JP3721022B2

JP3721022B2 - Communication network system and communication node

Info

Publication number: JP3721022B2
Application number: JP29088399A
Authority: JP
Inventors: 佳裕中平
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JP2000232483A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はネットワークシステムに関する。また、そのようなネットワークシステム内に配置される通信ノードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信ネットワークシステムは、複数のノードと、これらノード間を接続するリンクとで構成される。典型的にはノードは、たとえば電子交換機ＥＸあるいはルーターを含む。ノードはさらに、クロスコネクトを含む。ところで近年、通信データの増大に伴い、光信号を扱う光クロスコネクトの開発が進められている。光クロスコネクトを用いた通信ネットワークシステムの典型的な構成を図２に示す。
【０００３】
図２には、ノードＡからノードＤまでの複数のノードが、光ファイバによって相互に接続されたネットワークが示されている。各々のノードでは、電子交換機ＥＸが光クロスコネクトＯＸＣと接続されている。また各々の電子交換機ＥＸは、ユーザーとしての端末を複数、収容している。
【０００４】
電子交換機ＥＸは、スイッチＳＷと、スイッチ制御部とを有する。電子交換機ＥＸは、端末から与えられた情報をスイッチングし、光クロスコネクトＯＸＣに与える。このとき、複数の端末が同一の送信先ノードに対して情報を送信しようとしている場合は、これらの情報は多重化された上で光クロスコネクトＯＸＣに与えられる。
【０００５】
光クロスコネクトＯＸＣは、電子交換機ＥＸから与えられた信号をネットワークに対して挿入する機能と、ネットワーク内を伝送される信号を抽出して電子交換機ＥＸに与える機能とを有する。光クロスコネクトＯＸＣはさらに、ネットワーク内を伝送される信号を入力して、これを隣接する他の光クロスコネクトに中継する機能を有する。
【０００６】
この結果、隣接する２ノード間に、または、隣接しない２ノード間に、光信号のコネクションが設定される。この光信号のコネクションを、光パスと称する。図１では、ノードＡとノードＢとの間に一つの光パスが設定されている。またノードＡとノードＣとの間に、別の光パスが設定されている。さらに、図示しないノードとノードＤとの間に、さらなる光パスが設定されている。
【０００７】
図２に示すネットワークシステムでは、各々の光クロスコネクトＯＸＣは、光波長多重技術を利用して、１本の光ファイバ中に複数の光信号を伝送している。これにより、通信の大容量化が図られる。図２では、光合分波器と光空間スイッチＯＳＷとを用いて波長多重伝送が実現されている。
【０００８】
すなわち、各々の光クロスコネクトＯＸＣは、インターフェイスＩＦ、光合分波器（Optical MUX/DEMUX）ＯＭＤ、および光空間スイッチＯＳＷを有する。電子交換機ＥＸから光クロスコネクトＯＸＣに与えられた情報信号は、インターフェイスＩＦ内で光信号に変換される。こうして生成された光信号が、光空間スイッチＯＳＷに与えられる。光空間スイッチＯＳＷは、与えられた光信号を、所望の光クロスコネクトに向かう光ファイバに入力する。
【０００９】
次に、このネットワークシステムの動作について述べる。各端末は、通信を開始する際、電子交換機ＥＸに対して、相手端末を指定する。端末は同時に、電子交換機ＥＸに対して、通信を行うに必要な帯域を申告する。
【００１０】
電子交換機ＥＸは、ユーザからの発呼をうけて、まず相手端末を特定する。電子交換機ＥＸは次いで、発呼端末から相手端末までの間に、ユーザから申告された帯域が確保可能か否かを判断する。この判断の結果、ユーザから申告された帯域が確保可能であると判断されれば、電子交換機ＥＸは当該発呼を受け付け、呼処理を開始する。このため電子交換機ＥＸは、あるノードから別のノードに至る光パスの帯域を、あらかじめ把握している。また、各々の電子交換機ＥＸは、現在受け付けている呼に関する情報を、網管理センタ（network management center）ＮＭＣに送っている。
【００１１】
通常の電話や、Ｎ−ＩＳＤＮ（Narrow-band Integrated Services Digital Network）などのＳＴＭ（Synchronous Transport Module）サービスは、通信に要する帯域が固定的なサービスである。したがって、通信開始に先立って必要帯域を申告することで、その帯域が保証される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし近年、ＡＴＭ交換機によるＡＢＲ（Available Bit Ratio）サービスや、ＩＰパケット交換機によるＩＰ（Internet Protocol）通信サービスなど、基本的に帯域の保証を行わないサービスが提供され始めている。すなわち、これらのサービスは、通信開始に先立って、ユーザからネットワークに対して帯域の申告や予約を行わないことを前提としている。しかも、これらのサービスは、従来の音声通信などと比較して、トラフィックの変動が非常に大きい。
【００１３】
したがって、このようなサービスでは、従来型のネットワークのように固定的に光パスを設定するのではなく、通信帯域の変動に応じて、最適な光パスを動的に設定することが強く要望されている。
【００１４】
よってこの発明は、通信帯域の変動に対応して最大のスループットが達成されるべく、最適な光パスを動的に設定するネットワークシステムを提供することを目的とする。また、そのようなネットワークシステムに適した通信ノードを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、ネットワークシステムは、複数のノードと、網管理部とを有する。これら複数のノード相互間、そしてノードと網管理部との間は、光伝送路によって接続されている。ネットワーク上に配置される各ノードは、光クロスコネクトとパケットスイッチとを備える。また各ノードは、複数の端末を収容している。
【００１６】
各ノードにおいて、光クロスコネクトは、自ノードと他ノードとの間で光信号を授受する光パス、および／又は、他ノード相互間の光信号を中継する光パスを設定する。また各ノードは、自ノード内のパケットスイッチ内を流れるトラフィック量を監視する。
【００１７】
網管理部は、各ノードが監視するパケット流量に基づいて、通信帯域の変動を検出する。この通信帯域の変動はトラフィック情報テーブルに記録され、その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報は光パス配置テーブルに記録される。そして、このトラフィック情報テーブルと光パス配置テーブルに記録されている情報に基づいて、パス配置アルゴリズムに従って網のスループットが最適化するように、各ノード間の光パスを設定する。
【００１８】
第２の発明では、ネットワークシステムは、複数のノードと、網管理部とを有する。これら複数のノード相互間、そしてノードと網管理部との間は、光伝送路によって接続されている。ネットワーク上に配置される各ノードは、光クロスコネクトとパケットスイッチとを備える。また各ノードは、複数の端末を収容している。
【００１９】
各ノードは、自ノードに収容されている各端末内におけるアプリケーションの起動／終了を監視している。各ノードは、アプリケーションの起動／終了を網管理部に報告する。
【００２０】
網管理部は、各端末におけるアプリケーションの起動／終了の状況に基づいて、通信帯域の変動を検出する。この通信帯域の変動はトラフィック情報テーブルに記録され、その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報は光パス配置テーブルに記録される。そして、このトラフィック情報テーブルと光パス配置テーブルに記録されている情報に基づいて、パス配置アルゴリズムに従って網のスループットが最適化するように、各ノード間の光パスを設定する。
【００２１】
第３の発明では、ネットワークシステムは、複数のノードと、網管理部とを有する。これら複数のノード相互間、そしてノードと網管理部との間は、光伝送路によって接続されている。ネットワーク上に配置される各ノードは、光クロスコネクトとパケットスイッチとを備える。また各ノードは、複数の端末を収容している。
【００２２】
各ノードは、管理パケットにタイムスタンプを付して、他ノードへ向けて送信する。また各ノードは、他ノードからタイムスタンプの付された管理パケットが返信されると、そのタイムスタンプから、遅延時間を測定する。
【００２３】
網管理部は、各ノード間の遅延時間に基づいて、通信帯域の変動を検出する。この通信帯域の変動はトラフィック情報テーブルに記録され、その時点で設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域の情報は光パス配置テーブルに記録される。そして、このトラフィック情報テーブルと光パス配置テーブルに記録されている情報に基づいて、パス配置アルゴリズムに従って網のスループットが最適化するように、各ノード間の光パスを設定する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
まず、この発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態のネットワーク内に設置される通信ノードの構成を示すブロック図である。図１において、ノードは、パケット交換機ＰＥＸと、光クロスコネクトＯＸＣとを有する。
【００２５】
パケット交換機ＰＥＸは、パケットスイッチＰＳＷ、呼処理部（call processing unit）ＣＰＵ、帯域管理部（bandwidth manager）ＢＭ、および情報通信手段（data communication unit）ＤＣＵを有する。このパケットスイッチＰＳＷに、複数の端末が収容されている。端末はそれぞれ、通信を開始する際に、パケット交換機に対して相手端末を指定する。
【００２６】
この場合、パケット交換機ＰＥＸは、端末から帯域の申告がなくとも、あらかじめ定められた一定の帯域で、通信を開始する。もちろん、端末から帯域の申告があれば、その帯域で通信を開始すればよい。しかし、この通信開始時の帯域は、その後、トラフィックの変動に応じて随時適応的に変動することに留意すべきである。
【００２７】
パケット交換機ＰＥＸは、端末から入力されるユーザーパケットを、パケットスイッチＰＳＷに与える。あるいはパケット交換機ＰＥＸは、光クロスコネクトＯＸＣから入力されるユーザーパケットを、パケットスイッチＰＳＷに与える。パケットスイッチＰＳＷは、入力されたユーザーパケットの宛先にしたがって、そのユーザーパケットをスイッチングする。こうしてユーザーパケットは、光クロスコネクトＯＸＣの入力端子、あるいは端末に与えられる。
【００２８】
パケットスイッチＰＳＷは、パケット流量監視手段（packet flow monitor）ＰＦＭを有する。パケット流量監視手段ＰＦＭは、パケットスイッチＰＳＷのどの入力端子からどの出力端子に、どれ程のトラフィックが流れているかを監視する。情報通信手段ＤＣＵは、情報通信ネットワーク（図示せず）を介して、網管理センタＮＭＣに接続されている。パケット流量監視手段ＰＦＭが監視したトラフィックの量は、情報通信手段ＤＣＵを介して網管理センタＮＭＣに送られる。
【００２９】
パケットスイッチＰＳＷとしては、たとえばＡＴＭスイッチを用いることができる。この場合、パケット交換機ＰＥＸ内に呼処理部と帯域管理部とを設けることで、ＩＰパケット交換サービスなどの帯域予約を行わないサービスだけでなく、ＣＢＲサービスなど、通信開始に先立って帯域予約を受けるサービスも同時に提供することができる。またパケットスイッチＰＳＷとして、ＩＰパケットルーターを用いることもできる。
【００３０】
一方、光クロスコネクトＯＸＣは、パケット交換機ＰＥＸとのインターフェイスＩＦと、光空間スイッチＯＳＷとを有する。すなわち光空間スイッチＯＳＷは、インターフェイスＩＦを介してパケット交換機ＰＥＸと接続されている。インターフェイスＩＦは、Ｅ／Ｏ（電気／光）変換部と、Ｏ／Ｅ（光／電気）変換部とを有する（いずれも図示せず）。よって、パケット交換機ＰＥＸからインターフェイスＩＦに与えられた電気信号は、Ｅ／Ｏ変換部（図示せず）において光信号に変換される。この変換された光信号は、光空間スイッチＯＳＷに与えられる。
【００３１】
一方、ネットワークから光クロスコネクトＯＸＣに与えられた光信号は、光空間スイッチＯＳＷを介してインターフェイスＩＦに与えられる。そして、ここでＯ／Ｅ変換部（図示せず）によって電気信号に変換され、パケット交換機ＰＥＸに与えられる。
【００３２】
光クロスコネクトＯＸＣは、さらに、光合分波器ＯＭＤを有する。この光合分波器ＯＭＤは、光ファイバから入力された光波長多重信号を分波して、光空間スイッチＯＳＷに与える。また、光空間スイッチＯＳＷから与えられた光信号の複数を波長多重して、光ファイバに入力する。光空間スイッチＯＳＷは、光合分波器ＯＭＤから入力された光信号、あるいはインターフェイスＩＦから入力された光信号を所望の出力に導く。この結果、所望の出力に導かれた光信号は、所望の光合分波器ＯＭＤに、あるいはインターフェイスＩＦに与えられる。
【００３３】
図１においては、２本の通信パスがパケットスイッチＰＳＷからインターフェイスＩＦに与えられているのが理解されるであろう。これらの通信パスによって伝送される情報は、インターフェイスＩＦにおいて電気／光変換され、光パスとして光クロスコネクトＯＸＣに接続される。また図１において、インターフェイスＩＦから出力された２本の光パスは、光クロスコネクトＯＸＣを介して同一の光ファイバーに入力されていることが理解されるであろう。この場合、光波長多重伝送技術が用いられる。したがって、同一の光ファイバーに入力される２本の光パスのうち、一方はたとえば波長λ１を用いて設定される。そしてもう一方の光パスは、たとえば波長λ２を用いて設定される。
【００３４】
なお光空間スイッチＯＳＷは、必ずしも全ての任意の光合分波器ＯＭＤあるいはインターフェイスＩＦと、全ての任意の光合分波器ＯＭＤあるいはインターフェイスＩＦとの間を、１対１で光接続する必要はない。あるいは、光空間スイッチＯＳＷは、光ＡＤＭ（Add/Drop Multiplexer）を用いて構成しても良い。光ＡＤＭで構成した光スイッチでは、ある光合分波器ＯＭＤより入力された光信号が、ある特定の光合分波器ＯＭＤに導かれる。
【００３５】
光クロスコネクトＯＸＣは、さらに、情報通信手段ＤＣＵを有する。この情報通信手段ＤＣＵは、やはり情報通信ネットワークを介して、網管理センタＮＭＣに接続されている。
【００３６】
図１に示すノードを複数個配置し、それらを光ファイバで相互に接続すると、図３に示すようなネットワークが構成される。すなわち図３には、図２に示すノードが４つ配置されたネットワークが示されている。図３において、ノードＡは、パケット交換機ＰＥＸ−Ａおよび光クロスコネクトＯＸＣ−Ａを有する。同様に、ノードＢ、ノードＣおよびノードＤは、それぞれパケット交換機ＰＥＸ−Ｂおよび光クロスコネクトＯＸＣ−Ｂ、パケット交換機ＰＥＸ−Ｃおよび光クロスコネクトＯＸＣ−Ｃ、そしてパケット交換機ＰＥＸ−Ｄおよび光クロスコネクトＯＸＣ−Ｄを有する。以下の説明では、ノードＡとノードＣとの間に設定されている光パスを、光パスＡと称する。次にノードＡとノードＢとの間に設定されている光パスを、光パスＢと称する。さらに、ノードＢとノードＤとの間に設定されている光パスを、光パスＣと称する。
【００３７】
それぞれのノードは、いくつかの端末を収容している。上述したように、これらの端末は、それぞれのノード内のパケット交換機ＰＥＸに収容されている。以下の説明では、ノードＡに収容されている端末の一つを端末Ａと称することにする。同様に、ノードＣに収容されている端末の一つを端末Ｂと称する。さらに、ノードＤに収容されている端末の一つを端末Ｃと称する。
【００３８】
次に、第１の実施形態のネットワークシステムの動作について、図３を参照しながら説明する。例として、端末Ａから端末Ｂに向かって情報が送られる場合について説明する。
【００３９】
端末Ａは、パケット交換機ＰＥＸ−Ａに向けて、ユーザーパケットを送出する。このユーザーパケット中には、ユーザ情報として、発信元ユーザである端末Ａを示す情報と、宛先ユーザである端末Ｂを示す情報とが格納されている。
【００４０】
パケット交換機ＰＥＸ−Ａは、受信したユーザーパケット内のユーザ情報を解析する。そして、宛先ユーザである端末Ｂが収容されているノードがノードＣであると判断する。次いでパケット交換機ＰＥＸ−Ａは、ノードＡとノードＣとの間に、光パスがすでに設定されているか否かを判断する。図３に示すネットワークでは、ノードＡとノードＣとの間に、すでに光パスＡが設定されている。したがってパケット交換機ＰＥＸ−Ａは、このユーザーパケットを光クロスコネクトＯＸＣ−Ａに送る。そして光クロスコネクトＯＸＣ−Ａは、このユーザーパケットを光パスＡに入力する。
【００４１】
こうしてネットワーク内に挿入されたユーザーパケットは、光パスＡを経由して光クロスコネクトＯＸＣ−Ｂに到達する。このユーザーパケットは、光クロスコネクトＯＸＣ−Ｂ内をカットスルーされ、さらに光パスＡを経由して光クロスコネクトＯＸＣ−Ｃに到達する。なお、この明細書中、”カットスルー”という語は、ある光パスが、中間のノード内の光クロスコネクトＯＸＣにおいて、光信号のまま中継される状態を指すものとする。
【００４２】
光パスＡ内を伝送された情報は、光クロスコネクトＯＸＣ−ＣにおいてインターフェイスＩＦに接続される。ここで光パスＡ中の信号は光／電気変換され、パケット交換機ＰＥＸ−Ｃに接続される。パケット交換機ＰＥＸ−Ｃは、受け取ったユーザーパケット内のユーザー情報を解析し、宛先ユーザーが端末Ｂであると判断する。よってパケット交換機ＰＥＸ−Ｃは、このユーザーパケットを端末Ｂに送出する。
【００４３】
別の例として、端末Ａから端末Ｃに向かって情報が送られる場合について以下に説明する。この場合、ノードＡとノードＤの間には、光パスが設定されていない。よって、ノードＡから一旦ノードＢにユーザーパケットを送り、ノードＢからノードＤにユーザーパケットを転送する。
【００４４】
すなわち端末Ａは、パケット交換機ＰＥＸ−Ａに向けて、ユーザーパケットを送出する。パケット交換機ＰＥＸ−Ａは、受信したユーザーパケットのヘッダを解析して、宛先ユーザである端末Ｂが収容されているノードがノードＤであると判断する。従ってパケット交換機ＰＥＸ−Ａは、このユーザーパケットを、光パスＢを用いて、いったんノードＢに送出する。この光パスＢは、光クロスコネクトＯＸＣ−Ｂにおいてパケット交換機ＰＥＸ−Ｂに接続される。パケット交換機ＰＥＸ−Ｂは、このユーザーパケットの宛先ユーザーが端末Ｃであり、この端末ＣはノードＤに収容されていると判断する。したがってパケット交換機ＰＥＸ−Ｂは、このユーザーパケットを、光クロスコネクトＯＣＸ−Ｂを介して光パスＣに入力する。こうして、端末Ａから端末Ｃに向けて情報が送られる。
【００４５】
網管理センタＮＭＣは、所定の時間間隔で、各パケット交換機ＰＥＸに対して、トラフィック量を問い合わせている。この問い合わせは、パケット交換機ＰＥＸの情報通信手段ＤＣＵから、パケット流量監視手段ＰＦＭに与えられる。パケット流量監視手段ＰＦＭは、監視しているトラフィック量から、たとえば各光パスに入力されるトラフィック量を算出する。あるいはパケット流量監視手段ＰＦＭは、光パスに関わらず、ある特定のノード宛てに送出されるトラフィック量を算出する。あるいはパケット流量監視手段ＰＦＭは、光パスに関わらず、隣接するノードとの間を接続している光ファイバに入力されるトラフィック量を算出する。
【００４６】
網管理センタＮＭＣから各パケット交換機ＰＥＸに対する問い合わせは、たとえばポーリングにて行なえばよい。そして、この問い合わせを受けたパケット流量監視手段ＰＦＭは、算出したトラフィックに関する情報を網管理センタＮＭＣに応答する。網管理センタＮＭＣは、その結果に応じて、トラフィックの多い区間には新たな光パスを設定する。逆にトラフィックの少ない区間では、その区間に設定されている光パスを削除する。網管理センタＮＭＣはこのため、当該光パスに関与する光クロスコネクトＯＸＣに対して、光パスの設定／削除の指示を出す。網管理センタＮＭＣはさらに、パケット交換機ＰＥＸに対しても、その旨の情報を伝達する。
【００４７】
例えば図３に示したネットワークにおいて、たとえばノードＡとノードＢとの間のトラフィックが極めて多い場合を考える。網管理センタＮＭＣは、光パスＡを削除するよう、ノードＡおよびノードＣに対して指示を出す。この結果、光パスＡが利用していた帯域が空くことになる。よって、その帯域を利用して、ノードＡとノードＢとの間に新たな光パスを設定する。この結果、ノードＡとノードＢとの間の光パスが２本に増え、より多くのユーザーパケットを伝送することができる。ただし、この結果、ノードＡとノードＣとの間の光パスがなくなる。したがって、これらのノード間を伝送されるべきユーザーパケットは、例えば光パスＢを用いて一旦ノードＢに送り、次にノードＤを経由してノードＣに送るなど、新たな通信経路を設定する必要がある。結果として、ノードＢにおけるパケット交換機ＰＥＸ−Ｂの負荷が増大することになる。よって網管理センタＮＭＣは、ネットワーク全体のスループットを向上させることになるか否かを判断した上で、光パスの設定／削除を行なうことが必要である。
【００４８】
以下、光パスを設定する手順について、図４を用いて説明する。なお図４には、説明の簡単のため、網管理センタＮＭＣと、任意の１つのパケット交換機および光クロスコネクト装置のみを示す。なお以降は、ユーザーパケットを単にパケットと称する。
【００４９】
図４において、網管理センタＮＭＣは、情報通信手段ＤＣを有する。この情報通信手段ＤＣＵは、各パケット交換機内のＤＣＵと、また各光クロスコネクト内のＤＣＵとの間で、データの授受を行なう。網管理センタＮＭＣは、また、パス配置アルゴリズムを有する。このパス配置アルゴリズムは、各ノード間に光パスを設定する処理手順を規定している。網管理センタＮＭＣは、このパス配置アルゴリズムに基づいて光パスの設定／削除を行なう。なお以降の説明では、光パスを設定する処理手順自体だけでなく、処理手順と、この処理手順を実行する処理手段とを合わせて、”パス配置アルゴリズム”と称する場合がある。
【００５０】
網管理センタＮＭＣは、さらに、トラフィック情報テーブル、および光パス配置テーブルを有する。これらは、たとえば半導体メモリ内に記憶されている。トラフィック情報テーブルには、各パケットスイッチに入力される／各パケットスイッチから出力されるパケットの流量、そして各光パスのトラフィックが記録され、更新されている。そして光パス配置テーブルは、現時点においてネットワーク内に設定されている光パスの数および経路、各々の光パスの占有帯域などが記録されるテーブルである。
【００５１】
網管理センタＮＭＣは、まず、トラフィック情報を収集するため、情報通信手段ＤＣＵを介して、パケット交換機ＰＥＸに問い合わせを行なう（ＳＰ１０１、ＳＰ１０２）。パケット交換機内の情報通信手段ＤＣＵは、その問い合わせを受信すると、パケット流量監視手段ＰＦＭのトラフィック情報を参照する（ＳＰ１０３、ＳＰ１０４）。そしてパケット交換機内の情報通信手段ＤＣＵは、参照したトラフィック情報を網管理センタＮＭＣに返信する（ＳＰ１０５）。
【００５２】
網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、パケット交換機ＰＥＸから返信されたトラフィック情報を受信すると、その情報をトラフィック情報テーブルに記録する。網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、さらに、トラフィック情報テーブルを更新した旨をパス配置アルゴリズムに通知する（ＳＰ１０６）。
【００５３】
この通知を受けて、パス配置アルゴリズムは、光パス配置テーブルと、トラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ１０７〜ＳＰ１１０）、例えばトラフィックが大きいパスに対し新たに光パスを設定したり、トラフィックが小さいパスを削除したりという判断を行なう。パス配置アルゴリズムは、続いて、決定した光パスを光クロスコネクトＯＸＣに通知して、新たな光パスを設定させる（ＳＰ１１１）。
【００５４】
パス配置アルゴリズムは、新たな光パスの設定後、光パス配置テーブルの情報を更新する。同時に、各パケット交換機ＰＥＸに対して、パケット交換機ＰＥＸ内の光パステーブルを書き換えるように指示する（ＳＰ１１２）。
【００５５】
以上説明したように、第１の実施形態では、ユーザーが通信開始に際して、通信に必要な帯域を特に申告せずとも、通信が開始される。そして通信開始時の帯域は、その後、トラフィックの変動に応じて随時適応的に変動する。したがって、光クロスコネクトや光ＡＤＭなどの、光パスを提供する手段を持つパケットネットワークシステムにおいて、ネットワークが保有する資源で最大のスループットが達成されるように、最適な光パスが動的に設定される。
【００５６】
たとえば典型的なＩＰネットワークは、帯域請け負い、各種サービスクラスの提供、ないし物理層と連携したスループットの最大化が困難である。しかしこの発明によれば、これらの機能を容易に提供することができる。
【００５７】
なお、ここで説明した光パス設定の一般的な手順は、あくまでも一例であり、この発明の範囲は、このような手順や、図２、図３に示した構成要素に限定されるものではない。
【００５８】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態でも、ある端末より別の端末にパケットを送る際の動作は、基本的に第１の実施形態と同じである。しかし第２の実施形態では、網管理センタＮＭＣが、光パス内を流れるパケット流量を把握するための手順が第１の実施形態と異なる。
【００５９】
図５は、第２の実施形態のネットワーク内に設置される通信ノードの構成を示すブロック図である。図５に示すノードを複数個配置し、それらを光ファイバで相互に接続すると、第１の実施形態と同様のネットワークが構成される。すなわち、この第２の実施形態のネットワークは、基本的には図３に示したネットワークと同様である。よって、第２の実施形態のネットワークに関しては、特段の図示は省略して、以下、ノードについて説明する。
【００６０】
図５において、ノードは、パケット交換機ＰＥＸと、光クロスコネクトＯＸＣとを有する。第２の実施形態では、パケット交換機ＰＥＸは、パケット流量監視手段ＰＦＭに加え、閾値監視手段ＴＭ１を有している。この閾値監視手段ＴＭ１は、パケット流量監視手段ＰＦＭと接続されている。
【００６１】
パケット流量監視手段ＰＦＭは、各光パスに入力されるトラフィック量を算出する。このトラフィック量は、光パスに関わらず、ある特定のノード宛てに送出されるトラフィック量であってもよい。あるいは、このトラフィック量は、光パスに関わらず、隣接するノードとの間を接続している光ファイバに入力されるトラフィック量であってもよい。
【００６２】
