(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワーク上の任意の対象通信パスについて、将来の設計目標期に必要となる通信帯域を算出する通信帯域算出装置で用いられる通信帯域算出方法であって、
前記通信ネットワークから、前記対象通信パスに重畳されている通信回線から発生するトラヒックの観測トラヒック量と当該通信回線のトラヒック量上限値とを含むネットワーク情報を収集して記憶し、
前記ネットワーク情報の観測トラヒック量とトラヒック量上限値を読み出して、前記通信回線ごとに前記設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の分布を求め、
得られた前記通信回線ごとのトラヒック量の分布を合成することにより前記設計目標期に前記対象通信パスで発生しうるトラヒック量の合成分布を求め、この合成分布に基づいて前記設計目標期に前記対象通信パスで必要となる通信帯域を算出する
ことを特徴とする通信帯域算出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の通信帯域算出方法において、
前記ネットワーク情報の観測トラヒック量とトラヒック量上限値を読み出して、前記通信回線ごとに前記設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の期待値と誤差分散を算出することにより、前記通信回線ごとのトラヒック量の分布を求め、
前記通信回線ごとのトラヒック量の分布を示すそれぞれの期待値と誤差分散とから、前記設計目標期に前記対象通信パスで発生しうるトラヒック量の合成分布を求める
ことを特徴とする通信帯域算出方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の通信帯域算出方法において、
帯域算出時の信頼性基準として与えられた、前記設計目標期における前記対象通信パスのトラヒックを充足する確率を示す帯域設計信頼率に基づいて、前記通信回線ごとのトラヒック量の分布を示すそれぞれの期待値と誤差分散とから、前記設計目標期に前記対象通信パスで発生しうるトラヒック量の合成分布を求める
ことを特徴とする通信帯域算出方法。
【請求項４】
請求項１−３のいずれか１つに記載の通信帯域算出方法において、
前記対象通信パスに重畳される前記通信回線の集合をＩとし、集合Ｉに属する通信回線ｉのトラヒック量上限値をＢｉとし、前記通信回線ｉで発生するトラヒック量の期待値をＥｉとし、前記通信回線ｉで発生するトラヒック量の誤差分散をＶｉとし、得られる通信帯域の信頼性基準をαとし、複数の値のうち最小値をとる関数をｍｉｎとした場合、前記通信帯域ＢＷを
【数１】
0004823258.tif 000012
により算出し、帯域設計信頼率をρとした場合、信頼性基準αは
【数２】
0004823258.tif 000013
によって定まる値とする
ことを特徴とする通信帯域算出方法。
【請求項５】
通信ネットワーク上の任意の対象通信パスについて、将来の設計目標期に必要となる通信帯域を算出する通信帯域算出装置であって、
前記通信ネットワークから、前記対象通信パスに重畳されている通信回線から発生するトラヒックの観測トラヒック量と当該通信回線のトラヒック量上限値とを含むネットワーク情報を収集して記憶部へ保存するネットワーク情報収集部と、
前記ネットワーク情報の観測トラヒック量とトラヒック量上限値を読み出して、前記通信回線ごとに前記設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の分布を求め、得られた前記通信回線ごとのトラヒック量の分布から前記設計目標期に前記対象通信パスで発生しうるトラヒック量の分布を求め、この分布に基づいて前記設計目標期に前記対象通信パスで必要となる通信帯域を算出する帯域算出部と
を備えることを特徴とする通信帯域算出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の通信帯域算出装置において、
前記帯域算出部は、前記ネットワーク情報の観測トラヒック量とトラヒック量上限値を読み出して、前記通信回線ごとに前記設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の期待値と誤差分散を算出することにより、前記通信回線ごとのトラヒック量の分布を求め、前記通信回線ごとのトラヒック量の分布を示すそれぞれの期待値と誤差分散とから、前記設計目標期に前記対象通信パスで発生しうるトラヒック量の分布を求めることを特徴とする通信帯域算出装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の通信帯域算出装置において、
