(57)【要約】【課題】  伝送システムネットワークに対して効率のよい設計手法を適用し、経済的な設備導入費用を持つ通信ネットワークシステム設計装置を提供する。【解決手段】  ネットワーク設計装置１０を、通信ネットワークをノードで分割し、線状の設計区間を導出する区間分割部１２と、各設計区間両端のノードの再生中継器削除優先順位を記憶する再生中継器削除優先順位リスト１４と、各設計区間において信号伝送が可能となり、かつ再生中継器削除優先順位の高いノードにおいてより受信信号品質のマージンを持つように、線形中継器または再生中継器を各ノードにそれぞれ配置する区間設計部１６と、隣接する２つの前記設計区間において、境界ノードに再生中継器を配置しなくても信号伝送が可能なとき、該再生中継器を削除する再生中継器削除部１８とを備えて構成する。【選択図】      図１
2005086521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク中の複数ノードに、線形中継器または再生中継器を配置し、光ファイバにより前記ノード間を接続する通信ネットワークを設計するネットワーク設計装置において、該ネットワーク設計装置は、
１以上の前記ノードにおいて前記通信ネットワークを分割し、複数の線状の設計区間を導出する区間分割部と、
前記各設計区間の両端のノードの再生中継器削除優先順位を記憶する再生中継器削除優先順位リストと、
前記ノード間を接続する各光ファイバの信号性能に基づき、前記各設計区間の両端のノードに再生中継器を配置したときに前記各設計区間において信号伝送が可能となるように、線形中継器または再生中継器を前記各設計区間内の各ノードにそれぞれ配置する区間設計部と、
前記通信ネットワーク上で隣接する２つの前記設計区間の境界のノードに再生中継器を配置しなくても前記隣接する２つの設計区間において信号伝送が可能なとき、該再生中継器を削除する再生中継器削除部とを備え、
前記区間設計部は、前記各設計区間の両端のうち、前記再生中継器削除優先順位の高いノードにおいて、より受信信号品質のマージンを持つように、前記線形中継器または前記再生中継器を配置することを特徴とするネットワーク設計装置。
【請求項２】
前記区間設計部は、前記各設計区間の両端のうち、前記再生中継器削除優先順位の低いノードから順に前記線形中継器または前記再生中継器を配置し、
ここに前記再生中継器は、直前に配置された再生中継器との間の光ファイバの損失が許容範囲となる最遠ノードに配置されることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク設計装置。
【請求項３】
前記再生中継器削除優先順位リストは、前記各ノードに接続された光ファイバの本数に比例して、再生中継器削除優先順位が高く決定されることを特徴とする請求項１または２に記載のネットワーク設計装置。
【請求項４】
前記再生中継器削除優先順位リストは、前記各ノードを通過する光パスの本数に比例して、再生中継器削除優先順位が高く決定されることを特徴とする請求項１または２に記載のネットワーク設計装置。
【請求項５】
ネットワーク中の複数ノードに、線形中継器または再生中継器を配置し、光ファイバにより前記ノード間を接続する通信ネットワークを設計するネットワーク設計方法において、該ネットワーク設計方法は、
１以上の前記ノードにおいて前記通信ネットワークを分割し、複数の線状の設計区間を導出する区間分割ステップと、
前記各設計区間の両端のノードに対して、再生中継器削除優先順位を定める再生中継器削除優先順位決定ステップと、
各ノード間を接続する各光ファイバの信号性能に基づき、前記各設計区間の両端のノードに再生中継器を配置したときに前記各設計区間において信号伝送が可能となるように、線形中継器または再生中継器を前記各設計区間内の各ノードにそれぞれ配置する区間設計ステップと、
前記通信ネットワーク上で隣接する２つの前記設計区間の境界のノードに再生中継器を配置しなくても前記隣接する２つの設計区間において伝送可能なとき、該再生中継器を削除する再生中継器削除ステップとを備え、
前記区間設計ステップは、前記各設計区間の両端のうち、前記再生中継器削除優先順位の高いノードにおいて、より受信信号品質のマージンを持つように、前記線形中継器または前記再生中継器を配置することを特徴とするネットワーク設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光波長多重技術を用いた光ネットワークシステムの光ネットワーク設計装置に関し、特に光ネットワークシステムの設備費用が最小となるような通信機器配置を得るための光ネットワーク設計装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドインターネットを構成する伝送技術として、１本のファイバで大量の情報を高速に伝送することができる波長多重伝送技術が注目されている。また、この波長多重伝送技術によって伝送される信号をつなぎ合わせて一つの光パスを構成し、これらを組み合わせてネットワークとするような光ネットワーク技術および光ネットワークを構成する光ネットワークノード技術が急速に発展している。これに伴い、信号到達性を保証しながら光ネットワークを構成するための設備費用を最小にするような光ネットワークを設計できる技術が必要とされている。
