JP2010154162A - ネットワーク設計装置およびネットワーク設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全波長チャネルの伝送が不可であっても、既存の光ネットワークに波長パスを追加できるように設計することが可能となる。
【解決手段】全波長チャネル判断部１ａは、光ネットワークの主信号について全波長チャネルでの伝送が可能か否か判断する。波長分散判断部１ｂは、全波長チャネルでの伝送が不可と判断された場合、全波長チャネルの中から波長分散条件を満たす波長チャネルが所定数存在するか否か判断する。光信号対雑音比判断部１ｃは、波長分散条件を満たす波長チャネルから、光信号対雑音比の大きい方から波長チャネルを所定数抽出し、抽出した波長チャネルが光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うネットワーク設計装置およびネットワーク設計方法に関する。

近年、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）の光ネットワークでは、光信号のまま波長単位で分岐挿入や経路切り替えを実現する光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ：Optical Add-Drop Multiplexer）や光ＨＵＢ（波長クロスコネクト）が提供されるようになってきた。このため、リング相互接続やメッシュといった複雑なトポロジを持つネットワークの形成が可能となり、複雑化するネットワークの最適化に対する要求が高まっている。

ネットワーク設計装置は、ＷＤＭの光ネットワークを構築するとき、シミュレーションツールなどを用いて、信号伝送に使用されるか否かに関わらず、ＷＤＭの全波長チャネルの伝送可否を判断し、機器配置やデマンドトラフィックの経路設定等の設計を行う。

図１３は、全波長チャネルの伝送可否を説明する図である。ネットワーク設計装置は、例えば、主信号が１０Ｇｂｐｓの光ネットワークを設計するとする。この場合、ネットワーク設計装置は、図１３に示すように波長λ１から波長λｎの、ＷＤＭの主信号について全波長チャネルの伝送可否を判断する。この全波長チャネルには、１０Ｇｂｐｓの信号伝送に使用されない波長チャネルも含まれるが、ネットワーク設計装置は、ＷＤＭの主信号全波長チャネルのうち１波長チャネルでも伝送不可がある場合には、主信号が１０Ｇｂｐｓの光ネットワークを形成できないと判断する。

ここで、設計に基づいて形成された既存の１０Ｇｂｐｓの光ネットワークを、４０Ｇｂｐｓの光ネットワークに拡張する場合の設計を考える。すなわち、１０Ｇｂｐｓの既存の光ネットワークに新規に波長パスを追加する場合を考える。

ネットワーク設計装置は、１０Ｇｂｐｓの場合と同様に全波長チャネルの伝送可否判断を行う。新たに伝送可否判断を行う４０Ｇｂｐｓの全波長チャネルは、１０Ｇｂｐｓで伝送可否判断を行った全波長チャネルと同じである。

ネットワーク設計装置は、１０Ｇｂｐｓの設計で全波長チャネルの伝送を可能と判断しても、既存の光ネットワークにおける４０Ｇｂｐｓの設計では、全波長チャネルの伝送は不可と判断する場合もある。ネットワーク設計装置は、４０Ｇｂｐｓの設計で全波長チャネルの伝送が可能と判断した場合には、１０Ｇｂｐｓで使用されていない未使用の波長チャネルを新規に既存の光ネットワークに追加できる。例えば、図１３に示す未使用の波長チャネルから波長パスを選択し、既存の光ネットワークに追加できる。これにより、既存の１０Ｇｂｐｓの光ネットワークを、４０Ｇｂｐｓの光ネットワークに拡張できる。一方、全波長チャネルに伝送可能な波長チャネルが含まれていても、１波長チャネルでも伝送不可の波長チャネルが存在する場合には、ネットワーク設計装置は、４０Ｇｂｐｓの光ネットワークに拡張できないと判断する。

なお、セグメントタイプ、セグメント損失、および波長数に応じて各ノードで発生する雑音量と伝送可能な雑音量を予め規格化して伝送可否判定を実施するネットワーク設計装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−４８４７７号公報

このように、従来の設計では、全波長チャネルに伝送可能な波長チャネルが含まれていても、全波長チャネルに伝送不可の波長チャネルが含まれる場合には、既存の光ネットワークを拡張設計できないという問題点があった。

本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、全波長チャネルでの伝送が不可であっても、既存の光ネットワークに波長パスを追加できるように設計する光ネットワーク設計装置およびネットワーク設計方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うネットワーク設計装置が提供される。このネットワーク設計装置は、前記光ネットワークの主信号について全波長チャネルでの伝送が可能か否か判断する全波長チャネル判断部と、前記全波長チャネルでの伝送が不可と判断された場合、前記全波長チャネルの中から波長分散条件を満たす波長チャネルが所定数存在するか否か判断する波長分散判断部と、前記波長分散条件を満たす前記波長チャネルから光信号対雑音比の大きい方から前記波長チャネルを所定数抽出し、抽出した前記波長チャネルが光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する光信号対雑音比判断部と、を有する。

開示のネットワーク設計装置およびネットワーク設計方法では、全波長チャネルでの伝送が不可であっても、既存の光ネットワークに波長パスを追加できるように設計することが可能となる。

図１は、ネットワーク設計装置を示した図である。図１に示すネットワーク設計装置１は、既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行う。ネットワーク設計装置１は、全波長チャネル判断部１ａ、波長分散判断部１ｂ、光信号対雑音比判断部１ｃを有している。

全波長チャネル判断部１ａは、光ネットワークにおいてＷＤＭの主信号について全波長チャネルでの伝送が可能か否か判断する。全波長チャネル判断部１ａは、全波長チャネルに伝送不可の波長チャネルが１つでも含まれると、全波長チャネルでの伝送は不可と判断する。

波長分散判断部１ｂは、全波長チャネルでの伝送が不可と判断された場合、全波長チャネルの中から波長分散条件を満たす波長チャネルが所定数存在するか否か判断する。
例えば、波長分散判断部１ｂは、波長分散条件を満たす波長チャネルが、拡張する光ネットワークに必要な波長パス数存在するか否か判断する。

光信号対雑音比判断部１ｃは、波長分散条件を満たす波長チャネルから、光信号対雑音比の大きい方から波長チャネルを所定数抽出し、抽出した波長チャネルが光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する。

例えば、光信号対雑音比判断部１ｃは、波長分散条件を満たす波長チャネルから、光信号対雑音比の大きい方から、拡張する光ネットワークに必要な波長パス数抽出し、光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する。ここで、抽出した波長チャネルが光信号対雑音比条件を満たせば、抽出した波長チャネルは波長分散条件と光信号対雑音比の条件を満たし、全波長チャネルが伝送不可でも、光ネットワークを設計することができるようになる。

このように、ネットワーク設計装置１は、全波長チャネルでの伝送が不可と判断した場合、全波長チャネルの中から波長分散条件を満たす波長チャネルが所定数存在するか否か判断する。そして、波長分散条件を満たす波長チャネルから、光信号対雑音比の大きい方から波長チャネルを所定数抽出し、抽出した波長チャネルが光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する。これにより、波長分散条件と光信号対雑音比条件を満たす波長チャネルが所定数存在すれば、全波長チャネルでの伝送が不可であっても、既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うことができるようになる。

