(57)【要約】【課題】マルチレイヤネットワークにおいてプロテクション適用リンクを下位のレイヤに委譲できるようにする。【解決手段】第１設計部１１１は、第１レイヤにおけるプロテクション適用またはプロテクション非適用の第１リンクのトラフィックに基づき、当該第１レイヤよりも下位の第２レイヤにおけるプロテクション非適用の第２リンクを生成するとともに当該第２リンクによって構成されるネットワーク上の第１リンクの現用経路および予備経路を生成する収容設計を行なう。また、第２設計部１１２は、第１設計部１１１によって生成された、プロテクション非適用の第２リンクと第１リンクの現用経路および予備経路とに基づき、プロテクション非適用の第２リンクから、第２レイヤでのプロテクション適用リンクを選択もしくは生成するプロテクション適用処理を行なう。【選択図】図５
2016034064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチレイヤネットワークにおいて上位レイヤのトラフィックを収容する下位レイヤを設計するネットワーク設計装置であって、
第１レイヤにおけるプロテクション適用またはプロテクション非適用の第１リンクのトラフィックに基づき、当該第１レイヤよりも下位の第２レイヤにおけるプロテクション非適用の第２リンクを生成するとともに当該第２リンクによって構成されるネットワーク上の前記第１リンクの現用経路および予備経路を生成する収容設計を行なう第１設計部と、
前記第１設計部によって生成された、前記プロテクション非適用の第２リンクと前記第１リンクの現用経路および予備経路とに基づき、前記プロテクション非適用の第２リンクから、前記第２レイヤでのプロテクション適用リンクを選択もしくは生成するプロテクション適用処理を行なう第２設計部と、を有する、ネットワーク設計装置。
【請求項２】
前記第２設計部は、
前記第１設計部によって生成された前記第２リンクのうち、収容する全ての経路が前記第１リンクの予備経路である第２リンクを第３リンクとして抽出し、
抽出された前記第３リンクについて、前記第２リンクのうち、所定のプロテクション適用条件を満たす第２リンクを第４リンクとして探索し、
前記第３リンクおよび前記第４リンクを、それぞれ、前記第２レイヤでの前記プロテクション適用リンクの予備および現用として選択する、請求項１に記載のネットワーク設計装置。
【請求項３】
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、前記第３リンクの始点ノードおよび終点ノードと同一であり、且つ、
前記第２リンクが、前記第３リンクが収容する前記第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含み、且つ、
前記第２リンクの種類が前記第３リンクの種類と同一であり、且つ、
前記第２リンクおよび前記第３リンクが、それぞれ、前記第２リンクに収容される前記第１リンクと前記第３リンクに収容される前記第１リンクとの和集合のリンク群を収容可能な帯域を有している、ことである、請求項２に記載のネットワーク設計装置。
【請求項４】
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、前記第３リンクの始点ノードおよび終点ノードと同一であり、且つ、
前記第２リンクが、前記第３リンクが収容する前記第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含み、且つ、
複数の前記第２リンク（以下、第２リンク群という）の合計帯域が前記第３リンクの帯域と同一であり、且つ、
前記第２リンク群および前記第３リンクが、それぞれ、前記第２リンクに収容される前記第１リンクと前記第３リンクに収容される前記第１リンクとの和集合のリンク群を収容可能な帯域を有している、ことであり、
前記第２設計部は、
前記所定のプロテクション適用条件を満たす当該第２リンク群を複数の前記第４リンク（以下、第４リンク群という）として探索し、
当該第４リンク群を１本に統合した、前記第３リンクと同一帯域をもつ統合リンクを、前記第２レイヤでの前記プロテクション適用リンクの現用として選択する、請求項２に記載のネットワーク設計装置。
【請求項５】
前記第２設計部は、同一の始点ノードおよび終点ノードを有する複数の前記第３リンク（以下、第３リンク群という）を抽出し、
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、前記第３リンク群の始点ノードおよび終点ノードと同一であり、且つ、
前記第２リンクが、前記第３リンク群が収容する前記第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含み、且つ、
複数の前記第２リンク（以下、第２リンク群という）の合計帯域が前記第３リンク群の合計帯域と同一であり、且つ、
前記第２リンク群および前記第３リンク群が、それぞれ、前記第２リンク群に収容される前記第１リンクと前記第３リンク群に収容される前記第１リンクとの和集合のリンク群を収容可能な帯域を有している、ことであり、
前記第２設計部は、
前記所定のプロテクション適用条件を満たす当該複数の前記第２リンクを複数の前記第４リンク（以下、第４リンク群という）として探索し、
前記第３リンク群および前記第４リンク群を、それぞれ、前記和集合のリンク群を収容可能な同一帯域をもつ第１統合リンクおよび第２統合リンクに統合し、
前記第１統合リンクおよび前記第２統合リンクを、それぞれ、前記第２レイヤでの前記プロテクション適用リンクの予備および現用として選択する、請求項２に記載のネットワーク設計装置。
【請求項６】
前記第２設計部は、
前記第１設計部によって生成された前記プロテクション非適用の第２リンクを、始終点ノードおよび経路について分類し、
分類された同一始終点および同一経路を有する複数の前記第２リンク（以下、第２リンク群という）に収容されている、前記第１レイヤ上の現用経路および予備経路の全てを対象にして、
前記第２レイヤでのプロテクション適用リンクの合計帯域が最大になるように、前記第２レイヤにおける複数の再収容先リンク（以下、再収容先リンク群という）に前記現用経路および前記予備経路を再収容し、
前記再収容先リンク群を、当該再収容先リンク群の合計帯域が前記第２リンク群の合計帯域を超えないように生成する、請求項１に記載のネットワーク設計装置。
【請求項７】
前記第２設計部は、
前記第２リンク群について、前記再収容先リンク群の候補となる複数の再収容先リンク候補を生成し、
前記第２リンク群に収容されている前記第１レイヤの現用経路および予備経路について、前記複数の再収容先リンク候補への再収容を、所定のプロテクション適用条件を満たすリンク候補ペアの組合せ数が最大になるように実施し、
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記現用経路および前記予備経路のそれぞれが、前記複数の再収容先リンク候補のうちのいずれか一つに割り当てられ、且つ、
各再収容先リンク候補が、自身に割り当てられた前記経路の集合を収容可能であり、且つ、
前記複数の再収容先リンク候補のうち、同一種類の二つのリンク候補から成る前記リンク候補ペアについて、前記二つのリンク候補に割り当てられた前記経路の集合を、前記二つのリンク候補のそれぞれが収容可能である、ことである、請求項６に記載のネットワーク設計装置。
【請求項８】
前記第１設計部は、前記第２設計部によって得られた、前記プロテクション適用リンクを含む前記第２レイヤを前記第１レイヤとして前記収容設計を行なう、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のネットワーク設計装置。
【請求項９】
前記第１設計部は、前記プロテクション適用リンクに共有プロテクションを適用する、請求項８に記載のネットワーク設計装置。
【請求項１０】
マルチレイヤネットワークにおいて上位レイヤのトラフィックを収容する下位レイヤを設計するネットワーク設計方法であって、
コンピュータが、
第１レイヤにおけるプロテクション適用またはプロテクション非適用の第１リンクのトラフィックに基づき、当該第１レイヤよりも下位の第２レイヤにおけるプロテクション非適用の第２リンクを生成するとともに当該第２リンクによって構成されるネットワーク上の前記第１リンクの現用経路および予備経路を生成する収容設計を行なう第１設計ステップを実行し、
前記第１設計ステップで生成された、前記プロテクション非適用の第２リンクと前記第１リンクの現用経路および予備経路とに基づき、前記プロテクション非適用の第２リンクから、前記第２レイヤでのプロテクション適用リンクを選択もしくは生成するプロテクション適用処理を行なう第２設計ステップを実行する、ネットワーク設計方法。
【請求項１１】
マルチレイヤネットワークにおいて上位レイヤのトラフィックを収容する下位レイヤを設計するコンピュータに、
第１レイヤにおけるプロテクション適用またはプロテクション非適用の第１リンクのトラフィックに基づき、当該第１レイヤよりも下位の第２レイヤにおけるプロテクション非適用の第２リンクを生成するとともに当該第２リンクによって構成されるネットワーク上の前記第１リンクの現用経路および予備経路を生成する収容設計を行ない、
前記収容設計で生成された、前記プロテクション非適用の第２リンクと前記第１リンクの現用経路および予備経路とに基づき、前記プロテクション非適用の第２リンクから、前記第２レイヤでのプロテクション適用リンクを選択もしくは生成するプロテクション適用処理を行なう、
処理を実行させる、ネットワーク設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信需要の増加に伴い、高速光伝送方式が標準化されている。例えば、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector（国際電気通信連合））勧告Ｇ．７０９は、約２．５〜１００Ｇｂｐｓの光伝送ネットワーク（ＯＴＮ：Optical Transport Network）の技術を規定する。
【０００３】
ＯＴＮによる光伝送は、例えば波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術を利用して、ユーザ信号をそれぞれ収容する複数の光信号を多重して行なわれ、大容量の伝送を可能とする。光信号に収容されるユーザ信号としては、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）フレーム，ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical NETwork）フレーム，及びイーサネット（登録商標）フレームが挙げられる。
【０００４】
上述のようなネットワークに適用されるネットワークの収容設計においては、上位レイヤから下位レイヤまでを統合的に最適化することで、ネットワーク全体のコストを小さくすることが期待されている。また、標準化の進展により、パケットを扱うようなレイヤだけでなく、ＯＴＮのような下位レイヤでも、共有プロテクションを適用した予備帯域の共有化が可能となりつつある。
【０００５】
一例として、ＯＴＮでは、IETF (Internet Engineering Task Force) Internet Draft draft-ietf-ccamp-gmpls-signaling-g709v3においてＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-Protocol Label Switching）を用いたシグナリングおよび共有プロテクションの検討が進められている。共有プロテクションでは、障害シナリオを共有しない現用トラフィック間での予備ネットワーク資源の共有を実現することができる。
【０００６】
なお、ネットワーク設計に関し、例えば特許文献１には、予備リンクに予め所定数の回線を割り当て、割り当てた回線の一部を、障害復旧率が満たされるように削除することが記載されている。また、特許文献２には、予備系パスの帯域共有を実現する手法が開示されている。さらに、特許文献３には、下位レイヤにより提供されるプロテクションのタイプに基づき、マルチレイヤネットワークの上位レイヤにおけるプロテクションを提供することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２６３５４０号公報
【特許文献２】特開２００３−１１５８７２号公報
【特許文献３】特許第５１５１３８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、共有プロテクションを適用したネットワークでは、複数の予備パスによって帯域を共有することが可能であり、より少ないネットワーク資源でプロテクションを提供することができる。マルチレイヤ環境では、できるだけ下位のレイヤに、共有プロテクションを適用することが好ましい。なぜならば、下位レイヤではトラフィックの粒度が大きく、予備帯域の共有によるネットワーク資源の削減量（帯域削減量）が大きくなるからである。加えて、下位レイヤでの帯域削減は、物理インタフェースの削減に直接的に結びつきやすく、機器コスト削減量が大きくなるからである。
【０００９】
したがって、マルチレイヤネットワークにおいて、共有プロテクションを適用するレイヤを可能な限り下位のレイヤに委譲することが望まれる。通常のマルチレイヤ設計の手法では、レイヤごとに最適設計を行なうことが一般的であるが、下位のレイヤにプロテクションを委譲できない場合がある。
【００１０】
一つの側面で、本発明は、マルチレイヤネットワークにおいてプロテクション適用リンクを下位のレイヤに委譲できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本件のネットワーク設計装置は、マルチレイヤネットワークにおいて上位レイヤのトラフィックを収容する下位レイヤを設計するものであって、第１設計部および第２設計部を有している。前記第１設計部は、第１レイヤにおけるプロテクション適用またはプロテクション非適用の第１リンクのトラフィックに基づき、当該第１レイヤよりも下位の第２レイヤにおけるプロテクション非適用の第２リンクを生成するとともに当該第２リンクによって構成されるネットワーク上の前記第１リンクの現用経路および予備経路を生成する収容設計を行なう。また、前記第２設計部は、前記第１設計部によって生成された、前記プロテクション非適用の第２リンクと前記第１リンクの現用経路および予備経路とに基づき、前記プロテクション非適用の第２リンクから、前記第２レイヤでのプロテクション適用リンクを選択もしくは生成するプロテクション適用処理を行なう。
【発明の効果】
【００１２】
マルチレイヤネットワークにおいてプロテクション適用リンクを下位のレイヤに委譲することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】マルチレイヤネットワークについてのネットワーク設計を説明する図である。
【図２】マルチレイヤネットワークについてのネットワーク設計を説明する図である。
【図３】マルチレイヤネットワークについてのネットワーク設計を説明する図である。
【図４】本実施形態のネットワーク設計装置のハードウエア構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態としてのネットワーク設計装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態によるネットワーク設計手順を説明するフローチャートである。
【図７】第１実施形態によるネットワーク設計を説明する図である。
