(57)【要約】  光ネットワーク（１１８）内に光コネクションをプロビジョニングするための方法であって、  −  複数のコネクション要求を提供するステップと、  −  現用経路（６）を選択し、すべての優先要求を満たすための現用光コネクションをプロビジョニングするステップと、  −  現用経路から独立した保護経路（７）を選択し、すべての優先要求を満たすための保護光コネクションをプロビジョニングするステップと、  −  プロビジョニングされた光コネクションの第１の利用可能な残り容量（１４）からなる、第１の仮想透過的トポロジを計算するステップと、  −  仮想透過的トポロジ内で現用経路を選択し、すべての非優先要求を満たす透過的トンネル（１４）をプロビジョニングするステップと、  −  現用経路を選択し、残りの非優先要求があれば、それを満たすための追加の現用光コネクションをプロビジョニングするステップと、  −  利用可能な第２の残り容量からなる第２の仮想トポロジを計算するステップと、  −  第２の透過的仮想トポロジ内で保護経路を選択し、第２の残り容量を使用して非優先要求を保護するための透過的トンネル（１０４）をプロビジョニングするステップとを含む方法である。
2017511656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の物理トポロジを有する光ネットワーク（１１８）内に光コネクションをプロビジョニングするための方法であって、
−  複数のコネクション要求を提供するステップであって、各コネクション要求がソースノード（Ａ）、宛先ノード（Ｂ）、容量（３）、およびサービス品質を含み、そのサービス品質が優先クラス（１１）と非優先クラス（１２）を含むグループ内で選択されたものである、複数のコネクション要求を提供するステップと、
−  現用経路（６、１６）を選択し、その現用経路に沿ってすべての優先要求を満たすための現用光コネクション（１１５）をプロビジョニングするステップと、
−  保護経路（７、１７）を選択し、その保護経路に沿ってすべての優先要求を満たすための保護光コネクション（１２５）をプロビジョニングするステップであって、あるコネクション要求に対する保護経路が前記コネクション要求に対する現用経路とは独立している、ステップとを含み、
その方法が、
−  プロビジョニングされた光コネクションの第１の利用可能な残り容量（４）からなる、第１の仮想透過的トポロジを計算するステップと、
−  第１の仮想透過的トポロジ内で現用経路を選択し、その現用経路に沿ってすべての非優先クラス要求を満たす透過的トンネル（２、１４）をプロビジョニングするステップであって、第１の仮想透過的トポロジがそれらの非優先クラス要求を満たす十分な残り容量を含んでいる、透過的トンネルをプロビジョニングするステップと、
−  現用経路を選択し、残りの非優先クラス要求があれば、それを満たすための追加の現用光コネクションをプロビジョニングするステップと、
−  プロビジョニングされたすべての光コネクションの利用可能な第２の残り容量からなる第２の仮想トポロジを計算するステップと、
−  第２の残り容量を使用して非優先クラス要求を保護するために、第２の透過的仮想トポロジ内で保護経路を選択し、その保護経路に沿って透過的トンネル（１、１０４）をプロビジョニングするステップと、
−  プロビジョニングされたコネクションを光ネットワーク内に実装するためのコネクションマップを提供するステップとをさらに含むことを特徴とする、
方法。
【請求項２】
コネクション要求のソースノードが、複数の変調形式に従って変調された光信号を生成することのできる光トランスポンダを含み、ソースノードからの光コネクションをプロビジョニングするステップが、光トランスポンダの変調形式を変調形式の透過範囲に応じて選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
優先コネクション要求のための保護光コネクションの変調形式を、優先クラス要求のための現用光コネクションの変調形式より長い透過範囲を有するように設定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
優先コネクション要求のために、現用および保護用の光コネクションをプロビジョニングしながら、
所定の物理トポロジから最短の利用可能経路を選択するステップと、
ソースノードの光トランスポンダの複数の変調形式から最大容量の変調形式を選択するステップと、
その変調形式では優先クラス要求の宛先ノードに至るまでの透過性が得られない場合に、より長い透過範囲とより少ない容量を提供する変調形式を選択するステップと、
選択した変調形式の容量が優先クラス要求の容量より小さい場合に、光経路上に再生器をプロビジョニングするステップと
を含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
非優先コネクション要求のために、現用光コネクションをプロビジョニングしながら、
所定の物理トポロジから最短の利用可能経路を選択するステップと、
ソースノードの光トランスポンダの複数の変調形式から最大容量の変調形式を選択するステップと、
その変調形式では非優先クラス要求の宛先ノードに至るまでの透過性が得られない場合に、より長い透過範囲とより少ない容量を提供する変調形式を選択するステップと、
選択した変調形式の容量が非優先クラス要求の容量より小さい場合に、光経路上に再生器をプロビジョニングするステップと
を含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項６】
非優先クラス要求の容量を、複数の異なる光コネクション内のいくつかのトンネルの間に分割するステップをさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ネットワークがＷＤＭネットワークであり、光コネクションが光波長チャネルによって物理的に担われる、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
−  保護経路を提供すべき非優先クラス要求の容量比率を定めるステップと、
−  非優先クラス要求を保護するためにプロビジョニングされた第２の透過的仮想トポロジの透過的トンネルの容量を決定するステップと、
