JP2016111599A - 伝送経路設計装置および伝送経路設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的に帯域割り当てを行うことができる伝送経路設計装置および伝送経路設計方法を提供する。【解決手段】伝送経路設計装置は、設定部と算出部と決定部とを有する。設定部は、開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸でのスロットを設定する。算出部は、スロットごとの既設パスの最大負荷量を算出する。決定部は、最大負荷量に応じて、新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、伝送経路設計装置および伝送経路設計方法に関する。

ネットワークの通信品質を確保するために、ネットワークの帯域について時間帯を指定して予約することが知られている。例えば、帯域予約要求を受け取ると、時間帯別の帯域予約情報を参照して、既存の帯域予約との予約時間帯の重複を検索し、重複する場合に予約帯域幅の積算を行って、積算値が通信処理装置の帯域幅を超えるか否かを検証することが提案されている。また、ネットワークの帯域および時間帯の予約情報を、木構造で管理することで、帯域予約情報を管理することが提案されている。

特開２００１−２５１３５４号公報 特開２００１−２２３７４１号公報

しかしながら、予約帯域幅の積算値と通信処理装置の帯域幅とを比較する場合には、例えば、ネットワークの負荷があるリンクに集中してしまい、負荷の分散が適切に行われない場合がある。また、例えば、ネットワークの負荷が集中するリンクがある場合には、当該リンクの通信装置の消費電力が増加し、ネットワーク全体の消費電力について負荷が平準化された場合と比べて増加する場合がある。このため、ネットワークの使用効率や消費電力の効率を向上させることが困難となる。

一つの側面では、本発明は、効率的に帯域割り当てを行うことができる伝送経路設計装置および伝送経路設計方法を提供することにある。

一つの態様では、伝送経路設計装置は、設定部と算出部と決定部とを有する。設定部は、開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸でのスロットを設定する。算出部は、前記スロットごとの既設パスの最大負荷量を算出する。決定部は、前記最大負荷量に応じて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する。

効率的に帯域割り当てを行うことができる。

図１は、実施例１の伝送経路設計システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、ＮＷデータ記憶部の一例を示す図である。 図３は、中間データ記憶部の一例を示す図である。 図４は、ネットワークＮ２の構成の一例を示す図である。 図５は、既設パスの予約と新規デマンドとの関係の一例を示す図である。 図６は、スロットＴ２の各リンクの最大負荷量の算出の一例を示す図である。 図７は、各スロットにおける各リンクの既設パスによる最大負荷量の一例を示す図である。 図８は、経路のチェックの一例を示す図である。 図９は、経路のチェックの他の一例を示す図である。 図１０は、ある経路候補における推定遅延の算出の一例を示す図である。 図１１は、実施例１の伝送経路設計処理の一例を示すフローチャートである。 図１２は、実施例２の伝送経路設計システムの構成の一例を示すブロック図である。 図１３は、実施例２の伝送経路設計処理の一例を示すフローチャートである。 図１４は、実施例３の伝送経路設計システムの構成の一例を示すブロック図である。 図１５は、既設パスの予約と新規デマンドとの関係の他の一例を示す図である。 図１６は、新規デマンドごとの変数定義の一例を示す図である。 図１７は、実施例３の伝送経路設計処理の一例を示すフローチャートである。 図１８は、実施例４の伝送経路設計システムの構成の一例を示すブロック図である。 図１９は、実施例４の伝送経路設計処理の一例を示すフローチャートである。 図２０は、伝送経路設計プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。

以下、図面に基づいて、本願の開示する伝送経路設計装置および伝送経路設計方法の実施例を詳細に説明する。なお、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下の実施例は、矛盾しない範囲で適宜組みあわせてもよい。

図１は、実施例１の伝送経路設計システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示す伝送経路設計システム１は、端末装置１０と、ネットワーク管理装置１００と、伝送経路設計装置２００とを有する。端末装置１０、ネットワーク管理装置１００および伝送経路設計装置２００の間は、ネットワークＮ１を介して相互に通信可能に接続される。かかるネットワークＮ１には、有線または無線を問わず、インターネット（Internet）を始め、ＬＡＮ（Local Area Network）やＶＰＮ（Virtual Private Network）などの任意の種類の通信網を採用できる。また、ネットワーク管理装置１００は、ネットワークＮ２のリソースを管理する。ここで、ネットワークＮ２は、例えば、時間予約型のＳＤＮ（Software Defined Network）である。

図１に示す伝送経路設計システム１は、例えば、ネットワークＮ２に複数の新規パスを予約するために、管理者により端末装置１０からネットワーク管理装置１００に対して、新規パスの経路を要求する複数の新規デマンドを送信する。ネットワーク管理装置１００は、新規デマンドを受け付けると、受け付けた新規デマンド全体の開始および終了日時の期間をスロットに分割し、スロットごとに既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量を算出する。ネットワーク管理装置１００は、算出したスロットごとのネットワークの各リンクの最大負荷量を表すように生成した中間データと、新規デマンドとを伝送経路設計装置２００に送信する。伝送経路設計装置２００は、中間データと新規デマンドとを受信すると、受信した中間データと新規デマンドとに基づいて、新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する。伝送経路設計装置２００は、決定したパスの経路をネットワーク管理装置１００に送信する。ネットワーク管理装置１００は、パスの経路をネットワークＮ２に設定する。これにより、伝送経路設計システム１は、既設パスの最大負荷量を考慮して新規パスの経路を決定するので、新規パスに対して効率的に帯域割り当てを行うことができる。

端末装置１０は、例えば、ネットワークＮ２の管理者が用いるコンピュータである。端末装置１０は、例えば、新規パスを予約するための新規デマンド等の、ネットワークＮ２の管理情報をネットワーク管理装置１００に送信する。かかる端末装置１０の一例としては、可搬型のパーソナルコンピュータを採用できる。端末装置１０には、上記のパーソナルコンピュータ等の可搬型の端末のみならず、据置型のパーソナルコンピュータを端末装置１０として採用することもできる。また、端末装置１０は、可搬型の端末としては、上記のパーソナルコンピュータの他にも、例えば、タブレット端末、スマートフォン、携帯電話機やＰＨＳ（Personal Handyphone System）等の移動体通信端末等を採用することもできる。

次に、ネットワーク管理装置１００の構成について説明する。図１に示すように、ネットワーク管理装置１００は、第１通信部１１０と、第２通信部１１１と、記憶部１２０と、制御部１３０とを有する。なお、ネットワーク管理装置１００は、図１に示す機能部以外にも既知のコンピュータが有する各種の機能部、例えば各種の入力デバイスや音声出力デバイス等の機能部を有することとしてもかまわない。

第１通信部１１０は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。第１通信部１１０は、ネットワークＮ１を介して端末装置１０および伝送経路設計装置２００と有線または無線で接続され、端末装置１０および伝送経路設計装置２００との間で情報の通信を司る通信インタフェースである。第１通信部１１０は、端末装置１０から新規デマンドを受信し、伝送経路設計装置２００からパスの経路情報を受信する。第１通信部１１０は、受信した新規デマンドおよびパスの経路情報を制御部１３０に出力する。また、第１通信部１１０は、制御部１３０から入力された新規デマンド、中間データおよびネットワーク情報を伝送経路設計装置２００に送信する。なお、ネットワーク管理装置１００と伝送経路設計装置２００との間の通信には、例えば、ＲＥＳＴ（Representational State Transfer）等のプロトコルを用いるＡＰＩ（Application Programming Interface）を用いることができる。

第２通信部１１１は、例えば、ＮＩＣ等によって実現される。第２通信部１１１は、ネットワークＮ２の図示しない各ノードと有線または無線で接続され、ネットワークＮ２の各ノードとの間で情報の通信を司る通信インタフェースである。第２通信部１１１は、各ノードの情報等を受信し、受信した各ノードの情報を制御部１３０に出力する。また、第２通信部１１１は、制御部１３０から入力されたパスの経路情報をネットワークＮ２の各ノードに送信する。

記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部１２０は、ＮＷ（Network）データ記憶部１２１と、中間データ記憶部１２２とを有する。また、記憶部１２０は、制御部１３０での処理に用いる情報を記憶する。

ＮＷデータ記憶部１２１は、ネットワークＮ２のリソースの利用状態を記憶する。図２は、ＮＷデータ記憶部の一例を示す図である。図２に示すように、ＮＷデータ記憶部１２１は、「パスＮｏ」、「開始日時」、「終了日時」、「パスの経路」、「帯域」といった項目を有する。ＮＷデータ記憶部１２１は、例えば、１つのパスごとに１レコードとして記憶する。

「パスＮｏ」は、ネットワークＮ２に設定済、つまり予約済のパスを識別する。「開始日時」は、パスの開始日時を示す。「終了日時」は、パスの終了日時を示す。「パスの経路」は、例えば、ネットワークＮ２における当該パスが経由するノードを示す。「帯域」は、パスが要求する帯域を示す。図２の１行目の例では、パスＰ１は、「２０１４年１１月１日０時０分」から「２０１５年１月１日０時０分」まで、ノードＭ１、Ｍ２、Ｍ４およびＭ６を経由する経路について、１Ｇｂｐｓの帯域を設定済であることを示す。

図１の説明に戻って、中間データ記憶部１２２は、スロットごとの各リンクにおける最大負荷量を表す中間データを記憶する。ここで、スロットは、複数の新規デマンド全体の開始および終了日時の期間について、各新規デマンドの開始または終了日時を区切りとして分割したそれぞれの時間を示す。図３は、中間データ記憶部の一例を示す図である。図３に示すように、中間データ記憶部１２２は、「スロットＮｏ」、「リンク」といった項目を有する。中間データ記憶部１２２は、例えば、１つのスロットごとに１レコードとして記憶する。

「スロットＮｏ」は、スロットを識別する。「リンク」は、各時間のスロットにおける、既設パスによる各リンクの使用帯域を示す。図３の１行目の例では、スロットＴ１では、既設パスにより、リンクＬ１が１Ｇｂｐｓ、リンクＬ３が１Ｇｂｐｓ、リンクＬ４が１．５Ｇｂｐｓ、リンクＬ７が１Ｇｂｐｓ、リンクＬ２，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８が０ｂｐｓ使用される。

図１の説明に戻って、制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等によって、内部の記憶装置に記憶されているプログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部１３０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されるようにしてもよい。制御部１３０は、受付部１３１と、生成部１３２と、配信部１３３とを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部１３０の内部構成は、図１に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。

受付部１３１は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して、端末装置１０から新規デマンドを受け付ける。ここで、新規デマンドは、例えば、パスの起終点ノード情報、開始および終了日時、要求する帯域等の情報を有する。受付部１３１は、受け付けた新規デマンドを生成部１３２に出力する。

