JP3196728B2 - ネットワークの設計方法及びその制御プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
ネットワークの設計方法及びその制御プログラムを記録した記録媒体Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はネットワークの設計
方法及びその制御プログラムを記録した記録媒体に関
し、特に障害回復可能なリング間接続ネットワークの設
計方法に関するものである。
方法及びその制御プログラムを記録した記録媒体に関
し、特に障害回復可能なリング間接続ネットワークの設
計方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】１９９２年、アーテクハウス刊、ソンー
ホーウー著、「ファイバネットワークサービスサバイバ
ビリティ」（Tsong −Ho Wu 、Fiber Network Service
Survivability, 1992, Artech House ）にもあるよう
に、通信ネットワークにおいて、障害が発生しても高速
にこれを迂回して通信を確保することを目的としてリン
グシステムが用いられている。図１０はこれらのリング
システムが設置可能な通信ネットワークのトポロジーを
表わしたものである。このトポロジーはノード１とスパ
ン２とから構成され、リングシステムはリング３の位置
に形成される。ここでリング３とは、同一のノード１と
スパン２をいずれも２つ以上含まない閉路を指す。
ホーウー著、「ファイバネットワークサービスサバイバ
ビリティ」（Tsong −Ho Wu 、Fiber Network Service
Survivability, 1992, Artech House ）にもあるよう
に、通信ネットワークにおいて、障害が発生しても高速
にこれを迂回して通信を確保することを目的としてリン
グシステムが用いられている。図１０はこれらのリング
システムが設置可能な通信ネットワークのトポロジーを
表わしたものである。このトポロジーはノード１とスパ
ン２とから構成され、リングシステムはリング３の位置
に形成される。ここでリング３とは、同一のノード１と
スパン２をいずれも２つ以上含まない閉路を指す。
【０００３】図１１，１３に示すように、リングシステ
ムはＡＤＭ（Add Drop Multiplexer）６１〜６４等とフ
ァイバ７，７１〜７４等とから構成される。ここで、Ａ
ＤＭ６１等はリング３を構成するノード１に設置され、
ファイバ７１等はリング３を構成するスパン２に設置さ
れる。こうして構成されるリングシステムは同一のリン
グ３に１つとは限らず複数の場合もありうる。
ムはＡＤＭ（Add Drop Multiplexer）６１〜６４等とフ
ァイバ７，７１〜７４等とから構成される。ここで、Ａ
ＤＭ６１等はリング３を構成するノード１に設置され、
ファイバ７１等はリング３を構成するスパン２に設置さ
れる。こうして構成されるリングシステムは同一のリン
グ３に１つとは限らず複数の場合もありうる。
【０００４】図１２に示すように、ＡＤＭ６は受信すべ
きチャネル１０３をファイバ７５等から分離し、また送
信すべきチャネル１０４をファイバ７６に挿入する装置
である。具体的には、スロット＃１及び＃２がそれぞれ
割り当てられたチャネル１０１及び１０２は、スロット
番号を変えることなくそのままＡＤＭ６を通過するが、
スロット＃３を割り当てられたチャネル１０３はＡＤＭ
６で受信するためにファイバ７５より分岐される。また
スロット＃４を割り当てられたチャネル１０４はＡＤＭ
６から送信するためにファイバ７６に挿入される。ここ
では、スロットとは、一本のファイバ内に多重されるチ
ャネルを識別するためのものを指し、具体的には、時分
割多重においてはタイムスロットが、波長分割多重にお
いては波長がそれぞれ相当する。
きチャネル１０３をファイバ７５等から分離し、また送
信すべきチャネル１０４をファイバ７６に挿入する装置
である。具体的には、スロット＃１及び＃２がそれぞれ
割り当てられたチャネル１０１及び１０２は、スロット
番号を変えることなくそのままＡＤＭ６を通過するが、
スロット＃３を割り当てられたチャネル１０３はＡＤＭ
６で受信するためにファイバ７５より分岐される。また
スロット＃４を割り当てられたチャネル１０４はＡＤＭ
６から送信するためにファイバ７６に挿入される。ここ
では、スロットとは、一本のファイバ内に多重されるチ
ャネルを識別するためのものを指し、具体的には、時分
割多重においてはタイムスロットが、波長分割多重にお
いては波長がそれぞれ相当する。
【０００５】上述した文献であるアーテクハウス刊、ソ
ンーホーウー著、「ファイバネットワークサービスサバ
イバビリティ」（Tsong −Ho Wu 、Fiber Network Serv
iceSurvivability, 1992, Artech House ）にもあるよ
うに、リングシステムは大きく分けて双方向リングシス
テムと片方向リングシステムとがある。図１１は双方向
リングシステム８の構成を示したものである。図１１
（Ａ）に示すように、双方向リングシステム８では、正
常な状態においては、あるＡＤＭ間の双方向のチャネル
を収容するために一組の現用ファイバが設定される。
ンーホーウー著、「ファイバネットワークサービスサバ
イバビリティ」（Tsong −Ho Wu 、Fiber Network Serv
iceSurvivability, 1992, Artech House ）にもあるよ
うに、リングシステムは大きく分けて双方向リングシス
テムと片方向リングシステムとがある。図１１は双方向
リングシステム８の構成を示したものである。図１１
（Ａ）に示すように、双方向リングシステム８では、正
常な状態においては、あるＡＤＭ間の双方向のチャネル
を収容するために一組の現用ファイバが設定される。
【０００６】例えば、ＡＤＭ６１から６４間への反時計
回りの経路上には、チャネル１０６、１０７が双方向に
設定される。そして、障害に備えて、双方向のチャネル
を収容可能な一組の予備ファイバをもう一組設定し、障
害発生時はその両端のＡＤＭがファイバの接続替えを行
う。例えば、図１１（Ｂ）に示すように、ＡＤＭ６２と
６３間の現用ファイバ７１及び予備ファイバ７２が切断
された場合は、ＡＤＭ６２は予備ファイバ７３に、ＡＤ
Ｍ６３は予備ファイバ７４にそれぞれ接続替えすること
で、チャネル１０６はチャネル１０８に切り替わり、Ａ
ＤＭ６４から６１方向へのチャネルは確保される。
回りの経路上には、チャネル１０６、１０７が双方向に
設定される。そして、障害に備えて、双方向のチャネル
を収容可能な一組の予備ファイバをもう一組設定し、障
害発生時はその両端のＡＤＭがファイバの接続替えを行
う。例えば、図１１（Ｂ）に示すように、ＡＤＭ６２と
６３間の現用ファイバ７１及び予備ファイバ７２が切断
された場合は、ＡＤＭ６２は予備ファイバ７３に、ＡＤ
Ｍ６３は予備ファイバ７４にそれぞれ接続替えすること
で、チャネル１０６はチャネル１０８に切り替わり、Ａ
ＤＭ６４から６１方向へのチャネルは確保される。
【０００７】図１３は双方向リングシステム８におい
て、各ＡＤＭ間に設定されるチャネルが経由する片方向
のファイバ上で、各チャネルに割り当てるスロット番号
を示したものである。ここでは、各ファイバ当り最大３
２個のチャネルを多重できるものとする。この場合、各
ファイバ内では総数３２個のスロットが用意されている
が、図１１で示すように、各ＡＤＭではそこを通過する
チャネル１０に対してスロット番号の変更は行わないた
め、夫々設定されたチャネル１０に対しては、それが経
由するファイバ上で割り当てられるスロット番号は同一
のものでなければならない。
て、各ＡＤＭ間に設定されるチャネルが経由する片方向
のファイバ上で、各チャネルに割り当てるスロット番号
を示したものである。ここでは、各ファイバ当り最大３
２個のチャネルを多重できるものとする。この場合、各
ファイバ内では総数３２個のスロットが用意されている
が、図１１で示すように、各ＡＤＭではそこを通過する
チャネル１０に対してスロット番号の変更は行わないた
め、夫々設定されたチャネル１０に対しては、それが経
由するファイバ上で割り当てられるスロット番号は同一
のものでなければならない。
【０００８】例えば、図１３においてＡＤＭ６１と６３
間には、６１から６３への時計回り及び反時計回りの経
路に、いずれもそれぞれスロット番号＃１２〜＃１９が
割り当てらたチャネルが８個づつ設定されている。また
ＡＤＭ６３と６４の間には、ＡＤＭ６３から６４の反時
計回りの経路に＃２０を割り当てたチャネルが設定され
ている。ＡＤＭ６１と６４間では、ＡＤＭ６１から６４
の時計回りの経路上に＃１〜＃７を割り当てたチャネル
が、反時計回りの経路上には、＃１〜＃１１を割り当て
たチャネルがそれぞれ設定されている。
間には、６１から６３への時計回り及び反時計回りの経
路に、いずれもそれぞれスロット番号＃１２〜＃１９が
割り当てらたチャネルが８個づつ設定されている。また
ＡＤＭ６３と６４の間には、ＡＤＭ６３から６４の反時
計回りの経路に＃２０を割り当てたチャネルが設定され
ている。ＡＤＭ６１と６４間では、ＡＤＭ６１から６４
の時計回りの経路上に＃１〜＃７を割り当てたチャネル
が、反時計回りの経路上には、＃１〜＃１１を割り当て
たチャネルがそれぞれ設定されている。
【０００９】なお、双方向リングシステム８には図１３
に示したスパン単位で障害を迂回する方式の他に、各ノ
ードペア間で使用すべきチャネルを、時計／反時計回り
の経路上のチャネルから反時計／時計回りの経路上の同
じスロットを割り当てられたチャネルに切り替えて障害
を迂回する方法もある。
に示したスパン単位で障害を迂回する方式の他に、各ノ
ードペア間で使用すべきチャネルを、時計／反時計回り
の経路上のチャネルから反時計／時計回りの経路上の同
じスロットを割り当てられたチャネルに切り替えて障害
を迂回する方法もある。
【００１０】図１１に示す双方向リングシステム８にお
いて、例えばＡＤＭ６２が障害を起こした場合は、ＡＤ
Ｍ６１と６３でそれぞれ現用ファイバ内のチャネルを予
備ファイバ内に折り返すので、障害の影響を受けたチャ
ネルの回復が可能である。
いて、例えばＡＤＭ６２が障害を起こした場合は、ＡＤ
Ｍ６１と６３でそれぞれ現用ファイバ内のチャネルを予
備ファイバ内に折り返すので、障害の影響を受けたチャ
ネルの回復が可能である。
【００１１】図１４に片方向リングシステム９の構成を
示す。図１４（Ａ）に示すように、片方向リングシステ
ム９は、正常な状態においては、一組のＡＤＭ６間に設
定する双方向のチャネルは時計回り方向に一組及び反時
計回り方向に一組それぞれ同時に収容している。例え
ば、ＡＤＭ６１と６４間の双方向のチャネル１０９，１
０１１は片方向の現用ファイバ７７の中を時計回りに収
容する。同時にもう一組の双方向チャネル１０１０，１
０１２を予備ファイバ７８の中を反時計回りに収容す
る。そしてＡＤＭ６１では２つのチャネル１０９と１０
１０を、ＡＤＭ６４では２つのチャネル１０１１と１０
１２を。それぞれ同時に受信している。よって図１４
（Ｂ）に示すように、例えばＡＤＭ６２と６３間の現用
ファイバ７７と予備ファイバ７８が切断された場合にお
いても、チャネル１０１０及び１０１１は何ら影響を受
けることがないので、ＡＤＭ６１と６４の間の双方向の
チャネルは確保される。
示す。図１４（Ａ）に示すように、片方向リングシステ
ム９は、正常な状態においては、一組のＡＤＭ６間に設
定する双方向のチャネルは時計回り方向に一組及び反時
計回り方向に一組それぞれ同時に収容している。例え
ば、ＡＤＭ６１と６４間の双方向のチャネル１０９，１
０１１は片方向の現用ファイバ７７の中を時計回りに収
容する。同時にもう一組の双方向チャネル１０１０，１
０１２を予備ファイバ７８の中を反時計回りに収容す
る。そしてＡＤＭ６１では２つのチャネル１０９と１０
１０を、ＡＤＭ６４では２つのチャネル１０１１と１０
１２を。それぞれ同時に受信している。よって図１４
（Ｂ）に示すように、例えばＡＤＭ６２と６３間の現用
ファイバ７７と予備ファイバ７８が切断された場合にお
いても、チャネル１０１０及び１０１１は何ら影響を受
けることがないので、ＡＤＭ６１と６４の間の双方向の
チャネルは確保される。
【００１２】図１４に示す片方向リングシステム９にお
いては、ＡＤＭ６２が障害を起こしても、上記と同じよ
うに双方向のチャネルは確保される。こうして片方向リ
ングシステムでは、任意のＡＤＭ間で設定される双方向
のチャネルは、双方向リングシステム８とは異なり、リ
ング３に含まれるノード１から別のノード１への単一の
方向（時計回りもしくは反時計回り）にリング３を一周
する形で収容される。よって、あるＡＤＭ間に要求され
るチャネルの個々のリングシステム内全体での最大設定
可能数は、単純に一つのファイバのスロット総数に等し
い。
いては、ＡＤＭ６２が障害を起こしても、上記と同じよ
うに双方向のチャネルは確保される。こうして片方向リ
ングシステムでは、任意のＡＤＭ間で設定される双方向
のチャネルは、双方向リングシステム８とは異なり、リ
ング３に含まれるノード１から別のノード１への単一の
方向（時計回りもしくは反時計回り）にリング３を一周
する形で収容される。よって、あるＡＤＭ間に要求され
るチャネルの個々のリングシステム内全体での最大設定
可能数は、単純に一つのファイバのスロット総数に等し
い。
【００１３】図１５は複数の双方向リングシステム８１
〜８３が接続されてできたリング間接続ネットワークを
示したブロック図である。同じリング３に属さない異な
るノード１間でチャネルを設定する場合は、そのチャネ
ルは異なるリング３に設置された複数の異なる双方向リ
ングシステムを経由する必要がある。たとえば、異なる
リング３に設置された双方向リングシステム８１と８２
では、それぞれに属するＡＤＭ６６とＡＤＭ６７は同一
ノード１４内において、ＸＣ（クロスコネクト装置）５
によって接続されている。ここでＸＣは経由するチャネ
ルをあるポートから別のポートに任意に接続するクロス
コネクト機能と、この経由するそれぞれのポート上でチ
ャネルに割り当てるスロット番号を変換するスロット変
換機能を有する。
〜８３が接続されてできたリング間接続ネットワークを
示したブロック図である。同じリング３に属さない異な
るノード１間でチャネルを設定する場合は、そのチャネ
ルは異なるリング３に設置された複数の異なる双方向リ
ングシステムを経由する必要がある。たとえば、異なる
リング３に設置された双方向リングシステム８１と８２
では、それぞれに属するＡＤＭ６６とＡＤＭ６７は同一
ノード１４内において、ＸＣ（クロスコネクト装置）５
によって接続されている。ここでＸＣは経由するチャネ
ルをあるポートから別のポートに任意に接続するクロス
コネクト機能と、この経由するそれぞれのポート上でチ
ャネルに割り当てるスロット番号を変換するスロット変
換機能を有する。
【００１４】また、双方向リングシステム８２と８３で
はそれぞれに属するＡＤＭ６８と６９が直接接続されて
いる。ここでノード１３に設置されたＡＤＭ６５とノー
ド１５に設置されたＡＤＭ６８間でチャネル１０５を設
定する場合は、例えば双方向リングシステム８１に属す
るＡＤＭ６５と６６の間ではスロット＃１を割り当て、
