(57)【要約】  【課題】複数の光伝送リンクが１つの光伝送装置を共用する光ネットワークにおいて、ネットワークコストを最小化する現用光パスと予備光パスの配備を高速かつ確実に求められるようにする。  【解決手段】光伝送装置ノードと光クロスコネクト装置ノード間を距離ゼロのリンクで接続したトポロジーを想定し（Ｓ１）、各保守パターンについて保守状態リンクを除外し（Ｓ２）、各発着光クロスコネクト装置ノードペアについて、単一の光伝送リンク又は光伝送装置ノードの障害、及び保守で複数の光伝送リンクが同時に使用不可になることを想定し、整数計画法を２回用いて候補ルートの最大数及び候補ルートを求める（Ｓ３，Ｓ４）。次にネットワークコストを定式化し、（非）線形計画法によりネットワークコストを最小化するように各光クロスコネクト装置ノードペアを接続する各候補ルート上の各波長面上に配備すべき光パス数を決定する（Ｓ６）。  【選択図】図２
2006067067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記のステップＳ１〜Ｓ４を含むことを特徴とする光ネットワーク設計法。
Ｓ１：光ネットワークのトポロジー構成と光伝送リンクの距離が与えられた時、複数の光伝送リンクによって共用されている光伝送装置も１つのノードとしてトポロジー構成に加え、光伝送装置のノード（光伝送装置ノード）と光クロスコネクト装置のノード（光クロスコネクト装置ノード）間を距離がゼロのリンクで接続したトポロジー構成を想定する。
Ｓ２：各保守パターンについて、保守状態にある光伝送リンクを光ネットワークから除外して下記のステップＳ２１とＳ２２を実行し、保守状態にある光伝送リンクが全く存在しない場合も含めた各保守パターン下での各発着光クロスコネクト装置ノードペア間の光パスの候補ルートを求める。
Ｓ２１：前記のステップＳ１で想定されたトポロジー構成を対象にして、各発着光クロスコネクト装置ノードペアについて、整数計画法を用いて、互いにリンクを共有しないルートの最大数を計算する。
Ｓ２２：各発着光クロスコネクト装置ノードペアについて、整数計画法を用いて、距離の総和が最小になるように、前記最大数の互いにリンクを共用しない候補ルートを計算する。ただし、ある光伝送装置ノードから光クロスコネクト装置ノードヘ向かう距離ゼロのリンクと同じ光クロスコネクト装置ノードから同じ光伝送装置ノードヘ向かう距離ゼロのリンクが両方共候補ルートに含まれる場合には同一のルートに含ませる。
Ｓ３：各発着光クロスコネクト装置ノードペアに対して与えられた設定要求光パス数の制約の下で、各保守パターンに関して、保守状態になった光伝送リンクに収容されていた光パスは、その保守パターン下における候補ルートヘ配置換えすることを想定して、必要となるリソース量を定式化する。
Ｓ４：各保守パターンに関して定式化したリソース量の最大値を各リソースの所要量と見なして、ネットワークコストを定式化し、線形計画法または非線形計画法を用いて、ネットワークコストを最小化するように、各光クロスコネクト装置ノードペアを接続する各候補ルート上の各波長面上に配備すべき光パス数を決定する。
【請求項２】
前記のステップＳ４でのネットワークコストを最小化する光パス配備の計算は、光パスの障害回復モード毎に個別に行い、コストの固定分を除いて、各障害回復モードにおける最小ネットワークコストを足し合わせることによって最終的なネットワークコストを得ることを特徴とする請求項１に記載の光ネットワーク設計法。
【請求項３】
前記のステップＳ４に代えて、各保守パターンに関して、定式化したリソース量をそのまま所要リソース量と見なしてネットワークコストを定式化し、線形計画法または非線形計画法を用いて、ネットワークコストを最小化させる光パス配備を求め、最大のネットワークコストを与える保守パターンに対する解を最終的な解とすることを特徴とする請求項１に記載の光ネットワーク設計法。
【請求項４】
