(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量に基づいて、前記通信回線におけるトラヒックの状態が、トラヒック成長期とトラヒック安定期のいずれにあるかを判定し、判定された状態に対応した必要帯域算出方法に従って、前記設計目標期間における前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段とを備え、
前記必要帯域算出手段は、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定した場合に、前記トラヒック利用率及び前記期待利用率を用いて前記必要帯域を算出し、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定した場合に、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均及び移動標準偏差を用いて前記必要帯域を算出する
通信帯域算出装置。
【請求項２】
前記トラヒック利用率算出手段は、前記トラヒック利用率を、予め設定されている上限値以下、かつ予め設定されている下限値以上となるように補正した補正トラヒック利用率を算出し、当該補正トラヒック利用率を前記トラヒック利用率とする
請求項１に記載の通信帯域算出装置。
【請求項３】
前記必要帯域算出手段は、
前記所定の通信帯域である総ユーザ帯域の増加速度がある定数パラメータより小さくなる第１の条件が成立し、かつ、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均と移動標準偏差の変動量がそれぞれある定数パラメータより小さくなる第２の条件が成立する場合に、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定し、
前記第１の条件と第２の条件のうち少なくとも１つの条件が成立しない場合に、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定する
請求項１又は２に記載の通信帯域算出装置。
【請求項４】
帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、
各ユーザについてのユーザ帯域と開通日を有するユーザ情報に基づいて、前記設計目標期間における開通日からの経過日数に依存してユーザの集合をグループ分けし、開通日からの経過日数に従ってトラヒック成長期からトラヒック安定期に移行するという仮説に基づいて、前記期待利用率を用いて前記グループ分けに対応する段階的な期待利用率である段階的期待利用率を定め、当該段階的期待利用率と前記グループ分けされた各ユーザの集合における総ユーザ帯域とを用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段と
を備える通信帯域算出装置。
【請求項５】
前記必要帯域算出手段は、
未開通のユーザの集合と、トラヒック安定期に至ることが期待される開通日からの経過日数を経過しないユーザの集合と、当該経過日数を超過したユーザの集合の三つの集合にグループ分けする
請求項４に記載の通信帯域算出装置。
【請求項６】
前記必要帯域算出手段は、
トラヒック安定期に至ることが期待される開通日からの経過日数を１年とする
請求項４又は５に記載の通信帯域算出装置。
【請求項７】
前記必要帯域算出手段は、
前記設計目標期間における前記段階的期待利用率の算出において、開通日からの経過日数に依存してグループ分けされたユーザの集合に対して、該当するユーザ帯域の総和が所定の値よりも大きい場合に、前記段階的期待利用率として、当該総和が所定の値よりも大きくない場合よりも小さな値を算出する
請求項４ないし６のうちいずれか１項に記載の通信帯域算出装置。
【請求項８】
前記トラヒック量を利用して、前記通信回線に対するトラヒック量収集周期の最適化評価を行い、前記ネットワーク情報収集手段に対して、最適化したトラヒック量収集周期への設定変更を行う観測周期最適化手段
を更に備える請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載の通信帯域算出装置。
【請求項９】
前記通信帯域算出装置は、予め定めた最短周期でトラヒック量を収集する通信回線のリストを保持し、前記観測周期最適化手段は、最適化対象の通信回線が、当該リストの中の通信回線である場合に、当該通信回線に対して前記最短周期を適用する
請求項８に記載の通信帯域算出装置。
【請求項１０】
前記必要帯域算出手段は、前記設計目標期間において観測されることが推定されるトラヒック量と、当該設計目標期間に実際に観測されたトラヒック量とを比較することにより、前記必要帯域の算出に用いられる定数パラメータを最適化する定数パラメータ最適化手段
を含む請求項１ないし９のうちいずれか１項に記載の通信帯域算出装置。
【請求項１１】
帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置が実行する通信帯域算出方法であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量に基づいて、前記通信回線におけるトラヒックの状態が、トラヒック成長期とトラヒック安定期のいずれにあるかを判定し、判定された状態に対応した必要帯域算出方法に従って、前記設計目標期間における前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出ステップとを備え、
前記必要帯域算出ステップにおいて、前記通信帯域算出装置は、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定した場合に、前記トラヒック利用率及び前記期待利用率を用いて前記必要帯域を算出し、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定した場合に、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均及び移動標準偏差を用いて前記必要帯域を算出する
通信帯域算出方法。
【請求項１２】
帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置が実行する通信帯域算出方法であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出ステップと、
各ユーザについてのユーザ帯域と開通日を有するユーザ情報に基づいて、前記設計目標期間における開通日からの経過日数に依存してユーザの集合をグループ分けし、開通日からの経過日数に従ってトラヒック成長期からトラヒック安定期に移行するという仮説に基づいて、前記期待利用率を用いて前記グループ分けに対応する段階的な期待利用率である段階的期待利用率を定め、当該段階的期待利用率と前記グループ分けされた各ユーザの集合における総ユーザ帯域とを用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出ステップと
を備える通信帯域算出方法。
【請求項１３】
コンピュータを、
請求項１ないし１０のうちいずれか１項に記載の通信帯域算出装置の各手段として機能させるための通信帯域算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のユーザが共用する通信サービスにおいて、通信サービス事業者が提供する通信設備が、一定のサービス品質を継続して維持するために、特徴的なトラヒックモデルを適用し、将来必要となる設備量を適切に算出する技術に関連するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信ネットワークを介して提供される通信サービスに対して、利用するユーザから必要とされる通信サービスの品質として、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を定めることにより、通信サービス事業者は、そのＱｏＳを達成するような通信ネットワークの設計・運用・管理を行っている。そのため、通信サービス事業者は、通信サービスのトラヒックに関する特性値、例えば、各通信設備を通過する、予め設定された時間間隔での平均トラヒック量や、当該通信サービスの中で注視するコネクションを形成するＩＰパケットの流れに対して測定できる最大バーストサイズ等を測定することにより、当該通信サービスのトラヒック量とトラヒック特性の評価を行い、求められるＱｏＳを達成できるような通信ネットワークの設計・運用・管理業務を行っている。
【０００３】
電話系通信サービスにおいて、観測した時系列のトラヒックデータの統計量を用いて、将来のトラヒック量を予測し、将来時点で必要となる設備量を設計・運用・管理する技術については、例えば、非特許文献１に記載されている。
【０００４】
主に企業ユーザに提供する通信サービスは、ユーザと通信サービス事業者との間で事前に契約を結び、当該契約で定めた数値以下の通信トラヒック量をユーザ帯域として、通信ネットワーク内で自由に利用を可能とする通信サービスである。この通信サービスでは、ユーザの利用コストを下げるために、複数の企業や個人が通信設備の帯域を共有して利用しており、当該通信サービスを本明細書では「帯域共用型通信サービス」と呼ぶことにする。
【０００５】
帯域共用型通信サービスを提供する通信サービス事業者にとって、物理的に限られた帯域の通信設備に対して、多くのユーザを収容することができるならば、それに比例して大きな事業収益を獲得できる。上記の例でのユーザ帯域は、契約に基づき通信ネットワーク内での疎通を許容される最大の通信帯域に相当するため、実際に送受信される通信トラヒック量は、ユーザ帯域より少ない。従って、通信設備に対して、収容できるユーザ帯域の合計は、それぞれのユーザ帯域の総和を、当該通信設備の物理的な帯域よりも大きく超過させる事が可能である。
【０００６】