生成部１３２は、受付部１３１から新規デマンドが入力されると、ＮＷデータ記憶部１２１を参照して、中間データを生成する。生成部１３２は、複数の新規デマンド全体の開始および終了日時の期間ＲＴ１に対応する既設パスを、ＮＷデータ記憶部１２１から取得する。すなわち、生成部１３２は、全新規デマンドの先頭と末尾の日時に対応する既設パスを、ＮＷデータ記憶部１２１から取得する。ここで、既設パスが設定されているネットワークＮ２の構成の一例を図４に示す。図４は、ネットワークＮ２の構成の一例を示す図である。図４に示すように、ネットワークＮ２は、ノードＭ１〜Ｍ６がリンクＬ１〜Ｌ８によって接続された構成となっている。

図５は、既設パスの予約と新規デマンドとの関係の一例を示す図である。図５に示すように、ネットワークＮ２には、既設パスＰ１〜Ｐ５が設定されている。ここで、既設パスＰ３およびＰ５は、既に使用中であり、既設パスＰ１、Ｐ２およびＰ４は、未使用の予約済のパスであるとする。このとき、生成部１３２は、新規デマンドＤ１〜Ｄ３が入力されると、新規デマンドＤ１の開始日時と、新規デマンドＤ２の終了日時との期間ＲＴ１を、新規デマンドＤ１〜Ｄ３の開始または終了日時で区切られた期間、つまりスロットに分割する。すなわち、生成部１３２は、全新規デマンドの先頭と末尾の日時で区切られた期間ＲＴ１をスロットＴ１〜Ｔ４に分割する。言い換えると、生成部１３２は、スロットを設定する設定部である。ここで、スロットＴ１は、新規デマンドＤ１の開始日時と新規デマンドＤ２の開始日時とで区切られた期間であり、スロットＴ２は、新規デマンドＤ２の開始日時と新規デマンドＤ３の開始日時とで区切られた期間である。また、スロットＴ３は、新規デマンドＤ３の開始日時と新規デマンドＤ１およびＤ３の終了日時とで区切られた期間であり、スロットＴ４は、新規デマンドＤ１およびＤ３の終了日時と新規デマンドＤ２の終了日時とで区切られた期間である。

次に、生成部１３２は、分割した各スロットについて、既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量を算出する。すなわち、生成部１３２は、スロットごとの既設パスの最大負荷量を算出する算出部である。ここで、一例としてスロットＴ２における各リンクの最大負荷量の算出について説明する。生成部１３２は、スロットＴ２を既設パスの帯域が変化する時点でさらに分割する。生成部１３２は、図５の例では、スロットＴ２を、スロットＴ２Ａ、スロットＴ２ＢおよびスロットＴ２Ｃに分割する。スロットＴ２Ａは、スロットＴ２の開始日時と既設パスＰ４の開始日時との期間である。スロットＴ２Ｂは、既設パスＰ４の開始日時と既設パスＰ２の開始日時との期間である。スロットＴ２Ｃは、既設パスＰ２の開始日時とスロットＴ２の終了日時との期間である。

生成部１３２は、分割したスロットＴ２Ａ〜Ｔ２Ｃについて、各リンクの負荷量、つまり使用帯域を抽出する。図６は、スロットＴ２の各リンクの最大負荷量の算出の一例を示す図である。図６（ａ）は、スロットＴ２Ａにおける既設パスの負荷量を示す。図６（ａ）に示すように、スロットＴ２Ａでは、既設パスＰ１がリンクＬ１，Ｌ４，Ｌ７を経由し、既設パスＰ３がリンクＬ３を経由し、既設パスＰ５がリンクＬ３，Ｌ４を経由する。各既設パスの使用帯域は、既設パスＰ１が１Ｇｂｐｓ、既設パスＰ３が５００Ｍｂｐｓ、および、既設パスＰ５が５００Ｍｂｐｓであるとする。このときの各リンクの負荷量は、リンクＬ１が１Ｇｂｐｓ、リンクＬ３が１Ｇｂｐｓ、リンクＬ４が１．５Ｇｂｐｓ、および、リンクＬ７が１Ｇｂｐｓとなる。また、既設パスが経由しないリンクＬ２，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８は、０ｂｐｓである。

図６（ｂ）は、スロットＴ２Ｂにおける既設パスの負荷量を示す。図６（ｂ）に示すように、スロットＴ２Ｂでは、既設パスＰ１がリンクＬ１，Ｌ４，Ｌ７を経由し、既設パスＰ３がリンクＬ３を経由し、既設パスＰ４がリンクＬ１を経由し、既設パスＰ５がリンクＬ３，Ｌ４を経由する。ここで、既設パスＰ４の使用帯域は、５００Ｍｂｐｓであるとする。このとき、各リンクの負荷量は、リンクＬ１がスロットＴ２Ａと比較して１．５Ｇｂｐｓに増加し、他のリンクはスロットＴ２Ａと同一である。

図６（ｃ）は、スロットＴ２Ｃにおける既設パスの負荷量を示す。図６（ｃ）に示すように、スロットＴ２Ｃでは、既設パスＰ１がリンクＬ１，Ｌ４，Ｌ７を経由し、既設パスＰ２がリンクＬ４を経由し、既設パスＰ３がリンクＬ３を経由し、既設パスＰ４がリンクＬ１を経由し、既設パスＰ５がリンクＬ３，Ｌ４を経由する。ここで、既設パスＰ２の使用帯域は、１Ｇｂｐｓであるとする。このとき、各リンクの負荷量は、リンクＬ４がスロットＴ２Ｂと比較して２．５Ｇｂｐｓに増加し、他のリンクはスロットＴ２Ｂと同一である。

図６（ｄ）は、スロットＴ２Ａ〜Ｔ２Ｃにおける既設パスの各リンクの最大負荷量を示す。生成部１３２は、各リンクについて、スロットＴ２Ａ〜Ｔ２Ｃのうち、使用帯域の最大値を、スロットＴ２における当該リンクの最大負荷量とする。図６（ｄ）の例では、リンクＬ１の使用帯域は、スロットＴ２Ｂ，Ｔ２Ｃの１．５Ｇｂｐｓが最大値であるので、スロットＴ２におけるリンクＬ１の最大負荷量は１．５Ｇｂｐｓとする。生成部１３２は、リンクＬ２〜Ｌ８についても同様にスロットＴ２における最大負荷量を算出する。スロットＴ２におけるリンクＬ２〜Ｌ８の最大負荷量は、リンクＬ３が１Ｇｂｐｓ、リンクＬ４が２．５Ｇｂｐｓ、リンクＬ７が１Ｇｂｐｓ、リンクＬ２，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８が０ｂｐｓとなる。

生成部１３２は、スロットＴ１，Ｔ３，Ｔ４についても同様に各リンクの最大負荷量を算出する。図７は、各スロットにおける各リンクの既設パスによる最大負荷量の一例を示す図である。図７（ａ）は、スロットＴ１における各リンクの既設パスによる最大負荷量の一例を示す。なお、図７では、各リンクの帯域幅に対する使用率で表現している。図７（ｂ）は、スロットＴ２における各リンクの既設パスによる最大負荷量の一例を示す。図７（ｃ）は、スロットＴ３における各リンクの既設パスによる最大負荷量の一例を示す。図７（ｄ）は、スロットＴ４における各リンクの既設パスによる最大負荷量の一例を示す。

生成部１３２は、スロットＴ１〜Ｔ４における各リンクの最大負荷量を算出すると、算出結果を中間データとして中間データ記憶部１２２に記憶する。また、生成部１３２は、ＮＷデータ記憶部１２１を参照して、ネットワークトポロジおよび各リンク帯域を示すネットワーク情報を生成する。生成部１３２は、新規デマンドと、中間データと、ネットワーク情報とを、第１通信部１１０およびネットワークＮ１を介して伝送経路設計装置２００に送信する。

図１の説明に戻って、配信部１３３は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して伝送経路設計装置２００からパスの経路情報を受信する。配信部１３３は、受信したパスの経路情報に基づいてＮＷデータ記憶部１２１を更新する。また、配信部１３３は、受信したパスの経路情報を第２通信部１１１を介してネットワークＮ２の各ノードに送信することで、ネットワークＮ２にパスの経路情報を配信する。

次に、伝送経路設計装置２００の構成について説明する。図１に示すように、伝送経路設計装置２００は、通信部２１０と、記憶部２２０と、制御部２３０とを有する。なお、伝送経路設計装置２００は、図１に示す機能部以外にも既知のコンピュータが有する各種の機能部、例えば各種の入力デバイスや音声出力デバイス等の機能部を有することとしてもかまわない。

通信部２１０は、例えば、ＮＩＣ等によって実現される。通信部２１０は、ネットワークＮ１を介して端末装置１０およびネットワーク管理装置１００と有線または無線で接続され、端末装置１０およびネットワーク管理装置１００との間で情報の通信を司る通信インタフェースである。通信部２１０は、ネットワーク管理装置１００から新規デマンド、中間データおよびネットワーク情報を受信する。通信部２１０は、受信した新規デマンド、中間データおよびネットワーク情報を制御部２３０に出力する。また、通信部２１０は、制御部２３０から入力されたパスの経路情報をネットワーク管理装置１００に送信する。

記憶部２２０は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部２２０は、中間データ記憶部２２１を有する。また、記憶部２２０は、制御部２３０での処理に用いる情報を記憶する。

中間データ記憶部２２１は、ネットワーク管理装置１００から受信した中間データを記憶する。なお、中間データ記憶部２２１の構成は、ネットワーク管理装置１００の中間データ記憶部１２２と同一であるので、その説明を省略する。

制御部２３０は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等によって、内部の記憶装置に記憶されているプログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部２３０は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路により実現されるようにしてもよい。制御部２３０は、取得部２３１と、抽出部２３２と、決定部２３３とを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部２３０の内部構成は、図１に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。

取得部２３１は、ネットワークＮ１および通信部２１０を介して、ネットワーク管理装置１００から新規デマンド、中間データおよびネットワーク情報を取得する。取得部２３１は、取得した中間データを中間データ記憶部２２１に記憶する。また、取得部２３１は、取得した新規デマンドおよびネットワーク情報を抽出部２３２に出力する。

抽出部２３２は、取得部２３１から新規デマンドおよびネットワーク情報が入力されると、ネットワーク情報に基づいて、新規デマンドの経路候補を抽出する。抽出部２３２は、例えば、複数の新規デマンドがある場合に、それぞれの新規デマンドに対する経路候補を抽出し、さらに、抽出した経路候補の組み合わせパターンを抽出する。抽出部２３２は、抽出した経路候補の組み合わせパターンを決定部２３３に出力する。また、抽出部２３２は、決定部２３３から新規デマンドの経路候補を再度抽出するように指示されると、例えば、抽出条件を変更して経路候補の組み合わせパターンを抽出し、決定部２３３に出力する。

決定部２３３は、抽出部２３２から経路候補の組み合わせパターンが入力されると、中間データ記憶部２２１を参照して、組み合わせパターンごとに、各経路候補と中間データとに基づいて、各リンクの帯域超過の有無をチェックする。すなわち、決定部２３３は、ネットワークＮ２の各リンクについて、組み合わせパターンごとに、帯域超過無しの経路候補があるか否かを判定する。