全く保守が行われていない状態について、ネットワークコストを最小化させる光パス配備を求め、得られた光パス配備から光パスの配置換えによるネットワークコストヘの影響が大きい保守パターンを類推し、それにより類推された保守パターンに関してのみネットワークコストを最小化させる光パス配備を求めることを特徴とする請求項３に記載の光ネットワーク設計法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワーク設計法に関し、特に、複数の光伝送リンクが１つの光伝送装置を共用するような光ネットワークにおいて、ネットワークコストを最小化するような現用光パスおよび予備光パスの配備を高速かつ確実に求めることができる光ネットワーク設計法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の光クロスコネクト装置をノードとし、これらのノードが互いに光伝送リンクによって接続されて構成される光ネットワークにおいて、その信頼性を確保するために、光パスに障害が発生した時、該障害が発生した光パスに流れていたトラヒックを、他の光パスを用いて迂回させる方式がある。
【０００３】
この方式として、例えば、現用の光パスに１対１に対応させて予備光パスを設ける方式（専用プロテクション方式）、１対のノードペア間を接続する複数の現用光パスの間で予備光パスを共用する方式（共用プロテクション方式）、同時に障害とはならない任意のノードペア間を接続する複数現用光パス間で予備光パスを共用する方式（レストレーション方式）などが知られている。
【０００４】
これらの方式に従って光ネットワークを設計するに際し、各ノードペア間の設定要求光パス数が与えられた時、単一のリンク障害または中継ノード障害を想定して、コストを最小化するような現用光パスと現用光パス障害時にそのトラヒックを迂回させるための予備光パスの配備が決定される。
【特許文献１】特開２００４−１５３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来技術では、複数の光伝送リンクが１つの光伝送装置を共用するような光ネットワーク、つまり１つの光伝送装置が複数のノードにそれぞれが向かう複数の光伝送リンクを収容している光ネットワークでは、単一の光伝送リンクまたは光伝送装置の障害を想定して、コストを最小化するような現用光パスおよび予備光パスの配備を決定することができないという課題がある。
【０００６】
また、例えば、同時に複数の光伝送リンクが定期的に保守されることによって複数の光伝送リンクが同時に使用できなくなることも想定されるが、このような想定下で、コストを最小化するような現用光パスおよび予備光パスの配備を決定することができないという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題を解決し、複数の光伝送リンクが１つの光伝送装置を共用するような光ネットワークにおいて、単一の光伝送リンクまたは光伝送装置の障害を想定して、また、保守によって複数の光伝送リンクが同時に使用できなくなることも想定して、ネットワークコストを最小化するような現用光パスおよび予備光パスの配備を高速かつ確実に求めることができる光ネットワーク設計法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、下記のステップＳ１〜Ｓ４を含む点に特徴がある。Ｓ１：光ネットワークのトポロジー構成と光伝送リンクの距離が与えられた時、複数の光伝送リンクによって共用されている光伝送装置も１つのノードとしてトポロジー構成に加え、光伝送装置のノード（光伝送装置ノード）と光クロスコネクト装置のノード（光クロスコネクト装置ノード）間を距離がゼロのリンクで接続したトポロジー構成を想定する。Ｓ２：各保守パターンについて、保守状態にある光伝送リンクを光ネットワークから除外して下記のステップＳ２１とＳ２２を実行し、保守状態にある光伝送リンクが全く存在しない場合も含めた各保守パターン下での各発着光クロスコネクト装置ノードペア間の光パスの候補ルートを求める。Ｓ２１：前記のステップＳ１で想定されたトポロジー構成を対象にして、各発着光クロスコネクト装置ノードペアについて、整数計画法を用いて、互いにリンクを共有しないルートの最大数を計算する。Ｓ２２：各発着光クロスコネクト装置ノードペアについて、整数計画法を用いて、距離の総和が最小になるように、前記最大数の互いにリンクを共用しない候補ルートを計算する。