次に、実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、光ネットワーク設計システムの構成例を示した図である。図２に示すように、ネットワーク設計装置１１は、ネットワーク管理装置１２ａ〜１２ｄと接続されている。ネットワーク管理装置１２ａは、ノード１３ａ〜１３ｄと接続されている。ネットワーク管理装置１２ｂは、ノード１３ｅと接続されている。ネットワーク管理装置１２ｃは、ノード１３ｆと接続されている。ネットワーク管理装置１２ｄは、ノード１３ｇ〜１３ｊと接続されている。

ノード１３ａ〜１３ｊは、例えば、ＯＡＤＭ、光ＨＵＢ、またはＩＬＡ（InLine amplifier）であり、ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network）またはＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）の光ネットワークを形成している。ノード１３ａ〜１３ｊは、図２に示していないが、ＥＭＳ（Element Management System）部を有し、ネットワーク管理装置１２ａ〜１２ｄと通信することができる。

ネットワーク管理装置１２ａ〜１２ｄは、ノード１３ａ〜１３ｊで形成される光ネットワークを管理している。例えば、ネットワーク管理装置１２ａは、ノード１３ａ〜１３ｄで形成される光ネットワークを管理している。ネットワーク管理装置１２ａ〜１２ｄは、図２に示していないが、ＮＭＳ（Network Management System）部を有し、ネットワーク設計装置１１およびノード１３ａ〜１３ｊと通信することができる。

ネットワーク設計装置１１は、シミュレーションプログラムを実行することにより、既存の光ネットワークを拡張する設計をすることができる。例えば、ネットワーク設計装置１１は、設計に基づいて形成した既存の１０Ｇｂｐｓの光ネットワークを、４０Ｇｂｐｓの光ネットワークに拡張する設計をすることができる。

ネットワーク設計装置１１は、ネットワーク管理装置１２ａ〜１２ｄのＮＭＳ部と通信することができ、ネットワーク管理装置１２ａ〜１２ｄを介して、ノード１３ａ〜１３ｊの光パワーレベルやＢＥＲ（Bit Error Rate）などの光ネットワークに関する実情報を取得することができる。ネットワーク設計装置１１は、取得した光ネットワークの実情報を用いて、光ネットワークを拡張する設計をすることもできる。なお、ネットワーク設計装置１１は、光ネットワークを拡張する設計だけでなく、新規の光ネットワークも設計することができる。

図２において、ノード１３ａ〜１３ｊは、例えば、１０Ｇｂｐｓの光ネットワークを形成しているとする。ネットワーク設計装置１１は、この既存の１０Ｇｂｐｓの光ネットワークを、４０Ｇｂｐｓの光ネットワークに拡張する設計を行うとする。すなわち、ネットワーク設計装置１１は、既存の１０Ｇｂｐｓの光ネットワークに波長パスを追加し、４０Ｇｂｐｓの光ネットワークを設計するとする。

ネットワーク設計装置１１は、１０Ｇｂｐｓの光ネットワーク構成において、４０Ｇｂｐｓにおける全波長チャネルでの伝送可否を判断する。ネットワーク設計装置１１は、全波長チャネルでの伝送が可能であると判断した場合、１０Ｇｂｐｓで未使用の波長チャネルを任意に選択し、新規の波長パスとして光ネットワークに追加して設計を終了する。

ネットワーク設計装置１１は、全波長チャネルでの伝送が不可であると判断した場合、すなわち、全波長チャネルに伝送不可の波長チャネルが含まれる場合、全波長チャネルの中から伝送可能な波長チャネルを抽出する。例えば、ネットワーク設計装置１１は、波長分散および光信号対雑音比（以下、ＯＳＮＲ：Optical Signal-to-Noise Ratio）の伝送可能条件を満たす波長チャネルを伝送可能な波長チャネルとして所定数抽出する。

また、ネットワーク設計装置１１は、伝送可能な波長チャネルを所定数抽出することができない場合、既存の光ネットワークに関する実情報を取得する。ネットワーク設計装置１１は、取得した実情報に基づいて、設計のために予め入力されたパラメータを更新し、伝送可能な波長チャネルを抽出する。すなわち、ネットワーク設計装置１１は、シミュレーション上のパラメータではなく、実際の光ネットワークの実情報に基づいて波長チャネルの伝送可否判断を行い、伝送可能な波長チャネルを救済するようにする。

また、ネットワーク設計装置１１は、光ネットワークの実情報によっても伝送可能な波長チャネルを所定数抽出することができない場合、光パワーレベルの調整が可能なノード１３ａ〜１３ｊの光パワーレベルを調整して伝送可能な波長チャネルを抽出する。このとき、ネットワーク設計装置１１は、整数計画問題を用いて、光パワーレベルの組み合わせを決定する。すなわち、ネットワーク設計装置１１は、ノード１３ａ〜１３ｊの光パワーレベルを調整して伝送可能な波長チャネルを救済するようにする。

このように、ネットワーク設計装置１１は、全波長チャネルの伝送が不可であっても、その中から伝送可能な波長チャネルを抽出し、できるだけ既存の光ネットワークに波長パスを追加できるように設計を行う。

図３は、ネットワーク設計装置のハードウェアブロック図である。図３に示すネットワーク設計装置１１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１１ａによって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１１ａには、バス１１ｇを介してＲＡＭ(Random Access Memory)１１ｂ、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ:Hard Disk Drive)１１ｃ、グラフィック処理装置１１ｄ、入力インタフェース１１ｅ、および通信インタフェース１１ｆが接続されている。

ＲＡＭ１１ｂには、ＣＰＵ１１ａに実行させるＯＳ(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１１ｂには、ＣＰＵ１１ａによる処理に必要な各種データが保存される。ＨＤＤ１１ｃには、ＯＳや光ネットワークの設計を行うシミュレーションプログラムなどが格納される。

グラフィック処理装置１１ｄには、モニタ１１ｈが接続されている。グラフィック処理装置１１ｄは、ＣＰＵ１１ａからの命令に従って、画像をモニタ１１ｈの表示画面に表示させる。入力インタフェース１１ｅには、キーボード１１ｉおよびマウス１１ｊが接続されている。入力インタフェース１１ｅは、キーボード１１ｉやマウス１１ｊから送られてくる信号を、バス１１ｇを介してＣＰＵ１１ａに送信する。

記録媒体１１ｌは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの記録媒体である。読み取り装置１１ｋは、記録媒体１１ｌに記録されたデータを読み取り、バス１１ｇを介してＣＰＵ１１ａに送信する。記録媒体１１ｌには、設計を行うシミュレーションプログラムなどを格納することができ、読み取り装置１１ｋを介して、ＨＤＤ１１ｃに格納することもできる。

通信インタフェース１１ｆは、ネットワーク管理装置１２ａ〜１２ｄに接続され、ネットワーク管理装置１２ａ〜１２ｄと通信することができる。
図４は、ネットワーク設計装置の機能ブロック図である。図３に示すように、ネットワーク設計装置１１は、全波長チャネル判断部２１、波長分散判断部２２、ＯＳＮＲ判断部２３、実測パラメータ判断部２４、光パワーレベル調整部２５、および実情報取得部２６を有している。