ここで、図８および図９を用いて、経路候補の各リンクの帯域超過の有無のチェックについて説明する。図８は、経路のチェックの一例を示す図である。また、図９は、経路のチェックの他の一例を示す図である。ここで、図８および図９の説明では、各リンクの使用帯域および新規デマンドが要求する要求帯域をパーセントで表示する。なお、使用帯域および要求帯域は、それぞれ、使用中または予約済のリンクの負荷量（帯域）、および、新規デマンドが要求する負荷量とも表すことができる。また、図８および図９の説明では、新規デマンドＤ１の負荷量を２０％、新規デマンドＤ２の負荷量を１０％、新規デマンドＤ３の負荷量を３０％とし、各リンクの既設パスによる負荷量は、スロットＴ１〜Ｔ４で変化するものとする。さらに、図８および図９は、経路候補の組み合わせパターンが異なる例を示している。具体的には、図８および図９は、新規デマンドＤ１のパスの経路が異なる。

図８（ａ）は、スロットＴ１における帯域超過判定の一例を示す。スロットＴ１では、新規デマンドＤ１のパスが、リンクＬ１−Ｌ４−Ｌ７の経路を通るパターンである。スロットＴ１の各リンクの既設パスによる負荷量は、リンクＬ１が２０％、リンクＬ２が６０％、リンクＬ３が７５％、リンクＬ４が５５％、リンクＬ５が５５％、リンクＬ６が２５％、リンクＬ７が５０％、および、リンクＬ８が４５％であるとする。

当該パターンのときの各リンクの負荷量は、リンクＬ１が２０＋２０＝４０％、リンクＬ４が５５＋２０＝７５％、リンクＬ７が５０＋２０＝７０％となる。なお、他のリンクは、新規デマンドＤ１によって負荷量は変化せず、既設パスによる負荷量のままとなる。従って、スロットＴ１では、帯域超過するリンクはないので、帯域超過判定はＯＫとなる。

図８（ｂ）は、スロットＴ２における帯域超過判定の一例を示す。スロットＴ２では、新規デマンドＤ１のパスが、リンクＬ１−Ｌ４−Ｌ７の経路を通り、新規デマンドＤ２のパスが、リンクＬ６の経路を通るパターンである。スロットＴ２の各リンクの既設パスによる負荷量は、リンクＬ１が２０％、リンクＬ２が６０％、リンクＬ３が４５％、リンクＬ４が８５％、リンクＬ５が２５％、リンクＬ６が７５％、リンクＬ７が２０％、および、リンクＬ８が４５％であるとする。

当該パターンのときの各リンクの負荷量は、リンクＬ１が２０＋２０＝４０％、リンクＬ４が８５＋２０＝１０５％、リンクＬ６が７５＋１０＝８５％、リンクＬ７が２０＋２０＝４０％となる。なお、他のリンクは、新規デマンドＤ１，Ｄ２によって負荷量は変化せず、既設パスによる負荷量のままとなる。このとき、スロットＴ２では、リンクＬ４が１０５％となるので、帯域超過判定はＮＧとなる。

図８（ｃ）は、スロットＴ３における帯域超過判定の一例を示す。スロットＴ３では、新規デマンドＤ１のパスが、リンクＬ１−Ｌ４−Ｌ７の経路を通り、新規デマンドＤ２のパスが、リンクＬ６の経路を通り、新規デマンドＤ３のパスが、リンクＬ５−Ｌ８を通るパターンである。スロットＴ３の各リンクの既設パスによる負荷量は、リンクＬ１が２０％、リンクＬ２が６０％、リンクＬ３が４５％、リンクＬ４が３５％、リンクＬ５が３５％、リンクＬ６が５５％、リンクＬ７が３０％、および、リンクＬ８が４５％であるとする。

当該パターンのときの各リンクの負荷量は、リンクＬ１が２０＋２０＝４０％、リンクＬ４が３５＋２０＝５５％、リンクＬ５が３５＋３０＝６５％、リンクＬ６が５５＋１０＝６５％、リンクＬ７が３０＋２０＝５０％、リンクＬ８が４５＋３０＝７５％となる。なお、他のリンクは、新規デマンドＤ１〜Ｄ３によって負荷量は変化せず、既設パスによる負荷量のままとなる。このとき、スロットＴ３では、帯域超過するリンクはないので、帯域超過判定はＯＫとなる。

図８（ｄ）は、スロットＴ４における帯域超過判定の一例を示す。スロットＴ４では、新規デマンドＤ２のパスが、リンクＬ６の経路を通るパターンである。スロットＴ４の各リンクの既設パスによる負荷量は、リンクＬ１が２０％、リンクＬ２が６０％、リンクＬ３が４５％、リンクＬ４が３５％、リンクＬ５が３５％、リンクＬ６が２５％、リンクＬ７が２０％、および、リンクＬ８が４５％であるとする。

当該パターンのときの各リンクの負荷量は、リンクＬ６が２５＋１０＝３５％となる。なお、他のリンクは、新規デマンドＤ２によって負荷量は変化せず、既設パスによる負荷量のままとなる。このとき、スロットＴ４では、帯域超過するリンクはないので、帯域超過判定はＯＫとなる。このように、図８の経路候補の組み合わせパターンでは、帯域超過判定がＮＧとなるスロットがあるので、当該経路候補の組み合わせパターンはチェック結果がＮＧとなる。

次に、図９の経路候補の組み合わせパターンのチェックについて説明する。図９（ａ）は、スロットＴ１における帯域超過判定の一例を示す。スロットＴ１では、新規デマンドＤ１のパスが、リンクＬ２−Ｌ５−Ｌ８の経路を通るパターンである。スロットＴ１の各リンクの既設パスによる負荷量は、リンクＬ１が２０％、リンクＬ２が６０％、リンクＬ３が７５％、リンクＬ４が５５％、リンクＬ５が５５％、リンクＬ６が２５％、リンクＬ７が５０％、および、リンクＬ８が４５％であるとする。

当該パターンのときの各リンクの負荷量は、リンクＬ２が６０＋２０＝８０％、リンクＬ５が５５＋２０＝７５％、リンクＬ８が４５＋２０＝６５％となる。なお、他のリンクは、新規デマンドＤ１によって負荷量は変化せず、既設パスによる負荷量のままとなる。従って、スロットＴ１では、帯域超過するリンクはないので、帯域超過判定はＯＫとなる。

図９（ｂ）は、スロットＴ２における帯域超過判定の一例を示す。スロットＴ２では、新規デマンドＤ１のパスが、リンクＬ２−Ｌ５−Ｌ８の経路を通り、新規デマンドＤ２のパスが、リンクＬ６の経路を通るパターンである。スロットＴ２の各リンクの既設パスによる負荷量は、リンクＬ１が２０％、リンクＬ２が６０％、リンクＬ３が４５％、リンクＬ４が８５％、リンクＬ５が２５％、リンクＬ６が７５％、リンクＬ７が２０％、および、リンクＬ８が４５％であるとする。

当該パターンのときの各リンクの負荷量は、リンクＬ２が６０＋２０＝８０％、リンクＬ５が２５＋２０＝４５％、リンクＬ６が７５＋１０＝８５％、リンクＬ８が４５＋２０＝６５％となる。なお、他のリンクは、新規デマンドＤ１，Ｄ２によって負荷量は変化せず、既設パスによる負荷量のままとなる。このとき、スロットＴ２では、帯域超過するリンクはないので、帯域超過判定はＯＫとなる。

図９（ｃ）は、スロットＴ３における帯域超過判定の一例を示す。スロットＴ３では、新規デマンドＤ１のパスが、リンクＬ２−Ｌ５−Ｌ８の経路を通り、新規デマンドＤ２のパスが、リンクＬ６の経路を通り、新規デマンドＤ３のパスが、リンクＬ５−Ｌ８を通るパターンである。スロットＴ３の各リンクの既設パスによる負荷量は、リンクＬ１が２０％、リンクＬ２が６０％、リンクＬ３が４５％、リンクＬ４が３５％、リンクＬ５が３５％、リンクＬ６が５５％、リンクＬ７が３０％、および、リンクＬ８が４５％であるとする。

当該パターンのときの各リンクの負荷量は、リンクＬ２が６０＋２０＝８０％、リンクＬ５が３５＋２０＋３０＝８５％、リンクＬ６が５５＋１０＝６５％、リンクＬ８が４５＋２０＋３０＝９５％となる。なお、他のリンクは、新規デマンドＤ１〜Ｄ３によって負荷量は変化せず、既設パスによる負荷量のままとなる。このとき、スロットＴ３では、帯域超過するリンクはないので、帯域超過判定はＯＫとなる。

図９（ｄ）は、スロットＴ４における帯域超過判定の一例を示す。スロットＴ４では、新規デマンドＤ２のパスが、リンクＬ６の経路を通るパターンである。スロットＴ４の各リンクの既設パスによる負荷量は、リンクＬ１が２０％、リンクＬ２が６０％、リンクＬ３が４５％、リンクＬ４が３５％、リンクＬ５が３５％、リンクＬ６が２５％、リンクＬ７が２０％、および、リンクＬ８が４５％であるとする。

当該パターンのときの各リンクの負荷量は、リンクＬ６が２５＋１０＝３５％となる。なお、他のリンクは、新規デマンドＤ２によって負荷量は変化せず、既設パスによる負荷量のままとなる。このとき、スロットＴ４では、帯域超過するリンクはないので、帯域超過判定はＯＫとなる。このように、図９の経路候補の組み合わせパターンでは、帯域超過判定が全てＯＫであるので、当該経路候補の組み合わせパターンはチェック結果がＯＫとなる。

図１の説明に戻って、決定部２３３は、帯域超過無しの経路候補がない場合には、抽出部２３２に対して、例えば、新規デマンドの経路候補の抽出条件を変更して再度抽出するように指示する。決定部２３３は、帯域超過無しの経路候補がある場合には、帯域超過無しの経路候補から、ネットワークＮ２に配信するパスの経路を決定する。決定部２３３は、決定したパスの経路をパスの経路情報として通信部２１０およびネットワークＮ１を介してネットワーク管理装置１００に送信する。

ここで、帯域超過無しの経路候補が複数ある場合におけるパスの経路の決定について説明する。決定部２３３は、帯域超過無しの経路候補が複数ある場合には、例えば、負荷分散ポリシー、省電力ポリシーおよび最小遅延ポリシーを満たす最良の経路候補の組み合わせパターンを、ネットワークＮ２に配信するパスの経路に決定する。負荷分散ポリシーは、ネットワークＮ２の新規デマンドＤ１〜Ｄ３の期間の最大負荷量の評価値が最小となる経路候補の組み合わせを選択する。省電力ポリシーは、ネットワークＮ２の新規デマンドＤ１〜Ｄ３の期間の総消費電力の評価値が最小となる経路候補の組み合わせを選択する。最小遅延ポリシーは、新規デマンドＤ１〜Ｄ３に対する推定遅延が遅延要件を満たし、かつ、各新規デマンドに対する遅延要件と推定値との比率（推定値／要件値）の最大値を評価値とし、当該評価値が最小となる経路候補の組み合わせを選択する。

