(57)【要約】【課題】トラヒック変動におけるランダムでない振る舞いをする成分（非ランダム成分）が未知の場合にも容量制御によりトラヒックロスを最小限に抑える。【解決手段】有限のトラヒック観測データからランダム成分の特徴を表すパラメータを抽出し、そのパラメータを基にデジタルフィルタ操作を逐次最適化することで、フィルタ出力データとしてトラヒックの非ランダム成分を得る。パス容量増減判断はこのようにして得られる非ランダム成分に基づいて行う。【選択図】図１
2008206059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パスによって通信路を提供するパス通信装置が、
パスが伝達するトラヒック量をサンプリングによって離散時間のトラヒックとして観測するトラヒック観測ステップと、
前記トラヒック観測ステップにより観測されたトラヒック量を基にパス容量増加判断を行うパス容量増加判断ステップと、
前記トラヒック観測ステップにより観測されたトラヒック量を基にパス容量減少判断を行うパス容量減少判断ステップと、
前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップの判断結果を基にパス容量の増加または減少の指示を行うパス容量変更指示ステップと
を実行することにより、パスが伝達するトラヒック量に応じて当該パス通信網内におけるパス容量を変更するパス容量増減判断方法であって、
前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップでは、前記トラヒック観測ステップによる過去の実測データを基にデジタルフィルタ操作を行うことにより、前記実測データがランダムなトラヒックバラツキを示す場合においても、ランダム成分を除去することでトラヒックの増加傾向または減少傾向を抽出し、ランダム成分をマージンとして扱う
ことを特徴とするパス容量増減判断方法。
【請求項２】
前記トラヒックを、ランダム成分と非ランダム成分とからなるトラヒックと仮定したとき、前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップは、
前記トラヒックと過去の実測データとの相関から前記トラヒックのランダム成分の特徴を抽出する第一のステップと、
実測データにデジタルフィルタ操作を施すことにより、トラヒックの非ランダム成分を算出する第二のステップと、
実測データと、前記第二のステップにより算出したトラヒックの非ランダム成分とに基づいて、デジタルフィルタ操作の影響を反映したトラヒックのランダム成分の特徴を抽出する第三のステップと、
前記第一および第三のステップからそれぞれ得られたトラヒックのランダム成分の特徴を基に、フィルタ操作の演算を補正する第四のステップと、
この第四のステップにより得られたフィルタ操作の演算の補正値を基に、次の実測データに対して施すべき、最新のデジタルフィルタ操作の演算を決定する第五のステップと
を実行し、
実測データを取得する毎に、前記第一から第五のステップを繰り返し実行することによりトラヒックの増加傾向または減少傾向を逐次抽出する
請求項１記載のパス容量増減方法。
【請求項３】
過去ｊ個の実測データを、順に遡ってｘ（ｎ−１）、ｘ（ｎ−２）、…、ｘ（ｎ−ｊ）とすると、
前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップにおける前記デジタルフィルタ操作は、
ｊ個の実測データのうち、時間的に連続する二つの実測データから
【数１】
2008206059.tif 000036
に基づいてランダム成分の特徴σs（ｎ）を算出する第六のステップと、
最新のフィルタ出力データをｙ（ｎ）とし、
【数２】
2008206059.tif 000037
で表されるフィルタ操作により、ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める第七のステップと、
フィルタ出力データｙ（ｌ）と、実測データｘ（ｌ）とを基に、
【数３】
2008206059.tif 000038
によりフィルタ操作の影響を反映したトラヒックのランダム成分の特徴ｐiを算出する第八のステップと、
前記第六および第八のステップのそれぞれで算出したランダム成分の特徴σs、ｐiを基に、
Δｗi（ｎ）＝α（ｐi（ｎ）＋σs2（ｎ）δ0i）
（但し、ｋは任意の整数、ｉ＝０、１、…、ｋ、δはクロネッカーデルタ、αは実数）
によりフィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める第九のステップと、
補正値を考慮した最新のフィルタを
ｗi（ｎ＋１）＝ｗi（ｎ）＋Δｗi（ｎ）  （但し、ｉ＝０、１、…、ｋ）
として構成する第十のステップと
を有する請求項２記載のパス容量増減方法。
【請求項４】
過去ｊ個の実測データを、順に遡ってｘ（ｎ−１）、ｘ（ｎ−２）、…、ｘ（ｎ−ｊ）とすると、
前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップにおける前記デジタルフィルタ操作は、
ｊ個の実測データのうち、時間的に連続する二つの実測データから
【数４】
2008206059.tif 000039
に基づいてランダム成分の特徴σs（ｎ）を算出する第十一のステップと、
最新のフィルタ出力データをｙ（ｎ）とし、
【数５】
2008206059.tif 000040
で表されるフィルタ操作により、ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める第十二のステップと、
フィルタ出力データｙ（ｌ）と、実測データｘ（ｌ）とを基に、
【数６】
2008206059.tif 000041
によりフィルタ操作の影響を反映したトラヒックのランダム成分の特徴ｐiを算出する第十三のステップと、
前記第十一および第十三のステップのそれぞれで算出したランダム成分の特徴σs、ｐiを基に、
Δｗi（ｎ）＝αｐi（ｎ）
（但し、ｋは任意の整数、ｉ＝０、１、…、ｋ、αは実数）
によりフィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める第十四のステップと、
補正値を考慮した最新のフィルタを
ｗi（ｎ＋１）＝ｗi（ｎ）＋Δｗi（ｎ）  （但し、ｉ＝０、１、…、ｋ）
として構成する第十五のステップと
を有する請求項２記載のパス容量増減方法。
【請求項５】
前記デジタルフィルタ操作の前記第七のステップにおけるフィルタ形状が、
【数７】
2008206059.tif 000042
で表されるものとし、前記第九のステップが
【数８】
2008206059.tif 000043
である請求項３記載のパス容量増減方法。
【請求項６】
前記デジタルフィルタ操作の前記第十二のステップにおけるフィルタ形状が、
【数９】
2008206059.tif 000044
で表されるものとし、前記第十四のステップが
【数１０】
2008206059.tif 000045
である請求項４記載のパス容量増減方法。
【請求項７】
前記デジタルフィルタ操作の前記第七または第十二のステップにおけるフィルタ形状が、
【数１１】
2008206059.tif 000046
