(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信装置が有するトランシーバの最小受光感度及び光出力パワーの製造分布に基づきトランシーバＮ（Ｎは２以上且つ有限の整数）台分の最小受光感度及び光出力パワーの生成値を発生させ、発生させた前記生成値のうち所定規格内の前記生成値に基づいてトランシーバ間の光バジェットを計算し、複数の前記光バジェットから光バジェット分布を計算する光バジェット分布算出部と、
光通信システム上における１の前記光通信装置から任意点までの線路損失を表す線路損失分布、及び前記光バジェット分布算出部が計算した前記光バジェット分布に基づいて任意点において任意値以下の光バジェットが発生する確率を求め、前記光通信システム内での前記光通信装置の配置位置を表すユーザ分布との積算にて任意点において光バジェット不足になる累積光バジェット不足ユーザ数を算出する畳み込み計算部と、
任意点における前記累積光バジェット不足ユーザ数と所定の許容水準値とを比較し、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値未満の場合は前記光バジェット分布算出部に与えられた前記製造分布を最適製造規格とし、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値以上、且つ前記累積光バジェット不足ユーザ数の計算回数が規定数以下の場合は前記製造分布の少なくとも一部を変更して前記光バジェット分布算出部に与える最適化部と、
を備えるトランシーバ設計装置。
【請求項２】
前記光通信システムがＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、前記光通信装置が前記ＰＯＮを構成する局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）又は加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）であり、前記任意点が前記ＯＬＴからの距離であることを特徴とする請求項１に記載のトランシーバ設計装置。
【請求項３】
前記畳み込み計算部が用いる前記線路損失分布は、前記光通信装置から前記任意点までの線路損失と前記任意点から前記光通信装置での線路損失とが異なることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランシーバ設計装置。
【請求項４】
光通信装置が有するトランシーバの最小受光感度及び光出力パワーの製造分布に基づきトランシーバＮ（Ｎは２以上且つ有限の整数）台分の最小受光感度及び光出力パワーの生成値を発生させ、発生させた前記生成値のうち所定規格内の前記生成値に基づいてトランシーバ間の光バジェットを計算し、複数の前記光バジェットから光バジェット分布を計算する光バジェット分布算出手順と、
光通信システム上における１の前記光通信装置から任意点までの線路損失を表す線路損失分布、及び前記光バジェット分布算出手順で計算した前記光バジェット分布に基づいて任意点において任意値以下の光バジェットが発生する確率を求め、前記光通信システム内での前記光通信装置の配置位置を表すユーザ分布との積算にて任意点において光バジェット不足になる累積光バジェット不足ユーザ数を算出する畳み込み計算手順と、
任意点における前記累積光バジェット不足ユーザ数と所定の許容水準値とを比較し、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値未満の場合は前記光バジェット分布算出手順で与えられた前記製造分布を最適製造規格とし、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値以上、且つ前記累積光バジェット不足ユーザ数の計算回数が規定数以下の場合は前記製造分布の少なくとも一部を変更して前記光バジェット分布算出手順に与える最適化手順と、
を行うトランシーバ設計方法。
【請求項５】
前記光通信システムがＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、前記光通信装置が前記ＰＯＮを構成する局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）又は加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）であり、前記任意点が前記ＯＬＴからの距離であることを特徴とする請求項４に記載のトランシーバ設計方法。
【請求項６】
前記畳み込み計算手順で用いる前記線路損失分布は、前記光通信装置から前記任意点までの線路損失と前記任意点から前記光通信装置での線路損失とが異なることを特徴とする請求項４又は５に記載のトランシーバ設計方法。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載のトランシーバ設計方法をコンピュータに実行させるトランシーバ設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信装置が持つトランシーバの仕様を最適化するトランシーバ設計装置、トランシーバ設計方法およびトランシーバ設計プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信トラフィック量の爆発的増大により、光通信システムには更なる高速性が求められている。また、高速性を担保しながら従来と比べてサービス提供価格を増大させないための高い経済性も同時に求められている。
【０００３】
光通信システムのうち、特に複数のユーザに対してネットワーク接続機能を提供するアクセスネットワークでは、高速性を担保しながら、経済性を確保することは大きな課題である。この高速性と経済性を両立可能な光通信システムとしてＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）が挙げられる。図１に単純化されたＰＯＮのモデルを示す。ＰＯＮは光ファイバを用いた光信号の変調に基づくネットワークであり、従来のメタル配線を用いたネットワークよりも広帯域な通信サービスを構築することができる。またＰＯＮでは、設備センタ（ＯＬＴ収容局）に収容される局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）１台あたりに対し、光ファイバ線路途中に配置された光スプリッタ（光分岐装置）による光分岐のみによって、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）、すなわち複数のユーザを収容することができる。このため、ＰＯＮは経済性にも優れたネットワークといえる。