新規デマンドＤ１〜Ｄ３に対する遅延の推定値は、例えば、経路候補の組み合わせパターンにおける各リンク負荷状態から推定されるリンク遅延の和等で算出することができる。図１０は、ある経路候補における推定遅延の算出の一例を示す図である。図１０の例では、新規デマンドＤ１〜Ｄ３に基づいて、スロットＴ１〜Ｔ３が算出されているものとする。また、新規デマンドＤ１〜Ｄ３に対する遅延要件は、新規デマンドＤ１が１０ｍｓ、新規デマンドＤ２が１ｍｓ、新規デマンドＤ３が５ｍｓと定義されているものとする。さらに、予約済の既設パスの負荷量は、予め与えられているものとする。なお、図１０での負荷量は、各リンクの帯域を１００Ｇｂｐｓとし、１００％＝１００Ｇｂｐｓとして説明する。

ここで、各リンクのリンク遅延は、例えば、リンク遅延の推定関数で表わすことができ、推定関数の一例を下記の式（１）に示す。

リンク遅延＝ｆ（リンク負荷）＝０．０１×リンク負荷＋０．０１ …（１）

図１０（ａ）は、スロットＴ１における推定遅延の一例を示す。図１０（ａ）の例では、新規デマンドＤ１のパスの経路は、リンクＬ１−Ｌ４−Ｌ７を通り、各リンクにおける負荷量は既設パスの負荷量と合わせて、リンクＬ１が４０％、リンクＬ４が７５％、リンクＬ７が７０％となっている。このとき、新規デマンドＤ１の推定遅延は、下記の式（２）となる。

ｆ（４０）＋ｆ（７５）＋ｆ（７０）＝１．８８ｍｓ …（２）

図１０（ｂ）は、スロットＴ２における推定遅延の一例を示す。図１０（ｂ）の例では、新規デマンドＤ１のパスの経路は、リンクＬ１−Ｌ４−Ｌ７を通り、新規デマンドＤ２のパスの経路は、リンクＬ６を通る。新規デマンドＤ１，Ｄ２が通る各リンクにおける負荷量は、既設パスの負荷量と合わせて、リンクＬ１が４０％、リンクＬ４が５５％、リンクＬ６が８５％、リンクＬ７が４０％となっている。このとき、新規デマンドＤ１の推定遅延は、下記の式（３）となり、新規デマンドＤ２の推定遅延は、下記の式（４）となる。

ｆ（４０）＋ｆ（５５）＋ｆ（４０）＝１．３８ｍｓ …（３）
ｆ（８５）＝０．８６ｍｓ …（４）

図１０（ｃ）は、スロットＴ３における推定遅延の一例を示す。図１０（ｃ）の例では、新規デマンドＤ１のパスの経路は、リンクＬ１−Ｌ４−Ｌ７を通り、新規デマンドＤ２のパスの経路は、リンクＬ６を通り、新規デマンドＤ３のパスの経路は、リンクＬ５−Ｌ８を通る。新規デマンドＤ１〜Ｄ３が通る各リンクにおける負荷量は、既設パスの負荷量と合わせて、リンクＬ１が４０％、リンクＬ４が５５％、リンクＬ５が６５％、リンクＬ６が６５％、リンクＬ７が５０％、リンクＬ８が７５％となっている。このとき、新規デマンドＤ１の推定遅延は、下記の式（５）となり、新規デマンドＤ２の推定遅延は、下記の式（６）となり、新規デマンドＤ３の推定遅延は、下記の式（７）となる。

ｆ（４０）＋ｆ（５５）＋ｆ（５０）＝１．４８ｍｓ …（５）
ｆ（６５）＝０．６６ｍｓ …（６）
ｆ（６５）＋ｆ（７５）＝１．４２ｍｓ …（７）

決定部２３３は、式（２）〜（７）より、新規デマンドＤ１の最大遅延は１．８８ｍｓ、新規デマンドＤ２の最大遅延は０．８６ｍｓ、新規デマンドＤ３の最大遅延は１．４２ｍｓと算出する。また、決定部２３３は、遅延要件と推定値との比率（遅延比率）を算出する。新規デマンドＤ１の遅延比率は、下記の式（８）で示す。新規デマンドＤ２の遅延比率は、下記の式（９）で示す。新規デマンドＤ３の遅延比率は、下記の式（１０）で示す。

１．８８／１０＝０．１８８ …（８）
０．８６／１ ＝０．８６ …（９）
１．４２／５ ＝０．２８４ …（１０）

決定部２３３は、式（８）〜（１０）より、当該経路候補の組み合わせパターンの評価値は、０．８６ｍｓであると算出する。決定部２３３は、上述のように、経路候補の組み合わせパターンごとに評価値を算出し、評価値が最小となる経路候補をパスの経路に決定する。

また、決定部２３３は、下記の式（１１）に示すように、負荷分散ポリシー、省電力ポリシーおよび最小遅延ポリシーの優先度に応じて重み変数ｐ，ｑ，ｒを付加して評価値を算出し、評価値が最小となる経路候補の組み合わせパターンを採用してもよい。

評価値＝（重みｐ×負荷）＋（重みｑ×電力）＋（重みｒ×遅延比率） …（１１）

次に、実施例１の伝送経路設計システム１の動作について説明する。図１１は、実施例１の伝送経路設計処理の一例を示すフローチャートである。

ネットワーク管理装置１００の受付部１３１は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して、端末装置１０から新規デマンドを受け付ける（ステップＳ１）。受付部１３１は、受け付けた新規デマンドを生成部１３２に出力する。生成部１３２は、全新規デマンドの先頭と末尾の日時に対応する既設パスを取得する（ステップＳ２）。生成部１３２は、新規デマンドが入力されると、全新規デマンドの先頭と末尾の日時で区切られた期間を時間軸でのスロットに分割する（ステップＳ３）。

生成部１３２は、スロットごとに既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量を算出する。生成部１３２は、スロットごとの既設パスの経路の各リンクの最大負荷量を算出すると、算出結果を中間データとして中間データ記憶部１２２に記憶する。すなわち、生成部１３２は、算出結果から中間データを生成する（ステップＳ４）。また、生成部１３２は、ＮＷデータ記憶部１２１を参照して、ネットワークトポロジおよび各リンク帯域を示すネットワーク情報を生成する。生成部１３２は、新規デマンドと、中間データと、ネットワーク情報とを、第１通信部１１０およびネットワークＮ１を介して伝送経路設計装置２００に送信する（ステップＳ５）。

伝送経路設計装置２００の取得部２３１は、ネットワークＮ１および通信部２１０を介して、ネットワーク管理装置１００から新規デマンド、中間データおよびネットワーク情報を取得する。取得部２３１は、取得した中間データを中間データ記憶部２２１に記憶する。また、取得部２３１は、取得した新規デマンドおよびネットワーク情報を抽出部２３２に出力する。

抽出部２３２は、取得部２３１から新規デマンドおよびネットワーク情報が入力されると、ネットワーク情報に基づいて、新規デマンドの経路候補を抽出する（ステップＳ６）。抽出部２３２は、抽出した経路候補の組み合わせパターンを決定部２３３に出力する。

決定部２３３は、抽出部２３２から経路候補の組み合わせパターンが入力されると、中間データ記憶部２２１を参照して、組み合わせパターンごとに、各経路候補と中間データとに基づいて、各リンクの帯域超過の有無をチェックする（ステップＳ７）。決定部２３３は、チェックの結果、帯域超過無しの経路候補があるか否かを判定する（ステップＳ８）。決定部２３３は、帯域超過無しの経路候補がない場合には（ステップＳ８：否定）、ステップＳ６に戻り、抽出部２３２に対して、新規デマンドの経路候補を再度抽出するように指示する。

決定部２３３は、帯域超過無しの経路候補がある場合には（ステップＳ８：肯定）、帯域超過無しの経路候補から、ネットワークＮ２に配信するパスの経路を決定する（ステップＳ９）。決定部２３３は、決定したパスの経路をパスの経路情報として通信部２１０およびネットワークＮ１を介してネットワーク管理装置１００に送信する（ステップＳ１０）。

ネットワーク管理装置１００の配信部１３３は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して伝送経路設計装置２００からパスの経路情報を受信する。配信部１３３は、受信したパスの経路情報に基づいてＮＷデータ記憶部１２１を更新する。また、配信部１３３は、受信したパスの経路情報をネットワークＮ２に配信する（ステップＳ１１）。これにより、伝送経路設計システム１は、既設パスの最大負荷量を考慮して新規パスの経路を決定するので、新規デマンドに対応する新規パスに対して効率的に帯域割り当てを行うことができる。また、伝送経路設計システム１は、既存パスの帯域の変化を判定するチェックポイントのステートを削減することができる。

なお、上記実施例１では、時間軸におけるスロットの分割、すなわちスロットの設定と、スロットごとの既設パスの最大負荷量の算出とをネットワーク管理装置１００で実行したが、これに限定されない。例えば、伝送経路設計装置２００が、ネットワーク管理装置１００からネットワークデータを受信して、記憶部２２０に設けた図示しないＮＷデータ記憶部に記憶し、ＮＷデータ記憶部を参照してスロットの分割および最大負荷量の算出を実行してもよい。

このように、伝送経路設計装置２００は、開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸でのスロットを設定し、スロットごとの既設パスの最大負荷量を算出する。また、伝送経路設計装置２００は、最大負荷量に応じて、新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する。その結果、効率的に帯域割り当てを行うことができる。

また、伝送経路設計装置２００は、開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸で指定されたスロットごとの既設パスの最大負荷量をネットワーク管理装置１００から受信する。また、伝送経路設計装置２００は、受信した最大負荷量に応じて、新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する。その結果、効率的に帯域割り当てを行うことができる。また、ネットワーク管理装置から取得するネットワークリソース情報を削減することができる。

また、伝送経路設計装置２００は、中間データと、新規デマンドとをネットワーク管理装置１００から受信する。中間データは、スロットごとのネットワークの各リンクの最大負荷量が算出されて生成される。各リンクにおける最大負荷量は、ネットワーク管理装置１００が新規デマンドを受け付けて、受け付けられた新規デマンド全体の開始および終了日時の期間がスロットに分割され、スロットごとに既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量が算出される。また、伝送経路設計装置２００は、受信した中間データと、新規デマンドとに基づいて、新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する。その結果、既設パスの最大負荷量を考慮して新規パスの経路を決定するので、新規デマンドに対応する新規パスに対して効率的に帯域割り当てを行うことができる。

また、伝送経路設計装置２００は、ネットワークの各リンクの負荷が当該各リンクの帯域を超えないように、新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する。その結果、各リンクの帯域を考慮して、新規パスに対して効率的に帯域割り当てを行うことができる。

また、伝送経路設計装置２００は、複数の新規デマンド全体の開始および終了日時の期間を、各新規デマンドの開始または終了日時ごとに、スロットに分割して生成された中間データを受信する。その結果、既設パスにおける帯域変化を全て取得および管理することなく、新規パスに対して効率的に帯域割り当てを行うことができる。