−  決定された容量が所定の容量比率より小さい場合、非優先クラス要求を所定の容量比率まで保護するために、保護経路を選択し、追加の保護光コネクションをプロビジョニングするステップとをさらに含む、
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ある優先クラス要求のためにプロビジョニングされた保護光コネクションが別の優先クラス要求と共有される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
所定の物理トポロジを有する光ネットワーク（１８）内に光コネクションをプロビジョニングする装置であって、
複数のコネクション要求を定めるトラフィック行列を含むデータレポジトリであって、各コネクション要求がソース（Ａ）、宛先（Ｂ）、容量（３）、およびサービス品質を含み、そのサービス品質が優先クラス（１１）と非優先クラス（１２）を含むグループ内で選択されたものであるデータレポジトリを備え、
−  現用経路（６、１６）を選択し、その現用経路に沿ってすべての優先クラス要求を満たすための現用光コネクションをプロビジョニングするステップと、
−  保護経路（７、１７）を選択し、その保護経路に沿ってすべての優先要求を満たすための保護光コネクションをプロビジョニングするステップであって、あるコネクション要求に対する保護経路が前記コネクション要求に対する現用経路とは独立している、ステップと
を遂行するように構成されたデータ処理手段をさらに備え、
−  プロビジョニングされた光コネクションの第１の利用可能な残り容量（４）からなる、第１の仮想透過的トポロジを計算するステップと、
−  第１の仮想透過的トポロジ内で現用経路を選択し、その現用経路に沿ってすべての非優先クラス要求を満たすための透過的トンネル（２、１４）をプロビジョニングするステップであって、第１の仮想透過的トポロジがそれらの非優先クラス要求を満たす十分な残り容量を含んでいる、透過的トンネルをプロビジョニングするステップと、
−  現用経路を選択し、残りの非優先クラス要求があれば、それを満たすための追加の現用光コネクションをプロビジョニングするステップと、
−  プロビジョニングされたすべての光コネクションの利用可能な第２の残り容量からなる第２の仮想トポロジを計算するステップと、
−  第２の残り容量を使用して非優先クラス要求を保護するために、第２の透過的仮想トポロジ内で保護経路を選択し、透過的トンネル（１、１０４）をプロビジョニングするステップと、
−  プロビジョニングされたコネクションを光ネットワーク内に実装するためのコネクションマップを提供するステップと
を遂行するようにさらに構成されていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信システムの技術分野に関し、具体的には、ネットワークのサイジングおよびプロビジョニングの方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
透過的メッシュネットワークとは、中間ノードの光バイパスを可能な限り使用し、再生器を可能な限り使用しないネットワークである。再生器とは、光信号が長距離を進んだ後、信号が衰弱して歪んだときに、光信号が引き続き正常に伝達されるよう支援するための光／電気／光方式の中継器である。実際に、光信号は光学媒体内を伝播する間に物理的な影響によって劣化する。
【０００３】
経路保護とは、終端の顧客に提供されるサービスに影響する可能性のある、サービスプロバイダのネットワーク上の不慮の故障に対する保護のための、終端から終端までにわたる保護策である。回路の経路に沿った任意の地点で何らかの故障が発生すれば、両終端ノードがトラフィックを、以前の経路とは独立（ｄｉｓｊｏｉｎｔ）した新しい経路にリルートする。新しい経路は保護経路と呼ばれ、ネットワークの設計段階において様々な方法で設計することができる。保護経路は専用経路とすること、つまり、第２の独立した経路が確立され、第２の光コネクションが保護経路に沿って設計されて、故障の際にのみ、特定のトラフィック専用とすることができる。また、保護コネクションを、複数の異なるリスクグループからの２つのトラフィックによって共有することもできる。上記の２つの方式はそれぞれ、専用バックアップ経路保護（１＋１）および共有バックアップ経路保護（１：１）と呼ばれる。
【０００４】
顧客のコネクション要求に応答して、ソースノードから宛先ノードに向けたトラフィック容量が作成される。このトラフィックのサービス品質は、ファーストクラスサービスまたはセカンドクラスサービスのどちらかであることができる。ファーストクラスサービスは、現用経路が故障した場合に回復するために、保護経路によって強制的に保護されるトラフィックのサービス品質である。このトラフィックはファーストクラストラフィック、優先トラフィック、または、ゴールドトラフィックとも呼ばれてもよい。下記では、これを優先トラフィックと呼ぶ。セカンドクラストラフィックは、故障の場合に何らかの保護された経路による保護が必須ではないトラフィックである。このトラフィックはセカンドクラストラフィック、非優先トラフィック、またはベストエフォートトラフィックとも呼ばれてもよい。下記では、これを非優先トラフィックと呼ぶ。
【０００５】
再生器はエネルギー消費が多くて高費用なので、光ネットワークでは再生器の数を可能な限り制限することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、本発明は所定の物理トポロジを有する光ネットワーク（１１８）内に光コネクションをプロビジョニングするための方法を提供する。
【０００７】
実施形態によれば、そのような方法は下記のステップのうち１つまたは複数を含むことができる。
【０００８】
複数のコネクション要求を提供するステップであって、各コネクション要求がソースノード（Ａ）、宛先ノード（Ｂ）、容量（３）、およびサービス品質を含み、そのサービス品質が優先クラス（１１）と非優先クラス（１２）を含むグループ内で選択されたものである、複数のコネクション要求を提供するステップと、
現用経路（６、１６）を選択し、その現用経路に沿ってすべての優先要求を満たすための現用光コネクション（１１５）をプロビジョニングするステップと、