【０００４】
このようなＰＯＮシステムの構築において、効率的、かつ経済的にユーザ収容設計を行うことは極めて肝要である。例えば、特許文献１では、ユーザを最も効率的に収容可能な光スプリッタの配置設計方法を特殊な領域分割アルゴリズムを適用することによって実現可能だとしている。しかしながら、ＯＬＴとＯＮＵにはそれぞれ光通信の物理インターフェース上必要となる光トランシーバが搭載されるが、本文献ではそれについての詳細な記述はなく、単純にユーザ収容可能な距離を定義して設計可能であることを主張しているにすぎないため、より現実に則した設計方法であるとはいえない。
【０００５】
一方で特許文献２では、光受信装置の情報データベースにアクセスして管理対象エリアの運用を簡易化して設計できる、すなわちＰＯＮシステム運用時の経済性を担保可能なことが主張されている。しかしながら、本文献においては光受信装置の登録名、光受信装置のアドレス、光受信装置の所属するエリア、光受信装置の加入者情報、光受信装置の制御情報を含むデータベースのみが対象であり、光受信装置の物理インターフェースとなる光トランシーバについての記載が欠落している。
【０００６】
従って、ＰＯＮシステムの経済性を図るシステム設計方法の際に、光トランシーバの特性を考慮した従来技術は皆無の状態である。
【０００７】
光トランシーバ（以下、トランシーバ）の光段部品は、単純化すると、光信号を送信するための出力用レーザ、および光信号を受信するための受光用フォトダイオードの２素子で構成される。出力用レーザから出力される光信号の強度は出力パワーとして表現され、フォトダイオードで受信可能な光信号の強度の下限値は最小受光感度で表現される。つまり、ＰＯＮシステムで必要になるトランシーバの諸元を整理すると、基本的にはＯＬＴトランシーバの出力パワーと最小受光感度、およびＯＮＵトランシーバの出力パワーと最小受光感度の４パラメタで表現することができる。
【０００８】
ＯＬＴとＯＮＵとの間で対向するトランシーバの出力パワーと受信感度の差は光バジェットと定義される。光バジェットはＧＥ−ＰＯＮや１０Ｇ−ＥＰＯＮなど、上下の通信方向によって波長多重されている場合には、上りバジェット（ＯＮＵからＯＬＴの方向）と下りバジェット（ＯＬＴからＯＮＵの方向）の両方で定義される。仮にこの上下どちらか、もしくは同時に両方の光バジェットが不足すると、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の通信に必要な光パワーが不足し、ビットエラーレート劣化やリンクダウンが生じて規定の通信品質を担保できなくなる。したがって各ユーザに公平なＰＯＮシステムサービスを提供するためには、収容されている全てのユーザにおいて光バジェットを満足するように設計しなければならない。
【０００９】
ＩＥＥＥ標準（ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ．  ８０２．３−２０１２）では、送信パワーと最小受光感度の上下限、およびそれに対応する伝送可能距離を設定しており、理想的なＰＯＮシステムにおいてこの光バジェット規定を遵守していれば、通信品質の劣化は生じない（例えば、非特許文献１を参照。）。しかしながら、実際のＰＯＮシステムにおいては、ＩＥＥＥ標準で規定された距離以上のユーザを収容したい場合や、光損失は増加するが新しい設備を導入したい場合などが発生する。従って、ＩＥＥＥ標準以外のケースも想定し、線路状態を考えながら事前に所望のトランシーバスペックを製造上最適化し、その際のユーザ収容可能距離や、線路に許容される損失を予め見積もっておくことはＰＯＮシステムの設計や構築において極めて肝要である。
【００１０】
ところが実際のＯＬＴ及びＯＮＵのトランシーバの出力パワーや最小受光感度は、製造時の平均値、および製造ばらつきをもって分布する。この時、仮に製造するトランシーバのスペックを過大に設定した場合、バジェット不足になるユーザ発生を抑制することができる一方で、製造に要するコストは飛躍的に増加する。例えば出力用レーザの出力を＋０ｄＢｍ以上から＋２ｄＢｍ以上としたい場合、製造上のレーザ出力中心値／標準偏差が＋０ｄＢｍ／１ｄＢの条件下では、＋２ｄＢｍ以上の出力を有するレーザの収率は＋０ｄＢｍ以上のそれに比べて１／２０以下となる（正規分布想定時）。つまり製造工程を改良せず、単純に収率の低下をコストに転嫁すると、最大でコストは２０倍超に増加することになる。一方で製造工程を変更し、レーザの出力中心値を＋２ｄＢｍに増加させた場合、製造条件、工程管理、検査項目、試験方法など全体の製造ラインが変動し、かつ場合によっては製造歩留まりにも影響を与えかねない。これはさらに大きな投資コストを要することにつながる。
【００１１】
よって、収容される全ユーザで光バジェットを不足させないことはもちろんのこと、過大なスペックとならないよう適正な製造上のスペックを、ＯＬＴトランシーバの出力用レーザ、フォトダイオード、およびＯＮＵトランシーバの出力用レーザ、フォトダイオードの４つの製造分布を最適化した上で、担保可能なユーザの収容距離を予め設定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】「光ネットワーク設計支援システムおよびプログラム」、特許５３８１５４８号
【特許文献２】「光受信装置管理用プログラム、光受信装置管理装置、及び光伝送システム」、特許５３０８１７４号