【図８】第１実施形態によるネットワーク設計を説明する図である。
【図９】第１実施形態によるネットワーク設計を説明する図である。
【図１０】第１実施形態によるネットワーク設計を説明する図である。
【図１１】第１実施形態によるネットワーク設計を説明する図である。
【図１２】第１実施形態の第１変形例によるネットワーク設計を説明する図である。
【図１３】第１実施形態の第２変形例によるネットワーク設計を説明する図である
【図１４】第１実施形態による設計結果について説明する図である。
【図１５】第２実施形態による設計結果について説明する図である。
【図１６】第２実施形態による設計結果について説明する図である。
【図１７】第２実施形態による設計結果について説明する図である。
【図１８】本発明の第２実施形態としてのネットワーク設計装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図１９】第２実施形態によるネットワーク設計手順を説明するフローチャートである。
【図２０】図１９のプロテクション生成処理を説明するフローチャートである。
【図２１】図２０のリンク候補生成処理を説明するフローチャートである。
【図２２】図２０のリンク候補生成処理を説明する図である。
【図２３】図２０のリンクペア候補生成処理を説明するフローチャートである。
【図２４】図２０のリンクペア候補生成処理を説明する図である。
【図２５】図２０の再収容設計を説明する図である。
【図２６】図２０の再収容設計を説明する図である。
【図２７】図２０の再収容設計を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照し、本願の開示するネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラムの実施形態について、詳細に説明する。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも例示に過ぎず、実施形態で明示しない種々の変形例や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本実施形態を、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、各図は、図中に示す構成要素のみを備えるという趣旨ではなく、他の機能を含むことができる。そして、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【００１５】
〔１〕マルチレイヤネットワークの収容設計
図１〜図３を参照しながら、マルチレイヤネットワークにおいて上位レイヤのトラフィックを収容する下位レイヤを設計する収容設計の例について説明する。図１〜図３は、マルチレイヤネットワークについてのネットワーク設計を説明する図である。
【００１６】
図１〜図３に示す例では、マルチレイヤネットワークとしてのパケットレイヤ（Ｌ２），ＯＴＮにおけるＬＯ−ＯＤＵ（Lower Order Optical channel Data Unit）およびＨＯ−ＯＤＵ（Higher Order ODU）の３レイヤの一般的な収容設計について説明する。ここでは、Ｌ２レイヤが最上位レイヤ（第１レイヤ）であり、ＬＯ−ＯＤＵがＬ２レイヤよりも下位の第２レイヤであり、ＨＯ−ＯＤＵがＬＯ−ＯＤＵよりも下位の最下位レイヤ（第３レイヤ）である。そして、第１レイヤのＬ２リンク，第２レイヤのＬ１（ＬＯ−ＯＤＵ）リンク，第３レイヤのＬ１（ＨＯ−ＯＤＵ）リンクの順で最適収容設計が行なわれる。
【００１７】
また、図１〜図３に示す例では、３つのノードＡ，Ｂ，Ｃが備えられ、これらのノードＡ〜Ｃの間のネットワーク収容設計が行なわれる。なお、各ノードＡ〜Ｃは、Ｌ２レイヤのＬ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）１Ａ〜１Ｃと、ＬＯ−ＯＤＵ（第２レイヤ）のＬ１スイッチ（Ｌ１ＳＷ）２Ａ〜２Ｃとを有する。
【００１８】
このようなマルチレイヤネットワークにおいて、入力トラフィックとして、Ｌ２レイヤ（Ｌ２リンク）で、ノードＡ−Ｃ間およびノードＢ−Ｃ間に、それぞれ１００Ｍｂｐｓが与えられる。当該入力トラフィックは、いずれもＬ２レイヤでプロテクションを適用されており、現用経路（現用信号）と予備経路（予備信号）との対を成す。図中、現用経路は実線で示され、予備経路は点線で示される。
【００１９】
図１を参照しながら、Ｌ２レイヤからＬＯ−ＯＤＵレイヤへの収容設計について説明する。当該収容設計では、Ｌ２リンクのトラフィックに基づき、Ｌ２レイヤよりも下位のＬＯ−ＯＤＵのプロテクション非適用(unprotected)のＬＯ−ＯＤＵリンクと、当該ＬＯ−ＯＤＵリンクによって構成されるネットワーク上のＬ２リンクの現用経路および予備経路とが生成される。プロテクション非適用リンクは、自身よりも下位のレイヤにて帯域占有の現用経路のみを保持し、帯域予約の予備経路を保持しない。
【００２０】
具体的に、図１では、ノードＡ−Ｃ間のプロテクション適用(protected)のＬ２リンクは、現用経路３−１と予備経路４−１との対であり、ノードＢ−Ｃ間のプロテクション適用のＬ２リンクは、現用経路３−２と予備経路４−２との対である。各経路（信号）３−１，３−２，４−１，４−２は、一ないし複数の下位レイヤのリンク（ＬＯ−ＯＤＵリンク）５−１〜５−４に収容される。
【００２１】
つまり、現用経路３−１は、ノードＡ−Ｂ間において１．２５ＧｂｐｓのＬＯ−ＯＤＵリンク５−１に収容されるとともに、ノードＢ−Ｃ間において１．２５ＧｂｐｓのＬＯ−ＯＤＵリンク５−２に収容される。現用経路３−１と対を成す予備経路４−１は、ノードＡ−Ｃ間において１．２５ＧｂｐｓのＬＯ−ＯＤＵリンク５−４に収容される。現用経路３−１のノードＡ側端部と予備経路４−１のノードＡ側端部とは、ノードＡのＬ２スイッチ１Ａにおけるプロテクション切替ポイント（エンドポイント）６Ａに接続される。現用経路３−１のノードＣ側端部と予備経路４−１のノードＣ側端部とは、ノードＣのＬ２スイッチ１Ｃにおけるプロテクション切替ポイント６Ｃ−１に接続される。また、現用経路３−１は、ノードＢにおいて、リンク５−１からＬ１スイッチ２ＢおよびＬ２スイッチ１Ｂを経由してリンク５−２に収容される。
【００２２】
一方、現用経路３−２は、ノードＢ−Ｃ間において１．２５ＧｂｐｓのＬＯ−ＯＤＵリンク５−２に収容される。現用経路３−２と対を成す予備経路４−２は、ノードＢ−Ｃ間において１．２５ＧｂｐｓのＬＯ−ＯＤＵリンク５−３に収容される。現用経路３−２のノードＢ側端部と予備経路４−２のノードＢ側端部とは、ノードＢのＬ２スイッチ１Ｂにおけるプロテクション切替ポイント６Ｂに接続される。現用経路３−２のノードＣ側端部と予備経路４−２のノードＣ側端部とは、ノードＣのＬ２スイッチ１Ｃにおけるプロテクション切替ポイント６Ｃ−２に接続される。
【００２３】
上述のように収容設計を行なうことで、ＬＯ−ＯＤＵリンク５−１においては、帯域１．２５Ｇｂｐｓのうち１００Ｍｂｐｓ（現用経路３−１；帯域占有）が使用される。ＬＯ−ＯＤＵリンク５−４においては、帯域１．２５Ｇｂｐｓのうち１００Ｍｂｐｓ（予備経路４−１；帯域予約）が使用される。ＬＯ−ＯＤＵリンク５−２においては、帯域１．２５Ｇｂｐｓのうち２００Ｍｂｐｓ（現用経路３−１，３−２；帯域占有）が使用される。ＬＯ−ＯＤＵリンク５−３においては、帯域１．２５Ｇｂｐｓのうち１００Ｍｂｐｓ（予備経路４−２；帯域予約）が使用される。
【００２４】
図１に示す例では、ノードＡ−Ｃ間およびノードＢ−Ｃ間のそれぞれに与えられた入力トラフィック１００Ｍｂｐｓに基づき収容設計を行なうことで、４本のプロテクション非適用のＬＯ−ＯＤＵリンク５−１〜５−４（4 x unprotected ＯＤＵ0）が出力として得られる。なお、１．２５ＧｂｐｓのＯＤＵリンクについては“ＯＤＵ0”と表記され、２．５ＧｂｐｓのＯＤＵリンクについては“ＯＤＵ1”と表記され、１０ＧｂｐｓのＯＤＵリンクについては“ＯＤＵ2”と表記される場合がある。
【００２５】
ついで、図２および図３を参照しながら、ＬＯ−ＯＤＵからＨＯ−ＯＤＵへの収容設計について説明する。図２および図３に示すように、ＬＯ−ＯＤＵレイヤの入力トラフィックとして、図１に示すごとく得られた上位レイヤの設計結果（4 x unprotected ＯＤＵ0）と、ＬＯ−ＯＤＵレイヤのデマンドとが与えられる。ここで、ＬＯ−ＯＤＵレイヤのデマンドとしては、ノードＡ−Ｂ間に、プロテクション適用のＯＤＵ0信号（1 x protected ＯＤＵ0）が与えられている。当該収容設計では、上述したＬＯ−ＯＤＵレイヤの入力トラフィックに基づき、ＬＯ−ＯＤＵよりも下位のＨＯ−ＯＤＵのプロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンクと、当該ＨＯ−ＯＤＵリンクによって構成されるネットワーク上のＬＯ−ＯＤＵリンクの現用経路および予備経路とが生成される。
【００２６】
具体的に、図２および図３では、ノードＡ−Ｂ間のプロテクション適用のＬＯ−ＯＤＵリンク（Ｌ１リンク）は、現用経路７（ＯＤＵ0）と予備経路８（ＯＤＵ0）との対である。そして、各ＬＯ−ＯＤＵリンク５−１〜５−４，７，８は、ＬＯ−ＯＤＵよりも下位レイヤのＨＯ−ＯＤＵリンク１０−１〜１０−４（ＯＤＵ2）に収容される。
【００２７】
つまり、現用であるＬＯ−ＯＤＵリンク７は、ノードＡ−Ｂ間のＯＤＵ0のリンクであり、予備であるＬＯ−ＯＤＵリンク８は、ノードＡからノードＣを経由してノードＢに至るＯＤＵ0のリンクである。ＬＯ−ＯＤＵ７のノードＡ側端部とＬＯ−ＯＤＵリンク８のノードＡ側端部とは、ノードＡのＬ１スイッチ２Ａにおけるプロテクション切替ポイント９Ａに接続される。ＬＯ−ＯＤＵ７のノードＢ側端部とＬＯ−ＯＤＵリンク８のノードＢ側端部とは、ノードＢのＬ１スイッチ２Ｂにおけるプロテクション切替ポイント９Ｂに接続される。
【００２８】
そして、ノードＡ−Ｂ間の２本のＬＯ−ＯＤＵリンク５−１および７は、プロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンク１０−１（ＯＤＵ2）に収容される。ノードＢ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵリンク５−２は、プロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンク１０−２（ＯＤＵ2）に収容される。ノードＢ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵリンク５−３および８は、プロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンク１０−３（ＯＤＵ2）に収容される。ノードＡ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵ５−４および８は、プロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンク１０−４（ＯＤＵ2）に収容される。
【００２９】
上述のように収容設計を行なうことで、ＨＯ−ＯＤＵリンク１０−１においては、帯域１０Ｇｂｐｓのうち２．５Ｇｂｐｓ（ＬＯ−ＯＤＵリンク５−１および７；帯域占有）が使用される。ＨＯ−ＯＤＵリンク１０−２においては、帯域１０Ｇｂｐｓのうち１．２５Ｇｂｐｓ（ＬＯ−ＯＤＵリンク５−２；帯域占有）が使用される。ＨＯ−ＯＤＵリンク１０−３においては、帯域１０Ｇｂｐｓのうち２．５Ｇｂｐｓ（帯域占有のＬＯ−ＯＤＵリンク５−３および帯域予約のＬＯ−ＯＤＵリンク８）が使用される。ＨＯ−ＯＤＵリンク１０−４においては、帯域１０Ｇｂｐｓのうち２．５Ｇｂｐｓ（帯域占有のＬＯ−ＯＤＵリンク５−４および帯域予約のＬＯ−ＯＤＵリンク８）が使用される。
【００３０】
ここで、例えば、ＨＯ−ＯＤＵリンク（ＯＤＵ2）は、１０Ｇｂｐｓの帯域を有し、８個の内部時間スロット（１．２５Ｇｂｐｓ単位）を保持している。この場合、例えば図３に示すように、ＨＯ−ＯＤＵリンク１０−３においては、一のスロットがＬＯ−ＯＤＵリンク５−３によって帯域占有され、他の一のスロットがＬＯ−ＯＤＵリンク８によって帯域予約され、残りの６個のスロットが空き状態になる。
【００３１】
上述したように、図２に示す例では、図１に示すごとく得られた上位レイヤの設計結果とＬＯ−ＯＤＵレイヤのデマンドとに基づき収容設計を行なうことで、４本のプロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンク１０−１〜１０−４（4 x unprotected ＯＤＵ2）が出力として得られる。
【００３２】
また、図２および図３に示す例では、各パケットトラフィック（経路３−１，３−２）を収容するＬＯ−ＯＤＵリンク５−１〜５−４は、ＬＯ−ＯＤＵレイヤではプロテクション非適用であり、ＬＯ−ＯＤＵレイヤよりも下位のレイヤであるＨＯ−ＯＤＵリンク１０−１〜１０−４を占有する。そして、図２および図３に示す例では、パケットのトラフィックは、全て、パケット（Ｌ２）レイヤでプロテクションを適用されており、プロテクションをパケットレイヤよりも下位のレイヤに委譲することができない。
【００３３】
このような状況に鑑み、以下に説明する本発明の第１実施形態および第２実施形態としてのネットワーク設計技術は、マルチレイヤネットワークにおいてプロテクション適用リンクをできる限り下位のレイヤに委譲できるようにする。
【００３４】
〔２〕本実施形態のハードウエア構成
まず、図４を参照しながら、本実施形態のネットワーク設計装置のハードウエア構成例について説明する。図４は、当該ハードウエア構成例を示すブロック図である。なお、第１実施形態のネットワーク設計装置は符号１００で示し、第２実施形態のネットワーク設計装置は符号１００Ａで示す。
【００３５】
本実施形態のネットワーク設計装置１００または１００Ａは、マルチレイヤネットワークにおいて上位レイヤのトラフィックを収容する下位レイヤを設計する。ネットワーク設計装置１００または１００Ａは、図４に示すようなハードウエア構成を有する情報処理装置（コンピュータ）、例えば一般的なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）によって構成される。つまり、ネットワーク設計装置１００または１００Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０，記憶部１２０，通信処理部１３０，可搬型記憶媒体用ドライブ１４０，入力処理部１５０および画像処理部１６０を有する。
【００３６】
ＣＰＵ１１０は、種々の制御や演算を行なう演算処理装置（プロセッサ，コンピュータ）の一例である。ＣＰＵ１１０は、記憶部１２０，通信処理部１３０，可搬型記憶媒体用ドライブ１４０，入力処理部１５０および画像処理部１６０に接続され、記憶部１２０，可搬型記憶媒体１４１などに格納されたプログラムを実行することにより、種々の機能を実現することができる。特に、ＣＰＵ１１０は、ネットワーク設計プログラムを実行することで、後述する第１設計部１１１の機能と、後述する第２設計部１１２または１１２Ａの機能とを実現する。
【００３７】
