特許 5963715 光マルチレイヤネットワークシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5963715

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】光マルチレイヤネットワークシステム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/70 20130101AFI20160721BHJP

   H04L 12/723 20130101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/70 D

   H04L12/723

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-139163(P2013-139163)

(22)【出願日】2013年7月2日

(65)【公開番号】特開2015-12589(P2015-12589A)

(43)【公開日】2015年1月19日

【審査請求日】2015年7月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】899000079

【氏名又は名称】学校法人慶應義塾

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗本 崇

(72)【発明者】

【氏名】山中 直明

(72)【発明者】

【氏名】岡本 聡

【審査官】 安藤 一道

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０６７８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５２５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 山中 直明 他，転送エネルギー最適化コンテンツ配信システム −（Ｅ３−ＤＣＮ）とそれを支える仮想化技術−，電子情報通信学会技術研究報告，２０１３年 ４月１１日，第１１３巻 第７号，第１９−２４頁

【文献】 小島 久史 他，光ＩＰネットワーキング技術の展望と最新動向 マルチレイヤサービスネットワークアーキテクチャとその実現方式，ＮＴＴ技術ジャーナル，２００７年 １月，第１９巻 第１号，第１３−１７頁

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／７０

Ｈ０４Ｌ １２／７２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光パスを介して相互に通信可能に接続され、１または複数のサービスを終端する複数の光エッジを有し、
前記光エッジは、
各前記サービスを終端するサービス終端部と、
前記サービスの種類に応じてサービス情報を振り分けるスイッチ部と、
前記サービス情報を他の光エッジに転送する光ＭＡＣ（Media Access Control）部と、
を有して、各前記サービスに応じた各サービス仮想化スライスを実現する、
ことを特徴とする光マルチレイヤネットワークシステム。

【請求項2】

前記サービス終端部は、他の光エッジから前記サービス情報を受信したならば、外部に転送する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光マルチレイヤネットワークシステム。

【請求項3】

光パケットをルーティングする光パケットスイッチを更に備え、
前記サービス終端部は、前記サービス情報が含む送信先情報に基づき、前記サービス情報にタグを付与することにより、前記光パケットを生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光マルチレイヤネットワークシステム。

【請求項4】

前記光ＭＡＣ部は、前記サービス終端部が付与したタグを削除したのちに他の光エッジに転送する、
ことを特徴とする請求項３に記載の光マルチレイヤネットワークシステム。

【請求項5】

前記光エッジが終端するサービスは、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークサービスを含み、
前記光ＭＡＣ部は、当該ＩＰネットワークサービスのヘッダのＴＴＬ（Time To Live）を１つ減算して、サービス情報を他の光エッジに転送する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光マルチレイヤネットワークシステム。

【請求項6】

当該光マルチレイヤネットワークシステムは、
自身が単一の自律システムを構成するか、または、自身が自律システムの一部を構成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光マルチレイヤネットワークシステム。

【請求項7】

前記サービス仮想化スライスは、
ＩＰパケットのスイッチ、イーサネットフレームのスイッチ、および、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）スイッチのいずれかを実現する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光マルチレイヤネットワークシステム。

【請求項8】

光波長スイッチを更に備える、
ことを特徴とする請求項７に記載の光マルチレイヤネットワークシステム。

【請求項9】

各前記サービス仮想化スライスを制御する光コントロールスライス、
を更に実現することを特徴とする請求項１に記載の光マルチレイヤネットワークシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、１または複数の仮想スライスを含んだ光マルチレイヤネットワークシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

図９（ａ），（ｂ）は、比較例の仮想スライスネットワーク１Ｅを示す図である。図９（ａ）は、物理ネットワーク３と仮想スライスネットワーク１Ｅとの関係を示している。図９（ｂ）は、仮想スライスネットワーク１Ｅと他網２との関係を示している。この他網２は、自律システムを構成している。
図９（ａ）に示すように、比較例の物理ネットワーク３は、複数の物理ノード３１を備えている。この物理ネットワーク３は、論理的に複数の仮想スライスネットワーク１Ｅとして提供可能である。ここでスライスとは、仮想化基盤上につくられ、抽象化されて構造化された仮想的なネットワークのことをいう。各仮想スライスネットワーク１Ｅを構成する各部は、各部にとって不要な物理的なノード（ルータなど）は見えず、かつ、各部にとって必要なノードである仮想ルータ１５などが見える。これにより、仮想スライスネットワーク１Ｅは、自身が使用する資源やその量（帯域など）を、他の仮想スライスネットワーク１Ｅから隔離し、干渉を受けないようにすることができる。