である請求項３または４記載のパス容量増減方法。
【請求項８】
前記デジタルフィルタ操作の前記第七または第十二のステップにおけるフィルタ形状が、
【数１２】
2008206059.tif 000047
である請求項３または４記載のパス容量増減方法。
【請求項９】
前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップにおいて、パスの増減単位の容量をＬとし、リンクの最大容量をＭとしたときに、Ｍ＝ｂＬ（ｂは自然数）であって、パスａ本のときに前記トラヒック観測ステップにおける実測データが、パスａ本を通過するトラヒックの総和であったときに、
ｙ（ｎ）＋ｐ・σd（ｎ）＞ａＬ  （ａはｂ未満の自然数、ｐは正の実数）
の場合にパスを増設し、
ｙ（ｎ）＋ｑ・σd（ｎ）＜（ａ−１）Ｌ  （ｑはｐ以上の正の実数）
の場合にパスを減設する
請求項１ないし８のいずれかに記載のパス容量増減方法。
【請求項１０】
前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップにおいて、パスの増減単位の容量をＬとし、リンクの最大容量をＭとしたときに、Ｍ＝ｂＬ（ｂは自然数）であって、前記トラヒック観測ステップにおける実測データが、パス１本毎のトラヒック量であったときに、
既設のパス本数がａのとき、
ｙ（ｎ）＋ｐ・σd（ｎ）＞Ｌ  （ｐは正の実数）
の場合にパスを増設し、
ａ本のパスの全てにおいて、
ｙ（ｎ）＋ｑ・σd（ｎ）＜Ｌ  （ｑはｐ以上の正の実数）
の場合にパスを減設する
請求項１ないし８のいずれかに記載のパス容量増減方法。
【請求項１１】
パスが伝達するトラヒック量をサンプリングし、離散時間のトラヒックとして観測するトラヒック観測手段と、
このトラヒック観測手段により観測されたトラヒック量と過去の実測データとに基づきトラヒックの非ランダム成分を表すフィルタ出力データおよびこのフィルタ出力データに対する前記トラヒック量の標準偏差を算出するデジタルフィルタ手段と、
前記フィルタ出力データおよび前記標準偏差に基づき、トラヒックの増加傾向を逐次抽出するパス容量増加判断手段と、
前記フィルタ出力データおよび前記標準偏差に基づき、トラヒックの減少傾向を逐次抽出するパス容量減少判断手段と、
前記パス容量増加判断手段または前記パス容量減少判断手段の判断結果に基づきパス容量増減を行うパス容量変更指示手段と
を備えたパス通信装置。
【請求項１２】
前記デジタルフィルタ手段は、前記トラヒック観測手段により観測されたトラヒック量と過去の実測データとの相関からトラヒックのランダム成分の特徴を抽出すると共に、前記トラヒック量にデジタルフィルタ操作を施すことにより、トラヒックの非ランダム成分を表すフィルタ出力データを算出し、このフィルタ出力データと前記トラヒック量とからランダム成分の特徴を抽出し、これら二つの異なる方法で抽出したランダム成分の特徴を基に、デジタルフィルタ操作における演算の補正値を算出し、この補正値に基づいて、次の実測データに対して施すデジタルフィルタ操作の演算を決定する動作を、前記トラヒック観測手段から実測データを取得する毎に繰り返し実行し、前記フィルタ出力データに対する前記トラヒック量の標準偏差を算出する手段を含む請求項１１記載のパス通信装置。
【請求項１３】
過去ｊ個の実測データを、順に遡ってｘ（ｎ−１）、ｘ（ｎ−２）、…、ｘ（ｎ−ｊ）とすると、
前記デジタルフィルタ手段は、前記デジタルフィルタ操作のための手段として、ｊ個の実測データのうち、時間的に連続する二つの実測データから
【数１３】
2008206059.tif 000048
に基づいてランダム成分の特徴σs（ｎ）を算出する手段と、
最新のフィルタ出力データをｙ（ｎ）とし、
【数１４】
2008206059.tif 000049
で表されるフィルタ操作により、ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段と、
フィルタ出力データｙ（ｌ）と、実測データｘ（ｌ）とを基に、
【数１５】
2008206059.tif 000050
によりフィルタ操作の影響を反映したトラヒックのランダム成分の特徴ｐiを算出する手段と、
前記特徴σs（ｎ）を算出する手段および特徴ｐiを算出する手段のそれぞれで算出したランダム成分の特徴σs、ｐiを基に、
Δｗi（ｎ）＝α（ｐi（ｎ）＋σs2（ｎ）δ0i）
（但し、ｋは任意の整数、ｉ＝０、１、…、ｋ、δはクロネッカーデルタ、αは実数）
によりフィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める手段と、
補正値を考慮した最新のフィルタを
ｗi（ｎ＋１）＝ｗi（ｎ）＋Δｗi（ｎ）  （但し、ｉ＝０、１、…、ｋ）
として構成する手段と
を含む請求項１２記載のパス通信装置。
【請求項１４】
過去ｊ個の実測データを、順に遡ってｘ（ｎ−１）、ｘ（ｎ−２）、…、ｘ（ｎ−ｊ）とすると、
前記デジタルフィルタ手段は、前記デジタルフィルタ操作のための手段として、ｊ個の実測データのうち、時間的に連続する二つの実測データから
【数１６】
2008206059.tif 000051
に基づいてランダム成分の特徴σs（ｎ）を算出する手段と、
最新のフィルタ出力データをｙ（ｎ）とし、
【数１７】
2008206059.tif 000052
で表されるフィルタ操作により、ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段と、
フィルタ出力データｙ（ｌ）と、実測データｘ（ｌ）とを基に、
【数１８】
2008206059.tif 000053
によりフィルタ操作の影響を反映したトラヒックのランダム成分の特徴ｐiを算出する手段と、
前記特徴σs（ｎ）を算出する手段および特徴ｐiを算出する手段のそれぞれで算出したランダム成分の特徴σs、ｐiを基に、
Δｗi（ｎ）＝αｐi
（但し、ｋは任意の整数、ｉ＝０、１、…、ｋ、αは実数）
によりフィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める手段と、
補正値を考慮した最新のフィルタを
ｗi（ｎ＋１）＝ｗi（ｎ）＋Δｗi（ｎ）  （但し、ｉ＝０、１、…、ｋ）
として構成する手段と
を含む請求項１２記載のパス通信装置。
【請求項１５】
前記ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段におけるフィルタ形状が、
【数１９】
2008206059.tif 000054
で表されるものとし、前記フィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める手段が
【数２０】
2008206059.tif 000055
である請求項１３記載のパス通信装置。
【請求項１６】
前記ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段におけるフィルタ形状が、
【数２１】
2008206059.tif 000056
で表されるものとし、前記フィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める手段が