記憶部１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２１，ＲＡＭ（Random Access Memory）１２２およびＨＤＤ（Hard Disk Device）１２３を含む。ＲＯＭ１２１やＨＤＤ１２３は、種々のデータやプログラム等を格納する。また、ＲＡＭ１２２には、ＣＰＵ１１０によって、プログラムを実行する際にＲＯＭ１２１やＨＤＤ１２３から読み出されたデータやプログラムが展開され格納される。記憶部１２０には、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の半導体ドライブ装置や、フラッシュメモリやＲＯＭ等の不揮発性メモリなどが含まれていてもよい。また、記憶部１２０のＲＡＭ１２２やＨＤＤ１２３は、図５や図１８を参照しながら後述するトポロジ情報，トラフィック情報，レイヤ情報，下位レイヤ設計結果など
を格納することができる。
【００３８】
通信処理部１３０は、有線または無線による、ネットワークや他の情報処理装置等との間の接続および通信の制御等を行なう通信インタフェースである。通信処理部１３０としては、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network），ファイバチャネル（Fibre Channel；ＦＣ），インフィニバンド（InfiniBand）等に準拠したアダプタが用いられる。例えば、ＣＰＵ１１０は、通信処理部１３０を介してネットワークから取得したプログラムを記憶部１２０に格納してもよい。
【００３９】
可搬型記憶媒体用ドライブ１４０は、コンピュータ読取可能な可搬型記憶媒体１４１に記録されたデータやプログラムを読み出す。可搬型記憶媒体１４１にはネットワーク設計プログラムが格納されていてもよい。可搬型記憶媒体１４１としては、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（Compact Disc），ＤＶＤ（Digital Versatile Disc），ブルーレイディスク等の光ディスクや、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤカード等のフラッシュメモリが挙げられる。なお、ＣＤとしては、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ（CD-Recordable），ＣＤ−ＲＷ（CD-Rewritable）等が挙げられる。また、ＤＶＤとしては、ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ＋ＲＷ等が挙げられる。
【００４０】
入力処理部１５０は、タッチパネル，マウス，キーボード等の入力デバイス１５１を接続され、入力デバイス１５１とＣＰＵ１１０との間のインタフェース部としての機能を果たす。ユーザ等は、入力デバイス１５１を操作することで、各種指示，各種データ等をネットワーク設計装置１００，１００Ａに入力する。
【００４１】
画像処理部１６０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display），ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のディスプレイ１６１を接続され、ディスプレイ１６１の表示状態を制御し、各種通知や設計結果等をディスプレイ１６１に表示させる。ユーザ等は、ディスプレイ１６１を参照することで、ネットワーク設計の状況等を把握する。
【００４２】
上述したＣＰＵ１１０，記憶部１２０，通信処理部１３０，ドライブ１４０，入力処理部１５０および画像処理部１６０は、バスで相互に通信可能に接続される。また、ネットワーク設計装置１００，１００Ａの上述したハードウェア構成は例示である。従って、ネットワーク設計装置１００，１００Ａ内でのハードウェアの増減（例えば任意のブロックの追加や省略），分割，任意の組み合わせでの統合，バスの追加又は省略等は適宜行なわれてもよい。
【００４３】
〔３〕第１実施形態
〔３−１〕第１実施形態の機能構成
次に、図５を参照しながら、本発明の第１実施形態としてのネットワーク設計装置１００の機能構成例について説明する。図５は、当該機能構成例を示すブロック図である。
【００４４】
記憶部１２０（ＲＡＭ１２２，ＨＤＤ１２３）には、上述したネットワーク設計プログラムが保存されるほか、トポロジ情報，トラフィック情報，レイヤ情報，下位レイヤ設計結果などが保存される。
【００４５】
トポロジ情報は、設計対象のマルチレイヤネットワークにおける複数のノードに関する情報と、当該複数のノード間の接続関係とを含む。例えば図１〜図３や図８〜図１０に示すネットワークのトポロジ情報には、３つのノードＡ〜Ｃに関する情報と、ノードＡ−Ｂ間，ノードＢ−Ｃ間，ノードＡ−Ｃ間が光ファイバ等によって接続されることを示す接続関係とが含まれる。
【００４６】
トラフィック情報は、設計対象のマルチレイヤネットワークにおける各レイヤの入力トラフィックに関する情報を含む。例えば図１〜図３や図７〜図１０に示すネットワークのトラフィック情報には、パケットレイヤの入力トラフィックと、ＬＯ−ＯＤＵレイヤの入力トラフィックとに関する情報が含まれる。つまり、プロテクション適用の１００Ｍｂｐｓが、パケットレイヤの入力トラフィックとして、ノードＡ−Ｃ間およびノードＢ−Ｃ間に与えられることが規定される。また、上位レイヤの設計結果（後述する第２設計部１１２による設計結果）が、ＬＯ−ＯＤＵレイヤの入力トラフィックとして与えられるとともに、プロテクション適用のＯＤＵ0信号が、ＬＯ−ＯＤＵレイヤの入力トラフィックとして、ノードＡ−Ｂ間に与えられることが規定される。
【００４７】
レイヤ情報は、設計対象のマルチレイヤネットワークを構成する複数のレイヤに関する情報を含む。例えば図１〜図３や図７〜図１０に示すネットワークのレイヤ情報には、設計対象のマルチレイヤネットワークを構成する３レイヤである、パケットレイヤ，ＬＯ−ＯＤＵおよびＨＯ−ＯＤＵに関する情報が含まれる。上述したように、パケットレイヤが最上位レイヤ（第１レイヤ）であり、ＬＯ−ＯＤＵがパケットレイヤよりも下位の第２レイヤであり、ＨＯ−ＯＤＵがＬＯ−ＯＤＵよりも下位の最下位レイヤ（第３レイヤ）である。
【００４８】
下位レイヤ設計結果は、後述する第１設計部１１１による収容設計の結果であり、後述する第２設計部１１２によるプロテクション適用処理の実行時に用いられる。
【００４９】
ＣＰＵ１１０は、上述したようにネットワーク設計プログラムを実行することで、第１設計部１１１および第２設計部１１２として機能する。
【００５０】
第１設計部１１１は、記憶部１２０に保存されるトポロジ情報，トラフィック情報，レイヤ情報に基づき、以下のような収容設計を行なう（図６のステップＳ１参照）。当該収容設計は、第１レイヤ（レイヤｉ；ｉは１以上の整数）におけるプロテクション適用(protected)またはプロテクション非適用(unprotected)の第１リンクのトラフィックに基づいて行なわれる。そして、当該収容設計では、当該第１レイヤよりも下位の第２レイヤ（レイヤｉ＋１）におけるプロテクション非適用(unprotected)の第２リンクが生成されるとともに、当該第２リンクによって構成されるネットワーク上の第１リンクの現用経路および予備経路が生成される。第１設計部１１１による当該収容設計の結果は、記憶部１２０に下位レイヤ設計結果として保存される。第１設計部１１１による当該収容設計の具体例については、図７および図９を参照しながら後述する。
【００５１】
なお、本実施形態において、第１レイヤは、パケットレイヤ（レイヤ１）もしくはＬＯ−ＯＤＵ（レイヤ２）であり、第２レイヤは、ＬＯ−ＯＤＵ（レイヤ２）もしくはＨＯ−ＯＤＵ（レイヤ３）である。第１リンクは、パケットレイヤ（レイヤ１）もしくはＬＯ−ＯＤＵ（レイヤ２）のリンクであり、第２リンクは、ＬＯ−ＯＤＵ（レイヤ２）もしくはＨＯ−ＯＤＵ（レイヤ３）のリンクである。また、第１設計部１１１によって生成されるunprotectedの第２リンクは、例えば図７を参照しながら後述するＬＯ−ＯＤＵリンク５−１〜５−４である。第１設計部１１１によって生成される第１リンクの現用経路および予備経路は、例えば図７を参照しながら後述する現用経路３−１，３−２および予備経路４−１，４−２である。
【００５２】
第２設計部１１２は、記憶部１２０に保存されるトポロジ情報，トラフィック情報，レイヤ情報，下位レイヤ設計結果に基づき、以下のようなプロテクション適用処理を行なう（図６のステップＳ２参照）。当該プロテクション適用処理では、第１設計部１１１によって生成された、unprotectedの第２リンクと第１リンクの現用経路および予備経路とに基づき、unprotectedの第２リンクから、第２レイヤでのprotectedリンク（プロテクション適用リンク）が選択される。
【００５３】
特に、第１実施形態の第２設計部１１２は、以下の処理Ｐ１〜Ｐ３を順次実行する。
【００５４】
処理Ｐ１：  第２設計部１１２は、第１設計部１１１によって生成された複数のunprotectedの第２リンクのうち、収容する全ての経路が第１リンクの予備経路である第２リンクを第３リンクｘとして抽出する。第２リンクは、例えば図７および図８を参照しながら後述するＬＯ−ＯＤＵ５−１〜５−４である。また、第３リンクｘは、例えば図７および図８を参照しながら後述するＬＯ−ＯＤＵリンク５−３である。
【００５５】
処理Ｐ２：  第２設計部１１２は、処理Ｐ１で抽出された第３リンクｘについて、第１設計部１１１によって生成された複数のunprotectedの第２リンクのうち、後述する所定のプロテクション適用条件Ｃ１〜Ｃ４の全てを満たす第２リンクを第４リンクｙとして探索する。第４リンクｙは、例えば図７および図８を参照しながら後述するＬＯ−ＯＤＵリンク５−２である。
【００５６】
処理Ｐ３：  第２設計部１１２は、第３リンクｘおよび第４リンクｙを、それぞれ、第２レイヤ（ＬＯ−ＯＤＵ）でのプロテクション適用リンク（protectedリンク）の予備および現用として選択する。現用の第４リンクｙは、例えば図８〜図１０を参照しながら後述するＬＯ−ＯＤＵリンク５−２（帯域占有）である。また、予備の第３リンクｘとしては、例えば図８〜図１０を参照しながら後述するごとく、帯域占有のＬＯ−ＯＤＵリンク５−３を帯域予約のＬＯ−ＯＤＵリンク５−５に変えたものが用いられる。これにより、ＬＯ−ＯＤＵリンク５−２および５−５（５−３）の対がプロテクション適用リンクを成し、マルチレイヤネットワークにおいてプロテクション適用リンクが下位のレイヤである第２レイヤ（ＬＯ−ＯＤＵ）に委譲される。
【００５７】
ここで、処理Ｐ２で用いられる、第１実施形態における所定のプロテクション適用条件は、以下の条件Ｃ１〜Ｃ４を全て満たすことである。
【００５８】
条件Ｃ１：  第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、第３リンクｘの始点ノードおよび終点ノードと同一であること。
【００５９】
条件Ｃ２：  第２リンクが、第３リンクｘが収容する第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含むこと。
【００６０】
条件Ｃ３：  第２リンクの種類が第３リンクｘの種類と同一であること。例えば、第２リンクの種類がＯＤＵ0であれば第３リンクｘの種類もＯＤＵ0であること。同様に、第２リンクの種類がＯＤＵ2であれば第３リンクｘの種類もＯＤＵ2であること。換言すると、１本の第２リンクが１本の第３リンクｘと同じ帯域を有していること。
【００６１】
条件Ｃ４：  第２リンクおよび第３リンクｘが、それぞれ、第２リンクに収容される第１リンクと第３リンクｘに収容される第１リンクとの和集合のリンク群ｚを収容可能な帯域を有していること。
【００６２】
一方、上述した処理Ｐ２で探索された第４リンクｙが複数存在する場合、第２設計部１１２は、以下の処理Ｐ４を実行する。
【００６３】
処理Ｐ４：  第２設計部１１２は、複数の第４リンク（ｙ１，ｙ２）のうち、第３リンクｘに収容される第１リンクと各第４リンク（ｙ１，ｙ２）に収容される第１リンクとの積集合の合計帯域またはリンク本数が最大となる第４リンクを、第２レイヤでのprotectedリンクの現用として選択する。当該処理Ｐ４の具体例については、図１１を参照しながら後述する。
【００６４】
そして、第１設計部１１１は、第２設計部１１２によって得られたプロテクション適用リンクを含む第２レイヤ（レイヤｉ＋１）を第１レイヤ（レイヤｉ）として下位レイヤの収容設計を行なう。下位レイヤの収容設計の具体例については、図９および図１０を参照しながら後述する。
【００６５】
また、第１設計部１１１は、下位レイヤの収容設計を行なう際、第２設計部１１２によって選択されたプロテクション適用リンクに共有プロテクションを適用する。共有プロテクションを適用する具体例については、図９および図１０を参照しながら後述する。
【００６６】
〔３−２〕第１実施形態によるネットワーク設計動作
次に、図６〜図１１を参照しながら、第１実施形態のネットワーク設計装置１００によるネットワーク設計動作について説明する。ここで、図６は、第１実施形態によるネットワーク設計手順を説明するフローチャート（ステップＳ１，Ｓ２）である。また、図７〜図１１は、第１実施形態によるネットワーク設計を説明する図である。
【００６７】
図６に示すように、第１実施形態のネットワーク設計装置１００の設計対象のマルチレイヤネットワークは、上位から順にレイヤ１，２，…，Ｎを有する（Ｎは３以上の整数）。ネットワーク設計装置１００には、上述のようなレイヤ構成と、レイヤ１のリンクに係る情報（トラフィック要求，入力トラフィック）とが、入力情報として与えられる。そして、ネットワーク設計装置１００は、上位レイヤから下位レイヤに向け、順に、以下のステップＳ１およびステップＳ２の処理を繰り返し実行する。
【００６８】
まず、第１設計部１１１において、上位レイヤであるレイヤｉ（第１レイヤ；ｉ＝１，２，…，Ｎ−１）のリンク（第１リンク）の収容設計が行なわれる（ステップＳ１；第１設計ステップ）。つまり、レイヤｉのリンクを収容する下位レイヤｉ＋１（第２レイヤ）のunprotectedリンク（第２リンク）が生成されるとともに、レイヤｉ＋１上の経路設計が行なわれる。第１設計部１１１による当該収容設計の具体例については、図７および図９を参照しながら後述する。
【００６９】
そして、第２設計部１１２において、ステップＳ１で得られたレイヤｉ＋１のunprotectedリンクの情報に基づき、上述したプロテクション適用処理としてのプロテクション選択処理が行なわれる（ステップＳ２；第２設計ステップ）。つまり、上述した処理Ｐ１〜Ｐ４が実行され、レイヤｉ＋１のunprotectedリンク（第２リンク）から、protectedリンク（第３リンクおよび第４リンク）が選択され、レイヤｉ＋１におけるunprotectedリンクまたはprotectedリンクの情報が出力される。
【００７０】
ステップＳ２で得られたレイヤｉ＋１のunprotectedリンクまたはprotectedリンクの情報は、ｉ＋１をｉに置き換え、第１設計部１１１に入力され、さらに下位のレイヤにおけるリンクの収容設計が行なわれる（ステップＳ１）。
【００７１】
なお、図７〜図１１を参照しながら後述するマルチレイヤネットワークの場合、Ｎ＝３であり、まず、ステップＳ１において、レイヤ１（パケットレイヤ）からレイヤ２（ＬＯ−ＯＤＵレイヤ）への収容設計が行なわれる。この後、ステップＳ２において、レイヤ２でのprotectedリンクの選択処理が行なわれる。そして、ステップＳ１において、レイヤ２のリンク情報に基づき、レイヤ２（ＬＯ−ＯＤＵレイヤ）からレイヤ３（ＨＯ−ＯＤＵレイヤ）への収容設計や、共有プロテクションの適用が行なわれる。図７〜図１１に示す例では、レイヤ３（ＨＯ−ＯＤＵレイヤ）での共有プロテクションを想定していないので、２回目のステップＳ１の処理を完了すると、ネットワーク設計は完了する。
【００７２】
