JP5168499B2

JP5168499B2 - 通信ネットワークシステム及びパスの高信頼化方法

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Publication number: JP5168499B2
Application number: JP2009006878A
Authority: JP
Inventors: 晋哉石田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2029-01-15
Also published as: JP2010166328A

Description

本発明は、通信ネットワークシステム及びパスの高信頼化方法に関する。

データ通信トラヒックの増大に伴い、通信ネットワーク、その中でも中核部分に当たるトランスポートネットワークにおいて、信頼性の向上が重要となっている。トランスポートネットワークでは、データを送受信するノード間にトラヒック伝送用のパスを設定する。このパスが通過するノードやリンクに故障などが生じて通信不能になると、送受信ノード間においてデータを伝送できなくなる。その後は、他の通信可能なパスによって送受信ノード間を接続するまで通信できない。

トランスポートネットワークの信頼性は、通信中の送受信ノード間が通信不能になってから、再び通信可能になるまでにかかる時間、つまり、パスの障害回復時間を用いて表現できる。すなわち、パスの障害回復時間が短い方がネットワークの信頼性は高くなる。

パス障害回復方式は、プロテクション方式とリストレーション方式との２種類に分けられる。プロテクション方式は、通常のトラヒック伝送に用いる現用パスに対して、現用パスとは交わらないような代替パスを予め設定しておく。一方、リストレーション方式は、現用パスに障害が発生してから、代替パスを設定する。

プロテクション方式では、現用パスが使用不能になっても、使用するパスを現用パスから代替パスに切り替えるだけで障害から回復できる。しかし、現用パスに障害がないときも常に代替パスを維持するため、ネットワーク資源（リンクの帯域）の利用効率は悪くなる。そこで、パスに要求される信頼性のレベルに応じて、１＋１プロテクションとＭ：Ｎプロテクションが使い分けられる。

１＋１プロテクションでは、現用パスと代替パスの双方に同じトラヒックを流すことができる。従って、いずれかのパスが通信不能になっても、受信ノードにおいて信号を受信するパスを切り替えるだけで通信が回復する。このため非常に高速に障害から回復できる。しかし、１つの通信に対して２本のパスを確保するため、ネットワーク資源の利用効率は半減する。

一方、Ｍ：Ｎプロテクションでは、Ｍ本の代替パスをＮ本の現用パスで共有する（ＭとＮはＭ≦Ｎなる自然数）。現用パスが通信不能になった場合には、送受信ノードのそれぞれで、現用パスからＭ本ある代替パスのうちの１本へ切り替え処理を行う。送受信ノードにおいて切り替え処理が入る分、１＋１プロテクションに比べて、障害回復時間が長くなる。しかし、複数の現用パスで同じ代替パスを共有できるため、ネットワーク資源の利用効率は１＋１プロテクションに比べて良くなる。また、現用パスが通信可能なときは、代替パス上に信頼性が低くても構わないトラヒックを流せるため、さらにネットワーク資源の利用効率を高められる。

リストレーション方式では、現用パスが使用不能になってから、代替パスを設定するために送受信ノードだけでなく、中継ノードにおいても切り替え処理を行う。このため、障害回復にはパスを１本設定するのと同じだけの時間がかかる。代替パスの経路が予め決められていない場合は、経路計算の分だけさらに障害回復が遅れる。また、必要な帯域が空いていなければ、代替パスの設定に失敗し、代替パスの設定をやり直さなければならない。その一方で、代替パスが設定されていない分、プロテクション方式に比べてネットワーク資源の利用効率は高い。また、送受信ノードペアが異なる複数の現用パスで代替パス用のネットワーク資源を共有できるため、さらにネットワーク資源の利用効率を高められる。

プロテクション方式において１００％の障害回復を保証できるのは、ネットワーク内の単一障害（単一のノード又はリンクの障害）に対してである。つまり、２つ以上の障害が同時期にネットワーク内で発生した場合、送受信ノード間が通信可能であることは保証されない。プロテクション方式によってｋ重障害からの回復を１００％保証するには、１本の現用パスに対して、ｋ本の代替パスが必要となる（当欄において、ｋは２以上の整数とする。）。この場合、ｋ重障害から復旧可能になるものの、１＋１プロテクション方式ないし、Ｍ：Ｎプロテクション方式と同等の障害回復時間を要することになり、かつ、ネットワーク資源の利用効率はｋ分の１程度に低下する。

一方、リストレーション方式は任意の障害に対応し得るものの、十分な空き帯域がなければ、必ず障害回復できるとは限らない。政府や銀行など、ネットワーク利用者によっては、パスに対して非常に高い信頼性を要求されるので、ネットワークに多重障害が起きても１つのパスを高速かつ間違いなく障害回復できる仕組みが求められている。しかし、パスを提供するネットワーク事業者が、そのようなパスをコスト面で効率よく提供するための方法は、現時点で示されていない。