保護経路（７、１７）を選択し、その保護経路に沿ってすべての優先要求を満たすための保護光コネクション（１２５）をプロビジョニングするステップであって、あるコネクション要求に対する保護経路が前記コネクション要求に対する現用経路とは独立している、ステップと、
プロビジョニングされた光コネクションの第１の利用可能な残り容量（４）からなる、第１の仮想透過的トポロジを計算するステップと、
仮想透過的トポロジ内で現用経路を選択し、その現用経路に沿ってすべての非優先要求を満たす透過的トンネル（２、１４）をプロビジョニングするステップであって、仮想透過的トポロジがそれらの非優先要求を満たす十分な残り容量を含んでいる、透過的トンネルをプロビジョニングするステップと、
現用経路を選択し、残りの非優先要求があれば、それを満たすための追加の現用光コネクションをプロビジョニングするステップと、
プロビジョニングされたすべての光コネクションの利用可能な第２の残り容量からなる第２の仮想トポロジを計算するステップと、
第２の透過的仮想トポロジ内で保護経路を選択し、その保護経路に沿って、第２の残り容量を使用して非優先要求を保護するための透過的トンネル（１、１０４）をプロビジョニングするステップと、
プロビジョニングされたコネクションを光ネットワーク内に実装するためのコネクションマップを提供するステップ。
【０００９】
実施形態によれば、そのような方法は下記の特徴のうち１つまたは複数を含むことができる。
【００１０】
コネクション要求のソースノードが、複数の変調形式に従って変調された光信号を生成することのできる光トランスポンダを含むことと、
ソースノードからの光コネクションをプロビジョニングするステップが、光トランスポンダの変調形式を変調形式の透過範囲に応じて選択するステップを含むこと。
【００１１】
保護経路で使用される変調形式は、現用経路で使用される変調形式を含め、任意の変調形式であることができる。
【００１２】
実施形態で、この方法は、優先コネクション要求のための保護光コネクションの変調形式を、優先要求のための現用光コネクションの変調形式より長い透過範囲を有するように設定するステップを含む。通常、保護経路は現用経路よりも長いが、場合によっては、現用コネクションに使用される変調形式の範囲が、保護コネクションに関連する長さも十分カバーするほど長いこともある。
【００１３】
実施形態で、この方法は優先コネクション要求のために、現用および保護用の光コネクションをプロビジョニングしながら、所定の物理トポロジから最短の利用可能経路を選択し、ソースノードの光トランスポンダの複数の変調形式から最大容量の変調形式を選択し、その変調形式では優先要求の宛先ノードに至るまでの透過性が得られない場合には、より長い透過範囲とより少ない容量を提供する変調形式を選択し、選択した変調形式の容量が優先要求の容量より小さい場合は光経路上に再生器をプロビジョニングするステップを含む。
【００１４】
実施形態で、この方法は非優先コネクション要求のために、現用光コネクションをプロビジョニングしながら、所定の物理トポロジから最短の利用可能経路を選択し、ソースノードの光トランスポンダの複数の変調形式から最大容量の変調形式を選択し、その変調形式では非優先要求の宛先ノードに至るまでの透過性が得られない場合は、より長い透過範囲とより少ない容量を提供する変調形式を選択し、選択した変調形式の容量が非優先要求の容量より小さい場合は光経路上に再生器をプロビジョニングするステップを含む。
【００１５】
実施形態で、この方法は、非優先要求の容量を、複数の異なる光コネクション内のいくつかのトンネルの間に分割するステップをさらに含む。
【００１６】
実施形態で、ネットワークはＷＤＭネットワークであり、光コネクションは光波長チャネルによって物理的に担われる。
【００１７】
実施形態で、この方法は、
保護経路を提供すべき非優先要求の容量比率を定めるステップと、
非優先要求を保護するためにプロビジョニングされた第２の透過的仮想トポロジの透過的トンネルの容量を決定するステップと、
決定された容量が所定の容量比率より小さい場合、非優先要求を所定の容量比率まで保護するために、保護経路を選択し、追加の保護光コネクションをプロビジョニングするステップとをさらに含む。
【００１８】
実施形態で、ある優先要求のためにプロビジョニングされた保護光コネクションが別の優先要求と共有される。
【００１９】
一実施形態では、本発明は所定の物理トポロジを有する光ネットワーク（１８）内に光コネクションをプロビジョニングする装置を提供し、この装置は、
複数のコネクション要求を定めるトラフィック行列を含むデータレポジトリを含み、各コネクション要求がソース（Ａ）、宛先（Ｂ）、容量（３）、およびサービス品質を含み、そのサービス品質が、優先クラス（１１）と非優先クラス（１２）を含むグループ内で選択されたものであり、
この装置は、下記のステップを遂行するために構成されたデータ処理手段をさらに含む：
現用経路（６、１６）を選択し、その現用経路に沿ってすべての優先要求を満たすための現用光コネクションをプロビジョニングするステップと、
保護経路（７、１７）を選択し、その保護経路に沿ってすべての優先要求を満たすための保護光コネクションをプロビジョニングするステップであって、あるコネクション要求に対する保護経路が前記コネクション要求に対する現用経路とは独立している、ステップと、
プロビジョニングされた光コネクションの第１の利用可能な残り容量（４）からなる、第１の仮想透過的トポロジを計算するステップと、
仮想透過的トポロジ内で現用経路を選択し、その現用経路に沿ってすべての非優先要求を満たす透過的トンネル（２、１４）をプロビジョニングし、仮想透過的トポロジがそれらの非優先要求を満たす十分な残り容量を含んでいる、透過的トンネルをプロビジョニングするステップと、
現用経路を選択し、残りの非優先要求があれば、それを満たすための追加の現用光コネクションをプロビジョニングするステップと、
プロビジョニングされたすべての光コネクションの利用可能な第２の残り容量からなる第２の仮想トポロジを計算するステップと、
第２の透過的仮想トポロジ内で保護経路を選択し、第２の残り容量を使用して非優先要求を保護するための透過的トンネル（１、１０４）をプロビジョニングするステップと、
プロビジョニングされたコネクションを光ネットワーク内に実装するためのコネクションマップを提供するステップ。
【００２０】