【0003】

物理ノード３１のうちの１つである物理ルータは、複数の仮想ルータ１５として各仮想スライスネットワーク１Ｅに提供されている。物理ネットワーク３の１つの物理リンクは、複数の仮想リンクとして仮想スライスネットワーク１Ｅに供給されている。
オーバーレイされた仮想スライスネットワーク１Ｅは、自身が必要とするリソースだけをベースに設計すればよく、効率のよいスケーラビリティを持つことができる。また、自身と他の仮想スライスネットワーク１Ｅとの間で、論理的にリソースを分けることにより、独立して自由度を持たせることが可能である。

【0004】

図９（ｂ）に示すように、仮想スライスネットワーク１Ｅは、複数の他網２に跨がって構成されている。各他網２は、ＡＳ（Autonomous System）とも呼ばれる自律システムであり、それぞれスライスを構成している。これら複数のスライスが相互に接続されて、１つの仮想スライスネットワーク１Ｅを構成している。

【0005】

非特許文献１には、「スライスを外部ネットワークに接続する（外部ネットワークをスライスに収容する）ための接続について、それがスライス開発者からどのように参照・定義され、またそれがどのように変換され通信が実現されるかを記述する。」と記載され、「ネットワーク収容装置（NACE,NC）を使用してパケット・データ・フォーマットを外部ネットワーク用に変換することにより、スライスを外部のＶＬＡＮネットワークに最高１０Ｇｂｐｓで接続できる。」と記載されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】金田泰、白石圭、中尾彰宏、「ネットワーク仮想化基盤における仮想ノード間とスライス−外部ネットワーク間の接続機能」、電子情報通信学会技術研究報告、社団法人電子情報通信学会、２０１２年１０月１１日、１１２巻、２３０号、１０３−１０８頁

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、非特許文献１の仮想スライスネットワーク上では、データ・フォーマットがイーサネット（登録商標）に限定される。他のプロトコルに対応するためには、そのプロトコルに係るパケット・データ・フォーマットをイーサネットに変換するルールを設計する必要があり、よって、多くのプロトコルに対応することは困難であった。
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、多くのプロトコルに対応可能な光マルチレイヤネットワークシステムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明では、光パスを介して相互に通信可能に接続され、１または複数のサービスを終端する複数の光エッジを有し、前記光エッジは、各前記サービスを終端するサービス終端部と、前記サービスの種類に応じてサービス情報を振り分けるスイッチ部と、前記サービス情報を他の光エッジに転送する光ＭＡＣ（Media Access Control）部と、を有して、各前記サービスに応じた各サービス仮想化スライスを実現する、ことを特徴とする光マルチレイヤネットワークシステムとした。

【0009】

このようにすることで、本発明によれば、各プロトコルに対応したサービス仮想化スライスを実現すればよいので、容易に多くのプロトコルに対応可能である。光エッジ内で各サービスごとに階層化されているので、各サービスが相互に干渉することなく、容易に多くのプロトコルに対応可能である。更に光ＭＡＣ部により、サービス情報を、光パスを介して他の光エッジに転送することができる。

【0010】

請求項６に記載の発明では、当該光マルチレイヤネットワークシステムは、自身が単一の自律システムを構成するか、または、自身が自律システムの一部を構成する、ことを特徴とする請求項１に記載の光マルチレイヤネットワークシステムとした。

【0011】

このようにすることで、光マルチレイヤネットワークシステムは、単一の自律システムとして機能してもよく、また、他網と共に自律システムを構成し、この自律システムの一部として機能してもよいので、自律システムの機能を好適に実現することができる。

【0014】

請求項２に記載の発明では、前記サービス終端部は、他の光エッジから前記サービス情報を受信したならば、外部に転送する、ことを特徴とする請求項１に記載の光マルチレイヤネットワークシステムとした。

【0015】

このようにすることで、本発明によれば、サービス終端部は、同一階層に係るサービス情報のみを取り扱うので、各サービスが相互に干渉することがない。よって、容易に多くのプロトコルに対応可能である。

【0016】

請求項３に記載の発明では、光パケットをルーティングする光パケットスイッチを更に備え、前記サービス終端部は、前記サービス情報が含む送信先情報に基づき、前記サービス情報にタグを付与することにより、前記光パケットを生成する、ことを特徴とする請求項２に記載の光マルチレイヤネットワークシステムとした。