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】吉本  直人、「光アクセス技術の今後の展望」、電子情報通信学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．Ｊ９６−Ｂ、Ｎｏ．３、ｐｐ．２３３−２４２、２０１３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、実際のＰＯＮシステムにおいてトランシーバの適正な製造スペックを決定することは難しい。実際のＰＯＮシステムでは、解析に必要なパラメタの数が非常に膨大であるためである。
【００１５】
まず、ＰＯＮシステムに収容されるユーザ収容状況、すなわち、ＯＬＴ収容局からの距離とユーザの収容分布を考慮しなければならない。ＯＬＴ収容局に近いユーザでは線路損失が小さいため光バジェットは小さくてよく、ＯＬＴ収容局から遠いユーザでは線路損失は大きいために光バジェットは大きくなければならない。したがって、ある程度のばらつきをもつスペックのＯＮＵトランシーバが無作為に収容される場合、影響の出る範囲はユーザの収容分布に一定の依存性を持つようになる。
【００１６】
それに加え、トランシーバの適正な製造スペックを決定するには、ＰＯＮシステムを構成する光線路のばらつきを考慮する必要がある。実際の光線路においては、光線路敷設時の融着点数や、敷設距離のバラツキにより一定の誤差が生じる。つまり前述したユーザ収容分布に加え、それぞれのＯＬＴに収容されるユーザごとにも線路損失のバラツキが重畳される事を考慮しなければならない。
【００１７】
ＰＯＮシステムの公平性を担保するという観点に則った場合、これら全ての効果を加味した全てのユーザについて適正なトランシーバスペックを設計し、ユーザ収容可能距離を設定する必要がある。しかしながら全国に大量に存在するユーザのそれぞれについて、ＯＬＴトランシーバ、ＯＮＵトランシーバのスペックがある製造バラツキをもってランダムで適用されるケースをそのまま計算しようとすると、多次元解析が必要になるため計算の規模は爆発的に増加する。
【００１８】
以上で述べたように、実際のＰＯＮシステムに収容される全ユーザにおいてバジェットの不足のない、高い品質の通信サービスを提供するためには、ＯＬＴとＯＮＵのトランシーバの最適な製造分布について、ユーザ収容分布および線路損失ばらつきを考慮しながら、有限時間内に解析を完了させる必要がある、という課題がある。
【００１９】
そこで、本発明は、上記課題を解決すべく、光通信装置のトランシーバの最適な製造スペックを、ユーザ収容分布および線路損失ばらつきを考慮しながら有限時間内に提案できるトランシーバ設計装置、トランシーバ設計方法およびトランシーバ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】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明に係るトランシーバ設計装置、トランシーバ設計方法およびトランシーバ設計プログラムは、定められた製造分布範囲で乱数発生させたトランシーバの最小受光感度と出力パワーに基づいてバジェット分布を計算し、当該バジェット分布に線路損失分布と距離毎のユーザ分布を積算して光通信装置間の距離に応じた累積バジェット不足確率分布を計算し、所望の距離のバジェット不足ユーザ数が許容水準以内に収まるようにトランシーバの製造スペックを決定することとした。
【００２１】
具体的には、本発明に係るトランシーバ設計装置は、
光通信装置が有するトランシーバの最小受光感度及び光出力パワーの製造分布に基づきトランシーバＮ（Ｎは２以上且つ有限の整数）台分の最小受光感度及び光出力パワーの生成値を発生させ、発生させた前記生成値のうち所定規格内の前記生成値に基づいてトランシーバ間の光バジェットを計算し、複数の前記光バジェットから光バジェット分布を計算する光バジェット分布算出部と、
光通信システム上における１の前記光通信装置から任意点までの線路損失を表す線路損失分布、及び前記光バジェット分布算出部が計算した前記光バジェット分布に基づいて任意点において任意値以下の光バジェットが発生する確率を求め、前記光通信システム内での前記光通信装置の配置位置を表すユーザ分布との積算にて任意点において光バジェット不足になる累積光バジェット不足ユーザ数を算出する畳み込み計算部と、
任意点における前記累積光バジェット不足ユーザ数と所定の許容水準値とを比較し、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値未満の場合は前記光バジェット分布算出部に与えられた前記製造分布を最適製造規格とし、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値以上、且つ前記累積光バジェット不足ユーザ数の計算回数が規定数以下の場合は前記製造分布の少なくとも一部を変更して前記光バジェット分布算出部に与える最適化部と、
を備える。
【００２２】
また、本発明に係るトランシーバ設計方法は、
光通信装置が有するトランシーバの最小受光感度及び光出力パワーの製造分布に基づきトランシーバＮ（Ｎは２以上且つ有限の整数）台分の最小受光感度及び光出力パワーの生成値を発生させ、発生させた前記生成値のうち所定規格内の前記生成値に基づいてトランシーバ間の光バジェットを計算し、複数の前記光バジェットから光バジェット分布を計算する光バジェット分布算出手順と、
光通信システム上における１の前記光通信装置から任意点までの線路損失を表す線路損失分布、及び前記光バジェット分布算出手順で計算した前記光バジェット分布に基づいて任意点において任意値以下の光バジェットが発生する確率を求め、前記光通信システム内での前記光通信装置の配置位置を表すユーザ分布との積算にて任意点において光バジェット不足になる累積光バジェット不足ユーザ数を算出する畳み込み計算手順と、
任意点における前記累積光バジェット不足ユーザ数と所定の許容水準値とを比較し、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値未満の場合は前記光バジェット分布算出手順で与えられた前記製造分布を最適製造規格とし、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値以上、且つ前記累積光バジェット不足ユーザ数の計算回数が規定数以下の場合は前記製造分布の少なくとも一部を変更して前記光バジェット分布算出手順に与える最適化手順と、
を行う。
【００２３】