閾値監視手段ＴＭ１は、各光パス毎に、予め定められたトラフィック量の閾値を保持している。あるいは、光パスに関わらず、ある特定のノード宛てに送出されるトラフィック量の閾値を保持している。あるいは、光パスに関わらず、隣接するノードとの間を接続している光ファイバに入力されるトラフィック量の閾値を保持している。
【００６３】
閾値監視手段ＴＭは、測定されたトラフィックの値を、このあらかじめ定められている閾値と比較する。この閾値は、新たなパスが設定される際、網管理センタＮＭＣが決定しているものである。閾値としては、パケット流量の最大値だけでなく、パケット流量の最小値を定めておくと有益である。以下、光パスに入力されるトラフィック量が監視される場合について説明する。
【００６４】
パケット流量監視手段ＰＦＭは、パケットスイッチＰＳＷ内に流れるパケットを監視している。そして、パケットがいずれのパスに入力されるべきものかを判断する。この結果パケット流量監視手段ＰＦＭは、パス毎にトラフィックを算出する。そしてパケット流量監視手段ＰＦＭは、測定したトラフィックの値を、パス毎に、閾値監視手段ＴＭ１に与える。
【００６５】
閾値監視手段ＴＭ１は、測定されたトラフィックの値を、パス毎にあらかじめ定められている閾値と比較する。この閾値は、新たなパスが設定される際、網管理センタＮＭＣが決定しているものである。閾値としては、パケット流量の最大値だけでなく、パケット流量の最小値を定めておくと有益である。
【００６６】
閾値監視手段ＴＭ１は、ある光パスのトラフィックがパケット流量の最大値を越えた場合、その旨を網管理センタＮＭＣに通知する。同時に、、網管理センタＮＭＣに対して、たとえば「トラフィックが大きいので、新たな光パスの設定が必要である」というリクエストを通知する。逆に閾値監視手段ＴＭ１は、ある光パスのトラフィックがパケット流量の最小値を下回った場合、その旨を網管理センタＮＭＣに通知する。同時に、、網管理センタＮＭＣに対して、たとえば「トラフィックがある閾値以下だから、２本ある光パスのどちらか片方を削除しても構わない」というリクエストを通知する。
【００６７】
あるいは、閾値監視手段ＴＭ１は、ある光パスのトラフィックがパケット流量の閾値から外れた場合、測定されたパケット流量の値そのものを網管理センタＮＭＣに通知する。
【００６８】
すなわち第２の実施形態の各ノードは、自律的にパケットの流量を監視している。そして、トラフィックが閾値から外れたとき、自律的に、その旨を網管理センタＮＭＣに通知するものである。
【００６９】
網管理センタＮＭＣは、このようなリクエストに応じて、当該区間に新たな光パスを設定する。あるいは、すでに設定されている光パスを削除する。この動作は、第１の実施形態において説明したと同様に行なわれる。
【００７０】
もちろん、新たな光パスを設定するリクエストが発生しても、そのための帯域がない場合には、網管理センタＮＭＣは、新たなパスを設定することはしない。逆に、光パスを削除してもよい旨のリクエストが発生しても、空き帯域に充分な余裕がある場合には、網管理センタＮＭＣは、特に光パスを削除することなく、そのまま維持する場合もある。
【００７１】
以下、第２の実施形態における光パスを設定する手順について、図６を用いて説明する。なお図６には、説明の簡単のため、網管理センタＮＭＣと、任意の１つのパケット交換機および光クロスコネクト装置のみを示す。
【００７２】
図６において、パケット交換機ＰＥＸでは、閾値監視手段ＴＭ１が、パケット流量が閾値を越えたことを検出する。すると閾値監視手段ＴＭ１は、情報通信手段ＤＣＵにその旨を通知する（ＳＰ２０１）。情報通信手段ＤＣＵは、この通知を受けて、網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵにその情報を通知する（ＳＰ２０２）。
【００７３】
網管理センタＮＭＣでは、パケット交換機ＰＥＸからの通知を受けた情報通信手段ＤＣＵが、トラフィック情報テーブルの内容を更新する（ＳＰ２０３）。網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、さらに、トラフィック情報テーブルを更新した旨をパス配置アルゴリズムに通知する（ＳＰ２０４）。
【００７４】
パス配置アルゴリズムは、トラフィック情報テーブルが更新されると、光パス配置テーブルと、更新されたトラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ２０５〜ＳＰ２０８）、新たな光パスを決定する。次いでパス配置アルゴリズムは、光パス配置テーブルと、トラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ２０５〜ＳＰ２０８）、例えばトラフィックが大きいパスに対し新たに光パスを設定したり、トラフィックが小さいパスを削除したりという判断を行なう。
【００７５】
パス配置アルゴリズムは、決定した光パスを光クロスコネクトＯＸＣに通知して、新たな光パスを設定させる（ＳＰ２０９）。そしてパス配置アルゴリズムは、新たな光パスの設定後、光パス配置テーブルの情報を更新する。同時に、各パケット交換機ＰＥＸに対して、パケット交換機ＰＥＸ内の光パステーブルを書き換えるように指示する（ＳＰ２１０）。
【００７６】
以上説明したように、第２の実施形態のネットワークも、トラフィックの変動に応じて、ネットワークが保有する資源で最大のスループットが達成されるように、最適な光パスを動的に設定する。これは、第１の実施形態と同様である。
【００７７】
これに加えて、第２の実施形態では、各ノードが自律的にトラフィックを監視している。このため各ノードは、網管理センタＮＭＣからの問い合わせを待つのではなく、自律的に網管理センタＮＭＣに対して通知を行なう。したがって、網管理センタＮＭＣの負担が軽減される。また網管理センタＮＭＣは、あるノードにおいてトラフィックがあらかじめ定められた閾値を越えた瞬間に、光パスの変更処理を開始することが可能となる。よって、より素早い対応が可能となる。ただし、ネットワーク全体の負荷が急速に上がった場合は、複数のパケット交換機ＰＥＸが一斉に、網管理センタＮＭＣに向けて要求を出す可能性がある。このため、網管理センタＮＭＣは、これら複数の要求に対応できる処理性能を持つ必要がある。
【００７８】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。図７は、第３の実施形態のネットワークの構成を示す図である。図７には、ノードＡからノードＤまで、４つのノードを有するネットワークが示されている。このネットワーク中には、センタ端末ＣＴ１が配置されている。このセンタ端末ＣＴ１は、網管理センタＮＭＣに接続されている。
【００７９】
センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク内のすべての端末との間で通信を行なう。このため、センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク上の各ノードと接続されている。図７では、センタ端末ＣＴ１は、ノードＣのみと接続されているように図示されている。しかし実際には、センタ端末ＣＴ１は、ノードＡないしノードＤのすべてのノードと通信可能である。具体的には、たとえば、センタ端末ＣＴ１は、各ノード内のパケット交換機ＰＥＸと通信可能である。パケット交換機ＰＥＸは、センタ端末ＣＴ１と端末とを接続するように、パケットのフォワーディングを行なう。
【００８０】
さらに、第３の実施形態では、各端末にアプリケーション監視手段（application monitor）ＡＭが設けられている。図７では、端末Ａのみにアプリケーション監視手段ＡＭを図示しているが、他の端末にも、アプリケーション監視手段が設けられている。
【００８１】
次に、第３の実施形態の動作について、図７および図８を参照しながら説明する。第３の実施形態において、各端末は、一般的には複数のアプリケーションを時分割的に実行している。そのうち、いくつかのアプリケーションは、自端末から他の端末に向けてデータを送信する機能を有している。アプリケーション監視手段ＡＭは、そのようなアプリケーションが、別の端末に向けてデータ送信を開始することを監視している。アプリケーション監視手段ＡＭはまた、そのようなアプリケーションがデータ送信を終了することを監視している。
【００８２】
従って、あるアプリケーションが、別の端末に向けてデータを送信開始した場合は、その送信元端末に設けられているアプリケーション監視手段ＡＭは、その旨をセンタ端末ＣＴ１に通知する。また、そのアプリケーションによるデータの送信が終了した場合にも、アプリケーション監視手段ＡＭは、その旨をセンタ端末ＣＴ１に通知する。センタ端末ＣＴ１は、各端末からの通知を受信して、これを網管理センタＮＭＣに送る。網管理センタＮＭＣは、必要に応じて、光パスの再配置を行なう。すなわち、新たな光パスを設定したり、既存の光パスを削除したりする。
【００８３】
光パスを再配置するという情報は、各ノードに通知される。この通知を受けて、ノード内のパケット交換機ＰＥＸおよび光クロスコネクトＯＸＣは、再設定された新たな光パスを実現する。
【００８４】
以下、第３の実施形態における光パスを設定する手順について、図８を用いて説明する。なお図８には、説明の簡単のため、網管理センタＮＭＣと、任意の１つのパケット交換機および光クロスコネクト装置のみを示す。
【００８５】
図８において、各端末に設けられたアプリケーション監視手段ＡＭは、自端末におけるアプリケーションの起動／終了を監視している。そして、アプリケーションの起動／終了を検出した場合には、その旨をセンタ端末ＣＴ１に通知する（ＳＰ３０１）。センタ端末ＣＴ１は、この通知を網管理センタＮＭＣに転送する（ＳＰ３０２）。
【００８６】
網管理センタＮＭＣでは、センタ端末ＣＴ１からの通知を受けた情報通信手段ＤＣＵが、トラフィック情報テーブルの内容を更新する（ＳＰ３０３）。網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、さらに、トラフィック情報テーブルを更新した旨をパス配置アルゴリズムに通知する（ＳＰ３０４）。
【００８７】
パス配置アルゴリズムは、トラフィック情報テーブルが更新されると、光パス配置テーブルと、更新されたトラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ３０５〜ＳＰ３０８）、新たな光パスを決定する。
【００８８】
パス配置アルゴリズムは、決定した光パスを光クロスコネクトＯＸＣに通知して、新たな光パスを設定させる（ＳＰ３０９）。そしてパス配置アルゴリズムは、新たな光パスの設定後、光パス配置テーブルの情報を更新する。同時に、各パケット交換機ＰＥＸに対して、パケット交換機ＰＥＸ内の光パステーブルを書き換えるように指示する（ＳＰ３１０）。
【００８９】
なお、以上の手順の説明では、センタ端末ＣＴ１を介して、端末と網管理センタＮＭＣとが情報を授受するものとして説明した。これは典型的には、網管理センタＮＭＣなどの管理装置が直接端末に対して通信を行うネットワークは少ないためである。すなわち、網管理センタＮＭＣなどの管理装置と端末との間でのデータの授受は、専用の端末を設けて行うネットワークが典型的である。しかし、この発明は、必ずしもこのようなネットワーク構成に限定されることはない。すなわち、センタ端末ＣＴ１を設けず、網管理センタＮＭＣが端末と直接、情報のやり取りを行うものであっても良い。
【００９０】
また以上は、アプリケーション監視手段ＡＭは、端末内に設けられている場合について説明した。しかしアプリケーション監視手段ＡＭは、別の場所に設けられていてもよい。たとえばアプリケーション監視手段ＡＭは、パケット交換機ＰＥＸ内に設けられていてもよい。
【００９１】
この場合アプリケーション監視手段ＡＭは、端末から入力されるＴＣＰ／ＩＰのヘッダを解析すれば、アプリケーションの起動／終了を検出することができる。たとえば、ヘッダの宛先を解析して、その時点以前には見られなかった新しい宛先に向かうパケットが出現したら、端末内で新たなアプリケーションが起動したと判断できる。また、ヘッダの宛先を解析して、それまで流れていた宛先へのパケットが一定時間以上見られなくなったら、そのアプリケーションは終了したと判断できる。
【００９２】
以上説明したように、第３の実施形態によっても、ユーザーが通信開始に際して必要な帯域を特に申告せずとも、ネットワークが保有する資源で最大のスループットが達成されるように、光パスネットワークの最適化が図られる。またアプリケーション監視手段を各端末に設けた場合は、パケット交換機ＰＥＸがアプリケーション監視手段を有していない場合であっても、アプリケーションの起動／終了を検出することができる。すなわち、各パケット交換機ＰＥＸは従来のものを流用できる。
【００９３】
また、第３の実施形態でも、各ノードが自律的にトラフィックを監視しているため、やはり網管理センタＮＭＣの負担が軽減される。さらに、各ノードは自律的に通知を行なうため、より素早い対応が可能となる。
【００９４】
なお、光パスの再設定は、ネットワーク内のトラフィックが最適に流れることを目標としてなされることは言うまでもない。したがって、網管理センタＮＭＣは、端末におけるすべてのデータ通信の開始／終了に応じて光パスを再設定する必要はない。たとえば、動画像通信のような大容量のデータ通信を行うアプリケーションが起動／終了した場合のみ、光パスの再設定を行なうものでもよい。さらには、アプリケーション監視手段ＡＭが、大容量のデータ通信を行うアプリケーションが起動／終了した場合のみ、網管理センタＮＭＣに通知するようにしてもよい。
【００９５】
以上、第３の実施形態では、新たなアプリケーションが起動して、それに伴い新たな光パスが設定される場合を説明した。しかし、この新たな光パスは、当該新たなアプリケーションが占有するものではない。たとえば、端末Ａにおいて新たなアプリケーションが起動して、それに伴い新たな光パスが設定される場合、この光パスには、たとえば端末Ｄにおいて起動しているアプリケーションが送出するパケットが多重されてもよい。
【００９６】
次に、この発明の第４の実施形態について説明する。図９は、第４の実施形態のネットワークの構成を示す図である。この第４の実施形態のネットワークは、第３の実施形態のネットワークと同様の構成を有する。すなわち、このネットワークは、ノードＡからノードＤまで、４つのノードを有する。そしてこのネットワークはさらに、センタ端末ＣＴ１および網管理センタＮＭＣを有する。
【００９７】
第４の実施形態では、各ノードに接続されている端末のうち、少なくとも１つに、遅延測定手段（delay detector）ＤＤが設けられている。図９では、ノードＡに収容されている端末Ａのみに遅延測定手段ＤＤを図示しているが、他のすべてのノードにも、少なくとも１つの遅延測定手段ＤＤが設けられている。
【００９８】
センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク内のすべての端末との間で通信を行なう。このため、センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク上の各ノードと接続されている。図７では、センタ端末ＣＴ１は、ノードＣのみと接続されているように図示されている。しかし実際には、センタ端末ＣＴ１は、ノードＡないしノードＤのすべてのノードと通信可能である。具体的には、たとえば、センタ端末ＣＴ１は、各ノード内のパケット交換機ＰＥＸと通信可能である。パケット交換機ＰＥＸは、センタ端末ＣＴ１と端末とを接続するように、パケットのフォワーディングを行なう。
【００９９】
ネットワーク上に存在するすべての遅延測定手段ＤＤは、互いに同期したクロックによって稼動している。そして、他のノードに収容されている遅延測定手段ＤＤに向けて、管理パケットを送信する機能を有する。さらに、他の遅延測定手段ＤＤから送られてきた管理パケットを、送信元の遅延測定手段ＤＤに返送する機能を有する。各遅延測定手段ＤＤは、管理パケットを送信する際、また他から受信した管理パケットを返信する際、その管理パケットに送出時刻（タイムスタンプ）を書き込む。
【０１００】
よって、送出元の遅延測定手段ＤＤは、自分が送出した管理パケットが帰ってきた場合に管理パケット内のタイムスタンプを読むことにより、その管理パケットを送出した時刻と、相手先の遅延測定手段ＤＤがその管理パケットを返信した時刻と、その管理パケットが帰ってきた時刻と、３種類の時刻を認識することができる。
【０１０１】
送出元の遅延測定手段ＤＤは、これらの時刻から、往路の遅延時間、復路の遅延時間、そして往復に要した遅延時間を求めることができる。このような機能は、たとえばコンピュータ間通信における”Ping”コマンドや”Trace Route”コマンドに類する機能を用いて実現することができる。
【０１０２】
次に、第４の実施形態の動作について、図９および図１０を参照しながら説明する。第４の実施形態においては、各遅延測定手段ＤＤは、ある一定時間間隔で、別の遅延測定手段ＤＤに向けて、管理パケットを送出する。この管理パケットを受信した別の遅延測定手段ＤＤは、その管理パケットを送信元の遅延測定手段ＤＤに返送する。
【０１０３】
送信元の遅延測定手段ＤＤは、その管理パケットに書き込まれた送出時刻から、管理パケットの往復に要した遅延時間を求めることができる。すなわち、管理パケットが自ノードと他ノードとの間を往復するに要した遅延時間を求めることができる。
【０１０４】
各遅延測定手段ＤＤはこうして、ネットワーク内に設定されているパス毎に、遅延時間を求める。そして、その値をパス毎に保持しておく。そして、網管理センタＮＭＣからの指示があった場合、その指示に応じて、保持しておいた遅延時間を網管理センタＮＭＣに報告する。
【０１０５】
一般的には、ネットワーク上に配置されているパケット交換機ＰＥＸ−Ａないしパケット交換機ＰＥＸ−Ｄに輻輳が生じているようであれば、遅延時間は大きくなるはずである。逆にネットワークが空いていれば、遅延時間は小さくなるはずである。
【０１０６】
網管理センタＮＭＣは、所定の時間間隔で、ネットワーク上の各遅延測定手段ＤＤに対して、その遅延測定手段ＤＤが測定した遅延時間を問い合わせる。この問い合わせは、たとえばポーリングにて行なう。各遅延測定手段ＤＤはそれぞれ、この問い合わせに応じて、保持しておいた遅延時間を送信する。網管理センタＮＭＣは、各遅延測定手段ＤＤから報告された遅延時間をもとに、光パスの再配置を行う。
【０１０７】
以下、第４の実施形態における光パスを設定する手順について、図１０を用いて説明する。なお図１０には、説明の簡単のため、網管理センタＮＭＣと、任意の１つのパケット交換機および光クロスコネクト装置のみを示す。
【０１０８】
図１０において、遅延時間測定手段ＤＤは、パス毎に、遅延時間を求めておく（ＳＰ４０１、ＳＰ４０２）。網管理センタＮＭＣは、情報通信手段ＤＣＵおよびセンタ端末ＣＴ１を介して、遅延測定手段ＤＤに遅延時間を問い合わせる（ＳＰ４０３、ＳＰ４０４、ＳＰ４０５）。
【０１０９】
遅延時間測定手段ＤＤは、網管理センタＮＭＣからの問い合わせに応じて、保持しておいた遅延時間を、センタ端末ＣＴ１を介して（ＳＰ４０６）、網管理センタＮＭＣに報告する（ＳＰ４０７）。
【０１１０】
網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、遅延時間測定手段ＤＤから報告された遅延時間を、トラフィック情報テーブルに記録する（ＳＰ４０８）。網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、さらに、トラフィック情報テーブルを更新した旨をパス配置アルゴリズムに通知する（ＳＰ４０９）。
【０１１１】
この通知を受けて、パス配置アルゴリズムは、光パス配置テーブルと、トラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ４１０〜ＳＰ４１３）、新たな光パスを決定する。パス配置アルゴリズムは、さらに、光パスを光クロスコネクトＯＸＣに通知して、新たな光パスを設定させる（ＳＰ４１４）。同時に、光パス配置テーブルの情報を更新する（ＳＰ４１５）。
【０１１２】
なお、この第４の実施形態も、センタ端末ＣＴ１を設けず、網管理センタＮＭＣが端末と直接、情報のやり取りを行うものであっても良い。
【０１１３】
さらに、遅延時間測定手段ＤＤは、端末内でなく別の場所に設けられていてもよい。たとえば遅延時間測定手段ＤＤは、パケット交換機ＰＥＸ内に設けられていてもよい。この場合、たとえば、(a) 端末が管理パケットを生成し、その管理パケットを別の端末に送る。その際、パケット交換機ＰＥＸ内に設けられた遅延時間測定手段ＤＤは、管理パケットがパケットスイッチを通過するのを監視していて、その管理パケットにタイムスタンプを付すことが考えられる。あるいは、(b) パケット交換機ＰＥＸ内に設けられた遅延時間測定手段が管理パケットを生成し、その管理パケットを別のノード内のパケット交換機ＰＥＸに設けられた遅延時間測定手段ＤＤに送ることが考えられる。
【０１１４】
以上のように、第４の実施形態によっても、ユーザーが通信開始に際して必要な帯域を特に申告せずとも、ネットワークが保有する資源で最大のスループットが達成されるように、光パスネットワークの最適化が図られる。また遅延時間測定手段を各端末に設けた場合は、パケット交換機ＰＥＸは従来のものを流用できる。
【０１１５】
また、第４の実施形態で、端末内に遅延監視手段を設ける場合、１つのノードについて、最低１つの端末にだけ遅延監視手段を設けておけば良い。このため、ネットワークの構築に際して非常に簡単である。ここで遅延監視手段を設ける端末は、ノードの管理者（たとえば通信事業者）が用意する。あるいは、ノードに収容されているユーザの端末に、遅延監視手段を設けても良い。
【０１１６】
次に、この発明の第５の実施形態について説明する。図１１は、第５の実施形態のネットワークの構成を示す図である。この第５の実施形態のネットワークは、第３ないし第４の実施形態のネットワークと同様の構成を有する。すなわち、このネットワークは、ノードＡからノードＤまで、４つのノードを有する。そしてこのネットワークはさらに、センタ端末ＣＴ１および網管理センタＮＭＣを有する。
【０１１７】
この第５の実施形態では、各ノードに接続されている端末のうち、少なくとも１つに、遅延測定手段ＤＤ、および閾値監視手段ＴＭ２が設けられている。図１１では、ノードＡに収容されている端末Ａのみに遅延測定手段ＤＤおよび閾値監視手段ＴＭを図示しているが、他のすべてのノードにも、少なくとも１つの遅延測定手段ＤＤおよび閾値監視手段ＴＭが設けられている。
【０１１８】
センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク内のすべての端末との間で通信を行なう。このため、センタ端末ＣＴ１は、ネットワーク上の各ノードと接続されている。図７では、センタ端末ＣＴ１は、ノードＣのみと接続されているように図示されている。しかし実際には、センタ端末ＣＴ１は、ノードＡないしノードＤのすべてのノードと通信可能である。具体的には、たとえば、センタ端末ＣＴ１は、各ノード内のパケット交換機ＰＥＸと通信可能である。パケット交換機ＰＥＸは、センタ端末ＣＴ１と端末とを接続するように、パケットのフォワーディングを行なう。
【０１１９】
この第５の実施形態でも、各遅延測定手段ＤＤは、ある一定時間間隔で、別の遅延測定手段ＤＤに向けて、管理パケットを送出する。この管理パケットを受信した別の遅延測定手段ＤＤは、その管理パケットを送信元の遅延測定手段ＤＤに返送する。送信元の遅延測定手段ＤＤは、その管理パケットに書き込まれた送出時刻から、管理パケットの往復に要した遅延時間を求める。
【０１２０】
各遅延測定手段ＤＤはこうして、ネットワーク内に設定されているパス毎に、遅延時間を求める。そして、その値をパス毎に、閾値監視手段ＴＭ２に与える。
【０１２１】
閾値監視手段ＴＭ２は、基本的には第２の実施形態と同様に働く。すなわち閾値監視手段ＴＭ２は、与えられた遅延時間の値を、パス毎にあらかじめ与えられている閾値と比較する。この閾値は、新たなパスが設定される際、網管理センタＮＭＣが決定しているものである。閾値としては、遅延時間の最大値だけでなく、最小値を定めておくと有益である。
【０１２２】
閾値監視手段ＴＭ２は、ある光パスの遅延時間が最大値を越えた場合、その旨を網管理センタＮＭＣに通知する。同時に閾値監視手段ＴＭ２は、網管理センタＮＭＣに対して、たとえば「光パス上に輻輳が生じている」という報告を送る。この報告と同時に、網管理センタＮＭＣに対して、光パスの再配置を要求してもよい。逆に閾値監視手段ＴＭは、ある光パスの遅延時間が最小値を下回った場合、その旨を網管理センタＮＭＣに通知する。同時に閾値監視手段ＴＭ２は、網管理センタＮＭＣに対して、たとえば「光パス内のトラフィックが少ないようだから、いくつかの光パスを削除しても構わない」というリクエストを通知する。
【０１２３】
あるいは、閾値監視手段ＴＭ２は、ある光パスの遅延時間が予め定められた閾値から外れた場合、測定された閾値そのものを網管理センタＮＭＣに通知する。
【０１２４】
すなわち第５の実施形態では、遅延測定手段ＤＤおよび閾値監視手段ＴＭ２が設けられた端末が、自律的に遅延時間を監視している。そして、遅延時間が閾値から外れたとき、自律的に、その旨を網管理センタＮＭＣに通知するものである。
【０１２５】
網管理センタＮＭＣは、このようなリクエストに応じて、当該区間に新たな光パスを設定する。あるいは、すでに設定されている光パスを削除する。この動作は、第１の実施形態において説明したと同様に行なわれる。
【０１２６】
以下、第５の実施形態における光パスを設定する手順について、図１２を用いて説明する。なお図１２には、説明の簡単のため、網管理センタＮＭＣと、任意の１つのパケット交換機および光クロスコネクト装置のみを示す。
【０１２７】
図１２において、遅延時間測定手段ＤＤは、パス毎に、遅延時間を求める（ＳＰ５０１、ＳＰ５０２）。この遅延時間は、閾値監視手段ＴＭに与えられる（ＳＰ５０３）。
【０１２８】
閾値監視手段ＴＭ２は、与えられた遅延時間が閾値を越えていると判断すると、その旨の通知をセンタ端末ＣＴ１に送信する（ＳＰ５０４）。センタ端末ＣＴ１は、この通知を網管理センタＮＭＣに転送する（ＳＰ５０５）。
【０１２９】
網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、閾値監視手段ＴＭ２から通知された遅延時間を、トラフィック情報テーブルに記録する（ＳＰ５０６）。網管理センタＮＭＣの情報通信手段ＤＣＵは、さらに、トラフィック情報テーブルを更新した旨をパス配置アルゴリズムに通知する（ＳＰ５０７）。
【０１３０】
この通知を受けて、パス配置アルゴリズムは、光パス配置テーブルと、トラフィック情報テーブルとを参照しながら（ＳＰ５０８〜ＳＰ５１１）、新たな光パスを決定する。パス配置アルゴリズムは、さらに、光パスを光クロスコネクトＯＸＣに通知して、新たな光パスを設定させる（ＳＰ５１２）。同時に、光パス配置テーブルの情報を更新する（ＳＰ５１３）。
【０１３１】
なお、この第５の実施形態も、センタ端末ＣＴ１を設けず、網管理センタＮＭＣが端末と直接、情報のやり取りを行うものであっても良い。さらに、第４の実施形態と同様、遅延時間測定手段および閾値監視手段は、端末内でなく、たとえばパケット交換機ＰＥＸ内に設けられていてもよい。
【０１３２】