双方向リングシステム８２のＡＤＭ６７と６８の間では
スロット＃３を割り当てる。
はそれぞれに属するＡＤＭ６８と６９が直接接続されて
いる。ここでノード１３に設置されたＡＤＭ６５とノー
ド１５に設置されたＡＤＭ６８間でチャネル１０５を設
定する場合は、例えば双方向リングシステム８１に属す
るＡＤＭ６５と６６の間ではスロット＃１を割り当て、
双方向リングシステム８２のＡＤＭ６７と６８の間では
スロット＃３を割り当てる。
【００１５】その際、ＸＣ５はスロット番号＃１と＃３
の入れ替えを行うことになる。このように異なる双方向
リングシステム８をＸＣ５で接続してスロット変換を行
えば、チャネルが経由する各双方向リングシステム毎に
独立なスロット番号の割り当てが可能となって、ＸＣ５
で接続しない場合に比べて、チャネルの収容効率を上げ
ることが期待できる。ただし、ここでノード１４ないの
ＸＣ５に障害が発生した場合は、チャネル１０５を回復
することはできないことに注意すべきである。
の入れ替えを行うことになる。このように異なる双方向
リングシステム８をＸＣ５で接続してスロット変換を行
えば、チャネルが経由する各双方向リングシステム毎に
独立なスロット番号の割り当てが可能となって、ＸＣ５
で接続しない場合に比べて、チャネルの収容効率を上げ
ることが期待できる。ただし、ここでノード１４ないの
ＸＣ５に障害が発生した場合は、チャネル１０５を回復
することはできないことに注意すべきである。
【００１６】従来こうした複数のリングシステムから構
成されるネットワークであるリング間接続ネットワーク
に対して、数理計画法に基づいて設備コストを最小化す
るように、リングシステムの配置やパスの経路を決定す
るための設計方法として、１９９６年、アイイーイーイ
ーグローブコム９６予稿集、１８６７〜１８７１頁、エ
スボルトロン等著、アメソドロジーツーエスディーエッ
チネットワークデザインユージングオプティマイゼイシ
ョンツール（S. Bortolon, H. M.F. Tavares,R.V. Ribe
rio, E. Quaglia, and M. A. Bergamaschi, “A metho
dology to SDHnetworks design using optimization to
ols ”，Proceedings of IEEE Globcom ’96， pp. 186
7-1871，1996）に次のようなものが示されている。
成されるネットワークであるリング間接続ネットワーク
に対して、数理計画法に基づいて設備コストを最小化す
るように、リングシステムの配置やパスの経路を決定す
るための設計方法として、１９９６年、アイイーイーイ
ーグローブコム９６予稿集、１８６７〜１８７１頁、エ
スボルトロン等著、アメソドロジーツーエスディーエッ
チネットワークデザインユージングオプティマイゼイシ
ョンツール（S. Bortolon, H. M.F. Tavares,R.V. Ribe
rio, E. Quaglia, and M. A. Bergamaschi, “A metho
dology to SDHnetworks design using optimization to
ols ”，Proceedings of IEEE Globcom ’96， pp. 186
7-1871，1996）に次のようなものが示されている。
【００１７】以下、同一デマンドペア１１（図１７参
照）に対して、同一のノード１もしくはスパン２を経由
するチャネルの束をパスと呼ぶことにする。ここで、あ
るパスの容量はそのパスに含まれるチャネルの総数で与
えることにする。パスの候補の経路は、スパン１、リン
グ３もしくはノード２に基づいて与えられる。ここでデ
マンドペア１１とは、設定されるパスの両端にある１対
のノードを指す。このデマンドペア１１間には、その間
に要求されるチャネルの数（要求容量）を確保するため
に一つもしくは複数のパスが設定される。
照）に対して、同一のノード１もしくはスパン２を経由
するチャネルの束をパスと呼ぶことにする。ここで、あ
るパスの容量はそのパスに含まれるチャネルの総数で与
えることにする。パスの候補の経路は、スパン１、リン
グ３もしくはノード２に基づいて与えられる。ここでデ
マンドペア１１とは、設定されるパスの両端にある１対
のノードを指す。このデマンドペア１１間には、その間
に要求されるチャネルの数（要求容量）を確保するため
に一つもしくは複数のパスが設定される。
【００１８】先の文献では、双方向リングシステム８に
収容されるパスはスパン２に基づいた経路を与える。こ
うしたパスを以下スパンベースパス４１と呼ぶ。そし
て、図１６に示すように、あるスパン２を経由する全て
のスパンベースパス４１は、そのスパン２を含むリング
３の候補に設置された全ての双方向リングシステム８に
収容される。また、図１７に示すように、片方向リング
システム９に収容されるパスは、複数の片方向リングシ
ステム９が設置されるリング３に基づいた経路を与え
る。以下こうしたパスをリングベースパス４２と呼ぶこ
とにする。
収容されるパスはスパン２に基づいた経路を与える。こ
うしたパスを以下スパンベースパス４１と呼ぶ。そし
て、図１６に示すように、あるスパン２を経由する全て
のスパンベースパス４１は、そのスパン２を含むリング
３の候補に設置された全ての双方向リングシステム８に
収容される。また、図１７に示すように、片方向リング
システム９に収容されるパスは、複数の片方向リングシ
ステム９が設置されるリング３に基づいた経路を与え
る。以下こうしたパスをリングベースパス４２と呼ぶこ
とにする。
【００１９】以上の考え方に基づいて設計問題の定式化
を行うため、まず番号として、 ｒ＝１〜Ｒ （リングに割り振る番号） ｓ＝１〜Ｓ （スパンに割り振る番号） ｐ＝１〜Ｐ （デマンドペアに割り振る番号） ｌp ＝１〜Ｌp （デマンドペアｐが使用するパス候補に
割り振る番号） として定義する。
を行うため、まず番号として、 ｒ＝１〜Ｒ （リングに割り振る番号） ｓ＝１〜Ｓ （スパンに割り振る番号） ｐ＝１〜Ｐ （デマンドペアに割り振る番号） ｌp ＝１〜Ｌp （デマンドペアｐが使用するパス候補に
割り振る番号） として定義する。
【００２０】また、定数として、図１８の項番１〜７に
示す如きものを定義する。更に、変数として、図１９の
項番１〜３に示す如きものを定義する。以上の各定義さ
れた記号を使用して、従来のリング間接続ネットワーク
の設計問題は次の整数計画問題１に定式化できる。
示す如きものを定義する。更に、変数として、図１９の
項番１〜３に示す如きものを定義する。以上の各定義さ
れた記号を使用して、従来のリング間接続ネットワーク
の設計問題は次の整数計画問題１に定式化できる。
【００２１】問題１：
【数１】
【００２２】ここで、式（１−１）は最小化すべき目的
関数であり、これは双方向リングシステム８及び片方向
リングシステム９を設置するのに要するコストの総計を
表わす。式（１−２）は、各デマンドペア１１間で使用
可能な各パス４に割り当てる容量の総和がそのデマンド
ペア１１間の要求容量に等しいことを表わす制約式であ
る。
関数であり、これは双方向リングシステム８及び片方向
リングシステム９を設置するのに要するコストの総計を
表わす。式（１−２）は、各デマンドペア１１間で使用
可能な各パス４に割り当てる容量の総和がそのデマンド
ペア１１間の要求容量に等しいことを表わす制約式であ
る。
【００２３】式（１−３）は、各スパン２を経由するス
パンベースパス４１に割り当てられる容量の総和がその
スパン２を含むリング３の候補に設置された双方向リン
グシステム８の容量の総和を超えないことを表わす制約
式である。式（１−４）は、各リング３の候補を経由す
るリングベースパス４２に割り当てられた容量の総和
が、そのリング３の候補に設置された片方向リングシス
テム９の容量の総和を超えないことを保証するための制
約式である。
パンベースパス４１に割り当てられる容量の総和がその
スパン２を含むリング３の候補に設置された双方向リン
グシステム８の容量の総和を超えないことを表わす制約
式である。式（１−４）は、各リング３の候補を経由す
るリングベースパス４２に割り当てられた容量の総和
が、そのリング３の候補に設置された片方向リングシス
テム９の容量の総和を超えないことを保証するための制
約式である。
【００２４】図２０に従来のリング間接続ネットワーク
の設計方法における具体的な設計手順を示す。まずノー
ド１とスパン２の接続情報から、リング３の候補、スパ
ンベースパス４１及びリングベースパス４２の候補の経
路を決定する（ステップＣ１）。次に、これらに基づい
て整数計画問題１を生成する（ステップＣ２）。最後
に、問題１を分岐限定法で解き、得られた解より、各リ
ング３の候補に設置すべき双方向リングシステム８及び
片方向リングシステム９の各リング３の候補における設
置台数と、各スパンベースパス４１、リングベースパス
４２に割り当てる容量を決定する（ステップＣ３）。
の設計方法における具体的な設計手順を示す。まずノー
ド１とスパン２の接続情報から、リング３の候補、スパ
ンベースパス４１及びリングベースパス４２の候補の経
路を決定する（ステップＣ１）。次に、これらに基づい
て整数計画問題１を生成する（ステップＣ２）。最後
に、問題１を分岐限定法で解き、得られた解より、各リ
ング３の候補に設置すべき双方向リングシステム８及び
片方向リングシステム９の各リング３の候補における設
置台数と、各スパンベースパス４１、リングベースパス
４２に割り当てる容量を決定する（ステップＣ３）。
【００２５】ここで分岐限定法は、Ｈ．Ｐ．ウイリアム
ス著、産業図書刊「数理計画モデルの作成法」にもある
ように、整数計画問題を解くための代表的な方法であ
る。ここではある段階で選られる線形計画問題の解にお
いて、整数値をとらなかった変数を一つ選び、その値よ
り大きい整数もしくはそれより大きくない整数でその選
ばれた変数の取りうる範囲を限定する制約式を加えて得
られる次の線形計画問題を解く。そしてこうした手順を
整数とならない変数に対して次々に繰り返し適用するこ
とで、全ての変数が整数となる解を求める。
ス著、産業図書刊「数理計画モデルの作成法」にもある
ように、整数計画問題を解くための代表的な方法であ
る。ここではある段階で選られる線形計画問題の解にお
いて、整数値をとらなかった変数を一つ選び、その値よ
り大きい整数もしくはそれより大きくない整数でその選
ばれた変数の取りうる範囲を限定する制約式を加えて得
られる次の線形計画問題を解く。そしてこうした手順を
整数とならない変数に対して次々に繰り返し適用するこ
とで、全ての変数が整数となる解を求める。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、設計
結果をそのまま実際のリング間接続ネットワークにおけ
るチャネルの設定に反映できないことである。その理由
は、得られた解からはスパンベースパス４１及びリング
ベースパス４２の経路と、双方向リングシステム８及び
片方向リングシステム９の設置箇所と設置台数を得るだ
けであり、個々の双方向リングシステム８を経由する各
チャネルに対して割り当てるスロット番号を特定するこ
とや、個々の片方向リングシステム９において、各ノー
ド１間に経由させるべきチャネルの数をを特定できない
からである。また、設置された個々のリングシステムに
対してＡＤＭを設置すべきノード１も特定できないから
である。
結果をそのまま実際のリング間接続ネットワークにおけ
るチャネルの設定に反映できないことである。その理由
は、得られた解からはスパンベースパス４１及びリング
ベースパス４２の経路と、双方向リングシステム８及び
片方向リングシステム９の設置箇所と設置台数を得るだ
けであり、個々の双方向リングシステム８を経由する各
チャネルに対して割り当てるスロット番号を特定するこ
とや、個々の片方向リングシステム９において、各ノー
ド１間に経由させるべきチャネルの数をを特定できない
からである。また、設置された個々のリングシステムに
対してＡＤＭを設置すべきノード１も特定できないから
である。
【００２７】第２の問題点として、特に、ＸＣやＡＤＭ
に関するコストがリングシステムに関するコストに対し
て無視できない場合、ＸＣのコストも含めた総合の設備
コストを最適化できるとは限らないことである。その理
由は、ＸＣを設置すべきノード１であるハブ１２を特定
するような経路の候補を与えるわけではないので、ＸＣ
の設置数が算出できないからである。また設置された個
々のリングシステムに対してＡＤＭを設置すべきノード
を特定するわけではないので、ＡＤＭの設置数も算出で
きないからである。
に関するコストがリングシステムに関するコストに対し
て無視できない場合、ＸＣのコストも含めた総合の設備
コストを最適化できるとは限らないことである。その理
由は、ＸＣを設置すべきノード１であるハブ１２を特定
するような経路の候補を与えるわけではないので、ＸＣ
の設置数が算出できないからである。また設置された個
々のリングシステムに対してＡＤＭを設置すべきノード
を特定するわけではないので、ＡＤＭの設置数も算出で
きないからである。
【００２８】第３の問題点は、リングシステムを接続す
るためのＸＣを設置すべきハブ１２に障害が起きてもそ
れを回復することはできないことである。その理由は、
ＸＣを設置すべきノード１であるハブ１２を特定して、
この障害の影響を受けるパスに予め割り当ててあった容
量を別途確保する方法が組み込まれていないからであ
る。
るためのＸＣを設置すべきハブ１２に障害が起きてもそ
れを回復することはできないことである。その理由は、
ＸＣを設置すべきノード１であるハブ１２を特定して、
この障害の影響を受けるパスに予め割り当ててあった容
量を別途確保する方法が組み込まれていないからであ
る。
【００２９】本発明の目的は、得られた設計結果を直ち
に実際のネットワークの構築、運用に反映できるような
ネットワークの設計方法及びその制御プログラムを記録
した記録媒体を提供することである。
に実際のネットワークの構築、運用に反映できるような
ネットワークの設計方法及びその制御プログラムを記録
した記録媒体を提供することである。
【００３０】本発明の他の目的は、ＸＣやＡＤＭに関す
るコストも含めた総合の設備コストを最小化するような
ネットワークの設計方法及びその制御プログラムを記録
した記録媒体を提供することである。
るコストも含めた総合の設備コストを最小化するような
ネットワークの設計方法及びその制御プログラムを記録
した記録媒体を提供することである。
【００３１】本発明のもうひとつの目的は、ハブの障害
に対しても要求容量を満足するようなネットワークを設
計可能なネットワークの設計方法及びその制御プログラ
ムを記録した記録媒体を提供することである。
に対しても要求容量を満足するようなネットワークを設
計可能なネットワークの設計方法及びその制御プログラ
ムを記録した記録媒体を提供することである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ネット
ワークにおけるノードとスパンの接続関係と、チャネル
を終端するノードであるデマンドペアと、クロスコネク
ト装置を設置可能なノードであるハブとから、双方向リ
ングシステムもしくは片方向リングシステムが設置可能
