(57)【要約】【課題】収容効率を向上させる。【解決手段】通信回線収容判定装置３は、通信リンクに収容されている通信回線を流れるトラヒックの統計情報を収集するネットワークデータ収集部３０と、統計情報から、通信リンクに収容されている通信回線の必要帯域を、統計多重効果を考慮して計算する必要帯域計算部３２と、通信リンクに新たに１通信回線追加する際の当該通信回線の最大通信帯域当たりの必要帯域増分である限界帯域を、新規に追加したい通信回線毎に計算するか、あるいは新規に追加したい通信回線に対して一律の収容判定利用率を計算し、限界帯域または収容判定利用率から、新規に追加したい通信回線を通信リンクに収容したときの残余帯域を計算し、残余帯域に基づいて新規通信回線を収容可能か否かを判定する収容判定部３３とを備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信リンクに収容されている通信回線を流れるトラヒックの統計情報を収集する収集ステップと、
前記トラヒックの統計情報から、前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域を、統計多重効果を考慮して計算する必要帯域計算ステップと、
前記必要帯域から、前記通信リンクに新たに１通信回線追加する際の当該通信回線の最大通信帯域当たりの必要帯域増分である限界帯域を、新規に追加したい通信回線毎に計算するか、あるいは新規に追加したい通信回線に対して一律の収容判定利用率を計算する限界帯域または収容判定利用率計算ステップと、
前記通信リンクの収容可能帯域と前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域と前記限界帯域または収容判定利用率とから、新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの残余帯域を計算し、この残余帯域に基づいて新規通信回線を収容可能か否かを判定する収容判定ステップとを備えることを特徴とする通信回線収容判定方法。
【請求項２】
請求項１記載の通信回線収容判定方法において、
前記必要帯域計算ステップは、ある期間でのトラヒック量の平均値と、個々の通信回線の最大通信帯域とを用いて、前記期間において発生可能な前記通信リンクにおけるトラヒック量の最大分散値を算出し、この最大分散値と予め与えられた有意水準とに基づいて最大短期変動トラヒック量を確率的に推定し、この最大短期変動トラヒック量を用いて、前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域および新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの必要帯域を計算することを特徴とする通信回線収容判定方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の通信回線収容判定方法において、
前記限界帯域または収容判定利用率計算ステップは、新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの必要帯域と前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域との差を、新たに通信回線を収容したときに必要となる必要帯域増分とし、この必要帯域増分から前記限界帯域または収容判定利用率を計算することを特徴とする通信回線収容判定方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信回線収容判定方法において、
前記収容判定ステップは、前記通信リンクの現在の残余帯域をＲ、新規に追加したい通信回線の最大通信帯域をＢi、前記限界帯域をＭＶBi、前記収容判定利用率をＱとしたとき、Ｒ−Ｂi×ＭＶBiまたはＲ−Ｂi×Ｑにより、新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの残余帯域を計算することを特徴とする通信回線収容判定方法。
【請求項５】
通信リンクに収容されている通信回線を流れるトラヒックの統計情報を収集するネットワークデータ収集手段と、
前記トラヒックの統計情報から、前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域を、統計多重効果を考慮して計算する必要帯域計算手段と、
