(57)【要約】【課題】冗長構成の構築に要するコストを低減できること。【解決手段】障害の発生時に現用系から予備系に伝送経路を切り替えて障害の復旧を行う冗長構成を有する送信ノード装置と、サービス品質、又は評価指標の少なくともいずれか一方に基づいて前記送信ノード装置の冗長構成を決定する管理装置とを備え、前記送信ノード装置は、前記管理装置から受信する制御信号に基づいて冗長構成を設定する通信システムである。【選択図】図１
2015165609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
障害の発生時に現用系から予備系に伝送経路を切り替えて障害の復旧を行う冗長構成を有する送信ノード装置と、
サービス品質、又は評価指標の少なくともいずれか一方に基づいて前記送信ノード装置の冗長構成を決定する管理装置とを備え、
前記送信ノード装置は、前記管理装置から受信する制御信号に基づいて冗長構成を設定する通信システム。
【請求項２】
前記管理装置は、設備コスト、又は予め設定された修理回数、又は合計コストの少なくともいずれか一つの評価指標に基づいて冗長構成を決定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記管理装置は、前記冗長構成として、現用系に障害が発生した場合の切替復旧時に瞬断を許容するか否かを表すサービス品質を満足するような冗長構成、又は、現用系１つに対する切替先として１つの予備を持つ占有型の一次予備系若しくは複数の現用系に対して共有の切替先としての予備を持つ共有型の一次予備系を備えた冗長構成、又は現用系の障害発生に対して障害発生前の現用系あるいは現用系と一次予備系からなる構成を再構築するための占有型若しくは共有型の二次予備系を備えた冗長構成の少なくともいずれか一つを満たす冗長構成を決定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
管理装置が、サービス品質、又は評価指標の少なくともいずれか一方に基づいて送信ノード装置の冗長構成を決定するステップと、
前記送信ノード装置が、前記管理装置から受信する制御信号に基づいて冗長構成を設定するステップと、
を有する冗長構成設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムの冗長構成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークにおける信頼性を実現するにあたり、障害発生時には障害の発生した設備を回避して通信を行うことで、ネットワーク上で提供しているサービスへ支障の生じないようなシステムを構築しておくことが重要となる。例えば、１個の現用系に対して予備系を１つ備えた（１＋１）冗長方式（特許文献１参照）や、Ｍ個（Ｍは整数）の現用系に対してＮ個（Ｎは整数）の予備系を備えた（Ｍ：Ｎ）冗長方式（特許文献２参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５１００９号公報
【特許文献２】特許第４２３７７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
（１＋１）冗長方式は、１つの現用系に対して専用の予備系を１つ持つ冗長構成である。専用の予備系には現用系と同様の信号が伝送されており、現用系に障害が発生した場合には専用の予備系に即座に切り替わり復旧が行われる。なお、（１＋１）冗長方式における切替復旧は、ネットワーク利用者に障害を感知させる瞬断を発生させずに無瞬断で行うことができる。
【０００５】
一方、（Ｍ：Ｎ）冗長方式は、Ｍ個の現用系に対してＮ個の共有の予備系を持つ冗長構成である。（Ｍ：Ｎ）冗長方式では、（１＋１）冗長方式とは異なり、予備系に現用系と同じ信号を伝送するといった（１＋１）のような関係は構築されない。（Ｍ：Ｎ）冗長方式では、現用系に障害が発生した後に、共有の予備系を新しい現用系として設定することで復旧が行われる。そのため（Ｍ：Ｎ）冗長方式では、この設定作業に多少の時間を要することから、（１＋１）冗長方式と異なり、切替復旧において瞬断が生じる。しかしながら、（Ｍ：Ｎ）冗長方式は予備系の共有を行うため、（１＋１）冗長方式と比較して設備量を削減可能である。
【０００６】
これらの冗長方式の問題点として、クライアントの要求品質が異なる場合、冗長構成毎に異なる装置が必要となることが挙げられる。つまり、（１＋１）冗長方式と（Ｍ：Ｎ）冗長方式といった切替復旧が異なる冗長方式に応じた複数種の装置が必要となる。そのため、冗長構成の構築に高いコストを要することとなる。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は、クライアントの要求品質を満たしつつ冗長構成の構築に要するコストを低減できる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、障害の発生時に現用系から予備系に伝送経路を切り替えて障害の復旧を行う冗長構成を有する送信ノード装置と、サービス品質、又は評価指標の少なくともいずれか一方に基づいて前記送信ノード装置の冗長構成を決定する管理装置とを備え、前記送信ノード装置は、前記管理装置から受信する制御信号に基づいて冗長構成を設定する通信システムである。
【０００９】
本発明の一態様は、上記の通信システムであって、前記管理装置は、設備コスト、又は予め設定された修理回数、又は合計コストの少なくともいずれか一つの評価指標に基づいて冗長構成を決定する。
【００１０】
本発明の一態様は、上記の通信システムであって、前記管理装置は、前記冗長構成として、現用系に障害が発生した場合の切替復旧時に瞬断を許容するか否かを表すサービス品質を満足するような冗長構成、又は、現用系１つに対する切替先として１つの予備を持つ占有型の一次予備系と、複数の現用系に対して共有の切替先としての予備を持つ共有型の一次予備系を備えた冗長構成、又は現用系の障害発生に対して一次予備系による切替復旧実行の後に障害発生前の冗長構成を再構築するための占有型若しくは共有型の二次予備系を備えた冗長構成の少なくともいずれか一つを満たす冗長構成を決定する。
【００１１】
本発明の一態様は、管理装置が、サービス品質、又は評価指標の少なくともいずれか一方に基づいて送信ノード装置の冗長構成を決定するステップと、前記送信ノード装置が、前記管理装置から受信する制御信号に基づいて冗長構成を設定するステップと、を有する冗長構成設定方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、冗長構成の構築に要するコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】送信ノード１０の外部の管理装置２１により送信ノード１０内の冗長構成を遠隔で構築する際のシーケンスの一例を示す図である。
【図３】信号に付与あるいはクライアントから要求されるサービス品質及び管理装置に設定された評価指標に基づき構築される冗長構成の種別を表す図である。
【図４】管理装置２１による冗長構成の決定時の処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】冗長構成における障害発生時の切替復旧及び冗長構成再構築の処理を示すフローチャートである。
