(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
網に張られたパスの帯域に、サービスごとにサービス帯域を割り当てて、前記サービス帯域の利用に係る予約情報に基づいて前記サービス帯域内に設定する帯域を算出する帯域割当装置において用いられる帯域割当方法であって、
前記帯域割当装置が、
前記サービスごとに、このサービスを識別するサービス識別情報と、該サービスに対して割り当てた前記サービス帯域と、該サービス帯域に設定された帯域である予約割当帯域と、該予約割当帯域の利用期間とを関連付けて記憶する記憶部と処理部とを備え、
前記処理部が、
第１のサービスのサービス帯域内に設定されることを要求する利用要求帯域と、該利用要求帯域の利用要求期間とを含む予約情報の入力を受け付けたときに、
前記利用要求期間において前記第１のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域を算出して第１の最大割当済帯域とし、前記第１のサービスのサービス帯域から前記第１の最大割当済帯域を減算して第１の空き帯域を算出し、前記利用要求帯域から前記第１の空き帯域を減算して不足帯域を算出するステップを実行し、
前記不足帯域が正であった場合には、
前記第１のサービスとは別の第２のサービスについて、前記利用要求期間において前記第２のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域を算出して第２の最大割当済帯域とし、前記第２のサービスのサービス帯域から前記第２の最大割当済帯域を減算して第２の空き帯域を算出するステップを実行し、
前記予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって前記第２の空き帯域の大きさを減少させる演算を行って、前記利用要求期間の利用終了時刻における前記第２の空き帯域を算出して貸出帯域とし、その貸出帯域を前記第２のサービスのサービス帯域内に設定する前記第１のサービスの前記予約割当帯域とし、前記利用要求期間を前記予約割当帯域の利用期間として、該予約割当帯域と該予約割当帯域の利用期間と前記第２のサービスのサービス識別情報とを関連付けて前記記憶部に記憶させるステップを実行すること、
を特徴とする帯域割当方法。
【請求項２】
前記予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって前記第２の空き帯域の大きさを減少させる演算は、その減少率が一定である演算であること、
を特徴とする請求項１に記載の帯域割当方法。
【請求項３】
前記予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって前記第２の空き帯域の大きさを減少させる演算は、前記予約情報を受け付けた時刻からの時間経過を変数とした、対数、指数、および２次関数のいずれかまたはそれらを組み合わせた演算であること、
を特徴とする請求項１に記載の帯域割当方法。
【請求項４】
前記処理部が、
前記予約情報を受け付けた時刻から前記利用期間の利用開始時刻までの利用開始前期間において、所定の時間ごとに、前記貸出帯域を算出して、
前記利用開始前期間中に算出した前記貸出帯域のうち最も大きい値を、前記第１のサービスの前記予約割当帯域とするステップを実行すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の帯域割当方法。
【請求項５】
前記処理部が、前記貸出帯域が前記不足帯域より大きいと判定したとき、
前記不足帯域と前記貸出帯域とのいずれかを、前記第１のサービスの前記予約割当帯域とするステップを実行すること、
を特徴とする請求項４に記載の帯域割当方法。
【請求項６】
前記第２のサービスは複数であって、
前記処理部が、
該サービスごとに、前記貸出帯域を算出し、
前記サービスごとに算出した複数の前記貸出帯域の中から、前記貸出帯域の大きいサービス順に、前記貸出帯域を加算し、その加算した合計が前記不足帯域を超えたときに、その加算された個々の前記貸出帯域を前記第１のサービスの前記予約割当帯域とするステップを実行すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の帯域割当方法。
【請求項７】
前記第２のサービスは複数であって、
前記処理部が、
前記複数のサービスごとに、前記予約割当帯域を合計し、その合計を前記サービス帯域で除算することによって帯域使用率を算出し、
前記帯域使用率が小さいサービス順に、前記貸出帯域を算出して加算し、その合計が前記不足帯域を超えたときに、加算された個々の前記貸出帯域を前記第１のサービスの前記予約割当帯域とするステップを実行すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の帯域割当方法。
【請求項８】
網に張られたパスの帯域に、サービスごとにサービス帯域を割り当てて、前記サービス帯域の利用に係る予約情報に基づいて前記サービス帯域内に設定する帯域を算出する帯域割当装置において用いられる帯域割当方法であって、
前記帯域割当装置が、
前記サービスごとに、このサービスを識別するサービス識別情報と、該サービスに対して割り当てた前記サービス帯域と、該サービス帯域に設定された帯域である予約割当帯域と、該予約割当帯域の利用期間とを関連付けて記憶する記憶部と処理部とを備え、
前記処理部が、
第１のサービスとは別の第２のサービスに前記第１のサービス帯域内に設定されることを要求する利用要求帯域を割り当てるか否かを識別する借用情報と、該利用要求帯域と、該利用要求帯域の利用要求期間とを含む予約情報の入力を受け付けたときに、前記借用情報を用いて、前記第２のサービスのサービス帯域内に前記利用要求帯域を割り当てると判定した場合には、
前記第２のサービスについて、前記利用期間において前記第２のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域を算出して第２の最大割当済帯域とし、前記第２のサービスのサービス帯域から前記第２の最大割当済帯域を減算して第２の空き帯域を算出するステップを実行し、
前記予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって前記第２の空き帯域の大きさを減少させる演算を行って、前記利用要求期間の利用終了時刻における前記第２の空き帯域を算出して貸出帯域とし、その貸出帯域を前記第２のサービスのサービス帯域内に設定する前記第１のサービスの前記予約割当帯域とし、前記利用要求期間を前記予約割当帯域の利用期間として、該予約割当帯域と該予約割当帯域の利用期間と前記第２のサービスのサービス識別情報とを関連付けて前記記憶部に記憶させるステップを実行すること、
を特徴とする帯域割当方法。
【請求項９】
網に張られたパスの帯域に、サービスごとにサービス帯域を割り当てて、前記サービス帯域の利用に係る予約情報に基づいて前記サービス帯域内に設定する帯域を算出する帯域割当装置であって、
前記サービスごとに、このサービスを識別するサービス識別情報と、該サービスに対して割り当てた前記サービス帯域と、該サービス帯域に設定された帯域である予約割当帯域と、該予約割当帯域の利用期間とを関連付けて記憶する記憶部と、
第１のサービスのサービス帯域内に設定されることを要求する利用要求帯域と、該利用要求帯域の利用要求期間とを含む予約情報の入力を受け付けたときに、
前記利用要求期間において前記第１のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域を算出して第１の最大割当済帯域とし、前記第１のサービスのサービス帯域から前記第１の最大割当済帯域を減算して第１の空き帯域を算出し、前記利用要求帯域から前記第１の空き帯域を減算して不足帯域を算出し、
