(57)【要約】【課題】波長パスの伝送品質を精度よく推定する装置および方法を提供する。【解決手段】波長分割多重光信号を伝送する光ネットワークにおいてパスを管理する管理装置は、格納部、中心性計算部、予測部、推定部を備える。格納部は、光ネットワークに設定されるパスの経路上の伝送区間について、多重化される波長の数に対応する伝送品質値を格納する。中心性計算部が、光ネットワークのトポロジに基づいて、伝送区間が光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す中心性を計算する。予測部は、中心性計算部により計算される中心性に基づいて、伝送区間において多重化される波長の数を予測する。推定部は、伝送区間について、予測部により予測された波長の数に対応する伝送品質値を格納部から取得し、取得した伝送品質値に基づいてパスの伝送品質を推定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重光信号を伝送する光ネットワークにおいてパスを管理する管理装置であって、
前記光ネットワークに設定されるパスの経路上の伝送区間について、多重化される波長の数に対応する伝送品質値を格納する格納部と、
前記光ネットワークのトポロジに基づいて、前記伝送区間が前記光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す中心性を計算する中心性計算部と、
前記中心性計算部により計算される中心性に基づいて、前記伝送区間において多重化される波長の数を予測する予測部と、
前記伝送区間について、前記予測部により予測された波長の数に対応する伝送品質値を前記格納部から取得し、取得した伝送品質値に基づいて前記パスの伝送品質を推定する推定部と、
を備える管理装置。
【請求項２】
デマンドに応じて前記光ネットワークにパスが設定されたときに、前記伝送区間について計算された中心性を補正する補正部をさらに備え、
前記予測部は、前記補正部により補正された中心性に基づいて、前記伝送区間において多重化される波長の数の予測値を更新し、
前記光ネットワークに新たなパスを設定するデマンドが前記管理装置に与えられたときに、前記推定部は、前記予測部により更新された波長の数の予測値に対応する伝送品質値を前記格納部から取得し、取得した伝送品質値に基づいて前記パスの伝送品質を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項３】
前記補正部は、前記光ネットワークに新たなパスを設定する所定数のデマンドが前記管理装置に与えられたときに、前記伝送区間について計算された中心性を補正する
ことを特徴とする請求項２に記載の管理装置。
【請求項４】
前記補正部により補正された中心性が収束したかを判定する収束判定部をさらに備え、
前記予測部は、前記補正部により補正された中心性が収束したと前記収束判定部により判定されたときに、前記波長の数の予測値を更新する
ことを特徴とする請求項３に記載の管理装置。
【請求項５】
前記光ネットワークに設定されるパスの経路上の伝送区間について伝送品質値を計算する計算部をさらに備え、
前記計算部は、
前記伝送区間のＡＳＥ雑音パワーに基づいて、前記伝送区間の基本伝送品質値を計算し、
光ファイバ中に多重化される波長の数に対応するペナルティを取得し、
前記伝送区間の基本伝送品質値に前記ペナルティを付加することにより前記伝送区間の伝送品質値を計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項６】
波長分割多重光信号を伝送する光ネットワークにおいてパスを管理する管理装置であって、
前記光ネットワーク内の各伝送区間について、前記光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す中心性を、前記光ネットワークのトポロジに基づいて計算する中心性計算部と、
前記各伝送区間について、前記中心性計算部により計算された中心性に基づいて、多重化される波長の数を予測する予測部と、
前記各伝送区間について、前記予測部により予測された波長の数に基づいて補正された伝送品質値を格納する格納部と、
前記光ネットワークに設定されるパスの経路上の伝送区間について、前記格納部に格納されている伝送品質値を取得し、取得した伝送品質値に基づいて前記パスの伝送品質を推定する推定部と、
を備える管理装置。
【請求項７】
波長分割多重光信号を伝送する光ネットワークにおいてパスを管理する管理方法であって、
前記光ネットワークに設定されるパスの経路上の伝送区間について、多重化される波長の数に対応する伝送品質値を計算し、
前記光ネットワークのトポロジに基づいて、前記伝送区間が前記光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す中心性を計算し、
前記中心性に基づいて、前記伝送区間において多重化される波長の数を予測し、
前記伝送区間について、予測された波長の数に対応する伝送品質値を取得し、
前記伝送区間の伝送品質値に基づいて前記パスの伝送品質を推定する、
ことを特徴とする管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワークを管理する管理装置および管理方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
データセンターおよびモバイルデバイス等の普及に伴い、ネットワーク中のトラフィックが増え続けている。このため、大容量のデータ伝送を実現する波長多重光ネットワークを経済的に提供する方法が求められている。
【０００３】
波長多重光ネットワークの設計においては、要求されたパスを収容する際に、そのパスの経路の途中に再生中継器が必要であるか否かが判断される。このとき、要求されたパスの伝送品質が推定される。
【０００４】
図１は、波長多重光ネットワークの一例を示す。この例では、各ノードに光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ：Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）が実装されている。ＲＯＡＤＭは、コントローラによる制御に応じて、ＷＤＭ光信号から指定された波長の光信号を分岐できる。また、ＲＯＡＤＭは、ＷＤＭ光信号の空チャネルに光信号を挿入できる。伝送品質推定装置は、パス設定要求が与えられたときに、そのパスの伝送品質を推定する。
【０００５】
上述の波長多重光ネットワークにおいて、クライアントＸとクライアントＹとの間で光信号を伝送する波長パスの設定が要求されると、伝送品質推定装置は、その波長パスの伝送品質を推定する。この例では、この波長パスの伝送品質が所定の閾値よりも低いものとする。この場合、伝送品質推定装置は、この波長パスの経路の途中に再生中継器が必要であると判断する。図１に示す例では、ＲＯＡＤＭ＃３において光信号が再生されるように２本の波長パスが設定される。
【０００６】
なお、推定対象の波長パスの信号品質に対する推定精度の向上を図るネットワーク制御装置が提案されている。このネットワーク制御装置は、推定対象の波長パス内の各スパンの信号品質量に基づき、その推定対象の波長パスの信号品質量を推定する（例えば、特許文献１）。また、波長多重システムにおいて非線形効果を考慮してＯＳＮＲを推定する方法が提案されている（例えば、非特許文献１）。さらに、特許文献２に関連技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−１１５０６号公報