【0017】

このようにすることで、本発明によれば、トラヒック量が動的に変化し、かつ、バースト的な通信に対して、最適な処理を実現可能である。
請求項４に記載の発明では、前記光ＭＡＣ部は、前記サービス終端部が付与したタグを削除したのちに他の光エッジに転送する、ことを特徴とする請求項３に記載の光マルチレイヤネットワークシステムとした。
このようにすることで、本発明によれば、他網の自律システムのスライスに接続することができる。
請求項５に記載の発明では、前記光エッジが終端するサービスは、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークサービスを含み、前記光ＭＡＣ部は、当該ＩＰネットワークサービスのヘッダのＴＴＬ（Time To Live）を１つ減算して、サービス情報を他の光エッジに転送する、ことを特徴とする請求項１に記載の光マルチレイヤネットワークシステムとした。
このようにすることで、本発明によれば、ＩＰパケットのループを回避することができる。

【0018】

請求項７に記載の発明では、前記サービス仮想化スライスは、ＩＰパケットのスイッチ、イーサネットフレームのスイッチ、および、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）スイッチのいずれかを実現する、ことを特徴とする請求項１に記載の光マルチレイヤネットワークシステムとした。

【0019】

このようにすることで、本発明によれば、光ネットワーク全体で、ＩＰスイッチ機能、イーサネットスイッチ機能、ＡＴＭスイッチ機能のいずれかを実現できる。

【0020】

請求項８に記載の発明では、光波長スイッチを更に備える、ことを特徴とする請求項７に記載の光マルチレイヤネットワークシステムとした。

【0021】

このようにすることで、本発明によれば、トラヒックの帯域が大きく、かつ、保留時間の長いサービスに対して、最適な処理を実現可能である。

【0022】

請求項９に記載の発明では、各前記サービス仮想化スライスを制御する光コントロールスライス、を更に実現することを特徴とする請求項１に記載の光マルチレイヤネットワークシステムとした。

【0023】

このようにすることで、本発明によれば、光マルチレイヤネットワークシステムを構成する光エッジや各物理ノードを制御することにより、更に容易にサービス仮想化スライスを実現することができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、光マルチレイヤネットワークシステムを、多くのプロトコルに対応させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】第１の実施形態に於ける光マルチレイヤネットワークシステムを示す概略の構成図である。

【図2】第２の実施形態に於ける光エッジを示す概略の構成図である。

【図3】第２の実施形態に於けるＩＰ対応部の受信処理を示すフローチャートである。

【図4】第２の実施形態に於けるイーサネット対応部の受信処理を示すフローチャートである。

【図5】第２の実施形態に於けるＡＴＭ対応部の受信処理を示すフローチャートである。

【図6】第３の実施形態に於ける光マルチレイヤネットワークシステムを示す図である。

【図7】第４の実施形態に於ける光マルチレイヤネットワークシステムを示す図である。

【図8】第５の実施形態に於ける光マルチレイヤネットワークシステムを示す図である。

【図9】比較例の仮想ネットワークを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態に於ける光マルチレイヤネットワークシステム１を示す概略の構成図である。
図１（ａ）に示すように、光マルチレイヤネットワークシステム１は、物理ネットワーク３上に実現されて単一の自律システムを構成しており、入出力部分である光エッジ１１−１〜１１−４と、仮想ルータを実現するための物理ノード１２とを備えている。光エッジ１１−１〜１１−４は、光パス１３によって相互に通信可能に接続されている。
光エッジ１１−１〜１１−４には、異なるプロトコルであるＩＰと、イーサネット（登録商標）と、ＡＴＭとが接続されており、これらのプロトコルによるサービスを終端するものである。以下、「イーサネット（登録商標）」を、単に「イーサネット」と記載する。光エッジ１１−１には、他網２−１が接続されている。光エッジ１１−３には、他網２−３が接続されている。他網２−１，２−３は、それぞれ自律システムを構成している。しかし、これに限られず、光マルチレイヤネットワークシステム１は、自律システムの一部を構成するものであってもよい。例えば、自律システムは、光マルチレイヤネットワークシステム１と、他網２−１，２−３とによって構成されてもよい。これにより、自律システムの機能を、光マルチレイヤネットワークシステム１と、他網２−１，２−３とに好適に割り当てて構成することができる。

