(57)【要約】【課題】  低コストのネットワークを効率的に設計するネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラムを提供する。【解決手段】  ネットワーク設計装置は、通信回線の見積もりを、リンクごとに、開通可能な通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行う第１処理部と、見積もり結果に基づき、リンクごとに、重複使用可能な同一波長の光信号数を、伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、波長を、通信回線に割り当てる第２処理部と、第１処理部の見積もり結果及び第２処理部の割り当て結果に基づき、リンクごとに、伝送システム数の削減の可能性の有無を判定する第３処理部とを有し、第３処理部は、波長制約条件及びシステム制約条件を変更し、第１及び第２処理部は、該変更された制約条件に従って、再度設計を行う。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定し、前記複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、前記ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行う第１処理部と、
前記第１処理部の見積もり結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、前記波長多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、前記波長多重光信号に多重される光信号の波長を、前記通信回線に割り当てる第２処理部と、
前記第１処理部の見積もり結果及び前記第２処理部の割り当て結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定し、前記通信回線の帯域の変更または前記複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による前記波長数の目標の達成の可否を判別することにより、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する第３処理部とを有し、
前記第３処理部は、前記伝送システムの数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を前記波長数の目標とするように前記波長制約条件を変更し、前記伝送システムの上限数を削減するように前記システム制約条件を変更し、
前記第１処理部は、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、前記通信回線の見積もりを行い、
前記第２処理部は、前記第１処理部の再度の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、波長の割り当てを行うことを特徴とするネットワーク設計装置。
【請求項２】
前記第３処理部が、前記ネットワーク内の全リンクについて、前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定するまで、前記第１処理部は、前記通信回線の見積もりを繰り返し、前記第２処理部は、前記波長の割り当てを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク設計装置。
【請求項３】
前記第３処理部は、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記第２処理部の２回目以降の波長の割り当てによる前記伝送システムの数の増加または減少に従い、前記波長数の目標を調整することを特徴とする請求項２に記載のネットワーク設計装置。
【請求項４】
前記第３処理部は、前記通信回線の帯域の変更によるコストの増加量が、前記伝送システムの数の削減によるコストの低下量を上回る場合、前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のネットワーク設計装置。
【請求項５】
前記第３処理部は、前記複数の通信ルートのうち、当該リンクを通る通信ルートを、当該リンクを迂回する迂回ルートに変更することによる前記波長数の目標の達成の可否を判別することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のネットワーク設計装置。
【請求項６】
前記第３処理部は、
前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定した場合、当該リンクが、他リンクの前記迂回ルートに用いられることにより増加する光信号の波長数に基づき、前記第１処理部の見積もり処理及び第２処理部の割り当て処理の再実行による前記伝送システムの数の増加のリスクの有無を判定し、
前記伝送システムの数の増加のリスクが有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を、前記伝送システムの数を増加させないために許容される最大数とするように前記波長制約条件を変更し、
前記第１処理部は、前記迂回ルートを前記複数の通信ルートの候補に追加して、前記複数の通信ルートを決定し、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、前記通信回線の見積もりを行い、
前記第２処理部は、前記第１処理部の再度の見積もり結果に基づき、前記システム制約条件に従って、再度、波長の割り当てを行うことを特徴とする請求項１乃至５に記載のネットワーク設計装置。
【請求項７】
波長多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定し、前記複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、前記ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行う工程と、
前記通信回線の見積もり結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、前記波長多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、前記波長多重光信号に多重される光信号の波長を、前記通信回線に割り当てる工程と、
前記通信回線の見積もり結果及び前記波長の割り当て結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定し、前記通信回線の帯域の変更または前記複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による前記波長数の目標の達成の可否を判別することにより、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する工程とを、コンピュータが実行し、
前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する工程において、前記伝送システムの数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を前記波長数の目標とするように前記波長制約条件を変更し、前記伝送システムの上限数を削減するように前記システム制約条件を変更し、
前記通信回線の見積もりを行う工程を、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、行い、
前記波長を割り当てる工程を、再度行われた前記通信回線の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、行うことを特徴とするネットワーク設計方法。
【請求項８】
波長多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定し、前記複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、前記ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行い、
前記通信回線の見積もり結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、前記波長多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、前記波長多重光信号に多重される光信号の波長を、前記通信回線に割り当て、
前記通信回線の見積もり結果及び前記波長の割り当て結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定し、前記通信回線の帯域の変更または前記複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による前記波長数の目標の達成の可否を判別することにより、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する、処理をコンピュータに実行させ、
前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する処理において、前記伝送システムの数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を前記波長数の目標とするように前記波長制約条件を変更し、前記伝送システムの上限数を削減するように前記システム制約条件を変更し、
前記通信回線の見積もりを行う処理を、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、行い、
前記波長を割り当てる処理を、再度行われた前記通信回線の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、行うことを特徴とするネットワーク設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信需要の増加に伴い、高速光伝送方式が標準化されている。例えば、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector（国際電気通信連合））勧告Ｇ．７０９は、約２．５〜１００（Ｇｂｐｓ）の光伝送ネットワーク（ＯＴＮ：Optical Transport Network）の技術を規定する。
【０００３】
ＯＴＮによる光伝送は、波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術を利用して、ユーザ信号をそれぞれ収容する複数の光信号を多重することにより、大容量の伝送を可能とする。光信号に収容されるクライアント信号としては、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）フレーム、ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical NETwork）フレーム、及びイーサネット（登録商標、以下同様）フレームが挙げられる。
【０００４】
ＷＤＭ技術を適用した波長多重伝送装置（以下、「ＷＤＭ装置」と表記する）は、通信回線ごとに、トランスポンダなどと呼ばれる光送受信器が設けられ、複数の光送受信器を介して複数の光信号がそれぞれ入出力される。ＷＤＭ装置は、光送受信器から入力された光信号を、他ノードからの光信号とともに多重化して得た波長多重光信号（以下、「多重光信号」と表記）を、他装置に送信する。本明細書において、このときの光送受信器からの光信号の入力を「挿入」と表記する。
【０００５】
また、ＷＤＭ装置は、他装置からの多重光信号から所定波長の光信号を分離して、光送受信器により受信する。本明細書において、このときの光信号の分離を「分岐」と表記する。
【０００６】
ＷＤＭ装置により構成されたネットワークの主なコストとして、ネットワーク内のパスに開通する通信回線の数が挙げられる。通信回線のコストは、当該通信を行うための一対の光送受信器のコストを含む。
【０００７】
また、他の主なコストしては、ＷＤＭの伝送システムの数が挙げられる。この伝送システムとは、ネットワーク内のリンクを結ぶ一組のノードの各ＷＤＭ装置に設けられ、波長が相違する複数の光信号を多重した波長多重信号を伝送する伝送手段を意味する。例えば、あるリンクを介して、同一波長の２つの光信号を伝送する場合、当該リンクを結ぶ両ノードには、少なくとも２つの伝送システムが必要となる。
【０００８】
伝送システムのコストは、伝送システム自体のコストだけでなく、局舎（つまりノード）において、伝送システムを搭載する架が占有する一定の床面積のコストも含む。
【０００９】
したがって、ネットワーク設計では、ノード間のトラフィックの要求に基づき、通信回線設計及び波長割当設計が行われる。通信回線設計では、各トラフィックの帯域が、ネットワーク内のパスに開通する通信回線の帯域に効率よく収容されるように、各トラフィックを通信回線に割り当てる。これに関し、例えば、特許文献１には、整数計画問題を解くことにより、通信回線のコストが最小となるように通信回線の設計を行う技術が記載されている。
【００１０】
また、波長割り当て設計では、ＷＤＭシステム数が最少となるように、各通信回線に波長を効率よく割り当てる。これに関し、例えば、特許文献２には、設定数だけの経路を予約光パスとして予約し、各予約光パスに対して、経路及び波長の割り当て予約を行う点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−９０２９７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９９８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
低コストのネットワークを設計するためには、通信回線及び伝送システムの両方を考慮することが望ましい。この場合、例えば、通信回線容設計を行った後、その設計結果に基づいて、波長割当設計を行うことによりネットワーク設計を行うことが考えられる。
【００１３】
しかし、この設計方法によると、波長割り当て設計の結果を、通信回線設計に反映させることができないので、通信回線数及び伝送システム数の両方を最適化した設計結果を得ることは難しい。
【００１４】
そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、低コストのネットワークを効率的に設計するネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラム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】
【００１５】