【特許文献２】特開２００７−２３３９２５号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】G.Bogliolo et al., Considering Transmission Impairments in RWA Problem: Greedy and Metaheuristic solutions, Proc. OFC 2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
波長多重光ネットワークにおいては、光ファイバ中に多重化される波長パスの数が増加すると、非線形効果およびクロストーク等により、各波長パスの伝送品質が劣化する。このため、伝送品質の推定においては、要求された波長パスの経路上の各スパンに多重化される波長パスの数を考慮することが好ましい。ただし、各スパンについて波長パスの数を事前に見積もるためには、クライアントからのデマンド（パス設定の要求）を予測する必要がある。しかし、将来のデマンドを精度よく予測することは容易ではない。
【００１０】
このため、従来のネットワーク設計においては、最悪のケースにおいても誤り率が所定の閾値以下になるように伝送品質の推定が行われる。すなわち、すべてのスパンにおいてすべての波長パスが利用されている状態を前提として伝送品質が推定される。しかし、この設計方法では、過剰なマージンが設定されることになる。例えば、波長パスの数が少ないスパンにおいては、伝送品質の推定値は、実際の伝送品質よりも低くなる。よって、この推定値に基づいてネットワーク設計を行うと、ネットワーク内に実装される再生中継器の数が必要以上に多くなってしまう。すなわち、ネットワークを構築するコストが増加するおそれがある。
【００１１】
本発明の１つの側面に係わる目的は、波長パスの伝送品質を精度よく推定する装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの態様の管理装置は、波長分割多重光信号を伝送する光ネットワークにおいてパスを管理する。この管理装置は、前記光ネットワークに設定されるパスの経路上の伝送区間について、多重化される波長の数に対応する伝送品質値を格納する格納部と、前記光ネットワークのトポロジに基づいて、前記伝送区間が前記光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す中心性を計算する中心性計算部と、前記中心性計算部により計算される中心性に基づいて、前記伝送区間において多重化される波長の数を予測する予測部と、前記伝送区間について、前記予測部により予測された波長の数に対応する伝送品質値を前記格納部から取得し、取得した伝送品質値に基づいて前記パスの伝送品質を推定する推定部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
上述の態様によれば、波長パスの伝送品質を精度よく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】波長多重光ネットワークの一例を示す図である。
【図２】伝送品質推定装置が使用される光ネットワークの一例を示す図である。
【図３】スパンのＯＳＮＲを計算するためのモデルの例を示す図である。
【図４】光ネットワークのトポロジと波長多重数との関係を説明する図である。
【図５】中心性について説明する図である。
【図６】第１の実施形態に係わる伝送品質推定装置の一例を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係わる伝送品質データベースの一例を示す図である。
【図８】第１の実施形態における伝送品質推定の事前処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施形態において波長パスの伝送品質を推定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】光ネットワークの一例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係わる伝送品質推定装置の一例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態に係わる伝送品質データベースの一例を示す図である。
【図１３】補助データベースの一例を示す図である。
【図１４】第２の実施形態における伝送品質推定の事前処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施形態において波長パスの伝送品質を推定する処理の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図１６】第２の実施形態において波長パスの伝送品質を推定する処理の一例を示すフローチャート（その２）である。
【図１７】伝送品質推定装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２は、本発明の実施形態に係わる伝送品質推定装置が使用される光ネットワークの一例を示す。実施形態に係わる光ネットワーク１においては、波長分割多重光信号（ＷＤＭ光信号）が伝送される。よって、光ネットワーク１の各ノードには、ＷＤＭ伝送装置が実装される。ＷＤＭ伝送装置は、たとえば、光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ）により実現される。この場合、各ノード＃Ａ〜＃ＦにそれぞれＲＯＡＤＭが実装される。
【００１６】
ネットワーク管理システム２は、クライアントから与えられるデマンドに対応する波長パスを設定する。デマンドは、始点ノードおよび終点ノードを指定する情報を含む。よって、ネットワーク管理システム２は、始点ノードと終点ノードとの間に波長パスを設定するための経路を決定する。そして、ネットワーク管理システム２は、始点ノード、終点ノード、および経路上の各ノードに対して、デマンドに対応する波長パスを設定するための指示を与える。なお、ネットワーク管理システム２は、光ネットワーク１において波長パスを管理する管理装置の一例である。
【００１７】
ネットワーク管理システム２は、設定する波長パスの伝送品質を推定する。よって、ネットワーク管理システム２は、波長パスの伝送品質を推定する伝送品質推定装置３を備える。伝送品質推定装置３は、設定する波長パスの伝送品質を推定し、その推定値と所定の閾値とを比較する。そして、波長パスの伝送品質の推定値が閾値よりも悪いときは、ネットワーク管理システム２は、始点ノードと終点ノードとの間の経路上で光信号が再生されるように、波長パスを再設定する。なお、伝送品質推定装置３は、ネットワーク管理システム２の中に実装されてもよいし、ネットワーク管理システム２の外部に設けられてもよい。
【００１８】
伝送品質推定装置３は、波長パスの経路上の各伝送区間の伝送品質を推定し、各伝送区間の伝送品質の推定値に基づいて波長パスの伝送品質を推定する。なお、この例では、伝送品質推定装置３は、伝送品質として光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）を推定する。また、以下の記載では、互いに隣接する２つのノードに対応する伝送区間を「スパン」を呼ぶことがある。この場合、例えば、ノード＃Ａとノード＃Ｂとの間の伝送区間を「スパンＡＢ」と呼び、ノード＃Ｂとノード＃Ｃとの間の伝送区間を「スパンＢＣ」と呼ぶ。
【００１９】
このように、伝送品質推定装置３は、波長パスの経路上の各スパンのＯＳＮＲをそれぞれ推定し、各スパンのＯＳＮＲの推定値に基づいて波長パスのＯＳＮＲを推定する。よって、まず、スパンのＯＳＮＲについて簡単に説明する。