例えば、特開２００６−１３５６８６号公報（特許文献１参照）には、プロテクション方式に基づいて、複数のリンク障害に対するパスの回復方法が示されている。ただし、特許文献１における複数のリンク障害とは、複数のリンクが収容された管路に対して障害が発生することで、そこに収容されている複数のリンクが同時に使用不能となる場合に限定される。

特開２００６−３４００５８号公報（特許文献２参照）は、プロテクション方式を拡張し、ｋ重障害に対してパスを必ず回復できる方法を示している。しかし、この方法によると、１本のパスに対してｋ本の代替パスが必要となる。これはネットワーク資源の利用効率の観点からすると、非常に効率が悪い。

特開２００７−４９３３６号公報（特許文献３参照）には、プロテクション方式とリストレーション方式を組み合わせた、多重障害時に対するパスの復旧方法が示されている。しかし、この方法は、ｋ重障害に対して、プロテクション方式と同等の時間でパスを１００％障害回復できることを必ずしも保証するものではない。

特許第３９００１９４号公報（特許文献４参照）は、リストレーション方式を用いて多重障害からパスを回復する方法を開示している。しかし、ここでの多重障害とは多重リンク障害のみに限られ、多重ノード障害については未対応である。

特開２００６−１３５６８６号公報特開２００６−３４００５８号公報特開２００７−４９３３６号公報特許第３９００１９４号公報

以上のように、多重障害に対する障害回復システム及び方法は既にいくつか示されている。しかしながら、プロテクション方式並みに高速に障害回復できること、多重障害に対してもパスを回復できること、ネットワーク資源の利用効率が良いこと、の３つの特徴を兼備したシステム及び方法は皆無であるという問題点があった。

本発明の目的は、上述した課題である３つの特徴を兼備し得ることを解決する通信ネットワークシステム、及び、パスの高信頼化方法を提供することにある。

本発明の一つ目のアスペクトによる通信ネットワークシステムは、パスデータベースと、パス切替部とを具備する。パスデータベースは、一の現用パスと、代替パスで保護されている他の現用パスとを同じグループにグループ化するためのグループ化データを蓄積する。パス切替部は、一の現用パスに障害が発生したときに、グループ化データを参照し、一の現用パスと同じグループに属する他の現用パスの代替パスへの切り替えを行う。

本発明の二つ目のアスペクトによるパスの高信頼化方法は、第一の現用パスを設定することと、第二の現用パスを設定することと、保護することと、グループ化することと、切り替えを行うこととを具備する。第一の現用パスを設定することにおいては、通信ネットワークにおける送信ノードから受信ノードへ第一の現用パスを設定する。第二の現用パスを設定することにおいては、送信ノードから受信ノードへ第二の現用パスを設定する。保護することにおいては、第二の現用パスを代替パスで保護する。グループ化することにおいては、第一の現用パスと、第二の現用パスとを同じグループにグループ化する。切り替えを行うことにおいては、第一の現用パスに障害が発生したときに、第一の現用パスと同じグループに属する第二の現用パスの代替パスへのパスの切り替えを行う。

本発明によれば、プロテクション方式並みに高速に障害回復できること、多重障害に対してもパスを回復できること、ネットワーク資源の利用効率が良いことの３つの特徴を兼ね備え得る通信ネットワークシステム、及び、パスの高信頼化方法を提供することが可能になる。

第一の実施の形態において前提とするネットワークの基本的な構成図第一の実施の形態におけるノードの構成説明図送信ノードが受信するパス設定要求メッセージの説明図送信ノードが作成するパス設定要求メッセージの説明図パス削除要求メッセージの説明図障害発生前におけるパスの例を示す図障害発生前におけるトポロジデータベースの状態を説明する図障害発生前におけるパスデータベースの状態を説明する図１＋１プロテクションによる障害復旧後におけるパスの例を示す図１＋１プロテクションによる障害復旧でノードＮ６が行うスイッチング処理を説明する図多重障害復旧後におけるパスの例を示す図多重障害からの復旧でノードＮ６が行うスイッチング処理を説明する図多重障害発生時におけるトポロジデータベースの状態を説明する図多重障害発生時におけるパスデータベースの状態を説明する図多重障害復旧後におけるパスデータベースの状態を説明する図障害回復メッセージの説明図第二の実施の形態におけるノードの構成説明図

本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、一つ目の実施の形態において前提とするネットワークの基本的な構成図である。図１のネットワークは、ノードＮ１〜Ｎ６とリンクＬ１〜Ｌ８とを備える。図中、四角形で示されたノードＮ１〜Ｎ６は、スイッチング機能並びに、ノード間にパスを設定するための機能を持つ。実直線で示されたリンクＬ１〜Ｌ８は、ノード間を繋ぐもので、銅線、光ファイバなど、データを伝送するための媒体である。