以上のように、第５の実施形態によっても、ユーザーが通信開始に際して必要な帯域を特に申告せずとも、ネットワークが保有する資源で最大のスループットが達成されるように、光パスネットワークの最適化を図ることができる。これに加えて第５の実施形態では、ネットワークの状況がより早く網管理センタＮＭＣに届くため、光パスの再配置がより早く行われる。
【０１３３】
なお、上述した各実施形態では、網管理センタＮＭＣは各ノードと独立した場所に存在するように図示されている。さらに、網管理センタＮＭＣと各ノードとを接続する情報通信ネットワークは、ユーザーパケットが流れる光パスとは別ラインとして図示されている。しかし網管理センタＮＭＣは、いずれかのノードが、その機能を有していてもよい。また情報通信ネットワークは、ユーザーパケットが流れる光パスを用いて構築されていてもよい。
【０１３４】
また、この発明は、各端末は通信の開始時に必要な帯域を申告する網にも適用できる。このような網であっても、各ノードは、各端末から申告された帯域値の合計値を計算することができる。そして各ノードは、網管理センタからの問い合わせに応じて、あるいは帯域があらかじめ定められた閾値を超えた場合に自律的に、網管理センタに対して通知を行なう。網管理センタはこの通知に応じて、光パスの配置を動的に行なえばよい。
【０１３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、この発明によれば、通信帯域の変動に対応して最大のスループットが達成されるべく、最適な光パスを動的に設定するネットワークシステムを提供することができる。またそのようなネットワークシステムに適した通信ノードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のネットワーク内に設置される通信ノードの構成を示すブロック図である。
【図２】光クロスコネクトを用いたネットワークシステムの典型的な構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態のネットワークを示す図である。
【図４】第１の実施形態において、光パスを設定する手順を示した説明図である。
【図５】第２の実施形態のネットワーク内に設置される通信ノードの構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態において、光パスを設定する手順を示した説明図である。
【図７】第３の実施形態のネットワークを示す図である。
【図８】第３の実施形態において、光パスを設定する手順を示した説明図である。
【図９】第４の実施形態のネットワークを示す図である。
【図１０】第４の実施形態において、光パスを設定する手順を示した説明図である。
【図１１】第５の実施形態のネットワークを示す図である。
【図１２】第５の実施形態において、光パスを設定する手順を示した説明図である。
【符号の説明】
ＰＥＸ・・・・パケット交換機
ＰＳＷ・・・・パケットスイッチ
ＣＰＵ・・・・呼処理部
ＢＭ・・・・帯域管理部
ＤＣＵ・・・・情報通信手段
ＰＦＭ・・・・パケット流量監視手段
ＯＸＣ・・・・光クロスコネクト
ＩＦ・・・・インターフェイス
ＮＭＣ・・・・網管理センタ
ＴＭ１、ＴＭ２・・・・閾値監視手段
ＡＭ・・・・アプリケーション監視手段
ＤＤ・・・・遅延測定手段
ＣＴ１、ＣＴ２・・・・センタ端末[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a network system. Moreover, it is related with the communication node arrange | positioned in such a network system.
[0002]
[Prior art]
The communication network system includes a plurality of nodes and links that connect these nodes. Typically, the node includes, for example, an electronic exchange EX or a router. The node further includes a cross connect. By the way, in recent years, with the increase of communication data, development of an optical cross connect that handles optical signals has been advanced. A typical configuration of a communication network system using an optical cross-connect is shown in FIG.
[0003]
FIG. 2 shows a network in which a plurality of nodes from node A to node D are connected to each other by optical fibers. In each node, the electronic exchange EX is connected to the optical cross connect OXC. Each electronic exchange EX accommodates a plurality of terminals as users.
[0004]
The electronic exchange EX includes a switch SW and a switch control unit. The electronic exchange EX switches the information given from the terminal and gives it to the optical cross-connect OXC. At this time, when a plurality of terminals intend to transmit information to the same destination node, the information is multiplexed and given to the optical cross-connect OXC.
[0005]
The optical cross connect OXC has a function of inserting a signal given from the electronic exchange EX into the network and a function of extracting a signal transmitted through the network and giving it to the electronic exchange EX. The optical cross connect OXC further has a function of inputting a signal transmitted through the network and relaying the signal to another adjacent optical cross connect.
[0006]
As a result, an optical signal connection is set between two adjacent nodes or between two non-adjacent nodes. This optical signal connection is called an optical path. In FIG. 1, one optical path is set between node A and node B. Further, another optical path is set between the node A and the node C. Furthermore, a further optical path is set between a node (not shown) and the node D.
[0007]
In the network system shown in FIG. 2, each optical cross-connect OXC transmits a plurality of optical signals in one optical fiber using an optical wavelength multiplexing technique. Thereby, communication capacity can be increased. In FIG. 2, wavelength division multiplexing transmission is realized using an optical multiplexer / demultiplexer and an optical space switch OSW.
[0008]
That is, each optical cross-connect OXC includes an interface IF, an optical multiplexer / demultiplexer (Optical MUX / DEMUX) OMD, and an optical space switch OSW. An information signal given from the electronic exchange EX to the optical cross-connect OXC is converted into an optical signal in the interface IF. The optical signal thus generated is applied to the optical space switch OSW. The optical space switch OSW inputs a given optical signal to an optical fiber directed to a desired optical cross-connect.
[0009]
Next, the operation of this network system will be described. Each terminal designates a partner terminal with respect to the electronic exchange EX when communication is started. At the same time, the terminal reports to the electronic exchange EX a band necessary for communication.
[0010]
The electronic exchange EX first receives the call from the user and identifies the partner terminal. Next, the electronic exchange EX determines whether or not the band declared by the user can be secured between the calling terminal and the partner terminal. As a result of this determination, if it is determined that the bandwidth declared by the user can be secured, the electronic exchange EX accepts the call and starts call processing. For this reason, the electronic exchange EX knows in advance the bandwidth of the optical path from one node to another. In addition, each electronic exchange EX sends information related to the currently accepted call to a network management center NMC.
[0011]
An STM (Synchronous Transport Module) service such as a normal telephone or N-ISDN (Narrow-band Integrated Services Digital Network) is a service with a fixed bandwidth for communication. Therefore, by declaring the necessary bandwidth prior to the start of communication, the bandwidth is guaranteed.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, services such as an ABR (Available Bit Ratio) service provided by an ATM exchange and an IP (Internet Protocol) communication service provided by an IP packet exchange have started to be provided with basically no bandwidth guarantee. That is, these services are based on the premise that the user does not report or reserve a bandwidth to the network prior to the start of communication. In addition, these services have very large traffic fluctuations compared to conventional voice communications.
[0013]
Therefore, in such a service, there is a strong demand for dynamically setting an optimal optical path according to fluctuations in the communication band, instead of setting a fixed optical path as in a conventional network. ing.
[0014]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a network system that dynamically sets an optimal optical path so that the maximum throughput can be achieved in response to fluctuations in the communication band. It is another object of the present invention to provide a communication node suitable for such a network system.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In the first invention, the network system includes a plurality of nodes and a network management unit. These nodes are connected to each other and between the node and the network management unit by optical transmission lines. Each node arranged on the network includes an optical cross-connect and a packet switch. Each node accommodates a plurality of terminals.
[0016]
In each node, the optical cross-connect sets an optical path for transferring an optical signal between the own node and another node and / or an optical path for relaying an optical signal between other nodes. Each node monitors the amount of traffic flowing in the packet switch in its own node.
[0017]
The network management unit detects a change in the communication band based on the packet flow rate monitored by each node. The fluctuation of the communication band is recorded in the traffic information table, and the number of optical paths and routes set at that time, and information on the occupied bandwidth of each optical path are recorded in the optical path arrangement table. And this Information recorded in the traffic information table and optical path allocation table On the basis of the, According to the path placement algorithm The optical path between each node is set so that the network throughput is optimized.
[0018]
In the second invention, the network system includes a plurality of nodes and a network management unit. These nodes are connected to each other and between the node and the network management unit by optical transmission lines. Each node arranged on the network includes an optical cross-connect and a packet switch. Each node accommodates a plurality of terminals.
[0019]
Each node monitors activation / termination of an application in each terminal accommodated in the node. Each node reports the activation / termination of the application to the network management unit.
[0020]
The network management unit detects a change in the communication band based on the activation / termination status of the application in each terminal. The fluctuation of the communication band is recorded in the traffic information table, and the number of optical paths and routes set at that time, and information on the occupied bandwidth of each optical path are recorded in the optical path arrangement table. And this Information recorded in the traffic information table and optical path allocation table On the basis of the, According to the path placement algorithm The optical path between each node is set so that the network throughput is optimized.
[0021]
In the third invention, the network system includes a plurality of nodes and a network management unit. These nodes are connected to each other and between the node and the network management unit by optical transmission lines. Each node arranged on the network includes an optical cross-connect and a packet switch. Each node accommodates a plurality of terminals.
[0022]
Each node attaches a time stamp to the management packet and transmits it to another node. In addition, when a management packet with a time stamp is returned from another node, each node measures a delay time from the time stamp.
[0023]
The network management unit detects a change in the communication band based on the delay time between the nodes. The fluctuation of the communication band is recorded in the traffic information table, and the number of optical paths and routes set at that time, and information on the occupied bandwidth of each optical path are recorded in the optical path arrangement table. And this Information recorded in the traffic information table and optical path allocation table On the basis of the, According to the path placement algorithm The optical path between each node is set so that the network throughput is optimized.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a communication node installed in a network according to the first embodiment. In FIG. 1, the node includes a packet switch PEX and an optical cross connect OXC.
[0025]
The packet switch PEX includes a packet switch PSW, a call processing unit CPU, a bandwidth manager BM, and a data communication unit DCU. A plurality of terminals are accommodated in the packet switch PSW. Each terminal designates a partner terminal to the packet switch when starting communication.
[0026]
In this case, the packet exchange PEX starts communication in a predetermined fixed band even if the terminal does not report the band. Of course, if there is a report of the bandwidth from the terminal, communication may be started in that bandwidth. However, it should be noted that the bandwidth at the start of communication thereafter changes adaptively from time to time in accordance with changes in traffic.
[0027]
The packet switch PEX gives the user packet input from the terminal to the packet switch PSW. Alternatively, the packet switch PEX gives the user packet input from the optical cross connect OXC to the packet switch PSW. The packet switch PSW switches the user packet according to the destination of the input user packet. Thus, the user packet is given to the input terminal or terminal of the optical cross connect OXC.