本発明では、上記の課題で述べたＯＬＴトランシーバ、およびＯＮＵトランシーバの製造上のスペックを、短い時間で、かつ正確に設計可能なアルゴリズムを提供する。本発明は以下２点の特長を有する。
【００２４】
（特徴１）
本発明ではトランシーバのスペック決定に際してモンテカルロ法を用いることを特長とする。モンテカルロ法とは、あるパラメタをランダムで生起させ、そのパラメタを用いた際に得られる所望の結果を複数回計算し、最終的に統計処理によって計算精度を向上させる数値計算手法である。モンテカルロ法では、計算試行回数を有限に設定することで必ず有限時間内に計算が終了するという長所を持つ。本発明では、一方の光通信装置のトランシーバの出力用レーザ、フォトダイオード、および他方の光通信装置のトランシーバの出力用レーザ、フォトダイオードの製造分布を所与としてランダム生起させ、その場合におけるバジェット不足の影響について簡便に見積もることができる。このことにより、計算で与えたトランシーバの製造分布が適正かどうかを確認することができる。
【００２５】
（特徴２）
本発明ではトランシーバのスペック決定のみにモンテカルロ法を用い、ユーザ収容分布や線路損失バラツキについてはモンテカルロ法を適用せず、離散化処理の後に畳み込み計算することを特長とする。特徴１で述べたモンテカルロ法をユーザ収容分布、および線路損失バラツキまで適用することも可能であるが、その場合、乱数発生させた１つのバジェットの組に対し、同じく乱数発生させた１つのユーザ分布、１つの線路損失バラツキが対応するため、全てのパターンを網羅するためには試行回数を十分に大きく取る必要が生じ、計算時間が長くなる。それに対し、トランシーバの製造分布決定、すなわちバジェット分布決定のみにモンテカルロ法を用い、その後、一方の光通信装置からの距離に対して、他方の光通信装置（ユーザ）が含まれる確率、および線路バラツキを加味してバジェット不足になるユーザを畳み込み計算すれば、少ない試行回数で高い計算精度を担保しながら、ユーザ収容可能距離を算出できる。
【００２６】
従って、本発明は、光通信装置のトランシーバの最適な製造スペックを、ユーザ収容分布および線路損失ばらつきを考慮しながら有限時間内に提案できるトランシーバ設計装置及びトランシーバ設計方法を提供することができる。
【００２７】
本発明に係るトランシーバ設計装置及びトランシーバ設計方法は、前記光通信システムがＰＯＮであり、前記光通信装置が前記ＰＯＮを構成するＯＬＴ又はＯＮＵであり、前記任意点が前記ＯＬＴからの距離であることを特徴とする。本発明は、ＰＯＮに適用することができる。
【００２８】
本発明に係るトランシーバ設計装置及びトランシーバ設計方法は、前記線路損失分布が、前記光通信装置から前記任意点までの線路損失と前記任意点から前記光通信装置での線路損失とが異なることを特徴とする。本発明は、通信システムの通信方向の損失差を考慮することでより正確なトランシーバの設計ができる。
【００２９】
本発明に係るトランシーバ設計プログラムは、前記トランシーバ設計方法をコンピュータに実行させる。本発明のトランシーバ設計装置及びトランシーバ設計方法は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
【発明の効果】
【００３０】
前記特徴１のモンテカルロ法を採用することによって、ＯＬＴ・ＯＮＵトランシーバの複雑な製造分布を加味すること無く装置バジェット分布を表現することができ、結果として有限時間内に計算を完了することができる。
【００３１】
また前記特徴２により、少ない試行回数で高い計算精度を担保できるようになり、全体の計算時間を短縮することができるようになる。
【００３２】
この２つの特長を組み合わせることにより、短い時間かつ高精度で、与えられた線路条件・ユーザ分布において、ユーザ収容距離を担保するための最適なトランシーバ製造分布を計算することができる。この計算結果を製造ラインに適用すれば、過剰スペックではないトランシーバを効率的に生産できるようになり、採算性を高めるための方策を講じることができるようになる。
【００３３】
従って、本発明は、光通信装置のトランシーバの最適な製造スペックを、ユーザ収容分布および線路損失ばらつきを考慮しながら有限時間内に提案できるトランシーバ設計装置、トランシーバ設計方法およびトランシーバ設計プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】単純化されたＰＯＮのモデルを説明する図である。
【図２】本発明に係るトランシーバ設計装置を説明する図である。
【図３】本発明に係るトランシーバ設計方法を説明する図である。
【図４】本発明に係るトランシーバ設計方法で、正規分布に則って乱数発生させたトランシーバの出力パワーと最小受光感度の分布の一例である。
【図５】本発明に係るトランシーバ設計方法でモンテカルロシミュレーションを行ったバジェット分布の一例である。、
【図６】線路条件の一例である。
【図７】ユーザ分布の一例である。
【図８】本発明に係るトランシーバ設計方法で算出した累積バジェット不足確率分布のイメージを説明する図である。
【図９】本発明に係るトランシーバ設計方法で算出した累積バジェット不足確率分布を説明する図である。
【図１０】本発明に係るトランシーバ設計方法で算出した累積バジェット不足確率分布を説明する図である。
【図１１】本発明に係るトランシーバ設計方法の計算例で使用するパラメタの一覧である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３６】
図２は、本実施形態のトランシーバ設計装置を説明する図である。本実施形態のトランシーバ設計装置は、
光通信装置が有するトランシーバの最小受光感度及び光出力パワーの製造分布に基づきトランシーバＮ（Ｎは２以上且つ有限の整数）台分の最小受光感度及び光出力パワーの生成値を発生させ、発生させた前記生成値のうち所定規格内の前記生成値に基づいてトランシーバ間の光バジェットを計算し、複数の前記光バジェットから光バジェット分布を計算する光バジェット分布算出部１２と、