前記不足帯域が正であった場合には、
前記第１のサービスとは別の第２のサービスについて、前記利用要求期間において前記第２のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域を算出して第２の最大割当済帯域とし、前記第２のサービスのサービス帯域から前記第２の最大割当済帯域を減算して第２の空き帯域を算出するステップを実行し、
前記予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって前記第２の空き帯域の大きさを減少させる演算を行って、前記利用要求期間の利用終了時刻における前記第２の空き帯域を算出して貸出帯域とし、その貸出帯域を前記第２のサービスのサービス帯域内に設定する前記第１のサービスの前記予約割当帯域とし、前記利用要求期間を前記予約割当帯域の利用期間として、該予約割当帯域と該予約割当帯域の利用期間と前記第２のサービスのサービス識別情報とを関連付けて前記記憶部に記憶させる処理部と、
を備えることを特徴とする帯域割当装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の帯域割当方法をコンピュータである前記帯域割当装置に実行させることを特徴とする帯域割当プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、網に張られたパスの帯域に、使用する帯域を予約によって確保するとき、その予約の棄却率を低減する帯域割当方法、帯域割当装置、および帯域割当プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、網の高速大容量化にともなって、個人やビジネスユーザが様々な網サービスの提供を期待している。そのようなサービスの中に、パスの使用帯域を予約により確保する帯域予約型サービスがある。
帯域予約型サービスでは、予約の棄却率を小さくすることが重要であり、できるだけ多くの予約を受け付けられるようにする工夫が試行されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、予約が棄却されるときの場合分けと、その場合分けに対応する対処案とが開示されている。具体的には、（１）予約により帯域を確保しようとした要求期間全てにわたって帯域が足りなかったため棄却されることになった場合に、要求期間短縮の提案を行うこと、（２）予約しようとした利用開始時間には帯域が足りなかったため棄却されることになった場合に、利用開始時間の変更の提案を行うこと、（３）予約により帯域を確保しようとした要求期間の一部で確保できる帯域が足りなかったため棄却されることになった場合に、要求帯域の削減の提案を行うこと、の３案である。
【非特許文献１】Jun Zheng, Baoxian Zhang, Mouftah,H.T.,“Toward automated provisioning of advance reservation service in next-generation optical internet”, IEEE Communications Magazine, p.68-74 (Dec, 2006)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ただし、非特許文献１に記載されている対処案は、予約の棄却率を小さくすることは可能であるが、早く予約した者から順に、使用帯域が次々と予約されることを前提としている。そのため、大きな帯域を使用する予約があった場合には、その予約によってパスの帯域が占有されてしまう。そして、占有された帯域に空き帯域があったとしても、他の予約には貸し出すことがないため、帯域の有効利用が図れないという問題がある。その上、他の予約は、棄却される傾向が強くなる、すなわち、予約の棄却率を低減することができないという問題がある。また、前記した対処案では、予約の条件を変更しなければならなくなるため、ユーザへのサービス品質が低下するという問題もある。
そこで、本発明の課題は、このような問題を解決するため、パスの帯域のうち使用されていない空き帯域を共有して有効に使用し、また帯域が占有されることを防止することによって、予約の棄却率を低減する技術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】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、網に張られたパスの帯域に、サービスごとにサービス帯域を割り当てて、前記サービス帯域の利用に係る予約情報に基づいて前記サービス帯域内に設定する帯域を算出する帯域割当装置において用いられる帯域割当方法であって、前記帯域割当装置が、前記サービスごとに、このサービスを識別するサービス識別情報と、該サービスに対して割り当てた前記サービス帯域と、該サービス帯域に設定された帯域である予約割当帯域と、該予約割当帯域の利用期間とを関連付けて記憶する記憶部と処理部とを備え、前記処理部が、第１のサービスのサービス帯域内に設定されることを要求する利用要求帯域と、該利用要求帯域の利用要求期間とを含む予約情報の入力を受け付けたときに、前記利用要求期間において前記第１のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域を算出して第１の最大割当済帯域とし、前記第１のサービスのサービス帯域から前記第１の最大割当済帯域を減算して第１の空き帯域を算出し、前記利用要求帯域から前記第１の空き帯域を減算して不足帯域を算出するステップを実行し、前記不足帯域が正であった場合には、前記第１のサービスとは別の第２のサービスについて、前記利用要求期間において前記第２のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域を算出して第２の最大割当済帯域とし、前記第２のサービスのサービス帯域から前記第２の最大割当済帯域を減算して第２の空き帯域を算出するステップを実行し、前記予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって前記第２の空き帯域の大きさを減少させる演算を行って、前記利用要求期間の利用終了時刻における前記第２の空き帯域を算出して貸出帯域とし、その貸出帯域を前記第２のサービスのサービス帯域内に設定する前記第１のサービスの前記予約割当帯域とし、前記利用要求期間を前記予約割当帯域の利用期間として、該予約割当帯域と該予約割当帯域の利用期間と前記第２のサービスのサービス識別情報とを関連付けて前記記憶部に記憶させるステップを実行すること、を特徴とする。
【０００６】
