JP2013026916A - ネットワーク評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光パスを設定した場合の２ノード間の距離に基づく中継器の設置コストの増大を考慮してネットワークトポロジの評価を実行することを目的とする。
【解決手段】複数のノードと、該ノード間を接続する複数のリンクと、該ノードごとに設けられた複数のルータとを有する光ネットワークの設計を評価するネットワーク評価装置は、該リンクごとの伝送距離および伝送量要求値、および中継器を挿入する区間距離を記憶する記憶部と、該伝送量要求値に基づいて、該複数のノードから光パスを設ける２つのノードを選択し、該２つのノード間の信号伝搬を中継するノードおよびルータの数に基づいてコスト減少量を算出すると共に、該光パスの伝送距離および該区間距離に応じて挿入する該中継器の数に基づいてコスト増加量を算出し、該コスト減少量と該コスト増加量に基づいて光ネットワークの最適値を決定する制御部とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ネットワークのトポロジを評価するネットワーク評価装置に関する。

ネットワークの伝送増加に対応するため、コアネットワークでは光ファイバを用いた光ネットワークが用いられている。光ネットワークでは、一本の光ファイバに複数の異なる波長を多重する波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を用いることにより、きわめて大容量の通信が可能となる。

ＷＤＭネットワークは、ＯＸＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｒｏｓｓ Ｃｏｎｎｅｃｔ）と呼ばれる複数のノードと、ノード間を接続する光ファイバを有する。ＯＸＣは任意のノード間において、光パスと呼ばれる論理的な通信路を光レイヤとして作成することが出来る。光パスは、２ノード間で共通に利用可能な波長を設定することにより実現する。１本の光パスを設定することにより、２ノード間に１波長の容量に相当する大容量の通信路を論理的に作成することが出来る。

またＷＤＭネットワークの上位レイヤには、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤが存在する。ＩＰレイヤでは、ユーザからの情報がパケット単位でやり取りされる。ＷＤＭネットワークにおいて、各ＯＸＣにはルータが接続されている。各ＯＸＣに到達したパケット信号は、ルータにより解析され、転送先のＯＸＣに転送される。

光レイヤとＩＰレイヤからなるネットワークは、ＩＰ／ＷＤＭネットワークと呼ばれる。ＩＰ／ＷＤＭネットワークにおいて、各ユーザから送信されたパケットはルータによって集約される。集約されたパケットは、ＩＰレイヤから見て下位レイヤである光レイヤを伝送路として他のノードへ転送される。

２つのノード間の伝送路に物理的に他のノードが存在する場合であっても、光レイヤにおいて光パスを設定した２ノード間は、ＩＰレイヤから見ると隣接していると認識される。光パスを設定した２ノード間に存在する他のノードは、ＯＸＣによって光信号の方路を切り替える処理を実行する。ＯＸＣにより処理された光信号はルータを経由しないため、光レイヤにおける光信号はパケット単位で処理されない。このようなルータを経由しない光信号の処理をカットスルーという。

光パスによる転送に対しＩＰレイヤでは、ＯＸＣで受信した光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号に基づきルータにおいてパケット単位で転送先を特定し、特定した転送先へパケットを転送するという複雑な処理が要求される。処理が複雑になるほどルータに高い性能が要求されるため、ＩＰレイヤでの信号処理量が多いほどネットワークのコストは大きくなる。

ＩＰ／ＷＤＭネットワークの設計は、始点ノードおよび終点ノードとその２ノード間を流れる伝送量情報の集合、および光レイヤの物理的なトポロジを入力とし、ネットワーク全体のコストが小さくなるように光パスを選択することにより行われる。光パスにより構成される論理的なトポロジを論理トポロジと呼ぶ。ＩＰ／ＷＤＭネットワークの設計評価技術として、非特許文献１には、ＭＭＴ（Ｍａｘｉｍｉｚｉｎｇ Ｍｕｌｔｉ−ｈｏｐ Ｔｒａｆｆｉｃ）アルゴリズムが開示されている。ＭＭＴアルゴリズムでは、伝送量が大きく、中継するルータの数（ホップ数）が多い２ノード間に光パスを設定することにより、ネットワーク全体のコストを削減する論理トポロジを求める。

Ｂ．Ｍｕｋｈｅｒｊｅｅ,"Ｏｐｔｉｃａｌ ＷＤＭ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ,２００６．