【0027】

図１（ｂ）に示すように、光マルチレイヤネットワークシステム１は、１つの自律システムであり、かつ、ＩＰパケットに対して、そのＩＰ対応機器（例えばＩＰパケットのスイッチ）をエミュレーションするサービスに応じたＩＰエミュレーションスライス１４ａとなる。ＩＰエミュレーションスライス１４ａは、他網２−１の自律システムのスライス２１ａや、他網２−３の自律システムのスライス２１ａに接続されている。
更に光マルチレイヤネットワークシステム１は、イーサネットフレームに対して、イーサネット対応機器（例えば、イーサネットスイッチ）をエミュレーションするサービスに応じたイーサネットエミュレーションスライス１４ｂとなる。イーサネットエミュレーションスライス１４ｂは、他網２−１の自律システムのスライス２１ｂや、他網２−３の自律システムのスライス２１ｂに接続されている。

【0028】

更に光マルチレイヤネットワークシステム１は、ＡＴＭセルに対して、ＡＴＭ対応機器（例えば、ＡＴＭスイッチ）をエミュレーションするサービスに応じたＡＴＭエミュレーションスライス１４ｃとなる。ＡＴＭエミュレーションスライス１４ｃは、例えば他網２−１のスライス２１ｃや、他網２−３のスライス２１ｃに接続されている。
これらＩＰエミュレーションスライス１４ａ、イーサネットエミュレーションスライス１４ｂ、および、ＡＴＭエミュレーションスライス１４ｃは、各サービスを仮想化したサービス仮想化スライスである。他網２−１，２−３は同様に、各サービスを仮想化したサービス仮想化スライスであるスライス２１ａ〜２１ｃを有している。

【0029】

各光エッジ１１間は、光パス１３がフルメッシュに接続されている。ＩＰプロトコルに於いてＩＰエミュレーションスライス１４ａは、１台の大きなスイッチ（ルータ）として機能する。単独の１台のスイッチの機能は、入力回線対応部と、出力回線対応部と、パケットスイッチ部とによって実現される。
ＩＰエミュレーションスライス１４ａに於いて、入力回線対応部と出力回線対応部とに相当するものは、光エッジ１１である。パケットスイッチ部に相当するものは、物理ノード１２が実現する仮想ルータである。

【0030】

ＩＰエミュレーションスライス１４ａは、入力回線対応部に相当する光エッジ１１−１によりＩＰパケットを受信したならば、受信したＩＰパケットのヘッダ内の送信元アドレスと送信先アドレスとポート番号とに基づき、タグと呼ばれる内部ルーティング情報を付与する。これにより、ＩＰパケットがカプセル化される。
パケットスイッチ部に相当する仮想ルータは、タグと呼ばれる内部ルーティング情報に基づき、出力回線対応部に相当する他の光エッジ１１、例えば光エッジ１１−３に転送する。この光エッジ１１−３には、ネクストホップとなる次のノード（他網２−３）が接続されている。出力回線対応部に相当する他の光エッジ１１は、タグを外して逆カプセル化し、ＩＰパケットを次のノードである他網２−３に転送する。
ＩＰエミュレーションスライス１４ａは、他のルータである他網２−３にＩＰパケットを転送する前に、ヘッダのＴＴＬ（Time To Live）を１つ減算している。これにより、ＩＰパケットのループを回避することができる。

【0031】

第１の実施形態では、入側の光エッジ１１−１が入力回線対応部、また出側の光エッジ１１−３が出力回線対応部となっており、入力回線対応部と出力回線対応部との間は光パス１３で接続されている。これにより、ＩＰプロトコルから見ると、光マルチレイヤネットワークシステム１は、１台のルータとして機能する。
他のプロトコル、例えばイーサネットやＡＴＭに関しても同様であり、光マルチレイヤネットワークシステム１は、光エッジ１１間で１つのスイッチ、または、１つのハブとして機能する。

【0032】

（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に於ける光エッジ１１を示す概略の構成図である。
光エッジ１１−１，１１−３は、ＩＰプロトコルのサービス終端部であり、図２に於いて「ＩＰ」で示している２個のＩＰ対応部１１１ａと、イーサネットフレームのサービス終端部であり、図２に於いて「Ｅｔｈｅｒ」で示しているイーサネット対応部１１１ｂと、ＡＴＭセルのサービス終端部であり、図２に於いて「ＡＴＭ」で示している２個のＡＴＭ対応部１１１ｃと、光信号を切り替えるスイッチ部１１２と、光ＭＡＣ（Media Access Control）部１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃとを含んで構成される。なお、ＩＰ対応部１１１ａ、イーサネット対応部１１１ｂ、ＡＴＭ対応部１１１ｃは、図２に示す個数に限定されるものではなく、任意の個数であってもよい。

