(57)【要約】【課題】  トラフィックが大きく変動して対応可能な光ネットワーク設計を行う。【解決手段】  本発明は、複数のトラフィックパターンに対して設備設計を行った結果から、リソースの一定割合を削減したネットワークの再収容設計を行い、削減量が最大のネットワーク設備構成を解とする。【選択図】  図１
2005086675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワーク設備設計方法において、
ネットワークのトポロジを共通とした複数のトラヒックパターンを入力するトラヒックパターン入力過程と、
前記トラヒックパターンに対して、リンクの所要波長数とノードのスイッチ規模を求めることができる静的な光ネットワークの設備設計プログラムを実行させる第１の設備設計プログラム実行過程と、
前記設備設計プログラムの結果から、それぞれのリンクの所要波長数の最大値を求める最大値計算過程と、
前記最大値から求めたノードのスイッチ規模を計算するスイッチ規模計算過程と、
前記リンクの所要波長数と前記ノードのスイッチの規模を有するネットワークに対し、それぞれのリソースを一定割合削減したネットワークの前記トラヒックパターンを入力する再入力過程と、
再度、前記設備設計プログラムを実行させる第２の設備設計プログラム実行過程と、
前記設備設計プログラムの結果について、光パスの迂回量、もしくは、収容不可能パス数の許容値を満たす解の中で、削減量が最大の光ネットワーク設備構成を解として出力する解選択過程と、からなることを特徴とする光ネットワーク設備設計方法。
【請求項２】
光ネットワーク設備設計プログラムであって、
ネットワークのトポロジを共通とした複数のトラヒックパターンを入力するトラヒックパターン入力ステップと、
前記トラヒックパターンに対して、リンクの所要波長数とノードのスイッチ規模を求めることができる静的な光ネットワークの設備設計プログラムを実行させる第１の設備設計プログラム実行ステップと、
前記設備設計プログラムの結果から、それぞれのリンクの所要波長数の最大値を求める最大値計算ステップと、
前記最大値から求めたノードのスイッチ規模を計算するスイッチ規模計算ステップと、
前記リンクの所要波長数と前記ノードのスイッチの規模を有するネットワークに対し、それぞれのリソースを一定割合削減したネットワークの前記トラヒックパターンを入力する再入力ステップと、
再度、前記設備設計プログラムを実行させる第２の設備設計プログラム実行ステップと、
前記設備設計プログラムの結果について、光パスの迂回量、もしくは、収容不可能パス数の許容値を満たす解の中で、削減量が最大の光ネットワーク設備構成を解として出力する解選択ステップと、を実行することを特徴とする光ネットワーク設備設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワーク設計方法及び光ネットワーク設計プログラムに係り、特に、トラヒック変動が大きい場合にも適用可能な光ネットワーク設計方法及び光ネットワーク設計プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでの光パスの設備設計は、１つのトラヒック量、パターンを仮定し、それに対して光ネットワークの所要設備量と構成を計算している（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】徳久他『フォトニックＭＰＬＳ網における光パス設計ソフトウェア』、ＮＴＴ技術ジャーナル２００３年７月号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これまでの静的な設備設計では、光パスの張替えを殆ど前提としておらず、トラヒックが動的に大きく変動する場合の設備設計をするには困難がある。今回トラヒックが大きく変動しても対応可能となる光ネットワーク設備設計手法が求められている。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、トラヒック変動に耐えられるネットワーク設備設計を行うことが可能な光ネットワーク設計方法及び光ネットワーク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】
【０００５】
図１は、本発明の原理を説明するための図である。
【０００６】
光ネットワーク設備設計方法において、
ネットワークのトポロジを共通とした複数のトラヒックパターンを入力するトラヒックパターン入力過程（ステップ１）と、
トラヒックパターンに対して、リンクの所要波長数とノードのスイッチ規模を求めることができる静的な光ネットワークの設備設計プログラムを実行させる第１の設備設計プログラム実行過程（ステップ２）と、