光パスを設定した２ノード間の距離が長い場合、光パスを経由させるＯＸＣに、光信号を整形するための中継器である、光再生中継器を設置する必要が生じる。ＭＭＴアルゴリズムでは２ノード間の距離について評価しない。よって光パスを設定した場合の２ノード間の距離に基づく光再生中継器の設置コストは評価されない。

本技術では、光パスを設定した場合の２ノード間の距離に基づく光再生中継器の設置コストの増大を考慮してネットワークトポロジの評価を実行することを目的とする。

上記課題を解決するため、複数のノードと、該ノード間を接続する複数のリンクと、該ノードごとに設けられ、該リンクを伝搬する信号の転送先を検出する複数のルータとを有する光ネットワークの設計を評価するネットワーク評価装置は、該リンクごとの伝送距離および伝送量要求値、および光伝送損失を補償するための中継器を挿入する区間距離を記憶する記憶部と、該伝送量要求値に基づいて、該複数のノードから光パスを設ける２つのノードを選択し、該２つのノード間の信号伝搬を中継するノードおよびルータの数に基づいてコスト減少量を算出すると共に、該光パスの伝送距離および該区間距離に応じて挿入する該中継器の数に基づいてコスト増加量を算出し、該コスト減少量と該コスト増加量に基づいて光ネットワークの最適値を決定する制御部とを有する。

実施形態によれば、光パスを設定した場合の２ノード間の距離に基づく光再生中継器の設置コストの増大を考慮してネットワークトポロジの評価を実行することが出来る。

ＩＰ／ＷＤＭネットワーク１のブロック図である。 ネットワーク評価装置２のブロック図である。 ネットワーク評価装置２の機能ブロック図である。 ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４のブロック図である。 ＡはＩＰ／ＷＤＭネットワーク４の物理トポロジデータを示すテーブル図である。ＢはＩＰ／ＷＤＭネットワーク４のデマンドデータを示すテーブル図である。 ネットワーク評価装置２の評価処理フロー図である。 デマンドごとのトータルコストの評価結果テーブル７である。 区間ＡＤに光パスを設定した、ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４ａのブロック図である。 区間ＡＤに光パスを設定後の各リンクでの使用波長数を管理する波長数テーブルである。 ノードＡＤ間に光パスを設定した後の、指定区間ごとのトータルコストの評価結果テーブル７ａである。 区間ＡＤおよび区間ＡＢに光パスを設定した、ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４ｂのブロック図である。 区間ＡＤ、ＡＥに光パスを設定後の各リンクでの使用波長数を管理する波長数テーブル８５ａである。

以下、本実施の形態について説明する。なお、各実施形態における構成の組み合わせも本発明の実施形態に含まれる。

図１は一般的なＩＰ／ＷＤＭネットワーク１のブロック図である。ＩＰ／ＷＤＭネットワーク１は、複数のＯＸＣ１１、ＯＸＣ１１にそれぞれ接続されたルータ１０、および２つのＯＸＣ１１間を接続する光ケーブル１２を有する。光ケーブルはノード間を接続するリンクとして機能する。

ＯＸＣ１１は光信号を電気信号に変換すること無く、光信号のまま波長単位で他のＯＸＣ１１にクロスコネクトすることが出来る。ＯＸＣ１１間は光ケーブル１２で接続されている。光レイヤの物理的なトポロジは、ＯＸＣ１１および光ケーブル１２で形成される。

ＯＸＣ１１は他のＯＸＣ１１から受信した光信号を電気信号に変換し、ルータ１０に送信する。ルータ１０は受信した電気信号をパケット単位で解析し、信号の転送先を決定する。ＩＰレイヤの物理的なレイヤでは、信号はパケット単位でやり取りされる。

ＯＸＣ１１で受信した光レイヤにおける光信号は電気信号に変換され、ＯＸＣ１１に接続されたルータ１０へ送信される。一般的にネットワーク中の各ノードを通過するトラフィックを分類すると、その大部分が中継処理である。よって光パスにより効果的にカットスルーを行うことにより、ＩＰレイヤにおける中継処理を削減することが出来る。ＩＰレイヤにおける中継処理を削減することにより、ルータ１０の小規模化や削減を行うことが出来る。