光通信システム上における１の前記光通信装置から任意点までの線路損失を表す線路損失分布、及び光バジェット分布算出部１２が計算した前記光バジェット分布に基づいて任意点において任意値以下の光バジェットが発生する確率を求め、前記光通信システム内での前記光通信装置の配置位置を表すユーザ分布との積算にて任意点において光バジェット不足になる累積光バジェット不足ユーザ数を算出する畳み込み計算部１３と、
任意点における前記累積光バジェット不足ユーザ数と所定の許容水準値とを比較し、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値未満の場合は光バジェット分布算出部１２に与えられた前記製造分布を最適製造規格とし、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値以上、且つ前記累積光バジェット不足ユーザ数の計算回数が規定数以下の場合は前記製造分布の少なくとも一部を変更して光バジェット分布算出部１２に与える最適化部１４と、
を備える。
【００３７】
図３は、本実施形態のトランシーバ設計装置が行うトランシーバ設計方法の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態のトランシーバ設計方法は、
光バジェット分布算出部１２が、光通信装置が有するトランシーバの最小受光感度及び光出力パワーの製造分布に基づきトランシーバＮ（Ｎは２以上且つ有限の整数）台分の最小受光感度及び光出力パワーの生成値を発生させ、発生させた前記生成値のうち所定規格内の前記生成値に基づいてトランシーバ間の光バジェットを計算し、複数の前記光バジェットから光バジェット分布を計算する光バジェット分布算出手順Ｓ１０１と、
畳み込み計算部１３が、光通信システム上における１の前記光通信装置から任意点までの線路損失を表す線路損失分布、及び前記光バジェット分布算出手順で計算した前記光バジェット分布に基づいて任意点において任意値以下の光バジェットが発生する確率を求め、前記光通信システム内での前記光通信装置の配置位置を表すユーザ分布との積算にて任意点において光バジェット不足になる累積光バジェット不足ユーザ数を算出する畳み込み計算手順Ｓ１０２と、
最適化部１４が、任意点における前記累積光バジェット不足ユーザ数と所定の許容水準値とを比較し、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値未満の場合は光バジェット分布算出手順Ｓ１０１で与えた前記製造分布を最適製造規格とし、前記累積光バジェット不足ユーザ数が前記許容水準値以上、且つ前記累積光バジェット不足ユーザ数の計算回数が規定数以下の場合は前記製造分布の少なくとも一部を変更して光バジェット分布算出手順Ｓ１０１に与える最適化手順と、
を行う。
【００３８】
なお、本実施形態では、前記光通信システムがＰＯＮであり、前記光通信装置が前記ＰＯＮを構成するＯＬＴ又はＯＮＵであり、前記任意点が前記ＯＬＴからの距離であるとして説明する。
【００３９】
［計算で用いるパラメタ］
計算で用いるパラメタを以下に示す。添字のｉはｕｐ，ｄｏｗｎの２通りを取ることとするが、原理的には波長多重の場合に２以上への一般化が可能である。添字のｊはＮ回行われる全試行のｊ番目に生起されたパラメタであることを表す。またｘをＯＬＴ収容局からの距離とする。
【００４０】
（１）最終的に求めたい解
Ｒ（ｘ）［人］：累積バジェット不足確率分布（点ｘにおける累積バジェット不足ユーザ数）
（２）求めたいトランシーバ製造分布（最適化したいパラメタ、製造規格）
μｐ，ｉ［ｄＢｍ］：トランシーバの出力パワーの製造上の平均値（ＯＬＴはｉ＝ｄｏｗｎ、ＯＮＵはｉ＝ｕｐ）
σｐ，ｉ［ｄＢｍ］：トランシーバの出力パワーの製造上のばらつき（ＯＬＴはｉ＝ｄｏｗｎ、ＯＮＵはｉ＝ｕｐ）
μｓ，ｉ［ｄＢｍ］：トランシーバの最小受光感度の製造上の平均値（ＯＬＴはｉ＝ｕｐ、ＯＮＵはｉ＝ｄｏｗｎ）
σｓ，ｉ［ｄＢｍ］：トランシーバの最小受光感度の製造上のばらつき（ＯＬＴはｉ＝ｕｐ、ＯＮＵはｉ＝ｄｏｗｎ）
（３）計算上必要になる規定のパラメタ（予め与える必要があるパラメタ）
Ｐｍｉｎ，ｉ［ｄＢｍ］：仕様上のトランシーバの出力パワーの下限値（ＯＬＴはｉ＝ｄｏｗｎ、ＯＮＵはｉ＝ｕｐ）
Ｐｍａｘ，ｉ［ｄＢｍ］：仕様上のトランシーバの出力パワーの上限値（ＯＬＴはｉ＝ｄｏｗｎ、ＯＮＵはｉ＝ｕｐ）
Ｓｍｉｎ，ｉ［ｄＢｍ］：仕様上のトランシーバの最小受光感度の下限値（ＯＬＴはｉ＝ｄｏｗｎ、ＯＮＵはｉ＝ｕｐ）
Ｓｍａｘ，ｉ［ｄＢｍ］：仕様上のトランシーバの最小受光感度の上限値ＯＬＴ（ＯＬＴはｉ＝ｄｏｗｎ、ＯＮＵはｉ＝ｕｐ）
Λｉ（ｘ）［ｄＢ］：点ｘにおける、ＯＬＴ収容局からの線路損失平均値
σΛ，ｉ（ｘ）［ｄＢ］：点ｘにおける、線路損失のばらつき（正規分布において点ｘにおける線路損失実測値がΛｉ（ｘ）±σΛ，ｉ（ｘ）に入る確率が６８．２％）
Ｕ（ｘ）［人］：点ｘにおけるユーザ収容数
（４）計算の過程で必要になるパラメタ（予め与える必要がないパラメタ）
Ｐｉｊ［ｄＢｍ］：試行回数ｊ回目のトランシーバの出力パワー（ＯＬＴはｉ＝ｄｏｗｎ、ＯＮＵはｉ＝ｕｐ）
Ｓｉｊ［ｄＢｍ］：試行回数ｊ回目のトランシーバの最小受光感度（ＯＬＴはｉ＝ｕｐ、ＯＮＵはｉ＝ｄｏｗｎ）
Ｂｉｊ［ｄＢ］：試行回数ｊ回目の上り／下りバジェット
Ｄｐ，ｉ（Ｐｉ）：出力パワーＰｉの発生確率
Ｄｓ，ｉ（Ｓｉ）：最小受光感度Ｓｉの発生確率
Ｄｂ，ｉ（Ｂｉ）：バジェットＢｉの発生確率
Ｃｂ，ｉ（ｘ，Ｂｉ）：点ｘにおけるバジェットＢｉの累積発生確率（Ｂｉ以下のバジェットが生起される確率）
Ｃｂ（ｘ）：点ｘにおいて、全てのｉ、つまり上下ともにバジェットを満足する累積発生確率
【００４１】
上記（１）の最終的に求めたい解である点ｘにおける累積バジェット不足ユーザ数を導出するために、計算で必要になるパラメタは、上記（２）の求めたいトランシーバ製造分布（４パラメタ）、及び上記（３）の計算上必要になるパラメタ（７パラメタ）である。上記（４）の計算の過程で必要になるパラメタは計算機上に実装する場合、最低限必要になるパラメタである。
【００４２】
本実施例では単純化のため、ｉはｕｐかｄｏｗｎの２通りを取るものとする。従って添字付きのパラメタはそれぞれ２通りの値を持つ。仮にＧＥ−ＰＯＮや１０Ｇ−ＥＰＯＮが両方混在する場合には、それぞれの上下を考慮しなければならないためｉは４通りとなる。
【００４３】
［計算の条件］