前記帯域算出部は、帯域算出時の信頼性基準として与えられた、前記設計目標期における前記対象通信パスのトラヒックを充足する確率を示す帯域設計信頼率に基づいて、前記通信回線ごとのトラヒック量の分布を示すそれぞれの期待値と誤差分散とから、前記設計目標期に前記対象通信パスで発生しうるトラヒック量の分布を求めることを特徴とする通信帯域算出装置。
【請求項８】
請求項５−７のいずれか１つに記載の通信帯域算出装置において、
前記帯域算出部は、前記対象通信パスに重畳される前記通信回線の集合をＩとし、集合Ｉに属する通信回線ｉのトラヒック量上限値をＢｉとし、前記通信回線ｉで発生するトラヒック量の期待値をＥｉとし、前記通信回線ｉで発生するトラヒック量の誤差分散をＶｉとし、得られる通信帯域の信頼性基準をαとし、複数の値のうち最小値をとる関数をｍｉｎとした場合、前記通信帯域ＢＷを
【数３】
0004823258.tif 000014
により算出し、帯域設計信頼率をρとした場合、信頼性基準αは
【数４】
0004823258.tif 000015
によって定まる値とする
ことを特徴とする通信帯域算出装置。
【請求項９】
通信ネットワーク上の任意の対象通信パスについて、請求項１−４のいずれか１つに記載の通信帯域算出方法により対象通信パスの通信帯域を逐次算出し、得られた通信帯域に基づいて当該対象通信パスに関して発生しうるトラヒック量の変化を監視することを特徴とするトラヒック管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に関し、特に将来必要となる通信帯域を予測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークを管理する上で、ノード間を結ぶ任意の通信パスについて、将来の設計目標期間におけるトラヒックの充足性を担保するのに必要な通信帯域を正確に算出する技術が必要となる。
従来、このような通信バスの通信帯域を算出する技術として、当該通信パスに対して重畳されている各通信回線のトラヒックを観測し、得られた時系列トラヒックの情報を用いて分析を実施するもの（例えば、非特許文献１，２など参照）や、観測した時系列トラヒックに人口構成、世帯属性、事業所属性などの環境情報を加えた情報を用いて分析を実施するもの（例えば、非特許文献３，４など参照）が提案されている。
【０００３】
【非特許文献１】川野弘道 他，「マクロ分析のためのトラヒック予測手法とその評価」、信学論Ｂ、J-82-B、６（1999）
【非特許文献２】上田徹 他、「電気通信における時系列解析法の応用」、オペレーションズ・リサーチ、Vol.34、No.10、pp530-534（1989）
【非特許文献３】星合擁湖 他、「通話量に関する重回帰モデルの検討」、信学会、秋季大会（1992）
【非特許文献４】上田徹 他、「統計的手法に基づく通信利用動向の分析」、NTT R&D、Vol.40、No,12（1991）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来技術は、将来に平均的に発生すると想定するトラヒック量の導出に焦点をあてた技術であり、将来に発生するトラヒック量の上限値に対しては、過去に発生した観測トラヒック量の誤差分散に関する情報や推定変数の標準誤差に関する情報を利用して、将来に発生するトラヒック量の平均量からの乖離を統計的に推定することで算出する必要があった。
【０００５】
このため、上限値の算出対象である通信パス上の個々の通信回線の上限値に関する情報が有効に活用できておらず、過去のトラヒックとして観測された顕在量によるものであり、帯域算出の実施時点には利用されていないが将来的に利用する可能性のある潜在容量は考慮されていないという問題点があった。