ただし、ある光伝送装置ノードから光クロスコネクト装置ノードヘ向かう距離ゼロのリンクと同じ光クロスコネクト装置ノードから同じ光伝送装置ノードヘ向かう距離ゼロのリンクが両方共候補ルートに含まれる場合には同一のルートに含ませる。Ｓ３：各発着光クロスコネクト装置ノードペアに対して与えられた設定要求光パス数の制約の下で、各保守パターンに関して、保守状態になった光伝送リンクに収容されていた光パスは、その保守パターン下における候補ルートヘ配置換えすることを想定して、必要となるリソース量を定式化する。Ｓ４：各保守パターンに関して定式化したリソース量の最大値を各リソースの所要量と見なして、ネットワークコストを定式化し、線形計画法または非線形計画法を用いて、ネットワークコストを最小化するように、各光クロスコネクト装置ノードペアを接続する各候補ルート上の各波長面上に配備すべき光パス数を決定する。
【０００９】
また、本発明は、前記のステップＳ４でのネットワークコストを最小化する光パス配備の計算は、光パスの障害回復モード毎に個別に行い、コストの固定分を除いて、各障害回復モードにおける最小ネットワークコストを足し合わせることによって最終的なネットワークコストを得る点に第２の特徴がある。
【００１０】
また、本発明は、前記のステップＳ４に代えて、各保守パターンに関して、定式化したリソース量をそのまま所要リソース量と見なしてネットワークコストを定式化し、線形計画法または非線形計画法を用いて、ネットワークコストを最小化させる光パス配備を求め、最大のネットワークコストを与える保守パターンに対する解を最終的な解とする点に第３の特徴がある。
【００１１】
さらに、本発明は、全く保守が行われていない状態について、ネットワークコストを最小化させる光パス配備を求め、得られた光パス配備から光パスの配置換えによるネットワークコストヘの影響が大きい保守パターンを類推し、それにより類推された保守パターンに関してのみネットワークコストを最小化させる光パス配備を求める点に第４の特徴がある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の光伝送リンクが１つの光伝送装置を共用するような光ネットワークにおいて、単一の光伝送リンクまたは光伝送装置障害を想定して、ネットワークコストを最小化するような現用光パスおよび予備光パスの配備を高速かつ確実に求めることができる。
【００１３】
また、任意の保守パターンの集合が与えられた時に、光伝送リンクの保守が行われている間は、保守状態にある光伝送リンクに収容されていた光パスを配置換えすることを想定して、ネットワークコストを最小化するような現用光パスおよび予備光パスの配備を高速かつ確実に求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明が適用される光ネットワークを概略的に示す構成図であり、この光ネットワークは、光クロスコネクト装置１Ａ〜１Ｄ、光伝送装置２Ａ〜２Ｄを有し、これらの間を光伝送リンクで接続することにより構成される。光伝送装置２Ａ〜２Ｄは、複数の光伝送リンクで共用されている。例えば、光伝送装置２Ａは、光クロスコネクト装置１Ａから光クロスコネクト装置１Ｃ、１Ｄへ向かう光伝送リンクで共用されている。
【００１５】
ここで、光クロスコネクト装置１Ａと光クロスコネクト装置１Ｂ間に実線で示す現用光パスが配備され、光クロスコネクト装置１Ａから光伝送装置２Ａ、光伝送装置２Ｄ、光クロスコネクト装置１Ｄ、光伝送装置２Ｄおよび光伝送装置２Ｂを経由して光クロスコネクト装置１Ｂに至る破線で示す予備光パスが配備されているとすると、現用光パスに障害が発生したときの障害回復は、現用光パスに流れていたトラヒックを予備光パスに迂回させることにより行われる。
【００１６】
以下に、本発明に係る光ネットワーク設計法について説明する。本発明では、単一の光伝送リンクまたは光伝送装置の障害を想定して、ネットワークコストを最小化するような現用光パスおよび予備光パスの配備を決定する。
【００１７】
