JP2006166343A - 格子型波長多重光ネットワーク及び格子型波長多重光ネットワークでの経路配置移行方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パケットの到達性を保ちながら、ネットワーク全体のパス配置を現用パス配置から、最適パス配置へと移行可能にする。
【解決手段】格子状に配置された複数のノードと、隣接するノード間を接続して波長多重光信号を伝送する光ファイバと、複数のノードの各々に接続されている管理装置とを備える格子型波長多重光ネットワークで現用経路配置から最適経路配置へ移行するにあたって実施される。未設定である必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長を用いて、必要経路の設定を行う。不要経路がある場合は、不要経路を解除した場合に別の経路で光信号を伝送可能か判定し、不要経路が解除可能な場合は、不要経路を伝送する光信号を別の経路に退避した後、不要経路を解除する。
【選択図】図６

Description

この発明は、格子型波長多重光ネットワーク及び格子型波長多重光ネットワークでの経路配置移行方法に関するものである。

近年、インターネットの普及等により通信需要が急速に増大している。それに対応して光ファイバ等を用いた高速でかつ大容量の光ネットワークが整備されつつある。このような光ネットワークでは、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方法が必要不可欠である。

このＷＤＭ方法を用いた光ネットワークは、ルータを備える複数のノードと、光ファイバで構成されるノード間を接続する経路（パス）とを備えて構成される。この光ネットワークにおいて、ノード又は光ファイバで障害又は輻輳などの通信を妨げる状況が発生した場合は、障害又は輻輳区間（以下、単に障害区間と称する。）を迂回することにより、通信を妨げる状況から回避し、通信状態を復旧する方法が提案されている。例えば、通信状態を復旧する方法として、現在使用している光パス（現用パス）を予備の光パス（予備パス）で代用する方法がある（特許文献１参照）。
特開２００３−２１８９１２号公報

しかしながら、上述の従来例の方法は、単に障害区間を迂回することにより通信状況を復旧する方法であり、迂回後のパス配置は、必ずしも最適なパス配置とはいえない。

また、ネットワークの最適なパス配置に移行するためには、ネットワーク全体のパスを切り換える必要がある。しかし、このネットワーク全体のパスの切り換えの際に、伝送するパケットの到達性を確保する方法が確立されていない。従って、ネットワークの最適なパス配置に移行するにあたって、パケットの損失が生じてしまうという課題がある。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、パケットの到達性を保ちながら、ネットワーク全体のパス配置を現用パス配置から、最適パス配置へと移行可能な格子型波長多重光ネットワーク及び経路配置移行方法を提供することにある。

上述した目的を達成するために、この発明の格子型波長多重光ネットワークは、格子状に配置された複数のノードと、隣接するノード間を接続して波長多重光信号を伝送する光ファイバと、複数のノードの各々に接続されている管理装置とを備えている。

複数のノードの各々は、ルータ、及び管理装置からの設定信号に応答して、波長多重光信号に含まれる各波長の光信号をルータで中継する終端状態と、ルータで中継しない通過状態との切換えと光信号の出力先のノードの変更を行う光路切換部を備えて構成されている。光路切換部の状態の切換えと、光信号の出力先のノードの変更により、光ネットワークで伝送される波長多重光信号の経路の設定又は解除を行う。

管理装置は、パケット到達性判定手段、経路解除手段、経路設定手段を備えている。パケット到達性判定手段は、２つのノード間に設定されている経路を不要経路として解除可能かを判定する。不要経路解除手段は、不要経路が解除可能な場合は、不要経路を伝送する光信号を別の経路に退避した後、不要経路を解除する、設定信号をノードに送信する。経路設定手段は、２つのノード間に必要な経路である必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長を用いて必要経路の設定を行う設定信号をノードに送信する。

また、この発明の格子型波長多重光ネットワークでの経路配置移行方法は、格子状に配置された複数のノードと、隣接するノード間を接続して波長多重光信号を伝送する光ファイバと、複数のノードの各々に接続されている管理装置とを備える格子型波長多重光ネットワークで現用経路配置から最適経路配置へ移行するにあたって実施され、以下の過程を備えている。

先ず、現用経路配置と最適経路配置とを比較して、経路を不要経路と必要経路とに分類する。次に、未設定である必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、当該必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長を用いて、必要経路の設定を行う。次に、ノード毎に、未設定の必要経路の有無を判定し、未設定の必要経路がある場合は、さらに、当該必要経路の設定が可能か否か判定する。

必要経路の設定が可能な場合は、必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長を用いて必要経路の設定を行う。

必要経路の設定が不可能な場合は、さらに不要経路が解除可能かを判定し、不要経路が解除可能な場合は、当該不要経路を伝送する光信号を別の経路に退避した後、不要経路を解除し、然る後、必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長を用いて必要経路の設定を行う。

未設定の必要経路の有無を判定した結果、必要経路がない場合は、不要経路の有無を判定する。

不要経路がある場合は、不要経路が解除可能な場合は、不要経路を伝送する光信号を別の経路に退避した後、不要経路を解除する。一方、不要経路がない場合は、当該ノードでの処理を終了する。

また、この発明の格子型波長多重光ネットワークでの経路配置移行方法の好適実施例によれば、格子状に配置された複数のノードと、隣接するノード間を接続して波長多重光信号を伝送する光ファイバと、前記複数のノードの各々に接続されている管理装置とを備える格子型波長多重光ネットワークで現用経路配置から最適経路配置へ移行するにあたって実施され、以下の過程を備えている。

先ず、各経路の通信量を取得する。次に、現用経路配置と最適経路配置とを比較して、経路を不要経路と必要経路とに分類する。次に、未設定の必要経路であって最も通信量の多い必要経路について、必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長がある場合は、当該波長を用いて、必要経路の設定を行う。

次に、不要経路であって、最も通信量の少ない不要経路について、不要経路が解除可能かを判定し、不要経路が解除可能な場合は、不要経路を伝送する光信号を別の経路に退避した後、該不要経路を解除する。

未設定の必要経路及び不要経路がなくなるまで、必要経路の設定を行う過程と、不要経路を解除する過程とを繰り返す。

この発明の格子型波長多重光ネットワーク及び格子型波長多重光ネットワークの経路配置移行方法によれば、経路設定手段により、現用経路配置において、使用していない波長、すなわち、使用している波長とは異なる波長を用いて最適経路配置での必要経路を設定している。また、パケット到達性判定手段により、不要経路を解除した場合の光信号の到達性が保たれる場合のみ、不要経路を解除する。従って、経路変更の際に、光信号の到達性を確保しながら、ネットワーク全体について現用経路配置から最適経路配置へと移行することができる。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、構成および配置関係についてはこの発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の数値的条件などは、単なる好適例にすぎず、この発明は以下の実施の形態に限定されない。

（第１実施形態の構成）
図１は、この発明の経路配置の移行を行う内部ネットワークを説明するための概略構成図である。内部ネットワークは、格子状に配置された複数のノード（以下、Ｎで表すこともある。）と、隣接するノード間を接続して波長多重光信号を伝送する光ファイバと、複数のノードの各々に接続されている管理装置とを備える格子型波長多重光ネットワークである。

ここでは、内部ネットワークは、９個のノードが３×３の格子状に配置されているものとして説明するが、何ら９個に限定されるものではない。これらのノードには、それぞれ固有のノードＩＤが割り当てられていて、ここではノードＩＤを１から９までの自然数とする。例えば、Ｎ１はノードＩＤが１であるノードを示す。

各ノード（Ｎ１〜Ｎ９）の構成の詳細については後述するが、各ノードは外部ネットワークと接続されるルータ、及び光信号の伝送経路を定める光路切換部を備えている。

隣接するノード間は、光ファイバにより物理的に接続されている。これらの光ファイバには、それぞれ固有のファイバＩＤが割り当てられていて、ここではファイバＩＤを１から１２までの自然数とする。また、光ファイバをＦで表し、例えばＦ１はファイバＩＤが１である光ファイバを表す。光ファイバＦ１〜Ｆ１２は、隣接するノード間で双方向に通信可能であり、かつ、波長多重により波長の異なる複数の光信号を多重した波長多重光信号を伝送可能であるものとする。なお、ノード間を接続する光ファイバは１本ずつとして、双方向波長多重通信を行う構成としても良いし、２本の光ファイバを備えて、一方向の波長多重通信を行う構成としても良い。光ファイバは、使用する波長など設定に応じて、任意好適な構成とすることができる。