【図６】管理装置で冗長構成を決定する際の処理を示すフローチャートである。
【図７】一次予備系を決定する際の処理を示すフローチャートである。
【図８】二次予備系を決定する際の処理を示すフローチャートである。
【図９】二次予備系を決定する際の処理を示すフローチャートである。
【図１０】二次予備系を決定する際の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。
図１において、送信ノード１０は、電気信号切替装置１１と、複数の送受信器１２ａ〜１２ｆと、光クロスコネクト装置１３と、制御装置１４とから構成されている。また、送信ノード１０の外部に、管理装置２１と、管理データベース２２とが設けられる。
【００１５】
電気信号切替装置１１は、切替機能部として入力信号を任意の出力ポートへ出力する機能を備えると共に、１つの入力信号を分岐し同一の信号を複数の出力ポートから出力する電気信号分岐機能部を備える。送受信器１２ａ〜１２ｆは、電気信号切替装置１１からの電気信号を受信し、電気信号から光信号への変換を行い、光クロスコネクト装置１３に光信号を出力する。光クロスコネクト装置１３は、送受信器１２ａ〜１２ｆからの光信号を受信ノードへ伝送する。制御装置１４は、管理装置２１からの制御信号を受信し、電気信号切替装置１１及び光クロスコネクト装置１３の入力信号の切替先の設定、送受信器１２ａ〜１２ｆの動作設定等を行う。
【００１６】
管理装置２１は、信号に予め付与若しくはクライアントから要求されたサービス品質に応じて冗長構成を決定し、制御装置１４に制御信号を送信する。管理データベース２２は、管理装置２１と接続されている。管理データベース２２は、各信号におけるサービス品質や冗長構成を構築するための電気信号切替装置１１及び光クロスコネクト装置１３の設定情報、送受信器１２ａ〜１２ｆの障害情報及び種別（現用系・一次予備系・二次予備系）を記録する。本実施形態では、管理装置２１は送信ノード１０とは地理的に離れた場所に設置可能である。このことから、信号伝送前に管理装置２１から送信された冗長構成情報に基づいた冗長構成を遠隔で構築できる。
【００１７】
送信ノード１０の電気信号切替装置１１には、入力信号Ａ〜Ｃが入力される。電気信号切替装置１１により、入力信号Ａ〜Ｃの出力先が切り替えられる。入力信号Ａ〜Ｃは、電気信号である。電気信号切替装置１１より出力された信号は送受信器１２ａ〜１２ｆに入力され、電気信号から光信号へと変換される。変換された光信号は光クロスコネクト装置１３により信号毎の受信ノードへと伝送される。電気信号及び光信号の例としては、電気信号としてEthernet（登録商標）やＭＰＬＳ−ＴＰ(Multi-Protocol Label Switching-Transport Profile)、ＯＤＵ(Optical Channel Data Unit)などの信号を用いることが可能である。光信号としてはＯＴＵ(Optical Channel Transport Unit)の信号を用いることが可能である。
【００１８】
図１に示す光通信ネットワークにおける送信ノード１０では、送信ノード１０内の送受信器１２ａ〜１２ｆが冗長対象とされている。すなわち、この例では、送信ノード１０には、３つの入力信号Ａ〜Ｃが入力される。これに対して、送信ノード１０内には、６つの送受信器１２ａ〜１２ｆが設けられる。送受信器１２ａ〜１２ｆは、現用系と予備系とに分けられる。予期せぬ障害が発生した場合には、現用系から予備系へ、または予備系から予備系へ送受信器１２ａ〜１２ｆの構成が切り替えられる。
【００１９】
ここで、予備系は一次予備系と二次予備系の２種類に分類される。一次予備系は現用系に障害が発生した場合の切替先となる予備系である。二次予備系は一次予備系による切替復旧後に障害発生前の現用系と一次予備系の冗長構成を再構築するための予備系である。一次予備系と二次予備系はさらに占有型と共有型の２つの種別に分類される。一次予備系の占有型は、現用系１つに対してのみ用いられる予備系である。一次予備系の共有型は、複数の現用系で共有されて用いられる予備系である。二次予備系の占有型は、現用系と一次予備系で構成される現用系と一次予備系の１つの組み合わせにより占有される二次予備系である。二次予備系の共有型は、現用系と一次予備系の複数の組み合わせにより共有されて用いられる予備系である。
【００２０】
冗長構成は、信号に予め付与された若しくはクライアントから要求されたサービス品質と管理装置２１に予め設定された評価指標に基づいて、管理装置２１により決定される。サービス品質には、無瞬断の切替復旧を実施するかの有無の情報と、信号の稼働率とが含まれる。無瞬断の切替復旧実施の有無とは、切替復旧時に瞬断が許容されるか、又は許容されないかを意味している。管理装置に予め設定される評価指標には設備コスト最小設計（以降「設備コスト最小」と記載）、設定された１年間の故障修理回数を満足する設計（以降「設定修理回数満足」と記載）、前記設備コストと修理回数から算出される保守コストの合計コスト最小設計（以降「合計コスト最小」と記載）とが含まれる。
【００２１】
冗長構成が決定されると、送信ノード１０の外部の管理装置２１から送信ノード１０内の制御装置１４に、冗長構成を設定するための制御信号が送信される。制御信号には構築される冗長構成の情報として、切替を実施する装置と装置毎の設定変更内容、送受信器の種別変更などが含まれる。制御装置１４は、管理装置２１の制御信号を受信する制御信号受信部を備えている。制御装置１４は、管理装置２１からの制御信号を受信すると、この制御信号に基づいて、切替設定が必要となる各装置（電気信号切替装置１１、送受信器１２ａ〜１２ｆ、光クロスコネクト装置１３）へ切替実行の指示を出す。指示を受けた各装置はそれぞれ切替を実施することで、全体として冗長構成が構築されることとなる。
【００２２】
図２は、送信ノード１０の外部の管理装置２１により送信ノード１０内の冗長構成を遠隔で構築する際のシーケンスの一例を示す図である。
【００２３】
図２において、管理装置２１では、信号に付与あるいはクライアントから要求されたサービス品質を外部入力の形で受け取り（ステップＳ１０１）、管理データベース２２内の情報及びサービス品質を元に冗長構成を決定する（ステップＳ１０２）。管理装置２１で決定された冗長構成の情報は、制御信号として送信ノード１０内の制御装置１４へと送信される（ステップＳ１０３）。制御信号中には、構築される冗長構成の情報として、切替を実施する装置と装置毎の設定変更内容、送受信器の種別変更などが含まれる。制御装置１４は、管理装置２１からの制御信号を受信し（ステップＳ１０４）、切替設定が必要となる各装置へ切替実行の指示を出力する（ステップＳ１０５）。指示を受けた各装置は、それぞれ切替が実施されることで、全体として冗長構成が構築されることとなる（ステップＳ１０６〜Ｓ１０８）。
【００２４】
具体例として、入力信号Ａの（１＋１）冗長構成を作成する場合を想定する。この場合には、電気信号切替装置１１では入力信号Ａを２分岐した後に出力ポートを送受信器１２ａと送受信器１２ｂへの接続先へと変更する。光クロスコネクト装置１３では、送受信器１２ａと送受信器１２ｂから出力される光信号をそれぞれ信号Ａの受信ノードへと向かう経路へと接続を行う。送受信器１２ａ及び送受信器１２ｂはそれぞれオン状態となり、光信号の波長・出力光強度などが設定される。これにより送信ノード１０の外部から管理装置２１により遠隔で冗長構成の構築が可能となる。