【０００３】
光ネットワークは、あるファイバから受信された波長多重された光信号を複数の方向に分岐させて出力する分岐局（Ｈｕｂ）と、あるファイバから受信された波長多重された光信号を１つのファイバのみに出力する中継局と、あるファイバから受信された波長多重された光信号をすべてクライアント装置に渡す終端局とからなっている。図１（ｂ）は、このような光ネットワークの例を示す。
【０００４】
上記の分岐局、中継局または終端局には、光パス終端器、線形中継器（光アンプ）や再生中継器などが配備される。光パス終端器は、クライアント装置の信号を光ネットワークに挿入し、または光ネットワークからの信号をクライアント装置に渡すために利用される。
【０００５】
線形中継器は、減衰した受信光信号を多重化された単位で一括して増幅するために使用される。一般に、線形中継器では雑音が発生して信号に重畳されてゆくため、線形中継器での増幅を何度か繰り返すと光信号対雑音比が悪化し、クライアント装置から送信されたディジタル信号を受信端において再生することができなくなる。これを避けるために、必要に応じて伝送の途中で波長多重された光信号を個々の波長の信号に分解し、再生中継器を通過させる必要がある。再生中継器では、光信号が電気信号に変換されてディジタル信号として再生されるため、蓄積された雑音の影響を取り除くことができる。
【０００６】
下記非特許文献１には、従来の通信ネットワークシステム実現方法が示されている。この方法では、まずトラフィック需要のある局舎全てに対し、信号再生と再生信号増幅を全チャネルに対して施すＨＵＢを設置する。次に、多重化された信号の強度損失を検証して、局舎間に線形中継装置および信号再生装置を配置する。このような、全ての局舎間で信号の到達性が保証されたネットワークにおいて最短距離のパスルーティングを行い、帯域や波長数等のネットワーク資源の効率活用を実現する。
【０００７】
図１３に、ある線状の通信ネットワークシステムで再生中継器の最適配置を行う、従来のネットワーク設計方法のフローチャートを示す。図１４には、図１３に示す従来のネットワーク設計方法による端局間の装置配置例を示す。
【０００８】
図１４に示すように、光パス終端器が設けられた終端局１＃１〜１＃２の区間は、７個のセグメント３＃１〜３＃７に分割されている。ここでセグメントとは、終端局１＃１〜１＃２間の所定の位置に配置されている線形中継器（１Ｒ）または再生中継器（３Ｒ）と終端局１＃１間、１Ｒ／３Ｒと終端局１＃２間、１Ｒ間、１Ｒと３Ｒ間をいう。またネットワーク設計とは、各セグメントに配置される光ファイバのファイバ損失（セグメント損失）に基づき、各セグメント３＃１〜３＃７端の各中継局設置位置（ノード）２＃１〜２＃６に、１Ｒ／３Ｒを配置することをいう。以下、ノード２＃ｉに設置された中継局を「中継局２＃ｉ」と記す。
【０００９】
ここで、ファイバ損失が設計パラメータとなるのは、各セグメントの光ファイバを通過する光信号の減衰量を補償するために、各ノードの１Ｒ／３Ｒによって各セグメント損失分だけ増幅を行う必要があり、この増幅によって雑音が発生または増幅されることにより光信号対雑音比（光ＳＮＲ）が劣化するためである。すなわち、セグメント損失が信号再生の可否のファクタとなる。
【００１０】
以下、図１３および図１４を参照して従来のネットワーク設計方法の説明をする。ステップ（Ｓ２０２）において、セグメント３＃１のノード２＃１に仮再生中継器を配置し現在のノード位置とする。ここで仮再生中継器を配置した区間を、仮３Ｒ区間とよぶこととする。ステップ（Ｓ２０４）において。仮３Ｒ区間の着信光ＳＮＲを算出する。
【００１１】
ここでは、図１４に示すように送信側終端局の送信光パワーは０ｄＢｍであり、出力光ＳＮＲは３０ｄＢであるとする。また、各セグメント損失は全て２６ｄＢであるとし、線形中継器（１Ｒ）および再生中継器（３Ｒ）のノイズフィギュアは全て７ｄＢであるとする。
【００１２】
図１５を参照して着信光ＳＮＲの算出法を説明する。いま、終端局１＃１から１＃２間の方向へ光信号を伝送することとする。中継局２＃Ｎにおける着信光ＳＮＲは、次の式（１）で与えられる。
【００１３】
【数１】
2005086521.tif 000003
【００１４】
ここに、送信光ＳＮＲである終端局１＃１の出力光ＳＮＲの値は、終端局１に配置される光送信装置に依存する所与のパラメータである。また区間光ＳＮＲは、各セグメントにおける信号の損失、各中継局に設置した機器により発生する雑音量から求めることができる。図１５の例では、終端局１＃１から中継局２＃１までの区間光ＳＮＲは、セグメント３＃１のセグメント損失および中継局２＃１に配置した機器により発生するノイズの量から求めることができる。各セグメントの信号損失（セグメント損失）は、ネットワークに使用する光ファイバに関する他の情報と共にネットワーク設計のための入力情報として予め与えられる。また各中継局に配置する機器により発生する雑音量は、光ファイバの種別および当該中継局に配置する機器の種別により定まる。