本明細書に記載のネットワーク設計装置は、波長多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定し、前記複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、前記ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行う第１処理部と、前記第１処理部の見積もり結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、前記波長多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、前記波長多重光信号に多重される光信号の波長を、前記通信回線に割り当てる第２処理部と、前記第１処理部の見積もり結果及び前記第２処理部の割り当て結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定し、前記通信回線の帯域の変更または前記複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による前記波長数の目標の達成の可否を判別することにより、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する第３処理部とを有し、前記第３処理部は、前記伝送システムの数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を前記波長数の目標とするように前記波長制約条件を変更し、前記伝送システムの上限数を削減するように前記システム制約条件を変更し、前記第１処理部は、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、前記通信回線の見積もりを行い、前記第２処理部は、前記第１処理部の再度の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、波長の割り当てを行う。
【００１６】
本明細書に記載のネットワーク設計方法は、波長多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定し、前記複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、前記ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行う工程と、前記通信回線の見積もり結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、前記波長多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、前記波長多重光信号に多重される光信号の波長を、前記通信回線に割り当てる工程と、前記通信回線の見積もり結果及び前記波長の割り当て結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定し、前記通信回線の帯域の変更または前記複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による前記波長数の目標の達成の可否を判別することにより、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する工程とを、コンピュータが実行し、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する工程において、前記伝送システムの数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を前記波長数の目標とするように前記波長制約条件を変更し、前記伝送システムの上限数を削減するように前記システム制約条件を変更し、前記通信回線の見積もりを行う工程を、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、行い、前記波長を割り当てる工程を、再度行われた前記通信回線の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、行う方法である。
【００１７】
本明細書に記載のネットワーク設計プログラムは、波長多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定し、前記複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、前記ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行い、前記通信回線の見積もり結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、前記波長多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、前記波長多重光信号に多重される光信号の波長を、前記通信回線に割り当て、前記通信回線の見積もり結果及び前記波長の割り当て結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定し、前記通信回線の帯域の変更または前記複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による前記波長数の目標の達成の可否を判別することにより、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する、処理をコンピュータに実行させ、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する処理において、前記伝送システムの数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を前記波長数の目標とするように前記波長制約条件を変更し、前記伝送システムの上限数を削減するように前記システム制約条件を変更し、前記通信回線の見積もりを行う処理を、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、行い、前記波長を割り当てる処理を、再度行われた前記通信回線の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、行うプログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
本明細書に記載の伝送装置及びネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラムは、低コストのネットワークを効率的に設計できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ネットワークの一例を示す構成図である。
【図２】光信号の構成例を示す構成図である。
【図３】ＷＤＭ装置の機能構成の一例を示す構成図である。
【図４】波長割り当ての一例を示すネットワーク構成図である。
【図５】伝送システムの構成を示す構成図である。
【図６】実施例に係るネットワーク設計装置の一例を示す構成図である。
【図７】ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）の機能構成、及びＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）に保持される情報の一例を示す構成図である。
【図８】実施例に係るネットワーク設計方法を示すフローチャートである。
【図９】通信回線設計の処理を示すフローチャートである。
【図１０】ネットワークに設けられたパスの例を示す図である。
【図１１】パスから構成された通信ルートの候補を示す図である。
【図１２】通信ルートを構成するパスに開通する通信回線の例を示す図である。
【図１３】第１処理部により構築された整数計画問題のモデルに用いられる変数の内容を示す表である。
【図１４】ネットワークに設けられた複数の通信回線の一例を示す図である。
【図１５】図１４に示された通信回線に対する波長割り当ての一例を示す図である。
【図１６】図１４に示された通信回線に対する波長割り当ての他例を示す図である。
【図１７】波長割当設計の処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１４に示されたネットワークに関する設計情報を示す表である。
【図１９】第２処理部により構築された整数計画問題のモデルに用いられる変数の内容を示す表である。
【図２０】目標波長数の決定処理を示すフローチャートである。
【図２１】目標波長数の算出例を示す表である。
【図２２】伝送システム数の削減可能性の判定処理を示すフローチャートである。
【図２３】通信回線の帯域の変更により削減可能な波長数の算出処理を示すフローチャートである。
【図２４】通信回線の帯域の変更前及び変更後の状態の一例を示すネットワーク構成図である。
【図２５】迂回ルートにより削減可能な波長数の算出処理を示すフローチャートである。
【図２６】迂回ルートの例を示す図である。
【図２７】伝送システム数の増加リスクの判定処理を示すフローチャートである。
【図２８】制約条件の変更処理を示すフローチャートである。
【図２９】比較例及び実施例の波長割り当ての例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、ネットワークの一例を示す構成図である。このネットワークは、ネットワーク設計対象の一例である。ネットワークは、ＷＤＭ装置９がそれぞれ設けられたノード（Ａ）〜（Ｆ）を含む。ノード（Ａ）〜（Ｆ）のＷＤＭ装置９は、伝送路である光ファイバを介してリング状に接続されている。なお、本例では、ネットワーク形態として、リング型を挙げるが、これに限定されず、例えばメッシュ状であってもよい。
【００２１】
ＷＤＭ装置９は、相違する複数の波長λad1,λad2,λad3,・・・の光信号を多重し、多重光信号として隣接ノードのＷＤＭ装置９に伝送する。また、ＷＤＭ装置９は、他ノードから入力された多重光信号から、相違する複数の波長λdr1,λdr2,λdr3,・・・の光信号を分離して、クライアント側のネットワークに出力する。したがって、本ネットワークにおいて、任意の波長の光信号を、あるノードに挿入し、他のノードから分岐させることができる。
【００２２】
通信回線設計では、ネットワーク内の所定のノード間のトラフィックＴＲの要求に応じ、該ノード間を結ぶ通信ルートが決定される。本例において、トラフィックＴＲは、例えばノード（Ａ）及びノード（Ｄ）間に要求されている（点線参照）。
【００２３】
本ネットワークには、例えば、パスＰ１〜Ｐ４が設けられていると仮定する（一点鎖線参照）。パスＰ１〜Ｐ４は、所定波長の光信号が、ＷＤＭ装置９に挿入された後、他のＷＤＭ装置９から分岐されるまでに伝送される伝送経路である。パスＰ１は、ノード（Ａ）及びノード（Ｂ）間に設けられ、パスＰ２は、ノード（Ｂ）及びノード（Ｄ）間に設けられている。パスＰ３は、ノード（Ａ）及びノード（Ｆ）間に設けられ、パスＰ４は、ノード（Ｆ）及びノード（Ｄ）間に設けられている。
【００２４】
通信回線設計において、要求されたトラフィックに応じた通信ルートは、１以上のパスを選択することにより決定される。本例では、通信ルートの候補として、パスＰ１及びパスＰ２を含む経路と、パスＰ３及びパスＰ４を含む経路がある。
【００２５】
ネットワーク設計は、通信回路設計及び波長割当設計が行われる。通信回線設計では、通信ルートが決定すると、選択したパスＰ１〜Ｐ４の各々に開通する通信回線の見積もりが行われる。例えば、パスＰ１の通信回線は、伝送方向がノード（Ａ）からノード（Ｂ）に向かう方向であるとすると、所定波長の光信号がノード（Ａ）のＷＤＭ装置９に挿入され、ノード（Ｂ）のＷＤＭ装置９から分岐されるように設定することにより開通する。パスＰ２の通信回線は、伝送方向がノード（Ｂ）からノード（Ｄ）に向かう方向であるとすると、所定波長の光信号がノード（Ｂ）のＷＤＭ装置９に挿入された後、ノード（Ｃ）のＷＤＭ装置９を通過して、ノード（Ｄ）のＷＤＭ装置９から分岐されるように設定することにより開通する。なお、以降の説明において、ノード（Ｃ）の場合のように、光信号が、挿入または分岐されることなく、ノードのＷＤＭ装置９を通過することを、「スルー」と表記する。
【００２６】
トラフィックＴＲに応じた通信ルートとして、パスＰ１及びＰ２を含む経路を選択した場合、通信回線は、ノード（Ｂ）において、パスＰ１に開通された通信回線から、パスＰ２に開通された通信回線に切り替わる。このように、通信回線を切り替えることを、以降の説明において「グルーミング」と表記する。
【００２７】
波長割当設計では、通信回線設計により設計された各通信回線に、該通信回線より送受信される光信号の波長を割り当てられる。１つの通信回線には１つの波長が割り当てられ、使用可能な最大波長数は、後述するように、隣接ノード間のリンクごとに、当該ノードのＷＤＭ装置９に備えられた伝送システムの数に応じて決定される。例えば、１つの伝送システムが多重可能な最大波長数（光信号の数）を４０波とする場合、あるリンクを結ぶ一対のノードの各ＷＤＭ装置９に、２つの伝送システムが備えられたとき、該リンクの使用可能な最大波長数は、８０波（＝４０波×２）である。
【００２８】
図２は、光信号の構成例を示す構成図である。光信号は、一例として、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９に規定されるＨＯ−ＯＤＵ（Higher Order Optical channel Data Unit）の構成を有する。ＨＯ−ＯＤＵは、所定の制御情報を含むオーバーヘッドＯＨと、論理チャネルであるＴＳ（Tributary Slot）１〜ＴＳ８とを有する。
【００２９】
ＨＯ−ＯＤＵの伝送速度は、複数の種類が存在する。ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９には、１．２５（Ｇｂｐｓ）の「ＯＤＵ０」、５（Ｇｂｐｓ）の「ＯＤＵ１」、１０（Ｇｂｐｓ）の「ＯＤＵ２」、４０（Ｇｂｐｓ）の「ＯＤＵ３」、及び１００（Ｇｂｐｓ）の「ＯＤＵ４」などが規定されている。
【００３０】
ＨＯ−ＯＤＵは、その伝送速度、つまり帯域に応じた数のＴＳを有する。ＴＳ数は、例えば、帯域が「ＯＤＵ２」の場合、８つであり、帯域が「ＯＤＵ１」の場合、２つである。また、ＴＳ１〜ＴＳ８の帯域は、それぞれ、１．２５（Ｇｂｐｓ）（つまり、ＯＤＵ０の帯域）である。なお、この「ＯＤＵ（ｎ）」（ｎは自然数）の種類を、以降の説明において「帯域の種類」と表記する。
【００３１】
したがって、ＨＯ−ＯＤＵは、複数のＬＯ−ＯＤＵを多重化することにより、複数のクライアント信号を収容することができる。要求されるトラフィックの帯域は、クライアント信号の帯域として与えられる。なお、本明細書では、光信号の伝送方式として、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９に規定されたＯＴＮを例示するが、これに限定されない。
【００３２】
また、パスに開通する通信回線の帯域は、ＨＯ−ＯＤＵの帯域の種類に応じて複数の種類が存在する。通信回線の帯域の種類は、ＨＯ−ＯＤＵを送受信する光送受信器のコストに影響する。このため、通信回線設計では、ネットワーク全体で用いられる通信回線のコストが最小となるように、通信回線の帯域の種類及び数が見積もられる。なお、本実施例では、通信回線の帯域の種類として、１０（Ｇｂｐｓ）（ＯＤＵ２相当）及び１００（Ｇｂｐｓ）（ＯＤＵ４相当）のみを挙げるが、これに限定されない。
【００３３】
図３は、ＷＤＭ装置９の機能構成の一例を示す構成図である。ＷＤＭ装置９は、クロスコネクト部７と、光多重分離部２と、制御部３とを有する。
【００３４】
クロスコネクト部７は、クライアント信号及びＨＯ−ＯＤＵ（つまり光信号）間の変換及びスイッチングを行う。クロスコネクト部７は、複数の光送受信器７０と、スイッチ７１と、複数のクライアント側送受信器７２とを有する。
【００３５】
クライアント側送受信器７２は、クライアント側ネットワークから受信したクライアント信号Ｓｃａを、スイッチ７１に出力する。スイッチ７１は、クライアント信号Ｓｃａを、制御部３からの設定に応じた光送受信器７０に出力する。
【００３６】
複数の光送受信器７０は、光多重分離部２との間において、波長が相違する複数の光信号を入出力する。光送受信器７０は、スイッチ７１から入力されたクライアント信号Ｓｃａを、ＨＯ−ＯＤＵに収容し、光信号に変換して光多重分離部２に出力する。なお、光送受信器７０は、帯域の種類に応じて異なる種類が存在する。