前記必要帯域から、前記通信リンクに新たに１通信回線追加する際の当該通信回線の最大通信帯域当たりの必要帯域増分である限界帯域を、新規に追加したい通信回線毎に計算するか、あるいは新規に追加したい通信回線に対して一律の収容判定利用率を計算する限界帯域または収容判定利用率計算手段と、
前記通信リンクの収容可能帯域と前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域と前記限界帯域または収容判定利用率とから、新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの残余帯域を計算し、この残余帯域に基づいて新規通信回線を収容可能か否かを判定する収容判定手段とを備えることを特徴とする通信回線収容判定装置。
【請求項６】
請求項５記載の通信回線収容判定装置において、
前記必要帯域計算手段は、ある期間でのトラヒック量の平均値と、個々の通信回線の最大通信帯域とを用いて、前記期間において発生可能な前記通信リンクにおけるトラヒック量の最大分散値を算出し、この最大分散値と予め与えられた有意水準とに基づいて最大短期変動トラヒック量を確率的に推定し、この最大短期変動トラヒック量を用いて、前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域および新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの必要帯域を計算することを特徴とする通信回線収容判定装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の通信回線収容判定装置において、
前記限界帯域または収容判定利用率計算手段は、新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの必要帯域と前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域との差を、新たに通信回線を収容したときに必要となる必要帯域増分とし、この必要帯域増分から前記限界帯域または収容判定利用率を計算することを特徴とする通信回線収容判定装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の通信回線収容判定装置において、
前記収容判定手段は、前記通信リンクの現在の残余帯域をＲ、新規に追加したい通信回線の最大通信帯域をＢi、前記限界帯域をＭＶBi、前記収容判定利用率をＱとしたとき、Ｒ−Ｂi×ＭＶBiまたはＲ−Ｂi×Ｑにより、新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの残余帯域を計算することを特徴とする通信回線収容判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信網における通信リンク上を流れているトラヒック量、もしくは既に収容されている通信回線の統計情報から、新たに通信回線を追加した時に設計目標期におけるトラヒックの充足性を担保する通信回線収容判定方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）ネットワークでは、トラヒックに関するパラメータ、例えば、最大セル速度や最大バーストサイズなどに代表される決定的に与えられるパラメータや、一方で、統計的モデルを利用して統計的（確率的）に定められるパラメータを用いることでトラヒックの特性を評価し、またそのＱｏＳ（Quality of Services ）を定めていた（非特許文献１参照）。
【０００３】
ＡＴＭ等の通信網に限らず、こうしたトラヒックの統計的情報を用いることで、時系列的にトラヒックを分析するもの（非特許文献２、非特許文献３参照）や、短期変動トラヒック量を推定するもの（特許文献１参照）、観測した時系列トラヒックに人口構成や世帯属性・事業所属性などの環境情報を加えた情報を用いて将来のトラヒックの推移の分析を実施するもの（非特許文献４、非特許文献５参照）、収容されている通信回線の利用率や必要帯域を算出するもの（特許文献２参照）がある。特許文献１，２や非特許文献１−５に開示された手法を用いれば、新規の通信回線の収容判定、すなわち新規の通信回線に設定されている最大通信帯域が通信リンクの残余帯域を超えているか否かの判定を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０６６９８号公報
【特許文献２】特開２００９−２１８８２０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】村田正幸，“ＡＴＭネットワーク”，科学技術出版，ｐ．４４０−４６６，１９９７年