図２に、ノードの構成説明図を示す。図１に示したノードＮ１〜Ｎ６は、それぞれ、図２に示す構成と同様の構成を有している。図２において、一つのノードは、通信部Ｍ１と、経路計算部Ｍ２と、パス設定部Ｍ３と、パス切替部Ｍ４と、トポロジデータベースＭ５と、パスデータベースＭ６と、スイッチＭ７と、入力信号モニタＭ８〜Ｍ１１と、障害解析部Ｍ１００とを備えている。なお、図２では、説明の便宜上、スイッチＭ７の入出力数をそれぞれ４としている。実際の入出力数はスイッチＭ７の規模に依存する。

図中、通信部Ｍ１は、他のノードにおける通信部と通信するための機能を持つ。経路計算部Ｍ２は、トポロジデータベースＭ５に格納されているトポロジ情報に基づいて、パスの経路を計算する。パス設定部Ｍ３は、パス切替部Ｍ４を介してスイッチＭ７を操作し、パスを設定すると共に、パスデータベースＭ６に格納されているパス情報を管理する。パス切替部Ｍ４は、スイッチＭ７の切り替え操作を行う。入力信号モニタＭ８〜Ｍ１１は、スイッチＭ７に入力される信号をモニタリングする。障害解析部Ｍ１００は、入力信号モニタＭ８〜Ｍ１１によるモニタリングに基づいて、障害を解析する。

トポロジデータベースＭ５には、ネットワークの接続形態に関するトポロジ情報が蓄積される。具体的には、各リンクＬ１〜Ｌ８ごとに、出力ノード、入力ノード、出力ノードにおける出力ポート、入力ノードにおける入力ポート、空き帯域、リンクの状態などの情報が格納される。パスデータベースＭ６には、それぞれのパスに関するパス情報が蓄積される。具体的には、それぞれの現行パス又は代替パスごとに、送信ノード、受信ノード、入力ポート、出力ポート、使用帯域、プロテクションの有無、プロテクションが適用されている場合にはプロテクションの種類、確保された代替パスなどの情報が格納される。これらの情報は、ノード間で送受信されるパス設定要求メッセージによって通知できる。

《ネットワークにパスを設定する動作の説明》
通信部Ｍ１は、経路計算部Ｍ２又はパス設定部Ｍ３と、他のノードにおける通信部との間で、メッセージ送受信を仲介する。まず、通信部Ｍ１が、他のノードからパス設定要求メッセージを受信した場合の動作について説明する。通信部Ｍ１は、パス設定要求メッセージをパス設定部Ｍ３に転送する。

［１−１．受信したパス設定要求メッセージで指定されたパスの送信ノードが自身のノードである場合］図３に、パス設定要求メッセージの説明図を示す。このパス設定要求メッセージは、新しく設定されるパスの送信ノードが受信するものである。図示するように、このパス設定要求メッセージＳ１には、送信ノードと、受信ノードと、パスの帯域とに関する情報などが含まれている。

パス設定部Ｍ３は経路計算部Ｍ２にパスの経路計算を依頼する。パス設定部Ｍ３から経路計算を依頼された経路計算部Ｍ２は、トポロジデータベースＭ５に格納されているリンクの空き帯域情報などを参照して、パスの経路を計算する。また、その結果をパス設定部Ｍ３へ返す。経路計算部Ｍ２からパスの経路計算結果を受け取ったパス設定部Ｍ３は、新しく設定されるパスの情報をパスデータベースＭ６に登録する。

また、パス設定部Ｍ３は、パス切替部Ｍ４に対して、スイッチＭ７のスイッチングを依頼する。パス切替部Ｍ４は、その依頼に基づき、スイッチＭ７を切り替える。また、スイッチング処理を終えると、その旨をパス設定部Ｍ３に伝える。パス設定部Ｍ３は、経路計算部Ｍ２に、スイッチＭ７が切り替えられたことを知らせる。さらに、新たに設定されるパスにおける次ホップのノードに対してパス設定要求メッセージを作成し、そのパス設定要求メッセージを通信部Ｍ１に渡す。

図４に、パス設定要求メッセージの説明図を示す。このパス設定要求メッセージは、新しく設定されるパスの送信ノードが作成するものである。図示するように、パス設定要求メッセージＳ２には、パスの識別符号と、送信ノードと、受信ノードと、パスの帯域と、パスが通過するリンク（図４では、ノードと出力ポートの組で表現されている。ノードと入力ポートの組でも、リンクの識別子などで表現しても良い。）とに関する情報などが含まれている。パス設定部Ｍ３からパス設定要求メッセージを受け取る通信部Ｍ１は、次ホップのノードに対して、パス設定要求メッセージを送信する。