[0028]
The packet switch PSW has a packet flow monitor PFM. The packet flow rate monitoring means PFM monitors how much traffic is flowing from which input terminal to which output terminal of the packet switch PSW. The information communication means DCU is connected to the network management center NMC via an information communication network (not shown). The amount of traffic monitored by the packet flow rate monitoring means PFM is sent to the network management center NMC via the information communication means DCU.
[0029]
For example, an ATM switch can be used as the packet switch PSW. In this case, by providing a call processing unit and a bandwidth management unit in the packet switch PEX, not only a service that does not reserve a bandwidth such as an IP packet switching service but also a bandwidth reservation prior to the start of communication such as a CBR service. Services can be provided at the same time. An IP packet router can also be used as the packet switch PSW.
[0030]
On the other hand, the optical cross-connect OXC has an interface IF with the packet switch PEX and an optical space switch OSW. That is, the optical space switch OSW is connected to the packet switch PEX via the interface IF. The interface IF includes an E / O (electric / optical) conversion unit and an O / E (optical / electrical) conversion unit (both not shown). Therefore, an electrical signal given from the packet switch PEX to the interface IF is converted into an optical signal by an E / O converter (not shown). This converted optical signal is given to the optical space switch OSW.
[0031]
On the other hand, the optical signal given from the network to the optical cross-connect OXC is given to the interface IF via the optical space switch OSW. Then, it is converted into an electric signal by an O / E conversion unit (not shown) and given to the packet switch PEX.
[0032]
The optical cross connect OXC further includes an optical multiplexer / demultiplexer OMD. This optical multiplexer / demultiplexer OMD demultiplexes an optical wavelength division multiplexed signal input from an optical fiber, and gives it to the optical space switch OSW. Also, a plurality of optical signals given from the optical space switch OSW are wavelength-multiplexed and input to the optical fiber. The optical space switch OSW guides the optical signal input from the optical multiplexer / demultiplexer OMD or the optical signal input from the interface IF to a desired output. As a result, the optical signal guided to the desired output is supplied to the desired optical multiplexer / demultiplexer OMD or the interface IF.
[0033]
In FIG. 1, it will be understood that two communication paths are provided from the packet switch PSW to the interface IF. Information transmitted through these communication paths is subjected to electrical / optical conversion at the interface IF and connected to the optical cross-connect OXC as an optical path. In FIG. 1, it will be understood that the two optical paths output from the interface IF are input to the same optical fiber via the optical cross-connect OXC. In this case, an optical wavelength division multiplexing technique is used. Accordingly, one of the two optical paths input to the same optical fiber is set using the wavelength λ1, for example. The other optical path is set using, for example, the wavelength λ2.
[0034]
The optical space switch OSW does not necessarily need to make a one-to-one optical connection between any arbitrary optical multiplexer / demultiplexer OMD or interface IF and any arbitrary optical multiplexer / demultiplexer OMD or interface IF. Alternatively, the optical space switch OSW may be configured using an optical ADM (Add / Drop Multiplexer). In an optical switch constituted by an optical ADM, an optical signal input from a certain optical multiplexer / demultiplexer OMD is guided to a specific optical multiplexer / demultiplexer OMD.
[0035]
The optical cross connect OXC further includes information communication means DCU. This information communication means DCU is also connected to the network management center NMC via the information communication network.
[0036]
When a plurality of nodes shown in FIG. 1 are arranged and connected to each other through optical fibers, a network as shown in FIG. 3 is configured. That is, FIG. 3 shows a network in which four nodes shown in FIG. 2 are arranged. In FIG. 3, the node A has a packet switch PEX-A and an optical cross-connect OXC-A. Similarly, the node B, the node C, and the node D are respectively a packet switch PEX-B and an optical cross connect OXC-B, a packet switch PEX-C and an optical cross connect OXC-C, and a packet switch PEX-D and an optical cross connect. OXC-D. In the following description, an optical path set between the node A and the node C is referred to as an optical path A. Next, an optical path set between the node A and the node B is referred to as an optical path B. Further, an optical path set between the node B and the node D is referred to as an optical path C.
[0037]
Each node houses several terminals. As described above, these terminals are accommodated in the packet switch PEX in each node. In the following description, one of the terminals accommodated in node A will be referred to as terminal A. Similarly, one of the terminals accommodated in node C is referred to as terminal B. Further, one of the terminals accommodated in the node D is referred to as a terminal C.
[0038]
Next, the operation of the network system according to the first embodiment will be described with reference to FIG. As an example, a case where information is sent from terminal A to terminal B will be described.
[0039]
Terminal A sends a user packet to packet switch PEX-A. In this user packet, information indicating the terminal A that is the transmission source user and information indicating the terminal B that is the destination user are stored as user information.
[0040]
The packet switch PEX-A analyzes user information in the received user packet. Then, it is determined that the node in which the terminal B as the destination user is accommodated is the node C. Next, the packet switch PEX-A determines whether or not an optical path has already been set up between the node A and the node C. In the network shown in FIG. 3, the optical path A is already set between the node A and the node C. Therefore, the packet switch PEX-A sends this user packet to the optical cross connect OXC-A. Then, the optical cross connect OXC-A inputs this user packet to the optical path A.
[0041]
The user packet thus inserted into the network reaches the optical cross-connect OXC-B via the optical path A. This user packet is cut through in the optical cross-connect OXC-B, and further reaches the optical cross-connect OXC-C via the optical path A. In this specification, the term “cut-through” refers to a state where an optical path is relayed as an optical signal in an optical cross-connect OXC in an intermediate node.
[0042]
Information transmitted in the optical path A is connected to the interface IF in the optical cross-connect OXC-C. Here, the signal in the optical path A is optical / electrically converted and connected to the packet switch PEX-C. The packet switch PEX-C analyzes the user information in the received user packet and determines that the destination user is the terminal B. Therefore, the packet switch PEX-C sends this user packet to the terminal B.
[0043]
As another example, a case where information is sent from terminal A to terminal C will be described below. In this case, no optical path is set between the node A and the node D. Therefore, the user packet is once sent from node A to node B, and the user packet is transferred from node B to node D.
[0044]
That is, the terminal A sends a user packet to the packet switch PEX-A. The packet switch PEX-A analyzes the header of the received user packet and determines that the node in which the destination user terminal B is accommodated is the node D. Therefore, the packet switch PEX-A once sends this user packet to the node B using the optical path B. This optical path B is connected to the packet switch PEX-B in the optical cross-connect OXC-B. The packet switch PEX-B determines that the destination user of this user packet is the terminal C, and this terminal C is accommodated in the node D. Therefore, the packet switch PEX-B inputs this user packet to the optical path C via the optical cross-connect OCX-B. Thus, information is sent from terminal A to terminal C.
[0045]
The network management center NMC inquires each packet switch PEX about the traffic volume at predetermined time intervals. This inquiry is given from the information communication means DCU of the packet exchange PEX to the packet flow rate monitoring means PFM. The packet flow rate monitoring means PFM calculates, for example, the traffic volume input to each optical path from the monitored traffic volume. Alternatively, the packet flow rate monitoring unit PFM calculates the amount of traffic transmitted to a specific node regardless of the optical path. Alternatively, the packet flow rate monitoring unit PFM calculates the amount of traffic input to the optical fiber connected between adjacent nodes regardless of the optical path.
[0046]
The inquiry from the network management center NMC to each packet switch PEX may be made by polling, for example. Then, the packet flow monitoring means PFM that has received this inquiry responds to the network management center NMC with information relating to the calculated traffic. The network management center NMC sets a new optical path in a section with a lot of traffic according to the result. On the other hand, in a section with little traffic, the optical path set in that section is deleted. For this reason, the network management center NMC issues an instruction to set / delete the optical path to the optical cross-connect OXC involved in the optical path. The network management center NMC also transmits information to that effect to the packet switch PEX.
[0047]
For example, in the network shown in FIG. The network management center NMC instructs the node A and the node C to delete the optical path A. As a result, the band used by the optical path A is freed up. Therefore, a new optical path is set between node A and node B using the bandwidth. As a result, the number of optical paths between node A and node B is increased to two, and more user packets can be transmitted. However, this results in no optical path between node A and node C. Therefore, a user packet to be transmitted between these nodes needs to set a new communication path, for example, once sent to node B using optical path B and then sent to node C via node D. There is. As a result, the load on the packet switch PEX-B at the node B increases. Therefore, it is necessary for the network management center NMC to set / delete an optical path after determining whether or not the throughput of the entire network is to be improved.
[0048]
Hereinafter, a procedure for setting an optical path will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows only the network management center NMC and any one packet switch and optical cross-connect device for the sake of simplicity. Hereinafter, the user packet is simply referred to as a packet.
[0049]
In FIG. 4, the network management center NMC has information communication means DC. The information communication means DCU exchanges data between the DCU in each packet switch and the DCU in each optical cross-connect. The network management center NMC also has a path placement algorithm. This path placement algorithm defines a processing procedure for setting an optical path between nodes. The network management center NMC sets / deletes the optical path based on this path placement algorithm. In the following description, not only the processing procedure for setting the optical path itself but also the processing procedure and the processing means for executing this processing procedure may be referred to as a “path arrangement algorithm”.