また、観測されたトラヒック量が激しく変動するなどのケースにおいては、統計的推定では有意性を示すことができない。したがって、得られた算出値を信用することができない、または算出帯域が大きく左右され安定的な値を呈さないという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、将来的に利用する可能性のある潜在容量を考慮しつつ、誤差の少ない通信帯域を算出することが可能な通信帯域算出方法、装置、およびプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明にかかる通信帯域算出方法は、通信ネットワーク上の任意の対象通信パスについて、将来の設計目標期に必要となる通信帯域を算出する通信帯域算出装置で用いられる通信帯域算出方法であって、通信ネットワークから、対象通信パスに重畳されている通信回線から発生するトラヒックの観測トラヒック量と当該通信回線のトラヒック量上限値とを含むネットワーク情報を収集して記憶し、ネットワーク情報の観測トラヒック量とトラヒック量上限値を読み出して、通信回線ごとに設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の分布を求め、得られた通信回線ごとのトラヒック量の分布を合成することにより設計目標期に対象通信パスで発生しうるトラヒック量の合成分布を求め、この合成分布に基づいて設計目標期に対象通信パスで必要となる通信帯域を算出する。
【０００８】
この際、ネットワーク情報の観測トラヒック量とトラヒック量上限値を読み出して、通信回線ごとに設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の期待値と誤差分散を算出することにより、通信回線ごとのトラヒック量の分布を求め、通信回線ごとのトラヒック量の分布を示すそれぞれの期待値と誤差分散とから、設計目標期に対象通信パスで発生しうるトラヒック量の合成分布を求めてもよい。
【０００９】
また、帯域算出時の信頼性基準として与えられた、設計目標期における対象通信パスのトラヒックを充足する確率を示す帯域設計信頼率に基づいて、通信回線ごとのトラヒック量の分布を示すそれぞれの期待値と誤差分散とから、設計目標期に対象通信パスで発生しうるトラヒック量の合成分布を求めてもよい。
【００１０】
また、対象通信パスに重畳される通信回線の集合をＩとし、集合Ｉに属する通信回線ｉのトラヒック量上限値をＢｉとし、通信回線ｉで発生するトラヒック量の期待値をＥｉとし、通信回線ｉで発生するトラヒック量の誤差分散をＶｉとし、得られる通信帯域の信頼性基準をαとし、複数の値のうち最小値をとる関数をｍｉｎとした場合、通信帯域ＢＷの算出式と、帯域設計信頼率ρと信頼性基準αとの関係式として、上記式を用いてもよい。
【００１１】
また、本発明にかかる通信帯域算出装置は、通信ネットワーク上の任意の対象通信パスについて、将来の設計目標期に必要となる通信帯域を算出する通信帯域算出装置であって、通信ネットワークから、対象通信パスに重畳されている通信回線から発生するトラヒックの観測トラヒック量と当該通信回線のトラヒック量上限値とを含むネットワーク情報を収集して記憶部へ保存するネットワーク情報収集部と、ネットワーク情報の観測トラヒック量とトラヒック量上限値を読み出して、通信回線ごとに設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の分布を求め、得られた通信回線ごとのトラヒック量の分布から設計目標期に対象通信パスで発生しうるトラヒック量の分布を求め、この分布に基づいて設計目標期に対象通信パスで必要となる通信帯域を算出する帯域算出部とを備えている。
【００１２】
この際、帯域算出部で、ネットワーク情報の観測トラヒック量とトラヒック量上限値を読み出して、通信回線ごとに設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の期待値と誤差分散を算出することにより、通信回線ごとのトラヒック量の分布を求め、通信回線ごとのトラヒック量の分布を示すそれぞれの期待値と誤差分散とから、設計目標期に対象通信パスで発生しうるトラヒック量の分布を求めるようにしてもよい。
【００１３】
また、帯域算出部で、帯域算出時の信頼性基準として与えられた、設計目標期における対象通信パスのトラヒックを充足する確率を示す帯域設計信頼率に基づいて、通信回線ごとのトラヒック量の分布を示すそれぞれの期待値と誤差分散とから、設計目標期に対象通信パスで発生しうるトラヒック量の分布を求めるようにしてもよい。
【００１４】
また、帯域算出部で、対象通信パスに重畳される通信回線の集合をＩとし、集合Ｉに属する通信回線ｉのトラヒック量上限値をＢｉとし、通信回線ｉで発生するトラヒック量の期待値をＥｉとし、通信回線ｉで発生するトラヒック量の誤差分散をＶｉとし、得られる通信帯域の信頼性基準をαとし、複数の値のうち最小値をとる関数をｍｉｎとした場合、通信帯域ＢＷの算出式と、帯域設計信頼率ρと信頼性基準αとの関係式として、上記式を用いてもよい。