ただし、ユーザ帯域を過剰に収容したために、常に変動しているトラヒック量が瞬間的であっても通信設備の物理的な帯域を超過すると、通信品質の劣化が発生してしまう。
【０００７】
従って、通信サービス事業者には、品質劣化を適切に回避しながら、物理的に限られた帯域の通信設備に対して、できるだけ多くのユーザを収容すること、すなわち、収容するユーザ帯域の総和を、通信設備の物理帯域を超えて収容することを可能とし、事業収益の最大化を可能とする通信帯域算出方法が必要となる。
【０００８】
当該帯域共用型通信サービスの提供に関連・類似して、将来の設計目標期間のトラヒック予測を含む通信帯域の算出及び管理に関する技術として、特許文献１〜３に開示された技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２０６６９８号公報
【特許文献２】特開２００９−２１８８２０号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３０３３０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】川野弘道ほか，「マクロ分析のためのトラヒック予測手法とその評価」，電子情報通信学会Ｂ，Ｖｏｌ．Ｊ８２−Ｂ，  Ｎｏ．６，  ｐｐ．１１０７−１１１４，１９９９年６月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、帯域共用型通信サービスにおいて、限られた帯域の中でサービス品質を低下させずに、より多数のユーザを収容できる設備量を算出することを可能とする技術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】
【００１２】
本発明の実施の形態によれば、帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量に基づいて、前記通信回線におけるトラヒックの状態が、トラヒック成長期とトラヒック安定期のいずれにあるかを判定し、判定された状態に対応した必要帯域算出方法に従って、前記設計目標期間における前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段とを備え、
前記必要帯域算出手段は、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定した場合に、前記トラヒック利用率及び前記期待利用率を用いて前記必要帯域を算出し、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定した場合に、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均及び移動標準偏差を用いて前記必要帯域を算出する
通信帯域算出装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の実施の形態によれば、  帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、
各ユーザについてのユーザ帯域と開通日を有するユーザ情報に基づいて、前記設計目標期間における開通日からの経過日数に依存してユーザの集合をグループ分けし、開通日からの経過日数に従ってトラヒック成長期からトラヒック安定期に移行するという仮説に基づいて、前記期待利用率を用いて前記グループ分けに対応する段階的な期待利用率である段階的期待利用率を定め、当該段階的期待利用率と前記グループ分けされた各ユーザの集合における総ユーザ帯域とを用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段と
を備える通信帯域算出装置が提供される。
【００１４】
また、本発明の実施の形態によれば、帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置が実行する通信帯域算出方法であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量に基づいて、前記通信回線におけるトラヒックの状態が、トラヒック成長期とトラヒック安定期のいずれにあるかを判定し、判定された状態に対応した必要帯域算出方法に従って、前記記設計目標期間における前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出ステップとを備え、
前記必要帯域算出ステップにおいて、前記通信帯域算出装置は、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定した場合に、前記トラヒック利用率及び前記期待利用率を用いて前記必要帯域を算出し、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定した場合に、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均及び移動標準偏差を用いて前記必要帯域を算出する
通信帯域算出方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の実施の形態によれば、帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置が実行する通信帯域算出方法であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出ステップと、
各ユーザについてのユーザ帯域と開通日を有するユーザ情報に基づいて、前記設計目標期間における開通日からの経過日数に依存してユーザの集合をグループ分けし、開通日からの経過日数に従ってトラヒック成長期からトラヒック安定期に移行するという仮説に基づいて、前記期待利用率を用いて前記グループ分けに対応する段階的な期待利用率である段階的期待利用率を定め、当該段階的期待利用率と前記グループ分けされた各ユーザの集合における総ユーザ帯域とを用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出ステップと
を備える通信帯域算出方法が提供される
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施の形態によれば、帯域共用型通信サービスにおいて、限られた帯域の中でサービス品質を低下せずに、より多数のユーザを収容できる設備量を算出することを可能とする技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】単体トラヒックモデルの説明図である。
【図２】多重トラヒックモデルの説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る通信帯域算出装置１０の構成を示す全体ブロック図である。
【図４】帯域共用型通信設備３０の構成例である。
【図５】収容回線の構成例である。
【図６】演算処理部１６の必要帯域算出処理の第１の例を示すフロー図である。
【図７】必要帯域算出部１６Ｃの構成の第１の例を示すブロック図である。
【図８】観測周期最適化部１６Ｄの構成を示すブロック図である。
【図９】観測周期最適化部１６Ｄの処理を示すフロー図である。
【図１０】演算処理部１６の必要帯域算出処理の第２の例を示すフロー図である。
【図１１】必要帯域算出部１６Ｃの構成の第２の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「本実施の形態」とも呼ぶ）を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。例えば、以下で説明するように、本実施の形態では、必要帯域の算出のために種々の数式を使用するが、これらの数式は例であり、これらの数式に限定されるわけではない。
【００１９】
（実施の形態の概要）
本実施の形態における帯域共用型通信サービスでは、個々のユーザが利用する通信サービス全体として疎通するトラヒック量が超過しない最大帯域である「ユーザ帯域」と、当該サービスの利用開始の日として予め定めた「利用開始日」との２つを含むものとし、全てのユーザ帯域、利用開始日を含む情報を「ユーザ情報」と呼ぶ。なお、「ユーザ帯域」を「契約帯域」と称してもよく、「利用開始日」を「開通日」と称してもよい。
【００２０】
なお、上記の「ユーザ情報」として、例えば、ユーザと通信サービス事業者との間の契約に係る情報（ユーザ帯域、契約した利用開始日等）があるが、本発明の適用範囲はこのような契約に係る通信サービスに限定されるわけではなく、本発明は、契約に係る通信サービス以外の通信サービスにも広く適用可能である。
【００２１】
本実施の形態では、通信帯域算出装置（例：後述する通信帯域算出装置１０）が、管理設計対象である帯域共用型サービスの通信設備（以下、帯域共用型通信設備）を共用するユーザに関する「ユーザ情報」に加えて、当該帯域共用型通信設備が装置として機能する通信ネットワークに関わる情報である「ネットワーク情報」と、過去から設計時点までの観測されたトラヒック量の履歴情報である「トラヒック情報」とを入力情報とし、許容可能な品質劣化リスクである「品質規定」を満足し、かつ、将来の設計目標期間における予測されるトラヒック量が疎通可能な帯域を算出する。より具体的には、当該帯域は、以下に説明するように短時間変動を吸収できる帯域である。当該帯域を「必要帯域」と呼ぶ。
【００２２】
ここで、上記の「必要帯域」の概要を説明する。観測されるトラヒック量は、トラヒック観測周期の平均トラヒック量にすぎないため、それよりも短い時間粒度での瞬間的に大きなトラヒック量の変動が起こっており、これをトラヒックの「短時間変動」と呼ぶ。品質劣化を回避する目的では、観測されるトラヒック量だけでなく、短時間変動を吸収できる帯域を算出することが要請される。
【００２３】