全波長チャネル判断部２１は、波長パスを追加しようとする既存の光ネットワークを最小ＲＥＧ区間に分割する。最小ＲＥＧ区間とは、ＷＤＭの光ネットワークにＲＥＧ（REGenerator：光再生中継装置）を挿入することが可能な最小の区間をいう。

図５は、最小ＲＥＧ区間を説明する図である。図５には、ＯＡＤＭ３１〜３３およびＩＬＡ４１〜４４が示してある。ＲＥＧは、ＯＡＤＭ３１〜３３の局舎に配置することが可能である。従って、図５の場合、最小ＲＥＧ区間は、最小ＲＥＧ区間５１，５２となる。

全波長チャネル判断部２１は、最小ＲＥＧ区間５１，５２で全波長チャネルでの伝送が可能か否か判断する。全波長チャネル判断部２１は、最小ＲＥＧ区間５１，５２で全波長チャネルでの伝送が可能であると判断した場合、既存の光ネットワークで未使用の波長チャネルから、任意の波長チャネルを所要数選択し、光ネットワークに割り当てる。これにより、例えば、１０Ｇｂｐｓの光ネットワークを４０Ｇｂｐｓの光ネットワークに拡張することができる。

図６は、全波長チャネル判断部の伝送可否判断を説明する図のその１である。全波長チャネル判断部２１は、設計で入力されたパラメータに基づき、分割した最小ＲＥＧ区間の各区間において、全波長チャネルのＯＳＮＲを算出（シミュレーション）する。全波長チャネル判断部２１は、図６に示すように、算出した全波長チャネルのＯＳＮＲが所定の閾値を超えているか判断する。全波長チャネル判断部２１は、１つの波長チャネルでも、算出したＯＳＮＲの値が所定の閾値を超えていない場合、全波長チャネルの伝送は不可であると判断する。例えば、１０Ｇｂｐｓと４０Ｇｂｐｓの波長パスでは、図中の閾値が異なり、４０Ｇｂｐｓの閾値の方が大きい。また、ここでの判断指標は、単純なＯＳＮＲではなく、種々の伝送ペナルティによる劣化分を考慮した受信ＯＳＮＲとその閾値でもよい。

図７は、全波長チャネル判断部の伝送可否判断を説明する図のその２である。図７には、最小ＲＥＧ区間を伝送する３波長のＷＤＭ信号の波長分散が示してある。ＷＤＭ信号は、光ファイバを伝送することにより波長分散を生じるが、中継器によってその波長分散が補償される。例えば、１０Ｇｂｐｓと４０Ｇｂｐｓの波長パスでは、図中の閾値が異なり、４０Ｇｂｐｓの閾値の方が小さい。

全波長チャネル判断部２１は、設計で入力されたパラメータに基づき、最小ＲＥＧ区間の各区間において、全波長チャネルの波長分散を算出（シミュレーション）する。全波長チャネル判断部２１は、算出した全波長チャネルの波長分散が所定の閾値を超えていないか判断する。全波長チャネル判断部２１は、１つの波長チャネルでも、算出した波長分散が所定の閾値を超えている場合、全波長チャネルの伝送は不可であると判断する。

なお、全波長チャネル判断部２１は、全波長チャネルがＯＳＮＲと波長分散の両方の条件を満たした場合、全波長チャネルの伝送は可能であると判断する。全波長チャネルがＯＳＮＲと波長分散の一方または両方の条件を満たさない場合、全波長チャネルの伝送は不可であると判断する。また、波長分散とＯＳＮＲの閾値にはマージンを含めてもよい。

波長分散判断部２２は、全波長チャネル判断部２１によって、全波長チャネルの伝送が不可と判断された場合、全波長チャネルが波長分散の条件を満たしているか否か判断する。

波長分散判断部２２は、全波長チャネルが波長分散の条件を満たしていない場合、全波長チャネルの中から波長分散の条件を満たしている波長チャネルを抽出する。そして、波長分散判断部２２は、抽出した波長分散の条件を満たす波長チャネルのチャネル数と、所要波長パス数とを比較する。所要波長パス数は、拡張した光ネットワークで必要とされる波長パス数である。すなわち、波長分散判断部２２は、波長分散の条件を満たす抽出した波長チャネルが少なくとも４０Ｇｂｐｓの光ネットワークに拡張するのに必要な数存在しているか判断する。波長分散判断部２２は、抽出した波長チャネルのチャネル数が、所要波長パス数より小さければ、光ネットワークを拡張できないとして、設計を終了する。

ＯＳＮＲ判断部２３は、波長分散判断部２２によって、全波長チャネルが波長分散の条件を満たしていると判断された場合、全波長チャネルの全てがＯＳＮＲの条件を満たすか判断する。また、ＯＳＮＲ判断部２３は、波長分散判断部２２によって、波長分散の条件を満たす抽出した波長チャネルが所要波長パス数存在していると判断された場合、抽出された波長チャネルの全てがＯＳＮＲの条件を満たすか判断する。

ＯＳＮＲ判断部２３は、波長分散の条件を満たす全波長チャネルの全てがＯＳＮＲの条件を満たすと判断した場合、全波長チャネルから所定数（拡張する光ネットワークの波長パス数）の波長チャネルを抽出し、光ネットワークに割り当て、設計を終了する。また、ＯＳＮＲ判断部２３は、波長分散の条件を満たす抽出された波長チャネルの全てがＯＳＮＲの条件を満たすと判断した場合、抽出された波長チャネルから所定数の波長チャネルを抽出し、光ネットワークに割り当て、設計を終了する。

ＯＳＮＲ判断部２３は、波長分散の条件を満たす全波長チャネルの全てがＯＳＮＲの条件を満たさないと判断した場合、ＯＳＮＲの最も大きい方から順に波長チャネルを所要波長パス数抽出する。また、ＯＳＮＲ判断部２３は、波長分散の条件を満たす抽出された波長チャネルの全てがＯＳＮＲの条件を満たさないと判断した場合、ＯＳＮＲの最も大きい方から順に波長チャネルを所要波長パス数抽出する。そして、ＯＳＮＲ判断部２３は、所要波長パス数抽出した波長チャネルの全てがＯＳＮＲの条件を満たすか否か判断する。

ＯＳＮＲ判断部２３は、ＯＳＮＲの大きい方から所定数抽出した波長チャネルの全てがＯＳＮＲの条件を満たす場合、その波長チャネルの中から、所定数波長チャネルを抽出し、光ネットワークに割り当て、設計を終了する。

実測パラメータ判断部２４は、波長分散判断部２２とＯＳＮＲ判断部２３とによって、伝送可能な波長チャネルを所要波長パス数抽出することができない場合、実情報取得部２６から光ネットワークの実情報を取得する。実情報は、例えば、光パワーレベルであり、これから光ファイバスパン（光ＨＵＢ、ＯＡＤＭ、ＩＬＡなどの局舎間の光ファイバ区間）の実損失量を算出することがきる。

実情報取得部２６は、光ネットワークを形成しているノード１３ａ〜１３ｊから、光パワーレベルやＢＥＲなどの光ネットワークに関する実情報を取得する。
実測パラメータ判断部２４は、設計のため予め入力された光ファイバスパンの損失量を、実測の光パワーレベルに基づいて更新し、再度、ＯＳＮＲの大きい方から所定数抽出された波長チャネルのＯＳＮＲを算出（シミュレーション）する。そして、実測パラメータ判断部２４は、ＯＳＮＲを再計算した波長チャネルがＯＳＮＲの条件（閾値）を満たすか判断する。実測パラメータ判断部２４は、ＯＳＮＲを再計算した波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たすと判断した場合、波長チャネルを光ネットワークに割り当て、設計を終了する。