また、光伝送リンクの保守パターンが与えられた時に、保守状態になった光伝送リンクに収容されていた光パスを配置換えすることを想定して、ネットワークコストを最小化するような現用光パスおよび予備光パスの配備を決定する。つまり、保守が行われていない状態において候補となっているルートが、ある保守パターンで保守状態になるリンクを通っていた場合、そのルート上の光パスだけを、その保守パターン下で別個に求めた候補ルートに配置換えすることを想定して、ネットワークコストを最小化するような現用光パスおよび予備光パスの配備を決定する。ここで、保守パターンとは、光ネットワークにおいて同時に保守が行われる光伝送リンクの組合せのパターンを意味する。
【００１８】
図２は、本発明に係る光ネットワーク設計法の一実施形態における全体的処理を示すフローチャートである。以下、各ステップに従って順に説明する。
【００１９】
まず、光ネットワークのトポロジー(N,Link)と光伝送リンクの距離が与えられた時に、保守状態にある光伝送リンクが存在しない場合も含めた各保守パターン下での光パスのルート候補を求める。なお、Nは、光ネットワークを構成するノードの集合を意味し、Linkは、光ネットワークを構成するリンクの集合を意味する。
【００２０】
ここでは、まず、複数の光伝送リンクによって共用されている光伝送装置も１つのノード（光伝送装置ノード）として考え、光ネットワークのトポロジーに追加する。また、このような光伝送装置ノードと本来の光クロスコネクト装置ノードの間は距離がゼロのリンクで接続されていると想定し、距離ゼロリンクとして光ネットワークのトポロジーに追加する（Ｓ１）。
【００２１】
次に、ある保守パターン下で保守状態にある光伝送リンクは、光ネットワークから除外する（Ｓ２）。保守状態にある光伝送リンクは、例えば、図１で★印が付された光伝送リンクである。
【００２２】
ここでは障害パターンとして光伝送リンクの単一障害または距離ゼロのリンクの単一障害に対応する光伝送装置の単一障害のみを想定しているので、上記のステップ（Ｓ２）で想定されたトポロジー構成を対象にして、各発着光クロスコネクト装置ノードペア(s,d)について整数計画法を用いて、互いにリンクを共有しないルートの最大数Rｓ，ｄを計算する（Ｓ３）。なお、sは発信光クロスコネクト装置ノードを表し、dは着信光クロスコネクト装置ノードを表す。
【００２３】
最大数Rｓ，ｄを計算する際の整数計画法における制約式は次の通りであり、最大とすべき目的関数は、Rｓ，ｄである。
【００２４】
【数１】
2006067067.tif 000003
【００２５】
ここで、上記式中の各シンボルの意味は次の通りである。
N：光ネットワークを構成するノードの集合。
n：光ネットワークを構成するノード。
tn：光伝送装置ノードの集合TNにおける光伝送装置ノード。
Link：光ネットワークを構成するリンクの集合。
l：光ネットワークを構成するリンク。
s：発信光クロスコネクト装置ノード。
d：着信光クロスコネクト装置ノード。
sｉｎ：発信光クロスコネクト装置ノードsを終点とするリンクの集合。
sｏｕｔ：発信光クロスコネクト装置ノードsを始点とするリンクの集合。
dｉｎ：着信光クロスコネクト装置ノードdを終点とするリンクの集合。
dｏｕｔ：着信光クロスコネクト装置ノードdを終点とするリンクの集合。
nｉｎ：ノードｎを終点とするリンクの集合。
nｏｕｔ：ノードｎを始点とするリンクの集合。
tnｉｎ：光伝送装置ノードtnを終点とするリンクの集合。
tnｏｕｔ：光伝送装置ノードtnを始点とするリンクの集合。
tnｗｎ：光伝送装置ノードtnから光クロスコネクト装置ノードへ向かう距離ゼロのリンク
tnｎｗ：光クロスコネクト装置ノードから光伝送装置ノードtnへ向かう距離ゼロのリンク。
αｌ：リンクlがルートに含まれる時１、含まれない時０となるバイナリー定数。
【００２６】
次に、各光クロスコネクト装置ノードペア(s,d)について、整数計画法を用いて、距離の総和が最小になるように、最大数Rｓ，ｄの、互いにリンクを共有しないルートを計算する（Ｓ４）。ここでの整数計画法における制約式は次の通りである。なお、下記式中の各シンボルの意味は上記と同じである。
【００２７】
【数２】
2006067067.tif 000004
【００２８】
最小とすべき目的関数は、以下の式で与えられる。ここで、distｌはリンクlの距離を意味する。
【００２９】
【数３】