次に、図７〜図１１を参照しながら、第１実施形態によるネットワーク設計について具体的に説明する。なお、ここでも、設計対象のマルチレイヤネットワークは、パケット（Ｌ２）レイヤ，ＬＯ−ＯＤＵレイヤおよびＨＯ−ＯＤＵレイヤの３レイヤによって構成されているものとする。また、図７〜図１０に示す例でも、３つのノードＡ，Ｂ，Ｃが備えられ、これらのノードＡ〜Ｃの間のネットワーク設計が行なわれる。なお、各ノードＡ〜Ｃは、Ｌ２レイヤのＬ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）１Ａ〜１Ｃと、ＬＯ−ＯＤＵのＬ１スイッチ（Ｌ１ＳＷ）２Ａ〜２Ｃとを有する。
【００７３】
まず、第１設計部１１１によって実行される、Ｌ２（パケット）レイヤからＬＯ−ＯＤＵレイヤへの収容設計（図６のステップ１）について、図７を参照しながら説明する。図７に示す例においても、第１設計部１１１によって、図１に示した例と同様の収容設計が行なわれる。つまり、入力トラフィックとして、Ｌ２レイヤ（Ｌ２リンク）で、ノードＡ−Ｃ間およびノードＢ−Ｃ間に、それぞれ１００Ｍｂｐｓが与えられる。当該入力トラフィックは、いずれもＬ２レイヤでプロテクションを適用されており、現用経路（現用信号）と予備経路（予備信号）との対を成す。図中、現用経路は実線で示され、予備経路は点線で示される。
【００７４】
第１設計部１１１（図６のステップＳ１）において、Ｌ２リンクのトラフィックに基づき、Ｌ２レイヤよりも下位のＬＯ−ＯＤＵのunprotectedのＬＯ−ＯＤＵリンクと、当該ＬＯ−ＯＤＵリンク上のＬ２リンクの現用経路および予備経路とが生成される。Unprotectedリンクは、下位レイヤにおいて帯域占有の現用経路のみを含み、予備経路を含んでいない。
【００７５】
具体的に、図７においても、ノードＡ−Ｃ間のprotectedのＬ２リンクは、現用経路３−１と予備経路４−１との対であり、ノードＢ−Ｃ間のプロテクション適用のＬ２リンクは、現用経路３−２と予備経路４−２との対である。各経路（信号）３−１，３−２，４−１，４−２は、一ないし複数のＬＯ−ＯＤＵリンク５−１〜５−４に収容される。
【００７６】
つまり、現用経路３−１は、ノードＡ−Ｂ間において１．２５ＧｂｐｓのＬＯ−ＯＤＵリンク５−１に収容されるとともに、ノードＢ−Ｃ間において１．２５ＧｂｐｓのＬＯ−ＯＤＵリンク５−２に収容される。現用経路３−１と対を成す予備経路４−１は、ノードＡ−Ｃ間において１．２５ＧｂｐｓのＬＯ−ＯＤＵリンク５−４に収容される。現用経路３−１のノードＡ側端部と予備経路４−１のノードＡ側端部とは、ノードＡのＬ２スイッチ１Ａにおけるプロテクション切替ポイント６Ａに接続される。現用経路３−１のノードＣ側端部と予備経路４−１のノードＣ側端部とは、ノードＣのＬ２スイッチ１Ｃにおけるプロテクション切替ポイント６Ｃ−１に接続される。また、現用経路３−１は、ノードＢにおいて、リンク５−１からＬ１スイッチ２ＢおよびＬ２スイッチ１Ｂを経由してリンク５−２に収容される。
【００７７】
一方、現用経路３−２は、ノードＢ−Ｃ間において１．２５ＧｂｐｓのＬＯ−ＯＤＵリンク５−２に収容される。現用経路３−２と対を成す予備経路４−２は、ノードＢ−Ｃ間において１．２５ＧｂｐｓのＬＯ−ＯＤＵリンク５−３に収容される。現用経路３−２のノードＢ側端部と予備経路４−２のノードＢ側端部とは、ノードＢのＬ２スイッチ１Ｂにおけるプロテクション切替ポイント６Ｂに接続される。現用経路３−２のノードＣ側端部と予備経路４−２のノードＣ側端部とは、ノードＣのＬ２スイッチ１Ｃにおけるプロテクション切替ポイント６Ｃ−２に接続される。
【００７８】
上述したＬ２レイヤからＬＯ−ＯＤＵレイヤへの収容設計により、ＬＯ−ＯＤＵリンク５−１においては、帯域１．２５Ｇｂｐｓのうち１００Ｍｂｐｓ（現用経路３−１；帯域占有）が使用される。ＬＯ−ＯＤＵリンク５−４においては、帯域１．２５Ｇｂｐｓのうち１００Ｍｂｐｓ（予備経路４−１；帯域予約）が使用される。ＬＯ−ＯＤＵリンク５−２においては、帯域１．２５Ｇｂｐｓのうち２００Ｍｂｐｓ（現用経路３−１，３−２；帯域占有）が使用される。ＬＯ−ＯＤＵリンク５−３においては、帯域１．２５Ｇｂｐｓのうち１００Ｍｂｐｓ（予備経路４−２；帯域予約）が使用される。
【００７９】
このように、第１設計部１１１（図６のステップＳ１）において、ノードＡ−Ｃ間およびノードＢ−Ｃ間のそれぞれに与えられた入力トラフィック１００Ｍｂｐｓに基づき収容設計が行なわれる。これにより、図７に示すように、４本のプロテクション非適用のＬＯ−ＯＤＵリンク５−１〜５−４（4 x unprotected ＯＤＵ0）が出力として得られる。
【００８０】
ついで、第２設計部１１２によって実行されるＬＯ−ＯＤＵレイヤのプロテクション選択処理（図６のステップＳ２）と、ＬＯ−ＯＤＵレイヤからＨＯ−ＯＤＵレイヤへの収容設計（図６のステップＳ１）とについて、図７〜図１０を参照しながら説明する。
【００８１】
第２設計部１１２（図６のステップＳ２）では、図７に示すごとく得られた収容設計結果（4 x unprotected ＯＤＵ0）が、図８に示すように変更される。これにより、Ｂ−Ｃ間のＬ２リンクを収容する一対のＬＯ−ＯＤＵリンク５−２および５−３（ＬＯ−ＯＤＵｙ，ｘ）にプロテクションが適用される。したがって、図１〜図３に示す例ではＬＯ−ＯＤＵリンク５−２（ＬＯ−ＯＤＵｙ）のみに収容されていたノードＡ−Ｃ間のＬ２リンクの現用信号３−１のノードＡ−Ｂ間の区間に対応する予備信号４−３が、ＬＯ−ＯＤＵリンク５−３（ＬＯ−ＯＤＵｘ）にも収容されている。その結果、ＬＯ−ＯＤＵリンク５−３（ＬＯ−ＯＤＵｘ）内の使用帯域は２００Ｍｂｐｓとなり、図１や図７に示す例よりも増加している。
【００８２】
しかし、第２設計部１１２（図６のステップＳ２）では、図８に示すように、当該ＬＯ−ＯＤＵｘが、現用のＬＯ−ＯＤＵリンク５−３から、他リンクと共有可能な予備のＬＯ−ＯＤＵリンク５−５に変更されている。これにより、ＬＯ−ＯＤＵリンク５−５と、ノードＢ−Ｃ間のprotectedのＬＯ−ＯＤＵｂの予備側信号（予備経路）８とが、ノードＢ−Ｃ間のＨＯ−ＯＤＵａ（ＨＯ−ＯＤＵリンク１０−３）内の帯域を共有することが可能になる（図９，図１０参照）。その結果、図１０に示すように、ＨＯ−ＯＤＵａ（ＯＤＵ2）内の８個の時間スロット（１．２５Ｇｂｐｓ単位）のうち、１スロットのみが消費されることになる。
【００８３】
図１〜図３に示す例では、Ｌ２リンク（経路３−１，３−２，４−１，４−２）を収容する全てのＬＯ−ＯＤＵリンク５−１〜５−４は、ＨＯ−ＯＤＵ１０−１〜１０−４内の帯域を占有するunprotectedリンクである。このため、ＨＯ−ＯＤＵａ（ＨＯ−ＯＤＵリンク１０−３）内で使用される時間スロットは２個である。これに対し、第１実施形態によれば、共有プロテクションを適用することで、上述したように、ＨＯ−ＯＤＵａ（ＨＯ−ＯＤＵリンク１０−３）内で使用される時間スロットを２個から１個に削減することができる。
【００８４】
以下、プロテクション選択処理（図６のステップＳ２）とＨＯ−ＯＤＵレイヤへの収容設計（図６のステップＳ１）とについて、より具体的に説明する。ただし、以下の説明では、下位レイヤでの共有プロテクションの適用を容易に実行可能な例として、１本の下位レイヤリンクｙ（第３リンク５−２）と１本の下位レイヤリンクｘ（第４リンク５−３）とをprotectedリンクとして選択する場合について説明する。このため、図７〜図１１では、下位レイヤリンクｘ，ｙの種類が同一である場合、例えば、下位レイヤリンクｘ，ｙの種類がいずれもＯＤＵ0であり下位レイヤリンクｘ，ｙの帯域幅が同一（１．２５Ｍｂｐｓ）である場合を対象として説明を行なっている。
【００８５】
プロテクション選択処理（図６のステップＳ２）では、第１設計部１１１（図６のステップＳ１）で得られた収容設計結果（4 x unprotected ＯＤＵ0）が入力として与えられる。そして、プロテクション選択処理（図６のステップＳ２）では、図８に示すように、第２設計部１１２によって、一組のprotectedのＬＯ−ＯＤＵｘ，ｙと、２本のunprotectedのＬＯ−ＯＤＵリンク５−１，５−４とが得られ出力される。
【００８６】
このとき、第２設計部１１２は、第１設計部１１１によって生成された４本のunprotectedリンク５−１〜５−４のうち、収容する全ての経路がＬ２リンクの予備経路であるリンク５−３および５−４を、第３リンクｘとして抽出する（上記処理Ｐ１参照）。図７に示す例において、ＬＯ−ＯＤＵリンク５−３に収容される全ての経路はＬ２リンクの予備経路４−２であり、ＬＯ−ＯＤＵリンク５−４に収容される全ての経路はＬ２リンクの予備経路４−１である。
【００８７】
そして、第２設計部１１２は、第３リンクｘとして抽出されたリンク５−３および５−４のそれぞれについて、４本のunprotectedリンク（第２リンク）５−１〜５−４のうち、所定のプロテクション適用条件Ｃ１〜Ｃ４の全てを満たすものを第４リンクｙとして探索する（上記処理Ｐ２参照）。
【００８８】
ここで、図７および図８に示す例において、所定のプロテクション適用条件は、以下の条件Ｃ１〜Ｃ４を全て満たすことである。
【００８９】
条件Ｃ１：  第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、第３リンクｘの始点ノードおよび終点ノードと同一であること。図７および図８に示す例において、リンク５−２の始終点ノードがノードＢ，Ｃであり第３リンクｘとしてのリンク５−３の始終点ノードと同一であるので、第３リンク５−３についてリンク５−２は条件Ｃ１を満たしている。
【００９０】
条件Ｃ２：  第２リンクが、第３リンクｘが収容する第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含むこと。図７および図８に示す例において、リンク５−２は、第３リンクｘとしてのリンク５−３が収容する第１リンクの予備経路４−２に対応する現用経路３−２を含んでいるので、第３リンク５−３についてリンク５−２は条件Ｃ２を満たしている。
【００９１】
条件Ｃ３：  第２リンクの種類が第３リンクｘの種類と同一であること。図７および図８に示す例において、リンク５−２の種類（帯域幅）はＯＤＵ0（帯域幅１．２５Ｇｂｐｓ）であり第３リンクｘとしてのリンク５−３の種類と同一であるので、第３リンク５−３についてリンク５−２は条件Ｃ３を満たしている。
【００９２】
条件Ｃ４：  第２リンクおよび第３リンクｘが、それぞれ、第２リンクに収容される第１リンクと第３リンクｘに収容される第１リンクとの和集合のリンク群ｚを収容可能な帯域を有していること。図７および図８に示す例において、リンク５−２に収容される第１リンクは、現用経路３−１および３−２であり、第３リンクｘとしてのリンク５−３に収容される第１リンクは、現用経路３−２に対応する予備経路４−２である。このとき、上記和集合のリンク群ｚは、現用経路３−１および３−２（２００Ｍｂｐｓ）、もしくは、当該現用経路３−１および３−２にそれぞれ対応する予備経路４−１および４−２（２００Ｍｂｐｓ）である。したがって、リンク５−２およびリンク５−３は、いずれも、空き帯域があり、上記和集合のリンク群ｚを収容可能であるので、第３リンク５−３についてリンク５−２は条件Ｃ４を満たしている。
【００９３】
したがって、第２設計部１１２の処理Ｐ２によって、図７に示す収容設計結果から、第３リンクｘとしてのリンク５−３について、リンク５−２が、プロテクション適用条件Ｃ１〜Ｃ４の全てを満たす第４リンクｙとして探索される。
【００９４】
なお、上記処理Ｐ２で探索された第４リンクｙが複数存在する場合、第２設計部１１２は、上記処理Ｐ４を実行して第４リンクｙを１本に絞る。
【００９５】
例えば図１１の（Ａ）に示すように、第３リンクＬＯ−ＯＤＵｘについて、２本の第４リンクＬＯ−ＯＤＵｙ１およびＬＯ−ＯＤＵｙ２が探索されたものとする。このとき、ＬＯ−ＯＤＵｘには３本の予備経路４−１，４−３，４−４が収容され、ＬＯ−ＯＤＵｙ１には２本の現用経路３−１，３−２が収容され、ＬＯ−ＯＤＵｙ２には２本の現用経路３−３，３−４が収容されているものとする。予備経路４−１，４−３，４−４は、それぞれ、現用経路３−１，３−３，３−４と対を成している。また、ＬＯ−ＯＤＵｘにおける予備経路４−１，４−３，４−４はいずれも１００Ｍｂｐｓの信号であり、ＬＯ−ＯＤＵｘは、ＬＯ−ＯＤＵｙ１およびＬＯ−ＯＤＵｙ２のいずれとも対を成してprotectedリンクを構成することができるものとする。
【００９６】
この場合、ＬＯ−ＯＤＵｘに収容される予備経路（第１リンク）４−１，４−３，４−４とＬＯ−ＯＤＵｙ１に収容される現用経路（第１リンク）３−１，３−２との積集合ｘ−ｙ１は、予備経路４−１および現用経路３−１の対の一組つまり１本のprotectedリンクである。したがって、積集合の合計帯域ｘ−ｙ１は、１００Ｍｂｐｓ（リンク本数は２）となる。
【００９７】
また、ＬＯ−ＯＤＵｘに収容される予備経路４−１，４−３，４−４とＬＯ−ＯＤＵｙ２に収容される現用経路（第１リンク）３−３，３−４との積集合ｘ−ｙ２は、予備経路４−３および現用経路３−３の対と４−４および現用経路３−４の対との２組つまり２本のprotectedリンクである。したがって、積集合ｘ−ｙ２の合計帯域は、２００Ｍｂｐｓ（リンク本数は２）となる。
【００９８】
第２設計部１１２は、上述のような積集合ｘ−ｙ１の合計帯域と積集合ｘ−ｙ２の合計帯域とを算出する。そして、第２設計部１１２は、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１およびＬＯ−ＯＤＵｙ２のうち、上記積集合ｘ−ｙ１，ｘ−ｙ２の合計帯域またはリンク本数が最大となるＬＯ−ＯＤＵｙ２を、ＬＯ−ＯＤＵ（第２レイヤ）でのprotectedリンクの現用として選択する。このとき、第２設計部１１２は、図１１の（Ｂ）に示すように、ＬＯ−ＯＤＵｙ２に、ＬＯ−ＯＤＵｘにおける予備経路４−１に対応する予備経路４−１′を追加し、ＬＯ−ＯＤＵｘおよびＬＯ−ＯＤＵｙ２を、それぞれprotectedリンクの予備および現用として用いる。なお、ＬＯ−ＯＤＵｙ１は、unprotectedリンクとして用いられる。
【００９９】
さて、第２設計部１１２は、上述のごとく探索された第３リンクｘおよび第４リンク（ｙまたはｙ２）を、それぞれ、第２レイヤ（ＬＯ−ＯＤＵ）でのprotectedリンクの予備および現用として選択する（上記処理Ｐ３参照）。このとき、第２設計部１１２は、図７に示すごとく得られた収容設計結果（4 x unprotected ＯＤＵ0）を図８に示すように変更する。
【０１００】
図８に示す変更後の収容設計結果では、ノードＢ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵｙに収容される現用経路３−１に対応する予備経路４−３が、ノードＢ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵｘに追加収容される。これにより、ノードＢ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵｘに収容される２本の予備経路４−３，４−２は、それぞれ、ノードＢ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵｙに収容される現用経路３−１，３−２に対応するものになる。これに伴い、ノードＢ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵｘは現用のリンク５−３から予備のリンク５−５に変更され、ＬＯ−ＯＤＵｘおよびＬＯ−ＯＤＵｙの対がprotectedリンクになる。つまり、ＬＯ−ＯＤＵｘおよびＬＯ−ＯＤＵｙの対にＬＯ−ＯＤＵレイヤでのプロテクションが適用される。したがって、マルチレイヤネットワークにおいてプロテクション適用リンクが下位のレイヤであるＬＯ−ＯＤＵに委譲される。