【0033】

ＩＰ対応部１１１ａ、スイッチ部１１２、光ＭＡＣ部１１３ａ、および、光パス１３の光波長λ１は、ＩＰエミュレーションスライス１４ａ（図１（ｂ）参照）を構成している。
ＩＰプロトコルのサービス終端部であるＩＰ対応部１１１ａは、受信したＩＰパケットのヘッダの宛先アドレスとポート番号とに基づき、光マルチレイヤネットワークシステム１（図１（ａ）参照）の目的とする出力ポートに転送する準備（後記する図３（ａ）参照）を行うものである。

【0034】

イーサネット対応部１１１ｂ、スイッチ部１１２、光ＭＡＣ部１１３ｂ、および、光パス１３の光波長λ２は、イーサネットエミュレーションスライス１４ｂ（図１（ｂ）参照）を構成している。
イーサネットフレームのサービス終端部であるイーサネット対応部１１１ｂは、受信したイーサネットフレームのヘッダ内の宛先アドレスに基づき、光マルチレイヤネットワークシステム１（図１（ａ）参照）の目的とする出力ポートに転送する準備（後記する図４（ａ）参照）を行うものである。

【0035】

ＡＴＭ対応部１１１ｃ、スイッチ部１１２、光ＭＡＣ部１１３ｃ、および、光パス１３の光波長λ３は、ＡＴＭエミュレーションスライス１４ｃ（図１（ｂ）参照）を構成している。
ＡＴＭセルのサービス終端部であるＡＴＭ対応部１１１ｃは、受信したＡＴＭセルのヘッダ内の仮想パス識別子と仮想チャネル識別子に基づき、光マルチレイヤネットワークシステム１（図１（ａ）参照）の目的とする出力ポートに転送する準備（後記する図５（ａ）参照）を行うものである。

【0036】

このようにすることで、光エッジ１１内で、各プロトコルの処理部が階層化されているので、各プロトコルのサービスが相互に干渉することなく、容易に多くのプロトコルに対応可能である。
光マルチレイヤネットワークシステム１内は、フルメッシュの接続性を有している。光マルチレイヤネットワークシステム１は、該当する出力にむけた光波長λ１〜λ３を選択する。スイッチ部１１２は、光波長λ１〜λ３を選択した際に接続する機能であり、各サービスの種類に応じてサービス情報（ＩＰパケット、イーサネットフレーム、ＡＴＭセル）を振り分けるものである。

【0037】

光ＭＡＣ部１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃは、入力回線対応部である光エッジ１１と、出力回線対応部である光エッジ１１との間で機能するものであり、サービス情報（ＩＰパケット、イーサネットフレーム、ＡＴＭセル）を、光パス１３を介して他の光エッジ１１に転送するものである。

【0038】

図３（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態に於けるＩＰ対応部１１１ａの受信処理を示すフローチャートである。
図３（ａ）は、入力回線対応部である光エッジ１１のＩＰパケットの受信処理を示す。
光エッジ１１のＩＰ対応部１１１ａが、外部からＩＰパケットを受信したならば、受信処理を開始する。
ステップＳ１０に於いて、ＩＰ対応部１１１ａは、受信したＩＰパケットの宛先アドレスに基づき、内部ルーティング情報を生成する。
ステップＳ１１に於いて、ＩＰ対応部１１１ａは、ＩＰパケットをペイロードに設定する。

【0039】

ステップＳ１２に於いて、ＩＰ対応部１１１ａは、内部ルーティング情報をタグに書き込む。
ステップＳ１３に於いて、ＩＰ対応部１１１ａは、スイッチ部１１２を制御して、生成した光パケットを、ＩＰエミュレーションスライス１４ａの光ＭＡＣ部１１３ａに送信し、図３（ａ）の受信処理を終了する。
ＩＰエミュレーションスライス１４ａは、ＩＰパケットを光パケットのペイロードとし、宛先を示す内部ルーティング情報をタグとして光パケットを構成している。よって、ＩＰエミュレーションスライス１４ａは、タグに基づいて、光パケットの内部ルーティングを決定することができる。