[0050]
The network management center NMC further includes a traffic information table and an optical path arrangement table. These are stored, for example, in a semiconductor memory. In the traffic information table, the flow rate of packets input / output from each packet switch and the traffic of each optical path are recorded and updated. The optical path arrangement table is a table in which the number and paths of optical paths currently set in the network, the occupied bandwidth of each optical path, and the like are recorded.
[0051]
First, the network management center NMC makes an inquiry to the packet exchange PEX via the information communication means DCU in order to collect traffic information (SP101, SP102). When the information communication means DCU in the packet switch receives the inquiry, it refers to the traffic information of the packet flow rate monitoring means PFM (SP103, SP104). Then, the information communication means DCU in the packet switch returns the referenced traffic information to the network management center NMC (SP105).
[0052]
When the information communication means DCU of the network management center NMC receives the traffic information returned from the packet switch PEX, it records the information in the traffic information table. The information communication unit DCU of the network management center NMC further notifies the path allocation algorithm that the traffic information table has been updated (SP106).
[0053]
Upon receiving this notification, the path placement algorithm refers to the optical path placement table and the traffic information table (SP107 to SP110), for example, sets a new optical path for a path with a large traffic, or the traffic is small. It is judged that the path is deleted. Subsequently, the path placement algorithm notifies the determined optical path to the optical cross-connect OXC to set a new optical path (SP111).
[0054]
The path placement algorithm updates the information in the optical path placement table after setting a new optical path. At the same time, each packet switch PEX is instructed to rewrite the optical path table in the packet switch PEX (SP112).
[0055]
As described above, in the first embodiment, when a user starts communication, communication is started without particularly declaring a band necessary for communication. Then, the bandwidth at the start of communication thereafter changes adaptively as needed according to the change in traffic. Therefore, in a packet network system having means for providing an optical path, such as an optical cross-connect or an optical ADM, an optimal optical path is dynamically set so that the maximum throughput can be achieved with resources held by the network. The
[0056]
For example, in a typical IP network, it is difficult to contract bandwidth, provide various service classes, or maximize throughput in cooperation with the physical layer. However, according to the present invention, these functions can be easily provided.
[0057]
The general procedure for setting the optical path described here is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to such a procedure or the components shown in FIGS. .
[0058]
Next explained is the second embodiment of the invention. Also in the second embodiment, the operation when sending a packet from one terminal to another terminal is basically the same as that of the first embodiment. However, in the second embodiment, the procedure for the network management center NMC to grasp the flow rate of packets flowing in the optical path is different from that in the first embodiment.
[0059]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a communication node installed in the network according to the second embodiment. When a plurality of nodes shown in FIG. 5 are arranged and connected to each other through optical fibers, a network similar to that of the first embodiment is configured. That is, the network of the second embodiment is basically the same as the network shown in FIG. Therefore, with respect to the network of the second embodiment, a special illustration is omitted, and the node will be described below.
[0060]
In FIG. 5, the node includes a packet switch PEX and an optical cross-connect OXC. In the second embodiment, the packet switch PEX has threshold value monitoring means TM1 in addition to the packet flow rate monitoring means PFM. This threshold value monitoring means TM1 is connected to the packet flow rate monitoring means PFM.
[0061]
The packet flow rate monitoring means PFM calculates the amount of traffic input to each optical path. This amount of traffic may be the amount of traffic sent to a specific node regardless of the optical path. Alternatively, this traffic volume may be the traffic volume input to the optical fiber connected between adjacent nodes regardless of the optical path.
[0062]
The threshold value monitoring means TM1 holds a predetermined traffic amount threshold value for each optical path. Alternatively, the threshold value of the traffic amount transmitted to a specific node is held regardless of the optical path. Or, regardless of the optical path, the threshold value of the traffic amount input to the optical fiber connected to the adjacent node is held.
[0063]
The threshold monitoring means TM compares the measured traffic value with this predetermined threshold. This threshold is determined by the network management center NMC when a new path is set. As the threshold value, it is useful to determine not only the maximum value of the packet flow rate but also the minimum value of the packet flow rate. Hereinafter, a case where the traffic amount input to the optical path is monitored will be described.
[0064]
The packet flow rate monitoring means PFM monitors packets flowing in the packet switch PSW. Then, it is determined to which path the packet should be input. As a result, the packet flow rate monitoring means PFM calculates traffic for each path. Then, the packet flow rate monitoring means PFM gives the measured traffic value to the threshold value monitoring means TM1 for each path.
[0065]
The threshold monitoring unit TM1 compares the measured traffic value with a predetermined threshold for each path. This threshold is determined by the network management center NMC when a new path is set. As the threshold value, it is useful to determine not only the maximum value of the packet flow rate but also the minimum value of the packet flow rate.
[0066]
When the traffic on a certain optical path exceeds the maximum packet flow rate, the threshold monitoring means TM1 notifies the network management center NMC to that effect. At the same time, the network management center NMC is notified of, for example, a request that “traffic is large and a new optical path needs to be set”. Conversely, when the traffic on a certain optical path falls below the minimum value of the packet flow rate, the threshold monitoring means TM1 notifies the network management center NMC to that effect. At the same time, the network management center NMC is notified of a request, for example, “Because the traffic is below a certain threshold value, one of the two optical paths may be deleted”.
[0067]
Alternatively, the threshold monitoring means TM1 notifies the network management center NMC of the measured packet flow value itself when traffic on a certain optical path deviates from the packet flow threshold.
[0068]
That is, each node of the second embodiment autonomously monitors the packet flow rate. Then, when the traffic deviates from the threshold value, it autonomously notifies the network management center NMC to that effect.
[0069]
In response to such a request, the network management center NMC sets a new optical path in the section. Alternatively, an already set optical path is deleted. This operation is performed in the same manner as described in the first embodiment.
[0070]
Of course, even if a request for setting a new optical path occurs, the network management center NMC does not set a new path if there is no bandwidth for the request. On the other hand, even if a request to delete the optical path is generated, if there is a sufficient margin in the free bandwidth, the network management center NMC maintains the optical path as it is without deleting it. In some cases.
[0071]
The procedure for setting an optical path in the second embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 6 shows only the network management center NMC and any one packet switch and optical cross-connect device for the sake of simplicity.
[0072]
In FIG. 6, in the packet switch PEX, the threshold monitoring means TM1 detects that the packet flow rate has exceeded the threshold. Then, the threshold monitoring means TM1 notifies the information communication means DCU to that effect (SP201). Upon receiving this notification, the information communication unit DCU notifies the information communication unit DCU of the network management center NMC of the information (SP202).
[0073]
In the network management center NMC, the information communication means DCU that receives the notification from the packet switch PEX updates the contents of the traffic information table (SP203). The information communication unit DCU of the network management center NMC further notifies the path allocation algorithm that the traffic information table has been updated (SP204).
[0074]
When the traffic information table is updated, the path allocation algorithm determines a new optical path while referring to the optical path allocation table and the updated traffic information table (SP205 to SP208). Next, the path allocation algorithm refers to the optical path allocation table and the traffic information table (SP205 to SP208). For example, a new optical path is set for a path with a large traffic, or a path with a small traffic is deleted. Make a judgment.
[0075]
The path placement algorithm notifies the determined optical path to the optical cross-connect OXC to set a new optical path (SP209). Then, after setting a new optical path, the path allocation algorithm updates information in the optical path allocation table. At the same time, each packet switch PEX is instructed to rewrite the optical path table in the packet switch PEX (SP210).
[0076]
As described above, the network of the second embodiment also dynamically sets the optimum optical path so that the maximum throughput is achieved with the resources held by the network according to the traffic fluctuation. This is the same as in the first embodiment.
[0077]
In addition, in the second embodiment, each node autonomously monitors traffic. Therefore, each node autonomously notifies the network management center NMC instead of waiting for an inquiry from the network management center NMC. Therefore, the burden on the network management center NMC is reduced. The network management center NMC can start the optical path changing process at the moment when the traffic exceeds a predetermined threshold at a certain node. Therefore, a quicker response is possible. However, when the load on the entire network increases rapidly, there is a possibility that a plurality of packet exchanges PEX will send requests to the network management center NMC all at once. For this reason, the network management center NMC needs to have processing performance that can cope with these multiple requests.
[0078]
Next explained is the third embodiment of the invention. FIG. 7 is a diagram illustrating a network configuration according to the third embodiment. FIG. 7 shows a network having four nodes from node A to node D. A center terminal CT1 is arranged in this network. The center terminal CT1 is connected to the network management center NMC.
[0079]
The center terminal CT1 communicates with all terminals in the network. For this reason, the center terminal CT1 is connected to each node on the network. In FIG. 7, the center terminal CT1 is illustrated as being connected only to the node C. However, in practice, the center terminal CT1 can communicate with all the nodes A to D. Specifically, for example, the center terminal CT1 can communicate with the packet switch PEX in each node. The packet switch PEX forwards packets so as to connect the center terminal CT1 and the terminal.