【非特許文献２】川野弘道，竹中豊文，蛭田ゆかり，四ノ宮慎一郎，“マクロ分析のためのトラヒック予測手法とその評価”，信学会Ｂ，Ｖｏｌ．Ｊ−８２−Ｂ，Ｎｏ．６，ｐ．１１０７−１１１４，１９９９年
【非特許文献３】上田徹，斉藤洋，“電気通信における時系列解析法の応用”，オペレーションズ・リサーチ，ｐ．５３０−５３４，Ｏｃｔ，１９８９年
【非特許文献４】星合擁湖，上田徹，“通話量に関する重回帰モデルの検討”，１９９２年電子情報通信学会秋季大会，Ｂ−５０３，ｐ．１６９（３），電子情報通信学会，１９９２年
【非特許文献５】上田徹，藤原貢，“統計的手法に基づく通信利用動向の分析”，ＮＴＴ  Ｒ＆Ｄ，Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１２，ｐ．１５９９−１６０６，１９９１年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２や非特許文献１−５に開示された手法によると、新規の通信回線の収容判定方式は、通信リンクの収容可能帯域から、現在収容している通信回線の必要帯域を減ずることで残余帯域を求め、新規の通信回線に設定されている最大通信帯域が残余帯域を超えているか否かを判定する方式となる。しかしながら、このような収容判定方式では、新規の通信回線に設定されている最大通信帯域で収容判定をしているため、新規の通信回線の実際の通信帯域が最大通信帯域を下回っていて収容することが可能であるにも関わらず、新規の通信回線を収容不可能と判定してしまうことがあり、収容効率が悪いという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、収容効率を向上させることができる通信回線収容判定方法および装置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】
本発明の通信回線収容判定方法は、通信リンクに収容されている通信回線を流れるトラヒックの統計情報を収集する収集ステップと、前記トラヒックの統計情報から、前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域を、統計多重効果を考慮して計算する必要帯域計算ステップと、前記必要帯域から、前記通信リンクに新たに１通信回線追加する際の当該通信回線の最大通信帯域当たりの必要帯域増分である限界帯域を、新規に追加したい通信回線毎に計算するか、あるいは新規に追加したい通信回線に対して一律の収容判定利用率を計算する限界帯域または収容判定利用率計算ステップと、前記通信リンクの収容可能帯域と前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域と前記限界帯域または収容判定利用率とから、新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの残余帯域を計算し、この残余帯域に基づいて新規通信回線を収容可能か否かを判定する収容判定ステップとを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の通信回線収容判定方法の１構成例において、前記必要帯域計算ステップは、ある期間でのトラヒック量の平均値と、個々の通信回線の最大通信帯域とを用いて、前記期間において発生可能な前記通信リンクにおけるトラヒック量の最大分散値を算出し、この最大分散値と予め与えられた有意水準とに基づいて最大短期変動トラヒック量を確率的に推定し、この最大短期変動トラヒック量を用いて、前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域および新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの必要帯域を計算することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の通信回線収容判定方法の１構成例において、前記限界帯域または収容判定利用率計算ステップは、新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの必要帯域と前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域との差を、新たに通信回線を収容したときに必要となる必要帯域増分とし、この必要帯域増分から前記限界帯域または