【００３７】
また、光送受信器７０は、光多重分離部２から入力された光信号を電気信号に変換し、そのＨＯ−ＯＤＵからクライアント信号Ｓｃｄを取り出してスイッチ７１に出力する。スイッチ７１は、クライアント信号Ｓｃｄを、制御部３からの設定に応じたクライアント側送受信器７２に出力する。クライアント側送受信器７２は、スイッチ７１から入力されたクライアント信号Ｓｃｄを、クライアント側ネットワークに送信する。
【００３８】
スイッチ７１は、制御部３からの設定に従って、複数の光送受信器７０及び複数のクライアント側送受信器７２の間において、クライアント信号Ｓｃａ，Ｓｃｄを交換する。また、スイッチ７１は、後述するように、グルーミングの設定が行われたとき、光送受信器７０から入力されたクライアント信号Ｓｃｄを、他の光送受信器７０に折り返す（経路Ｒ１参照）。
【００３９】
光多重分離部２は、隣接ノードから伝送された多重光信号を波長単位で分離し、また、隣接ノードに伝送する光信号を波長多重して、多重光信号として伝送路に出力する。光多重分離部２は、多重部（ＭＵＸ）２０と、分離部（ＤＥＭＵＸ）２１と、複数の光合分波器２３とを有する。
【００４０】
分離部２１は、制御部３からの設定に従って、隣接ノードから伝送された多重光信号Ｓｉｎを波長ごとの光信号に分離し、分岐設定がなされた波長λdr1〜λdrnの光信号を光合分波器２３に出力する。また、分離部２１は、通過設定がなされた１以上の波長λthの光信号を、多重部２０に出力する。分離部２１としては、例えば波長選択スイッチが用いられるが、これに限定されず、アレイ導波路格子などの他の光デバイスを用いてもよい。
【００４１】
多重部２０は、制御部３からの設定に従って、挿入設定がなされた波長λad1〜λadnの光信号を多重し、隣接ノードに伝送するため、多重光信号Ｓｏｕｔとして伝送路に出力する。波長λad1〜λadnの光信号は、それぞれ、複数の光合分波器２３から多重部２０に入力される。
【００４２】
複数の光合分波器２３は、分離部２１から入力された波長λdr1〜λdrnの光信号を、複数の光送受信器７０にそれぞれ出力する。また、複数の光合分波器２３は、複数の光送受信器７０からそれぞれ入力された波長λad1〜λadnの光信号を、多重部２０に出力する。光合分波器２３としては、例えばＷＤＭカプラが用いられるが、これに限定されず、光サーキュレータなどの他の光デバイスを用いてもよい。
【００４３】
この構成によると、分岐対象の光信号は、分離部２１により多重光信号から分離され、光合分波器２３を介して光送受信器７０に入力される。要求されたトラフィックの端点ノード（図１の場合、ノード（Ａ）及びノード（Ｄ））においては、分岐対象の光信号は、さらに、スイッチ７１を介してクライアント側送受信器７２に入力された後、クライアント側ネットワークに送信される。
【００４４】
一方、挿入対象の光信号は、光送受信器７０から、光合分波器２３を介して多重部２０に入力される。要求されたトラフィックの端点ノードにおいては、挿入対象の光信号は、クライアント側送受信器７２からスイッチ７１を介して、光送受信器７０に入力される。
【００４５】
また、グルーミングが行われる場合、クライアント信号は、図３に示される経路Ｒ１を通る。つまり、グルーミングされるクライアント信号を収容した光信号は、分岐対象として、分離部２１及び光合分波器２３を経て、光送受信器７０に入力される。そして、クライアント信号は、ＨＯ−ＯＤＵから取り出されてスイッチ７１に入力された後、スイッチ７１において折り返され、他の光送受信器７０に入力される。なお、スイッチ７１は、光信号の波長を変更しない場合、クライアント信号を、入力元の光送受信器７０に折り返してもよい。
【００４６】
折り返されたクライアント信号は、光送受信器７０において、ＨＯ−ＯＤＵに再度収容され、光信号に変換される。そして、光信号は、挿入対象として、光合分波器２３を介して多重部２０に入力され、伝送路に出力される。このように、グルーミングを行う場合、光信号を、いったん分岐した後、再度挿入する。したがって、この場合、１つ、または２つの光送受信器７０が使用される。
【００４７】
これに対して、スルーが行われる場合、光信号は、図３に示される経路Ｒ２を通る。つまり、スルー対象の光信号は、光送受信器７０により電気信号に変換されることなく、分離部２１から直接的に多重部２０に入力される。したがって、この場合、光送受信器７０は使用されない。
【００４８】
制御部３は、例えばＣＰＵなどのプロセッサを有し、多重部２０、分離部２１、及びスイッチ７１を設定する。制御部３は、例えば、ネットワーク管理装置（図示せず）と通信することにより、設定情報を取得する。
【００４９】
図３において、多重部２０及び分離部２１は、１つずつ示されているが、実際は、各方路（隣接ノードとの間の伝送路）に対応する伝送システム数に応じた数だけ設けられる。以下に、伝送システムについて例を挙げて説明する。
【００５０】
図４は、波長割り当ての一例を示すネットワーク構成図である。本例のネットワークは、パスの一部が重複し、かつ、同一波長を使用する２本の通信回線が設けられている。
【００５１】
このネットワークは、ノード（Ａ）〜（Ｄ）を有し、各ノード（Ａ）〜（Ｄ）にはＷＤＭ装置９が設けられている。ノード（Ａ）のＷＤＭ装置９は、伝送路である光ファイバ８を介して、他のノード（Ｂ）〜（Ｄ）のＷＤＭ装置９と接続されている。このため、ノード（Ａ）のＷＤＭ装置９は、ノード（Ｃ）のＷＤＭ装置９と接続される方路＃１、ノード（Ｄ）のＷＤＭ装置９と接続される方路＃２、及び、ノード（Ｂ）のＷＤＭ装置９と接続される方路＃３を有する。
【００５２】
このネットワークは、ノード（Ｃ）、ノード（Ａ）、及びノード（Ｄ）を経由する複数の通信回線Ｄ１〜Ｄｎが設けられており、通信回線Ｄ１〜Ｄｎには、波長λ１〜λｎがそれぞれ割り当てられているとする。波長λ１〜λｎが多重光信号に多重可能な全ての波長であるとすると、ノード（Ｂ）、ノード（Ａ）、及びノード（Ｄ）を経由する新たなパスＰｉを設ける場合に、ノード（Ａ）、及びノード（Ｄ）間（つまり方路＃２）において波長が不足する。
【００５３】
波長不足を補うため、ノード（Ａ）のＷＤＭ装置９、及びノード（Ｄ）のＷＤＭ装置９は、伝送路が二重に設けられている。すなわち、ノード（Ａ）のＷＤＭ装置９、及びノード（Ｄ）のＷＤＭ装置９は、２組の一対の光ファイバ８を介して接続されている。なお、本例において、多重光信号は、一対の光ファイバ８によって双方向伝送されるが（図４中の矢印参照）、これとは異なり、単一の光ファイバ８によって双方向伝送する一芯双方向方式を採用してもよい。
【００５４】
また、ノード（Ａ）のＷＤＭ装置９、及びノード（Ｄ）のＷＤＭ装置９は、伝送路だけでなく、多重光信号を伝送する伝送システムも冗長化されている。図５は、伝送システムの構成を示す構成図である。
【００５５】
ノード（Ａ）及びノード（Ｄ）の各ＷＤＭ装置９は、２つの伝送システム９０ａ，９０ｂが設けられている。２つの伝送システム９０ａ，９０ｂは、それぞれ、二組の多重部２０及び分離部２１を含む。一組の多重部２０及び分離部２１は、光ファイバ８を介して接続されている。多重光信号は、多重部２０により生成され、光ファイバ８を介して隣接ノードの分離部２１により波長ごとの光信号に分離される。
【００５６】
一方の伝送システム９０ａは、波長λ１の光信号を双方向に伝送し、他方の伝送システム９０ｂは、波長λ１，・・・，λnの光信号、つまり波長多重光信号を双方向に伝送する。したがって、ノード（Ａ）及びノード（Ｄ）のＷＤＭ装置９間において、異なる２つの多重光信号を伝送することができるから、図４に示されるように、同一波長λ１を使用する異なる２本の通信回線Ｄ１，Ｄｉの開通が可能となる。
【００５７】
実施例に係るネットワーク設計装置は、ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って通信回線設計を行う。また、ネットワーク設計装置は、ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って波長割当設計を行う。そして、ネットワーク設計装置は、通信回線設計及び波長割当設計の各結果に基づいて、伝送システム数を削減するための波長数の目標を設定して、削減可否を検討し、その検討結果を通信回線設計及び波長割当設計にフィードバックして、再度設計を行う。
【００５８】
図６は、実施例に係るネットワーク設計装置の一例を示す構成図である。ネットワーク設計装置１は、例えばサーバなどのコンピュータ装置である。ネットワーク設計装置１は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１１、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１２、ＨＤＤ１３、通信処理部１４、可搬型記憶媒体用ドライブ１５、入力処理部１６、及び画像処理部１７などを備えている。
【００５９】
ＣＰＵ１０は、演算処理手段であり、ネットワーク設計プログラムに従って、ネットワークの設計処理を行う。ＣＰＵ１０は、各部１１〜１７とバス１８を介して通信可能に接続されている。なお、ネットワーク設計装置１は、ソフトウェアにより動作するものに限定されず、ＣＰＵ１０に代えて、特定用途向け集積回路などのハードウェアが用いられてもよい。
【００６０】
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０のワーキングメモリとして用いられる。また、ＲＯＭ１１及びＨＤＤ１３は、ＣＰＵ１０を動作させるネットワーク設計プログラムなどを記憶する記憶手段として用いられる。通信処理部１４は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介して外部の装置と通信を行うネットワークカードなどの通信手段である。
【００６１】
可搬型記憶媒体用ドライブ１５は、可搬型記憶媒体１５０に対して、情報の書き込みや情報の読み出しを行う装置である。可搬型記憶媒体１５０の例としては、ＵＳＢメモリ（USB: Universal  Serial  Bus）、ＣＤ−Ｒ（Compact  Disc  Recordable）、及びメモリカードなどが挙げられる。
【００６２】
ネットワーク設計装置１は、情報の入力操作を行うための入力デバイス１６０、及び、画像を表示するためのディスプレイ１７０を、さらに備える。入力デバイス１６０は、キーボード及びマウスなどの入力手段であり、入力された情報は、入力処理部１６を介して
ＣＰＵ１０に出力される。ディスプレイ１７０は、液晶ディスプレイなどの画像表示手段であり、表示される画像データは、ＣＰＵ１０から画像処理部１７を介してディスプレイに出力される。なお、入力デバイス１６０及びディスプレイ１７０に代えて、これらの機能を備えるタッチパネルなどのデバイスを用いることもできる。
【００６３】
ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１、またはＨＤＤ１３などに格納されているプログラム、または可搬型記憶媒体用ドライブ１５が可搬型記憶媒体１５０から読み取ったプログラムを実行する。このプログラムには、ＯＳ（Operating  System）だけでなく、上記のネットワーク設計プログラムも含まれる。なお、プログラムは、通信処理部１４を介してダウンロードされたものであってもよい。
【００６４】
ＣＰＵ１０は、ネットワーク設計プログラムを実行すると、複数の機能が形成される。図７は、ＣＰＵ１０の機能構成、及びＨＤＤ１３に保持される情報の一例を示す構成図である。
【００６５】
ＣＰＵ１０は、第１処理部１００、第２処理部１０１及び第３処理部１０２を含む。また、各部１００〜１０２に関連して、ＨＤＤ１３は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、デマンド情報１３２、ルート情報１３３、回線情報１３４、波長制約情報１３５、システム制約情報１３６、優先度情報１３７、及び波長割当情報１３８を保持する。さらに、ＨＤＤ１３は、迂回ルート情報１３９、目標波長数情報１４０、削減可否判定情報１４１、及び増加リスク判定情報１４２を保持する。なお、各情報１３０〜１４２の記憶手段は、ＨＤＤ１３に限定されず、ＲＯＭ１１や可搬型記憶媒体１５０であってもよい。
【００６６】
トポロジ情報１３０は、図１に示されるような、設計対象となるネットワークの形態、つまり、リンクを介したノード間の接続関係を示す情報である。トポロジ情報１３０は、例えば、ネットワーク内の各リンクの識別子に、該リンクを介して接続されている一対のノードの識別子を対応付けて構成されている。
【００６７】
パス情報１３１は、ネットワークに設定された複数のパスを示す情報である。パス情報１３１は、例えば、複数のパスの端点ノードを示す複数組のノードの識別子と、端点ノード間を結ぶ１以上のリンクの識別子とを含む。
【００６８】
デマンド情報１３２は、ネットワークに対する複数のトラフィックの要求の内容を示す情報である。デマンド情報１３２は、要求される個々のトラフィックについて、ネットワーク内の一対のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域を示す。なお、この個々のトラフィックの要求を、以降の説明において「デマンド」と表記する。また、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、及びデマンド情報１３２は、例えば、通信処理部１４、可搬型記憶媒体１５０、または入力デバイス１６０を介して、外部から取得されてもよい。
【００６９】
第１処理部１００は、通信回線設計を行う。第１処理部１００は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、及びデマンド情報１３２をＨＤＤ１３から読み出し、各情報に基づいて、トラフィックの要求に応じた通信ルートを決定する。このとき、通信ルートは、ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより決定される。
【００７０】
また、第１処理部１００は、決定した通信ルートに含まれる１以上のパスの各々に開通する通信回線の見積もりを行う。より具体的には、第１処理部１００は、ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って、帯域の種類（ＯＤＵ２、ＯＤＵ４）ごとに通信回線の数を見積もる。このとき、第１処理部１００は、波長の上限数を、波長制約情報１３５としてＨＤＤ１３から読み出す。波長制約情報１３５は、後述するように、第３処理部１０２によるフィードバック処理により変更される。
【００７１】
また、第１処理部１００は、第３処理部１０２によるフィードバック処理によって、迂回ルート情報１３９が生成されたとき、迂回ルート情報１３９が示す迂回ルートを、通信ルートの候補に加えて、デマンドに応じた通信ルートを決定する。第１処理部１００は、設計結果として、各デマンドについて、決定した通信ルートを示すルート情報１３３と、見積もった通信回線の帯域及び数を示す回線情報１３４とを生成し、ＨＤＤ１３に書き込む。なお、第１処理部１００の処理の詳細は、後述する。
【００７２】
第２処理部１０１は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、ルート情報１３３、及び回線情報１３４をＨＤＤ１３から読み出し、各情報に基づいて、波長割当設計を行う。第２処理部１０１は、第１処理部の見積もり結果に基づき、多重光信号に多重される光信号の波長を、通信回線に割り当てる。より具体的には、第２処理部１０１は、第２処理部１０１は、ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、波長多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、波長を通信回線に割り当てる。