また、伝送経路設計装置２００は、ネットワークの各リンクの負荷、消費電力および遅延のうち１つ以上の評価値が最小となるように、新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する。その結果、ネットワークの各リンクの負荷、消費電力および遅延のうち１つ以上を考慮して、新規パスに対して効率的に帯域割り当てを行うことができる。

また、上記実施例１では、新規デマンドについて経路候補を抽出し、新規デマンドに対応する新規パスについてパスの経路を決定したが、これに限定されない。例えば、既設パスのうち、未運用の既設パスを含めてパスの経路を決定してもよく、この場合の実施の形態につき、実施例２として以下に説明する。

図１２は、実施例２の伝送経路設計システムの構成の一例を示すブロック図である。なお、実施例１の伝送経路設計システム１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成および動作の説明については省略する。実施例２の伝送経路設計システム２が実施例１の伝送経路設計システム１と異なるところは、未運用の既設パスを再設計デマンドに設定し、新規デマンドおよび再設計デマンドのパスの経路を決定する点にある。

実施例２の伝送経路設計システム２は、端末装置１０と、ネットワーク管理装置３００と、伝送経路設計装置４００とを有する。端末装置１０、ネットワーク管理装置３００および伝送経路設計装置４００の間は、ネットワークＮ１を介して相互に通信可能に接続される。ネットワーク管理装置３００は、ネットワークＮ２のリソースを管理する。

ネットワーク管理装置３００は、ネットワーク管理装置１００と比べ、生成部１３２に代えて、生成部３３２を有する点が異なる。また、伝送経路設計装置４００は、伝送経路設計装置２００と比べ、取得部２３１、抽出部２３２および決定部２３３に代えて、取得部４３１、抽出部４３２および決定部４３３を有する点が異なる。

ネットワーク管理装置３００の生成部３３２は、受付部１３１から新規デマンドが入力されると、ＮＷデータ記憶部１２１を参照して、中間データを生成する。生成部３３２は、複数の新規デマンド全体の開始および終了日時の期間ＲＴ１に対応する既設パスを、ＮＷデータ記憶部１２１から取得する。すなわち、生成部３３２は、全新規デマンドの先頭と末尾の日時に対応する既設パスを、ＮＷデータ記憶部１２１から取得する。生成部３３２は、取得した既設パスのうち、未運用の既設パスを再設計デマンドに設定する。なお、生成部３３２は、未運用の既設パスのうち任意の既設パスを再設計デマンドに設定せず、既設パスとして扱うようにしてもよい。生成部３３２は、全新規デマンドおよび再設計デマンドの先頭と末尾の日時で区切られた期間をスロットに分割する。

生成部３３２は、分割した各スロットについて、再設計デマンドに設定していない既設パス、つまり運用中のパスの経路の各リンクにおける最大負荷量を算出する。生成部３３２は、各スロットにおける各リンクの最大負荷量を算出すると、算出結果を中間データとして中間データ記憶部１２２に記憶する。また、生成部３３２は、ＮＷデータ記憶部１２１を参照して、ネットワークトポロジおよび各リンク帯域を示すネットワーク情報を生成する。生成部３３２は、新規デマンドおよび再設計デマンドと、中間データと、ネットワーク情報とを、第１通信部１１０およびネットワークＮ１を介して伝送経路設計装置４００に送信する。

伝送経路設計装置４００の取得部４３１は、ネットワークＮ１および通信部２１０を介して、ネットワーク管理装置３００から新規デマンド、再設計デマンド、中間データおよびネットワーク情報を取得する。取得部４３１は、取得した中間データを中間データ記憶部２２１に記憶する。また、取得部４３１は、取得した新規デマンド、再設計デマンドおよびネットワーク情報を抽出部４３２に出力する。

抽出部４３２は、取得部４３１から新規デマンド、再設計デマンドおよびネットワーク情報が入力されると、ネットワーク情報に基づいて、新規デマンドおよび再設計デマンドの経路候補を抽出する。抽出部４３２は、例えば、複数の新規デマンドおよび再設計デマンドがある場合に、それぞれの新規デマンドおよび再設計デマンドに対する経路候補を抽出し、さらに、抽出した経路候補の組み合わせパターンを抽出する。抽出部４３２は、抽出した経路候補の組み合わせパターンを決定部４３３に出力する。また、抽出部４３２は、決定部４３３から新規デマンドおよび再設計デマンドの経路候補を再度抽出するように指示されると、例えば、抽出条件を変更して経路候補の組み合わせパターンを抽出し、決定部４３３に出力する。

決定部４３３は、抽出部４３２から経路候補の組み合わせパターンが入力されると、中間データ記憶部２２１を参照して、組み合わせパターンごとに、各経路候補と中間データとに基づいて、各リンクの帯域超過の有無をチェックする。すなわち、決定部４３３は、ネットワークＮ２の各リンクについて、組み合わせパターンごとに、帯域超過無しの経路候補があるか否かを判定する。

決定部４３３は、帯域超過無しの経路候補がない場合には、抽出部４３２に対して、例えば、新規デマンドおよび再設計デマンドの経路候補の抽出条件を変更して再度抽出するように指示する。決定部４３３は、帯域超過無しの経路候補がある場合には、帯域超過無しの経路候補から、ネットワークＮ２に配信するパスの経路を決定する。決定部４３３は、決定したパスの経路をパスの経路情報として通信部２１０およびネットワークＮ１を介してネットワーク管理装置３００に送信する。なお、決定部４３３は、帯域超過無しの経路候補が複数ある場合には、実施例１と同様にパスの経路を決定できる。

次に、実施例２の伝送経路設計システム２の動作について説明する。図１３は、実施例２の伝送経路設計処理の一例を示すフローチャートである。

ネットワーク管理装置３００の受付部１３１は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して、端末装置１０から新規デマンドを受け付ける（ステップＳ１）。受付部１３１は、受け付けた新規デマンドを生成部３３２に出力する。生成部３３２は、全新規デマンドの先頭と末尾の日時に対応する既設パスを取得する（ステップＳ２）。生成部３３２は、取得した既設パスのうち、未運用の既設パスを再設計デマンドに設定する（ステップＳ２１）。

生成部３３２は、全新規デマンドおよび再設計デマンドの先頭と末尾の日時で区切られた期間をスロットに分割する（ステップＳ２２）。生成部３３２は、分割した各スロットについて、再設計デマンドに設定していない既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量を算出する。生成部３３２は、各スロットにおける各リンクの最大負荷量を算出すると、算出結果を中間データとして中間データ記憶部１２２に記憶する。すなわち、生成部１３２は、算出結果から中間データを生成する（ステップＳ４）。また、生成部３３２は、ＮＷデータ記憶部１２１を参照して、ネットワークトポロジおよび各リンク帯域を示すネットワーク情報を生成する。生成部３３２は、新規デマンドおよび再設計デマンドと、中間データと、ネットワーク情報とを、第１通信部１１０およびネットワークＮ１を介して伝送経路設計装置４００に送信する（ステップＳ２３）。

伝送経路設計装置４００の取得部４３１は、ネットワークＮ１および通信部２１０を介して、ネットワーク管理装置３００から新規デマンド、再設計デマンド、中間データおよびネットワーク情報を取得する。取得部４３１は、取得した中間データを中間データ記憶部２２１に記憶する。また、取得部４３１は、取得した新規デマンド、再設計デマンドおよびネットワーク情報を抽出部４３２に出力する。

抽出部４３２は、取得部４３１から新規デマンド、再設計デマンドおよびネットワーク情報が入力されると、ネットワーク情報に基づいて、新規デマンドおよび再設計デマンドの経路候補を抽出する（ステップＳ２４）。抽出部４３２は、抽出した経路候補の組み合わせパターンを決定部４３３に出力する。

決定部４３３は、抽出部４３２から経路候補の組み合わせパターンが入力されると、中間データ記憶部２２１を参照して、組み合わせパターンごとに、各経路候補と中間データとに基づいて、各リンクの帯域超過の有無をチェックする（ステップＳ２５）。決定部４３３は、チェックの結果、帯域超過無しの経路候補があるか否かを判定する（ステップＳ２６）。決定部４３３は、帯域超過無しの経路候補がない場合には（ステップＳ２６：否定）、ステップＳ２４に戻り、抽出部４３２に対して、新規デマンドおよび再設計デマンドの経路候補を再度抽出するように指示する。

決定部４３３は、帯域超過無しの経路候補がある場合には（ステップＳ２６：肯定）、帯域超過無しの経路候補から、ネットワークＮ２に配信するパスの経路を決定する（ステップＳ２７）。決定部４３３は、決定したパスの経路をパスの経路情報として通信部２１０およびネットワークＮ１を介してネットワーク管理装置３００に送信する（ステップＳ１０）。

ネットワーク管理装置３００の配信部１３３は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して伝送経路設計装置４００からパスの経路情報を受信する。配信部１３３は、受信したパスの経路情報に基づいてＮＷデータ記憶部１２１を更新する。また、配信部１３３は、受信したパスの経路情報をネットワークＮ２に配信する（ステップＳ１１）。これにより、伝送経路設計システム２は、既設パスのうち未運用の既設パスを再設計デマンドとして新規デマンドとともに経路を割り当てるので、より効率的に帯域割り当てを行うことができる。

このように、伝送経路設計装置４００は、中間データと、新規デマンドおよび再設計デマンドとをネットワーク管理装置３００から受信する。中間データは、スロットごとのネットワークの各リンクの最大負荷量が算出されて生成される。各リンクにおける最大負荷量は、スロットごとに運用中の既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量が算出される。スロットは、ネットワーク管理装置３００が未運用の既設パスを再設計デマンドに設定し、新規デマンドおよび再設計デマンド全体の開始および終了日時の期間がスロットに分割される。また、伝送経路設計装置４００は、受信した中間データと、新規デマンドおよび再設計デマンドとに基づいて、新規デマンドおよび再設計デマンドのパスに割り当てる経路を決定する。その結果、より効率的に帯域割り当てを行うことができる。

また、上記実施例１では、新規デマンド、中間データおよびネットワーク情報から、経路候補の組み合わせパターンごとに各リンクの帯域超過の有無をチェックしてネットワークＮ２に配信するパスの経路を決定したが、これに限定されない。例えば、新規デマンド、中間データおよびネットワーク情報に基づいて、数理計画問題を用いてネットワークＮ２に配信するパスの経路を決定してもよく、この場合の実施の形態につき、実施例３として以下に説明する。

図１４は、実施例３の伝送経路設計システムの構成の一例を示すブロック図である。なお、実施例１の伝送経路設計システム１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成および動作の説明については省略する。実施例３の伝送経路設計システム３が実施例１の伝送経路設計システム１と異なるところは、パスの経路を数理計画問題を用いて決定する点にある。

実施例３の伝送経路設計システム３は、端末装置１０と、ネットワーク管理装置１００と、伝送経路設計装置５００とを有する。端末装置１０、ネットワーク管理装置１００および伝送経路設計装置５００の間は、ネットワークＮ１を介して相互に通信可能に接続される。ネットワーク管理装置１００は、ネットワークＮ２のリソースを管理する。