一方、光パスの距離が長くなると、光信号は減衰する。光信号が減衰と、受信側のノードで正しい信号値を受信できない可能性が高くなる。ＯＸＣ１１において光信号から電気信号に変換される場合は、電気信号から光信号へ再変換されるため、減衰した光信号は回復する。一方、光パスを設定した場合、光信号は電気信号から再変換されること無く減衰する。光パスの伝送距離が長い場合、減衰した光信号を回復させるため、必要に応じてＯＸＣ１１に光再生中継器を実装する必要がある。よって光パスを設定する２ノード間の伝送距離が長くなるほど、光再生中継器を実装するコストが増大する。

以上の通り、特定の２ノード間に光パスを設けることにより、ＩＰ／ＷＤＭネットワーク１にはコスト減少およびコスト増加が発生しうる。

図２はＩＰ／ＷＤＭネットワーク１のネットワークトポロジを評価するためのネットワーク評価装置２のブロック図である。ネットワーク評価装置２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１、記憶部２２、出力部２３、入力部２４、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２５を有する。

ＲＡＭ２０はデータの読み書きを電気的に行うための記憶装置である。ＲＡＭ２０に記憶されたデータは、ネットワーク評価装置２の電源が切断されると消滅する。ＲＡＭ２０はＣＰＵ２５で実行されるプログラムおよびプログラムの実行結果を一時的に記憶する。

ＲＯＭ２１はデータの読み書きを電気的に行うための記憶装置である。ＲＯＭ２１に記憶されたデータは、ネットワーク評価装置２の電源が切断されても保持される。ＲＯＭ２１はネットワーク評価装置２のファームウェアを記憶する。

記憶部２２はＣＰＵ２５により実行されるプログラム、プログラムの評価対象データ、およびプログラムの実行結果を記憶する。記憶部２２は例えばハードディスクなどである。記憶部２２は物理トポロジデータ２６、デマンドテーブル２７、論理トポロジデータ２８、波長数テーブル８５、コスト計算プログラム２９、デマンド評価プログラム３０、論理トポロジ生成プログラム３１を記憶する。

物理トポロジデータ２６は、評価対象であるＩＰ／ＷＤＭネットワーク１の物理ネットワークトポロジ情報である。物理トポロジデータ２６には、各リンクで多重化可能な波長数も含まれる。デマンドテーブル２７は、特定の２ノード間に要求されるデマンドの情報である。デマンドとは、トラフィックの始点および終点と、そこを流れる信号の伝送量要求値で規定される情報のことである。論理トポロジデータ２８は、ＩＰ／ＷＤＭネットワーク１の論理ネットワークトポロジ情報である。論理トポロジデータ２８の初期値は、物理トポロジデータ２６に基づいて決定する。波長数テーブル８５は、リンクごとの使用波長数を管理する情報である。リンクごとに多重化可能な波長数の上限値が決まっているため、波長数テーブル８５に基づいて、リンクごとの多重化可能な残り波長数を確認することが出来る。

コスト計算プログラム２９はＣＰＵ２５に対し、トポロジ変更に伴うコストを計算させるプログラムである。デマンド評価プログラム３０はＣＰＵ２５に対し、トポロジ変更に伴う各ノード間のネットワークパスが、デマンドテーブル２７に示す要求値を満足しているかを評価させるプログラムである。論理トポロジ生成プログラム３１はＣＰＵ２５に対し、物理トポロジデータ２６に基づいて、論理トポロジデータ２８の初期値を生成させるプログラムである。論理トポロジ更新プログラム３２はＣＰＵ２５に対し、特定のノード間に光パスを設定させると共に、光パス設定後の論理ネットワークトポロジデータを論理トポロジデータ２８として記録させるプログラムである。

ところで、上記した各データ２６〜２８および各プログラム２９〜３２については、必ずしも記憶部２２に記憶させておく必要はなく、例えば、ネットワーク評価装置２に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」、または、ネットワーク評価装置２の内外に備えられるＲＯＭ２１などの「固定用の物理媒体」、さらには、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してネットワーク評価装置２に接続される「他のコンピュータ（またはサーバ）」に記憶させておき、ネットワーク評価装置２がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。