かかる構成によれば、第２のサービスの空き帯域を第１のサービスに貸し出すことができるため、空き帯域を複数のサービスで共有して有効に使用することができる。また、「予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって第２の空き帯域の大きさを減少させる演算を行って、第１のサービスに対する利用要求期間の利用終了時刻における第２の空き帯域を算出して貸出帯域とする」処理は、経時的に第２のサービスの利用帯域が増加するのを見越して貸出帯域を割り当てることになる。したがって、第１のサービスによって継続的に大きな帯域が占有されることを防止することができる。その結果、第２のサービスに対する予約の棄却率を低減することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の帯域割当方法において、前記予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって前記第２の空き帯域の大きさを減少させる演算が、その減少率が一定である演算であること、を特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、減少率が一定であるので、予約するユーザにとって分かりやすく、貸出帯域の演算が簡単になるという効果がある。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の帯域割当方法において、前記予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって前記第２の空き帯域の大きさを減少させる演算が、前記予約情報を受け付けた時刻からの時間経過を変数とした、対数、指数、および２次関数のいずれかまたはそれらを組み合わせた演算であること、を特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、第２のサービスへの予約の発生頻度に関する統計分布の違いに対応して、最適な関数を用いた演算を実行することが可能となる。すなわち、最適な関数を用いた演算の実行によって、貸出帯域の大きさを調整することが可能となり、第２のサービスへの予約に対して確保する帯域と貸出帯域との割合を調整することができるようになる。その結果、予約の棄却率を低減することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の帯域割当方法において、前記処理部が、前記予約情報を受け付けた時刻から前記利用期間の利用開始時刻までの利用開始前期間において、所定の時間ごとに、前記貸出帯域を算出して、前記利用開始前期間中に算出した前記貸出帯域のうち最も大きい値を、前記第１のサービスの前記予約割当帯域とするステップを実行すること、を特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、利用開始前期間の所定の時間ごとに貸出帯域が再計算され、その再計算された貸出帯域の中で、最も大きな貸出帯域を、第１のサービスに割り当てる帯域とするので、請求項１による作用効果に加えて、ユーザに対して予約のタイミングの違いに対する不公平感を減らすことができる。また、利用開始前期間において、第２のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域（第２のサービスおける最大割当済帯域）が一定であれば、利用開始時刻の直近に予約をするほど大きな貸出帯域を割り当てられることになり、第１のサービスに対する予約の棄却率を低減する効果がある。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の帯域割当方法において、前記処理部が、前記貸出帯域が前記不足帯域より大きいと判定したとき、前記不足帯域と前記貸出帯域とのいずれかを、前記第１のサービスの前記予約割当帯域とするステップを実行すること、を特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、不足帯域に最も近い帯域を貸し出すことが可能となり、パスの帯域の有効利用を図ることが可能である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の帯域割当方法において、前記第２のサービスは複数であって、前記処理部が、該サービスごとに、前記貸出帯域を算出し、前記サービスごとに算出した複数の前記貸出帯域の中から、前記貸出帯域の大きいサービス順に、前記貸出帯域を加算し、その加算した合計が前記不足帯域を超えたときに、その加算された個々の前記貸出帯域を前記第１のサービスの前記予約割当帯域とするステップを実行すること、を特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、複数のサービスから帯域の貸し出しを受けることが可能となるので、予約の棄却率の低減とパスの帯域の有効利用を図ることができる。また、空き帯域の大きいサービスから順に貸し出されるため、貸し出しに必要な帯域の量を満たしやすくなり、また、貸し出しのための演算処理が低減される。また、貸出帯域数が少なくて済むため、パスの帯域管理のための処理量が低減される。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の帯域割当方法において、前記第２のサービスは複数であって、前記処理部が、前記複数のサービスごとに、前記予約割当帯域を合計し、その合計を前記サービス帯域で除算することによって帯域使用率を算出し、前記帯域使用率が小さいサービス順に、前記貸出帯域を算出して加算し、その合計が前記不足帯域を超えたときに、加算された個々の前記貸出帯域を前記第１のサービスの前記予約割当帯域とするステップを実行すること、を特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、空き帯域の大きいサービスから順に貸し出されるため、貸し出しに必要な帯域の量を満たしやすくなり、また、貸し出しのための演算処理が低減される。また、貸出帯域数が少なくて済むため、パスの帯域管理のための処理量が低減される。さらに、帯域使用率を平準化することによって、網全体に負荷が分散されるため、安定した網運用が可能となる。
【００１９】
前記課題を解決するために、請求項８に記載の発明は、網に張られたパスの帯域に、サービスごとにサービス帯域を割り当てて、前記サービス帯域の利用に係る予約情報に基づいて前記サービス帯域内に設定する帯域を算出する帯域割当装置において用いられる帯域割当方法であって、前記帯域割当装置が、前記サービスごとに、このサービスを識別するサービス識別情報と、該サービスに対して割り当てた前記サービス帯域と、該サービス帯域に設定された帯域である予約割当帯域と、該予約割当帯域の利用期間とを関連付けて記憶する記憶部と処理部とを備え、前記処理部が、第１のサービスとは別の第２のサービスに前記第１のサービス帯域内に設定されることを要求する利用要求帯域を割り当てるか否かを識別する借用情報と、該利用要求帯域と、該利用要求帯域の利用要求期間とを含む予約情報の入力を受け付けたときに、前記借用情報を用いて、前記第２のサービスのサービス帯域内に前記利用要求帯域を割り当てると判定した場合には、前記第２のサービスについて、前記利用期間において前記第２のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域を算出して第２の最大割当済帯域とし、前記第２のサービスのサービス帯域から前記第２の最大割当済帯域を減算して第２の空き帯域を算出するステップを実行し、前記予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって前記第２の空き帯域の大きさを減少させる演算を行って、前記利用要求期間の利用終了時刻における前記第２の空き帯域を算出して貸出帯域とし、その貸出帯域を前記第２のサービスのサービス帯域内に設定する前記第１のサービスの前記予約割当帯域とし、前記利用要求期間を前記予約割当帯域の利用期間として、該予約割当帯域と該予約割当帯域の利用期間と前記第２のサービスのサービス識別情報とを関連付けて前記記憶部に記憶させるステップを実行すること、を特徴とする。
【００２０】
