(57)【要約】【課題】トランスペアレント光ネットワークにおいて、波長と経路の最適配置、並びに、光パス設定時間の短縮化を実現する。【解決手段】本発明は、予め、対地に対し、設定数だけの経路を予約光パスとして予約し、各予約光パスに対して、経路及び波長の割り当て予約を行い、予約光パス毎に、対地情報と波長情報と経路情報を保存する。光パス開通要求を取得すると光パス開通要求と同じ対地を持つ予約光パス及び予約光パスの使用状態情報を検索し、未使用の予約光パスを開通要求光パスに割り当て、光パス設定メッセージを予約光パスの経路を構成する各ノード装置に通知し、波長スイッチング設定を行い、光パスの開通を実現する。【選択図】図１
2010199891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を波長によりスイッチングし、かつ、波長変換を行わないノード装置から構成されるメッシュ構成の光ネットワークに対し、伝送路もしくはノード装置における伝送劣化情報と波長割り当て情報を元に光パスを割り当てる光ネットワーク設計管理装置における光ネットワーク設計管理方法であって、
光ネットワーク設計手段は、
予め、光パスの始点となるノード装置と終点となるノードの組み合わせである対地に対し、設定数だけの経路を予約光パスとして予約し、
前記各予約光パスに対して、経路及び波長の割り当て予約を行い、
前記予約光パス毎に、対地情報と波長情報と経路情報を収容設計結果データベースに保存する光ネットワーク設計ステップを行い、
光ネットワーク管理手段は、
光パス開通要求を取得すると、前記収容設計結果データベースから、該光パス開通要求と同じ対地を持つ予約光パスを検索し、
リソース管理情報データベースから、前記予約光パスの使用状態情報を検索し、
前記予約光パスのうち未使用の光パスを前記開通要求光パスに割り当て、
光パス設定メッセージを前記予約光パスの経路を構成する各ノード装置に通知して、該予約光パスの経路を構成する各ノード装置が該光パス設定メッセージの波長において、前記対地の光パスを構成するように各ノード装置の波長スイッチングを設定する光ネットワーク管理ステップと、
を行うことを特徴とする光ネットワーク設計管理方法。
【請求項２】
前記光ネットワーク管理手段が前記光パス設定メッセージを配信する際に、
前記光パス設定メッセージは、前記予約光パスの始点となるノード装置に配信され、該ノード装置から該予約光パスを構成するノード装置に対し、該予約光パスの経路に沿って終点ノード装置まで順次配信されることにより、波長スイッチングの設定を行う
請求項１記載の光ネットワーク設計管理方法。
【請求項３】
前記光ネットワーク管理手段が前記光パス設定メッセージを配信する際に、
前記光パス設定メッセージは、前記予約光パスを構成するノード装置に対し、直接配信されることにより、波長スイッチングの設定を行う
請求項１記載の光ネットワーク設計管理方法。
【請求項４】
光信号を波長によりスイッチングし、かつ、波長変換を行わないノード装置から構成されるメッシュ構成の光ネットワークに対し、伝送路もしくはノード装置における伝送劣化情報と波長割り当て情報を元に光パスを割り当てる光ネットワーク設計管理装置であって、
光ネットワーク設計手段と、光ネットワーク管理手段と、からなり、
前記光ネットワーク設計手段は、
予め、光パスの始点となるノード装置と終点となるノード装置の組み合わせである各対地に対して、設定数だけ光パスを予約光パスとして予約する光パス予約手段と、
前記各予約光パスに対し、経路及び波長の割り当て予約を行う経路・波長割り当て手段と、
前記予約光パス毎に、対地情報と波長情報と経路情報を収容設計結果データベースに格納する出力手段と、
を有し、
前記光ネットワーク管理手段は、
光パス開通要求毎に、前記収容設計結果データベースから、開通要求光パスと同じ対地を持つ予約光パスを検索し、更に、リソース管理情報データベースから、該予約光パスの使用状態情報を検索するデータベース検索手段と、
前記リソース管理情報データベースの検索の結果、使用状態ではない予約光パスの開通要求光パスの使用状態情報を「使用状態」として該リソース管理情報データベースを更新し、該予約光パスに基づいて収容設計結果データベースから読み出した波長情報と経路情報を含んだ光パス設定メッセージを前記予約光パスの経路を構成する各ノード装置に通知して、該予約光パスの経路を構成する各ノード装置が該波長情報の波長に基づいて、前記対地の光パスを構成するように該ノード装置の波長スイッチングを設定する波長スイッチング設定手段と、
を有することを特徴とする光ネットワーク設計管理装置。
【請求項５】
前記光ネットワーク管理手段が、前記各ノード装置に併設されている場合に、前記光パス開通要求が、開通要求光パスの始点ノード装置に併設されている当該光ネットワーク管理手段に対して行われると、
前記光ネットワーク管理手段は、
前記光パス設定メッセージを併設されている前記始点ノード装置から該光パス設定メッセージの予約光パスの経路に沿って終点ノード装置まで順次配信し、該予約光パスを構成するノード装置の光パス設定を行う手段を含む
請求項４記載の光ネットワーク設計管理装置。
【請求項６】
前記ネットワーク管理手段が、前記光ネットワークに対して１台設置されている場合に、前記光パス開通要求が、当該ネットワーク管理手段に対して行われると、
前記光ネットワーク管理手段は、
前記光パス設定メッセージを、該光パス設定メッセージの予約光パスの経路を構成する全てのノード装置に直接配信し、該予約パスを構成するノード装置の光パス設定を行う手段を含む
請求項４記載の光ネットワーク設計管理装置。
【請求項７】
光信号を波長によりスイッチングし、かつ、波長変換を行わないノード装置からなる構成されるメッシュ構成の光ネットワークシステムにおいて、
光ネットワーク設計手段と、光ネットワーク管理手段と、からなり、伝送路もしくは前記ノード装置における伝送劣化情報と波長割り当て情報を元に光パスを割り当てる光ネットワーク設計管理装置を有し、
前記光ネットワーク設計管理装置は、
予め、光パスの始点となるノード装置と終点となるノード装置の組み合わせである各対地に対して、設定数だけ光パスを予約光パスとして予約する光パス予約手段と、
前記各予約光パスに対し、経路及び波長の割り当て予約を行う経路・波長割り当て手段と、
前記予約光パス毎に、対地情報と波長情報と経路情報を収容設計結果データベースに格納する出力手段と、
からなる光ネットワーク設計手段と、
光パス開通要求毎に、前記収容設計結果データベースから、開通要求光パスと同じ対地を持つ予約光パスを検索し、更に、リソース管理情報データベースから、該予約光パスの使用状態情報を検索するデータベース検索手段と、