本発明の態様は、同一の光コネクション上、すなわち同一の波長チャネル上を共に伝播する優先および非優先の混合トラフィックを伝送することのできる光ネットワークを設計するという考えに基づく。
【００２１】
本発明の態様は、光コネクションは所与の変調形式を使用して一定のデータ転送速度を透過的に伝送することができるという所見に由来し、したがって、複雑な変調形式ではより多くの容量を伝送することができるが、カバーできる距離は短くなる。
【００２２】
本発明の態様は、より長い範囲をカバーするために、光トランスポンダをより簡単な形式に切り換えることができる（よって、より低いビット伝送速度を伝送する）という考えに基づく。
【００２３】
本発明の態様は、ある光コネクションによって伝送可能な容量を現用経路および回復経路の距離の長さに応じて計算するという考えに基づく。
【００２４】
本発明の態様は、回復用の光コネクションのための保護経路は現用経路よりも長くてもよいという所見に由来する。
【００２５】
本発明の態様は、故障に応答して、非優先トラフィックの一部をドロップしながら優先トラフィック全体を回復するために、自動的に保護コネクションに切り替わるように構成された光伝送ネットワーク（ＯＴＮ）を提供するという考えに基づく。本発明の態様は、保護経路によって宛先まで透過的に伝送することのできる優先トラフィックの量を計算する一方で、現用コネクションが優先および非優先トラフィックを伝送しながら透過的に宛先ノードに到達できるように優先トラフィックに追加することの可能な余分の容量を考慮することによって非優先容量の量が得られるという考えに基づく。
【００２６】
本発明のこれらおよびその他の態様が、下記に説明する実施形態から明らかになり、また、例として図面を参照しながらそれらを参照することによって解明される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】光ファイバ内の波長チャネルの容量の概念的表現を示す図である。
【図２】コネクション要求に透過的な現用光コネクションおよび透過的な保護光コネクションが提供される、３ノードのＷＤＭ光ネットワークの概略表現を示す図である。
【図３】図２の光ネットワークの透過的な現用コネクションおよび透過的な保護コネクションの容量の概略表現を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
光ネットワークでは、ネットワークノード間の光リンクを使用してデータを送信することができる。ほとんどの場合、光リンクは光ファイバである。これらのファイバ内では複数の異なる波長の光信号が使用され、これは波長分割多重化（ＷＤＭ）として知られている。各波長において、光信号がデータ信号を伝送する。ネットワークノードは、大量の高速データ信号を多数の入力および出力ポートの間で切り換えることができる。
【００２９】
光ネットワークは複数のノードを含み、複数のノードのそれぞれのノードが、光／電気／光方式の再生を使用して、または使用せずにデータを送信することができる。特定のノードによって回復または送信できるデータの量は、そのノードの設計に対する制約である。つまり、トランシーバＴｘおよびレシーバＲｘの数はデータの量に対応して計算される。
【００３０】
光ネットワークの設計には、トラフィック要求を経路設定するときに光経路上でノードと再生器の間の必要なところに光コネクションをプロビジョニングするために、トラフィック要求行列を考慮する必要がある。トラフィック要求行列は、顧客のすべてのコネクション要求を含む。各コネクション要求は、ソース、宛先、容量、および、優先度クラスによって定められ、このクラスはサービス品質（ＱｏＳ）とも呼ばれる。コネクション要求の特性によって対応する光コネクションが確立され、そのコネクションがＭＰＬＳまたはＧＭＰＬＳ制御プレーン内でラベルスイッチパス（ＬＳＰ）としてシグナリングされてもよい。単一のコネクション要求は、ソースノードから宛先ノードへ、いくつかの異なるノードを介して、いくつかの異なる経路で設定されることができる。よって、光ネットワーク上でコネクション要求を経路設定するための解は、概してただ１つではない。さらに、いくつかのコネクション要求に対して、それらのコネクション要求の優先度クラスに応じて第２の経路が定められてもよい。このように、多くの代替案が共存するので、ネットワークの設計段階は複雑である。低価格および最大効率という制約を満たす計画ルーチンについて下記に説明する。まず、計画ルーチンを定めるために必要ないくつかの概念について、図を参照しながら下記に説明する。
【００３１】
図１を参照すると、光ネットワーク内で、複数のコネクション要求からのデータが光コネクション１０５を使用して同時に送信される。各コネクション要求には異なるラベルスイッチパスが関連付けられている。光コネクション１０５はデータ転送速度とも呼ばれる容量５を有し、これは例えば４０Ｇｂｉｔである。光コネクション１０５は、ＷＤＭ光ネットワークの光ファイバの波長チャネルによって物理的にサポートされる。光コネクション１０５内に、トンネル１０１、１０２、および１０３が表されている。トンネルは光コネクション１０５の容量５の一部を使用する。より正確には、トンネル容量は、そのトンネルが関連付けられている特定のコネクション要求の容量に対応する。例えば、図１の下部に示されるように、１５Ｇｂｉｔの容量３のコネクション要求１０３に光コネクション１０５内でトンネル１０３が提供される場合は、光コネクション１０５内にまだ２５Ｇｂｉｔの利用可能な容量４が残される。図１の上部に示されるように、別のコネクション要求を満たすために、光コネクション１０５内の利用可能な容量４の中に、１５Ｇｂｉｔの容量２の別のトンネル１０２が提供されてもよい。さらに１０Ｇｂｉｔの利用可能な容量が残っており、それを使用して、光コネクション１０５の中に１０Ｇｂｉｔの容量１の最後のトンネル１０１を提供することができる。
【００３２】
図１は、あるコネクション要求が光ネットワーク内で１つの光コネクションを別のコネクション要求と共有できるという事実を示している。下記に説明する計画ルーチンはこの可能性を活用する。
【００３３】