[0080]
Furthermore, in the third embodiment, each terminal is provided with an application monitor AM. In FIG. 7, the application monitoring means AM is shown only for the terminal A, but the application monitoring means is also provided for other terminals.
[0081]
Next, the operation of the third embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, each terminal generally executes a plurality of applications in a time-sharing manner. Among them, some applications have a function of transmitting data from the own terminal to another terminal. The application monitoring means AM monitors that such an application starts data transmission toward another terminal. The application monitoring means AM also monitors that such an application terminates data transmission.
[0082]
Therefore, when a certain application starts transmitting data to another terminal, the application monitoring means AM provided in the transmission source terminal notifies the center terminal CT1 to that effect. Further, even when the data transmission by the application is completed, the application monitoring means AM notifies the center terminal CT1 to that effect. The center terminal CT1 receives the notification from each terminal and sends it to the network management center NMC. The network management center NMC rearranges the optical paths as necessary. That is, a new optical path is set or an existing optical path is deleted.
[0083]
Information of rearranging the optical path is notified to each node. Upon receiving this notification, the packet switch PEX and the optical cross-connect OXC in the node realize a new optical path that has been reset.
[0084]
The procedure for setting an optical path in the third embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 8 shows only the network management center NMC and any one packet switch and optical cross-connect device for the sake of simplicity.
[0085]
In FIG. 8, the application monitoring means AM provided in each terminal monitors the activation / termination of the application in its own terminal. If the activation / termination of the application is detected, the fact is notified to the center terminal CT1 (SP301). The center terminal CT1 transfers this notification to the network management center NMC (SP302).
[0086]
In the network management center NMC, the information communication means DCU receiving the notification from the center terminal CT1 updates the contents of the traffic information table (SP303). The information communication means DCU of the network management center NMC further notifies the path allocation algorithm that the traffic information table has been updated (SP304).
[0087]
When the traffic information table is updated, the path allocation algorithm determines a new optical path while referring to the optical path allocation table and the updated traffic information table (SP305 to SP308).
[0088]
The path placement algorithm notifies the determined optical path to the optical cross-connect OXC to set a new optical path (SP309). Then, after setting a new optical path, the path allocation algorithm updates information in the optical path allocation table. At the same time, each packet switch PEX is instructed to rewrite the optical path table in the packet switch PEX (SP310).
[0089]
In the above description of the procedure, it has been described that the terminal and the network management center NMC exchange information via the center terminal CT1. This is typically because there are few networks in which a management device such as the network management center NMC communicates directly with a terminal. In other words, data is typically exchanged between a management apparatus such as the network management center NMC and a terminal by providing a dedicated terminal. However, the present invention is not necessarily limited to such a network configuration. That is, the network management center NMC may directly exchange information with the terminal without providing the center terminal CT1.
[0090]
In addition, the case where the application monitoring unit AM is provided in the terminal has been described above. However, the application monitoring means AM may be provided in another place. For example, the application monitoring means AM may be provided in the packet switch PEX.
[0091]
In this case, the application monitoring means AM can detect the activation / termination of the application by analyzing the TCP / IP header input from the terminal. For example, when a header destination is analyzed and a packet directed to a new destination that has not been seen before that time appears, it can be determined that a new application has started in the terminal. Further, when the header destination is analyzed, and the packet to the destination that has been flowing until then is not seen for a certain period of time, it can be determined that the application has ended.
[0092]
As described above, according to the third embodiment, the optical path network is optimized so that the maximum throughput can be achieved with the resources held by the network without the user declaring the bandwidth necessary for starting communication. Is achieved. When the application monitoring means is provided in each terminal, the activation / termination of the application can be detected even if the packet switch PEX does not have the application monitoring means. That is, each packet switch PEX can be a conventional one.
[0093]
Also in the third embodiment, since each node autonomously monitors traffic, the burden on the network management center NMC is also reduced. Furthermore, since each node performs notification autonomously, a quicker response is possible.
[0094]
Needless to say, the resetting of the optical path is performed with the goal of optimal traffic flow in the network. Therefore, the network management center NMC does not need to reset the optical path according to the start / end of all data communication in the terminal. For example, the optical path may be reset only when an application that performs large-capacity data communication such as moving image communication is started / finished. Furthermore, the application monitoring means AM may notify the network management center NMC only when an application that performs large-capacity data communication is activated / terminated.
[0095]
As described above, in the third embodiment, the case where a new application is activated and a new optical path is set accordingly is described. However, this new optical path is not occupied by the new application. For example, when a new application is activated in terminal A and a new optical path is set accordingly, a packet transmitted by an application activated in terminal D may be multiplexed on this optical path, for example. .
[0096]
Next explained is the fourth embodiment of the invention. FIG. 9 is a diagram illustrating a network configuration according to the fourth embodiment. The network of the fourth embodiment has the same configuration as the network of the third embodiment. That is, this network has four nodes from node A to node D. The network further includes a center terminal CT1 and a network management center NMC.
[0097]
In the fourth embodiment, at least one of terminals connected to each node is provided with a delay detector DD. In FIG. 9, the delay measurement unit DD is illustrated only for the terminal A accommodated in the node A, but at least one delay measurement unit DD is provided in all other nodes.
[0098]
The center terminal CT1 communicates with all terminals in the network. For this reason, the center terminal CT1 is connected to each node on the network. In FIG. 7, the center terminal CT1 is illustrated as being connected only to the node C. However, in practice, the center terminal CT1 can communicate with all the nodes A to D. Specifically, for example, the center terminal CT1 can communicate with the packet switch PEX in each node. The packet switch PEX forwards packets so as to connect the center terminal CT1 and the terminal.
[0099]
All the delay measuring means DD existing on the network are operated by clocks synchronized with each other. And it has a function which transmits a management packet toward the delay measurement means DD accommodated in the other node. Further, the management packet transmitted from the other delay measuring means DD is returned to the transmission source delay measuring means DD. Each delay measuring means DD writes a transmission time (time stamp) in the management packet when transmitting the management packet or when returning a management packet received from another.
[0100]
Therefore, the sender delay measuring means DD reads the time stamp in the management packet when the management packet sent by itself returns, and the destination delay measuring means DD. The time when the management packet is returned, the time when the management packet returns, and three types of time can be recognized.
[0101]
From these times, the sender delay measuring means DD can determine the forward delay time, the return delay time, and the delay time required for the round trip. Such a function can be realized, for example, by using a function similar to a “Ping” command or a “Trace Route” command in communication between computers.
[0102]
Next, the operation of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 9 and FIG. In the fourth embodiment, each delay measuring means DD sends a management packet to another delay measuring means DD at a certain fixed time interval. The other delay measuring means DD that has received this management packet returns the management packet to the delay measuring means DD that is the transmission source.
[0103]
The sender delay measuring means DD can obtain the delay time required for the round trip of the management packet from the transmission time written in the management packet. That is, the delay time required for the management packet to reciprocate between the own node and another node can be obtained.
[0104]
Each delay measuring means DD thus obtains a delay time for each path set in the network. The value is held for each path. When there is an instruction from the network management center NMC, the held delay time is reported to the network management center NMC according to the instruction.
[0105]
Generally, if congestion occurs in the packet switch PEX-A to the packet switch PEX-D arranged on the network, the delay time should be large. Conversely, if the network is free, the delay time should be small.
[0106]
The network management center NMC inquires each delay measuring means DD on the network about the delay time measured by the delay measuring means DD at a predetermined time interval. This inquiry is made by polling, for example. Each delay measuring means DD transmits the held delay time in response to this inquiry. The network management center NMC rearranges the optical paths based on the delay times reported from each delay measuring means DD.
[0107]
The procedure for setting an optical path in the fourth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 10 shows only the network management center NMC and any one packet switch and optical cross-connect device for the sake of simplicity.
[0108]
In FIG. 10, the delay time measuring means DD obtains the delay time for each path (SP401, SP402). The network management center NMC inquires the delay measurement means DD about the delay time via the information communication means DCU and the center terminal CT1 (SP403, SP404, SP405).
[0109]
In response to the inquiry from the network management center NMC, the delay time measuring means DD reports the held delay time to the network management center NMC via the center terminal CT1 (SP406) (SP407).
[0110]