2006067067.tif 000005
【００３０】
上記のようにして整数計画法を２回実行して得られたaｌの値は、ある保守パターンについての、距離の総和が最小になる互いにリンクを共有しない最大数の候補ルート群を示す。この時、ある光伝送装置ノードから光クロスコネクト装置ノードヘ向かう距離ゼロのリンクと同じ光クロスコネクト装置ノードから同じ光伝送装置ノードヘ向かう距離ゼロのリンクが、両方共ルート群に含まれる場合は、両方のリンクを１つのルートに含ませる。上記のステップＳ２〜Ｓ４を全ての保守パターンに対して繰り返し実行する（Ｓ５）。
【００３１】
全ての保守パターンに対する上記のステップＳ２〜Ｓ４が終わったならば、各発着光クロスコネクト装置ノードペア間における各障害回復モードの要求光パス数が与えられた時、線形計画法あるいは非線形計画法を用いて、ネットワークコストを最小化するように、各光クロスコネクト装置ノードペアを接続する各ルート候補上の各波長面上に配備すべき光パス数を計算する（Ｓ６）。つまり、与えられた各保守パターンについて、保守状態にある光伝送リンクに収容されていた光パスを配置換えした時に必要となるリソース量を計算する。ここで、線形計画法を用いるか非線形計画法を用いるかは、スイッチコストを表現する部分がディスクリートに変化するかどうかによる。
【００３２】
このようにして計算したリソース量の最大値に基づいてネットワークコストを計算し、これを最小化するような光パス配備を求める。ネットワークコストを最小化する光パス配備の計算は、障害回復モードごとに個別に、全ての障害回復モードに対して行う（Ｓ７）。
【００３３】
専用プロテクションモードの光パスの場合における主な制約条件式は以下のようになる。他にリンク容量やノード容量の制約が必要に応じて加わるが、ここでは省略する。
【００３４】
【数４】
2006067067.tif 000006
【００３５】
ここで、上記式中の新たな各シンボルの意味は次の通りであり、それ以外は上記と同じである。なお、mt0は保守なしの場合の保守パターンである。
Dｓ，ｄ：発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdへの要求光パス数。
MT：保守パターン（保守なしの場合も含む）の集合。
mt：任意の保守パターン。
RTｍｔ，ｓ，ｄ：保守パターンmt時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでのルート候補の集合。
rｍｔ：保守パターンmt時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでの任意のルート。
rｍｔ′：保守パターンmt時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでの予備光パスに対するルート。
rｍｔ０：保守パターンmt0時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでの任意のルート。
SDｍｔ：保守パターンmt時に光パスの再配備を行う必要のある（候補ルートが保守光伝送リンクを通過している）発信光クロスコネクト装置ノードと着信光クロスコネクト装置ノードペアの集合。
W：波長面の集合。
w：任意の波長面。
WPｍｔ，ｓ，ｄ，ｒｍｔ，ｗ：保守パターンmt時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでのルートrｍｔ上の波長wを使用した現用光パス数。
WPｍｔ０，ｓ，ｄ，ｒｍｔ０，ｗ：保守パターンmt0時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでのルートrｍｔ０上の波長wを使用した現用光パス数。
APｍｔ、ｓ、ｄ、ｒｍｔ、ｒｍｔ，ｗ：保守パターンmt時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでのルートrｍｔ上の波長wを使用した現用光パスに対するルートrｍｔ上の波長wを使用した予備光パス数。