すなわち、設計の際に入力されたパラメータと、実際の光ネットワークの実情報に基づくパラメータとの間には、誤差が生じている場合がある。この場合、実測パラメータ判断部２４は、実情報に基づいて再度、波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たすか否か判断し、伝送可能な波長チャネルがあればそれを救済する。

光パワーレベル調整部２５は、実測パラメータ判断部２４によっても、伝送可能な波長チャネルを所定数抽出することができない場合、光ネットワークを単位設計区間に分割する。単位設計区間とは、波長パスの終端がある局舎または隣接局舎を３以上有する局舎の区間をいう。波長パスの終端点となる局舎は、例えば、ＯＡＤＭが配置された局舎である。ＯＡＤＭ局舎には、波長パスの終端がなく、再生中継用のＲＥＧが配置されているだけの場合もあるが、そのようなＯＡＤＭ局舎も単位設計区間の端点とする。隣接局舎を３以上有する局舎は、光ＨＵＢなどの局舎である。なお、前述の最小ＲＥＧ区間は、波長パス単位で生成するため、ＨＵＢ局舎によっては分割されない。ただし、ＨＵＢ局舎がＲＥＧ配置可能な場合には最小ＲＥＧ区間の端点とする。

図８は、単位設計区間を説明する図である。図８には、光ＨＵＢ６１，６３，６６、ＯＡＤＭ６２，６４，６５，６７〜７０、およびＩＬＡ７１〜８４より形成された光ネットワークが示してある。光パワーレベル調整部２５は、光ネットワークを光パスの波長パスの終端がある局舎または隣接局舎を３以上有する局舎で分割し、単位設計区間とする。従って、図８の場合、単位設計区間は、単位設計区間９１〜９９となる。なお、光ＨＵＢ６１，６６、ＯＡＤＭ６４，６８〜７０から外側へ伸びている区間も独立した単位設計区間になる。

光パワーレベル調整部２５は、光ネットワークを単位設計区間に分割すると、整数計画問題に基づき、各単位設計区間で波長チャネルの伝送が最適となり得る光パワーレベル構成の候補をいくつか算出する。例えば、光パワーレベル調整部２５は、各単位設計区間において、各局舎の光パワーレベルをどのような値にすれば波長チャネルの伝送が最適となりうるか、いくつかその候補を算出する。そして、光パワーレベル調整部２５は、算出した各単位設計区間の光パワーレベル構成の候補から、拡張する光ネットワーク全体で最適となる光パワーレベル構成の組み合わせを決定する。ただし、光パワーレベルを変更した際、伝送不可となる既存波長パスがないようにする。

最適な光パワーレベル構成の算出は、新規に導入する波長パスに所要となるＲＥＧコスト（装置価格）を最小にすることを目的とする。すなわち、光パワーレベル調整部２５は、波長チャネルの伝送が可能となる光パワーレベル構成を算出するとともに、光ネットワークに追加するＲＥＧコストが最小となるように光パワーレベル構成を算出する。

次の式（１）は、光パワーレベル構成を求めるための目的関数である。式（１）は、ある光パワーレベル構成の組み合わせにおいて、新規に所要となるＲＥＧの総コストを示し、光パワーレベル調整部２５は、式（１）が最小となるように光パワーレベル構成を求める。

ｄ_e，ｄ_a（集合）は、それぞれ既存波長パス（既存の光ネットワークの波長パス）、新規波長パス（既存の光ネットワークに追加しようとする波長パス）を示す。ここで、既存波長パスは、送受信ノードあるいはＲＥＧが挿入済みのノードで分割する。すなわち、経路上で再生中継されていない既存波長パスはそのまま入力し、再生中継されている波長パスは再生中継地点で分割する。また、新規波長パスは最小ＲＥＧ区間で分割せず、新規波長パスの設定要求があった送受信ノード間とする。λ（ｄ_e），λ（ｄ_a）は、それぞれ波長パスｄ_e，ｄ_aの本数（波長数）を示す。ｒ（ｄ_e），ｒ（ｄ_a）は、それぞれ波長パスｄ_e，ｄ_aのＲＥＧコストを示す。ｘ（ｄ_e），ｘ（ｄ_a）は、それぞれ波長パスｄ_e，ｄ_aのＲＥＧ数（整数変数）を示す。ａは、新規波長パスに対し、既存波長パスのＲＥＧコストを相対的に大きくする定数である。すなわち、既存波長パスに対するＲＥＧを増加させないように光パワーレベル構成を求める。ａは、例えば、第１項の値が第２項の値より、２〜３桁大きくなるような値を選択する。

次の式（２ａ）〜（２ｃ）は、制約式である。

ｇ（集合）は、単位設計区間を示す。ｔ（集合）は、単位設計区間の光パワーレベル構成を示す。ｓ（ｔ）（２値変数）は、光パワーレベル構成ｔが選択された場合‘１’であり、選択されない場合‘０’となる。Ｔ（ｇ，ｔ）は、２値パラメータであり、光パワーレベル構成ｔが単位設計区間ｇの候補である場合‘１’であり、その他の場合は‘０’である。Ｉ（ｄ，ｔ）は、２値パラメータであり、波長パスｄが光パワーレベル構成ｔの所属する単位設計区間ｇ上を伝送経路とする場合‘１’であり、その他の場合は‘０’である。ｎ（ｔ）は、光パワーレベル構成ｔのノイズ量を示す。Ｐ_i（ｄ）は、波長パスｄにおけるｉ種類目の伝送ペナルティの上限値を示す。Ｎ（ｄ）は、波長パスｄにおけるノイズ量の上限値を示し、光信号として受信可能な許容値を示す。Ｐ_i（ｄ，ｔ）は、光パワーレベル構成ｔの経路上における波長パスｄのｉ種類目の伝送ペナルティ量を示す。

なお、光パワーレベル調整部２５は、実情報取得部２６から光パワーレベルを取得し、ノイズ量の実測値を算出する。すなわち、光パワーレベル調整部２５は、式（２ｂ）のｎ（ｔ）を光パワーレベルの実測値に基づいて算出する。また、光パワーレベル調整部２５は、実情報取得部２６から各既存波長パスの受信ＢＥＲを取得し、設計時に想定したノイズ量のマージンと実情報との差分から、実際のノイズ量の上限値を算出する。すなわち、光パワーレベル調整部２５は、式（２ｂ）のＮ（ｄ）をＢＥＲの実測値に基づいて算出する。ただし、実マージンの算出時には、設計時に想定していた経年劣化マージン等も同様に考慮する。

式（２ａ）は、各単位設計区間の構成候補から１つを選択する制約式である。ただし、ある単位設計区間内における各伝送方向の光パワーレベルは、独立して設計することができるので、同一区間について伝送方向に応じて２つの単位設計区間を選択するようにする。

式（２ｂ）は、既存波長パスおよび新規波長パスにおいて、その経路上のノイズ値とノイズ値に対する上限値のＮ（ｄ）とから、当該波長パスに必要となるＲＥＧの最小数を算出している。