【０１０１】
なお、図８に示す変更後の収容設計結果では、上述のごとくＬＯ−ＯＤＵｘおよびＬＯ−ＯＤＵｙにプロテクションを適用することに伴い、図７に示す収容設計結果に対し、さらに、以下のような変更が加えられる。つまり、ノードＢのＬ２ＳＷ１Ｂのプロテクション切替ポイント６Ｂが、ノードＢのＬ１ＳＷ２Ｂのプロテクション切替ポイント１１Ｂに変更される。また、ノードＣのＬ２ＳＷ１Ｃのプロテクション切替ポイント６Ｃ−２が、ノードＣのＬ１ＳＷ２Ｃのプロテクション切替ポイント１１Ｃに変更される。ここで、プロテクション切替ポイント１１Ｂは、ノードＢのＬＯ−ＯＤＵレイヤにおいて、現用経路３−２と予備経路４−２との間の切替、および、現用経路３−１と予備経路４−３との間の切替を行なう。同様に、プロテクション切替ポイント１１Ｃは、ノードＣのＬＯ−ＯＤＵレイヤにおいて、現用経路３−２と予備経路４−２との間の切替、および、現用経路３−１と予備経路４−３との間の切替を行なう。
【０１０２】
以上のようにして、第２設計部１１２（図６のステップＳ２）によって、図８に示す要に、一組のprotectedのＬＯ−ＯＤＵｘ，ｙと、２本のunprotectedのＬＯ−ＯＤＵリンク５−１，５−４とが、プロテクション選択処理結果として得られる。そして、第１設計部１１１（図６のステップＳ１）において、図８に示すプロテクション選択処理結果を含む第２レイヤ（レイヤｉ＋１）を第１レイヤ（レイヤｉ）として、下位レイヤの収容設計が行なわれる。
【０１０３】
ついで、図９および図１０に示すように、ＬＯ−ＯＤＵレイヤの入力トラフィックとして、図８に示すごとく得られたプロテクション選択処理結果（1 x protected, 2 x unprotected ＯＤＵ0）と、ＬＯ−ＯＤＵレイヤのデマンドとが与えられる。そして、第１設計部１１１によって、ＬＯ−ＯＤＵレイヤからＨＯ−ＯＤＵレイヤへの収容設計（図６のステップＳ１）が実行される。ここで、ＬＯ−ＯＤＵレイヤのデマンドとしては、ノードＡ−Ｂ間に、プロテクション適用のＯＤＵ0信号（1 x protected ＯＤＵ0）が与えられている。２回目の収容設計では、上述したＬＯ−ＯＤＵレイヤの入力トラフィックに基づき、ＬＯ−ＯＤＵよりも下位のＨＯ−ＯＤＵのプロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンクと、当該ＨＯ−ＯＤＵリンクによって構成されるネットワーク上のＬＯ−ＯＤＵリンクの現用経路および予備経路とが生成される。
【０１０４】
具体的に、図９および図１０では、現用経路７（ＯＤＵ0）と予備経路８（ＯＤＵ0）との対が、ノードＡ−Ｂ間のプロテクション適用のＬＯ−ＯＤＵリンク（Ｌ１リンク；ＬＯ−ＯＤＵｂ）を成す。そして、各ＬＯ−ＯＤＵリンク５−１，５−２，５−４，５−５，７，８は、ＬＯ−ＯＤＵよりも下位レイヤのＨＯ−ＯＤＵリンク１０−１〜１０−４（ＯＤＵ2）に収容される。
【０１０５】
つまり、現用であるＬＯ−ＯＤＵリンク７は、ノードＡ−Ｂ間のＯＤＵ0のリンクであり、予備であるＬＯ−ＯＤＵリンク８は、ノードＡからノードＣを経由してノードＢに至るＯＤＵ0のリンクである。ＬＯ−ＯＤＵ７のノードＡ側端部とＬＯ−ＯＤＵリンク８のノードＡ側端部とは、ノードＡのＬ１スイッチ２Ａにおけるプロテクション切替ポイント９Ａに接続される。ＬＯ−ＯＤＵ７のノードＢ側端部とＬＯ−ＯＤＵリンク８のノードＢ側端部とは、ノードＢのＬ１スイッチ２Ｂにおけるプロテクション切替ポイント９Ｂに接続される。
【０１０６】
ここで、ノードＡ−Ｂ間の２本のＬＯ−ＯＤＵリンク５−１および７は、プロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンク１０−１（ＯＤＵ2）に収容される。ノードＢ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵリンク５−２（ＬＯ−ＯＤＵｙ）は、プロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンク１０−１（ＯＤＵ2）に収容される。ノードＡ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵ５−４および８は、プロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンク１０−４（ＯＤＵ2）に収容される。
【０１０７】
そして、ノードＢ−Ｃ間のＬＯ−ＯＤＵリンク５−５（予備のＬＯ−ＯＤＵｘ）とノードＢ−Ｃ間の予備のＬＯ−ＯＤＵリンク８とは、プロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンク１０−３（ＯＤＵ2；ＨＯ−ＯＤＵａ）に収容される。このとき、予備のＬＯ−ＯＤＵリンク５−５と予備のＬＯ−ＯＤＵリンク８とは、それぞれに対応した現用経路であるＬＯ−ＯＤＵリンク５−２とＬＯ−ＯＤＵリンク７とが共通部分を持たないため、ノードＢ−Ｃ間のＨＯ−ＯＤＵａ内の帯域を共有することが可能である。従って、これらのＬＯ−ＯＤＵ５−５および８に共有プロテクションが適用される。その結果、図１０に示すように、ＨＯ−ＯＤＵａ（ＯＤＵ2）内の８個の時間スロット（１．２５Ｇｂｐｓ単位）のうち、１スロットのみが消費されることになる。
【０１０８】
上述した図１〜図３に示す例では、Ｌ２リンクを収容する全てのＬＯ−ＯＤＵリンク５−１〜５−４は、ＨＯ−ＯＤＵ１０−１〜１０−４内の帯域を占有するunprotectedリンクである。このため、ＨＯ−ＯＤＵリンク１０−３内で使用される時間スロットは２個である。これに対し、第１実施形態によれば、図９および図１０に示すように共有プロテクションを適用することで、ＨＯ−ＯＤＵリンク１０−３内で使用される時間スロットを２個から１個に削減することができる。
【０１０９】
上述したように、第１実施形態では、第１設計部１１１が、図８に示すごとく得られたプロテクション選択処理結果とＬＯ−ＯＤＵレイヤのデマンドとに基づき収容設計を行なう。これにより、図９に示すように、４本のプロテクション非適用のＨＯ−ＯＤＵリンク１０−１〜１０−４（4 x unprotected ＯＤＵ2）が出力として得られる。このとき、図９および図１０に示すごとく、ノードＢ−Ｃ間ＬＯ−ＯＤＵｘ，ｙにプロテクションが適用される。従って、ＨＯ−ＯＤＵレイヤへの収容設計時には、下位レイヤのＨＯ−ＯＤＵリンク１０−３内においてＬＯ−ＯＤＵｘ，８に共有プロテクションを適用することができる。
【０１１０】
〔３−３〕第１実施形態の効果
このように第１実施形態のネットワーク設計装置１００によれば、着目レイヤ（上位レイヤ）におけるリンクのトラフィックに基づき生成された下位レイヤのunprotectedリンクから、第２設計部１１２のプロテクション選択処理によって、protectedリンクが選択される。
【０１１１】
これにより、図７〜図１０を参照しながら上述した手順を、繰り返し実行することで、protectedリンクをできる限り下位のレイヤに委譲することが可能になる。したがって、マルチレイヤネットワーク環境において、共有プロテクションをできる限り下位のレイヤで適用することが可能になる。つまり、粒度のより大きな単位で帯域共有が可能になり、トラフィック収容に必要なネットワーク資源を削減したネットワーク設計を実現することができる。また、下位レイヤで共有プロテクションが適用されることで、予備帯域の削減効果が向上するとともに、トラフィックによっては、部分的に耐障害性が向上する。
【０１１２】
〔３−４〕第１実施形態の第１変形例によるネットワーク設計動作
次に、図１２を参照しながら、第１実施形態の第１変形例によるネットワーク設計について説明する。上述した第１実施形態では、図８〜図１０に示すように、１本の下位レイヤリンクｙ（第３リンク５−２）と１本の下位レイヤリンクｘ（第４リンク５−３）とをprotectedリンクとして選択する場合について説明した。これに対して、第１実施形態の第１変形例では、図１２に示すような、複数本（図中２本）の下位レイヤリンクｙ１，ｙ２（ＬＯ−ＯＤＵ群ｙ；第４リンク群）と１本の下位レイヤリンクｘ（ＬＯ−ＯＤＵｘ；第３リンク）とを、protectedリンクとして選択する場合について説明する。
【０１１３】
この場合、第２設計部１１２は、上述した第１実施形態のプロテクション適用条件Ｃ１〜Ｃ４に代え、以下のプロテクション適用条件Ｃ１１〜Ｃ１４を用いて上記処理Ｐ２を実行する。つまり、第２設計部１１２は、第３リンクｘとして抽出された各リンクについて、下記プロテクション適用条件Ｃ１１〜Ｃ１４の全てを満たす第２リンク群を、protectedリンクの現用となる第４リンク群ｙとして探索する。
【０１１４】
条件Ｃ１１：  条件Ｃ１と同様、第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、第３リンクｘの始点ノードおよび終点ノードと同一であること。図１２の（Ａ）に示す例では、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１，ｙ２と１本のＬＯ−ＯＤＵｘとが条件Ｃ１１を満たしている。
【０１１５】
条件Ｃ１２：  条件Ｃ２と同様、第２リンクが、第３リンクｘが収容する第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含むこと。図１２の（Ａ）に示す例では、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１，ｙ２と１本のＬＯ−ＯＤＵｘとが条件Ｃ１２を満たしている。
【０１１６】
条件Ｃ１３：  複数の第２リンク（第２リンク群）の合計帯域が第３リンクｘの帯域と同一であること。図１２の（Ａ）に示す例では、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１，ｙ２の種類はいずれもＬＯ−ＯＤＵ0（１．２５Ｇｂｐｓ）であり、その合計帯域は２．５Ｇｂｐｓである。また、ＬＯ−ＯＤＵｘの種類はＬＯ−ＯＤＵ1でその帯域は２．５Ｇｂｐｓである。したがって、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１，ｙ２と１本のＬＯ−ＯＤＵｘとは条件Ｃ１３を満たしている。
【０１１７】
条件Ｃ１４：  第２リンク群および第３リンクｘが、それぞれ、複数の第２リンクに収容される第１リンクと第３リンクｘに収容される第１リンクとの和集合のリンク群ｚを収容可能な帯域を有していること。図１２の（Ａ）に示す例では、第２リンク群ｙ（リンクｙ１，ｙ２）に収容される第１リンクは、現用経路３−１〜３−４である。また、第３リンクｘとしてのリンクｘに収容される第１リンクは、予備経路４−１，４−４，４−５である。このとき、上記和集合のリンク群ｚは、現用経路３−１〜３−５（５００Ｍｂｐｓ）、もしくは、当該現用経路３−１〜３−５にそれぞれ対応する予備経路４−１〜４−５（５００Ｍｂｐｓ）である。したがって、リンク群ｙおよびリンクｘは、いずれも、空きスロットがあり、上記和集合のリンク群ｚを収容可能であるので、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１，ｙ２と１本のＬＯ−ＯＤＵｘとは条件Ｃ１４を満たしている。
【０１１８】
したがって、第２設計部１１２によって、図１２の（Ａ）に示すＬＯ−ＯＤＵｘについて、図１２の（Ａ）に示すＬＯ−ＯＤＵ群ｙ（リンクｙ１，ｙ２）が、プロテクション適用条件Ｃ１１〜Ｃ１４を満たす第４リンク群（複数の第４リンクからなる）ｙとして探索される。
【０１１９】
なお、第１変形例においても、探索された第４リンク群が複数組存在する場合、第２設計部１１２は、第１実施形態の処理Ｐ４と同様の処理を実行して第４リンク群を一組に絞る。
【０１２０】
つまり、第２設計部１１２は、複数組の第４リンク群うち、第３リンクｘに収容される第１リンクと各第４リンク群に収容される第１リンクとの積集合の合計帯域またはリンク本数が最大となる第４リンク群を、ＬＯ−ＯＤＵレイヤ（第２レイヤ）でのprotectedリンクの現用として選択する。このときの具体的な処理は、図１１を参照しながら上述した処理Ｐ４において、ＬＯ−ＯＤＵｙ１およびＬＯ−ＯＤＵｙ２をそれぞれ一組の第４リンク群とみなして実行される処理と同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０１２１】
さて、第２設計部１１２は、上述のごとく探索された第３リンクｘおよび第４リンク群ｙ（ｙ１，ｙ２）を、それぞれ、第２レイヤ（ＬＯ−ＯＤＵ）でのprotectedリンクの予備および現用として選択する（上記処理Ｐ３参照）。このとき、第２設計部１１２は、第４リンク群ｙ（ｙ１，ｙ２）を１本に統合した、第３リンクｘと同一帯域をもつ統合リンクＹを、第２レイヤでのprotectedリンクの現用として選択する。つまり、第２設計部１１２は、図１２の（Ａ）に示すごとく得られた収容設計結果を、図１２の（Ｂ）に示すように変更する。
【０１２２】
図１２の（Ａ）および（Ｂ）に示す例において、第２設計部１１２は、第４リンク群ｙ（ｙ１，ｙ２；2 x ＯＤＵ0）を、１本に統合し、ＬＯ−ＯＤＵｘと同じ種類（ここではＯＤＵ1）のＬＯ−ＯＤＵＹ（現用の上記統合リンク）に変更する。また、第２設計部１１２は、図１２の（Ｂ）に示すように、ＬＯ−ＯＤＵｘを予備用に変更する。そして、第２設計部１１２は、ＬＯ−ＯＤＵリンクの合計帯域が増えない範囲内で、各ＬＯ−ＯＤＵＹ，ｘに収容されるトラフィックを追加する。図１２の（Ｂ）に示す例では、現用のＬＯ−ＯＤＵＹに現用経路３−５が追加されるとともに、予備のＬＯ−ＯＤＵｘに、現用経路３−２，３−３に対応する予備経路４−２，４−３が追加される。
【０１２３】
これにより、ＬＯ−ＯＤＵＹおよびＬＯ−ＯＤＵｘの対にＬＯ−ＯＤＵレイヤでのプロテクションが適用され、マルチレイヤネットワークにおいてプロテクション適用リンクが下位のレイヤであるＬＯ−ＯＤＵに委譲される。したがって、第１実施形態の第１変形例によっても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１２４】
〔３−５〕第１実施形態の第２変形例によるネットワーク設計動作
次に、図１３を参照しながら、第１実施形態の第２変形例によるネットワーク設計について説明する。上述した第１実施形態の第１変形例では、図１２に示すように、複数本の下位レイヤリンクｙ１，ｙ２（ＬＯ−ＯＤＵ群ｙ；第４リンク群）と１本の下位レイヤリンクｘ（ＬＯ−ＯＤＵｘ；第３リンク）とをprotectedリンクとして選択する場合について説明した。これに対して、第１実施形態の第２変形例では、図１３に示すような、複数本（図中２本）の下位レイヤリンクｙ１，ｙ２（ＬＯ−ＯＤＵ群ｙ；第４リンク群）と複数本（図中２本）の下位レイヤリンクｘ１，ｘ２（ＬＯ−ＯＤＵ群ｘ；第３リンク群）とを、protectedリンクとして選択する場合について説明する。
【０１２５】
この場合、第２設計部１１２は、前記処理Ｐ１において、複数のunprotectedの第２リンク（下位レイヤリンク）から、収容する全ての経路が第１リンクの予備経路である第２リンクを第３リンクとして抽出する。このとき、第２設計部１１２は、さらに、抽出された第３リンクから、同一の経路情報および始終点ノードを有する複数の第３リンク（第３リンク群）を抽出する。図１３の（Ａ）に示す例では、このような第３リンク群として、２本のＬＯ−ＯＤＵｘ１，ｘ２を含む一組のＬＯ−ＯＤＵ群ｘが抽出されている。
【０１２６】