APｍｔ、ｓ、ｄ、ｒｍｔ、ｒｍｔ′，ｗ：保守パターンmt時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでのルートrｍｔ上の波長wを使用した現用光パスに対するルートrｍｔ′上の波長wを使用した予備光パス数。
SPｍｔ、ｓ、ｄ、ｒｍｔ、ｗ：保守パターンmt時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでのルートrｍｔ上の波長wを使用した予備光パス数。
SPｍｔ、ｓ、ｄ、ｒｍｔ′、ｗ：保守パターンmt時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでのルートrｍｔ′上の波長wを使用した予備光パス数。
Pｍｔ、ｓ、ｄ、ｒｍｔ、ｗ：保守パターンmt時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでのルートrｍｔ上の波長wを使用した光パス数。
Pｍｔ0、ｓ、ｄ、ｒｍｔ0、ｗ：保守パターンmt0時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでのルートrｍｔ0上の波長wを使用した光パス数。
UFｌ：リンクlにおける使用ファイバー数。
UCｌ：リンクlにおける使用チヤネル数。
UFｎ：ノードnにおける使用空間スイッチサイズ。
δｒｍｔ，ｌ：ルートrｍｔがリンクlを含む時１、含まない時０であるバイナリー定数。
δｒｍｔ０，ｌ：ルートrｍｔ0がリンクlを含む時１、含まない時０であるバイナリー定数。
δｌ，ｎ：リンクlの始点または終点がノードnである時１、そうでない時０であるバイナリー定数。
【００３６】
共用プロテクションモード光パスの場合における主な制約条件式は以下のようになる。他にリンク容量やノード容量の制約が必要に応じて加わるが、ここでは省略する。ここで、上記式中の各シンボルの意味は上記と同じである。
【００３７】
【数５】
2006067067.tif 000007
【００３８】
プリプラン型レストレーションモード光パスの場合における主な制約条件式は以下のようになる。他にリンク容量やノード容量の制約が必要に応じて加わるが、ここでは省略する。
【００３９】
【数６】
2006067067.tif 000008
【００４０】
障害パスを解放しない場合、
【００４１】
【数７】
2006067067.tif 000009
【００４２】
障害パスを解放する場合、
【００４３】
【数８】
2006067067.tif 000010
【００４４】
ここで、予備光パス数SPｍｔ，ｓ，ｄ，ｒｍｔ，ｗは制約条件式には含まれないが、以下の式で与えられる。
【００４５】
【数９】
2006067067.tif 000011
【００４６】
ここで、上記式中の新たな各シンボルの意味は次の通りであり、それ以外は上記と同じである。
l′:光ネットワークを構成するリンク
f：障害パターンの集合Fにおける任意の障害パターン（障害リンク）。
APｍｔ０、ｓ、ｄ、ｒｍｔ０、ｒｍｔ０′，ｗ：保守パターンmt0時の発信光クロスコネクト装置ノードsから着信光クロスコネクト装置ノードdまでのルートrｍｔ0上の波長wを使用した現用光パスに対するルートrｍｔ0′上の波長wを使用した予備光パス数。
δｆ，ｌ：障害パターンfにおいてリンクlが障害である時１、そうでない時０であるバイナリー定数。
δｆ，ｌ′：障害パターンfにおいてリンクl′が障害である時１、そうでない時０であるバイナリー定数。
δｒｍｔ′，ｌ：ルートrｍｔ′がリンクlを含む時１、含まない時０であるバイナリー定数。
δｒｍｔ０′，ｌ：ルートrｍｔ0′がリンクlを含む時１、含まない時０であるバイナリー定数。
δｒｍｔ，ｌ′：ルートrｍｔがリンクl′を含む時１、含まない時０であるバイナリー定数。
δｒｍｔ０，ｌ′：ルートrｍｔ0がリンクl′を含む時１、含まない時０であるバイナリー定数。
【００４７】
次に、最小となるネットワークコストを計算する（Ｓ８）。最小とすべきネットワークコストCostは、例えば以下のように表される．
【００４８】
【数１０】
2006067067.tif 000012
【００４９】
但し、
【００５０】
【数１１】
2006067067.tif 000013
【００５１】