設備設計プログラムの結果から、それぞれのリンクの所要波長数の最大値を求める最大値計算過程（ステップ３）と、
最大値から求めたノードのスイッチ規模を計算するスイッチ規模計算過程（ステップ４）と、
リンクの所要波長数とノードのスイッチの規模を有するネットワークに対し、それぞれのリソースを一定割合削減したネットワークのトラヒックパターンを入力する再入力過程（ステップ５）と、
再度、設備設計プログラムを実行させる第２の設備設計プログラム実行過程（ステップ６）と、
設備設計プログラムの結果について、光パスの迂回量、もしくは、収容不可能パス数の許容値を満たす解の中で、削減量が最大の光ネットワーク設備構成を解として出力する解選択過程（ステップ７）と、からなる。
【０００７】
本発明は、光ネットワーク設備設計プログラムであって、
ネットワークのトポロジを共通とした複数のトラヒックパターンを入力するトラヒックパターン入力ステップと、
トラヒックパターンに対して、リンクの所要波長数とノードのスイッチ規模を求めることができる静的な光ネットワークの設備設計プログラムを実行させる第１の設備設計プログラム実行ステップと、
設備設計プログラムの結果から、それぞれのリンクの所要波長数の最大値を求める最大値計算ステップと、
最大値から求めたノードのスイッチ規模を計算するスイッチ規模計算ステップと、
リンクの所要波長数とノードのスイッチの規模を有するネットワークに対し、それぞれのリソースを一定割合削減したネットワークのトラヒックパターンを入力する再入力ステップと、
再度、設備設計プログラムを実行させる第２の設備設計プログラム実行ステップと、
設備設計プログラムの結果について、光パスの迂回量、もしくは、収容不可能パス数の許容値を満たす解の中で、削減量が最大の光ネットワーク設備構成を解として出力する解選択ステップと、を実行する
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トラヒック変動が激しい状況においても適用可能な光パス設計手法を提供することで、トラヒック予測が外れて設備投資が無駄になるリスクを軽減することができる。
【０００９】
また、従来の光パスの保留時間が比較的長いことを前提としてきた静的な設計ツールでは不可能であった、光パスの保留時間が極めて短い光バーストネットワークに適用可能な光ネットワーク設備設計手法を提供することで、コスト効率の良いネットワーク運営が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
本発明は、複数のトラヒックパターンを仮定して、それぞれのトラヒックパターンに対して設備設計プログラムを実行させて得られたそれぞれのリンクの所要波長数の最大値を求める。そのそれぞれのリンクの所要波長数から適当な量の設備を削減したネットワークを仮定し、もとのトラヒックを収容可能であるか、再度、設備設計プログラムを実行させることを繰り返し行い、迂回量、もしくは、収容不可能パス数の許容値を満たす範囲で最大の設備量を設計結果とする。これにより、トラヒック変動に耐えられるネットワーク設備設計を行うことを可能とするものである。
【００１２】
以下に、その動作を詳細に説明する。
【００１３】
図２は、本発明の一実施の形態における計算対象のネットワークを示し、図３は、本発明の一実施の形態における計算動作のフローチャートである。
【００１４】
図２に示すような、計算対象とするノードｎｏｄｅ［ｉ］（ｉは正数)、リンクｌｉｎｋ［ｊ］（ｊは正数)からなるネットワークにおいて、ｎｏｄｅ［ｉ］とｎｏｄｅ［ｊ］を始点とするトラフィック（パスの本数）Ｔｒａｆｆｉｃｅ［ｉ，ｊ］を以下のように示す。
【００１５】
Ｔｒａｆｆｉｃ［ｉ，ｊ］ ＝ ｆ［ｉ，ｊ  ］（ｐ）
ここで、ｐは、確率変数とし、乱数によって決定される変数である。ｆ［ｉ，ｊ］（ｐ）は、０以上の整数値を取るものとする。
【００１６】
後述する『処理１』（ステップ１０１〜ステップ１０３）をｎ（ｎは正数）回行い、それぞれの計算結果から、それぞれのリンクａの使用波長数の最大値Ｃ＿ｍａｘ［ａ］を求める。
【００１７】
各々のリンクの使用波長数の最大値Ｃ＿ｍａｘ［ａ］の１００−Ｘ％の容量を有するネットワークを構成し、総迂回量Ｒ［Ｘ］と収容不能パス数Ｌ［Ｘ］を求める。
【００１８】
ここで、総迂回量Ｒ［Ｘ］を以下の通り定義し、収容設計結果から求めることができる。
【００１９】
ＲＸ［Ｘ］＝Σ（Ｃ´［Ｘ］［ａ］−Ｃ［ａ］）
Ｒ［Ｘ］は、設備量の最大値からＸ％削減した場合の光パスが理想的な場合より迂回して収容されるので、その総迂回量を示している。
【００２０】