【００１５】
例えば、上述の図１４に示す条件において、式（１）により中継局２＃１における着信光ＳＮＲを計算する。この条件下で、区間光ＳＮＲは全てのセグメントで約２４．９９１ｄＢとなり、よって着信光ＳＮＲは、
【００１６】
【数２】
2005086521.tif 000004
【００１７】
となる。同様の計算を行うことにより、中継局２＃２、中継局２＃３、…、での着信光ＳＮＲについても、それぞれ２１．４ｄＢ、１９．８ｄＢ、…、と求めることができる。
【００１８】
したがってステップ（Ｓ２０４）において、送信側終端局１＃１が、光ＳＮＲが３０．０ｄＢで光信号を送出するとき、中継局２＃１の着信光ＳＮＲは２３．８ｄＢとなる。ステップ（Ｓ２０６）において、着信光ＳＮＲが伝送可否判定値を上回っているか否かを判定する。
【００１９】
着信光ＳＮＲが伝送可否判定値を上回れば、ステップ（Ｓ２０８）に進む。伝送可否判定値以下ならば、ステップ（Ｓ２１６）に進む。中継局２＃１では着信光ＳＮＲが２３．８ｄＢであり、伝送可否判定値１７．５ｄＢを上回るので、ステップ（Ｓ２０８）に進む。ステップ（Ｓ２０８）において、前ノードが仮線形中継器設置局であれば、線形中継器を配置することに正式に確定し（Ｓ２１０）、前ノードが送信側終端局または再生中継器設置局ならば何もしない。ここでは前ノードが送信側終端局（１＃１）なので、何もしない。ステップ（Ｓ２１２）において、現在のノード位置が受信側終端局であるか否かを判定する。現在のノード位置が受信側終端局であれば終了する。
【００２０】
現在のノード位置が受信側終端局でなければ、ステップ（Ｓ２１４）に進む。ステップ（Ｓ２１４）において、現在のノード位置に仮線形中継器を配置し、現在のノード位置を次ノードに移す。ここでは、中継局２＃１を仮線形中継器とし、ノード位置を次のノードである中継局２＃２に移して、ステップ（Ｓ２０２）に戻る。以下これを繰り返して、現在のノード位置が中継局２＃６に至ったとする。
【００２１】
中継局２＃６では、ステップ（Ｓ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２０６）において、現在のノードである中継局２＃６に仮再生中継器を配置し、仮３Ｒ区間の着信光ＳＮＲを算出する。すると中継局２＃６の着信光ＳＮＲは１７．０ｄＢとなり、伝送可否判定値以下なのでステップ（Ｓ２１６）に進む。ステップ（Ｓ２１６）では、前ノードが仮線形中継器設置局であるか否かを判定する。前ノードが仮線形中継器設置局であればステップ（Ｓ２１８）に進み、でなければステップ（Ｓ２２０）に進む。中継局２＃６は、前ノードである中継局２＃５が仮線形中継器設置局であるので、ステップ（Ｓ２１８）に進む。ステップ（Ｓ２１８）において、中継局２＃５の仮線形中継器を再生中継器として確定するが、ノード位置を変更せずステップ（Ｓ２０２）へ戻る。
【００２２】
ノード２＃５は再生中継器が配置され、信号再生／増幅を行って送信側終端局１＃１と同様の役割を果たすため、中継局２＃６には、ステップ（Ｓ２０２〜Ｓ２１４）において、中継局２＃１の場合と同様の処理が行われ、中継局２＃６を仮線形中継器として現在のノード位置を受信側終端局１＃２に移す。そして、ステップ（Ｓ２０２〜Ｓ２１２）によって中継局２＃６を線形中継器として正式に確定して、ネットワーク設計を終了する。
【００２３】
なお、再生中継器の設置数を抑えつつ光ネットワークを構成するファイバの波長分散を等化し、再生中継区間の長距離化を可能とするために、線形中継区間ごとに分散等化を行う光伝送システムが、下記特許文献１により提案されている。
【００２４】
【非特許文献１】Ｐ．アリス（P.Arijs），Ｂ．ファン・カエンゲム（B.Van Caenegem），Ｐ．デメスター（P.Demeester），Ｐ．ラガッセ（P.Lagasse），Ｗ．ファン・パリス（W.Van Parys）およびＰ．アハテン（P.Achten）著，"デザイン・オブ・リング・アンド・メッシュ・ベースド・ＷＤＭ・トランスポート・ネットワークス（Design of ring and mesh based WDM transport networks）”，オプチカルネットワークマガジン（Optical Networks Magazine），２０００年７月，第１巻，第３号，ｐ．２５−４０
【特許文献１】特開２０００−１１５０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
非特許文献１に開示されるシステムにおいては、各局舎には信号再生装置が必ず配備されるため、信号性能の信頼性が高い反面、設備費用の観点では冗長で効率の悪い通信ネットワークシステムとなる。逆に高い信頼性を保ちつつ、信号再生装置を削減した設備配置により、経済的な通信ネットワークシステムを得るためには、多重化された信号の強度損失のみならず、光ＳＮＲや波長分散も考慮した詳細な設計が求められる。しかし、ネットワーク全体で費用最小の設備配置をする場合、配置の組み合わせ数が膨大となり、設計にかかるステップ数が多大なものになってしまい実用的ではない。
