柔軟な伝送ネットワークの構築と
管理システム：
AW Navi
Flexible Transmission Network Structure and Operations System:
AW Navi
あ ら ま し
FTTH（Fiber to The Home）やモバイル通信で映像・高品質音楽を自宅や携帯端末で容 易に楽しむことを可能にするIP（Internet Protocol）による通信サービスが急激に普及して いる。IP通信は広帯域の信号を伝送できるが，信号のトラフィックが場所や時間によって 変動するため中継する伝送ネットワークに，このトラフィック変動を吸収する機能を要求し ている。一方，従来の電話や専用線サービスのトラフィックは，計画的に予測されて伝送 ネットワークを設置し，安定で高信頼のネットワークを実現してきた。 本稿では，従来の安定な伝送ネットワークで培われてきた運用の管理システムを機能拡 張し，IP伝送ネットワークや従来の伝送ネットワークを擬似してIPネットワークを管理す る富士通のネットワーク管理システム（AW Navi）を紹介する。 Abstract
Communication services based on Internet protocol (IP) have rapidly become widespread, making it easy for users to enjoy video images and high-quality music at home by fiber-to-the-home access or on a portable terminal by mobile communications. While IP communications can transmit broadband signals, the signal traffic fluctuates depending on the location and time, so the relaying transmission network must have sufficient capacity to absorb these traffic fluctuations. In contrast, conventional transmission networks are stable and highly reliable because the traffic of conventional telephone and leased-line services can be systematically forecast. This paper introduces Fujitsu’s network operations system (OpS), AW Navi, which enhances the OpS already established for conventional transmission networks and provides a transmission profile for this new IP network OpS.
余越紀之（よこし のりゆき） ネットワーク管理ソリューション事 業部 所属 現在，ネットワークオペレーション システムの開発に従事。 半田利光（はんだ としみつ） ネットワーク管理ソリューション事 業部 所属 現在，ネットワークオペレーション システムの開発に従事。 森川 久（もりかわ ひさし） 富士通テレコムネットワークス （株） 所属 現在，ネットワークオペレーション システムの開発に従事。
柔軟な伝送ネットワークの構築と管理システム：AW Navi
ま え が き 交換機 交換機 専用線 専用線 イーサネット イーサネット イーサネット イーサネット L2スイッチ L2スイッチ ルータ ルータ SDHネットワーク（レイヤ１） VLAN（レイヤ２） IPネットワーク（レイヤ３） TDM中継機 TDM中継機 図-1 現状のネットワーク構成 Fig.1-Configration of present network.0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2004 2005 2006 2007 2008 (Gbps) (年) 21.6％ 増加 出典：総務省 我が国のインターネットにおけるトラヒックの集計・試算 ネットワーク全体が同一のクロックで動作する同 期ネットワークであるSDH（Synchronous Digital Hierarchy）や広帯域光パスを多重して超高容量伝 送を行うWDMネットワークは，信号を伝送するパ スもトラフィック容量も決まっている。しかし， ネットワーク自身が冗長構成を持っているため，安 定で高信頼なネットワークによりトランスペアレン ト（透過性）な伝送機能を提供している。一方， IP（Internet Protocol）信号の伝送を行うネット ワークは，固定のパスを持たずにサービスの情報伝 送要求があったときに転送ルートを見つけて情報伝 送する方式を採り，柔軟に伝送容量を可変にできる 機能を持っている。しかし，最近になり，光ネット ワーク・SDHネットワークによるIP信号伝送，IP ネットワークでSDH信号を伝送するなど，レイヤ の相互乗入れが試みられている。ネットワーク管理 においても，固定で高信頼の管理と，可変で柔軟性 のある管理では，管理方法も変えなければならない。 本稿では，富士通の伝送ネットワークおよび装置 管理システムであるAW Naviによる両ネットワー クの特性を生かす管理について紹介する。 図-2 我が国のインターネットトラフィックの推移 Fig.2-Increase of Internet-traffic in Japan.
