(57)【要約】【課題】  設計時間を短縮でき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、複数組のノード間の帯域要求に応じ、ノード間のパスを選択することで現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートを決定し、パスの通信回線の帯域及び数を見積もる第１処理部と、通信ルートに、要求帯域に基づいて通信回線の論理チャネルを割り当てる第２処理部とを有し、第１処理部は、パスの共有を許容して予備系の通信ルートを決定し、パスを共有する通信ルートについて要求された合計帯域の、共有帯域に対する比が、所定数以下となるように、通信回線の帯域を見積もり、第２処理部は、複数の予備系の通信ルートのうち、パスを共有し、現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない所定数以下の通信ルートに、共通の論理チャネルを割り当てる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もる第１処理部と、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる第２処理部とを有し、
前記第１処理部は、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、前記複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比が、所定数以下となるように、前記通信回線の帯域を見積もり、
前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない前記所定数以下の通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てる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１処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もり、
前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一である通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てる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２処理部は、前記複数の現用系の通信ルートまたは前記複数の予備系の通信ルートに割り当てる前記論理チャネルが不足する場合、前記１以上のパスのうち、該当するパスに前記通信回線を追加して、再度割り当てを実行することを特徴とする請求項１または２に記載のネットワーク設計装置。
【請求項４】
前記第１処理部は、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、前記１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする第１制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記通信回線の帯域の合計を、前記複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする第２制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に使用される複数の通信ルートの合計帯域以上とする第３制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域の、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域に対する比を、前記所定数以下とする第４制約条件とに従って、
前記ネットワークにおける前記通信回線の全コストが最小となるように、前記通信回線の帯域及び数を見積もる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５】
前記第２処理部は、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てる前記論理チャネルの数を、当該要求された帯域に見合う数とする第５制約条件と、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に用いられる前記通信回線の数を１つとする第６制約条件と、
前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、前記論理チャネルの各々を用いる前記複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする第７制約条件と、
前記論理チャネルの各々について、当該論理チャネルが割り当てられる前記複数の予備系の通信ルートの数を、前記所定数以下とする第８制約条件とに従って、
前記ネットワークにおいて使用される前記論理チャネルの数が最小となるように、前記１以上のパスを共有する前記複数の予備系の通信ルートの各々に前記論理チャネルを割り当てる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６】
前記第１処理部は、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、前記１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする第９制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記通信回線の帯域の合計を、前記複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする第１０制約条件と、
要求された帯域の種類ごとに、前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に使用される複数の通信ルートの合計帯域以上とする第１１制約条件と、
要求された帯域の種類ごとに、前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域の、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域に対する比を、前記所定数以下とする第１２制約条件とに従って、
前記ネットワークにおける前記通信回線の全コストが最小となるように、前記通信回線の帯域及び数を見積も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７】
前記第２処理部は、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てる前記論理チャネルの数を、当該要求された帯域に見合う数とする第１３制約条件と、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に用いられる前記通信回線の数を１つとする第１４制約条件と、
前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、前記論理チャネルの各々を用いる前記複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする第１５制約条件と、
前記論理チャネルの各々について、当該論理チャネルが割り当てられる前記複数の予備系の通信ルートの数を、前記所定数以下とする第１６制約条件と、
前記論理チャネルの各々について、当該論理チャネルが割り当てられる前記複数の予備系の通信ルートについて、当該要求された帯域の種類を１つとする第１７制約条件とに従って、
前記ネットワークにおいて使用される前記論理チャネルの数が最小となるように、前記１以上のパスを共有する前記複数の予備系の通信ルートの各々に前記論理チャネルを割り当て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８】
ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もる第１処理部と、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる第２処理部とを有し、
前記第１処理部は、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もり、
前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一であり、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計装置。
【請求項９】
ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もる工程と、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる工程とを、コンピュータが実行し、
前記通信回線の帯域及び数を見積もる工程において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、前記複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比が、所定数以下となるように、前記通信回線の帯域を見積もり、
前記論理チャネルを割り当てる工程において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない前記所定数以下の通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計方法。
【請求項１０】
ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もり、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる、処理をコンピュータに実行させ、
前記通信回線の帯域及び数を見積もる処理において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、前記複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比が、所定数以下となるように、前記通信回線の帯域を見積もり、
前記論理チャネルを割り当てる処理において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない前記所定数以下の通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てる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、例えば波長多重（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して行われ、大容量の伝送を可能とする。光信号に収容されるユーザ信号としては、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】
一方、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）では、ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-Protocol Label Switching）のシグナリング技術を、上記のＯＴＮに適用するために拡張することが検討されている。このＧＭＰＬＳを用いたＯＴＮの障害復旧手段として、「Shared mesh restoration」方式（以下、ＳＭＲ方式と表記する）が挙げられる。
【０００５】
ＳＭＲ方式によると、ネットワーク資源（つまり、伝送路や伝送装置など）を共有せず、同一要因による障害の発生がない現用系のトラフィックを保護する予備系のトラフィックが、ネットワーク資源を共有することが可能となる。このため、ＳＭＲ方式のネットワークの設計手法を用いて、経済的なネットワークを構築することが望まれる。
【０００６】
ネットワーク設計に関し、例えば特許文献１には、予備リンクに予め所定数の回線を割り当て、割り当てた回線の一部を、障害復旧率が満たされるように削除する点が記載されている。また、特許文献２には、予備系パスの帯域共有を実現する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２６３５４０号公報
【特許文献２】特開２００３−１１５８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＳＭＲ方式を採用する場合、予備系のトラフィックにネットワーク資源を動的に割り当てる手法と、予め固定的に割り当てる手法が存在する。前者は、現用系から予備系への経路の切り替え時に複雑な制御を行う必要があるので、後者と比較すると時間がかかる。このため、迅速な障害復旧の観点からすると、前者より後者の方が望ましい。
【０００９】
ネットワーク資源の固定的な割り当ては、ネットワーク資源の効率的な運用の観点から、例えば、予備系の光信号に含まれる各論理チャネルの割り当てにより行われる。例えばＯＴＮの場合、光信号のデータフォーマットであるＨＯ−ＯＤＵ（Higher Order Optical channel Data Unit）は、「Tributary Slot(TS)」と呼ばれる論理チャネルに対応するフィールドを有する。このＴＳには、ユーザ信号を収容するＬＯ−ＯＤＵ（Lower Order ODU）が収容される。
【００１０】
したがって、ＯＴＮにおいて、ＳＭＲ方式を実現するネットワーク設計を行うには、予備系のトラフィックに対して上記のＴＳを個別に割り当てるとよい。この場合、さらに、ＴＳを共有する予備系のトラフィックの数及び種類（帯域）に制約条件を設けることにより、複数の障害発生時に経路切り替えが可能な通信回線の数を増加させ、ネットワークの復旧性能を向上することが望ましい。
【００１１】
しかし、ＨＯ−ＯＤＵ（光信号）及びＴＳ（論理チャネル）の両方を考慮したネットワーク設計は、解析対象となる問題の規模が大きく、複雑であるので、現実的な時間内で完了することが難しい。なお、この問題は、ＯＴＮに限定されず、他のネットワーク設計に関しても同様に存在する。
【００１２】
そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、設計時間を短縮でき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】
【００１３】
本明細書に記載のネットワーク設計装置は、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もる第１処理部と、前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる第２処理部とを有し、前記第１処理部は、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、前記複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比が、所定数以下となるように、前記通信回線の帯域を見積もり、前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない前記所定数以下の通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てる。
【００１４】
本明細書に記載のネットワーク設計装置は、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もる第１処理部と、前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる第２処理部とを有し、前記第１処理部は、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もり、前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一であり、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てる。
【００１５】
本明細書に記載のネットワーク設計方法は、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もる工程と、前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる工程とを、コンピュータが実行し、前記通信回線の帯域及び数を見積もる工程において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、前記複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比が、所定数以下となるように、前記通信回線の帯域を見積もり、前記論理チャネルを割り当てる工程において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない前記所定数以下の通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てる。
【００１６】
本明細書に記載のネットワーク設計プログラムは、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もり、前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる、処理をコンピュータに実行させ、前記通信回線の帯域及び数を見積もる処理において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、前記複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比が、所定数以下となるように、前記通信回線の帯域を見積もり、前記論理チャネルを割り当てる処理において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない前記所定数以下の通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てる。
【発明の効果】
【００１７】
本明細書に記載の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、設計時間を短縮できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】ＨＯ−ＯＤＵのＴＳを、要求されたトラフィックに割り当てた状態を示す図である（条件（１）及び条件（２）を無視した場合）。
【図４】ＨＯ−ＯＤＵのＴＳを、要求されたトラフィックに割り当てた状態を示す図である（条件（１）を満たす場合）。
【図５】ＨＯ−ＯＤＵのＴＳを、要求されたトラフィックに割り当てた状態を示す図である（条件（２）を満たす場合）。
【図６】ＨＯ−ＯＤＵのＴＳを、要求されたトラフィックに割り当てた状態を示す図である（条件（１）及び条件（２）を満たす場合）。
【図７】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８】ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）の機能構成、及びＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）に保持する情報の一例を示す構成図である。
【図９】ＣＰＵの処理を示すフローチャートである。
【図１０】第１処理部により実行される第１設計処理を示すフローチャートである。
【図１１】ネットワークに設けられたパスの例を示す図である。
【図１２】図１１に示された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１３】パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの例を示す図である。
【図１４】要求されるトラフィックに対するＨＯ−ＯＤＵの共有帯域の割り当ての一例を示す図である。
【図１５】要求されたトラフィックの帯域の種類ごとの共有帯域の見積もりの一例を示す図である。
【図１６】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集合の内容を示す表である。
【図１７】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１８】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パラメータの内容を示す表である。
【図１９】図１３に示されたＨＯ−ＯＤＵが有するＴＳの割り当て例を示す図である。
【図２０】第２処理部により実行される第２設計処理を示すフローチャートである。
【図２１】ネットワークにおける現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートの例を示す図である。
【図２２】図２１に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての比較例を示す表である。
【図２３】図２１に示されたネットワーク内のリンク故障により障害を生ずる現用系の通信ルートを示す表である。
【図２４】図２１に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての例を示す表である。
【図２５】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集合の内容を示す表である。
【図２６】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２７】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パラメータの内容を示す表である。
【図２８】比較例における第１設計処理及び第２設計処理の結果の一例を示す図である。
【図２９】実施例における第１設計処理及び第２設計処理の結果の一例を示す図である。
【図３０】ネットワークに与えられたデマンドの一例を示す図である。
【図３１】図３０に示されたネットワークの現用系及び予備系の通信ルートを示す図である。
【図３２】図３１に示されたリンク故障により障害を生ずる現用系の通信ルートを示す表である。
【図３３】図３１に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての例を示す表である。
【図３４】ネットワークに与えられたデマンドの他例を示す図である。
【図３５】図３４に示されたネットワークの現用系及び予備系の通信ルートを示す図である。
【図３６】図３５に示されたリンク故障により障害を生ずる現用系の通信ルートを示す表である。
【図３７】図３５に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、ネットワークの一例を示す構成図である。ネットワーク設計装置１は、ＬＡＮ（Local  Area  Network）などの監視制御用ネットワークＮＷを介して、複数のＷＤＭ装置２０と接続されている。ネットワーク設計装置１は、例えばネットワーク管理装置（NMS: Network  Management  System）と兼用されてもよい。
【００２０】
ＷＤＭ装置２０は、例えば ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable  Optical  Add-Drop  Multiplexer）などと呼ばれる光分岐挿入装置である。各ＷＤＭ装置２０は、互いに光ファイバにより接続され、例えばリング型のネットワーク２を構成する。なお、ネットワーク２は、図１に示された形態に限定されず、例えばメッシュ型の形態であってもよい。ネットワーク設計装置１は、ＷＤＭ装置２０のネットワーク２の設計を行う。
【００２１】
各ＷＤＭ装置２０は、任意の波長λin１，λin２，λin３・・・の光信号が入力され、該光信号を波長多重し、他のＷＤＭ装置２０に波長多重光信号Ｓｏとして伝送する。また、各ＷＤＭ装置２０は、他のＷＤＭ装置２０から伝送された波長多重光信号Ｓｏから、任意の波長λout１，λout２，λout３・・・の光信号を分離して出力する。なお、以降の説明において、外部からＷＤＭ装置２０への光信号λin１，λin２，λin３・・・の入力を、「挿入」と表記し、ＷＤＭ装置２０から外部への光信号λout１，λout２，λout３・・・の出力を、「分岐」と表記する。
【００２２】
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（以下、「ＴＳ」と表記）であるＴＳ１〜ＴＳ８とを有する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
ＴＳ１〜ＴＳ８は、それぞれ、ＬＯ−ＯＤＵを収容する。ＬＯ−ＯＤＵは、所定の制御情報を含むオーバーヘッドＯＨと、ペイロードＰＬとを有する。ペイロードＰＬは、ＳＤＨフレーム、ＳＯＮＥＴフレーム、及びイーサネットフレームなどのユーザ信号を収容する。したがって、ＨＯ−ＯＤＵは、複数のＬＯ−ＯＤＵを多重化することにより、複数のユーザ信号を収容することができる。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。
【００２６】
ネットワーク設計装置１は、ネットワーク２のノード間の通信のトラフィックの要求に応じて、ネットワーク２に設けられた複数のパスに、ＨＯ−ＯＤＵを送受信するための通信回線を開通し、要求されたトラフィックごとにＴＳを割り当てる。これにより、トラフィックの要求を満たすように、ＷＤＭ装置２０の間において光信号が伝送される。
【００２７】
なお、以降の説明において、所定波長の光信号が、ＷＤＭ装置２０に挿入された後、他のＷＤＭ装置２０から分岐されるまでに伝送される通信経路を「パス」と表記する。また、ＨＯ−ＯＤＵを送受信するための通信回線を、単に「ＨＯ−ＯＤＵ」と表記する。ＨＯ−ＯＤＵは、光信号を送受信するための一対の送信器及び受信器を有するので、ネットワークのコストに影響する。
【００２８】
また、ネットワーク設計装置１は、上記のＳＭＲ方式に基づき、予備系のネットワーク資源の共有を許容するため、予備系のパスに開通されるＨＯ−ＯＤＵのＴＳを、複数の要求されたトラフィックに割り当てる。このとき、ＴＳの割り当ては、以下の条件（１）及び条件（２）の少なくとも一方が満たされるように行われる。
条件（１）：各ＴＳを共有できるトラフィックの数を、所定の上限数Ｎｍａｘまでとする。
条件（２）：各ＴＳを共有できるトラフィックの帯域の種類を、１種類のみとする。
【００２９】
条件（１）及び条件（２）の少なくとも一方を満たすネットワーク設計により、複数の障害発生時に経路の切り替えが可能な通信回線の数が増加し、ネットワーク２の復旧性能が向上する。以下に、条件（１）及び条件（２）の内容を、図３〜図６を参照して、より具体的に説明する。
【００３０】
図３〜図６は、ＨＯ−ＯＤＵのＴＳ１〜ＴＳ８を、要求されたトラフィック１〜４に割り当てた状態を示す。図３〜図６において、カッコ内の記載は、帯域を示す。つまり、トラフィック１〜３の帯域は、ＯＤＵ０であり、トラフィック４の帯域は、ＯＤＵ１である。上述したように、ＴＳの帯域はＯＤＵ０であるため、トラフィック１〜３には１つのＴＳが割り当てられ、トラフィック４には２つのＴＳが割り当てられる。つまり、トラフィック１〜４は、その帯域の種類に応じた数のＴＳが割り当てられる。なお、ＨＯ−ＯＤＵの帯域は、ＯＤＵ２であるので、ＨＯ−ＯＤＵには、８つのＴＳ１〜８が存在する。
【００３１】
また、図３〜図６において、「共有数Ｎ」は、１つのＴＳを共有するトラフィック１〜４の数を示す。例えば、ＴＳ１がトラフィック１〜３に割り当てられる場合、ＴＳ１の共有数Ｎは３であり、ＴＳ１がトラフィック１のみに割り当てられた場合、つまり共有されていない場合、ＴＳ１の共有数Ｎは１である。なお、ＴＳ１が何れのトラフィック１〜４にも割り当てられない場合、ＴＳ１の共有数Ｎは０である。
【００３２】
図３は、比較例として、条件（１）及び条件（２）を無視し、トラフィック１〜４に割り当てるＴＳ数を最小とする場合を例示する。この場合、ＴＳ１は、トラフィック１〜４に割り当てられ、ＴＳ２は、トラフィック４に割り当てられる。このため、ＴＳ１の共有数Ｎは４であり、ＴＳ２の共有数は１であり、他のＴＳ３〜ＴＳ８のトラフィックの共有数Ｎは０である。したがって、トラフィック１〜４に割り当てられる全ＴＳ数は２となる。
【００３３】