なリングの候補と、前記デマンドペア及び前記ハブに含
まれるノードの並びに基づいて前記各デマンドペア間に
設定可能な各パスの候補の経路をそれぞれ与えるステッ
プと、前記各パスに割り当てる容量を表わす変数と、ｒ
番目の前記リングの候補にｋ番目の前記双方向リングシ
ステムを設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目の
リングの候補に含まれる前記ノードにおいて前記ｒ番目
のリングの候補に設置される前記ｋ番目の双方向リング
システムから前記チャネルを分岐・挿入するためのアド
ドロップマルチプレクサ装置を設置するか否かを表わす
変数と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ
番目の双方向リングシステムにおいて前記ｒ番目のリン
グの候補に含まれかつ前記各デマンドペアに対する前記
各パスの候補の少なくともいずれか一つの経路上に含ま
れる個々の隣接ノード間で時計回りもしくは反時計回り
の経路上に各スロット番号を割り当てた前記チャネルを
経由させるか否か表わす変数と、前記ｒ番目のリングの
候補にｋ番目の前記片方向リングシステムを設置するか
否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に含ま
れる前記ノードにおいて前記ｒ番目のリングの候補に設
置される前記ｋ番目の片方向リングシステムから前記チ
ャネルを分岐・挿入するためのアドドロップマルチプレ
クサ装置を設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目
のリングの候補に設置される前記ｋ番目の片方向リング
システムにおいて前記ｒ番目のリングの候補に含まれか
つ前記各デマンドペアに対する前記各パスの候補の少な
くともいずれか一つの経路上に含まれる個々の隣接ノー
ド間を経由すべきチャネルの数を表わす変数と、前記各
パスの候補の少なくともいずれか一つの経路上に存在す
る個々の隣接ノードにおいて前記隣接ノードを含む前記
各リングの候補に設置される前記各双方向リングシステ
ム及び前記各片方向リングシステムをそれぞれ経由すべ
きチャネルの総数は、前記隣接ノードを経由する全ての
パスに割り当てられた容量の総和よりも小さくないこと
を表わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補におい
て前記ｋ番目の双方向リングシステムが設置される場合
は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれる個々のスパン
において個々のスロットを割り当てられて通過できるチ
ャネルの数は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ
前記各デマンドペアに対する前記各パスの候補の少なく
ともいずれか一つの経路上に含まれる各隣接ノードに対
して存在する時計回りまたは反時計回りであってかつ前
記スパンを経由する全ての経路の中で高々１つであるこ
とを表わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補にお
いて前記ｋ番目の片方向リングシステムが設置される場
合は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記各デ
マンドペアに対する前記各パスの候補の少なくともいず
れか一つの経路上に含まれる各隣接ノードの間を経由す
べきチャネルの総数は、ファイバ当たりのスロット総数
を超えない制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補に設
置される前記ｋ番目の双方向リングシステムにおいて、
前記ｒ番目のリングに含まれる個々のノードにおいてア
ドドロップマルチプレクサ装置を設置する場合は、前記
ノードにおいて分岐・挿入すべきチャネルの総数はファ
イバ当たりのスロット総数の２倍を超えないことを表わ
す制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される
前記ｋ番目の片方向リングシステムにおいて前記ｒ番目
のリングに含まれる個々のノードにおいてＡＤＭを設置
する場合は、前記ノードにおいて分岐・挿入すべきチャ
ネルの総数はファイバ当たりのスロット総数を超えない
ことを表わす制約条件とを少なくとも含む整数計画問題
を生成するステップと、前記整数計画問題を解いてえら
れる解に基づいて前記各リングの候補に設置すべき前記
双方向リングシステム及び前記片方向リングシステムの
台数と、前記個々のリングシステムにおいて前記ＡＤＭ
を設置すべきノードと、前記設置すべき各双方向リング
システムを経由するチャネルに割り当てるスロット番号
とを決定するステップと、を含むことを特徴とするネッ
トワークの設計方法が得られる。
ワークにおけるノードとスパンの接続関係と、チャネル
を終端するノードであるデマンドペアと、クロスコネク
ト装置を設置可能なノードであるハブとから、双方向リ
ングシステムもしくは片方向リングシステムが設置可能
なリングの候補と、前記デマンドペア及び前記ハブに含
まれるノードの並びに基づいて前記各デマンドペア間に
設定可能な各パスの候補の経路をそれぞれ与えるステッ
プと、前記各パスに割り当てる容量を表わす変数と、ｒ
番目の前記リングの候補にｋ番目の前記双方向リングシ
ステムを設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目の
リングの候補に含まれる前記ノードにおいて前記ｒ番目
のリングの候補に設置される前記ｋ番目の双方向リング
システムから前記チャネルを分岐・挿入するためのアド
ドロップマルチプレクサ装置を設置するか否かを表わす
変数と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ
番目の双方向リングシステムにおいて前記ｒ番目のリン
グの候補に含まれかつ前記各デマンドペアに対する前記
各パスの候補の少なくともいずれか一つの経路上に含ま
れる個々の隣接ノード間で時計回りもしくは反時計回り
の経路上に各スロット番号を割り当てた前記チャネルを
経由させるか否か表わす変数と、前記ｒ番目のリングの
候補にｋ番目の前記片方向リングシステムを設置するか
否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に含ま
れる前記ノードにおいて前記ｒ番目のリングの候補に設
置される前記ｋ番目の片方向リングシステムから前記チ
ャネルを分岐・挿入するためのアドドロップマルチプレ
クサ装置を設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目
のリングの候補に設置される前記ｋ番目の片方向リング
システムにおいて前記ｒ番目のリングの候補に含まれか
つ前記各デマンドペアに対する前記各パスの候補の少な
くともいずれか一つの経路上に含まれる個々の隣接ノー
ド間を経由すべきチャネルの数を表わす変数と、前記各
パスの候補の少なくともいずれか一つの経路上に存在す
る個々の隣接ノードにおいて前記隣接ノードを含む前記
各リングの候補に設置される前記各双方向リングシステ
ム及び前記各片方向リングシステムをそれぞれ経由すべ
きチャネルの総数は、前記隣接ノードを経由する全ての
パスに割り当てられた容量の総和よりも小さくないこと
を表わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補におい
て前記ｋ番目の双方向リングシステムが設置される場合
は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれる個々のスパン
において個々のスロットを割り当てられて通過できるチ
ャネルの数は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ
前記各デマンドペアに対する前記各パスの候補の少なく
ともいずれか一つの経路上に含まれる各隣接ノードに対
して存在する時計回りまたは反時計回りであってかつ前
記スパンを経由する全ての経路の中で高々１つであるこ
とを表わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補にお
いて前記ｋ番目の片方向リングシステムが設置される場
合は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記各デ
マンドペアに対する前記各パスの候補の少なくともいず
れか一つの経路上に含まれる各隣接ノードの間を経由す
べきチャネルの総数は、ファイバ当たりのスロット総数
を超えない制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補に設
置される前記ｋ番目の双方向リングシステムにおいて、
前記ｒ番目のリングに含まれる個々のノードにおいてア
ドドロップマルチプレクサ装置を設置する場合は、前記
ノードにおいて分岐・挿入すべきチャネルの総数はファ
イバ当たりのスロット総数の２倍を超えないことを表わ
す制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される
前記ｋ番目の片方向リングシステムにおいて前記ｒ番目
のリングに含まれる個々のノードにおいてＡＤＭを設置
する場合は、前記ノードにおいて分岐・挿入すべきチャ
ネルの総数はファイバ当たりのスロット総数を超えない
ことを表わす制約条件とを少なくとも含む整数計画問題
を生成するステップと、前記整数計画問題を解いてえら
れる解に基づいて前記各リングの候補に設置すべき前記
双方向リングシステム及び前記片方向リングシステムの
台数と、前記個々のリングシステムにおいて前記ＡＤＭ
を設置すべきノードと、前記設置すべき各双方向リング
システムを経由するチャネルに割り当てるスロット番号
とを決定するステップと、を含むことを特徴とするネッ
トワークの設計方法が得られる。
【００３３】また、本発明によれば、ネットワークにお
けるノードとスパンの接続関係と、チャネルを終端する
ノードであるデマンドペアと、クロスコネクト装置を設
置可能なノードであるハブとから、双方向リングシステ
ムが設置可能なリングの候補と、前記デマンドペア及び
前記ハブに含まれるノードの並びに基づいて前記各デマ
ンドペア間に設定可能な各パスの候補の経路をそれぞれ
与えるステップと、前記各パスに割り当てる容量を表わ
す変数と、ｒ番目の前記リングの候補にｋ番目の前記双
方向リングシステムを設置するか否かを表わす変数と、
前記ｒ番目のリングの候補に含まれる前記ノードにおい
て、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目
の双方向リングシステムから前記チャネルを分岐・挿入
するためのアドドロップマルチブレクサ装置を設置する
か否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に設
置される前記ｋ番目の双方向リングシステムにおいて前
記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記各デマンドペ
アに対する前記各パスの候補の少なくともいずれか一つ
の経路上に含まれる個々の隣接ノード間で時計回りもし
くは反時計回りの経路上に各スロット番号を割り当てた
前記チャネルを経由させるか否か表わす変数と、前記各
パスの候補の少なくともいずれか一つの経路上に存在す
る個々の隣接ノードにおいて、前記隣接ノードを含む前
記各リングの候補に設置される前記各双方向リングシス
テムを経由すべきチャネルの総数は、前記隣接ノードを
経由する全てのパスに割り当てられた容量の総和より小
さくないことを表わす制約条件と、前記ｒ番目のリング
の候補において前記ｋ番目の双方向リングシステムが設
置される場合は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれる
個々のスパンにおいて個々のスロット番号を割り当てら
れて通過できるチャネルの数は、前記リングの候補に含
まれかつ前記各デマンドペアに対する前記各パスの候補
の少なくともいずれか一つの経路上に含まれる各隣接ノ
ードに対して存在する時計回りまたは反時計回りであっ
てかつ前記スパンを経由する全ての経路の中で高々１つ
であることを表わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの
候補に設置される前記ｋ番目の双方向リングシステムに
おいて前記ｒ番目のリングに含まれる個々のノードにお
いてアドドロップマルチプレクサ装置を設置する場合
は、前記ノードにおいて分岐・挿入すべきチャネルの総
数はファイバ当たりのスロット総数の２倍を超えないこ
とを表わす制約条件とを少なくとも含む整数計画問題を
生成するステップと、前記整数計画問題を解いてえられ
る解に基づいて前記各リングの候補に設置すべき前記双
方向リングシステムの台数と、個々の前記システムにお
いて、アドドロップマルチプレクサ装置を設置すべきノ
ードと、前記設置すべき各双方向リングシステムを経由
するチャネルに割り当てるスロット番号とを少なくとも
決定するステップと、を含むことを特徴とするネットワ
ークの設計方法が得られる。
けるノードとスパンの接続関係と、チャネルを終端する
ノードであるデマンドペアと、クロスコネクト装置を設
置可能なノードであるハブとから、双方向リングシステ
ムが設置可能なリングの候補と、前記デマンドペア及び
前記ハブに含まれるノードの並びに基づいて前記各デマ
ンドペア間に設定可能な各パスの候補の経路をそれぞれ
与えるステップと、前記各パスに割り当てる容量を表わ
す変数と、ｒ番目の前記リングの候補にｋ番目の前記双
方向リングシステムを設置するか否かを表わす変数と、
前記ｒ番目のリングの候補に含まれる前記ノードにおい
て、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目
の双方向リングシステムから前記チャネルを分岐・挿入
するためのアドドロップマルチブレクサ装置を設置する
か否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に設
置される前記ｋ番目の双方向リングシステムにおいて前
記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記各デマンドペ
アに対する前記各パスの候補の少なくともいずれか一つ
の経路上に含まれる個々の隣接ノード間で時計回りもし
くは反時計回りの経路上に各スロット番号を割り当てた
前記チャネルを経由させるか否か表わす変数と、前記各
パスの候補の少なくともいずれか一つの経路上に存在す
る個々の隣接ノードにおいて、前記隣接ノードを含む前
記各リングの候補に設置される前記各双方向リングシス
テムを経由すべきチャネルの総数は、前記隣接ノードを
経由する全てのパスに割り当てられた容量の総和より小
さくないことを表わす制約条件と、前記ｒ番目のリング
の候補において前記ｋ番目の双方向リングシステムが設
置される場合は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれる
個々のスパンにおいて個々のスロット番号を割り当てら
れて通過できるチャネルの数は、前記リングの候補に含
まれかつ前記各デマンドペアに対する前記各パスの候補
の少なくともいずれか一つの経路上に含まれる各隣接ノ
ードに対して存在する時計回りまたは反時計回りであっ
てかつ前記スパンを経由する全ての経路の中で高々１つ
であることを表わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの
候補に設置される前記ｋ番目の双方向リングシステムに
おいて前記ｒ番目のリングに含まれる個々のノードにお
いてアドドロップマルチプレクサ装置を設置する場合
は、前記ノードにおいて分岐・挿入すべきチャネルの総
数はファイバ当たりのスロット総数の２倍を超えないこ
とを表わす制約条件とを少なくとも含む整数計画問題を
生成するステップと、前記整数計画問題を解いてえられ
る解に基づいて前記各リングの候補に設置すべき前記双
方向リングシステムの台数と、個々の前記システムにお
いて、アドドロップマルチプレクサ装置を設置すべきノ
ードと、前記設置すべき各双方向リングシステムを経由
するチャネルに割り当てるスロット番号とを少なくとも
決定するステップと、を含むことを特徴とするネットワ
ークの設計方法が得られる。
【００３４】更に本発明によれば、ネットワークの設計
方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記
録した記録媒体であって、ネットワークにおけるノード
とスパンの接続関係と、チャネルを終端するノードであ
るデマンドペアと、クロスコネクト装置を設置可能なノ
ードであるハブとから、双方向リングシステムもしくは
片方向リングシステムが設置可能なリングの候補と、前
記デマンドペア及び前記ハブに含まれるノードの並びに
基づいて前記各デマンドペア間に設定可能な各パスの候
補の経路をそれぞれ与えるステップと、前記各パスに割
り当てる容量を表わす変数と、ｒ番目の前記リングの候
補にｋ番目の前記双方向リングシステムを設置するか否
かを表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に含まれ
る前記ノードにおいて前記ｒ番目のリングの候補に設置
される前記ｋ番目の双方向リングシステムから前記チャ
ネルを分岐・挿入するためのアドドロップマルチプレク
サ装置を設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目の
リングの候補に設置される前記ｋ番目の双方向リングシ
ステムにおいて前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ
前記各デマンドペアに対する前記各パスの候補の少なく
ともいずれか一つの経路上に含まれる個々の隣接ノード
間で時計回りもしくは反時計回りの経路上に各スロット
番号を割り当てた前記チャネルを経由させるか否か表わ
す変数と、前記ｒ番目のリングの候補にｋ番目の前記片
方向リングシステムを設置するか否かを表わす変数と、
前記ｒ番目のリングの候補に含まれる前記ノードにおい
て前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目の
片方向リングシステムから前記チャネルを分岐・挿入す
るためのアドドロップマルチプレクサ装置を設置するか
否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に設置
される前記ｋ番目の片方向リングシステムにおいて前記
ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記各デマンドペア
に対する前記各パスの候補の少なくともいずれか一つの
経路上に含まれる個々の隣接ノード間を経由すべきチャ
ネルの数を表わす変数と、前記各パスの候補の少なくと
もいずれか一つの経路上に存在する個々の隣接ノードに
おいて前記隣接ノードを含む前記各リングの候補に設置
される前記各双方向リングシステム及び前記各片方向リ
ングシステムをそれぞれ経由すべきチャネルの総数は、
前記隣接ノードを経由する全てのパスに割り当てられた
容量の総和よりも小さくないことを表わす制約条件と、
前記ｒ番目のリングの候補において前記ｋ番目の双方向
リングシステムが設置される場合は、前記ｒ番目のリン
グの候補に含まれる個々のスパンにおいて個々のスロッ
トを割り当てられて通過できるチャネルの数は、前記ｒ
番目のリングの候補に含まれかつ前記各デマンドペアに
対する前記各パスの候補の少なくともいずれか一つの経
路上に含まれる各隣接ノードに対して存在する時計回り
または反時計回りであってかつ前記スパンを経由する全
ての経路の中で高々１つであることを表わす制約条件
と、前記ｒ番目のリングの候補において前記ｋ番目の片
方向リングシステムが設置される場合は、前記ｒ番目の
リングの候補に含まれかつ前記各デマンドペアに対する
前記各パスの候補の少なくともいずれか一つの経路上に
含まれる各隣接ノードの間を経由すべきチャネルの総数
は、ファイバ当たりのスロット総数を超えない制約条件
と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目
の双方向リングシステムにおいて、前記ｒ番目のリング
に含まれる個々のノードにおいてアドドロップマルチプ
レクサ装置を設置する場合は、前記ノードにおいて分岐
・挿入すべきチャネルの総数はファイバ当たりのスロッ
ト総数の２倍を超えないことを表わす制約条件と、前記
ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目の片方向
リングシステムにおいて前記ｒ番目のリングに含まれる
個々のノードにおいてＡＤＭを設置する場合は、前記ノ
ードにおいて分岐・挿入すべきチャネルの総数はファイ
バ当たりのスロット総数を超えないことを表わす制約条
件とを少なくとも含む整数計画問題を生成するステップ
と、前記整数計画問題を解いてえられる解に基づいて前
記各リングの候補に設置すべき前記双方向リングシステ
ム及び前記片方向リングシステムの台数と、前記個々の
リングシステムにおいて前記ＡＤＭを設置すべきノード
と、前記設置すべき各双方向リングシステムを経由する
チャネルに割り当てるスロット番号とを決定するステッ
プと、を含むプログラムを記録したコンピュータに読取
り可能な記録媒体が得られる。
方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記
録した記録媒体であって、ネットワークにおけるノード
とスパンの接続関係と、チャネルを終端するノードであ
るデマンドペアと、クロスコネクト装置を設置可能なノ
ードであるハブとから、双方向リングシステムもしくは
片方向リングシステムが設置可能なリングの候補と、前
記デマンドペア及び前記ハブに含まれるノードの並びに
基づいて前記各デマンドペア間に設定可能な各パスの候
補の経路をそれぞれ与えるステップと、前記各パスに割
り当てる容量を表わす変数と、ｒ番目の前記リングの候
補にｋ番目の前記双方向リングシステムを設置するか否
かを表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に含まれ
る前記ノードにおいて前記ｒ番目のリングの候補に設置
される前記ｋ番目の双方向リングシステムから前記チャ
ネルを分岐・挿入するためのアドドロップマルチプレク
サ装置を設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目の
リングの候補に設置される前記ｋ番目の双方向リングシ
ステムにおいて前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ
前記各デマンドペアに対する前記各パスの候補の少なく
ともいずれか一つの経路上に含まれる個々の隣接ノード
間で時計回りもしくは反時計回りの経路上に各スロット
番号を割り当てた前記チャネルを経由させるか否か表わ
す変数と、前記ｒ番目のリングの候補にｋ番目の前記片
方向リングシステムを設置するか否かを表わす変数と、
前記ｒ番目のリングの候補に含まれる前記ノードにおい
て前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目の
片方向リングシステムから前記チャネルを分岐・挿入す
るためのアドドロップマルチプレクサ装置を設置するか
否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に設置
される前記ｋ番目の片方向リングシステムにおいて前記
ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記各デマンドペア
に対する前記各パスの候補の少なくともいずれか一つの
経路上に含まれる個々の隣接ノード間を経由すべきチャ
ネルの数を表わす変数と、前記各パスの候補の少なくと
もいずれか一つの経路上に存在する個々の隣接ノードに
おいて前記隣接ノードを含む前記各リングの候補に設置
される前記各双方向リングシステム及び前記各片方向リ
ングシステムをそれぞれ経由すべきチャネルの総数は、
前記隣接ノードを経由する全てのパスに割り当てられた
容量の総和よりも小さくないことを表わす制約条件と、
前記ｒ番目のリングの候補において前記ｋ番目の双方向
リングシステムが設置される場合は、前記ｒ番目のリン
グの候補に含まれる個々のスパンにおいて個々のスロッ
トを割り当てられて通過できるチャネルの数は、前記ｒ
番目のリングの候補に含まれかつ前記各デマンドペアに
対する前記各パスの候補の少なくともいずれか一つの経
路上に含まれる各隣接ノードに対して存在する時計回り
または反時計回りであってかつ前記スパンを経由する全
ての経路の中で高々１つであることを表わす制約条件
と、前記ｒ番目のリングの候補において前記ｋ番目の片
方向リングシステムが設置される場合は、前記ｒ番目の
リングの候補に含まれかつ前記各デマンドペアに対する
前記各パスの候補の少なくともいずれか一つの経路上に
含まれる各隣接ノードの間を経由すべきチャネルの総数
は、ファイバ当たりのスロット総数を超えない制約条件
と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目
の双方向リングシステムにおいて、前記ｒ番目のリング
に含まれる個々のノードにおいてアドドロップマルチプ
レクサ装置を設置する場合は、前記ノードにおいて分岐
・挿入すべきチャネルの総数はファイバ当たりのスロッ
ト総数の２倍を超えないことを表わす制約条件と、前記
ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目の片方向
リングシステムにおいて前記ｒ番目のリングに含まれる
個々のノードにおいてＡＤＭを設置する場合は、前記ノ
ードにおいて分岐・挿入すべきチャネルの総数はファイ
バ当たりのスロット総数を超えないことを表わす制約条
件とを少なくとも含む整数計画問題を生成するステップ
と、前記整数計画問題を解いてえられる解に基づいて前
記各リングの候補に設置すべき前記双方向リングシステ
ム及び前記片方向リングシステムの台数と、前記個々の
リングシステムにおいて前記ＡＤＭを設置すべきノード
と、前記設置すべき各双方向リングシステムを経由する
チャネルに割り当てるスロット番号とを決定するステッ
プと、を含むプログラムを記録したコンピュータに読取
り可能な記録媒体が得られる。
【００３５】更にはまた、本発明によれば、ネットワー
クの設計方法をコンピュータに実行させるためのプログ
ラムを記録した記録媒体であって、ネットワークにおけ
るノードとスパンの接続関係と、チャネルを終端するノ
ードであるデマンドペアと、クロスコネクト装置を設置
可能なノードであるハブとから、双方向リングシステム
が設置可能なリングの候補と、前記デマンドペア及び前
記ハブに含まれるノードの並びに基づいて前記各デマン
ドペア間に設定可能な各パスの候補の経路をそれぞれ与
えるステップと、前記各パスに割り当てる容量を表わす
変数と、ｒ番目の前記リングの候補にｋ番目の前記双方
向リングシステムを設置するか否かを表わす変数と、前
記ｒ番目のリングの候補に含まれる前記ノードにおい
て、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目
の双方向リングシステムから前記チャネルを分岐・挿入
するためのアドドロップマルチブレクサ装置を設置する
か否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に設
置される前記ｋ番目の双方向リングシステムにおいて前
記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記各デマンドペ
アに対する前記各パスの候補の少なくともいずれか一つ
の経路上に含まれる個々の隣接ノード間で時計回りもし
くは反時計回りの経路上に各スロット番号を割り当てた
前記チャネルを経由させるか否か表わす変数と、前記各
パスの候補の少なくともいずれか一つの経路上に存在す
る個々の隣接ノードにおいて、前記隣接ノードを含む前
記各リングの候補に設置される前記各双方向リングシス
テムを経由すべきチャネルの総数は、前記隣接ノードを
経由する全てのパスに割り当てられた容量の総和より小
さくないことを表わす制約条件と、前記ｒ番目のリング
の候補において前記ｋ番目の双方向リングシステムが設
置される場合は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれる
個々のスパンにおいて個々のスロット番号を割り当てら
れて通過できるチャネルの数は、前記リングの候補に含
まれかつ前記各デマンドペアに対する前記各パスの候補
の少なくともいずれか一つの経路上に含まれる各隣接ノ
ードに対して存在する時計回りまたは反時計回りであっ
てかつ前記スパンを経由する全ての経路の中で高々１つ
であることを表わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの
候補に設置される前記ｋ番目の双方向リングシステムに
おいて前記ｒ番目のリングに含まれる個々のノードにお
いてアドドロップマルチプレクサ装置を設置する場合
は、前記ノードにおいて分岐・挿入すべきチャネルの総
数はファイバ当たりのスロット総数の２倍を超えないこ
とを表わす制約条件とを少なくとも含む整数計画問題を
生成するステップと、前記整数計画問題を解いてえられ
る解に基づいて前記各リングの候補に設置すべき前記双
方向リングシステムの台数と、個々の前記システムにお
いて、アドドロップマルチプレクサ装置を設置すべきノ
ードと、前記設置すべき各双方向リングシステムを経由
するチャネルに割り当てるスロット番号とを少なくとも
決定するステップと、を含むプログラムを記録したコン
ピュータに読取り可能な記録媒体が得られる。
クの設計方法をコンピュータに実行させるためのプログ
ラムを記録した記録媒体であって、ネットワークにおけ
るノードとスパンの接続関係と、チャネルを終端するノ
ードであるデマンドペアと、クロスコネクト装置を設置
可能なノードであるハブとから、双方向リングシステム