かかる構成によれば、請求項１と同様に、第２のサービスの空き帯域を第１のサービスに貸し出すことができるため、空き帯域を複数のサービスで共有して有効に使用することができる。また、「予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって第２の空き帯域の大きさを減少させる演算を行って、第１のサービスの利用要求期間の利用終了時刻における第２の空き帯域を算出して貸出帯域とする」処理は、経時的に第２のサービスの利用帯域が増加するのを見越して貸出帯域を割り当てることになる。したがって、継続的に大きな帯域が占有されることを防止することができる。その結果、予約の棄却率を低減することができる。さらに、借用情報を用いることによって、予約情報を受け付けてすぐに貸出帯域の算出処理を開始することができるため、第１のサービスの空き帯域を算出する処理を省くことが可能となる。
【００２１】
前記課題を解決するために、請求項９に記載の発明は、  網に張られたパスの帯域に、サービスごとにサービス帯域を割り当てて、前記サービス帯域の利用に係る予約情報に基づいて前記サービス帯域内に設定する帯域を算出する帯域割当装置であって、前記サービスごとに、このサービスを識別するサービス識別情報と、該サービスに対して割り当てた前記サービス帯域と、該サービス帯域に設定された帯域である予約割当帯域と、該予約割当帯域の利用期間とを関連付けて記憶する記憶部と、第１のサービスのサービス帯域内に設定されることを要求する利用要求帯域と、該利用要求帯域の利用要求期間とを含む予約情報の入力を受け付けたときに、前記利用要求期間において前記第１のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域を算出して第１の最大割当済帯域とし、前記第１のサービスのサービス帯域から前記第１の最大割当済帯域を減算して第１の空き帯域を算出し、前記利用要求帯域から前記第１の空き帯域を減算して不足帯域を算出し、前記不足帯域が正であった場合には、前記第１のサービスとは別の第２のサービスについて、前記利用要求期間において前記第２のサービスの前記予約割当帯域の合計が最大となる帯域を算出して第２の最大割当済帯域とし、前記第２のサービスのサービス帯域から前記第２の最大割当済帯域を減算して第２の空き帯域を算出するステップを実行し、前記予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって前記第２の空き帯域の大きさを減少させる演算を行って、前記利用要求期間の利用終了時刻における前記第２の空き帯域を算出して貸出帯域とし、その貸出帯域を前記第２のサービスのサービス帯域内に設定する前記第１のサービスの前記予約割当帯域とし、前記利用要求期間を前記予約割当帯域の利用期間として、該予約割当帯域と該予約割当帯域の利用期間と前記第２のサービスのサービス識別情報とを関連付けて前記記憶部に記憶させる処理部と、を備えることを特徴とする。 
【００２２】
かかる構成によれば、請求項１と同様に、第２のサービスの空き帯域を第１のサービスに貸し出すことができるため、空き帯域を複数のサービスで共有して有効に使用することができる。また、「予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって第２の空き帯域の大きさを減少させる演算を行って、第１のサービスの利用要求期間の利用終了時刻における第２の空き帯域を算出して貸出帯域とする」処理は、経時的に第２のサービスの利用帯域が増加するのを見越して貸出帯域を割り当てることになる。したがって、第１のサービスによって継続的に大きな帯域が占有されることを防止することができる。その結果、第２のサービスに対する予約の棄却率を低減することができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の帯域割当方法をコンピュータである前記帯域割当装置に実行させることを特徴とする帯域割当プログラムとした。
【００２４】
このような帯域割当プログラムによれば、一般的なコンピュータに請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の帯域割当方法を実行させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、あるサービスのパスの帯域のうち使用されていない空き帯域を別のサービスのパスの帯域へ貸し出すことによって、予約の棄却率を低減することが可能となり、全サービスの帯域を有効に使用することが可能となる。また、貸し出し帯域の大きさを決める演算において、予約情報を受け付けた時刻から将来の時刻になるにしたがって空き帯域の大きさを減少させ、利用終了時刻における空き帯域を算出して貸出帯域とすることによって、貸し出した側の帯域が、早い予約によって占有されてしまうことを防止できる。その結果、予約の棄却率を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以降「実施形態」と称す）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
≪本実施形態の概要≫
まず、本実施形態の概要について、図１４を用いて説明する。図１４は、本実施形態の概要を示す図である。
まず、図１４は、あるパスの帯域と予約によって割り当てられた帯域（ドットが付けられた矩形）と新規に予約される帯域（斜線が付けられた矩形）とを表している。縦軸は、サービスや予約に割り当てられる帯域の幅を表し、横軸は、時間を表している。
図１４では、一つのパスに、サービスＡの帯域とサービスＢの帯域とが設定されている。そして、サービスＡの帯域幅はサービス帯域ＢＷａ、サービスＢの帯域幅はサービス帯域ＢＷｂであるものとする。ここで、サービス帯域ＢＷａおよびサービス帯域ＢＷｂは、網運用者によって予め決められた値であり、早い予約によって大きな帯域が占有されることを防止するために設定される。このサービス帯域ＢＷａ，ＢＷｂは、サービス属性（例えば、テレビ会議、ライブ中継、データ転送、インターネットアクセス等）によって、予め決められている。
このようにして、予め決められた割当可能な最大帯域（図１４では、サービス帯域ＢＷａ，ＢＷｂ）を各サービスに割り当てることによって、予約によって要求されるままに大きな帯域を設定しないようにして、大きな帯域によるパスの占有を防ぐことができる。
【００２８】
一方、サービスＡにサービス帯域ＢＷａが割り当てられていたとしても、このサービス帯域ＢＷａを常に全て使用しているとは限らない。すなわち、サービス帯域ＢＷａには、使用されていない空き帯域Ｗｖがある場合がある。いま、サービスＢによる帯域の予約として、サービス帯域ＢＷｂより大きな帯域を要求する予約が受け付けられたとする。その場合には、この空き帯域ＷｖをサービスＢに貸し出すことによって、サービスＢによる帯域の予約が棄却されることを防ぐ。
他方、サービスＡが、空き帯域ＷｖをサービスＢに貸し出した後に、自身のサービスＡの予約が棄却されないようにしなければならない。
そこで、自身のサービスＡの予約が棄却されないようにするために、空き帯域Ｗｖのうち、どれくらいの帯域をサービスＢに貸し出して良いかを適切に決める必要がある。
【００２９】
具体的には、図１４に示すように、現在ｔ０の時点では、既に、サービスＡの第１の既予約と第２の既予約が受け付けられているものとする。サービスＡの第１の既予約および第２の既予約に割り当てられた帯域は、それぞれ、予約割当帯域Ｗａ１および予約割当帯域Ｗａ２である。そして、現在ｔ０において、新たに、サービスＢによる帯域の新予約（斜線の付された矩形）が受け付けられたものとする。そのサービスＢによる帯域の新予約は、利用期間が利用開始時刻ｔ１〜利用終了時刻ｔ２であり、利用を要求する帯域である利用要求帯域がサービス帯域ＢＷｂを超えるものであったものとする。