図２は、図１を参照して説明した内部ネットワークの経路（パス）配置の制御を行うための制御ネットワークの説明に供する概略構成図である。

制御ネットワークは、ノード（Ｎ１〜Ｎ９）と、管理装置２７０、及び管理装置２７０と各ノード（Ｎ１〜Ｎ９）との間で制御信号の送受信を行う制御回線２５０を備えて構成されている。制御回線２５０は、設定回線２５１及び測定回線２５３を備えている。管理装置２７０で生成された設定信号は、設定回線２５１を経てＮ１〜Ｎ９へ送られる。また、Ｎ１〜Ｎ９でのトラフィックの測定結果は、測定回線２５３を経て、管理装置２７０へ送られる。

図３は、ノード（Ｎ）の構成を説明するための概略構成図である。

ノードは、第１〜４の入力光ファイバ３０１ａ〜３０１ｄ、第１〜４の分波器３２１ａ〜３２１ｄ、光路切換部３３０、第１〜４の合波器３２６ａ〜３２６ｄ、第１〜４の出力光ファイバ３０６ａ〜３０６ｄ、ルータ３５０、第１〜４の変換装置３５３ａ〜３５３ｄ、及び制御装置３３５を備えている。光路切換部３３０は、終端部３３１及び光スイッチ部３３３を備えている。

ノードには、入力光ファイバ３０１ａ〜３０１ｄを経て、他のノードから波長多重された光信号が入力される。ここでは、光信号は４種類の波長を多重した波長多重光信号として説明するが、何ら４種類に限定されるものではない。これらの４種類の波長には、それぞれ固有の波長ＩＤが割り当てられていて、ここでは波長ＩＤを１から４までの自然数とする。また、以下の説明では、波長をλで表し、例えばλ１は、波長ＩＤが１である波長を示す。

入力光ファイバ３０１ａ〜３０１ｄを経て入力された波長多重光信号は、第１〜４の分波器３２１ａ〜３２１ｄで波長がλ１〜λ４である４つの分波信号に分波される。各分波信号は、終端部３３１を経て、光スイッチ部３３３に送信される。終端部３３１は、分波器３２１ａ〜３２１ｄから分波信号を取り出してルータ３５０に送る機能と、ルータ３５０から送られた光信号を光スイッチ部３３３へ送る機能を備えていて、例えば、任意好適な周知のＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）装置で実現できる。ここで、ノードは４つの入力光ファイバ３０１ａ〜３０１ｄを備えていて、それぞれが４つの分波信号に分波されるので、終端部３３１に入力される分波信号は１６系統になる。終端部３３１は、この１６系統の分波信号が通る光路のそれぞれにＯＡＤＭ装置を備えて構成することができる。各ＯＡＤＭ装置は、制御装置３３５からの終端制御信号に応答して、通過（カットスルー）状態と、終端状態との間で切換えを行う。ここで、カットスルー状態は、分波器３２１ａ〜３２１ｄから入力された分波信号を、ルータ３５０を通過せずに、直接光スイッチ部３３３に送っている状態である。また、終端状態は、分波器３２１ａ〜３２１ｄから終端部３３１に入力された分波信号をルータ３５０に送り、かつルータ３５０から受信した光信号を終端部３３１から光スイッチ部３３３へ送っている状態、すなわち、各波長の光信号をルータ３５０で中継する状態である。

光スイッチ部３３３に入力された分波信号は、第１〜４の合波器３２６ａ〜３２６ｄのいずれか１つに出力される。この分波信号の光路の切換えは、１６系統の分波信号のそれぞれに対して行われるため、光スイッチ部３３３は１６個の１×４光スイッチ装置を備えて構成することができる。ここで１×４光スイッチ装置は、１つの入力を４つのチャネルから１つを選択して出力するものであり、任意好適な周知のものを用いることができる。各１×４光スイッチ装置は、制御装置３３５からの切換制御信号に応答して、終端部３３１から送られた光信号を、第１〜４の合波器３２６ａ〜３２６ｄのいずれか１つに出力する。

第１〜４の合波器３２６ａ〜３２６ｄは、入力された光信号を合波、すなわち、波長多重する。第１〜４の合波器３２６ａ〜３２６ｄには、第１〜４の出力光ファイバ３０６ａ〜３０６ｄが１対１に対応していて、波長多重された光信号が出力光ファイバから出力される。

ノードが外部ネットワーク３６０から受信したパケットは、トラフィック計測装置３５７を経てルータ３５０に送られる。トラフィック計測装置３５７は、パケットから、ＩＰアドレスなどの送信元及び送信先情報と、パケットの伝送量とを、トラフィックとして取得する機能を備え、トラフィックの計測結果を、測定回線２５３を経て管理装置２７０に送信する。トラフィック計測装置３５７は任意好適な周知のものを用いることができる。

ルータ３５０は、第１〜４の内部インタフェース３５１ａ〜３５１ｄを備え、受信したパケットをルータ３５０が備える経路情報に従って、内部インタフェース３５１ａ〜３５１ｄのいずれかを経て出力させる。ルータ３５０は任意好適な周知のものを用いることができる。

ルータ３５０から出力されたパケットは、変換装置３５３ａ〜３５３ｄで波長変換された光信号として終端部３３１へ送られる。ここで、変換装置３５３ａ〜３５３ｄは、第１〜４の内部インタフェース３５１ａ〜３５１ｄに１対１に対応して設けられている。第１の内部インタフェース３５１ａから出力されたパケットは、第１の変換装置３５３ａで波長λ１の光信号に変換される。第２の内部インタフェース３５１ｂから出力されたパケットは、第２の変換装置３５３ｂで波長λ２の光信号に変換される。第３の内部インタフェース３５１ｃから出力されたパケットは、第３の変換装置３５３ｃで波長λ３の光信号に変換される。第４の内部インタフェース３５１ｄから出力されたパケットは、第４の変換装置３５３ｄで波長λ４の光信号に変換される。変換された光信号は、終端部３３１のＯＡＤＭ装置を経て光スイッチ部３３３に送られ、所定の出力光ファイバから出力される。

また、終端部３３１からルータ３５０へ送られるパケットは、波長λ１、λ２、λ３及びλ４のいずれかの光信号であるので、これらの光信号をルータ３５０で処理できる信号に変換する。例えば、ルータ３５０で処理される信号が、波長λの光信号の場合は、第１〜４の変換装置３５３ａ〜３５３ｄは任意好適な波長変換装置とすることができる。また、ルータ３５０で処理できる信号が電気信号の場合は、第１〜４の変換装置３５３ａ〜３５３ｄが、電気―光変換器及び光―電気変換器を備える構成とすればよい。

管理装置２７０から各ノードに送られる設定信号は、ルータ３５０が備える経路情報を書き換える経路書換信号、終端部３３１に対する終端制御信号、及び光スイッチ部３３３に対する切換制御信号を含んでいる。設定信号は、管理装置２７０から設定回線２５１を経て制御装置３３５に送られる。制御装置３３５は、設定信号の受信に応答してルータ３５０、終端部３３１及び光スイッチ部３３３に、それぞれ、経路書換信号、終端制御信号及び切換制御信号を送信する。

図４は、管理装置２７０を説明するための概略構成図である。管理装置２７０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２８０、記憶部２７５、送信部２７１、受信部２７３、及び入出力部２７７を備えて構成される、周知のコンピュータ等を用いることができる。入出力部２７７は、コンピュータに通常用いられるキーボード及びマウス等の公知の入力装置、及びディスプレイ等の表示装置を備えている。記憶部２７５には、ハードディスク等の任意好適な周知の記憶装置が用いられる。ＭＰＵ２８０は、周知の構成とすることができ、ここでは、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２９０と、メモリとしてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２８３及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２８１を備える構成としている。

ＣＰＵ２９０が備える制御手段２９１は、ＲＯＭ２８１等に読み出し自在に記録されているプログラムを読み出して、当該プログラムを実行することにより、ＣＰＵ２９０の機能手段として、トラフィック監視手段２９３、経路設定手段２９５、及び経路配置移行手段２９７を実現する。経路設定手段２９５は、さらに、経路変更判定手段２９５ａ、中継トラフィック計算手段２９５ｂ、最適経路計算手段２９５ｃを備える。また、経路配置移行手段２９７は、パケット到達性判定手段２９７ａ、不要経路解除手段２９７ｂ、及び必要経路設定手段２９７ｃを備えている。なお、各機能手段での処理の詳細は後述する。

受信部２７３は、任意好適な周知の入力インタフェースとすることができる。管理装置２７０に送られたノード（Ｎ１〜Ｎ９）でのトラフィックの測定結果は、受信部２７３を経てトラフィック監視手段２９３に送られる。