が設置可能なリングの候補と、前記デマンドペア及び前
記ハブに含まれるノードの並びに基づいて前記各デマン
ドペア間に設定可能な各パスの候補の経路をそれぞれ与
えるステップと、前記各パスに割り当てる容量を表わす
変数と、ｒ番目の前記リングの候補にｋ番目の前記双方
向リングシステムを設置するか否かを表わす変数と、前
記ｒ番目のリングの候補に含まれる前記ノードにおい
て、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目
の双方向リングシステムから前記チャネルを分岐・挿入
するためのアドドロップマルチブレクサ装置を設置する
か否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に設
置される前記ｋ番目の双方向リングシステムにおいて前
記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記各デマンドペ
アに対する前記各パスの候補の少なくともいずれか一つ
の経路上に含まれる個々の隣接ノード間で時計回りもし
くは反時計回りの経路上に各スロット番号を割り当てた
前記チャネルを経由させるか否か表わす変数と、前記各
パスの候補の少なくともいずれか一つの経路上に存在す
る個々の隣接ノードにおいて、前記隣接ノードを含む前
記各リングの候補に設置される前記各双方向リングシス
テムを経由すべきチャネルの総数は、前記隣接ノードを
経由する全てのパスに割り当てられた容量の総和より小
さくないことを表わす制約条件と、前記ｒ番目のリング
の候補において前記ｋ番目の双方向リングシステムが設
置される場合は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれる
個々のスパンにおいて個々のスロット番号を割り当てら
れて通過できるチャネルの数は、前記リングの候補に含
まれかつ前記各デマンドペアに対する前記各パスの候補
の少なくともいずれか一つの経路上に含まれる各隣接ノ
ードに対して存在する時計回りまたは反時計回りであっ
てかつ前記スパンを経由する全ての経路の中で高々１つ
であることを表わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの
候補に設置される前記ｋ番目の双方向リングシステムに
おいて前記ｒ番目のリングに含まれる個々のノードにお
いてアドドロップマルチプレクサ装置を設置する場合
は、前記ノードにおいて分岐・挿入すべきチャネルの総
数はファイバ当たりのスロット総数の２倍を超えないこ
とを表わす制約条件とを少なくとも含む整数計画問題を
生成するステップと、前記整数計画問題を解いてえられ
る解に基づいて前記各リングの候補に設置すべき前記双
方向リングシステムの台数と、個々の前記システムにお
いて、アドドロップマルチプレクサ装置を設置すべきノ
ードと、前記設置すべき各双方向リングシステムを経由
するチャネルに割り当てるスロット番号とを少なくとも
決定するステップと、を含むプログラムを記録したコン
ピュータに読取り可能な記録媒体が得られる。
【００３６】上記において、隣接ノードとは、図９にお
いて、あるノードベースパス４３のある一つの候補の経
路が、（デマンドペア１１に属するノード番号、ハブ１
２のノード番号、ハブ１２のノード番号、……、ハブ１
２のノード番号、デマンドペア１１に属するもう一つの
ノード番号）というノードの番号の並びで与えられた場
合に、互いに隣り合う一対のノードを指す。図９にも示
す様に、あるノードベースパス４３の経路上の隣接ノー
ドを経由するチャネルは、その隣接ノードを含むリング
３の候補に設置される可能性のある全ての双方向リング
システム８もしくは片方向リングシステム９内を経由さ
せることを考える。
いて、あるノードベースパス４３のある一つの候補の経
路が、（デマンドペア１１に属するノード番号、ハブ１
２のノード番号、ハブ１２のノード番号、……、ハブ１
２のノード番号、デマンドペア１１に属するもう一つの
ノード番号）というノードの番号の並びで与えられた場
合に、互いに隣り合う一対のノードを指す。図９にも示
す様に、あるノードベースパス４３の経路上の隣接ノー
ドを経由するチャネルは、その隣接ノードを含むリング
３の候補に設置される可能性のある全ての双方向リング
システム８もしくは片方向リングシステム９内を経由さ
せることを考える。
【００３７】そして、各リング３の候補に設置すべき各
双方向リングシステム８内を経由すべきチャネルに対し
て、各ノード１間の時計回りもしくは反時計回りの経路
に対して、どのスロットを割り当てるかについて変数を
設定している。よって、以上に基づいた整数計画を解い
て得られた解は直ちに設置すべき個々の双方向リングシ
ステム８内を経由するチャネルに対するスロット割り当
てが決定できる。
双方向リングシステム８内を経由すべきチャネルに対し
て、各ノード１間の時計回りもしくは反時計回りの経路
に対して、どのスロットを割り当てるかについて変数を
設定している。よって、以上に基づいた整数計画を解い
て得られた解は直ちに設置すべき個々の双方向リングシ
ステム８内を経由するチャネルに対するスロット割り当
てが決定できる。
【００３８】図９に示す様に、デマンドペア１１間に設
定可能なパス４の候補の経路は、デマンドペア１１であ
るノード１と、ハブ１２であるノード１の並びに基づい
て与えるので、ＸＣ５の設置箇所であるハブ１２を経由
するパス４の容量の総和を算出することが可能となる。
よって、各ハブ１２に設置すべきＸＣ５の台数からＸＺ
５に関するコストが算出でき、これを目的関数に含める
ことで、総合の設備コストを最小化することが可能とな
る。
定可能なパス４の候補の経路は、デマンドペア１１であ
るノード１と、ハブ１２であるノード１の並びに基づい
て与えるので、ＸＣ５の設置箇所であるハブ１２を経由
するパス４の容量の総和を算出することが可能となる。
よって、各ハブ１２に設置すべきＸＣ５の台数からＸＺ
５に関するコストが算出でき、これを目的関数に含める
ことで、総合の設備コストを最小化することが可能とな
る。
【００３９】ハブ１２が障害を起こして、それを経路上
に含むノードベースパス４３が障害の影響を受けた場合
は、そのパスに割り当てる容量は０となるので、各間デ
マンドペア１１は別の障害の影響を受けない各ノードベ
ースパス４３に割り当ててある容量をもって、その要求
容量を満たす様にする。よって、予め各デマンドペア１
１が使用可能なノードベースパス４３には、正常状態に
おいてそのデマンドペアの要求容量を満たすための容量
よりも大きな容量を割り当てておくことになる。
に含むノードベースパス４３が障害の影響を受けた場合
は、そのパスに割り当てる容量は０となるので、各間デ
マンドペア１１は別の障害の影響を受けない各ノードベ
ースパス４３に割り当ててある容量をもって、その要求
容量を満たす様にする。よって、予め各デマンドペア１
１が使用可能なノードベースパス４３には、正常状態に
おいてそのデマンドペアの要求容量を満たすための容量
よりも大きな容量を割り当てておくことになる。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。この設計問題の定式化において用いられ
る記号について説明する。まず定数として、図２の項番
１〜９の如く定義する。また、番号として、 ｋ＝１〜ＫB/U ：各リングに設置すべき双方向リングシ
ステムに割り振るを定義する。但し、双方向リングシス
テム８はスパン当り４本のファイバを使用するため、こ
の各リングの候補に設置可能なシステム数の上限Ｋは高
々Ｄ／４を越えない整数の範囲で設定される。
いて説明する。この設計問題の定式化において用いられ
る記号について説明する。まず定数として、図２の項番
１〜９の如く定義する。また、番号として、 ｋ＝１〜ＫB/U ：各リングに設置すべき双方向リングシ
ステムに割り振るを定義する。但し、双方向リングシス
テム８はスパン当り４本のファイバを使用するため、こ
の各リングの候補に設置可能なシステム数の上限Ｋは高
々Ｄ／４を越えない整数の範囲で設定される。
【００４１】更に、インディケータとして、図３の項番
１〜４で示す様に定義する。更にはまた、変数として、
図４の項番１〜６で示す様に定義する。また、集合とし
て、 Ｑ：少なくとも１つのノードベースパスの経路候補上に
存在する一対の隣接ノードの集合 Ｈ：ハブであるノードの集合 を定義する。
１〜４で示す様に定義する。更にはまた、変数として、
図４の項番１〜６で示す様に定義する。また、集合とし
て、 Ｑ：少なくとも１つのノードベースパスの経路候補上に
存在する一対の隣接ノードの集合 Ｈ：ハブであるノードの集合 を定義する。
【００４２】以上に基づいて、次に示すような設計問題
を整数計画問題２として設定する。
を整数計画問題２として設定する。
【００４３】問題２：
【数２】
【００４４】式（２−１）は最小化すべき総コストを示
す。第１項及び第２項は、それぞれ設置すべき双方向リ
ングシステム８及び片方向リングシステム９におけるフ
ァイバ７に関するコストである。第３項及び第４項は、
それぞれ設置すべき双方向リングシステム８及び片方向
リングシステム９におけるＡＤＭに関するコストであ
る。第５項は各ハブ１２に設置するＸＣ５に関するコス
トである。
す。第１項及び第２項は、それぞれ設置すべき双方向リ
ングシステム８及び片方向リングシステム９におけるフ
ァイバ７に関するコストである。第３項及び第４項は、
それぞれ設置すべき双方向リングシステム８及び片方向
リングシステム９におけるＡＤＭに関するコストであ
る。第５項は各ハブ１２に設置するＸＣ５に関するコス
トである。
【００４５】式（２−２）は、各デマンドペア１１に対
して、それが使用する各ノードベースパス４３に割り当
てる容量の総和は、そのデマンドペア１１間の要求容量
より小さくないことを保証するための制約式である。式
（２−３）は、各デマンドペア１１に設定可能な各パス
候補の少なくとも１つの経路上に存在する隣接ノードを
含むリング３の候補に設置される双方向リングシステム
８及び片方向リングシステム９内をそれぞれ経由すべき
チャネル１０の総数は、その隣接ノードを経由するノー
ドベースパス４３に割り当てられた容量の総和より小さ
くないことを保証するための制約式である。
して、それが使用する各ノードベースパス４３に割り当
てる容量の総和は、そのデマンドペア１１間の要求容量
より小さくないことを保証するための制約式である。式
（２−３）は、各デマンドペア１１に設定可能な各パス
候補の少なくとも１つの経路上に存在する隣接ノードを
含むリング３の候補に設置される双方向リングシステム
８及び片方向リングシステム９内をそれぞれ経由すべき
チャネル１０の総数は、その隣接ノードを経由するノー
ドベースパス４３に割り当てられた容量の総和より小さ
くないことを保証するための制約式である。
【００４６】右辺第１項は各リング３の候補に設置され
た各双方向リングシステム８において、その隣接ノード
間の時計回り及び反時計回りの経路上で各スロット番号
を割り当てられて経由するチャネル１０の総数を表す。
右辺第２項は各片方向リングシステム９を経由するチャ
ネル１０の総数を表す。尚、この制約式は与えられた任
意のノードベースパス４３の候補の経路上に少なくとも
一組存在する隣接ノードに対して設定される。
た各双方向リングシステム８において、その隣接ノード
間の時計回り及び反時計回りの経路上で各スロット番号
を割り当てられて経由するチャネル１０の総数を表す。
右辺第２項は各片方向リングシステム９を経由するチャ
ネル１０の総数を表す。尚、この制約式は与えられた任
意のノードベースパス４３の候補の経路上に少なくとも
一組存在する隣接ノードに対して設定される。
【００４７】式（２−４）は、各リング３の候補に設置
にｋ番目の双方向リングシステム８を設置する場合は、
各スパンで各スロット番号を割り当てられるチャネルの
数は、そこに双方向リングシステム８が設置されたら高
々１を超えることはないことを保証するための制約式で
ある。式（２−５）は、各リング３の候補にｋ番目の片
方向リングシステム９内を設置する場合は、そのリング
システムを経由するチャネルの総数はファイバ内の最大
チャネル多重数Ωを超えないことを保証するための制約
式である。
にｋ番目の双方向リングシステム８を設置する場合は、
各スパンで各スロット番号を割り当てられるチャネルの
数は、そこに双方向リングシステム８が設置されたら高
々１を超えることはないことを保証するための制約式で
ある。式（２−５）は、各リング３の候補にｋ番目の片
方向リングシステム９内を設置する場合は、そのリング
システムを経由するチャネルの総数はファイバ内の最大
チャネル多重数Ωを超えないことを保証するための制約
式である。
【００４８】式（２−６）は、ｋ番目の双方向リングシ
ステム８もしくは片方向リングシステム９が設置されな
ければ、ｋ+1番目以降の双方向リングシステム８もしく
は片方向リングシステム９はそれぞれ設置されないこと
を保証するための制約式である。この制約式を加えても
目的関数の最適値をより悪くすることはないが、整数計
画法を分岐限定法で解く際に、解を探索する領域を削減
する効果がある。
ステム８もしくは片方向リングシステム９が設置されな
ければ、ｋ+1番目以降の双方向リングシステム８もしく
は片方向リングシステム９はそれぞれ設置されないこと
を保証するための制約式である。この制約式を加えても
目的関数の最適値をより悪くすることはないが、整数計
画法を分岐限定法で解く際に、解を探索する領域を削減
する効果がある。
【００４９】式（２−７）は、各スパン２で使用される
ファイバ７の総数は、その上限を超えないことを保証す
るための制約式である。左辺第１項及び第２項は、ある
スパンにおいて、双方向リングシステム８及び片方向リ
ングシステム９がそれぞれ使用するファイバの総数を表
わす。ここで、一つの双方向リングシステム８及び片方
向リングシステム９は、図１１及び図１４に示すよう
に、あるスパン２においてそれぞれファイバを４本及び
２本使うことを考慮している。
ファイバ７の総数は、その上限を超えないことを保証す
るための制約式である。左辺第１項及び第２項は、ある
スパンにおいて、双方向リングシステム８及び片方向リ
ングシステム９がそれぞれ使用するファイバの総数を表
わす。ここで、一つの双方向リングシステム８及び片方
向リングシステム９は、図１１及び図１４に示すよう
に、あるスパン２においてそれぞれファイバを４本及び
２本使うことを考慮している。
【００５０】式（２−８）は、各リング３の候補に設置
される各双方向リングシステム８において、各ノード１
において分岐・挿入するチャネルの合計が１以上であれ
ば、双方向リングシステム８用のＡＤＭが設置されるこ
とを保証するための制約式である。式（２−９）は、各
リング３の候補に設置される各片方向リングシステム９
において、各ノード１において分岐・挿入するチャネル
の合計が１以上であれば、片方向リングシステム９用の
ＡＤＭが設置されることを保証するための制約式であ
る。
される各双方向リングシステム８において、各ノード１
において分岐・挿入するチャネルの合計が１以上であれ
ば、双方向リングシステム８用のＡＤＭが設置されるこ
とを保証するための制約式である。式（２−９）は、各