【００２６】
また、上記説明した従来の設計手法では、線状の端局間において信号性能が保証される。しかし、実際の通信ネットワークにおいては、始点と終点の異なるパスが複雑に交わっており、信号再生がチャネル毎に実施される。したがって、線状の区間で線形増幅器や再生増幅器を効率的に配置したとしても、通信ネットワーク全体として捉えると、冗長に信号再生装置を配置してしまう。特にメッシュ型の通信ネットワークにおいては、分岐地点に冗長な再生装置が配置される可能性がある。
【００２７】
このように、従来の通信ネットワークの設計手法では、リニアでない通信ネットワークに対して、効率のよい（例えば設備コストが低い）通信ネットワークシステムが実現されていない。本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、伝送システムネットワークに対して効率のよい設計手法を適用し、経済的な設備導入費用を持つ通信ネットワークシステム設計装置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】
【００２８】
前記目的を達成するため本発明によるネットワーク設計装置は、まず、いずれか１以上のノードにおいて通信ネットワークを分割して複数の線状の設計区間を導出し、各設計区間の両端のノードに再生中継器削除優先順位を割り当てる。
【００２９】
そして、ノード間を接続する各光ファイバの信号性能に基づき、各設計区間の両端のノードに再生中継器を配置したときに各設計区間において伝送可能となり、かつ設計区間の両端のうち、前記再生中継器削除優先順位の高いノードにおいてより受信信号品質のマージンを持つように、線形中継器または再生中継器を各ノードにそれぞれ配置する。
【００３０】
その後、前記設計区間を通信ネットワークの形に組み合わせ、この通信ネットワーク上において隣接する２つの設計区間の境界となるノードに再生中継器を配置しなくても、この隣接する２つの設計区間において伝送可能なとき、この再生中継器を削除することとする。
【００３１】
図１（ａ）〜（ｂ）は本発明の原理図である。ここに、図１（ａ）は光ネットワーク設計装置の構成図であり、図１（ｂ）は設計対象の光ネットワークを示すモデル図である。
【００３２】
図１（ａ）に示すとおり光ネットワーク設計装置１０は、区間分割部１２と、再生中継器削除優先度リスト１４と、区間設計部１６と、再生中継器削除部１８とを備える。また、図１（ｂ）に示すとおり設計対象の光ネットワークのモデル２０は、各ノードに設けられる終端局１＃１〜１＃３、分岐局４、各中継局２＃１〜２＃３ならびにこれらを接続するセグメントに設けられる光ファイバ３＃１〜３＃６からなる。
【００３３】
区間分割部１２は、光ネットワークのモデル２０を、分岐局４において分割し、終端局１＃１〜分岐局４、分岐局４〜終端局１＃２および分岐局４〜終端局１＃３の３つの設計区間を導出する。そして各設計区間の両端に再生中継器を配置する。再生中継器削除優先順位リスト１４には、各中継局２＃１〜２＃３、終端局１＃１〜１＃３および分岐局４に対する再生中継器削除優先度が、何らかの方法で設定され保持（記憶）される。区間設計部１６は、区間分割部１２の分割結果および再生中継器削除優先度リスト１４にしたがって、当該設計区間における信号の到達性を保証するために必要な線形中継器および再生中継器を、各中継局２＃１〜２＃３に配置する。このとき、区間設計部１６は再生中継器削除優先順位の高い局舎に対する受信信号の品質が、伝送可否判定値に対してマージンを持つような設計を行う。
【００３４】
この後、区間ごとに設計されたものを組み合わせて設計すべきネットワークの形に戻す。最後に、設計区間の境界である分岐局４において再生中継器を削除することができるかどうかを検証し、もし削除可能なら再生中継器を削除する。
【発明の効果】
【００３５】
上記のように光ネットワークを線状の設計区間に分割して設計することにより、上述の線状のネットワークの設計手法を利用して分割された各設計区間において無用な再生中継器を削減することが可能となる。
【００３６】
さらに、各設計区間の両端の局舎に再生中継器削除優先順位を割り当て、各設計区間内の設計の際に優先順位が高い局舎に対して受信信号の品質の伝送可否判定値に対するマージンを持たせるように設計することにより、各設計区間境界の局舎における再生中継器の配置を省略できるケースが多くなる。
【００３７】
これにより各設計区間境界となる分岐点等に冗長な再生中継器を配置することを防止することが可能となり、ネットワーク全体の再生中継器の数を減少させる設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図２は、本発明の光ネットワーク設計装置の構成図である。図示するとおり光ネットワーク設計装置１０は、演算処理部４２を有するパソコンやワークステーション等のコンピュータ（計算機）などにより実現される。ユーザ５２は、キーボードなどの入力部４４から光ネットワークの設計に必要な各種入力情報を入力する。これら入力情報は、演算処理部４２で処理されて記憶部４６に蓄積される。この記憶部４６には、本発明に係る光ネットワーク設計方法を記述し、本発明に係る光ネットワーク設計装置を実現するプログラム６１が蓄積されており、演算処理部４２は、プログラム６１に記述されたルールにしたがって処理を実行する。この計算結果は、表示部などの出力部４８を通してユーザ５２に対して出力される。