式（２ｃ）は、既存波長パスおよび新規波長パスにおいて、その経路上の伝送ペナルティ量と伝送ペナルティ量に対する上限値のＰ_i（ｄ）とから、当該波長パスに必要となるＲＥＧの最小数を算出している。式（２ｃ）の伝送ペナルティ量は、例えば、受信ＯＳＮＲの劣化要因となる偏波モード分散等の値である。式（２ｃ）は、伝送ペナルティ量の種類ごとに設定することができる。なお、光パワーレベル調整部２５では、式（２ｂ）、式（２ｃ）の制約式で求まるＲＥＧの最小数のうち、最も大きい値が所要ＲＥＧ数（ｘ（ｄ））として定まる。

光パワーレベル調整部２５で光パワーレベル構成を算出するには、まず、各単位設計区間の光パワーレベル構成の初期構成を適当に生成する。初期構成は、各単位設計区間内で既存波長パスと新規波長パスが伝送するように生成する。ある単位設計区間について、既存構成において新規波長パスが伝送可能であれば、当該単位設計区間について、既存の光ネットワークの光パワーレベル構成を初期構成とすることが可能である。

光パワーレベル調整部２５は、整数計画問題の全整数変数を線形変数に緩和し、初期構成を解く。すなわち、光パワーレベル調整部２５は、線形緩和した式（１）、式（２ａ）〜式（２ｃ）で初期構成を解く。

次いで、光パワーレベル調整部２５は、各単位設計区間の新規の光パワーレベル構成を生成する。光パワーレベル調整部２５は、各単位設計区間ｇ’において、２値変数ｓ（ｔ’）の被約費用が負となるように、新規の光パワーレベル構成ｔ’を生成する。

式（３）は、被約費用を示す式である。

Ａ，Ｂ，Ｃ_iは、線形緩和した整数計画問題の解から求まる定数である。ｉは、伝送ペナルティ種を示す。ｎ（ｔ’）は、光パワーレベル構成候補ｔ’のノイズ量を示す。Ｐ_i（ｔ’）は、構成候補ｔ’の伝送ペナルティｉ種の伝送ペナルティ量を示す。

次の式（４）は、単位設計区間内の各光ファイバスパンについての被約費用成分を示している。

ｌは、単位設計区間内の光ファイバスパンを示す。ｐｗ（ｌ）は、光ファイバスパンｌの入力光パワーを示す。ｎ（ｌ，ｐｗ（ｌ））は、ｐｗ（ｌ）による、光ファイバスパンｌの送受信端で発生するノイズの総和を示す。ｐ_i（ｌ，ｐｗ（ｌ））は、ｐｗ（ｌ）による、光ファイバスパンｌの送受信端で発生する伝送ペナルティの総和を示す。

光パワーレベル調整部２５は、式（４）が最小値のときの、式（３）の被約費用が負であるか否かを判断する。すなわち、光パワーレベル調整部２５は、各光ファイバスパンでノイズ量および伝送ペナルティ量が最小となるときの被約費用が負であるか否か判断する。

光パワーレベル調整部２５は、少なくとも１つの単位設計区間において被約費用が負となる新規光パワーレベル構成が生成された場合、生成した光パワーレベル構成を、新たな光パワーレベル構成の候補として追加し、再び式（１）、式（２ａ）〜（２ｃ）の線形緩和した整数計画問題を解く。そして、光パワーレベル調整部２５は、線形緩和した整数計画問題の解から式（３）のＡ，Ｂ，Ｃ_iを求め、式（３）の被約費用が負となる光パワーレベル構成を生成する。

光パワーレベル調整部２５は、いずれの単位設計区間でも被約費用が負である新規光パワーレベル構成が生成されなかった場合、新たな光パワーレベル構成の候補は存在しないとして、これまでに生成された全光パワーレベル構成の構成候補による整数計画問題を解き、各単位設計区間の光パワーレベル構成を決定する。このとき、光パワーレベル調整部２５は、線形緩和せず、整数変数は、整数の値で解く。

光パワーレベル調整部２５は、光パワーレベル構成を決定すると、決定した光パワーレベル構成が得られるように、光ネットワークを構成しているノードを制御する。このとき、光パワーレベル調整部２５は、新規波長パスに対し、必要であれば光ネットワークにＲＥＧを挿入し、決定した光パワーレベルを構成する。そして、光パワーレベル調整部２５は、既存波長パスおよび新規波長パスの伝送可否を判断し、伝送不可の波長パスがなければ、光ネットワークの拡張は可能として処理を終了する。伝送不可の波長パスがあれば、光ネットワークの拡張は不可として処理を終了する。ここで、新規波長パスの伝送可否は挿入したＲＥＧで分割した区間について調査する。

なお、光パワーレベル構成の生成（追加探索）は、式（３）、式（４）を用いる以外にも、例えば、次の方法によって得ることもできる。
図９は、４局舎で構成される単位設計区間の光パワーレベル構成の追加探索例を説明する図である。図９には、複数のノード１０１，１０２ａ〜１０２ｄ，１０３ａ〜１０３ｄ，１０４ａ〜１０４ｄを示しているが、１０２ａ〜１０２ｄ，１０３ａ〜１０３ｄ，１０４ａ〜１０４ｄは、直前のノードに設定された４段階の光パワーレベル（ｐｗ１〜ｐｗ４）の状態を示している。すなわち、図９には、実際４局舎のノードしか存在していない。

光パワーレベル調整部２５は、各リンクにおいて、送信側の信号光強度が選択された場合の被約費用成分をリンクコストとして割り当てる。光パワーレベル調整部２５は、各ノードにおいて、入力リンクの中から最適なリンクを１つ選択し、送信元−送信先ノード間において、被約費用成分が最小となる経路を探索することで、送信元−送信先ノード間の一意な光パワーレベル構成を決定する。

入力リンクは、送信元ノードからの累積リンクコスト、累積ノイズ量、および累積伝送ペナルティ量に基づいて選択する。入力リンクは、送信元ノードからの累積リンクコストが最小となるものを選択するが、その際、その入力リンクを選択したときの送信元−送信先ノード間の最小ノイズ量および最小伝送ペナルティ量を求め、それぞれが上限値を超える場合には、当該リンクを選択対象から除外する。図９の例では、宛先となるリンク（光パワーレベル）は４つあるが、それぞれの宛先リンクまでの累積リンクコストの最小値を探索し、いずれかの宛先リンクまでに有効経路があれば、そのリンクは選択可能とする。光パワーレベル調整部２５は、各宛先リンクまでの経路を選択した後、その経路の中から、最も累積リンクコストの小さい経路に基づく光パワーレベル構成を追加構成候補とする。

図１０、図１１は、ネットワーク設計装置の動作を示したフローチャートである。
ステップＳ１において、全波長チャネル判断部２１は、各新規波長パスを最小ＲＥＧ区間に分割する。