【００２５】
このように、本実施形態では、送信ノード１０の外部の管理装置２１により、遠隔で冗長構成の構築が可能となる。送信ノード１０へ予め入力信号の経路が接続されている場合には、現地での手動による接続作業が不要であり、サービス品質に応じた冗長構成を遠隔で構築可能となる。
【００２６】
次に、管理装置２１での冗長構成の決定時の処理について説明する。前述したように、管理装置２１は、信号に付与あるいはクライアントから要求されたサービス品質と管理装置に設定された評価指標に基づいて冗長構成を決定する。
【００２７】
図３は、信号に付与あるいはクライアントから要求されるサービス品質及び管理装置に設定された評価指標に基づき構築される冗長構成の種別を表す図である。図３に示すように、サービス品質には、切り替え復旧時の瞬断の有無と稼働率が含まれる。評価指標には、設備コスト最小、設定修理回数満足、合計コスト最小とが含まれる。切り替え復旧時の瞬断の有無とは、現用系に障害が発生した場合にネットワーク利用者に対して障害を検知させない無瞬断の切替復旧を実施するか否かを意味している。
【００２８】
切替復旧時の瞬断が許容されない場合は、現用系の障害時に対して同じ信号を伝送している専用の予備系が必要となる。したがって、切替復旧時に瞬断が許容されない場合には、占有型の一次予備系を備えた冗長構成が構築される。これに対して、切替復旧時に瞬断が許容される場合には、占有型あるいは共有型の一次予備系を備えた冗長構成が構築される。なお、二次予備系は、切替復旧実施の際の瞬断の有無によらず、占有型と共有型のどちらも利用可能である。
【００２９】
図４は、管理装置２１による冗長構成の決定時の処理の一例を示すフローチャートである。
図４において、管理装置２１には、信号毎に付与された、又はクライアントから要求されるサービス品質が設定される（ステップＳ２０１）。サービス品質が設定されると、管理装置２１は、設定されたサービス品質が切替復旧時の瞬断を許容するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２において、設定されたサービス品質が切替復旧時の瞬断を許容せず、無瞬断切替が要求される場合には、管理装置２１は、使用予備系の候補として、占有型の一次予備系、占有型・共有型の二次予備系を設定する（ステップＳ２０３）。一方、ステップＳ２０２において、切替復旧時に瞬断が許容される場合には、管理装置２１は、占有型・共有型の一次予備系、占有型・共有型の二次予備系を使用予備系の候補として設定する（ステップＳ２０４）。用いる予備系の種類が設定された後に、管理装置２１は、評価指標を満足する冗長構成を決定する（ステップＳ２０５）。
【００３０】
（１＋１）冗長方式を実現するには、現用系１つに対して占有型の一次予備系を１つ備えた冗長構成が構築されることとなる。（Ｍ：Ｎ）冗長構成を実現するには、現用系Ｍ個に対して、共有型の一次予備系をＮ個備えた冗長構成が構築されることとなる。以上の冗長構成の構築は、入力信号Ａ〜Ｃの信号伝送前に実施される。
【００３１】
図１の例では、入力信号Ａは、切替時の瞬断を許容しないサービス品質が設定されているとする。また、入力信号Ｂ及び入力信号Ｃは、切替時の瞬断を許容するサービス品質が設定されているとする。この場合、管理装置２１は、送受信器１２ａを入力信号Ａに対する現用系として決定し、送受信器１２ｂを入力信号Ａに対する占有型の一次予備系として決定する。また、管理装置２１は、送受信器１２ｃを入力信号Ｂに対する現用系として決定し、送受信器１２ｄを入力信号Ｃに対する現用系として決定する。また、管理装置２１は、送受信器１２ｅを入力信号Ｂと入力信号Ｃに対する共有型の一次予備系として決定する。また、管理装置２１は、送受信器１２ｆを冗長構成間で共有される共有型の二次予備系として決定する。
【００３２】
このような冗長構成により、入力信号Ａに対して、現用系の送受信器１２ａと占有型一次予備系の送受信器１２ｂとが設けられ、（１＋１）の冗長系が構成されることになる。つまり、入力信号Ａは電気信号切替装置１１で２分岐され、一方は現用系の送受信器１２ａへ、もう一方は占有型一次予備系の送受信器１２ｂへと接続され、（１＋１）冗長系が構築される。送受信器１２ａで電気信号から光信号に変換された入力信号Ａは、光クロスコネクト装置１３によって信号Ａの受信ノードへと伝送される。占有型一次予備系の送受信器１２ｂで電気信号から光信号へと変換された２つ目の入力信号Ａは光クロスコネクト装置によって信号Ａの受信ノードへと伝送される。図１において同じファイバ内を伝送する場合には送受信器１２ａと送受信器１２ｂで出力される光信号の波長は異なるものになる。なお、別のファイバ内を伝送して受信ノードへと伝送される場合には、同一の波長を用いても良い。送受信器１２ａに障害が生じると受信側で１２ｂの信号Ａに切り替えられることで切替復旧が行われる。
【００３３】
また、入力信号Ｂと入力信号Ｃに対して、それぞれの現用系の送受信器１２ｃ及び１２ｄと、一次予備系共有型の１つの送受信器１２ｅが設けられ、（２：１）冗長系が構築されることになる。つまり、入力信号Ｂは電気信号切替装置１１を経由し、送受信器１２ｃにて電気信号から光信号に変換され、光クロスコネクト装置１３によって信号Ｂの受信ノードへと伝送される。入力信号Ｃは電気信号切替装置１１を経由し、送受信器１２ｄにて電気信号から光信号に変換され、光クロスコネクト装置１３によって信号Ｃの受信ノードへと伝送される。現用系の送受信器１２ｃ又は１２ｄに障害が生じると、一次予備系共有型の送受信器１２ｅに切り替えられる。そして、入力信号Ｂ又はＣは、電気信号切替装置１１を経由し、送受信器１２ｅにて電気信号から光信号に変換され、光クロスコネクト装置１３によって信号Ｂ又は信号Ｃの受信ノードへと伝送される。
また、送受信器１２ｆは、入力信号Ａの（１＋１）冗長構成と、入力信号Ｂ及び入力信号Ｃの（２：１）冗長構成間で、共有型の二次予備系として共有される。
【００３４】
現用系に障害が発生した場合には、現用系から一次予備系へと切り替わることで復旧が実施される。この例では、入力信号Ａに対しては、占有型一次予備系の送受信器１２ｂに切り替えることで、無瞬断での切替復旧が可能である。一方、入力信号Ｂ及び入力信号Ｃに対しては、共有型一次予備系の送受信器１２ｅに切り替えることで、切替復旧が可能である。この場合、予備系へ切り替える際に瞬断が生じる。
【００３５】
切替復旧が終了した後、共有型二次予備系の送受信器１２ｆを障害の発生した冗長構成の新たな一次予備系へと設定することで、障害発生前の冗長構成を再構築することができる。これにより、障害発生前のサービス品質を保つことが可能である。なお、ある冗長構成において一次予備系がなく、二次予備系のみを備えた場合には、現用系から直接二次予備系に切り替わることで復旧が実施される。
【００３６】
図５は、冗長構成における障害発生時の切替復旧及び冗長構成再構築の処理を示すフローチャートである。