【００２０】
スパンは、図２に示すように、互いに隣接するノードおよびそれらの間の光ファイバにより構成される。よって、各スパンを伝搬する光信号は、図３（ａ）に示すように、光ファイバを通過することで減衰し、ＲＯＡＤＭの中の光アンプにより増幅される。Ｌは、光ファイバによる減衰量を表し、Ｇは、光アンプのゲインを表す。ここで、スパンの入力光の信号パワーおよび雑音パワーがそれぞれＳin、Ｎinであるものとする。この場合、スパンの出力光は（１）式で表される。
【００２１】
【数１】
2019047455.tif 000003
ＳoutおよびＮoutは、それぞれ、出力光の信号パワーおよび雑音パワーを表す。また、ＯＳＮＲoutは、出力信号のＯＳＮＲを表す。Ｎaは、スパン中で発生する雑音パワーを表す。この雑音パワーＮaは、スパン中の光アンプにおいて発生するＡＳＥ雑音等に起因する。
【００２２】
ここで、光信号が１または複数のスパンを伝搬する過程でその光信号の信号パワーを一定のレベルに保持するために、ＬとＧとの積が「１」となるように光アンプが調整されているものとする。この場合、スパンの出力光は（２）式で表される。
【００２３】
【数２】
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【００２４】
スパンの出力光のＯＳＮＲoutは、（２）式に示すように、入力雑音パワーＮinに依存する。ただし、スパンの伝送特性を表すためには、入力雑音パワーＮinの影響が無いことが好ましい。よって、以下の記載では、（２）式において入力雑音パワーＮinにゼロを与えることにより得られる値をスパンのＯＳＮＲと定義する。すなわち、スパンのＯＳＮＲは（３）式で表される。
【００２５】
【数３】
2019047455.tif 000005
【００２６】
次に、図３（ｂ）に示す２個の連続するスパン（＃１、＃２）から構成されるパスのＯＳＮＲについて検討する。なお、Ｌ1、Ｇ1、Ｎa1は、スパン＃１における光ファイバによる減衰量、光アンプのゲイン、スパン中で発生するＡＳＥ雑音等に起因する雑音パワーを表す。Ｌ2、Ｇ2、Ｎa2は、スパン＃２における光ファイバによる減衰量、光アンプのゲイン、スパン中で発生するＡＳＥ雑音等に起因する雑音パワーを表す。この場合、スパン＃２の出力光は（４）式で表される。
【００２７】
【数４】
2019047455.tif 000006
【００２８】
ここで、Ｌ1とＧ1との積が「１」となり、且つ、Ｌ2とＧ2との積が「１」とるように各光アンプが調整されているものとする。この場合、スパン＃２の出力光は（５）式で表される。
【００２９】
【数５】
2019047455.tif 000007
【００３０】
さらに、（５）式において入力雑音パワーＮinにゼロを与えると、スパン＃１、＃２から構成されるパスのＯＳＮＲが得られる。すなわち、パスのＯＳＮＲは（６）式で表される。
【００３１】
【数６】
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【００３２】
このように、複数の連続するスパンから構成されるパスのＯＳＮＲは、各スパンのＯＳＮＲの逆数の和に基づいて算出される。よって、伝送品質推定装置３は、要求された波長パスのＯＳＮＲを推定するときは、その波長パスの経路上の各スパンのＯＳＮＲを取得する。
【００３３】
各スパンのＯＳＮＲは、（３）式に示すように、スパン中で発生する雑音パワーに依存する。この雑音パワーは、スパンの距離（光ファイバの長さ）、光ファイバの種別、スパン中に実装される光アンプの特性などに基づいて決まる。よって、この雑音パワーは、既知である。すなわち、各スパンのＯＳＮＲは、測定またはシミュレーション等により予め算出することが可能である。
【００３４】
ただし、ＷＤＭ光ネットワークにおいては、波長パスのＯＳＮＲは、光ファイバ中に多重化される波長パスの数に依存する。具体的には、光ファイバ中に多重化される波長パスの数が増加すると、非線形効果およびクロストーク等により、各波長パスの伝送品質が劣化する。このため、各スパンのＯＳＮＲは、測定またはシミュレーション等により算出した後、波長多重数を考慮して補正することが好ましい。
【００３５】
ところが、上述したように、ＷＤＭ光ネットワークの各スパンの将来の波長多重数を予測することは困難である。そこで、伝送品質推定装置３は、ＷＤＭ光ネットワークのトポロジに基づいて、各スパンの波長多重数を予測する。
【００３６】
図４は、光ネットワークのトポロジと波長多重数との関係を説明する図である。この例では、各ノード間にそれぞれ１本の波長パスが設定されている。具体的には、ノード＃Ａ−＃Ｂ間、ノード＃Ａ−＃Ｃ間、ノード＃Ａ−＃Ｄ間、ノード＃Ａ−＃Ｅ間、ノード＃Ａ−＃Ｆ間、ノード＃Ｂ−＃Ｃ間、ノード＃Ｂ−＃Ｄ間、ノード＃Ｂ−＃Ｅ間、ノード＃Ｂ−＃Ｆ間、ノード＃Ｃ−＃Ｄ間、ノード＃Ｃ−＃Ｅ間、ノード＃Ｃ−＃Ｆ間、ノード＃Ｄ−＃Ｅ間、ノード＃Ｄ−＃Ｆ間、ノード＃Ｅ−＃Ｆ間にそれぞれ１本の波長パスが設定されている。
【００３７】
この場合、スパンＡＢおよびスパンＥＦにおいては、それぞれ５本の波長パスが多重化される。また、スパンＢＣおよびスパンＤＥにおいては、それぞれ８本の波長パスが多重化される。さらに、スパンＣＤにおいては、９本の波長パスが多重化される。すなわち、光ネットワークの中心の近くに配置されるスパンでは、波長多重数が多くなる。一方、光ネットワークの中心から遠く離れた位置に配置されるスパンでは、波長多重数が少なくなる。
【００３８】
したがって、伝送品質推定装置３は、この特性を利用して各スパンの波長多重数を予測する。具体的には、伝送品質推定装置３は、トポロジの媒介中心性を利用して各スパンの波長多重数を予測する。
【００３９】
媒介中心性は、グラフ上の点の重要性を表す指標の１つであり、グラフのトポロジのみに基づいて算出される。具体的には、媒介中心性Ｃは（７）式で算出される。
【００４０】
【数７】
2019047455.tif 000009
【００４１】
一例として、図５に示すグラフにおいて、ノード＃４の媒介中心性を計算する。なお、このグラフは、ノード＃１〜＃４を有する。また、ノード＃１−＃４間、ノード＃２−＃４間、ノード＃３−＃４間がそれぞれ接続されている。
【００４２】
ノード＃ｊとノード＃ｋとの間の最短経路の数は、６本（Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３４）である。また、ノード＃４を通過する最短経路の数は、３本（Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３）である。したがって、ノード＃４の媒介中心性は、「３／６」である。
【００４３】
本発明の実施形態の伝送品質推定方法では、各スパンの中心性が媒介中心性により表されるように、媒介中心性の定義が拡張される。すなわち、各スパンが光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す指標として、拡張された媒介中心性が使用される。具体的には、各スパンの中心性Ｃ(s)は（８）式で表される。なお、ｓは、光ネットワーク内のスパンを識別する。
【００４４】
【数８】
2019047455.tif 000010
【００４５】
図５に示すグラフにおいて、例えば、ノード＃１とノード＃４との間のスパンの中心性Ｃ(1-4)は、以下のように計算される。即ち、ノード＃ｊとノード＃ｋとの間の最短経路の数は、６本（Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３４）である。また、ノード＃１とノード＃４との間のスパンを通過する最短経路の数は、３本（Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４）である。よって、このスパンの中心性Ｃ(1-4)は、「３／６」である。