トラフィック監視手段２９３は、受信したトラフィックの測定結果に基づいて、トラフィック情報として、ノード間の送受信トラフィックのテーブル（以下、単にトラフィックテーブルと称する。）を作成する。図５にトラフィックテーブルの例を示す。このトラフィックテーブルでは、送信元の各ノードに対して、宛先の各ノードへのトラフィックがマトリックス状に示されている。従って、送信元の各ノードと、宛先の各ノードからそれぞれ１つずつノードを選択すると、送信元のノードから、宛先のノードへのトラフィックを得ることができる。このトラフィックテーブルはＲＡＭ２８３又は記憶部２７５に読み出し自在に記憶される。

経路配置移行手段２９７は、現用経路配置から最適経路配置への移行処理を行う。移行処理の詳細は、後述するが、経路配置移行手段２９７は、ノードの設定を変更するための設定信号を生成し、送信部２７１及び設定回線２５１を経てノード（Ｎ１〜Ｎ９）へ送る。また、経路配置移行手段２９７は、パスの設定状態を示すパステーブルを作成し、ＲＡＭ２８３又は記憶部２７５に読み出し及び書換え自在に記憶する。パステーブルについては後述する。

（第１実施形態の動作）
図１から図６を参照して、第１実施形態の動作について説明する。図６は管理装置での処理フローを示す図である。

ステップ（以下、ステップをＳで表す。）１０では、トラフィック監視手段２９３は、内部ネットワークの各ノードでトラフィックを監視している。トラフィック監視手段２９３は、各ノード（Ｎ１〜Ｎ９）から受信したトラフィックの測定結果に基づいて、トラフィックテーブルを作成して、このトラフィックテーブルをＲＡＭ２８３又は記憶部２７５に読み出し自在に記憶する。

Ｓ１５では、経路変更判定手段２９５ａは、各ノードでのトラフィックと、予め記憶装置に記録されている閾値との比較を行う。閾値は、例えば、各ノードについて、ノードが備えるルータにおいて処理可能なトラフィックの最大量として定められる。トラフィックが、ノードでの閾値を超えている場合、当該ルータを備えるノードにおいて、輻輳が生じるおそれがある。この場合には、Ｓ２０の最適なパスの配置（以下、最適パス配置と称する。）の計算を行う。

各ノードでのトラフィックと、予め記憶部２７５やＲＡＭ２８３などの記憶装置に記録されている閾値と比較するにあたり、先ず、中継トラフィック計算手段２９５ｂが、ＲＡＭ２８３又は記憶部２７５に記録されているトラフィックテーブル及びパステーブルを読み出して、これらのテーブルに基づいて各ノードでの中継トラフィックを計算する。例えば、パステーブルにＮ１とＮ２を直接結ぶパスが存在しない場合、Ｎ１からＮ２へパケットを伝送するには、パステーブルに存在するパスを組み合わせて用いることで伝送を行う。ここでは、先ず１つのパスを用いてＮ１からＮ４へ当該パケットを伝送し、その後、別のパスを用いてＮ４からＮ２へパケット伝送するものとする。図５に示すトラフィックテーブルによれば、送信元のノードＩＤが１、すなわちＮ１から、宛先のノードＩＤが２、すなわちＮ２に送信されるトラフィックは４４となる。このトラフィックの４４が、ノード４で中継するトラフィックになる。同様に送信先ノードと宛先ノードの全ての組合せについて、ノード毎に中継するトラフィックを足し合わせ、さらに外部ネットワークとルータの間のトラフィックを足し合わせることによって、中継トラフィックが得られる。中継トラフィックの計算結果は、例えばＲＡＭ２８３に読み出し自在に記録される。

パステーブルは経路配置移行手段２９７で生成され、ＲＡＭ２８３又は記憶部２７５等に読み出し及び書換え自在に記録されている。現在設定されているパスの配置（以下、現用パス配置と称する。）に対応する現用パステーブルの例を表１に示す。

パス欄には、パス毎に定められるパスＩＤが示されている。ここでは９本のパスを用いており、パスＩＤを１から９までの自然数とする。以下の説明ではパスをＰで示し、例えば、Ｐ１はパスＩＤが１のパスを示す。波長欄には、パス毎に割り当てられた波長の波長ＩＤが示されている。

終端ノード１欄及び終端ノード２欄には、パスが終端されているノードのノードＩＤを示している。この終端ノード１及び終端ノード２において、パスはこれらのノードが備えるルータ３５０と接続される終端状態となっている。なお、終端ノード１と終端ノード２との間に区別は無く、ここでは簡単のため、ノードＩＤの小さいほうを終端ノード１とし、ノードＩＤの大きいほうを終端ノード２としている。また、以下の説明では、終端ノード１及び終端ノード２を合せて終端ノードと称することもある。

各ノードが、２つのパスに対する終端ノードとして用いられるように現用パスは設定されているので、各ノードでルータ３５０が中継する光信号の波長は２種類である。ルータは４つの内部インタフェース３５１ａ〜３５１ｄを備える構成、すなわち、４種類の波長が使用可能な波長として割り当てられている。従って、各ノードでは、割り当てられた４種類の波長のうち２種類の波長を現用パスとして使用し、残りの２種類の波長を予備としている。

通過ノード欄には、パスが通過するノードのノードＩＤが示されている。ここで、通過ノードに入力された光信号は、ルータ３５０を介さずに隣接するノードに出力される。すなわち、通過ノードでは、光信号はカットスルーされる。なお、パスが備える終端ノード１及び終端ノード２が隣接するノードである場合は、通過ノードは無いので、この場合、通過ノード欄は、０とする。

通過ファイバ欄には、パスが通過する光ファイバのファイバＩＤが示されている。

状態フラグ欄には、パスの設定状態のフラグが示され、現用パス配置で使用しているパスのフラグは１としている。

経路変更判定手段２９５ａは、ＲＡＭ２８３に記録されている中継トラフィックの計算結果を読み出してきてこの計算結果を、記憶部２７５、ＲＡＭ２８３又はＲＯＭ２８１から読み出してきた閾値と比較する。閾値は、例えばＲＯＭ２８１に予め書き込んでおいても良いし、入出力手段２７７を介してオペレータ等により入力された閾値を、ＲＡＭ２８３又は記憶部２７５に書き込んでも良い。経路変更判定手段２９５ａは、中継トラフィックの計算結果と閾値との比較をすることにより、現用パス配置から最適パス配置への変更を行うか判定する。この判定は、例えば、最適パス配置での中継トラフィックが、閾値以下の場合は変更を行い、閾値を超えている場合は変更を行わない、という基準で行うことができる。また、現用パス配置での中継トラフィックを入出力部２７７の表示装置において表示して、オペレータが入出力部２７７に備えられるキーボード等の入力装置により、入力を行うことで変更する構成とすることもできる。各ノードでの中継トラフィックが閾値を超えている場合には、Ｓ２０の最適パス配置の計算を行う。

Ｓ２０では、最適経路計算手段２９５ｃは、最適パス配置を計算する。ここで、最適パス配置とは、中継トラフィックが最小になる配置である。この最適パス配置を得る方法は、任意好適な公知の最適化アルゴリズム、例えば遺伝的アルゴリズムを用いることができ、この最適化アルゴリズムにより得られた解を最適パス配置とすることができる。ここで得られた最適パス配置は、表１と同様のパステーブルとしてＲＡＭ２８３又は記憶部２７５等の記憶装置に読み出し及び書換え自在に保存される。最適パス配置に対応する最適パステーブルの例を表２に示す。

ここで、最適パス配置で使用する波長、通過ノード及び通過ファイバは未設定なので全て０とする。また、最適パス配置のパスの設定状態を示すフラグは０とする。

Ｓ３０では、現用パス配置から最適パス配置への変更を行うか判定する。この判定は、経路変更判定手段２９５ａが、最適パス配置に対して行った中継トラフィックの計算結果を、記憶部２７５、ＲＡＭ２８３又はＲＯＭ２８１から読み出した閾値と比較することで行われる。経路変更判定手段２９５ａは、中継トラフィックの計算結果と閾値とを比較することにより、現用パス配置から最適パス配置への変更を行うか判定する。この判定は、例えば、最適パス配置での中継トラフィックが、閾値以下の場合は変更を行い、閾値を超えている場合は変更を行わない、という基準で行うことができる。また、最適パス配置での中継トラフィックが、閾値以下という条件を満たさない場合でも、現用パス配置での中継トラフィック以下ならば、最適パス配置への変更を行うという基準で、判定を行っても良い。また、現用パス配置での中継トラフィック及び最適パス配置での中継トラフィックを入出力部２７７の表示装置において表示し、オペレータが入出力部２７７に備えられる入力装置に対してする入力に応答して変更する構成とすることもできる。