［１−２．受信したパス設定要求メッセージで指定されたパスの送信ノードが自身のノードではない場合］パス設定部Ｍ３は、新たに設定されるパスの情報をパスデータベースＭ６に登録する。また、パス切替部Ｍ４にスイッチングを依頼する。パス切替部Ｍ４はスイッチング処理を行う。また、スイッチング処理を終えると、その旨をパス設定部Ｍ３に伝える。パス設定部Ｍ３は、経路計算部Ｍ２に、スイッチＭ７が切り替えられたことを知らせる。さらに、新たに設定されるパスにおける次ホップのノードに対して、図４に示したようなパス設定要求メッセージを作成し、そのパス設定要求メッセージを通信部Ｍ１に渡す。パス設定部Ｍ３からパス設定要求メッセージを受け取る通信部Ｍ１は、次ホップのノードに対して、パス設定要求メッセージを送信する。

［１−３．受信したパス設定要求メッセージで指定されたパスの受信ノードが自身のノードである場合］パス設定部Ｍ３は、新たに設定されるパスの情報をパスデータベースＭ６に登録する。また、パス切替部Ｍ４にスイッチングを依頼する。パス切替部Ｍ４はスイッチング処理を行う。また、スイッチング処理を終えると、その旨をパス設定部Ｍ３に伝える。パス設定部Ｍ３は、経路計算部Ｍ２に、スイッチＭ７が切り替えられたことを知らせる。

パス設定部Ｍ３からスイッチング処理が終了したことを知らされる経路計算部Ｍ２は、トポロジデータベースＭ５における自身のノードに関する情報を更新する。また、他のノードにトポロジ情報の更新を伝えるために、更新した情報を含むトポロジ更新メッセージを作成し、通信部Ｍ１に渡す。経路計算部Ｍ２からトポロジ更新メッセージを受け取る通信部Ｍ１は、宛先のノードに対して、トポロジ更新メッセージを送信する。

宛先のノードにおいては、その宛先のノードにおける通信部Ｍ１がトポロジ更新メッセージを受信すると、それを経路計算部Ｍ２に転送する。経路計算部Ｍ２ではトポロジ更新メッセージに基づき、トポロジデータベースＭ５を更新する。

《ネットワークからパスを削除する動作の説明》
次に、通信部Ｍ１が、他のノードからパス削除要求メッセージを受信した場合の動作について説明する。通信部Ｍ１は、パス削除要求メッセージをパス設定部Ｍ３に転送する。図５に、パス削除要求メッセージの説明図を示す。図示するように、パス削除要求メッセージＳ３には、パスの識別符号など、削除対象のパスを特定する情報が含まれている。

［２−１．受信したパス削除要求メッセージで指定されたパスの受信ノードが自身のノードでない場合］パス設定部Ｍ３はパス切替部Ｍ４にスイッチングを依頼する。パス切替部Ｍ４はスイッチング処理を行う。また、スイッチング処理を終えると、その旨をパス設定部Ｍ３に伝える。パス設定部Ｍ３は、経路計算部Ｍ２に、スイッチＭ７が切り替えられたことを知らせる。また、パスデータベースＭ６から、該当パスの情報を削除する。さらに、削除対象のパスにおける次ホップのノードに対して、図５と同様のパス削除要求メッセージを作成し、そのパス削除要求メッセージを通信部Ｍ１に渡す。パス設定部Ｍ３からパス削除要求メッセージを受け取る通信部Ｍ１は、次ホップのノードに対して、パス削除要求メッセージを送信する。

［２−２．受信したパス削除要求メッセージで指定されたパスの受信ノードが自身のノードである場合］パス設定部Ｍ３はパス切替部Ｍ４にスイッチングを依頼する。パス切替部Ｍ４はスイッチング処理を行う。また、スイッチング処理を終えると、その旨をパス設定部Ｍ３に伝える。パス設定部Ｍ３は、経路計算部Ｍ２に、スイッチＭ７が切り替えられたことを知らせる。また、パスデータベースＭ６から、該当パスの情報を削除する。

《ネットワーク全体の動作例：正常時の説明》
図６は、図１と同じ構成のネットワークにおいて、ノードＮ１からノードＮ６へ、現用パスと代替パスの対を２対設定している様子を示している。図６において、現用パスＰ１，Ｐ２は、太い実線矢印で示され、これらの代替パスＢ１，Ｂ２は、破線の矢印で示されている。現用パスＰ１は、ノードＮ１からノードＮ２を経由しノードＮ６へ至るパスである。現用パスＰ２は、ノードＮ１からノードＮ５を経由し、ノードＮ６へ至るパスである。現用パスＰ１の代替パスＢ１は、ノードＮ１からノードＮ３を経由し、ノードＮ６へ至るパスである。現用パスＰ２の代替パスＢ２は、ノードＮ１からノードＮ４を経由し、ノードＮ６へ至るパスである。