【００７３】
第２処理部１０１は、リンクごとに計数された通信回線数に基づいて、伝送システムの上限数を決定し、システム制約情報１３６としてＨＤＤ１３に書き込む。システム制約情報１３６は、後述するように、第３処理部１０２によるフィードバック処理により変更される。
【００７４】
また、第２処理部１０１は、波長割当が失敗した場合、つまり、後述する整数計画問題の解が得られなかった場合、優先度情報１３７に従ってシステム制約条件を緩和して（伝送システムの上限数を増加させて）、再度、波長割当を実行する。第２処理部１０１は、優先度情報１３７を、リンクごとに使用される波長数に基づいて決定する。これにより、優先度情報１３７が示す優先度が高いリンクほど、システム制約条件が優先的に緩和される。
【００７５】
第２処理部１０１は、設計結果として、通信回線ごとに割り当てられた波長を示す波長割当情報１３８を生成し、ＨＤＤ１３に書き込む。なお、第２処理部１０１の処理の詳細は、後述する。
【００７６】
第３処理部１０２は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、ルート情報１３３、回線情報１３４、システム制約情報１３６、及び波長割当情報１３８をＨＤＤ１３から読み出し、各情報に基づき、設計結果を第１及び第２処理部１００，１０１にフィードバックする。第３処理部１０２は、第１処理部１００の見積もり結果及び第２処理部１０１の割り当て結果に基づき、ネットワーク内のリンクごとに、伝送システム数を削減するための波長数の目標（以下、「目標波長数」と表記）を決定する。第３処理部１０２は、各リンクの目標波長数を、目標波長数情報１４０としてＨＤＤ１３に書き込む。
【００７７】
また、第３処理部１０２は、ネットワーク内のリンクごとに、通信回線の帯域の変更及び通信ルートの変更による目標波長数の達成の可否を判別することにより、伝送システム数の削減の可能性の有無を判定する。このとき、第３処理部１０２は、複数のデマンドの帯域を束ねて収容できるように、狭帯域（例えばＯＤＵ２）の通信回線を広帯域（例えばＯＤＵ４）の通信回線に変更することにより削減される波長数（以下「第１削減波長数」と表記）を算出する。
【００７８】
また、第３処理部１０２は、通信回線の経路であるパスを、当該リンクを迂回するパスに変更することにより削減される波長数（以下「第２削減波長数」と表記）を算出する。第３処理部１０２は、これにより得られる迂回ルートを、迂回ルート情報１３９としてＨＤＤ１３に書き込む。迂回ルート情報１３９は、第１処理部１００にフィードバックされ、通信ルートの候補として用いられる。なお、迂回ルート情報１３９は、迂回ルートだけでなく、迂回ルートとして使用可能なリンクの識別子も含む。
【００７９】
第３処理部１０２は、リンクごとに、第１削減波長数及び第２削減波長数の合計を目標波長数と比較することにより、伝送システム数の削減の可能性の有無を判定する。第３処理部１０２は、リンクごとの第１削減波長数、第２削減波長数、及び、伝送システム数の削減の可能性の判定結果を、削減可否判定情報１４１としてＨＤＤ１３に書き込む。
【００８０】
第３処理部１０２は、伝送システム数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、波長の上限数を目標波長数とするように波長制約条件、つまり波長制約情報１３５を変更する。この場合、第３処理部１０２は、さらに、伝送システムの上限数を削減するようにシステム制約条件、つまりシステム制約情報１３６を変更する。
【００８１】
第１処理部１００は、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、通信回線の見積もりを行う。また、第２処理部１０１は、第１処理部１００の再度の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、波長の割り当てを行う。このように、第３処理部１０２は、設計結果を、第１処理部１００及び第２処理部１０１にフィードバックするので、通信回線数及び伝送システム数の両方が低減されたネットワークの設計が可能となる。
【００８２】
また、第３処理部１０２は、伝送システム数の削減の可能性が無いと判定した場合、当該リンクが、他リンクの迂回ルートに用いられることにより増加する光信号の波長数に基づき、伝送システム数の増加のリスクの有無を判定する。より具体的には、第３処理部１０２は、第１処理部の見積もり処理及び第２処理部の割り当て処理の再実行による伝送システム数の増加のリスクの有無を判定する。第３処理部１０２は、リンクごとの伝送システム数の増加リスクの判定結果を、増加リスク判定情報１４２としてＨＤＤ１３に書き込む。
【００８３】
第３処理部１０２は、伝送システム数の増加のリスクが有ると判定したとき、当該リンクについて、波長の上限数を、伝送システム数を増加させないために許容される最大数とするように波長制約条件、つまり波長制約情報１３５を変更する。この場合、第３処理部１０２は、伝送システムの上限数が維持されるように、システム制約条件、つまりシステム制約情報１３６を変更しない。
【００８４】
第１処理部１００は、迂回ルートを通信ルートの候補に追加して通信ルートを決定し、該変更された波長制約条件に従って、再度、通信回線の見積もりを行う。第２処理部１０１は、第１処理部１００の再度の見積もり結果に基づき、システム制約条件に従って、再度、波長の割り当てを行う。このように、第３処理部１０２は、設計結果を、第１処理部１００及び第２処理部１０１にフィードバックすることにより、再度の設計処理による通信回線数及び伝送システム数の増加を防止する。
【００８５】
次に、ＣＰＵ１０の処理を説明する。図８は、実施例に係るネットワーク設計方法を示すフローチャートである。
【００８６】
（通信回線設計）
まず、第１処理部１００は、通信回線設計を実行する（ステップＳｔ１）。図９は、通信回線設計の処理を示すフローチャートである。第１処理部１００は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、デマンド情報１３２、及び波長制約情報１３５をＨＤＤ１３から取得する（ステップＳｔ１１）。
【００８７】
次に、第１処理部１００は、各デマンドについて、使用可能なパスを抽出する（ステップＳｔ１２）。図１０には、ネットワークに設けられたパスの例が示されている。なお、図１０は、説明の便宜上、ノードＡ〜Ｆが直列に接続された簡単なネットワークを例示しており、デマンドに対応する一組のノードは、ノードＡ及びノードＦとする。
【００８８】
第１処理部１００は、ネットワークに設けられた１以上のパスから、デマンドに対応するノードＡ及びノードＦ間に存在する複数のパス１〜９を抽出する。つまり、パス１〜９は、ノードＡ及びノードＦ間を結ぶ通信ルートの少なくとも一部となり得る経路として抽出される。例えば、パス１は、ノードＡ及びノードＣ間を結び、また、パス２は、ノードＣ及びノードＤ間を結ぶ。
【００８９】
次に、第１処理部１００は、各デマンドについて、１以上のパスを選択することにより、各デマンドに応じた通信ルートの候補を抽出する（ステップＳｔ１３）。図１１には、パス１〜９から構成された通信ルートの候補が示されている。
【００９０】
例えば、通信ルートの候補１は、パス１、パス２、及びパス３を含み、また、通信ルートの候補２は、パス１、パス４、及びパス５を含む。このように、各通信ルートの候補１〜５は、１以上のパスの組み合わせとして抽出される。
【００９１】
第１処理部１００は、２回目以降の通信回線設計の場合（ステップＳｔ１４のＮＯ）、迂回ルート情報１３９をＨＤＤ１３から取得する（ステップＳｔ１７）。迂回ルート情報１３９は、後述するように、第３処理部１０２により生成される。この場合、第１処理部１００は、迂回ルート情報１３９が示す迂回ルートを、通信ルートの候補に追加する（ステップＳｔ１８）。一方、第１処理部１００は、初回の通信回線設計の場合（ステップＳｔ１４のＹＥＳ）、迂回ルート情報１３９を使用しない。
【００９２】
次に、第１処理部１００は、整数計画問題を解くことにより、各デマンドに応じた通信ルートを決定し、パスごとに通信回線の帯域及び数を見積もる（ステップＳｔ１５）。第１処理部１００により構築される整数計画問題のモデルについては、後述する。
【００９３】
図１２には、通信ルートを構成するパスに開通する通信回線の例が示されている。本例において、第１処理部１００は、図１１に示された通信ルートの候補１〜５のうち、デマンドに応じた通信ルートとして、候補５を選択している。選択された通信ルートは、パス９及びパス３を含む。
【００９４】
第１処理部１００は、パス９及びパス３にそれぞれ開通する通信回線の数を見積もる。見積もりは、通信回線の帯域の種類（ＯＤＵ２、ＯＤＵ４）ごとに行われる。このように、通信回線を帯域の種類ごとに見積もることにより、様々な帯域のデマンドに応じて柔軟な設計を行うことができる。
【００９５】
第１処理部１００は、ネットワークにおける通信回線の全コストが最小となるように、通信回線の見積もりを行う。通信回線のコストは、例えば、通信回線を構成する光送受信器７０などの価格や維持費などに基づいて決定される。
【００９６】
見積もりの結果、パス９は、ＯＤＵ４の通信回線１，２が割り当てられている。通信回線１は、デマンド１の帯域ＢＷ１、及びデマンド２の帯域ＢＷ２などを収容し、通信回線２は、デマンド４の帯域ＢＷ４などを収容する。また、パス３は、ＯＤＵ４の通信回線３及びＯＤＵ２の通信回線４が割り当てられている。通信回線３は、デマンド１の帯域ＢＷ１、及びデマンド３の帯域ＢＷ３などを収容し、通信回線４は、デマンド５の帯域ＢＷ５などを収容する。なお、第１処理部１００は、本例とは異なり、ステップＳｔ１８の処理で候補に追加した迂回ルートを、通信ルートとして決定してもよい。
【００９７】
次に、第１処理部１００は、見積もり結果に従って、ルート情報１３３及び回線情報１３４を生成する（ステップＳｔ１６）。ルート情報１３３は、各デマンドに応じた通信ルートを、１以上のパスの集合として示す。回線情報１３４は、パスごとの通信回線の帯域及び数を示す。生成されたルート情報１３３及び回線情報１３４は、第２処理部１０１による波長割当設計において用いられる。このようにして、第１処理部１００は、通信回線設計の処理を行う。
【００９８】
次に、図９に示された処理Ｓｔ１５において、第１処理部１００が構築する整数計画問題のモデルについて説明する。整数計画問題は、１以上の制約条件に従って、所定の関数値を最小または最大とする解を求める手段である。整数計画問題のモデルは、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、デマンド情報１３２、及び波長制約情報１３５に基づいて構築される。
【００９９】
第１処理部１００は、目的関数として、例えば、以下の（１）式を用いる。図１３には、第１処理部１００により構築された整数計画問題のモデルに用いられる変数の内容が示されている。
【０１００】
【数１】
2015037247.tif 000003
【０１０１】
式（１）によると、第１処理部１００は、ネットワークにおける通信回線の全コストが最小となるように、通信回線の帯域及び数を見積もる。通信回線の全コストは、帯域の種類ごとのコスト及び使用数の積の総和として算出される。なお、通信回線のコストは、上述したように、光送受信器７０のコストに基づき決定される。
【０１０２】
第１処理部１００は、制約条件として、例えば、以下の式（２）〜（４）を用いる。
【０１０３】
【数２】
2015037247.tif 000004
【０１０４】
式（２）は、各デマンドに応じて選択される通信ルート数の合計を、全デマンド数とする制約条件を示す。式（３）は、各パスについて、当該パスを含む通信ルートの帯域の合計を、通信回線の帯域の種類ごとの帯域及び使用数の積和以下とする制約条件を示す。
【０１０５】
式（４）は、ネットワーク内の各リンクについて、当該リンクが含まれるパスの使用数の合計を、当該リンクにおける波長の上限数以下とする制約条件、つまり波長制約条件を示す。波長の上限数は、上述したように、波長制約情報１３５に基づく。
【０１０６】
波長制約情報１３５は、第３処理部１０２によるフィードバック処理が行われた場合、伝送システム数の削減の可能性が有るリンクについては、伝送システム数を削減するための目標波長数となる。また、この場合、波長制約情報１３５は、伝送システム数の増加リスクが有るリンクについては、伝送システム数を増加させないために許容される最大波長数となる。
【０１０７】
このように、波長制約条件は、第３処理部１０２のフィードバック処理により変更される。したがって、第１処理部１００は、前回の設計結果が反映された最適な通信回線数を見積もることができる。
【０１０８】
また、第１処理部１００は、第３処理部１０２によるフィードバック処理が行われた場合、迂回ルートを通信ルートの候補に追加する（図９のステップＳｔ１８）。この場合、第１処理部１００は、制約条件として、上記の式（１）〜（４）に加えて、以下の式（５）を用いる。
【０１０９】
【数３】
2015037247.tif 000005
【０１１０】
式（５）は、各デマンドについて、前回の設計により決定した通信ルート、及び、第３処理部１０２のフィードバック処理により追加された迂回ルートから決定される通信ルート数を、１つとする制約条件を示す。ここで、式（５）の第１項は、前回の設計により決定した通信ルート（ｔpresent）を表し、第２項は、追加された迂回ルート（t_reroute）の集合を表す。なお、迂回ルートの集合は、上述したように、迂回ルート情報１３９から、リンクごとに取得される。
【０１１１】
このように、第１処理部１００は、式（２）〜（４）、または式（２）〜（５）の制約条件に従って、式（１）を満足する解を得ることにより、通信回線のコストが最少となるように、各デマンドに応じた通信ルートを決定し、パスごとに開通する通信回線の帯域及び数を見積もる。これにより、通信回線の設計処理の所要時間が効果的に短縮される。なお、本実施例では、解析手法として整数計画法を挙げたが、これに限定されず、ヒューリスティック法などの他の手法を用いることもできる。
【０１１２】
再び図８を参照すると、通信回線設計（ステップＳｔ１）の後、第２処理部１０１は、各通信回線に光信号の波長を割り当てる波長割当設計を行う（ステップＳｔ２）。
【０１１３】
（波長割当設計）
次に、波長割当設計の詳細を述べる。図１４には、ネットワークに設けられた複数の通信回線の一例が示されている。このネットワークは、ノード（Ａ）〜（Ｊ）が、この順序で直列に接続されたものである。
【０１１４】
ネットワークには、複数の通信回線Ｄ１〜Ｄ９が設けられている。各通信回線Ｄ１〜Ｄ９は、両端の矢印が示す範囲内のノード、及びリンクをそれぞれ経由する。例えば、通信回線Ｄ１は、ノード（Ａ）〜（Ｄ）、及びノード（Ａ）〜（Ｄ）間の各リンクをそれぞれ経由する。また、通信回線Ｄ２は、ノード（Ｅ）〜（Ｇ）、及びノード（Ｅ）〜（Ｇ）の間の各リンクをそれぞれ経由する。
【０１１５】
図１５には、図１４に示された通信回線Ｄ１〜Ｄ９に対する波長割り当ての一例が示されている。ここで、ＷＤＭ装置９が多重光信号に多重可能な波長の総数は４波であり、１つの伝送システムにおいて、波長λ１〜λ４が使用可能であるものとする。また、点線で描かれた枠は、各伝送システム（１），（２）において使用される各波長λ１〜λ４を示す。例えば、通信回線Ｄ１は、一方の伝送システム（１）の波長λ２が割り当てられている。