本実施の形態では、前記の目的を達成するために、帯域共用型通信サービスにおいて、ユーザ単位のトラヒックのモデルとして「単体トラヒックモデル」を定義し、かつ、ユーザ単位のトラヒックが、同一の物理的な帯域共用型通信設備に重畳されたトラヒックモデルとして「多重トラヒックモデル」を定義し、両トラヒックモデルの成立を前提条件としている。
【００２４】
詳しくは後述するように、本実施の形態では、両トラヒックモデルの成立を前提条件とすることから導かれる理論に基づき、必要帯域が、従来技術に比べて、小さく算出されることになる。すなわち、本実施の形態に係る技術により、従来技術に比べて、より大きな事業収益をもたらす最適な通信帯域算出方法を提供することができる。
【００２５】
以下、本実施の形態におけるトラヒックモデルについて説明する。
【００２６】
＜単体トラヒックモデル＞
まず、帯域共用型通信サービスにおける単体トラヒックモデルについて、図１を用いて詳細に説明する。
【００２７】
単体トラヒックモデルとは、ユーザ単位のトラヒックモデルである。例えば、図１に示すとおり、当該ユーザの利用開始日以降に、通信サービスの利用が開始され、一定の期間が経過後、当該帯域共用型通信サービスの利用が日常化・平常化する。それに伴い、ユーザ単位に観測されるトラヒック量も、日々の平均値や標準偏差の数値が安定化する。つまり、将来の時点で、観測されるトラヒック量が急峻に増加することが起こる確率が小さくなっている、という特徴をもつと仮定するモデルである。
【００２８】
前述の特徴を想定するに至る背景的な仮説は、例えば以下のように説明される。ユーザとして企業や法人の場合を考えると、決裁や稟議といった意思決定過程を経て、通信サービスの契約締結に至るため、契約内容は予め周到に準備され、実行の確実性を含めて精査されていることになる。従って、ユーザの通信利用が利用開始日よりも大きく遅れてしまうということは本来起こりにくい。故障等の不測の事態を除いて、利用開始日から一定期間が過ぎれば、予め利用を意図していた通信サービスの利用は確実に開始され、既に安定的・平常的に利用されるようになっている、と考えられる。
【００２９】
同時に、ユーザのトラヒック量は、利用しようとする通信サービスや、利用が想定される人数や利用頻度を、可能な限り適切に評価した上で、当該トラヒック量を疎通させるためのユーザ帯域として決定されている、と考えられる。従って、ユーザ帯域に比べて、ユーザの通信利用の安定化後に実際に流れるトラヒック量が極端に小さいということは、本来起こりにくいということになる。
【００３０】
結局、利用開始日に対する遅れと、ユーザ帯域が実際のトラヒック量に対して大幅な余剰であることは、経済活動の原理に従う企業にとっては、不要な支出となるため、これらの事態が起こらないように、企業統治の強い制御が恒常的に作用している、と考えられる。
【００３１】
これが、単体トラヒックモデルが成立すると考える背景的な仮説である。ユーザが個人の場合であっても、事前の契約内容と通信利用の実態が可能な限り整合し、無駄な支出を削減するように、内省的な制御が働くと期待される。特に強調すべきポイントしては、実際のトラヒック量が大きい、すなわち、ユーザ帯域が大きければ大きいほど、利用開始日に対する遅れや、ユーザ帯域との乖離を小さくしようとする強い制御が働くことになるので、単体トラヒックモデルが導く理論のロバスト性に繋がると言うことである。
【００３２】
ただし、単体トラヒックモデルにおいて、利用開始日から、通信サービスの利用が日常化し、観測トラヒック量の変動が安定化する日までの経過日数や、ユーザ帯域と、ユーザの通信利用の安定化後の観測トラヒック量の差分に相当する「余剰帯域」は、確定的でなく確率的な性質をもつため、管理設計対象の帯域共用型通信設備の観測トラヒック量を継続的に取得するだけでは得られない情報であり、通信帯域算出には利用できない。
【００３３】
＜多重トラヒックモデル＞
次に、図２を用いて、多重トラヒックモデルを説明する。単体トラヒックモデルがユーザ単位に対応するトラヒックモデルを想定しているのに対して、多重トラヒックモデルは、同一の通信設備に収容されている複数のユーザに基づく通信サービスが多重されて形成されるトラヒックに対するトラヒックモデルである。
【００３４】
図２に示すように、本実施の形態では、多重トラヒックモデルは、「トラヒック成長期」（図２のＡで示す期間）と「トラヒック安定期」（図２のＢで示す期間）を持つことを仮定する。これについて、以下で詳しく説明する。
【００３５】
――トラヒック成長期の説明――
まず、多重トラヒックモデルのトラヒック成長期について説明する。ここでは、新規の帯域共用型通信設備に対してユーザは存在しないものとし、収容する各ユーザの利用開始日以降に通信トラヒックが当該帯域共用型通信設備に疎通を始める状況を想定する。
【００３６】
このとき、管理設計対象の当該帯域共用型通信設備を疎通し、かつ、利用開始日を過ぎているユーザのユーザ帯域の総和を「総ユーザ帯域」として定義すると、まず、時間と共にユーザの収容が進むため、総ユーザ帯域が増加を始める。
【００３７】
更に、各ユーザの観測トラヒック量のトラヒック変動は、前述した単体トラヒックモデルに従うとすれば、着目する当該帯域共用型通信設備に収容されている個々のユーザ単位に、利用開始日以降になれば、ユーザ帯域に依存するトラヒック量の疎通を速やかに開始する。そのため、当該帯域共用型通信設備に対して観測されるトラヒック量は、急速に増加する、つまり、トラヒック成長が観測される。このような、総ユーザ帯域の増加と、それに続いて観測されるトラヒック量の急速な増加の状況をトラヒック成長期と呼ぶ。
【００３８】
――トラヒック安定期の説明――
次に、多重トラヒックモデルのトラヒック安定期について説明する。上述したように、着目する帯域共用型通信設備に対して、ユーザが収容され、利用開始日以降、順次トラヒックが疎通を始めるようになる。これが、トラヒック成長期である。
【００３９】
更に、収容されるトラヒック量の増加が進むにつれて、当該帯域共用型通信設備に追加収容される新規ユーザについて、その収容ユーザ数とユーザ帯域がともに、次第に少なくなってくる、と考えられる。その理由は、当該帯域共用型通信設備での通信サービス需要が一巡してしまうことにより、新規のユーザ数が減ってしまうことである。もうひとつの理由は、当該時点で当該帯域共用型通信設備の余剰帯域が相対的に小さくなっており、大きなユーザ帯域の新規ユーザを収容することができない状況になってしまい、結局は、十分に小さいユーザ帯域の新規収容に限って、新たに収容可能となるからである。これは、図２に示すように、総ユーザ帯域が増加しなくなる（横ばい）現象として観測できる。
【００４０】
同時に、当該帯域共用型通信設備に収容されており、利用開始日から一定以上の日数が経過している個々のユーザ単位では、単体トラヒックモデルに従うと考えられるので、それぞれ見込んだ通信サービスに対して日常的な利用を既に始めており、個々のトラヒック量の変動も小さく安定的になっていると考えられる。
【００４１】
従って、当該帯域共用型通信設備に収容されているユーザ全体に対応する観測トラヒック量についても増加しなくなり、その変動幅は比較的小さくなって安定していく現象が起こると想定する。その現象が起こっている条件では、その時点以降において、観測されるトラヒック量が急峻に増加することが起こる確率は小さくなっていると評価できる。これは、品質劣化リスクも小さくなっている状況とも評価できる。
【００４２】
トラヒック安定期では、その時点以降において、状況変化が起こらなければ、観測されるトラヒック量が急峻に増加することが起こる確率、つまり、品質劣化のリスクが十分に小さくなっていると考えられるので、従来技術以上に、当該帯域共用型通信設備を有効に利用する運用が可能になる。
【００４３】
――トラヒック成長期とトラヒック安定期のサイクルの説明――
トラヒック安定期にある帯域共用型通信設備において、総ユーザ帯域に対して一定以上大きな割合の帯域を有するユーザが、収容の解除あるいは帯域の変更によって、当該帯域共用型通信設備から転出し、トラヒック量が失われて、当該帯域共用型通信設備に大きな余剰帯域が発生する状況が起こったものとする。
【００４４】
当該収容の解除あるいは帯域の変更のタイミング以降では、トラヒック安定期には収容出来なかった大きなユーザ帯域であっても収容することが可能となるので、当該帯域共有型通信設備への新規収容も再び活発化して、トラヒック成長期の状況が再現するものと考える。それに引き続いて、トラヒック安定期の状況も再現する。本実施の形態では、そのような再帰的構造をもつトラヒック成長期とトラヒック安定期の二つのモデルを仮定する。
【００４５】
これまでに説明した通り、帯域共用型通信サービスにおいて、単体トラヒックモデル及び多重トラヒックモデルの成立を前提条件として採用することにより、管理設計対象である帯域共用型通信設備に交互に排他的に起こる、トラヒック成長期とトラヒック安定期の現象の再帰的構造が仮定でき、それぞれの特徴・特性に着目することによって、トラヒック成長期とトラヒック安定期のそれぞれの状況に最適化した必要帯域算出アルゴリズム（必要帯域算出方法）を切り替えて用いることが可能となる。
【００４６】
―トラヒック成長期とトラヒック安定期の中間的な状態が観測されることの説明――
上記までの説明においては、理解の容易さのため、単体トラヒックモデル及び多重トラヒックモデルに対して、トラヒック成長期とトラヒック安定期という排他的な２状態を仮定したが、現実世界のユーザの利用実態や、それに従うトラヒックには、前記モデルのように、排他的に判定可能な理想的な成長期と安定期は、陽に存在するものではない。現実世界で観測されるトラヒック量には、トラヒック量の増加速度が相対的に大きな状態（トラヒック成長期に相当）と、トラヒック量の増加速度が極めて小さい状態（トラヒック安定期に相当）の両極端な状態であることは、かえって希有な状態であり、その２つの状態の中間として、トラヒックの増加速度が相対的に中程度な状態が連続的に存在するのであって、そのような連続状態空間の状態推移として、トラヒック量やその変動は観測されるに過ぎない。
【００４７】