図２を参照すると、３つのノードＡ、Ｂ、およびＣを有するＷＤＭ光ネットワーク１８が表されている。例として、あるコネクション要求を満たす現用光コネクションおよび保護光コネクションのプロビジョニングが示される。ノードＡはコネクション要求のソースポイントで、ノードＢはこのコネクション要求の宛先ポイントである。このコネクション要求を満たすために、２つの異なる経路に沿った２つの光コネクションが提供される。第１の経路はノードＡからノードＢへの直接経路で、第２の経路はノードＡからノードＣを介したノードＢへの経路である。第１の経路でのファイバ断線またはその他の損傷の場合にトラフィックの損失を防ぐために、第２の経路に沿って保護コネクションがプロビジョニングされる。第１の経路はそのコネクション要求のための現用コネクション１６を担い、第２の経路は保護コネクション１７を担う。
【００３４】
ノードＣはＩＰルータ８、電気スイッチ９、ＷＤＭトランシーバＴｘおよびレシーバＲｘ１０、光アドおよびドロップポート２１、ならびに透過的光スイッチ２０を含む。ノードＡおよびＢはノードＣに類似し、例えば、ＴｘおよびＲｘ１０の数が異なる。ノードＣは、透過的光スイッチ２０に到着する光信号をドロップポート２１からＲｘ１０に渡すことによって、光信号を再生成することができる。ここで光信号は電気信号に変換され、電気スイッチ９で切り換えられてＴｘ１０に送られ、その中で再生光信号に変換されて、アドポート２１からスイッチ２０に送られる。しかし、光コネクション１７の光信号は、図示されるように、光スイッチ２０を透過的に通過するとき、ノードＣ内で再生成されない。したがって、光コネクション１７は透過的な光コネクションと呼ばれる。図２の保護コネクション１７は、ノードＡとノードＢの間で再生成なしでカバー可能な距離によって決まる容量でデータを透過的に送信する。図２の光ネットワークは、下記に詳しく説明する計画ルーチンの１つの制約を示し、このルーチンは、費用およびエネルギーをできる限り効率的に利用するために再生器の使用を避けるためものである。
【００３５】
よって、計画ルーチンは、コネクション要求の現用経路上および保護経路上でどのようにして透過性を得るかを計算するための役割を果たす。これは、透過範囲、変調形式および容量の間の関係を活用することによって行われ、それについて図３を参照しながら下記に説明する。
【００３６】
図３を参照すると、図２のネットワーク１８と同じトポロジを有する光ネットワーク１１８が表されている。図３では、ソースノードＡから宛先ノードＢへの、異なる優先度クラスの２つのコネクション要求を経路設定するためにプロビジョニングされている透過的な光コネクションを強調するために、ノードＣは省略されている。
【００３７】
第１のコネクション要求は優先クラスのコネクション要求であり、優先要求と呼ばれる。第２のコネクション要求は非優先クラスのコネクション要求であり、非優先要求と呼ばれる。２つの透過的コネクションが、ノードＡからノードＢに到達するようにプロビジョニングされている。第１のコネクション１１５は直接経路６に従い、第２のコネクション１２５は第３のノードＣを介した間接経路７に従うが、前述したとおり、ノードＣは図示されていない。ノードＣを介した第２の経路７は第１の直接経路６より長い。
【００３８】
ネットワーク１１８内の光コネクションのプロビジョニングは、下記の一般原理を遵守して行われた：
【００３９】
−  光コネクションは、光ネットワーク内に複数のコネクション要求に関連する複数のトンネルを提供する役割を果たしてもよい。
【００４０】
−  優先要求は、現用経路上でファイバが断線した場合、保護コネクションを通してリ経路設定されなければならない。
【００４１】
−  すべての現用コネクションおよび保護コネクションは、好ましくは透過的である。透過的な現用または保護コネクションが実現不可能な場合は、現用または保護経路に沿って一定数の再生器を設置しなければならない。
【００４２】
ネットワーク１１８のプロビジョニングは、下記の一連のステップによって、これらの原理を遵守しながら行われた。
【００４３】
−  優先要求のための現用経路６を定める、ノードＢに達する最短経路、つまり第１の経路に沿って第１の光コネクション１１５がプロビジョニングされる。第１の光コネクション１１５は現用コネクションと呼ばれる。現用コネクション１１５は容量１５を有し、第１の光コネクションの容量１５より小さい容量１３の優先要求を満たすために、この容量が提供される。よって、この優先要求には、現用コネクション１１５内の容量１３の透過的トンネル１１が割り当てられる。
【００４４】
−  優先要求のための保護経路７に沿って第２の透過的な光コネクション１２５がプロビジョニングされる。第２の光コネクション１２５は保護コネクションと呼ばれる。優先要求の容量１３全体が、保護コネクション１２５内に同じ容量１３の保護トンネル１１１をプロビジョニングすることによって保護されなければならない。光コネクション１２５の容量は優先要求が透過的にノードＢに到達できるように計算され、また、保護経路７は現用経路６より長いので、容量を減らしながら堅牢性を向上させ、それにより透過性の範囲を広げる変調形式が、保護コネクション１２５のために選択される。
【００４５】
表１を参照すると、光トランスポンダに使用されてもよい変調形式のリストが、関連する容量および透過範囲、すなわち光コネクションが透過的である最大の長さと共に示されている。表１の透過範囲は、ＰＤＭ−ＱＰＳＫ形式の透過範囲に対する倍率を表す。さらに、表１で使用される変調形式はすべて光偏波において多重化されており、表記においてＰＤＭはＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（偏波分割多重化）を意味する。変調速度は、説明の目的で、３２Ｇボーである。
【００４６】
【表１】
2017511656.tif 000003
【００４７】
表１の形式リストを使用すると、変調速度が３２Ｇボーのとき、複雑性の低い変調形式、すなわちシンボルあたり３ビットの符号化を行うＳＰ−ＱＰＳＫから、シンボルあたり８ビットの符号化を行う１６ＱＡＭなどの複雑性の高い形式へと変調形式が変更されると、各波長チャネル、よって各光コネクションは、７５Ｇｂ／ｓから２００Ｇｂ／ｓの間で容量を伝送することができる。より複雑な変調形式が選択されると、その形式の、雑音に対する耐性が低下するため、透過的な送信範囲が小さくなる。
【００４８】
表１は、ビット伝送速度の低下が１５％より小さいときは送信範囲が約４０％拡大されることがあり、ビット伝送速度が２０％から２５％低下すると送信範囲が約６０％拡大され得ることを示す。
【００４９】