ステップＳ２において、全波長チャネル判断部２１は、拡張した光ネットワークの各新規波長パスとなり得る割り当て波長群Ｓに、ＷＤＭの全波長チャネルを設定する。
ステップＳ３において、全波長チャネル判断部２１は、各新規波長パスについて、割り当て波長群Ｓが伝送可能か否か判断する。すなわち、全波長チャネル判断部２１は、各新規波長パスについて、全波長チャネルが各最小ＲＥＧ区間で伝送可能か否か判断する。全波長チャネル判断部２１は、全波長チャネルが各最小ＲＥＧ区間で伝送可能と判断した場合、ステップＳ１５へ進む。全波長チャネル判断部２１は、全波長チャネルが各最小ＲＥＧ区間で伝送不可と判断した場合、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４において、波長分散判断部２２は、各新規波長パスについて、割り当て波長群Ｓ（全波長チャネル）が波長分散の条件を満たすか否か判断する。波長分散判断部２２は、割り当て波長群Ｓが波長分散の条件を満たす場合、ステップＳ７へ進む。波長分散判断部２２は、割り当て波長群Ｓが波長分散の条件を満たさない場合、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５において、波長分散判断部２２は、各新規波長パスについて、全波長チャネルから波長分散の条件を満たす波長チャネルを抽出し、割り当て波長群Ｓに設定する。
ステップＳ６において、波長分散判断部２２は、各新規波長パスについて、割り当て波長群Ｓ（波長分散の条件を満たす抽出された波長チャネル）の数が所要波長パス数以上か否か判断する。すなわち、波長分散判断部２２は、波長分散の条件を満たす抽出した波長チャネル数が少なくとも光ネットワークを拡張するのに必要な数存在しているか判断する。波長分散判断部２２は、全ての新規波長パスについて、割り当て波長群Ｓが所要波長パス数以上であれば、ステップＳ７へ進む。波長分散判断部２２は、いずれかの新規波長パスについて割り当て波長群Ｓが所要波長パス数より小さければ、波長パスを光ネットワークに追加することができないため、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ７において、ＯＳＮＲ判断部２３は、割り当て波長群Ｓに含まれる全ての波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たすか否か判断する。なお、ステップＳ４からステップＳ７へ処理が進んできた場合、割り当て波長群Ｓは、全波長チャネルである。ステップＳ６からステップＳ７へ処理が進んできた場合、割り当て波長群Ｓは、波長分散の条件を満たす抽出された波長チャネルである。ＯＳＮＲ判断部２３は、割り当て波長群Ｓに含まれる全ての波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たす場合、ステップＳ１５へ進む。ＯＳＮＲ判断部２３は、割り当て波長群Ｓに含まれる全ての波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たさない場合、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８において、ＯＳＮＲ判断部２３は、各新規波長パスについて、割り当て波長群Ｓから、ＯＳＮＲの大きい方から順に波長チャネルを所要波長パス数抽出し、その他を削除する。従って、割り当て波長群Ｓには、波長分散の条件を満たし、かつ、ＯＳＮＲの大きい波長チャネルが所要波長パス数含まれていることになる。

ステップＳ９において、ＯＳＮＲ判断部２３は、各新規波長パスについて、割り当て波長群Ｓの全波長チャネルが伝送可能か否か判断する。すなわち、ＯＳＮＲ判断部２３は、割り当て波長群Ｓの全波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たすか否か判断する。ＯＳＮＲ判断部２３は、いずれかの新規波長パスについて、割り当て波長群Ｓの全波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たさないと判断した場合、光ネットワークの実情報に基づく波長チャネルの救済を行うためステップＳ１０へ進む。ＯＳＮＲ判断部２３は、全ての新規波長パスにおいて割り当て波長群Ｓの全波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たすと判断した場合、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１０において、実測パラメータ判断部２４は、光ネットワークに関する実情報を取得する。実測パラメータ判断部２４は、例えば、取得した光パワーレベルの実情報に基づいて、再度、各新規波長パスの割り当て波長群Ｓ（波長分散の条件を満たし、かつ、ＯＳＮＲの大きい所要波長パス数の波長チャネル）のＯＳＮＲを算出する。

ステップＳ１１において、実測パラメータ判断部２４は、各新規波長パスについて、割り当て波長群Ｓに含まれる全波長チャネルが伝送可能か否か判断する。すなわち、実測パラメータ判断部２４は、割り当て波長群Ｓの全波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たすか否か判断する。実測パラメータ判断部２４は、いずれかの新規波長パスについて割り当て波長群Ｓの全波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たさないと判断した場合、光パワーレベル調整による波長チャネルの救済を行うためステップＳ１２へ進む。実測パラメータ判断部２４は、全ての新規波長パスについて割り当て波長群Ｓの全波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たすと判断した場合、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１２において、光パワーレベル調整部２５は、整数計画問題に基づいて、既存波長パスおよび新規波長パスの全波長チャネルが伝送し、かつ、ＲＥＧコストを最小とする光パワーレベル構成を算出する。ここで、新規波長パスは最小ＲＥＧ区間で分割したものではなく、設計のパラメータの入力時の波長パスに復元し、処理を行う。光パワーレベル調整部２５は、光ネットワークに関する実情報を取得し、取得した実情報を光パワーレベル構成の算出に反映させる。

ステップＳ１３において、光パワーレベル調整部２５は、算出した光パワーレベル構成において、既存波長パスおよび新規波長パスが伝送可能か否か判断する。ここで、既存波長パスは既に割り当てられている波長チャネルのみについて判断し、新規波長パスは再度最小ＲＥＧ区間に分割した上で、それぞれの割り当て波長群Ｓについて伝送可能か否かを判断する。光パワーレベル調整部２５は、既存波長パスあるいは新規波長パスが伝送不可と判断した場合、光パワーレベル調整による波長チャネルの救済も行えないため、ステップＳ１４へ進む。光パワーレベル調整部２５は、既存波長パスおよび新規波長パスが伝送可能と判断した場合、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１４において、波長分散判断部２２または光パワーレベル調整部２５は、光ネットワークの拡張は不可であるとして設計を終了する。
ステップＳ１５において、全波長チャネル判断部２１、ＯＳＮＲ判断部２３、または光パワーレベル調整部２５は、波長パスを既存の光ネットワークに追加し、設計を終了する。ここで、光パワーレベル調整によってステップＳ１５に至った場合には、光パワーレベルの構成変更を実施する。

図１２は、光パワーレベル調整の動作を示したフローチャートである。図１２のフローチャートは、図１１のステップＳ１２の詳細を示している。
ステップＳ２１において、光パワーレベル調整部２５は、実情報取得部２６から光パワーレベルとＢＥＲの実情報を取得する。

ステップＳ２２において、光パワーレベル調整部２５は、光パワーレベル構成の初期構成を生成する。光パワーレベル調整部２５は、各単位設計区間で既存および新規の波長パスが伝送するように初期構成を生成する。

ステップＳ２３において、光パワーレベル調整部２５は、各単位設計区間で波長パスが伝送するように初期構成を生成できたか否か判断する。光パワーレベル調整部２５は、各単位設計区間で波長パスが伝送するように初期構成を生成できた場合、ステップＳ２４へ進む。光パワーレベル調整部２５は、各単位設計区間で全波長パスが伝送するように初期構成を生成できなかった場合、処理を終了する。

ステップＳ２４において、光パワーレベル調整部２５は、生成した初期構成に基づいて、式（１）、式（２ａ）〜（２ｃ）の整数計画問題を解く。このとき、光パワーレベル調整部２５は、整数計画問題を線形緩和して解く。光パワーレベル調整部２５は、線形緩和した整数計画問題の解から各単位設計区間の被約費用の式（３）のＡ，Ｂ，Ｃ_iを求める。