【数２２】
2008206059.tif 000057
である請求項１４記載のパス通信装置。
【請求項１７】
前記ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段におけるフィルタ形状が、
【数２３】
2008206059.tif 000058
である請求項１３または１４記載のパス通信装置。
【請求項１８】
前記ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段におけるフィルタ形状が、
【数２４】
2008206059.tif 000059
である請求項１３または１４記載のパス通信装置。
【請求項１９】
前記パス容量増加判断手段および前記パス容量減少判断手段は、パスの増減単位の容量をＬとし、リンクの最大容量をＭとしたときに、Ｍ＝ｂＬ（ｂは自然数）であって、パスａ本のときに前記トラヒック観測手段における実測データが、パスａ本を通過するトラヒックの総和であったときに、
ｙ（ｎ）＋ｐ・σd（ｎ）＞ａＬ  （ａはｂ未満の自然数、ｐは正の実数）
の場合にパスを増設し、
ｙ（ｎ）＋ｑ・σd（ｎ）＜（ａ−１）Ｌ  （ｑはｐ以上の正の実数）
の場合にパスを減設する手段を含む
請求項１１ないし１８のいずれかに記載のパス通信装置。
【請求項２０】
前記パス容量増加判断手段および前記パス容量減少判断手段は、パスの増減単位の容量をＬとし、リンクの最大容量をＭとしたときに、Ｍ＝ｂＬ（ｂは自然数）であって、前記トラヒック観測手段における実測データが、パス１本毎のトラヒック量であったときに、
既設のパス本数がａのとき、
ｙ（ｎ）＋ｐ・σd（ｎ）＞Ｌ  （ｐは正の実数）
の場合にパスを増設し、ａ本のパスの全てにおいて、
ｙ（ｎ）＋ｑ・σd（ｎ）＜Ｌ  （ｑはｐ以上の正の実数）
の場合にパスを減設する手段を含む
請求項１１ないし１８のいずれかに記載のパス通信装置。
【請求項２１】
汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その汎用の情報処理装置に、請求項１１ないし２０のいずれかに記載のパス通信装置の機能に相応する機能を実現させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰ(Internet Protocol)ルータなどの通信装置間で、ＩＰパケット、ＭＰＬＳパケット、イーサネット（登録商標）フレームなどを、ＴＤＭパス、ＭＰＬＳパス、波長パス（光パス）、などを介して通信を行うパスネットワークに利用する。特に、パスが伝達するトラヒック量に応じてパス容量増減を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットをはじめとするデータ通信トラヒックが急増している。これを支える通信ネットワークには、多量のトラヒックを処理し、通信を行うため、大容量のネットワーク装置および大容量通信方式が必要になっている。
【０００３】
ＩＰやイーサネットなどのネットワークに、その通信路として用いられるＳＯＮＥＴもしくはＳＤＨ等の通信方式は、通信路の始点と終点との間に、パスを固定的に設定する方式である。パスは時分割多重されたＴｉｍｅＳｌｏｔを指定することによって設定され、一度パスを設定すると、ネットワーク内では常に一定の容量が確保される。
【０００４】
近年、波長分割多重（ＷＤＭ）技術を用いた大容量な通信路を提供する技術もあるが、ＳＤＨ、ＳＯＮＥＴと同様に通信路の容量は固定的である。イーサネットにおいては、リングアグリケーションと呼ばれるＩＥＥＥ８０２．３ａｄで標準化されている技術を用いて、複数のリンクを仮想的な１本のリンクとする方式が実用化されている。
【０００５】
一方で、下位レイヤにおいては、バーチャルコンカチネーションと呼ばれる技術を用いて、ＳＯＮＥＴ、ＳＤＨの複数のパスを束ねて仮想的な１本の大容量パスを提供できる技術が開発されている。リングアグリゲーション、バーチャルコンカチネーションは共に、複数のパス、もしくは、物理的なリンクをまとめ、大容量の通信路を提供する技術であり、設定された帯域は固定的なものとなる。
【０００６】
ＩＰルータあるいはイーサネット装置を用いたインターネット等のパケット網の通信路として、上記のＳＤＨ・ＳＯＮＥＴまたはＷＤＭを用いている現状のネットワークにおいては、先に説明したように、通信路の容量は固定的であるため、時間的なトラヒックの変動に追随することができない。このため現状においては、最大のトラヒック量を予め通信オペレータが予測し、その最大トラヒックを伝送することができる容量の伝送路を余裕をもって用意する必要がある。
【０００７】
この場合には、インターネットのように、トラヒックの変動が大きく、かつ近年の増大したトラヒックに対応する場合においては、平常時において、実際のトラヒック量と比較し、はるかに大きい容量の通信路を確保し続ける必要があり、ネットワーク内の容量を効率的に使用できない。
【０００８】
インターネットのトラヒックは多数のユーザから発生するトラヒックが集束したトラヒックであり、幾つかの特徴がある。一つ目の特徴としては１日の時間変動のように、ネットワークを使用しているユーザ数、使用頻度に依存した、緩やかなトラヒック量の変動があるということである。二つ目の特徴としては、ユーザが実際にネットワークを利用する際に生じる、バースト的なトラヒックに起因するマイクロバーストと呼ばれる、短期的かつランダムな変動があるということである。
【０００９】
短期的な変動の要因としては、インターネット上のＷＷＷ(World Wide Web)サイト閲覧時のＷＷＷサイトからユーザに対してのデータ転送、あるいは、ファイル交換のトラヒックの発生の形態はバースト的であり、そのような形態のトラヒックが多数重ね合わされ、その結果、上位レイヤトラヒックの特性として、短期的かつランダムな変動が生じる。
【００１０】
三つ目の特徴としては、インターネットを構成するＩＰルータの故障等によって生じるトラヒック変動である。これは、ＩＰルータあるいは通信路の故障により、ルーティングテーブルが変更され、パケットの転送先が変わることによって生じるものである。
【００１１】
故障によるトラヒック変動は、突発的に生じ、予測が不可能である。また、インターネットのように、複数の自律したネットワークが相互に接続されている場合においては、他のネットワークの故障によりトラヒック変動を招く場合があり、さらには、故障を検出することもできない場合が生じる。
【００１２】
図１１および図１２には、それぞれ、長期変動のインターネットトラヒックおよび突発の故障等によるトラヒック変動例を示している。図１１の例では、トラヒックは、午前中に最も低く、夜中近くに最も高くなっている。図１２の例では、故障が発生した直後にトラヒックが急激に上昇している様子がわかる。
【００１３】
また、非特許文献１には、長期変動トラヒックおよびトラヒックの短期変動を考慮した可変容量技術が記述されている。非特許文献１ではトラヒックを観測し、一定時間の過去のトラヒック量を関数近似し、長期の時間変動によるトラヒック量を予測し、さらに、測定データより求めた短期間かつランダムな時間変動量を算出し、予測した長期変動を考慮したトラヒック量と短期のトラヒック変動とを合わせてパス容量の増加または減少の判断を行う可変容量リンクの実現方法が記述されている。