図４は、条件（１）のみが満たされるように、トラフィックの共有数Ｎを上限数Ｎｍａｘ（＝２）以下に制限した場合を例示する。この場合、ＴＳ１はトラフィック１，２に割り当てられ、ＴＳ２はトラフィック３，４に割り当てられる。また、ＴＳ３はトラフィック４に割り当てられる。
【００３４】
このため、ＴＳ１及びＴＳ２の共有数Ｎは、それぞれ、２であり、ＴＳ３の共有数は、１である。したがって、何れの共有数Ｎも上限数Ｎｍａｘ以下となるので、条件（１）が満たされる。また、他のＴＳ４〜ＴＳ８の共有数Ｎは、０である。したがって、トラフィック１〜４に割り当てられる全ＴＳ数は３となる。
【００３５】
図５は、条件（２）のみが満たされるように、各ＴＳを割り当てるトラフィックの帯域の種類を、１種類に制限した場合を例示する。この場合、ＴＳ１は、トラフィック１〜３に割り当てられ、ＴＳ２及びＴＳ３は、それぞれ、トラフィック４に割り当てられる。このため、ＴＳ１が割り当てられたトラフィック１〜３は、帯域の種類（ＯＤＵ０）が同一であり、ＴＳ２及びＴＳ３は、それぞれ、トラフィック４のみに割り当てられているので、条件（２）が満たされる。
【００３６】
また、ＴＳ１の共有数Ｎは３であり、ＴＳ２及びＴＳ３の共有数Ｎは、それぞれ、１であり、他のＴＳ４〜ＴＳ８の共有数Ｎは、０である。したがって、トラフィック１〜４に割り当てられる全ＴＳ数は３となる。
【００３７】
図６は、条件（１）及び条件（２）が満たされるように、各ＴＳ１〜８の共有数Ｎを上限数Ｎｍａｘ（＝２）以下に制限するとともに、各ＴＳ１〜８を割り当てるトラフィックの帯域の種類を、１種類に制限した場合を例示する。この場合、ＴＳ１はトラフィック１，２に割り当てられ、ＴＳ２はトラフィック３に割り当てられる。また、ＴＳ３及びＴＳ４は、それぞれ、トラフィック４に割り当てられる。
【００３８】
このため、ＴＳ１の共有数Ｎは２であり、ＴＳ２〜４の共有数Ｎは１である。したがって、何れの共有数Ｎも上限数Ｎｍａｘ以下となるので、条件（１）が満たされる。また、ＴＳ１が割り当てられたトラフィック１，２は、帯域の種類（ＯＤＵ０）が同一であり、ＴＳ２〜４は、それぞれ、１つのトラフィック３，４だけに割り当てられているので、条件（２）が満たされる。
【００３９】
また、他のＴＳ５〜ＴＳ８の共有数Ｎは、０である。したがって、割り当てられるＴＳ数は４となる。
【００４０】
このように、条件（１）及び条件（２）を制約としてネットワーク設計を行った場合（図４〜図６参照）、必要となるＴＳ数は、当該制約を課さずに設計した場合（図３参照）より多くなる。しかし、ＴＳ数の増加を代償として、上述した利点が得られるため、ネットワーク設計装置１は、以下に述べるように、条件（１）及び条件（２）の少なくとも一方を満たしつつ、経済的なネットワーク設計を行う。
【００４１】
図７には、ネットワーク設計装置１の構成が示されている。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。
【００４２】
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２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。
【００４３】
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。図１に示された構成例の場合、通信処理部１４は、監視制御用ネットワークＮＷを介し、複数のＷＤＭ装置２０との通信を処理する。
【００４４】
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。
【００４５】
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を表示する表示手段であり、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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８は、ＣＰＵ１０の機能構成、及びＨＤＤ１３に保持する情報の一例を示す構成図である。
【００４８】
ＣＰＵ１０は、第１処理部１００及び第２処理部１０１を含む。また、第１処理部１００及び第２処理部１０１に関連して、ＨＤＤ１３は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、障害パタン情報１３９、デマンド情報１３２、ルート情報１３３、回線情報１３４、及びチャネル割当情報１３５を保持する。なお、各情報１３０〜１３５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。
【００４９】
トポロジ情報１３０は、設計対象となるネットワーク２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２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。
【００５０】
パス情報１３１は、ネットワーク２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、複数のパスの両端ノードを示す複数組のノードの識別子と、両端ノード間を結ぶ１以上のリンクの識別子とを含む。
【００５１】
障害パタン情報１３９は、トポロジ情報１３０が示すネットワーク２において想定される各種の障害の発生パタンを示す情報である。障害としては、単一または複数のリンク故障や単一または複数のノード故障が含まれる。
【００５２】
デマンド情報１３２は、ネットワーク２に対する複数のトラフィックの要求を示す情報である。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、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域を示す。また、デマンド情報１３２には、異なるトラフィック間において、ネットワーク２内のパスの共有を許容するか否かを示す共有可否情報も含まれる。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、監視制御ネットワークＮＷ、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。
【００５３】
第１処理部１００は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、障害パタン情報１３９、及びデマンド情報１３２をＨＤＤ１３から読み出し、各情報１３０〜１３２に基づいて、複数のトラフィックの要求に応じた現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートを決定する。現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートは、１対１の関係で対応し、現用系の通信ルートに障害が生じた場合、ネットワーク２の保護機能により、トラフィックは、現用系の通信ルートに代え、予備系の通信ルートを流れるように切り替わる。
【００５４】
また、第１処理部１００は、決定した現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートに含まれる１以上のパスに開通されるＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。第１処理部１００は、設計結果として、決定した現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートを示すルート情報１３３と、パスごとに見積もったＨＯ−ＯＤＵ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。
【００５５】
第２処理部１０１は、トポロジ情報１３０、障害パタン情報１３９、デマンド情報１３２、ルート情報１３３、及び回線情報１３４をＨＤＤ１３から読み出し、各情報１３２〜１３４に基づいて、各通信ルートに、各ＨＯ−ＯＤＵのＴＳを割り当てる。第２処理部１０１は、ＴＳの割り当て結果を示すチャネル割当情報１３５を生成し、ＨＤＤ１３に書き込む。
【００５６】
図９は、ＣＰＵ１０の処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０は、まず、第１処理部１００により第１設計処理を行う（ステップＳｔ１）。これにより、ルート情報１３３及び回線情報１３４が生成される。
【００５７】
次に、ＣＰＵ１０は、第２処理部１０１により第２設計処理を行う（ステップＳｔ２）。これにより、チャネル割当情報１３５が生成される。このように、実施例に係るネットワーク設計装置１は、設計処理を二段階に分けて実行することによって、設計の所要時間を効果的に短縮する。以下に第１設計処理及び第２設計処理の内容を具体的に説明する。
【００５８】
（第１設計処理）
図１０は、第１処理部１００により実行される第１設計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、及びデマンド情報１３２をＨＤＤ１３から取得する（ステップＳｔ１１）。
【００５９】
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１１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１１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、各ノードＡ〜ＦにはＷＤＭ装置２０が設けられる。また、本例において、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。なお、第１処理部１００は、このステップＳｔ１２において、各パスを生成してもよく、この場合、ステップＳｔ１１におけるパス情報１３１の取得は不要である。
【００６０】
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。
【００６１】
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、現用系の通信ルートの候補及び予備系の通信ルートの候補を抽出する（ステップＳｔ１３）。図１２には、図１１に示されたパス１〜９から構成された通信ルートの候補が示されている。なお、図１２に示された通信ルートは、現用系の通信ルートの候補及び予備系の通信ルートの何れの候補であってもよい。
【００６２】
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。
【００６３】
次に、第１処理部１００は、整数計画問題を解くことにより、各デマンドについて、現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートを決定し、パスごとにＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる（ステップＳｔ１４）。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。
【００６４】
図１３には、パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの例が示されている。本例において、第１処理部１００は、図１２に示された通信ルートの候補１〜５のうち、当該デマンドの通信ルートとして、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。
【００６５】
第１処理部１００は、パス９及びパス３にそれぞれ開通するＨＯ−ＯＤＵの数を見積もる。見積もりは、通信回線の帯域の種類ごとに行われる。帯域の種類としては、上記のＯＤＵ２、ＯＤＵ３、及びＯＤＵ４などが挙げられる。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。
【００６６】
第１処理部１００は、ネットワークにおけるＨＯ−ＯＤＵの全コストが最小となるように、ＨＯ−ＯＤＵの数を見積もる。ＨＯ−ＯＤＵのコストは、例えば、ＷＤＭ装置２０に搭載する送信器及び受信器などの価格や維持費などに基づいて、帯域の種類ごとに決まっている。
【００６７】
見積もりの結果、パス９は、デマンドに対応する通信回線として、１００（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵ１，２（「ＯＤＵ４」）の２本が割り当てられている。ＨＯ−ＯＤＵ１は、デマンド１の帯域ＢＷ１、デマンド２の帯域ＢＷ２などを収容し、ＨＯ−ＯＤＵ２は、デマンド４の帯域ＢＷ４などを収容する。また、パス３は、１００（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵ３（「ＯＤＵ４」）及び１０（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵ４（「ＯＤＵ２」）の２本が割り当てられている。ＨＯ−ＯＤＵ３は、デマンド１の帯域ＢＷ１、デマンド３の帯域ＢＷ３などを収容し、ＨＯ−ＯＤＵ４は、デマンド５の帯域ＢＷ５などを収容する。
【００６８】
また、第１処理部１００は、予備系の通信ルートの決定において、複数の予備系の通信ルート間における１以上のパスの共有を許容する。パスの共有の可否は、既に述べたように、デマンド情報１３２に含まれる共有可否情報に従って決定される。これにより、第１処理部１００は、予備系のトラフィック間において、当該パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの帯域の共有を可能とする。
【００６９】
帯域共有は、上記のＳＭＲ方式を実現するため、現用系の通信ルートの障害が生じたとき、同時に用いられない複数の予備系の通信ルート間において許容される。したがって、第１処理部１００は、共有されたパスごとに、ネットワーク内の各リンク故障により必要となる予備系の共有帯域の最大値を見積もり、該最大値に応じてＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。
【００７０】
予備系の共有帯域の最大値を見積もりにあたって、第１処理部１００は、上記の条件（１）及び条件（２）の少なくとも一方を満たすための制約を課す。条件（１）の場合、第１処理部１００は、パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比が、上記の上限数（所定数）Ｎｍａｘ以下となるように、通信回線の帯域を見積もる。