ステップＳ２５において、光パワーレベル調整部２５は、各単位設計区間について、式（４）が最小値となる、式（３）の被約費用が負となる光パワーレベル構成を生成する。
ステップＳ２６において、光パワーレベル調整部２５は、式（３）の値が負となる光パワーレベル構成を生成できたか否か判断する。光パワーレベル調整部２５は、いずれかの単位設計区間において、式（３）の値が負となる光パワーレベル構成を生成できた場合、光ネットワークを最適にする新たな光パワーレベル構成の候補が存在するとして、ステップＳ２４へ進む。光パワーレベル調整部２５は、いずれの単位設計区間においても式（３）の値が負となる光パワーレベル構成を生成できなかった場合、新たな光パワーレベル構成の候補が存在しないとして、ステップＳ２７へ進む。

なお、光パワーレベル調整部２５は、ステップＳ２４に進むと、生成した光パワーレベル構成で再び線形緩和した整数計画問題を解く。そして、光パワーレベル調整部２５は、線形緩和した整数計画問題の解より、各単位設計区間について、被約費用の式（３）のＡ，Ｂ，Ｃ_iを求める。そして、光パワーレベル調整部２５は、各単位設計区間について、式（４）が最小値となる、式（３）の被約費用が負となる光パワーレベル構成を生成する。光パワーレベル調整部２５は、いずれかの単位設計区間において式（３）の被約費用が負である間、光パワーレベル構成を生成し、ステップＳ２４〜Ｓ２６の処理を繰り返す。

ステップＳ２７において、光パワーレベル調整部２５は、線形緩和をせずに整数計画問題を解き、算出された各単位設計区間の光パワーレベル構成の候補から、式（１）の目的関数を最小にする光パワーレベル構成を選択する。

ステップＳ２８において、光パワーレベル調整部２５は、光パワーレベル構成を決定すると、決定した光パワーレベル構成が得られるように、光ネットワークを構成しているノードを制御する。このとき、光パワーレベル調整部２５は、必要であれば新規波長パスの再生中継のためのＲＥＧを挿入し、決定した光パワーレベルを構成する。

なお、ステップＳ２８の処理が終了すると、光パワーレベル構成の光ネットワークへの適用の判断を行うため、図１１に示したステップＳ１３への処理へと進む。
このように、ネットワーク設計装置１１は、全波長チャネルの伝送が不可と判断した場合、全波長チャネルの中から波長分散の条件を満たす波長チャネルが所要波長パス数存在するか否か判断する。そして、ネットワーク設計装置１１は、波長分散の条件を満たす波長チャネルから、ＯＳＮＲの大きい方から順に波長チャネルを所要波長パス数抽出し、抽出した波長チャネルがＯＳＮＲの条件を満たすか否か判断する。これにより、波長分散条件とＯＳＮＲの条件を満たす波長チャネルがあれば、全波長チャネルの伝送が不可であっても、既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うことができるようになる。

また、ネットワーク設計装置１１は、波長分散の条件とＯＳＮＲの条件とを満たす波長チャネルが所要波長パス数存在しない場合でも、実情報により、設計で予め入力されたパラメータを更新し、波長チャネルを救済するようにする。これにより、可能な限り既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うことができるようになる。

また、ネットワーク設計装置１１は、設計で予め入力されたパラメータを実情報に基づき更新しても波長チャネルを救済できない場合、光ネットワークのノードの光パワーレベルを調整するようにする。これにより、より可能な限り既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うことができるようになる。

また、ネットワーク設計装置１１は、整数計画問題に基づいて光パワーレベル構成を決定することにより、新規波長パスに所要となるＲＥＧコストを抑えた光ネットワークを設計することができる。

また、ネットワーク設計装置１１は、整数計画問題に光パワーレベルまたはＢＥＲの実情報を反映することにより、より可能な限り既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うことができるようになる。

なお、上記では、実測パラメータ判断部２４は、光パワーレベルに基づいて光ファイバスパンの損失量のパラメータを更新するとしたが、ＢＥＲより光ネットワークの実測のノイズを算出し、算出したノイズに基づいてＯＳＮＲの閾値を更新するようにしてもよい。このとき、実測パラメータ判断部２４は、ＯＳＮＲの閾値にマージンを含めてもよい。これによっても、より可能な限り既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うことができるようになる。

また、制約条件は、式（２ａ）、式（２ｂ）だけであってもよい。ネットワーク設計装置１１は、伝送ペナルティ量による式（２ｃ）の制約条件を加えることにより、よりノイズに強い光ネットワークを設計できる。

コンピュータが有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disc）などがある。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

（付記１） 既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うネットワーク設計装置において、
前記光ネットワークの主信号について全波長チャネルでの伝送が可能か否か判断する全波長チャネル判断部と、
前記全波長チャネルでの伝送が不可と判断された場合、前記全波長チャネルの中から波長分散条件を満たす波長チャネルが所定数存在するか否か判断する波長分散判断部と、
前記波長分散条件を満たす前記波長チャネルから光信号対雑音比の大きい方から前記波長チャネルを所定数抽出し、抽出した前記波長チャネルが光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する光信号対雑音比判断部と、
を有することを特徴とするネットワーク設計装置。

（付記２） 前記光ネットワークを形成しているノードから前記光ネットワークに関する実情報を取得する実情報取得部と、
前記光信号対雑音比判断部によって、抽出した前記波長チャネルの全てが前記光信号対雑音比条件を満たさないと判断された場合、設計のために予め入力されたパラメータを前記実情報に基づいて更新し、更新された前記パラメータに基づいて、前記波長チャネルの全てが前記光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する実測パラメータ判断部と、
をさらに有することを特徴とする付記１記載のネットワーク設計装置。

（付記３） 前記実測パラメータ判断部によって、抽出された前記波長チャネルの全てが前記光信号対雑音比条件を満たさないと判断された場合、前記光ネットワークの光パワーレベルの調整を行う光パワーレベル調整部をさらに有することを特徴とする付記２記載のネットワーク設計装置。

（付記４） 前記光パワーレベル調整部は、前記光ネットワークを前記波長パスの終端がある局舎または隣接局舎を３以上有する局舎の単位設計区間に分割し、各前記単位設計区間で前記光パワーレベルの候補を生成し、各前記単位設計区間の前記光パワーレベルの候補の中から、既存波長パスおよび新規波長パスの全てが伝送可能となる組み合わせを決定することを特徴とする付記３記載のネットワーク設計装置。

（付記５） 前記光パワーレベル調整部は、整数計画問題によって前記光パワーレベルの組み合わせを決定することを特徴とする付記４記載のネットワーク設計装置。
（付記６） 前記整数計画問題は、前記光ネットワークに挿入する光再生中継装置のコストを最小とすることを目的関数とし、各前記単位設計区間の前記光パワーレベルの候補から１つを選択することを制約条件とし、前記既存波長パスおよび前記新規波長パスのノイズ量とその閾値とから前記光再生中継装置の数を決定することを制約条件とすることを特徴とする付記５記載のネットワーク設計装置。