【００１５】
また、本発明にかかるトラヒック管理方法は、通信ネットワーク上の任意の対象通信パスについて、請求項１−４のいずれか１つに記載の通信帯域算出方法により対象通信パスの通信帯域を逐次算出し、得られた通信帯域に基づいて当該対象通信パスに関して発生しうるトラヒック量の変化を監視する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対象通信パスに重畳されている個々の通信回線のトラヒック量上限値を考慮した通信帯域を得ることができ、将来的に利用する可能性のある潜在容量を考慮しつつ、誤差の少ない通信帯域を算出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかる通信帯域算出装置について説明する。図１は、本発明の一実施の形態にかかる通信帯域算出装置の構成を示すブロック図である。
【００１８】
この通信帯域算出装置１０は、全体としてコンピュータを用いたサーバ装置などの情報処理装置からなり、ノード２１，２２を結ぶ対象通信パス２３に重畳されている各通信回線に関するネットワーク情報を、通信ネットワーク２０やこの通信ネットワーク２０を管理運用するオペレーションシステム３０から取得し、これらネットワーク情報に基づいて対象通信パス２３の将来の設計目標期間におけるトラヒックの充足性を担保するのに必要な通信帯域を算出する機能を有している。
【００１９】
本発明は、通信ネットワークから、対象通信パスに重畳されている通信回線から発生するトラヒックの観測トラヒック量と当該通信回線のトラヒック量上限値とを含むネットワーク情報を収集して記憶し、ネットワーク情報の観測トラヒック量とトラヒック量上限値を読み出して、通信回線ごとに設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の分布を求め、得られた通信回線ごとのトラヒック量の分布から設計目標期に対象通信パスで発生しうるトラヒック量の分布を求め、この分布に基づいて設計目標期に対象通信パスで必要となる通信帯域を算出している。
【００２０】
［本実施の形態の構成］
次に、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかる通信帯域算出装置の構成について説明する。
通信帯域算出装置１０には、主な機能部として、通信インターフェース部（以下、通信Ｉ／Ｆ部という）１１、画面表示部１２、操作入力部１３、ネットワーク情報データベース（以下、ネットワーク情報ＤＢという）１４、記憶部１５、および演算処理部１６が設けられており、データバスＢを介して相互に接続されている。また、演算処理部１６には、主な処理部として、ネットワーク情報収集部１６Ａと帯域算出部１６Ｂが設けられている。
【００２１】
通信Ｉ／Ｆ部１１は、専用のデータ通信回路からなり、通信ネットワーク２０のノード２１，２２やオペレーションシステム３０などの外部装置とパケット通信を行う機能を有している。
画面表示部１２は、ＬＣＤやＰＤＰなどの画面表示装置からなり、演算処理部１６からの指示に応じて操作メニューや算出結果などの各種情報を画面表示する機能を有している。
操作入力部１３は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部１６へ出力する機能を有している。
【００２２】
ネットワーク情報ＤＢ１４は、ハードディスクなどの記憶装置からなり、後述するネットワーク情報収集部１６Ａにより収集したネットワーク情報を保存蓄積する機能を有している。図２は、ネットワーク情報の構成例である。この例では、対象通信パスに重畳される各通信回路の回線識別情報と、当該通信回線の契約時に設定したトラヒック量上限値と、当該通信回線で観測された観測トラヒック量とが組として登録されている。
記憶部１５は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置からなり、演算処理部１６での帯域算出処理に用いる各種処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。
【００２３】
演算処理部１６は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部１５のプログラムを読み込んで実行することにより、主な処理部として、ネットワーク情報収集部１６Ａと帯域算出部１６Ｂを実現する機能を有している。