これを念頭に置いて、現用コネクション１１５より複雑性の低い変調形式が、保護コネクション１２５のために選択される。その理由は、保護経路７は現用経路６よりも長く、この例では、現用経路６に使用される変調形式では、より長い保護経路７を通って宛先ノードまで透過的なまま到達することができないからである。例えば、現用コネクション１１５はＱＰＳＫ、ＳＰ−８ＱＡＭ、または８ＱＡＭを使用するが、保護コネクションは、より長い透過距離をカバーするために、ＳＰ−ＱＰＳＫまたはＱＰＳＫなどのより単純な変調を使用する。よって、図示される例では、保護コネクション１２５の容量２５は現用コネクション１１５の容量１５より小さい。
【００５０】
−  次に、非優先要求への現用接続の提供が意図される。第１の光コネクション１１５の残り容量は容量１４に等しい。図示される例では、非優先要求は容量１４に等しい容量を有する。光コネクション１１５は、図１を参照しながら説明したように、異なるサービスクラスの要求のために共有することができるので、利用可能な残り容量１４のトンネルを使用して、非優先要求を現用経路６に沿って経路設定する。
【００５１】
−  非優先要求には、必ずしも保護コネクションの提供が意図されるわけではない。しかし、優先コネクション要求にトンネル１１を提供した後、保護コネクション１２５には容量１０４が残っており、この容量を追加費用なしで利用可能である。容量１０４は非優先要求の容量１４より小さい。よって、コネクション１２５は、非優先要求の容量１４のうち一部しか伝送することができない。よって、コネクション１２５の残り容量１０４を使用して、対応する透過的保護トンネル１１２を光コネクション１２５内に確立することによって、非優先要求の一部が保護される。
【００５２】
よって、現用経路に沿って伝送される非優先容量１４と保護経路に沿って伝送される非優先容量１０４との間の比率は、専用バックアップ経路保護方式１＋１または共有バックアップ経路保護方式１：１の場合のように１００％ではない。この比率は、すべての必須コネクションおよびトンネル、すなわち、すべての優先トラフィックのための現用コネクションおよび保護コネクションならびにすべての非優先トラフィックのための現用コネクションが確立された後に残される利用可能な容量によって決まる。この比率は例えば、図３に示される例では３０％である。対照的に、現用コネクション１１５内と保護コネクション１２５内で伝送される優先容量間の比率は常に１００％であるように意図される。
【００５３】
いくつかの概念について、上記で図を参照しながら、明確さのために非常に簡単な例で説明および記述してきた。前述した光ネットワークは３ノードのネットワークであり、記述されたコネクション内のトンネルの数は２つまたは３つに制限されている。
【００５４】
次に、より複雑な、任意の数のノードを有する光ネットワークをトラフィック行列に応答してプロビジョニングするために、一般的な方法について以下に説明する。この方法は、トランスポンダの数を制限しながら、異なる優先クラスのすべてのコネクション要求のために現用および保護コネクションまたはトンネルをプロビジョニングするため、および、最大数のコネクション要求のための保護をプロビジョニングするための制約を満たす。一般的な方法では、光コネクションは、任意の優先クラスの任意の数の異なるコネクション要求の間で共有できる。単一の光コネクションが、あるコネクション要求のための現用トンネルおよび別のコネクション要求のための保護トンネルを含んでもよい。より一般的な方法では、図３をより大きなネットワークの一部と見なすこともできる。このさらに長い光ネットワークは、ある計画ルーチンを使用することによって全体としてプロビジョニングされ、この計画ルーチンは入力として、物理ネットワークトポロジ、すなわち物理的に存在するノード、ファイバ、およびトランスポンダと、トラフィック行列に表されるとおりにソースノードから宛先ノードまで伝送されるよう望まれる容量とを使用する。
【００５５】
簡単にするために、ネットワーク内には最初はトラフィックが存在しないと仮定する。
【００５６】
計画ルーチンでは、所与の透過範囲ｒが考慮される。範囲ｒは１つまたは複数の変調形式に関連し、よって１つまたは複数の容量に関連する。実現可能な透過的光コネクションで作られたＴＰＴ（ｒ）と呼ばれる透過的な物理トポロジが、範囲ｒに対して次の手順で定められる。ｒより短いかｒに等しい経路を有するすべての直接的な光コネクションについて、あらゆる一対の近隣ノードを直接接続する直接的な光コネクションが透過的な物理トポロジに自動的に挿入される。補助コネクションと呼ばれるさらなる光コネクションがこのトポロジに追加され、補助コネクションはそれぞれ、考慮される範囲ｒよりも短いかｒに等しい距離を有する２つの非近隣ノードの間のプロビジョニング可能な光コネクションである。考えられるすべての補助コネクションが透過的な物理トポロジＴＰＴ（ｒ）に追加される。
【００５７】
所与のネットワークトポロジから生じるＴＰＴ（ｒ）は、元のネットワークトポロジとは異なる。その理由は、まず、ｒより長い直接的な光コネクションが除去されること、次に、間接的な光コネクションが存在し、それらが補助コネクションと呼ばれることである。
【００５８】
考慮されるＴＰＴ（ｒ）の各光コネクションの利用可能容量は、透過範囲ｒを達成するために選択される変調形式によって決まる。
【００５９】
所与の光コネクション内で使用される変調形式は、次の手順で選択できる。変調形式は、コネクションの経路長より長いかそれに等しい透過範囲を有さなければならない。適切な形式が複数ある場合は、より大きな容量を提供する形式が選択される。
【００６０】
トラフィック行列ＴＧは、保護経路を必要とする、ゴールド要求とも呼ばれる優先要求をすべて含み、トラフィック行列ＴＢＥはベストエフォート要求とも呼ばれる非優先コネクション要求をすべて含む。
【００６１】
コネクション要求をいくつかの経路に分割する可能性は、分岐と呼ばれる。例として、５０Ｇｂ／ｓの要求は、１０Ｇｂ／ｓを第１の経路で、２０Ｇｂ／ｓを第２の経路で、残りの２０Ｇｂ／ｓを第３の経路で伝送するように経路設定することができる。
【００６２】
これらの一般的な定義を参照しながら、光ネットワークに光コネクションをプロビジョニングするために使用される計画ルーチンについて、段階を追って下記に説明する：
１  透過的な物理トポロジＴＰＴ（ｒ）を作成する。