【００４６】
なお、デマンドに応じて光ネットワーク上に波長パスを設定する場合、サービスの継続性を高めるためには、冗長パスを設けることが好ましい。この場合、始点ノードと終点ノードとの間に、物理的に異なる複数の経路上にそれぞれ波長パスが設定される。なお、ｎ冗長構成においては、各スパンの中心性Ｃ(s)は（９）式で表される。ｎ冗長構成は、始点ノードと終点ノードとの間にｎ本の波長パスが設定されるネットワークを意味する。
【００４７】
【数９】
2019047455.tif 000011
【００４８】
＜第１の実施形態＞
図６は、第１の実施形態に係わる伝送品質推定装置１０の一例を示す。伝送品質推定装置１０は、図６に示すように、中心性計算部１１、波長多重数予測部１２、スパン伝送品質計算部１３、伝送品質データベース１４、パス計算部１５、パス伝送品質計算部１６、判定部１７を備える。なお、伝送品質推定装置１０は、図６に示していない他の機能または要素を備えていてもよい。
【００４９】
中心性計算部１１は、ネットワーク構成情報に基づいて各スパンの中心性を計算する。ネットワーク構成情報は、光ネットワークのトポロジを表すトポロジ情報を含む。トポロジ情報は、光ネットワークを構成するノードおよびノード間を接続する光ファイバリンクを表す。そして、ネットワーク構成情報は、例えば、ネットワーク管理者から伝送品質推定装置１０に与えられる。また、スパンの中心性は、そのスパンが光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表し、例えば、（８）式により計算される。このように、各スパンの中心性は、デマンド（ここでは、波長パスの設定要求）とは無関係に、光ネットワークのトポロジに基づいて決定される。
【００５０】
なお、光ネットワークが冗長パスを提供する構成においては、中心性計算部１１は、パスの冗長度を考慮して各スパンの中心性を計算する。パスの冗長度を表す冗長度情報は、ユーザまたはネットワーク管理者から伝送品質推定装置１０に与えられる。この場合、スパンの中心性は、例えば、（９）式により計算される。
【００５１】
波長多重数予測部１２は、中心性計算部１１により計算される中心性に基づいて、各スパンの波長多重数を予測する。波長多重数は、光ファイバ中に多重化される波長（具体的には、波長パス）の数を表す。
【００５２】
スパン伝送品質計算部１３は、ネットワーク構成情報、ペナルティ情報、及び波長多重数予測部１２により予測された波長多重数に基づいて、各スパンの伝送品質を計算する。この実施例では、伝送品質として光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）が計算される。また、ペナルティ情報は、光ファイバ中に複数の波長パスが多重化されたときに、光信号間で発生する非線形効果およびクロストーク等に起因するＯＳＮＲの劣化量を表す。ここで、非線形効果およびクロストークに起因するＯＳＮＲの劣化量は、光ファイバ中に多重化される波長パスの数に依存する。すなわち、ペナルティは、波長多重数に依存する。なお、この実施例では、ペナルティ情報は、測定またはシミュレーション等によって波長多重数に対して予め生成されているものとする。なお、ペナルティは、波長多重数および波長配置などに依存するが、この実施例では、説明を簡単にするために、波長多重数に対して一意に算出されるものとする。
【００５３】
スパン伝送品質計算部１３は、まず、各スパンについて基本ＯＳＮＲを計算する。基本ＯＳＮＲは、例えば、（３）式で計算される。即ち、基本ＯＳＮＲは、スパン中の光アンプにおいて発生するＡＳＥ雑音パワー等に基づいて計算される。ＡＳＥ雑音パワーは、光アンプの特性に依存し、既知であるものとする。なお、各スパンの基本ＯＳＮＲが予め計算されてメモリに格納されているケースでは、スパン伝送品質計算部１３は、各スパンの基本ＯＳＮＲをメモリから取得する。
【００５４】
続いて、スパン伝送品質計算部１３は、各スパンについて、波長多重数予測部１２により予測される波長多重数に応じて基本ＯＳＮＲを補正する。具体的には、各スパンの基本ＯＳＮＲに、それぞれ、波長多重数予測部１２により予測される波長多重数に対応するペナルティが付加される。この結果、各スパンのＯＳＮＲの推定値が生成される。そして、スパン伝送品質計算部１３による計算結果は、伝送品質情報として伝送品質データベース１４に格納される。
【００５５】
図７は、伝送品質データベース１４の一例を示す。スパン番号は、光ネットワーク内の各スパンを識別する。基本ＯＳＮＲは、上述したように、スパン中の光アンプにおいて発生するＡＳＥ雑音パワー等に基づいて計算される。波長多重数は、上述したように、波長多重数予測部１２により予測される。ペナルティは、波長多重数に応じて導出される。ＯＳＮＲ推定値は、波長多重数に対応するペナルティで基本ＯＳＮＲを補正することで得られる。例えば、ＯＳＮＲ推定値は、基本ＯＳＮＲに対応するペナルティを付加することで算出される。ただし、基本ＯＳＮＲ、波長多重数、ペナルティは、伝送品質データベース１４に格納されなくてもよい。このように、伝送品質データベース１４は、光ネットワーク内の各スパンについて、多重化される波長パスの数に対応するＯＳＮＲ推定値を格納する。
【００５６】
パス計算部１５は、与えられたデマンドを満足する波長パスを指定する。デマンドは、始点ノードおよび終点ノード（または、パスの両端のノード）を表す情報を含む。したがって、パス計算部１５は、デマンドにより指定される始点ノードと終点ノードとの間の経路および波長チャネルを決定する。経路は、例えば、始点ノードと終点ノードとを接続する経路の中で最も短い経路が選択される。波長チャネルは、例えば、選択された経路上の未使用の波長チャネルの中で最も波長の短いチャネルが選択される。以下の記載では、パス計算部１５により指定される波長パスを「目的波長パス」と呼ぶことがある。なお、光ネットワークが冗長パスを提供する構成においては、パス計算部１５は、始点ノードと終点ノードとの間で複数の波長パスを指定する。
【００５７】
パス伝送品質計算部１６は、目的波長パスが設定される経路を構成する１または複数のスパンを特定する。以下の記載では、目的波長パスが設定される経路を構成するスパンを「目的スパン」と呼ぶことがある。そして、パス伝送品質計算部１６は、伝送品質データベース１４を参照することにより、各目的スパンのＯＳＮＲ推定値を取得する。さらに、パス伝送品質計算部１６は、各目的スパンのＯＳＮＲ推定値から目的波長パスのＯＳＮＲを推定する。
【００５８】
判定部１７は、パス伝送品質計算部１６により計算された目的波長パスのＯＳＮＲ推定値と所定の閾値とを比較する。この閾値は、例えば、光ネットワークが要求する誤り率を満足するように決定される。この場合、閾値は、光ネットワークの設計者または管理者により、測定またはシミュレーション等により予め決定される。そして、判定部１７は、目的波長パスのＯＳＮＲ推定値が閾値よりも高いか否かを判定する。
【００５９】
図８は、第１の実施形態における伝送品質推定方法の事前処理の一例を示すフローチャートである。事前処理は、ネットワーク管理システムがデマンドを受け付ける前に伝送品質推定装置１０により実行される。また、事前処理は、伝送品質データベース１４を作成する処理を含む。
【００６０】