リング３の候補に設置される各片方向リングシステム９
において、各ノード１において分岐・挿入するチャネル
の合計が１以上であれば、片方向リングシステム９用の
ＡＤＭが設置されることを保証するための制約式であ
る。
【００５１】式（２−１０）は、双方向リングシステム
用もしくは片方向リングシステム用のＡＤＭのネットワ
ーク内における合計台数はそれぞれその上限を超えない
ことを保証するための制約式である。式（２−１１）
は、各ハブ１２で中継もしくは終端されるチャネルの総
数はそのハブ１２に設置されたＸＣの容量の総和を超え
ないことを保証するための制約式である。式（２−１
２）は、ＸＣのネットワーク内における合計台数がその
上限を超えないことを保証するための制約式である。
用もしくは片方向リングシステム用のＡＤＭのネットワ
ーク内における合計台数はそれぞれその上限を超えない
ことを保証するための制約式である。式（２−１１）
は、各ハブ１２で中継もしくは終端されるチャネルの総
数はそのハブ１２に設置されたＸＣの容量の総和を超え
ないことを保証するための制約式である。式（２−１
２）は、ＸＣのネットワーク内における合計台数がその
上限を超えないことを保証するための制約式である。
【００５２】第１の実施の形態における実施例について
図１を参照して説明する。まず、ネットワークのノード
１とスパン２の接続状況を表わすトポロジーと、ノード
１の中でＸＣを設置可能なノード１であるハブ１２の候
補より、リングシステムを設置可能なリング３の候補を
生成し、さらにデマンドペア１１が使用可能なノードベ
ースパス４３の候補の経路を生成する（ステップＡ
１）。次に、ステップＡ１で得られたリング３の候補か
ら、図３の項番１，３，４の各インディケータ、各ノー
ドベースパス４３の候補の経路から、図３の項番２，３
の各インディケータをそれぞれ決定して問題２を生成す
る（ステップＡ２）。
図１を参照して説明する。まず、ネットワークのノード
１とスパン２の接続状況を表わすトポロジーと、ノード
１の中でＸＣを設置可能なノード１であるハブ１２の候
補より、リングシステムを設置可能なリング３の候補を
生成し、さらにデマンドペア１１が使用可能なノードベ
ースパス４３の候補の経路を生成する（ステップＡ
１）。次に、ステップＡ１で得られたリング３の候補か
ら、図３の項番１，３，４の各インディケータ、各ノー
ドベースパス４３の候補の経路から、図３の項番２，３
の各インディケータをそれぞれ決定して問題２を生成す
る（ステップＡ２）。
【００５３】最後にこれを分岐限定法で解き、各リング
３の候補に設置すべき双方向リングシステム８及び片方
向リングシステム９の台数と、個々のリングシステムに
対してＡＤＭ６を設置すべきノード１と、各ハブ１２に
設置すべきＸＣの台数と、各ノードベースパス４３に割
り当てる容量と、双方向リングシステム８内を経由すべ
きチャネルに割り当てるスロット番号とを決定する（ス
テップＡ３）。
３の候補に設置すべき双方向リングシステム８及び片方
向リングシステム９の台数と、個々のリングシステムに
対してＡＤＭ６を設置すべきノード１と、各ハブ１２に
設置すべきＸＣの台数と、各ノードベースパス４３に割
り当てる容量と、双方向リングシステム８内を経由すべ
きチャネルに割り当てるスロット番号とを決定する（ス
テップＡ３）。
【００５４】上記の整数問題計画法を解く方法は上述し
た如く公知であるが、その代表的な方法として分岐限定
法があり、その詳細はModel building in mathematical
programming, third edition reversed, H. P. Willia
ms, John Wiley & Suns にあるが、ここでは簡単にその
方法について説明する。
た如く公知であるが、その代表的な方法として分岐限定
法があり、その詳細はModel building in mathematical
programming, third edition reversed, H. P. Willia
ms, John Wiley & Suns にあるが、ここでは簡単にその
方法について説明する。
【００５５】まず、ここで用いられる用語について説明
する。ここでは、目的関数を最少化することを前提とす
る。整数計画問題の全ての整数変数を実数変数に緩和し
た問題を、元の問題に対する線形緩和問題と呼ぶ。ある
与えられた線形緩和問題を解いて得られた解（全ての変
数の値の集合）において、値が全て整数でない場合、値
が整数でない変数を一つ選び、次にその値の整数部分よ
りもその変数が小さい、もしくはその値の整数部分に１
を加えたものよりその変数が大きいといういずれか一方
の制約式を元の線形緩和問題に加えて、新たに線形緩和
問題を作る操作を分岐操作と呼ぶ。
する。ここでは、目的関数を最少化することを前提とす
る。整数計画問題の全ての整数変数を実数変数に緩和し
た問題を、元の問題に対する線形緩和問題と呼ぶ。ある
与えられた線形緩和問題を解いて得られた解（全ての変
数の値の集合）において、値が全て整数でない場合、値
が整数でない変数を一つ選び、次にその値の整数部分よ
りもその変数が小さい、もしくはその値の整数部分に１
を加えたものよりその変数が大きいといういずれか一方
の制約式を元の線形緩和問題に加えて、新たに線形緩和
問題を作る操作を分岐操作と呼ぶ。
【００５６】ここである線形緩和問題を一つのノードに
対応させ、そこから分岐操作によって新たに線形緩和問
題を作って新たなノードとすることを、枝を伸ばすと呼
ぶ。また枝を伸ばした先のノードに対して、元のノード
を先祖ノードと呼ぶ。分岐操作を繰返すことで枝を伸ば
してできるグラフを探索木と呼ぶ。
対応させ、そこから分岐操作によって新たに線形緩和問
題を作って新たなノードとすることを、枝を伸ばすと呼
ぶ。また枝を伸ばした先のノードに対して、元のノード
を先祖ノードと呼ぶ。分岐操作を繰返すことで枝を伸ば
してできるグラフを探索木と呼ぶ。
【００５７】線形緩和問題において、制約条件を満たす
解を可能解と呼ぶ。最適値を与える可能解は特に最適解
と呼ばれる。そのノードに対応する線形緩和問題が可能
解を持たない場合、そこから先は枝を伸ばしても可能解
がなく、無意味なので、その場合枝を伸ばすことはな
い。こうした枝を伸ばすことをやめたノードは終端され
たという。また、あるノードに相当する線形緩和問題を
解いて得られた最適値が、現在までに暫定的に得られて
いる整数解に対する目的関数の値（以下簡単に暫定値と
呼ぶ）より良くない場合は、これ以上分岐操作をして制
約式を付加していっても、より良い最適値は得られない
ので、そのノードは終端される。こうした操作を限定操
作と呼ぶ。
解を可能解と呼ぶ。最適値を与える可能解は特に最適解
と呼ばれる。そのノードに対応する線形緩和問題が可能
解を持たない場合、そこから先は枝を伸ばしても可能解
がなく、無意味なので、その場合枝を伸ばすことはな
い。こうした枝を伸ばすことをやめたノードは終端され
たという。また、あるノードに相当する線形緩和問題を
解いて得られた最適値が、現在までに暫定的に得られて
いる整数解に対する目的関数の値（以下簡単に暫定値と
呼ぶ）より良くない場合は、これ以上分岐操作をして制
約式を付加していっても、より良い最適値は得られない
ので、そのノードは終端される。こうした操作を限定操
作と呼ぶ。
【００５８】分岐操作では、先に述べた様な２つの不等
式の一方を元の線形緩和問題に付加するので、分岐する
方向としては２つある。終端されておらず、また２方向
に分岐されていないノードは、分岐操作可能なノードで
あり、こうしたノードを活性ノードと呼ぶ。全ての活性
ノードに対する線形緩和問題の最適値の中で最少のもの
は、これ以上暫定値が小さくなることはないので、この
整数計画問題の最良下界と呼ぶ。最適値を与える解にお
いて、全ての変数の値が整数となっているものを整数解
と呼ぶ。
式の一方を元の線形緩和問題に付加するので、分岐する
方向としては２つある。終端されておらず、また２方向
に分岐されていないノードは、分岐操作可能なノードで
あり、こうしたノードを活性ノードと呼ぶ。全ての活性
ノードに対する線形緩和問題の最適値の中で最少のもの
は、これ以上暫定値が小さくなることはないので、この
整数計画問題の最良下界と呼ぶ。最適値を与える解にお
いて、全ての変数の値が整数となっているものを整数解
と呼ぶ。
【００５９】次に、以上の用語を用いて分岐限定法のア
ルゴリズムの実施例を図５のフローチャートを参照して
説明する。まず、暫定値Ｚを無限大とおく（ステップＳ
１）。次に、選ばれたノードに対応する線形緩和問題
（ＬＰ）を解き（ステップＳ２）、可能解が得られたか
どうか調べる（ステップＳ３）。ステップＳ３で可能解
が得られた場合は、その問題の最適値が暫定値より大き
いかどうか調べる（ステップＳ４）。ステップＳ４で大
きくない場合は、整数解が得られたかどうか調べる（ス
テップＳ５）。ステップＳ５で整数解が得られない場合
は、分岐操作を行い、ノードを一つ選ぶ（ステップＳ
６）。
ルゴリズムの実施例を図５のフローチャートを参照して
説明する。まず、暫定値Ｚを無限大とおく（ステップＳ
１）。次に、選ばれたノードに対応する線形緩和問題
（ＬＰ）を解き（ステップＳ２）、可能解が得られたか
どうか調べる（ステップＳ３）。ステップＳ３で可能解
が得られた場合は、その問題の最適値が暫定値より大き
いかどうか調べる（ステップＳ４）。ステップＳ４で大
きくない場合は、整数解が得られたかどうか調べる（ス
テップＳ５）。ステップＳ５で整数解が得られない場合
は、分岐操作を行い、ノードを一つ選ぶ（ステップＳ
６）。
【００６０】次に先祖ノードは２方向に分岐し終わった
かどうか調べ（ステップＳ７）、終わっていない場合は
ステップＳ２に行く。ステップＳ７で、先祖ノードが２
方向に分岐し終わった場合は、先祖ノードを終端して最
良下界を更新し（ステップＳ８）、ステップＳ２へ行
く。
かどうか調べ（ステップＳ７）、終わっていない場合は
ステップＳ２に行く。ステップＳ７で、先祖ノードが２
方向に分岐し終わった場合は、先祖ノードを終端して最
良下界を更新し（ステップＳ８）、ステップＳ２へ行
く。
【００６１】ステップＳ３で、可能解が得られない場合
は、そのノードを終端する（ステップＳ９）。次に探索
木の中で活性ノードが一つでも残っているかどうか調べ
（ステップＳ１０）、残っていない場合は、暫定値を与
える解を最適整数解とし、暫定値をこの整数計画問題の
最適値として（ステップＳ１５）終了する。
は、そのノードを終端する（ステップＳ９）。次に探索
木の中で活性ノードが一つでも残っているかどうか調べ
（ステップＳ１０）、残っていない場合は、暫定値を与
える解を最適整数解とし、暫定値をこの整数計画問題の
最適値として（ステップＳ１５）終了する。
【００６２】ステップＳ１０で、活性ノードが残ってい
る場合は、最良下界を更新し（ステップＳ１１）、ステ
ップＳ６に行く。ステップＳ４で、線形緩和問題の最適
値が暫定値を上回る場合は、ステップＳ９に行く。ステ
ップＳ５で、線形緩和問題の解が整数解の場合は、暫定
値をその線形緩和問題の最適値で更新し、この値より最
適値が小さくない活性ノードの全てを終端し、最良下界
を更新する（ステップＳ１２）。次に暫定値が最良下界
に十分近いかどうか調べ（ステップＳ１３）、近い場合
は、その暫定値を与える解を準最適整数解、暫定値を準
最適値として（ステップＳ１４）終了する。ステップＳ
１３で、暫定値が最良下界に十分近くない場合は、ステ
ップＳ６に行く。
る場合は、最良下界を更新し（ステップＳ１１）、ステ
ップＳ６に行く。ステップＳ４で、線形緩和問題の最適
値が暫定値を上回る場合は、ステップＳ９に行く。ステ
ップＳ５で、線形緩和問題の解が整数解の場合は、暫定
値をその線形緩和問題の最適値で更新し、この値より最
適値が小さくない活性ノードの全てを終端し、最良下界
を更新する（ステップＳ１２）。次に暫定値が最良下界
に十分近いかどうか調べ（ステップＳ１３）、近い場合
は、その暫定値を与える解を準最適整数解、暫定値を準
最適値として（ステップＳ１４）終了する。ステップＳ
１３で、暫定値が最良下界に十分近くない場合は、ステ
ップＳ６に行く。
【００６３】第１の実施の形態おける変形例としては、
ＸＣにおいてスロット番号の変換を行わない場合を考え
る。この場合には、図６に示す項番１，２の様に変数を
定義する。
ＸＣにおいてスロット番号の変換を行わない場合を考え
る。この場合には、図６に示す項番１，２の様に変数を
定義する。
【００６４】そして、問題２における式（２−２），
（２−３），（２−５），（２−９）及び（２−１１）
をそれぞれ次式で置き換える。
（２−３），（２−５），（２−９）及び（２−１１）
をそれぞれ次式で置き換える。
【数３】
【００６５】ここで式（２−２’）は、各デマンドペア
１１が使用する各ノードベースパス４３で各スロット番
号に関して割り当てられた容量の総和は、そのデマンド
ペア１１間の要求容量より小さくないことを保証するた
めの制約式である。式（２−３’）は、少なくとも一つ
のノードベースパス４３の経路上にある各隣接ノードベ
ースパス４３の各スロット番号に関して割り当てられた
容量の総和は、各リング３の候補に設置される双方向リ
ングシステム８及び片方向リングシステム９を、各スロ
ット番号を割り当てられて経由すべきチャネルの総数を
超えないことを保証するための制約式である。
１１が使用する各ノードベースパス４３で各スロット番
号に関して割り当てられた容量の総和は、そのデマンド
ペア１１間の要求容量より小さくないことを保証するた
めの制約式である。式（２−３’）は、少なくとも一つ
のノードベースパス４３の経路上にある各隣接ノードベ
ースパス４３の各スロット番号に関して割り当てられた
容量の総和は、各リング３の候補に設置される双方向リ
ングシステム８及び片方向リングシステム９を、各スロ
ット番号を割り当てられて経由すべきチャネルの総数を
超えないことを保証するための制約式である。
【００６６】式（２−５´）は、各リング３の候補に片
方向リングシステム９が設置される場合、各スロット番
号に対して、設置された個々の各片方向リングシステム
９上の各ノードペア間を経由するチャネルの数は高々１
であることを保証するための制約式である。
方向リングシステム９が設置される場合、各スロット番
号に対して、設置された個々の各片方向リングシステム
９上の各ノードペア間を経由するチャネルの数は高々１
であることを保証するための制約式である。
【００６７】式（２−９´）は、各リング３の候補に設
置される個々の片方向リングシステム９において、その
リング３の候補に含まれるノード１で、各スロット番号
を割り当てられて、分岐・挿入すべきチャネルが一つで
もあれば、そこに片方向リングシステム９用のＡＤＭを
設置することを保証するための制約式である。
置される個々の片方向リングシステム９において、その
リング３の候補に含まれるノード１で、各スロット番号
を割り当てられて、分岐・挿入すべきチャネルが一つで
もあれば、そこに片方向リングシステム９用のＡＤＭを
設置することを保証するための制約式である。
【００６８】式（２−１１´）は、各ハブ１２で、各ス
ロット番号を割り当てられたまま中継もしくは終端され
るチャネルの総数の総和は、そのハブ１２に設置された
ＸＣの容量の総和を超えないことを保証するための制約