Ｓ４０からＳ７０の過程により、経路配置移行手段２９７は、現用パス配置から最適パス配置への移行処理を行う。

図７は、現用パス配置及び最適パス配置の構成例を示す図である。図７（Ａ）の構成例は、表１に示す現用パステーブルに対応する現用パス配置を示していて、Ｐ１〜Ｐ９のパスが設定されている。図７（Ｂ）の構成例は、表２に示す最適パステーブルに対応する最適パス配置を示していて、Ｐ１０〜Ｐ１８のパスの設定を行う。なお、最適パス配置においては、通過ノードの設定はこれらの構成例に何ら限定されない。例えば、Ｐ１１は、終端ノード１がＮ１であり、終端ノード２がＮ５である。このＮ１とＮ５を接続する経路について、最短パスを選択すれば良く、ここでは、通過ノードとしてＮ４を用いて表示しているが、通過ノードとしてＮ２を用いることありうる。移行処理の詳細は、後述するが、経路配置移行手段２９７は、ノードの設定を変更するための設定信号を生成し、送信部２７１及び設定回線２５１を経てＮ１〜Ｎ９へ送ることで、図７（Ａ）に示す現用パス配置から図７（Ｂ）に示す最適パス配置へと移行する。

図８〜１０は、移行過程におけるパスの設定状態を説明するための図である。ここで、直線の軸を持つ矢印は波長ＩＤが１のパスを示し、点線の軸を持つ矢印は波長ＩＤが２のパスを示し、一点破線の軸を持つ矢印は波長ＩＤが３のパスを示し、及び、破線の軸を持つ矢印は波長ＩＤが４のパスを示している。

Ｓ４０では、現用パス配置と、最適パス配置との比較を行う。先ず、経路設定手段２９５は、ＲＡＭ２８３又は記憶部２７５から表１に示す現用パステーブルと、表２に示す最適パステーブルとを読み出す。次に、現用パステーブルと最適パステーブルとを合成して新たにパステーブルを作成して、ＲＡＭ２８３等に読み出し及び書換え自在に記録する。図８（Ａ）は、表１に示す現用パステーブルに対応する現用パス配置を示したものである。次に、状態フラグが１である現用パスの終端ノードと、状態フラグが０である最適パスの終端ノードとを比較する。終端ノードが一致している場合は、パスの変更が無いので状態フラグが１のパスを残し、状態フラグが０のパスを削除する。この例では、Ｐ９とＰ１８は、何れも終端ノード１がＮ８であり、終端ノード２がＮ９である。従って、Ｐ１８のパスをデータテーブルから削除する。現用パステーブルに記録されているパスの中で、同じ終端ノードを持つパスが最適パス配置で使用されないものを不要パスとして、その状態フラグを２とする。以上の規則に従って生成されたパステーブルを表３に示す。

Ｓ５０では、経路配置移行手段２９７に備えられる必要経路設定手段２９７ｃは、設定可能な必要パスの配置を行う。ここで、必要パスとは、状態フラグが０のパスであり、設定可能とは、必要パスの終端ノードと、終端ノード間を結ぶパスに位置する光ファイバの全てにおいて、使用波長とは異なる波長が存在することをいう。

例えば、必要パスとしてＰ１１を設定する場合について説明する。Ｐ１１の終端ノード１は、Ｎ１であり、Ｎ１ではＰ１及びＰ２によってλ１及びλ２を使用している。Ｐ１１の終端ノード２は、Ｎ５であり、Ｎ５では、Ｐ７及びＰ８によってλ１及びλ２を使用している。また、Ｎ１とＮ５とを結ぶパスには、Ｆ１−Ｎ２−Ｆ４を通るパスと、Ｆ３−Ｎ４−Ｆ６を通るパスとが考えられる。Ｆ１−Ｎ２−Ｆ４を通るパスで通過するＦ１及びＦ４では、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４によってλ１、λ２及びλ４を使用している。また、Ｆ３−Ｎ４−Ｆ６を通るパスのＦ３及びＦ６では、Ｐ１、Ｐ３及びＰ４によってλ２及びλ４を使用している。従って、Ｆ１−Ｎ２−Ｆ４を通るパスではλ３の波長が使用可能であり、一方、Ｆ３−Ｎ４−Ｆ６を通るパスでは、λ１及びλ３の波長が使用可能である。

終端ノードと、終端ノードを結ぶ経路に位置する光ファイバの全てにおいて、使用している波長とは異なる波長として、λ３が見つかるので、Ｐ１１は設定可能である。ここで、Ｐ１１として、Ｆ１−Ｎ２−Ｆ４を通るパスと、Ｆ３−Ｎ４−Ｆ６を通るパスの何れも可能であるので、無作為にいずれか一方を選択しても良いし、又は、ファイバＩＤ又はノードＩＤの小さい順に選択しても良い。ここでは、無作為にＦ３−Ｎ４−Ｆ６を通るパスを選択し、かつ設定信号を各ノードに送信して終端部３３１及び光スイッチ部３３３を切り換えることで、必要パス（この例ではＰ１１）を設定する。設定信号の送信に同期して、パステーブルのＰ１１の状態フラグを１としてパステーブルを書き換える（表４）。なお、以下の説明では、必要パスの設定と同時にパステーブルの状態フラグを１としてパステーブルを書き換えるものとして、パステーブルの書換えについての説明を省略することがある。

次に、Ｐ１０を選択する。Ｐ１０の終端ノード１はＮ１であり、終端ノード２はＮ２である。ここで、Ｎ１で使用している波長は、λ１、λ２及びλ３であり、Ｎ２で使用している波長は、λ２及びλ４である。従って、Ｎ１及びＮ２の両方で使用可能波長が無いので、ここでは、Ｐ１０の設定は行わない。その後、Ｐ１１と同様に、設定可能なＰ１３、Ｐ１５及びＰ１６の設定を行う（表５及び図８（Ｂ））。

次に、Ｓ６０の過程により、ノード毎にパスの設定又は解除を行う。ここでは、ノードＩＤの小さいノードから順にパスの設定を行う場合の例につき説明する。各ノードでのパスの設定又は解除は以下のＳ１０１からＳ１１５の過程により行われる。このＳ１０１からＳ１１５までの過程を未設定である必要パス（以下、単に未設定パスと称することもある。）がなくなるまで行う。

Ｓ１０１では、Ｎ１について、未設定パスの有無を判定する。具体的には、必要経路設定手段２９７ｃが、表５に示したパステーブルにおいて、状態フラグが０であり、かつ、終端ノード１及び終端ノード２のどちらかがＮ１であるパスを検索する。その結果、Ｐ１０が見つかる。

Ｓ１０３において、必要経路設定手段２９７ｃは、未設定パスの設定が可能か判定する。この判定では、未設定パス（ここでは、Ｐ１０）の終端ノード１（ここでは、Ｎ１）及び終端ノード２（ここでは、Ｎ２）と、終端ノード１及び終端ノード２を結ぶ経路に位置する光ファイバの全て（ここでは、Ｆ１）において、使用している波長とは異なる波長が存在するか調べる。Ｎ１では、波長ＩＤが１、２及び３の３つの波長を使用しており、また、Ｎ２では、λ２及びλ４の２つの波長を使用しているので、使用波長とは異なる波長が無くＰ１０の設定ができない。

Ｓ１１３では、必要経路設定手段２９７ｃは、パステーブルから、終端ノードがＮ１であって、状態フラグが２である不要パスを検索する。不要パスが見つかった場合は、不要パスを解除した結果、未設定パス（ここでは、Ｐ１０）が設定可能になるか否かを判定する。ここでは、不要パスを解除したときに、終端ノード及び終端ノードを結ぶ経路に位置する光ファイバ全てでの使用波長と異なる波長、すなわち使用可能波長が存在するか判定する。使用可能波長が存在する場合、未設定パス（ここでは、Ｐ１０）は設定可能と判定される。また、使用可能波長が存在しない場合は、未設定パス（ここでは、Ｐ１０）は設定不能と判定される。

ノード１については、Ｐ２が不要パスとして見つかる。次に、パケット到達性判定手段２９７ａが、Ｐ２を解除した場合のパケットの到達性を調べる。ここでは、Ｐ８、Ｐ９及びＰ１１の経路によって、Ｎ１からＮ８までパケットの到達性が保たれる。次に、Ｐ２を解除した場合に、Ｐ１０が設定可能か否か判定する。Ｐ２を解除すると、Ｎ１での使用波長がλ２及びλ３となる。従って、Ｎ１及びＮ２ではλ１が使用可能波長である。また、Ｎ１及びＮ２は隣接するノードであるので、Ｎ１及びＮ２間のパスはＦ１を通るもののみである。ここで、Ｐ２を解除することにより、Ｆ１で使用している波長が、λ４のみとなるので、Ｐ１０としてλ１の波長を用いて設定することができる。