Ｓ１において、中心性計算部１１は、ネットワーク構成情報に基づいて各スパンの中心性を計算する。スパンの中心性は、上述したように、そのスパンが光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す。また、スパンの中心性は、例えば（８）式または（９）式により計算される。
【００６１】
Ｓ２において、波長多重数予測部１２は、中心性計算部１１により計算される中心性に基づいて、各スパンの波長多重数を予測する。波長多重数は、光ファイバ中に多重化される波長（具体的には、波長パス）の数を表す。一例としては、波長多重数予測部１２は、（１０）式を用いて、スパンｓの波長多重数Ｍ(s)を予測する。
【００６２】
【数１０】
2019047455.tif 000012
【００６３】
（１０）式において、Ｃ(s)は、スパンｓについて中心性計算部１１により計算された中心性を表す。max{Ｃ(s)}は、光ネットワーク内のすべてのスパンについて計算された中心性のなかの最大値を表す。多重化可能な最大波長数は、ＷＤＭシステムにおいて光ファイバ中に多重化可能な波長チャネルの数を表す。特に限定されるものではないが、多重化可能な最大波長数は、例えば、８８である。
【００６４】
Ｓ３〜Ｓ６は、各スパンに対してそれぞれ実行される。以下の記載では、Ｓ３〜Ｓ６の処理が実行されるスパンを「対象スパン」と呼ぶことがある。
【００６５】
Ｓ３において、スパン伝送品質計算部１３は、対象スパンの基本ＯＳＮＲを計算または取得する。基本ＯＳＮＲは、上述したように、スパン中の光アンプにおいて発生するＡＳＥ雑音パワー等に基づいて計算される。
【００６６】
Ｓ４において、スパン伝送品質計算部１３は、対象スパンのペナルティを決定する。スパンのペナルティは、光ファイバ中に複数の波長パスが多重化されたときに、光信号間で発生する非線形効果およびクロストークに起因するＯＳＮＲの劣化量を表す。ここで、非線形効果およびクロストークに起因するＯＳＮＲの劣化量は、光ファイバ中に多重化される波長パスの数に依存する。すなわち、ペナルティは、波長多重数に依存する。よって、スパン伝送品質計算部１３は、波長多重数予測部１２により予測された波長多重数に応じてペナルティを計算する。なお、波長多重数に対して予めペナルティが計算されてメモリに格納されているときは、スパン伝送品質計算部１３は、波長多重数予測部１２により予測された波長多重数に対応するペナルティ値をメモリから取得してもよい。
【００６７】
Ｓ５において、スパン伝送品質計算部１３は、対象スパンの基本ＯＳＮＲおよびペナルティから対象スパンのＯＳＮＲを推定する。具体的には、対象スパンの基本ＯＳＮＲに対応するペナルティを付加することにより対象スパンのＯＳＮＲ推定値が得られる。
【００６８】
Ｓ６において、スパン伝送品質計算部１３は、対象スパンのＯＳＮＲ推定値を伝送品質データベース１４に追加する。したがって、光ネットワーク内のすべてのスパンに対してＳ３〜Ｓ６の処理を実行することにより伝送品質データベース１４が作成される。
【００６９】
図９は、第１の実施形態において波長パスの伝送品質を推定する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、ネットワーク管理システムにデマンドが与えられたときに実行される。
【００７０】
Ｓ１１において、伝送品質推定装置１０は、ネットワーク管理システムに与えられたデマンドを取得する。Ｓ１２において、パス計算部１５は、デマンドを満足する波長パスを指定する。デマンドは、始点ノードおよび終点ノード（または、パスの両端のノード）を表す情報を含む。したがって、パス計算部１５は、デマンドにより指定される始点ノードと終点ノードとの間の経路および波長チャネルを決定する。以下の記載では、パス計算部１５により指定される波長パスを「目的波長パス」と呼ぶことがある。
【００７１】
Ｓ１３において、パス伝送品質計算部１６は、目的波長パスが設定される経路を構成する１または複数のスパンを特定する。すなわち、始点ノードと終点ノードとの間の経路を構成するスパンが特定される。以下の記載では、目的波長パスが設定される経路を構成するスパンを「目的スパン」と呼ぶことがある。Ｓ１４において、パス伝送品質計算部１６は、伝送品質データベース１４を参照することにより、各目的スパンのＯＳＮＲ推定値を取得する。
【００７２】
Ｓ１５において、パス伝送品質計算部１６は、各目的スパンのＯＳＮＲ推定値から目的波長パスのＯＳＮＲを計算する。目的波長パスのＯＳＮＲは、（１１）式により計算される。
【００７３】
【数１１】
2019047455.tif 000013
（１１）式で使用される変数ｓdは、目的波長パスが設定される経路上の各スパン（すなわち、各目的スパン）を識別する。ＯＳＮＲ(sd)は、ｓdにより識別される目的スパンのＯＳＮＲ推定値を表す。このように、目的波長パスのＯＳＮＲは、各目的スパンのＯＳＮＲ推定値の逆数の和の逆数を計算することで得られる。
【００７４】
Ｓ１６において、判定部１７は、目的波長パスのＯＳＮＲ推定値と所定の閾値とを比較する。この閾値は、例えば、光ネットワークが要求する誤り率を満足するように決定される。そして、目的波長パスのＯＳＮＲ推定値が閾値以上であれば、伝送品質推定装置１０の処理は終了する。一方、目的波長パスのＯＳＮＲ推定値が閾値よりも低ければ、判定部１７は、Ｓ１７において、目的波長パスを複数の波長パスに分割する。このとき、目的波長パスは、例えば、２つの波長パスに分割される。この場合、２つの波長パスの伝送距離は、互いに大きく異ならないことが好ましい。また、目的波長パスが分割されるノードにおいて光信号が再生されるように、各波長パスが設定される。
【００７５】
例えば、図１に示す光ネットワークにおいて、ＲＯＡＤＭ＃１、＃５間を接続する波長パスを表すデマンドが与えられ、この波長パスのＯＳＮＲ推定値が閾値よりも低いものとする。この場合、判定部１７は、ＲＯＡＤＭ＃１、＃５間を接続する波長パスを、ＲＯＡＤＭ＃１、＃３間を接続する波長パスおよびＲＯＡＤＭ＃３、＃５間を接続する波長パスに分割する。また、各波長パスを介して伝送される光信号は、ＲＯＡＤＭ＃３において再生される。
【００７６】
この後、伝送品質推定装置１０の処理はＳ１２に戻る。すなわち、各波長パスのＯＳＮＲ推定値が閾値以上になるまでＳ１２〜Ｓ１６の処理が繰る返し実行される。
【００７７】
次に、伝送品質データベース１４の作成および要求された波長パスの伝送品質の推定の実施例を説明する。なお、この実施例の光ネットワークは、図１０に示すように、ノード＃Ａ〜＃Ｆを備える。ｓ１〜ｓ８は、スパンを表す。例えば、ｓ１は、ノード＃Ａ、＃Ｂ間のスパンを表し、ｓ２は、ノード＃Ｂ、＃Ｃ間のスパンを表す。各スパンに対して付与されている３つの値は、中心性Ｃ(s)、波長多重数Ｍ(s)、ＯＳＮＲ推定値を表す。
【００７８】
各スパンの中心性は、図８に示すＳ１において（８）式または（９）式を用いて計算される。図１０に示す例では、中心性は、（８）式により計算されている。
【００７９】
各スパンの波長多重数は、図８に示すＳ２において（１０）式により計算される。図１０に示す例では、各スパンの中心性Ｃ(s)のなかの最大値max{Ｃ(s)}は「4/15」である。また、多重化可能な最大波長数は８８である。そうすると、各スパンについて計算される波長多重数の予測値は、図１０に示す通りである。例えば、スパンｓ１の波長多重数予測値Ｍ(s1)は、以下のように計算される。
Ｍ(s1)＝{(2/15)／(4/15)}×８８＝４４
また、例えば、スパンｓ２の波長多重数予測値Ｍ(s2)は、以下のように計算される。
Ｍ(s2)＝{(4/15)／(4/15)}×８８＝８８
【００８０】