【００７１】
すなわち、第１処理部１００は、当該パスについて、トラフィックの合計帯域（デマンドの帯域の合計）の、ＨＯ−ＯＤＵの共有帯域に対する比が、上限数Ｎｍａｘ以下となるように、ＨＯ−ＯＤＵの帯域を見積もる。なお、この比を、以降の説明において、「帯域比」と表記する。
【００７２】
図１４には、要求されるトラフィックに対するＨＯ−ＯＤＵの共有帯域の割り当ての一例が示されている。より具体的には、図１４（ａ）は、トラフィックの合計帯域に対して共有帯域が不足する場合を示し、図１４（ｂ）は、トラフィックの合計帯域に対して共有帯域が足りる場合を示す。
【００７３】
図１４において、カッコ内の記載は、要求されたトラフィック１〜４の各帯域を示す。トラフィック１〜３の帯域の種類は、それぞれ、ＯＤＵ０（ＴＳ×１）であり、トラフィック４の帯域の種類は、ＯＤＵ１（ＴＳ×２）である。したがって、トラフィック１〜４の合計帯域は、ＴＳ×５である。なお、「ＴＳ×ｎ」（ｎは自然数）の表記は、ｎ個のＴＳに相当する帯域を示し、これは以降の説明においても同様である。
【００７４】
図１４（ａ）において、ＨＯ−ＯＤＵの共有帯域は、ＴＳ×２であると仮定されているため、帯域比は２．５（＝５／２）となる。このとき、上限数Ｎｍａｘ＝２とすると、帯域比２．５は上限数より大きいため、トラフィック１〜４の合計帯域に対して、ＨＯ−ＯＤＵの共有帯域は不足する。
【００７５】
一方、図１４（ｂ）において、ＨＯ−ＯＤＵの共有帯域は、ＴＳ×３であると仮定されているため、帯域比は１．７（＝５／３（小数第２位を四捨五入））となる。このとき、上限数Ｎｍａｘ＝２とすると、帯域比１．７は上限数より小さいため、トラフィック１〜４の合計帯域に対して、ＨＯ−ＯＤＵの共有帯域は足りる。
【００７６】
既に述べたように、上限数Ｎｍａｘは、１つのＴＳを共有できるトラフィックの最大数である。言い換えれば、上限数Ｎｍａｘは、１つのＴＳが収容できるトラフィックの帯域の平均値の上限である。
【００７７】
また、帯域比は、トラフィックの合計帯域を、ＨＯ−ＯＤＵの帯域のうち、予備系の共有帯域（＝ＴＳ数）で除算して得られるので、共有帯域の１つのＴＳに収容されるトラフィックの帯域の平均値を示す。このため、帯域比が上限数Ｎｍａｘ以下であれば、ＨＯ−ＯＤＵの共有帯域は、トラフィックの合計帯域に対して足りていると判断される。第１処理部１００は、この判断処理によってＨＯ−ＯＤＵの共有帯域を見積もることにより、第２設計処理に先立ち、条件（１）を満たすようにＨＯ−ＯＤＵを設計できる。
【００７８】
さらに、条件（２）を満たすようにＨＯ−ＯＤＵを設計する場合、第１処理部１００は、複数の予備系の通信ルートのうち、パスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もる。すなわち、第１処理部１００は、ＨＯ−ＯＤＵの共有帯域を、トラフィックの帯域の種類（デマンドの種類）ごとに見積もる。図１５には、要求されたトラフィックの帯域の種類ごとの共有帯域の見積もりの一例が示されている。
【００７９】
図１５において、カッコ内の記載は、要求されたトラフィック１〜４の各帯域を示す。トラフィック１〜３の帯域の種類は、それぞれ、ＯＤＵ０（ＴＳ×１）であり、トラフィック４の帯域の種類は、ＯＤＵ１（ＴＳ×２）である。したがって、トラフィック１〜４の合計帯域は、ＴＳ×５である。
【００８０】
トラフィック１〜３は、帯域の種類（ＯＤＵ０）が同一であるので、共通の１つのＴＳが割り当てられる。トラフィック４は、帯域の種類（ＯＤＵ１）が、トラフィック１〜３とは異なるため、他の２つのＴＳが割り当てられる。つまり、トラフィック１〜３に割り当てられるＴＳ、及びトラフィック４に割り当てられるＴＳは、区別される。
【００８１】
このように、第１設計処理分１００は、要求されたトラフィックの帯域の種類ごとに、ＨＯ−ＯＤＵの共有帯域を見積もることにより、第２設計処理に先立ち、条件（２）を満たすようにＨＯ−ＯＤＵを設計できる。
【００８２】
再び図１０を参照すると、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Ｓｔ１５）。ルート情報１３３は、デマンドごとに、現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートを、１以上のパスの集合として示す。回線情報１３４は、パスごとに、ＨＯ−ＯＤＵ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による第２設計処理において用いられる。このようにして、第１処理部１００は、第１設計処理を行う。
【００８３】
次に、図１０に示された処理Ｓｔ１４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、障害パタン情報１３９、及びデマンド情報１３２に基づいて構築される。
【００８４】
図１６には、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用いられる集合の内容が示されている。集合Ｄは、全デマンドの集合である。集合Ｆは、ネットワーク内で発生する全障害パタンの集合である。障害パタンとしては、例えばノード間のリンク故障、つまり伝送路またはＷＤＭ装置２０の送受信器などの故障が挙げられる。
【００８５】
集合Ｈは、ネットワークに設けられた全パスの集合である。各パスは、ネットワーク内の１以上のリンクにより構成される。集合Ｔｗは、現用系の通信ルートの全候補の集合であり、集合Ｔｐは、予備系の通信ルートの全候補の集合である。集合ＢＨは、ＨＯ−ＯＤＵの帯域の全種類（上記の「ＯＤＵ２」、「ＯＤＵ３」、「ＯＤＵ４」など）の集合である。
【００８６】
集合ＢDは、要求された帯域の種類（上記の「ＯＤＵ０」、「ＯＤＵ１」など）の集合である。なお、集合ＢDは、条件（２）を満たす設計を行う場合のみに用いられる。
【００８７】
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１７及び図１８には、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用いられる変数の内容及びパラメータの内容がそれぞれ示されている。
【００８８】
【数１】
2015023413.tif 000003
【００８９】
式（１）によると、第１処理部１００は、ネットワークにおけるＨＯ−ＯＤＵの全コストが最小となるように、ＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。ＨＯ−ＯＤＵの全コストは、帯域の種類ごとのコスト及び数の積の総和として算出される。
【００９０】
制約条件は、満たすべき条件（１）及び条件（２）の選択に応じて異なる。条件（１）のみを選択する場合、第１処理部１００は、制約条件として、例えば、以下の式（２）〜（６）を用いる。
【００９１】
【数２】
2015023413.tif 000004
【００９２】
式（２）及び式（３）は、各デマンドについて、複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする制約条件（第１制約条件）を示す。つまり、第１処理部１００は、要求されたトラフィックごとに、図１２に例示されるような複数の通信ルートの候補から、１つの現用系の通信ルート及び１つの予備系の通信ルートを選択する。
【００９３】
式（４）は、１以上のパスの各々について、通信回線の帯域の合計を、複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする制約条件（第２制約条件）を示す。つまり、第１処理部１００は、図１３に例示されるように、各パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの帯域が、当該パスを通信ルートに含むデマンドの帯域の合計と、当該パスに必要となる予備系の共有帯域との和以上となるように、ＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。
【００９４】
式（５）は、１以上のパスの各々について、複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、複数の現用系の通信ルートの何れかに障害が生じたとき、同時に使用される複数の通信ルートの合計帯域以上とする制約条件（第３制約条件）を示す。この制約条件は、全障害パタンＦについて満たされる必要がある。
【００９５】
したがって、仮に障害パタンを単一のリンク故障に限定した場合、共有帯域ｓｈは、ネットワーク内の各リンク故障により必要となる予備系の帯域の最大値以上となるように見積もられる。例えば、特定のパスにおいて、あるリンク故障により必要な予備系の共有帯域が１（Ｇｂｐｓ）であり、他のリンク故障により必要な予備系の共有帯域が２（Ｇｂｐｓ）である場合、当該パスに必要な共有帯域は、２（Ｇｂｐｓ）以上となるように見積もられる。
【００９６】
式（６）は、１以上のパスの各々について、複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域の、複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域に対する比を、上限数Ｎｍａｘ以下とする制約条件（第４制約条件）を示す。つまり、図１４を参照して述べたように、各パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの帯域について、予備系の共有帯域は、条件（１）を満たすために、帯域比が上限数Ｎｍａｘ以下となるように見積もられる。
【００９７】
一方、条件（１）及び条件（２）の両方を選択する場合、第１処理部１００は、制約条件として、例えば、上記の式（４）〜（６）に代えて、以下の式（７）〜（９）を用いる。なお、この場合においても、上記の式（２）及び式（３）に示される制約条件（第９制約条件）は、同様に課される。
【００９８】
【数３】
2015023413.tif 000005
【００９９】
式（７）は、１以上のパスの各々について、通信回線の帯域の合計を、複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする制約条件（第１０制約条件）を示す。式（７）の内容は、式（４）と同様であるが、条件（２）を考慮するために、共有帯域Ｓｈに代えて、要求された帯域の種類ごとの変数ＳｈｂＤを用いる。したがって、式（７）は、共有帯域を示す第２項の表現が、式（４）とは異なる。
【０１００】
式（８）は、要求された帯域の種類ごとに、１以上のパスの各々について、複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、複数の現用系の通信ルートの何れかに障害が生じたとき、同時に使用される複数の通信ルートの合計帯域以上とする制約条件（第１１制約条件）を示す。この制約条件は、全障害パタンＦについて満たされる必要がある。
【０１０１】
式（８）は、式（５）の制約条件を、要求されるトラフィックの帯域の種類ごとに課すように、表現を変えたものである。つまり、図１５を参照して述べたように、各パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの帯域について、予備系の共有帯域は、条件（２）を満たすために、要求されたトラフィックの帯域の種類ごとに見積もられる。
【０１０２】
式（９）は、要求された帯域の種類ごとに、１以上のパスの各々について、複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域の、複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域に対する比を、上限数Ｎｍａｘ以下とする制約条件（第１２制約条件）を示す。式（９）は、式（６）の制約条件を、要求されるトラフィックの帯域の種類ごとに課すように、表現を変えたものである。
【０１０３】
図１４に示される予備系の共有帯域の見積もりを例に挙げると、帯域の種類がＯＤＵ０であるトラフィック１〜３、及び帯域の種類がＯＤＵ１であるトラフィック４は、式（９）の制約条件に従い、共有帯域が別々に見積もられる。なお、条件（２）のみを選択する場合、式（９）の制約条件は、用いられない。
【０１０４】
第１処理部１００は、式（２）〜（９）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、各デマンドに応じた現用系及び予備系の通信ルートを決定し、パスごとにＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。これにより、第１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。
【０１０５】
（第２設計処理）
第２処理部１０１は、トポロジ情報１３０と、障害パタン情報１３９と、デマンド情報１３２と、第１処理部１００が生成したルート情報１３３及び回線情報１３４に基づいて第２設計処理を行う。第２処理部１０１は、ルート情報１３３が示す複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートに、各デマンドの帯域に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵの各々が有するＴＳを割り当てる。ＨＯ−ＯＤＵの各々は、上述したように、ＴＳを、帯域に応じた数だけ有する。
【０１０６】
図１９には、図１３に示されたＨＯ−ＯＤＵが有するＴＳの割り当て例が示されている。例えば、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１は、デマンド１の通信ルートに割り当てられ、デマンド１の帯域ＢＷ１を収容する。また、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ２は、デマンド２の通信ルートに割り当てられ、デマンド２の帯域ＢＷ２を収容する。このように、ＨＯ−ＯＤＵを、ＴＳ単位で各デマンドの通信ルートに割り当てることにより、ネットワーク資源を効率的に運用することができる。
【０１０７】
図２０は、第２処理部１０１により実行される第２設計処理を示すフローチャートである。まず、第２処理部１０１は、トポロジ情報１３０と、障害パタン情報１３９と、デマンド情報１３２、ルート情報１３３、及び回線情報１３４を、ＨＤＤ１３から読み出す（ステップＳｔ２１）。