出力部２３はネットワーク評価装置２の評価結果を外部へ出力する。出力部２３は例えばディスプレイである。

入力部２４はネットワーク評価装置２での評価条件を入力する。入力部２４は例えばキーボードやマウスである。

ＣＰＵ２５は記憶部２２から読み出されたプログラムを実行するための演算装置である。

以上の通りネットワーク評価装置２は、記憶部２２に記憶されたデータに基づいて、記憶部２２に記憶された各プログラムをＣＰＵ２５に実行させることにより、ネットワークトポロジのコストを評価することが出来る。

図３はネットワーク評価装置２の機能ブロック図である。論理トポロジ生成部４５は、ＣＰＵ２５によって論理トポロジ生成プログラム３１を実行することにより実現する機能ブロックである。論理トポロジ生成部４５は、物理トポロジデータ２６およびデマンドテーブル２７に基づいて、論理トポロジデータ２８を生成する。

コスト計算部４０は、ＣＰＵ２５によってコスト計算プログラム２９を実行することにより実現する機能ブロックである。コスト計算部４０はデマンドテーブル２７に基づいてデマンドを選択し、デマンドの伝送を光パスに変更した場合のコスト計算を実行する。コスト計算部４０は増加コスト計算部４１、減少コスト計算部４２を有する。増加コスト計算部４１は光パスへの変更に伴うコストの増加量を計算する。減少コスト計算部４２は光パスへの変更に伴うコストの減少量を計算する。コスト計算部４０は増加コスト計算部４１および減少コスト計算部４２のコスト計算結果に基づいて、選択した２ノード間の光パスへの変更に伴うトータルコストを計算する。

デマンド評価部４４は、ＣＰＵ２５によってデマンド評価プログラム３０を実行することにより実現する機能ブロックである。デマンド評価部４４は、コスト計算部４０によるコストの計算結果に基づいて、評価値が最も高いデマンドを光パスに設定するデマンドとして選択する。

論理トポロジ更新部４３は、ＣＰＵ２５によって論理トポロジ更新プログラム３２を実行することにより実現する機能ブロックである。論理トポロジ更新部４３は、デマンド評価部４４による評価結果に基づいて、光パスを設定した論理トポロジを論理トポロジデータ２８として記憶部２２に記憶させる。また論理トポロジ更新部４３は、更新後の論理トポロジデータ２８に基づくネットワーク全体のコスト算出結果を記録する。

以上の通りネットワーク評価装置２は、記憶部２２に記憶されたプログラムをＣＰＵ２５に実行させることにより、ネットワークの評価に必要な機能を実現することが出来る。

図４はネットワーク評価装置２を用いて評価を行うＩＰ／ＷＤＭネットワーク４のブロック図である。ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４はノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、５０、５１、５２、５３、５４、５５、およびリンクＡ−Ｆ、Ｆ−５０、５０−５１、５１−Ｅ、Ｆ−５２、５２−Ｄ、Ｆ−５３、５３−５４、５４−Ｃ、Ｆ−５５、５５−Ｂを有する。ここでリンクとは、ノード間を接続する光ファイバである。例えばリンクＡ−Ｆは、ノードＡ、Ｆ間を接続する光ファイバを示す。

図中の光ファイバに添えられている数字は、それぞれのリンクの長さである。本実施例において、リンクＡ−Ｆは５００ｋｍ、リンクＦ−５０は３００ｋｍ、リンク５０−５１は２００ｋｍ、リンク５１−Ｅは３００ｋｍ、リンクＦ−５２は２００ｋｍ、リンク５２−Ｄは４００ｋｍ、リンクＦ−５３は１１００ｋｍ、リンク５３−５４は１４００ｋｍ、リンク５４−Ｃは９００ｋｍ、リンクＦ−５５は１１００ｋｍ、リンク５５−Ｂは１２００ｋｍの長さの光ファイバである。

図４のＩＰ／ＷＤＭネットワーク４を評価対象とした場合のネットワーク評価装置２による評価手順を以下に説明する。

図５は図４のＩＰ／ＷＤＭネットワーク４に関するテーブル図である。図５のＡはＩＰ／ＷＤＭネットワーク４の論理トポロジデータ２８を示すテーブル図である。図５のＡに示すテーブルは、記憶部２２に記憶されている。また図５のＢはＩＰ／ＷＤＭネットワーク４のデマンドテーブル２７を示すテーブル図である。図５のＢに示すデマンドテーブル２７は、記憶部２２に記憶されている。