【００２４】
ネットワーク情報収集部１６Ａは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介してノード２１，２２とデータ通信を行うことにより、対象通信パス２３に重畳されている通信回線ごとに観測トラヒック量を収集してネットワーク情報ＤＢ１４へ保存する機能と、通信Ｉ／Ｆ部１１を介してオペレーションシステム３０とデータ通信を行うことにより、対象通信パス２３に重畳されている通信回線ごとに、契約時に設定した当該通信回線のトラヒック量上限値を収集してネットワーク情報ＤＢ１４へ保存する機能とを有している。
【００２５】
帯域算出部１６Ｂは、ネットワーク情報ＤＢ１４からネットワーク情報を読み出して、対象通信パス２３に重畳されている通信回線ごとに、将来の設計目標期における当該通信回線のトラヒック量の分布を算出する機能と、これら通信回線ごとのトラヒック量の分布を合成することにより、設計目標期における対象通信パス２３全体のトラヒック量の分布を算出する機能と、この分布に基づいて対象通信パス２３において将来の設計目標期に必要となる通信帯域を算出する機能とを有している。
【００２６】
［本実施の形態の動作］
次に、図３および図４を参照して、本発明の一実施の形態にかかる通信帯域算出装置の動作について説明する。図３は、本発明の一実施の形態にかかる通信帯域算出装置の帯域算出動作を示すフローチャートである。図４は、本発明の一実施の形態にかかる通信帯域算出装置の帯域算出処理を示すフロー図である。
【００２７】
通信帯域算出装置１０の演算処理部１６は、操作入力部１３により検出されたオペレータからの帯域算出開始指示、通信Ｉ／Ｆ部１１で受信した外部装置からの帯域算出開始指示、あるいは所定の帯域算出開始タイミングの到来に応じて、図３の帯域算出動作を開始する。
【００２８】
演算処理部１６は、まず、ネットワーク情報収集部１６Ａにより、通信Ｉ／Ｆ部１１を介してノード２１，２２とデータ通信を行うことにより、対象通信パス２３に重畳されている通信回線ごとに観測トラヒック量１４Ｂを収集し、ネットワーク情報１４Ａとしてネットワーク情報ＤＢ１４へ保存するとともに、通信Ｉ／Ｆ部１１を介してオペレーションシステム３０とデータ通信を行うことにより、対象通信パス２３に重畳されている通信回線ごとに、契約時に設定した当該通信回線のトラヒック量上限値１４Ｃを収集し、ネットワーク情報１４Ａとしてネットワーク情報ＤＢ１４へ保存する（ステップ１００）。
【００２９】
次に、演算処理部１６は、帯域算出部１６Ｂにより、ネットワーク情報ＤＢ１４から、各通信回線のネットワーク情報１４Ａを読み出し（ステップ１０１）、このネットワーク情報１４Ａに基づいて対象通信パス２において将来の設計目標期に必要となる通信帯域を算出する。
図４に示すように、帯域算出部１６Ｂには、帯域算出用の処理部として、トラヒック量期待値算出部１７Ａ、トラヒック量誤差分散算出部１７Ｂ、および必要帯域算出部１７Ｃが設けられている。
【００３０】
演算処理部１６は、まず、トラヒック量期待値算出部１７Ａにより、各通信回線のネットワーク情報１４Ａの観測トラヒック量１４Ｂとトラヒック量上限値１４Ｃに基づいて、通信回線ごとに、設計目標期における当該通信回線のトラヒック量期待値１５Ａを算出し、記憶部１５へ保存する（ステップ１０２）。
続いて、演算処理部１６は、トラヒック量誤差分散算出部１７Ｂにより、各通信回線のネットワーク情報１４Ａの観測トラヒック量１４Ｂとトラヒック量上限値１４Ｃに基づいて、通信回線ごとに、設計目標期における当該通信回線のトラヒック量誤差分散１５Ｂを算出し、記憶部１５へ保存する（ステップ１０３）。
【００３１】
このようにして、ネットワーク情報ＤＢ１４のネットワーク情報１４Ａに基づいて、各通信回線のトラヒック量期待値１５Ａとトラヒック量誤差分散１５Ｂを算出することにより、設計目標期における各通信回線のトラヒック量の分布を算出する。
続いて、演算処理部１６は、必要帯域算出部１７Ｃにより、記憶部１５から各通信回線のトラヒック量期待値１５Ａとトラヒック量誤差分散１５Ｂを読み出し、これら通信回線のトラヒック量の分布を合成して、設計目標期における対象通信パス２３のトラヒック量期待値とトラヒック量誤差分散を算出する（ステップ１０４）。
【００３２】
このようにして、設計目標期における対象通信パス２３のトラヒック量の分布を求めた後、必要帯域算出部１７Ｃは、対象通信パス２３のトラヒック量期待値とトラヒック量誤差分散に基づいて、設計目標期に対象通信パスで必要となる通信帯域１５Ｃを算出し（ステップ１０５）、一連の通信帯域算出動作を終了する。