【０１０８】
次に、第２処理部１０１は、整数計画問題を解くことにより、各デマンドについて、パスを共有する予備系の通信ルート（デマンド情報１３２に含まれる共有可否情報に従ってパスの共有が許可された通信ルート）に、ＨＯ−ＯＤＵのＴＳを割り当てる（ステップＳｔ２２）。第２処理部１０１は、複数の予備系の通信ルートのうち、１以上のパスを共有し、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない複数の通信ルートに、共通のＴＳを割り当てる。以下に、図２１〜図２４を参照して、具体的に説明する。
【０１０９】
図２１には、ネットワークにおける現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートの例が示されている。本例において、デマンド１の現用系の通信ルート１は、ノードＡ及びノードＢを結ぶ経路として決定され、予備系の通信ルート１は、ノードＡ、ノードＣ、ノードＤ、及びノードＢを結ぶ経路として決定されている。デマンド２の現用系の通信ルート２は、ノードＥ、ノードＦ、及びノードＧを結ぶ経路として決定され、予備系の通信ルート２は、ノードＥ、ノードＣ、ノードＤ、及びノードＧを結ぶ経路として決定されている。デマンド３の現用系の通信ルート３は、ノードＥ、ノードＦ、ノードＨ、及びノードＩを結ぶ経路として決定され、予備系の通信ルート３は、ノードＥ、ノードＣ、ノードＤ、ノードＧ、及びノードＩを結ぶ経路として決定されている。
【０１１０】
デマンド１〜３の予備系の通信ルート１〜３は、ノードＣ及びノードＤを結ぶパスを共有している。このため、本ステップＳｔ２２において、第２処理部１０１は、当該パスに開通するＨＯ−ＯＤＵのＴＳの割り当てを行う。なお、本例では、デマンド１の帯域を、２．５（Ｇｂｐｓ）（つまり、ＴＳ数＝２）とし、デマンド２及び３の帯域を、それぞれ１．２５（Ｇｂｐｓ）（つまり、ＴＳ数＝１）とする。
【０１１１】
仮に、デマンド１〜３の予備系の通信ルート１〜３に、ＴＳの共有を許容せずに、ＴＳを割り当てるとすると、ノードＣ及びノードＤを結ぶパスに、デマンド１〜３の全帯域の合計を満たす帯域のＨＯ−ＯＤＵが必要となる。図２２には、この場合における、図２１に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての比較例が示されている。図２２において、丸印（○）は、当該ＴＳが割り当てられていることを示し、バツ印（×）は、当該ＴＳが割り当てられていないことを示す。
【０１１２】
本例では、デマンド１〜３の全帯域を満たすために、２つのＨＯ−ＯＤＵ１，２が必要となる。デマンド１の予備系の通信ルート１は、ＨＯ−ＯＤＵ２の２つのＴＳ１、ＴＳ２が割り当てられている。また、デマンド２の予備系の通信ルート２は、他方のＨＯ−ＯＤＵ１の２つの論理チャネルであるＴＳ１、ＴＳ２のうち、ＴＳ１が割り当てられ、デマンド３の予備系の通信ルート３は、ＴＳ２が割り当てられている。つまり、本例では、デマンド１〜３の予備系の通信ルート１〜３に、個別のＴＳが割り当てられている。
【０１１３】
これに対して、第２処理部１０１は、現用系の通信ルートに生ずる障害を考慮し、各デマンド１〜３の予備系の通信ルート１〜３間におけるＴＳの共有を許容してＴＳの割り当てを行う。図２３には、図２１に示されたネットワーク内のリンク故障により障害を生ずる現用系の通信ルートが示されている。リンク故障１〜５は、図２１に示された現用系の通信ルート１〜３に含まれる各リンクの故障を示す（図２１中の×印参照）。また、図２３において、丸印（○）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生ずることを示し、バツ印（×）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生じないことを示す。
【０１１４】
例えば、リンク故障１が生ずると、デマンド１の現用系の通信ルート１は、該当するノードＡ及びノードＢ間のパスを含むため、障害を生ずるが、他のデマンド２、３の通信ルート２，３は、当該パスを含まないため、障害を生じない。また、リンク故障２が生ずると、デマンド２，３の現用系の通信ルート２，３は、該当するノードＥ及びノードＦ間のパスを含むため、障害を生ずるが、デマンド１の現用系の通信ルート１は、当該パスを含まないため、障害を生じない。さらに、リンク故障３が生ずると、デマンド２の現用系の通信ルート２のみが障害を生じ、リンク故障４，５が生ずると、デマンド３の現用系の通信ルート３のみが障害を生ずる。
【０１１５】
したがって、デマンド２，３の現用系の通信ルート２，３は、同一のリンク故障２により障害を生じ、デマンド１の現用系の通信ルート１と同時に障害を生ずることはない。言い換えれば、デマンド２及び３の予備系の通信ルート２，３は、障害発生時、同時に用いられることがあるが、デマンド１の予備系の通信ルート１と同時に用いられることはない。したがって、上記のＳＭＲ方式に従い、デマンド２，３の予備系の通信ルート２，３は、デマンド１の予備系の通信ルート１との帯域の共有が可能であり、共通のＴＳを割り当てることができる。
【０１１６】
図２４には、図２１に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての例が示されている。図２４において、丸印（○）は、当該ＴＳが割り当てられていることを示し、バツ印（×）は、当該ＴＳが割り当てられていないことを示す。
【０１１７】
上述したように、デマンド２,３の予備系の通信ルート２，３は、デマンド１の予備系の通信ルート１と共通のＴＳを割り当てることができる。したがって、デマンド１の予備系の通信ルート１は、要求された帯域（ＴＳ数＝２）に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１及びＴＳ２が割り当てられる。また、デマンド２，３の予備系の通信ルート２，３は、要求された帯域（ＴＳ数＝１）に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１及びＴＳ２がそれぞれ割り当てられる。これにより、図２２の比較例とは異なり、他のＨＯ−ＯＤＵ２を用いる必要がなくなり、効率的なネットワーク資源の利用が可能となる。
【０１１８】
また、ＴＳは、各デマンド１〜３の予備系の通信ルート１〜３に対して固定的に割り当てられる。図２４の例では、デマンド２の予備系の通信ルート２は、固定的にＴＳ１に割り当てられ、ＴＳ２に割り当てられることはない。また、デマンド３の予備系の通信ルート３は、固定的にＴＳ２に割り当てられ、ＴＳ１に割り当てられることはない。すなわち、第２処理部１０１は、動的な論理チャネルの割り当てを行われない。
【０１１９】
条件（１）を選択する場合、第２処理部１０１は、複数の予備系の通信ルートのうち、１以上のパスを共有し、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない上限数Ｎｍａｘ以下の通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てる。図２４の例では、ＴＳ１及びＴＳ２は、それぞれ、２つの通信ルートに割り当てられているので、上限数Ｎｍａｘ＝２とすると、条件（１）は満たされる。
【０１２０】
また、条件（２）を選択する場合、第２処理部１０１は、複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一である通信ルートに、共通の論理チャネルを割り当てる。図２４の例では、デマンド１は、デマンド２，３とは帯域の種類が異なり、ＴＳ１及びＴＳ２は、それぞれ、帯域の種類が異なる２つの通信ルートに割り当てられているので、条件（２）は満たされない。
【０１２１】
このため、第２処理部１０１は、後述するように、割り当て可能なＨＯ−ＯＤＵを追加することにより、図２２の例に示されるような割り当てを行う。図２２の例では、ＨＯ−ＯＤＵ１，２のＴＳ１及びＴＳ２は、それぞれ、割り当てられた通信ルートの帯域の種類が１つであるため、条件（２）は満たされる。
【０１２２】
第２処理部１０１は、このＴＳの割り当て処理を、後述する整数計画問題を解くことにより行う。再び図２０を参照すると、第２処理部１０１は、ＴＳの割り当てが成功したか否かを判定する（ステップＳｔ２３）。
【０１２３】
割り当てが失敗した場合（ステップＳｔ２３のＮＯ）、つまり、パスを共有する予備系の通信ルートに割り当てるＴＳが不足する場合、第２処理部１０１は、該当するパスにＨＯ−ＯＤＵを追加して（ステップＳｔ２４）、再度割り当てを実行する（ステップＳｔ２２）。これにより、第２処理部１０１は、第１処理部１００により見積もられたＨＯ−ＯＤＵの数を修正してＴＳ数を増加させ、ＴＳの割り当てを行うことができる。
【０１２４】
一方、割り当てが成功した場合（ステップＳｔ２３のＹＥＳ）、つまり、パスを共有する予備系の通信ルートに割り当てるＴＳが足りる場合、第２処理部１０１は、各デマンドについて、他の予備系の通信ルート（共有可否情報に従ってパスの共有が許可されていない予備系の通信ルート）及び現用系の通信ルートに、ステップＳｔ２２の処理により割り当てられずに残ったＴＳを割り当てる（ステップＳｔ２５）。このとき、第２処理部１０１は、図２２を参照して述べた内容と同様の手法によりＴＳを割り当てる。すなわち、各デマンドの通信ルートは、ＴＳの共有が許容されずに、個別のＴＳが割り当てられる。したがって、パスを共有しない予備系の通信ルート及び現用系の通信ルートは、共有帯域がなく、個別の帯域が設けられる。
【０１２５】
次に、第２処理部１０１は、ＴＳの割り当てが成功したか否かを判定する（ステップＳｔ２６）。割り当てが失敗した場合（ステップＳｔ２６のＮＯ）、つまりＴＳが不足する場合、第２処理部１０１は、該当するパスにＨＯ−ＯＤＵを追加して（ステップＳｔ２７）、再度割り当てを実行する（ステップＳｔ２５）。これにより、第２処理部１０１は、第１処理部１００により見積もられたＨＯ−ＯＤＵの数を修正してＴＳ数を増加させ、ＴＳの割り当てを行うことができる。
【０１２６】
次に、第２処理部１０１は、各デマンドについて、ＴＳの割り当てを示すチャネル割当情報１３５を生成する（ステップＳｔ２８）。生成されたチャネル割当情報１３５は、図３の通信処理部１４により監視制御用ネットワークＮＷを介して、各ＷＤＭ装置２０に送信される。各ＷＤＭ装置２０は、受信したチャネル割当情報１３５を、自装置の設定に反映する。このようにして、第２処理部１０１は、第２設計処理を行う。
【０１２７】
次に、図２０に示された処理Ｓｔ２２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。整数計画問題のモデルは、トポロジ情報１３０、障害パタン情報１３９、デマンド情報１３２、ルート情報１３３、及び回線情報１３４に基づいて構築される。
【０１２８】
図２５には、第２処理部１０１により構築される整数計画問題のモデルに用いられる集合の内容が示されている。集合Ｄは、全デマンドの集合である。集合Ｈは、回線情報１３４に含まれる全ＨＯ−ＯＤＵの集合である。なお、第２処理部１０１は、ＨＯ−ＯＤＵを追加した場合（上記ステップＳｔ２４及びＳｔ２７）、集合Ｈの内容を修正する。
【０１２９】
集合Ｓは、回線情報１３４に含まれる全ＨＯ−ＯＤＵのＴＳの集合である。なお、第２処理部１０１は、ＨＯ−ＯＤＵを追加した場合（上記ステップＳｔ２４及びＳｔ２７）、集合Ｓの内容を修正する。
【０１３０】
集合Ｆは、ネットワーク内で発生する全障害パタンの集合である。障害パタンは、例えば図２１及び図２３に示されたリンク故障である。
【０１３１】
集合ＢDは、要求されたトラフィックの帯域の種類（上記の「ＯＤＵ０」、「ＯＤＵ１」など）の集合である。なお、集合ＢDは、条件（２）を満たす設計を行う場合のみに用いられる。
【０１３２】
第２処理部１０１は、目的関数として、例えば、以下の（１０）式を用いる。図２６及び図２７には、第２処理部１０１により構築される整数計画問題のモデルに用いられる変数の内容及びパラメータの内容がそれぞれ示されている。
【０１３３】
【数４】
2015023413.tif 000006
【０１３４】
式（１０）によると、第２処理部１０１は、ネットワークにおいて使用されるＴＳの数が最小となるように、１以上のパスを共有する複数の予備系の通信ルートの各々にＴＳを割り当てる。このため、上述したようにネットワーク資源の効率的な使用が可能となる。
【０１３５】
また、第２処理部１０１は、条件（１）及び条件（２）の両方を満たす設計を行う場合、制約条件として、例えば、以下の式（１１）〜（１８）を用いる。
【０１３６】
【数５】
2015023413.tif 000007
【０１３７】
式（１１）は、複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てるＴＳの数を、当該デマンドの帯域に見合う数とする制約条件（第５制約条件、第１３制約条件）を示す。図２４の例を挙げると、デマンド１の帯域は、２．５（Ｇｂｐｓ）であるので、２つのＴＳにより収容され、デマンド２，３の帯域は、それぞれ、１．２５（Ｇｂｐｓ）であるので、１つのＴＳにより収容される。
【０１３８】
式（１２）及び式（１３）は、複数の予備系の通信ルートの各々に用いられるＨＯ−ＯＤＵの数を１つとする制約条件（第６制約条件、第１４制約条件）を示す。図２４の例を挙げると、デマンド１の予備系の通信ルート１に割り当てられたＴＳ１及びＴＳ２は、同一のＨＯ−ＯＤＵ１に属している。つまり、各デマンドの現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートは、ぞれぞれ、２つの異なるＨＯ−ＯＤＵのＴＳの割り当てが許容されない。
【０１３９】
式（１４）は、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、ＴＳの各々を用いる複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする制約条件（第７制約条件、第１５制約条件）を示す。図２３及び図２４の例を挙げると、リンク故障１が生じたとき、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１及びＴＳ２は、それぞれ、デマンド１の予備系の通信ルート１のみにより用いられ、他のデマンド２，３の予備系の通信ルート２，３により用いられない。また、リンク故障２が生じたとき、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１は、デマンド２の予備系の通信ルート２のみにより用いられ、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ２は、デマンド３の予備系の通信ルート３のみにより用いられる。