Ｓ１１５で、不要経路解除手段２９７ｂは、Ｎ１及びＮ８間を伝送されているパケットを、別のパスに退避する。不要経路解除手段２９７ｂは、例えば、Ｐ８、Ｐ９及びＰ１１の経路を伝送するように、各ルータの経路情報を変更する設定信号を生成して、当該設定信号を各ノードに送った後、Ｐ２を解除する設定信号を各ノードに送る。この設定信号の受信に応答して各ノードが光路切換部３３０を切り換えてＰ２を解除する。その後、Ｐ１０を設定する設定信号を各ノードに送ることにより、各ノードが光路切換部３３０を切り換えてＰ１０を設定する。

Ｐ１０を設定した後、Ｓ１０１において、他の未設定パスの有無を調べる。Ｎ１には、未設定パスが存在しないので、次に、Ｓ１０７において、不要パスの有無を調べる。

Ｓ１０７ではパステーブルから終端ノードがＮ１であり、状態フラグが２である不要パスを探す。不要パスが見つかった場合は、Ｓ１０９で、解除可能パスの有無を調べる。また不要パスが見つからなかった場合は、Ｎ１での処理を終了して、Ｓ７０の未設定ノードの有無を調べる。ここでは、Ｎ１について、Ｐ１が不要パスとしてみつかるので、Ｓ１０９の処理を行う。

Ｓ１０９では、パケット到達性判定手段２９７ａは、Ｐ１を解除した場合の光信号の到達性を調べる。ここでは、Ｐ３及びＰ１０によって、Ｐ１の終端ノードであるＮ１からＮ４までパケットの到達性が保たれる。

そこで、Ｓ１１１において、不要経路解除手段２９７ｂは、Ｎ１及びＮ４間を伝送されているパケットを、別のパスに退避した後、Ｐ１を解除する。このパスの解除に同期して、パステーブルからＰ１を削除する。なお、以下の説明では、不要パスの解除に同期して、パステーブルから不要パスを削除するものとして、パステーブルでのパスの削除についての説明を省略することがある。

Ｐ１を解除した後、Ｓ１０７において、必要経路設定手段２９７ｃは、他の不要パスの有無を調べる。Ｎ１には、不要パスが存在しないので、Ｎ１での処理を終了する（表６及び図９（Ａ））。

次に、Ｓ７０において、未設定ノードの有無を判定する。ここでは、Ｎ２〜Ｎ９のノードが未設定であるので、次にＮ２について処理を行う。

Ｓ１０１では、Ｎ２について、未設定パスの有無を判定する。具体的には、表６に示したパステーブルにおいて、状態フラグが０であり、かつ、終端ノードがＮ２であるパスを検索する。その結果、Ｐ１２が見つかる。

Ｓ１０３では、未設定パス（ここでは、Ｐ１２）の設定が可能か判定する。この判定では、終端ノード１（ここでは、Ｎ２）及び終端ノード２（ここでは、Ｎ３）と、終端ノード１及び終端ノード２を結ぶ経路に位置する光ファイバの全て（ここでは、Ｆ２）において、使用している波長とは異なる波長が存在するか調べる。

Ｎ２では、λ１、λ２及びλ４の３つの波長を使用している。また、Ｎ３では、λ１、λ３及びλ４の３つの波長を使用している。従って、Ｐ１２の設定ができない。

Ｓ１１３では、必要経路設定手段２９７ｃは、状態フラグが２である不要パスを解除することにより、Ｐ１２が設定可能か否か判定する。その結果、λ２であるＰ４が解除可能な不要パスとして検出される。Ｐ４を解除することで、Ｎ２及びＮ３の両方でλ２を使用することができる。

次に、パケット到達性判定手段２９７ａが、Ｐ４を解除した場合のパケットの到達性を調べる。ここでは、Ｐ３及びＰ１５によって、Ｎ２からＮ７までパケットの到達性が保たれる。次に、必要経路設定手段２９７ｃは、Ｐ４を解除した場合に、Ｐ１２が設定可能か否か判定する。Ｎ２及びＮ３は隣接するノードであるので、Ｎ２及びＮ３間の経路はＦ２を通るもののみである。ここで、Ｐ４を解除することにより、Ｆ２で使用している波長が、λ３のみとなるので、Ｐ１２を、λ２を用いて設定することができる。

従って、Ｎ２及びＮ７間を伝送されているパケットを、別のパスに退避した後、Ｐ４を解除し、さらにＰ１２を設定する。Ｐ１２を設定した後、Ｓ１０１において、他の未設定パスの有無を調べる。Ｎ２には、未設定パスが存在しないので、次に、Ｓ１０７において、不要パスの有無を調べる。

Ｎ２については、Ｐ３が不要パスである。次にパケット到達性判定手段２９７ａは、Ｐ３を解除した場合のパケットの到達性を調べる。ここでは、Ｐ６、Ｐ１２及びＰ１５の経路によって、Ｎ２からＮ４までパケットの到達性が保たれる。そこで、Ｎ２及びＮ４間を伝送されているパケットを、別の経路に退避した後、Ｐ３を解除する。

Ｐ３を解除した後、Ｓ１０７において、他の不要パスの有無を調べる。Ｎ２には、不要パスが存在しないので、Ｎ２での処理を終了する（表７及び図９（Ｂ））。

次に、Ｓ７０において、未設定ノードの有無を判定する。ここでは、Ｎ３〜Ｎ９のノードが未設定であるので、次にＮ３について処理を行う。

Ｓ１０１では、Ｎ３について、未設定パスの有無を判定する。ここでは、Ｎ３には未設定パスが存在しないので、次に、Ｓ１０７において、不要パスの有無を調べる。

Ｎ３については、Ｐ５が不要パスである。次にＰ５を解除した場合のパケットの到達性を調べる。ここでは、Ｐ８、Ｐ１０、Ｐ１１及びＰ１２によって、Ｎ３からＮ６までパケットの到達性が保たれるので、Ｎ３及びＮ６間を伝送されているパケットを、別の経路に退避した後、Ｐ５を解除する。

Ｐ５を解除した後、Ｓ１０７において、他の不要パスの有無を調べる。Ｎ３については、Ｐ６が不要パスである。次にＰ６を解除した場合のパケットの到達性を調べる。ここでは、Ｐ１５及びＰ１６によって、Ｎ３からＮ７までパケットの到達性が保たれる。そこで、Ｎ３及びＮ７間を伝送されているパケットを、別の経路に退避した後、Ｐ６を解除する。

Ｐ６を解除した後、Ｓ１０７において、他の不要パスの有無を調べる。Ｎ３には、不要パスが存在しないので、Ｎ３での処理を終了する（表８及び図９（Ｃ））。

次に、Ｓ７０において、未設定ノードの有無を判定する。ここでは、Ｎ４〜Ｎ９のノードが未設定であるので、次にＮ４について処理を行う。

Ｓ１０１では、Ｎ４について、未設定パスの有無を判定し、その結果、Ｐ１４が見つかる。

Ｓ１０３では、未設定パスの設定が可能か判定する。この判定では、λ４が使用可能波長として判定されるのでＰ１４にλ４の波長を設定する。Ｐ１４を設定した後、Ｓ１０１において、他の未設定パスの有無を調べる。Ｎ４には、未設定パスが存在しないので、次に、Ｓ１０７において、不要パスの有無を調べる。Ｎ４には、不要パスが存在しないので、Ｎ４での処理を終了する（表９及び図１０（Ａ））。

次に、Ｓ７０において、未設定ノードの有無を判定する。ここでは、Ｎ５〜Ｎ９のノードが未設定であるので、次にＮ５について処理を行う。

Ｓ１０１では、Ｎ５について、未設定パスの有無を判定する。ここでは、Ｎ５には未設定パスが存在しないので、次に、Ｓ１０７において、不要パスの有無を調べる。

Ｎ５については、Ｐ７が不要パスである。次にＰ７を解除した場合のパケットの到達性を調べる。ここでは、Ｐ１４、Ｐ１５、及びＰ１６によって、Ｎ５からＮ６までパケットの到達性が保たれる。そこで、Ｎ５及びＮ６間を伝送されているパケットを、別のパスに退避した後、Ｐ７を解除する。

Ｐ７を解除した後、他の不要パスの有無を調べる。Ｎ５については、Ｐ８が不要パスである。次にＰ８を解除した場合のパケットの到達性を調べる。ここでは、Ｐ９、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２及びＰ１３によって、Ｎ５からＮ９までパケットの到達性が保たれる。そこで、Ｎ５とＮ９の間を伝送されているパケットを、別のパスに退避した後、Ｐ８を解除する。Ｐ８を解除した後、他の不要パスの有無を調べる。Ｎ５には、不要パスが存在しないので、Ｎ５での処理を終了する（表１０及び図１０（Ｂ））。