【００３３】
［トラヒック量期待値算出過程］
次に、トラヒック量期待値算出部１７Ａでのトラヒック量期待値算出過程について説明する。トラヒック量期待値算出部１７Ａは、以下のような算出過程により、設計目標期における各通信回線のトラヒック量期待値１５Ａを算出する。
【００３４】
対象通信パス２３に重畳される通信回線の集合をＩとし、この集合Ｉに属する通信回線ｉのｔ期にける観測トラヒック量をＹ（ｔ）とし、集合Ｉに属する通信回線ｉのトラヒック量上限値１４ＣをＢｉとし、期待値算出用の関数をｆとし、帯域算出時をＴとし、設計目標期をＵとした場合、設計目標期Ｕにおける通信回線ｉのトラヒック量期待値Ｅｉ（Ｕ）は、次の式（１）により定義される。
【数１】
0004823258.tif 000002
【００３５】
関数ｆの具体例については、以下のような方法が考えられる。
まず、トラヒック量期待値として、経験値を設定する方法が考えられる。トラヒック量上限値Ｂｉに対応に応じて、設計目標期Ｕに対象通信パス２３において平均的に発生すると想定されるトラヒック量（既知）をＦ（Ｂｉ）とした場合、設計目標期Ｕにおける通信回線ｉのトラヒック量期待値Ｅｉ（Ｕ）は、次の式（２）により算出できる。
【数２】
0004823258.tif 000003
【００３６】
また、トラヒック量期待値として、帯域算出期Ｔにおけるトラヒック利用率を適用する方法が考えられる。帯域算出期Ｔにおける観測トラヒック量をＹ（Ｔ）とした場合、設計目標期Ｕにおける通信回線ｉのトラヒック量期待値Ｅｉ（Ｕ）は、次の式（３）により算出できる。
【数３】
0004823258.tif 000004
【００３７】
また、トラヒック量期待値として、トレンドを考慮したトラヒック利用率を適用する方法が考えられる。時系列値｛Ｙ（ｔ）／Σi∈IＢｉ，ｔ≦Ｔ｝を元にして時系列近似により求められる線形関数をＸ（ｔ），ｆｏｒ  ∀ｔとした場合、設計目標期Ｕにおける通信回線ｉのトラヒック量期待値Ｅｉ（Ｕ）は、次の式（４）により算出できる。
【数４】
0004823258.tif 000005
【００３８】
［トラヒック量誤差分散算出過程］
次に、トラヒック量誤差分散算出部１７Ｂでのトラヒック量誤差分散算出過程について説明する。トラヒック量誤差分散算出部１７Ｂは、以下のような算出過程により、設計目標期における各通信回線のトラヒック量誤差分散１５Ｂを算出する。
【００３９】
対象通信パス２３に重畳される通信回線の集合をＩとし、この集合Ｉに属する通信回線ｉのｔ期にける観測トラヒック量をＹ（ｔ）とし、集合Ｉに属する通信回線ｉのトラヒック量上限値１４ＣをＢｉとし、誤差分散算出用の関数をｇとし、帯域算出時をＴとし、設計目標期をＵとした場合、設計目標期Ｕにおける通信回線ｉの誤差分散Ｖｉ（Ｕ）は、次の式（５）により定義される。
【数５】
0004823258.tif 000006
【００４０】
関数ｇの具体例については、以下のような方法が考えられる。
まず、トラヒック量誤差分散として、経験値を設定する方法が考えられる。トラヒック量上限値Ｂｉに対応に応じて、設計目標期Ｕに対象通信パス２３において平均的に発生すると想定されるトラヒック量の誤差分散（既知）をＧ（Ｂｉ）とした場合、設計目標期Ｕにおける通信回線ｉのトラヒック量期待値Ｖｉ（Ｕ）は、次の式（６）により算出できる。
【数６】
0004823258.tif 000007
【００４１】
また、トラヒック量誤差分散として、トラヒック利用率の時系列線形近似の際の誤差分散を適用する方法が考えられる。時系列値｛Ｙ（ｔ）／Σi∈IＢｉ，ｔ≦Ｔ｝を元にして時系列線形近似を行った際の単位時間当たりに想定される誤差分散をＶＸとした場合、設計目標期Ｕにおける通信回線ｉのトラヒック量誤差分散Ｖｉ（Ｕ）は、次の式（７）により算出できる。
【数７】
0004823258.tif 000008
【００４２】
また、トラヒック量誤差分散として、分散最大値を適用する方法が考えられる。この分散最大値は、設計目標期Ｕにおいて通信回線ｉで平均的に発生するトラヒック量がＥｉ（Ｕ）であることを利用して、その条件の下で算出した分散の最大値である。なお、この分散最大値を実現するのは、確率Ｅｉ（Ｕ）／Ｂｉでトラヒック量がＢｉ、確率１−Ｅｉ（Ｕ）／Ｂｉでトラヒック量がゼロとなるケースであり、設計目標期Ｕにおける通信回線ｉのトラヒック量誤差分散Ｖｉ（Ｕ）は、次の式（８）により算出できる。
【数８】