各スパンのＯＳＮＲ推定値は、図８に示すＳ３〜Ｓ５により計算される。すなわち、基本ＯＳＮＲは、スパン中の光アンプにおいて発生するＡＳＥ雑音パワー等に基づいて計算される。また、ペナルティは、波長多重数に基づいて決定される。例えば、スパンｓ１に対しては、波長多重数が４４である状態に対応するペナルティが得られ、スパンｓ２に対しては、波長多重数が８８である状態に対応するペナルティが得られる。さらに、ＯＳＮＲ推定値は、基本ＯＳＮＲおよび対応するペナルティから計算される。そして、各スパンについて計算されたＯＳＮＲ推定値は、伝送品質データベース１４に格納される。なお、この例では、各スパンのＯＳＮＲ推定値は、「ＯＳＮＲ(s)」で表記される。例えば、ＯＳＮＲ(1)は、スパンｓ１のＯＳＮＲ推定値を表し、ＯＳＮＲ(2)は、スパンｓ２のＯＳＮＲ推定値を表す。
【００８１】
ここで、ノード＃Ａとノード＃Ｃとを接続する波長パスを要求するデマンドが伝送品質推定装置１０に与えられるものとする。そして、このデマンドに対して、パス計算部１５は、ノード＃Ａからノード＃Ｂを経由してノード＃Ｃに至る波長パスを指定するものとする。
【００８２】
この場合、この波長パスが設定される経路を構成するスパンとしてスパンｓ１およびスパンｓ２が特定される。そうすると、パス伝送品質計算部１６は、スパンｓ１およびスパンｓ２のＯＳＮＲ推定値（ＯＳＮＲ(1)、ＯＳＮＲ(2)）を伝送品質データベース１４から取得する。そして、パス伝送品質計算部１６は、取得したＯＳＮＲ推定値から波長パスのＯＳＮＲを計算する。この場合、この波長パスのＯＳＮＲ推定値は（１２）式で計算される。
【００８３】
【数１２】
2019047455.tif 000014
【００８４】
波長パスのＯＳＮＲ推定値が閾値よりも小さければ、伝送品質推定装置１０は、ノード＃Ｂにおいて光信号が再生されるように波長パスを分割し、分割により得られる各波長パスの伝送品質を推定する。一方、波長パスのＯＳＮＲ推定値が閾値以上であれば、ネットワーク管理システムは、その波長パスを設定するための指示をノード＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃに与える。この結果、デマンドに対応する波長パスが実際に設定される。
【００８５】
このように、第１の実施形態に係わる伝送品質推定装置１０は、光ネットワークのトポロジに基づいて各スパンの波長多重数を予測し、その予測結果を利用して波長パスのＯＳＮＲを推定する。よって、全てのスパンにおいて全ての波長チャネルが使用される状態を前提としてＯＳＮＲを推定する方法と比べると、第１の実施形態に係わる方法では、波長多重数についての過剰なマージンが除去される。したがって、ＯＳＮＲ推定の精度が向上し、ＯＳＮＲ推定値が実際のＯＳＮＲに対して大幅に小さくなることはない。この結果、光ネットワーク上に過剰な数の再生中継器が実装されることはなく、光ネットワークのコストを削減できる。
【００８６】
なお、スパンのペナルティは、すべての波長多重数に対してそれぞれ用意する必要はなく、いくつかの代表値ｋに対して用意するだけでもよい。例えば、多重化可能な最大波長数は８８である場合は、代表値ｋとして、２２、４４、６６、８８が設定される。すなわち、波長多重数が２２、４４、６６、８８である状態に対してそれぞれ対応するペナルティ（Ｐ22、Ｐ44、Ｐ66、Ｐ88）が用意される。
【００８７】
この場合、スパン伝送品質計算部１３は、図８のＳ４において、波長多重数Ｍ(s)を算出した後、Ｍ(s)よりも大きい代表値の中で、最も小さい代表値を選択する。たとえば、あるスパンの波長多重数の予測値Ｍ(s)が３５である場合は、そのスパンの代表値として４４が選択される。そうすると、スパン伝送品質計算部１３は、Ｓ４において、ペナルティＰ44を取得し、Ｓ５において、そのスパンの基本ＯＳＮＲおよびペナルティＰ44からそのスパンのＯＳＮＲを推定する。この構成によれば、予め用意すべきペナルティ値が少なくなるので、そのための測定またはシミュレーションが簡単になる。
【００８８】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、光ネットワークのトポロジに基づいて各スパンの波長多重数が予測される。これに対して、第２の実施形態では、光ネットワークのトポロジに基づいて各スパンの波長多重数の初期予測値が計算された後、実際のデマンドに応じてその予測値が更新される。
【００８９】
図１１は、第２の実施形態に係わる伝送品質推定装置２０の一例を示す。伝送品質推定装置２０は、図１１に示すように、中心性計算部１１、パス計算部１５、判定部１７、スパン伝送品質計算部２１、伝送品質データベース２２、補助データベース２３、中心性補正部２４、収束判定部２５、波長多重数予測部２６、パス伝送品質計算部２７を備える。なお、伝送品質推定装置２０は、図１１に示していない他の機能または要素を備えていてもよい。
【００９０】
スパン伝送品質計算部２１は、ネットワーク構成情報およびペナルティ情報に基づいて、各スパンについて、波長多重数に対応するＯＳＮＲを計算する。ネットワーク構成情報は、第１の実施形態と同様に、光ネットワークのトポロジを表すトポロジ情報を含む。ペナルティ情報は、第１の実施形態と同様に、波長多重数に対して、光信号間で発生する非線形効果およびクロストークに起因するＯＳＮＲの劣化量を表す。そして、スパン伝送品質計算部２１による計算結果は、伝送品質情報として伝送品質データベース２２に格納される。
【００９１】
図１２は、伝送品質データベース２２の一例を示す。伝送品質データベース２２には、各スパンに対して、且つ、波長多重数に対して、ＯＳＮＲ推定値が格納される。なお、ＯＳＮＲ推定値は、「ＯＳＮＲ(s,k)」で表記される。ｓは、光ネットワーク内のスパンを識別する。ｋは、波長多重数を表す。例えば、ＯＳＮＲ(1,2)は、スパンｓ１において２本の波長パスが多重化されているときのＯＳＮＲ推定値を表し、ＯＳＮＲ(1,88)は、スパンｓ１において８８本の波長パスが多重化されているときのＯＳＮＲ推定値を表す。
【００９２】
中心性計算部１１は、第１の実施形態と同様に、ネットワーク構成情報に基づいて各スパンの中心性を計算する。また、光ネットワークが冗長パスを提供する構成においては、中心性計算部１１は、パスの冗長度を考慮して各スパンの中心性を計算する。そして、各スパンについて計算された中心性を表す中心性情報は、補助データベース２３に格納される。
【００９３】
図１３は、補助データベース２３の一例を示す。補助データベース２３には、各スパンについて、中心性計算部１１により計算された中心性Ｃ(s)が格納される。なお、中心性補正部２４により中心性Ｃ(s)が補正されたときには、補正後の値が補助データベース２３に格納される。また、すなわち、補助データベース２３に格納される中心性Ｃ(s)の値は、中心性補正部２４により更新され得る。補助データベース２３には、各スパンについて、波長多重性の予測値Ｍ(s)も格納される。波長多重性の予測値Ｍ(s)については後述する。
【００９４】
パス計算部１５は、第１の実施形態と同様に、与えられたデマンドを満足する波長パスを指定する。以下の記載では、パス計算部１５により指定される波長パスを「目的波長パス」と呼ぶことがある。なお、光ネットワークが冗長パスを提供する構成においては、パス計算部１５は、始点ノードと終点ノードとの間に複数の波長パスを設定する。
【００９５】
中心性補正部２４は、中心性計算部１１により計算された各スパンの中心性を、デマンドに応じて補正する。すなわち、光ネットワークのトポロジに基づいて計算された各スパンの中心性は、デマンドに応じて実際に設定された波長パスに基づいて更新される。なお、中心性補正部２４による計算結果は、補助データベース２３に格納される。