The information communication unit DCU of the network management center NMC records the delay time reported from the delay time measuring unit DD in the traffic information table (SP408). The information communication unit DCU of the network management center NMC further notifies the path allocation algorithm that the traffic information table has been updated (SP409).
[0111]
Upon receiving this notification, the path allocation algorithm determines a new optical path while referring to the optical path allocation table and the traffic information table (SP410 to SP413). The path placement algorithm further notifies the optical cross-connect OXC of the optical path and sets a new optical path (SP414). At the same time, the information of the optical path arrangement table is updated (SP415).
[0112]
In the fourth embodiment, the center terminal CT1 may not be provided, and the network management center NMC may directly exchange information with the terminal.
[0113]
Further, the delay time measuring means DD may be provided in another place instead of in the terminal. For example, the delay time measuring means DD may be provided in the packet switch PEX. In this case, for example, (a) the terminal generates a management packet and sends the management packet to another terminal. At this time, the delay time measuring means DD provided in the packet exchange PEX monitors the management packet passing through the packet switch, and it is possible to attach a time stamp to the management packet. Alternatively, (b) it is considered that the delay time measuring means provided in the packet exchange PEX generates a management packet and sends the management packet to the delay time measurement means DD provided in the packet exchange PEX in another node. It is done.
[0114]
As described above, according to the fourth embodiment, the optical path network can be optimized so that the maximum throughput can be achieved with the resources held by the network without the user declaring the bandwidth necessary for starting communication. Is planned. Further, when the delay time measuring means is provided in each terminal, the conventional packet switch PEX can be used.
[0115]
In the fourth embodiment, when the delay monitoring means is provided in the terminal, the delay monitoring means may be provided in at least one terminal for one node. Therefore, it is very easy to construct a network. Here, the terminal provided with the delay monitoring means is prepared by a node manager (for example, a communication carrier). Or you may provide a delay monitoring means in the terminal of the user accommodated in the node.
[0116]
Next explained is the fifth embodiment of the invention. FIG. 11 is a diagram illustrating a network configuration according to the fifth embodiment. The network of the fifth embodiment has the same configuration as the networks of the third to fourth embodiments. That is, this network has four nodes from node A to node D. The network further includes a center terminal CT1 and a network management center NMC.
[0117]
In the fifth embodiment, at least one of the terminals connected to each node is provided with a delay measuring means DD and a threshold monitoring means TM2. In FIG. 11, the delay measuring means DD and the threshold monitoring means TM are shown only for the terminal A accommodated in the node A, but at least one delay measuring means DD and the threshold monitoring means are also provided for all other nodes. TM is provided.
[0118]
The center terminal CT1 communicates with all terminals in the network. For this reason, the center terminal CT1 is connected to each node on the network. In FIG. 7, the center terminal CT1 is illustrated as being connected only to the node C. However, in practice, the center terminal CT1 can communicate with all the nodes A to D. Specifically, for example, the center terminal CT1 can communicate with the packet switch PEX in each node. The packet switch PEX forwards packets so as to connect the center terminal CT1 and the terminal.
[0119]
Also in the fifth embodiment, each delay measuring means DD sends out a management packet to another delay measuring means DD at certain time intervals. The other delay measuring means DD that has received this management packet returns the management packet to the delay measuring means DD that is the transmission source. The sender delay measuring means DD obtains the delay time required for the round trip of the management packet from the transmission time written in the management packet.
[0120]
Each delay measuring means DD thus obtains a delay time for each path set in the network. Then, the value is given to the threshold value monitoring means TM2 for each path.
[0121]
The threshold monitoring means TM2 basically works in the same way as in the second embodiment. That is, the threshold value monitoring means TM2 compares the given delay time value with a threshold value given in advance for each path. This threshold is determined by the network management center NMC when a new path is set. As the threshold value, it is useful to set not only the maximum value of the delay time but also the minimum value.
[0122]
When the delay time of a certain optical path exceeds the maximum value, the threshold monitoring means TM2 notifies the network management center NMC to that effect. At the same time, the threshold monitoring means TM2 sends, for example, a report “congestion on the optical path” to the network management center NMC. Simultaneously with this report, the network management center NMC may be requested to rearrange the optical path. Conversely, when the delay time of a certain optical path is less than the minimum value, the threshold monitoring means TM notifies the network management center NMC to that effect. At the same time, the threshold value monitoring means TM2 notifies the network management center NMC, for example, a request “Some optical paths may be deleted because there is little traffic in the optical path”.
[0123]
Alternatively, the threshold value monitoring unit TM2 notifies the network management center NMC of the measured threshold value itself when the delay time of a certain optical path deviates from a predetermined threshold value.
[0124]
That is, in the fifth embodiment, the terminal provided with the delay measuring unit DD and the threshold monitoring unit TM2 autonomously monitors the delay time. Then, when the delay time deviates from the threshold value, it autonomously notifies the network management center NMC to that effect.
[0125]
In response to such a request, the network management center NMC sets a new optical path in the section. Alternatively, an already set optical path is deleted. This operation is performed in the same manner as described in the first embodiment.
[0126]
The procedure for setting an optical path in the fifth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 12 shows only the network management center NMC and any one packet switch and optical cross-connect device for the sake of simplicity.
[0127]
In FIG. 12, the delay time measuring means DD obtains the delay time for each path (SP501, SP502). This delay time is given to the threshold value monitoring means TM (SP503).
[0128]
If the threshold value monitoring means TM2 determines that the given delay time exceeds the threshold value, it sends a notification to that effect to the center terminal CT1 (SP504). The center terminal CT1 transfers this notification to the network management center NMC (SP505).
[0129]
The information communication unit DCU of the network management center NMC records the delay time notified from the threshold value monitoring unit TM2 in the traffic information table (SP506). The information communication unit DCU of the network management center NMC further notifies the path allocation algorithm that the traffic information table has been updated (SP507).
[0130]
Upon receiving this notification, the path allocation algorithm determines a new optical path while referring to the optical path allocation table and the traffic information table (SP508 to SP511). The path placement algorithm further notifies the optical cross-connect OXC of the optical path and sets a new optical path (SP512). At the same time, the information of the optical path arrangement table is updated (SP513).
[0131]
In the fifth embodiment, the center terminal CT1 may not be provided, and the network management center NMC may directly exchange information with the terminal. Furthermore, as in the fourth embodiment, the delay time measuring means and the threshold monitoring means may be provided in the packet switch PEX, for example, instead of in the terminal.
[0132]
As described above, according to the fifth embodiment, the optical path network can be optimized so that the maximum throughput can be achieved with the resources held by the network without the user declaring the bandwidth necessary for starting communication. Can be achieved. In addition, in the fifth embodiment, since the network status reaches the network management center NMC earlier, the optical path is rearranged earlier.
[0133]
In each of the above-described embodiments, the network management center NMC is shown to exist at a place independent of each node. Furthermore, the information communication network that connects the network management center NMC and each node is shown as a separate line from the optical path through which user packets flow. However, any node of the network management center NMC may have the function. The information communication network may be constructed using an optical path through which user packets flow.
[0134]
The present invention can also be applied to a network in which each terminal declares a necessary bandwidth at the start of communication. Even in such a network, each node can calculate the total value of bandwidth values reported from each terminal. Each node notifies the network management center autonomously in response to an inquiry from the network management center or when the bandwidth exceeds a predetermined threshold. The network management center may dynamically arrange the optical path in response to this notification.
[0135]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a network system that dynamically sets an optimal optical path so that the maximum throughput can be achieved in response to fluctuations in the communication band. . A communication node suitable for such a network system can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a communication node installed in a network according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a typical configuration of a network system using an optical cross connect.
FIG. 3 is a diagram illustrating a network according to the first embodiment;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a procedure for setting an optical path in the first embodiment.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a communication node installed in a network according to the second embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a procedure for setting an optical path in the second embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a network according to a third embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a procedure for setting an optical path in the third embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a network according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a procedure for setting an optical path in the fourth embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a network according to a fifth embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a procedure for setting an optical path in the fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
PEX ... Packet switch
PSW ... Packet switch
CPU ... Call processing unit
BM ... Band management part
DCU ... Information communication means
PFM .... Packet flow rate monitoring means
OXC ... Optical cross connect
IF ... Interface
NMC ・・・・ Network management center
TM1, TM2,... Threshold value monitoring means
AM ... Application monitoring means
DD .... Delay measurement means
CT1, CT2, ... Center terminal