また、第２設計部１１２は、上述した第１実施形態のプロテクション適用条件Ｃ１〜Ｃ４に代え、以下のプロテクション適用条件Ｃ２１〜Ｃ２４を用いて上記処理Ｐ２を実行する。つまり、第２設計部１１２は、前記処理Ｐ１で抽出された一以上の第３リンク群ｘのそれぞれについて、下記プロテクション適用条件Ｃ２１〜Ｃ２４の全てを満たす第２リンク群を、protectedリンクの現用となる第４リンク群ｙとして探索する。
【０１２７】
条件Ｃ２１：  第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、第３リンク群ｘの始点ノードおよび終点ノードと同一であること。図１３の（Ａ）に示す例では、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１，ｙ２と一組のＬＯ−ＯＤＵ群ｘとが条件Ｃ２１を満たしている。
【０１２８】
条件Ｃ２２：  第２リンクが、第３リンク群ｘが収容する第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含むこと。図１３の（Ａ）に示す例では、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１，ｙ２と１本のＬＯ−ＯＤＵｘとが条件Ｃ２２を満たしている。
【０１２９】
条件Ｃ２３：  複数の第２リンク（第２リンク群）の合計帯域が第３リンク群ｘの合計帯域と同一であること。図１３の（Ａ）に示す例では、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１，ｙ２の種類はいずれもＬＯ−ＯＤＵ0（１．２５Ｇｂｐｓ）であり、その合計帯域は２．５Ｇｂｐｓである。また、ＬＯ−ＯＤＵ群ｘに含まれる２本のＬＯ−ＯＤＵｘ１，ｘ２の種類はいずれもＬＯ−ＯＤＵ0（１．２５Ｇｂｐｓ）であり、その合計帯域は２．５Ｇｂｐｓである。したがって、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１，ｙ２と一組のＬＯ−ＯＤＵ群ｘとは条件Ｃ２３を満たしている。
【０１３０】
条件Ｃ２４：  第２リンク群および第３リンク群ｘが、それぞれ、第２リンク群に収容される第１リンクと第３リンク群ｘに収容される第１リンクとの和集合のリンク群ｚを収容可能な帯域を有していること。図１３の（Ａ）に示す例では、第２リンク群ｙ（リンクｙ１，ｙ２）に収容される第１リンクは、現用経路３−１〜３−４である。また、第３リンク群ｘに収容される第１リンクは、予備経路４−１，４−４，４−５である。このとき、上記和集合のリンク群ｚは、現用経路３−１〜３−５（５００Ｍｂｐｓ）、もしくは、当該現用経路３−１〜３−５にそれぞれ対応する予備経路４−１〜４−５（５００Ｍｂｐｓ）である。したがって、第２リンク群ｙおよび第３リンク群ｘは、いずれも、空きスロットがあり、上記和集合のリンク群ｚを収容可能であるので、２本のＬＯ−ＯＤＵｙ１，ｙ２と一組のＬＯ−ＯＤＵ群ｘとは条件Ｃ２４を満たしている。
【０１３１】
したがって、第２設計部１１２によって、図１３の（Ａ）に示すＬＯ−ＯＤＵ群ｘについて、図１３の（Ａ）に示すＬＯ−ＯＤＵ群ｙ（リンクｙ１，ｙ２）が、プロテクション適用条件Ｃ２１〜Ｃ２４を満たす第４リンク群（複数の第４リンクからなる）ｙとして探索される。
【０１３２】
なお、第２変形例においても、探索された第４リンク群が複数組存在する場合、第２設計部１１２は、第１実施形態の処理Ｐ４と同様の処理を実行して第４リンク群を一組に絞る。
【０１３３】
つまり、第２設計部１１２は、複数組の第４リンク群うち、第３リンク群ｘに収容される第１リンクと各第４リンク群に収容される第１リンクとの積集合の合計帯域またはリンク本数が最大となる第４リンク群を、ＬＯ−ＯＤＵレイヤ（第２レイヤ）でのprotectedリンクの現用として選択する。このときの具体的な処理は、図１１を参照しながら上述した処理Ｐ４において、ＬＯ−ＯＤＵｙ１およびＬＯ−ＯＤＵｙ２をそれぞれ一組の第４リンク群とみなすとともにＬＯ−ＯＤＵｘを一組の第３リンク群ｘとみなして実行される処理と同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０１３４】
さて、第２設計部１１２は、上述のごとく探索された第３リンク群ｘ（ｘ１，ｘ２）および第４リンク群ｙ（ｙ１，ｙ２）を、それぞれ、第２レイヤ（ＬＯ−ＯＤＵ）でのprotectedリンクの予備および現用として選択する（上記処理Ｐ３参照）。つまり、第２設計部１１２は、第３リンク群ｘ（ｘ１，ｘ２）を１本に統合した第１統合リンクＬＯ−ＯＤＵＸと、第４リンク群ｙ（ｙ１，ｙ２）を１本に統合した第２統合リンクＬＯ−ＯＤＵＹとを、それぞれ、第２レイヤ（ＬＯ−ＯＤＵ）でのprotectedリンクの予備および現用として選択する。このとき、ＬＯ−ＯＤＵＸおよびＬＯ−ＯＤＵＹは、前記和集合のリンク群ｚを収容可能な同一帯域を有している。具体的に、第２設計部１１２は、図１３の（Ａ）に示すごとく得られた収容設計結果を、図１３の（Ｂ）に示すように変更する。
【０１３５】
図１３の（Ａ）および（Ｂ）に示す例において、第２設計部１１２は、第３リンク群ｘ（ｘ１，ｘ２；2 x ＯＤＵ0）を、１本のＬＯ−ＯＤＵＸ（ＬＯ−ＯＤＵ1；２．５Ｇｂｐｓ）に統合し、統合したＬＯ−ＯＤＵＸ（第１統合リンク）を予備に変更する。また、第２設計部１１２は、第４リンク群ｙ（ｙ１，ｙ２；2 x ＯＤＵ0）を、ＬＯ−ＯＤＵＸと同じ種類（ここではＯＤＵ1）の一本のＬＯ−ＯＤＵＹ（現用の第２統合リンク）に統合する。そして、第２設計部１１２は、ＬＯ−ＯＤＵリンクの合計帯域が増えない範囲内で、各ＬＯ−ＯＤＵＸ，Ｙに収容されるトラフィックを追加する。図１３の（Ｂ）に示す例では、現用のＬＯ−ＯＤＵＹに現用経路３−５が追加されるとともに、予備のＬＯ−ＯＤＵＸに、現用経路３−２，３−３に対応する予備経路４−２，４−３が追加される。
【０１３６】
これにより、ＬＯ−ＯＤＵＹおよびＬＯ−ＯＤＵＸの対にＬＯ−ＯＤＵレイヤでのプロテクションが適用され、マルチレイヤネットワークにおいてプロテクション適用リンクが下位のレイヤであるＬＯ−ＯＤＵに委譲される。したがって、第１実施形態の第２変形例によっても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３７】
〔４〕第２実施形態
〔４−１〕第２実施形態の概要
次に、図１４〜図１７を参照しながら、本発明の第２実施形態の概要を、第１実施形態による設計結果と対比しながら説明する。なお、図１４は、第１実施形態による設計結果について説明する図であり、図１５〜図１７は、第２実施形態による設計結果について説明する図である。
【０１３８】
第１実施形態の第２設計部１１２では、第１設計部１１１による設計結果から、所定のプロテクション適用条件を満たす第３リンクｘおよび第４リンクｙが、ＬＯ−ＯＤＵレイヤでのprotectedリンクの予備および現用として選択される。このとき、図１４の（Ａ）に示すようなＬＯ−ＯＤＵｘ，ｙが選択されている場合、第２設計部１１２は、プロテクションを適用すべく、図１４の（Ａ）のＬＯ−ＯＤＵｘ，ｙを図１４の（Ｂ）に示すように変更する。
【０１３９】
図１４の（Ｂ）に示す変更後の設計結果では、ＬＯ−ＯＤＵｙに収容される現用経路３−２に対応する予備経路４−２が、ＬＯ−ＯＤＵｘに追加収容される。これにより、ＬＯ−ＯＤＵｘに収容される２本の予備経路４−１，４−２は、それぞれ、ＬＯ−ＯＤＵｙに収容される現用経路３−１，３−２に対応するものになる。これに伴い、ＬＯ−ＯＤＵｘは現用から予備に変更され、ＬＯ−ＯＤＵｘおよびＬＯ−ＯＤＵｙの対がprotectedリンクになる。つまり、ＬＯ−ＯＤＵｘおよびＬＯ−ＯＤＵｙの対にＬＯ−ＯＤＵレイヤでのプロテクションが適用される。
【０１４０】
ここで、第１設計部１１１によって、例えば図１５の（Ａ）に示すような設計結果が得られた場合について考える。図１５の（Ａ）に示す例では、ＬＯ−ＯＤＵｙに現用経路３−１，３−２が収容され、ＬＯ−ＯＤＵｘ１に、現用経路３−１に対応する予備経路４−１と、予備経路４−３，４−４とが収容され、ＬＯ−ＯＤＵｘ２に予備経路４−５が収容されている。
【０１４１】
この場合、第１実施形態では、上述したプロテクション適用条件によって、各リンクに収容された経路を入れ替えることなく、ｙとｘ１とを、もしくは、ｙとｘ２を、プロテクションペア（protected pair）にできるか否かが判断される。このとき、図１５の（Ａ）に示す例では、ｙとｘ１のペアも、ｙとｘ２のペアも、プロテクションペアにすることができないと判断される。
【０１４２】
しかしながら、図１５の（Ａ）に示すごとく第１実施形態ではプロテクションを適用できない設計結果についても、図１５の（Ｂ）に示すように予備経路を収容する収容先リンクを変更することで、プロテクションを適用することが可能になる。つまり、図１５の（Ｂ）に示す例では、ＬＯ−ＯＤＵｘ１に、現用経路３−１に対応する予備経路４−１が収容されるとともに、現用経路３−２に対応する予備経路４−２が追加収容される。また、ＬＯ−ＯＤＵｘ１は、ＬＯ−ＯＤＵｙと同じ種類（同一帯域）の予備リンクに変更される。残りの予備経路４−３〜４−５は、unprotectedのＬＯ−ＯＤＵｘ２に収容される。これにより、図１５の（Ｂ）に示す例では、ＬＯ−ＯＤＵｙとＬＯ−ＯＤＵｘ１とのペアにＬＯ−ＯＤＵレイヤでのプロテクションが適用されることになる。
【０１４３】
以下に説明する第２実施形態は、図１５の（Ａ）に示すごとく第１実施形態ではプロテクション委譲を適用できない場合であっても、図１５の（Ｂ）に示すごとくプロテクション委譲を行なえるようにするものである。つまり、第２実施形態では、図１６に示すごとく、同一ノード間のリンク群に収容されているトラフィック（経路）の全てを対象とし、プロテクション適用量（経路本数や経路の合計帯域等）が最大になるように、トラフィックがリンク群に再収容される。
【０１４４】
例えば、図１６の（Ａ）に示す設計結果（図１５の（Ａ）と同じ設計結果）について、第２実施形態では、まず、設計結果である同一ノード間のＬＯ−ＯＤＵｙ，ｘ１，ｘ２に収容されている全ての経路３−１，３−２，４−１，４−３〜４−５が、図１６の（Ｂ）に示すごとく取り出してまとめられる。この後、図１６の（Ｃ）に示すごとく、プロテクション適用量（経路本数や経路の合計帯域等）が最大になるように、経路３−１，３−２，４−１，４−３〜４−５がＬＯ−ＯＤＵｙ，ｘ１，ｘ２に再収容される。
【０１４５】
図１６の（Ｃ）に示す例では、現用経路３−１，３−２はＬＯ−ＯＤＵｙに再収容され、予備経路４−１はＬＯ−ＯＤＵｘ１に再収容され、予備経路４−３〜４−５はＬＯ−ＯＤＵｘ２に再収容される。さらに、現用経路３−２に対応する予備経路４−２がＬＯ−ＯＤＵｘ１に追加収容され、ＬＯ−ＯＤＵｘ１は、ＬＯ−ＯＤＵｙと同じ種類（同一帯域）の予備リンクに変更される。なお、図１６の（Ｃ）は、図１５の（Ｂ）と同じ設計結果である。
【０１４６】
ただし、単純にプロテクション適用量を最大化するだけでは、プロテクション適用後のリンクの合計帯域が増大してしまう。例えば、第１設計部１１１によって、例えば図１７の（Ａ）に示すような設計結果が得られた場合について考える。図１７の（Ａ）に示す例では、ＬＯ−ＯＤＵｙに現用経路３−１，３−２が収容され、ＬＯ−ＯＤＵｘに予備経路４−５が収容されている。このとき、ＬＯ−ＯＤＵｙの種類はＯＤＵ0、つまり帯域が１．２５Ｇｂｐｓであるものとする。
【０１４７】
この場合、図１７の（Ｂ）に示すように、同一ノード間のＬＯ−ＯＤＵｙ，ｘに収容されている全ての経路３−１，３−２，４−５が、図１６の（Ｂ）に示すごとく取り出してまとめられる。この後、単純にプロテクション適用量が最大になるように、経路３−１，３−２，４−５をＬＯ−ＯＤＵｙ，ｘに再収容すると、例えば図１７の（Ｃ）に示す設計結果が得られる。
【０１４８】
図１７の（Ｃ）に示す例において、ＬＯ−ＯＤＵｙには、現用経路３−１，３−２が再収容されるとともに、予備経路４−５に対応する予備経路４−５′が追加収容される。また、ＬＯ−ＯＤＵｙは、ＯＤＵ0（１．２５Ｇｂｐｓ）からＯＤＵ1（２．５Ｇｂｐｓ）に変更される。さらに、ＬＯ−ＯＤＵｘには、予備経路４−５が再収容されるとともに、現用経路３−１，３−２に対応する予備経路４−１，４−２が追加収容され、ＬＯ−ＯＤＵｘは、ＬＯ−ＯＤＵｙと同じ種類（同一帯域）の予備リンクに変更される。
【０１４９】
このように単純にプロテクション適用量を最大化するだけでは、入力データとして与えられた合計帯域２．５Ｇｂｐｓが、図１７の（Ｃ）に示すように、５Ｇｂｐｓに増大してしまう。
【０１５０】
そこで、第２実施形態では、以下に説明するように、プロテクション適用量が最大になるように、ただし再収容後のリンク数（帯域）が入力時のリンク数（帯域）を超えないように、トラフィックが各リンクに再収容される。
【０１５１】
〔４−２〕第２実施形態の機能構成
次に、図１８を参照しながら、本発明の第２実施形態としてのネットワーク設計装置１００Ａの機能構成例について説明する。図１８は、当該機能構成例を示すブロック図である。図１８に示すように、第２実施形態のネットワーク設計装置１００Ａは、図５に示す第１実施形態のネットワーク設計装置１００と同様に構成されているが、第２実施形態では、第１実施形態の第２設計部１１２に代え、第２設計部１１２Ａが備えられている。
【０１５２】
第２実施形態のネットワーク設計装置１００Ａにおいても、ＣＰＵ１１０は、上述したようにネットワーク設計プログラムを実行することで、第１設計部１１１および第２設計部１１２Ａとして機能する。
【０１５３】
ここで、第１設計部１１１は、記憶部１２０に保存されるトポロジ情報，トラフィック情報，レイヤ情報に基づき、第１実施形態と同様の収容設計を行なう（図１９のステップＳ１参照）。つまり、第２実施形態の第１設計部１１１による収容設計でも、レイヤｉよりも下位のレイヤｉ＋１におけるunprotectedの第２リンクが生成されるとともに、当該第２リンク上の第１リンクの現用経路および予備経路が生成される。第１設計部１１１による収容設計の結果は、記憶部１２０に下位レイヤ設計結果として保存される。第１設計部１１１による当該収容設計の具体例は、第１実施形態において上述した通りである。
【０１５４】
そして、第２実施形態の第２設計部１１２Ａは、記憶部１２０に保存されるトポロジ情報，トラフィック情報，レイヤ情報，下位レイヤ設計結果に基づき、以下のようなプロテクション適用処理を行なう（図１９のステップＳ２Ａ参照）。当該プロテクション適用処理では、第１設計部１１１によって生成された、unprotectedの第２リンクと第１リンクの現用経路および予備経路とに基づき、unprotectedの第２リンクから、第２レイヤでのprotectedリンクが生成される。
【０１５５】
特に、第２実施形態の第２設計部１１２Ａは、プロテクション適用処理としてのプロテクション生成処理において、以下の処理Ｐ１０，Ｐ２０を順次実行する。
【０１５６】
処理Ｐ１０：  第２設計部１１２Ａは、第１設計部１１１によって生成されたunprotectedリンクを、始終点ノードおよび経路について分類する。つまり、protectedリンクを適用可能なノードペアが抽出される。
【０１５７】
処理Ｐ２０：  第２設計部１１２Ａは、分類された同一始終点および同一経路を有する複数の第２リンク（第２リンク群）に収容されている、第１レイヤ上の現用経路および予備経路（トラフィック）の全てを対象にして、処理Ｐ１０で抽出された各ノードペアについて、以下の処理を行なう。つまり、第２設計部１１２Ａは、第２レイヤでのプロテクション適用リンクの合計帯域が最大になるように、即ちプロテクション適用量が最大になるように、第２レイヤにおける複数の再収容先リンク（再収容先リンク群）に現用経路および予備経路を再収容する。その際に、第２設計部１１２Ａは、再収容先リンク群の合計帯域が第２リンク群の合計帯域を超えないように、再収容先リンク群を生成する。また、第２設計部１１２Ａは、線形整数計画法（ＩＬＰ：Integer Linear Programming）を用いて再収容設計を行なう。当該処理Ｐ２０は、より具体的に、以下の処理Ｐ２１およびＰ２２を含む。