図６に示すパスＰ１，Ｐ２，Ｂ１，Ｂ２が設定されている状況において、各ノードＮ１〜Ｎ６におけるトポロジデータベースＭ５には、図７に示すようなネットワークの接続形態に関するトポロジ情報が格納されている。図７は、トポロジデータベースＭ５が有する情報をテーブル形式で示した説明図である。ただし、図７の例では、各リンクＬ１〜Ｌ８の帯域がＣ、各パスＰ１，Ｐ２，Ｂ１，Ｂ２の帯域がｃ０であると仮定している。図７における空き帯域の欄は、リンクの帯域とパスの帯域との引き算で記述している。

図７に示すテーブルＴ１を参照すると、リンクＬ１は、出力ノードＮ１の出力ポート＃１から入力ノードＮ２の入力ポート＃１へ至ること、空き帯域がＣ−ｃ０であること、正常に動作していることが分かる。リンクＬ２は、出力ノードＮ１の出力ポート＃２から入力ノードＮ３の入力ポート＃１へ至ること、空き帯域がＣ−ｃ０であること、正常に動作していることが分かる。その他のリンクも同様であり、例えば、リンクＬ８は、出力ノードＮ５の出力ポート＃２から入力ノードＮ６の入力ポート＃４へ至ること、空き帯域がＣ−ｃ０であること、正常に動作していることが分かる。

一方、各ノードＮ１〜Ｎ６におけるパスデータベースＭ６には、図８に示すようなパスに関するパス情報が格納されている。図８は、パスデータベースＭ６が有する情報をテーブル形式で示した説明図である。図８に示すテーブルＴ２を参照すると、パスＰ１は、送信ノードＮ１から受信ノードＮ６へ至るパスであること、ノードＮ１の出力ポート＃１と、ノードＮ２の出力ポート＃２とを経由すること、ｃ０の大きさの帯域を占有すること、予備の代替パスとしてパスＢ１が確保されていること、正常に動作していることなどが分かる。また、パスＢ１は、送信ノードＮ１から受信ノードＮ６へ至るパスであること、ノードＮ１の出力ポート＃２と、ノードＮ３の出力ポート＃２とを経由すること、ｃ０の大きさの帯域を占有すること、予備の代替パスが存在しないこと、正常に動作していることなどが分かる。なお、図８のテーブルＴ２におけるハイフン“−”は、空欄を意味している。

図８における保護形態の欄を参照すると、パスＰ１とパスＰ２とは、１＋１プロテクションに設定されていることが分かる。予備パスの欄も併せて参照すれば、パスＰ１は、代替パスＢ１により、１＋１プロテクションという保護形態で保護されていて、パスＰ２は、代替パスＢ２により、１＋１プロテクションという保護形態で保護されていることが分かる。

図８におけるグループの欄を参照すると、パスＰ１，Ｂ１と、パスＰ２，Ｂ２との２組が同じグループＧ１として関連付けられていることが分かる。このように、１組目のパスＰ１，Ｂ１が１＋１プロテクションとして設定されており、２組目のパスＰ２，Ｂ２も１＋１プロテクションとして設定されており、かつ、パスＰ１，Ｂ１の経路がそれぞれ、パスＰ２，Ｂ２のいずれの経路とも交わらない場合には、パス設定部Ｍ３は、パスＰ１，Ｂ１と、パスＰ２，Ｂ２との２組を一つのグループに纏める。仮に、交わっていた場合には、パス設定部Ｍ３は、パスＰ１，Ｂ１と、パスＰ２，Ｂ２との２組を別のグループに分ける。

図６に示すネットワークの接続形態において、図２に示す構成と同様の構成を有するノードＮ６においては、４つの入力信号、入力１〜入力４を受信している。図７を参照すると明らかな通り、ノードＮ６における入力１は、ノードＮ２を経由する現用パスＰ１からの入力であり、入力２は、ノードＮ３を経由する代替パスＢ１からの入力であり、入力３は、ノードＮ４を経由する現用パスＰ２からの入力であり、入力４は、ノードＮ５を経由する代替パスＢ２からの入力である。ノードＮ６は、現用パスＰ１（または代替パスＢ１）から送信されてきたデータを、出力１に出力し、現用パスＰ２（または代替パスＢ２）から送信されてきたデータを、出力３に出力する。

