(57)【要約】      （修正有）【課題】エンドツーエンド光パス設定において，PROBE信号で波長利用情報が隣接ドメインへ通知される事態を軽減できる光パス設定方法を提供する。【解決手段】複数のドメインで構成される波長分割多重通信ネットワークにおける光パス設定方法であって，送信ノードが，複数の波長ごとの光信号についてランク計算を行い，次のリンクで利用可能な光信号の中から設定数分の光信号を選択し，第Ｎ（２以上の整数）番目のノードは，第（Ｎ−１）番目のノードから評価値が１とされた光信号について，次のリンクで利用可能かどうか判断し，利用可能なら評価値を１とし，利用不可なら評価値を０とし，第（Ｎ−１）番目のノードで評価値が０であったものの評価値を０とし，第（Ｎ＋１）番目のノードへ伝え，この動作を受信ノードに至るまで繰り返し，送信ノードと受信ノード間の各ノードは，受信ノードにおいて評価値が１とされた光信号を用いるように光パスを設定する。【選択図】図３
2006279767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のドメインによって構成された波長分割多重通信ネットワークにおける送信ノードから受信ノードへの光パスを設定する方法であって，
前記送信ノードが，情報通信に用いられる複数の波長ごとの光信号についてランク計算を行い，
前記送信ノードが，次のリンクで利用可能な光信号の中から設定数分の光信号を選択し，
第Ｎ（Ｎは，２以上の整数）番目のノードは，第（Ｎ−１）番目のノードから評価値（ｘ）が１とされた光信号について，次のリンクで利用可能かどうか判断し，利用可能な光信号の評価値（ｘ）を１とし，利用可能でない光信号の評価値（ｘ）を０とし，前記第（Ｎ−１）番目のノードで評価値（ｘ）が０であったものの評価値（ｘ）を０とし，第（Ｎ＋１）番目のノードへ伝え，この動作を前記受信ノードに至るまで繰り返し，
前記送信ノードと前記受信ノード間の各ノードは，前記受信ノードにおいて評価値（ｘ）が１とされた光信号を用いて光パスを設定する，
光パスの設定方法。
【請求項２】
前記送信ノードは，次のリンクで利用可能な光信号が，前記設定数分に満たない場合は，次のリンクで利用可能な光信号を全て選択する請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項３】
前記送信ノードにおいて，次のリンクで利用可能な光信号がない場合は，光パス設定が失敗とする請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項４】
受信ノードにおいて評価値（ｘ）が１とされた光信号が１種類の場合は，その光信号を用い，
受信ノードにおいて評価値（ｘ）が１とされた光信号が複数種類の場合は，それら複数種類の信号から，波長番号の最も小さい波長又は最も大きな波長を選択するファーストフィット法により選択するか；それら複数種類の信号からランダムで光信号を選択するか；又はそれら複数種類の信号からランク値の高い光信号を選択することにより選択された光信号を用いて，
光パスを設定する，
請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項５】
前記受信ノードは，選択された全ての光信号の評価値（ｘ）が０の場合，その情報を送信ノードへ伝え，送信ノードは伝えられた情報に基づいてランク計算を行い，ランク計算に基づいて新たに設定数分の光信号を選択する，請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項６】
前記受信ノードは，選択された全ての光信号の評価値（ｘ）が０の場合，
それら評価値が０とされた光信号から，波長番号の最も小さい波長又は最も大きな波長を選択するファーストフィット法により選択するか；それら評価値が０とされた光信号からランダムで光信号を選択するか；又はそれら評価値が０とされた光信号から，ランク値の高い光信号を選択することにより選択された光信号を用いて，光パスを設定する請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項７】
前記受信ノードは，選択された全ての光信号の評価値（ｘ）に関する信号であるＡＮＳＷＥＲ信号を送信ノードへ伝え，
前記送信ノードは，前回の光パス設定までに，各光信号について前記ＡＮＳＷＥＲ信号として伝えられた評価値（ｘ）を用いて，ランク計算を行う請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項８】
前記設定数分の光信号の設定数は，２〜１００である請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項９】
前記設定数分の光信号の設定数は，波長多重数をＷとしたときに，０．１Ｗ〜０．８Ｗに含まれる整数値である請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項１０】
ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，
ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用いて  ランク値（ｒm+1,n：ただし，全ての光信号についてｒ1,n＝１とする）を計算する，
請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項１１】
ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，
ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用い，  
前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった  光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n）を計算する，
請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項１２】
ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，
ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用いて  ランク値（ｒm+1,n：ただし，全ての光信号についてｒ1,n＝１とする）を計算し，
前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかっ  た光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n）を計算し，
前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択されなかった光信号については  ，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する，
請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項１３】
ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，
ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用い  てランク値（ｒm+1,n：ただし，全ての光信号についてｒ1,n＝１とする）を計算し，
前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかっ  た光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n）を計算し，
前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択された光信号については，第ｍ  回目の光パス設定における波長λnの光信号の受信ノードでの評価値をｘm,nとしたときに，ランク値  （ｒm+1,n）を，式[ｒm+1,n＝[ｒm,n×Ｎm,n＋ｘm+1,n]／[Ｎm,n＋１]]により計算し，
前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択されなかった光信号については  ，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する，
請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項１４】
前記ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，
ｈをｍ以下の整数とし，全ての光信号についてｒh-1,n＝１とし，
ｈ回目からｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎ’  m,n）を用い，
前記ｍ回目の光パス設定において，設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光  信号とを分け，
前記ｍ回目の光パス設定において，選択された光信号については，