しかしながら、トラヒック成長期とトラヒック安定期を理論モデルかつ背景メカニズムとして想定することで、安定期に至る時間的な経過のうちに、そのトラヒック変動が自ずから小さくなるというモデル仮説が、設備コスト削減のために本質的に重要なアイデアであって、本実施の形態では、従来技術に比べて、より経済的に帯域共用型通信設備の設計・運用・管理を実現することができる。
【００４８】
（実施の形態の詳細）
以下、本実施の形態の詳細な内容について図面を参照して説明する。
【００４９】
本実施の形態では、帯域の算出の実行が、一定の期間を単位に、継続して実施される状況を想定する。つまり、例えば、一カ月あるいは一週間といった、一定期間を周期として、必要となる帯域を算出するものとする。同様に、帯域を算出するための観測トラヒック量についても、一定周期分の測定データを集めて統計処理等が実施されるものとする。
【００５０】
本実施の形態では、帯域算出を実行する時点を「設計時点」と呼ぶが、当然、観測期間に比べて設計時点は未来であり、設計目標期間に比べて設計時点は過去の関係になる。なお、本実施の形態における「観測期間」や「設計目標期間」における「期間」とは、時間の幅のみならず、時点の概念も含むものである。
【００５１】
＜全体構成＞
図３は、本実施の形態における帯域算出の処理を行う通信帯域算出装置１０を含む全体構成を示すブロック図である。図３に示す通信帯域算出装置１０は、例えば、全体としてコンピュータを用いたサーバ装置等の情報処理装置からなる。図３に示すように、通信帯域算出装置１０は、通信ネットワーク２０から当該通信ネットワークのノード構成やトポロジ、回線帯域情報等のネットワーク情報４１を取得し、帯域共用型通信サービスを管理運用するオペレーションシステム２３からユーザ情報４２を取得し、更に、管理設計対象の帯域共用型通信設備３０及びノード２１、２２等から、トラヒック情報４３を取得する。
【００５２】
通信帯域算出装置１０は、これらの情報に基づいて、帯域共用型通信設備３０を管理設計対象とした将来の設計目標期間における、帯域共用型通信サービスの利用により発生するトラヒックについて、サービス品質の劣化を起こすことなく疎通を担保するために必要な通信帯域を算出する機能を有している。
【００５３】
＜帯域共用型通信設備３０について＞
通信帯域算出装置１０の構成を説明する前に、まず、帯域算出の対象となる帯域共用型通信設備３０について説明する。
【００５４】
図４に、帯域共用型通信設備３０の構成例を示す。図４に示すように、帯域共用型通信設備３０は、複数のユーザの回線を収容することが可能である。ユーザ帯域は、一般には規格化されており、それぞれの規格を「帯域カテゴリ」と呼ぶことにすると、図４の例では、３種類の帯域カテゴリである帯域カテゴリ３１、３２、３３が、それぞれ、１０Ｍｂｐｓ未満、１０Ｍｂｐｓ以上１００Ｍｂｐｓ未満、１００Ｍｂｐｓ以上１０００Ｍｂｐｓ未満と規格化されていて、当該帯域共用型通信設備３０に収容されている。これらユーザ帯域を持つ複数回線のトラヒックが重畳されて、帯域共用型通信設備３０により疎通がなされる。
【００５５】
図５は、帯域共用型通信設備３０に収容される帯域カテゴリ毎の収容回線数の例を示す。図５に示すように、この例では、帯域カテゴリ３１である１０Ｍｂｐｓ未満の収容回線数は２００回線、帯域カテゴリ３２である１０Ｍｂｐｓ以上１００Ｍｂｐｓ未満の収容回線数は１０回線、帯域カテゴリ３３である１００Ｍｂｐｓ以上１０００Ｍｂｐｓ未満の収容回線数は３回線である。なお、帯域共用型通信設備３０により通信回線が構成されるので、帯域共用型通信設備３０を通信回線と称してもよい。
【００５６】
＜通信帯域算出装置１０の構成＞
次に、図３を参照して、本実施の形態に係る通信帯域算出装置１０の構成について詳細に説明する。
【００５７】
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１１（以下、通信Ｉ／Ｆ部１１とする）、操作入力部１２、画面表示部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ＤＢ１４とする）、記憶部１５、及び、演算処理部１６が設けられており、内部通信バスＢを介して接続され、相互に情報の送受信が可能な機能を有している。なお、図３に示す通信帯域算出装置１０の構成は一例に過ぎない。本実施の形態で説明する必要帯域算出処理を実行できる構成であれば、通信帯域算出装置１０はどのような構成を有していてもよい。
【００５８】
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２３等の外部装置との間で相互に通信を行う機能を有している。
【００５９】
操作入力部１２は、キーボードやマウス等の操作入力装置からなり、オペレータからの入力操作を検出して、演算処理部１６へ出力する機能を有している。
【００６０】
画面表示部１３は、画面表示装置であって、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等の各種情報を画面表示する機能を有している。
【００６１】
ネットワーク情報ＤＢ１４は、ハードディスク等の記憶装置からなり、演算処理部１６での必要帯域算出処理に用いる各種処理情報を保存蓄積する機能を有している。
【００６２】
記憶部１５は、ハードディスクやメモリ等の記憶装置からなり、演算処理部１６での必要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。
【００６３】
演算処理部１６は、ＣＰＵ等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み、ネットワーク情報ＤＢ１４から、処理に必要となるネットワーク情報４１、ユーザ情報４２、トラヒック情報４３を適宜に取得し、必要帯域を算出するための各種演算処理を実行する機能と、算出した当該必要帯域をネットワーク情報ＤＢ１４等に出力する機能、とを有する。
【００６４】
より具体的には、図３に示すとおり、演算処理部１６は、情報取得部１６Ａ、トラヒック利用率算出部１６Ｂ、必要帯域算出部１６Ｃ、及び観測周期最適化部１６Ｄを有する。これら各機能部の処理動作の詳細については後述する。
【００６５】
また、本実施の形態に係る通信帯域算出装置１０は、１つ又は複数のコンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現することも可能である。すなわち、通信帯域算出装置１０が有する機能は、当該コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ、ハードディスクなどのハードウェア資源を用いて、通信帯域算出装置１０で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。また、上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。
【００６６】
＜演算処理部１６の処理動作＞
次に、図６のフロー図を参照して、演算処理部１６の必要帯域算出処理について詳細に説明する。以下では、図６に示すステップ番号の手順に沿って各機能部により実施される処理を説明する。
【００６７】
ステップＳ１１０、Ｓ１２０）まず、情報取得部１６Ａは、設計管理の対象となる帯域共用型通信設備３０に関して、帯域算出のための演算に必要となる、ネットワーク情報４１、ユーザ情報４２、トラヒック情報４３を取得して（ステップＳ１１０）、これらの情報をネットワーク情報ＤＢ１４に保存する（ステップＳ１２０）。
【００６８】
ネットワーク情報４１には、帯域共用型通信設備３０を含む通信ネットワーク２０の通信設備の帯域（インタフェース速度）が含まれる。
【００６９】
ユーザ情報４２には、帯域共用型通信設備３０に収容されている、あるいは、将来収容する予定になっている全ての契約（ユーザ）の集合Ｓに含まれる任意の契約ｉ（∈Ｓ）についてのユーザ帯域Ｂｉと利用開始日ｄｉが含まれる。ユーザ情報の全体を｛Ｂｉ，ｄｉ｝とする。
【００７０】
トラヒック情報４３には、帯域共用型通信設備３０を管理設計対象として、予め規定された観測周期によって長期間にわたり継続的に測定された観測トラヒック量の時系列データが含まれる。観測期間ｔにおける帯域共用型通信設備３０のトラヒック量をｙ（ｔ）とし、その時系列データとしての集合を｛ｙ（ｔ）｝とする。これを観測期間ｔにおける観測トラヒック量の時系列データ、あるいは、単に、観測トラヒック量と呼ぶことにする。
【００７１】
ステップＳ２１０）次に、トラヒック利用率算出部１６Ｂが、ネットワーク情報ＤＢ１４から管理設計対象の帯域共用型通信設備３０に関する観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝及びユーザ情報｛Ｂｉ，ｄｉ｝を取得する。
【００７２】
ステップＳ２２０〜Ｓ２４０）そして、トラヒック利用率算出部１６Ｂは、観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝を用いて、観測期間ｔ０に対応するトラヒック代表値ｘ（ｔ０）を算出し（ステップＳ２２０）、帯域共用型通信設備３０において、当該トラヒック代表値ｘ（ｔ０）に対応する、観測期間ｔ０において実際に利用されている回線のユーザ帯域の総和である総ユーザ帯域を対象としたトラヒック利用率である、トラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）を算出し（ステップＳ２３０）、観測期間ｔ０までには利用開始されていないが、将来の設計目標期間ｔ１までに新たに利用開始日をむかえる契約に対して想定するトラヒック利用率である、期待利用率ｅｒ（ｔ１）を算出する（ステップＳ２４０）。
【００７３】
なお、本実施の形態では、例として、１つの観測期間ｔ０を用いた必要帯域算出処理を説明しているが、時系列の複数の観測期間のそれぞれを用いて必要帯域算出を行ってもよい。
【００７４】