式である。
ロット番号を割り当てられたまま中継もしくは終端され
るチャネルの総数の総和は、そのハブ１２に設置された
ＸＣの容量の総和を超えないことを保証するための制約
式である。
【００６９】本発明における第２の実施の形態は、特に
双方向リングシステム８の設置のみを許す場合の定式化
である。この場合は、先の問題２おいて片方向リングシ
ステム９に関わる変数を、目的関数及び制約式から削除
することで、次のような問題３が得られる。
双方向リングシステム８の設置のみを許す場合の定式化
である。この場合は、先の問題２おいて片方向リングシ
ステム９に関わる変数を、目的関数及び制約式から削除
することで、次のような問題３が得られる。
【００７０】問題３：
【数４】
【００７１】第２の実施の形態における実施例について
図７を参照して説明する。まず、ネットワークのノード
１とスパン２の接続関係と、ハブ１２の候補とから、リ
ング３の候補を生成し、さらにデマンドペア１１間で設
定可能なノードベースパス４３の候補の経路を生成する
（ステップＡ１）。
図７を参照して説明する。まず、ネットワークのノード
１とスパン２の接続関係と、ハブ１２の候補とから、リ
ング３の候補を生成し、さらにデマンドペア１１間で設
定可能なノードベースパス４３の候補の経路を生成する
（ステップＡ１）。
【００７２】次に、ステップＡ１で得られたリング３の
候補からインディケータ、各ノードベースパス４３の候
補の経路からインディケータをそれぞれ決定して問題３
を生成する（ステップＢ２）。最後にこれを分岐限定法
で解き、各リング３の候補に設置すべき双方向リングシ
ステム８の台数と、各リングシステムに対してＡＤＭを
設置すべきノード１と、各ハブ１２に設置すべきＸＣの
台数と、各ノードベースパス４３に割り当てる容量と、
双方向リングシステム８を経由するチャネルに割り当て
るべきスロットを決定する（ステップＢ３）。
候補からインディケータ、各ノードベースパス４３の候
補の経路からインディケータをそれぞれ決定して問題３
を生成する（ステップＢ２）。最後にこれを分岐限定法
で解き、各リング３の候補に設置すべき双方向リングシ
ステム８の台数と、各リングシステムに対してＡＤＭを
設置すべきノード１と、各ハブ１２に設置すべきＸＣの
台数と、各ノードベースパス４３に割り当てる容量と、
双方向リングシステム８を経由するチャネルに割り当て
るべきスロットを決定する（ステップＢ３）。
【００７３】第２の実施の形態における変形例は、第１
の実施の形態における変形例と同様にしてＸＣにおいて
スロット番号の変換を行わない場合である。これは、式
（３−２），（３−３）及び（３−９）を次のような式
（３−２´），（３−３´）及び（３−９´）にそれぞ
れ置き換える。
の実施の形態における変形例と同様にしてＸＣにおいて
スロット番号の変換を行わない場合である。これは、式
（３−２），（３−３）及び（３−９）を次のような式
（３−２´），（３−３´）及び（３−９´）にそれぞ
れ置き換える。
【００７４】
【数５】
【００７５】本発明における第３の実施の形態について
説明する。これは、ハブが障害を起してそれを中継ノー
ドにもつパスが障害の影響を受けた場合でも、そのハブ
の障害の影響を受けないパス４にあらかじめ余分に容量
を割り当てておくことによって、各デマンドペアに要求
容量を確保するものである。そのために図８に示す項番
１，２の如く記号を定義する。
説明する。これは、ハブが障害を起してそれを中継ノー
ドにもつパスが障害の影響を受けた場合でも、そのハブ
の障害の影響を受けないパス４にあらかじめ余分に容量
を割り当てておくことによって、各デマンドペアに要求
容量を確保するものである。そのために図８に示す項番
１，２の如く記号を定義する。
【００７６】問題２及び問題３に次式をそれぞれ付加す
る。
る。
【数６】
【００７７】上記の不等式で、左辺の項のΣの内項は、
あるノードｎが障害をおこした場合、それを中継ノード
として含まないパスｌp には容量Ｃipが割り当てられる
が、ノードｎを中継ノードとして含むパスｌp には割り
当てる容量を０とすることを表わす。なお、この制約条
件が有効に働くためには、個々のデマンドペアが使用可
能なノードベースパス４３の各候補から任意に２つのパ
スを選んだ場合に、それらの経路は互いに同一のハブ１
２を中継ノードとして含まない必要がある。
あるノードｎが障害をおこした場合、それを中継ノード
として含まないパスｌp には容量Ｃipが割り当てられる
が、ノードｎを中継ノードとして含むパスｌp には割り
当てる容量を０とすることを表わす。なお、この制約条
件が有効に働くためには、個々のデマンドペアが使用可
能なノードベースパス４３の各候補から任意に２つのパ
スを選んだ場合に、それらの経路は互いに同一のハブ１
２を中継ノードとして含まない必要がある。
【００７８】
【発明の効果】第１の効果は、設計結果が実際のリング
システムの運用に直接適用できることである。その理由
は各リングに設置すべき個々の双方向リングシステムに
おいて、個々のリングシステムに対して、ＡＤＭを設置
すべきノードの決定や、各ノード間を経由べきチャネル
に対するスロット割り当てに関する決定や、各リングに
設置すべき個々の片方向リングシステムにおいて、各ノ
ード間を経由すべきチャネル数の決定に関する変数を含
む整数計画問題を設定するため、選られた解から直ちに
個々の双方向リングシステムを経由すべき各チャネルに
割り当てるべきスロット番号や、こ個々の片方向リング
システムにおける各ノード間でのチャネル設定が直ちに
決定できるからである。
システムの運用に直接適用できることである。その理由
は各リングに設置すべき個々の双方向リングシステムに
おいて、個々のリングシステムに対して、ＡＤＭを設置
すべきノードの決定や、各ノード間を経由べきチャネル
に対するスロット割り当てに関する決定や、各リングに
設置すべき個々の片方向リングシステムにおいて、各ノ
ード間を経由すべきチャネル数の決定に関する変数を含
む整数計画問題を設定するため、選られた解から直ちに
個々の双方向リングシステムを経由すべき各チャネルに
割り当てるべきスロット番号や、こ個々の片方向リング
システムにおける各ノード間でのチャネル設定が直ちに
決定できるからである。
【００７９】第２の効果はＸＣや、ＡＤＭに関するコス
トも含めた総合コストを最適する設計が可能となる。そ
の理由はデマンドペアやハブであるノードの並びに基づ
いてパスの候補の経路を考えるために、各ハブに設置す
べきＸＣの台数を表わす変数を導入して、ＸＣに関する
コストを目的関数に導入し、さらにＸＣにおけるパスの
収容に関する条件を制約式に導入することが可能になっ
たからである。また、各リングの候補に複数の双方向リ
ングシステムもくは片方向リングシステムを設置する場
合に、個々のリングシステムにおいて、チャネルを分岐
・挿入するためのＡＤＭを設置すべきノードが特定でき
るからである。
トも含めた総合コストを最適する設計が可能となる。そ
の理由はデマンドペアやハブであるノードの並びに基づ
いてパスの候補の経路を考えるために、各ハブに設置す
べきＸＣの台数を表わす変数を導入して、ＸＣに関する
コストを目的関数に導入し、さらにＸＣにおけるパスの
収容に関する条件を制約式に導入することが可能になっ
たからである。また、各リングの候補に複数の双方向リ
ングシステムもくは片方向リングシステムを設置する場
合に、個々のリングシステムにおいて、チャネルを分岐
・挿入するためのＡＤＭを設置すべきノードが特定でき
るからである。
【００８０】第３の効果は、ハブに障害が生じても各デ
マンドペアの要求容量を満足することができることであ
る。それは、予め障害を考慮して各パスに余分に容量を
割り当てられるような制約式（４−２）を含む設計問題
を設定して解くからである。
マンドペアの要求容量を満足することができることであ
る。それは、予め障害を考慮して各パスに余分に容量を
割り当てられるような制約式（４−２）を含む設計問題
を設定して解くからである。
【図１】本発明の第１の実施の形態における動作を表す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施の形態における定数の定義
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるインディケ
ータの定義を示す図である。
ータの定義を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における変数の定義
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例における変
数の定義を示す図である。
数の定義を示す図である。
【図６】図１のフローチャートにおけるステップＡ３の
詳細を示すフローチャートである。
詳細を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態における動作を表す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態における記号の定義
を示す図である。
を示す図である。
【図９】本発明の経路設定方法を説明するためのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１０】ネットワークにおけるノードとスパンの接続
関係を表わすブロック図
関係を表わすブロック図
【図１１】双方向リングシステムを説明するためのブロ
ック図である。
ック図である。
【図１２】ＡＤＭの機能を説明するためのブロック図で
ある。
ある。
【図１３】双方向リングシステムにおけるスロット割り
当てを説明するためのブロック図である。
当てを説明するためのブロック図である。
【図１４】片方向リングシステムを説明するためのブロ
ックである。
ックである。
【図１５】リング間接続ネットワークを説明するための
ブロック図である。
ブロック図である。
【図１６】従来の双方向リングシステムにおける容量割
り当てを説明するためのブロック図である。
り当てを説明するためのブロック図である。
【図１７】従来の片方向リングシステムを経由するパス
の経路の設定方法を説明するため図である。
の経路の設定方法を説明するため図である。
【図１８】従来の設計方法の定数の定義を示す図であ
る。
る。
【図１９】従来の設計方法の変数の定義を示す図であ
る。
る。
【図２０】従来のネットワークシステムの設計方法の例
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
１ ノード ２ スパン ３ リング １１ デマンドペア １２ ハブ ５ ＸＣ ７，７１〜７８ ファイバ ８，８１〜８３ 双方向リングシステム ９ 片方向リングシステム ４１ スパンベースパス ４２ リングベースパス ４３ ノードベースパス ６１〜６９ ＡＤＭ １０１〜１０１２ チャネル
Claims (6)
- 【請求項１】 ネットワークにおけるノードとスパンの
接続関係と、チャネルを終端するノードであるデマンド
ペアと、クロスコネクト装置を設置可能なノードである
ハブとから、双方向リングシステムもしくは片方向リン
グシステムが設置可能なリングの候補と、前記デマンド
ペア及び前記ハブに含まれるノードの並びに基づいて前
記各デマンドペア間に設定可能な各パスの候補の経路を
それぞれ与えるステップと、 前記各パスに割り当てる容量を表わす変数と、ｒ番目の
前記リングの候補にｋ番目の前記双方向リングシステム
を設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリング
の候補に含まれる前記ノードにおいて前記ｒ番目のリン
グの候補に設置される前記ｋ番目の双方向リングシステ
ムから前記チャネルを分岐・挿入するためのアドドロッ
プマルチプレクサ装置を設置するか否かを表わす変数
と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目
の双方向リングシステムにおいて前記ｒ番目のリングの
候補に含まれかつ前記各デマンドペアに対する前記各パ
スの候補の少なくともいずれか一つの経路上に含まれる
個々の隣接ノード間で時計回りもしくは反時計回りの経
路上に各スロット番号を割り当てた前記チャネルを経由
させるか否か表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補
にｋ番目の前記片方向リングシステムを設置するか否か
を表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に含まれる
前記ノードにおいて前記ｒ番目のリングの候補に設置さ
れる前記ｋ番目の片方向リングシステムから前記チャネ
ルを分岐・挿入するためのアドドロップマルチプレクサ
装置を設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリ
ングの候補に設置される前記ｋ番目の片方向リングシス
テムにおいて前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前
記各デマンドペアに対する前記各パスの候補の少なくと
もいずれか一つの経路上に含まれる個々の隣接ノード間
を経由すべきチャネルの数を表わす変数と、前記各パス
の候補の少なくともいずれか一つの経路上に存在する個
々の隣接ノードにおいて前記隣接ノードを含む前記各リ
ングの候補に設置される前記各双方向リングシステム及
び前記各片方向リングシステムをそれぞれ経由すべきチ
ャネルの総数は、前記隣接ノードを経由する全てのパス
に割り当てられた容量の総和よりも小さくないことを表
わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補において前
記ｋ番目の双方向リングシステムが設置される場合は、
前記ｒ番目のリングの候補に含まれる個々のスパンにお
いて個々のスロットを割り当てられて通過できるチャネ
ルの数は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記
各デマンドペアに対する前記各パスの候補の少なくとも
いずれか一つの経路上に含まれる各隣接ノードに対して
存在する時計回りまたは反時計回りであってかつ前記ス
パンを経由する全ての経路の中で高々１つであることを
表わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補において
前記ｋ番目の片方向リングシステムが設置される場合
は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記各デマ
ンドペアに対する前記各パスの候補の少なくともいずれ
か一つの経路上に含まれる各隣接ノードの間を経由すべ
きチャネルの総数は、ファイバ当たりのスロット総数を
超えない制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補に設置
される前記ｋ番目の双方向リングシステムにおいて、前
記ｒ番目のリングに含まれる個々のノードにおいてアド
ドロップマルチプレクサ装置を設置する場合は、前記ノ
ードにおいて分岐・挿入すべきチャネルの総数はファイ
バ当たりのスロット総数の２倍を超えないことを表わす