第ｍ回目の光パス設定における波長λnの光信号の受信ノードでの評価値をｘm,nとしたときに，ラ  ンク値（ｒm+1,n）を，式[ｒm+1,n＝[ｒm,n×Ｎ’m,n＋ｘm+1,n]／[Ｎ’m,n＋１]]により計  算し，
前記ｍ回目の光パス設定において，選択されなかった光信号については，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する，
請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項１５】
ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，
ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回における評価値の合  計をＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数で割る計算を含む，
請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項１６】
ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，
ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回のうちｍ回に近い方か  ら予め定めた所定回数（Ｔ）までのものを抽出し，その抽出した回における評価値の合計を前記所定回  数（Ｔ）で割る計算を含む，
請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項１７】
ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，
前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった  光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n：ただし，全ての光信号についてｒ1,n＝１とする）を計算し，  
前記ｍ回目の光パス設定において，選択された光信号については，ｍ回目の光パス設定までに波長λn  の光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回のうちｍ回に近い方から予め定めた所定回数（Ｔ）までの  ものを抽出し，その抽出した回における評価値の合計を前記所定回数（Ｔ）で割ることにより計算し，  
前記ｍ回目の光パス設定において，選択されなかった光信号については，ｍ回目の光パス設定における  ランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する，
請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項１８】
ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数が，前記所定回数（  Ｔ）未満であるか，又は前記所定回数（Ｔ）以下である場合は，
波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回における全ての評価値の和を求め，前記和を波長  λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数で割ることにより，
前記ｍ＋１回目の光パス設定において用いられる選択される光信号の評価値を求める，
請求項１４に記載の光パスの設定方法。
【請求項１９】
ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，
ランク値（ｒm+1,n）を，αを０〜１の数としたときに，式[ｒm+1,n＝[(1-α) rm,n+αxm,n]]  により計算する，
請求項１に記載の光パスの設定方法。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の光パスの設定方法により設定された光信号及び光パスを用いて，送信ノードから受信ノードへ光情報通信を行う光情報通信方法。
【請求項２１】
光受信手段，光送信手段，光電気変換手段，電気光変換手段，演算手段，及び記憶手段を具備し，請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の光パスの設定方法により設定された光信号及び光パスを用いて，送信ノードから受信ノードへ光情報通信を行うための光情報通信システム。
【請求項２２】
複数のノードを具備する波長分割多重通信ネットワークであって，
前記ノードは，光受信手段，光送信手段，光電気変換手段，電気光変換手段，演算手段，及び記憶手段を具備し，請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の光パスの設定方法により設定された光信号及び光パスを用いて，送信ノードから受信ノードへ光情報通信を行うための光波長分割多重通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ランク計算により選択された光信号を用いて効果的に光パスを設定する方法，光情報通信方法，及び光波長分割多重通信ネットワークなどに関する。本発明は，特に複数ドメイン間の光情報通信において光波長の変換を行わずに光信号を伝送するための光パスを設定するための光パス設定方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在WDM ネットワークでは，各ユーザがオンデマンドに光パス設定を行う動的光パス設定の検討が行われている[H. Zang, J. P. Jue, L. Sahasrabuddhe, R. Ramamurthy, and B. Mukherjee, “Dynamic ightpath Establishment in Wavelength-Routed WDM Networks,” IEEE Commun. Mag., vol. 39, no. 9, pp. 100-108, Sept. 2001.]。WDMネットワークにおいて効率的に光パスを設定するために，フォワード型波長予約方式やバックワード型波長予約方式[X. Yuan, R. Gupta, and R. Melhem, “Distributed Control Protocols for Wavelength eservation and Their Performance Evaluation,” Photonic Network Communications, vol. 1, no. 3, pp. 207-218, 1999.] が提案されている。これらの方式では，各リンクの波長利用情報(すなわち，波長が使用できるかどうかを示すリンク状態情報) を収集することで光パスの設定失敗確率を減少することができる。特に，バックワード型波長予約方式では冗長な波長予約を防げるため有効である。
【０００３】
動的な光パス設定が可能なWDM ネットワークでは伝送ノード間に帯域が保証されたコネクションが設定されるため，グリッド（Grid） [D. Simeonidou and R. Nejabti, “Optical Networking for Grid Services,” in Proc. IEEE Globecom’04 Workshop on High-Performance Global Grid Networks, Nov./Dec. 2004, pp. 385-389.]やSAN (Strage Area Network) [C. Yoong et al., “A GMPLS-controlled Optical Testbed for Distributed Storage Services,” in Proc. IEEE Globecom’04 Workshop on The Quest to Control Next-Generation transport Networks: The Role of GMPLS, Nov./Dec. 2004, pp. 363-368.] の利用が検討されている。このようなアプリケーションでは広域に分散したユーザ間でデータ伝送を行うために，複数ドメインで構成されたWDM ネットワークで光パスを動的に設定する必要がある。そのため，これまでの研究では，バックワード型波長予約方式を用いて各ドメインで独立に光パスを設定する方式[S. Seeharaman, A. Durresi, and R. Jainand, “Signaling Protocols for Lightpath Provisioning,” in Proc. the 26th Annual IEEE Conference on Local Computer Networks 2001 (LCN 2001), Nov. 2001, pp. 82-88.] と，エンドツーエンドで光パスを設定する方式[M. J. Francisco and L. Pezoulas, “End-To-End Signaling and Routing for Optical IP Networks,” in Proc. ICC’02, Apr./May 2002, pp. 2870-2875.]（下記非特許文献１）, [L. Pezoulas and M. J. Francisco, “Performance Analysis of a Backward Reservation Protocol in Networks with Sparse Wavelength Conversion,” in Proc. ICC’03, May 2003, pp. 1468-1473.]（下記非特許文献２）が検討されている。