【００６３】
２  ＴＧに属するすべての要求について下記のステップを行う。
【００６４】
２．１  考慮される要求のソースから宛先へのサイクルを見つける（現用経路と保護経路を切り離す）。
【００６５】
２．２  光電子リソース、すなわち現用および保護の両方のコネクションのアド／ドロップポートおよび再生器の総数を最小化しながらこのコネクション要求にサービスを行うための光信号の数および各信号の変調形式を定める。優先要求のためのトンネルの数および、優先要求をセットアップするために必要な容量を決定する。優先要求の現用トンネルおよび保護トンネルは同じ容量を有する。
【００６６】
２．３  共有バックアップ保護が許可される場合は、保護トンネル容量を、同じ共有リスクグループ（ＳＲＧ）に属さない他のコネクション要求と共有する。
【００６７】
３  現用経路に沿うすべてのトンネルについて下記のことを行う。
【００６８】
３．１  トンネルの光学的に透過的な部分、すなわち、アド／ドロップ装置および再生器などの２つの光電子装置の間の部分を考慮する。
【００６９】
３．２  現用トンネルを担う光コネクションの容量が要求容量より大きい場合は、そのようなトンネルを担う光コネクションの容量が残り容量にあわせて更新され、残り容量がベストエフォートトラフィックに利用可能になるようにセットされる。残り容量とは、その優先要求にサービスを行う光コネクション容量とトンネル容量の間の差である。
【００７０】
３．３  優先要求へのサービスのためにこの時点までにプロビジョニングされた、残り容量が空ではないすべての光コネクションから作られた仮想透過的トポロジを生成する。この透過的仮想トポロジのリンクは仮想コネクションと呼ばれる。例として、図１の光コネクション１０５の容量４は、仮想透過的トポロジの仮想コネクションである。
【００７１】
４  ＴＢＥに属するすべての要求について下記のことを行う。
【００７２】
４．１  非優先要求の分岐が許可されない場合は、下記のことを行う。
【００７３】
４．１．１  非優先要求の容量より大きい容量を有するすべての仮想コネクションを選択し、これらの仮想コネクションのみによって透過的仮想トポロジのサブセットを作成する。
【００７４】
４．１．２  宛先への最短経路を見つける。
【００７５】
４．１．３  経路が見つからない場合は、下記のことを行う。
【００７６】
４．１．４  ＴＰＴ内にある補助コネクションをステップ４．１．１で作成した透過的仮想トポロジに追加して、非優先トラフィックを搬送するために必要な現用光コネクションを追加する位置を決定し、宛先への最短経路を見つける。
【００７７】
４．１．５  見つかった経路に仮想コネクションが含まれる場合は、利用可能な容量を、考慮される非優先要求の容量の分だけ減じることにより仮想コネクションの利用可能容量を更新する。
【００７８】
４．１．６  見つかった経路に補助コネクションが含まれる場合は、ベストエフォート要求のためのトンネルの数および非優先要求を満たすために必要な使用容量を決定する。トンネルの数は、使用される光コネクションの数および、選択されたデータ転送速度に関連する光コネクション容量によって決まる。
【００７９】
４．２  非優先要求の分岐が許容される場合は下記のことを行う。
【００８０】
４．２．１  要求の容量より大きな容量を有するすべての仮想コネクションを選択し、それらのコネクションのみによって仮想透過的トポロジのサブセットを作成する。
【００８１】
４．２．２  利用可能なトンネルをつなぎ合わせて構成された組み合わせである、ソースノードから宛先ノードまでのｋ本の最短経路を見つける。ｋは、非優先要求が分割されて通る経路の数を示す。
【００８２】
４．２．３  選択されたｋ本の最短経路のうち、最短経路から始めて最長経路まで、下記のことを行う。
【００８３】
４．２．３．１  考慮される非優先要求の１つを使用して容量を減少させることによって、仮想コネクションの容量を更新する。
【００８４】
４．２．３．２  選択された非優先要求の容量に全くサービスが行われない場合は、その非優先要求のサービスされなかった容量を、ｋ本の最短経路のリストの、次の経路に設定する。
【００８５】
４．２．４  経路が見つからない場合は、ステップ４．２．３．１および４．２．３．２をキャンセルする。
【００８６】
４．２．４．１  ＴＰＴ内にある補助コネクションをステップ４．２．１で作成した仮想透過的トポロジに追加して、非優先トラフィックを伝送するために必要な光コネクションを追加する位置を決定する。
【００８７】
４．２．４．２  宛先へのｋ本の最短経路を見つける。
【００８８】
４．２．４．３  選択されたｋ本の最短経路の最短経路から始めて最長経路まで、下記のことを行う。
【００８９】
４．２．４．３．１  考慮される非優先要求の１つを使用して容量を減少させることによって、仮想コネクションの容量を更新する。
【００９０】
４．２．４．３．２  選択された非優先要求の容量に全くサービスが行われない場合は、その非優先要求のサービスされなかった容量を、ｋ本の最短経路のリストの、次の経路に設定する。
【００９１】
４．３  選択された非優先要求を経路設定するために使用されるすべての補助コネクションについて、その非優先要求のためのトンネルの数および非優先要求をセットアップするために必要な使用容量を決定する。トンネルの数は、使用される光コネクションの数および、選択された容量に関連する光コネクション容量によって決まる。
【００９２】
４．４  利用可能容量が空ではない新しい仮想コネクションをＴＰＴに追加する。
【００９３】
５  見つかった仮想コネクションがセットアップされたときのネットワークの費用を計算する。計算には、アドおよびドロップ機能のためのトランスポンダの費用および再生器の費用、ならびにスイッチＯＴＮおよびルータの費用が含まれる。
【００９４】
６  見つかった仮想コネクションのセットおよび、ｒに関する解のネットワーク費用をメモリ装置に保存する。
【００９５】
優先要求および非優先要求にサービスを行うためにこのルーチンを使用して選択された光コネクションから、いくらかのトンネル容量が利用可能なまま残されている。よって、これらのトンネル容量を使用して、下記のステップに従うことにより、非優先要求の一部のために保護経路を作成することができる。プロビジョニングされたこれらのトンネルの利用可能容量は第２の仮想トポロジを形成する。下記のステップで保護トンネルを作成するために使用できるコネクションは、第２の仮想トポロジのコネクションのみである。これを念頭に置いて、このルーチンによって次に行われるステップについて下記に説明する。