（付記７） 前記整数計画問題は、さらに前記既存波長パスおよび前記新規波長パスの伝送ペナルティ量とその閾値とから前記光再生中継装置の数を決定することを制約条件とすることを特徴とする付記６記載のネットワーク設計装置。

（付記８） 前記実情報は、光パワーレベルであり、
前記実測パラメータ判断部は、前記光パワーレベルに基づいて前記光ネットワークの光ファイバスパンの損失量を算出し、前記光ファイバスパンの損失量の前記パラメータを更新することを特徴とする付記２記載のネットワーク設計装置。

（付記９） 前記実情報は、ビットエラーレートであり、
前記実測パラメータ判断部は、前記ビットエラーレートに基づいて前記光信号対雑音比の閾値を算出し、前記光信号対雑音比の閾値を更新することを特徴とする付記２記載のネットワーク設計装置。

（付記１０） 前記実情報は、光パワーレベルであり、
前記光パワーレベル調整部は、前記光パワーレベルに基づいて前記整数計画問題の前記ノイズ量を算出することを特徴とする付記６記載のネットワーク設計装置。

（付記１１） 前記実情報は、ビットエラーレートであり、
前記光パワーレベル調整部は、前記ビットエラーレートに基づいて前記整数計画問題の前記閾値を算出することを特徴とする付記６記載のネットワーク設計装置。

（付記１２） 既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うネットワーク設計装置のネットワーク設計方法において、
前記光ネットワークの主信号について全波長チャネルでの伝送が可能か否か判断し、
前記全波長チャネルでの伝送が不可と判断された場合、前記全波長チャネルの中から波長分散条件を満たす波長チャネルが所定数存在するか否か判断し、
前記波長分散条件を満たす前記波長チャネルから光信号対雑音比の大きい方から前記波長チャネルを所定数抽出し、抽出した前記波長チャネルが光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する、
ことを特徴とするネットワーク設計方法。

（付記１３） 既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うネットワーク設計プログラムにおいて、
コンピュータに、
前記光ネットワークの主信号について全波長チャネルでの伝送が可能か否か判断し、
前記全波長チャネルでの伝送が不可と判断された場合、前記全波長チャネルの中から波長分散条件を満たす波長チャネルが所定数存在するか否か判断し、
前記波長分散条件を満たす前記波長チャネルから光信号対雑音比の大きい方から前記波長チャネルを所定数抽出し、抽出した前記波長チャネルが光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する、
処理を実行させることを特徴とするネットワーク設計プログラム。

ネットワーク設計装置を示した図である。 光ネットワーク設計システムの構成例を示した図である。 ネットワーク設計装置のハードウェアブロック図である。 ネットワーク設計装置の機能ブロック図である。 最小ＲＥＧ区間を説明する図である。 全波長チャネル判断部の伝送可否判断を説明する図のその１である。 全波長チャネル判断部の伝送可否判断を説明する図のその２である。 単位設計区間を説明する図である。 ４局舎で構成される単位設計区間の光パワーレベル構成の追加探索例を説明する図である。 ネットワーク設計装置の動作を示したフローチャートである。 ネットワーク設計装置の動作を示したフローチャートである。 光パワーレベル調整の動作を示したフローチャートである。 全波長チャネルの伝送可否を説明する図である。

符号の説明

１ ネットワーク設計装置
１ａ 全波長チャネル判断部
１ｂ 波長分散判断部
１ｃ 光信号対雑音比判断部

Claims (10)

1. 既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うネットワーク設計装置において、
   前記光ネットワークの主信号について全波長チャネルでの伝送が可能か否か判断する全波長チャネル判断部と、
   前記全波長チャネルでの伝送が不可と判断された場合、前記全波長チャネルの中から波長分散条件を満たす波長チャネルが所定数存在するか否か判断する波長分散判断部と、
   前記波長分散条件を満たす前記波長チャネルから光信号対雑音比の大きい方から前記波長チャネルを所定数抽出し、抽出した前記波長チャネルが光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する光信号対雑音比判断部と、
   を有することを特徴とするネットワーク設計装置。
2. 前記光ネットワークを形成しているノードから前記光ネットワークに関する実情報を取得する実情報取得部と、
   前記光信号対雑音比判断部によって、抽出した前記波長チャネルの全てが前記光信号対雑音比条件を満たさないと判断された場合、設計のために予め入力されたパラメータを前記実情報に基づいて更新し、更新された前記パラメータに基づいて、前記波長チャネルの全てが前記光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する実測パラメータ判断部と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１記載のネットワーク設計装置。
3. 前記実測パラメータ判断部によって、抽出された前記波長チャネルの全てが前記光信号対雑音比条件を満たさないと判断された場合、前記光ネットワークの光パワーレベルの調整を行う光パワーレベル調整部をさらに有することを特徴とする請求項２記載のネットワーク設計装置。
4. 前記光パワーレベル調整部は、前記光ネットワークを前記波長パスの終端がある局舎または隣接局舎を３以上有する局舎の単位設計区間に分割し、各前記単位設計区間で前記光パワーレベルの候補を生成し、各前記単位設計区間の前記光パワーレベルの候補の中から、既存波長パスおよび新規波長パスの全てが伝送可能となる組み合わせを決定することを特徴とする請求項３記載のネットワーク設計装置。
5. 前記光パワーレベル調整部は、整数計画問題によって前記光パワーレベルの組み合わせを決定することを特徴とする請求項４記載のネットワーク設計装置。
6. 前記整数計画問題は、前記光ネットワークに挿入する光再生中継装置のコストを最小とすることを目的関数とし、各前記単位設計区間の前記光パワーレベルの候補から１つを選択することを制約条件とし、前記既存波長パスおよび前記新規波長パスのノイズ量とその閾値とから前記光再生中継装置の数を決定することを制約条件とすることを特徴とする請求項５記載のネットワーク設計装置。
7. 前記整数計画問題は、さらに前記既存波長パスおよび前記新規波長パスの伝送ペナルティ量とその閾値とから前記光再生中継装置の数を決定することを制約条件とすることを特徴とする請求項６記載のネットワーク設計装置。
8. 前記実情報は、光パワーレベルであり、
   前記実測パラメータ判断部は、前記光パワーレベルに基づいて前記光ネットワークの光ファイバスパンの損失量を算出し、前記光ファイバスパンの損失量の前記パラメータを更新することを特徴とする請求項２記載のネットワーク設計装置。
9. 前記実情報は、ビットエラーレートであり、
   前記光パワーレベル調整部は、前記ビットエラーレートに基づいて前記整数計画問題の前記閾値を算出することを特徴とする請求項６記載のネットワーク設計装置。
10. 既存の光ネットワークに波長パスを追加する設計を行うネットワーク設計装置のネットワーク設計方法において、
    前記光ネットワークの主信号について全波長チャネルでの伝送が可能か否か判断し、
    前記全波長チャネルでの伝送が不可と判断された場合、前記全波長チャネルの中から波長分散条件を満たす波長チャネルが所定数存在するか否か判断し、
    前記波長分散条件を満たす前記波長チャネルから光信号対雑音比の大きい方から前記波長チャネルを所定数抽出し、抽出した前記波長チャネルが光信号対雑音比条件を満たすか否か判断する、
    ことを特徴とするネットワーク設計方法。

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