【００１４】
また、非特許文献２には、カルマンフィルタを用いてトラヒックを線形増減傾向を示すトレンド成分と周期変動成分とに分解し、それを基に帯域受容予測を行うことにより、周期変動に対して高い追従性を有した容量制御を実現している。
【００１５】
【非特許文献１】岡崎康敬、渡辺篤、高橋哲夫、築島幸男、“ユーザトラフィックのバースト性を考慮した可変容量光パス方式の提案”、信学技報、ＣＳ２００３−７，ｐｐ．３５−３８，２００３年５月．
【非特許文献２】信学技報ＳＳＥ９５−１２０、塩田他、「セルフサイジングネットワークにおける設備設計法」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
非特許文献１または２はいずれも、トラヒック量の周期変動を観測した上で、その変化関数を既知とし、そこから得られる予測値を容量制御に用いている。
【００１７】
しかし、インターネットトラヒックは、トラヒックの発生パターンがモデル化しにくいため、長期的なトラヒック傾向について、その変化関数を既知とすることは困難である。また、ランダムな短期変動に埋もれて周期傾向が必ずしも正確に抽出できない場合も考えられ、正確な容量制御が困難となる。さらに、周期的ではない変動に対しては、非特許文献１または２の技術では対応できない問題がある。
【００１８】
本発明は、この点を鑑み、トラヒック変動におけるランダムでない振る舞いをする成分（非ランダム成分）が未知の場合にも、有限のトラヒック観測データから非ランダム成分の振る舞いを抽出し、それに基づいた容量制御によりトラヒックロスを最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、有限のトラヒック観測データからランダム成分の特徴を表すパラメータを抽出し、そのパラメータを基にデジタルフィルタ操作を逐次最適化することで、フィルタ出力データとしてトラヒックの非ランダム成分を得ることを特徴とする、パス容量増減判断方法である。パス容量増減判断はこのようにして得られる非ランダム成分に基づいて行われる。
【００２０】
すなわち、本発明は、パスによって通信路を提供するパス通信装置が、パスが伝達するトラヒック量をサンプリングによって離散時間のトラヒックとして観測するトラヒック観測ステップと、前記トラヒック観測ステップにより観測されたトラヒック量を基にパス容量増加判断を行うパス容量増加判断ステップと、前記トラヒック観測ステップにより観測されたトラヒック量を基にパス容量減少判断を行うパス容量減少判断ステップと、前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップの判断結果を基にパス容量の増加または減少の指示を行うパス容量変更指示ステップとを実行することにより、パスが伝達するトラヒック量に応じて当該パス通信網内におけるパス容量を変更するパス容量増減判断方法である。
【００２１】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップでは、前記トラヒック観測ステップによる過去の実測データを基にデジタルフィルタ操作を行うことにより、前記実測データがランダムなトラヒックバラツキを示す場合においても、ランダム成分を除去することでトラヒックの増加傾向または減少傾向を抽出し、ランダム成分をマージンとして扱うところにある。
【００２２】
例えば、前記トラヒックを、ランダム成分と非ランダム成分とからなるトラヒックと仮定したとき、前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップは、前記トラヒックと過去の実測データとの相関から前記トラヒックのランダム成分の特徴を抽出する第一のステップと、実測データにデジタルフィルタ操作を施すことにより、トラヒックの非ランダム成分を算出する第二のステップと、実測データと、前記第二のステップにより算出したトラヒックの非ランダム成分とに基づいて、デジタルフィルタ操作の影響を反映したトラヒックのランダム成分の特徴を抽出する第三のステップと、前記第一および第三のステップからそれぞれ得られたトラヒックのランダム成分の特徴を基に、フィルタ操作の演算を補正する第四のステップと、この第四のステップにより得られたフィルタ操作の演算の補正値を基に、次の実測データに対して施すべき、最新のデジタルフィルタ操作の演算を決定する第五のステップとを実行し、実測データを取得する毎に、前記第一から第五のステップを繰り返し実行することによりトラヒックの増加傾向または減少傾向を逐次抽出する。
【００２３】
例えば、過去ｊ個の実測データを、順に遡ってｘ（ｎ−１）、ｘ（ｎ−２）、…、ｘ（ｎ−ｊ）とすると、前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップにおける前記デジタルフィルタ操作は、ｊ個の実測データのうち、時間的に連続する二つの実測データから
【００２４】
【数２５】
2008206059.tif 000003
に基づいてランダム成分の特徴σs（ｎ）を算出する第六のステップと、最新のフィルタ出力データをｙ（ｎ）とし、
【００２５】
【数２６】
2008206059.tif 000004
で表されるフィルタ操作により、ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める第七のステップと、フィルタ出力データｙ（ｌ）と、実測データｘ（ｌ）とを基に、
【００２６】
【数２７】
2008206059.tif 000005
によりフィルタ操作の影響を反映したトラヒックのランダム成分の特徴ｐiを算出する第八のステップと、前記第六および第八のステップのそれぞれで算出したランダム成分の特徴σs、ｐiを基に、
Δｗi（ｎ）＝α（ｐi（ｎ）＋σs2（ｎ）δ0i）
（但し、ｋは任意の整数、ｉ＝０、１、…、ｋ、δはクロネッカーデルタ、αは実数）
によりフィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める第九のステップと、補正値を考慮した最新のフィルタを
ｗi（ｎ＋１）＝ｗi（ｎ）＋Δｗi（ｎ）  （但し、ｉ＝０、１、…、ｋ）
として構成する第十のステップとを有する。
【００２７】
あるいは、過去ｊ個の実測データを、順に遡ってｘ（ｎ−１）、ｘ（ｎ−２）、…、ｘ（ｎ−ｊ）とすると、前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップにおける前記デジタルフィルタ操作は、ｊ個の実測データのうち、時間的に連続する二つの実測データから
【００２８】
【数２８】
2008206059.tif 000006
に基づいてランダム成分の特徴σs（ｎ）を算出する第十一のステップと、最新のフィルタ出力データをｙ（ｎ）とし、
【００２９】
【数２９】
2008206059.tif 000007
で表されるフィルタ操作により、ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める第十二のステップと、フィルタ出力データｙ（ｌ）と、実測データｘ（ｌ）とを基に、