ネットワーク構成の変革 国内キャリアでは，音声信号中心のネットワーク （専用線サービス含む）とIPネットワークを，構築 する装置の特性や要求される条件の違いから別々に 構築してきた（図-1）。近年，インターネット利用 や映像・音声データ配信などでIPパケットデータ の使用量が多くなり，図-2に示すように2007年か ら2008年の1年間でトラフィック量が21.6%増加 し，(1) 今後もこの傾向が継続すると予想される。その ような状況の中で，通信帯域を確保するための中継 伝送路の増設を従来の音声系ネットワーク（SDH ネットワーク）とIPネットワークそれぞれで別々 に構築するには，設備投資や運用コストが課題に なってきた。 中継区間は通信帯域を確保するために，高密度波 長 分 割 多 重 装 置 （DWDM ： Dense Wavelength Division Multiplexer ）， 光 分 岐 挿 入 多 重 装 置 （OADM：Optical Add Drop Multiplexer）などの WDMが導入され，L0レイヤの利用が中心となって いる。WDM装置は，図-3に示すように様々なサー ビスを直接収容できるようになり，L1，L2，L3レ イヤをL0レイヤで多重伝送する融合化が実現でき ている。しかし，利用帯域の小さい信号をそのまま
柔軟な伝送ネットワークの構築と管理システム：AW Navi
表-1 L1，L2，L3の比較 レイヤ パス 帯域 専用線(L1) VLAN(L2) IP(L3) WDM(L0) 図-3 WDMによるL1，L2，L3信号の多重 ルート CLK同期 L1（SDH） P-P 固定 固定 同期網 L2（VLAN） P-P， P-M 非管理 固定・変動 Fig.3-Multiplex technology of L1/L2/L3 by WDM-network. 帯域制御をしないと パケットロス発生 専用線 音声 IP オーバフロー 図-4 L2レイヤでの多重伝送 非同期網 L3（IP） P-P， P-M 非管理 変動 非同期網 L2 over L1 （GFP， VCAT） P-P 固定 固定 同期網 新たな方式 L1 over L2 （MPLS-TP， PBB-TE） P-P 固定 管理 固定 同期網Fig.4-Multiplex transport used L2.
非同期網
WDMに収容するには，伝送効率が悪いので，その 直前にSDH分岐多重装置（ADM装置）やルータや L2スイッチ装置を設置し，多重化してWDM装置に 接続する方式が採られている。
P-P：Point to Point P-M：Point to Multi-Point
また，ネットワークを効率良く運用する方式とし て今後，主流となるイーサネット系の伝送路にL1 信号をカプセル化してパケットで伝送する方式が具 体化されつつある。 しかし，専用線などのSDH系のL1レイヤとイー サネット系のL2，L3レイヤは，表-1に示すように 伝送方式に差異があり，L1レイヤの信号をパケッ ト化してL2レイヤで伝送するには，以下のような いくつかの課題がある。 （1） 帯域管理 一般的なL2，L3レイヤ帯域は非管理で固定帯域 の伝送が保証されない。 （2） ルートパス管理 L1レイヤのルートは固定され，保守者が把握でき ることに対し，L2，L3レイヤのルートは，伝送路の 状態に応じてルートが変動し，保守者が把握し難い。 （3） CLK同期 L1レイヤ（同期された）信号をそのままL2，L3 レイヤで伝送すると，トランスペアレント（透過性 の保証）な伝送が保証できない（ゆらぎやロスが発 生）。 最近，L1信号をL2信号にカプセル化する方式が 具体化しつつあり，上記の課題も同時に解決する方 式が提案されている。 富士通では，とくに従来のSDH系のL1信号をパ ケット化（L3）してL2（VLAN）信号に多重する 装置や管理システム（OpS）の開発を進めている。 図-4に示すように同じL2レイヤに，単純にL1信号 やL3信号をカプセル化して転送しようとした場合， 合流する信号の使用帯域の変動から，融合した地点 でパケットのオーバフローが発生することがある。 対 策 と し て ， 合 流 地 点 でQoS （ Quality of Service）制御を実施し，パケットの優先処理，使 用帯域管理を制限することで，各サービスの使用帯 域を固定化することが可能である。 QoS制御には，以下の三つの機能がある。 （1） CoS（Class of Service）：パケットに優先度 を設定して，重要度の高いものを優先的に送受信 （2） ポリサー：受信帯域を制限 （3） シェーパ：パケットの出力レートを平滑化 また，中継伝送路に障害が発生したとき，影響範 囲を把握しやすいように，L2レイヤのルートを明 示 す るPBB-TE （ Provider Backbone Bridging Traffic Engineering），MPLS-TP（Multi-Protocol Label Switching Transport Profile）によるパス管 理が検討されている。 さらに，SDH系などのCLK同期された信号をL2 レイヤで伝送するとき，各中継装置でCLKのゆら ぎによるパケットロスを防止する対策として，イー サネットの装置間でもCLK同期がとれるシンクロ ナスイーサネットの採用が検討されている。 ネットワークの融合化 今後，IP系のサービスが増加する中，従来の音