トランシーバの製造分布、および線路損失分布は対数正規分布に従うものとする。これは、光のパワーや損失をワット値で表した時に正規分布に則ると考えるのではなく、対数を取った場合のデシベル値が正規分布に則るということを表す。ただし、原理上、製造分布は任意に設定できるため、任意の製造ラインにおいて製造されるトランシーバが従う任意の製造分布を反映して計算することができる。
【００４４】
また全てのパラメタは独立試行であるものとする。例えば、線路のロスが大きな遠方（ｘが大きい場合）にバジェットの大きなＯＮＵトランシーバを優先して割り当てる、などの恣意的な操作が行われていないものとする。この前提により、バジェット分布、線路損失分布、ユーザ分布を独立変数として扱うことができるようになり、計算を簡易化することができる。
【００４５】
［計算の概要］
点ｘにおけるバジェット不足ユーザ数Ｒ（ｘ）を求めるための計算は３段階で行われる。第１の段階として与えられた製造分布を用いてモンテカルロ法によりバジェット分布を求める。第２の段階として、求められたバジェット分布、線路損失分布、ユーザ分布をもとに、点ｘにおけるバジェット不足ユーザ数Ｒ（ｘ）を求める。第３の段階として、想定するサービスで提供したい範囲内でこのＲ（ｘ）が十分小さくなるようにトランシーバの製造分布を最適化すれば良い。つまり、許容水準以内に収まるユーザ数を一定の確率以下になるようにトランシーバの製造分布（製造スペック）を最適化すれば良い。
【００４６】
［バジェット分布算出手順］
はじめに、ＯＬＴトランシーバ、ＯＮＵトランシーバのスペックを乱数発生させ、求めたいトランシーバスペックをもとに、上下バジェットの分布を算出する。図４に概念を示す。この時の乱数発生数、すなわち試行するトランシーバの台数をＮとする。Ｎが大きいほど計算時間は長くなるが、計算結果は解析解、すなわち、乱数を使わずに数学的に求めた厳密解に漸近する。一方でＮが小さければ計算時間は短くなるが、計算結果は解析結果と乖離する。この際に適切なＮを指定すれば、計算は必ず有限時間内に完了し、かつ計算精度も解析解とほぼ一致する結果を得ることができる。適切なＮの設定方法は、トランシーバスペックもしくは線路損失のバラツキが大きければＮも大きく、バラツキが小さければＮも小さく設定すればいい。現実的な製造条件・線路条件の場合、概ねＮを１００００以上とすれば、ほぼ所望の計算精度での計算結果を得ることができる。
【００４７】
まず、パラメタ入力部１１に、イニシャルのトランシーバ製造分布（μｐ，ｉ，σｐ，ｉ，μｓ，ｉ，σｓ，ｉ）を入力する。これは、作業者が入力してもよいし、通信機能を利用して他の装置から導入してもよい。また、バジェット分布算出部１２は、トランシーバ仕様ＤＢ１６からトランシーバの出力パワー及び最小受光感度の上限値及び下限値（Ｐｍｉｎ，ｉ、Ｐｍａｘ，ｉ、Ｓｍｉｎ，ｉ、  Ｓｍａｘ，ｉ）を取り出す。
【００４８】
バジェット分布算出部１２は、トランシーバ製造分布を用いてバジェット分布を次のように計算する。
トランシーバのスペック発生分布Ｄｐ，ｉ（Ｐｉｊ）、Ｄｓ，ｉ（Ｓｉｊ）がデシベル表示値において正規分布に則るように乱数発生される。
【数１】
0006285885.tif 000002
この正規分布は実際のトランシーバ作製の際の製造分布を模擬するが、実際の製造分布に応じて自由に分布を設定することができる。
【００４９】
ただし、Ｐｉ，ｊ及びＳｉ，ｊはいずれも仕様を遵守しなければならないので、規格上の上下限を逸脱したスペックのトランシーバが混在しないように、
【数２】
0006285885.tif 000003
の条件を満たし、かつ、生起確率が１となるための正規化条件として、
【数３】
0006285885.tif 000004
を満たす必要がある。
【００５０】
次に乱数発生されたＰｉｊ，  Ｓｉｊから、上下バジェットＢｉｊを下式より算出する。
【数４】
0006285885.tif 000005
図５に概念を示す。この上下バジェットを試行回数分算出し、統計を取ることでバジェットの分布、すなわちＰｉｊと−Ｓｉｊの重ね合わせ分布が求まる。ある任意のバジェットＢｉが発生する確率Ｄｂ，ｉ（Ｂｉ）は、理想的にはＢｉｊを用いて下式で算出することができる。
【数５】
0006285885.tif 000006
ここでδ（ｘ）は以下の挙動を示す。
【数６】
0006285885.tif 000007
【００５１】
しかし、実際の計算機上では試行回数Ｎは有限であるためδ（ｘ）は導入できない。従って、有限のεの幅をもつバジェット区間を設定し、その中に含まれるＢｉｊをカウントする方法、すなわちＢｉｊをεの粒度で離散化して実装することになる。すなわち任意のバジェットＢｉが±ε／２の区間に含まれる確率は下式で表現される。
【数７】
0006285885.tif 000008
ここで、δ’（ｘ）は以下の挙動を示す。
【数８】
0006285885.tif 000009
【００５２】
すなわち、適当なバジェット幅εの区間を設定し、Ｂｉｊのバジェットがその区間内に含まれる点の数からＤｂ，ｉ（Ｂｉ）を計算すればよい。理想的なバジェット分布を返すためには、区間ε、すなわち分解能εは０の極限に近づけなければならない。この場合のεの値は、例えばεの値を０．１ｄＢ、すなわち、バジェットの計算精度を０．１ｄＢ以下とすれば、実用上問題のない計算精度を担保しながら、短い時間で計算を完了させることができる。
【００５３】
［畳み込み計算手順］
次に、畳み込み計算部１３は、バジェット分布Ｄｂ，ｉ（Ｂｉ）と、ユーザＤＢ１７から取り出した線路損失ばらつき（Λｉ（ｘ）、σΛ，ｉ（ｘ））及びユーザ収容分布Ｕ（ｘ）を用い、累積バジェット不足ユーザ数Ｒ（ｘ）を次のように算出する。
光バジェット分布算出手順で導出された上下バジェット分布Ｄｂ，ｉ（Ｂｉ）を用い、点ｘに収容されているユーザがバジェットＢｉを満たす確率、すなわち、累積発生確率Ｃｂ，ｉ（ｘ，Ｂｉ）を考える。光通信システムには線路損失があるため、ｘが小さい場合、すなわちＯＬＴとＯＮＵの距離が離れていない場合、Ｂｉが小さい値でもバジェットを満たすが、同じＢｉではｘが大きくなるにつれてバジェットを満足する確率は減少する。
【００５４】