次に、Ｓ７０において、未設定ノードの有無を判定する。ここでは、Ｎ６〜Ｎ９のノードが未設定であるので、次にＮ６について処理を行う。

Ｓ１０１では、Ｎ６について、未設定パスの有無を判定する。その結果、Ｐ１７が見つかる。

Ｓ１０３では、未設定パスの設定が可能か判定する。この判定では、λ１が使用可能波長として判定されるのでＰ１７を、λ１を用いて設定する。Ｐ１７を設定した後、他の未設定パスの有無を調べる。Ｎ６には、未設定パスが存在しないので、次に、Ｓ１０７において、不要パスの有無を調べる。Ｎ６には、不要パスが存在しないので、Ｎ６での処理を終了する（表１１及び図１０（Ｃ））。

次に、Ｓ７０において、未設定ノードの有無を判定する。ここでは、Ｎ７〜Ｎ９のノードが未設定であるので、次にＮ７について処理を行う。

Ｓ１０１では、Ｎ７について、未設定パスの有無を判定する。ここでは、Ｎ７には未設定パスが存在しないので、次に、Ｓ１０７において、不要パスの有無を調べる。Ｎ７には、不要パスが存在しないので、Ｎ７での処理を終了する。

次に、Ｓ７０において、未設定ノードの有無を判定する。ここでは、Ｎ８及びＮ９のノードが未設定であるので、次にＮ８について処理を行う。

Ｓ１０１では、Ｎ８について、未設定パスの有無を判定する。ここでは、Ｎ８には未設定パスが存在しないので、次に、Ｓ１０７において、不要パスの有無を調べる。Ｎ８には、不要パスが存在しないので、Ｎ８での処理を終了する。

次に、Ｓ７０において、未設定ノードの有無を判定する。ここでは、Ｎ９のノードが未設定であるので、次にＮ９について処理を行う。

Ｓ１０１では、Ｎ９について、未設定パスの有無を判定する。ここでは、Ｎ９には未設定パスが存在しないので、次に、Ｓ１０７において、不要パスの有無を調べる。Ｎ９には、不要パスが存在しないので、Ｎ９での処理を終了する。

以上の処理により、不要パスが全て解除され、必要パスが設定され、現用パス配置から最適パス配置への移行が完了する（表１１及び図１０（Ｃ））。

第１実施形態の格子型波長多重光ネットワークの経路配置移行方法によれば、経路設定手段により、現用パス配置において、使用している波長とは異なる波長を用いて最適パス配置での必要経路を設定している。また、パケット到達性判定手段により、不要パスを解除した場合にパケットの到達性が保たれる場合のみ、不要パスを解除する。従って、現用パス配置から最適パス配置への移行の際に、パケットの到達性を確保しながら、ネットワーク全体について現用パス配置から最適パス配置へと移行することができる。

（第２実施形態の動作）
第２実施形態の構成は図１〜図４を参照して説明した第１実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。図１〜図４及び図１１〜図１３を参照して第２実施形態の動作について説明する。図１１は管理装置での処理フローを示す図である。図１２及び図１３は、移行過程におけるパスの設定状態を説明するための図である。

Ｓ１０からＳ４０までの過程で、現用パステーブルと最適パステーブルとをマージする（表１２及び図１２（Ａ））までの過程は、第１実施形態と同様なので重複する説明を省略する。また、各過程において、第１実施形態と重複する動作についての詳細な説明は省略する。

ここで、パステーブルが終端ノード１及び終端ノード２の間のトラフィックも合せて保持する点が表３と異なっている。なお、トラフィックは、パスの双方向に流れるＩＰパケット量の和である。

Ｓ８１では、未設定パスの有無を判定する。ここでは、Ｐ１０〜Ｐ１７が未設定パスである。

Ｓ８３では、未設定パスの中で、トラフィックの最も大きいものを選択する。ここでは、Ｐ１１が選ばれる。

Ｓ８５では、未設定パス（ここでは、Ｐ１１）が設定可能であるか否か判定する。Ｐ１１の終端ノードは、Ｎ１及びＮ５であり、Ｎ１及びＮ５では、ともにλ１及びλ２を使用している。また、Ｎ１と、Ｎ５とでは、Ｆ１−Ｎ２−Ｆ４を通るパスと、Ｆ３−Ｎ４−Ｆ６を通るパスとが考えられる。Ｆ１−Ｎ２−Ｆ４を通るパスのファイバＦ１及びＦ４では、λ１、λ２及びλ４を使用している。また、Ｆ３−Ｎ４−Ｆ６を通るパスのＦ３及びＦ６では、λ２及びλ４を使用している。従って、Ｆ１−Ｎ２−Ｆ４を通るパスではλ３の波長が使用可能であり、一方、Ｆ３−Ｎ４−Ｆ６を通るパスでは、λ３の波長が使用可能である。

終端ノード１及び終端ノード２と、終端ノード１及び終端ノード２を結ぶパスに位置する光ファイバの全てにおいて、使用している波長とは異なる波長として、λ３の波長が見つかるので、Ｐ１１は設定可能である。ここで、Ｐ１１として、Ｆ１−Ｎ２−Ｆ４を通るパスと、Ｆ３−Ｎ４−Ｆ６を通るパスの何れも可能であるので、乱数によっていずれか一方を選択しても良いし、ファイバＩＤ又はノードＩＤの小さい順に選択しても良い。ここでは、乱数により、Ｆ３−Ｎ４−Ｆ６を通るパスをＰ１１として選択する。

次に、Ｓ８７で、各ノードの設定を変更して、パステーブルにおけるＰ１１の状態フラグを１とする。

次に、Ｓ８１及びＳ８３の過程により、未設定パスの中で、トラフィックの最も大きいものを選択する。ここでは、Ｐ１７が選ばれる。

Ｓ８５において、未設定パス（ここではＰ１７）の設定が可能か否か判定する。Ｐ１７の終端ノードと、終端ノードの間を結ぶ経路に位置する光ファイバの全てにおいて、使用している波長とは異なる波長として、λ３が見つかるので、Ｐ１７は設定可能である。Ｐ１７にλ３を割り当てて、パステーブルにおけるＰ１７の状態フラグを１とする。

次に、Ｓ８１及びＳ８３の過程により、状態フラグが０のパスの中で、トラフィックの最も大きいものを選択する。ここでは、Ｐ１０が選ばれる。Ｐ１０の終端ノード１はＮ１であり、Ｐ１０の終端ノード２はＮ２である。ここで、Ｎ１で使用している波長は、λ１、λ２及びλ３であり、Ｎ２で使用している波長は、λ２及びλ４である。従って、Ｎ１及びＮ２の両方で使用できる波長が無いので、ここでは、Ｐ１０の設定は行わない。

以下、同様に状態フラグが０のパスの中で、トラフィックの大きい順にパスの設定を行っていく。その結果、Ｐ１２及びＰ１５が設定される（表１３及び図１２（Ｂ））。

次に、不要パスの解除を行う。

先ず、Ｓ８８において、不要パスの有無を判定し、不要パスが無い場合は処理を終了し、また、不要パスがある場合は、不要パスの中で、トラフィックのもっとも小さいものを選択し、ここでは、Ｐ３が選ばれる。

次に、Ｓ９１において不要パスの解除が可能か否か判定する。ここではＰ３を削除した場合にＮ２とＮ４は、Ｐ４及びＰ１５によりＩＰパケットの到達性が保たれる。

次に、Ｓ９３において、Ｐ３を解除した場合の、設定可能パスを判定する。Ｐ３を解除することで、Ｎ２及びＮ４、並びに、Ｆ１及びＦ３でλ４が新たに使用可能となる。終端ノード１及び終端ノード２でＮ２又はＮ４を使用しているパスを見ると、Ｐ１０とＰ１４が選択される。ここで、トラフィックの多いＰ１０を選択すると、λ４が設定可能である。また、Ｐ１０を設定した後、Ｐ１４でもλ４が設定可能である。

そこで、Ｓ９５において，Ｐ３のＩＰパケットを退避した後、Ｐ３を解除し、さらに、Ｐ１０及びＰ１４を設定する（表１４及び図１２（Ｃ））。その後、Ｓ８８の不要パスの有無の判定を行う。

Ｓ８８で検出された不要パスの中で、トラフィックのもっとも小さいものとしてＰ８が選ばれる。Ｐ８を削除した場合にＮ５とＮ９は、Ｐ７及びＰ１７によりＩＰパケットの到達性が保たれる。