伝送経路設計装置５００は、伝送経路設計装置２００と比べ、制御部２３０に代えて、制御部５３０を有する点が異なる。制御部５３０は、制御部２３０と比べ、抽出部２３２を有せず、決定部２３３に代えて決定部５３３を有する点が異なる。また、制御部５３０の取得部２３１は、取得した新規デマンドおよびネットワーク情報を決定部５３３に出力する点が異なる。

決定部５３３は、取得部２３１から新規デマンドおよびネットワーク情報が入力されると、中間データ記憶部２２１を参照して、数理計画問題を用いてネットワークＮ２に配信するパスの経路を決定する。図１５は、既設パスの予約と新規デマンドとの関係の他の一例を示す図である。図１５の例では、決定部５３３は、既設パスＰ１１〜Ｐ１５が予約されているネットワークＮ２に対して、新規デマンドＤ１１〜Ｄ１３のパスの経路を決定する。

決定部５３３は、新規デマンドＤ１１の開始日時と、新規デマンドＤ１２の終了日時との期間ＲＴ２を、新規デマンドＤ１１〜Ｄ１３の開始または終了日時で区切られた期間、つまりスロットに分割する。すなわち、決定部５３３は、全新規デマンドの先頭と末尾の日時で区切られた期間ＲＴ２をスロットτ１〜τ５に分割する。ここで、スロットτ１は、新規デマンドＤ１１の開始日時と新規デマンドＤ１２の開始日時とで区切られた期間であり、スロットτ２は、新規デマンドＤ１２の開始日時と新規デマンドＤ１１の終了日時とで区切られた期間である。また、スロットτ３は、新規デマンドＤ１１の終了日時と新規デマンドＤ１３の開始日時とで区切られた期間であり、スロットτ４は、新規デマンドＤ１３の開始日時と新規デマンドＤ１３の終了日時とで区切られた期間である。また、スロットτ５は、新規デマンドＤ１３の終了日時と新規デマンドＤ１２の終了日時とで区切られた期間である。なお、決定部５３３は、中間データ記憶部２２１を参照して、各スロットの情報を取得するようにしてもよい。

決定部５３３は、スロットτ１〜τ５ごとのトラフィック制約条件を生成し、中間データ記憶部２２１を参照して数理計画法に基づいて経路設計を行う。ここで、数理計画法、すなわち数理計画問題に帰着して解く場合について説明する。まず、入力パラメータについて説明する。Ｂ^{（ｓ，ｄ）}は、新規デマンドの始点（ｓ）終点（ｄ）間の要求帯域を示し、単位はｂｐｓである。Ｅ_ｍは、ノードｍの電力特性を示し、単位はＷ／ｂｐｓである。ＲＤ^{（ｓ，ｄ）}は、新規デマンドの始点（ｓ）終点（ｄ）間の要求遅延を示し、単位はｍｓである。ｆ（）は、遅延推定関数を示し、例えば、実施例１の式（１）に示す関数を用いることができる。
［文字１］

は、スロットτ内の（ｍ，ｎ）リンクに対する最大トラフィック量を示し、単位はｂｐｓである。なお、ｍ，ｎは、リンクの両端のノードを示す。

次に、図１６を用いて新規デマンドごとの変数定義について説明する。図１６は、新規デマンドごとの変数定義の一例を示す図である。図１６の例は、新規デマンドＤ（Ａ）および新規デマンドＤ（Ｂ）を、ノードＭ１１〜Ｍ１４およびリンクＬ１１〜Ｌ１４を有するネットワークに割り当てる場合である。新規デマンドＤ（Ａ）は、始点ノードがＭ１１、終点ノードがＭ１３であり、ノードＭ１１からＭ１３までの要求帯域が１０Ｇｂｐｓであるとする。新規デマンドＤ（Ｂ）は、始点ノードがＭ１２、終点ノードがＭ１４であり、ノードＭ１２からＭ１４までの要求帯域が５Ｇｂｐｓであるとする。

ここで、図１６では、新規デマンドが各ノードＭ１１〜Ｍ１４を経由するか否かを、下記の式（１２）で示す。また、図１６では、新規デマンドが各リンクＬ１１〜Ｌ１４のそれぞれの間のリンクを利用するか否かを、下記の式（１３）で示す。また、スロットτ内でのリンク負荷最大値Ｔｒ^τは、下記の式（１４）で示す条件とする。同様に、設計対象区間、つまり新規デマンドの始終点間でのリンク負荷最大値Ｔｒは、下記の式（１５）で示す条件とする。さらに、スロットτ内での遅延比率最大値Ｄ^τは、下記の式（１６）で示す条件とする。同様に、設計対象区間、つまり新規デマンドの始終点間での遅延比率最大値Ｄは、下記の式（１７）の条件とする。

図１６の例では、新規デマンドＤ（Ａ）の変数定義は、例えば、ノードＭ１１〜Ｍ１４は、それぞれ、定義Ｍ１１Ａ，Ｍ１２Ａ，Ｍ１３Ａ，Ｍ１４Ａで表すことができる。また、例えば、リンクＬ１１〜Ｌ１４は、それぞれ、定義Ｌ１１Ａ，Ｌ１２Ａ，Ｌ１３Ａ，Ｌ１４Ａで表すことができる。同様に、新規デマンドＤ（Ｂ）の変数定義は、例えば、ノードＭ１１〜Ｍ１４は、それぞれ、定義Ｍ１１Ｂ，Ｍ１２Ｂ，Ｍ１３Ｂ，Ｍ１４Ｂで表すことができる。また、例えば、リンクＬ１１〜Ｌ１４は、それぞれ、定義Ｌ１１Ｂ，Ｌ１２Ｂ，Ｌ１３Ｂ，Ｌ１４Ｂで表すことができる。

決定部５３３は、負荷分散ポリシーの目的関数を下記の式（１８）とし、消費電力ポリシーの目的関数を下記の式（１９）とし、遅延最小化ポリシーの目的関数を下記の式（２０）とする。

決定部５３３は、経路生成制約の制約条件を下記の式（２１）〜（２３）とし、スロットτごと最大利用帯域の制約条件を下記の式（２４）とし、ネットワーク全体の最大トラフィック量の制約条件を下記の式（２５）とする。なお、Ｔｒ^τおよびＴｒは、中間データに基づいて算出できる。また、決定部５３３は、スロットτごとの最大遅延比率の制約条件を下記の式（２６）とし、最大遅延比率の制約条件を下記の式（２７）とする。

決定部５３３は、これらの条件のもとに数理計画問題を解くことで、複数の新規デマンドに対して、指定したポリシーを最適化する経路解を一意に導出することができる。決定部５３３は、導出した経路解をパスの経路に決定する。決定部５３３は、決定したパスの経路をパスの経路情報として通信部２１０およびネットワークＮ１を介してネットワーク管理装置１００に送信する。

次に、実施例３の伝送経路設計システム３の動作について説明する。図１７は、実施例３の伝送経路設計処理の一例を示すフローチャートである。

ネットワーク管理装置１００の受付部１３１は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して、端末装置１０から新規デマンドを受け付ける（ステップＳ１）。受付部１３１は、受け付けた新規デマンドを生成部１３２に出力する。生成部１３２は、全新規デマンドの先頭と末尾の日時に対応する既設パスを取得する（ステップＳ２）。生成部１３２は、新規デマンドが入力されると、全新規デマンドの先頭と末尾の日時で区切られた期間を時間軸でのスロットに分割する（ステップＳ３）。

生成部１３２は、スロットごとに既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量を算出する。生成部１３２は、スロットごとの既設パスの経路の各リンクの最大負荷量を算出すると、算出結果を中間データとして中間データ記憶部１２２に記憶する。すなわち、生成部１３２は、算出結果から中間データを生成する（ステップＳ４）。また、生成部１３２は、ＮＷデータ記憶部１２１を参照して、ネットワークトポロジおよび各リンク帯域を示すネットワーク情報を生成する。生成部１３２は、新規デマンドと、中間データと、ネットワーク情報とを、第１通信部１１０およびネットワークＮ１を介して伝送経路設計装置５００に送信する（ステップＳ５）。

伝送経路設計装置５００の取得部２３１は、ネットワークＮ１および通信部２１０を介して、ネットワーク管理装置１００から新規デマンド、中間データおよびネットワーク情報を取得する。取得部２３１は、取得した中間データを中間データ記憶部２２１に記憶する。また、取得部２３１は、取得した新規デマンドおよびネットワーク情報を決定部５３３に出力する。

決定部５３３は、取得部２３１から新規デマンドおよびネットワーク情報が入力されると、中間データ記憶部２２１を参照して、数理計画問題を用いてネットワークＮ２に配信するパスの経路を決定する（ステップＳ３１）。決定部５３３は、決定したパスの経路をパスの経路情報として通信部２１０およびネットワークＮ１を介してネットワーク管理装置１００に送信する（ステップＳ１０）。

ネットワーク管理装置１００の配信部１３３は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して伝送経路設計装置５００からパスの経路情報を受信する。配信部１３３は、受信したパスの経路情報に基づいてＮＷデータ記憶部１２１を更新する。また、配信部１３３は、受信したパスの経路情報をネットワークＮ２に配信する（ステップＳ１１）。これにより、伝送経路設計システム３は、数理計画問題を解くことで指定したポリシーを最適化する経路解を一意に導出することができるので、新規デマンドに対応する新規パスに対して効率的に帯域割り当てを行うことができる。

このように、伝送経路設計装置５００は、新規デマンドのパスに割り当てる経路を、数理計画問題を解くことにより決定する。その結果、指定されたポリシーに応じて効率的に帯域割り当てを行うことができる。

また、上記実施例１〜３では、ネットワークＮ２に統計多重化、例えばパケット通信を行うネットワークを用いたが、これに限定されない。例えば、時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）ネットワークを用いてもよく、この場合の実施の形態につき、実施例４として以下に説明する。

図１８は、実施例４の伝送経路設計システムの構成の一例を示すブロック図である。なお、実施例１の伝送経路設計システム１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成および動作の説明については省略する。実施例４の伝送経路設計システム４が実施例１の伝送経路設計システム１と異なるところは、ＴＤＭネットワークに対して適用する点にある。

実施例４の伝送経路設計システム４は、端末装置１０と、ネットワーク管理装置６００と、伝送経路設計装置７００とを有する。端末装置１０、ネットワーク管理装置６００および伝送経路設計装置７００の間は、ネットワークＮ１を介して相互に通信可能に接続される。ネットワーク管理装置６００は、ネットワークＮ３のリソースを管理する。ここで、ネットワークＮ３は、例えば、ＴＤＭネットワークである。

ネットワーク管理装置６００は、ネットワーク管理装置１００と比べ、第２通信部１１１、生成部１３２および配信部１３３に代えて、第２通信部６１１、生成部６３２および配信部６３３を有する点が異なる。また、ネットワーク管理装置６００は、ネットワーク管理装置１００と比べ、ＮＷデータ記憶部１２１および中間データ記憶部１２２に代えて、ＮＷデータ記憶部６２１および中間データ記憶部６２２を有する点が異なる。