【０００４】
各ドメイン内で独立に光パスが設定される場合には，ドメインごとにそれぞれ異なる波長が使用される[S. Seeharaman, A. Durresi, and R. Jainand, “Signaling Protocols for Lightpath Provisioning,” in Proc. the 26th Annual IEEE Conference on Local Computer Networks 2001 (LCN 2001), Nov. 2001, pp. 82-88.]。したがって，ドメイン内の光パス設定処理は容易となる。しかし，複数ドメイン間で同じ波長を使用するとは限らず，ドメイン間に波長変換機能が必要となる。現在の波長変換技術では変換可能な波長数に制限があり，さらにハードウェアコストが増加する。
【０００５】
一方，エンドツーエンドの光パス設定では，全ドメインで利用可能な特定波長を使って光パスを設定する。送信ノードは受信ノードに対して直接エンドツーエンドの光パスを設定できる。また，設定された光パスは全ドメインで同一波長を使用しているため，ドメイン間に波長変換機能を使用する必要がない。したがって，光パス設定処理の簡単さ及びコストを考慮すると，複数ドメインWDM ネットワークで光パスを設定するためには，エンドツーエンドの光パス設定を実現することが必要不可欠といえる。
【０００６】
エンドツーエンドの光パスを効果的に設定するためには，各ドメインがドメイン内の波長利用情報を隣接ドメインへ通知する必要がある[T. Otani, K. Kumaki, and S. Okamoto, “GMPLS Interdomain Tra±c Engineering Requirements,” Internet Draft (draft-otani-ccamp-interas-GMPLS-TE-01.txt), Oct. 2004.]。そこでこれまでの研究では，各ドメインが全波長の利用情報を通知することを前提とした光パス設定が検討されていた。しかしながら，各ドメインはそれぞれ異なる管理ポリシーで運営されており，ドメイン内の波長利用規範も各ドメインで異なる。したがって，いくつかのドメインは全波長の利用情報を隣接ドメインへ通知しないかもしれないという問題がある。
【０００７】
図1は，複数ドメインWDM ネットワークモデルを示す概念図である。図１に示されるとおり，複数ドメインWDM ネットワーク（１）は，例えば，複数のノードを含むドメインＡ（２），ドメインＢ（３），およびドメインＣ（４）を含む。そして，各ドメインは，複数のノード（５）を含む。以下では，ドメインA 内の送信ノードO1 （５ａ）からドメインB 内の受信ノードO5（５ｂ）へエンドツーエンドの光パスを設定する場合を対象に，複数ドメイン間のパス設定を説明する。なお，簡単のため，送信ノードから受信ノードへ至る過程に存在するノードを順に第２のノードなどともよぶ。この例では，第５のノードが受信ノードである。
【０００８】
従来方式では，バックワード型波長予約方式に従ってエンドツーエンドに光パスが設定される。すなわち，各リンクの波長利用情報が送信ノードから受信ノードに向けて送信され，受信ノードからは送信ノードへ向けて波長が予約される。図２は，複数ドメインWDM ネットワークにおける従来方式を用いた光パス設定を示す概念図である。図２において，光パス設定に用いられる光信号の数は５であり，それぞれの光信号を（λn；ｎ=１〜５）として表す。
【０００９】
最初に送信ノードO1 が次リンクで利用可能な波長集合[λ1; λ2; λ4; λ5] をPROBE 信号に設定する。ここで，波長λ3は次リンクで利用できないためPROBE 信号には設定されない。その後，PROBE 信号[λ1; λ2; λ4; λ5]を同一ドメイン内のノードO2 に送信する。PROBE 信号を受信したノードO2 は，PROBE 信号内の波長と次リンク（ノード03）で利用可能な全波長との積集合をPROBE 信号として新たに設定する。PROBE 信号を[λ1; λ2; λ4]のように更新した後，ノードO2 はPROBE 信号をドメインB に属するノードO3 へ送信する。ドメインBの各ノードにおいても同様の処理が行われ，PROBE信号は受信ノードO5 まで伝送される。受信ノードO5 は，PROBE 信号を受信するとPROBE 信号内の波長情報から，光パス設定に使用する波長をランダムやファーストフィット（first-fit） に従って選択する。ノードO5 は，選択した波長[λ4]をRESERVE 信号に設定し，送信ノードO1へ向けて送信する。RESERVE 信号を受信した中継ノードは，RESERVE 信号内に設定された選択波長[λ4]を用いて光パスを設定する。全ノードで波長予約に成功すれば送受信ノード間に光パスが設定され，さもなければ光パス設定は失敗となる。
【００１０】
なお，次のリンクとは，現ノードと次のノートとの間にあるリンクを意味する。
【００１１】
従来のエンドツーエンド光パス設定では，PROBE信号によって各ドメイン内の波長利用情報が隣接ドメインへ通知されてしまうという問題がある。たとえば，図2 では，ドメインA 内の情報[λ1; λ2; λ4]がドメインB に通知されてしまう。
【００１２】
また，各ドメインは異なる管理ポリシーで管理されており，さらに各ドメイン内の波長は異なる選択規範に従って利用される。したがって，すべてのドメインが隣接ドメインへ全波長利用情報を通知するとは限らないという問題がある。このとき，従来方式を利用した場合には利用可能な波長の部分集合だけが通知されることになる。例えば，図2 においてドメインA から2 波長の情報しか通知されない時には，ドメインB は部分集合[λ1; λ2]しか得ることができず性能が低下するという問題がある。このような問題は，特に多くのドメイン間において情報通信を行う場合に顕著となる。
【００１３】
【非特許文献１】M. J. Francisco and L. Pezoulas, “End-To-End Signaling and Routing for Optical IP Networks,” in Proc. ICC’02, Apr./May 2002, pp. 2870-2875.
【非特許文献２】L. Pezoulas and M. J. Francisco, “Performance Analysis of a Backward Reservation Protocol in Networks with Sparse Wavelength Conversion,” in Proc. ICC’03, May 2003, pp. 1468-1473.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、エンドツーエンド光パス設定において，PROBE信号によって各ドメイン内の波長利用情報が隣接ドメインへ通知される事態を軽減できる光パス設定方法を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明は，エンドツーエンド光パス設定において，光パス設定に用いられる光信号の数を限定し，効果的に光パスを設定できる方法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】
【００１６】
本発明は，基本的には，エンドツーエンド光パス設定において，ランクという概念に基づき，光パスを設定しやすい光信号を優先的に用いて光パスを設定するので，あるひとつの波長による光信号を効率的に選択できるというものである。
【００１７】
より具体的には，複数のドメインによって構成された波長分割多重通信ネットワークにおける送信ノードから受信ノードへの光パスを設定する方法であって，前記送信ノードが，情報通信に用いられる複数の波長ごとの光信号についてランク計算を行い，前記送信ノードが，選択された光信号が次のリンクで利用可能なかどうか判断し，次のリンクで利用可能な光信号の中から設定数分の光信号を選択し，第Ｎ（Ｎは，２以上の整数）番目のノードは，第（Ｎ−１）番目のノードから評価値（ｘ）が１とされた光信号について，次のリンクで利用可能かどうか判断し，利用可能な光信号の評価値（ｘ）を１とし，利用可能でない光信号の評価値（ｘ）を０とし，前記第（Ｎ−１）番目のノードで評価値（ｘ）が０であったものの評価値（ｘ）を０とし，第（Ｎ＋１）番目のノードへ伝え，この動作を前記受信ノードに至るまで繰り返し，前記送信ノードと前記受信ノード間の各ノードは，前記受信ノードにおいて評価値（ｘ）が１とされた光信号を用いるように光パスを設定する，光パスの設定方法があげられる。