【００３０】
現在ｔ０の時点では、サービスＡのサービス帯域ＢＷａには、利用開始時刻ｔ１〜利用終了時刻ｔ２では、空き帯域Ｗｖが存在している。ただし、空き帯域Ｗｖ＝サービス帯域ＢＷａ−最大割当済帯域Ｗａｔである。ここで、最大割当済帯域Ｗａｔは、予約割当帯域Ｗａ１と予約割当帯域Ｗａ２とを合計した値が、利用期間（時刻ｔ１〜ｔ２の間）の範囲において最大となる値である。
そして、サービスＡの空き帯域Ｗｖの一部をサービスＢによる帯域の予約に割り当てることにする。このとき、サービスＡからサービスＢへ貸し出す貸出帯域Ｗｘｂの大きさを、どのように決めるかが重要となる。そして、貸出帯域Ｗｘｂの大きさを適切に決めることによって、予約の棄却率を低減することが可能となる。
【００３１】
≪第１実施形態≫
まず、本発明の第１実施形態に係る帯域割当装置を含む帯域割当システムの構成を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る帯域割当システムの構成の一例を示す図である。
図１に示すように、帯域割当システム１は、網１５内に配置されている通信装置１１〜１４と帯域割当装置１０とを含んで構成される。
帯域割当装置１０は、例えば、通信装置１１から通信装置１４へパスを設定するようにパスの設定要求を受け付けると、経路計算を行って、パスを決定する機能を有している。      
【００３２】
いま、帯域割当装置１０が、通信装置１１を始点ノード、通信装置１４を終点ノードとして、通信装置１２，１３を経由するパスの経路を決定したとする。帯域割当装置１０は、その決定結果を、パス設定指示情報として、始点ノードとなる通信装置１１に出力する。
そして、パス設定指示情報を受け取った通信装置１１は、初めにパス設定シグナリングを通信装置１２へ送信する。その後、通信装置１１〜１４間で相互にパスに係る情報をやり取りすることによって、通信装置１１〜１４間のリンクを接続してパスが確立される。各通信装置１１〜１４は、相互に直接パスを張るか、または、ネットワークレイヤよりも相対的に下位の下位レイヤのパスを設定することで提供される論理パスで接続される。なお、通信装置１１〜１４は、パスの経路におけるノードのことであり、例えば、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）網のＭＰＬＳルータ、パケット網のルータ、または光網の光クロスコネクトである。
【００３３】
次に、帯域割当装置１０の機能の詳細について、図２を用いて説明する。図２は、帯域割当装置の機能を示す図である。ただし、本発明の趣旨は、帯域割当についてであるので、パスの経路計算についての説明は必要な程度にとどめる。
図２に示すように、帯域割当装置１０は、処理部２０、記憶部３０、入出力部４０、および通信部５０によって構成される。
【００３４】
処理部２０は、帯域割当部２１、経路計算部２２、およびパス設定部２３を含む。
帯域割当部２１は、サービスごとにサービス帯域（図１４に示すサービス帯域ＢＷａ，Ｂｗｂのこと）を算出する。サービス帯域は、サービス属性に基づいて帯域割当情報３１（図３参照）を参照して決定される。サービス属性とは、トラヒックの流れる量の時間変動を分類したものである。なお、サービス帯域は、過去の使用帯域に関する統計情報に基づいて決定されてもよい。
また、帯域割当部２１は、経路計算部２２と連携して、経路計算の際に、必要があればサービスに使用される帯域の変更処理を実行する。この帯域の変更処理は、あるサービスの空き帯域を別のサービスに貸し出すことである。どれだけの空き帯域を貸し出すかの決定については、後記する。
【００３５】
経路計算部２２は、パスの始点ノードから終点ノードまでのパスの経路について、経路計算を行う。パスの経路は、信号を伝達するのに必要な帯域を満たすリンクを用いて形成される。その際、パスの経路に用いられるリンクが異なる複数の経路候補が存在することがある。その場合には、経路計算部２２は、複数の経路候補の中から、一つの経路候補を選択して、パスの経路として決定する。
パス設定部２３は、経路計算部２２によって決定されたパスの始点となるノードに、パスを設定するパス設定指示情報を出力し、パスの経路を網１５上に設定する。また、パス設定部２３は、ノードにパスの追加、削除または帯域の変更をノードに指示するとき、ＶＣＡＴ(Virtual Concatenation)およびＬＣＡＳ(Link Capacity Adjustment Scheme)によって指示してもよい。
【００３６】
処理部２０は、演算処理等を実行する図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、このＣＰＵが演算処理等に用いる図示しないメインメモリとによって構成される。そして、処理部２０は、アプリケーションプログラムがメインメモリに展開され、ＣＰＵが、それを実行することにより、各部（２１〜２３）の機能を具現化する。なお、メインメモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により実現される。
【００３７】
次に、記憶部３０について説明する。
記憶部３０は、帯域割当情報３１、リソース情報３２、パス情報３３、経路候補情報３４、パス予約情報３５および予約条件情報３６を含む情報を記憶している。また、記憶部３０は、処理部２０の機能を実現するためのアプリケーションプログラムも記憶している。
【００３８】
まず、帯域割当情報３１について、図３を用いて説明する。図３は、帯域割当情報の一例を示す図である。
帯域割当情報３１は、図３に示すように、サービスＩＤとサービス帯域とを記憶している。
サービスＩＤは、サービスを識別する情報である。サービス属性が異なると、トラヒックの流れる量の時間変動パターンがいろいろ異なる。例えば、ライブ中継では大きな帯域が定常的に使用され、テレビ会議では小さな帯域が定常的に使用され、データ転送では間欠的に大きな帯域が使用され、インターネットでは使用される帯域の時間変動が大きくなる。
そこで、網運用者は、サービスのためのパスの設定要求を受けたときに、過去の帯域使用に関する統計情報等を参考として、予めサービス属性ごとにサービス帯域を決めている。
【００３９】
次に、リソース情報３２（図２参照）について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、リソース情報のうち、リンク情報の一例を示す図であり、（ｂ）は、リソース情報のうち、リソース予約情報の一例を示す図である。
リソース情報３２は、図４に示すように、リンク情報３２１とリソース予約情報３２２とを含む。
図４（ａ）に示すように、リンク情報３２１は、網１５を構成する各ノードを接続するリンクの情報を備えている。リンク情報３２１は、少なくとも、リンクＩＤ、このリンクの帯域、リンクの端点のノードＩＤ、ノードＩＦ(Interface)＿ＩＤ、リンクコストを含む。リンクコストは、ノードが信号をリンクに送出するときのコスト（負担）である。代表的なリンクコストには、ＩＧＰ(Interior Gateway Protocol)コストやＴＥ(Traffic Engineering)メトリックがある。ノードＩＤおよびノードＩＦ＿ＩＤは、例えば、ＩＰアドレス等である。
【００４０】
リソース予約情報３２２は、図４（ｂ）に示すように、リンクＩＤごとに、少なくとも、そのリンクを利用するパスのパスＩＤおよびそのリンクの残余帯域を時系列で示した情報を含む。