前記リソース管理情報データベースの検索の結果、使用状態ではない予約光パスの開通要求光パスの使用状態情報を「使用状態」として該リソース管理情報データベースを更新し、該予約光パスに基づいて前記収容設計結果データベースから読み出した波長情報と経路情報を含んだ光パス設定メッセージを前記予約光パスの経路を構成する各ノード装置に通知して、該予約光パスの経路を構成する各ノード装置が該波長情報の波長に基づいて、前記対地の光パスを構成するように該ノード装置の波長スイッチングを設定する波長スイッチング設定手段と、
からなる光ネットワーク管理手段と、
を有することを特徴とする光ネットワークシステム。
【請求項８】
前記光ネットワーク管理手段が、前記各ノード装置に併設されている場合に、前記光パス開通要求が、開通要求光パスの始点ノード装置に併設されている当該光ネットワーク管理手段に対して行われると、
前記光ネットワーク管理手段は、
前記光パス設定メッセージを併設されている前記始点ノード装置から該光パス設定メッセージの予約光パスの経路に沿って終点ノード装置まで順次配信し、該予約光パスを構成するノード装置の光パス設定を行う手段を含む
請求項７記載の光ネットワークシステム。
【請求項９】
前記ネットワーク管理手段が、前記光ネットワークに対して１台設置されている場合に、前記光パス開通要求が、当該ネットワーク管理手段に対して行われると、
前記光ネットワーク管理手段は、
前記光パス設定メッセージを、該光パス設定メッセージの予約光パスの経路を構成する全てのノード装置に直接配信し、該予約パスを構成するノード装置の光パス設定を行う手段を含む
請求項７記載の光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、ネットワーク設計管理方法及び装置及び光ネットワークシステムに係り、特に、光信号を波長によりスイッチングし、かつ、波長変換を行わないノード装置で構成されたネットワークにおけるネットワーク設計管理方法及び装置及び光ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
回線需要の増大を背景として、大容量の光ネットワークシステムの研究開発が進んでいる。図１５に示すような、光信号の再生中継や波長変換を行わず、光の波長によるスイッチングのみを行うノード装置から構成されるトランスペアレントな光ネットワークは、経済的な光ネットワークシステムを実現できることから、特に検討が進んでいる（例えば、非特許文献１参照）。このようなトランスペアレントな光ネットワークにおいて光パスの収容設計を行う方法として、以下のような方法が提案されている。当該光パス設計管理方法は、図１６に示すように、光パス設定要求が生じる毎に、光パス開通が可能な空き経路と空き波長を探索し、更にこの経路が持つ光信号対雑音比（OSNR: Optical Signal Noise Ratio）、偏波モード分散（PMD: Polarization Mode Dispersion）等の伝送劣化要因が通信品質に与える影響を評価し、伝送特性が維持可能な場合に光パス設定を行う方法である（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】C. T. Politi, et al., "Integrated Design and Operation of a Transparent Optical Network: A systematic Approach to Include Physical Layer Awareness and Cost Function", IEEE Com. Mag., pp. 40-47, February 2007.
【非特許文献２】Y. Huang, et al., "Connection Provisioning With Transmission Impairment Consideration in Optical WDM Networks With High-Speed Channels", J. Light Techno., Vol. 23, NO. 3, pp.982-993, March, 2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、トランスペアレントな光ネットワークでは、各光パス（信号の始点となるノード装置から終点となるノード装置までの経路）において信号光波長が変わらないことにより、収容設計上の制約が存在する。このため、従来の光ネットワーク設計管理方法では、波長と経路の最適化や光パス設定速度に課題が発生する。
【０００５】
すなわち、従来のトランスペアレント光ネットワークの設計管理方法では、図１６のように光パスの開通要求が発生する毎に、まず光パスを設定するための空き経路並びに空き波長を探索し、更にこの空き経路の伝送特性が信号光劣化に及ぼす影響を判定した上で波長と経路を光パスに割り当てる設計管理方法である。この設計管理方法は、光パス開通の要求毎に１本ずつ波長と経路を割り当てるため、局所最適解となり光ネットワーク全体では必ずしも波長と経路が最適化された収容ができるとは限らない。例えば、従来の光ネットワーク設計管理方法では、図１７（ａ）に示すように、ノード装置Ａ−Ｃの光パスに波長λ１、ノード装置Ａ−Ｂの光パスに波長λ２、ノード装置Ｂ−Ｃの光パスに波長λ３が割り当てられる可能性が存在する。ここで、さらにノード装置Ａ−Ｃに光パスを設定する場合、これにλ２または、λ３の波長を割り当てる場合、波長衝突が発生するため、このような光パスを設定することは不可能である。このため、ノード装置Ａ−Ｃに新たに設定する光パスには、第４の波長λ4が必要となる（なお、図１７（ｂ）に示すように、ノード装置Ａ−Ｃの光パスに波長λ１、ノード装置Ａ−Ｂの光パスに波長λ２、ノード装置Ｂ−Ｃの光パスに波長λ２を割り当てれば、ノード装置Ａ−Ｃに光パスを追加する場合、波長衝突が生じないことから波長は３つで十分となる）。
【０００６】
また、光パスの開通要求毎に、空き回線と空き波長を光ネットワーク全体から探索する必要があるため、迅速な光パス開通が困難である。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、トランスペアレント光ネットワークにおいて、波長と経路の最適配置、並びに、光パス設定時間の短縮化を実現するためのネットワーク設計管理方法及び装置及び光ネットワークシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