【0040】

図３（ｂ）は、出力回線対応部である光エッジ１１の光パケットの受信処理を示す。
光エッジ１１のＩＰ対応部１１１ａが、スイッチ部１１２から光パケットを受信したならば、以下の処理を開始する。
ステップＳ２０に於いて、ＩＰ対応部１１１ａは、受信した光パケットのペイロードをＩＰパケットとする。これにより、光パケットは逆カプセル化されて、ＩＰパケットを取得することができる。
ステップＳ２１に於いて、ＩＰ対応部１１１ａは、このＩＰパケットを外部に転送し、図３（ｂ）に示す受信処理を終了する。

【0041】

図４（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態に於けるイーサネット対応部１１１ｂの受信処理を示すフローチャートである。
図４（ａ）は、入力回線対応部である光エッジ１１のイーサネットフレームの受信処理を示す。
光エッジ１１のイーサネット対応部１１１ｂが、外部からイーサネットフレームを受信したならば、以下の処理を開始する。
ステップＳ３０に於いて、イーサネット対応部１１１ｂは、受信したイーサネットフレームの宛先アドレスに基づき、内部ルーティング情報を生成する。
ステップＳ３１に於いて、イーサネット対応部１１１ｂは、イーサネットフレームをペイロードに設定する。

【0042】

ステップＳ３２に於いて、イーサネット対応部１１１ｂは、内部ルーティング情報をタグに書き込む。
ステップＳ３３に於いて、イーサネット対応部１１１ｂは、スイッチ部１１２を制御して、生成した光パケットを、イーサネットエミュレーションスライス１４ｂの光ＭＡＣ部１１３ｂに送信し、図４（ａ）に示す受信処理を終了する。
イーサネットエミュレーションスライス１４ｂは、イーサネットフレームを光パケットのペイロードとし、宛先を示す内部ルーティング情報をタグとして光パケットを構成している。よって、イーサネットエミュレーションスライス１４ｂは、タグに基づいて、光パケットの内部ルーティングを決定することができる。

【0043】

図４（ｂ）は、出力回線対応部である光エッジ１１の光パケットの受信処理を示す。
光エッジ１１のイーサネット対応部１１１ｂが、スイッチ部１１２から光パケットを受信したならば、以下の処理を開始する。
ステップＳ４０に於いて、イーサネット対応部１１１ｂは、受信した光パケットのペイロードをイーサネットフレームとする。
ステップＳ４１に於いて、イーサネット対応部１１１ｂは、このイーサネットフレームを外部に転送し、図４（ｂ）に示す受信処理を終了する。

【0044】

図５（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態に於けるＡＴＭ対応部１１１ｃの受信処理を示すフローチャートである。
図５（ａ）は、入力回線対応部である光エッジ１１のＡＴＭセルの受信処理を示す。
光エッジ１１のＡＴＭ対応部１１１ｃが、外部からＡＴＭセルを受信したならば、以下の処理を開始する。
ステップＳ５０に於いて、ＡＴＭ対応部１１１ｃは、受信したＡＴＭセルの仮想パス識別子と仮想チャネル識別子に基づき、内部ルーティング情報を生成する。
ステップＳ５１に於いて、ＡＴＭ対応部１１１ｃは、ＡＴＭセルをペイロードに設定する。
ステップＳ５２に於いて、ＡＴＭ対応部１１１ｃは、内部ルーティング情報をタグに書き込む。

【0045】

ステップＳ５３に於いて、ＡＴＭ対応部１１１ｃは、スイッチ部１１２を制御して、生成した光パケットをＡＴＭエミュレーションスライス１４ｃの光ＭＡＣ部１１３ｃに送信し、図５（ａ）に示す受信処理を終了する。
ＡＴＭエミュレーションスライス１４ｃは、ＡＴＭセルを光パケットのペイロードとし、宛先を示す内部ルーティング情報をタグとして光パケットを構成している。よって、ＡＴＭエミュレーションスライス１４ｃは、タグに基づいて、光パケットの内部ルーティングを決定することができる。