次に、Ｐ８を解除した場合の、設定可能パスを判定する。Ｐ８を解除することで、Ｎ５及びＮ９、並びに、Ｆ７及びＦ１０で波長１が新たに使用可能となる。終端ノード１及び終端ノード２でＮ５又はＮ９を使用しているパスが無いので、ここではＰ８の解除を行わない。

次に、不要パスの中で、トラフィックのもっとも小さいものとしてＰ５が選ばれる。Ｐ５を削除した場合にＮ３とＮ６は、Ｐ３、Ｐ１０、Ｐ１１及びＰ７によりＩＰパケットの到達性が保たれる。

次に、Ｐ５を解除した場合の、設定可能パスを判定する。Ｐ５を解除することで、Ｎ３及びＮ６、並びに、Ｆ５で波長１が新たに使用可能となる。終端ノード１としてＮ３を用いているＰ１３は、終端ノード２がＮ８であり、Ｎ８では、Ｐ２によりλ１を用いているので、Ｐ１３は設定できない。

また、終端ノード１としてＮ６を用いているＰ１６は、終端ノード２がＮ７であり、Ｎ７では、Ｐ１５によりλ１を用いているのでＰ１６は設定できない。

次に、不要パスの中で、トラフィックのもっとも小さいものとしてＰ６が選ばれる。Ｐ６を削除した場合に、Ｎ３とＮ７は、Ｐ１２及びＰ４によりＩＰパケットの到達性が保たれる。

次に、Ｐ６を解除した場合の、設定可能パスを判定する。Ｐ６を解除することで、Ｎ３及びＮ７並びに、Ｆ５、Ｆ１０、Ｆ１１及びＦ１２でλ４が使用可能となる。終端ノード１及び終端ノード２でＮ３又はＮ７を使用しているパスを見ると、Ｐ１３とＰ１６が選択される。ここで、トラフィックの多いＰ１６について考えると、λ４が設定可能である。また、Ｐ１６を設定した後、Ｐ１３でもλ４が設定可能である。そこで、Ｐ６のパケットを退避した後、Ｐ６を解除し、さらに、Ｐ１３及びＰ１６を設定する（表１５及び図１３（Ａ））。

不要パスが無くなるまで、上述の過程を繰り返して、不要パスの解除及び未設定パスの設定を行う（表１６及び図１３（Ｂ））。

第２実施形態の格子型波長多重光ネットワークの経路配置移行方法によれば、経路設定手段により、現用パス配置において、使用している波長とは異なる波長を用いて最適パス配置での必要経路を設定している。また、パケット到達性判定手段により、不要パスを解除した場合にパケットの到達性が保たれる場合のみ、不要パスを解除する。従って、現用パス配置から最適パス配置への移行の際に、パケットの到達性を確保しながら、ネットワーク全体について現用パス配置から最適パス配置へと移行することができる。

また、トラフィックの多い必要パスを優先して設定し、トラフィックの少ない不要パスの解除を先に行うので、パス配置の移行の際にパケットの損失を引き起こす可能性をさらに低減できる。

（遺伝的アルゴリズム）
最適パス配置を求める最適化アルゴリズムとして、遺伝的アルゴリズムを採用することができる。遺伝的アルゴリズムは、遺伝子コードと呼ばれる複数の数列を、交叉、突然変異を用いて進化させていくことで、最適解又は最適解に近い解を検索するアルゴリズムである。遺伝的アルゴリズムを用いた最適解又は最適解に近い解の検索は、最適経路計算手段２９５ｂにおいてなされる。

ここで、各ノードでの内部インタフェースを２つ使用するので、ノードの数が９つのネットワークでは、パスを９本用いることになる。９つのノードの全ての間でＩＰパケットの到達性を確保するための構成として、論理グラフ上において、パスが１つの環状に構成できる。

図７（Ａ）の現用パス配置の論理トポロジーを図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示す。図１４（Ａ）に示した論理トポロジーは、図１４（Ｂ）に示すものと等価であり、環状の接続形態である。このように構成されるパス配置の最適解を遺伝的アルゴリズムにより求める方法について図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、遺伝的アルゴリズムの処理フローを示す図である。図１６は、遺伝的アルゴリズムを説明するための図であって遺伝子コードの例を示している。

Ｓ２０１では、初期遺伝子コードとして、複数個の遺伝子コード（以下の説明では、個体ともいう。）を生成する。ここで生成される遺伝子コードは要素数が９つであり、１〜９までの数字を１つずつ用いている。生成される遺伝子コードの数は、設定に応じて変更可能であるが、ここでは２０組とする。各遺伝子コードはＲＯＭ２８１等に読み出し自在に記録されている乱数表を読み出すことによって生成される。なお、以下の説明では、乱数表を読み出すことを、単に、乱数を発生するということもある。

Ｓ２０３では、２０個の各遺伝子コードについて、適合度を計算する。適合度は、例えば、各ノードでの中継トラフィックの総和である（図１６（Ａ））。

Ｓ２０５では、優秀遺伝子コードを選択する。ここで、優秀遺伝子コードとは、２０個の遺伝子コードの中で中継トラフィック、すなわち、適合度の値が一番小さいものである。優秀遺伝子コードは、別にＲＡＭ２８３等に保存される。ここではＧ２が優秀遺伝子コードとして選択される。

Ｓ２０７では、終了条件を満たしているか否かの判定を行う。遺伝的アルゴリズムは、優秀遺伝子コードの適合度が閾値以下である場合、遺伝的アルゴリズムの処理時間が予め設定された処理時間を超えた場合、又は遺伝子コードが予め設定された世代分行われた場合のいずれかの条件を満たした場合に終了する。

次に、優秀遺伝子コードを除いた１９個の初期遺伝子コードから、優劣に基づく確率で遺伝子コードを２０個選択する。ここでは、適合度の値の小さいものほど選択される確率が大きく、適合度の値の大きいものほど選択される確率が小さくなっている。この場合、同じ遺伝子コードが重複されて選択される場合もあり得るし、選択されない遺伝子コードが存在する場合もある（図１６（Ｂ））。

次に、各遺伝子コードに対して、交叉及び突然変異を起こす。図１７及び図１８を参照して、遺伝子コードの交叉について説明する。図１７及び図１８は遺伝子コードの交叉を説明するための図である。

各遺伝子コードを順序リストＣにより、予備コードに変換する。ここで、順序リストＣは、１〜９までの自然数を順に並べた構成である。遺伝子コードの各要素が、順序リストの何番目に相当するかを定めたものが、予備コードである。

遺伝子コードＧ１＝｛１、６、３、７、４、８、９、２、５｝の１番目の要素は１であり、１は順序リストＣ（０）で１番目の要素であるので予備コードＬ１の１番目の要素は１となる（図１７（Ａ））。

次に、順序リストＣ（０）から１を除いて、次の処理を行う。遺伝子コードＧ１の２番目の要素は６であり、６は、１を除いた順序リストＣ（１）で５番目の要素であるので、予備コードＬ１の２番目の要素は５となる（図１７（Ｂ））。

次に、順序リストＣ（１）から６を除いて、次の処理を行う。遺伝子コードＧ１の３番目の要素は３であり、３は、順序リストＣ（１）から６を除いた順序リストＣ（２）で２番目の要素であるので予備コードＬ１の２番目の要素は２となる（図１７（Ｃ））。

以下、この操作を繰り返すと最終的に予備コードＬ１＝｛１、５、２、４、２、３、３、１、１｝を得る（図１７（Ｄ））。

また、遺伝子コードＧ２＝｛３、５、１、８、６、７、４、２、９｝についても同様の処理を行って予備コードＬ２＝｛３、４、１、５、３、３、２、１、１｝を得る（図１７（Ｅ））。

次に、選択された予備コード同士を交叉させる。２０個の遺伝子コードを２個ずつ１０組に分ける。ここでは、Ｌ１とＬ２の予備コードの組を考える（図１７（Ｆ））。

次に、交配位置を決定する。交配位置の決定は乱数によって１〜９の自然数から１つを選択することによって行う。例えば３が得られた場合には、予備コードＬ１とＬ２の３番目の要素まで残し、４番目以降を交換する。その結果、交配予備コードＬ１'＝｛１、５、２、５、３、３、２、１、１｝及びＬ２'＝｛３、４、１、４、２、３、３、１、１｝が得られる（図１７（Ｇ））。

次に、交配予備コードＬ１'及びＬ２'から、遺伝子コードを復元する。交配予備コードＬ１'が１なので、順序コードＣ（０）の１番目の要素の１を交配遺伝子コードＧ１'の１番目の要素とする（図１８（Ａ））。

次に、順序リストＣ（０）から１を除いて、次の処理を行う。交配予備コードＬ１'の２番目の要素は５であり、１を除いた順序リストＣ（１）で５番目の要素である６を、交配遺伝子コードＧ１'の２番目の要素とする（図１８（Ｂ））。