収容判定利用率を計算することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の通信回線収容判定方法の１構成例において、前記収容判定ステップは、前記通信リンクの現在の残余帯域をＲ、新規に追加したい通信回線の最大通信帯域をＢi、前記限界帯域をＭＶBi、前記収容判定利用率をＱとしたとき、Ｒ−Ｂi×ＭＶBiまたはＲ−Ｂi×Ｑにより、新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの残余帯域を計算することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の通信回線収容判定装置は、通信リンクに収容されている通信回線を流れるトラヒックの統計情報を収集するネットワークデータ収集手段と、前記トラヒックの統計情報から、前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域を、統計多重効果を考慮して計算する必要帯域計算手段と、前記必要帯域から、前記通信リンクに新たに１通信回線追加する際の当該通信回線の最大通信帯域当たりの必要帯域増分である限界帯域を、新規に追加したい通信回線毎に計算するか、あるいは新規に追加したい通信回線に対して一律の収容判定利用率を計算する限界帯域または収容判定利用率計算手段と、前記通信リンクの収容可能帯域と前記通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域と前記限界帯域または収容判定利用率とから、新規に追加したい通信回線を前記通信リンクに収容したときの残余帯域を計算し、この残余帯域に基づいて新規通信回線を収容可能か否かを判定する収容判定手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、通信リンクに収容されている通信回線を流れるトラヒックの統計情報を収集する収集ステップと、トラヒックの統計情報から、通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域を、統計多重効果を考慮して計算する必要帯域計算ステップと、必要帯域から、通信リンクに新たに１通信回線追加する際の当該通信回線の最大通信帯域当たりの必要帯域増分である限界帯域を、新規に追加したい通信回線毎に計算するか、あるいは新規に追加したい通信回線に対して一律の収容判定利用率を計算する限界帯域または収容判定利用率計算ステップと、通信リンクの収容可能帯域と通信リンクに既に収容されている通信回線の必要帯域と限界帯域または収容判定利用率とから、新規に追加したい通信回線を通信リンクに収容したときの残余帯域を計算し、この残余帯域に基づいて新規通信回線を収容可能か否かを判定する収容判定ステップとを設けることにより、新規の通信回線の収容判定において、統計多重効果を期待した効率的な収容判定が可能となり、かつ収容判定のために複雑な計算をすることなくリアルタイムでの収容判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信網の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態において１つの通信リンクに多数の通信回線が収容されている様子を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る通信回線収容判定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る通信回線収容判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る通信回線収容判定装置の収容判定部の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る通信回線収容判定装置の収容判定部の動作タイミングを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る収容判定部の判定処理部の動作を示すフローチャートである。