【0046】

図５（ｂ）は、出力回線対応部である光エッジ１１の光パケットの受信処理を示す。
光エッジ１１のＡＴＭ対応部１１１ｃが、スイッチ部１１２から光パケットを受信したならば、以下の処理を開始する。
ステップＳ６０に於いて、ＡＴＭ対応部１１１ｃは、受信した光パケットのペイロードをＡＴＭセルとする。
ステップＳ６１に於いて、ＡＴＭ対応部１１１ｃは、このＡＴＭセルを外部に転送し、図５（ｂ）に示す受信処理を終了する。
このように、各サービス終端部は、それぞれ他の光エッジの同様なサービス終端部から光パケットを受信して、このペイロードを外部に転送している。よって、各サービスが相互に干渉することがなく、容易に多くのプロトコルに対応可能である。
更に、各サービス終端部は、各プロトコルをカプセル化して共通の内部ルーティング情報をタグとして付与している。これにより、光マルチレイヤネットワークシステム１は、各プロトコルのパケットスイッチ部を共通化して、容易に多くのプロトコルに対応することができる。

【0047】

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に於ける光マルチレイヤネットワークシステム１Ｂを示す図である。
光マルチレイヤネットワークシステム１Ｂは、光エッジ１１−１〜１１−４に加えて、８つの異なる光波長λ１〜λ８からなる光パス１３と、光波長スイッチ１２Ｃとを備えている。光エッジ１１−１〜１１−４と光波長スイッチ１２Ｃとの間は、それぞれ光パス１３によって接続されている。光波長スイッチ１２Ｃは、１台に限られず、複数台を用いてもよい。
各光エッジ１１は、光波長λ１〜λ８と光波長スイッチ１２Ｃとを介して接続されている。各光波長λ１〜λ８は、いずれかのスライスに割り当てられている。これにより、トラヒックの帯域が大きく、かつ、保留時間の長いサービスに対して、最適な処理を実現可能である。

【0048】

（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態に於ける光マルチレイヤネットワークシステム１Ｃを示す図である。
光マルチレイヤネットワークシステム１Ｃは、光エッジ１１−１〜１１−４に加えて、光波長λ１からなる光パス１３と、光パケット５をルーティングする光パケットスイッチ１２Ｄとを備えている。光エッジ１１−１〜１１−４と、光パケットスイッチ１２Ｄとの間は、それぞれ光パス１３によって接続されている。光パケットスイッチ１２Ｄは、１台に限られず、複数台を用いてもよい。
光エッジ１１には、ＩＰパケット４ａ、イーサネットフレーム４ｂ，ＡＴＭセル４ｃのいずれかが送受信される。

【0049】

サービス終端部であるＩＰ対応部１１１ａは、他ノードからＩＰパケット４ａを受信したとき、このＩＰパケット４ａが含む送信先情報に基づき、ＩＰパケット４ａをペイロード５１とし、更にタグ５２を付与することにより、光パケット５を生成する。
サービス終端部であるイーサネット対応部１１１ｂは、他ノードからイーサネットフレーム４ｂを受信したとき、このイーサネットフレーム４ｂが含む送信先情報に基づき、イーサネットフレーム４ｂをペイロード５１とし、更にタグ５２を付与することにより、光パケット５を生成する。
サービス終端部であるＡＴＭ対応部１１１ｃは、他ノードからＡＴＭセル４ｃを受信したとき、このＡＴＭセル４ｃが含む送信先情報に基づき、ＡＴＭセル４ｃをペイロード５１とし、更にタグ５２を付与することにより、光パケット５を生成する。

【0050】

各光パス１３には、光パケット５が送受信される。光パケット５のペイロード５１には、ＩＰパケット４ａ、イーサネットフレーム４ｂ、ＡＴＭセル４ｃのいずれかが格納されている。タグ５２には、この光パケット５の内部ルーティング情報が格納されている。ＩＰパケット４ａ、イーサネットフレーム４ｂ、ＡＴＭセル４ｃの各帯域を考慮して、各光パス１３の帯域が設計されている。ＩＰパケット４ａ、イーサネットフレーム４ｂ、ＡＴＭセル４ｃのうちいずれかのトラヒック量が突発的に増大したバースト的な通信であっても、他のプロトコルに係るトラヒック量が同時に増大することは稀であり、よって光パス１３の帯域内で通信を行わせることができる。これにより、トラヒック量が動的に変化し、かつ、バースト的な通信に対して、最適な処理を実現可能である。