まず、管理装置２１は、障害を検知し（ステップＳ３０１）、管理データベース２２との照合を行い、障害箇所の特定と送受信器の種別を判断する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２において、障害の発生箇所が現用系の場合には、管理装置２１は、一次予備系が存在するかどうかを判定する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３において、一次予備系が存在する場合、管理装置２１は、現用系から一次予備系に切り替えることで復旧を行う（ステップＳ３０４）。なお、一次予備系への切り替えの際には、管理装置２１は、制御装置１４を介して、送受信器１２ａ〜１２ｆ、電気信号切替装置１１、光クロスコネクト装置１３の設定を変更し、その変更情報を管理データベース２２へ記録する。
【００３７】
ステップＳ３０４において、切替復旧の後に、管理装置２１は、二次予備系の存在判定に処理を移す（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０５において、二次予備系が存在する場合には、管理装置２１は、その二次予備系を障害の発生した現用系と一次予備系の冗長系に対する新たな予備系として割り当てることで、障害発生前の冗長系と同様の冗長系を再構築する（ステップＳ３０６）。なお、割り当ての際には、管理装置２１は、制御装置１４を介して、送受信器１２ａ〜１２ｆ、電気信号切替装置１１、光クロスコネクト装置１３の設定を変更し、その変更情報を管理データベース２２へ記録する。ステップＳ３０５において、二次予備系が存在しない場合、何も行われず、切替復旧の処理は終了する。
【００３８】
ステップＳ３０３において、現用系の障害発生時に一次予備系が存在しない場合には、管理装置２１は、二次予備系の存在判定に処理を移す（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０７において、二次予備系が存在しない場合、現用系は復旧することができず、障害情報が管理データベース２２へと記録される。
【００３９】
ステップＳ３０７において、二次予備系が存在する場合、管理装置２１は、制御装置１４を介して、送受信器１２ａ〜１２ｆ、電気信号切替装置１１、光クロスコネクト装置１３の設定を変更する（ステップＳ３０８）。そして、管理装置２１は、その変更情報を管理データベース２２へ記録する。
【００４０】
ステップＳ３０２において、障害が一次予備系に発生した場合、まず二次予備系の存在判定が行われる（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０５において、二次予備系が存在する場合、管理装置２１は、二次予備系を障害の発生した一次予備系と現用系と形成される冗長系に対する新たな予備系として割り当て、障害発生前の冗長系と同様の冗長系を再構築する（ステップＳ３０６）。なお、割り当ての際には、管理装置２１は、制御装置１４を介して、送受信器１２ａ〜１２ｆ、電気信号切替装置１１、光クロスコネクト装置１３の設定を変更し、その変更情報を管理データベース２２へ記録する。ステップＳ３０５において、二次予備系が存在しない場合、管理装置２１は、障害情報を管理データベース２２へ記録し、切替復旧の処理は終了する。
【００４１】
ステップＳ３０２において、障害が二次予備系に発生した場合、管理装置２１は、障害情報を管理データベース２２へ記録するのみで、切替復旧の処理を終了する。
次に、評価指標について説明する。前述したように、管理装置２１は、瞬断を許容するかどうかのサービス品質に応じた予備系の種類を設定した後に、評価指標に基づいた冗長構成を決定する。このとき、管理装置２１は、評価指標が設備コストの場合には、サービス品質を満たしつつ、構成する設備コストが最小となるように冗長構成を決定する。稼働率とはある時間に対して装置やシステムが正常に動作する割合を示すものである。設備コストは、設備１つあたりの費用と設備数を掛けあわせたものである。
【００４２】
なお、本実施形態では、送信ノード１０内の送受信器１２ａ〜１２ｆのみに障害が発生する状況を想定しており、稼働率の計算でも送受信器１２ａ〜１２ｆの稼働率のみを考慮している。これに限らず、電気信号切替装置１１や光クロスコネクト装置１３、受信ノードへの伝送経路などの稼働率も含めた計算も可能である。
【００４３】
図１に示したような冗長構成としたときの入力信号Ａ、入力信号Ｂ、入力信号Ｃにおける稼働率は、次のような計算により求められる。ここでは送受信器１２ａ〜１２ｆの単体での稼働率をαと置く。送受信器１２ａ〜１２ｆ単体での稼働率は、管理装置２１による冗長構成決定の前段階において与えられているものとする。なお、共有型の二次予備系は各冗長系で等確率で利用される、つまり入力信号Ａの（１＋１）冗長系と、入力信号Ｂと入力信号Ｃの（２：１）冗長系の両者で１／２の確率で各冗長系が二次予備系を使うこととなる。なお、冗長系を形成する送受信器の数に応じて比率を変えた計算も可能である。その場合には、現用系と一次予備系の数が入力信号Ａの場合は２個、入力信号ＢとＣの場合は３個であることから、入力信号Ａの冗長系は２／５、入力信号ＢとＣの冗長系は３／５の確率で二次予備系を利用する。
【００４４】
入力信号Ａでは、現用系と一次予備系のどちらかに障害が１つ発生した場合に、現用系の障害であれば一次予備系への切替復旧を行った後に、二次予備系を１／２の確率で利用して、現用系と一次予備系の冗長系を再構築する。再構築ができなかった場合には、現用系のみの運用となり、２つ目の障害発生と同時に信号伝送が異常、すなわち信号伝送が不可能となる。また、再構築に成功した場合には、再構築した現用系と一次予備系の冗長系に２つ目の障害が発生しても切替復旧が可能である。切替復旧後に３つ目の障害が発生した場合には、信号伝送が不可能となる。
【００４５】
稼働率の計算においては切替復旧時の再構築に関しては考慮する必要がなく、二次予備系が１／２の確率で使用可能であると考えればよい。よって、入力信号Ａにおける稼働率ＲＡは、以下のように求めることができる。
ＲＡ＝ｒ１＋ｒ２＋ｒ３
ｒ１：現用系に障害が発生しない場合の稼働率
ｒ２：現用系に障害が発生し、一次予備系により復旧される場合の稼働率
ｒ３：現用系と一次予備系に故障が発生し、二次予備系により復旧される場合の稼働率
【００４６】
ここで、現用系に障害が発生しない場合の稼働率ｒ１は、（ｒ１＝α）である。また、現用系に障害が発生し一次予備系により復旧される場合の稼働率ｒ２は、（ｒ２＝α×（１−α））となる。また、現用系と一次予備系に故障が発生し、二次予備系により復旧される場合の稼働率ｒ３は、（ｒ３＝（１−α）×（１−α）×１／２×α）となる。
【００４７】
なお、（１−α）は送受信器に障害が発生する確率であり、稼働率ｒ２の２倍は現用系と一次予備系のどちらかに障害が発生することから２通りの障害発生の組み合わせがある。稼働率ｒ３の１／２×α倍は二次予備系の再構築成功確率が１／２であることに起因する。
【００４８】