リソース予約情報３２２は、さらに、リンクＩＤごとに、そのリンクのスロットのスロットＮｏ．（スロット番号）と、このスロットに割り当てられたパスのパスＩＤと、残余帯域とを関連付けて記憶している。図４（ｂ）に示すように、リンクＩＤ「１」の場合には、このリンクの時刻ｔａにおける残余帯域は「ＸＸ」であり、スロットＮｏ．「１」にはパスが割り当てられていないことが分かる。また、スロットＮｏ．「２〜４」には、パスＩＤ「ｅｅ」のパスが割り当てられ、スロットＮｏ．「５」のスロットには、パスＩＤ「ｂｂ」のパスが割り当てられていることが分かる。
例えば、一つのスロットの帯域が、１５５Ｍｂｐｓであった場合には、リンクＩＤ「１」のリンクにおいて、パスＩＤ「ｅｅ」のパスは、１５５Ｍｂｐｓ×３＝４６５Ｍｂｐｓの帯域が割り当てられていることが分かる。
【００４１】
さらに、図４（ｂ）では、時刻「ｔａ」の情報は、現在のリソース予約情報を示し、時刻「ｔｂ」「ｔｃ」となるにしたがって、将来の時刻のリソース予約情報を示す。なお、時刻「ｔａ」「ｔｂ」「ｔｃ」の時間間隔は、所定の時間間隔でよい。また、時刻「ｔｂ」「ｔｃ」は、帯域割当装置１０が予約情報を受け付けたとき、その予約情報に含まれる利用期間に係る利用開始時刻および利用終了時刻等の節目の時刻であってもよい。このように、時系列で残余帯域を管理することによって、図１４に示した空き帯域Ｗｖを、容易に算出することができる。
【００４２】
次に、パス情報３５（図２参照）について、図５を用いて説明する。図５は、パス情報の一例を示す図である。
パス情報３３は、図５に示すように、設定完了された現状のパスについて、パスごとにノードＩＤ、ノードＩＦ＿ＩＤ、そのパスの経路を表す経由リンクＩＤリスト、および割り当てられている帯域を記憶している。
【００４３】
次に、経路候補情報３４（図２参照）について、図６を用いて説明する。図６は、経路候補情報の一例を示す図である。
経路候補情報３４は、図６に示すように、パスの経路となる候補を集めた情報であって、経路候補ＩＤ、経由リンクＩＤリスト、およびリンクコストを関連付けて記憶している。なお、経由リンクＩＤリストは、パスを形成するリンクであって、経路計算部２２によって、ノードＩＤとそのノード同士がどのように接続されているかを示すトポロジ情報（不図示）を参照して作成される。また、リンクコストは、経路計算部２２によって、経由リンクＩＤリストに記憶されているリンクが接続されたときの経路に対して、リンク情報３２１に記憶されているリンクＩＤごとのリンクコストを用いて算出される。
図６には、３つの経路候補が示されている。そして、経路計算部２２は、３つの経路候補の中から、最小のリンクコストとなる経路すなわち経路候補ＩＤ「１」を、設定するパスの経路として決定する。
なお、経路候補情報３４は、必ずしも記憶部３０に記憶されている必要はなく、経路計算の必要が生じる都度、経路計算部２２によって算出されてもよい。
【００４４】
次に、予約条件情報３６（図２参照）について、図７を用いて説明する。図７は、予約条件情報の一例を示す図である。
予約条件情報３６は、図７に示すように、サービスが利用される時に受け付けた予約情報を記憶したものである。
予約条件情報３６は、例えば、予約ＩＤ、サービスＩＤ、利用要求帯域、および利用要求期間を含む。予約ＩＤは、予約を識別するためのものであり、処理部２０によって、予約を受け付けた時に付与される。サービスＩＤは、帯域割当情報３１（図３参照）に示したものと同じである。利用要求帯域は、例えば、テレビ会議であれば、テレビ会議システムの仕様から容易に決められる。利用要求期間は、利用開始時刻および利用終了時刻であっても、「○月△日から１週間」や「毎月１日に２４時間」であってもよい。
【００４５】
次に、パス予約情報３５（図２参照）について、図８を用いて説明する。図８は、パス予約情報の一例を示す図である。
パス予約情報３５は、図８に示すように、予約されているパスに係る情報を記憶している。
具体的には、パス予約情報３５は、予約ＩＤ、サービスＩＤ、経路候補ＩＤ、利用期間として利用開始日時と利用終了日時、パスＩＤ、および予約割当帯域を記憶している。予約ＩＤは、予約条件情報３６（図７参照）に示したものと同じである。サービスＩＤおよび利用期間は、入力された予約情報から、処理部２０によって取得される。経路候補ＩＤおよびパスＩＤは、経路計算部２２によって算出されたものである。予約割当帯域は、帯域割当部２１によって算出され、経路計算部２２によって、その帯域が確保されることを確認されたものである。
また、パス予約情報３５は、利用開始日時になったときにパス設定部２３（図２参照）によって参照されて、パスの設定に用いられる。そして、パス予約情報３５は、利用終了日時となったときにパス設定部２３によって、該当する予約ＩＤに係る情報が削除される。
【００４６】
なお、記憶部３０は、前記以外にも、網１５（図１参照）内に設置されるノードの識別情報と、そのノード同士がどのように接続されているかを示すトポロジ情報を記憶している。そして、記憶部３０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置によって実現される。
【００４７】
入出力部４０（図２参照）は、帯域割当装置１０に接続されるキーボードやマウス等の図示しない入力装置、液晶モニタ等の図示しない出力装置とのインタフェースである。入出力部４０は、入力装置から入力された情報を処理部２０に伝達し、処理部２０によって処理された情報を出力装置に出力する。
【００４８】
通信部５０（図２参照）は、通信装置１１〜１４と通信するときの通信インタフェースを備える。そして、通信部５０を介して、帯域割当装置１０は、リンクやパスの更新情報を取得し、パス設定指示情報を通信装置１１〜１４に出力する。
【００４９】
≪帯域割当処理の流れ≫
次に、帯域割当装置１０（図２参照）の帯域割当処理の流れについて、図９を用いて説明する（適宜図２〜図８参照）。図９は、帯域割当処理の流れを示す図である。
まず、帯域割当部２１は、サービスごとのサービス帯域を算出する（ステップＳ９１）。サービス帯域は、サービス属性や統計情報や過去の履歴等に基づいて決められる。なお、サービス帯域は、固定値でもよいが、時間と共に変化しても良い。そして、算出されたサービス帯域は、サービスＩＤごとに、帯域割当情報３１（図３参照）に格納される。
【００５０】
次に、帯域割当部２１は、予約情報を受け付けて、その受け付けた予約情報から、サービスＩＤ、利用要求期間、および利用要求帯域を取得する（ステップＳ９２）。
【００５１】
次に、経路計算部２２は、予約情報に合致するパスの経路計算を行う（ステップＳ９３）。具体的には、経路計算部２２は、リソース情報３２（図４参照）と図示しないトポロジ情報とを参照して、利用要求期間において利用要求帯域以上の残余帯域のあるリンクの組み合わせによって構成されるパスを算出する。経路計算には、dijkstraアルゴリズムやk-shortestアルゴリズム等が用いられる。
また、経路計算部２２は、リンクの組み合わせに対して、リソース情報３２を参照して、経路に対応するリンクコストを算出し、経路候補情報３４（図６参照）に記憶する。
【００５２】
次に、経路計算部２２は、ステップＳ９３において経路計算により算出された経路が、予約情報を満たす経路か否かを判定する（ステップＳ９４）。そして、予約情報を満たす経路であった場合（ステップＳ９４でＹｅｓ）、処理はステップＳ９５へ進む。ステップＳ９５では、経路計算部２２は、経路候補情報３４に記憶されたパスの候補の中で、リンクコストが最も小さいパスの候補を、網１５に設定するパスとして決定する。そして、パス設定部２３が経路計算部２２によって決定されたパスの情報に基づいて、パス設定を行う。
【００５３】