次に、順序リストＣ（１）から６を除いた順序リストＣ（２）を用いて次の処理を行う。交配予備コードＬ１'の３番目の要素は２であり、順序リストＣ（２）で２番目の要素である３を、交配遺伝子コードＧ１'の３番目の要素とする（図１８（Ｃ））。

以下、この操作を繰り返すと最終的に交配予備コードＬ１'から交配遺伝子コードＧ１'が得られる（図１８（Ｄ））。

同様に、交配予備コードＬ２'から交配遺伝子コードＧ２'が得られる（図１８（Ｅ））。

この操作を各組に対して行い、２０個の交配遺伝子コードを得る（図１６（Ｃ））。

次に、交配遺伝子コードに対して、突然変異を起こす。先ず、突然変異を起こす確率を予め設定しておく。例えば変位確率を０．０３とする。このとき、０から１までの実数の範囲で乱数を発生させる。この乱数は、交配遺伝子コードの数だけ発生させ、１つの交配遺伝子コードに１つの乱数を対応させる。ここで、遺伝子コードに対応した乱数が変異確率である０．０３以下の場合に突然変異を起こす。

突然変異は、２つの乱数によって行う。例えば、１以上９以下の異なる２つの整数の組を乱数によって発生する。ここで、乱数として、ｈ、ｋが選ばれた場合、ｓ（ｈ−１）、ｓ（ｈ）、ｓ（ｈ＋１）、…、ｓ（ｋ−１）、ｓ（ｋ）、ｓ（ｋ＋１）は、ｈ番目の要素からｋ番目の要素までの順番を逆にして、ｓ（ｈ−１）、ｓ（ｋ）、ｓ（ｋ−１）、…、ｓ（ｈ＋１）、ｓ（ｈ）、ｓ（ｋ＋１）となる。交配遺伝子コードＧ２'が、突然変異を受けた場合を図１６（Ｄ）に示す。

次に、これらの遺伝子コード群から、突然変異を行わなかった遺伝子コードをランダムに１つ選択し、ＲＡＭ等から読み出した優秀遺伝子コードと取り替える。ここでは、交配遺伝子コードＧ１'と優秀遺伝子コードとを取り替えるものとする（図１６（Ｅ））。

次に、この２０個の遺伝子コードを初期コードとして上述の処理を繰り返し行うことで、優秀な遺伝子コードが後の世代に残され、最適解若しくは最適解に近い解を得ることができる。

内部ネットワークの概略構成図である。 制御ネットワークの概略構成図である。 ノードの概略構成図である。 管理装置の概略構成図である。 トラフィックテーブルを示す図である。 第１実施形態の管理装置の処理フローを示す図である。 現用パス配置及び最適パス配置の構成例を示す図である。 第１実施形態におけるパスの設定状態（その１）を示す図である。 第１実施形態におけるパスの設定状態（その２）を示す図である。 第１実施形態におけるパスの設定状態（その３）を示す図である。 第２実施形態の管理装置の処理フローを示す図である。 第２実施形態におけるパスの設定状態（その１）を示す図である。 第２実施形態におけるパスの設定状態（その２）を示す図である。 ネットワーク論理トポロジーを示す図である。 遺伝的アルゴリズムの処理フローを示す図である。 遺伝的アルゴリズムを説明するための図である。 遺伝子コードの交叉（その１）を説明するための図である。 遺伝子コードの交叉（その２）を説明するための図である。

符号の説明

２５０ 制御回線
２５１ 設定回線
２５３ 測定回線
２７０ 管理装置
２７１ 送信部
２７３ 受信部
２７５ 記憶部
２７７ 入出力部
２８０ ＭＰＵ
２８１ ＲＯＭ
２８３ ＲＡＭ
２９０ ＣＰＵ
２９１ 制御手段
２９３ トラフィック監視手段
２９５ 経路設定手段
２９５ａ 経路変更判定手段
２９５ｂ 中継トラフィック計算手段
２９５ｃ 最適経路計算手段
２９７ 経路配置移行手段
２９７ａ パケット到達性判定手段
２９７ｂ 不要経路解除手段
２９７ｃ 必要経路設定手段
３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ 入力光ファイバ
３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄ 出力光ファイバ
３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２１ｄ 分波器
３２６ａ、３２６ｂ、３２６ｃ、３２６ｄ 合波器
３３０ 光路切換部
３３１ 終端部
３３３ 光スイッチ部
３３５ 制御装置
３５０ ルータ
３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｃ、３５１ｄ 内部インタフェース
３５３ａ、３５３ｂ、３５３ｃ、３５３ｄ 変換装置
３５７ トラフィック計測装置
３６０ 外部ネットワーク

Claims (3)

1. 格子状に配置された複数のノードと、隣接するノード間を接続して波長多重光信号を伝送する光ファイバと、前記複数のノードの各々に接続されている管理装置とを備える光ネットワークであって、
   前記複数のノードの各々は、
   ルータ、及び
   管理装置からの設定信号に応答して、前記波長多重光信号に含まれる各波長の光信号をルータで中継する終端状態と、ルータで中継しない通過状態との切換えと、光信号の出力先のノードの変更を行う光路切換部
   を備えて構成されており、前記光路切換部での前記切換と前記変更とにより、前記光ネットワークで伝送される光信号の経路の設定又は解除を行い、
   前記管理装置は、２つのノード間に設定されている経路を不要経路として解除可能かを判定するパケット到達性判定手段、
   前記不要経路が解除可能な場合は、該不要経路を伝送する光信号を別の経路に退避した後、該不要経路を解除する設定信号をノードに送信する不要経路解除手段、及び
   ２つのノード間に必要な経路である必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、該必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長を用いて、必要経路の設定を行う設定信号をノードに送信する必要経路設定手段
   を備えることを特徴とする格子型波長多重光ネットワーク。
2. 格子状に配置された複数のノードと、隣接するノード間を接続して波長多重光信号を伝送する光ファイバと、前記複数のノードの各々に接続されている管理装置とを備える格子型波長多重光ネットワークで現用経路配置から最適経路配置へ移行するにあたり、
   現用経路配置と最適経路配置とを比較して、経路を不要経路と必要経路とに分類する過程と、
   未設定である必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、該必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長を用いて必要経路の設定を行う過程と、
   ノード毎に、未設定の必要経路の有無を判定する過程と、
   該必要経路がある場合は、該必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、該必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長の有無により、該必要経路の設定が可能か否か判定し、
   該必要経路の設定が可能な場合は、該必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、該必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長を用いて必要経路の設定を行い、及び
   該必要経路の設定が不可能な場合は、さらに不要経路が解除可能かを判定し、前記不要経路が解除可能な場合は、該不要経路を伝送する光信号を別の経路に退避した後、該不要経路を解除し、然る後、該必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、該必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長を用いて必要経路の設定を行う過程と、
   未設定の必要経路の有無を判定した結果、該必要経路がない場合は、不要経路の有無を判定し、
   不要経路がある場合は、不要経路を解除した場合に別の経路で光信号を伝送可能か、すなわち、前記不要経路が解除可能か判定し、前記不要経路が解除可能な場合は、該不要経路を伝送する光信号を別の経路に退避した後、該不要経路を解除し、及び
   不要経路がない場合は、当該ノードでの処理を終了する過程と
   を備えることを特徴とする格子型波長多重光ネットワークでの経路配置移行方法。
3. 格子状に配置された複数のノードと、隣接するノード間を接続して波長多重光信号を伝送する光ファイバと、前記複数のノードの各々に接続されている管理装置とを備える格子型波長多重光ネットワークで現用経路配置から最適経路配置へ移行するにあたり、
   各経路の通信量を取得する過程と、
   現用経路配置と最適経路配置とを比較して、経路を不要経路と必要経路とに分類する過程と、
   未設定の必要経路であって最も通信量の多い必要経路について、該必要経路の両端のノードで中継される光信号、及び、該必要経路上に位置する光ファイバを伝送する波長多重光信号で使用している波長とは異なる波長がある場合は、当該異なる波長を用いて、該必要経路の設定を行う過程と、
   不要経路であって、最も通信量の少ない不要経路について、該不要経路を解除した場合に別の経路で光信号を伝送可能か、すなわち、前記不要経路が解除可能か判定し、前記不要経路が解除可能な場合は、該不要経路を伝送する光信号を別の経路に退避した後、該不要経路を解除する過程と
   を備え、
   未設定の必要経路及び不要経路がなくなるまで、前記必要経路の設定を行う過程と、前記不要経路を解除する過程とを繰り返すことを特徴とする格子型波長多重光ネットワークでの経路配置移行方法。

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