【００３９】
また記憶部４６には、光ネットワークの設計に必要な各種情報である、トポロジ情報６２、信号性能情報６３、トラフィック需要情報６４、再生中継器削除優先順位リスト６５および光パス経路情報６６が記憶される。
【００４０】
図３に、トポロジ情報のデータ構造の例を示す。トポロジ情報は、ファイバ情報と局情報の二つの情報に分けることができる。局情報は、各ノードに設けられる局の識別子および局の位置からなる。局の識別子は、ネットワーク内で一意に局を識別するための情報であり、局の位置情報は、例えば図示するように局の存在する緯度経度などの地理的な座標を示す情報である。またファイバ情報は、局と局とを接続するセグメントに設けられる光ファイバをネットワーク内で一意に識別するためのファイバの識別子、当該ファイバの始点側の局の識別子、ファイバの終点側の局の識別子、当該ファイバの長さおよび当該ファイバの種別（例えばＳＭＦ（Single Mode Fiber）や、ＮＺ−ＤＳＦ（Non-Zero Dispersion Shifted Fiber））等の情報からなる。
【００４１】
図４に、信号性能情報のデータ構造の例を示す。信号性能情報は各セグメントにおける光ファイバ損失（セグメント損失）を求めるために使用される。各セグメントにおけるセグメント損失は、様々な方法により求めることが可能であるが、図４に示すデータ構造の例では、トポロジ情報内のファイバ情報から取得した当該セグメントの光ファイバのファイバ種およびファイバ長から、セグメント損失を求める。このため信号性能情報は、各局間を接続する光ファイバのファイバの種別から、対応するファイバ種の単位長当たりのファイバ損失を記憶する。
【００４２】
図５に、トラフィック需要情報のデータ構造の例を示す。トラフィック需要情報は、デマンド識別子、始点局および終点局の識別子、信号種別ならびにチャネル数の情報からなる。デマンド識別子は、それぞれのデマンド、すなわちトラフィック需要を一意に識別するために利用される。始点局および終点局の識別子はそれぞれトラフィック需要（デマンド）のある両端の局を示しており、信号種別は、要求される帯域やフレーミングフォーマットなどを示している。チャネル数は要求されているパスの本数を示している。
【００４３】
図６に、パス経路情報のデータ構造の例を示す。パス経路情報は、パスを一意に識別するための識別子およびパスが通過する局のリストから構成される。
【００４４】
図７に、再生中継器削除優先順位リストの構造の例を示す。再生中継器削除優先順位リストは、局識別子によって示される各局に対して再生中継器を削除する優先順位を割り当てたリストを示す。
【００４５】
以下、本発明の第１実施形態による光ネットワーク設計方法を示す。図８に、本発明の第１実施形態による設計方法のフローチャートを示す。始めに、ユーザがトポロジ情報、トラフィック需要情報、光パス経路情報および再生中継器削除優先順位情報を入力する（Ｓ１０２）。ここに、入力されるトポロジ情報の例は、図９に示すような形態を示すこととする。また、入力される再生中継器優先順位の例は分岐局４が最も高く、中継局２＃１〜２＃９が最も低く設定されており、終端局１＃１〜１＃３はその間の値が設定されているとする。
【００４６】
入力されるトラフィック需要は、終端局１＃１と終端局１＃２の間および終端局１＃１と終端局１＃３の間に、それぞれ１チャネルずつ存在することとし、これらに対応する光パス経路情報の光パス経路としては、図９に示す光パス５＃１および５＃２が入力されることとする。なお、光パス経路情報を、ユーザ入力によらずに最短経路探索等の既存の経路探索手法を用いて、トポロジ情報およびトラフィック需要情報から、自動的に算出することとしてもよい。
【００４７】
演算処理部４２は、トポロジ情報内のファイバ情報、光パス経路情報および信号性能情報から、各局を接続する光ファイバのファイバ損失を算出する。具体的には、演算処理部４２はトポロジ情報から当該光ファイバの「ファイバ種」および「長さ」を抽出し、さらに当該光ファイバ長からファイバ損失を算出する。信号性能情報は、上述のユーザによるトポロジ情報等の入力の際に同時に入力することとしてもよく、また予め記憶部４６内に記憶されていることとしてもよい。また、光ファイバのファイバ損失は、図１０に示すようにトポロジ情報内のファイバ情報内に入力／記憶されることとしてよい。
【００４８】
次ステップ（Ｓ１０４）では、図９に示すネットワークを線状の通信ネットワークである設計区間に分割する。線状の設計区間に分割する方法の一例としては、図９に示すネットワークにおいて線度３以上の局（図９の例では分岐局４）において分割し、線状の設計区間に分割する方法が考えられる。このように分割することにより、ネットワークは、終端局１＃１〜分岐局４（設計区間６＃１）、分岐局４〜終端局１＃２（設計区間６＃２）および分岐局４〜終端局１＃３（設計区間６＃３）の３つの線状の設計区間に分割される。そして、それぞれの設計区間の両端に再生中継器を配置する（Ｓ１０６）。