図１は、本発明の原理を説明するための図である。
【０００９】
本発明（請求項１）は、光信号を波長によりスイッチングし、かつ、波長変換を行わないノード装置から構成されるメッシュ構成の光ネットワークに対し、伝送路もしくはノード装置における伝送劣化情報と波長割り当て情報を元に光パスを割り当てる光ネットワーク設計管理装置における光ネットワーク設計管理方法であって、
光ネットワーク設計手段は、
予め、光パスの始点となるノード装置と終点となるノード装置の組み合わせである対地に対し、設定数だけの経路を予約光パスとして予約し（ステップ１）、
各予約光パスに対して、経路及び波長の割り当て予約を行い（ステップ２）、
予約光パス毎に、対地情報と波長情報と経路情報を収容設計結果データベースに保存する光ネットワーク設計ステップを行い（ステップ３）、
光ネットワーク管理手段は、
光パス開通要求を取得すると（ステップ４）、収容設計結果データベースから、該光パス開通要求と同じ対地を持つ予約光パスを検索し（ステップ５）、
リソース管理情報データベースから、予約光パスの使用状態情報を検索し（ステップ６）、
予約光パスのうち未使用の光パスを開通要求光パスに割り当て（ステップ７）、
光パス設定メッセージを予約光パスの経路を構成する各ノード装置に通知して、該予約光パスの経路を構成する各ノード装置が該光パス設定メッセージの波長を用いて、対地の光パスを構成するように各ノード装置の波長スイッチングを設定する（ステップ８）光ネットワーク管理ステップを行う。
【００１０】
また、本発明（請求項２）は、光ネットワーク管理手段が光パス設定メッセージを配信する際に、光パス設定メッセージは、予約光パスの始点となるノード装置に配信され、該ノード装置から該予約光パスを構成するノード装置に対し、該予約光パスの経路に沿って終点ノード装置まで順次配信されることにより、波長スイッチングの設定を行う。
【００１１】
また、本発明（請求項３）は、光ネットワーク管理手段が光パス設定メッセージを配信する際に、光パス設定メッセージは、予約光パスを構成するノード装置に対し、直接配信されることにより、波長スイッチングの設定を行う。
【００１２】
図２は、本発明の原理構成図である。
【００１３】
本発明（請求項４）は、光信号を波長によりスイッチングし、かつ、波長変換を行わないノード装置から構成されるメッシュ構成の光ネットワークに対し、伝送路もしくはノード装置における伝送劣化情報と波長割り当て情報を元に光パスを割り当てる光ネットワーク設計管理装置であって、
光ネットワーク設計手段１００と、光ネットワーク管理手段２００と、からなり、
光ネットワーク設計手段１００は、
予め、光パスの始点となるノード装置と終点となるノード装置の組み合わせである各対地に対して、設定数だけ光パスを予約光パスとして予約する光パス予約手段１２１と、
各予約光パスに対し、経路及び波長の割り当て予約を行う経路・波長割り当て手段１２２と、
予約光パス毎に、対地情報と波長情報と経路情報を収容設計結果データベース１０１に格納する出力手段１３０と、
を有し、
光ネットワーク管理手段２００は、
光パス開通要求毎に、収容設計結果データベース１０１から、開通要求光パスと同じ対地を持つ予約光パスを検索し、更に、リソース管理情報データベース１０２から、該予約光パスの使用状態情報を検索するデータベース検索手段２２０と、
リソース管理情報データベース１０２の検索の結果、使用状態ではない予約光パスの開通要求光パスの使用状態情報を「使用状態」として該リソース管理情報データベースを更新し、該予約光パスに基づいて収容設計結果データベース１０１から読み出した波長情報と経路情報を設定した光パス設定メッセージを予約光パスの経路を構成する各ノード装置に通知して、該予約光パスの経路を構成する各ノード装置が該波長情報の波長に基づいて、対地の光パスを構成するように該ノード装置の波長スイッチングを設定する波長スイッチング設定手段２３０と、を有する。
【００１４】
また、本発明（請求項５）は、光ネットワーク管理手段２００が、各ノード装置に併設されている場合に、光パス開通要求が、開通要求光パスの始点ノード装置に併設されている当該光ネットワーク管理手段に対して行われると、
光ネットワーク管理手段２００は、
光パス設定メッセージを併設されている前記始点ノード装置から該光パス設定メッセージの予約光パスの経路に沿って終点ノード装置まで順次配信し、該予約光パスを構成するノード装置の光パス設定を行う手段を含む。
【００１５】
また、本発明（請求項６）は、ネットワーク管理手段２００が、光ネットワークに対して１台設置されている場合に、光パス開通要求が、当該ネットワーク管理手段に対して行われると、
光ネットワーク管理手段２００は、
光パス設定メッセージを、該光パス設定メッセージの予約光パスの経路を構成する全てのノード装置に直接配信し、該予約パスを構成するノード装置の光パス設定を行う手段を含む。
【００１６】
本発明（請求項７）は、光信号を波長によりスイッチングし、かつ、波長変換を行わないノード装置からなる構成されるメッシュ構成の光ネットワークシステムにおいて、
光ネットワーク設計手段と、光ネットワーク管理手段と、からなり、伝送路もしくはノード装置における伝送劣化情報と波長割り当て情報を元に光パスを割り当てる光ネットワーク設計管理装置を有し、
光ネットワーク設計管理装置は、
予め、光パスの始点となるノード装置と終点となるノード装置の組み合わせである各対地に対して、設定数だけ光パスを予約光パスとして予約する光パス予約手段と、
各予約光パスに対し、経路及び波長の割り当て予約を行う経路・波長割り当て手段と、
予約光パス毎に、対地情報と波長情報と経路情報を収容設計結果データベースに格納する出力手段と、
からなる光ネットワーク設計手段と、
光パス開通要求毎に、収容設計結果データベースから、開通要求光パスと同じ対地を持つ予約光パスを検索し、更に、リソース管理情報データベースから、該予約光パスの使用状態情報を検索するデータベース検索手段と、
リソース管理情報データベースの検索の結果、使用状態ではない予約光パスの開通要求光パスの使用状態情報を「使用状態」として該リソース管理情報データベースを更新し、該予約光パスに基づいて収容設計結果データベースから読み出した波長情報と経路情報を設定した光パス設定メッセージを予約光パスの経路を構成する各ノード装置に通知して、該予約光パスの経路を構成する各ノード装置が該波長情報の波長に基づいて、対地の光パスを構成するように該ノード装置の波長スイッチングを設定する波長スイッチング設定手段と、