伝送経路設計装置７００は、伝送経路設計装置２００と比べ、抽出部２３２および決定部２３３に代えて、抽出部７３２および決定部７３３を有する点が異なる。また、伝送経路設計装置７００は、伝送経路設計装置２００と比べ、中間データ記憶部２２１に代えて、中間データ記憶部７２１を有する点が異なる。

ネットワーク管理装置６００の第２通信部６１１は、例えば、ＮＩＣ等によって実現される。第２通信部６１１は、ネットワークＮ３の図示しない各ノードと有線または無線で接続され、ネットワークＮ３の各ノードとの間で情報の通信を司る通信インタフェースである。第２通信部６１１は、各ノードの情報等を受信し、受信した各ノードの情報を制御部１３０に出力する。また、第２通信部６１１は、制御部１３０から入力されたパスの経路情報をネットワークＮ３の各ノードに送信する。

ＮＷデータ記憶部６２１は、ネットワークＮ３のリソースの利用状態を記憶する。ＮＷデータ記憶部６２１は、実施例１のＮＷデータ記憶部１２１と同様の構成であるが、ネットワークＮ３のＴＤＭの時間が等分された時間スロットの情報も記憶する。なお、以下の説明では、ＴＤＭの時間スロットと区別するために、実施例１〜３のスロットに対応する新規デマンドの期間を分割したスロットを設計区間スロットと表す。

中間データ記憶部６２２は、ＴＤＭの時間スロットを連続して利用可能な数を表す中間データを記憶する。すなわち、中間データ記憶部６２２は、新規デマンド全体の開始および終了日時の期間を分割した設計区間スロットごとに、各リンクの時間スロットを連続して使用可能な空き容量（帯域）の数を記憶する。時間スロットを連続して利用可能な数は、例えば、設計区間スロットを２４時間とした場合に、２４時間連続して使用できる分割された帯域の数となる。ここで、例えば、リンクの全帯域は、２．４Ｇｂｐｓであり、５０Ｍｂｐｓごとに分割された帯域が１番から４８番まで４８個あるとする。このとき、時間スロットを連続して利用可能な数、すなわち、０〜２４時間まで連続して空いている帯域の数は、例えば、既存パスにより０〜３時間までは１〜２１番までの２１個が割り当て済、２０〜２４時間までは４０〜４８番までの９個が割り当て済であるとすると、２２〜３９番の１８個となる。つまり、ＴＤＭの時間スロットを連続して利用可能な数は１８個となり、２４時間連続して使用できる帯域は、９００Ｍｂｐｓとなる。

生成部６３２は、受付部１３１から新規デマンドが入力されると、ＮＷデータ記憶部６２１を参照して、中間データを生成する。生成部６３２は、全新規デマンドの先頭と末尾の日時に対応する既設パスを、ＮＷデータ記憶部６２１から取得する。生成部６３２は、ＮＷデータ記憶部６２１を参照して、全新規デマンドの先頭と末尾の日時で区切られた期間において、ＴＤＭの時間スロットを連続して利用可能な数を表す中間データを生成する。生成部６３２は、生成した中間データを中間データ記憶部６２２に記憶する。また、生成部６３２は、ＮＷデータ記憶部６２１を参照して、ネットワークトポロジおよび各リンクの時間スロットを示すネットワーク情報を生成する。生成部６３２は、新規デマンドと、中間データと、ネットワーク情報とを、第１通信部１１０およびネットワークＮ１を介して伝送経路設計装置７００に送信する。

配信部６３３は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して伝送経路設計装置７００からパスの経路情報を受信する。配信部６３３は、受信したパスの経路情報に基づいてＮＷデータ記憶部６２１を更新する。また、配信部６３３は、受信したパスの経路情報を第２通信部６１１を介してネットワークＮ３の各ノードに送信することで、ネットワークＮ３にパスの経路情報を配信する。

伝送経路設計装置７００の中間データ記憶部７２１は、ネットワーク管理装置６００から受信した中間データを記憶する。なお、中間データ記憶部７２１の構成は、ネットワーク管理装置６００の中間データ記憶部６２２と同一であるので、その説明を省略する。

抽出部７３２は、取得部２３１から新規デマンドおよびネットワーク情報が入力されると、ネットワーク情報に基づいて、新規デマンドの経路候補を抽出する。抽出部７３２は、例えば、複数の新規デマンドがある場合に、それぞれの新規デマンドに対する経路候補を抽出し、さらに、抽出した経路候補の組み合わせパターンを抽出する。抽出部７３２は、抽出した経路候補の組み合わせパターンを決定部７３３に出力する。また、抽出部７３２は、決定部７３３から新規デマンドの経路候補を再度抽出するように指示されると、例えば、抽出条件を変更して経路候補の組み合わせパターンを抽出し、決定部７３３に出力する。

決定部７３３は、抽出部７３２から経路候補の組み合わせパターンが入力されると、中間データ記憶部７２１を参照して、組み合わせパターンごとに、各経路候補と中間データとに基づいて、各リンクの時間スロットに経路候補が収まるか否かをチェックする。すなわち、決定部７３３は、ネットワークＮ３の各リンクについて、組み合わせパターンごとに、各リンクの時間スロットに収まる経路候補があるか否かを判定する。

決定部７３３は、各リンクの時間スロットに収まる経路候補がない場合には、抽出部７３２に対して、例えば、新規デマンドの経路候補の抽出条件を変更して再度抽出するように指示する。決定部７３３は、各リンクの時間スロットに収まる経路候補がある場合には、各リンクの時間スロットに収まる経路候補から、ネットワークＮ３に配信するパスの経路を決定する。なお、決定部７３３は、例えば、実施例１と同様に、負荷分散ポリシー、省電力ポリシーおよび最小遅延ポリシーを満たす経路候補を、ネットワークＮ３に配信するパスの経路に決定する。決定部７３３は、決定したパスの経路をパスの経路情報として通信部２１０およびネットワークＮ１を介してネットワーク管理装置６００に送信する。

次に、実施例４の伝送経路設計システム４の動作について説明する。図１９は、実施例４の伝送経路設計処理の一例を示すフローチャートである。

ネットワーク管理装置６００の受付部１３１は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して、端末装置１０から新規デマンドを受け付ける（ステップＳ１）。受付部１３１は、受け付けた新規デマンドを生成部６３２に出力する。生成部６３２は、全新規デマンドの先頭と末尾の日時に対応する既設パスを取得する（ステップＳ２）。生成部６３２は、新規デマンドが入力されると、全新規デマンドの先頭と末尾の日時で区切られた期間において、ＴＤＭの時間スロットを連続して利用可能な数を表す中間データを生成する（ステップＳ４１）。

生成部６３２は、生成した中間データを中間データ記憶部６２２に記憶する。また、生成部６３２は、ＮＷデータ記憶部６２１を参照して、ネットワークトポロジおよび各リンクの時間スロットを示すネットワーク情報を生成する。生成部６３２は、新規デマンドと、中間データと、ネットワーク情報とを、第１通信部１１０およびネットワークＮ１を介して伝送経路設計装置７００に送信する（ステップＳ４２）。

伝送経路設計装置７００の取得部２３１は、ネットワークＮ１および通信部２１０を介して、ネットワーク管理装置６００から新規デマンド、中間データおよびネットワーク情報を取得する。取得部２３１は、取得した中間データを中間データ記憶部７２１に記憶する。また、取得部２３１は、取得した新規デマンドおよびネットワーク情報を抽出部７３２に出力する。

抽出部７３２は、取得部２３１から新規デマンドおよびネットワーク情報が入力されると、ネットワーク情報に基づいて、新規デマンドの経路候補を抽出する（ステップＳ４３）。抽出部７３２は、抽出した経路候補の組み合わせパターンを決定部７３３に出力する。

決定部７３３は、抽出部７３２から経路候補の組み合わせパターンが入力される。決定部７３３は、中間データ記憶部７２１を参照して、組み合わせパターンごとに、各経路候補と中間データとに基づいて、各リンクの時間スロットに経路候補が収まるか否かをチェックする（ステップＳ４４）。決定部７３３は、チェックの結果、各リンクの時間スロットに収まる経路候補があるか否かを判定する（ステップＳ４５）。決定部７３３は、各リンクの時間スロットに収まる経路候補がない場合には（ステップＳ４５：否定）、ステップＳ４３に戻り、抽出部７３２に対して、新規デマンドの経路候補を再度抽出するように指示する。

決定部７３３は、各リンクの時間スロットに収まる経路候補がある場合には（ステップＳ４５：肯定）、各リンクの時間スロットに収まる経路候補から、ネットワークＮ３に配信するパスの経路を決定する（ステップＳ４６）。決定部７３３は、決定したパスの経路をパスの経路情報として通信部２１０およびネットワークＮ１を介してネットワーク管理装置６００に送信する（ステップＳ１０）。

ネットワーク管理装置６００の配信部６３３は、ネットワークＮ１および第１通信部１１０を介して伝送経路設計装置７００からパスの経路情報を受信する。配信部６３３は、受信したパスの経路情報に基づいてＮＷデータ記憶部６２１を更新する。また、配信部６３３は、受信したパスの経路情報をネットワークＮ３に配信する（ステップＳ１１）。これにより、伝送経路設計システム４は、各リンクの時間スロットの空き状況を考慮して新規パスの経路を決定するので、ＴＤＭネットワークの新規デマンドに対応する新規パスに対して、効率的に帯域割り当てを行うことができる。

このように、伝送経路設計装置７００は、中間データと、新規デマンドとをネットワーク管理装置６００から受信する。ネットワーク管理装置６００は、開始および終了日時を有するパスの経路要求として新規デマンドを受け付ける。中間データは、受け付けられた新規デマンド全体の開始および終了日時の期間において、ＴＤＭの時間が等分された時間スロットを連続して利用可能な数が算出されて生成される。また、伝送経路設計装置７００は、受信した中間データと、新規デマンドとに基づいて、新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する。その結果、ＴＤＭネットワークの新規デマンドに対応する新規パスに対して、効率的に帯域割り当てを行うことができる。

なお、上記実施例１〜３では、予約済の利用帯域や利用率を用いて中間データを生成したが、これに限定されない。例えば、各リンクの残り帯域や残りの利用率を用いて中間データを生成してもよい。

また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、抽出部２３２と、決定部２３３とを統合してもよい。

さらに、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（またはＭＰＵ、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のマイクロ・コンピュータ）上で、その全部または任意の一部を実行するようにしてもよい。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（またはＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）で解析実行されるプログラム上、またはワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部または任意の一部を実行するようにしてもよいことは言うまでもない。

ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをコンピュータで実行することで実現できる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図２０は、伝送経路設計プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。

図２０が示すように、コンピュータ８００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ８０１と、データ入力を受け付ける入力装置８０２と、モニタ８０３とを有する。また、コンピュータ８００は、記憶媒体からプログラム等を読み取る媒体読取装置８０４と、各種装置と接続するためのインタフェース装置８０５と、他の情報処理装置等と有線または無線により接続するための通信装置８０６とを有する。また、コンピュータ８００は、各種情報を一時記憶するＲＡＭ８０７と、ハードディスク装置８０８とを有する。また、各装置８０１〜８０８は、バス８０９に接続される。