【００４９】
次に、それぞれの設計区間６＃１〜６＃３内の設計を行う。設計区間の設計では、設計区間の両端の局のうち、再生中継器削除優先順位の高い方の局の受信信号の品質が伝送可否判定値に対してマージンを持つような設計を行う（Ｓ１０８）。これを実現する方法の一例は、図１４に図示する線状の通信ネットワークシステムにおける従来のネットワーク設計方法（図１３）と同様の設計方法を用いて、再生中継器優先順位の低いの終端局の方から順に設計を行うことが考えられる。
【００５０】
すなわち、各設計区間６＃１〜６＃３において、両端の局うち再生中継器削除優先順位の低い局から順に線形中継器または再生中継器を配置してゆく。このとき、直前に配置された再生中継器／終端局からの着信光ＳＮＲが許容範囲を超える（すなわち、伝送可否判定値以下となる）直前の局に再生中継器を配置し、その他の局には線形中継器を配置することとする。このように各設計区間６＃１〜６＃３を設計することにより、再生中継器削除優先順位の高い局の受信信号の品質がよりマージンを有することとなる。
【００５１】
以下例示として、図９および図１４を参照しつつ設計区間６＃１内の設計を説明する。まず図１３に示すステップ（Ｓ２０２）において、設計区間６＃１の中継局２＃１を現在のノード位置として仮再生中継器を配置する。仮再生中継器を配置した区間を仮３Ｒ区間と呼ぶ。ステップ（Ｓ２０４）において仮３Ｒ区間の着信光ＳＮＲを算出する。このとき演算処理部４２は、上述のとおり算出した終端局１＃１〜中継局２＃１間のファイバ損失と、中継局２＃１に配置する中継器により発生する雑音量とから着信光ＳＮＲを算出する。このとき演算処理部４２は、中継局２＃１に配置する中継器により発生する雑音量を、終端局１＃１〜中継局２＃１間のファイバ種別と中継局２＃１に配置する中継器の種別により算出する。
【００５２】
そして、ステップ（Ｓ２０６）において、着信光ＳＮＲが上記説明した伝送可否判定値のＳＮＲよりも大きいか否かを判定する。ここで、中継局２＃１では着信光ＳＮＲが伝送可否判定値よりも大きいこととしステップ（Ｓ２０８）に進む。ステップ（Ｓ２０８）において前ノードが送信側終端局１＃１なので何もせずステップ（Ｓ２１２）に進み、またステップ（Ｓ２１２）において、現在のノード位置が受信側終端局でないのでステップ（Ｓ２１４）に進む。
【００５３】
ステップ（Ｓ２１４）において、中継局２＃１を仮線形中継器とし、ノード位置を次のノードである中継局２＃２に移してステップ（Ｓ２０２）に戻る。以下これを繰り返して、現在のノード位置が設計区間６＃１の受信終端局である分岐局４に至ったとする。
【００５４】
分岐局４では、ステップ（Ｓ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２０６）において、現在のノードである分岐局４に仮再生中継器を配置し、仮３Ｒ区間の着信光ＳＮＲを算出する。ここで、分岐局４の着信光ＳＮＲが伝送可否判定値以下となったとする。したがってステップ（Ｓ２１６）で前ノードが仮線形中継器設置局であるか否かを判定する。前ノードである中継局２＃３は、仮線形中継器設置局であるのでステップ（Ｓ２１８）に進む。そして、中継局２＃３の仮線形中継器を再生中継器として確定しステップ（Ｓ２０２）へ戻る。
【００５５】
その後、分岐局４には、中継局２＃１の場合と同様の処理（Ｓ２０２〜Ｓ２０８）が行われ、そしてステップ（Ｓ２１２）によって終了する。
【００５６】
すべての設計区間６＃１〜６＃３に関して設計が終わったら（Ｓ１１０）、それぞれの局２＃１〜９が、設計区間６＃１〜６＃３のうち隣接する２つの設計区間の境界になっているかどうかを確認し、当該局が隣接する２つの設計区間の境界である場合には、再生中継器を削除したと仮定してこの隣接する２つの設計区間における伝送可否判定を行う。伝送可能と判定される場合には、その境界の局の再生中継器を削除する（Ｓ１１２）。この伝送可否判定は、隣接する２つの設計区間において、その境界となる局にそれぞれ最も近い各再生中継器設置局どうしの間で実施されることとしてよい。
【００５７】
図９では、分岐局３が設計区間６＃１と設計区間６＃２、設計区間６＃２と設計区間６＃３および設計区間６＃３と設計区間６＃１の境界の局となっている。そこでまず、設計区間６＃１と設計区間６＃２との間の再生中継器を削除した場合の伝送可否判定を行う。このとき、設計区間６＃１および設計区間６＃２において、再生中継器が配置され、これら設計区間の境界となる分岐局４に最も近い局は、それぞれ中継局２＃３および中継局２＃４である。したがって、前記伝送可否判定は、分岐局４に再生中継器がないと仮定して、中継局２＃３と中継局２＃４の間で実施される。
【００５８】
前記伝送可否判定は、例えば上記の従来の設計方法と同様に、中継局２＃３による発信光信号の中継局２＃４における受信光ＳＮＲを伝送可否判定値と比較して実施することとしてよい。