からなる光ネットワーク管理手段と、を有する。
【００１７】
本発明（請求項８）は、光ネットワーク管理手段が、各ノード装置に併設されている場合に、光パス開通要求が、開通要求光パスの始点ノード装置に併設されている当該光ネットワーク管理手段に対して行われると、
光ネットワーク管理手段は、
光パス設定メッセージを併設されている始点ノード装置から該光パス設定メッセージの予約光パスの経路に沿って終点ノード装置まで順次配信し、該予約光パスを構成するノード装置の光パス設定を行う手段を含む。
【００１８】
本発明（請求項９）は、ネットワーク管理手段が、光ネットワークに対して１台設置されている場合に、光パス開通要求が、当該ネットワーク管理手段に対して行われると、
光ネットワーク管理手段は、
光パス設定メッセージを、該光パス設定メッセージの予約光パスの経路を構成する全てのノード装置に直接配信し、該予約パスを構成するノード装置の光パス設定を行う手段を含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、予め各対地（ノード装置間）に設定数だけの経路を予約光パスとして予約し、当該各予約パスに対し、経路及び波長の割り当て予約を行う。予約光パスは、実際の光パスを設定する前に事前に経路及び波長を割り当てることから、図１７（ａ）のような波長衝突を少なくし、図１７（ｂ）に示されるような少ない波長で多くの光パス設定が可能な設計を行うことができる。
【００２０】
また、本発明では、予め対地毎に、経路及び波長を設定した予約光パスを用意しておくことにより、光パス開通要求が発生すると、この要求の条件（対地）に適合する予約光パスの波長情報と経路情報を短時間で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるネットワーク設計管理方法のネットワーク設計動作のフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態における光ネットワーク管理方式の例（その１）である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるネットワーク設計管理方法のネットワーク管理動作のフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態における光ネットワーク管理方式の例（その２）である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における２wayシグナリング方式でのパス開通シーケンスである。
【図８】本発明の第３の実施の形態におけるパス開通シーケンスである。
【図９】本発明の第４の実施の形態における光ネットワーク設計管理装置の構成図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態における光ネットワーク設計機能部の構成図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態における光ネットワーク管理機能部の構成図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態における光ネットワーク設計管理装置の構成図である。
【図１３】本発明の第６の実施の形態における光ネットワーク設計管理装置の構成図である。
【図１４】本発明の第７の実施の形態における光ネットワークシステムの構成図である。
【図１５】トランスペアレントな光ネットワークの概要を示す図である。
【図１６】従来のトランスペアレント光ネットワークのネット設計方法を示す図である。
【図１７】トランスペアレントな光ネットワークの課題を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
最初に以下で用いる用語について説明する。
【００２４】
本明細書における「ノード装置」とは、波長を変えることなく、信号光をスイッチングする装置であり、例えば、光クロスコネクト、光スイッチ、2-D MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)スイッチ、3-D MEMSスイッチなどが該当する。
【００２５】
本明細書における「光ネットワーク」とは、これらのノードをメッシュ状に接続したものである。
【００２６】
また、本明細書における「光パス」とは、一般には、波長パスとも称するものであり、始点並びに終点はノード装置となる。この光パスには、クライアント信号として、例えば、TDMパス、Ethernet（登録商標）、MPLSのLabel Switched Path、または、それらをグループ化したVCAT(Virtual Concatenation)、Link Aggregation等が重畳される。
【００２７】
また、本明細書における「光パス設定メッセージ」とは、リソースを予約状態もしくはリソースの割り当てを行う制御情報、及び光パス経路情報、波長情報を含んだメッセージのことである。
【００２８】
また、本明細書における「リソース割り当てメッセージ」とは、ノード装置に対してリソースの割り当てを行う制御情報を含んだメッセージのことである。
【００２９】
また、本明細書における「波長スイッチング設定」とは、入力光伝送路ポートから入力された波長多重信号光から各波長の信号に分波された光信号を、所定の出力光伝送路ポートに同波長で出力されるように設定すること（光クロスコネクト）である。
【００３０】
また、本明細書における「光ネットワーク設計装置並びに光ネットワーク管理装置（光ネットワーク設計管理装置）」とは、光パスの開通要求に対し、波長と経路を選択し設定する装置であり、例えば、NMS(Network Management System)、NRM(Network Resource Manager)、PCE(Path computation Element)、EMS(Element Management System)など、が該当する。
【００３１】
また、本明細書における「クライアント装置」とは、光パスに重畳される前のクライアント信号を終端または中継する装置であり、例えば、TDMクロスコネクト、PBT(Provider Backbone Transport)装置、MSPP(Multi-Service Provisioning Platform)、ルータ、T-MPLS(Transport-Multi Protocol Switching)、Layer 2スイッチなど、が該当する。
【００３２】