図５のＡは、各光ファイバの始点および終点に接続されたノードと、光ファイバの長さを示すテーブル図である。図５のＡにおいて、列６０は始点となるノード、列６１は終点となるノード、列６２は光ファイバの長さを示す。

図５のＡのテーブル図の各行は、各リンクの始点ノード、終点ノード、およびリンクの長さを示す。例えば行６３は、リンクの始点ノードがＡ、終点ノードがＦ、長さが５００ｋｍであることを示す。他の行も同様である。

図５のＢは、各デマンドの情報を示すデマンドデータのテーブル図である。図５のＢにおいて、列６４はトラフィックの始点ノード、列６５はトラフィックの終点ノード、列６６はノード間に要求される伝送量要求値を示す。

図５のＢのテーブル図の各行は、デマンドごとのネットワーク区間の始点ノード、終点ノードおよび伝送量の要求値をそれぞれ示す。例えば行６７は、デマンドが設定された区間の始点ノードがＡ、終点ノードがＢ、伝送量の要求値が８Ｇｂｐｓであることを示す。他の行も同様である。

以上の通りネットワーク評価装置２は、評価対象となるＩＰ／ＷＤＭネットワーク４に関する情報を記憶部２２に記憶する。

図６はＩＰ／ＷＤＭネットワークに対するネットワーク評価装置２の評価処理フロー図である。ネットワーク評価装置２において、論理トポロジ生成部４５は、物理トポロジデータ２６およびデマンドテーブル２７に基づいて、評価処理の初期値となる論理トポロジデータを生成する（Ｓ１１）。

コスト計算部４０は、生成された論理トポロジデータに基づいて、デマンド値が指定されている区間を光パスに設定した場合の、ＩＰ／ＷＤＭネットワークの増加コストおよび減少コストを計算する（Ｓ１２）。

デマンド評価部４４は、コスト計算部４０による、デマンドごとのコスト計算結果に基づいて、もっともトータルコストの削減効果が高い区間を光パスに設定する（Ｓ１３）。

デマンド評価部４４は、デマンド値が設定されている区間を含む全区間について、各ノードのルーティング処理を実行させる（Ｓ１４）。各リンクは切り替え可能な光信号の波長数の上限値を有する。デマンド評価部４４は、ルーティング処理により、各リンクでの光信号の切り替え波長数が制約を満たしているかを波長数テーブル８５に基づいて確認する（Ｓ１５）。

各リンクでの光信号の切り替え波長数が制約を満たしている場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、デマンド評価部４４は評価処理を継続する。あるリンクでの光信号の切り替え波長数が制約を満たしていない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、論理トポロジ更新部４３は、デマンド評価部４４による評価結果に基づいて、記憶部２２に記憶された論理トポロジデータを更新する（Ｓ１８）。また論理トポロジ更新部４３は、更新後の論理トポロジデータに基づいて、波長数テーブル８５を更新する。

デマンド評価部４４は波長数に続いて、論理トポロジがフルメッシュか否かを判定する（Ｓ１６）。ここでフルメッシュとは、全ての区間が光パスに設定されている状態をいう。論理トポロジがフルメッシュの場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、これ以上の評価は不要であるため、論理トポロジ更新部４３は、デマンド評価部４４による評価結果に基づいて、記憶部２２に記憶された論理トポロジデータを更新する（Ｓ１８）。

論理トポロジがフルメッシュでない場合（Ｓ１６：ＮＯ）、論理トポロジ更新部４３は論理トポロジと対応するＩＰ／ＷＤＭネットワーク全体のトータルコストを記録する（Ｓ１７）。ネットワーク評価装置２は、ステップＳ１２からステップＳ１８の処理を繰り返す。

以上の通りネットワーク評価装置２は、光パスの設定による増加コストおよび減少コストを考慮してネットワークを評価することが出来る。

図７はデマンド評価部４４による、デマンドごとのトータルコストの評価結果テーブル７である。評価結果テーブル７において、列７５、７６は図５のＢのデマンドテーブルから参照した区間および伝送量要求値である。

評価結果テーブル７において、列７７は列７５で指定された区間におけるホップ数である。ホップ数は、デマンドの区間に光パスを設定した場合に通過するリンク数である。列７８は列７７のホップ数に対応するコストの減少値である。列７９は図５のＡの区間の長さを考慮した場合の、光再生中継器挿入に伴うコストの増加値である。列８０はコストの減少値およびコストの増加値に基づくトータルコストの評価値である。

ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４の評価における前提条件を例えば以下の通り定める。ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４において、１波長当りの容量値を２０Ｇｂｐｓ、１本のリンクに多重可能な波長数を３波長、光再生中継器の設定が必要な最長設置間隔を１５００ｋｍ、ＯＸＣに搭載されるＷＤＭポート、光再生中継器、ルータに搭載されるＩＰポート１個当りのコストの比を１：２：５とする。前提条件はあらかじめ記憶部２２に記憶させても良いし、入力部２４から入力可能としても良い。

コストの減少値は減少コスト計算部４２により計算される。コストの減少値は、例えば減少値＝（ホップ数−１）×（伝送量の要求値）×（１個当りのＩＰポートとＷＤＭポートのコストの和）により計算することが出来る。

またコストの増加値は増加コスト計算部４１により計算される。コストの増加値は、例えば増加値＝（伝送量の要求値）×（増設が必要な光再生中継器の数）×（１個当りの光再生中継器のコスト）により計算することが出来る。

評価結果テーブル７において、行７１から７４はそれぞれの指定区間における、トータルコストの評価結果である。行７１はＩＰ／ＷＤＭネットワーク４の区間ＡＢに光パスを設定した場合の評価結果である。行７２はＩＰ／ＷＤＭネットワーク４の区間ＡＣに光パスを設定した場合の評価結果である。行７３はＩＰ／ＷＤＭネットワーク４の区間ＡＤに光パスを設定した場合の評価結果である。行７４はＩＰ／ＷＤＭネットワーク４の区間ＡＥに光パスを設定した場合の評価結果である。

例えば行７１の場合、区間ＡＢの伝送量の要求値は８Ｇｂｐｓであり、ホップ数は３である。また区間ＡＢの距離は図４より２８００ｋｍである。以上の条件により区間ＡＢにおけるコストの減少値は、（３−１）×８×（１＋５）＝９６となる。一方、区間ＡＢにおけるコストの増加値は、８×２×２＝３２となる。よって評価値は９６−３２＝６４となる。

区間ＡＢと同様に区間ＡＣ、ＡＤ、ＡＥについても算出すると、距離に基づくコストの増加値を考慮しない場合、コストの減少値が最大になるのは行７１より区間ＡＢであることがわかる。一方、コストの増加値を考慮すると、区間ＡＤ、ＡＥは２ノード間の距離が１５００ｋｍ以下であるため、光再生中継器の設置によるコスト増加がゼロと算出される。よって、コストの増加値を考慮した評価値で判断すると、評価値が最も高いのは列８０より、区間ＡＤであることが分かる。

ネットワーク評価装置２において、デマンド評価部４４はコスト計算部４０の計算結果に基づき、区間ＡＤに光パスを設定するよう、論理トポロジ更新部４３へ通知する。論理トポロジ更新部４３は、通知された情報に従って区間ＡＤに光パスを設定した論理トポロジで論理トポロジデータ２８を更新する。

以上の通りネットワーク評価装置２は、２ノード間の距離に基づく光再生中継器の設置コストの増大を考慮して、ネットワークトポロジの評価を実行することが出来る。

図８はＩＰ／ＷＤＭネットワーク４の区間ＡＤに光パスを設定した、ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４ａのブロック図である。ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４ａにおいて、ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４と同一部材には同一番号を付し、その説明を省略する。

図８において、光パス８はノードＡからノードＤに設定されている。光パスを設定した区間の光信号は、実際にはノードＦおよびノード５２を経由する。前述の通り、それぞれのノードは最大３波長を多重可能である。ノードＡＦ間に着目すると、１波長はノードＡＤ間の光パスに使用され、１波長は他の信号を送信するために使用されるため、残り１波長となる。

図９はノードＡ―Ｄ間に光パスを設定後の各リンクでの使用波長数を管理する波長数テーブルである。波長数テーブル８５は記憶部２２に記憶されている。

波長数テーブル８５において、列９１はリンクの区間を示す。列９２はデマンドテーブル２７において指定された区間のうち、列９１に示すリンクを通過する区間を示す。列９３は、列９２の通過指定区間のうち、光パスを設定したデマンドの区間を示す。列９４は、列９１に示すリンクを通過する光信号の伝送に使用する波長数を示す。