ハードディスク装置８０８には、図１に示した取得部２３１、抽出部２３２および決定部２３３の各処理部と同様の機能を有する伝送経路設計プログラムが記憶される。また、ハードディスク装置８０８には、中間データ記憶部２２１、および、伝送経路設計プログラムを実現するための各種データが記憶される。入力装置８０２は、例えば、コンピュータ８００の管理者から管理情報等の各種情報の入力を受け付ける。モニタ８０３は、例えば、コンピュータ８００の管理者に対して管理情報の画面や各種画面を表示する。インタフェース装置８０５は、例えば、印刷装置等が接続される。通信装置８０６は、例えば、図１に示した通信部２１０と同様の機能を有しネットワークＮ１と接続され、端末装置１０、ネットワーク管理装置１００や他の装置と各種情報をやりとりする。

ＣＰＵ８０１は、ハードディスク装置８０８に記憶された各プログラムを読み出して、ＲＡＭ８０７に展開して実行することで、各種の処理を行う。また、これらのプログラムは、コンピュータ８００を図１に示した取得部２３１、抽出部２３２および決定部２３３として機能させることができる。

なお、上記の伝送経路設計プログラムは、必ずしもハードディスク装置８０８に記憶されている必要はない。例えば、コンピュータ８００が読み取り可能な記憶媒体に記憶されたプログラムを、コンピュータ８００が読み出して実行するようにしてもよい。コンピュータ８００が読み取り可能な記憶媒体は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤディスク、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスクドライブ等が対応する。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ等に接続された装置にこの伝送経路設計プログラムを記憶させておき、コンピュータ８００がこれらから伝送経路設計プログラムを読み出して実行するようにしてもよい。

以上、本実施例を含む実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸でのスロットを設定する設定部と、
前記スロットごとの既設パスの最大負荷量を算出する算出部と、
前記最大負荷量に応じて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する決定部と
を有することを特徴とする伝送経路設計装置。

（付記２）開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸で指定されたスロットごとの既設パスの最大負荷量をネットワーク管理装置から受信する通信部と、
受信した前記最大負荷量に応じて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する決定部と
を有することを特徴とする伝送経路設計装置。

（付記３）前記通信部は、ネットワーク管理装置が前記新規デマンドを受け付けて、受け付けられた前記新規デマンド全体の開始および終了日時の期間が前記スロットに分割され、前記スロットごとに既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量が算出され、前記スロットごとのネットワークの各リンクの最大負荷量が算出されて生成された中間データと、前記新規デマンドとを前記ネットワーク管理装置から受信し、
前記決定部は、受信した前記中間データと、前記新規デマンドとに基づいて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する
ことを特徴とする付記２に記載の伝送経路設計装置。

（付記４）前記決定部は、前記ネットワークの各リンクの負荷が当該各リンクの帯域を超えないように、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定することを特徴とする付記３に記載の伝送経路設計装置。

（付記５）前記通信部は、複数の前記新規デマンド全体の開始および終了日時の期間を、前記各新規デマンドの開始または終了日時ごとに、前記スロットに分割して生成された中間データを受信することを特徴とする付記３または４に記載の伝送経路設計装置。

（付記６）前記決定部は、前記ネットワークの各リンクの負荷、消費電力および遅延のうち１つ以上の評価値が最小となるように、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定することを特徴とする付記３〜５のいずれか１つに記載の伝送経路設計装置。

（付記７）前記通信部は、前記ネットワーク管理装置が未運用の前記既設パスを再設計デマンドに設定し、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンド全体の開始および終了日時の期間がスロットに分割され、前記スロットごとに運用中の前記既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量が算出され、前記スロットごとの前記ネットワークの各リンクの最大負荷量が算出されて生成された中間データと、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンドとを前記ネットワーク管理装置から受信し、
前記決定部は、前記中間データと、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンドとに基づいて、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンドのパスに割り当てる経路を決定することを特徴とする付記３に記載の伝送経路設計装置。

（付記８）前記決定部は、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を、数理計画問題を解くことにより決定することを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載の伝送経路設計装置。

（付記９）開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸でのスロットを指定し、
前記スロットごとの既設パスの最大負荷量を算出し、
前記最大負荷量に応じて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする伝送経路設計方法。

（付記１０）開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸で指定されたスロットごとの既設パスの最大負荷量をネットワーク管理装置から受信し、
受信した前記最大負荷量に応じて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする伝送経路設計方法。

（付記１１）前記受信する処理は、ネットワーク管理装置が前記新規デマンドを受け付けて、受け付けられた前記新規デマンド全体の開始および終了日時の期間が前記スロットに分割され、前記スロットごとに既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量が算出され、前記スロットごとのネットワークの各リンクの最大負荷量が算出されて生成された中間データと、前記新規デマンドとを前記ネットワーク管理装置から受信し、
前記決定する処理は、受信した前記中間データと、前記新規デマンドとに基づいて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する
処理をコンピュータが実行することを特徴とする付記１０に記載の伝送経路設計方法。

（付記１２）前記決定する処理は、前記ネットワークの各リンクの負荷が当該各リンクの帯域を超えないように、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定することを特徴とする付記１１に記載の伝送経路設計方法。

（付記１３）前記受信する処理は、複数の前記新規デマンド全体の開始および終了日時の期間を、前記各新規デマンドの開始または終了日時ごとに、前記スロットに分割して生成された中間データを受信することを特徴とする付記１１または１２に記載の伝送経路設計方法。

（付記１４）前記決定する処理は、前記ネットワークの各リンクの負荷、消費電力および遅延のうち１つ以上の評価値が最小となるように、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定することを特徴とする付記１１〜１３のいずれか１つに記載の伝送経路設計方法。

（付記１５）前記受信する処理は、前記ネットワーク管理装置が未運用の前記既設パスを再設計デマンドに設定し、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンド全体の開始および終了日時の期間がスロットに分割され、前記スロットごとに運用中の前記既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量が算出され、前記スロットごとの前記ネットワークの各リンクの最大負荷量が算出されて生成された中間データと、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンドとを前記ネットワーク管理装置から受信し、
前記決定する処理は、前記中間データと、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンドとに基づいて、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンドのパスに割り当てる経路を決定することを特徴とする付記１１に記載の伝送経路設計方法。

（付記１６）前記決定する処理は、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を、数理計画問題を解くことにより決定することを特徴とする付記９〜１１のいずれか１つに記載の伝送経路設計方法。

（付記１７）ネットワーク管理装置が開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドを受け付けて、受け付けられた前記新規デマンド全体の開始および終了日時の期間において、ＴＤＭの時間が等分された時間スロットを連続して利用可能な数が算出されて生成された中間データと、前記新規デマンドとを前記ネットワーク管理装置から受信し、
受信した前記中間データと、前記新規デマンドとに基づいて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする伝送経路設計方法。

１，２，３，４ 伝送経路設計システム
１０ 端末装置
１００，３００，６００ ネットワーク管理装置
１１０ 第１通信部
１１１，６１１ 第２通信部
１２０ 記憶部
１２１，６２１ ＮＷデータ記憶部
１２２，６２２ 中間データ記憶部
１３０ 制御部
１３１ 受付部
１３２，３３２，６３２ 生成部
１３３，６３３ 配信部
２００，４００，５００，７００ 伝送経路設計装置
２１０ 通信部
２２０ 記憶部
２２１，７２１ 中間データ記憶部
２３０，５３０ 制御部
２３１，４３１ 取得部
２３２，４３２，７３２ 抽出部
２３３，４３３，５３３，７３３ 決定部
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３ ネットワーク

Claims (11)

1. 開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸でのスロットを設定する設定部と、
   前記スロットごとの既設パスの最大負荷量を算出する算出部と、
   前記最大負荷量に応じて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する決定部と
   を有することを特徴とする伝送経路設計装置。
2. 開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸で指定されたスロットごとの既設パスの最大負荷量をネットワーク管理装置から受信する通信部と、
   受信した前記最大負荷量に応じて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する決定部と
   を有することを特徴とする伝送経路設計装置。
3. 前記通信部は、ネットワーク管理装置が前記新規デマンドを受け付けて、受け付けられた前記新規デマンド全体の開始および終了日時の期間が前記スロットに分割され、前記スロットごとに既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量が算出され、前記スロットごとのネットワークの各リンクの最大負荷量が算出されて生成された中間データと、前記新規デマンドとを前記ネットワーク管理装置から受信し、
   前記決定部は、受信した前記中間データと、前記新規デマンドとに基づいて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の伝送経路設計装置。
4. 前記決定部は、前記ネットワークの各リンクの負荷が当該各リンクの帯域を超えないように、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定することを特徴とする請求項３に記載の伝送経路設計装置。
5. 前記通信部は、複数の前記新規デマンド全体の開始および終了日時の期間を、前記各新規デマンドの開始または終了日時ごとに、前記スロットに分割して生成された中間データを受信することを特徴とする請求項３または４に記載の伝送経路設計装置。
6. 前記決定部は、前記ネットワークの各リンクの負荷、消費電力および遅延のうち１つ以上の評価値が最小となるように、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の伝送経路設計装置。
7. 前記通信部は、前記ネットワーク管理装置が未運用の前記既設パスを再設計デマンドに設定し、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンド全体の開始および終了日時の期間がスロットに分割され、前記スロットごとに運用中の前記既設パスの経路の各リンクにおける最大負荷量が算出され、前記スロットごとの前記ネットワークの各リンクの最大負荷量が算出されて生成された中間データと、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンドとを前記ネットワーク管理装置から受信し、
   前記決定部は、前記中間データと、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンドとに基づいて、前記新規デマンドおよび前記再設計デマンドのパスに割り当てる経路を決定することを特徴とする請求項３に記載の伝送経路設計装置。
8. 前記決定部は、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を、数理計画問題を解くことにより決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の伝送経路設計装置。
9. 開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸でのスロットを指定し、
   前記スロットごとの既設パスの最大負荷量を算出し、
   前記最大負荷量に応じて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する、
   処理をコンピュータが実行することを特徴とする伝送経路設計方法。
10. 開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドの期間における時間軸で指定されたスロットごとの既設パスの最大負荷量をネットワーク管理装置から受信し、
    受信した前記最大負荷量に応じて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する、
    処理をコンピュータが実行することを特徴とする伝送経路設計方法。
11. ネットワーク管理装置が開始および終了日時を有するパスの経路要求である新規デマンドを受け付けて、受け付けられた前記新規デマンド全体の開始および終了日時の期間において、ＴＤＭの時間が等分された時間スロットを連続して利用可能な数が算出されて生成された中間データと、前記新規デマンドとを前記ネットワーク管理装置から受信し、
    受信した前記中間データと、前記新規デマンドとに基づいて、前記新規デマンドのパスに割り当てる経路を決定する、
    処理をコンピュータが実行することを特徴とする伝送経路設計方法。

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