なお、ノード装置の内、光パスの始点となるもの、中継するもの、終点となるものを、それぞれIngres（始点ノード装置）、Transit（中継ノード装置）、Egress（終点ノード装置）と称する。また、IngressとEgressについては、光ネットワーク設計装置または光ネットワーク管理装置が光パス設定を行う際、先に設定を行うものをIngress、後から設定を行うものをEgressと称する。
【００３３】
［第１の実施の形態］
本実施の形態は、請求項１に対応する。
【００３４】
図３は、本発明の第１の実施の形態における光ネットワーク設計管理方法の動作を示す。
【００３５】
本発明の光ネットワーク設計方法においては、
・光ネットワークの物理トポロジ情報；
・対地間光パス設定数；
・伝送劣化情報の基本情報；
・伝送方法情報；
・ノード装置構成情報；
・信頼性クラス情報；
を元に収容設計を行い、光パス毎の経路情報及び波長割り当て情報を決定する。収容設計の結果、経路及び波長割り当てを行ったものを「光パス」と称する。
【００３６】
ここで、「物理トポロジ情報」は、ノード装置と伝送路の接続構成情報を表す。「対地間光パス設定数」は、光パスの設定数であり、需要または需要予測等の外的要因に基づき予め定められている数値である。「伝送劣化情報」とは、ノード装置内の劣化情報及び伝送路（光ファイバ）の劣化情報のことを指し、具体的には、ＯＳＮＲ，ＰＭＤ、パワー損失、分散、非線形効果、クロストーク等の劣化特性についての情報のことである。「伝送方法情報」とは、光パスを伝送される信号の伝送方法に関する情報であり、具体的にはDQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)、OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、強度変調等の各種伝送方法情報のことである。「ノード装置構成情報」とは、UNIポートの方路制約情報を示す。「信頼性クラス情報」とは、第１経路と第２経路を確保する1+1protectionクラス、第１経路のみのunprotectedクラス等の経路冗長クラスのことを指す。
【００３７】
光ネットワーク設計においては、
１）全経路探索処理（ステップ１０１）；
２）候補経路フィルタリング処理（ステップ１０２）；
３）経路・波長割り当て処理（ステップ１０３）；
の３つの演算を順次行う。
【００３８】
ステップ１０１）  全経路探索処理は、光ネットワークの物理トポロジ情報を元に、光ネットワーク内の全経路を探索するものである。経路探索手法は、例えば、幅優先探索アルゴリズムや深さ優先アルゴリズムがあげられる。
【００３９】
ステップ１０２）  候補経路フィルタリング処理は、ステップ１０１で求めた経路のうち、経路上の劣化値を計算して、伝送劣化制約範囲内の経路を選択するものである。ここでは、ノード装置及び伝送路の特性情報である伝送劣化情報を元に経路を選択する。その際、ＰＭＤなどの劣化要因は、伝送方法により影響が異なることから、伝送方法情報も用い、経路上の劣化値をより詳細に評価する。また、ノード装置におけるポートの方路的な制約により実現不可能な経路については、ノード装置構成情報により経路の候補から外す。
【００４０】
ステップ１０３）  経路・波長割り当て処理は、上記ステップ１０２で絞り込まれた経路の内、対地間光パス設定数を元に、光パスの経路・波長を決定するものである。その際、波長・伝送路・ノード装置のポートなどの設備コストを最小にすることを目的関数として、波長変換なしの制約条件で光ネットワーク内の波長割り当てを決定し、対地情報、波長情報、経路情報を収容設計結果データベースに格納する。経路・波長割り当て手法としては、例えば、混合整数計画法が挙げられる。なお、波長変換なしの定式化手法としては、例えば、「Michal Pioro: Routing, Flow, and Capacity Design in Communication and Computer Networks. Morgan Kaufmann Publishers 2004.」に示される手法がある。なお、信頼性要求度によっては、故障時に備え予備の光パスを準備する必要があることから、信頼性クラス情報を元に、２重化等の信頼性要求を予定している光パスについては、迂回経路も用意する。
【００４１】
図４は、本発明の第１の実施の形態における光ネットワーク管理方式の例であり、予約光パスについて、経路及び波長割り当てを決定した状態を表したものである。以上を通して、予約光パスについて、経路割り当てを決定する。
【００４２】
一方、図５に示す光ネットワーク管理方法は、パス開通要求毎に、開通要求光パスと対地が同じ予約光パスを割り当てるものである。具体的には、パス開通要求があると（ステップ２０１）、前述の収容設計結果データベースから開通要求光パスと対地が同じ予約光パスを検索し（ステップ２０２）、次に、検索された予約光パスに基づいて、リソースの状態を管理するリソース管理情報データベースからこの適合する予約パスのうち未使用の光パスを選択し（ステップ２０３〜２０５）、この未使用の予約光パスに割り当てられた経路情報並びに波長情報を開通要求光パスに割り当てることを行う（ステップ２０６）。開通要求光パスへの割り当ては、該当波長にて該当経路を構成できるよう各ノード装置の波長スイッチング設定を行う。図６は、本発明の第１の実施の形態における光ネットワーク管理方式の例であり、予約光パスを割り当てた状態を表したものである。
【００４３】
以上説明した手順により、請求項１に記載の光ネットワーク設計管理方法が実現する。
【００４４】
［第２の実施の形態］
本実施の形態は、請求項２に対応する。
【００４５】
図７は、本発明の第２の実施の形態における２wayシグナリング方式でのパス開通シーケンスである。以下では、ノード装置Ａ(Ingress)とノード装置Ｃ(Egress)を対地とする光パス開通要求が行われたものとして説明する。
【００４６】
光ネットワーク設計管理装置は、光パス開通要求が行われると（ステップ３０１）、収容設計結果データベースを検索し、ノード装置Ａからノード装置Ｃの対地を持つ予約パスを検索する（ステップ３０２）。更に、光ネットワーク設計管理装置は、リソース管理情報データベースを検索し、上記予約光パスのうち、未使用のものの中の１つを選択し（ステップ３０３）、また、この選択された予約パスの波長情報ならびに経路情報を出力する（ステップ３０４）。しかる後に、光ネットワーク設計管理装置は、経路情報と波長情報を含む光パス設定メッセージを始点ノード装置Ａから当該予約光パスの経路に沿って終点ノード装置Ｃまで順次配信し、リソースの予約を行う（ステップ３０５）。次に、受信した終点ノード装置Ｃは、リソース割り当てメッセージを当該予約光パスの経路に沿って始点ノード装置Ａまで順次配信することにより、波長スイッチング設定を行い（ステップ３０６）、ステップ３０４で選択された光パスを「使用中」としてリソース管理情報データベースを更新する（ステップ３０７）。