【図８】限界帯域を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態では、通信網における通信リンクを流れるトラヒックから得られるトラヒック量もしくは必要帯域から、新たに最大通信帯域ｈの通信回線を追加した時に必要となる必要帯域増分Ｖh、新たに最大通信帯域ｈの通信回線を追加した時の最大通信帯域ｈ当たりの必要帯域増分（限界帯域ＭＶh）、もしくは収容判定で用いる利用率（収容判定利用率Ｑ）を算出する方法を下記に示す。ここで、収容判定利用率Ｑとは、通信回線の収容判定実施の際に、新規通信回線の最大通信帯域に対して適用する乗数である。限界帯域ＭＶhは、通信リンクに新たに１回線追加する際の当該通信回線の最大通信帯域当たりの必要帯域増分である。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る通信網の構成を示すブロック図である。通信網は、ノード１−Ａ，１−Ｂと、ノード１−Ａと１−Ｂ間を結ぶ通信リンク２と、通信回線収容判定装置３とを有する。通信回線収容判定装置３は、通信網に存在するあるノードに接続され、必要な情報の計測と新規の通信回線を収容可能かどうかを判定する機能を持つ。
【００１７】
ここでは、図１に示すように、通信網の中のノードＡとノードＢを結ぶ通信リンク２を考え、ノードＡからノードＢに新たに通信回線が追加可能か否かを通信回線収容判定装置３で判定する。図２に示すように、１つの通信リンク２に多数の通信回線４−１，４−２，４−３が収容されていることを想定する。ノードＡは、各通信回線４−１，４−２，４−３を流れるトラヒックを多重化して送出する。その結果、各トラヒックは、図２に示すように重畳され、通信リンク２によって伝送される。各通信回線４−ｉ（図２の例ではｉ＝１〜３）は、それぞれ最大通信帯域Ｂiが予め設定されているものとする。各通信回線４−ｉの最大通信帯域Ｂiと回線数を表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
図３は通信回線収容判定装置３の構成を示すブロック図、図４は通信回線収容判定装置３の動作を示すフローチャートである。通信回線収容判定装置３は、ネットワークデータ収集部３０と、ネットワーク情報データベース３１と、必要帯域計算部３２と、収容判定部３３と、新規通信回線受付データベース３４とからなる。
【００２０】
通信回線収容判定装置３のネットワークデータ収集部３０は、ある期間中に観測された、通信リンク２を流れるトラヒックの量やトラヒック利用率などの統計情報Ｇと、通信リンク２に既に収容されている通信回線の集合Ｃの情報とをノード１−Ｂから取得して、これらの情報をネットワーク情報データベース３１に蓄積する（図４ステップＳ１）。トラヒック利用率は、トラヒック量を通信リンク２の収容可能帯域で割った値である。
【００２１】
必要帯域計算部３２は、通信リンク２に既に収容されている通信回線の必要帯域算出関数ｆを計算する（図４ステップＳ２）。ここでは、統計多重効果を考慮した必要帯域算出関数ｆの計算例を以下に示す。例えば、ネットワークデータ収集部３０で観測可能な単位（例えば５分単位）での必要帯域と、その観測単位間に発生しうる短時間のトラヒック量の和として必要帯域の計算を行う（特許文献１参照）。以下、特許文献１を参照して、観測単位間に発生しうる短時間のトラヒック量である最大短期変動トラヒック量の求め方について説明する。
【００２２】
特許文献１に開示された方法は、観測単位での平均トラヒック量と、個々の通信回線に定められている最大通信帯域Ｂiとを用いて、各回線にトラヒックがどのように割り振られたときに平均トラヒック量からの分散が最大になるかを統計的に算出し、これをトラヒック短期変動要素とするものである。必要帯域計算部３２は、観測単位でのトラヒック量の平均値Ｅと、各通信回線の最大通信帯域Ｂiと、各通信回線の回線数Ｎiとから、トラヒック量の最大分散値Ｖを以下の手順で求める。
【００２３】
それぞれの通信回線から出力されるトラヒック量が無相関であり、それぞれの通信回線が確率Ｐiで、トラヒックを最大通信帯域Ｂiまで使うか、もしくは全く使わないかのどちらかである場合、最大通信帯域Ｂiの通信回線から出力されるトラヒックの平均値と分散は、２項分布の平均、分散から、ＰiＮiＢi，Ｂi2Ｎi（１−Ｐi）Ｐiが得られる。
【００２４】
確率Ｐiは変数のため、確定値ではない。この確率Ｐiは最大通信帯域Ｂiの利用率と考えることができる。すなわち、通信回線が例えば１００回線あり、これらの１００回線の最大通信帯域が全て例えば１Ｍｂｐｓであったときに、８０回線分は最大通信帯域を使い、２０回線分は最大通信帯域を全く使わないような場合、最大通信帯域を使う確率ＰはＰ＝（８０（Ｍｂｐｓ）／１００（Ｍｂｐｓ））×１００＝８０（％）である。したがって、こうした確率Ｐは最大通信帯域Ｂiの利用率と考えことができるため、通信リンクが全く回線を収容していないとき、すなわち、以下の式（１）の手順のとき（すなわち、全てのｊについて回線数Ｎj＝０のとき）、分散Ｖ＝０となる。なお、ｍは通信回線の種類の数であり、図２の例ではｍ＝３である。