ノードＮ６におけるパス切替部Ｍ４は、障害解析部Ｍ１００に対して、入力信号モニタＭ８，Ｍ９がモニタリングした現用パスＰ１からの入力信号と代替パスＢ１からの入力信号とを解析させている。同様に、障害解析部Ｍ１００に対して、入力信号モニタＭ１０，Ｍ１１がモニタリングした現用パスＰ２からの入力信号と代替パスＢ２からの入力信号とを解析させている。このとき、パス切替部Ｍ４は、障害解析部Ｍ１００が、入力信号モニタＭ８又は入力信号モニタＭ１０での異常を検出しない限り、入力１からの信号を出力１に出力し、入力３からの信号を出力３に出力するようなスイッチＭ７の状態を維持している。

《ネットワーク全体の動作例：一つのパスに障害が発生した時の説明》
図６に示したネットワークにおいて、リンクＬ５の異常により、現用パスＰ１に障害が発生した場合の動作について説明する。図９に示すように、障害回復処理が行われ、代替パスＢ１が現用パスＰ１の代替に使用される。このとき、ノードＮ６においては、入力信号モニタＭ８で異常が検出され、障害解析部Ｍ１００がその異常をパス切替部Ｍ４に伝える。図１０に示すように、パス切替部Ｍ４は、入力２に入力される信号が出力１に出力されるようにスイッチＭ７を切り替える。ノードＮ６における入力２は、代替パスＢ１からの入力に接続されているので、スイッチＭ７の切り替えによって、障害が発生した現用パスＰ１に代わって代替パスＢ１が使用されることになる。

ノードＮ６において、現用パスＰ１に障害が発生したことが検出されると、各ノードＮ１〜Ｎ６において、トポロジデータベースＭ５及びパスデータベースＭ６の更新が行われる。トポロジデータベースＭ５では、異常状態になったリンクＬ５の状態の欄が“正常”から“異常”へ更新される。パスデータベースＭ６では、障害が発生した現用パスＰ１の状態の欄が“正常”から“異常”へ更新される。

なお、障害発生後、ノードＮ６において入力信号モニタＭ８での異常が検出されなくなると、パス切替部Ｍ４は、入力１の信号が出力１に出力されるようにスイッチＭ７を切り替え、入力１の信号が出力１に出力されるようにスイッチＭ７の状態を元に戻すことができる。

《ネットワーク全体の動作例：二つのパスに障害が発生した時の説明》
図６に示したネットワークにおいて、リンクＬ５及びリンクＬ６の異常により、現用パスＰ１及び代替パスＢ１に障害が発生した場合の動作について説明する。図１１に示すように、障害回復処理が行われ、代替パスＢ２が現用パスＰ１の代替に使用される。現用パスＰ１と代替パスＢ１とに同時に障害が発生した場合、ノードＮ６は、入力信号モニタＭ８，Ｍ９で異常を検出する。障害解析部Ｍ１００は、入力信号モニタＭ１０，Ｍ１１の観測状況から、現用パスＰ２は正常なため、代替パスＢ２が代替経路として使用可能であると判断する。

ノードＮ６において、障害解析部Ｍ１００は、障害解析結果をパス切替部Ｍ４に伝える。パス切替部Ｍ４は、送信ノードＮ１に対して代替パスＢ２を用いて障害回復することを通知するための障害回復メッセージを作成し、通信部Ｍ１に転送する。また、図１２に示すように、入力４からの入力が出力１に出力されるようスイッチＭ７を切り替える。ノードＮ６における入力４は、代替パスＢ２からの入力に接続されているので、スイッチＭ７の切り替えによって、障害が発生した現用パスＰ１に代わって代替パスＢ２が使用されることになる。

ノードＮ６において、現用パスＰ１及び代替パスＢ１に障害が発生したことが検出されたとき、トポロジデータベースＭ５及びパスデータベースＭ６の更新が行われる。図１３のテーブルＴ３に示すように、トポロジデータベースＭ５では、異常状態になったリンクＬ５及びリンクＬ６の状態の欄がそれぞれ“正常”から“異常”へ更新される。図１４のテーブルＴ４に示すように、パスデータベースＭ６では、障害が発生した現用パスＰ１及び代替パスＢ１の状態の欄がそれぞれ“正常”から“異常”へ更新される。

その後、ノードＮ６において、現用パスＰ１から代替パスＢ２への切り替えが行われ、障害復旧処理が終了したときには、パスデータベースＭ６の更新が行われる。図１５のテーブルＴ５に示すように、パスデータベースＭ６では、代替パスＢ２の保護の欄が、空欄から“Ｐ１”へ更新される。この保護の欄の“Ｐ１”は、現行パスＰ２の代替パスＢ２が、同じグループに属する現行パスＰ１を保護して、現行パスＰ１の代替として使用されていることを示している。なお、トポロジデータベースＭ５については、図１３のテーブルＴ３におけるデータの更新は無い。