【００４７】
以上説明した手順により、請求項２に記載の光ネットワーク設計管理方法が実現する。
【００４８】
［第３の実施の形態］
本実施の形態は、請求項３に対応する。
【００４９】
図８は、本発明の第３の実施の形態におけるパス開通シーケンスである。以下では、ノード装置Ａ(Ingress)とノード装置Ｃ(Egress)を対地とする光パス開通要求が行われたものとして説明する。
【００５０】
光ネットワーク設計管理装置は、光パス開通要求が行われると（ステップ４０１）、収容設計結果データベースを検索し、ノード装置Ａからノード装置Ｃに対地を持つ予約パスを検索する（ステップ４０２）。更に、光ネットワーク設計管理装置は、リソース管理情報データベースを検索し（ステップ４０３）、上記予約光パスのうち、未使用のものの中から１つを選択し、また、この選択された予約パスの波長情報ならびに経路情報を出力する（ステップ４０）。しかる後に、光ネットワーク設計管理装置は、経路情報、波長情報を含む光パス設定メッセージを当該予約光パスを構成する全てのノード装置に直接配信することにより、波長スイッチング設定を行い、応答を光ネットワーク設計管理装置に返す（ステップ４０５）。
【００５１】
以上説明した手順により、請求項３に記載の光ネットワーク設計管理方法が実現する。
【００５２】
［第４の実施の形態］
本実施の形態は、請求項４に対応する。
【００５３】
本実施の形態では、ネットワーク設計管理装置について説明する。
【００５４】
ネットワーク設計管理装置は、図９に示すように、光ネットワーク設計機能部１００と光ネットワーク管理機能部２００とを有する。以下、光ネットワーク設計機能部１００と光ネットワーク管理機能部２００に分けて説明する。
【００５５】
図１０は、本発明の第４の実施の形態における光ネットワーク設計機能部の構成を示す。
【００５６】
同図に示す光ネットワーク設計機能部１００は、入力部１１０、計算部１２０、出力部１３０から構成される。
【００５７】
入力部１１０は、以下の情報を入力し、計算部１２０に渡す。
【００５８】
・光ネットワークの物理トポロジ情報；
・対地間光パス設定数；
・伝送劣化情報の基本情報；
・伝送方法情報；
・ノード装置構成情報；
・信頼性クラス情報；
上記の各入力情報の詳細は第１の実施の形態で述べた通りである。
【００５９】
計算部１２０は、全経路探索機能部１２１、候補経路フィルタリング機能部１２２、経路・波長割り当て機能部１２３を有する。
【００６０】
計算部１２０の全経路探索機能部１２１は、入力部１１０から入力された上記の各情報をメモリ（図示せず）に一旦格納した後、光ネットワークの物理トポロジ情報を元に、光ネットワーク内の全経路を探索する。経路探索手法は、例えば、幅優先探索アルゴリズムや深さ優先アルゴリズムがあげられる。
【００６１】
計算部の候補経路フィルタリング機能部１２２は、全経路探索機能部１２１で探索された経路のうち、経路上の劣化値を計算して、伝送劣化制約範囲内の経路を選択する。ここでは、入力されたノード装置及び伝送路の特性情報である伝送劣化情報を元に経路を選択する。その際、ＰＭＤなどの劣化要因は、伝送方法により影響が異なることから、入力された伝送方法情報も用い、経路上の劣化値をより詳細に評価する。また、ノード装置におけるポートの方路的な制約により実現不可能な経路については、入力されたノード装置構成情報により経路の候補から外す。
【００６２】
計算部１２０の経路・波長割り当て機能部１２３は、候補経路フィルタリング機能部１２２で絞り込まれた経路の内、対地間光パス設定数を元に、光パスの経路・波長を決定する。その際、波長・伝送路・ノード装置のポートなどの設備コストを最小にすることを目的関数として、波長変換なしの制約条件で光ネットワーク内の波長割り当てを決定する。経路・波長割り当て手法としては、例えば、混合整数計画法が挙げられる。なお、波長変換なしの定式化手法としては、例えば、「Michal Pioro: Routing, Flow, and Capacity Design in Communication and Computer Networks. Morgan Kaufmann Publishers 2004.」に示される手法がある。なお、信頼性要求度によっては、故障時に備え予備の光パスを準備する必要があることから、信頼性クラス情報を元に、二重化等の信頼性要求を予定している光パスについては、迂回経路も用意する。
【００６３】
出力部１３０は、予約光パス毎の、対地情報、波長情報、経路情報を予約パス情報として収容設計結果データベース（ＤＢ）１０１に格納する。
【００６４】
次に、光ネットワーク設計機能部２００について説明する。
【００６５】
図１１は、本発明の第４の実施の形態における光ネットワーク管理機能部の構成を示す。
【００６６】
同図に示す光ネットワーク管理機能部２００は、入力部２１０、データベース検索部２２０、波長スイッチング設定部２３０、データベース書き換え部２４０から構成される。データベース検索部２２０に接続されるリソース管理情報ＤＢ１０２は、予約先パス毎に使用中／未使用を管理する。
【００６７】
入力部２１０は、開通要求パス情報（対地情報）を取得し、データベース検索部２２０に渡す。
【００６８】
データベース検索部２２０は、開通要求パスと同じ対地を持つ予約光パスを収容設計結果ＤＢ１０１から検索する。さらに、当該予約光パスに基づいて、リソース管理情報ＤＢ１０２から当該予約光パスの使用状態情報を検索する。
【００６９】
波長スイッチング設定部２３０は、収容設計結果ＤＢ１０から読み出された予約光パスに光パス開通要求に適合する予約光パスがあるかを判定し、ない場合は適合する予約光パスが存在しないことを、光パス開通要求元に通知する。ある場合は、適合する予約光パスに基づいてリソース管理情報ＤＢ１０２の使用状態情報を参照し、未使用の光パスがあるかを判定する。未使用の予約光パスの波長・経路を、光ネットワーク３００上の光送信装置及び光受信装置に光パス設定メッセージを通知し、波長スイッチング設定を行う。
【００７０】
データベース書き換え部２４０は、使用中の予約光パスの使用状態情報を「使用状態」としてリソース管理情報ＤＢ１０２を更新する。
【００７１】