【０１４０】
式（１５）は、各ＴＳが、少なくとも１つのデマンドの予備系の通信ルートに用いられると、変数ｘｓを１とする数式上の制約条件を示す。
【０１４１】
式（１６）は、ＴＳの各々について、当該論理チャネルが割り当てられる複数の予備系の通信ルートの数を、上限数（所定数）Ｎｍａｘ以下とする制約条件（第８制約条件、第１６制約条件）を示す。図４及び図６の例を挙げると、ＴＳ１〜ＴＳ４は、それぞれ、共有数Ｎが上限数Ｎｍａｘ（＝２）以下となるように制限される。なお、式（１６）の制約条件は、条件（１）を選択しない場合、用いられない。
【０１４２】
式（１７）及び式（１８）は、ＴＳの各々について、当該ＴＳが割り当てられる複数の予備系の通信ルートについて、当該要求された帯域の種類を１つとする制約条件（第１７制約条件）を示す。図５及び図６の例を挙げると、ＴＳ１〜ＴＳ４は、それぞれ、割り当て先のトラフィック１〜４の帯域の種類が同一となるように制限される。なお、式（１７）及び式（１８）の制約条件は、条件（２）を選択しない場合、用いられない。
【０１４３】
第２処理部１０１は、式（１１）〜（１８）の制約条件に従って、式（１０）を満足する解を得ることにより、１以上のパスを共有する複数の予備系の通信ルートの各々にＴＳを割り当てる。これにより、第２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。
【０１４４】
上述したように、ネットワーク設計装置１は、第１設計処理において、条件（１）及び条件（２）の少なくとも一方を考慮して、ＨＯ−ＯＤＵの数及び帯域を見積もる。このため、ネットワーク設計装置１は、第２設計処理におけるＨＯ−ＯＤＵの追加処理（図２０のステップＳｔ２４）の発生が抑制される。したがって、設計時間が短縮される。
【０１４５】
図２８は、比較例における第１設計処理及び第２設計処理の結果の一例を示す。より具体的には、図２８（ａ）は、第１設計処理の結果を示し、図２８（ｂ）は、第２設計処理の結果を示す。比較例において、条件（１）及び条件（２）は、第１設計処理では考慮されず、第２設計処理でのみ考慮される。
【０１４６】
本例では、ノードＡ〜Ｄが直列に接続されたネットワークにおいて、要求されたトラフィックＴ１〜Ｔ８を収容するＨＯ−ＯＤＵを設計する。トラフィックＴ１及びＴ２は、ノードＡ及びノードＢの間に通信ルートを有する。トラフィックＴ５及びＴ６は、ノードＢ及びノードＣの間に通信ルートを有する。トラフィックＴ３及びＴ４は、ノードＡ及びノードＣの間に通信ルートを有する。トラフィックＴ７及びＴ８は、ノードＡ及びノードＤの間に通信ルートを有する。
【０１４７】
図２８（ａ）に示されるように、第１設計処理の結果、トラフィックＴ１及びＴ２は、ノードＡ及びノードＢの間に開通されるＨＯ−ＯＤＵ１に収容され、トラフィックＴ５及びＴ６は、ノードＢ及びノードＣの間に開通されるＨＯ−ＯＤＵ２に収容される。トラフィックＴ３及びＴ４は、ＨＯ−ＯＤＵ１，２に収容される。また、トラフィックＴ７及びＴ８は、ノードＡ及びノードＤの間に開通されるＨＯ−ＯＤＵ３に収容される。ＨＯ−ＯＤＵ１〜３は、帯域の種類が何れもＯＤＵ１（ＴＳ×２）である（カッコ内の記載を参照）。
【０１４８】
ここで、ＨＯ−ＯＤＵ１，２は、条件（１）及び条件（２）を満たすようにトラフィックＴ１〜Ｔ６を収容するためには、２つのＴＳでは足らず、４つのＴＳが必要であると仮定する。このような場合としては、図３〜図６を参照して述べたように、条件（１）及び条件（２）の適用の有無に応じて、割り当てに必要なＴＳ数が異なる場合が挙げられる。
【０１４９】
第１設計処理の結果として、ＨＯ−ＯＤＵの帯域、つまりＴＳ数が不足するため、図２８（ｂ）に示されるように、第２設計処理では、ＨＯ−ＯＤＵ４，５が追加される。これにより、トラフィックＴ２は、収容先がＨＯ−ＯＤＵ４に変更され、トラフィックＴ６は、収容先がＨＯ−ＯＤＵ５に変更される。トラフィックＴ４は、収容先がＨＯ−ＯＤＵ４，５に変更される。
【０１５０】
一方、図２９は、実施例における第１設計処理及び第２設計処理の結果の一例を示す。より具体的には、図２９（ａ）は、第１設計処理の結果を示し、図２９（ｂ）は、第２設計処理の結果を示す。上述したように、実施例では、条件（１）及び条件（２）は、第１設計処理に及び第２設計処理の両方において考慮される。なお、本例において、ネットワークの構成及びトラフィックＴＳ１〜６は、上述した比較例と共通である。
【０１５１】
図２９（ａ）に示されるように、第１設計処理の結果、トラフィックＴ１及びＴ２は、ノードＡ及びノードＢの間に開通されるＨＯ−ＯＤＵ１に収容され、トラフィックＴ５及びＴ６は、ノードＢ及びノードＣの間に開通されるＨＯ−ＯＤＵ２に収容される。トラフィックＴ３及びＴ４は、ノードＡ及びノードＣの間に開通されるＨＯ−ＯＤＵ３に収容される。また、トラフィックＴ７及びＴ８は、ＨＯ−ＯＤＵ３と、ノードＣ及びノードＤの間に開通されるＨＯ−ＯＤＵ４とに収容される。ＨＯ−ＯＤＵ１〜４は、帯域の種類が何れもＯＤＵ１（ＴＳ×２）である（カッコ内の記載を参照）。
【０１５２】
トラフィックＴＳ１及びＴＳ２は、トラフィックＴＳ３及びＴＳ４とは異なるＨＯ−ＯＤＵ１に収容され、トラフィックＴＳ５及びＴＳ６も同様である。つまり、トラフィックＴＳ１〜ＴＳ６には、全体として、ＴＳ×４の帯域が割り当てられる。したがって、本例では、比較例とは異なり、割り当てに必要なＴＳ数が足りているため、図２９（ｂ）に示されるように、第２設計処理において、ＨＯ−ＯＤＵは追加されない。
【０１５３】
このように、実施例では、第１設計処理において、条件（１）及び条件（２）が考慮されるので、第２設計処理におけるＨＯ−ＯＤＵの追加処理を省くことができ、設計時間を短縮することが可能である。
【０１５４】
さらに、この設計方法により、第１設計処理における見積もりの精度が向上するため、コストが低減されたネットワークを設計することができる。例えば、比較例の設計結果におけるＨＯ−ＯＤＵの数が５であるのに対し、実施例の設計結果におけるＨＯ−ＯＤＵの数は４である。したがって、実施例に係るネットワーク設計方法を用いれば、比較例より低コストのネットワークを設計できる。
【０１５５】
次に、これまで述べたネットワークの設計方法の適用例について述べる。
【０１５６】
（適用例１）
図３０には、ネットワークに与えられたデマンドの一例が示されている。デマンド１〜３は、ノードＡ及びノードＤ間、ノードＢ及びノードＣ間、及びノードＥ及びノードＦ間にそれぞれ用いられる１．２５（Ｇｂｐｓ）（ＴＳ数＝１）の帯域として与えられる。なお、便宜上、パスは、各ノード間のリンクに一致するものと仮定する。また、各パスに用いられる通信回線として、「ＯＤＵ２」（２．５（Ｇｂｐｓ））（ＴＳ数＝２）を仮定する。
【０１５７】
図３１には、図３０に示されたネットワークの現用系及び予備系の通信ルートが示されている。第１処理部１００は、各デマンド１〜３に応じて、現用系の通信ルート１〜３及び予備系の通信ルート１〜３を決定する。現用系の通信ルート１〜３は、ノードＡ及びノードＤ間、ノードＢ及びノードＣ間、及びノードＥ及びノードＦ間にそれぞれ結ぶ経路である。
【０１５８】
第１処理部１００は、予備系の通信ルート１〜３間におけるパスの共有を許容して、予備系の通信ルート１〜３を決定する。予備系の通信ルート１は、ノードＡ、ノードＢ、ノードＥ、及びノードＤを結ぶ経路であり、予備系の通信ルート２は、ノードＢ、ノードＥ、ノードＦ、及びノードＣを結ぶ経路である。また、予備系の通信ルート３は、ノードＥ、ノードＢ、ノードＣ、及びノードＦを結ぶ経路である。ここで、ノードＢ及びノードＥ間のパスは、予備系の通信ルート１〜３により共有されている。
【０１５９】
第１処理部１００は、デマンド１〜３の帯域と予備系の通信ルート１〜３間の共有帯域とを考慮して、各パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。図３２には、図３１に示されたリンク故障１〜３により障害を生ずる現用系の通信ルートを示されている。図３２において、丸印（○）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生ずることを示し、バツ印（×）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生じないことを示す。
【０１６０】
現用系の通信ルート１〜３は、互いにパスが重複しないため、各通信ルート内のリンク故障１〜３により自己の通信ルートのみが障害を生ずる。このため、予備系の通信ルート１〜３は、現用系の通信ルート１〜３に障害が生じたとき、通信ルートの切り替えにより同時に用いられることがない。例えば、リンク故障１が生じたとき、現用系の通信ルート１に障害が生ずるため、予備系の通信ルート１が用いられ、他の予備系の通信ルート２，３は用いられない。このため、第１処理部１００は、リンク故障１〜３により必要となる共有帯域の最大値を、１．２５（Ｇｂｐｓ）（ＴＳ数＝１）と見積もる。
【０１６１】
したがって、予備系の通信ルート１〜３間で共有されたノードＢ及びノードＥ間のパスに開通されるＨＯ−ＯＤＵの見積もりは、２．５（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵ（「ＯＤＵ２」）が１つとなる。また、他のパスについては、デマンド１〜３の帯域に従って、２．５（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵが１つとなる。
【０１６２】
また、図３３には、図３１に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての例が示されている。図３３において、丸印（○）は、当該ＴＳが割り当てられていることを示し、バツ印（×）は、当該ＴＳが割り当てられていないことを示す。なお、本例において、条件（１）の上限数Ｎｍａｘは３であると仮定する。
【０１６３】
第２処理部１０１は、共有されたノードＢ及びノードＥ間のパスについて、デマンド１〜３の帯域（１．２５（Ｇｂｐｓ））に基づいて、予備系の通信ルート１〜３にＨＯ−ＯＤＵのＴＳ１を割り当てる。すなわち、ＴＳ１は、予備系の通信ルート１〜３により共有されている。この場合、第１処理部１００により見積もられたＨＯ−ＯＤＵの数は足りており、また、条件（１）も満たされている（共有数３≦上限数Ｎｍａｘ）ので、第２処理部１０１は、ＨＯ−ＯＤＵを追加（図２０のステップＳｔ２４参照）することがない。なお、条件（２）は、デマンド１〜３の帯域が同一であるので、満たされる。
【０１６４】
（適用例２）
図３４には、ネットワークに与えられたデマンドの他例が示されている。デマンド１〜３は、ノードＡ及びノードＤ間、ノードＡ及びノードＨ間、及びノードＥ及びノードＤ間にそれぞれ用いられる１．２５（Ｇｂｐｓ）（ＴＳ数＝１）の帯域でとして与えられる。なお、便宜上、パスは、リンクに一致するものと仮定する。
【０１６５】
図３５には、図３４に示されたネットワークの現用系及び予備系の通信ルートが示されている。第１処理部１００は、各デマンド１〜３に応じて、現用系の通信ルート１〜３及び予備系の通信ルート１〜３を決定する。現用系の通信ルート１は、ノードＡ、ノードＢ、ノードＣ、及びノードＤを結ぶ経路であり、現用系の通信ルート２は、ノードＡ、ノードＢ、ノードＦ、ノードＧ、及びノードＨを結ぶ経路である。また、現用系の通信ルート３は、ノードＥ、ノードＦ、ノードＧ、ノードＣ、及びノードＤを結ぶ経路である。
【０１６６】
第１処理部１００は、予備系の通信ルート１〜３間におけるパスの共有を許容して、予備系の通信ルート１〜３を決定する。予備系の通信ルート１は、ノードＡ、ノードＥ、ノードＩ、ノードＪ、ノードＨ、及びノードＤを結ぶ経路であり、予備系の通信ルート２は、ノードＡ、ノードＥ、ノードＩ、ノードＪ、及びノードＨを結ぶ経路である。また、予備系の通信ルート３は、ノードＥ、ノードＩ、ノードＪ、ノードＨ、及びノードＤを結ぶ経路である。ここで、ノードＡ及びノードＥ間のパスが、予備系の通信ルート１，２により共有されている。また、ノードＥ、ノードＩ、ノードＪ及びノードＨ間の各パスが、予備系の通信ルート１〜３により共有され、ノードＨ及びノードＤ間のパスが、予備系の通信ルート１，３により共有されている。
【０１６７】
第１処理部１００は、デマンド１〜３の帯域と予備系の通信ルート１〜３間の共有帯域とを考慮して、各パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。図３６には、図３５に示されたリンク故障１〜８により障害を生ずる現用系の通信ルートを示されている。
図３６において、丸印（○）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生ずることを示し、バツ印（×）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生じないことを示す。
【０１６８】
現用系の通信ルート１，２は、ノードＡ及びノードＢ間のリンクにおいて、互いにパスが重複する。現用系の通信ルート２，３は、ノードＦ及びノードＧ間のリンクにおいて、互いにパスが重複する。現用系の通信ルート１，３は、ノードＣ及びノードＤ間のリンクにおいて、互いにパスが重複する。
【０１６９】
このため、各通信ルート内のリンク故障１〜８により障害を生ずる通信ルートの最大数は２つである。言い換えれば、現用系の通信ルート１〜３に障害が生じたとき、予備系の通信ルート１〜３のうち、２つの通信ルートが同時に用いられる。
【０１７０】
したがって、第１処理部１００は、リンク故障１〜８により必要となる共有帯域の最大値を、２．５（Ｇｂｐｓ）（ＴＳ×２）と見積もる。また、各デマンド１〜３の合計帯域は、ＴＳ×３であるので、帯域比は、１．５（＝３／２）となる。よって、条件１の上限数Ｎｍａｘ＝２と仮定すれば、帯域比１．５≦上限数２が満たされる。なお、条件２は、デマンド１〜３の各帯域が同一であるため、満たされる。
【０１７１】