予約情報を満たす経路でなかった場合（ステップＳ９４でＮｏ）、処理はステップＳ９６へ進む。ステップＳ９６では、他のサービスに予約情報を満たす空き帯域があるか否かを判定する。具体的には、帯域割当部２１が、ステップＳ９４において予約情報を満たさないと判定された経路のリンクにおいて、他のサービスに割り当てられている空き帯域のうち、貸し出せる貸出帯域をサービスごとに計算する。そして、帯域割当部２１は、貸出帯域の合計が、予約情報を満たすか否かを判定する。
【００５４】
次に、他のサービスに予約情報を満たす空き帯域がない場合（ステップＳ９６でＮｏ）、処理部２０は、処理を終了する。すなわち、この予約を棄却する。ただし、利用要求帯域は満たせないものの、ある程度の帯域を確保できた場合には、その旨をユーザに伝えて、ユーザの承諾が得られれば、予約情報を緩和して、そのパスを設定してもよい。
【００５５】
また、ステップＳ９６において、他のサービスに予約情報を満たす空き帯域がある場合（ステップＳ９６でＹｅｓ）、帯域割当部２１が、予約情報を満たす貸出帯域を貸し出す（ステップＳ９７）。そして、ステップＳ９３へ戻り、経路計算部２２は、貸出帯域を用いたパスの経路計算を行う。
【００５６】
≪貸出帯域の算出処理≫
ここで、ステップＳ９７における貸出帯域の算出処理の概要について、図１０を用いて説明する。図１０は、貸出帯域の算出処理の概要を示す図である。
図１０は、現在ｔ０における帯域の割り当て状況を示している。現在ｔ０には、サービスＡに対してサービス帯域ＢＷａ、サービスＢに対してサービス帯域ＢＷｂが割り当てられている。そして、サービスＡには第１の既予約と第２の既予約が既に受け付けられていて、それぞれの予約に予約割当帯域Ｗａ１，Ｗａ２が割り当てられている。そして、現在ｔ０において、サービスＢを利用する予約情報が新たに受け付けられたとする。そのサービスＢによる帯域の予約状況が、斜線で示された「サービスＢの新予約」である。すなわち、図１０では、説明を簡単にするために、利用期間ｔ１〜ｔ２の間には、サービスＢには既予約がなく、すなわち予約割当帯域がない場合を表している。
【００５７】
現在ｔ０において、サービスＢを利用する予約情報が新たに受け付けられたとする。その予約情報には、サービスＩＤと、その利用要求帯域と、その利用要求帯域の利用要求期間とが含まれている。
そして、まず、サービスＢ自身の空き帯域が算出される。図１０では、サービスＢの最大割当済帯域が０であるので、サービスＢ自身の空き帯域は、サービス帯域ＢＷｂとなる。ただし、利用期間ｔ１〜ｔ２の間において、サービスＢの予約割当帯域が存在している場合には、サービス帯域ＢＷｂからサービスＢの最大割当済帯域（すなわち予約割当帯域の合計が最大となる帯域）を減算して、空き帯域を算出する。
次に、利用要求帯域からサービスＢの空き帯域を減算して不足帯域を算出する。その結果、不足帯域が、正であった場合には、サービスＡの空き帯域をサービスＢに貸し出すようにする。そして、今度は、サービスＡについて、空き帯域Ｗｖを算出する。
次に、図１０に示すような、時間方向をＸ軸、帯域方向をＹ軸としたときに、点（Ｘ，Ｙ）＝（ｔ０，Ｗｖ）と点（Ｘ，Ｙ）＝（ｔ３，０）を通る直線、すなわち空き帯域割当関数Ｘ（ｔ）１００を適用して、Ｘ(ｔ２)を貸出帯域Ｗｘｂとする。
これを言い換えると、予約情報を受け付けた時刻ｔ０から将来の時刻ｔ３になるにしたがって空き帯域Ｗｖの大きさを減少させる演算を行い、利用終了時刻ｔ２における空き帯域Ｗｖの大きさを貸出帯域Ｗｘｂとする。
【００５８】
なお、貸出帯域Ｗｘｂが、利用要求帯域の不足帯域（利用要求帯域からサービスＢの空き帯域を減算して算出される）より大きい場合、貸出帯域Ｗｘｂ全てをサービスＢに貸し出してもよいし、不足帯域分だけを貸し出してもよい。また、それらの中間の帯域を貸し出しても構わない。
さらに、図１０では、空き帯域割当関数Ｘ（ｔ）１００は直線（減少率が一定）となる場合を示したが、これに限られず、予約を受け付けた時刻ｔ０から将来の時刻になるにしたがって空き帯域Ｗｖの大きさを減少させる関数であれば、時間を変数とした対数、指数、および２次関数のいずれかまたはそれらの組み合わせであっても構わない。
また、サービスＡに、他のサービスに貸し出さない帯域の閾値が設けられている場合には、予めその閾値の分だけ空き帯域を少なく計算すればよい。
【００５９】
≪複数のサービスから空き帯域を貸し出す場合の処理≫
次に、ステップＳ９６〜ステップＳ９７（図９参照）において、複数のサービスから空き帯域を貸し出す場合の処理の流れの詳細について、図１１を用いて説明する（適宜図２，図１０参照）。図１１は、複数のサービスから空き帯域を貸し出す場合の処理の流れを示す図である。
まず、帯域割当部２１（図２参照）は、サービスごとに空き帯域Ｗｖを算出する（ステップＳ１１１）。空き帯域Ｗｖの算出は、図１０を用いて説明した通りである。
次に、空き帯域割当関数Ｘ（ｔ）１００を用いて、サービスごとに貸出帯域Ｗｘｂを算出する（ステップＳ１１２）。
そして、サービスごとに算出された貸出帯域Ｗｘｂについて、後記する選択基準に基づいて、各サービスの貸出帯域の選択順を決定する（ステップＳ１１３）。
【００６０】
次に、未選択の貸出帯域があるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４において、未選択の貸出帯域がある場合（ステップＳ１１４でＹｅｓ）、処理はステップＳ１１５へ進む。また、未選択の貸出帯域がない場合（ステップＳ１１４でＮｏ）、処理はステップＳ１１７へ進む。
【００６１】
ステップＳ１１５では、貸出帯域を加算するときの合計の初期値を０として、選択順にしたがって貸出帯域Ｗｘｂを１つ選択して、その貸出帯域Ｗｘｂを前回までの合計に加算する。そして、貸出帯域Ｗｘｂの合計が、利用要求帯域の不足分を超えたか否かを判定する（ステップＳ１１６）。貸出帯域Ｗｘｂの合計が利用要求帯域の不足分を超えた場合（ステップＳ１１６でＹｅｓ）、処理はステップＳ１１７へ進む。また、貸出帯域Ｗｘｂの合計が利用要求帯域の不足分を超えていない場合（ステップＳ１１６でＮｏ）、処理はステップＳ１１４へ戻る。
ステップＳ１１７では、合計された分の貸出帯域Ｗｘｂを貸し出す。
【００６２】
なお、貸し出し分として算出された貸出帯域Ｗｘｂの合計が、利用要求帯域より大きい場合、合計された個々の貸出帯域Ｗｘｂの全てを他のサービスに貸し出してもよいし、利用要求帯域分だけに変更して貸し出してもよい。また、それらの中間の帯域を貸し出しても構わない。
【００６３】
≪選択基準について≫
次に、ステップＳ１１３に記載した選択基準とその処理の流れについて、以下に説明する。
（１）大きな空き帯域を有するサービスから貸し出し
本実施形態に表した空き帯域割当関数Ｘ（ｔ）１００を用いれば、貸出帯域の大きさは、空き帯域の大きさに比例する。したがって、図１１に示すステップＳ１１３において、貸出帯域の選択基準を、空き帯域の大きい順とした場合には、ステップＳ１１５〜Ｓ１１７に示すように、空き帯域の大きい順に貸出帯域を算出して、その算出した貸出帯域を加算し、加算した合計が利用要求帯域を超えたときに、その加算された個々の貸出帯域を貸し出す。
なお、貸出帯域の大きさの比較は、帯域割当部２１（図２参照）によって実行される。
【００６４】
（２）小さな帯域使用率のサービスから貸し出し
帯域使用率は、現在ｔ０以前の所定期間における予約割当帯域をサービス帯域で除算して算出される。図１１に示すステップＳ１１３において、空き帯域の選択基準を、帯域使用率の小さい順とした場合には、ステップＳ１１５〜Ｓ１１７に示すように、帯域使用率の小さい順に、貸出帯域を算出して、その算出した貸出帯域を加算し、加算した合計が利用要求帯域を超えたときに、その加算された個々の帯域を貸し出す。