ノードＮ６において、通信部Ｍ１は、パス切替部Ｍ４が作成した障害回復メッセージを、パスＰ１の送信ノードＮ１に対して送信する。図１６に、障害回復メッセージの説明図を示す。図示するように、障害回復メッセージＳ４には、障害が発生したパスを特定する情報と、そのパスによる接続を回復するために代替として使用されたパスを特定する情報とが含まれている。ノードＮ１の通信部Ｍ１は、ノードＮ６の通信部Ｍ１から送信された障害回復メッセージを受信すると、パス切替部Ｍ４に転送する。ノードＮ１でも障害回復処理が行われ、ノードＮ１のパス切替部Ｍ４は、入力１から入る入力データ（現用パスＰ１への入力データ）が出力４（代替パスＢ２への出力）に出力されるようスイッチＭ７を切り替える。

第一の実施の形態によれば、通信ネットワークシステムにおいて、ｋ本のパスをｋ重障害から高速、確実、かつネットワーク資源を効率的に用いて回復することが可能になる。すなわち、１：１プロテクションによって保護された現行パスがｋ本あり、かつ、ある現用パスと代替パスとの組のいずれの経路も、その他の現用パス及び代替パスの組のいずれの経路とも交わらない場合には、同一の送受信ノード間に設定されたｋ本の現用パスの間で、ｋ本の代替パスを使い回せるようにできる。

以上、１＋１プロテクション方式により代替パスを設定した場合について詳細に説明した。なお、本発明は、Ｍ：Ｎプロテクション方式により代替パスを設定する場合にも、リストレーション方式により代替パスを設定する場合にも適用可能である。Ｍ：Ｎプロテクション方式により代替パスを設定した場合には、パスデータベースＭ６における予備パスの欄に、複数の代替パスを示すデータを格納するようにすれば良い。簡単な設計変更により、１＋１プロテクション方式の現行パス及び代替パスの組と、Ｍ：Ｎプロテクション方式の現行パス及び代替パスの組とを同じグループにグループ化したり、Ｍ_１：Ｎ_１プロテクション方式の現行パス及び代替パスの組と、Ｍ_２：Ｎ_２プロテクション方式の現行パス及び代替パスの組とを同じグループにグループ化したりすることができる。

リストレーション方式により代替パスを設定した場合には、パスデータベースＭ６における予備パスの欄に、現行パスの障害時に現れる代替パスのデータを格納するようにすれば良い。プロテクション方式の現行パス及び代替パスの組と、リストレーション方式の現行パス及び代替パスの組とをグループ化したり、リストレーション方式の現行パス及び代替パスの組を複数まとめてグループ化したりすることができる。

その他、本発明は、代替パスを欠く現行パスと、任意の方式によって代替パスで保護された現行パスとを同じグループにグループ化したりすることもできる。

本発明を実施するための別の形態について、図面を参照して説明する。図１７は、二つ目の実施の形態におけるノードの構成説明図である。図２の構成を有するノードに代えて、図１７の構成を有するノードを、図１のネットワークに適用することが可能である。第二の実施の形態におけるノードは、第一の実施の形態における経路計算部Ｍ２の接続形態について工夫している。図１７に示すように、第二の実施の形態においては、通信部Ｍ１２、経路計算部Ｍ２、トポロジデータベースＭ５を、ネットワーク中の複数のノードで共用できるようにしてある。共用されるトポロジデータベースＭ５は、共用される通信部Ｍ１２と、各ノードにおける通信部Ｍ１とを繋げることによって、共用する複数のノードにおけるそれぞれのパス設定部Ｍ３などと接続される。これにより、ネットワーク中に配備しなければならない経路計算部Ｍ２及びトポロジデータベースＭ５の数を、それぞれ１つのみに減らすことが可能になる。

Ｎ１〜Ｎ６：ノード
Ｌ１〜Ｌ８：リンク
Ｍ１：通信部
Ｍ２：経路計算部
Ｍ３：パス設定部
Ｍ４：パス切替部
Ｍ５：トポロジデータベース
Ｍ６：パスデータベース
Ｍ７：スイッチ
Ｍ８〜Ｍ１１：入力信号モニタ
Ｍ１２：通信部
Ｍ１００：障害解析部
Ｐ１：ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ６を通る現用パス
Ｂ１：ノードＮ１、Ｎ３、Ｎ６を通るＰ１の代替パス
Ｐ２：ノードＮ１、Ｎ５、Ｎ６を通る現用パス
Ｂ２：ノードＮ１、Ｎ４、Ｎ６を通るＰ２の代替パス
Ｓ１〜Ｓ４：送受信メッセージ
Ｔ１，Ｔ３：トポロジデータベースの内容を説明するテーブル
Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５：パスデータベースの内容を説明するテーブル