これにより、予備系の通信ルート１〜３間で共有される各パスに開通されるＨＯ−ＯＤＵの見積もりは、２．５（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵ（「ＯＤＵ２」）が１つとなる。また、他のパスについては、デマンド１〜３の帯域に従って、２．５（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵが１つとなる。
【０１７２】
また、図３７には、図３５に示された予備系の通信ルート（ノードＩ及びノードＪ間のパス）に対するＴＳの割り当ての例が示されている。第２処理部１０１は、予備系の通信ルート１〜３にＴＳを固定的に割り当てる。つまり、予備系の通信ルート１〜３に割り当てられるＴＳは、特定のＴＳであり、固定されている。
【０１７３】
仮に、第１処理部１００の見積もりに従い、ＨＯ−ＯＤＵを１つだけ用いる場合、例えば、予備系の通信ルート１，２に、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１、ＴＳ２をそれぞれ割り当てるとする。このとき、残った予備系の通信ルート３は、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１、ＴＳ２の何れかに、リンク故障１〜８に応じて動的に割り当てる必要が生ずるので、結局、１つのＨＯ−ＯＤＵのＴＳを固定的に割り当てることができない。したがって、第２処理部１０１は、第１処理部１００により見積もられたＨＯ−ＯＤＵの数が不足していると判断し、１つのＨＯ−ＯＤＵを追加する（図２０のステップＳｔ２４参照）。
【０１７４】
よって、第２処理部１０１は、２つのＨＯ−ＯＤＵ１，２のＴＳ１及びＴＳ２を、予備系の通信ルート１〜３に個別に割り当てている。このように、第２処理部１０１は、第１処理部１００により、条件（１）及び条件（２）を考慮したＨＯ−ＯＤＵ単位の見積もりでは不可能な固定的なＴＳの割り当てを行うことができる。つまり、第２処理部１０１は、第１処理部１００では不可能な割り当て処理を補完する機能を備える。
【０１７５】
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及び第２処理部１０１を有する。第１処理部１００は、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、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、複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定する。また、第１処理部１００は、選択した１以上のパスの各々に開通するＨＯ−ＯＤＵ（通信回線）の帯域及び数を見積もる。一方、第２処理部１０１は、複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵの各々が、該ＨＯ−ＯＤＵの帯域に応じた数だけ有するＴＳを割り当てる。
【０１７６】
第１処理部１００は、複数の予備系の通信ルート間における１以上のパスの共有を許容して、複数の予備系の通信ルートを決定する。このとき、第１処理部１００は、複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比（帯域比）が、上限数（所定数）Ｎｍａｘ以下となるように、通信回線の帯域を見積もる。
【０１７７】
第２処理部１０１は、複数の予備系の通信ルートのうち、１以上のパスを共有し、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない上限数（所定数）Ｎｍａｘ以下の通信ルートに、共通のＴＳを割り当てる。
【０１７８】
実施例に係るネットワーク設計装置１によると、予備系の通信ルートに、ＨＯ−ＯＤＵのＴＳのうち、共通のＴＳを割り当てるため、上記のＳＭＲ方式が可能となり、効率的なネットワーク資源の利用が可能となる。また、実施例に係るネットワーク設計装置によると、第１処理部１００が、ＨＯ−ＯＤＵの数を見積もり、第２処理部１０１が、ＴＳの割り当てを行うので、２段階に分けた設計処理によって、効果的に設計時間を短縮できる。
【０１７９】
また、第１処理部１００は、帯域比が上限数Ｎｍａｘ以下となるように、ＨＯ−ＯＤＵの帯域を見積もる。ここで、ＨＯ−ＯＤＵは、その帯域に応じた数のＴＳを有するので、帯域比は、ＨＯ−ＯＤＵの帯域のうち、予備系の共有帯域に含まれる１つのＴＳに収容される要求帯域の平均値を示す。
【０１８０】
一方、第２処理部１０１は、複数の予備系の通信ルートのうち、１以上のパスを共有する上限数Ｎｍａｘ以下の通信ルートに、共通のＴＳを割り当てる。上限数Ｎｍａｘは、１つのＴＳを共有できる予備系の通信ルートの最大数である。つまり、上限数Ｎｍａｘは、１つのＴＳが収容できる、要求された帯域の平均値の上限である。
【０１８１】
このため、第１処理部１００は、帯域比が上限数Ｎｍａｘ以下となるように、ＨＯ−ＯＤＵの帯域を見積もることにより、第２処理部１０１の処理に先立ち、条件（１）を満たすようにＨＯ−ＯＤＵを設計できる。したがって、第２処理部１０１は、短時間でＴＳの割り当てを行うことができる。また、条件（１）を満たすネットワーク設計により、障害に対する復旧性能が向上されたネットワークが実現される。
【０１８２】
また、他の実施例に係るネットワーク設計装置１は、第１処理部１００及び第２処理部１０１を有する。第１処理部１００は、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、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、複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定する。また、第１処理部１００は、選択した１以上のパスの各々に開通するＨＯ−ＯＤＵ（通信回線）の帯域及び数を見積もる。一方、第２処理部１０１は、複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵの各々が、該ＨＯ−ＯＤＵの帯域に応じた数だけ有するＴＳを割り当てる。
【０１８３】
第１処理部１００は、複数の予備系の通信ルート間における１以上のパスの共有を許容して、複数の予備系の通信ルートを決定する。このとき、第１処理部１００は、複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もる。
【０１８４】
第２処理部１０１は、複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一であり、１以上のパスを共有し、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない通信ルートに、共通のＴＳを割り当てる。
【０１８５】
実施例に係るネットワーク設計装置１によると、予備系の通信ルートに、ＨＯ−ＯＤＵのＴＳのうち、共通のＴＳを割り当てるため、上記のＳＭＲ方式が可能となり、効率的なネットワーク資源の利用が可能となる。また、実施例に係るネットワーク設計装置によると、第１処理部１００が、ＨＯ−ＯＤＵの数を見積もり、第２処理部１０１が、ＴＳの割り当てを行うので、２段階に分けた設計処理によって、効果的に設計時間を短縮できる。
【０１８６】
また、第１処理部１００は、ＨＯ−ＯＤＵの共有帯域を、要求された帯域の種類ごとに見積もり、第２処理部１０１は、要求された帯域が同一である複数の予備系の通信ルートに共通のＴＳを割り当てる。このため、第１設計処理分１００は、要求されたトラフィックの帯域の種類ごとに、ＨＯ−ＯＤＵの共有帯域を見積もることにより、第２設計処理に先立ち、条件（２）を満たすようにＨＯ−ＯＤＵを設計できる。したがって、第２処理部１０１は、短時間でＴＳの割り当てを行うことができる。また、条件（２）を満たすネットワーク設計により、障害に対する復旧性能が向上されたネットワークが実現される。
【０１８７】
また、実施例に係るネットワーク設計方法は、第１処理部１００により実行される第１設計処理（図９のステップＳｔ１）、及び第２処理部１０１により実行される第２設計処理（図９のステップＳｔ２）を含む。第１設計処理において、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、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、複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定する。また、第１設計処理において、選択した１以上のパスの各々に開通するＨＯ−ＯＤＵ（通信回線）の帯域及び数を見積もる。一方、第２設計処理において、複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵの各々が、該ＨＯ−ＯＤＵの帯域に応じた数だけ有するＴＳを割り当てる。
【０１８８】
第１設計処理において、複数の予備系の通信ルート間における１以上のパスの共有を許容して、複数の予備系の通信ルートは決定される。また、複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比（帯域比）が、上限数（所定数）Ｎｍａｘ以下となるように、通信回線の帯域が見積もられる。
【０１８９】
第２設計処理において、複数の予備系の通信ルートのうち、１以上のパスを共有し、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない上限数（所定数）Ｎｍａｘ以下の通信ルートに、共通のＴＳが割り当てられる。
【０１９０】
したがって、実施例に係るネットワーク設計方法は、ネットワーク設計装置１と同様の構成を有するので、同様の作用効果を奏する。
【０１９１】
また、実施例に係るネットワーク設計プログラムは、第１処理部１００により実行される第１設計処理（図９のステップＳｔ１）、及び第２処理部１０１により実行される第２設計処理（図９のステップＳｔ２）を含む。第１設計処理において、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、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、複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定する。また、第１設計処理において、選択した１以上のパスの各々に開通するＨＯ−ＯＤＵ（通信回線）の帯域及び数を見積もる。一方、第２設計処理において、複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵの各々が、該ＨＯ−ＯＤＵの帯域に応じた数だけ有するＴＳを割り当てる。
【０１９２】
第１設計処理において、複数の予備系の通信ルート間における１以上のパスの共有を許容して、複数の予備系の通信ルートを決定する。また、複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比（帯域比）が、上限数（所定数）Ｎｍａｘ以下となるように、通信回線の帯域が見積もられる。
【０１９３】
第２設計処理において、複数の予備系の通信ルートのうち、１以上のパスを共有し、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない上限数（所定数）Ｎｍａｘ以下の通信ルートに、共通のＴＳが割り当てられる。
【０１９４】
したがって、実施例に係るネットワーク設計プログラムは、ネットワーク設計装置１と同様の構成を有するので、同様の作用効果を奏する。
【０１９５】
なお、これまで述べた実施例において、第１処理部１００及び第２処理部１０１は、障害パタンとして単一のリンク故障のみを想定したが、これに限定されず、複数のリンク故障及び単一または複数のノード故障を想定して設計処理を実行してもよい。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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）  ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もる第１処理部と、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる第２処理部とを有し、
前記第１処理部は、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、前記複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比が、所定数以下となるように、前記通信回線の帯域を見積もり、
前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない前記所定数以下の通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計装置。
（付記２）  前記第１処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もり、
前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一である通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てる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２処理部は、前記複数の現用系の通信ルートまたは前記複数の予備系の通信ルートに割り当てる前記論理チャネルが不足する場合、前記１以上のパスのうち、該当するパスに前記通信回線を追加して、再度割り当てを実行することを特徴とする付記１または２に記載のネットワーク設計装置。
（付記４）  前記第１処理部は、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、前記１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする第１制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記通信回線の帯域の合計を、前記複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする第２制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に使用される複数の通信ルートの合計帯域以上とする第３制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域の、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域に対する比を、前記所定数以下とする第４制約条件とに従って、