なお、帯域使用率についての演算は、帯域割当部２１（図２参照）によって実行される。
【００６５】
（３）予約割当帯域の平均が小さいサービスから貸し出し
予約割当帯域の平均は、現在ｔ０以前の所定期間における予約割当帯域の時間平均として算出される。図１１に示すステップＳ１１３において、空き帯域の選択基準を、予約割当帯域の平均が小さい順とした場合には、ステップＳ１１５〜Ｓ１１７に示すように、予約割当帯域の平均が小さい順に、貸出帯域を算出して、その算出した貸出帯域を加算し、加算した合計が利用要求帯域を超えたときに、その加算された個々の帯域を貸し出す。
なお、予約割当帯域の平均の比較は、帯域割当部２１（図２参照）によって実行される。
また、予約割当帯域の平均が小さい順に空き帯域を貸し出すことは、空き帯域が大きい可能性が高く、予約に対する棄却を抑えることができる。
【００６６】
（４）貸し出される帯域が利用要求帯域以上でかつ利用要求帯域に最も近い貸出帯域を貸し出し
図１１に示すステップＳ１１３において、空き帯域の選択基準を、貸し出される帯域が利用要求帯域以上でかつ利用要求帯域に最も近い貸出帯域としたときには、全ての空き帯域について貸出帯域を算出し、算出した貸出帯域と利用要求帯域とを比較し、利用要求帯域以上でかつその利用要求帯域に最も近い帯域を選択する。
なお、貸出帯域の大きさと利用要求帯域の大きさとの比較は、帯域割当部２１（図２参照）によって実行される。
【００６７】
（５）サービスが使用されているときの空き帯域の分散が小さいサービスから貸し出し
図１１に示すステップＳ１１３において、空き帯域の選択基準を、サービス使用時の空き帯域の分散が小さい順とした場合には、ステップＳ１１５〜Ｓ１１７に示すように、サービス使用時の空き帯域の所定期間内の分散が小さい順に、貸出帯域を算出して、その算出した貸出帯域を加算し、加算した合計が利用要求帯域を超えたときに、その加算された個々の貸出帯域を貸し出す。
なお、空き帯域の分散についての演算は、帯域割当部２１（図２参照）によって実行される。
また、空き帯域の分散が小さい順に空き帯域を貸し出すことは、空き帯域が安定（一定）している可能性が高く、予約に対する棄却を抑えることができる。
【００６８】
≪変形例；貸出帯域の大きさの調整≫
次に、図１１に示すステップＳ１１７において算出された貸出帯域の大きさの調整処理について、図１２を用いて説明する。図１２は、貸出帯域の大きさの調整処理を示す図である。
図１２では、簡単なケースとして、サービスＡの予約に対する最大割当済帯域Ｗａｔが、時刻ｔ０〜ｔ１の間で、変化していない場合を示している。
貸出帯域Ｗｘｂ０，Ｗｘｂ０１，Ｗｘｂ１がそれぞれ、時刻ｔ０，ｔ０１，ｔ１において算出された値であるとする。
図１２では、貸出帯域Ｗｘｂは、Ｗｘｂ１＞Ｗｘｂ０１＞Ｗｘｂ０のように算出される。すなわち、利用終了時刻ｔ２が、現在ｔ０に近い予約ほど、大きな貸出帯域Ｗｘｂを割り当てられることになる。
帯域割当部２１（図２参照）は、前記のようにして算出された貸出帯域Ｗｘｂのうち、最も大きな貸出帯域Ｗｘｂを、サービスＢに貸し出す貸出帯域Ｗｘｂとして決定する。
【００６９】
第１実施形態における帯域割当装置１０によれば、サービスの空き帯域を別のサービスに貸し出すことができるため、空き帯域を複数のサービスで共有して有効に使用することができる。また、空き帯域割当関数Ｘ（ｔ）１００は、経時的に第２のサービスの利用帯域が増加するのを見越して貸出帯域を割り当てることになる。したがって、継続的に大きな帯域が占有されることを防止することができる。その結果、予約の棄却率を低減することができる。
【００７０】
≪第２実施形態≫
第２実施形態は、第１実施形態とは、受け付ける予約情報の内容が異なり、それにともなって、貸出帯域の演算処理（図９に示すステップＳ９６）が異なる。しかし、それ以外の処理は、第２実施形態と第１実施形態とでは同じである。そのため、第２実施形態の帯域割当装置１０の構成図は、図２と同様なので、図示を省略する。また、第１実施形態における予約条件情報３６を、第２実施形態では、「予約条件情報３６ａ」と表記することとする。
【００７１】
図１３は、第２実施形態における予約条件情報を示す図である。
図１３が図７と異なる点は、新たに借用情報欄が設けられていることである。そして、予約ＩＤ「Ｂｕ１」のサービスＩＤが「Ａ」とされている。この借用情報は、本来はサービスＢの帯域を使用することになっている予約ＩＤ「Ｂｕ１」が、初めから、サービスＩＤ「Ａ」のサービスから貸出帯域を割り当ててもらうことを示している。そのために、例えば、借用情報欄のフラグが「１」であれば、異なるサービス帯域から貸出帯域を割り当ててもらうことを示す。このことにより、サービスＢの空き帯域を算出する処理を省略することが可能となる。
そして、それ以外の処理については、第１実施形態に記載したのと同様であるので、説明を省略する。
【００７２】
第２実施形態における帯域割当装置１０によれば、第１実施形態における効果と同様の効果がある。
【００７３】
以上、各実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。
【００７４】
また、本発明の各実施形態において、帯域割当装置１０（図２参照）の各部の処理について説明したが、これらの処理は、帯域割当装置１０をコンピュータで実現したときに搭載されるプログラムによって実現されてもよい。このプログラムは、通信回線を介して提供することもできるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る帯域割当システムの構成の一例を示す図である。
【図２】帯域割当装置の機能を示す図である。
【図３】帯域割当情報の一例を示す図である。
【図４】（ａ）は、リソース情報のうち、リンク情報の一例を示す図であり、（ｂ）は、リソース情報のうち、リソース予約情報の一例を示す図である。
【図５】パス情報の一例を示す図である。
【図６】経路候補情報の一例を示す図である。
【図７】予約条件情報の一例を示す図である。
【図８】パス予約情報の一例を示す図である。
【図９】帯域割当処理の流れを示す図である。
【図１０】貸出帯域の算出処理の概要を示す図である。
【図１１】複数のサービスから空き帯域を貸し出す場合の処理の流れを示す図である。
【図１２】貸出帯域の大きさの調整処理を示す図である。
【図１３】第２実施形態における予約条件情報の一例を示す図である。
【図１４】本実施形態の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１      帯域割当システム
１０    帯域割当装置
１１〜１４  通信装置
２０    処理部
２１    帯域割当部
２２    経路計算部
２３    パス設定部
３０    記憶部
３１    帯域割当情報
３２    リソース情報
３３    パス情報
３４    経路候補情報
３５    パス予約情報
３６，３６ａ  予約条件情報
１００    空き帯域割当関数
ＢＷａ，Ｂｗｂ  サービス帯域
Ｗａ１，Ｗａ２，Ｗｂ  予約割当帯域
Ｗａｔ    最大割当済帯域
Ｗｖ      空き帯域
Ｗｘｂ    貸出帯域
【図１】
0004852069.tif 000002
【図２】
0004852069.tif 000003
【図３】
0004852069.tif 000004
【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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