記中間ノードは、
   前記第１及び第２の現用回線のそれぞれについて、前記識別情報の記憶と前記通知とを実施する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記ノードのそれぞれは、第１の予備回線である前記予備回線に対する前記試験と、前記中間ノードを経由する第２の予備回線に対する試験と、の競合を所定のポリシーに従って調停する、請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記ポリシーは、前記第１及び第２の予備回線のうち、未試験期間の長い方の予備回線の試験を優先するポリシーである、請求項３に記載の通信システム。
5. 前記試験は、ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-protocol Label Switching）プロトコルのメッセージを用いて実施される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
6. 前記中間ノードは、
   前記現用回線に障害が発生すると、前記利用予約設定のために前記始点ノードから前記予備回線を通じて前記終点ノード宛に前記シグナリングメッセージを送信する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信システム。
7. 現用回線に対する予備回線が経由するノードであって、
   前記予備回線の利用予約設定のために前記現用回線の始点ノードから前記予備回線を通じて前記現用回線の終点ノード宛に送信されるシグナリングメッセージを受信する受信部と、
   前記受信部で受信した前記シグナリングメッセージに含まれる、前記始点ノード及び前記終点ノードの識別情報を関連付け情報として記憶する記憶部と、
   前記予備回線の障害検出に応じて、前記関連付け情報を参照して前記始点ノード及び前記終点ノードの識別情報を取得し、取得した前記識別情報によって識別される宛先へ障害検出通知を行なう通知部と、
   前記予備回線を通じて前記始点ノードと前記終点ノードとの間で伝送される、前記予備回線を試験するための信号を処理する処理部と、を備え、
   前記処理部は、
   前記予備回線の試験中に、当該試験中の予備回線を利用予約設定した現用回線に障害が生じると、当該試験中の予備回線に対してパスティアメッセージ及びパスエラーメッセージを送信し、予備回線試験中状態を解除して試験中の予備回線を障害の生じた現用回線のために明け渡す処理を行ない、当該予備回線の試験を停止して当該予備回線を現用回線に設定する処理を行なう、ノード。
8. 前記処理部は、
   第１の予備回線である前記予備回線に対する前記試験と、前記ノードを経由する第２の予備回線に対する試験とが競合すると、所定のポリシーに従って前記競合を調停する、請求項７に記載のノード。
9. 前記ポリシーは、前記第１及び第２の予備回線のうち、未試験期間の長い方の予備回線の試験を優先するポリシーである、請求項８に記載のノード。
10. 前記処理部は、
    前記現用回線に障害が発生すると、前記利用予約設定のために前記始点ノードから前記予備回線を通じて前記終点ノード宛に前記シグナリングメッセージを送信する、請求項７〜９のいずれか１項に記載のノード。

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