【００３０】
【数３０】
2008206059.tif 000008
によりフィルタ操作の影響を反映したトラヒックのランダム成分の特徴ｐiを算出する第十三のステップと、前記第十一および第十三のステップのそれぞれで算出したランダム成分の特徴σs、ｐiを基に、
Δｗi（ｎ）＝αｐi（ｎ）
（但し、ｋは任意の整数、ｉ＝０、１、…、ｋ、αは実数）
によりフィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める第十四のステップと、補正値を考慮した最新のフィルタを
ｗi（ｎ＋１）＝ｗi（ｎ）＋Δｗi（ｎ）  （但し、ｉ＝０、１、…、ｋ）
として構成する第十五のステップとを有する。
【００３１】
例えば、前記デジタルフィルタ操作の前記第七のステップにおけるフィルタ形状が、
【００３２】
【数３１】
2008206059.tif 000009
で表されるものとし、前記第九のステップが
【００３３】
【数３２】
2008206059.tif 000010
である。
【００３４】
あるいは、前記デジタルフィルタ操作の前記第十二のステップにおけるフィルタ形状が、
【００３５】
【数３３】
2008206059.tif 000011
で表されるものとし、前記第十四のステップが
【００３６】
【数３４】
2008206059.tif 000012
である。
【００３７】
あるいは、前記デジタルフィルタ操作の前記第七または第十二のステップにおけるフィルタ形状が、
【００３８】
【数３５】
2008206059.tif 000013
であることもできる。
【００３９】
あるいは、前記デジタルフィルタ操作の前記第七または第十二のステップにおけるフィルタ形状が、
【００４０】
【数３６】
2008206059.tif 000014
であることもできる。
【００４１】
例えば、前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップにおいて、パスの増減単位の容量をＬとし、リンクの最大容量をＭとしたときに、Ｍ＝ｂＬ（ｂは自然数）であって、パスａ本のときに前記トラヒック観測ステップにおける実測データが、パスａ本を通過するトラヒックの総和であったときに、
ｙ（ｎ）＋ｐ・σd（ｎ）＞ａＬ  （ａはｂ未満の自然数、ｐは正の実数）
の場合にパスを増設し、
ｙ（ｎ）＋ｑ・σd（ｎ）＜（ａ−１）Ｌ  （ｑはｐ以上の正の実数）
の場合にパスを減設する。
【００４２】
あるいは、前記パス容量増加判断ステップおよび前記パス容量減少判断ステップにおいて、パスの増減単位の容量をＬとし、リンクの最大容量をＭとしたときに、Ｍ＝ｂＬ（ｂは自然数）であって、前記トラヒック観測ステップにおける実測データが、パス１本毎のトラヒック量であったときに、
既設のパス本数がａのとき、
ｙ（ｎ）＋ｐ・σd（ｎ）＞Ｌ  （ｐは正の実数）
の場合にパスを増設し、ａ本のパスの全てにおいて、
ｙ（ｎ）＋ｑ・σd（ｎ）＜Ｌ  （ｑはｐ以上の正の実数）
の場合にパスを減設することができる。
【００４３】
また、本発明をパス通信装置の観点から観ることもできる。すなわち、本発明は、パスが伝達するトラヒック量をサンプリングし、離散時間のトラヒックとして観測するトラヒック観測手段と、このトラヒック観測手段により観測されたトラヒック量と過去の実測データとに基づきトラヒックの非ランダム成分を表すフィルタ出力データおよびこのフィルタ出力データに対する前記トラヒック量の標準偏差を算出するデジタルフィルタ手段と、前記フィルタ出力データおよび前記標準偏差に基づき、トラヒックの増加傾向を逐次抽出するパス容量増加判断手段と、前記フィルタ出力データおよび前記標準偏差に基づき、トラヒックの減少傾向を逐次抽出するパス容量減少判断手段と、前記パス容量増加判断手段または前記パス容量減少判断手段の判断結果に基づきパス容量増減を行うパス容量変更指示手段とを備えたパス通信装置である。
【００４４】
例えば、前記デジタルフィルタ手段は、前記トラヒック観測手段により観測されたトラヒック量と過去の実測データとの相関からトラヒックのランダム成分の特徴を抽出すると共に、前記トラヒック量にデジタルフィルタ操作を施すことにより、トラヒックの非ランダム成分を表すフィルタ出力データを算出し、このフィルタ出力データと前記トラヒック量とからランダム成分の特徴を抽出し、これら二つの異なる方法で抽出したランダム成分の特徴を基に、デジタルフィルタ操作における演算の補正値を算出し、この補正値に基づいて、次の実測データに対して施すデジタルフィルタ操作の演算を決定する動作を、前記トラヒック観測手段から実測データを取得する毎に繰り返し実行し、前記フィルタ出力データに対する前記トラヒック量の標準偏差を算出する手段を含む。
【００４５】
例えば、過去ｊ個の実測データを、順に遡ってｘ（ｎ−１）、ｘ（ｎ−２）、…、ｘ（ｎ−ｊ）とすると、前記デジタルフィルタ手段は、前記デジタルフィルタ操作のための手段として、ｊ個の実測データのうち、時間的に連続する二つの実測データから
【００４６】
【数３７】
2008206059.tif 000015
に基づいてランダム成分の特徴σs（ｎ）を算出する手段と、最新のフィルタ出力データをｙ（ｎ）とし、
【００４７】
【数３８】
2008206059.tif 000016
で表されるフィルタ操作により、ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段と、フィルタ出力データｙ（ｌ）と、実測データｘ（ｌ）とを基に、
【００４８】
【数３９】
2008206059.tif 000017
によりフィルタ操作の影響を反映したトラヒックのランダム成分の特徴ｐiを算出する手段と、前記特徴σs（ｎ）を算出する手段および特徴ｐiを算出する手段のそれぞれで算出したランダム成分の特徴σs、ｐiを基に、
Δｗi（ｎ）＝α（ｐi（ｎ）＋σs2（ｎ）δ0i）
（但し、ｋは任意の整数、ｉ＝０、１、…、ｋ、δはクロネッカーデルタ、αは実数）
によりフィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める手段と、補正値を考慮した最新のフィルタを
ｗi（ｎ＋１）＝ｗi（ｎ）＋Δｗi（ｎ）  （但し、ｉ＝０、１、…、ｋ）
として構成する手段とを含む。
【００４９】
あるいは、過去ｊ個の実測データを、順に遡ってｘ（ｎ−１）、ｘ（ｎ−２）、…、ｘ（ｎ−ｊ）とすると、前記デジタルフィルタ手段は、前記デジタルフィルタ操作のための手段として、ｊ個の実測データのうち、時間的に連続する二つの実測データから
【００５０】
【数４０】
2008206059.tif 000018
に基づいてランダム成分の特徴σs（ｎ）を算出する手段と、最新のフィルタ出力データをｙ（ｎ）とし、
【００５１】
【数４１】
2008206059.tif 000019
で表されるフィルタ操作により、ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段と、フィルタ出力データｙ（ｌ）と、実測データｘ（ｌ）とを基に、
【００５２】
【数４２】
2008206059.tif 000020