【０１１６】
本例において、通信回線Ｄ２及びＤ９は、ノード（Ｅ）及び（Ｆ）間のリンクにおいて、重複して同一波長λ１が割り当てられている。また、通信回線Ｄ３及びＤ８は、ノード（Ｅ）〜（Ｈ）間の各リンクにおいて、重複して同一波長λ２が割り当てられている。このため、本例の波長割り当てによると、ノード（Ｅ）〜（Ｈ）までの伝送区間において、２つの伝送システム（１），（２）を設ける必要がある。
【０１１７】
また、図１６には、図１４に示された通信回線Ｄ１〜Ｄ９に対する波長割り当ての他例が示されている。本例では、図１５の例と異なり、通信回線Ｄ７に、伝送システム（１）の波長λ１が割り当てられている。また、通信回線Ｄ８には、ノード（Ｅ）及び（Ｆ）間において、伝送システム（２）の波長λ４が割り当てられるとともに、ノード（Ｆ）〜（Ｈ）間において、伝送システム（１）の波長λ４が割り当てられている。つまり、通信回線Ｄ８の光信号は、ノード（Ｆ）のＷＤＭ装置９において、伝送手段となる伝送システムが切り替えられる。
【０１１８】
本例の波長割り当てによると、ノード（Ｅ）及び（Ｆ）間のみにおいて、２つの伝送システム（１），（２）を設けられるため、図１５の例と比較した場合、設備コストが低減される。図１６に示されるような効率的な波長割り当ては、ネットワーク設計装置１が、整数計画法などの手法を用いて、ネットワークの適切なモデルを構築し、最適な解（パスごとに割り当てる波長）を導くことによって実現される。
【０１１９】
図１７は、波長割当設計の処理を示すフローチャートである。まず、第２処理部１０１は、ＨＤＤ１３からトポロジ情報１３０、パス情報１３１、ルート情報１３３、及び回線情報１３４を取得する（ステップＳｔ２０１）。
【０１２０】
次に、第２処理部１０１は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、ルート情報１３３、及び回線情報１３４に基づき、ネットワーク内のリンクごとに、当該リンクを経路に含む通信回線の数を計数する（ステップＳｔ２０２）。図１４の例において、第２処理部１０１は、例えば、ノード（Ａ）及び（Ｂ）間のリンクの通信回線数を１、ノード（Ｂ）及び（Ｃ）間のリンクの通信回線数を２、ノード（Ｅ）及び（Ｆ）間のリンクの通信回線数を６と計数する。この計数処理より、ネットワーク内のリンクごとに、パスの混雑の程度（集中の程度）が把握される。
【０１２１】
次に、第２処理部１０１は、初回の波長割当設計の場合（ステップＳｔ２０３のＹＥＳ）、計数した通信回線数に基づいて、リンクごとに伝送システムの上限数を設定する（ステップＳｔ２０３）。第２処理部１０１は、例えば、リンクごとの通信回線数を、多重光信号に多重可能な波長の総数で除算して得た値に基づいて、伝送システムの上限数を決定してもよい。この場合、伝送システムの上限数は、除算で得た商の小数点以下の値を切り上げることにより整数として求められる。
【０１２２】
図１４の例において、ＷＤＭ装置９が多重光信号に多重可能な波長の総数は４波である。したがって、伝送システムの上限数は、例えば、ノード（Ａ）及び（Ｂ）間のリンクについて、１÷４を算出することにより１となる。また、ノード（Ｂ）及び（Ｃ）間のリンクについては、２÷４を算出することにより２となり、ノード（Ｅ）及び（Ｆ）間のリンクについては、６÷４を算出することにより２となる。
【０１２３】
このように伝送システムの上限数を設定することにより、伝送システム数が低減されるように波長割当設計が行われる。第２処理部１０１は、伝送システムの上限数を、通信回線数とともに、システム制約情報１３６として、ＨＤＤ１３に書き込む。
【０１２４】
一方、２回目以降の波長割当設計の場合（ステップＳｔ２０３のＮＯ）、第２処理部１０１は、第３処理部１０２によるフィードバック処理により設定された伝送システムの上限数を用いる。
【０１２５】
次に、第２処理部１０１は、リンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、多重光信号に多重される光信号の波長を複数の通信回線の各々に割り当てる（ステップＳｔ２０５）。システム制約条件は、ＨＤＤ１３からシステム制約情報１３６を読み出すことにより取得される。また、第２処理部１０１は、整数計画モデルを構築して、最適解を求めることによって、波長割当を行う。なお、この整数計画モデルについては、後述する。
【０１２６】
次に、第２処理部１０１は、割り当てが成功したか否かを判定する（ステップＳｔ２０６）。割り当てが成功した場合（ステップＳｔ２０６のＹＥＳ）、第２処理部１０１は、処理を終了する。一方、割り当てが失敗した場合（ステップＳｔ２０６のＮＯ）、第２処理部１０１は、当該失敗が、実行中の波長割り当て処理が開始された後の最初の失敗であるか否かを判定する（ステップＳｔ２０７）。
【０１２７】
最初の失敗である場合（ステップＳｔ２０７のＹＥＳ）、第２処理部１０１は、優先度情報１３７を生成する（ステップＳｔ２０８）。以下に、図１８を参照して、優先度情報１３７の生成手法について述べる。
【０１２８】
第２処理部１０１は、ネットワークにおいて所定数以上の通信回線が通るリンクを混雑リンクとして選択し、その他のリンクを非混雑リンクとして選択する。例えば、図１４の例において、５以上のパスが経由するリンクを混雑リンクとする場合、ノード（Ｅ）及び（Ｆ）間のリンクが混雑リンクに該当し（「混雑リンク」参照）、その他のリンクが非混雑リンクに該当する（「非混雑リンク」参照）。
【０１２９】
第２処理部１０１は、多重光信号に多重可能な波長の総数に対する、リンクを通る通信回線数の比率を算出し、この比率（以下、「使用率」と表記）が閾値以上となるリンクを、高使用率リンクとして選択する。高使用率リンクは、非混雑リンクから選択される。例えば、該閾値を７０（％）とした場合、ノード（Ｆ）及び（Ｇ）間のリンクは、通信回線数が４本であり、多重可能な波長の総数（４波）に対する使用率が１００（％）となるため、高使用率リンクに該当する。すなわち、本例では、通信回線数が３以上であるリンクが、高使用率リンクに該当する（「高使用率リンク」参照）。
【０１３０】
また、第２処理部１０１は、非混雑リンクごとに、該非混雑リンクを経由する通信回線のうち、混雑リンクを経由する通信回線の数を、混雑関連指標値として算出する。この混雑関連指標値は、非混雑リンクごとに、混雑リンクに関連する通信回線数を示す。例えば、ノード（Ｆ）及び（Ｇ）間のリンクは、混雑リンク（ノード（Ｅ）及び（Ｆ）間のリンク）を通る通信回線Ｄ２，Ｄ３，Ｄ８の３本が通るから、当該混雑関連指標値は３となる。また、ノード（Ｄ）及び（Ｅ）間のリンクは、混雑リンクを通る通信回線Ｄ４，Ｄ６の２本が通るから、当該混雑関連指標値は２となる（「混雑関連指標値」参照）。
【０１３１】
第２処理部１０１は、リンクごとに、上記の使用率（つまり、高使用率リンクに該当するか否か）、及び、混雑関連指標値に基づいて、優先度情報１３７を生成する。本例では、第２処理部１０１は、高使用率リンクに該当するリンクに対し、他のリンクより高い優先度を与える。さらに、第２処理部１０１は、混雑関連指標値が高いリンクほど、高い優先度を与える。つまり、第２処理部１０１は、優先度を決定するにあたって、高使用率リンクに該当するか否かの条件を優先的に判断し、その次の段階において、混雑関連指標値を判断する。
【０１３２】
この手法に従って生成した優先度情報１３７は、図１８において、「優先度」として示されている。優先度は、「１」が最も高く、「８」が最も低い。なお、高使用率リンクに該当するリンク同士、または高使用率リンクに該当しないリンク同士の混雑関連指標値が同一である場合、何れのリンクの優先度を高くしてもよい。
【０１３３】
再び図１７を参照すると、最初の失敗ではない場合（ステップＳｔ２０７のＮＯ）、第２処理部１０１は、生成済みの優先度情報１３７を使用するので、優先度情報１３７を生成しない。第２処理部１０１は、優先度情報１３７に基づいて選択したリンクに対応する伝送システムの上限数を増加させる（ステップＳｔ２０９）。すなわち、上限値を増加させる対象となるリンクの選択は、上述した「優先度」の順に従う。
【０１３４】
図１８の例の場合、最初に失敗したとき、優先度が「１」であるノード（Ｆ）及び（Ｇ）間のリンクが選択され、２回目に失敗したとき、優先度が「２」であるノード（Ｇ）及び（Ｈ）間のリンクが選択される。これにより、非混雑リンクは、混雑リンクに対する関連の程度が高い順に、伝送システム数の制約条件（システム制約条件）が緩和される。
【０１３５】
次に、第２処理部１０１は、ステップＳｔ２０５の処理を再度、実行する。すなわち、第２処理部１０１は、システム制約条件のために波長を割り当てられない場合、割り当てが成功するまで、システム制約条件を緩和して波長割当を試みる。この方法によれば、優先度の順に従って、各リンクに関するシステム制約条件が順次に緩和されるから、伝送システム数を無駄に増加させることなく、効率的に波長割当を行うことができる。このようにして、波長割当設計は行われる。
【０１３６】
次に、図１７に示された処理Ｓｔ２０５において、第２処理部１０１が構築する整数計画問題のモデルについて説明する。第２処理部１０１は、目的関数として、例えば、以下の（６）式を用いる。図１９には、第２処理部１０１により構築された整数計画問題のモデルに用いられる変数の内容が示されている。
【０１３７】
【数４】
2015037247.tif 000006
【０１３８】
式（６）によると、第２処理部１０１は、通信回線ごとに用いられる波長のラベル番号の合計が最少となるように、波長を割り当てる。ここで、ラベル番号は、波長ごとに付与された名称に該当する情報である。第２処理部１０１は、ラベル番号が小さい方から優先的に、割り当てる波長を選択する。
【０１３９】
また、第２処理部１０１は、制約条件として、例えば、以下の式（７）及び式（８）を用いる。
【０１４０】
【数５】
2015037247.tif 000007
【０１４１】
式（７）は、第２処理部１０１は、各通信回線には、単一の波長が割り当てられるという制約条件を示す。この制約条件は、１つの通信回線のパスの途中で、光信号の波長を他の波長に切り替えることはできないという技術的制約に基づく。
【０１４２】
一方、式（８）は、第２処理部１０１は、同一のリンクにおいて、重複して使用可能な同一波長の数は、伝送システムの上限数以下であるという制約条件（システム制約条件）を示す。この制約条件は、１つの多重光信号に多重可能な複数の波長は、互いに異なるため、１つの伝送システムは、当該複数の波長を、１組しか伝送できないという技術的制約に基づく。例えば、図１４の例の場合、ノード（Ｅ）及び（Ｆ）間のリンクにおける伝送システムの上限数は２であるから（図１８参照）、各波長を２つまで使用することが可能であり、他のリンクの上限数は１であるため、各波長を１つずつしか使用することができない。
【０１４３】
伝送システムの上限数は、上述したように、システム制約情報１３６に基づく。伝送システムの上限数は、第３処理部１０２によるフィードバック処理が行われた場合、伝送システム数の削減の可能性が有るリンクについては、前回の設計処理における伝送システム数−１となる。また、この場合、伝送システムの上限数は、伝送システム数の増加リスクが有るリンクについては、前回の設計処理のときの値に維持される。
【０１４４】
このように、システム制約条件は、第３処理部１０２のフィードバック処理により変更される。したがって、第２処理部１０１は、前回の設計結果が反映された最適な波長割当設計を行うことができる。
【０１４５】
（目標波長数の決定）
再び図８を参照すると、通信回線設計及び波長割当設計の完了後、第３処理部１０２は、リンクごとに、伝送システム数を削減するための目標波長数を決定する（ステップＳｔ３）。図２０は、目標波長数の決定処理を示すフローチャートである。
【０１４６】
第３処理部１０２は、初回のフィードバック処理の場合（ステップＳｔ２１のＹＥＳ）、リンクを選択し（ステップＳｔ２２）、選択したリンクについて目標システム数を決定する（ステップＳｔ２３）。目標システム数は、削減対象となる伝送システムの目標数であって、例えば、前回の設計処理において決定された波長数（以下、「現波長数」と表記）及び伝送システム数（以下、「現システム数」と表記）に基づいて決定される。現波長数は、波長制約情報１３５から取得され、現システム数は、システム制約情報１３６から取得される。
【０１４７】
次に、第３処理部１０２は、現システム数が複数である場合（ステップＳｔ２４のＹＥＳ）、現波長数が、１つの伝送システムが伝送可能な最大波長数及び（現システム数−１）の積以下であるか否かを判定する（ステップＳｔ２７）。現波長数が、１つの伝送システムの最大波長数及び（現システム数−１）の積以下である場合（ステップＳｔ２７のＹＥＳ）、目標波長数は、以下の式（９）により算出される（ステップＳｔ２８）。ここで、ｍは、波長調整数であり、任意に設定される（例えば１）。
【０１４８】
目標波長数  ＝  （最大波長数−ｍ）  ×  目標システム数  ・・・（９）
【０１４９】
一方、現システム数が単数である場合（ステップＳｔ２４のＮＯ）、または現波長数が、１つの伝送システムの最大波長数及び（現システム数−１）の積より大きい場合（ステップＳｔ２７のＮＯ）、目標波長数は、以下の式（１０）により算出される（ステップＳｔ２５）。算出された目標波長数は、波長制約情報１３５として、ＨＤＤ１３に書き込まれる。
【０１５０】
目標波長数  ＝  最大波長数  ×  目標システム数  ・・・（１０）
【０１５１】
次に、第３処理部１０２は、全てのリンクを選択済みである場合（ステップＳｔ２６のＹＥＳ）、処理を終了し、そうでない場合（ステップＳｔ２６のＮＯ）、他のリンクを選択した後（ステップＳｔ２２）、再びステップＳｔ２３の処理を行う。
【０１５２】
また、第３処理部１０２は、２回目以降のフィードバック処理の場合（ステップＳｔ２１のＮＯ）、リンクを選択し（ステップＳｔ２９）、当該リンクが、前回のフィードバック処理において、伝送システム数の削減可能性の判定処理（図２２参照）により、伝送システム数の削減の可能性が有りと判定されたか否かを確認する（ステップＳｔ３０）。このとき、第３処理部１０２は、削減可否判定情報１４０に基づいて確認を行う。
【０１５３】
第３処理部１０２は、当該リンクが、伝送システム数の削減の可能性が有りと判定されたものと確認した場合（ステップＳｔ３０のＹＥＳ）、直前の波長割当設計により伝送システム数が減少したか否かを確認する（ステップＳｔ３１）。このとき、第３処理部１０２は、システム制約情報１３６に基づいて確認を行う。
【０１５４】
第３処理部１０２は、伝送システム数が減少した場合（ステップＳｔ３１のＹＥＳ）、全てのリンクを選択済みであるとき（ステップＳｔ３２のＹＥＳ）、処理を終了する。そうでない場合（ステップＳｔ３２のＮＯ）、第３処理部１０２は、他のリンクを選択した後（ステップＳｔ２９）、再びステップＳｔ３０の処理を行う。
【０１５５】
また、第３処理部１０２は、当該リンクが、伝送システム数の削減の可能性が無いと判定されたものと確認した場合（ステップＳｔ３０のＮＯ）、直前の波長割当設計により伝送システム数が増加したか否かを確認する（ステップＳｔ３３）。このとき、第３処理部１０２は、システム制約情報１３６に基づいて確認を行う。
【０１５６】
第３処理部１０２は、伝送システム数が増加した場合（ステップＳｔ３３のＹＥＳ）、または伝送システム数が減少していない場合（ステップＳｔ３１のＮＯ）、前回のフィードバック処理における目標波長数（最新の目標波長数）を取得する（ステップＳｔ３４）。このとき、第３処理部１０２は、ＨＤＤ１３から波長制約情報１３５を読み出す。
【０１５７】
次に、第３処理部１０２は、目標波長数を、以下の式（１１）により算出する（ステップＳｔ３５）。算出された目標波長数は、波長制約情報１３５として、ＨＤＤ１３に書き込まれる。ここで、「前回の目標波長数」は、ステップＳｔ３４において取得された値である。