【００１８】
光パス設定方式の具体例として，前記送信ノードは，次のリンクで利用可能な光信号が，前記設定数分に満たない場合は，次のリンクで利用可能な光信号を全て選択するものがあげられる。すなわち，設定数分に満たない光信号のみを選択し，PROBE信号とする。送信ノード自身が，PROBE信号を使わずとも空き波長かどうかを判断できる波長に対して、x=0となることがわかっている波長をわざわざPROBE信号に設定すると、ANSWER信号によってx=0の情報が返信され、それによってその波長のランクが減少する。そうすると、もし仮に次回の光パス設定時にその波長が空いていても、ランクが低いので選択されないという状況が発生してしまう。次のリンクで利用できない光信号を選択すると，ランクを過度に減少させることにつながるが，このようにすれば，送信ノードによって空き波長かどうかを判断可能な波長のランクを、過度に減少するのを防ぐことができ，効果的にランク計算を行うことができることとなる。次のリンクとは，あるノードと次のノードとを連結するリンクである。
【００１９】
光パス設定方式の具体例として，前記送信ノードにおいて，次のリンクで利用可能な光信号がない場合は，光パス設定を失敗とするものがあげられる。このような場合は，光パス設定が失敗であるので，例えば，トラヒックの変化など系の状況が変化するように所定時間後再度光パス設定を行えばよい。
【００２０】
光パス設定方式の具体例として，受信ノードにおいて評価値（ｘ）が１とされた光信号が１種類の場合は，その光信号を用いるものがあげられる。このような光信号は，全てのリンクにおいて利用可能であったから，そのような光信号を用いることで，効果的に光パスを設定できることとなる。また，光パス設定方式の具体例として，受信ノードにおいて評価値（ｘ）が１とされた光信号が複数種類の場合は，それら複数種類の信号から，波長番号の最も小さい波長又は最も大きな波長を選択するファーストフィット法により選択するか；それら複数種類の信号からランダムで光信号を選択するか；又はそれら複数種類の信号からランク値の高い光信号を選択することにより選択された光信号を用いて，光パスを設定する光パスの設定方法があげられる。このような処理は，たとえば，各ノードにおけるコンピュータなどの制御装置により達成することができる。制御装置は，入力装置，出力装置，メインメモリ，メモリ，中央処理装置などを具備しており，中央処理装置はメインメモリの指令を受けて，メインメモリに記憶されたプログラムやメモリを読み出し，所定の動作を行う指令を作製し，出力装置から出力する。例えば，光信号を選択する指令や以下説明するランク計算も，上記のような処理に則り行えばよい。
【００２１】
光パス設定方式の具体例として，前記受信ノードは，選択された全ての光信号の評価値（ｘ）が０の場合，その情報を送信ノードへ伝え，送信ノードは伝えられた情報に基づいてランク計算を行い，ランク計算に基づいて新たに設定数分の光信号を選択する光パスの設定方法があげられる。このような方法であれば，光パスが設定できるとは限らないが，あえてそのような方法を採用することにより，もしかしたら運良く光パスが設定されるかもしれない。PROBE信号に設定された全波長の利用情報が評価値（x）が0であった場合に，受信ノードがとりうる具体的行動として，(1)「どの波長を使っても設定に失敗するので，RESERVE信号を使った光パスの設定をとりやめて，PROBE信号の情報だけはANSWER信号によって送信ノードに送って，ランク計算を行わせ，今回の処理はランク計算の後で再度行うもの，及び(2)PROBE信号が受信ノードに到着するまでに，PROBE信号の伝送遅延やPROBE信号の処理時間があり，PROBE信号の情報は必ずしも現時点での波長情報を示しているとは限らないので，とりあえず1波長を選んでRESERVE信号を使って光パスの設定を試みるという2つの対処が考えられる。上記の具体的態様は，後者の例であり，光パスの設定を試みるというものである。なお，前者であれば，光パスは設定されないが，評価値情報を光信号のランク計算に用いることができる。
【００２２】
光パス設定方式の具体例として，前記受信ノードは，選択された全ての光信号の評価値（ｘ）が０の場合，それら評価値が０とされた光信号から，波長番号の最も小さい波長又は最も大きな波長を選択するファーストフィット法により選択するか；それら評価値が０とされた光信号からランダムで光信号を選択するか；又はそれら評価値が０とされた光信号から，ランク値の高い光信号を選択することにより選択された光信号を用いて，光パスを設定する光パスの設定方法があげられる。このような方法であれば，光パスが設定できるとは限らないが，もしかしたら運良く光パスが設定されるかもしれない。
【００２３】
光パス設定方式の具体例として，前記受信ノードは，（前記送信ノードで）選択された全ての光信号の評価値（ｘ）を含む信号であるＡＮＳＷＥＲ信号を送信ノードへ伝え，前記送信ノードは，前回の光パス設定までに，各光信号について前記ＡＮＳＷＥＲ信号として伝えられた評価値（ｘ）を用いて，ランク計算を行う光パスの設定方法があげられる。このようなランク計算に基づいて光パスを設定すれば，これまで送信ノードで選択されたかどうかという情報や，全てのリンクで利用可能であったかどうかという情報に基づいて，ランク計算を行うことができるので，送信ノードが光パスを設定する際に選択する光信号として，光パスが設定されやすい光信号を効果的に選ぶことができることとなる。
【００２４】
光パス設定方式の具体例として，前記設定数分の光信号の設定数（送信ノードが，次のリンクへ送信する光信号の最大数であり，次のリンクで利用可能な光信号が設定数以上ある場合はその設定数分の光信号のうちランクの高いものが利用されることなり，次のリンクで利用可能な光信号が設定数以下である場合は，そのような利用可能な光信号が全て盛りこまれる）は，２〜１００（好ましくは３〜５０，５〜５０，５〜１０又は１０〜５０）である光パスの設定方法があげられる。又は，前記設定数分の光信号の設定数は，波長多重数をＷとしたときに，０．１Ｗ〜０．８Ｗ（好ましくは、０．２Ｗ〜０．５Ｗ）に含まれる整数値である光パスの設定方法があげられる。
【００２５】
光パス設定方式の具体例として，ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用いてランク値（ｒm+1,n）を計算する，光パスの設定方法があげられる。ＡＮＳＷＥＲ信号は，送信ノードにおいて，ある光信号が前記設定数の光信号として選択されたという情報を含んでおり，そのようなＡＮＳＷＥＲ信号を用いることで，ある受信ノードからある送信ノードへの光パス設定に用いられやすい光信号を効果的に選択することができることとなる。
【００２６】
光パス設定方式の具体例として，ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，  ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用い，前記ｍ回目の光パス設定において，設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n）を計算する，光パスの設定方法があげられる。なお、このランク計算はｍ回目の光パス設定処理終了直後に行ってもよいし、ｍ＋１回目の光パス設定処理開始直前に行っても良い。好ましくは、前者であり、ｍ＋1回目の光パス設定を、ランク計算処理による遅延なしに即座に開始することが好ましい。
【００２７】
光パス設定方式の具体例として，ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，  ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用いてランク値（ｒm+1,n：ただし，全ての光信号についてｒ1,n＝１とする）を計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n）を計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択されなかった光信号については，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する，光パスの設定方法があげられる。このようにして計算すれば，設定数分の光信号として選択されなかった光信号のランク値が変化しないこととなる。
【００２８】
光パス設定方式の具体例として，ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用いてランク値（ｒm+1,n：ただし，全ての光信号についてｒ1,n＝１とする）を計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n）を計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択された光信号については，第ｍ回目の光パス設定における波長λnの光信号の受信ノードでの評価値をｘm,nとしたときに，ランク値（ｒm+1,n）を，式[ｒm+1,n＝[ｒm,n×Ｎm,n＋ｘm+1,n]／[Ｎm,n＋１]]により計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択されなかった光信号については，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する，光パスの設定方法があげられる。