によりフィルタ操作の影響を反映したトラヒックのランダム成分の特徴ｐiを算出する手段と、前記特徴σs（ｎ）を算出する手段および特徴ｐiを算出する手段のそれぞれで算出したランダム成分の特徴σs、ｐiを基に、
Δｗi（ｎ）＝αｐi
（但し、ｋは任意の整数、ｉ＝０、１、…、ｋ、αは実数）
によりフィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める手段と、補正値を考慮した最新のフィルタを
ｗi（ｎ＋１）＝ｗi（ｎ）＋Δｗi（ｎ）  （但し、ｉ＝０、１、…、ｋ）
として構成する手段とを含む。
【００５３】
例えば、前記ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段におけるフィルタ形状が、
【００５４】
【数４３】
2008206059.tif 000021
で表されるものとし、前記フィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める手段が
【００５５】
【数４４】
2008206059.tif 000022
である。
【００５６】
あるいは、前記ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段におけるフィルタ形状が、
【００５７】
【数４５】
2008206059.tif 000023
で表されるものとし、前記フィルタ係数ｗ0（ｎ）、ｗ1（ｎ）、…、ｗk（ｎ）の補正値Δｗ0（ｎ）、Δｗ1（ｎ）、…、Δｗk（ｎ）を求める手段が
【００５８】
【数４６】
2008206059.tif 000024
である。
【００５９】
あるいは、前記ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段におけるフィルタ形状が、
【００６０】
【数４７】
2008206059.tif 000025
であることもできる。
【００６１】
あるいは、前記ｙ（ｎ−ｊ）〜ｙ（ｎ）を求める手段におけるフィルタ形状が、
【００６２】
【数４８】
2008206059.tif 000026
であることもできる。
【００６３】
例えば、前記パス容量増加判断手段および前記パス容量減少判断手段は、パスの増減単位の容量をＬとし、リンクの最大容量をＭとしたときに、Ｍ＝ｂＬ（ｂは自然数）であって、パスａ本のときに前記トラヒック観測手段における実測データが、パスａ本を通過するトラヒックの総和であったときに、
ｙ（ｎ）＋ｐ・σd（ｎ）＞ａＬ  （ａはｂ未満の自然数、ｐは正の実数）
の場合にパスを増設し、
ｙ（ｎ）＋ｑ・σd（ｎ）＜（ａ−１）Ｌ  （ｑはｐ以上の正の実数）
の場合にパスを減設する手段を含む。
【００６４】
あるいは、前記パス容量増加判断手段および前記パス容量減少判断手段は、パスの増減単位の容量をＬとし、リンクの最大容量をＭとしたときに、Ｍ＝ｂＬ（ｂは自然数）であって、前記トラヒック観測手段における実測データが、パス１本毎のトラヒック量であったときに、
既設のパス本数がａのとき、
ｙ（ｎ）＋ｐ・σd（ｎ）＞Ｌ  （ｐは正の実数）
の場合にパスを増設し、ａ本のパスの全てにおいて、
ｙ（ｎ）＋ｑ・σd（ｎ）＜Ｌ  （ｑはｐ以上の正の実数）
の場合にパスを減設する手段を含むこともできる。
【００６５】
また、本発明をプログラムの観点から観ることもできる。すなわち、本発明は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その汎用の情報処理装置に、本発明のパス通信装置に相応する機能を実現させるプログラムである。
【００６６】
本発明のプログラムは記録媒体に記録されることにより、前記汎用の情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記汎用の情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。
【００６７】
これにより、汎用の情報処理装置を用いて、本発明のパス通信装置に相応する機能を実現することができる。
【００６８】
なお、本発明のプログラムは、汎用の情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。
【発明の効果】
【００６９】
本発明によれば、トラヒック変動における非ランダム成分が未知の場合でも、有限のトラヒック観測データに基づき容量制御を行うことができるようになり、トラヒックロスを最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
（第一実施例）
本発明の第一実施例を、図１ないし図４を参照して説明する。図１はトラヒックの増減傾向の抽出を行うための機能ブロック構成図である。図２はパス通信装置のブロック構成図である。
【００７１】
本実施例は、実測データｘ（ｎ）から、デジタルフィルタ操作により逐次そのランダム成分ｒ（ｎ）の特徴と、非ランダム成分ｓ（ｎ）の特徴とを抽出することで、トラヒックの増加傾向および減少傾向を抽出する様子を示す実施例である。ここでは、トラヒックはランダム成分ｒ（ｎ）と、非ランダム成分ｓ（ｎ）とからなる。すなわち、
ｘ（ｎ）＝ｓ（ｎ）＋ｒ（ｎ）
であると仮定する。
【００７２】
パスによって通信路を提供するパス通信装置は、図２に示すようなブロック構成を有し、トラヒック観測ステップを担うトラヒック観測部１にて、パスが伝達するトラヒック量ｘ（ｎ）をサンプリングし、離散時間のトラヒックとして観測する（図１の“１”）。
【００７３】
次に、デジタルフィルタステップを担うデジタルフィルタ部２にて、該トラヒック観測ステップにより観測されたトラヒック量ｘ（ｎ）と、実測データ保持部６に保持されている過去の実測データとの相関から、トラヒックのランダム成分ｒ（ｎ）の特徴を抽出する（図１の“２”）。
【００７４】
次に、デジタルフィルタ部２は、ｘ（ｎ）にデジタルフィルタ操作を施すことにより、トラヒックの非ランダム成分を表す、フィルタ出力データｙ（ｎ）を算出し（図１の“３”）、ここで得られたｙ（ｎ）とｘ（ｎ）とからランダム成分ｒ（ｎ）の特徴を抽出する（図１の“４”）。
【００７５】
次に、デジタルフィルタ部２は、これら二つの異なる方法で抽出したランダム成分の特徴を基に、デジタルフィルタ操作における演算の補正値を算出する（図１の“５”）。この補正値は、フィルタ係数保持部７またはパラメータ保持部８に保持される。
【００７６】
さらに、デジタルフィルタ部２は、この保持されている補正値に基づいて、次の実測データｘ（ｎ＋１）に対して施すデジタルフィルタ操作の演算を決定する（図１の“６”）。デジタルフィルタ部２は、この動作を、トラヒック観測部１から実測データを取得する毎に繰り返し実行する。また、フィルタ出力データｙ（ｎ）に対するトラヒック量ｘ（ｎ）の標準偏差σd（ｎ）を算出する。
【００７７】
パス容量増加判断部３およびパス容量減少判断部４は、フィルタ出力データｙ（ｎ）およびフィルタ出力データｙ（ｎ）に対するトラヒック量ｘ（ｎ）の標準偏差σd（ｎ）に基づき、トラヒックの増加傾向および減少傾向を逐次抽出し、パス容量変更指示部５が非ランダム成分の振る舞いのみに基づいたパス容量増減を実現する。
【００７８】