ここで、上記式中の新たな各シンボルの意味は、次の通りであり、それ以外は上記と同じである。
CN：光ネットワークを構成する光クロスコネクト装置ノードの集合。
cn：光ネットワークを構成する光クロスコネクト装置ノード。
TLink：光ネットワークを構成する光伝送リンクの集合。
tl：光ネットワークを構成する光伝送リンク。
UFｔｌ：リンクtlにおける使用ファイバー数。
UCｔｌ：リンクtlにおける使用チヤネル数。
Mｃｎ：光クロスコネクト装置ノードcnにおける空間スイッチサイズ（UFｃｎより小さくない２のべき乗数）。
NW：スイッチ面数（波長面数）。
PRｃｎ：光クロスコネクト装置ノードcnにおけるコストの固定分。
UPｃｎ：光クロスコネクト装置ノードcnにおけるクライアント装置のポート数。
α1：単位距離当たりのケーブルコスト。
α2：単位距離当たりのファイバーコスト。
α3：ファイバーコストの固定分。
α4：チヤネルコスト。
β：ポート当たりのスイッチコスト。
γ：ポート当たりのクライアント装置コスト。
【００５２】
空間スイッチサイズとして２のべき乗数のみ許されている場合は、スイッチコストを表現する部分でバイナリー整数変数を含むが、計算時間の観点から、整数変数を階段関数に漸近的に近付ける下記非線形関数を使って、本バイナリー整数変数を実数変数に置き換え、非線形計画問題に直して解くのがよい。そして、非線形計画問題を解くことによって得られた実数値WPｍｔ，ｓ，ｄ，ｒｍｔ，ｗおよびSPｍｔ，ｓ，ｄ，ｒｍｔ，ｗを最終的に整数化し、最終的なネットワークコストもこれらの整数値を使って計算する。
【００５３】
【数１２】
2006067067.tif 000014
【００５４】
上記の非線形計画問題が非常に大規模である場合は、使用ファイバー数と使用チヤネル数に関する制約式を
【００５５】
【数１３】
2006067067.tif 000015
【００５６】
の形にして一度に問題を解くのではなく、使用ファイバー数と使用チヤネル数に関する制約式を
【００５７】
【数１４】
2006067067.tif 000016
【００５８】
の形にして、各保守パターンについて個別に問題を解き、最大のネットワークコストを与える保守パターンに対する解を最終的な問題の解とするのがよい。ここでの解は、配備すべき光パス数である。
【００５９】
なお、ここで、上記式中の新たな各シンボルの意味は、次の通りである。
UFｌ，ｍｔ:保守パターンmtでのリンクlにおける使用ファイバー数。
UCｌ，ｍｔ:保守パターンmtでのリンクlにおける使用チャネル数。
【００６０】
さらに、与えられた保守パターン数が多く、上記の手法を用いても計算コストが大きくなる場合には、まず、全く保守が行われていない状態での解を求め、得られた解から光パスの配置換えによるネットワークコストヘの影響が大きい保守パターンを類推し、そのような保守パターンについてのみ個別に問題の解を求めるようにすれば、計算量を減らして計算コストを削減することができる。ここでネットワークコストヘの影響が大きい保守パターンとは、例えば、多数の光パスを収容する比較的距離が短い光伝送リンクの保守を含むような保守パターンである。
【００６１】
最終的に得られたWPｍｔ，ｓ，ｄ，ｒｍｔ，ｗおよびSPｍｔ，ｓ，ｄ，ｒｍｔ，ｗの値が、ネットワークコストを最小化する、各光クロスコネクト装置ノードペアを接続する各ルート上の各波長面上に配備すべき光パス数を示す。また、この時の目的関数Costの値が、当該障害回復モードにおける最小ネットワークコストになる。最終的な光ネットワークコストは、固定分を除いて、各障害回復モードにおける最小ネットワークコストを足し合わせることによって得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明が適用される光ネットワークを概略的に示す構成図である。
【図２】本発明に係る光ネットワーク設計法の一実施形態における全体的処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１Ａ〜１Ｄ・・・光クロスコネクト装置、２Ａ〜２Ｄ・・・光伝送装置
【図１】
2006067067.tif 000017
【図２】
2006067067.tif 000018