【００２９】
光パス設定方式の具体例として，前記ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｈをｍ以下の整数とし，全ての光信号についてｒh-1,n＝１とし，ｈ回目からｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎ’m,n）を用い，前記ｍ回目の光パス設定において，設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分け，前記ｍ回目の光パス設定において，選択された光信号については，第ｍ回目の光パス設定における波長λnの光信号の受信ノードでの評価値をｘm,nとしたときに，ランク値（ｒm+1,n）を，式[ｒm+1,n＝[ｒm,n×Ｎ’m,n＋ｘm+1,n]／[Ｎ’m,n＋１]]により計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，選択されなかった光信号については，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する，光パスの設定方法があげられる。
【００３０】
光パス設定方式の具体例として，ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回における評価値の合計をＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数で割る計算を含む，光パスの設定方法があげられる。
【００３１】
光パス設定方式の具体例として，ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回のうちｍ回に近い方から予め定めた所定回数（Ｔ）までのものを抽出し，その抽出した回における評価値の合計を前記所定回数（Ｔ）で割る計算を含む，光パスの設定方法があげらえる。すなわち，m回に近い方から数えて予め定められた所定回数(T)までの評価値（つまり、m-T+1回目からm回目まで）の合計を所定回数(T)で割る計算を含むものである。
【００３２】
光パス設定方式の具体例として，ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，前記ｍ回目の光パス設定において，前記設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n：ただし，全ての光信号についてｒ1,n＝１とする）を計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，選択された光信号については，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回のうちｍ回に近い方から予め定めた所定回数（Ｔ）までのものを抽出し，その抽出した回における評価値の合計を前記所定回数（Ｔ）で割ることにより計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，選択されなかった光信号については，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する，光パスの設定方法があげられる。
【００３３】
光パス設定方式の具体例として，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数が，前記所定回数（Ｔ）未満であるか，又は前記所定回数（Ｔ）以下である場合は，波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回における全ての評価値の和を求め，前記和を波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数で割ることにより，前記ｍ＋１回目の光パス設定において選択される光信号の評価値を求める光パスの設定方法があげられる。
【００３４】
光パス設定方式の具体例として，ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，  ランク値（ｒm+1,n）を，αを０〜１の数としたときに，式[ｒm+1,n＝[(1-α) rm,n+α xm,n]]により計算する，光パスの設定方法があげられる。
【００３５】
本発明の利用方法として，上記の光パスの設定方法により設定された光信号及び光パスを用いて，送信ノードから受信ノードへ光情報通信を行う光情報通信方法があげられる。
【００３６】
本発明の利用方法として，光受信手段，光送信手段，光電気変換手段，電気光変換手段，演算手段，及び記憶手段を具備し，上記のいずれかに記載の光パスの設定方法により設定された光信号及び光パスを用いて，送信ノードから受信ノードへ光情報通信を行うための光情報通信システムがあげらえる。そして，各ノードが光受信装置などの光受信手段で光信号を受信し，受信した光信号を光電気変換装置（ＰＤなど）などの光電気変換手段により電気信号に変換し，コンピュータなどの制御装置（演算手段，記憶手段を含む）が所定の処理を施すことにより，電気信号を次のノードへ伝えられる光信号に変換し，光送信装置などの光送信手段が，その光信号を送信する。また，各ノードは，制御装置を具備するので，中央処理装置により導かれる動作により，ランク計算を行い，光パス設定に用いられる光信号を選択する。
【００３７】
本発明の利用方法として，複数のノードを具備する波長分割多重通信ネットワークであって，前記ノードは，光受信手段，光送信手段，光電気変換手段，電気光変換手段，演算手段，及び記憶手段を具備し，上記のいずれかに記載の光パスの設定方法により設定された光信号及び光パスを用いて，送信ノードから受信ノードへ光情報通信を行うための光波長分割多重通信ネットワークがあげられる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば，光パス設定の際に用いられる光信号の数を，設定数分（Ｋ個とする。）の光信号に限定でき，全ての光信号を用いる必要がないので，エンドツーエンド光パス設定において，PROBE信号によって各ドメイン内の波長利用情報が隣接ドメインへ通知される事態を軽減できる光パス設定方法を提供することができる。また，従来の方法のように，各ドメインで光信号の波長変換をしなくても，光情報を複数ドメイン間を経由して通知することができることとなる。
【００３９】
本発明によれば，エンドツーエンド光パス設定において，ランクという概念に基づき，光パスを設定しやすい光信号を優先的に用いて光パスを設定するので，光パス設定に用いられる光信号の数を限定しても効果的に光パスを設定できる方法を提供することができる。
【００４０】
本発明は，特に，複数ドメインが存在する場合に有効に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図３は，本発明の光波長分割多重通信ネットワークにおける，光パス設定方法を説明するための図である。まず，波長利用情報を用いたエンドツーエンド光パス設定方式について説明する。本発明の光パス設定方法は，基本的には以下のとおりである。送受信ノード間に光パスを設定してデータ伝送を行う波長分割多重ネットワークでは，ネットワーク内で利用可能な複数波長を，PROBE信号やRESERVE信号を送るための制御用の波長（光信号）と，光パスを設定して実際にデータを送るためのデータ伝送用波長として使用する。一般的に，制御用の波長は1波長と考えられている。本発明の方法では，送信ノード（i）が，データ伝送用波長の光信号中からランクに従って設定数分のデータ伝送用波長の光信号を選択し，選択したデータ伝送用波長の光信号をPROBE信号に設定する。そして，送信ノード（i）は，選択された波長の情報を含んだPROBE信号を制御用波長を使って受信ノード（j）まで送信する。そして，基本的には，PROBE信号を送信している間，データ伝送用波長が使用されることはない。PROBE信号が受信ノード（j）に到着すると，受信ノードはPROBE信号内の情報を基に光パスに使用するデータ伝送用波長を選び，選択した波長をRESERVE信号に設定する。また，PROBE信号の情報を，そのままANSWER信号に設定する。その後，受信ノード（j）は，この2つの信号を制御用波長の光信号を用いて送信ノード（i）に向けて送信する。各中間ノードに到着したRESERVE信号は，信号内に設定されているデータ伝送用波長が他の光パスにすでに使用されているかどうかを調べて，その波長の光信号が空いていれば，光パスを設定する。全ノードで光パスの設定が成功すれば，ノード（i）-（j）間にエンドツーエンドの光パスが設定され，さもなければ光パス設定は失敗する。ANSWER信号は，各中間ノードで何の処理もせずに，送信ノード（I）まで送られる。このように，RESERVE信号が各中間ノードで実際に光パス設定を行うときになって初めて、データ伝送用波長が使用されることになる。