柔軟な伝送ネットワークの構築と管理システム：AW Navi
声信号，専用線サービスを含め，低コストで効率良 いネットワークを構築する技術として，前述の課題 を解決したL2レイヤにL1レイヤの信号を伝送する MSPP（Multiservice Provisioning Platform）装 置やパケット網パス管理の導入が求められている。 ● MSPP装置の導入 独立したネットワークを融合し，様々なサービス に対応できる装置としてMSPP装置が登場してきた。 また，MPLSに代表されるトンネリング技術により， 従来のSDH系サービスもパケット化されL2，L3レ イヤの信号と一緒に中継する方式が実現しつつある （図-5）。 すでに導入されているGFP（Generic Framing Protocol）やVCAT（Virtual Concatenation）に代 表されるIPネットワークをSDHネットワークに収 容する技術や，CES（Circuit Emulation Service） に代表されるSDHネットワークをL2レイヤに収容 する技術により，L1レイヤとL2レイヤが相互に融 合するネットワークの構築が可能となってきた。さ らに，L0レイヤ（WDM）まで含めたL0，L1，L2 レイヤネットワークの融合化（MLC：Multi-Layer Convergence）を富士通では提案している。 ● パケット網パス管理 従来のSDH系L1レイヤの信号をトンネリングし てL2レイヤで伝送する場合，L1レイヤと比較して L2レイヤでは，パスを設定・運用するために多く の制御パラメタを管理する必要がある。一方，運用 者は，中継区間がL1レイヤのまま伝送されるのと 同様の管理で，L2レイヤへのトンネリングを実現 するネットワーク管理機能を要望している。 対策として，富士通では以下の機能を提案する。 （1） L2レイヤのパス管理にも従来と同様のパス管 理を導入 ・明示的なパス管理，障害管理 ・容易なメッシュネットワーク運用（仮想ネット ワークとしてリニア，リングモデルの切出し） ・EM（Element Management）機能でなくEnd-End の パ ス 管 理 が 可 能 な NMS （ Network Management System）として実現 ・ネットワークモデルには，G.805(2)の概念を導入 （2） 運用条件を整理し，ネットワークおよび装置 の複雑な設定をメニュー化 ・帯域管理，QoS管理によるネットワークの固定運用 （3） ダイナミックに変動する使用帯域の把握と設 備計画系への情報提供 富士通のOpS機能 富士通は，日本国内キャリア向けのOpSとして AW Navi(3)を開発しており，これまでにWDM， SDH，専用線など複数装置の収容・管理とリング やリニアなどのネットワーク管理機能を実現してい る。現在，MSPP装置（FLASHWAVE9130）を収 容するOpSを開発中であり，MLC機能を含め，今 後のマルチレイヤ管理を提供予定である。 従来の操作性，運用性を踏襲した上で，新プラッ トフォームにLinux OSを採用し，クライアント端 末は，Webベースとしてオープン性を高めたOpSで ある。 以下にMLC管理を含めたAW Naviの特徴を示す。 （1） PBB-TE，MPLS-TPによるパケット網の運用 管理機能の提供，従来のリンク系パスと同様の 操作性でEnd-Endのパス設定，運用が可能 （2） AW Navi単独でネットワーク運用が可能とな るNMS機能の実装 （3） SDHネットワークからパケット系ネットワー ク（L2）へNEのマイグレーションに合わせて， 専用線 音声(L1)
SDHネットワーク（レイヤ１）
VLAN（レイヤ２）
MSPP装置 イーサネット(L2) IP(L3) MSPP装置 専用線 音声(L1) IP(L3) いずれのネットワークでも伝送可能 イーサネット(L2) 図-5 MSPP装置によるネットワークの融合化 Fig.5-Multi-layer supported by MSPP-equipment.柔軟な伝送ネットワークの構築と管理システム：AW Navi
ネットワークや運用のマイグレーションをサ ポート （4） SDHネットワーク，パケット網混在も考慮し たオペレーションの提供 （5） 中継パスでレイヤ変換を伴うネットワークの 運用が可能なオペレーションの提供 （6） 運用状態（性能情報，品質情報など）を設備 計画やネットワーク設計に連携できるシステム の提供 End-Endのパス設計を行うには，単純なルート 選定では，要求されるサービスを実現できず，必要 帯域，信頼性，優先度，遅延量などを考慮する必要 がある。とくに中継パスでは運用者が，ルートを明 示的に把握する必要があることから，従来のリンク 系装置と同様なパス管理ができるOpSを提供する。 MLC/IPT管理の実現 WDM，SDHなどの物理伝送リソースを提供する L0，L1とイーサネット，IPなどの論理伝送リソー スを提供するL2，L3の融合化は今後より進展する と考えており，MLCコンセプトに必要なネット ワーク管理システムを提供していく予定である。 