【０１５８】
なお、線形整数計画法によって解かれる整数計画問題は、１以上の制約条件に従って、所定の関数値を最小または最大とする解を求めるものである。特に、第２実施形態では、後述するごとく、制約条件（［使用される候補リンクの合計帯域］≦［帯域Ａ＋ε（ただしＡ＝ΣｊＡｊ）］）に従って、プロテクション適用ペア数（関数値）を最大化する解が求められる。
【０１５９】
処理Ｐ２１：  第２設計部１１２Ａは、第２リンク群について、再収容先リンク群の候補となる複数の再収容先リンク候補を生成する。
処理Ｐ２２：  第２設計部１１２Ａは、第２リンク群に収容されている第１レイヤの現用経路および予備経路について、複数の再収容先リンク候補への再収容を、所定のプロテクション適用条件を満たすリンク候補ペア（リンクペア候補）の組合せ数が最大になるように実施する。
【０１６０】
ここで、処理Ｐ２２で用いられる、第２実施形態における所定のプロテクション適用条件は、以下の条件Ｃ３１〜Ｃ３３を全て満たすことである。
【０１６１】
条件Ｃ３１：  現用経路および予備経路のそれぞれが、複数の再収容先リンク候補のうちのいずれか一つに割り当てられること。
【０１６２】
条件Ｃ３２：  各再収容先リンク候補が、自身に割り当てられた前記経路の集合を収容可能であること。
【０１６３】
条件Ｃ３３：  複数の再収容先リンク候補のうち、同一種類（同一帯域）の二つのリンク候補から成る前記リンク候補ペアについて、前記二つのリンク候補に割り当てられた前記経路の和集合を、前記二つのリンク候補のそれぞれが収容可能であること。
【０１６４】
〔４−３〕第２実施形態によるネットワーク設計動作
次に、図１９〜図２７を参照しながら、第２実施形態のネットワーク設計装置１００Ａによるネットワーク設計動作について説明する。まず、図１９に示すフローチャート（ステップＳ１，Ｓ２Ａ）に従って、第２実施形態によるネットワーク設計手順を説明するフローチャートである。
【０１６５】
図１９に示すように、第２実施形態のネットワーク設計装置１００Ａの設計対象のマルチレイヤネットワークも、第１実施形態と同様、上位から順にレイヤ１，２，…，Ｎを有する（Ｎは３以上の整数）。ネットワーク設計装置１００Ａには、上述のようなレイヤ構成と、レイヤ１のリンクに係る情報（トラフィック要求，入力トラフィック）とが、入力情報として与えられる。そして、ネットワーク設計装置１００Ａは、上位レイヤから下位レイヤに向け、順に、以下のステップＳ１およびステップＳ２Ａの処理を繰り返し実行する。
【０１６６】
まず、第１設計部１１１において、上位レイヤであるレイヤｉ（第１レイヤ；ｉ＝１，２，…，Ｎ−１）のリンク（第１リンク）の収容設計が行なわれる（ステップＳ１；第１設計ステップ）。つまり、レイヤｉのリンクを収容する下位レイヤｉ＋１（第２レイヤ）のunprotectedリンク（第２リンク）が生成されるとともに、レイヤｉ＋１上の経路設計が行なわれる。このステップＳ１の処理は、第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【０１６７】
そして、第２設計部１１２Ａにおいて、ステップＳ１で得られたレイヤｉ＋１のunprotectedリンクの情報に基づき、上述したプロテクション適用処理としてのプロテクション生成処理が行なわれる（ステップＳ２Ａ；第２設計ステップ）。つまり、上述した処理Ｐ１０およびＰ２０（処理Ｐ２１，Ｐ２２）が実行され、レイヤｉ＋１のunprotectedリンク（第２リンク）から、protectedリンクが生成され、レイヤｉ＋１におけるunprotectedリンクまたはprotectedリンクの情報が出力される。さらに、第１実施形態と同様、ステップＳ２Ａで得られたレイヤｉ＋１のunprotectedリンクまたはprotectedリンクの情報は、ｉ＋１をｉに置き換え、第１設計部１１１に入力され、さらに下位のレイヤにおけるリンクの収容設計が行なわれる（ステップＳ１）。
【０１６８】
ついで、図２０に示すフローチャート（ステップＳ２１〜Ｓ２４）に従って、ステップＳ２Ａで実行されるプロテクション生成処理について説明する。
【０１６９】
第２設計部１１２Ａは、上記処理Ｐ１０で分類・抽出された各ノードペアについて（ステップＳ２１）、ステップＳ２２〜Ｓ２４を実行する。このとき、各ノードペアについて、入力情報として、使用可能なリンク種（例えばＯＤＵ0，ＯＤＵ1，…）と、ノードペア間の経路（ｊ＝１，２，…）と、経路ｊ上で入力時に使用していたリンク（現用経路／予備経路）の合計帯域Ａｊと、合計帯域Ａｊから増加してもよい帯域幅ε（例えば０）とが与えられる。
【０１７０】
そして、第２設計部１１２Ａは、上記処理Ｐ２１を実行することで、ペア上（各ノードペア間）の各経路について、リンク候補（再収容先リンク候補）を生成する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２のリンク候補生成処理については、図２１および図２２を参照しながら後述する。
【０１７１】
また、第２設計部１１２Ａは、ステップＳ２２で生成されたリンク候補から、プロテクションを適用するリンクペアの候補（ペア候補，リンク候補ペア）を生成する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３のリンクペア候補生成処理については、図２３および図２４を参照しながら後述する。
【０１７２】
そして、第２設計部１１２Ａは、上記処理Ｐ２２を実行することで、ステップＳ２３で生成されたペア候補に対し、線形整数計画法（ＩＬＰ）を適用して再収容設計を行なう（ステップＳ２４）。
【０１７３】
次に、図２１に示すフローチャート（ステップＳ２２１，Ｓ２２２）に従って、図２２を参照しながらリンク候補生成処理（図２０のステップＳ２３）について説明する。
【０１７４】
第２設計部１１２Ａは、入力情報として与えられた各リンク種および各経路を対象にして（ステップＳ２２１）、帯域Ａｊ＋εを満たすのに必要な候補リンク（収容先リンク候補）を生成する（ステップＳ２２２）。
【０１７５】
具体的なリンク候補生成例を図２２に示す。図２２に示す例では、（Ａ）に示すように、入力情報として、使用可能なリンク種ＯＤＵ0，ＯＤＵ1（ＯＤＵ0の帯域は１、ＯＤＵ1の帯域は２）と、経路１，２と、Ａ１＝１、Ａ２＝２、ε＝０とが与えられているものとする。また、経路１は、１本のＯＤＵ0のリンクｘを含み、経路２は、２本のＯＤＵ0のリンクｙ１，ｙ２を含んでいるものとする。さらに、経路１のリンクｙには現用経路３−１および３−２が収容され、経路２のリンクｘ１には、現用経路３−１に対応する予備経路４−１と、予備経路４−３，４−４とが収容され、経路２のリンクｘ２には予備経路４−５が収容されている。
【０１７６】
図２２の（Ａ）に示す例（リンク種，経路）に対しては、帯域Ａｊ＋εを満たすのに必要な候補リンクとして、図２２の（Ｂ）に示すような候補リンクｙ，ｘ１〜ｘ３が生成される。つまり、各リンク種について、合計帯域が帯域Ａｊ＋εを超えない最大数の候補リンクが生成される。具体的に、経路１については、１本のＯＤＵ0の候補リンクｙが生成され、経路２については、２本のＯＤＵ0の候補リンクｘ１，ｘ２と、１本のＯＤＵ1の候補リンクｘ３とが生成される。
【０１７７】
次に、図２３に示すフローチャート（ステップＳ２３１，Ｓ２３２）に従って、図２４を参照しながらリンクペア候補生成処理（図２０のステップＳ２３）について説明する。
【０１７８】
第２設計部１１２Ａは、各経路ペアを対象にして（ステップＳ２３１）、上述のごとく生成されたリンク候補から、プロテクションを適用する、同一種のリンクペアの候補を生成する（ステップＳ２３２）。つまり、経路１に含まれる候補リンクと、経路２に含まれる候補リンクとのペアのうち、同一種のペアが、プロテクションを適用するリンクペア候補として生成される。
【０１７９】
具体的なリンクペア候補生成例を図２４に示す。図２２の（Ｂ）に示すごとく候補リンクが生成されている場合、図２４に示すように、リンクペア候補として、経路１の候補リンクｙと、経路２の３本の候補リンクのうちの候補リンクｘ１とのペアが生成される。なお、各候補リンクは、自経路以外の各経路上の候補リンクのうちの、最大でも１つの候補リンクとペアを成せばよい。
【０１８０】
次に、図２５〜図２７を参照しながら、再収容設計（図２０のステップＳ２４）について説明する。
【０１８１】
第２設計部１１２Ａは、入力情報として、ステップＳ２２で生成された再収容先リンク候補の情報とステップＳ２３で生成されたリンクペア候補の情報とを受ける。そして、第２設計部１１２Ａは、第１レイヤ上の現用経路および予備経路（トラフィック）の全てを対象にして、上述のごとく再収容先リンク候補およびリンクペア候補の情報に基づき、これらのトラフィックを再収容先リンク候補に再収容する。図２２に示す例の場合、図２５に示すごとく、経路１上のトラフィックデマンドは、現用経路３−１，３−２を含み、経路２上のトラフィックデマンドは、現用経路３−１に対応する予備経路４−１と、予備経路４−３〜４−５とを含む。
【０１８２】
このとき、第２設計部１１２Ａは、各トラフィックデマンド（現用経路３−１，３−２および予備経路４−１，４−３〜４−５のそれぞれ）を同一経路１または２上の候補リンクのいずれかへ収容する。また、第２設計部１１２Ａは、各ペア候補が所定の条件Ｃ３１〜Ｃ３３を満たした場合、当該ペア候補にはプロテクションを適用する。さらに、再収容設計に際しては、目的関数として、プロテクション適用ペア数の最大化関数が設定されるとともに、制約条件として、［使用される候補リンクの合計帯域］≦［帯域Ａ＋ε（ただしＡ＝ΣｊＡｊ）］が設定される。そして、上記制約条件に従って、プロテクション適用ペア数を最大化する解（リンクペアの組合せ）が、線形整数計画法（ＩＬＰ）によって求められる。なお、プロテクション適用ペア数は、プロテクション適用リンクの合計帯域、つまりはプロテクション適用の量に相当する。
【０１８３】
図２６に示す例では、候補リンクｙ，ｘ１がリンクペア候補として選択され、候補リンクｙに現用経路３−１および３−２が再収容され、候補リンクｘ１に、現用経路３−１に対応する予備経路４−１が再収容される。また、候補リンクｘ２に、残りの予備経路４−３〜４−５が再収容される。このとき、Ａ１＝１，Ａ２＝２，ε＝０であり、帯域Ａ＋ε＝３＋０＝３となる。また、使用するリンクの合計帯域は３であるので、上述した制約条件は満たされている。
【０１８４】
ここで、図２６と同様の図２７の（Ａ）に示す例（ペア候補ｙ，ｘ１）については、上述した条件Ｃ３１〜Ｃ３３を満たしており、第２設計部１１２Ａは、ペア候補ｙ，ｘ１にプロテクションを適用可能であると判断する。つまり、候補リンクｙ，ｘ１のそれぞれが収容するトラフィックデマンドを共通にすることができる。換言すると、候補リンクｙ，ｘ１に収容されるデマンド（現用経路または予備経路）は、各候補リンクｙ，ｘ１に収容されたデマンドの和集合とすることができる。具体的には、図２７の（Ｃ）に示すごとく、リンクｙに収容されるデマンドを現用経路３−１，３−２とし、リンクｘ１に収容されるデマンドを、現用経路３−１，３−２に対応する予備経路４−１，４−２とすることができる。
【０１８５】
その結果、図２７の（Ｂ）に示すように、第２設計部１１２Ａは、ＩＬＰの出力として、図２７の（Ｂ）に示すような再収容結果を出力する。つまり、図２７の（Ｂ）に示すように、リンクｘ１は、現用のリンクｙに対応する予備リンクとなり、リンクｙとリンクｘ１との対がprotectedリンクになる。なお、図２７の（Ｃ）に示すように、現用経路３−２に対応する予備経路４−２がリンクｘ１に追加収容される。
【０１８６】
〔４−４〕第２実施形態の効果
これにより、図１５の（Ａ）や図２２の（Ａ）に示すごとく第１実施形態ではプロテクションを適用できない場合についても、第２実施形態では、第１実施形態よりも多くの帯域の下位レイヤのリンクに、プロテクションを適用することができる。このため、第２実施形態による手順を繰り返し実行することで、より多くのprotectedリンクをできる限り下位のレイヤに委譲することが可能になる。
【０１８７】
したがって、マルチレイヤネットワーク環境において、共有プロテクションをできる限り下位のレイヤで適用することが可能になる。つまり、粒度のより大きな単位で帯域共有が可能になり、トラフィック収容に必要なネットワーク資源を削減したネットワーク設計を実現することができる。また、下位レイヤで共有プロテクションが適用されることで、予備帯域の削減効果が向上するとともに、トラフィックによっては、部分的に耐障害性が向上する。
【０１８８】
このとき、単純にプロテクション適用量を最大化するだけでは、図１７の（Ｃ）に示すごとく入力データとして与えられた合計帯域が増大してしまう。しかしながら、第２実施形態では、上述した制約条件を設けることで、再収容後のリンク数（帯域）が入力時のリンク数（帯域）を超えないように、プロテクション適用量を最大にする再収容設計を実現することができる。
【０１８９】
〔５〕その他
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形、変更して実施することができる。
【０１９０】
上述した実施形態では、マルチレイヤネットワークのレイヤ数Ｎが３である場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものでなく、Ｎ＝４以上の場合にも同様に適用され、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。ただし、その場合、レイヤ数に応じた回数だけ、図６に示すステップＳ１およびＳ２、もしくは、図１９に示すステップＳ１およびＳ２Ａが繰り返し実行される。
【０１９１】
〔６〕付記
以上の各実施形態を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
マルチレイヤネットワークにおいて上位レイヤのトラフィックを収容する下位レイヤを設計するネットワーク設計装置であって、
第１レイヤにおけるプロテクション適用またはプロテクション非適用の第１リンクのトラフィックに基づき、当該第１レイヤよりも下位の第２レイヤにおけるプロテクション非適用の第２リンクを生成するとともに当該第２リンクによって構成されるネットワーク上の前記第１リンクの現用経路および予備経路を生成する収容設計を行なう第１設計部と、
前記第１設計部によって生成された、前記プロテクション非適用の第２リンクと前記第１リンクの現用経路および予備経路とに基づき、前記プロテクション非適用の第２リンクから、前記第２レイヤでのプロテクション適用リンクを選択もしくは生成するプロテクション適用処理を行なう第２設計部と、を有する、ネットワーク設計装置。
【０１９２】
（付記２）
前記第２設計部は、
前記第１設計部によって生成された前記第２リンクのうち、収容する全ての経路が前記第１リンクの予備経路である第２リンクを第３リンクとして抽出し、
抽出された前記第３リンクについて、前記第２リンクのうち、所定のプロテクション適用条件を満たす第２リンクを第４リンクとして探索し、
前記第３リンクおよび前記第４リンクを、それぞれ、前記第２レイヤでの前記プロテクション適用リンクの予備および現用として選択する、付記１に記載のネットワーク設計装置。
【０１９３】
（付記３）