【００４２】
送信ノード，中間ノード，及び受信ノードのおもな役割を簡単にまとめると以下のようになる。送信ノードは， PROBE信号の送信(各リンクの波長利用情報を収集するため)，及びランク計算を行う。中間ノードは，PROBE信号に波長情報を提供し, RESERVE信号によって光パスを設定する(この役割は，送受信ノードも行う), ANSWER信号の送信(PROBE信号の情報を送るためであり, この役割は，送受信ノードも行う)。受信ノードは，RESERVE信号の設定と送信(光パスを設定するため), ANSWER信号の設定と送信(PROBE信号の情報を送るため)である。
【００４３】
本発明の方式では，波長選択形式に従って利用情報を通知する最大波長数（設定数分（Ｋ個））を契約する。なお，契約とは，各ノード間での取り決め（設定）を意味する。
【００４４】
ここで，Ｋは，ネットワークの波長多重数をＷとしたときに，０．１Ｗ〜０．８Ｗに含まれる整数値であるものがあげられ，好ましくは，０．２５Ｗ〜０．６Ｗ，又は０．２Ｗ〜０．５Ｗに含まれる整数値，０．４Ｗ〜０．６Ｗに含まれる整数値，０．３Ｗ〜０．５Ｗに含まれる整数値であり，具体的には２〜１００の数があげられる。Ｋが小さいと，効果的に光パス設定ができず，また効果的にランク計算を行うことができないという問題が生じうるし，Ｋが大きいと，各ドメイン内の波長利用情報が隣接ドメインへ通知されることとなるからである。
【００４５】
ここで，各ドメインはすでにＫ個の波長でランク計算をする旨の通知契約を行っており，任意のＫ波長に関する利用情報を他ドメインへ通知する。以下の例で光パス設定方法は，３つの制御信号を用いたシグナリングと送信ノードによるランク計算を含む。以下では，図３に基づいて，シグナリングについて説明を行い，その後でランク計算について述べる。
【００４６】
送信ノードi から受信ノードj への光パス設定に注目し，すでに(ｍ−１) 回の光パス設定が終了しているとする。ランクrm-1,nは，（ｍ−1）回目の光パス設定処理終了時点における波長ｎのランク値（優先度）を示し，ランク値が高い波長を使って光パスが設定される。図3 は，本方式におけるシグナリング手順を示している。ｘm,ni;j は，ｍ回目の光パス設定における，波長λnの光信号の受信ノードでの評価値である2 値変数を示し，送信ノードから任意リンクまでの全リンクで波長λnが利用可能であれば1 となり，さもなければ0 となる。ここで図3 では，簡単のため添字i， j，及びm を省略している。また，以下本明細書においても，i及びjを省略して説明する。このとき，ｍ 回目の光パス設定は3 つの制御パケットを用いて，例えば，以下の手順で行われる。
【００４７】
送信ノードi は，次リンク（ノード）で利用されていない波長の中からランクの高いＫ波長を選択する。次リンクで利用されていない波長がＫ本以下の場合は，新たな波長を選択しない。その後，送信ノードi は，選択したＫ個の光信号をPROBE 信号Ｐmに設定する。ここで，送信ノードでは次リンクで利用可能な波長のみをＰmに設定するためｘm,nは全て1 となる。それから，送信ノードi はＰmを受信ノードj へ送信する。
【００４８】
図３の例では，ノード02で使われる光信号のうち，[λ2及びλ4]をPROBE 信号Ｐmに設定した。
【００４９】
中継ノードはPROBE 信号Ｐmを受信すると，Ｐm内の波長利用情報ｘm,nと次リンクでの利用情報を基にＰmを更新する．このとき，波長n がｘm,n= 1 で，かつ次リンクで利用できない場合のみｘm,n= 0 に更新される。中継ノードは更新されたＰmを次ノードへ送信する。
【００５０】
すなわち，第Ｎ（Ｎは，２以上の整数）番目のノードは，第（Ｎ−１）番目のノードから評価値（ｘ）が１とされた光信号について，第（Ｎ＋１）番目のノードで利用可能かどうか判断し，利用可能な光信号の評価値（ｘ）を１とし，利用可能でない光信号の評価値（ｘ）を０とし，前記第（Ｎ−１）番目のノードで評価値（ｘ）が０であったものの評価値（ｘ）を０とし，第（Ｎ＋１）番目のノードへ伝え，この動作を前記受信ノードに至るまで繰り返す。図３の例では，第3のノードO3は，[λ2及びλ4]をPROBE 信号Ｐmとして受信し，次のノードO4で光信号λ2が利用可能ではないので，ｘ2= ０とした。よって，第４のノードでもｘ2= ０である。一方，全てのノードでλ4が利用可能であったから，全てのノードでｘ4= １となる。
【００５１】
受信ノードj はPROBE 信号Ｐmを受信すると，Ｐm内のＫ個の光信号から光パス設定に使用する光信号λεを選択する。このとき，評価値が１の光信号が複数ある場合は，ランダム選択やファーストフィット（first-fit） 選択などに従って波長を選択する。受信ノードは，選択した波長λεを，RESERVE 信号Ｒmに設定する。受信ノードj はＲmを送信ノードi へ送信する。さらに，PROBE 信号Ｐmと同じ情報を含むANSWER 信号Ａmも送信ノードi へ送信する。なお，ANSWER 信号Ａmは，選択された全ての光信号の評価値（ｘ）に関する情報を含む信号である。
【００５２】
図３の例では，全てのノードでλ4のみが利用可能であったから，光パス設定に使用する光信号としてλ4を選択する。そして，受信ノードO5は，λ4をRESERVE 信号Ｒmに設定する。受信ノード はＲm[λ4]を送信ノード へ送信する。この際，ANSWER 信号Ａm[ｘ2＝０及びｘ4＝１]も送信ノードへ送信する。
【００５３】
中継ノードがRESERVE 信号Ｒmを受信すると，次リンクで波長λεが利用可能であれば波長を予約する。さもなければ，光パス設定は失敗となる。また，中継ノードがＡmを受信し，Ａmはそのまま次リンクへ送信される。
【００５４】
図３の例では，中継ノードO4，O3，及びO2が，RESERVE 信号Ｒm[λ4]を受信し，次リンク（次のノード）で波長[λ4]が利用可能であれば波長[λ4]を予約する。さもなければ，光パス設定は失敗となる。また，中継ノードO4，O3，及びO2がANSWER 信号Ａm[ｘ2＝０及びｘ4＝１]を受信し，ANSWER 信号Ａm[ｘ2＝０及びｘ4＝１]をそのまま次リンクへ送信される。
【００５５】
送信ノードがＡmを受信すると，Ａm内の波長利用情報を基に波長λnのランクを更新する。
【００５６】
図３の例では，送信ノードが，Ａm[ｘ2＝０及びｘ4＝１]を受け取るので，これらの情報を用いて，各光信号のランク値を更新する。
【００５７】
なお，受信ノードは，選択された全ての光信号の評価値（ｘ）が０の場合は，その情報を送信ノードへ伝え，送信ノードは伝えられた情報に基づいてランク計算を行い，ランク計算に基づいて新たに設定数分の光信号を選択するようにしてもよい。
【００５８】
以下，ランク計算方法について説明する。ランク計算の第一の態様を拡張ＰＷＡ（Ｅ−ＰＷＡ）法とよび，以下の方法があげられる。（ｉ）ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用いてランク値（ｒm+1,n）を計算するものである。
【００５９】
（ｉｉ）ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用い，前記ｍ回目の光パス設定において，設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n）を計算する。
【００６０】
（iii）ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用いランク値（ｒm+1,n：ただし，全ての光信号についてｒ1,n＝１とする）を計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n）を計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，選択されなかった光信号については，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する。
【００６１】
（iv）ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎm,n）を用いてランク値（ｒm+1,n：ただし，全ての光信号についてｒ1,n＝１とする）を計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n）を計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，選択された光信号については，第ｍ回目の光パス設定における波長λnの光信号の受信ノードでの評価値をｘm,nとしたときに，ランク値（ｒm+1,n）を，式[ｒm+1,n＝[ｒm,n×Ｎm,n＋ｘm+1,n]／[Ｎm,n＋１]]により計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，選択されなかった光信号については，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する。
【００６２】