【００９６】
７．  プロビジョニングされたすべての光コネクションの第２の利用可能な残り容量からなる第２の仮想トポロジを計算する。
【００９７】
７．１．  第２の透過的仮想トポロジ内で保護経路を選択する。
【００９８】
７．２．  第２の残り容量を使用して、非優先要求を保護するための保護経路に沿った透過的トンネルをプロビジョニングする。
【００９９】
これらのステップをすべて行った後に、ネットワークプロビジョニングのための更新済みの解が確定する。次に、保護される非優先要求容量の比率が推定される。
【０１００】
一実施形態では、保護されるべき非優先要求容量の所定比率が定められている。この所定比率は閾値と呼ばれる。保護される非優先要求容量の比率がこの閾値より低い場合には、ステップ７に続いて一連のステップ４、５、６が行われ、ステップ４で、ＴＢＥに属するすべての要求ではなく、保護されるべき非優先要求容量の閾値比率が考慮される。
【０１０１】
再び図３を参照すると、図示されるコネクションは前述したルーチンを使用して取得されてもよい。非優先トラフィックのために得られる保護は部分的である。その理由は、その非優先要求について、現用経路６上のトンネル容量１０４は保護経路７上のトンネル容量よりも小さいからである。下記に説明するように、現用経路に沿って伝送される非優先容量と非優先容量の比率は１００％ではない。
【０１０２】
優先要求については、優先要求の容量１３が現用コネクション容量より大きい場合は、２つの解が考慮されてもよい。第１の解は、コネクション要求を追加する（別の波長チャネルを使用することを意味する）ことであり得る。第２の解は、現用経路に再生器を設置して、より複雑な変調形式の選択を可能にすることによって利用可能な現用コネクション容量を増大させることであり得る。同様の考察が保護経路にも当てはまる。
【０１０３】
得られた比率、例えば３０％よりも、所定の閾値比率、例えば４０％の方が高い場合には、２つの解が考慮され得る。第１の解は、非優先トラフィックのうち保護されていなかった比率１０％の部分の保護を達成するために光コネクションを追加することであり得る。第２の解は、プロビジョニング済みの光コネクションに、その光コネクションの容量を増加させることのできる再生器を設置することであり得る。
【０１０４】
２つの解から、光／電気／光リソースの使用を最小化する解を決定することが選択される。光／電気／光リソースの使用が等しい場合は、スペクトル占有率を最小化する解が選択される。
【０１０５】
電気ルータは異なるサービスクラスに属する複数のトンネルを管理することができる。前述したルーチンでは、優先トラフィックと非優先トラフィックの専用のトンネルを識別することができる。あるトンネルは、ＲＳＶＰセッションで構成される、トンネルＬＳＰとも呼ばれるＬＳＰ（ラベルスイッチパス）に対応する。よって、あるＬＳＰを非優先トラフィックのために作成し、優先トラフィックには別のＬＳＰを作成する。あるＬＳＰが、ＭＰＬＳ制御されたネットワークのために使用される。ＯＴＮネットワークに関しては、類似のＬＳＰが作成され、ラムダ（Ｌａｍｂｄａ）またはＴＤＭ（時分割多重化）ＬＳＰと呼ばれる。ＬＳＰに関連する語義は、ＩＰ−ＭＰＬＳネットワークとＯＴＮネットワークでは同じではないが、どちらの場合でも、トンネルのＱｏＳのタイプを定めるラベルが存在するので、優先トラフィックと非優先トラフィックを識別することは可能である。
【０１０６】
ネットワーク内で故障が発生して非優先容量のいくらかがドロップされたときの容量の減少のような、リソースの競合がネットワーク内にある場合、利用可能な容量がないときには、非優先トラフィックのＬＳＰは修正または無効化される。この方法では、明示的に非優先トラフィック専用とされる容量は小さく、いくらかの非優先トラフィックの損失または待ち時間が発生することがある。優先トラフィックに関してはＬＳＰは維持され、トラフィックの損失または遅延は見られない。
【０１０７】
本明細書で前述した方法は、専用ハードウェアならびに、適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行することのできるハードウェアの使用を通して実行されてもよい。プロセッサによって提供される場合は、対応する機能が、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、または複数の個別プロセッサによって提供されてもよく、個別プロセッサのいくつかは共有されてもよい。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することのできるハードウェアを排他的に指すと解釈されてはならず、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを記憶するための読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性ストレージを暗示的、非限定的に含んでもよい。その他の、従来型および／またはカスタムのハードウェアもまた含まれてもよい。
【０１０８】
本発明は記載された実施形態に限定されない。添付の特許請求の範囲は、当業者なら考えつき、本明細書に記載される基本的教示の範囲内に明らかに収まるすべての変更および代替構造を具体化すると解釈される。
【０１０９】
「備える」または「含む」という動詞およびその活用形の使用は、請求項に記載される以外の要素またはステップの存在を排除しない。さらに、要素またはステップを修飾する「ある（ａ、ａｎ）」という語の使用は、そのような要素またはステップの複数の存在を除外しない。
【０１１０】
請求項において、かっこ内に置かれた参照符号はいずれも特許請求の範囲を制限すると解釈されてはならない。
【図１】
2017511656.tif 000004
【図２】
2017511656.tif 000005
【図３】
2017511656.tif 000006
【国際調査報告】
2017511656.tif 000007
2017511656.tif 000008
2017511656.tif 000009