入力信号Ｂでは、現用系と一次予備系のどちらかに障害が１つ発生した場合に、現用系の障害であれば一次予備系への切替復旧を行った後に、二次予備系を１／２の確率で利用して現用系と一次予備系の冗長系を再構築する。再構築ができなかった場合には、現用系のみの運用となり２つ目の障害が入力信号Ｂに発生すると信号伝送が異常に、入力信号Ｃに発生した場合には、３つ目の障害発生時に入力信号Ｂの信号伝送が異常に、すなわち信号伝送が不可能となる。また、再構築に成功した場合には、再構築した現用系と一次予備系の冗長系に２つ目の障害が発生しても切替復旧が可能である。切替復旧後に３つ目の障害が発生した場合には障害が入力信号Ｂに発生すると信号伝送が異常に、入力信号Ｃに発生した場合には、４つ目の障害発生時に入力信号Ｂの信号伝送が異常に、すなわち信号伝送が不可能となる。
【００４９】
入力信号Ａの場合と同様に稼働率の計算においては切り替え復旧時の再構築に関して考慮が不要であり、二次予備系が１／２の確率で使用可能であると考えればよい。入力信号Ｃと一次予備系及び二次予備系を共有していることから、入力信号Ｂの現用系に障害が発生し、入力信号Ｃの現用系が正常の場合には、一次予備系は１の確率で復旧に使用可能、二次予備系は１／２の確率で復旧に使用可能となる。さらに入力信号Ｂの現用系に障害が発生している状態で入力信号Ｃの現用系にも障害が発生している場合には、それぞれ１／２の確率で入力信号Ｂの現用系の復旧に使用可能となり、最終的に入力信号Ｂは一次予備系を１／２の確率で、二次予備系を１／４の確率で使用可能となる。
【００５０】
したがって、入力信号Ｂにおける稼働率ＲＢは、以下のように求めることができる。
ＲＢ＝ｒ４＋ｒ５＋ｒ６＋ｒ７
ｒ４：入力信号Ｂの現用系に障害が発生しない場合の稼働率
ｒ５：入力信号Ｂの現用系に障害が発生し、入力信号Ｃの現用系は正常であり、一次予備系により復旧される場合の稼働率
ｒ６：入力信号Ｂの現用系に障害が発生し、入力信号Ｃの現用系は正常であり、一次予備系にも障害が発生した状態で、二次予備系により復旧される場合の稼働率
ｒ７：入力信号Ｂと入力信号Ｃの両者の現用系にも障害が発生し、一次予備系あるいは二次予備系により復旧される場合の稼働率
【００５１】
ここで、入力信号Ｂの現用系に障害が発生しない場合の稼働率ｒ４は、（ｒ４＝α）である。また、入力信号Ｂの現用系に障害が発生し、入力信号Ｃの現用系は正常であり、一次予備系により復旧される場合の稼働率ｒ５は、（ｒ５＝（１−α）×α×α）となる。また、入力信号Ｂの現用系に障害が発生し、入力信号Ｃの現用系は正常であり、一次予備系にも障害が発生した状態で、二次予備系により復旧される場合の稼働率ｒ６は、（ｒ６＝（１−α）×α×（１−α）×１／２×α）となる。また、入力信号Ｂと入力信号Ｃの両者の現用系にも障害が発生し、一次予備系あるいは二次予備系により復旧される場合の稼働率ｒ７は、一次予備系と二次予備系の両方が正常の場合にはそのどちらかが１／２の確率で入力信号Ｂの現用系の復旧に利用、一次予備系のみ正常の場合には１／２の確率で入力信号Ｂの現用系が復旧、二次予備系のみ正常の場合には１／２の確率で入力信号Ｂの現用系が復旧されることから、以下の式で表される。
【数１】
2015165609.tif 000003
【００５２】
入力信号Ｃでは、入力信号Ｂと同じ冗長構成を備えることから、入力信号Ｃにおける稼働率ＲＣは以下のように表される。
ＲＣ＝ＲＢ
【００５３】
以上のように、冗長構成毎に稼働率の計算を行うことが可能である。管理装置２１は、複数の冗長構成の候補を作成し、それぞれの冗長構成の稼働率を算出した後に、予め設定された稼働率を満たす冗長構成の中で、最も送受信器１２ａ〜１２ｆの数が少ない冗長構成を決定する。
【００５４】
次に評価指標として設備コストの代わりに１年間に発生する修理回数が設定された場合の冗長構成の決定について説明する。なお、１年間という時間の期間は任意の期間に変更可能である。修理回数は保守稼働率と修理１回あたりの平均修理時間ＭＴＴＲ（Mean Time To Repair）によって以下の式によって導かれる。
修理回数＝（１−保守稼働率）÷  ＭＴＴＲ
【００５５】
なお、保守稼働率とはサービス品質として与えられる稼働率とは異なり、保守ポリシに基づいて求められる稼働率を意味する。具体的には、信号のサービス品質として与えられる稼働率は送受信器１２ａ〜１２ｆの障害が重なることにより信号伝送へ影響を及ぼしたときを正常ではない、つまり信号伝送が異常であると判定する。つまり、これは障害の累積により最終的に現用系のみで運用している状態までが正常と判定されている。それに対し、保守稼働率とは現用系のみでの運用となった時点で異常と判定し、異常と判定された時点でその信号の冗長構成が故障したと判断し修理を行う。なお、保守ポリシによって故障と判定するタイミングは変更可能である。通常の信号のサービス品質として与えられる現用系のみでの運用時までを正常と判定することや、現用系の他に一次予備系あるいは二次予備系が２つ存在する状態までを正常と判定するなど、判定タイミングを変更することも可能である。
【００５６】
管理装置２１による冗長構成の決定段階では、この修理時間が設定値以下を満たしように冗長構成が構築される。
【００５７】
また、送受信器１２ａ〜１２ｆの１個あたりの費用と修理１回あたりの費用が冗長構成前に与えられる場合には、設備コスト、修理コスト、合計コストをそれぞれ以下のように決定してもよい。そのうえで、合計コストが最小となる冗長構成を決定することもできる。
設備コスト＝冗長構成の送受信器数×送受信器１個あたりの費用
修理コスト＝修理回数×修理１回あたりの費用
合計コスト＝設備コスト＋修理コスト
【００５８】
なお、設備コストには、送受信器１２ａ〜１２ｆ以外の電気信号切替装置１１や光クロスコネクト装置１３や伝送経路の費用など冗長対象以外の設備の費用が事前に与えられている場合には、それらを含むことも可能であり、設備コストは、
設備コスト＝冗長構成の送受信器数×送受信器１個あたりの費用＋冗長対象以外の設備の費用
で置き換えることができる。
【００５９】
以上のように、冗長構成は評価指標を満足するように決定される。以下、このような冗長構成の決定について説明する。なお、稼働率、設定修理回数、合計コストは上述した計算方法により算出を行う。
【００６０】
図６は、管理装置２１で冗長構成を決定する際の処理を示すフローチャートである。冗長構成の決定に際し、まずサービス品質に基づいて一次予備系を決定し、その後管理装置に設定されている評価指標に基づいて二次予備系が決定されることで冗長構成が決定される。
二次予備系の決定時に用いられる評価指標には次に示す（Ａ）〜（Ｃ）の３つの評価指標を用いることが出来る。どの評価指標を用いるかは冗長構成決定前に予め設定される。
（Ａ）設備コスト最小
（Ｂ）設定修理回数満足
（Ｃ）合計コスト最小
いずれの評価指標においても、サービス品質として管理装置に入力される稼働率を満たす冗長構成が決定される。また、一次予備系の決定までの処理は、評価指標によらず同一であり、二次予備系の決定においてこれらの評価指標のうち少なくともいずれか一つを用いることで冗長構成が決定される。
図７は一次予備系を決定する際の処理を、図８から図１０は、二次予備系を決定する際の処理を示すフローチャートである。図７において、信号に予め付与されたサービス品質が管理装置２１に入力される（ステップＳ４０１）。その後、信号に対する現用系が１つ追加される。この時点で、構成として現用系１つのみを持つこととなる。
【００６１】