【００９６】
収束判定部２５は、各スパンについて、中心性補正部２４により補正された中心性が収束したか判定する。そして、この判定結果は、波長多重数予測部２６に与えられる。
【００９７】
波長多重数予測部２６は、各スパンについて、補助データベース２３に格納されている中心性に基づいて波長多重数を予測する。よって、中心性補正部２４により中心性が補正されたときは、波長多重数予測部２６は、補正された中心性に基づいて波長多重数を予測する。ただし、伝送品質推定装置２０の初期動作時においては、波長多重数は、所定の初期値に設定される。また、補正後の中心性が収束していないと収束判定部２５により判定されたときも、波長多重数は、初期値に設定される。波長多重数の初期値は、ＷＤＭシステムにおいて設定することができる波長チャネルの数の最大値（すなわち、多重化可能な最大波長数）である。
【００９８】
パス伝送品質計算部２７は、目的波長パスが設定される経路を構成する１または複数のスパンを特定する。そして、パス伝送品質計算部２７は、特定した各スパンについて、波長多重数に対応するＯＳＮＲ推定値を伝送品質データベース２２から取得する。そして、パス伝送品質計算部２７は、伝送品質データベース２２から取得した１または複数のＯＳＮＲ推定値から目的波長パスのＯＳＮＲを推定する。
【００９９】
判定部１７は、第１の実施形態と同様に、パス伝送品質計算部２７により計算された目的波長パスのＯＳＮＲ推定値と所定の閾値とを比較する。そして、判定部１７は、目的波長パスのＯＳＮＲ推定値が閾値よりも高いか否か判定する。
【０１００】
図１４は、第２の実施形態における伝送品質推定方法の事前処理の一例を示すフローチャートである。事前処理は、ネットワーク管理システムがデマンドを受け付ける前に伝送品質推定装置２０により実行される。また、事前処理は、伝送品質データベース２２を作成する処理を含む。
【０１０１】
Ｓ２１〜Ｓ２３は、光ネットワーク内のすべてのスパンに対して実行される。以下の記載では、Ｓ２１〜Ｓ２３の処理が実行されるスパンを「対象スパン」と呼ぶことがある。
【０１０２】
Ｓ２１において、スパン伝送品質計算部２１は、対象スパンの基本ＯＳＮＲを計算または取得する。基本ＯＳＮＲは、上述したように、スパン中の光アンプにおいて発生するＡＳＥ雑音パワー等に基づいて計算される。
【０１０３】
Ｓ２２〜Ｓ２３は、各波長多重数に対して実行される。例えば、多重化可能な最大波長数が８８である場合、Ｓ２２〜Ｓ２３は、各スパンに対して、且つ、波長多重数１〜８８に対してそれぞれ実行される。
【０１０４】
Ｓ２２において、スパン伝送品質計算部２１は、対象スパンの基本ＯＳＮＲおよび対応するペナルティから対象スパンのＯＳＮＲを推定する。具体的には、対象スパンの基本ＯＳＮＲに波長多重数に対応するペナルティを付加することで、ＯＳＮＲ推定値が計算される。Ｓ２３において、スパン伝送品質計算部２１は、対象スパンのＯＳＮＲ推定値を伝送品質データベース２２に追加する。したがって、光ネットワーク内のすべてのスパンに対してＳ２１〜Ｓ２３の処理を実行することにより、図１２に示す伝送品質データベース２２が作成される。
【０１０５】
Ｓ２４において、中心性計算部１１は、ネットワーク構成情報に基づいて各スパンの中心性を計算する。スパンの中心性は、上述したように、（８）式または（９）式により計算される。Ｓ２５において、波長多重数予測部２６は、波長多重数の初期予測値を設定する。波長多重数の初期予測値は、この実施例では、「多重化可能な最大波長数（例えば、８８）」である。
【０１０６】
図１５〜図１６は、第２の実施形態において波長パスの伝送品質を推定する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、ネットワーク管理システムにデマンドが与えられたときに実行される。
【０１０７】
Ｓ３１〜Ｓ３３は、図９に示すＳ１１〜Ｓ１３と実施的に同じである。すなわち、Ｓ３１において、伝送品質推定装置２０は、デマンドを取得する。Ｓ３２において、パス計算部１５は、デマンドを満足する波長パスを指定する。以下の記載では、パス計算部１５により指定される波長パスを「目的波長パス」と呼ぶことがある。Ｓ３３において、パス伝送品質計算部２７は、目的波長パスが設定される経路を構成する１または複数のスパンを特定する。以下の記載では、目的波長パスが設定される経路を構成するスパンを「目的スパン」と呼ぶことがある。
【０１０８】
Ｓ３４において、波長多重数予測部２６は、補助データベース２３を参照することにより、各目的スパンの中心性Ｃ(s)を取得する。続いて、波長多重数予測部２６は、各目的スパンについて、（１０）式を利用して中心性Ｃ(s)から波長多重数の予測値Ｍ(s)を算出する。或いは、各スパンの波長多重数の予測値が補助データベース２３に格納されているケースでは、波長多重数予測部２６は、各目的スパンの波長多重数の予測値Ｍ(s)を補助データベース２３から取得してもよい。そして、波長多重数予測部２６は、各目的スパンについて算出または取得した波長多重数の予測値Ｍ(s)をパス伝送品質計算部２７に与える。
【０１０９】
Ｓ３５において、パス伝送品質計算部２７は、図１２に示す伝送品質データベース２２を参照することにより、各目的スパンのＯＳＮＲ推定値を取得する。このとき、各目的スパンの波長多重数の予測値Ｍ(s)を用いて伝送品質データベース２２が参照される。例えば、スパンｓ１の波長多重数の予測値Ｍ(s)が８８である場合、パス伝送品質計算部２７は、伝送品質データベース２２から「ＯＳＮＲ(1,88)」を取得する。
【０１１０】
Ｓ３６において、パス伝送品質計算部１６は、各目的スパンのＯＳＮＲ推定値から目的波長パスのＯＳＮＲを計算する。目的波長パスのＯＳＮＲは、（１３）式により計算される。
【０１１１】
【数１３】
2019047455.tif 000015
（１３）式で使用される変数ｓdは、各目的スパンを識別する。ｋは、ｓdにより識別される目的スパンの波長多重数の予測値を表す。ＯＳＮＲ(sd,k)は、ｓdにより識別される目的スパンにおいて波長多重数がｋであるときのＯＳＮＲ推定値を表す。
【０１１２】
Ｓ３７〜Ｓ３８は、図９に示すＳ１６〜Ｓ１７と実質的に同じである。すなわち、Ｓ３７において、判定部１７は、目的波長パスのＯＳＮＲ推定値と所定の閾値とを比較する。そして、目的波長パスのＯＳＮＲ推定値が閾値よりも低ければ、判定部１７は、Ｓ３８において、目的波長パスを複数の波長パスに分割する。ただし、目的波長パスのＯＳＮＲ推定値が閾値以上であれば、伝送品質推定装置２０の処理はＳ４１へ進む。
【０１１３】
Ｓ４１において、中心性補正部２４は、デマンドカウンタをインクリメントする。デマンドカウンタは、伝送品質推定装置２０に与えられたデマンドの数（あるいは、追加されたデマンドの数）をカウントする。
【０１１４】
Ｓ４２において、中心性補正部２４は、デマンドカウンタのカウント値が所定数Ｌの倍数であるか判定する。Ｌは、正の整数であり、スパンの中心性を更新するインターバルを表す。デマンドカウンタのカウント値がＬの倍数であれば、伝送品質推定装置２０の処理はＳ４３に進む。一方、カウント値がＬの倍数でなければ、伝送品質推定装置２０の処理は終了する。
【０１１５】
Ｓ４３において、中心性補正部２４は、前回の更新処理の後に追加された波長パスに応じて、各スパンの中心性Ｃ(s)を補正する。このとき、中心性Ｃ(s)は、（１４）式を用いて更新される。
【０１１６】
【数１４】
2019047455.tif 000016
（１４）式において、Ｃ(s)newは、更新後の中心性を表す。Ｃ(s)oldは、更新前の中心性を表す。αは、ゼロよりも大きく１よりも小さい実数であり、更新の速度を指定する。