【０１５８】
目標波長数  ＝  （前回の目標波長数−ｍ）  ×  目標システム数  ・・・（１１）
【０１５９】
このように、第３処理部１０２は、リンクごとに、第２処理部１０１の２回目以降の波長割当処理による伝送システム数の増加または減少に従い、目標波長数を調整する。したがって、設計処理の回数が増加するたびに、伝送システム数が低減される可能性が高められる。
【０１６０】
次に、第３処理部１０２は、上記のステップＳｔ３２の処理を行う。伝送システム数が増加していない場合（ステップＳｔ３３のＮＯ）も、ステップＳｔ３２の処理が行われる。このようにして、目標波長数の決定処理は行われる。
【０１６１】
図２１には、目標波長数の算出例を示されている。本例において、波長調整数ｍ＝１とし、最大波長数を４とする。なお、本例は、初回のフィードバック処理における算出例である。
【０１６２】
例えば、現波長数が４であり、現システム数が１であり、目標システム数が１である場合、目標波長数は、式（１０）に基づいて、４となる。現波長数が４であり、現システム数が２であり、目標システム数が１である場合、目標波長数は、式（９）に基づいて、３となる。現波長数が５であり、現システム数が２であり、目標システム数が１である場合、目標波長数は、式（１０）に基づいて、４となる。現波長数が６であり、現システム数が２であり、目標システム数が１である場合、目標波長数は、式（１０）に基づいて、４となる。
【０１６３】
現波長数が８であり、現システム数が２であり、目標システム数が２である場合、目標波長数は、式（１０）に基づいて、８となる。現波長数が８であり、現システム数が３であり、目標システム数が２である場合、目標波長数は、式（９）に基づいて、８となる。現波長数が９であり、現システム数が３であり、目標システム数が２である場合、目標波長数は、式（１０）に基づいて、８となる。このように、目標波長数は、現波長数及び現システム数に基づいて、目標システム数が達成されるように決定される。
【０１６４】
（伝送システムの削減可能性の判定）
再び図８を参照すると、次に、第３処理部１０２は、伝送システム数の削減可能性の有無を判定する（ステップＳｔ４）。図２２は、伝送システム数の削減可能性の判定処理を示すフローチャートである。
【０１６５】
第３処理部１０２は、リンクを選択し（ステップＳｔ４０）、当該リンクの波長使用率が所定の閾値ＴＨ１より小さいか否かを判定する（ステップＳｔ４１）。波長使用率は、当該リンクに使用されている波長数（当該リンクに伝送される光信号の数）の、多重光信号に多重可能な最大波長数に対する比である。
【０１６６】
例えば、最大波長数が４０波であり、使用されている波長数が１２波である場合、波長使用率は、３０（％）（＝１２／４０×１００）である。また、当該リンクにおいて複数の伝送システムが使用される場合、複数の伝送システムについて算出された比のうち、最小の比が波長使用率として扱われる。なお、閾値ＴＨ１は、任意に設定される。
【０１６７】
次に、第３処理部１０２は、当該リンクの波長使用率が所定の閾値ＴＨ１より小さい場合（ステップＳｔ４１のＹＥＳ）、デマンドの帯域の収容する通信回線の変更を調査する（ステップＳｔ４２）。この処理では、通信回線の帯域の変更により削減可能な波長数、つまり上記の第１削減波長数が算出される。一方、第３処理部１０２は、当該リンクの波長使用率が所定の閾値ＴＨ１以上である場合（ステップＳｔ４１のＮＯ）、ステップＳｔ４２の処理を行わない。
【０１６８】
図２３は、通信回線の帯域の変更により削減可能な波長数の算出処理を示すフローチャートである。まず、第３処理部１０２は、パスを選択し（ステップＳｔ６１）、選択したパスについて、通信回線の帯域の変更により削減可能な波長数（第１削減波長数）を算出する（ステップＳｔ６２）。より具体的には、第３処理部１０２は、狭帯域（例えばＯＤＵ２）の通信回線を、広帯域（例えばＯＤＵ４）の通信回線に変更し、広帯域の通信回線に、より多くのデマンドの帯域を収容することにより削減可能な通信回線数を算出する。
【０１６９】
第３処理部１０２は、全てのパスを選択済みではない場合（ステップＳｔ６３のＮＯ）、他のパスを選択して（ステップＳｔ６１）、再度、ステップＳｔ６２の処理を行う。第３処理部１０２は、全てのパスを選択済みである場合（ステップＳｔ６３のＹＥＳ）、選択したリンク（図２２のステップＳｔ４０参照）を経由するパスを選択して（ステップＳｔ６４）、選択したパスの削減可能な波長数を積算する（ステップＳｔ６５）。つまり、第３処理部１０２は、全ての該当パスが選択済みとなるまで（ステップＳｔ６６のＹＥＳ）、ステップＳｔ６４及びＳｔ６５の処理を行って削減可能な波長数の合計を算出する。
【０１７０】
次に、第３処理部１０２は、選択したリンクの削減可能な波長数、つまり第１削減波長数を確定させる（ステップＳｔ６７）。第３処理部１０２は、確定した第１削減波長数を、削減可否判定情報１４１としてＨＤＤ１３に書き込む。このようにして、第１削減波長数の算出処理は行われる。
【０１７１】
次に、第１削減波長数の算出例を説明する。図２４は、通信回線の帯域の変更前及び変更後の状態の一例を示すネットワーク構成図である。図２４（ａ）は、通信回線の帯域の変更前の状態を示し、図２４（ｂ）は、通信回線の帯域の変更後の状態を示す。
【０１７２】
ネットワークは、ノード（Ａ）〜ノード（Ｊ）を有する。ノード（Ａ）〜ノード（Ｄ）及びノード（Ｇ）〜ノード（Ｊ）は、それぞれ、直線状に接続されている。ノード（Ｂ）及びノード（Ｈ）は、ノード（Ｅ）を介して互いに接続されており、ノード（Ｃ）及びノード（Ｉ）は、ノード（Ｆ）を介して互いに接続されている。ここで、ノード（Ｅ）及びノード（Ｆ）間を結ぶリンクＬを、選択されたリンクとする。
【０１７３】
変更前の状態において、ネットワークには、１１本の通信回線Ｈ１〜Ｈ１１が設けられている。通信回線Ｈ１〜Ｈ３は、ノード（Ａ）、（Ｂ），（Ｅ），（Ｆ）を通り、通信回線Ｈ４〜Ｈ７は、ノード（Ｄ）、（Ｃ），（Ｆ），（Ｅ）を通る。通信回線Ｈ８は、ノード（Ｃ）、（Ｆ），（Ｅ）を通り、通信回線Ｈ９は、ノード（Ｇ）、（Ｈ），（Ｅ），（Ｆ）を通る。通信回線Ｈ１０は、ノード（Ｈ）、（Ｅ），（Ｆ），（Ｉ），（Ｊ）を通り、通信回線Ｈ１１は、ノード（Ｅ）、（Ｆ），（Ｉ），（Ｊ）を通る。このため、リンクＬを通る通信回線Ｈ１〜Ｈ１１の数は１１本であるので、リンクＬについて使用される波長数は１１である。
【０１７４】
本例では、通信回線Ｈ１〜Ｈ７を帯域の変更対象とする。通信回線Ｈ１〜Ｈ７の帯域は、それぞれ、１０（Ｇｂｐｓ）（ＯＤＵ２）である。
【０１７５】
変更後の状態において、通信回線Ｈ１〜Ｈ３及び通信回線Ｈ４〜Ｈ７は、１００（Ｇｂｐｓ）（ＯＤＵ４）の通信回線Ｈ１２、Ｈ１３にそれぞれ変更される。このため、リンクＬを通る通信回線Ｈ８〜Ｈ１３の数は、５本だけ減少して６本となるので、リンクＬについて使用される波長数は６となる。つまり、本例において、リンクＬの第１削減波長数は、５である。
【０１７６】
再び図２２を参照すると、第３処理部１０２は、通信回線の変更の調査結果（ステップＳｔ４２）に基づいて、選択したリンクが迂回ルートとしての使用可能か否かを判定する（ステップＳｔ４３）。図２４の例において、１つの伝送システムの伝送可能な最大波長数を１０波とすると、リンクＬは、使用されている波長数が６波であり、４波分（＝１０−６）の余裕があるため、迂回ルートとしての使用可能と判定される。
【０１７７】
また、本例とは異なり、複数の伝送システムが使用されるリンクについては、上記のような通信回線の帯域変更が不可能である場合、適宜に定められた規則に従って、迂回ルートとしての使用可否が判定される。例えば、１１波が使用されているリンクについて、伝送システム数が２から１に削減される可能性が有る場合、該リンクは、迂回ルートとして使用不可能であると判定してもよい。なお、判定手法は、これに限定されない。リンクごとの迂回ルートとしての使用可否の判定結果は、迂回ルート情報１３９としてＨＤＤ１３に書き込まれる。
【０１７８】
次に、第３処理部１０２は、全てのリンクを選択済みでない場合（ステップＳｔ４４のＮＯ）、他のリンクを選択して（ステップＳｔ４０）、再びステップＳｔ４１の処理を行う。第３処理部１０２は、全てのリンクを選択済みである場合（ステップＳｔ４４のＹＥＳ）、波長使用率＜ＴＨ１を満たすリンク（ステップＳｔ４１参照）を選択し（ステップＳｔ４５）、選択したリンクについて、当該リンクを経路に含むパスの迂回ルートを調査する（ステップＳｔ４６）。この処理では、迂回ルートにより削減可能な波長数、つまり上記の第２削減波長数が算出される。
【０１７９】
図２５は、迂回ルートにより削減可能な波長数の算出処理を示すフローチャートである。第３処理部１０２は、選択されたリンクを含むパスを選択し（ステップＳｔ７１）、当該パスについて、選択したリンクを迂回する迂回ルートを探索する（ステップＳｔ７２）。このとき、第３処理部１０２は、ＨＤＤ１３から読み出した迂回ルート情報１３９に基づいて、迂回ルートとして使用可能なリンク（図２２のステップＳｔ４３参照）だけを経由して構成される迂回ルートを探索する。探索手段としては、例えばダイクストラ法などの最短経路探索の手法が挙げられるが、これに限定されない。
【０１８０】
図２６には、迂回ルートの例が示されている。本例に示されるネットワーク構成は、図２４と同一である。
【０１８１】
通信回線Ｇ１〜Ｇ３のパスは、ノード（Ａ）〜（Ｄ）を経由するパスについて、ノード（Ｂ）及びノード（Ｃ）間のリンクＬ１を迂回する迂回ルートである。このとき、ノード（Ｃ），（Ｆ）間、ノード（Ｆ），（Ｅ）間、及びノード（Ｅ），（Ｂ）間の各リンクは、迂回ルートとして使用可能であるとする。
【０１８２】
また、通信回線Ｇ４，Ｇ５のパスは、ノード（Ｇ）〜（Ｊ）を経由するパスについて、ノード（Ｈ）及びノード（Ｉ）間のリンクＬ３を迂回する迂回ルートである。このとき、ノード（Ｉ），（Ｆ）間及びノード（Ｅ），（Ｈ）間の各リンクは、迂回ルートとして使用可能であるとする。
【０１８３】
再び図２５を参照すると、第３処理部１０２は、選択したパスについて、当該リンクを迂回する迂回ルートが有る場合（ステップＳｔ７３のＹＥＳ）、迂回ルートを登録する（ステップＳｔ７４）。つまり、探索された迂回ルートは、迂回ルート情報１３９としてＨＤＤ１３に書き込まれる。
【０１８４】
次に、第３処理部１０２は、選択したパスを、迂回ルートの探索処理（ステップＳｔ７２）における禁止制約として設定する（ステップＳｔ７５）。これにより、選択したパスが、探索対象から除外される。
【０１８５】
次に、第３処理部１０２は、迂回ルートの探索が終了していない場合（ステップＳｔ７６のＮＯ）、再びステップＳｔ７２の処理を実行する。迂回ルートの探索が終了した場合（ステップＳｔ７６のＹＥＳ）、１以上の迂回ルートを登録していれば（ステップＳｔ７７のＹＥＳ）、削減可能な波長数を１つ加算し（ステップＳｔ７８）、そうでない場合（ステップＳｔ７７のＮＯ）、加算は行われない。
【０１８６】
すなわち、全ての該当パスが選択済みになるまで（ステップＳｔ７９のＹＥＳ）、削減可能な波長数が積算される。言い換えれば、選択したリンクを含む全てのパスについて、迂回ルートに変更することにより削減可能な波長数（つまり通信回線数）の合計が算出される。ステップＳｔ７７〜Ｓｔ７９の処理は、迂回ルートが無い場合（ステップＳｔ７３のＮＯ）も同様に行われる。
【０１８７】
次に、全ての該当パスが選択済みになると（ステップＳｔ７９のＹＥＳ）、第３処理部１０２は、迂回ルートにより削減可能な波長数、つまり上記の第２削減波長数を確定させる（ステップＳｔ８０）。第３処理部１０２は、確定した第２波長数を、削減可否判定情報１４１としてＨＤＤ１３に記録する。このようにして、第２削減波長数は算出される。
【０１８８】
再び図２２を参照すると、第３処理部１０２は、波長割当設計結果の波長数から削減可能な波長数を減算した値が、目標波長数以下であるか否かを判定する（ステップＳｔ４７）。ここで、波長割当設計結果の波長数は、波長割当情報１３８としてＨＤＤ１３から取得される。削減可能な波長数は、削減可否判定情報１４１としてＨＤＤ１３から取得される第１削減波長数及び第２削減波長数の合計（リンク単位の合計数）である。なお、目標波長数は、波長制約情報１３５としてＨＤＤ１３から取得される。
【０１８９】
第３処理部１０２は、波長割当設計結果の波長数から削減可能な波長数を減算した値が、目標波長数以下である場合（ステップＳｔ４７のＹＥＳ）、通信回線の帯域の変更によるコストの増加量が、伝送システムのコストより小さいか否かを判定する（ステップＳｔ４８）。ここで、コストの増加量は、図２４の例のように、通信回線の帯域を１０（Ｇｂｐｓ）から１００（Ｇｂｐｓ）に変更する場合、光送受信器７０の種類を広帯域なものに変更することにより見込まれる。
【０１９０】
第３処理部１０２は、コストの増加量が、伝送システムのコストより小さい場合（ステップＳｔ４８のＹＥＳ）、当該リンクについて、伝送システム数の削減可能性が有ると判定する（ステップＳｔ４９）。一方、コストの増加量が、伝送システムのコスト以上である場合（ステップＳｔ４８のＮＯ）、伝送システム数の削減可能性が無いと判定する（ステップＳｔ５１）。
【０１９１】
このように、第３処理部１０２は、通信回線の帯域の変更によるコストの増加量が、伝送システムの数の削減によるコストの低下量を上回る場合、伝送システム数の削減の可能性が無いと判定する。これにより、リンクごとに、波長数を削減するために、かえってコストが増加することが回避される。
【０１９２】
また、第３処理部１０２は、波長割当設計結果の波長数から削減可能な波長数を減算した値が、目標波長数以下である場合も（ステップＳｔ４７のＮＯ）、当該リンクについて、伝送システム数の削減可能性が有ると判定する（ステップＳｔ４９）。
【０１９３】
このように、第３処理部１０２は、通信回線の帯域の変更または通信ルートの変更の少なくとも一方による波長数の目標（目標波長数）の達成の可否を判別することにより、伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する。ここで、第３処理部１０２は、複数の通信ルートのうち、当該リンクを通る通信ルートを、当該リンクを迂回する迂回ルートに変更することによる波長数の目標の達成の可否を判別する。このため、上述したように、ダイクストラ法などの周知の最短経路探索手段を用いて、波長数の目標の達成の可否が、容易に判別される。
【０１９４】
次に、第３処理部１０２は、全ての該当リンクを選択済みでない場合（ステップＳｔ５０のＮＯ）、再びステップＳｔ４５の処理を行い、全ての該当リンクが選択済みである場合（ステップＳｔ５０のＹＥＳ）、処理を終了する。このようにして、伝送システム数の削減可能性の判定処理は行われる。
【０１９５】
（伝送システム数の増加リスクの判定）
再び図８を参照すると、次に、第３処理部１０２は、リンクごとに、伝送システム数の増加リスクの有無を判定する（ステップＳｔ５）。図２７は、伝送システム数の増加リスクの判定処理を示すフローチャートである。本処理では、第１処理部１００の見積もり処理及び第２処理部１０１の割り当て処理の再実行による伝送システム数の増加のリスクの有無が判定される。
【０１９６】
まず、第３処理部１０２は、伝送システム数の削減可能性が無いと判定されたリンクを選択する（ステップＳｔ１０１）。次に、第３処理部１０２は、当該リンクについて、迂回ルートとして使用された場合の波長増加数、及び現波長数の合計が、所定の閾値ＴＨ２より大きいか否かを判定する（ステップＳｔ１０１）。
【０１９７】