例えば、図６に示すような与えられた線路条件、すなわち、点ｘにおけるＯＬＴ収容局からの線路損失平均値Λｉ（ｘ）［ｄＢ］、および、点ｘにおける線路損失のばらつきσΛ，ｉ（ｘ）［ｄＢ］を考える。この場合、該線路においてある任意の光バジェットＢｉを満たす累積発生確率Ｃｂ，ｉ（Ｂｉ）は統計的に下式で表現できる。ここで、Λｉ（ｘ）は上下波長で同じ値としてもよいし、上下の波長毎に異なる値を適用することによってトランシーバのいずれかのスペックを緩和する工夫をしてもよい。
【数９】
0006285885.tif 000010
ただしｅｒｆは誤差関数であり、以下の式で表される。
【数１０】
0006285885.tif 000011
ただし上式はｉ＝ｕｐ，ｄｏｗｎそれぞれの場合におけるバジェット満足確率である。実際のＰＯＮシステムでは上下でバジェットを満たす必要がある。すなわち、上りバジェット、および下りバジェットを同時に満たす確率を、全てのバジェットで足しあわせる必要が有ることから、最終的に点ｘでのバジェット満足確率Ｃｂ（ｘ）は以下のように計算される。
【数１１】
0006285885.tif 000012
ｉをｕｐ，ｄｏｗｎの２通りではなく、ｉ＝０，・・・，ｋ−１としてｋ次元の波長を持つ系で一般化すると以下のように定式化できる。
【数１２】
0006285885.tif 000013
上式において、ＧＥ−ＰＯＮの際にはｉ＝ｕｐ，ｄｏｗｎの２通りとすればよい。１０Ｇ−ＥＰＯＮとのデュアルレートで設計するために、ｉ＝１０Ｇ  ｕｐ，１０Ｇ  ｄｏｗｎ，１Ｇ  ｕｐ，１Ｇ  ｄｏｗｎの４通りとしてもよく、設計には柔軟性がある。
【００５５】
最後に、線路に収容されている図７のようなユーザ分布Ｕ（ｘ）を掛けあわせて、バジェット不足になるユーザの分布は以下のように計算できる。
【数１３】
0006285885.tif 000014
以上の方法により、任意のトランシーバスペックでのＲ（ｘ）が導出される。横軸をＯＬＴからの距離ｘ、縦軸をＲ（ｘ）とした累積バジェット不足確率分布のイメージを図８に示す。
【００５６】
［最適化手順］
最適化部１４は、累積バジェット不足確率分布と光通信システムに求められる許容水準値とを比較し、次のようにトランシーバの製造スペックの最適化を行う。
位置ｘ＝ＬでＲ（Ｌ）を十分に小さくできるトランシーバの製造スペックを求めるため、最適化部１４は、Ｒ（Ｌ）が許容水準よりも小さくなるように、光バジェット分布算出算出部１２に与えるトランシーバの製造分布（μｐ，ｉ，σｐ，ｉ，μｓ，ｉ，σｓ，ｉ）の一部又は全部を変更し、光バジェット分布算出手順及び畳み込み計算手順を繰り返し実施させる。そして、Ｒ（Ｌ）が許容水準値より小さくなったときの製造分布をトランシーバの製造スペックとして出力する。なお、繰り返し回数を制限しておくことで無限に計算し続けることを回避する。なお、予め繰り返し回数分のＲ（ｘ）を取得しておき、この中から許容水準を満足しつつ最も緩い（製造に負担を与えない）製造分布のＲ（ｘ）をトランシーバの製造スペックに決定してもよい。
【００５７】
このように、光バジェット分布算出手順、畳み込み計算手順、及び最適化手順を繰り返すことで、短時間かつ高精度でトランシーバの製造スペックを計算することができる。
【００５８】
具体的な最適化の例を図８で説明する。現在の製造分布がＬの距離までしか許容水準が担保できないものとする。通信システムとしてはＬ’の距離まで許容したい場合、最適化部１４は、製造分布の一部又は全部の値を変更し、バジェット分布算出部１２及び畳み込み計算部１３に再度Ｒ（ｘ）を計算させる。これを繰り返すことでＲ（Ｌ）が許容水準値未満となる製造分布（μ’ｐ，ｉ，σ’ｐ，ｉ，μ’ｓ，ｉ，σ’ｓ，ｉ）が得られる。許容水準は提供したいアクセスサービスの内容にもよるが、１００万件のユーザに対して１件以下（１ｐｐｍ以下）となるように設定すれば、ほぼすべてのユーザでバジェット不足が発生しないとしてＰＯＮシステムを構築できる。
【００５９】
この計算結果をトランシーバ製造ラインにフィードバックすれば、ユーザ収容可能距離に見合った、過剰スペックではないトランシーバを効率的に生産できるようになり、トランシーバの設計、およびＰＯＮシステム設計の両方で採算性を高めるための方策を講じることができるようになる。
【００６０】
本実施形態では、図２の構成を持つトランシーバ設計装置でトランシーバの製造スペックを計算する手法を説明した。トランシーバ設計装置は、コンピュータにトランシーバ設計プログラムを実行させることで実現することもできる。コンピュータにトランシーバ設計プログラムを実行させることでＣＰＵがバジェット分布算出部１２、畳み込み計算部１３、及び最適化部１４の動作を担う。そして、コンピュータのハードディスク等のストレージ部に、トランシーバの出力パワー及び最小受光感度の上限値及び下限値、並びに線路損失ばらつき及びユーザ収容分布を入力しておくことで、ストレージ部がトランシーバ仕様ＤＢ１６やユーザＤＢ１７として機能する。そして、コンピュータのコンソール部からトランシーバ製造分布や許容水準値を入力することができ、モニターやプリンターなどが結果出力部１５として機能する。
【００６１】
［計算例］
ここでは実際のＧＥ−ＰＯＮ（ＰＸ１０）に則ったスペックのトランシーバにおいて、パラメタを変化させた際のＲ（ｘ）の算出、またそれに基づいてシステムの長延化を可能とするトランシーバの製造スペックの決定方法について説明する。パラメタは図１１の値を用いるものとする。ＯＮＵは既に導入されているものとしてＯＮＵトランシーバの製造分布を不変とし、ＯＬＴトランシーバの製造スペックを最適化するものとする。
【００６２】
図９は、ＯＬＴトランシーバの最小受光感度の製造分布をμｓ，ｕ＝−２６．０ｄＢｍ，σｓ，ｕ＝１．０ｄＢｍで一定とし、ＯＬＴトランシーバの出力パワーの製造分布を変化させた場合における、ＯＬＴからの距離ｘ［ｋｍ］に対する１００万人あたりの累積バジェット不足ユーザ数Ｒ（ｘ）を示す図である。
（ａ）  μｐ，ｄ＝−２．０ｄＢｍ、
（ｂ）  μｐ，ｄ＝＋０．０ｄＢｍ、
（ｃ）  μｐ，ｄ＝＋２．０ｄＢｍ
とし、それぞれのグラフにおいてσｐ，ｄ＝２．０ｄＢ（実線）、１．０ｄＢ（長破線）、０．５ｄＢ（破線）で示している。
【００６３】