物理トポロジー 論理トポロジー１ 論理トポロジー２ 論理トポロジー３ 管理形態に合わせて 自由に切出し可能 現用パス 予備パス 従来OpSでは物理リソース種別ごとにサブネット ワークを分割管理していたが，複雑なレイヤのネッ トワーク構成を構築可能なMLCを実現するに当た り ，NNI（Network Node Interface）を物理リソース種別ごとに分割するのではなく，物理トポロ ジーを軸に管理する形態に移行する必要がある。 そのためには，レイヤ間の収容状況を管理するこ とや，論理トポロジーを擬似レイヤとして管理する ことによる運用上の利便性確保により，複雑なマル チレイヤ間を通るパスを一つのTrail情報として管 理できる仮想パスの実現が必要である（図-6）。さ らに，論理トポロジーは，キャリアの管理形態に合 わせて切出しが可能であるため，従来型のサブネッ トワークも切出しができる。したがって，既存ネッ トワークとの親和性も高く，オペレータへの負荷も 軽減され，シームレスなマイグレーションの提供が 可能である。 トランスペアレントな伝送機能を実現するIPT （IP Transport）の管理には，従来トランスポート のOpSには提供されていないVLAN（Virtual Local Area Network）をパス管理機能に追加し，さらに 複 数VLAN パ ス の 収 容 管 理 用 に VPN （ Virtual Private Network）を，新たに論理トポロジーで管 理可能とする。VPN管理には，以下の機能を実現 することにより，サービスごとや顧客ごとのパス管 理が容易となるオペレーションを提供できる。 （1） End-Endパスの帯域管理機能（QoS制御含む） プロファイル化によるVLAN管理を行い，ネット ワークの帯域管理を実現し，ネットワーク設計やパ ス設計を支援することが可能となる。 図-6 物理・論理トポロジー管理 Fig.6-Management of physical and logical layer.
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（2） OAM （ Operations ， Administration and Maintenance）統合管理(4)
煩雑な試験ポイントMEP（Maintenance End Point ） や ， MIP （ Maintenance Intermediate Point）設定の簡略化，設定箇所の最適化を実現 する。 （3） 故障探索機能 従来の階層構造的なネットワークではなく，複雑 なレイヤでネットワークが構成されるため，故障時 に発生する警報の因果関係も複雑になり，ネット ワークを考慮した探索機能が必要となる。 キャリアのマルチレイヤ運用管理 パケット系ネットワークでは，使用帯域の変化に 追従してネットワークの増設，収容変更などが求め られるようになる。従来の環境条件以上に，設備計 画からネットワーク設計，増設工事までのサイクル を短くできる仕組み作りが必要で，運用環境から得 られる実際のトラフィック量，性能情報，品質デー タを設備計画やネットワーク設計にタイムリに連携 できる機能の実現が必要となる。 また，L1レイヤの信号をL2レイヤで伝送する ネットワークの場合，L2レイヤで発生した障害が 直接L1レイヤの障害と関連付けにくい（装置側で も，異レイヤで発生した障害を本来のレイヤの障害 にマッピングする機能は実装している）ことから， 装置から通知される各種の警報・イベント情報を把 握して障害発生区間の特定やエンドユーザへの影響 の把握などがタイムリに実施可能なOpSの実現が必 要となる。 む す び 本稿では，トランスポートネットワークとIP ネットワークを融合する伝送装置とネットワークの 管理システムの実現について述べた。 IPトラフィックが増加している状況でトランス ポートネットワークにおいてもIP伝送技術の導入 が増加すると予想される。今後マルチポイント・オ ンデマンドサービスのパス提供などの新しい技術が 導入されてくる。しかし，従来の確実で高信頼の電 話，専用線も今後ともサービスは継続する。このた めに新しいネットワークであるIPネットワークと SDHネットワークの混在に対し，両ネットワーク の特性に合わせた管理が必要である。 確実にネットワークの動作を把握し，安定で安全 なネットワーク運用を実現する管理システムの必要 は不変である。富士通は，今後ともお客様に安心し て使っていただけるネットワーク管理システムを提 供していく。 参 考 文 献 （1） 総務省：我が国のインターネットにおけるトラ ヒック総量の把握．2009年2月27日． http://www.soumu.go.jp/main_content/ 000010367.pdf
（2） ITU-T G.805：Generic functional architecture of transport networks，2000．
（3） 森川 久ほか：国内向け光伝送システムにおける OPSの現状と次世代ネットワークの展開．FUJITSU， Vol.57，No.4，p.409-414（2006）．
（4）ITU-T Y.1731：Ether Operation，Administration， Maintenance（OAM），2006．