【００５９】
この結果、伝送可能と判断されれば、設計区間６＃１と設計区間６＃２の間にある、パス５＃１の信号を中継する再生中継器を削除する。設計区間６＃２と設計区間６＃３の間および設計区間６＃３と設計区間６＃１の間も同様に処理する。
【００６０】
ここで各設計区間６＃１〜６＃３は、上述のとおり再生中継器削除優先順位情報の高い分岐局４における受信信号品質の伝送可否判定値に対するマージンが大きくなるように設計されている。換言すれば、受信信号品質のマージンを再生中継器削除優先順位情報の高い分岐局４側に集めることにより、再生中継器削除優先順位を考慮せずに各設計区間を設計する方法と比較して、設計区間の境界である分岐局４において多くの再生中継器を削除することを可能とする。このような手順により、各設計区間の境界となるノードに配置する再生中継器の数を減少させることができる。
【００６１】
以上によりそれぞれの局に対して配置すべき機器が決定され（Ｓ１１４）、出力部４８によりこの結果をユーザ５２に提示して設計を完了する（Ｓ１１６）。
【００６２】
再生中継器削除優先順位は、さまざまな基準により設定することが可能である。図１１に示す本発明の第２実施形態による光ネットワーク設計方法では、ネットワーク内の各局に割り当てる再生中継器削除優先順位を、各局に接続される光ファイバの本数に基づいて自動的に算出して割り当てることとする。具体的には、最初のステップ（Ｓ１４２）において、トポロジ情報、トラフィック需要情報および光パス経路情報のみを入力する。次にそれぞれの局に対して、接続された光ファイバ数（または線度）に比例した再生中継器削除優先度を計算し、この優先度の大きなものから再生中継器削除優先順位を割り当てる（Ｓ１４４）。このとき複数の局で再生中継器削除優先度が同じ値となる場合には、任意の方法で優先順位を決定する。以降の処理は、上述の第１の実施形態のステップ（Ｓ１０４）以降と同様である。
【００６３】
各局における再生中継器の数は、当該局に接続される光ファイバの本数に応じて増加し、このように再生中継器削除優先順位を接続される光ファイバの本数に比例して高く設定することにより、光ファイバの本数が多い局ほど図１１のステップ（Ｓ１１２）において再生中継器を削除できる場合が多くなるため、本実施形態による設計方法により、より多くの再生中継器の節約が期待できる。
【００６４】
図１２に、本発明の第３実施形態による光ネットワーク設計方法を示す。本実施態様による設計方法では、ネットワーク内の各局に割り当てる再生中継器削除優先順位を、各局を通過する光パス数に基づいて自動的に算出して割り当てることとする。具体的には、最初のステップでは（Ｓ１５２）、トポロジ情報、トラフィック需要情報、光パス経路情報のみを入力する。次にそれぞれの局に対して、通過する光パス数に比例した再生中継器削除優先度を計算し、この優先度の大きなものから再生中継器削除優先順位を割り当てる。このとき複数の局で再生中継器削除優先度が同じ値となる場合には、任意の方法で優先順位を決定する。以降の処理は、上述の第１の実施形態のステップ（Ｓ１０４）以降と同様である。
【００６５】
各局における再生中継器の数は、当該局を通過する光パス数（多重数）に応じて増加し、このように再生中継器削除優先順位を接続される光パス数に比例して高く設定することにより、光ファイバの本数が多い局ほど図１１のステップ（Ｓ１１２）において再生中継器を削除できる場合が多くなるため、本実施形態による設計方法により、より多くの再生中継器の節約が期待できる。
【００６６】
（付記１）  ネットワーク中の複数ノードに、線形中継器または再生中継器を配置し、光ファイバにより前記ノード間を接続する通信ネットワークを設計するネットワーク設計装置において、該ネットワーク設計装置は、
１以上の前記ノードにおいて前記通信ネットワークを分割し、複数の線状の設計区間を導出する区間分割部と、
前記各設計区間の両端のノードの再生中継器削除優先順位を記憶する再生中継器削除優先順位リストと、
前記ノード間を接続する各光ファイバの信号性能に基づき、前記各設計区間の両端のノードに再生中継器を配置したときに前記各設計区間において信号伝送が可能となるように、線形中継器または再生中継器を前記各設計区間内の各ノードにそれぞれ配置する区間設計部と、
前記通信ネットワーク上で隣接する２つの前記設計区間の境界のノードに再生中継器を配置しなくても前記隣接する２つの設計区間において信号伝送が可能なとき、該再生中継器を削除する再生中継器削除部とを備え、
前記区間設計部は、前記各設計区間の両端のうち、前記再生中継器削除優先順位の高いノードにおいて、より受信信号品質のマージンを持つように、前記線形中継器または前記再生中継器を配置することを特徴とするネットワーク設計装置。（１）
【００６７】
（付記２）  前記区間設計部は、前記各設計区間の両端のうち、前記再生中継器削除優先順位の低いノードから順に前記線形中継器または前記再生中継器を配置し、
ここに前記再生中継器は、直前に配置された再生中継器との間の光ファイバの損失が許容範囲となる最遠ノードに配置されることを特徴とする付記１に記載のネットワーク設計装置。（２）