例えば許容水準として１００万人あたり１人以下のユーザのみでバジェット不足が生じるようにサービスを設計したい場合、ＯＬＴ出力の低い（ａ）μｐ，ｄ＝−２．０ｄＢｍではσｐ，ｄに関わらず４ｋｍ程度の収容可能距離となる。一方、（ｂ）μｐ，ｄ＝＋０．０ｄＢｍ、及び（ｃ）μｐ，ｄ＝＋２．０ｄＢｍではσｐ，ｄが小さいほどユーザ収容可能距離は長延化される。特に（ｃ）μｐ，ｄ＝＋２．０ｄＢｍにおいてはσｐ，ｄ＝１．０ｄＢ、０．５ｄＢともに、７．５ｋｍまでユーザ収容可能距離を広げることができる。この時、累積バジェット不足ユーザ数Ｒ（ｘ）は、ＯＬＴトランシーバの出力パワーの個体差ばらつきが１．０ｄＢでも０．５ｄＢでもほとんど差がない。つまり、ＯＬＴトランシーバの出力パワーをμｐ，ｄ＝＋２．０ｄＢｍに設定すれば、ＯＬＴトランシーバの出力パワーの個体差ばらつきを１．０ｄＢ以下にしても累積バジェット不足ユーザ数Ｒ（ｘ）に影響がないので、ＯＬＴトランシーバの出力パワーの個体差ばらつきを１．０ｄＢまで許容できることになる。
【００６４】
逆に、図１０は、ＯＬＴトランシーバの出力パワーの製造分布をμｐ，ｄ＝＋０．０ｄＢｍ，σｐ，ｄ＝１．０ｄＢｍで一定とし、ＯＬＴトランシーバの最小受光感度の製造分布を変化させた場合における、ＯＬＴからの距離ｘ［ｋｍ］に対する１００万人あたりの累積バジェット不足ユーザ数Ｒ（ｘ）を示す図である。先の図９の結果とは異なり、累積バジェット不足ユーザ数Ｒ（ｘ）は、パラメタによらずほぼ同じである。つまり、当該ＯＬＴトランシーバの出力パワーの製造分布であれば、ＯＬＴトランシーバの最小受光感度の製造分布に関わらず前記許容水準の伝送可能距離を５．０ｋｍとすることができる。
【００６５】
より具体的に説明する。図１０のＯＬＴトランシーバ出力パワー製造分布は図９（ｂ）のμｐ，ｄ＝＋０．０ｄＢｍ、σｐ，ｄ＝１．０ｄＢの条件であり、この条件ではＯＬＴトランシーバの最小受光感度の製造分布が変化してもＲ（ｘ）曲線は変化がない。すなわち、ＯＬＴトランシーバ出力パワー製造分布が図９（ｂ）よりスペックの高い図９（ｃ）のμｐ，ｄ＝＋２．０ｄＢｍ、σｐ，ｄ＝１．０ｄＢの条件でも、ＯＬＴトランシーバの最小受光感度の製造分布に関わらずＲ（ｘ）曲線に変化はないといえる。
【００６６】
このように図９及び図１０の結果からすれば、本計算での通信システムにおける許容水準に対する伝送可能距離はＯＬＴトランシーバの出力パワーの製造パラメタに強く影響されることがわかる。すなわち、本計算での通信システムでは、ＯＬＴトランシーバ出力パワーの製造分布をμｐ，ｄ＝＋２．０ｄＢｍ、σｐ，ｄ＝１．０ｄＢとすれば、前記許容水準に対する伝送可能距離はＯＬＴトランシーバ最小受光感度の製造分布に関わらず、７．５ｋｍ程度に設定することが可能である（図９（ｃ）参照）。従って、ＯＬＴトランシーバのＯＬＴトランシーバ出力パワーの製造スペックをμｐ，ｄ＝＋２．０ｄＢｍ、σｐ，ｄ＝１．０ｄＢとすることで伝送距離を伸ばすことができ、最小受光感度の製造スペックをμｓ，ｄ＝−２４．０ｄＢｍ、σｓ，ｄ＝２．０ｄＢに緩めて通信システムの経済化を図ることができる。
【００６７】
［付記］
以下は、本実施形態のトランシーバ設計装置を説明したものである。
本実施形態のトランシーバ設計装置は、トランシーバの製造分布（最小受光感度・出力パワーの平均及びばらつき）に含まれる有限数Ｎの値（最小受光感度・出力パワー）から任意距離ｘにおける累積バジェット不足ユーザ数Ｒ（ｘ）を算出し、所定距離ｘ＝Ｌの位置のＲ（Ｌ）が許容水準以下となる製造分布を見出すことを特徴とする。
【００６８】
具体的な構成は以下の通りである。
（１）：
光通信システムに収容されるユーザのサービス品質を担保するためのシステム設計装置において、
通信端末間のトランシーバ最小受光感度・出力パワーをそれぞれ定められた値域・製造分布で乱数発生させることで、装置のバジェット分布を計算する過程と、
そのバジェット分布に線路損失分布、距離毎のユーザ分布を積算して通信端末間の距離に応じた累積バジェット不足確率分布を計算する過程と、
距離毎のバジェット不足確率分布から、トランシーバの製造スペックを最適化することで、バジェット不足確率の許容水準を満足する距離を長延化する計算の過程と
を含むことを特徴とする設計装置。
【００６９】
（２）：
光通信システムのうち、ＰＯＮシステムに収容されるユーザのサービス品質を担保するためのシステム設計装置において、
中央局・ユーザにおける通信端末の上り・下りトランシーバ最小受光感度・出力パワーをそれぞれ定められた値域・製造分布で乱数発生させることで、装置のバジェット分布を計算する過程と、
そのバジェット分布に線路損失分布、距離毎のユーザ分布を積算して中心局からの距離に応じた累積バジェット不足確率分布を計算する過程と、
距離毎のバジェット不足確率分布から、中央局側のトランシーバの製造スペックを最適化することで、バジェット不足確率の許容水準を満足する距離を長延化する計算の過程と
を含むことを特徴とする設計方法を実現する設計装置。
【００７０】
本実施形態のトランシーバ設計装置は、以下のような効果を持つ。
（Ｉ）通信システムの品質を担保するためトランシーバに過剰に厳しい製造規格（製造歩留まりを下げるようなばらつき規格）を課するのではなく、Ｒ（Ｌ）が許容水準を切る程度の製造規格を見つけることができる。
（ＩＩ）製造分布に含まれる有限数Ｎの最小受光感度・出力パワーの値を生成することで計算時間を短くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本実施形態では典型例としてＰＯＮシステムを用いたアクセス向け光通信システムの設計方法を述べたが、本発明は長距離中継ネットワークにも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１１：パラメタ入力部
１２：バジェット分布算出部
１３：畳み込み計算部
１４：最適化部
１５：結果出力部
１６：トランシーバ仕様データベース（ＤＢ）
１７：ユーザデータベース（ＤＢ）
１８：許容水準値入力部
【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】
0006285885.tif 000023
【図１０】
0006285885.tif 000024
【図１１】
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