【0051】

（第５の実施形態）
図８（ａ），（ｂ）は、第５の実施形態に於ける光マルチレイヤネットワークシステム１Ｄを示す図である。図８（ａ）は、光マルチレイヤネットワークシステム１Ｄの概略構造を示している。図８（ｂ）は、光マルチレイヤネットワークシステム１Ｄの、光エッジ１１Ｄ−１，１１Ｄ−３に於ける詳細構造を示している。
図８（ａ）に示すように、光マルチレイヤネットワークシステム１Ｄは、ＩＰエミュレーションスライス１４ａ、イーサネットエミュレーションスライス１４ｂ、ＡＴＭエミュレーションスライス１４ｃなどのサービスを転送するトランスポートスライスとは別に、これらトランスポートスライスを制御するための光コントロールスライス１４ｄを設けている。

【0052】

光コントロールスライス１４ｄは、光エッジ１１間を結び、帯域調整情報、アドレス情報、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）に係る情報、または、イーサネットではスパニングツリーの制御情報などを受け渡す。
図８（ｂ）は、光エッジ１１Ｄ−１，１１Ｄ−３に於ける詳細構造を示している。図２に示す第２の実施形態の光エッジ１１と同一の要素には同一の符号を付与している。
光エッジ１１Ｄ−１，１１Ｄ−３は、第２の実施形態の光エッジ１１と同様な構成に加えて、光ＭＡＣ部１１３ｄと、図８（ｂ）に於いて「コントロール」で示している光コントロール部１１１ｄと、光パス１３の光波長λ４とを備えている。
光ＭＡＣ部１１３ｄ、スイッチ部１１２、光コントロール部１１１ｄ、および、光パス１３の光波長λ４は、光コントロールスライス１４ｄを構成している。

【0053】

光コントロール部１１１ｄは、他の光エッジ１１Ｄから受信した情報に基づき、ＩＰ対応部１１１ａや、イーサネット対応部１１１ｂや、ＡＴＭ対応部１１１ｃや、光ＭＡＣ部１１３ａ〜１１３ｃを制御する。光コントロール部１１１ｄは更に、ＩＰ対応部１１１ａや、イーサネット対応部１１１ｂや、ＡＴＭ対応部１１１ｃや、光ＭＡＣ部１１３ａ〜１１３ｃから取得した帯域調整情報、アドレス情報、ＯＳＰＦに係る情報、または、イーサネットではスパニングツリーの制御情報などを、スイッチ部１１２と光ＭＡＣ部１１３ｄとを介して、他の光エッジ１１Ｄに送信する。これにより、各スライスを構成する光エッジ１１Ｄの各部を制御して、１つのスイッチとして機能させることができる。なお、光エッジ１１Ｄの各部を制御することに限られず、この光マルチレイヤネットワークシステム１Ｄの物理ノード１２を制御してもよい。これにより、各サービス仮想化スライスを、更に容易に実現することができる。

【0054】

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の（ａ），（ｂ）のようなものがある。

【0055】

（ａ） 光マルチレイヤネットワークシステム１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを構成する各スライスが対応するプロトコルは、ＩＰプロトコル、イーサネットプロトコル、ＡＴＭプロトコルに限定されず、任意のプロトコルをサポートしていてもよい。

【0056】

（ｂ） 光マルチレイヤネットワークシステム１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを構成する各スライスが実現する機能は、ルータ機能に限定されず、データベース機能、演算機能など、任意の機能であってもよい。

【符号の説明】

【0057】

１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 光マルチレイヤネットワークシステム
１１，１１Ｄ 光エッジ
１１１ａ ＩＰ対応部
１１１ｂ イーサネット対応部 （サービス終端部）
１１１ｃ ＡＴＭ対応部 （サービス終端部）
１１１ｄ 光コントロール部 （サービス終端部）
１１２ スイッチ部
１１３ａ〜１１３ｃ 光ＭＡＣ部
１２ 物理ノード
１２Ｃ 光波長スイッチ
１３ 光パス
１４ａ ＩＰエミュレーションスライス （サービス仮想化スライス）
１４ｂ イーサネットエミュレーションスライス （サービス仮想化スライス）
１４ｃ ＡＴＭエミュレーションスライス （サービス仮想化スライス）
１５ 仮想ルータ
２ 他網
２１ａ〜２１ｃ スライス （サービス仮想化スライス）
３ 物理ネットワーク
３１ 物理ノード
４ａ ＩＰパケット
４ｂ イーサネットフレーム
４ｃ ＡＴＭセル
５ 光パケット
５１ ペイロード
５２ タグ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】