ステップＳ２５０）トラヒック利用率算出部１６Ｂは、ステップＳ２３０で算出したトラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）と、ステップＳ２４０で算出した期待利用率ｅｒ（ｔ１）をネットワーク情報ＤＢ１４に格納する。
【００７５】
――ステップＳ２２０の詳細――
上述したステップＳ２２０におけるトラヒック代表値ｘ（ｔ０）の算出について詳細に説明する。
【００７６】
本実施の形態では、トラヒック代表値ｘ（ｔ０）は、管理設計対象の帯域共用型通信設備３０に対して、観測期間中に測定された観測トラヒック量の時系列データ｛ｙ（ｔ）｝を、降順に並べ直したものに対して、予め指定された上位から第ｋ番目に大きな観測トラヒック量として定義されるものとしている。
【００７７】
すなわち、トラヒック代表値ｘ（ｔ０）は、以下の式（１）で定義される。
【００７８】
【数１】
0006258900.tif 000002
ただし、式（１）において、関数ＤｅｃｅｎｄｉｎｇＯｒｄｅｒ（Ａ，ｉ）は、第１引数である実数の集合Ａに対して、降順に並べ直しを行い、第２引数である正の整数ｉで指定される上位から第ｉ番目の実数を出力とする関数である。
【００７９】
具体的な例を挙げて説明すると、着目する帯域共用型通信設備３０のトラヒック観測が、観測周期が５分で、観測期間が１週間単位の場合、観測期間ごとに約２０００ポイント（正確には、１２×２４×７＝２０１６回）の観測トラヒックデータが得られる。観測期間ｔ０における観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝を降順に並べ直し、例えば、上位から第２０番目の観測トラヒック量として、トラヒック代表値ｘ（ｔ０）を定義するものとする。
【００８０】
当該トラヒック代表値ｘ（ｔ０）は、観測期間ｔ０の観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝を分布としたときに、分布の裾側から１％点（分布の全体側からは９９％点）に等しい。
【００８１】
既に説明したように、ステップＳ２２０では、ステップＳ２１０で取得した観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝を用いて、上記の処理に従い、観測期間ｔ０に対応するトラヒック代表値ｘ（ｔ０）を算出する。
【００８２】
――ステップＳ２３０の詳細――
次に、ステップＳ２３０におけるトラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）の算出について詳細に説明する。
【００８３】
トラヒック代表値ｘ（ｔ０）に対応するトラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）は、以下の式（２）で定義される。式（２）において、トラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）の算出対象である帯域共用型通信設備３０に収容されており、かつ、観測期間ｔ０において利用開始されている契約の集合をＳ（ｔ０）とし、契約ｉのユーザ帯域をＢｉとしている。
【００８４】
【数２】
0006258900.tif 000003
ただし、上記式（２）で算出するトラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）では、観測されるトラヒック量の絶対値が小さいとき等において、非常に不安定な数値を算出することがあるため、予め指定している上限値ｕｂ、あるいは、下限値ｌｂによって、以下の式（３）に基づき、補正後のトラヒック利用率ｘｒＢ（ｔ０）を算出し、以降の処理で用いるトラヒック利用率として当該補正後のトラヒック利用率を使用してもよい。
【００８５】
【数３】
0006258900.tif 000004
本実施の形態では、補正後のトラヒック利用率ｘｒＢ（ｔ０）を、改めて、トラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）とする。つまり、以降の説明において、トラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）は、補正後のトラヒック利用率ｘｒＢ（ｔ０）を意味する。
【００８６】
――ステップＳ２４０の詳細――
次に、ステップＳ２４０における期待利用率ｅｒ（ｔ１）の算出について詳細に説明する。
【００８７】
帯域共用型通信設備３０に対して、現時点（観測期間ｔ０の時点）では利用開始されていないが、現時点から将来の設計目標期間までに新たに利用開始日をむかえるユーザを、ここでは、「設計目標期間の新規ユーザ」と呼ぶ。
【００８８】
将来の設計目標期間ｔ１での新規ユーザに基づくトラヒック量による、当該ユーザ帯域に対するトラヒック利用率を期待利用率ｅｒ（ｔ１）と呼ぶ。
【００８９】
期待利用率ｅｒ（ｔ１）は、帯域共用型通信設備３０に収容され、かつ、既に利用開始しているユーザのトラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）を参考値と考えた上、適切な余裕分の利用率を加算する必要がある。
【００９０】
そのため、適切な係数ｃｑ（＞１）と、最低限考慮すべきトラヒック利用率ｕｒ（＞０）を用いて、以下の式（４）で算出するものとする。
【００９１】
【数４】
0006258900.tif 000005
ただし、式（４）において、関数Ｍａｘは、当該関数の引数のうち、最大の引数を値として出力する関数である。
【００９２】
次に、必要帯域算出部１６Ｃにより実施される必要帯域算出処理について説明する。必要帯域算出部１６Ｃにより実施される必要帯域算出処理に関し、本実施の形態では、第１の例と第２の例がある。以下ではまず、第１の例について説明し、第２の例については後述する。図７に示すように、第１の例における必要帯域算出部１６Ｃは、状態判定部１６Ｃａ、成長期被観測帯域算出部１６Ｃｂ、安定期被観測帯域算出部１６Ｃｃ、短時間変動評価部１６Ｃｄ、及び算出パラメータ最適化部１６Ｃｅを有する。第１の例における必要帯域算出処理は、適宜これらの機能部により行われるものである。以下、図６のステップＳ３１０以降の必要帯域算出処理について、ステップの番号に沿って説明する。
【００９３】
ステップＳ３１０）必要帯域算出部１６Ｃは、ネットワーク情報ＤＢ１４から、管理設計対象の帯域共用型通信設備３０の観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝とユーザ情報｛Ｂｉ，ｄｉ｝に加えて、トラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）と、期待利用率ｅｒ（ｔ１）とを入力情報として取得する。
【００９４】
ステップＳ３２０）状態判定部１６Ｃａは、管理設計対象の帯域共用型通信設備３０の観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝とユーザ情報｛Ｂｉ，ｄｉ｝に加えて、トラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）と、期待利用率ｅｒ（ｔ１）に基づき、将来の設計目標期間ｔ１における管理設計対象の帯域共用型通信設備３０に多重されたトラヒックがトラヒック成長期であるか、又は、トラヒック安定期であるかを判定する。
【００９５】
以下、ステップＳ３２０における上記判定処理を詳細に説明する。
【００９６】
本実施の形態では、これまでに説明した通り、管理設計対象の帯域共用型通信設備３０に多重されたトラヒックの状態は、トラヒック成長期とトラヒック安定期のどちらかの状態に排他的に分類されるものと考える。帯域共用型通信設備３０の新設時点、つまり、ユーザを全く収容していない時点では、トラヒック成長期と定義しているため、トラヒック成長期からトラヒック安定期への移行を判定する条件と、トラヒック安定期からトラヒック成長期への移行を判定する条件を定義することにより、帯域共用型通信設備３０の状態が、トラヒック成長期あるいはトラヒック安定期のどちらの状態であるかを排他的に判定することが可能になる。
【００９７】
――トラヒック成長期からトラヒック安定期への移行判定条件――
以下の２条件が同時に成立するとき、トラヒック成長期からトラヒック安定期へ移行すると判定する。つまり、以下の２条件が同時に成立するとき、帯域共用型通信設備３０の状態はトラヒック安定期であると判定される。
【００９８】
（条件１）
時期ｔで利用されているユーザの集合Ｓ（ｔ）に対して定義できる総ユーザ帯域Ｂ（ｔ）を、以下の式（５）で定義する。
【００９９】
【数５】
0006258900.tif 000006
条件１は、観測期間ｔ０の総ユーザ帯域Ｂ（ｔ０）と比べて設計目標期間ｔ１の総ユーザ帯域Ｂ（ｔ１）がほとんど増加しないという条件を満たすことである。つまり、総ユーザ帯域の増加速度がある定数パラメータより小さくなるという条件を満たすことである。この条件１は、適切な定数ｄを用いて、以下の式（６）で定式化される。
【０１００】
【数６】
0006258900.tif 000007
（条件２）
ネットワーク情報ＤＢ１４から取得した観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝に基づき、帯域共用型通信設備３０に対する、観測期間ｔ０における直近の過去Ｌ日間の移動平均μＬ（ｔ０）と移動標準偏差σＬ（ｔ０）を算出する。
【０１０１】
トラヒック安定期とは、当該移動平均μＬ（ｔ０）と当該移動標準偏差σＬ（ｔ０）の数値的な変動幅が、両方とも小さくなることであるので、条件２は、それらの変動幅が十分に小さくなることを具体的な条件とし、以下の式（７）で定式化する。ここで、Ｌ、Δｔ、αμ、ασは、適切な定数とする。
【０１０２】
【数７】
0006258900.tif 000008
――トラヒック安定期からトラヒック成長期への移行判定条件――