Claims

一の現用パスと、１＋１プロテクション方式の代替パスで保護されている他の現用パスとを同じグループにグループ化するためのグループ化データを蓄積するパスデータベースと、
前記一の現用パスも代替パスで保護されていた場合において、前記一の現用パスに障害が発生したときに、前記一の現用パスの代替パスでも障害が生じた場合に、前記グループ化データを参照し、前記一の現用パスと同じグループに属する前記他の現用パスの代替パスへの切り替えを行うパス切替部と
を具備する
通信ネットワークシステム。
請求項１に記載された通信ネットワークシステムにおいて、
前記パスデータベースは、
前記一の現用パスと、Ｍ：Ｎプロテクション方式の代替パス或いはリストレーション方式の代替パスのうち少なくとも一方の代替パスで保護されている前記第二の現用パスと、を同じグループにグループ化するためのグループ化データを蓄積する
通信ネットワークシステム。
請求項１又は２に記載された通信ネットワークシステムにおいて、
前記パス切替部は、
前記他の現用パスに障害が発生したときに、前記他の現用パスの代替パスでも障害が生じた場合に、前記グループ化データを参照し、前記他の現用パスと同じグループに属する前記一の現用パスの代替パスへの切り替えを行う
通信ネットワークシステム。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載された通信ネットワークシステムにおいて、
前記パスデータベースは、
前記一の現用パスと、前記一の現用パスの代替パスと、前記他の現用パスと、前記他の現用パスの代替パスとのいずれの経路も交わらない場合に、前記一の現用パスと、前記他の現用パスとを同じグループにグループ化するためのグループ化データを蓄積する
通信ネットワークシステム。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載された通信ネットワークシステムであって、前記通信ネットワークを形成する複数のノードを更に具備し、かつ、前記パス切替部を前記複数のノードにおけるノードごとに設けたシステムで使用される
ノード。
請求項５に記載されたノードにおいて、
前ホップの複数のノードから入力される複数の入力の中の一の入力と、次ホップの複数のノードへ出力される複数の出力の中の一の出力とを接続するスイッチを備え、
前記パス切替部は、
前記スイッチを切り替えることによって、代替パスへの切り替えを行う
ノード。
請求項６に記載されたノードにおいて、
前記パス切替部は、
前記スイッチを切り替えることによって、代替パスへの切り替えを行ったときに、切り替えられた代替パスが、どの現行パスを保護したのかを示す保護情報データを他のノードへ通知する障害回復メッセージを作成する
ノード。
通信ネットワークにおける送信ノードから受信ノードへ第一の現用パスを設定することと、
前記送信ノードから前記受信ノードへ第二の現用パスを設定することと、
前記第一の現用パス及び前記第二の現用パスのそれぞれを、１＋１プロテクション方式で保護する代替パスで保護することと、
前記第一の現用パスと、前記第二の現用パスとを同じグループにグループ化することと、
前記第一の現用パスに障害が発生したときに、前記第一の現用パスを保護する代替パスでも障害が生じた場合に、前記第一の現用パスと同じグループに属する前記第二の現用パスの代替パスへのパスの切り替えを行うことと
を具備する
パスの高信頼化方法。
請求項８に記載されたパスの高信頼化方法において、
前記グループ化することにおいては、
前記一の現用パスと、Ｍ：Ｎプロテクション方式の代替パス或いはリストレーション方式の代替パスのうち少なくとも一方の代替パスで保護されている前記第二の現用パスと、を同じグループにグループ化すること
を含む
パスの高信頼化方法。
請求項８又は９に記載されたパスの高信頼化方法において、
前記パスの切り替えを行うことにおいては、
前記第二の現用パスに障害が発生したときに、前記第二の現用パスを保護する代替パスでも障害が生じた場合に、前記第二の現用パスと同じグループに属する前記第一の現用パスの代替パスへの切り替えを行うこと
を更に含む
パスの高信頼化方法。
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載されたパスの高信頼化方法において、
前記グループ化することにおいては、
前記第一の現用パスと、前記第一の現用パスを保護する代替パスと、前記第二の現用パスと、前記第二の現用パスを保護する代替パスとのいずれの経路も交わらない場合に、前記第一の現用パスと、前記第二の現用パスとを同じグループにグループ化すること
を含む
パスの高信頼化方法。
請求項８乃至１１のいずれか１項に記載されたパスの高信頼化方法において使用されるパスを切り替える方法であって、前記通信ネットワークを形成する複数のノードにおける一のノードが、
前記第一の現用パスに障害が発生したことを検出することと、
前記第一の現用パスと同じグループに属する前記第二の現用パスの代替パスへのパスの切り替えを行うことと、
切り替えられた代替パスが、どの現行パスを保護したのかを示す障害回復メッセージを他のノードへ通知することと
を具備する
方法。