次に、入力されたサービス品質によって一次予備系の追加あるいは設定が行われる（ステップＳ４０２）。管理装置２１は、入力されたサービス品質が障害発生時の切替において瞬断の可否を判定し（ステップＳ４０３）、無瞬断を要求する場合には、占有型の一次予備系を冗長構成に１つ追加する（ステップＳ４０４）。これにより１つの現用系と１つの占有型の一次予備系を持つ冗長構成となる。
【００６２】
ステップＳ４０３において、入力されたサービス品質が瞬断を許容する場合には、共有型の一次予備系を持つこととなるが、その際に既に冗長構成が決定している他の信号の一次予備系との共有が可能かの判定が行われる（ステップＳ４０５）。管理装置２１で共有型の一次予備系が共有可能な現用系の個数を予め設定しておくことで、設定個数以内であれば共有可能、設定個数まで現用系で共有されている場合には共有不可となる。
【００６３】
ステップＳ４０５において、共有不可の場合には、管理装置２１は共有型の一次予備系を新たに１つ追加する（ステップＳ４０６）。これにより１つの現用系と１つの共有型の一次予備系を持つ冗長構成となる。このとき、共有型の一次予備系は現信号の現用系でのみ用いられる一次予備系となっている。
【００６４】
一方、ステップＳ４０５において、既存の一次予備系と共有可能と判定された場合には、管理装置２１は、既に構築されている冗長構成に対して現信号の現用系を追加し、共有型の一次予備系での共有対象に現信号の現用系を追加する（ステップＳ４０７）。これにより冗長構成は、既存の冗長構成に含まれる現用系と新たに追加した現用系と、既存の冗長構成に含まれていた予備系で構成される冗長構成となる。
【００６５】
以上が、一次予備系の決定フローであり、各評価指標による二次予備系の決定フローを以降に示す。
【００６６】
図８は、評価指標として、設備コスト最小が選択された場合の二次予備系の決定処理を示すフローチャートである。
図８において、管理装置２１は、一次予備系まで決定した冗長構成がサービス品質として要求される稼働率を満たすどうかを判定する（ステップＳ５０１）。サービス品質として要求される稼働率を満たす場合、管理装置２１は、その冗長構成が現信号の冗長構成として決定する。
【００６７】
ステップＳ５０１において、稼働率を満たさない場合には、管理装置２１は、既存の冗長構成で二次予備系を持つ冗長構成の二次予備系を共有可能かどうかを判定する（ステップＳ５０３）。二次予備系を持つ既存の冗長構成を探し、存在する場合には現信号の冗長構成と共有した場合における既存の冗長構成の稼働率計算が実行される。現信号の冗長構成と二次予備系を共有した場合においても、既存の冗長構成で要求される稼働率を満足する場合には、既存の冗長構成の二次予備系を現信号の冗長構成の共有型の二次予備系として設定を行う（ステップＳ５０４）。既存の冗長構成における二次予備系が占有型の場合には共有型に設定変更した後に、現信号の冗長構成の共有型の二次予備系として設定される。なお、既存の冗長構成における二次予備系の設定変更は現信号の冗長構成が最終的に決定した後に、管理データベース２２の情報を変更することで実行される。
【００６８】
また、ステップＳ５０３において、現信号の冗長構成と共有を行っても稼働率を満足する既存の冗長構成が存在しない場合には、管理装置２１は、占有型の二次予備系を持つ既存の冗長構成を探索する。これらの探索において共有を行える二次予備系を持つ既存の冗長構成が存在しない場合には、共有不可となる。その場合には、管理装置２１は、原信号の冗長構成として新たに占有型の二次予備系を１つ追加する（ステップＳ５０５）。
【００６９】
二次予備系の設定あるいは追加が終了した後に、管理装置２１は、現信号の冗長構成の稼働率の計算を再度行い、稼働率を満たすかどうかを判定する（ステップＳ５０１）。稼働率を満たす場合には、その冗長構成が現信号の冗長構成として決定される。稼働率を満たさない場合には、二次予備系の設定あるいは追加の処理が稼働率を満足するまで繰り返される。
【００７０】
図９は、評価指標として、設定修理回数満足が選択された場合の二次予備系の決定処理を示すフローチャートである。
図９において、管理装置２１は、一次予備系まで決定した冗長構成がサービス品質として要求される稼働率を満たすかどうかを判定し（ステップＳ６０１）、サービス品質として要求される稼働率を満たす場合、設定修理回数の判定に移る（ステップＳ６０２）。
【００７１】
ステップＳ６０１において、稼働率を満たさない場合には、既存の冗長構成で二次予備系を持つ冗長構成の二次予備系を共有可能か判定が行われる（ステップＳ６０３）。二次予備系を持つ既存の冗長構成を探し、存在する場合には現信号の冗長構成と共有した場合における既存の冗長構成の稼働率計算が実行される。現信号の冗長構成と二次予備系を共有した場合においても、既存の冗長構成で要求される稼働率を満足する場合には、管理装置２１は、既存の冗長構成の二次予備系を現信号の冗長構成の共有型の二次予備系として設定を行う（ステップＳ６０４）。既存の冗長構成における二次予備系が占有型の場合には共有型に設定変更した後に、現信号の冗長構成の共有型の二次予備系として設定される。なお、既存の冗長構成における二次予備系の設定変更は現信号の冗長構成が最終的に決定した後に、管理データベース２２の情報を変更することで実行される。
【００７２】
また、ステップＳ６０３において、既存の冗長構成の二次予備系の探索には共有型を最初に探索し、現信号の冗長構成と共有を行っても稼働率を満足する既存の冗長構成が存在しない場合には、占有型の二次予備系を持つ既存の冗長構成を探索する。これらの探索において共有を行える二次予備系を持つ既存の冗長構成が存在しない場合には、共有不可となる。その場合には、管理装置２１は、原信号の冗長構成として新たに占有型の二次予備系を１つ追加する（ステップＳ６０５）。
【００７３】
二次予備系の設定あるいは追加が終了した後に、管理装置２１は、現信号の冗長構成の稼働率の計算を再度行い、稼働率を満たすかどうかを判定する（ステップＳ６０１）。稼働率を満たす場合には、設定修理回数の判定に処理が移る（ステップＳ６０２）。稼働率を満たさない場合には、二次予備系の設定あるいは追加の処理フローが稼働率を満足するまで繰り返される。
【００７４】
稼働率を満足した後に、管理装置２１は、設定修理回数の判定に処理を移す（ステップＳ６０２）。設定修理回数とは、冗長構成における年間修理回数の上限値を意味し、冗長構成決定前に予め設定されているものである。稼働率を満たす冗長構成の年間修理回数が設定修理回数以下の場合には、設定修理回数の条件を満たし、上回る場合には条件を満たさない。
【００７５】
ステップＳ６０２において、条件を満たす場合には、管理装置２１は、その冗長構成が現信号の冗長構成として決定する。
ステップＳ６０２において、条件を満足しない場合には、稼働率を満足しない場合と同様に、管理装置２１は、二次予備系の設定あるいは追加を行う（ステップＳ６０７〜Ｓ６０９）。
【００７６】
二次予備系の設定あるいは追加が終了した後に、管理装置２１は、現信号の冗長構成の修理回数の判定を行う（ステップＳ６０２）。判定条件を満たす場合には、その冗長構成が現信号の冗長構成として決定される。判定条件を満たさない場合には、二次予備系の設定あるいは追加の処理が修理回数の判定条件を満たすまで繰り返される。
【００７７】
図１０は、評価指標として、合計コスト最小が選択された場合の二次予備系の決定処理を示すフローチャートである。