（v）前記ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｈをｍ以下の整数とし，全ての光信号についてｒh-1,n＝１とし，ｈ回目からｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数（Ｎ’m,n）を用い，前記ｍ回目の光パス設定において，設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分け，前記ｍ回目の光パス設定において，選択された光信号については，第ｍ回目の光パス設定における波長λnの光信号の受信ノードでの評価値をｘm,nとしたときに，ランク値（ｒm+1,n）を，式[ｒm+1,n＝[ｒm,n×Ｎ’m,n＋ｘm+1,n]／[Ｎ’m,n＋１]]により計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，選択されなかった光信号については，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する。
【００６３】
この方法によれば，ｈ回目以降の情報に基づいてランク値を求められるので，ネットワークの状況が変化しても，変化後によく対応したランク値を求めることが可能となる。なお，ｈとしては，ｍ以下の任意の整数を用いることができ，任意に設定できる。また，ｈとして所定の整数値を予め設定してもよく，その場合0.1m以上0.9m以下の整数があげられ，0.2ｍ以上0.8m以下の整数でもよく，0.3m以上0.7m以下の整数でもよい。
【００６４】
（iv）前記ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ランク値（ｒm+1,n）を，αを０〜１の数としたときに，式[ｒm+1,n＝[(1-α) rm,n+αxm,n]]により計算するものがあげられる。なお，ｘは上記のとおりである。このような計算においても，前記ｍ回目の光パス設定において，設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分けて計算を行ってもよい。そして，前記ｍ回目の光パス設定において，設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号については，第ｍ回目の光パス設定の際のランク値を第ｍ＋１回目の光パス設定の際のランク値としてもよい。
【００６５】
以下，ランク計算方法の別の態様について説明する。ランク計算の第二の態様を移動平均（ＭＡ）方式とよび，以下の方法があげられる。（ｉ）ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，  ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回における評価値の合計をＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数で割る計算を含む。
【００６６】
(ii)ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回のうちｍ回に近い方から予め定めた所定回数（Ｔ）までのものを抽出し，その抽出した回における評価値の合計を前記所定回数（Ｔ：これを移動平均のサンプル数ともよぶ）で割る計算を含む。
【００６７】
(iii)ｍ＋１回目の光パス設定において光信号を選択するために用いられる前記ランク計算は，前記ｍ回目の光パス設定において，設定数分の光信号として選択された光信号と選択されなかった光信号とを分けてランク値（ｒm+1,n：ただし，全ての光信号についてｒ1,n＝１とする）を計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，選択された光信号については，ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回のうちｍ回に近い方から予め定めた所定回数（Ｔ）までのものを抽出し，その抽出した回における評価値の合計を前記所定回数（Ｔ）で割ることにより計算し，前記ｍ回目の光パス設定において，選択されなかった光信号については，ｍ回目の光パス設定におけるランク値（ｒm,n）を（ｒm+1,n）として計算する。
【００６８】
(iv)ｍ回目の光パス設定までに波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数が，前記所定回数（Ｔ）未満であるか，又は前記所定回数（Ｔ）以下である場合は，波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回における全ての評価値の和を求め，前記和を波長λnの光信号がＡＮＳＷＥＲ信号に設定された回数で割ることにより，前記ｍ回目の光パス設定において，選択された光信号の評価値を求める。
【００６９】
以下，具体例を用いて移動平均方式の計算例を説明する。以下の例では，Ｋ＝２であり，利用可能な光信号が３つであり，これまで７回光パス設定をしたとする。
【００７０】
表１  ランク計算のサンプル
１  ２  ３  ４  ５  ６  ７
λ1   １  ０  −  ０  １  １  −
λ2   −  １  １  １  −  ０  １
λ3   ０  −  １  −  １  −  １
【００７１】
表１中，−は選択されずＡＮＳＷＥＲ信号と設定されなかったものとする（なお，表１の例はあくまで例示であって，実際にそのように選ばれるとは限らない。）。
【００７２】
表１の例では，例えば，λ1はＡＮＳＷＥＲ信号に５回設定されており，かつそれぞれの評価値の和が１＋０＋０＋１＋１＝３であるから，ランク値が３／５により０．６と求まる。一方，λ2はＡＮＳＷＥＲ信号に５回設定されており，かつそれぞれの評価値の和が４であるから，ランク値が４／５により０．８と求まる。また，λ3はＡＮＳＷＥＲ信号に４回設定されており，かつそれぞれの評価値の和が３であるから，ランク値が３／４により０．７５と求まる。したがって，第８回目の光パス設定においては，ランク値の高いλ2とλ3とが選択される。
【００７３】
表１の例では，第８回目の光パス設定の際に，λ1については第７回目は選択されていないので第６回目のランク値を用いることになる。
【００７４】
表１の例で，所定回数（Ｔ）を３としたとき，λ1については第４回目〜第６回目が選択され，ランク値は２／３となり，λ2については第４，第６，及び第７回目が選択され，ランク値は２／３となり，λ3については第３，第５，及び第７回目が選択され，ランク値は３／３＝１となる。この場合，λ3と，λ1又はλ2のいずれかが選択されることとなる。このように，所定回数におけるランク値のみを用いることで，より光パス設定時の状況に近いネットワークの状況を反映したランク値を求めることができる。
【００７５】
表１の例で，所定回数（Ｔ）を５としたとき，λ3についてはＡＮＳＷＥＲ信号に４回しか設定されていないので，この４回という数字を用い，各評価値の和を選択された回数である４で割ることによりランク値を求めればよい。
【００７６】
なお，各ノードは，光検出器などの光受信手段及び光電気変換手段，パルスパターンジェネレータなどと強度変調器を具備する電気光変換手段及び光送信手段，コンピュータや演算・制御装置などの（入出力手段，）演算手段及び記憶手段を具備するものがあげられる。また，このようなノードは，送信ノードから受信ノードへ光情報通信を行うための光情報通信システムとして機能し，これらが合わさって光波長分割多重通信ネットワーク。として機能する。
【００７７】
ランク計算は，たとえば，送信ノードにおける，ＣＰＵなどの演算手段が，メインメモリ中の制御プログラムの指令を受け，メモリなどの記憶手段に記憶されたランクに用いられる情報（前回までのランク値，Ａmなど）を読み出して，上記した計算方法に基づいて行えばよい。また，演算自体は容易なので，比較回路，乗算回路，除算回路，及び減算回路などのハードウエアを用いてランク計算を行ってもよい。
【００７８】
上記の方法によって，光パスを設定した後は，選択された光信号により光パスが設定されるので，その光信号を用いて光情報通信を行うことができる。
【実施例１】
【００７９】
タンデムネットワークの例，図４は，本実施例において用いるタンデムネットワークの概念図である。以下では，図4 に示されたタンデムネットワークにおいて提案方式の性能評価を行う。このタンデムネットワークは4 つのドメインから構成されており，送信ドメインと受信ドメインがそれぞれドメイン1 とドメイン2 に接続されている。
【００８０】