トラヒックの確率分布、ネットワークの構成に依存してＲ［Ｘ］，Ｌ［Ｘ］の振る舞いは異なるが、Ｘを増加していくと収容のためにパスを迂回する量が増加すると考えられるので、定性的には、Ｒ［Ｘ］，Ｌ［Ｘ］のどちらもがＸに対して単調増加の関数である。また、Ｘ＝０のときに迂回量、収容不能パス数は０となるので、Ｒ［０］，Ｌ［０］である。定性的なＲ［Ｘ］，Ｌ［Ｘ］の振る舞いについて図４に示す。
【００２１】
ネットワークの設備設計において、許容迂回量Ｒｃもしくは、収容不能パス数Ｌｃを規定することで、その条件を満足するＸの最大値Ｘｃを得ることができる。Ｒｃを設定するのか、Ｌｃを設定するのかはネットワーク設備設計方針によって決定されるので、本発明においてはどちらを採用してもよいものとする。例えば、図４にＲｃを設定した場合についてＸｃとの関係を示した。
【００２２】
Ｘｃに対する各リンクの使用波長数Ｃ［Ｘｃ］［ａ］、ノードの規模Ｓ［Ｘｃ］は、後述する『処理２』において求められているので、これを許容Ｒｃ（もしくはＬｃ）の条件を満足する設備設計結果としてよい（ステップ２０５）。
【００２３】
次に、『処理１』について説明する。
【００２４】
［処理１］
それぞれの要素Ｔｒａｆｆｉｃ［ｉ］に対してｐを乱数によって与え、Ｔｒａｆｆｉｃ［ｋ］［ｉ，ｊ］（ｋは正数、１≦ｋ≦ｎ）を決定する。こうして得られたＴｒａｆｆｉｃ［ｋ］［ｉ，ｊ］とネットワークに対して、従来から行われているパスの収容設計を行う。
ｌｉｎｋ［ａ］の必要波長数をＣ［ａ］、ｎｏｄｅ［ｂ］のスイッチ規模をＳ［ｂ］としたとき（ステップ１０１）、収容設計モジュールを用いて、Ｔｒａｆｆｉｃ［ｋ］［ｉ，ｊ］とネットワーク構成を与え（ステップ１０２）、コスト最小の条件でＣ［ｋ］［ａ］、Ｓ［ｋ］［ｂ］とそれぞれのパス経路Ｐａｔｈ［ｃ］を求める（ステップ１０３）。ここで、Ｐａｔｈ［ｃ］は、始終点［ｘ，ｙ］を持つパスｃが通過するノードとリンクをリスト形式で表現したものである。
【００２５】
静的な光パス収容設計は従来から行われており、厳密解を得る方法や、近似解を得る方法等複数の方法が提案されているので、それらを利用可能である（例えば、『徳久「フォトニックＭＰＬＳ網における光パス設計ソフトウェア」、ＮＴＴ技術ジャーナル２００３年７月号）』、『「WDM Optical Networks」、C.Siva Ram Murthy他、ISBN 0-13-060637-5,Prentice hall, 2002年』）。
【００２６】
本発明では、これらの従来行われてきた静的なネットワーク設計法を採用したエンジンを静的パス設計モジュールとして用いることができる。
【００２７】
次に、『処理２』について説明する。
【００２８】
各々のリンクの使用波長数の最大値Ｃ＿ｍａｘ［ａ］の１００−Ｘ％の容量を有するネットワークを構成する（ステップ２０１）。本処理では、こうして構成されたネットワーク（つまり、今回は、Ｃ［Ｘ］［ａ］＝Ｃ＿ｍａｘ［ａ］×（１００−Ｘ）／１００は既に与えられている）に対し、前述の処理１で用いたＴｒａｆｆｉｃ［ｋ］［ｉ，ｊ］を再び用いて（ステップ２０２）、再度収容設計モジュールを実行する（ステップ２０３）。
【００２９】
こうしてＸに対するｌｉｎｋ［ａ］の必要波長数をＣ´［Ｘ］［ａ］，ｎｏｄｅ［ｂ］のスイッチ規模をＳ´［Ｘ］［ｂ］を得ることができる（ステップ２０４）。また、Ｘを大きくした場合、収容不可能なトラフィックが発生することがあり、その収容不可能なパス数をＬ［ｘ］とする。
【００３０】
上記のように、複数のトラフィックパターンに対して、設備設計を行った結果から、リソースを一定割合削減したネットワーク再収容設計を行い、削減量最大のネットワーク設備構成を解とすることにより、トラフィック変動に耐えられるネットワーク設計が可能となる。
【００３１】
なお、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。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、トラフィック変動が大きい場合にも適用可能な光ネットワーク設計に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施の形態における計算対象のネットワークを示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態における計算動作のフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態における総迂回量と収容不能パス数の関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
2005086675.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005086675.tif 000006