図１０において、管理装置２１は、一次予備系まで決定した冗長構成がサービス品質として要求される稼働率を満たすかどうかを判定する（ステップＳ７０１）。一次予備系まで決定した冗長構成がサービス品質として要求される稼働率を満たす場合、管理装置２１は、冗長構成の候補として追加する（ステップＳ７０２）。
【００７８】
ステップＳ７０１において、稼働率を満たさない場合には、既存の冗長構成で二次予備系を持つ冗長構成の二次予備系を共有可能か判定が行われる（ステップＳ７０３）。管理装置２１は、二次予備系を持つ既存の冗長構成を探し、存在する場合には現信号の冗長構成と共有した場合における既存の冗長構成の稼働率計算を実行する。現信号の冗長構成と二次予備系を共有した場合においても、既存の冗長構成で要求される稼働率を満足する場合には、既存の冗長構成の二次予備系を現信号の冗長構成の共有型の二次予備系として設定を行う（ステップＳ７０４）。既存の冗長構成における二次予備系が占有型の場合には共有型に設定変更した後に、現信号の冗長構成の共有型の二次予備系として設定される。なお、既存の冗長構成における二次予備系の設定変更は現信号の冗長構成が最終的に決定した後に、管理データベース２２の情報を変更することで実行される。
【００７９】
また、ステップＳ７０３において、現信号の冗長構成と共有を行っても稼働率を満足する既存の冗長構成が存在しない場合には、管理装置２１は、占有型の二次予備系を持つ既存の冗長構成を探索する。これらの探索において共有を行える二次予備系を持つ既存の冗長構成が存在しない場合には、共有不可となる。その場合には、管理装置２１は、原信号の冗長構成として新たに占有型の二次予備系を１つ追加する（ステップＳ７０５）。
【００８０】
二次予備系の設定あるいは追加が終了した後に、管理装置２１は、現信号の冗長構成の稼働率の計算を再度行い、稼働率を満たすかどうかを判定する（ステップＳ７０１）。稼働率を満たす場合には、管理装置２１は、現在の冗長構成を最終的な冗長構成の候補として追加する（ステップＳ７０２）。稼働率を満たさない場合には、二次予備系の設定あるいは追加の処理が稼働率を満足するまで繰り返される。
【００８１】
ステップＳ７０２において、稼働率を満足し冗長構成の候補として追加された後に、冗長構成候補数の判定に処理が移る（ステップＳ７０６）。冗長構成候補数とは、最終的な冗長構成の候補として登録された冗長構成の数の値を意味し、冗長構成決定前に設定構成候補数として登録された冗長構成の候補数の下限値が予め設定されている。稼働率を満たす冗長構成として登録された候補数が設定構成候補数以上の場合には、設定構成候補数の条件を満たし、下回る場合には条件を満たさない。
【００８２】
ステップＳ７０６において、条件を満たす場合には、管理装置２１は、登録された冗長構成候補の中で最小の合計コストを実現する冗長構成を選択し（ステップＳ７０７）、現信号の冗長構成として決定する。
【００８３】
ステップＳ７０６において、条件を満足しない場合には、稼働率を満足しない場合と同様に、管理装置２１は、二次予備系の設定あるいは追加を行う（ステップＳ７０９〜Ｓ７１１）。
【００８４】
二次予備系の設定あるいは追加が終了した後に、管理装置２１は、現信号の冗長構成を構成候補として新たに登録し（ステップＳ７０２）、登録された構成候補数が設定構成候補数以上となり、条件を満たすかどうかを判定する（ステップＳ７０６）。ステップＳ７０６において、条件を満たす場合には、管理装置２１は、登録された冗長構成候補の中で最小の合計コストを実現する冗長構成を選択し（ステップＳ７０７）、現信号の冗長構成として決定する。ステップＳ７０６において、設定構成候補数を下回り、条件を満足しない場合には、二次予備系の設定あるいは追加の処理が設定構成候補数の判定条件を満たすまで繰り返される。
【００８５】
以上が、与えられたサービス品質を満足し、管理装置側で設定された評価指標に基づき冗長構成が決定されるフローチャートとなる。
【００８６】
図１を用いて冗長構成決定の具体例を説明する。ここでは予め入力信号Ａと入力信号Ｂの冗長構成が構築されており、新たに入力信号Ｃの冗長構成の構築をする場合を考える。なお、送受信器の稼働率αを０．９とする。入力信号Ａはサービス品質として切替復旧時の無瞬断が、稼働率として０．９９１が設定されている。入力信号Ｂはサービス品質として切替復旧時の瞬断が許容されており、稼働率として０．９９が設定されている。既に入力信号Ａと入力信号Ｂは冗長構成が構築されている。入力信号Ａの冗長構成は、現用系として送受信器１２ａが、占有型の一次予備系として送受信器１２ｂが、占有型の二次予備系として送受信器１２ｆが設定されている。また、入力信号Ｂの冗長構成は、現用系として送受信器１２ｃが、共有型の一次予備系として１２ｅが設定されている。
【００８７】
新たに構築したい入力信号Ｃのサービス品質は、切替復旧時の瞬断が許容され、稼働率は０．９９が設定されている。この時、管理装置側での冗長構成決定の評価指標を設備コスト最小とした場合についての説明をする。該当する冗長構成決定のフローは図６、図７、図８である。
【００８８】
まずは図６のフローに基づき、管理装置にて入力信号Ｃの冗長構成の決定が行われる。次に図７に示す一次予備系の決定のフローとなり、管理装置へ入力信号Ｃのサービス品質が設定される（ステップＳ４０１）。そして入力信号Ｃの冗長構成として現用系が１つ追加される（ステップＳ４０２）。次にサービス品質として瞬断が許容されることから、他の信号との共有判断に入る（ステップＳ４０３）。ここで他の冗長構成では既に入力信号Ｂが共有の一次予備系を冗長構成として持っていることから、この一次予備系について共有可能の可否判断を行う。ここでは一次予備系の最大共有数が管理装置側で２個と設定されていたとする。入力信号Ｂの共有型の一次予備系における現用系の共有数は入力信号Ｂの現用系のみであることから１個と分かる。従って、他の信号との共有は可能との判断が出来る（ステップＳ４０５）。他の信号との共有が可能との判断から、入力信号Ｂの共有型の一次予備系の共有対象に入力信号Ｃの現用系が追加される。また、共有可能との判断から以降考える冗長構成は、共有を行った既存の入力信号Ｂの冗長構成と入力信号Ｃの現用系とを合わせた冗長構成、つまり入力信号Ｂの現用系と入力信号Ｃの現用系と入力信号Ｂと入力信号Ｃで共有される共有型の一次予備系を１つ備える冗長構成を考える対象とする（ステップＳ４０７）。
【００８９】
次に評価指標として設備コスト最小が設定された場合の二次予備系の決定フロー（図８）に移る。管理装置で設定された評価指標は設備コスト最小であるから、まずは稼働率を満たすかの判定に移る（ステップＳ５０１）。この時点で考えている冗長構成の稼働率は、上述した稼働率計算の方法に基づいて計算を行うと、入力信号Ｂの稼働率ＲＢは、送受信器の稼働率αを使うと以下のように表される。
【数２】
2015165609.tif 000004
【００９０】
これは、入力信号Ｂの現用系に障害が発生しない確率と、入力信号Ｂの現用系に障害が発生し、入力信号Ｃの現用系と共有型の一次予備系が正常であり、その一次予備系で入力信号Ｂが復旧される確率と、入力信号ＢとＣの両者の現用系に障害が発生し、正常な共有型の一次予備系で入力信号Ｂの現用系が復旧される確率を足しあわせたものとなる。なお、入力信号Ｃの稼働率ＲＣはＲＣ＝ＲＢとなる。