次に、デジタルフィルタ部２の動作を図３および図４を参照して説明する。デジタルフィルタ部２では、デジタルフィルタ操作によるフィルタ出力の算出だけでなく、フィルタ係数ｗi（ｎ）に対する補正も行われる。
【００７９】
まず、実測データｘ（ｎ）から、トラヒックのランダム成分の特徴σs（ｎ）を抽出する。次に、フィルタ出力データｙ（ｎ）と、実測データｘ（ｎ）とから、フィルタ操作の影響を反映した、トラヒックのランダム成分の特徴ｐi（ｎ）を抽出する。次に、それぞれの方法で抽出したランダム成分の特徴σs（ｎ）、ｐi（ｎ）から、フィルタ係数に対する補正値Δｗi（ｎ）を算出する。この補正値Δｗi（ｎ）はフィルタ係数保持部７に保持される。次に、その補正値を基に、最新のフィルタ係数ｗi（ｎ＋１）を決定する。
【００８０】
図３と図４とではフィルタ操作が異なり、図３では
【００８１】
【数４９】
2008206059.tif 000027
であり、図４では
【００８２】
【数５０】
2008206059.tif 000028
である。
【００８３】
ここで、図３に示す方法では、σs2−σd2＝０を満足するｗ0がｓ2/σs2よりも十分に小さくするようなトラヒックに対してのみ、そのランダム成分を除去できるという特徴を持つ。すなわち、必ずしもいかなる特徴を持つトラヒックに対しても、そのランダム成分を除去できるわけではない。しかし、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）のバックボーンネットワークにおいて交換されるトラヒックのように、多数のユーザから構成されるトラヒックに対しては、ｗ0についての上記の条件が満足されるので、そのようなトラヒックに対するランダム成分の除去には有効である。
【００８４】
一方、図４に示す方法は、トラヒックの持つ特徴によらず、そのランダム成分を除去できるという特徴を持つ。しかし、図３の方法に比べて、フィルタ係数の調整におけるランダム成分の除去を実現する値への収束性に劣るという特徴を持つ。
【００８５】
ここでは、デジタルフィルタ操作は一般のフィルタ操作としているが、後述の移動平均フィルタやローパスフィルタ、ウェーブレット変換を用いた操作でフィルタ出力データｙ（ｎ）を算出してもよい。
【００８６】
（第二実施例）
本発明の第二実施例を、図５および図６を参照して説明する。本実施例は、第一実施例におけるフィルタの形状が一つのパラメータＴ（ｎ）で表される場合で、特に移動平均フィルタである場合、すなわちフィルタ出力ｙ（ｎ）が
【００８７】
【数５１】
2008206059.tif 000029
と表される場合の実施例である。
【００８８】
パス容量増減判断の対象としているトラヒックが、特に低周波成分に非ランダム成分を有する場合に、移動平均フィルタにおいて平均を算出するために用いる過去データ数Ｔ（ｎ）を逐次補正することで、その非ランダム成分をフィルタ操作により分離することが可能である。
【００８９】
また、このように補正するべきパラメータが一つである場合は、第一実施例のような多くのパラメータを逐次補正する場合と比べ、その演算量は軽減され、より短時間での補正が実現できる。パス通信装置の各機能部で行われる処理は、デジタルフィルタ部２’を除いて、第一実施例と同様である。
【００９０】
以下では、デジタルフィルタ部２’の動作について説明する。まず、実測データｘ（ｎ）から、トラヒックのランダム成分の特徴σs（ｎ）を算出する。
【００９１】
次に、フィルタ出力データｙ（ｎ）に対する実測データｘ（ｎ）の標準偏差σd（ｎ）を算出する。本実施例では、この標準偏差がフィルタ操作の影響を反映した、トラヒックのランダム成分の特徴となる。
【００９２】
次に、それぞれの方法で算出したランダム成分の特徴σs（ｎ）、σd（ｎ）から、パラメータＴ（ｎ）に対する補正値ΔＴ（ｎ）を算出する。この補正値ΔＴ（ｎ）はパラメータ保持部８に保持される。次に、その補正値を基に、最新のパラメータＴ（ｎ＋１）を決定する。
【００９３】
図５と図６とではフィルタ操作が異なり、図５では
【００９４】
【数５２】
2008206059.tif 000030
であり、図６では
【００９５】
【数５３】
2008206059.tif 000031
である。
【００９６】
図５および図６におけるフィルタ操作の差異による効果については、図３および図４におけるフィルタ操作の差異による効果と同様である。
【００９７】
（第三実施例）
本発明の第三実施例を、図７および図８を参照して説明する。本実施例は、第一実施例におけるフィルタの形状が一つのパラメータＴ（ｎ）で表される場合で、特にローパスフィルタである場合、すなわちフィルタ出力ｙ（ｎ）が
【００９８】
【数５４】
2008206059.tif 000032
と表される場合の実施例である。
【００９９】
パス容量増減判断の対象としているトラヒックが、特に低周波成分に非ランダム成分を有する場合に、ローパスフィルタにおけるカットオフ周波数１／Ｔ（ｎ）を逐次補正することで、その非ランダム成分をフィルタ操作により分離することが可能である。
【０１００】
また、このように補正するべきトラヒックが一つである場合は、第一実施例のような多くのパラメータを逐次補正する場合と比べ、その演算量は軽減され、より短時間での補正が実現できる。
【０１０１】
同様の効果は第二実施例でも得られるが、第二実施例ではその都度平均を算出するために必要となる過去データの数が変化するので、フィルタ操作を実現するためには常に多くの過去データを保持する必要がある。
【０１０２】
一方で本実施例における図７のフィルタ操作
【０１０３】
【数５５】
2008206059.tif 000033
は無限級数であるため、一般に実現できない。そこで、Ｔ（ｎ）≫１として、
【０１０４】
【数５６】
2008206059.tif 000034
を、上記フィルタ操作の代わりとする。
【０１０５】
このとき、このフィルタ操作を実現するために必要な過去データはｙ（ｎ−１）の一つとなる。このように本実施例では第二実施例とは異なり、フィルタ操作のために多くの過去データを保持する必要がないという利点がある。パス通信装置の各機能部で行われる処理は、デジタルフィルタ部２”を除いて、第一実施例と同様である。
【０１０６】
以下では、デジタルフィルタ部２”の動作について説明する。まず、実測データｘ（ｎ）から、トラヒックのランダム成分の特徴σs（ｎ）を算出する。次に、フィルタ出力データｙ（ｎ）に対する実測データｘ（ｎ）の標準偏差σd（ｎ）を算出する。本実施例では、この標準偏差がフィルタ操作の影響を反映した、トラヒックのランダム成分の特徴となる。
【０１０７】
次に、それぞれの方法で算出したランダム成分の特徴σs（ｎ）、σd（ｎ）から、パラメータＴ（ｎ）に対する補正値ΔＴ（ｎ）を算出する。この補正値ΔＴ（ｎ）はパラメータ保持部８に保持される。次に、その補正値を基に、最新のパラメータＴ（ｎ＋１）を決定する。
【０１０８】
なお、図８の例は、フィルタ操作が
【０１０９】
【数５７】
2008206059.tif 000035
の例である。
【０１１０】
図７および図８におけるフィルタ操作の差異による効果については、図３および図４におけるフィルタ操作の差異による効果と同様である。
【０１１１】