ネットワーク内の4つのドメインは，波長選択形式に従ってK 波長に対する利用情報通知を契約している。このとき，エンドツーエンド光パスは本方式を用いて設定される。ここで，受信ドメインは光パス設定のための波長をランダム規範に従って選択する。エンドツーエンド光パスの設定要求は，率Α(到着個数/秒) で送信ドメインにポアソン到着する。設定された光パスの保持期間は平均1.0 秒の指数分布に従い、「制御信号処理時間」と「次ノードまでの伝播遅延」の和を1 ミリ秒とする。ドメイン1 及びドメイン2 はそれぞれ14 ノードのNSFNETで構成されており，各ドメイン内で設定される光パスが率αi (i = 1， 2) (到着個数/秒) でポアソン到着する。ここで，到着した光パス設定要求の送受信ノードは一様分布にしたがって選択される。ドメイン内の光パス設定はバックワード型波長予約方式[X. Yuan, R. Gupta, and R. Melhem, “Distributed Control Protocols for Wavelength eservation and Their Performance Evaluation,” Photonic Network Communications, vol. 1, no. 3, pp. 207-218, 1999.] に従って設定され，ファーストフィット（first-fit） 規範に従って波長が割り当てられる。本実施例では本方式の比較対象として，従来手法において各ドメインの通知契約数がＫ の場合(Conv K) を考える。また，参考結果として各ドメイン全波長の利用情報を通知する場合(Conv W) を考える。さらにランク計算の性能を比較するため，Ｋ 波長をランダムに選択する方式(RA) を検討する。
【００８１】
ドメイン内光パス設定要求到着率の影響；最初に，各ドメイン内の光パス設定要求が本方式の性能にどのような影響を与えるかについて検討を行う。図5 は，本方式(E-PWA, MA) と比較方式(Conv K, Conv W, RA) の結果を示したグラフである。図5(a)は，波長多重数がW = 8の場合にドメイン内光パス到着率αi (i = 1， 2) が光パス設定失敗確率に与える影響を示す。図5(b) は，波長多重数がW = 16 の場合にドメイン内光パス到着率αi (i = 1， 2) が光パス設定失敗確率に与える影響を示す。図において，横軸は受信ノードにおける到着率を示し，縦軸はブロッキングの確率を示す。ここで，エンドツーエンド光パス到着率をΑ = 1.0，契約波長数をK = 3，移動平均データ数をT = 1,000 とする。
【００８２】
図5(a) から，本方式であるE-PWA とMA の失敗確率が従来方式(Conv K) の失敗確率よりも小さく，αi (i = 1， 2)が小さい場合には失敗確率が95%以上減少することがわかる。したがって，複数ドメイン間で波長利用情報の通知契約が有効であることがわかる。また，E-PWA 及びMA の失敗確率とConv Wの失敗確率を比較すると，Ri が小さいときには全波長利用情報を通知するConv W の失敗確率よりも通知契約を行う提案方式の失敗確率の方が小さくなる。ここで，エンドツーエンド光パスに使用する波長は受信ノードによってランダムに選択されている。そのためドメイン内到着率が小さい場合には，Conv W を用いることによって波長がランダムに使用される可能性が高くなり，設定失敗確率が増加する。一方，提案方式ではランクの高いK 本の波長の中からランダム選択を行うために，規則性の高い波長利用を実現することができる。また，E-PWA とMA の失敗確率とランク計算を行わないRAの失敗確率を比較すると，E-PWA とMA の失敗確率の方が小さいことがわかる。特にRA の失敗確率が10-2 の時には，ランク計算を行うことによって失敗確率が95%程度減少する。それゆえ，契約波長数を有効利用するためには提案したランク計算が効果的である。
【００８３】
さらに図5(b) から，波長数が増加すると提案方式Ｅ-ＰＷＡ とＭＡ の効果がさらに増加することがわかる。したがって，波長多重数が多いときには本方式が有効である。
【００８４】
契約波長数の影響；次に契約波長K が提案方式に与える影響を検討する。ここで，波長数をW = 8，エンドツーエンド光パス到着率をΑ= 1:0，平均データ数をT = 1,000 とする。図６は，契約波長数の影響を示すグラフである。図6(a) はドメイン内光パス到着率αi (i = 1，2) が6.0 の時に，契約波長数Kが光パス設定失敗確率に与える影響を示している。図6(b) は，ドメイン内光パス到着率αi (i = 1，2) が10 の時に，契約波長数Kが光パス設定失敗確率に与える影響を示している。
【００８５】
図6 から，契約波長数K の値に関わらずE-PWA とMA の失敗確率が，Conv K 及びRA の失敗確率よりも小さいことがわかる。したがって，本方式はドメイン間の契約波長数によらず有効である。また，契約波長数がK = 3 の時にE-PWA とMAの失敗確率がConv Wの失敗確率と同等になる。契約波長数Kが大きくなるにつれてドメイン間で通知される情報が増加することを考慮すると，各ドメインの契約波長数はK = 3 で十分である。したがって，本方式によって少ない波長利用情報で効率的な光パス設定が可能となる。
【００８６】
ドメイン内光パス設定要求到着率の動的変化の影響；最後に，ドメイン内光パス到着率の動的変化が提案方式に与える影響について検討する。 図7 は，20,000 到着ごとの平均失敗確率を示す。W = 8，Α= 1.0，K = 3，T = 1, 000 とし，ドメイン1 内の光パス到着率をα1 = 1.0 とする。一方，ドメイン2 内の光パス到着率α2 はエンドツーエンド光パス到着数が250,000を超えると増加する。図7(a) はα2 = 10.0 からα2 = 20.0 に増加した場合の結果を示し，図7(b) はα2 = 1.0 からα2 = 20.0に増加した場合の結果を示している。
【００８７】
図7(a) から，α2 の値に関わらずE-PWA とMA の失敗確率がConv K とRA の失敗確率よりも小さいことがわかる。したがって，本提案方式はドメイン内光パス到着率が動的に変化した場合でも効果的である。またE-PWA とMA 方式を比較すると，これまでの結果と同様にほぼ同じ失敗確率となる。しかしながら，図7(b) からドメイン2 内の光パス到着率が20倍になるとMA の失敗確率がE-PWA よりも小さくなることがわかる。E-PWA 方式では光パス設定回数が増加すると各波長のランクがほとんど変化せず，同じ波長が使用され続ける。一方MA 方式では，T 個分のデータからランクを計算するためドメイン内光パス到着率の動的変化に対応することが可能となる。
【００８８】
本実施例では，2種類のランク計算法によるシミュレーションによる性能評価を行った。数値例から，本発明を用いることによってリンク状態通知を制限しながら効率的な光パス設定を実現できることが示された。特に，ドメイン内のトラヒック量が少ない場合には失敗確率を95%ほど減少させることが可能となることがわかった。また本発明の方式を用いた場合には，各ドメインの契約波長数がリンク内波長数の半分程度で十分であることがわかった。さらに，ドメイン内の光パス到着率が動的に変化した場合には移動平均によるランク計算方式を有効となることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は，光波長多重通信などにおける光パス設定方法などとして利用できるので，光情報通信の分野などにおいて好適に利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】図1は，複数ドメインWDM ネットワークモデルを示す概念図である。
【図２】図２は，複数ドメインWDM ネットワークにおける従来方式を用いた光パス設定を示す概念図である。
【図３】図３は，本発明の光波長分割多重通信ネットワークにおける，光パス設定方法を説明するための図である。
【図４】図４は，本実施例において用いるタンデムネットワークの概念図である。
【図５】図5 は，本方式(E-PWA, MA) と比較方式(Conv K, Conv W, RA) の結果を示したグラフである。図5(a)は，波長多重数がW = 8の場合にドメイン内光パス到着率αi (i = 1， 2) が光パス設定失敗確率に与える影響を示す。図5(b) は，波長多重数がW = 16 の場合にドメイン内光パス到着率αi (i = 1， 2) が光パス設定失敗確率に与える影響を示す。図において，横軸は受信ノードにおける到着率を示し，縦軸はブロッキングの確率を示す。
【図６】図６は，契約波長数の影響を示すグラフである。図6(a) はドメイン内光パス到着率αi (i = 1，2) が6.0 の時に，契約波長数Kが光パス設定失敗確率に与える影響を示している。図6(b) は，ドメイン内光パス到着率αi (i = 1，2) が10 の時に，契約波長数Kが光パス設定失敗確率に与える影響を示している。
【図７】図7 は，20,000 到着ごとの平均失敗確率を示す。W = 8，Α= 1.0，K = 3，T = 1, 000 とし，ドメイン1 内の光パス到着率をα1 = 1.0 とする。一方，ドメイン2 内の光パス到着率α2 はエンドツーエンド光パス到着数が250,000を超えると増加する。図7(a) はα2 = 10.0 からα2 = 20.0 に増加した場合の結果を示し，図7(b) はα2 = 1.0 からα2 = 20.0に増加した場合の結果を示している。
【符号の説明】
【００９１】
1  複数ドメインWDM ネットワーク
2  ドメインＡ
3  ドメインＢ
4  ドメインＣ
5  ノード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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