【００９１】
入力信号Ｂと入力信号Ｃに設定されたサービス品質としての稼働率はどちらも０．９９であるから、この冗長構成は稼働率を満たしていないと判断できる。従って、次に他の信号との共有判断に移る（ステップＳ５０３）。
他の信号、ここでは入力信号Ａが既に占有型の二次予備系を備えた冗長構成となっている。そこで、この入力信号Ａの冗長構成における占有型の二次予備系を、現在考えている入力信号Ｂと入力信号Ｃの冗長構成と共有可能かの判断を行う。入力信号Ａの二次予備系を共有型に変更し、入力信号ＢとＣの冗長構成と共有を行った場合、入力信号Ａの二次予備系は１／２の確率で、両者の冗長構成の復旧に使われる。その場合の入力信号Ａの冗長構成の稼働率ＲＡは、以下のように表される。
【数３】
2015165609.tif 000005
【００９２】
これは、入力信号Ａの現用系に障害が発生しない確率と、入力信号Ａの現用系に障害が発生し、占有型の一次予備系が正常であり、その一次予備系で入力信号Ａが復旧される確率と、入力信号Ａの現用系と占有型の一次予備系の両者に障害が発生し、正常な共有型の二次予備系で入力信号Ａの現用系が復旧される確率を足しあわせたものとなる。入力信号Ａにサービス品質として設定されている稼働率は０．９９１であることから、入力信号Ａの冗長構成における占有型の二次系を共有型に変えても、入力信号Ａの冗長構成は設定されたサービス品質の稼働率を満たすこととなる。従って、共有可能との判断がされ、入力信号Ａの冗長構成における占有型の二次予備系を共有型に変更し、共有対象に入力信号ＢとＣの冗長構成を追加する（ステップＳ５０４）。この作業により、入力信号ＢとＣの冗長構成は、入力信号ＢとＣの現用系をそれぞれ持ち、共有型の一次予備系１つと、共有型の二次予備系を１つ備える冗長構成となる。
【００９３】
冗長構成の決定フローより再度稼働率を満たすかの判定を行う（ステップＳ５０１）。同様に入力信号Ｂの稼働率ＲＢは以下のように表される。
【数４】
2015165609.tif 000006
【００９４】
これは、稼働率計算の部分で説明を行ったＲＢ＝ｒ４＋ｒ５＋ｒ６＋ｒ７と同じ式である。先程と同様に入力信号Ｃの稼働率ＲＣはＲＣ＝ＲＢとなる。
入力信号ＢとＣに設定されたサービス品質としての稼働率はどちらも０．９９であるから、これは稼働率の条件を満たしている。従って稼働率を満たすとの判断から、冗長構成の決定が行われる。
【００９５】
以上のフローを通して管理装置で決定された冗長構成は送信ノード装置へと制御信号の形で送信され、送信ノード装置では最終的に送受信器１２ａが入力信号Ａの現用系、送受信器１２ｂが入力信号Ａの占有型の一次予備系、送受信器１２ｃが入力信号Ｂの現用系、送受信器１２ｄが入力信号Ｃの現用系、送受信器１２ｅが入力信号Ａと入力信号Ｂの共有型の一次予備系、送受信器１２ｆが入力信号Ａ〜Ｃで共有される共有型の二次予備系となる。
【００９６】
ここまでサービス品質として設定された切替復旧時の瞬断条件および稼働率を満たし、管理装置で決められた評価指標に基づいた冗長構成を決定するフローについて述べた。しかしながら、サービス品質あるいは評価指標のいずれか一方のみを満たした冗長構成の決定も可能である。与えられたサービス品質だけを満足する場合は、評価指標の判定を行わないフローとなり、その場合の一次予備系および二次予備系の決定フローは、図７と図８に示すものと同じとなる。また、評価指標のみを満足し、稼働率を満たさない冗長構成も構築できる。その場合の一次予備系および二次予備系の決定フローは、一次予備系は図７の通りに、二次予備系は図８〜図１０の内の稼働率判定で必ず条件を満足するフローで実現できる。
【００９７】
さらに、サービス品質あるいは評価指標の少なくともいずれか一方を満足しつつ、予備系として占有型若しくは共有型の一次予備系のみを持つ冗長構成、あるいは予備系として占有型若しくは共有型の二次予備系のみを持つ冗長構成を決定することも可能である。予備系として一次予備系のみを持つ冗長構成を決定する際には、図７の一次予備系決定フローの後に、図８〜１０に示す二次予備系を全て一次予備系に置き換えたフローにより一次予備系のみを持つ冗長構成が決定する。なお、その際には他の信号の共有判断部において、図７に示す共有判断と同じ判断を行う。予備系として二次予備系のみを持つ冗長構成を決定する際には、図７の現用系追加（ステップＳ４０２）までが実行された後に、図８〜図１０のフローへと移行することで冗長構成が決定する。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態では、装置側でサービス品質に対応した冗長構成を構築することで、異なるサービス品質に応じた冗長構成を同一装置内に構築できる。したがって、冗長構成毎に複数の種類の装置が不要であり、１種類の装置で複数のサービス品質に対応した冗長構成の構築が可能となる。また、本実施形態では、評価指標として設備コストの他に、年間修理回数や設備コストと修理コストを合算した合計コストを評価指標とした冗長構成の構築も可能であり、幅広くかつ粒度の細かい品質の冗長構成を構築できる。また、本実施形態では、管理装置２１により送信ノード１０を遠隔制御とすることで、冗長構成を遠隔で構築できる。また、本実施形態では、同一の送信ノード１０内に複数個の異なる冗長構成を構築可能である。また、本実施形態では、ある現用系に対して障害発生時の切替先の予備系として一次予備系を、切替復旧後の冗長構成を再構築するための予備系として二次予備系を設定することが可能である。これら予備系の個数や組み合わせにより粒度の細かいサービス品質に対応できる。
【００９９】
また、本実施形態では、現用系に障害が発生した場合に、現用系から一次予備系に切替復旧が実行される。切替復旧後に、二次予備系が設定されていれば、その二次予備系を用いて新たな一次予備系へ割り当て、障害発生前の現用系と一次予備系の構成を再構築することで、障害発生前の現用系と一次予備系の構成を維持することができる。この復旧方式により障害発生後においても、障害発生前と同等の復旧性能を実現することができる。また、この二次予備系は異なるあるいは同じサービス品質の冗長構成間で共有させることも可能であり、従来以上の複数障害に対して設備費用の大幅な増加を抑えながら実現することができる。
【０１００】
上述した実施形態における各装置をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…送信ノード，  １１…電気信号切替装置，  １２ａ〜１２ｆ…送受信器，  １３…光クロスコネクト装置，  １４…制御装置，  ２１…管理装置，  ２２…管理データベース
【図１】
2015165609.tif 000007
【図２】
2015165609.tif 000008
【図３】
2015165609.tif 000009
【図４】
2015165609.tif 000010
【図５】
2015165609.tif 000011
【図６】
2015165609.tif 000012
【図７】
2015165609.tif 000013
【図８】
2015165609.tif 000014
【図９】
2015165609.tif 000015
【図１０】
2015165609.tif 000016