【０１１７】
なお、スパンの中心性の初期値は、光ネットワークのトポロジのみに基づいて計算される。この後、スパンの中心性は、光ネットワーク上に実際に設定される波長パスに応じて補正される。
【０１１８】
Ｓ４４〜Ｓ４５において、収束判定部２５は、各スパンについて収束パラメータＤを計算する。収束パラメータＤは、Ｓ４３において補正された中心性Ｃ(s)の収束の程度を表わす。具体的には、収束パラメータＤは、（１５）式で計算される。すなわち、収束パラメータＤは、更新前の中心性と更新後の中心性の差分の絶対値を表す。
【０１１９】
【数１５】
2019047455.tif 000017
【０１２０】
そして、収束判定部２５は、収束パラメータＤと所定の閾値とを比較することにより、中心性補正部２４により補正された中心性Ｃ(s)が収束したか否かを判定する。具体的には、収束判定部２５は、収束パラメータＤが閾値よりも小さいときに、中心性Ｃ(s)が収束したと判定する。あるいは、収束判定部２５は、信頼性を向上するために、収束パラメータＤが複数回連続して閾値よりも小さいときに、中心性Ｃ(s)が収束したと判定してもよい。
【０１２１】
中心性Ｃ(s)が収束した後は、波長多重数予測部２６は、Ｓ４６において、（１０）式に従って波長多重数の予測値Ｍ(s)を更新する。中心性Ｃ(s)が収束していないときは、波長多重数予測部２６は、Ｓ４７において、波長多重数の予測値Ｍ(s)として初期値（すなわち、多重化可能な最大波長数）を設定する。そして、Ｓ４６またはＳ４７において更新された波長多重数の予測値Ｍ(s)は、補助データベース２３に記録される。波長多重数の新たな予測値Ｍ(s)は、伝送品質推定装置２０に次のデマンドが与えられたときに、Ｓ３４において使用される。
【０１２２】
このように、第２の実施形態においては、光ネットワークのトポロジに基づいて各スパンの中心性および波長多重数の初期予測値が計算された後、実際のデマンドに応じて各スパンの中心性および予測値が更新される。よって、各スパンの波長多重数の予測の精度が向上し、波長パスの伝送品質の推定精度が向上する。この結果、光ネットワーク上に過剰な数の再生中継器が実装されることはなく、光ネットワークのコストを削減できる。
【０１２３】
また、所定数のデマンドがネットワーク管理システムに与えられたときに各スパンの中心性が補正されるので、中心性（および、多長多重数）の再計算の頻度が抑制され、伝送品質推定装置２０の負荷が削減される。特に、大規模な光ネットワークにおいては、１本の波長パスが追加されても各スパンの中心性の変化は僅かと考えられるので、この構成による効果は大きい。
【０１２４】
さらに、補正された中心性が収束した後に波長多重数が更新されるので、波長パスの伝送品質の推定が安定する。
【０１２５】
なお、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態においても、すべての波長多重数に対してそれぞれＯＳＮＲ予測値を用意する必要はない。例えば、波長多重数の代表値として２２、４４、６６、８８が設定されるときは、伝送品質データベース２２は、波長多重数が２２、４４、６６、８８である状態に対してそれぞれ対応するＯＳＮＲ推定値を格納する。
【０１２６】
この場合、パス伝送品質計算部２７は、図１５のＳ３４〜Ｓ３５において、波長多重数Ｍ(s)を取得した後、Ｍ(s)よりも大きい代表値の中で、最も小さい代表値を選択する。たとえば、あるスパンの波長多重数の予測値Ｍ(s)が３５である場合は、そのスパンの代表値として４４が選択される。そうすると、パス伝送品質計算部２７は、伝送品質データベース２２からＯＳＮＲ(s,44)を取得する。
【０１２７】
＜ハードウェア構成＞
図１７は、伝送品質推定装置のハードウェア構成の一例を示す。伝送品質推定装置は、例えば、図１７に示すコンピュータシステム１００により実現される。コンピュータシステム１００は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、記憶装置１０３、読み取り装置１０４、通信インタフェース１０６、入出力装置１０７を備える。ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、記憶装置１０３、読み取り装置１０４、通信インタフェース１０６、入出力装置１０７は、例えば、バス１０８に接続される。
【０１２８】
ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２を利用して、図８〜図９または図１４〜図１６に示すフローチャートの処理を記述した伝送品質推定プログラムを実行する。これにより、上述した伝送品質推定方法が実現される。すなわち、ＣＰＵ１０１は、第１の実施形態では、中心性計算部１１、波長多重数予測部１２、スパン伝送品質計算部１３、パス計算部１５、パス伝送品質計算部１６、判定部１７の機能を提供することができる。また、ＣＰＵ１０１は、第１の実施形態では、中心性計算部１１、パス計算部１５、判定部１７、スパン伝送品質計算部２１、中心性補正部２４、収束判定部２５、波長多重数予測部２６、パス伝送品質計算部２７の機能を提供することができる。
【０１２９】
メモリ１０２は、例えば半導体メモリであり、ＲＡＭ領域およびＲＯＭ領域を含んで構成される。なお、各フローチャートの処理で使用される変数は、メモリ１０２に一時的に格納される。記憶装置１０３は、例えばハードディスク装置であり、上述の伝送品質推定プログラムを格納する。また、記憶装置１０３は、伝送品質データベース１４、２２、補助データベース２３を提供することができる。なお、記憶装置１０３は、フラッシュメモリ等の半導体メモリであってもよい。また、記憶装置１０３は、外部記憶装置であってもよい。
【０１３０】
読み取り装置１０４は、ＣＰＵ１０１の指示に従って着脱可能記録媒体１０５にアクセスする。着脱可能記録媒体１０５は、例えば、半導体デバイス（ＵＳＢメモリなど）、磁気的作用により情報が入出力される媒体（磁気ディスク等）、光学的作用により情報が入出力される媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）などにより実現される。
【０１３１】
通信インタフェース１０６は、ＣＰＵ１０１の指示に従ってネットワークを介してデータを送信および受信することができる。すなわち、通信インタフェース１０６は、ネットワーク上に存在するサーバにアクセスすることができる。入出力装置１０７は、ユーザにより操作されるキーボード、マウス、タッチパネル等に相当する。また、入出力装置１０７は、ＣＰＵ１０１による処理結果を出力する。
【０１３２】
実施形態に係わる伝送品質推定プログラムは、例えば、下記の形態でコンピュータシステム１００に与えられる。
（１）記憶装置１０３に予めインストールされている。
（２）着脱可能記録媒体１０５により提供される。
（３）ネットワーク上のサーバから提供される。
【符号の説明】
【０１３３】
１  光ネットワーク
２  ネットワーク管理システム
３  伝送品質推定装置
１０、２０  伝送品質推定装置
１１  中心性計算部
１２、２６  波長多重数予測部
１３、２１  スパン伝送品質計算部
１４、２２  伝送品質データベース
１５  パス計算部
１６、２７  パス伝送品質計算部
１７  判定部
２３  補助データベース
２４  中心性補正部
２５  収束判定部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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