制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前
記ｋ番目の片方向リングシステムにおいて前記ｒ番目の
リングに含まれる個々のノードにおいてＡＤＭを設置す
る場合は、前記ノードにおいて分岐・挿入すべきチャネ
ルの総数はファイバ当たりのスロット総数を超えないこ
とを表わす制約条件とを少なくとも含む整数計画問題を
生成するステップと、 前記整数計画問題を解いてえられる解に基づいて前記各
リングの候補に設置すべき前記双方向リングシステム及
び前記片方向リングシステムの台数と、前記個々のリン
グシステムにおいて前記ＡＤＭを設置すべきノードと、
前記設置すべき各双方向リングシステムを経由するチャ
ネルに割り当てるスロット番号とを決定するステップ
と、を含むことを特徴とするネットワークの設計方法。 - 【請求項２】 ネットワークにおけるノードとスパンの
接続関係と、チャネルを終端するノードであるデマンド
ペアと、クロスコネクト装置を設置可能なノードである
ハブとから、双方向リングシステムが設置可能なリング
の候補と、前記デマンドペア及び前記ハブに含まれるノ
ードの並びに基づいて前記各デマンドペア間に設定可能
な各パスの候補の経路をそれぞれ与えるステップと、 前記各パスに割り当てる容量を表わす変数と、ｒ番目の
前記リングの候補にｋ番目の前記双方向リングシステム
を設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリング
の候補に含まれる前記ノードにおいて、前記ｒ番目のリ
ングの候補に設置される前記ｋ番目の双方向リングシス
テムから前記チャネルを分岐・挿入するためのアドドロ
ップマルチブレクサ装置を設置するか否かを表わす変数
と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目
の双方向リングシステムにおいて前記ｒ番目のリングの
候補に含まれかつ前記各デマンドペアに対する前記各パ
スの候補の少なくともいずれか一つの経路上に含まれる
個々の隣接ノード間で時計回りもしくは反時計回りの経
路上に各スロット番号を割り当てた前記チャネルを経由
させるか否か表わす変数と、前記各パスの候補の少なく
ともいずれか一つの経路上に存在する個々の隣接ノード
において、前記隣接ノードを含む前記各リングの候補に
設置される前記各双方向リングシステムを経由すべきチ
ャネルの総数は、前記隣接ノードを経由する全てのパス
に割り当てられた容量の総和より小さくないことを表わ
す制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補において前記
ｋ番目の双方向リングシステムが設置される場合は、前
記ｒ番目のリングの候補に含まれる個々のスパンにおい
て個々のスロット番号を割り当てられて通過できるチャ
ネルの数は、前記リングの候補に含まれかつ前記各デマ
ンドペアに対する前記各パスの候補の少なくともいずれ
か一つの経路上に含まれる各隣接ノードに対して存在す
る時計回りまたは反時計回りであってかつ前記スパンを
経由する全ての経路の中で高々１つであることを表わす
制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前
記ｋ番目の双方向リングシステムにおいて前記ｒ番目の
リングに含まれる個々のノードにおいてアドドロップマ
ルチプレクサ装置を設置する場合は、前記ノードにおい
て分岐・挿入すべきチャネルの総数はファイバ当たりの
スロット総数の２倍を超えないことを表わす制約条件と
を少なくとも含む整数計画問題を生成するステップと、 前記整数計画問題を解いてえられる解に基づいて前記各
リングの候補に設置すべき前記双方向リングシステムの
台数と、個々の前記システムにおいて、アドドロップマ
ルチプレクサ装置を設置すべきノードと、前記設置すべ
き各双方向リングシステムを経由するチャネルに割り当
てるスロット番号とを少なくとも決定するステップと、
を含むことを特徴とするネットワークの設計方法。 - 【請求項３】 前記整数計画問題は、前記個々のデマン
ドペアが使用可能な各パスの候補の少なくともいずれか
一つに中継ノードとして含まれる個々のハブに対して、
前記ハブを経路上に含むパスに割り当てる容量は０と
し、前記デマンドペアの各パス候補に割り当てる容量の
総和は前記デマンドペアの要求容量より小さくないとい
う制約条件を含むことを特徴とする請求項１もしくは２
記載のネットワークの設計方法。 - 【請求項４】 ネットワークの設計方法をコンピュータ
に実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であ
って、 ネットワークにおけるノードとスパンの接続関係と、チ
ャネルを終端するノードであるデマンドペアと、クロス
コネクト装置を設置可能なノードであるハブとから、双
方向リングシステムもしくは片方向リングシステムが設
置可能なリングの候補と、前記デマンドペア及び前記ハ
ブに含まれるノードの並びに基づいて前記各デマンドペ
ア間に設定可能な各パスの候補の経路をそれぞれ与える
ステップと、 前記各パスに割り当てる容量を表わす変数と、ｒ番目の
前記リングの候補にｋ番目の前記双方向リングシステム
を設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリング
の候補に含まれる前記ノードにおいて前記ｒ番目のリン
グの候補に設置される前記ｋ番目の双方向リングシステ
ムから前記チャネルを分岐・挿入するためのアドドロッ
プマルチプレクサ装置を設置するか否かを表わす変数
と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目
の双方向リングシステムにおいて前記ｒ番目のリングの
候補に含まれかつ前記各デマンドペアに対する前記各パ
スの候補の少なくともいずれか一つの経路上に含まれる
個々の隣接ノード間で時計回りもしくは反時計回りの経
路上に各スロット番号を割り当てた前記チャネルを経由
させるか否か表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補
にｋ番目の前記片方向リングシステムを設置するか否か
を表わす変数と、前記ｒ番目のリングの候補に含まれる
前記ノードにおいて前記ｒ番目のリングの候補に設置さ
れる前記ｋ番目の片方向リングシステムから前記チャネ
ルを分岐・挿入するためのアドドロップマルチプレクサ
装置を設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリ
ングの候補に設置される前記ｋ番目の片方向リングシス
テムにおいて前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前
記各デマンドペアに対する前記各パスの候補の少なくと
もいずれか一つの経路上に含まれる個々の隣接ノード間
を経由すべきチャネルの数を表わす変数と、前記各パス
の候補の少なくともいずれか一つの経路上に存在する個
々の隣接ノードにおいて前記隣接ノードを含む前記各リ
ングの候補に設置される前記各双方向リングシステム及
び前記各片方向リングシステムをそれぞれ経由すべきチ
ャネルの総数は、前記隣接ノードを経由する全てのパス
に割り当てられた容量の総和よりも小さくないことを表
わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補において前
記ｋ番目の双方向リングシステムが設置される場合は、
前記ｒ番目のリングの候補に含まれる個々のスパンにお
いて個々のスロットを割り当てられて通過できるチャネ
ルの数は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記
各デマンドペアに対する前記各パスの候補の少なくとも
いずれか一つの経路上に含まれる各隣接ノードに対して
存在する時計回りまたは反時計回りであってかつ前記ス
パンを経由する全ての経路の中で高々１つであることを
表わす制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補において
前記ｋ番目の片方向リングシステムが設置される場合
は、前記ｒ番目のリングの候補に含まれかつ前記各デマ
ンドペアに対する前記各パスの候補の少なくともいずれ
か一つの経路上に含まれる各隣接ノードの間を経由すべ
きチャネルの総数は、ファイバ当たりのスロット総数を
超えない制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補に設置
される前記ｋ番目の双方向リングシステムにおいて、前
記ｒ番目のリングに含まれる個々のノードにおいてアド
ドロップマルチプレクサ装置を設置する場合は、前記ノ
ードにおいて分岐・挿入すべきチャネルの総数はファイ
バ当たりのスロット総数の２倍を超えないことを表わす
制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前
記ｋ番目の片方向リングシステムにおいて前記ｒ番目の
リングに含まれる個々のノードにおいてＡＤＭを設置す
る場合は、前記ノードにおいて分岐・挿入すべきチャネ
ルの総数はファイバ当たりのスロット総数を超えないこ
とを表わす制約条件とを少なくとも含む整数計画問題を
生成するステップと、 前記整数計画問題を解いてえられる解に基づいて前記各
リングの候補に設置すべき前記双方向リングシステム及
び前記片方向リングシステムの台数と、前記個々のリン
グシステムにおいて前記ＡＤＭを設置すべきノードと、
前記設置すべき各双方向リングシステムを経由するチャ
ネルに割り当てるスロット番号とを決定するステップ
と、 を含むプログラムを記録したコンピュータに読取り可能
な記録媒体。 - 【請求項５】 ネットワークの設計方法をコンピュータ
に実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であ
って、 ネットワークにおけるノードとスパンの接続関係と、チ
ャネルを終端するノードであるデマンドペアと、クロス
コネクト装置を設置可能なノードであるハブとから、双
方向リングシステムが設置可能なリングの候補と、前記
デマンドペア及び前記ハブに含まれるノードの並びに基
づいて前記各デマンドペア間に設定可能な各パスの候補
の経路をそれぞれ与えるステップと、 前記各パスに割り当てる容量を表わす変数と、ｒ番目の
前記リングの候補にｋ番目の前記双方向リングシステム
を設置するか否かを表わす変数と、前記ｒ番目のリング
の候補に含まれる前記ノードにおいて、前記ｒ番目のリ
ングの候補に設置される前記ｋ番目の双方向リングシス
テムから前記チャネルを分岐・挿入するためのアドドロ
ップマルチブレクサ装置を設置するか否かを表わす変数
と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前記ｋ番目
の双方向リングシステムにおいて前記ｒ番目のリングの
候補に含まれかつ前記各デマンドペアに対する前記各パ
スの候補の少なくともいずれか一つの経路上に含まれる
個々の隣接ノード間で時計回りもしくは反時計回りの経
路上に各スロット番号を割り当てた前記チャネルを経由
させるか否か表わす変数と、前記各パスの候補の少なく
ともいずれか一つの経路上に存在する個々の隣接ノード
において、前記隣接ノードを含む前記各リングの候補に
設置される前記各双方向リングシステムを経由すべきチ
ャネルの総数は、前記隣接ノードを経由する全てのパス
に割り当てられた容量の総和より小さくないことを表わ
す制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補において前記
ｋ番目の双方向リングシステムが設置される場合は、前
記ｒ番目のリングの候補に含まれる個々のスパンにおい
て個々のスロット番号を割り当てられて通過できるチャ
ネルの数は、前記リングの候補に含まれかつ前記各デマ
ンドペアに対する前記各パスの候補の少なくともいずれ
か一つの経路上に含まれる各隣接ノードに対して存在す
る時計回りまたは反時計回りであってかつ前記スパンを
経由する全ての経路の中で高々１つであることを表わす
制約条件と、前記ｒ番目のリングの候補に設置される前
記ｋ番目の双方向リングシステムにおいて前記ｒ番目の
リングに含まれる個々のノードにおいてアドドロップマ
ルチプレクサ装置を設置する場合は、前記ノードにおい
て分岐・挿入すべきチャネルの総数はファイバ当たりの
スロット総数の２倍を超えないことを表わす制約条件と
を少なくとも含む整数計画問題を生成するステップと、 前記整数計画問題を解いてえられる解に基づいて前記各
リングの候補に設置すべき前記双方向リングシステムの
台数と、個々の前記システムにおいて、アドドロップマ
ルチプレクサ装置を設置すべきノードと、前記設置すべ
き各双方向リングシステムを経由するチャネルに割り当
てるスロット番号とを少なくとも決定するステップと、 を含むプログラムを記録したコンピュータに読取り可能
な記録媒体。 - 【請求項６】 請求項４または５記載の記録媒体であっ
て、前記整数計画問題は、前記個々のデマンドペアが使
用可能な各パスの候補の少なくともいずれか一つに中継
ノードとして含まれる個々のハブに対して、前記ハブを
経路上に含むパスに割り当てる容量は０とし、前記デマ
ンドペアの各パス候補に割り当てる容量の総和は前記デ
マンドペアの要求容量より小さくないという制約条件を
含むプログラムを記録したコンピュータに読取り可能な
記録媒体。
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|---|---|---|---|
| JP17991998A JP3196728B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | ネットワークの設計方法及びその制御プログラムを記録した記録媒体 |
| US09/339,654 US6707823B1 (en) | 1998-06-26 | 1999-06-24 | Network designing method and recording medium on which the control program is recorded |
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|---|---|---|---|
| JP17991998A JP3196728B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | ネットワークの設計方法及びその制御プログラムを記録した記録媒体 |
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|---|---|---|---|
| JP17991998A Expired - Fee Related JP3196728B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | ネットワークの設計方法及びその制御プログラムを記録した記録媒体 |
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