【００６８】
（付記３）  前記再生中継器削除優先順位リストは、前記ノードに接続された光ファイバの本数に比例して、再生中継器削除優先順位が高く決定されることを特徴とする付記１または２に記載のネットワーク設計装置。（３）
【００６９】
（付記４）  前記再生中継器削除優先順位リストは、前記ノードを通過する光パスの本数に比例して、再生中継器削除優先順位が高く決定されることを特徴とする付記１または２に記載のネットワーク設計方法。（４）
【００７０】
（付記５）  ネットワーク中の複数ノードに、線形中継器または再生中継器を配置し、光ファイバにより前記ノード間を接続する通信ネットワークを設計するネットワーク設計方法において、該ネットワーク設計方法は、
１以上の前記ノードにおいて前記通信ネットワークを分割し、複数の線状の設計区間を導出する区間分割ステップと、
前記各設計区間の両端のノードに対して、再生中継器削除優先順位を定める再生中継器削除優先順位決定ステップと、
前記ノード間を接続する各光ファイバの信号性能に基づき、前記各設計区間の両端のノードに再生中継器を配置したときに前記各設計区間において信号伝送が可能となるように、線形中継器または再生中継器を前記各設計区間内の各ノードにそれぞれ配置する区間設計ステップと、
前記通信ネットワーク上で隣接する２つの前記設計区間の境界のノードに再生中継器を配置しなくても前記隣接する２つの設計区間において信号伝送が可能なとき、該再生中継器を削除する再生中継器削除ステップとを備え、
前記区間設計ステップは、前記各設計区間の両端のうち、前記再生中継器削除優先順位の高いノードにおいて、より受信信号品質のマージンを持つように、前記線形中継器または前記再生中継器を配置することを特徴とするネットワーク設計方法。（５）
【００７１】
（付記６）  前記区間設計ステップは、前記各設計区間の両端のうち、前記再生中継器削除優先順位の低いノードから順に前記線形中継器または前記再生中継器を配置し、
ここに前記再生中継器は、直前に配置された再生中継器との間の光ファイバの損失が許容範囲となる最遠ノードに配置されることを特徴とする付記５に記載のネットワーク設計方法。
【００７２】
（付記７）  前記再生中継器削除優先順位決定ステップは、前記ノードに接続された光ファイバの本数に比例して、再生中継器削除優先順位を高く決定することを特徴とする付記５または６に記載のネットワーク設計方法。
【００７３】
（付記８）  前記再生中継器削除優先順位決定ステップは、前記ノードを通過する光パスの本数に比例して、再生中継器削除優先順位を高く決定することを特徴とする付記５または６に記載のネットワーク設計方法。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明を利用すれば、メッシュ型のネットワークに対して既存の線形なネットワークの設計手法を流用しながら、ネットワーク全体で再生中継器の数が少なく、よって設備費用も少ないネットワークの設計が可能となるため、実用的に極めて有用である。また、本発明により光ネットワークの設計の工数を削減できるため、設計コストも大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明の光ネットワーク設計装置の構成図である。
【図３】トポロジ情報のデータ構造の例を示す図である。
【図４】信号性能情報のデータ構造の例を示す図である。
【図５】トラフィック需要情報のデータ構造の例を示す図である。
【図６】パス経路情報のデータ構造の例を示す図である。
【図７】再生中継器削除優先順位リストの構造の例を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態による光ネットワーク設計方法のフローチャートである。
【図９】本発明の光ネットワーク設計方法の説明に用いるネットワーク形状を示す図である。
【図１０】トポロジ情報内のファイバ情報の例を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による光ネットワーク設計方法のフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態による光ネットワーク設計方法のフローチャートである。
【図１３】再生中継器の最適配置を行う従来のネットワーク設計方法のフローチャートである。
【図１４】図１３に示す従来のネットワーク設計方法による端局間の装置配置例を示す図である。
【図１５】着信光ＳＮＲの算出法を説明する図である。
【符号の説明】
【００７６】
１＃１〜１＃３…終端局
２＃１〜２＃３…中継局
３＃１〜３＃６…光ファイバ
４…分岐局
１０…光ネットワーク設計装置
１２…区間分割部
１４…再生中継器削除優先度リスト
１６…区間設計部
１８…再生中継器削除部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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