【００２５】
【数１】
2011135354.tif 000004
【００２６】
一方、以下の式（２）の手順のときは、各通信回線の最大通信帯域Ｂiに対応する利用率Ｐi（１≦ｉ≦ｍ）を変数として、この利用率を変数とする分散値Ｖの関数、すなわち、分散値Ｖ＝ｆ（Ｐ）＝ｆ（Ｐ1，・・・，Ｐm）を最大化するような利用率Ｐiを、同じく利用率で表される以下の制約式（４）、（５）、（６）の下で解くことで、トラヒック量の最大分散値Ｖを得ることができる。すなわち、以下の定式化された問題を解くことによって最大分散値Ｖが得られる。
【００２７】
【数２】
2011135354.tif 000005
【００２８】
【数３】
2011135354.tif 000006
【００２９】
【数４】
2011135354.tif 000007
【００３０】
ここで、上記制約式（４）はトラヒック総量が観測値をとるという制限を表し、制約式（５）、（６）は利用率Ｐiが０〜１の値をとりうるという制限を表している。また、上記式（３）は、制約式（４）、（５）、（６）の制限のもとで分散値Ｖが最大の値となるようなＰ1，Ｐ2，……，Ｐmを求めることを表している。
【００３１】
評価関数は半正定値行列によって表現できるため、凸二次計画問題と考えられ、双対法、内点法（松井知己、田村明久、久保幹雄、応用数理計画ハンドブック、朝倉書店、２００２年）などの一般的な方法によって解は得られる。こうして得られた最大分散値Ｖに対し、例えば二項分布を正規分布で近似することによって、γを有意水準（例えばγ＝０．０１あるいはγ＝０．０５）とすると、次式のように最大短期変動トラヒック量Ｙが得られる。なお、有意水準γは、例えば設計者が予め設定する値である。
【００３２】
【数５】
2011135354.tif 000008
【００３３】
以上で、最大短期変動トラヒック量Ｙを求めることができ、必要帯域計算部３２は、この最大短期変動トラヒック量Ｙとネットワークデータ収集部３０で観測・収集されたトラヒック量との和を必要帯域として求めることができる。
【００３４】
次に、必要帯域のより具体的な算出例を以下に説明する。ここでは、必要帯域算出関数ｆが必要とするトラヒックの統計情報Ｇとして、ネットワークデータ収集部３０で観測・収集されたトラヒック利用率に将来のトラヒック利用率の増加分の見込み量を加えたトラヒック利用率をｅとし、計算対象とする通信回線の集合をＳとしたとき、必要帯域算出関数ｆ（Ｓ，ｅ）を以下のように定式化する。将来のトラヒック利用率の増加分の見込み量は、上記の最大短期変動トラヒック量Ｙを通信リンク２の収容可能帯域で割った値である。
【００３５】
例えば、必要帯域算出関数ｆ（Ｓ，ｅ）は、トラヒックの平均量ＶＡ（Ｓ，ｅ）とトラヒックの短期時間変動量ＶＳ（Ｓ，ｅ）とから求めることができる。
ｆ（Ｓ，ｅ）＝ＶＡ（Ｓ，ｅ）＋ＶＳ（Ｓ，ｅ）                    ・・・（９）
トラヒックの平均量ＶＡ（Ｓ，ｅ）とトラヒックの短期時間変動量ＶＳ（Ｓ，ｅ）とは、通信回線４−ｉの最大通信帯域をＢi、計算対象となる通信回線の集合Ｓの最大通信帯域の合計値をＢ＝Σi∈SＢiとしたとき、例えば、以下のように求めることができる。
【００３６】
【数６】
2011135354.tif 000009
【００３７】
ただし、上記の式（１２）のＶＳ（Ｓ，ｅ）は式（４）、式（５）、式（６）において、全ての利用率Ｐiが全て同じ値と仮定して簡易に求めた例となる。α，βは予め設定されているパラメータである。こうして、必要帯域計算部３２は、通信リンク２に既に収容されている通信回線の必要帯域算出関数ｆを算出することができる。また、必要帯域計算部３２は、新規通信回線を追加したときの必要帯域算出関数ｆを算出することができる。新規通信回線を追加したときの必要帯域算出関数ｆを求めるには、計算対象とする通信回線の集合Ｓに新規通信回線を加えて上記と同様の計算を行えばよい。
【００３８】
次に、収容判定部３３について説明する。図５は収容判定部３３の構成を示すブロック図である。収容判定部３３は、限界帯域ＭＶhまたは収容判定利用率Ｑを計算する限界帯域または収容判定利用率計算部３３０と、通信リンク２の残余帯域を計算する残余帯域計算部３３１と、新規通信回線を収容可能か否かを判定する判定処理部３３２とからなる。
【００３９】