以上の光ネットワーク設計管理装置の構成により請求項４に記載の光ネットワーク設計管理装置が実現する。
【００７２】
［第５の実施の形態］
本実施の形態は、請求項５に対応する。
【００７３】
図１２は、本発明の第５の実施の形態における光ネットワーク設計管理装置の構成を示す。同図に示す光ネットワーク設計管理装置の光ネットワーク管理機能部２００が光ネットワーク上の各ノード装置に併設されている例である。各ノード装置は、制御部、スイッチ機能部、波長分離多重機能部、Add/Drop機能部を有し、Add/Drop機能部にはクライアント装置が接続されている。また、各ノード装置は光ファイバで接続されている。
【００７４】
上記のような構成において、光パス開通要求が、光パス開通要求の光パスの始点ノード装置（Ingress）に併設されている光ネットワーク管理機能部２００Ａに対して行われるものとして説明する。光ネットワーク管理機能部２００Ａは、光パス開通要求を取得すると、光パス設定メッセージを、始点ノード装置から予約光パスの経路に沿って終点ノードまで順次配信する。なお、光ネットワーク管理機能部２００の構成は図１１と同様である。
【００７５】
図１２の例では、光ネットワーク管理機能部２００Ａは、光パス開通要求が行われると、収容設計結果データベース１０１を検索し、ノード装置Ａからノード装置Ｃの対地を持つ予約パスを検索する。更に、光ネットワーク管理機能部２００Ａは、リソース管理情報データベース１０２を検索し、上記予約光パスのうち、未使用の光パスを１つを選択し、また、この選択された予約パスの波長情報ならびに経路情報を出力する。そして、光ネットワーク管理機能部２００Ａは、波長情報及び経路情報を含む光パス設定メッセージを始点ノード装置Ａから当該予約光パスの経路に沿って終点ノード装置Ｃまで順次配信することにより、ノード装置の光パス設定を行う
上記の光ネットワーク設計管理装置の構成により請求項５に記載の光ネットワーク設計管理装置が実現する。
【００７６】
［第６の実施の形態］
本実施の形態は、請求項６に対応する。
【００７７】
図１３は、本発明の第６の実施の形態における光ネットワーク設計管理装置の構成を示す。同図は、光ネットワーク設計管理装置の光ネットワーク管理機能部２００が、光ネットワークに対して１台設置されており、光パス開通要求が当該光ネットワーク管理機能部２００に対して行われる。なお、光ネットワーク管理機能部２００の構成は図１１と同様である。
【００７８】
以下では、光ネットワーク管理機能部２００に対して、ノード装置Ａ(Ingress)とノード装置Ｃ(Egress)を対地とする光パスの設定要求が行われたものとして説明する。
【００７９】
光ネットワーク管理機能部２００は、光パス開通要求が行われると、収容設計結果データベース１０１を検索し、ノード装置Ａからノード装置Ｃに対地を持つ予約パスを検索する。更に、光ネットワーク管理機能部２００は、リソース管理情報データベース１０２を検索し、上記予約光パスのうち、未使用の光パスの中から１つを選択し、また、この選択された予約パスの波長情報並びに経路情報を出力する。そして、光ネットワーク管理機能部２００は、波長情報及び経路情報を含む光パス設定メッセージを当該予約光パスを構成する全てのノード装置Ａ，Ｂ，Ｃに直接配信することにより、各ノード装置の光パス設定を行う。
【００８０】
上記の光ネットワーク設計管理装置の構成により請求項６に記載の光ネットワーク設計管理装置が実現する。
【００８１】
［第７の実施の形態］
本実施の形態は、請求項７に対応する。
【００８２】
図１４は、本発明の第７の実施の形態における光ネットワークシステムの構成を示す。
【００８３】
同図に示す光ネットワークシステムは、収容設計結果ＤＢ１０１，リソース管理ＤＢ１０２に接続される光ネットワーク設計管理装置１０、光送信装置３１０、ノード装置３２０，３３０，３４０、光受信装置３５０からなり、光送信装置３１０、ノード装置３２０、３３０，３４０、光受信装置３５０は光ファイバ３６０で接続されている。また、当該光ネットワークは、光信号を波長によるスイッチング機能を有し、かつ、波長変換を行わないノード装置から構成されるメッシュ構成である。なお、光ネットワーク設計管理装置１０は、光ネットワーク設計機能部１００と光ネット管理機能部２００を有し、それらの構成は、図１０、図１１に示す通りである。
【００８４】
光ネットワーク設計管理装置１０の光ネットワーク設計機能部１００は、幅優先探索アルゴリズムや深さ優先アルゴリズムを用いて、光ネットワークの物理トポロジ情報を元に、光ネットワーク内の全経路を探索する。次に、探索された経路のうち、経路上の劣化値を計算して、ノード装置及び伝送路の特性情報である伝送劣化情報に基づいて伝送劣化制約範囲内の経路を選択する。その際、ＰＭＤなどの劣化要因は、伝送方法により影響が異なることから、伝送方法情報も用い、経路上の劣化値をより詳細に評価する。また、ノード装置におけるポートの方路的な制約により実現不可能な経路については、ノード装置構成情報により経路の候補から外す。このようにして絞り込まれた経路のうち、対地間光パス設定数を元に、光パスの経路・波長を決定する。その際、波長・伝送路・ノード装置のポートなどの設備コストを最小にすることを目的関数として、波長変換なしの制約条件で光ネットワーク内の波長割り当てを決定する。なお、信頼性要求度によっては、故障時に備え予備の光パスを準備する必要があることから、信頼性クラス情報を元に、２重化等の信頼性要求を予定している光パスについては、迂回経路も用意する。決定された予約光パス毎の対地情報、波長情報、経路情報を収容設計結果ＤＢ１０１に格納する。
【００８５】
光ネットワーク設計装置１０の光ネットワーク管理機能部２００は、パス開通要求毎に、開通要求光パスと対地が同じ予約光パスを割り当てる。具体的には、パス開通要求があると、開通要求光パスと対地が同じ予約光パスを収容設計結果ＤＢ１０１から検索し、予約光パスに光パス開通要求に適合する予約光パスがあるかを判定し、ない場合は適合する予約光パスが存在しないことを、光パス開通要求元に通知する。ある場合は、適合する予約光パスに基づいてリソース管理情報ＤＢ１０２を検索し、当該予約光パスの使用状態情報を参照し、未使用の光パスがあるかを判定する。未使用の予約光パスに割り当てられた経路情報並びに波長情報を開通要求光パスに割り当てる。開通要求光パスへの割り当ては、該当波長を光送信装置３１０並びに光受信装置３５０に対して割り当て、また、該当波長にて該当経路を構成できるようノード装置３２０，３３０，３４０の波長スイッチング設定を行う。
【００８６】