トラヒック安定期からトラヒック成長期への移行判定条件は、トラヒック成長期からトラヒック安定期への移行判定条件が成立しなくなることで定義するものとする。つまり、上記の２条件の少なくとも１つが成立しないときに、帯域共用型通信設備３０の状態はトラヒック成長期であると判定される。
【０１０３】
以下で、管理設計対象である帯域共用型通信設備３０に対して、将来の設計目標期間で品質確保するために必要となる帯域について、より具体的に説明する。
【０１０４】
――短時間変動評価の説明――
まず、観測されるトラヒック量は、予め設定された観測周期の間に、帯域共用型通信設備３０を疎通するトラヒック量の平均値である。そのため、当該観測周期に比べて極めて短い時間間隔で測定することを仮定した場合には、当該平均値に比べて高いトラヒック量が測定されることになる。この対応関係の評価を、本実施の形態では、「短時間変動評価」と呼び、測定できないトラヒック変動にも品質劣化を起こさないために必要となる帯域を求めることとしている。
【０１０５】
本実施の形態では、これまでに説明したように、帯域には、観測されるトラヒック量と直接比較可能な意味での帯域と、観測できないトラヒック量の短時間変動を吸収できる意味での帯域があり、両者の違いを明確にするため、前者の意味での帯域を、「被観測帯域」と呼び、後者の意味での帯域を、「短時間変動を考慮した必要帯域」、あるいは、単に「必要帯域」と呼ぶものとする。
【０１０６】
上述のように、本実施の形態では、各帯域共用型通信設備３０は、トラヒック成長期あるいはトラヒック安定期に排他的に判定することができ、それぞれのトラヒックモデルの特徴に従うと考えるため、将来の設計目標期間においては、それぞれ被観測帯域の数値は異なることになる。従って、成長期に従う被観測帯域を「成長期被観測帯域」と呼び、安定期に従う被観測帯域を「安定期被観測帯域」と呼ぶものとする。
【０１０７】
観測期間ｔ０とし、管理設計対象の帯域共用型通信設備３０に対して、将来の設計目標期間ｔ１における必要帯域をＦ（ｔ１）とする。将来の設計目標期間ｔ１における必要帯域Ｆ（ｔ１）は、被観測帯域と、それに加えて、短期変動としての増加分の帯域からなり、それぞれの項を、Ｆｍ（ｔ１）、Ｆｖ（ｔ１）とおくと、以下の式（８）として表すことができる。
【０１０８】
【数８】
0006258900.tif 000009
更に、上述したように、被観測帯域には、トラヒック成長期とトラヒック安定期があるので、それぞれの条件で算出したことを明記するために、将来の設計目標期間ｔ１のトラヒック成長期の多重トラヒックモデルに従い算出された被観測帯域を成長期被観測帯域Ｆｍｇ（ｔ１）と定義し、他方、トラヒック安定期の多重トラヒックモデルに従い算出された被観測帯域を安定期被観測帯域Ｆｍｓ（ｔ１）と定義する。これらの定義に基づくステップＳ３３０以降の処理を説明する。
【０１０９】
ステップＳ３３０、Ｓ３４０）管理設計対象の帯域共用型通信設備３０におけるトラヒックの状態について、状態判定部１６Ｃａがトラヒック成長期であると判定した場合、成長期被観測帯域算出部１６Ｃｂは、当該トラヒック成長期に対応する被観測帯域を算出する。
【０１１０】
より詳細には、成長期被観測帯域算出部１６Ｃｂは、帯域共用型通信設備３０に関する観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝をネットワーク情報ＤＢ１４から取得し（ステップＳ３３０）、成長期の被観測帯域を算出する（ステップＳ３４０）。
【０１１１】
――ステップＳ３４０の詳細――
ステップＳ３４０における成長期の被観測帯域の算出について詳細に説明する。
【０１１２】
成長期被観測帯域算出部１６Ｃｂは、以下の式（９）に従い、成長期被観測帯域Ｆｍｇ（ｔ１）を算出する。
【０１１３】
【数９】
0006258900.tif 000010
ただし、式（９）において、契約の集合Ｓ０は、観測期間ｔ０で既に利用されている通信回線であって、かつ、将来の設計目標期間ｔ１でも継続して利用されている通信回線の集合とする。
【０１１４】
同様に、契約の集合Ｓ１は、観測期間ｔ０では未だ利用されていない通信回線であって、かつ、将来の設計目標期間ｔ１では利用されている通信回線の集合とする。つまり、Ｓ０、Ｓ１は、以下の式（１０）によって定義される集合である。
【０１１５】
【数１０】
0006258900.tif 000011
ここで、式（１０）において、集合演算子"−"は、差・相対補の演算子を表す。
【０１１６】
ステップＳ３５０、Ｓ３６０）管理設計対象の帯域共用型通信設備３０におけるトラヒックの状態について、状態判定部１６Ｃａがトラヒック安定期であると判定した場合、安定期被観測帯域算出部１６Ｃｃは、当該トラヒック安定期に対応する被観測帯域を算出する。
【０１１７】
より具体的には、安定期被観測帯域算出部１６Ｃｃは、帯域共用型通信設備３０に関する観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝をネットワーク情報ＤＢ１４から取得し（ステップＳ３５０）、安定期の被観測帯域を算出する（ステップＳ３６０）。
【０１１８】
――ステップＳ３６０の詳細――
ステップＳ３６０における安定期の被観測帯域の算出について詳細に説明する。
【０１１９】
安定期被観測帯域算出部１６Ｃｃは、以下の式（１１）に従い、安定期被観測帯域Ｆｍｓ（ｔ１）を算出する。
【０１２０】
【数１１】
0006258900.tif 000012
ただし、式（１１）において、μＬ（ｔ０）、σＬ（ｔ０）は、当該帯域共用型通信設備３０に対する観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝から算出される、それぞれ直近Ｌ日間の移動平均と移動標準偏差である。また、移動平均の日数Ｌと、係数ｃ３、ｃ４は予め適切に定められた定数である。
【０１２１】
ステップＳ３７０）次に、短時間変動評価部１６Ｃｄが、成長期被観測帯域算出部１６Ｃｂから成長期被観測帯域を取得する、あるいは、安定期被観測帯域算出部１６Ｃｃから安定期被観測帯域を取得する。
【０１２２】
ステップＳ３８０、Ｓ３９０）そして、短時間変動評価部１６Ｃｄは、ステップ３７０で取得した被観測帯域に対して、より短い時間でのトラヒックの大きな変動を吸収するための短時間変動を考慮した必要帯域を算出し（ステップＳ３８０）、算出した当該必要帯域を外部に出力する（ステップＳ３９０）。
【０１２３】
――ステップＳ３８０の詳細――
以下、ステップＳ３８０における短時間変動を考慮した必要帯域の算出について詳細に説明する。
【０１２４】
短時間変動評価部１６Ｃｄは、ステップＳ３７０において成長期被観測帯域算出部１６Ｃｂから取得した成長期被観測帯域か、あるいは、安定期被観測帯域算出部Ｃｃから取得した安定期被観測帯域のいずれかを、式（１２）に従い、将来の設計目標期間ｔ１での被観測帯域Ｆｍ（ｔ１）として設定する。
【０１２５】
【数１２】
0006258900.tif 000013
短時間変動評価部１６Ｃｄは、更に、以下の式（１３）に従って、Ｆｖ（ｔ１）を算出する。
【０１２６】
【数１３】
0006258900.tif 000014
ただし、式（１３）におけるｐ（ｔ１）は下記の式（１４）で定義されるものである。
【０１２７】
【数１４】
0006258900.tif 000015
ここで、式（１３）における係数ｃ５は、予め適切に定められた定数である。
【０１２８】
これまでに説明したように、必要帯域算出にあたっては、各種の定数パラメータが使用される。算出パラメータ最適化部１６Ｃｅは、これら定数パラメータの提供、及び最適化を行う。具体的には以下のとおりである。
【０１２９】
ステップＳ４１０、Ｓ４２０）算出パラメータ最適化部１６Ｃｅは、必要帯域算出部１６Ｃの内部で利用する式（５）から式（１２）の定数パラメータを提供する（ステップＳ４１０）とともに、当該定数パラメータを最適化する（ステップＳ４２０）。
【０１３０】
ステップＳ４２０の具体的な最適化手法の例としては、将来の設計目標期間ｔ１の被観測帯域Ｆｍ（ｔ１）と、当該の期間に実際に観測されたトラヒック量｛ｙ（ｔ）｝とを比較し、誤差が最小かつロバストとなるように、前記の定数パラメータを決定する最適化問題を解くこと等が実行可能である。なお、将来の設計目標期間ｔ１の被観測帯域Ｆｍ（ｔ１）は、将来の設計目標期間ｔ１において観測されることが推定されるトラヒック量に相当する。
【０１３１】
次に、観測周期最適化部１６Ｄにより実施される観測周期最適化処理について説明する。図８に示すように、観測周期最適化部１６Ｄは、トラヒック分布作成部１６Ｄａ、比較評価部１６Ｄｂ、最適周期決定部１６Ｄｃ、観測周期設定部１６Ｄｄを有する。観測周期最適化処理は、適宜これらの機能部により行われるものである。
【０１３２】
図９は、本実施の形態における観測周期最適化部１６Ｄの処理を示すフロー図であり、以下、図９のステップの番号に沿って観測周期最適化処理を説明する。
【０１３３】
ステップＳ５００）トラヒック分布作成部１６Ｄａは、まず、ネットワーク情報ＤＢ１４から、観測周期を最適化しようとする設備の時系列の観測トラヒック量（トラヒックデータ、周期）を受け取る。ここで、本実施の形態において、当該観測トラヒック量の観測周期（図９では周期τと記載）は５分であるものとするが、これは説明を分かりやすくするためであり、異なる周期であっても同様となる。次に、トラヒック分布作成部１６Ｄａは、通信サービスの提供品質を維持・管理する目的から、当該設備の観測トラヒック量からトラヒック分布を作成する。より具体的には、トラヒック分布の予め設定するパーセント点、例えば、９９％点の算出を行っているものとする。この機能により、５分周期のトラヒックデータでの９９％点が、例えば、１００Ｍｂｐｓであるという結果が算出されているものとする。
【０１３４】