0004823258.tif 000009
【００４３】
［帯域算出過程］
次に、必要帯域算出部１７Ｃでの帯域算出過程について説明する。必要帯域算出部１７Ｃは、以下のような算出過程により、設計目標期に対象通信パスで必要となる通信帯域１５Ｃを算出する。
【００４４】
設計目標期Ｕにおいて、通信回線ｉから発生するトラヒック量Ｘｉが、トラヒック量期待値Ｅｉおよびトラヒック量誤差分散Ｖｉの正規分布Ｎ（Ｅｉ，Ｖｉ）に従い、対象通信パス２３に重畳された各通信回線のトラヒック量がΣi∈IＸｉにより実現されると過程した場合、対象通信パスのトラヒックは、各通信回線のトラヒック量分布が合成された合成分布、すなわちトラヒック量期待値Σi∈IＥｉ，トラヒック量誤差分散Σi∈IＶｉの正規分布Ｎ（Σi∈IＥｉ，Σi∈IＶｉ）に従うという性質がある。
【００４５】
したがって、算出する通信帯域ＢＷの信頼性基準をαとした場合、設計目標期に対象通信パスで必要となる通信帯域ＢＷは、次の式（９）により算出できる。なお、関数ｍｉｎは、複数の値のうち最小値をとる関数であり、求まる通信帯域ＢＷが各通信回線のトラヒック量上限値Ｂｉの合計を越えないものとしている。
【数９】
0004823258.tif 000010
この際、帯域設計信頼率をρとした場合、信頼性基準αは、
【数１０】
0004823258.tif 000011
によって定まる値とする。
【００４６】
［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、通信ネットワーク２０から、対象通信パス２３に重畳されている通信回線から発生するトラヒックの観測トラヒック量１４Ｂと当該通信回線のトラヒック量上限値１４Ｃとを含むネットワーク情報１４Ａを収集して記憶し、ネットワーク情報１４Ａの観測トラヒック量１４Ｂとトラヒック量上限値１４Ｃを読み出して、通信回線ごとに設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の分布を求め、得られた通信回線ごとのトラヒック量の分布を合成することにより設計目標期に対象通信パスで発生しうるトラヒック量の合成分布を求め、この合成分布に基づいて設計目標期に対象通信パスで必要となる通信帯域１５Ｃを算出している。
【００４７】
より具体的には、ネットワーク情報１４Ａの観測トラヒック量１４Ｂとトラヒック量上限値１４Ｃを読み出して、通信回線ごとに設計目標期に当該通信回線で発生するトラヒック量の期待値１５Ａと誤差分散１５Ｂを算出することにより、通信回線ごとのトラヒック量の分布を求め、通信回線ごとのトラヒック量の分布を示すそれぞれの期待値１５Ａと誤差分散１５Ｂとから、設計目標期に対象通信パス２３で発生しうるトラヒック量の合成分布を求めている。
これにより、対象通信パスに重畳されている個々の通信回線のトラヒック量上限値を考慮した通信帯域を得ることができ、将来的に利用する可能性のある潜在容量を考慮しつつ、誤差の少ない通信帯域を算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる通信帯域算出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ネットワーク情報の構成例である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかる通信帯域算出装置の帯域算出動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態にかかる通信帯域算出装置の帯域算出処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…帯域算出装置、１１…通信Ｉ／Ｆ部、１２…画面表示部、１３…操作入力部、１４…ネットワーク情報ＤＢ、１４Ａ…ネットワーク情報、１４Ｂ…観測トラヒック量、１４Ｃ…トラヒック量上限値、１５…記憶部、１５Ａ…トラヒック量期待値、１５Ｂ…トラヒック量誤差分散、１５Ｃ…通信帯域、１６…演算処理部、１６Ａ…ネットワーク情報収集部、１６Ｂ…帯域算出部、１７Ａ…トラヒック量期待値算出部、１７Ｂ…トラヒック量誤差分散算出部、１７Ｃ…必要帯域算出部、２０…通信ネットワーク、２１，２２…ノード、２３…対象通信パス、３０…オペレーションシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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