波長数テーブル８５の各行は、各リンクの通過指定区間、光パス区間、および使用波長数を示す。例えば行９５は、リンクＡ−Ｆにおいて、通過指定区間はＡ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ａ−Ｄ、Ａ−Ｅであり、このうち光パスに設定された区間はＡ−Ｄであり、使用波長数は２であることを示す。すなわち行９５は、区間Ａ−Ｄに設定した光パスおよび他のデマンドで指定された伝送量を伝搬させるのに、リンクＡ−Ｆには２つの波長が使用されていることを示す。

また行９６は、リンクＦ−５５において、通過指定区間はＡ−Ｂであり、光パスは設定されておらず、使用波長数は１であることを示す。さらに行９７は、リンクＦ−５２において、通過指定区間はＡ−Ｄであり、光パスはノードＡＤ間に設定されており、使用波長数は物理リンクに設定した１に対し、更に光パスを１追加した２であることを示す。

波長数テーブル８５の列９４を参照すると、いずれのリンクにおいても使用可能な波長数の上限である３に達していないことが分かる。よって論理トポロジ更新部４３は、波長数テーブル８５を設定することにより、更に光パスを設定可能か否か判定することが出来る。

図１０はノードＡＤ間に光パスを設定した後の、指定区間ごとのトータルコストの評価結果テーブル７ａである。評価結果テーブル７ａにおいて、評価結果テーブル７と同一構成の各列には同一番号を付し、その説明を省略する。

評価結果テーブル７ａの各行は、各区間の評価結果である。ノードＡＢ間は光パスが設定されたので、評価結果テーブル７ａは評価結果テーブル７の行７３を削除したものとなっている。

行７１、７２、７４において、列７８のコスト減少値のみに着目すると、もっともコストの減少値が大きいのは行７１の区間ＡＢとなる。一方、光再生中継器の設置によるコストの増加値を考慮すると、最も評価値が高いのは区間ＡＥとなる。

よってネットワーク評価装置２において、デマンド評価部４４は区間ＡＤに加え、区間ＡＥに光パスを設定するよう、論理トポロジ更新部４３へ通知する。論理トポロジ更新部４３は、通知された情報に従って区間ＡＤおよび区間ＡＥに光パスを設定した論理トポロジで論理トポロジデータ２８を更新する。

以上の通りネットワーク評価装置２は、２ノード間の距離に基づく光再生中継器の設置コストの増大を考慮して、ネットワークトポロジの評価を実行することが出来る。

図１１はＩＰ／ＷＤＭネットワーク４の区間ＡＤおよび区間ＡＥに光パスを設定した、ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４ｂのブロック図である。ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４ｂにおいて、ＩＰ／ＷＤＭネットワーク４と同一部材には同一番号を付し、その説明を省略する。

図１１において、光パス８に加え、光パス９がノードＡからノードＥに接続されている。光パスを設定した区間ＡＤおよび区間ＡＥの光信号は、いずれもリンクＡ−Ｆを通過する。

図１２は区間ＡＤ、ＡＥに光パスを設定した後の、各リンクでの使用波長数を管理する波長数テーブル８５ａである。波長数テーブル８５ａにおいて、波長数テーブル８５と同一部材には同一番号を付し、その説明を省略する。

波長数テーブル８５ａの行９５ａにおいて、リンクＡ−Ｆを通過する指定区間のうち、光パスに設定された区間は区間ＡＤ、ＡＥの２つである。よってリンクＡ−Ｆでの使用波長数は３となる。また行９８において、新たに区間ＡＥに光パスを設定したことにより、リンクＦ−５０での使用波長数は２となる。

前述の通り、それぞれのリンクに多重化可能な波長の最大値は３である。行９５ａのリンクＡ−Ｆに着目すると、１波長はノードＡＤ間の光パスに使用され、１波長はノードＡＢ間の光パスに使用され、残り１波長は他の信号を送信するために使用される。よってリンクＡ−Ｆでの使用波長数は、多重化可能な最大値である３波長となる。

論理トポロジ更新部４３は、更新された波長数テーブル８５ａに基づいて、各リンクにおける光信号の使用波長数をチェックする。本実施例において論理トポロジ更新部４３は、リンクＡ−Ｆの使用波長数が３であると判定する。