（第四実施例）
本発明の第四実施例を、図９を参照して説明する。本実施例は、ＴＤＭパスのように、パスａ本のときに、トラヒック観測部１における実測データがパスａ本を通過するトラヒックの総和であるときの、パス容量増加判断部３およびパス容量減少判断部４の動作を示す実施例である。
【０１１２】
パス容量の増減は、デジタルフィルタ部２にて算出された、トラヒックの非ランダム成分を表すフィルタ出力ｙ（ｎ）と、ｙ（ｎ）に対する実測データｘ（ｎ）の標準偏差σd（ｎ）を基に、パス容量増加判断部３（Ｓ１）およびパス容量減少判断部４（Ｓ２）にて行われる。
【０１１３】
以下では、パス容量の増減単位をＬ、リンクの最大容量をＭとし、Ｍ＝ｂＬ（ｂは自然数）とする。また、ａはｂ未満の自然数とする。
【０１１４】
まず、パス容量増加判断部３にて、ｙ（ｎ）、σd（ｎ）が、
ｙ（ｎ）＋ｐσd（ｎ）＞ａＬ
を満足しているか否かを調べる（Ｓ１）。ここで、上式を満足していれば、パス容量変更指示部５にパス容量増加の指示を出し（Ｓ３）、ｙ（ｎ）、σd（ｎ）に対する動作を終了する。上式を満足していなければ（Ｓ１）、続いて、パス容量減少判断部４にて、
ｙ（ｎ）＋ｑσd（ｎ）＜ａＬ
を満足しているか否かを調べる（Ｓ２）。ここで、上式を満足していれば（Ｓ２）、パス容量変更指示部５にパス容量減少の指示を出し（Ｓ４）、ｙ（ｎ）、σd（ｎ）に対する動作を終了する。上式を満足していなければ（Ｓ２）、パス容量変更指示部５にパス容量変更の指示を出さずに（Ｓ５）、ｙ（ｎ）、σd（ｎ）に対する動作を終了する。ここで、ｐ、ｑは任意の実数である。
【０１１５】
なお、増加判断に用いるｙ（ｎ）と、減少判断に用いるｙ（ｎ）とを、それぞれ異なるフィルタを用いたデジタルフィルタ処理により算出する場合も考えられる。例としては、増加判断に用いるｙ（ｎ）は可変パラメータＴ（ｎ）を持つローパスフィルタによるデジタルフィルタ処理により算出し、減少判断に用いるｙ（ｎ）は固定パラメータＴを持つローパスフィルタによるデジタルフィルタ処理により算出する、といった場合が挙げられる。
【０１１６】
（第五実施例）
本発明の第五実施例を、図１０を参照して説明する。本実施例は、波長パスのように、トラヒック観測部１における実測データがパス１本毎のトラヒック量であるときの、パス容量増加判断部３およびパス容量減少判断部４の動作を示す実施例である。
【０１１７】
パス容量の増減は、デジタルフィルタ部２にて算出された、トラヒックの非ランダム成分を表すフィルタ出力ｙ（ｎ）と、ｙ（ｎ）に対する実測データｘ（ｎ）の標準偏差σd（ｎ）とを基に、パス容量増加判断部３（Ｓ１０）およびパス容量減少判断部４（Ｓ１１）にて行われる。以下では、パス容量の増減単位をＬ、リンクの最大容量をＭとし、Ｍ＝ｂＬ（ｂは自然数）とする。また、ａはｂ未満の自然数とする。
【０１１８】
まず、パス容量増加判断部３にて、ａ本のパスいずれかにおいて、ｙ（ｎ）、σd（ｎ）が、
ｙ（ｎ）＋ｐσd（ｎ）＞Ｌ
を満足しているか否かを調べる（Ｓ１０）。ここで、１本でも、上式を満足しているパスが存在するならば、パス容量変更指示部５にパス容量増加の指示を出し（Ｓ１２）、ｙ（ｎ）、σd（ｎ）に対する動作を終了する。１本も上式を満足しているパスが存在しなければ（Ｓ１２）、続いて、パス容量減少判断部４の動作へ移る。
【０１１９】
パス容量減少判断部４にて、ａ本のパス全てにおいて、
ｙ（ｎ）＋ｑσd（ｎ）＜Ｌ
を満足しているか否かを調べる（Ｓ１１）。ここで、全てのパスが上式を満足していれば（Ｓ１１）、パス容量変更指示部５にパス容量減少の指示を出し（Ｓ１３）、ｙ（ｎ）、σd（ｎ）に対する動作を終了する。１本でも上式を満足していないパスが存在するならば、パス容量変更指示部５にパス容量変更の指示を出さずに（Ｓ１４）、ｙ（ｎ）、σd（ｎ）に対する動作を終了する。ここで、ｐ、ｑは任意の実数である。
【０１２０】
なお、増加判断に用いるｙ（ｎ）と、減少判断に用いるｙ（ｎ）とを、それぞれ異なるフィルタを用いたデジタルフィルタ処理により算出する場合も考えられる。例としては、増加判断に用いるｙ（ｎ）は可変パラメータＴ（ｎ）を持つローパスフィルタによるデジタルフィルタ処理により算出し、減少判断に用いるｙ（ｎ）は固定パラメータＴを持つローパスフィルタによるデジタルフィルタ処理により算出する、といった場合が挙げられる。
【０１２１】
（第六実施例）
第六実施例は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その汎用の情報処理装置に、本実施例のパス通信装置に相応する機能を実現させるプログラムである。
【０１２２】
本実施例のプログラムは記録媒体に記録されることにより、前記汎用の情報処理装置は、この記録媒体を用いて本実施例のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本実施例のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記汎用の情報処理装置に本実施例のプログラムをインストールすることもできる。
【０１２３】
これにより、汎用の情報処理装置を用いて、本実施例のパス通信装置に相応する機能を実現することができる。
【０１２４】
なお、本実施例のプログラムは、汎用の情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明によれば、インターネットなどのトラヒックの発生パターンがモデル化しにくいネットワークにおいてもトラヒックロスを最小限に抑えることができるため、ネットワークのユーザおよび運営事業者の双方にとって利用価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】トラヒックの増減傾向の抽出を行うための機能ブロック構成図。
【図２】パス通信装置のブロック構成図。
【図３】第一実施例のデジタルフィルタ部の動作を説明するための図（その１）。
【図４】第一実施例のデジタルフィルタ部の動作を説明するための図（その２）。
【図５】第二実施例のデジタルフィルタ部の動作を説明するための図（その１）。
【図６】第二実施例のデジタルフィルタ部の動作を説明するための図（その２）。
【図７】第三実施例のデジタルフィルタ部の動作を説明するための図（その１）。
【図８】第三実施例のデジタルフィルタ部の動作を説明するための図（その２）。
【図９】第四実施例のリンク容量増減判断フローチャート（ＴＤＭパス）。
【図１０】第五実施例のリンク容量増減判断フローチャート（波長パス）。
【図１１】長期変動（一日間）のインターネットトラヒック例を示す図。
【図１２】突発の故障等によるインターネットトラヒック変動例を示す図。
【符号の説明】
【０１２７】
１  トラヒック観測部
２、２’、２”  デジタルフィルタ部
３  パス容量増加判断部
４  パス容量減少判断部
５  パス容量変更指示部
６  実測データ保持部
７  フィルタ係数保持部
８  パラメータ保持部
【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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