図２６を参照し、迂回ルートとして使用された場合の波長増加数を説明する。第３処理部１０２が、リンクＬ２について、伝送システム数の削減可能性が無いと判定し、リンクＬ１、Ｌ３について、伝送システム数の削減可能性が有ると判定したとする。リンクＬ２を、リンクＬ１，Ｌ３の迂回ルートとして使用した場合、その波長増加数は、通信回線Ｇ１〜Ｇ３の迂回ルート（３本）と、通信回線Ｇ４、Ｇ５の迂回ルート（２本）の合計であるため、５となる。なお、閾値ＴＨ２は、任意に設定される。
【０１９８】
第３処理部１０２は、波長増加数及び現波長数の合計が、所定の閾値ＴＨ２より大きい場合（ステップＳｔ１０２のＹＥＳ）、当該リンクについて、伝送システム数の増加リスクが有ると判定する（ステップＳｔ１０３）。一方、波長増加数及び現波長数の合計が、所定の閾値ＴＨ２以下である場合（ステップＳｔ１０２のＮＯ）、当該リンクについて、伝送システム数の増加リスクが無いと判定する（ステップＳｔ１０５）。
【０１９９】
このように、第３処理部１０２は、伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定した場合、当該リンクが、他リンクの迂回ルートに用いられることにより増加する光信号の波長数に基づき、伝送システム数の増加リスクを判定する。これにより、当該リンクを迂回する迂回ルートを用いることにより、他リンクにおいて、波長数の増加のため、伝送システム数が増加することが防止される。
【０２００】
次に、第３処理部１０２は、全ての該当リンクを選択済みでない場合（ステップＳｔ１０４のＮＯ）、再びステップＳｔ１０１の処理を行い、全ての該当リンクを選択済みである場合（ステップＳｔ１０４のＹＥＳ）、処理を終了する。このようにして、伝送システム数の増加リスクの判定処理は行われる。
【０２０１】
再び図８を参照すると、次に、第３処理部１０２は、ステップＳｔ４の処理において、伝送システム数の削減可能性が有ると判定されたリンクが、少なくとも１つあるか否かを判定する（ステップＳｔ６）。このとき、第３処理部１０２は、削減可否判定情報１４１をＨＤＤ１３から読み出すことにより、判定を行う。
【０２０２】
第３処理部１０２は、伝送システム数の削減可能性が有ると判定されたリンクが、少なくとも１つある場合（ステップＳｔ６のＹＥＳ）、ステップＳｔ４，Ｓｔ５により得た判定結果が、前回のフィードバック処理の結果と同一であるか否かを判定する（ステップＳｔ７）。このとき、第３処理部１０２は、削減可否判定情報１４１及び増加リスク判定情報１４２をＨＤＤ１３から読み出すことにより、判定を行う。
【０２０３】
第３処理部１０２は、判定結果が、前回のフィードバック処理の結果と同一である場合（ステップＳｔ７のＮＯ）、処理を終了する。これにより、設計処理が永久に繰り返されることが回避される。また、第３処理部１０２は、伝送システム数の削減可能性が有ると判定されたリンクがない場合（ステップＳｔ６のＮＯ）も、処理を終了する。
【０２０４】
第３処理部１０２は、判定結果が、前回のフィードバック処理の結果と異なる場合（ステップＳｔ７のＹＥＳ）、通信回線設計及び波長割当設計の制約条件を変更する（ステップＳｔ８）。
【０２０５】
（制約条件の変更）
図２８は、制約条件の変更処理を示すフローチャートである。第３処理部１０２は、伝送システム数の削減可能性が有ると判定したリンクを選択し（ステップＳｔ９１）、選択したリンクについて、目標波長数を通信回線設計の制約条件に設定する（ステップＳｔ９２）。つまり、第３処理部１０２は、図２０に示された処理により決定された目標波長数を、波長制約情報１３５に設定する。これにより、上記の式（４）において使用される波長の上限数（波長制約条件）が変更される。
【０２０６】
次に、第３処理部１０２は、通信回線設計における通信ルートの候補に、迂回ルートが追加されるように、通信回線設計の制約条件及び変数を追加する（ステップＳｔ９３）。このとき、追加される制約条件については、上記の式（５）を参照して述べたとおりである。また、追加される変数は、迂回ルート情報１３９に対応し、式（５）の第２項のｄ（ｔ）に設定される。これにより、第１処理部１００は、通信ルートの候補として、迂回ルートを使用することができる（図９のステップＳｔ１７参照）。
【０２０７】
次に、第３処理部１０２は、選択したリンクについて、波長割当設計の制約条件に用いられる伝送システムの上限数を１つ減らす（ステップＳｔ９５）。つまり、上記の式（８）のＳｙｓｔｅｍＮｕｍ（ｓ）の値が１つ減算される。これにより、波長割当設計において、システム制約条件が変更される。
【０２０８】
次に、第３処理部１０２は、全ての該当リンクを選択済みでない場合（ステップＳｔ９５のＮＯ）、他の該当リンクを選択して（ステップＳｔ９１）、再びステップＳｔ９２の処理を行う。
【０２０９】
このように、第３処理部１０２は、伝送システム数の削減の可能性が有ると判定したリンクについて、波長の上限数を目標波長数とするように波長制約条件を変更し、伝送システムの上限数を削減するようにシステム制約条件を変更する。
【０２１０】
第３処理部１０２は、全ての該当リンクを選択済みの場合（ステップＳｔ９５のＹＥＳ）、伝送システム数の増加リスクが有ると判定したリンクを選択する（ステップＳｔ９６）。次に、第３処理部１０２は、選択したリンクについて、伝送システム数を増加させないための波長数を、通信回線設計の制約条件に設定する（ステップＳｔ９７）。つまり、第３処理部１０２は、伝送システム数を増加させないために許容される最大波長数を、波長制約情報１３５に設定する。これにより、上記の式（４）において使用される波長の上限数（波長制約条件）が変更される。
【０２１１】
次に、第３処理部１０２は、全ての該当リンクを選択済みでない場合（ステップＳｔ９８のＮＯ）、他の該当リンクを選択して（ステップＳｔ９６）、再びステップＳｔ９７の処理を行う。
【０２１２】
このように、第３処理部１０２は、伝送システム数の増加のリスクが有ると判定されたリンクについて、波長の上限数を、伝送システム数を増加させないために許容される最大数とするように波長制約条件を変更する。第３処理部１０２は、全ての該当リンクを選択済みの場合（ステップＳｔ９８のＹＥＳ）、処理を終了する。このようにして、制約条件の変更処理は行われる。
【０２１３】
再び図７を参照すると、制約条件の変更後（ステップＳｔ８）、第１処理部１００は、迂回ルートを通信ルートの候補に追加して、通信ルートを決定し、該変更された波長制約条件に従って、再度、通信回線の見積もりを行う（ステップＳｔ１）。次に、第２処理部１０１は、第１処理部１００の再度の見積もり結果に基づき、該変更されたシステム制約条件に従って、再度、波長の割り当てを行う。
【０２１４】
このように、第３処理部１０２は、前回の通信回線設計及び波長割当設計の結果を、第１処理部１００及び第２処理部１０１にフィードバックする。したがって、通信回線数及び伝送システム数が低減された低コストのネットワークの設計が可能となる。
【０２１５】
また、第３処理部１０２が、ネットワーク内の全リンクについて、伝送システム数の削減の可能性が無いと判定する（ステップＳｔ６のＮＯ）まで、第１処理部１００は、通信回線の見積もりを繰り返し、第２処理部１０１は、波長割当を繰り返す。したがって、前回の設計結果のフィードバックが十分になされるため、各種の設計パラメータが調整され、最適な設計結果が得られる。以上のようにして、ネットワーク設計は行われる。
【０２１６】
上述したように、第１処理部１００は、迂回ルートを通信ルートの候補に追加して、通信ルートを決定するので、目標波長数を達成し、伝送システム数を低減することができる。これに関し、図２９には、比較例及び実施例の波長割り当ての例が示されている。図２９（ａ）は、比較例の波長割当の結果を示し、他方、図２９（ｂ）は、実施例の波長割当の結果を示す。
【０２１７】
本例において、ネットワークには、ノード（Ａ）〜（Ｊ）が設けられ、各ノードを通る通信回線Ｈ１〜Ｈ８が設定されている。通信回線Ｈ１〜Ｈ８は、矢印が示すノード間を結ぶパスに沿って開通され、カッコ内に示された波長λ１〜λ４が割り当てられている。波長λ１は、点線（広ピッチ）で表され、波長λ２は、点線（狭ピッチ）で表されている。また、波長λ３は、一点鎖線で表され、波長λ４は、二点鎖線で表されている。なお、各リンクの波長の上限数は、４である。
【０２１８】
比較例の波長割当の結果は、通信回線設計及び波長割当設計を、第３処理部１０２によるフィードバック処理を行うことなく、実行した場合に得られたものである。この結果によると、各リンクにおいて波長の上限数は遵守されているが、ノード（Ａ），（Ｂ）間のリンクにおいて、２つの伝送システムＥ１，Ｅ２が用いられる。
【０２１９】
これに対して、実施例の波長割当の結果によると、ノード（Ａ），（Ｄ）間を結ぶ通信回線として、通信回線Ｈ１に代えて、迂回ルートを通る通信回線Ｑが用いられている。このため、ノード（Ａ），（Ｂ）間のリンクの伝送システム数が、１つとなる。つまり、伝送システムＥ２のみが当該リンクに用いられる。さらに、迂回ルートを通る通信回線Ｑにより伝送システム数が増加したリンクはない。
【０２２０】
このように、波長割当を考慮して、通信回線設計において、デマンドに応じた通信ルートの候補として、通信回線のパスの迂回ルートを用いることにより、伝送システム数が低減され、低コストのネットワークを設計することができる。
【０２２１】
これまで述べたように、実施例に係るネットワーク設計装置１は、第１処理部１００、第２処理部１０１、及び第３処理部１０２を有する。第１処理部１００は、多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定する。そして、第１処理部１００は、複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行う。
【０２２２】
第２処理部１０１は、第１処理部１００の見積もり結果に基づき、ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、多重光信号に多重される光信号の波長を、通信回線に割り当てる。
【０２２３】
第３処理部１０２は、第１処理部１００の見積もり結果及び第２処理部１０１の割り当て結果に基づき、ネットワーク内のリンクごとに、伝送システム数を削減するための波長数の目標を決定する。そして、第３処理部１０２は、通信回線の帯域の変更または複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による波長数の目標の達成の可否を判別することにより、伝送システム数の削減の可能性の有無を判定する。
【０２２４】
第３処理部は、伝送システム数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、波長の上限数を波長数の目標とするように波長制約条件を変更し、伝送システムの上限数を削減するようにシステム制約条件を変更する。第１処理部１００は、該変更された波長制約条件に従って、再度、通信回線の見積もりを行い、第２処理部１０１は、第１処理部１００の再度の見積もり結果に基づき、該変更されたシステム制約条件に従って、再度、波長の割り当てを行う。
【０２２５】
実施例に係るネットワーク設計装置１によると、第１処理部１００が、要求されたトラフィックに応じた通信ルートを決定し、波長制約条件に従って、開通する通信回線の見積もりを行うことにより、通信回線設計が行われる。また、第２処理部１０１が、第１処理部１００の見積もり結果に基づき、伝送システムにより伝送される、多重光信号に多重される光信号の波長を、システム制約条件に従って通信回線に割り当てることにより、波長割当設計が行われる。
【０２２６】
第３処理部１０２は、通信回線設計及び波長割当設計の結果に基づき、リンクごとに、通信回線の帯域の変更または複数の通信ルートの変更による波長数の目標の達成の可否を判別することにより、伝送システム数の削減可能性の有無を判定する。そして、第３処理部１０２は、伝送システム数の削減の可能性が有ると判定したリンクについて、波長の上限数を波長数の目標とするように波長制約条件を変更し、伝送システムの上限数を削減するようにシステム制約条件を変更する。
【０２２７】
第１処理部１００は、該変更された波長制約条件に従って、再度、通信回線の見積もりを行い、第２処理部１０１は、第１処理部１００の再度の見積もり結果に基づき、該変更されたシステム制約条件に従って、再度、波長の割り当てを行う。
【０２２８】
したがって、第３処理部１０２は、通信回線設計及び波長割当設計の結果を、第１処理部１００及び第２処理部１０１にフィードバック処理することができる。よって、ネットワーク設計装置１によると、通信回線数及び伝送システム数の両方を考慮して、低コストのネットワークを効率的に設計することができる。
【０２２９】
また、実施例に係るネットワーク設計方法は、コンピュータが実行する第１〜第３工程を含む。第１工程において、多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定する。さらに、第１工程において、複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行う。
【０２３０】
第２工程において、通信回線の見積もり結果に基づき、ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、多重光信号に多重される光信号の波長を、通信回線に割り当てる。
【０２３１】
第３工程において、通信回線の見積もり結果及び波長の割り当て結果に基づき、ネットワーク内のリンクごとに、伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定する。さらに、第３工程において、通信回線の帯域の変更または複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による波長数の目標の達成の可否を判別することにより、伝送システム数の削減の可能性の有無を判定する。
【０２３２】
伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する第３工程において、伝送システム数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、波長の上限数を波長数の目標とするように波長制約条件を変更し、伝送システムの上限数を削減するようにシステム制約条件を変更する。そして、通信回線の見積もりを行う第１工程を、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、行い、波長を割り当てる第２工程を、再度行われた通信回線の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、行う。
【０２３３】
実施例に係るネットワーク設計方法は、上記のネットワーク設計装置１と同様の構成を有するので、上述した内容と同様の作用効果を奏する。
【０２３４】
また、実施例に係るネットワーク設計プログラムは、コンピュータに実行させる第１〜第３処理を含む。第１処理において、多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定する。さらに、第１処理において、複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行う。
【０２３５】
第２処理において、通信回線の見積もり結果に基づき、ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、多重光信号に多重される光信号の波長を、通信回線に割り当てる。
【０２３６】