次に、観測周期を延長した場合（図９では周期τ´と記載）のトラヒック分布を作成する。ここでは、６０分周期に延長した場合のトラヒック分布を作成するものとして説明を進めるが、これは一例に過ぎず、５分周期の観測周期の定数倍の任意のトラヒック分布を作成できることは自明である。６０分周期に延長した場合のトラヒック分布では、例えば、９９％点が１０３Ｍｂｐｓであるということが算出されたものとする。ここでは、トラヒック分布の９９％点として議論したが、より一般には、時間に依存して大きく変動する多数のトラヒック観測値を入力として、予め定めた任意の計算手順によって求められる統計的な数値を出力として作成してもよい。
【０１３５】
ステップＳ５１０）次に、比較評価部１６Ｄｂは、観測周期延長によるコスト削減効果の比較評価を行う。つまり、５分周期（周期τ）と６０分周期（周期τ´）のそれぞれにおいて、観測・収集・蓄積に関わるコスト評価と、設備コスト評価を実施して、全体コストの削減効果を算出する。
【０１３６】
前記の例において、５分周期（周期τ）と６０分周期（周期τ´）では、トラヒックデータ量は１２分の１になるので、トラヒックデータの観測・収集・蓄積に関わるコストも、単純には、１２分の１に変わると考えることができる。一方、観測されるトラヒック分布の９９％値が、３％増加したため、当該設備において同等品質の通信サービスを提供するために、単純には設備量を３％多く必要とすると考えれば、設備コストが３％程度増大すると評価することができる。観測、収集及び蓄積のコスト情報と設備コストの情報を内部に所持させることで、トラヒック観測が５分周期であるのに対して、６０分周期に変更することによる全体コストへの効果を評価することができる。
【０１３７】
より一般的には、観測周期ｌでのトラヒックデータの観測、収集及び蓄積に関わるコスト関数をＣｏ（ｌ）とし、設備量の設計基準となるトラヒック分布の％値をＢｐ（ｌ）としたとき、設備量のコスト関数をＫ（Ｂｐ（ｌ））とする。このとき、現在の観測周期がｌ＝τであるとき、周期をｌ＝τ'に延長する場合には、全体コストの削減効果（コスト評価の値）は、以下の式（１５）で表すことができる。
【０１３８】
【数１５】
0006258900.tif 000016
このようなコスト関数を、観測周期ｌをパラメータとする多項式として、予め観測周期最適化部１６Ｄの内部、あるいは、記憶部１５に備えてもよい。
【０１３９】
ステップＳ５２０）最適周期決定部１６Ｄｃは、比較評価部１６Ｄｂからのコスト評価を入力として、現在の５分周期のままでよいのか、周期延長の候補としての６０分周期に変更するのかを、コスト削減効果の尺度から決定する。あるいは、６０分に加えて、２０分、３０分等他の周期と比較して、コスト削減効果が最適な観測周期を選択的に決定してもよい。基本的に、観測周期を変更する場合（変更判断結果がＹＥＳの場合）は後述する観測周期の設定更新の処理を行う。観測周期を変更しない場合（変更判断結果がＮｏの場合）は処理を終了する。
【０１４０】
ただし、本実施の形態においては以下の考慮を加えることを特徴とする。一般に、観測周期が長ければ長いほど、トラヒックデータの観測・収集・蓄積に関する設備コストは削減できるが、逆に、パケットレベルの瞬間的な短時間変動の推定が難しくなり、その分余計に安全側に設備量を増やす必要が生じる、というトレードオフの側面が存在する。パケットレベルの瞬間的な短時間変動は、利用される通信アプリケーションの進展・進化や通信端末・サーバの転送性能の向上、通信プロトコルの機能開発等によって、従来、次第に変動が大きくなっている。適切な精度での短時間変動推定を行うためには、可能な限り短い周期でトラヒックデータを一貫継続して観測・蓄積していることの重要性が存在する。
【０１４１】
そのため、一部の通信設備に対しては、トラヒック観測周期は最小時間（例えば、５分）を一貫して維持するものとする。通信設備には多様な種類が存在すること、通信サービスの種類によって短時間変動の特徴が異なるため、同じ観測周期で観測されるトラヒック量が同等であっても必要となる設備量を変える必要があること、トラヒックデータは一定以上の長い期間（例えば、少なくとも２年以上）のデータ蓄積が無ければ有効な統計的処理が出来ないこと等を考慮しなければならない。そのため、設備の種類や、設備を経由するトラヒック量を占める主要な通信サービスの組合せ条件等によらず、少なくとも１台以上の設備が含まれるような設備グループを設定し、あるいは、設備の利用率に関して上位設備が含まれるような設備グループを設定し、トラヒック観測周期を最短周期のまま維持する設備グループリストを保持することを特徴とする。その設備グループに含まれない設備に対しては、コスト削減効果が見込まれることを考慮して、最適な観測周期への変更を決定するものとする。前記最短周期を維持する設備グループリストに変更があれば、追加登録・削除等の更新処理を行う。
【０１４２】
最短周期を維持する設備グループリストは、例えば記憶部１５に格納され、最適周期決定部１６Ｄｃは、当該設備グループリストを参照することで、変更対象設備が当該設備グループリストに含まれていれば当該設備に対して最短周期を適用し、含まれていなければ周期の変更を行う。
【０１４３】
ステップＳ５３０）最適周期決定部１６Ｄｃにより、当該設備に関する観測周期を変更すると決定された場合に、観測周期設定部１６Ｄｄでは、最適周期決定部１６Ｄｃからの入力（変更後の観測周期τ´を含む）を受けて、情報収集部１６Ａに対して、当該設備のトラヒックデータ観測周期の設定・変更を実施する。
【０１４４】
＜必要帯域算出部１６Ｃにより実施される必要帯域算出処理の第２の例＞
次に、必要帯域算出部１６Ｃにより実施される必要帯域算出処理の第２の例について図１０のフローチャートを参照して説明する。第２の例での必要帯域算出部１６Ｃの構成に関しては、図１１に示すように、被観測トラヒック量算出部１６Ｃｆ、短時間変動評価部１６Ｃｄ、及び算出パラメータ最適化部１６Ｃｅを有する。第２の例における必要帯域算出処理は、適宜これらの機能部により行われるものである。以下、図１０のステップＳ３１０以降の必要帯域算出処理について、ステップの番号に沿って説明する。
【０１４５】
ステップＳ３１０）必要帯域算出部１６Ｃは、ネットワーク情報ＤＢ１４から、管理設計対象の帯域共用型通信設備３０の観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝とユーザ情報｛Ｂｉ，ｄｉ｝に加えて、トラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）と、期待利用率ｅｒ（ｔ１）とを入力情報として取得する。
【０１４６】
ステップＳ３１５）被観測トラヒック量算出部１６Ｃｆは、管理設計対象の帯域共用型通信設備３０の観測トラヒック量｛ｙ（ｔ）｝とユーザ情報｛Ｂｉ，ｄｉ｝に加えて、トラヒック利用率ｘｒ（ｔ０）と、期待利用率ｅｒ（ｔ１）とその他のパラメータに基づき、将来の設計目標期間ｔ１における管理設計対象の帯域共有型通信設備３０に多重されたトラヒック量の被観測トラヒック量を算出する。
【０１４７】
以下、ステップＳ３１５における上記算出処理を詳細に説明する。
【０１４８】
本実施の形態では、これまでに説明した通り、管理設計対象の帯域共用型通信設備３０に多重される契約単位（これを"ユーザ単位"と称してもよい）のトラヒックの状態は、抽象的にトラヒック成長期とトラヒック安定期が存在し、現実的には、その中間の状態にある。トラヒック成長期とトラヒック安定期の間の関係は、ユーザが帯域共用型通信サービスの契約目的として、予め事業活動において意図した通信サービスが存在しており、通信設備の開通日以降に当該通信サービスの利用を試験的・限定的に始めて、ある程度の時間をかけて当該通信サービスの利用を本格化・定常化・安定化させていくことに対応して、トラヒック成長期からトラヒック安定期へ移行することを想定する。
【０１４９】
この移行の進捗状況を判断するための情報として、契約単位のトラヒック量の測定が出来ない場合（通信設備を疎通する契約全体のトラヒック量としては測定できる）には、通信サービスの開通日（利用開始日）からの経過期間を利用する。単純には、一定の期間以上を経過しているならば、トラヒック安定期に既に到達しているものと推定することができる。
【０１５０】
当該通信サービスにおいて、開通日からトラヒック安定期に至るまでに経過する期間をＷ（例えば、１年間≒約５０週間）とすると、Ｗ以降には、Ｗ以前よりも被観測トラヒック量（被観測帯域）を小さくしても、品質劣化は起こりにくい。更に、帯域削減を順次進めるために、Ｗよりも短い期間Ｕ（例えば、約１０週間）毎に、被観測トラヒック量を順次減らしていくことも可能である。
【０１５１】
必要帯域算出処理の第２の例では、後者の例に基づき、開通日以降、５０週経過してトラヒック安定期に至るモデルを想定する。ここでは、将来の設計目標期間ｔ１において、未開通の契約の集合をＵ０（ｔ１）とし、開通後１０週未満の契約の集合をＵ１（ｔ１）とし、開通後１０週以上２０週未満の契約の集合をＵ２（ｔ１）とし、開通後２０週以上３０週未満の契約の集合をＵ３（ｔ１）とし、開通後３０週以上４０週未満の契約の集合をＵ４（ｔ１）とし、開通後４０週以上５０週未満の契約の集合をＵ５（ｔ１）とし、５０週以上の契約の集合をＵ６（ｔ１）とする。なお、「契約の集合」は、「ユーザの集合」に相当する。
【０１５２】
このとき、契約の集合Ｕｉ（ｔ１）（ｉ＝０，１，２，・・・，６）、それぞれについての被観測トラヒック量の平均項Ｍｉ（ｔ１）と変動項Ｖｉ（ｔ１）を、Ｕｉ（ｔ１）に対して想定する利用率ｒｉを用いて、以下のように決めるものとする。
【０１５３】
【数１６】
0006258900.tif 000017
【０１５４】
【数１７】
0006258900.tif 000018
上記のパラメータｒｉ（段階的な期待利用率）は、過去の観測トラヒックデータに基づき、０≦ｒ０≦ｒ１≦ｒ２≦・・・≦ｒ６≦ｅｒ（ｔ１）となるように決定する。これにより、開通後の経過時間の長さに応じて、トラヒック変動が安定的になることを見込んだ評価を行うことが出来る。なお、各Ｂｋの値はユーザ情報から取得できる。
【０１５５】