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、前記第３リンクの始点ノードおよび終点ノードと同一であり、且つ、
前記第２リンクが、前記第３リンクが収容する前記第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含み、且つ、
前記第２リンクの種類が前記第３リンクの種類と同一であり、且つ、
前記第２リンクおよび前記第３リンクが、それぞれ、前記第２リンクに収容される前記第１リンクと前記第３リンクに収容される前記第１リンクとの和集合のリンク群を収容可能な帯域を有している、ことである、付記２に記載のネットワーク設計装置。
【０１９４】
（付記４）
前記第４リンクが複数存在する場合、前記第２設計部は、複数の前記第４リンクのうち、前記第３リンクに収容される前記第１リンクと各第４リンクに収容される前記第１リンクとの積集合の合計帯域またはリンク本数が最大となる第４リンクを選択する、付記３に記載のネットワーク設計装置。
【０１９５】
（付記５）
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、前記第３リンク(x)の始点ノードおよび終点ノードと同一であり、且つ、
前記第２リンクが、前記第３リンクが収容する前記第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含み、且つ、
複数の前記第２リンク（以下、第２リンク群という）の合計帯域が前記第３リンクの帯域と同一であり、且つ、
前記第２リンク群および前記第３リンクが、それぞれ、前記第２リンクに収容される前記第１リンクと前記第３リンクに収容される前記第１リンクとの和集合のリンク群を収容可能な帯域を有している、ことであり、
前記第２設計部は、
前記所定のプロテクション適用条件を満たす当該第２リンク群を複数の前記第４リンク（以下、第４リンク群という）として探索し、
当該第４リンク群を１本に統合した、前記第３リンクと同一帯域をもつ統合リンクを、前記第２レイヤでの前記プロテクション適用リンクの現用として選択する、付記２に記載のネットワーク設計装置。
【０１９６】
（付記６）
前記第４リンク群が複数組存在する場合、前記第２設計部は、前記複数組の第４リンク群うち、前記第３リンクに収容される前記第１リンクと各第４リンク群に収容される前記第１リンクとの積集合の合計帯域またはリンク本数が最大となる第４リンク群を選択する、付記５に記載のネットワーク設計装置。
【０１９７】
（付記７）
前記第２設計部は、同一の始点ノードおよび終点ノードを有する複数の前記第３リンク（以下、第３リンク群という）を抽出し、
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、前記第３リンク群の始点ノードおよび終点ノードと同一であり、且つ、
前記第２リンクが、前記第３リンク群が収容する前記第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含み、且つ、
複数の前記第２リンク（以下、第２リンク群という）の合計帯域が前記第３リンク群の合計帯域と同一であり、且つ、
前記第２リンク群および前記第３リンク群が、それぞれ、前記第２リンク群に収容される前記第１リンクと前記第３リンク群に収容される前記第１リンクとの和集合のリンク群を収容可能な帯域を有している、ことであり、
前記第２設計部は、
前記所定のプロテクション適用条件を満たす当該複数の前記第２リンクを複数の前記第４リンク（以下、第４リンク群という）として探索し、
前記第３リンク群および前記第４リンク群を、それぞれ、前記和集合のリンク群を収容可能な同一帯域をもつ第１統合リンクおよび第２統合リンクに統合し、
前記第１統合リンクおよび前記第２統合リンクを、それぞれ、前記第２レイヤでの前記プロテクション適用リンクの予備および現用として選択する、付記２に記載のネットワーク設計装置。
【０１９８】
（付記８）
前記第４リンク群が複数組存在する場合、前記第２設計部は、前記複数組の第４リンク群うち、前記第３リンク群に収容される前記第１リンクと各第４リンク群に収容される前記第１リンクとの積集合の合計帯域またはリンク本数が最大となる第４リンク群を選択する、付記７に記載のネットワーク設計装置。
【０１９９】
（付記９）
前記第２設計部は、
前記第１設計部によって生成された前記プロテクション非適用の第２リンクを、始終点ノードおよび経路について分類し、
分類された同一始終点および同一経路を有する複数の前記第２リンク（以下、第２リンク群という）に収容されている、前記第１レイヤ上の現用経路および予備経路の全てを対象にして、
前記第２レイヤでのプロテクション適用リンクの合計帯域が最大になるように、前記第２レイヤにおける複数の再収容先リンク（以下、再収容先リンク群という）に前記現用経路および前記予備経路を再収容し、
前記再収容先リンク群を、当該再収容先リンク群の合計帯域が前記第２リンク群の合計帯域を超えないように生成する、付記１に記載のネットワーク設計装置。
【０２００】
（付記１０）
前記第２設計部は、
前記第２リンク群について、前記再収容先リンク群の候補となる複数の再収容先リンク候補を生成し、
前記第２リンク群に収容されている前記第１レイヤの現用経路および予備経路について、前記複数の再収容先リンク候補への再収容を、所定のプロテクション適用条件を満たすリンク候補ペアの組合せ数が最大になるように実施し、
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記現用経路および前記予備経路のそれぞれが、前記複数の再収容先リンク候補のうちのいずれか一つに割り当てられ、且つ、
各再収容先リンク候補が、自身に割り当てられた前記経路の集合を収容可能であり、且つ、
前記複数の再収容先リンク候補のうち、同一種類の二つのリンク候補から成る前記リンク候補ペアについて、前記二つのリンク候補に割り当てられた前記経路の集合を、前記二つのリンク候補のそれぞれが収容可能である、ことである、付記９に記載のネットワーク設計装置。
【０２０１】
（付記１１）
前記第１設計部は、前記第２設計部によって得られた、前記プロテクション適用リンクを含む前記第２レイヤを前記第１レイヤとして前記収容設計を行なう、付記１〜付記１０のいずれか一項に記載のネットワーク設計装置。
【０２０２】
（付記１２）
前記第１設計部は、前記プロテクション適用リンクに共有プロテクションを適用する、付記１１に記載のネットワーク設計装置。
【０２０３】
（付記１３）
マルチレイヤネットワークにおいて上位レイヤのトラフィックを収容する下位レイヤを設計するネットワーク設計方法であって、
コンピュータが、
第１レイヤにおけるプロテクション適用またはプロテクション非適用の第１リンクのトラフィックに基づき、当該第１レイヤよりも下位の第２レイヤにおけるプロテクション非適用の第２リンクを生成するとともに当該第２リンクによって構成されるネットワーク上の前記第１リンクの現用経路および予備経路を生成する収容設計を行なう第１設計ステップを実行し、
前記第１設計ステップで生成された、前記プロテクション非適用の第２リンクと前記第１リンクの現用経路および予備経路とに基づき、前記プロテクション非適用の第２リンクから、前記第２レイヤでのプロテクション適用リンクを選択もしくは生成するプロテクション適用処理を行なう第２設計ステップを実行する、ネットワーク設計方法。
【０２０４】
（付記１４）
前記第２設計ステップにおいて、
前記コンピュータは、
前記第１設計ステップで生成された前記第２リンクのうち、収容する全ての経路が前記第１リンクの予備経路である第２リンクを第３リンクとして抽出し、
抽出された前記第３リンクについて、前記第２リンクのうち、所定のプロテクション適用条件を満たす第２リンクを第４リンクとして探索し、
前記第３リンクおよび前記第４リンクを、それぞれ、前記第２レイヤでの前記プロテクション適用リンクの予備および現用として選択する、付記１３に記載のネットワーク設計方法。
【０２０５】
（付記１５）
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、前記第３リンクの始点ノードおよび終点ノードと同一であり、且つ、
前記第２リンクが、前記第３リンクが収容する前記第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含み、且つ、
前記第２リンクの種類が前記第３リンクの種類と同一であり、且つ、
前記第２リンクおよび前記第３リンクが、それぞれ、前記第２リンクに収容される前記第１リンクと前記第３リンクに収容される前記第１リンクとの和集合のリンク群を収容可能な帯域を有している、ことである、
付記１４に記載のネットワーク設計方法。
【０２０６】
（付記１６）
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、前記第３リンクの始点ノードおよび終点ノードと同一であり、且つ、
前記第２リンクが、前記第３リンクが収容する前記第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含み、且つ、
複数の前記第２リンク（以下、第２リンク群という）の合計帯域が前記第３リンクの帯域と同一であり、且つ、
前記第２リンク群および前記第３リンクが、それぞれ、前記第２リンクに収容される前記第１リンクと前記第３リンクに収容される前記第１リンクとの和集合のリンク群を収容可能な帯域を有している、ことであり、
前記第２設計ステップにおいて、
前記コンピュータは、
前記所定のプロテクション適用条件を満たす当該第２リンク群を複数の前記第４リンク（以下、第４リンク群という）として探索し、
当該第４リンク群を１本に統合した、前記第３リンクと同一帯域をもつ統合リンクを、前記第２レイヤでの前記プロテクション適用リンクの現用として選択する、付記１４に記載のネットワーク設計方法。
【０２０７】
（付記１７）
前記第２設計ステップにおいて、前記コンピュータは、同一の始点ノードおよび終点ノードを有する複数の前記第３リンク（以下、第３リンク群という）を抽出し、
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記第２リンクの始点ノードおよび終点ノードが、前記第３リンク群の始点ノードおよび終点ノードと同一であり、且つ、
前記第２リンクが、前記第３リンク群が収容する前記第１リンクの予備経路に対応する現用経路のうちの一部または全てを含み、且つ、
複数の前記第２リンク（以下、第２リンク群という）の合計帯域が前記第３リンク群の合計帯域と同一であり、且つ、
前記第２リンク群および前記第３リンク群が、それぞれ、前記第２リンク群に収容される前記第１リンクと前記第３リンク群に収容される前記第１リンクとの和集合のリンク群を収容可能な帯域を有している、ことであり、
前記第２設計ステップにおいて、
前記コンピュータは、
前記所定のプロテクション適用条件を満たす当該複数の前記第２リンクを複数の前記第４リンク（以下、第４リンク群という）として探索し、
前記第３リンク群および前記第４リンク群を、それぞれ、前記和集合のリンク群を収容可能な同一帯域をもつ第１統合リンクおよび第２統合リンクに統合し、
前記第１統合リンクおよび前記第２統合リンクを、それぞれ、前記第２レイヤでの前記プロテクション適用リンクの予備および現用として選択する、付記１４に記載のネットワーク設計方法。
【０２０８】
（付記１８）
前記第２設計ステップにおいて、
前記コンピュータは、
前記第１設計ステップで生成された前記プロテクション非適用の第２リンクを、始終点ノードおよび経路について分類し、
分類された同一始終点および同一経路を有する複数の前記第２リンク（以下、第２リンク群という）に収容されている、前記第１レイヤ上の現用経路および予備経路（トラフィック）の全てを対象にして、
前記第２レイヤでのプロテクション適用リンクの合計帯域が最大になるように、前記第２レイヤにおける複数の再収容先リンク（以下、再収容先リンク群という）に前記現用経路および前記予備経路を再収容し、
前記再収容先リンク群を、当該再収容先リンク群の合計帯域が前記第２リンク群の合計帯域を超えないように生成する、
付記１３に記載のネットワーク設計方法。
【０２０９】
（付記１９）
前記第２設計ステップにおいて、
前記コンピュータは、
前記第２リンク群について、前記再収容先リンク群の候補となる複数の再収容先リンク候補を生成し、
前記第２リンク群に収容されている前記第１レイヤの現用経路および予備経路について、前記複数の再収容先リンク候補への再収容を、所定のプロテクション適用条件を満たすリンク候補ペアの組合せ数が最大になるように実施し、
前記所定のプロテクション適用条件は、
前記現用経路および前記予備経路のそれぞれが、前記複数の再収容先リンク候補のうちのいずれか一つに割り当てられ、且つ、
各再収容先リンク候補が、自身に割り当てられた前記経路の集合を収容可能であり、且つ、
前記複数の再収容先リンク候補のうち、同一種類の二つのリンク候補から成る前記リンク候補ペアについて、前記二つのリンク候補に割り当てられた前記経路の集合を、前記二つのリンク候補のそれぞれが収容可能である、ことである、付記１８に記載のネットワーク設計方法。
【０２１０】
（付記２０）
マルチレイヤネットワークにおいて上位レイヤのトラフィックを収容する下位レイヤを設計するコンピュータに、
第１レイヤにおけるプロテクション適用またはプロテクション非適用の第１リンクのトラフィックに基づき、当該第１レイヤよりも下位の第２レイヤにおけるプロテクション非適用の第２リンクを生成するとともに当該第２リンクによって構成されるネットワーク上の前記第１リンクの現用経路および予備経路を生成する収容設計を行ない、
前記収容設計で生成された、前記プロテクション非適用の第２リンクと前記第１リンクの現用経路および予備経路とに基づき、前記プロテクション非適用の第２リンクから、前記第２レイヤでのプロテクション適用リンクを選択もしくは生成するプロテクション適用処理を行なう、
処理を実行させる、ネットワーク設計プログラム。
【符号の説明】
【０２１１】
Ａ，Ｂ，Ｃ    ノード
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ    Ｌ２スイッチ
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ    Ｌ１スイッチ
３−１〜３−５    現用経路（第１リンク）
４−１〜４−５，４−１′，４−５′    予備経路（第１リンク）
５−１〜５−５，７，８    ＬＯ−ＯＤＵリンク
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，９Ａ，９Ｂ，１１Ｂ，１１Ｃ    プロテクション切替ポイント（プロテクションエンドポイント）
１０−１〜１０−４    ＨＯ−ＯＤＵリンク
１００，１００Ａ    ネットワーク設計装置
１１０    ＣＰＵ（プロセッサ，コンピュータ）
１１１    第１設計部
１１２，１１２Ａ    第２設計部
１２０    記憶部
１２１    ＲＯＭ
１２２    ＲＡＭ
１２３    ＨＤＤ
１３０    通信処理部
１４０    可搬型記憶媒体用ドライブ
１４１    可搬型記憶媒体
１５０    入力処理部
１５１    入力デバイス
１６０    画像処理部
１６１    ディスプレイ
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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