収容判定部３３は、ネットワーク情報データベース３１に格納されているデータを用いて、新規通信回線を収容可能かどうかを即時に判定する。まず、収容判定部３３の限界帯域または収容判定利用率計算部３３０は、限界帯域ＭＶhまたは収容判定利用率Ｑを計算する（図４ステップＳ３）。
【００４０】
新規に追加される可能性のある通信回線の最大通信帯域の集合をＨとする。この集合Ｈに含まれている全ての最大通信帯域に対して下記の計算を行う。仮に最大通信帯域の１つをｈ（ｈ∈Ｈ）とし、ネットワーク情報データベース３１から得られた既に収容されている通信回線の集合Ｃに対して、最大通信帯域ｈの新規通信回線を追加した通信回線の集合をＣhとする。また、必要帯域算出に必要となる統計情報をＧとする。上記の例では、Ｇ＝ｅである。このとき、通信リンク２に既に収容されている通信回線の必要帯域算出関数ｆ（Ｃ，Ｇ）と最大通信帯域ｈの新規通信回線を追加したときの必要帯域算出関数ｆ（Ｃh，Ｇ）とは、必要帯域計算部３２によって計算される。必要帯域計算部３２は、追加される可能性のある新規通信回線毎に必要帯域算出関数ｆ（Ｃh，Ｇ）を計算する。
【００４１】
限界帯域または収容判定利用率計算部３３０は、最大通信帯域ｈの新規通信回線を追加したときに必要となる必要帯域増分Ｖhを以下のように計算する。
Ｖh＝ｆ（Ｃh，Ｇ）−ｆ（Ｃ，Ｇ）                              ・・・（１３）
そして、限界帯域または収容判定利用率計算部３３０は、限界帯域ＭＶhと収容判定利用率Ｑを以下のように計算する。
ＭＶh＝Ｖh／ｈ                                                ・・・（１４）
【００４２】
【数７】
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【００４３】
こうして、必要帯域増分Ｖh、限界帯域ＭＶh、収容判定利用率Ｑを計算することができる。通信回線収容判定装置３のシステムの頑健性を持たせるために、Ｖh、ＭＶh、Ｑに上下限値を設けることも許容する。例えば計算した必要帯域増分Ｖhが所定の上限値を上回るときには、必要帯域増分Ｖhを上限値に制限する。同様に、計算した必要帯域増分Ｖhが所定の下限値を下回るときには、必要帯域増分Ｖhを下限値に制限する。なお、Ｃが空集合のときはＱ＝１とする。
【００４４】
続いて、残余帯域計算部３３１は、通信リンク２の残余帯域Ｒを計算する（図４ステップＳ４）。通信リンク２の既知の収容可能帯域をＤとしたとき、残余帯域計算部３３１は、以下の式により残余帯域Ｒを計算する。
Ｒ＝Ｄ−ｆ（Ｃ，Ｇ）                                          ・・・（１６）
【００４５】
限界帯域または収容判定利用率計算部３３０と残余帯域計算部３３１とは、図６に示すように、運用ポリシーに基づき、ステップＳ３，Ｓ４の計算処理を例えば１日に１回、あるいは１週間に１回といったように所定のタイミング毎に行う。また、限界帯域または収容判定利用率計算部３３０は、集合Ｈに含まれている全ての最大通信帯域に対してステップＳ３の処理を行う。
一方、判定処理部３３２は、外部から新規通信回線の受付要求を受けたときに、限界帯域ＭＶhまたは収容判定利用率Ｑを用いて、新規通信回線の収容判定を即時に行う（図４ステップＳ５）。
【００４６】
図７は収容判定部３３の判定処理部３３２の動作を示すフローチャートである。新規に追加したい新規通信回線のリストは、外部から新規通信回線受付データベース３４に格納される。判定処理部３３２は、新規通信回線受付データベース３４から新規通信回線リストを取得し（図７ステップＳ１０）、新規通信回線リストが空集合でない場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、収容判定処理を行う。
【００４７】
新規通信回線リストに含まれる新規に追加したい通信回線の集合をＮとしたとき、集合Ｎに含まれる最大通信帯域Ｂiの通信回線４−ｉの収容判定は以下の式により行われる。
Ｒ−Ｂi×Ｑ≧０                                               ・・・（１７）
式（１７）では、新規通信回線４−ｉを追加したときの通信リンク２の残余帯域を計算している。判定処理部３３２は、式（１７）が成立する場合（図７ステップＳ１２においてＹＥＳ）、新規通信回線４−ｉを収容可能と判定し（ステップＳ１３）、式（１７）が成立しない場合、新規通信回線４−ｉを収容不可能と判定する（ステップＳ１４）。
【００４８】