いずれかのリンクで使用波長数が最大値となった場合、ネットワーク評価装置２はコスト計算処理を終了する。

以上の通りネットワーク評価装置２は、ノードのいずれかが切り替え可能な波長数に達するまで、光パスの設定を含むネットワークトポロジの評価を実行することが出来る。

１ ＩＰ／ＷＤＭネットワーク
２ ネットワーク評価装置
４、４ａ、４ｂ、ＩＰ／ＷＤＭネットワーク
７、７ａ 評価結果テーブル
８、９ 光パス
１０ ルータ
１１ ＯＸＣ
１２ 光ケーブル
２０ ＲＡＭ
２１ ＲＯＭ
２２ 記憶部
２３ 出力部
２４ 入力部
２５ ＣＰＵ
２６ 物理トポロジデータ
２７ デマンドテーブル
２８ 論理トポロジデータ
２９ コスト計算プログラム
３０ デマンド評価プログラム
３１ 論理トポロジ生成プログラム
３２ 論理トポロジ更新プログラム
４０ コスト計算部
４１ 増加コスト計算部
４２ 減少コスト計算部
４３ 論理トポロジ更新部
４４ デマンド評価部
４５ 論理トポロジ生成部
８５、８５ａ 波長数テーブル
５０、５１、５２、５３、５４、５５ ノード
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ ノード

Claims (6)

1. 複数のノードと、該ノード間を接続する複数のリンクと、該ノードごとに設けられ、該リンクを伝搬する信号の転送先を検出する複数のルータとを有する光ネットワークの設計を評価するネットワーク評価装置であって、
   該リンクごとの伝送距離および伝送量要求値、および光伝送損失を補償するための中継器を挿入する区間距離を記憶する記憶部と、
   該伝送量要求値に基づいて、該複数のノードから光パスを設ける２つのノードを選択し、該２つのノード間の信号伝搬を中継するノードおよびルータの数に基づいてコスト減少量を算出すると共に、該光パスの伝送距離および該区間距離に応じて挿入する該中継器の数に基づいてコスト増加量を算出し、該コスト減少量と該コスト増加量に基づいて光ネットワークの最適値を決定する制御部と
   を有するネットワーク評価装置。
2. 該記憶部はさらに該ノードからの信号転送先の選択が可能な選択波長数を記憶し、
   該制御部は、該伝送量要求値および該使用波長数に基づいて該複数のノードのうちの任意の２つのノードを直接接続する光パスを設けた場合に、該２つのノード間の信号伝搬を中継するノードの数に基づいてコスト減少量を算出することを特徴とする、請求項１に記載のネットワーク評価装置。
3. 該記憶部はさらに、該ノード、該ルータ、および該中継器のコストの比率を記憶し、
   該制御部は、該コストの比率に基づいて、該コスト減少量および該コスト増加量を算出することを特徴とする、請求項１に記載のネットワーク評価装置。
4. 該リンクごとの伝送距離および伝送量要求値、および光伝送損失を補償するための中継器を挿入する区間距離を記憶する記憶部を有するコンピュータに、複数のノードと、該ノード間を接続する複数のリンクと、該ノードごとに設けられ、該リンクを伝搬する信号の転送先を検出する複数のルータとを有する光ネットワークの設計を評価させるネットワーク評価プログラムであって、該コンピュータに、
   該伝送量要求値に基づいて、該複数のノードから光パスを設ける２つのノードを選択させ、
   該２つのノード間の信号伝搬を中継するノードおよびルータの数に基づいてコスト減少量を算出させ、
   該光パスの伝送距離および該区間距離に応じて挿入する該中継器の数に基づいてコスト増加量を算出させ、
   該コスト減少量と該コスト増加量に基づいて光ネットワークの最適値を決定させる
   ネットワーク評価プログラム。
5. さらに該コンピュータに、
   該ノードからの信号転送先の選択が可能な選択波長数を記憶させ、
   該伝送量要求値および該切替波長数に基づいて該複数のノードのうちの任意の２つのノードを直接接続する光パスを設けた場合に、該２つのノード間の信号伝搬を中継するノードの数に基づいてコスト減少量を算出させることを特徴とする、請求項４に記載のネットワーク評価プログラム。
6. さらに該コンピュータに
   該ノード、該ルータ、および該中継器のコストの比率を記憶させ、
   該コストの比率に基づいて、該コスト減少量および該コスト増加量を算出させることを特徴とする、請求項４に記載のネットワーク評価プログラム。
   

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