第３処理において、通信回線の見積もり結果及び波長の割り当て結果に基づき、ネットワーク内のリンクごとに、伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定する。さらに、第３処理において、通信回線の帯域の変更または複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による波長数の目標の達成の可否を判別することにより、伝送システム数の削減の可能性の有無を判定する。
【０２３７】
伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する第３処理において、伝送システム数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、波長の上限数を波長数の目標とするように波長制約条件を変更し、伝送システムの上限数を削減するようにシステム制約条件を変更する。そして、通信回線の見積もりを行う第１処理を、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、行い、波長を割り当てる第２処理を、再度行われた通信回線の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、行う。
【０２３８】
実施例に係るネットワーク設計処理は、上記のネットワーク設計装置１と同様の構成を有するので、上述した内容と同様の作用効果を奏する。
【０２３９】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【０２４０】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）  波長多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定し、前記複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、前記ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行う第１処理部と、
前記第１処理部の見積もり結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、前記波長多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、前記波長多重光信号に多重される光信号の波長を、前記通信回線に割り当てる第２処理部と、
前記第１処理部の見積もり結果及び前記第２処理部の割り当て結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定し、前記通信回線の帯域の変更または前記複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による前記波長数の目標の達成の可否を判別することにより、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する第３処理部とを有し、
前記第３処理部は、前記伝送システムの数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を前記波長数の目標とするように前記波長制約条件を変更し、前記伝送システムの上限数を削減するように前記システム制約条件を変更し、
前記第１処理部は、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、前記通信回線の見積もりを行い、
前記第２処理部は、前記第１処理部の再度の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、波長の割り当てを行うことを特徴とするネットワーク設計装置。
（付記２）  前記第３処理部が、前記ネットワーク内の全リンクについて、前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定するまで、前記第１処理部は、前記通信回線の見積もりを繰り返し、前記第２処理部は、前記波長の割り当てを繰り返すことを特徴とする付記１に記載のネットワーク設計装置。
（付記３）  前記第３処理部は、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記第２処理部の２回目以降の波長の割り当てによる前記伝送システムの数の増加または減少に従い、前記波長数の目標を調整することを特徴とする付記２に記載のネットワーク設計装置。
（付記４）  前記第３処理部は、前記通信回線の帯域の変更によるコストの増加量が、前記伝送システムの数の削減によるコストの低下量を上回る場合、前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定することを特徴とする付記１乃至３の何れかに記載のネットワーク設計装置。
（付記５）  前記第３処理部は、前記複数の通信ルートのうち、当該リンクを通る通信ルートを、当該リンクを迂回する迂回ルートに変更することによる前記波長数の目標の達成の可否を判別することを特徴とする付記１乃至４の何れかに記載のネットワーク設計装置。
（付記６）  前記第３処理部は、
前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定した場合、当該リンクが、他リンクの前記迂回ルートに用いられることにより増加する光信号の波長数に基づき、前記第１処理部の見積もり処理及び第２処理部の割り当て処理の再実行による前記伝送システムの数の増加のリスクの有無を判定し、
前記伝送システムの数の増加のリスクが有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を、前記伝送システムの数を増加させないために許容される最大数とするように前記波長制約条件を変更し、
前記第１処理部は、前記迂回ルートを前記複数の通信ルートの候補に追加して、前記複数の通信ルートを決定し、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、前記通信回線の見積もりを行い、
前記第２処理部は、前記第１処理部の再度の見積もり結果に基づき、前記システム制約条件に従って、再度、波長の割り当てを行うことを特徴とする付記１乃至５に記載のネットワーク設計装置。
（付記７）  波長多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定し、前記複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、前記ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行う工程と、
前記通信回線の見積もり結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、前記波長多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、前記波長多重光信号に多重される光信号の波長を、前記通信回線に割り当てる工程と、
前記通信回線の見積もり結果及び前記波長の割り当て結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定し（図２０）、前記通信回線の帯域の変更または前記複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による前記波長数の目標の達成の可否を判別することにより、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する工程とを、コンピュータが実行し、
前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する工程において、前記伝送システムの数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を前記波長数の目標とするように前記波長制約条件を変更し、前記伝送システムの上限数を削減するように前記システム制約条件を変更し、
前記通信回線の見積もりを行う工程を、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、行い、
前記波長を割り当てる工程を、再度行われた前記通信回線の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、行うことを特徴とするネットワーク設計方法。
（付記８）  前記ネットワーク内の全リンクについて、前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定するまで、前記通信回線の見積も及び前記波長の割り当てを繰り返すことを特徴とする付記７に記載のネットワーク設計方法。
（付記９）  前記ネットワーク内のリンクごとに、２回目以降の波長の割り当てによる前記伝送システムの数の増加または減少に従い、前記波長数の目標を調整することを特徴とする付記８に記載のネットワーク設計方法。
（付記１０）  前記通信回線の帯域の変更によるコストの増加量が、前記伝送システムの数の削減によるコストの低下量を上回る場合、前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定することを特徴とする付記７乃至９の何れかに記載のネットワーク設計方法。
（付記１１）  前記複数の通信ルートのうち、当該リンクを通る通信ルートを、当該リンクを迂回する迂回ルートに変更することによる前記波長数の目標の達成の可否を判別することを特徴とする付記７乃至１０の何れかに記載のネットワーク設計方法。
（付記１２）  前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定した場合、当該リンクが、他リンクの前記迂回ルートに用いられることにより増加する光信号の波長数に基づき、前記通信回線の見積もりを行う工程及び前記波長を割り当てる工程の再実行による前記伝送システムの数の増加のリスクの有無を判定する工程を、コンピュータが実行し、
前記伝送システムの数の増加のリスクが有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を、前記伝送システムの数を増加させないために許容される最大数とするように前記波長制約条件を変更し、
前記通信回線の見積もりを行う工程を、前記迂回ルートを前記複数の通信ルートの候補に追加して、前記複数の通信ルートを決定し、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、行い、
前記波長を割り当てる工程を、前記通信回線の再度の見積もり結果に基づき、前記システム制約条件に従って、再度、行うことを特徴とする付記７乃至１１に記載のネットワーク設計方法。
（付記１３）  波長多重光信号が伝送されるネットワーク内の複数組のノード間のトラフィックの要求に応じ、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の通信ルートを決定し、前記複数の通信ルートの各々に開通する通信回線の見積もりを、前記ネットワーク内のリンクごとに、開通可能な前記通信回線の数を、使用可能な光信号の波長の上限数以下とする波長制約条件に従って行い、
前記通信回線の見積もり結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、重複して使用可能な同一波長の光信号の数を、前記波長多重光信号を伝送する伝送システムの上限数以下とするシステム制約条件に従って、前記波長多重光信号に多重される光信号の波長を、前記通信回線に割り当て、
前記通信回線の見積もり結果及び前記波長の割り当て結果に基づき、前記ネットワーク内のリンクごとに、前記伝送システムの数を削減するための波長数の目標を決定し、前記通信回線の帯域の変更または前記複数の通信ルートの変更の少なくとも一方による前記波長数の目標の達成の可否を判別することにより、前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する、処理をコンピュータに実行させ、
前記伝送システムの数の削減の可能性の有無を判定する処理において、前記伝送システムの数の削減の可能性が有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を前記波長数の目標とするように前記波長制約条件を変更し、前記伝送システムの上限数を削減するように前記システム制約条件を変更し、
前記通信回線の見積もりを行う処理を、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、行い、
前記波長を割り当てる処理を、再度行われた前記通信回線の見積もり結果に基づき、該変更された前記システム制約条件に従って、再度、行うことを特徴とするネットワーク設計プログラム。
（付記１４）  前記ネットワーク内の全リンクについて、前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定するまで、前記通信回線の見積も及び前記波長の割り当てを繰り返すことを特徴とする付記１３に記載のネットワーク設計プログラム。
（付記１５）  前記ネットワーク内のリンクごとに、２回目以降の波長の割り当てによる前記伝送システムの数の増加または減少に従い、前記波長数の目標を調整することを特徴とする付記１４に記載のネットワーク設計プログラム。
（付記１６）  前記通信回線の帯域の変更によるコストの増加量が、前記伝送システムの数の削減によるコストの低下量を上回る場合、前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定することを特徴とする付記１３乃至１５の何れかに記載のネットワーク設計プログラム。
（付記１７）  前記複数の通信ルートのうち、当該リンクを通る通信ルートを、当該リンクを迂回する迂回ルートに変更することによる前記波長数の目標の達成の可否を判別することを特徴とする付記１３乃至１６の何れかに記載のネットワーク設計プログラム。
（付記１８）  前記伝送システムの数の削減の可能性が無いと判定した場合、当該リンクが、他リンクの前記迂回ルートに用いられることにより増加する光信号の波長数に基づき、前記通信回線の見積もりを行う処理及び前記波長を割り当てる処理の再実行による前記伝送システムの数の増加のリスクの有無を判定する処理を、コンピュータに実行させ、
前記伝送システムの数の増加のリスクの有無を判定する処理において、前記伝送システムの数の増加のリスクが有ると判定した場合、当該リンクについて、前記波長の上限数を、前記伝送システムの数を増加させないために許容される最大数とするように前記波長制約条件を変更し、
前記通信回線の見積もりを行う処理を、前記迂回ルートを前記複数の通信ルートの候補に追加して、前記複数の通信ルートを決定し、該変更された前記波長制約条件に従って、再度、行い、
前記波長を割り当てる処理を、前記通信回線の再度の見積もり結果に基づき、前記システム制約条件に従って、再度、行うことを特徴とする付記１３乃至１７に記載のネットワーク設計プログラム。
【符号の説明】
【０２４１】
１                    ネットワーク設計装置
１０                  ＣＰＵ
１００                第１処理部
１０１                第２処理部
１０２                第３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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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