そして、判定処理部３３２は、新規通信回線４−ｉを収容可能と判定した場合、通信リンク２の残余帯域Ｒを、新規通信回線追加後の値Ｒ−Ｂi×Ｑに更新する（ステップＳ１５）。次に、判定処理部３３２は、新規通信回線リストから、収容判定済みの新規通信回線を取り除く（ステップＳ１６）。判定処理部３３２は、新規通信回線リストが空集合でない場合（ステップＳ１７においてＮＯ）、ステップＳ１２に戻り、次の新規通信回線４−ｊ（ｊ∈Ｎ＼｛ｉ｝）に対してステップＳ１２〜Ｓ１６の収容判定処理を行う。こうして、新規通信回線リストに含まれる新規通信回線毎にステップＳ１２〜Ｓ１６の収容判定処理を繰り返すことにより、通信回線の集合Ｎに対して収容判定処理を行う。判定処理部３３２は、新規通信回線リストが空集合になった時点で（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、収容判定処理を終了し、収容判定結果を出力する。
【００４９】
なお、図７に示した例は、通信回線４−ｉに設定される最大通信帯域Ｂiによらず一律の収容判定利用率Ｑを用いて、新規通信回線を収容可能かどうかを判定する場合の例である。通信回線４−ｉに設定される最大通信帯域Ｂi毎の収容判定率（すなわち、限界帯域ＭＶBi）を用いて、新規通信回線を収容可能かどうかを判定する場合には、式（１７）の代わりに、以下の式（１８）を用いる。
Ｒ−Ｂi×ＭＶBi≧０                                           ・・・（１８）
【００５０】
式（１８）も、新規通信回線４−ｉを追加したときの通信リンク２の残余帯域を計算している。判定処理部３３２は、式（１８）が成立する場合、新規通信回線４−ｉを収容可能と判定し、式（１８）が成立しない場合、新規通信回線４−ｉを収容不可能と判定する。また、ステップＳ１５において、残余帯域Ｒを更新する際には、通信リンク２の残余帯域Ｒを、新規通信回線追加後の値Ｒ−Ｂi×ＭＶBiに更新すればよい。
【００５１】
次に、本実施の形態の収容判定部３３におけるポイントについて説明する。一般に、必要帯域の計算は高度な仕組みを構築するほどその精度が高まるが、その一方で計算が煩雑化する可能性もある。そのため、新規通信回線の収容判定において、新規に追加する通信回線毎に必要な帯域がどれだけ増えるかを計算するのは収容判定負荷を高めることになる。本実施の形態では、限界帯域または収容判定利用率計算部３３０が計算した値（Ｑ，ＭＶh）を用いて、新規の通信回線の収容判定を簡易に行うことができるため、リアルタイムで判定を行うことも可能となる。
【００５２】
例えば、限界帯域または収容判定利用率計算部３３０で収容判定利用率Ｑ＝０．３という値が算出されたのであれば、１００Ｍｂｐｓの最大通信帯域を持つ新規回線の収容判定要求が来たときに、３０Ｍｂｐｓ以上の残余帯域Ｒがあれば収容可能と簡易に判断をすることができる。通常、統計多重効果を考慮した必要帯域計算においては、新たに１通信回線を追加したときの必要帯域増分が最大となることが一般的に考えられ、必要帯域算出関数ｆは通信回線の昇鎖集合に対して狭義単調増加関数であり、通信回線の昇鎖集合に対して限界帯域逓減が成立する考え方が自然である。そのため、収容判定を行う実施期において、限界帯域または収容判定利用率計算部３３０で計算された限界帯域ＭＶhまたは収容判定利用率Ｑを用いることで、複数の通信回線の収容判定を行うことが可能となる（図８参照）。
【００５３】
なお、本実施の形態で説明した通信回線収容判定装置３は、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、通信リンクに新規通信回線を収容可能か否かを判定する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１−Ａ，１−Ｂ…ノード、２…通信リンク、３…通信回線収容判定装置、４−１，４−２，４−３…通信回線、３０…ネットワークデータ収集部、３１…ネットワーク情報データベース、３２…必要帯域計算部、３３…収容判定部、３４…新規通信回線受付データベース、３３０…限界帯域または収容判定利用率計算部、３３１…残余帯域計算部、３３２…判定処理部。
【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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【図８】
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