Claims

In a network system having a plurality of nodes and at least one network management unit, and an optical path is set between any two of the plurality of nodes, the network system includes:
Monitoring means for monitoring the packet flow rate in the optical path;
A traffic information table in which information on the packet flow rate in the optical path from the monitoring unit is recorded;
An optical path arrangement table in which information on the number and paths of optical paths set at that time and the occupied bandwidth of each optical path is recorded;
Path allocation algorithm processing means for determining a setting of a new optical path with reference to the optical path allocation table and the traffic information table;
Based on the packet flow rate monitored by the monitoring unit, an optical path between the nodes is set and information in the optical path allocation table is updated according to the determination of the path allocation algorithm processing unit. , Network system.

The network system according to claim 1,
The network system includes a threshold monitoring unit that holds a packet flow rate threshold predetermined for each path;
When it is determined that the packet flow rate exceeds the threshold value, an optical path between the nodes is set according to the determination of the path placement algorithm processing means .

The network system according to claim 1,
The network system includes a threshold monitoring unit that holds a threshold of a traffic amount transmitted toward a specific node.
When it is determined that the traffic volume exceeds the threshold, an optical path between the nodes is set according to the determination of the path placement algorithm processing means .

The network system according to claim 1,
The network system includes a threshold monitoring unit that holds a threshold of the amount of traffic flowing on a communication path between adjacent nodes,
When it is determined that the traffic volume exceeds the threshold, an optical path between the nodes is set according to the determination of the path placement algorithm processing means .

In a network system having a plurality of nodes and at least one network management unit, and an optical path is set between any two of the plurality of nodes, the network system includes:
Application monitoring means for monitoring the start / end of the application in the node;
A traffic information table in which information on start / end of the application in the node from the application monitoring unit is recorded;
An optical path arrangement table in which information on the number and paths of optical paths set at that time and the occupied bandwidth of each optical path is recorded;
Path allocation algorithm processing means for determining a setting of a new optical path with reference to the optical path allocation table and the traffic information table;
Based on the activation status of the application monitored by the application monitoring unit, an optical path between the nodes is set and information in the optical path allocation table is updated according to the determination of the path allocation algorithm processing unit. A network system characterized by

In a network system having a plurality of nodes and at least one network management unit, and an optical path is set between any two of the plurality of nodes, the network system includes:
Delay time measuring means for measuring a delay time generated between any one of the plurality of nodes and one of the other nodes;
A traffic information table in which information on a delay time generated between any one of the plurality of nodes from the delay time measuring unit and one of the other nodes is recorded;
An optical path arrangement table in which information on the number and paths of optical paths set at that time and the occupied bandwidth of each optical path is recorded;
Path allocation algorithm processing means for determining a setting of a new optical path with reference to the optical path allocation table and the traffic information table;
Based on the delay time measured by the delay time measuring means, an optical path between the nodes is set and information in the optical path arrangement table is updated according to the determination of the path placement algorithm processing means. Characteristic network system.

The network system according to claim 6, wherein
The network system includes a threshold monitoring unit that holds a predetermined delay time threshold for each path;
When it is determined that the delay time exceeds the threshold, an optical path between the nodes is set according to the determination of the path placement algorithm processing means .

The network system according to claim 6, wherein
The network system has threshold monitoring means for holding a predetermined delay time threshold between the nodes,
When it is determined that the delay time exceeds the threshold, an optical path between the nodes is set according to the determination of the path placement algorithm processing means .

In a network system having a plurality of nodes and at least one network management unit, and an optical path is set between any two of the plurality of nodes,
The node includes a packet switch that accommodates a plurality of terminals, an optical cross-connect, and a monitoring unit that monitors a packet flow rate in the optical path,
The network system further includes:
A traffic information table in which information on the packet flow rate in the optical path from the monitoring unit is recorded;
An optical path arrangement table in which information on the number and paths of optical paths set at that time and the occupied bandwidth of each optical path is recorded;
Path allocation algorithm processing means for determining a setting of a new optical path with reference to the optical path allocation table and the traffic information table;
Based on the packet flow rate monitored by the monitoring unit, an optical path between the nodes is set and information in the optical path allocation table is updated according to the determination of the path allocation algorithm processing unit. , Network system.

The network system according to claim 9, wherein
The network management unit has means for inquiring of the packet flow rate in the optical path to the monitoring means,
The monitoring means has means for responding to the network management unit in response to this inquiry the packet flow rate in the optical path,
The network system is characterized in that the network management unit sets an optical path between the nodes according to the determination of the path placement algorithm processing means based on the packet flow rate.

The network system according to claim 9, wherein
The node has threshold monitoring means for holding a predetermined packet flow rate threshold for each path,
The network system is characterized in that, when it is determined that the packet flow rate exceeds the threshold value, the network management unit sets an optical path between the nodes according to the determination of the path placement algorithm processing means .

The network system according to claim 9, wherein
The node has threshold monitoring means for holding a threshold of the amount of traffic transmitted toward a specific node,
The network management unit, when the traffic amount is determined to exceed the threshold value, and sets the light path between the nodes according to the determination of the path arrangement algorithm processing unit, the network system.

The network system according to claim 9, wherein
The node has threshold monitoring means for holding a threshold of the amount of traffic flowing in a communication path between the adjacent nodes,
The network management unit, when the traffic amount is determined to exceed the threshold value, and sets the light path between the nodes according to the determination of the path arrangement algorithm processing unit, the network system.

The network system according to any one of claims 11 to 13,
The threshold monitoring means includes notification means for notifying the network management unit when it is determined that the packet flow rate or the traffic volume exceeds the threshold;
The network management unit receives the notification from the notification unit, and sets the light path between said nodes in accordance with the determination of the path arrangement algorithm processing unit, the network system.

In a network system having a plurality of nodes and at least one network management unit, and an optical path is set between any two of the plurality of nodes,
The node includes a packet switch that accommodates a plurality of terminals, an optical cross-connect, and an application monitoring unit that monitors an application status in the terminal,
The network system further includes:
A traffic information table in which the status of the application in the terminal from the application monitoring means is recorded;
An optical path arrangement table in which information on the number and paths of optical paths set at that time and the occupied bandwidth of each optical path is recorded;
Path allocation algorithm processing means for determining a setting of a new optical path with reference to the optical path allocation table and the traffic information table;
Based on the activation status of the application monitored by the application monitoring unit, an optical path between the nodes is set and information in the optical path allocation table is updated according to the determination of the path allocation algorithm processing unit. A network system characterized by

The network system according to claim 15, wherein
The network system, wherein the application monitoring means is provided in the terminal.

The network system according to claim 15, wherein
The application monitoring means notifies the network management means of the activation status of the application,
The network system according to claim 1, wherein the network management unit sets an optical path between the nodes according to the determination of the path placement algorithm processing unit in response to a notification from the application monitoring unit.

In a network system having a plurality of nodes and at least one network management unit, and an optical path is set between any two of the plurality of nodes,
The node includes a packet switch that accommodates a plurality of terminals, an optical cross-connect, and a delay monitoring unit that measures a delay time between the nodes,
The network system further includes:
A traffic information table in which information on delay time between the nodes from the delay monitoring means is recorded;
An optical path arrangement table in which information on the number and paths of optical paths set at that time and the occupied bandwidth of each optical path is recorded;
Path allocation algorithm processing means for determining a setting of a new optical path with reference to the optical path allocation table and the traffic information table;
Based on the delay time measured by the delay monitoring unit, an optical path between the nodes is set and information in the optical path allocation table is updated according to the determination of the path allocation algorithm processing unit. Network system.

The network system according to claim 18, wherein
The network system according to claim 1, wherein the delay monitoring unit measures the delay time by transmitting / receiving a management packet storing time information to / from another node.

The network system according to claim 19, wherein
The network management unit has means for inquiring of the delay time to the delay monitoring means,
The delay monitoring means includes means for notifying the delay time to the network management unit in response to an inquiry from the network management unit;
The network system, wherein the network management unit sets the optical path between the nodes according to the determination of the path placement algorithm processing means upon receiving the notification of the delay time.

The network system according to claim 18, wherein
The node has threshold monitoring means for holding a delay time threshold predetermined for each path;
The network system, wherein when the delay time is determined to exceed the threshold, the network management unit sets an optical path between the nodes according to the determination of the path placement algorithm processing means .

The network system according to claim 18, wherein
The node has threshold monitoring means for holding a threshold of delay time of traffic sent to a specific node,
The network system, wherein when the delay time is determined to exceed the threshold, the network management unit sets an optical path between the nodes according to the determination of the path placement algorithm processing means .

The network system according to claim 18, wherein
The node has threshold monitoring means for holding a threshold of a delay time of traffic flowing in a communication path between the adjacent nodes;
The network system, wherein when the delay time is determined to exceed the threshold, the network management unit sets an optical path between the nodes according to the determination of the path placement algorithm processing means .

The network system according to any one of claims 21 to 23,
The network system according to claim 1, wherein the delay monitoring unit measures the delay time by transmitting / receiving a management packet storing time information to / from another node.

The network system according to any one of claims 21 to 23,
The threshold monitoring means has means for notifying the network management unit when it is determined that the delay time exceeds the threshold,
The network system according to claim 1, wherein the network management unit sets an optical path between the nodes according to the determination of the path placement algorithm processing unit in response to the notification from the threshold value monitoring unit.