上記の光ネットワークの構成により請求項７に記載の光ネットワークシステムが実現する。
【００８７】
［第８の実施の形態］
本実施の形態は、請求項８に対応する。
【００８８】
以下、図１２に基づいて説明する。
【００８９】
同図に示すシステムは、光ネットワーク上に複数の光ネットワーク管理機能部２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃが存在し、これらは収容設計結果ＤＢ１０１，リソース管理情報ＤＢ１０２を共有する。また、ノード装置Ａ，ノード装置Ｂ，ノード装置Ｃが光ファイバで接続されている。また、当該光ネットワークは、光信号を波長によるスイッチング機能を有し、かつ、波長変換を行わないノード装置から構成されるメッシュ構成である。なお、光ネットワーク設計管理装置１０は、光ネットワーク設計機能部１００と光ネット管理機能部２００を有し、それらの構成は、図１０、図１１に示す通りである。
【００９０】
以下では、ノード装置Ａ(Ingress)とノード装置Ｃ(Egress)を対地とする光パスの設定要求が光ネットワーク管理機能部２００Ａに対して発行され、光ネットワーク管理機能部２００Ａは、始点ノードとなるノード装置Ａに対して光パスメッセージを送信するものとする。
【００９１】
光ネットワーク管理機能部２００Ａは、光パス開通要求が行われると、収容設計結果ＤＢ１０１を検索し、ノード装置Ａからノード装置Ｃの対地を持つ予約パスを検索する。更に、光ネットワーク管理機能部２００Ａは、リソース管理情報データベース１０２を検索し、上記予約光パスのうち、未使用のものの中の１つを選択し、また、この選択された予約パスの波長情報ならびに経路情報を出力する。しかる後に、光ネットワーク管理機能部２００Ａは、波長情報及び経路情報を含む光パス設定メッセージを始点ノード装置Ａから当該予約光パスの経路に沿って終点ノード装置Ｃまで順次配信することにより、ノード装置の光パス設定を行う。
【００９２】
上記の光ネットワークの構成により請求項８に記載の光ネットワークシステムが実現する。
【００９３】
［第９の実施の形態］
本実施の形態は、請求項９に対応する。
【００９４】
以下、図１３に基づいて説明する。
【００９５】
同図に示すシステムは、光ネットワーク管理機能部２００に収容設計結果ＤＢ１０１とリソース管理情報ＤＢ１０２が接続され、また、光ネットワーク管理装置２００には、複数のノード装置Ａ，Ｂ，Ｃが接続されている。ノード装置Ａ，Ｂ，Ｃは、光ファイバで接続されている。また、当該光ネットワークは、光信号を波長によりスイッチング機能を有し、かつ、波長変換を行わないノード装置から構成されるメッシュ構成である。なお、光ネットワーク設計管理装置１０は、光ネットワーク設計機能部１００と光ネット管理機能部２００を有し、それらの構成は、図１０、図１１に示す通りである。
【００９６】
以下では、光ネットワーク管理機能部２００に対して、ノード装置Ａ(Ingress)とノード装置Ｃ(Egress)を対地とする光パスの設定要求が行われたものとして説明する。
【００９７】
光ネットワーク管理機能部２００は、光パス開通要求が行われると、収容設計結果ＤＢ１０１を検索し、ノード装置Ａからノード装置Ｃに対地を持つ予約パスを検索する。更に、光ネットワーク管理機能部２００は、リソース管理情報ＤＢ１０２を検索し、上記予約光パスのうち、未使用のものの中から１つを選択し、また、この選択された予約パスの波長情報ならびに経路情報を出力する。しかる後に、光ネットワーク管理機能部２００は、波長情報及び経路情報を含む光パス設定メッセージを当該予約光パスを構成する全てのノード装置Ａ，Ｂ，Ｃに直接配信することにより、ノード装置の光パス設定を行う。
【００９８】
上記の光ネットワークの構成により請求項９に記載の光ネットワークシステムが実現する。
【００９９】
また、上記の光ネットワーク設計管理装置１０の光ネットワーク設計機能部１００、光ネットワーク管理機能部２００の動作をプログラムとして構築し、光りネットワーク設計管理装置として利用されるコンピュータにインストールする、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。
【０１００】
また、構築されたプログラムをハードディスクや、フレキシブルディスク・ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納し、コンピュータにインストールする、または、配布することが可能である。
【０１０１】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、光ネットワークの光パス設定技術に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００  光ネットワーク設計手段、光ネットワーク設計機能部
１０１  収容設計結果データベース（ＤＢ）
１０２  リソース管理情報データベース（ＤＢ）
１１０  入力部
１２０  計算部
１２１  光パス予約手段、全経路探索機能部
１２２  候補経路フィルタリング機能部
１２３  経路・波長割り当て手段、経路・波長割り当て機能部
１３０  出力手段、出力部
２００  光ネットワーク管理手段、光ネットワーク管理機能部
２２０  データベース検索手段
２３０  波長設定部
２３４  波長設定手段
２４０  データベース書き換え部
３００  光ネットワーク
３１０  光送信装置
３２０、３３０  ノード装置
３５０  光受信装置
３６０  光ファイバ
【図１】
2010199891.tif 000003
【図２】
2010199891.tif 000004
【図３】
2010199891.tif 000005
【図４】
2010199891.tif 000006
【図５】
2010199891.tif 000007
【図６】
2010199891.tif 000008
【図７】
2010199891.tif 000009
【図８】
2010199891.tif 000010
【図９】
2010199891.tif 000011
【図１０】
2010199891.tif 000012
【図１１】
2010199891.tif 000013
【図１２】
2010199891.tif 000014
【図１３】
2010199891.tif 000015
【図１４】
2010199891.tif 000016
【図１５】
2010199891.tif 000017
【図１６】
2010199891.tif 000018
【図１７】
2010199891.tif 000019