前記ネットワークにおける前記通信回線の全コストが最小となるように、前記通信回線の帯域及び数を見積もる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５）  前記第２処理部は、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てる前記論理チャネルの数を、当該要求された帯域に見合う数とする第５制約条件と、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に用いられる前記通信回線の数を１つとする第６制約条件と、
前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、前記論理チャネルの各々を用いる前記複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする第７制約条件と、
前記論理チャネルの各々について、当該論理チャネルが割り当てられる前記複数の予備系の通信ルートの数を、前記所定数以下とする第８制約条件とに従って、
前記ネットワークにおいて使用される前記論理チャネルの数が最小となるように、前記１以上のパスを共有する前記複数の予備系の通信ルートの各々に前記論理チャネルを割り当てる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６）  前記第１処理部は、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、前記１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする第９制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記通信回線の帯域の合計を、前記複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする第１０制約条件と、
要求された帯域の種類ごとに、前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に使用される複数の通信ルートの合計帯域以上とする第１１制約条件と、
要求された帯域の種類ごとに、前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域の、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域に対する比を、前記所定数以下とする第１２制約条件とに従って、
前記ネットワークにおける前記通信回線の全コストが最小となるように、前記通信回線の帯域及び数を見積も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７）  前記第２処理部は、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てる前記論理チャネルの数を、当該要求された帯域に見合う数とする第１３制約条件と、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に用いられる前記通信回線の数を１つとする第１４制約条件と、
前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、前記論理チャネルの各々を用いる前記複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする第１５制約条件と、
前記論理チャネルの各々について、当該論理チャネルが割り当てられる前記複数の予備系の通信ルートの数を、前記所定数以下とする第１６制約条件と、
前記論理チャネルの各々について、当該論理チャネルが割り当てられる前記複数の予備系の通信ルートについて、当該要求された帯域の種類を１つとする第１７制約条件とに従って、
前記ネットワークにおいて使用される前記論理チャネルの数が最小となるように、前記１以上のパスを共有する前記複数の予備系の通信ルートの各々に前記論理チャネルを割り当て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８）  ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もる第１処理部と、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる第２処理部とを有し、
前記第１処理部は、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もり、
前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一であり、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計装置。
（付記９）  前記第２処理部は、前記複数の現用系の通信ルートまたは前記複数の予備系の通信ルートに割り当てる前記論理チャネルが不足する場合、前記１以上のパスのうち、該当するパスに前記通信回線を追加して、再度割り当てを実行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装置。
（付記１０）  前記第１処理部は、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、前記１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする第１８制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記通信回線の帯域の合計を、前記複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする第１９制約条件と、
要求された帯域の種類ごとに、前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に使用される複数の通信ルートの合計帯域以上とする第２０制約条件とに従って、
前記ネットワークにおける前記通信回線の全コストが最小となるように、前記通信回線の帯域及び数を見積もることを特徴とする付記８または９に記載のネットワーク設計装置。
（付記１１）  前記第２処理部は、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てる前記論理チャネルの数を、当該要求された帯域に見合う数とする第２１制約条件と、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に用いられる前記通信回線の数を１つとする第２２制約条件と、
前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、前記論理チャネルの各々を用いる前記複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする第２３制約条件と、
前記論理チャネルの各々について、当該論理チャネルが割り当てられる前記複数の予備系の通信ルートについて、当該要求された帯域の種類を１つとする第２４制約条件とに従って、
前記ネットワークにおいて使用される前記論理チャネルの数が最小となるように、前記１以上のパスを共有する前記複数の予備系の通信ルートの各々に前記論理チャネルを割り当てることを特徴とする付記８乃至１０の何れかに記載のネットワーク設計装置。
（付記１２）  ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もる工程と、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる工程とを、コンピュータが実行し、
前記通信回線の帯域及び数を見積もる工程において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、前記複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比が、所定数以下となるように、前記通信回線の帯域を見積もり、
前記論理チャネルを割り当てる工程において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない前記所定数以下の通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計方法。
（付記１３）  前記通信回線の帯域及び数を見積もる工程において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もり、
前記論理チャネルを割り当てる工程において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一である通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てることを特徴とする付記１２に記載のネットワーク設計方法。
（付記１４）  前記論理チャネルを割り当てる工程において、前記複数の現用系の通信ルートまたは前記複数の予備系の通信ルートに割り当てる前記論理チャネルが不足する場合、前記１以上のパスのうち、該当するパスに前記通信回線を追加して、再度割り当てを実行することを特徴とする付記１２または１３に記載のネットワーク設計方法。
（付記１５）  ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もる工程と、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる工程とを、コンピュータが実行し、
前記通信回線の帯域及び数を見積もる工程において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もり、
前記論理チャネルを割り当てる工程において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一であり、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計方法。
（付記１６）  ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もり、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる、処理をコンピュータに実行させ、
前記通信回線の帯域及び数を見積もる処理において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する複数の通信ルートについて要求された合計帯域の、前記複数の通信ルート間において共有される帯域に対する比が、所定数以下となるように、前記通信回線の帯域を見積もり、
前記論理チャネルを割り当てる処理において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない前記所定数以下の通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計プログラム。
（付記１７）  前記通信回線の帯域及び数を見積もる処理において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もり、
前記論理チャネルを割り当てる処理において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一である通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てることを特徴とする付記１６に記載のネットワーク設計プログラム。
（付記１８）  前記論理チャネルを割り当てる処理において、前記複数の現用系の通信ルートまたは前記複数の予備系の通信ルートに割り当てる前記論理チャネルが不足する場合、前記１以上のパスのうち、該当するパスに前記通信回線を追加して、再度割り当てを実行することを特徴とする付記１６または１７に記載のネットワーク設計プログラム。
（付記１９）  ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記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、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の帯域及び数を見積もり、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が、該通信回線の帯域に応じた数だけ有する論理チャネルを割り当てる、処理をコンピュータが実行し、
前記通信回線の帯域及び数を見積もる処理において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有する通信ルート間において共有される帯域を、当該要求された帯域の種類ごとに見積もり、
前記論理チャネルを割り当てる処理において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該要求された帯域の種類が同一であり、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない通信ルートに、共通の前記論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計プログラム。
【符号の説明】
【０１９８】
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
【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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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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