更に、全ての契約の集合に対する被観測帯域Ｆｍ（ｔ１）は、開通後の経過時間の長さに従う契約の集合Ｕｉ（ｔ１）（ｉ＝０，１，２，・・・，６）、それぞれについての被観測トラヒック量の平均項Ｍｉ（ｔ１）と変動項Ｖｉ（ｔ１）を用いて、以下のように定めるものとする。
【０１５６】
【数１８】
0006258900.tif 000019
上記のパラメータｃｍｉ、ｃｖｉは、０＜ｃｍｉ、ｃｖｉ＜１（ｉ＝０，１，２，・・・，６）、かつ、過去の観測トラヒックデータに基づき、過去の観測トラヒック量がＦｍ（ｔ１）を上回らないという条件から、数値的に定めることが出来る。
【０１５７】
このとき、上記の契約の集合Ｕｉ（ｔ１）、それぞれについて予め想定する利用率ｒｉに対して、その集合Ｕｉ（ｔ１）に含まれるユーザ帯域の総和が大きくなればなるほど、実際のトラヒック量は少なくなる傾向がある。従って、下記の式（１９）に示すとおり、当該ユーザ帯域の総和が一定値Ｇｉよりも小さいときには、利用率ｒｉとして、より大きな利用率ｒｉ＋を用いて評価し、一定値Ｇｉよりも大きくなれば、利用率ｒｉとしては、より小さな利用率ｒｉ−を用いることも可能である。
【０１５８】
【数１９】
0006258900.tif 000020
更に、開通日からの経過日数に依存した契約の集合を簡素化し、未開通の契約の集合をＵ０（ｔ１）とし、開通後Ｗ未満の集合をＵ１（ｔ１）とし、開通後Ｗ以上の集合をＵ２（ｔ１）とするように三つのグループに分割することとしてもよい。また、分割数はこれまでに説明したものに限られず、他の分割数としてもよい。
【０１５９】
上記のような手順により決定する、開通日からの経過日数に依存して分けられた契約の集合に対して、将来の設計目標期間ｔ１において想定する利用率ｒｉを、運用日数に依存する段階的な期待利用率と呼ぶことにする。
【０１６０】
特に、トラヒック成長・変動が小さくなることが期待される開通日からの経過日数（開通日からトラヒック安定期に至るまでに経過する経過日数に相当）は、１年程度とするのが適切であることが過去のトラヒックデータの分析から明らかになっている。この背景は以下のとおりである。
【０１６１】
企業にとって帯域共用型通信サービスの利用価値は高いが、その費用もかさむため、契約締結以前に見込まれるトラヒック量と対応するユーザ帯域、そのコスト対事業貢献効果は適切に精査されることが通常である。企業決算は単年度であるため、コストの支出開始以降、すなわち、開通日以降、遅くとも１年以内に事業貢献効果が見えるようになることが、企業として求められるためと考えられる。
【０１６２】
必要帯域算出処理の第２の例におけるステップＳ３８０の処理は、第１の例におけるステップＳ３８０のＦｍ（ｔ１）として、第２の例において求めたＦｍ（ｔ１）を使用した処理となる。第２の例におけるステップＳ３９０の処理は、第１の例におけるステップＳ３９０と同じである。
【０１６３】
また、必要帯域算出処理の第２の例を実施する場合においても、ステップＳ４１０、Ｓ４２０において、算出パラメータ最適化部１６Ｃｅは、必要帯域算出部１６Ｃの内部で利用する各式の定数パラメータを提供する（ステップＳ４１０）とともに、当該定数パラメータを最適化する（ステップＳ４２０）。最適化手法の例は既に説明したとおりである。また、観測周期最適化処理についても既に説明したとおりに実施できる。
【０１６４】
（実施の形態のまとめ）
本実施の形態では、新規に収容するユーザを追加した場合を想定した将来の設計目標期間における必要帯域を算出する通信帯域算出装置が提供される。
【０１６５】
すなわち、本実施の形態では、帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、前記ネットワークにおける通信回線（通信設備と称してもよい）から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、周期的に取得した前記トラヒック量に基づいて、前記通信回線におけるトラヒックの状態が、トラヒック成長期とトラヒック安定期のいずれにあるかを判定し、判定された状態に対応した必要帯域算出方法に従って、前記トラヒック利用率及び前記期待利用率を用いて前記設計目標期間における前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段とを備える通信帯域算出装置が提供される。
【０１６６】
前記トラヒック利用率算出手段は、前記トラヒック利用率を、予め設定されている上限値以下、かつ予め設定されている下限値以上となるように補正した補正トラヒック利用率を算出し、当該補正トラヒック利用率を前記トラヒック利用率とすることとしてもよい。
【０１６７】
前記必要帯域算出手段は、前記所定の通信帯域である総ユーザ帯域の増加速度がある定数パラメータより小さくなる第１の条件が成立し、かつ、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均と移動標準偏差の変動量がそれぞれある定数パラメータより小さくなる第２の条件が成立する場合に、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定し、前記第１の条件と第２の条件のうち少なくとも１つの条件が成立しない場合に、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定するようにしてもよい。
【０１６８】
また、本実施の形態により、帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、各ユーザについてのユーザ帯域と開通日を有するユーザ情報に基づいて、前記設計目標期間における開通日からの経過日数に依存してユーザの集合をグループ分けし、開通日からの経過日数に従ってトラヒック成長期からトラヒック安定期に移行するという仮説に基づいて、前記期待利用率を用いて前記グループ分けに対応する段階的な期待利用率である段階的期待利用率を定め、当該段階的期待利用率と前記グループ分けされた各ユーザの集合における総ユーザ帯域とを用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段とを備える通信帯域算出装置が提供される。
【０１６９】
前記必要帯域算出手段は、未開通のユーザの集合と、トラヒック安定期に至ることが期待される開通日からの経過日数を経過しないユーザの集合と、当該経過日数を超過したユーザの集合の三つの集合にグループ分けすることとしてもよい。
【０１７０】
前記必要帯域算出手段は、例えば、トラヒック安定期に至ることが期待される開通日からの経過日数を１年とする。
【０１７１】
前記必要帯域算出手段は、前記設計目標期間における前記段階的期待利用率の算出において、開通日からの経過日数に依存してグループ分けされたユーザの集合に対して、該当するユーザ帯域の総和が所定の値よりも大きい場合に、前記段階的期待利用率として、当該総和が所定の値よりも大きくない場合よりも小さな値を算出することとしてもよい。
【０１７２】
前記通信帯域算出装置は、前記トラヒック量を利用して、前記通信回線に対するトラヒック量収集周期の最適化評価を行い、前記ネットワーク情報収集手段に対して、最適化したトラヒック量収集周期への設定変更を行う観測周期最適化手段を更に備えることとしてもよい。
【０１７３】
前記通信帯域算出装置は、予め定めた最短周期でトラヒック量を収集する通信回線のリストを保持し、前記観測周期最適化手段は、最適化対象の通信回線が、当該リストの中の通信回線である場合に、当該通信回線に対して前記最短周期を適用することとしてもよい。
【０１７４】
前記必要帯域算出手段は、前記設計目標期間において観測されることが推定されるトラヒック量と、当該設計目標期間に実際に観測されたトラヒック量とを比較することにより、前記必要帯域の算出に用いられる定数パラメータを最適化する定数パラメータ最適化手段を含むこととしてもよい。
【０１７５】
本実施の形態によれば、帯域共用型通信サービスにおいて、限られた帯域の中でサービス品質を低下せずに、より多数のユーザを収容できる設備量を算出することを可能とする技術が提供される。
【０１７６】
また、当該技術により、帯域共用型通信サービスを提供する通信サービス事業者は、品質劣化を回避しながら、従来技術に比べて、運用する通信設備を更に高効率に利用し、より大きな事業収益をもたらす通信帯域算出を行うことが可能となる。
【０１７７】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【０１７８】
１０…通信帯域算出装置
１１…通信Ｉ／Ｆ部
１２…操作入力部
１３…画面表示部
１４…ネットワーク情報ＤＢ
１５…記憶部
１６…演算処理部
１６Ａ…情報取得部
１６Ｂ…トラヒック利用率算出部
１６Ｃ…必要帯域算出部
１６Ｃａ…状態判定部
１６Ｃｂ…成長期被観測帯域算出部
１６Ｃｃ…安定期被観測帯域算出部
１６Ｃｄ…短時間変動評価部
１６Ｃｅ…算出パラメータ最適化部
１６Ｃｆ…被観測トラヒック算出部
１６Ｄ…観測周期最適化部
１６Ｄａ…トラヒック分布作成部
１６Ｄｂ…比較評価部
１６Ｄｃ…最適周期決定部
１６Ｄｄ…観測周期設定部
２０…通信ネットワーク
２１、２２…ノード
２３…オペレーションシステム
３０…帯域共用型通信設備
３１、３２、３３…帯域カテゴリ
４１ネットワーク情報
４２…ユーザ情報
４３…トラヒック情報
Ｂ…内部通信バス
【図１】
0006258900.tif 000021
【図２】
0006258900.tif 000022
【図３】
0006258900.tif 000023
【図４】
0006258900.tif 000024
【図５】
0006258900.tif 000025
【図６】
0006258900.tif 000026
【図７】
0006258900.tif 000027
【図８】
0006258900.tif 000028
【図９】
0006258900.tif 000029
【図１０】
0006258900.tif 000030
【図１１】
0006258900.tif 000031