JP4024266B2 - Optical path arrangement search method, optical path arrangement search apparatus and program - Google Patents

Optical path arrangement search method, optical path arrangement search apparatus and program Download PDF

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Description

この発明は、波長分割多重を用いた光通信ネットワークで用いられる、光パス配置検索装置、光パス配置検索方法及びプログラムに関するものである。   The present invention relates to an optical path arrangement search device, an optical path arrangement search method, and a program used in an optical communication network using wavelength division multiplexing.

近年、インターネットの普及等により通信需要が急速に増大している。それに対応して光ファイバ等を用いた高速でかつ大容量の光通信ネットワークが整備されつつある。このような光通信ネットワークで用いられる技術として、波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)が注目されている。WDMは、光波長が異なる搬送波を多重化する技術である。WDMを用いることにより、1本の光伝送路に複数の搬送波を並列的に伝搬させることができる。このため、大容量の光通信ネットワークを低コストで構築することができる。   In recent years, communication demand has been rapidly increasing due to the spread of the Internet and the like. Correspondingly, a high-speed and large-capacity optical communication network using an optical fiber or the like is being developed. As a technique used in such an optical communication network, wavelength division multiplexing (WDM) is drawing attention. WDM is a technique for multiplexing carrier waves having different optical wavelengths. By using WDM, a plurality of carrier waves can be propagated in parallel on one optical transmission line. For this reason, a large-capacity optical communication network can be constructed at low cost.

WDMを用いた光通信ネットワークは、ルータをそれぞれ備える複数のノード装置と、光ファイバで構成される、ノード装置間を接続する光伝送路とを備えて構成される。この光通信ネットワークにおいて、各ノード装置として、光分岐挿入機能(OADM:Optical Add Drop Multiplexer)や光クロスコネクト機能(OXC:Optical Cross Connect)等を備えるものが使用される。OADMは、WDMを用いて波長多重された搬送波に他の波長の搬送波を挿入したり、当該波長多重された搬送波から特定波長の搬送波を分岐させたりする機能である。また、OXCは、WDMを用いて多重化された搬送波の伝播経路を、波長単位で切り替える機能である。これらの機能を用いることにより、光伝送路によって構築された光通信ネットワーク上に、複数の光パスからなる光パス配置を構築することが可能になる。   An optical communication network using WDM includes a plurality of node devices each provided with a router, and an optical transmission path that is configured by optical fibers and connects the node devices. In this optical communication network, devices having an optical add / drop function (OADM), an optical cross connect function (OXC), and the like are used as each node device. OADM is a function that inserts a carrier wave of another wavelength into a carrier wave that is wavelength-multiplexed using WDM, and branches a carrier wave of a specific wavelength from the wavelength-multiplexed carrier wave. OXC is a function for switching a propagation path of a carrier wave multiplexed using WDM on a wavelength basis. By using these functions, it is possible to construct an optical path arrangement composed of a plurality of optical paths on an optical communication network constructed by optical transmission paths.

WDMを用いた光通信ネットワークで障害又は輻輳などの通信を妨げる状況が発生した場合に、動的に光パス配置を変更することにより、通信を妨げる状況が発生している光パスを回避し、これにより、通信状態を復旧する方法が提案されている。光パス配置の変更は、障害又は輻輳区間(以下、単に障害区間と称する。)を迂回することにより、又は、輻輳が発生したノード装置をカットスルーさせることにより可能になる。ここで、カットスルーとは、当該ノード装置が備えるルーティング機能を使用せずに、すなわち、OADM又はOXCのみを用いて、光信号を、そのまま通過させることである(例えば、特許文献1参照)。輻輳が発生したノード装置にカットスルーパスを設定することにより、当該ノード装置の処理負荷を軽減することができる。   When a situation that hinders communication such as failure or congestion occurs in an optical communication network using WDM, by dynamically changing the optical path arrangement, an optical path in which a situation that hinders communication occurs is avoided, Thus, a method for restoring the communication state has been proposed. The optical path arrangement can be changed by bypassing a failure or congestion section (hereinafter simply referred to as a failure section) or by cutting through a node device in which congestion has occurred. Here, the cut-through means that an optical signal is passed as it is without using the routing function of the node device, that is, using only OADM or OXC (for example, refer to Patent Document 1). By setting a cut-through path for a node device in which congestion has occurred, the processing load on the node device can be reduced.

光パスを動的に変更して障害区間を迂回する方法としては、専用プロテクション法や共有プロテクション法が知られている。専用プロテクション法は、1本の光パスを他の1本の光パスで代用する方法である。また、共有プロテクション法は、複数本の光パスを他の1本の光パスで代用する方法である。
特開2002−374921号公報
A dedicated protection method and a shared protection method are known as methods for dynamically changing an optical path to bypass a faulty section. The dedicated protection method is a method of substituting one optical path with another optical path. The shared protection method is a method of substituting a plurality of optical paths with another single optical path.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-354921

ここで、上述した従来の専用プロテクション法及び共有プロテクション法のいずれも、特定のノード装置にトラフィックが集中した場合、当該ノード装置をカットスルーする光パスを新たに設定することによって、当該ノード装置の処理負荷を軽減することができる。しかし、これらの従来の方法によれば、単に障害区間を迂回することにより通信状況を復旧する方法にすぎず、迂回後の光パス配置は、必ずしも最適な光パス配置とはいえない。それは、上述したような当該ノード装置をカットスルーする光パスの設定が、他のノード装置の処理負荷を増大させてしまう場合があるからである。   Here, in the conventional dedicated protection method and the shared protection method described above, when traffic is concentrated on a specific node device, a new optical path that cuts through the node device is newly set. Processing load can be reduced. However, these conventional methods are merely methods for recovering the communication state by bypassing the faulty section, and the optical path arrangement after detouring is not necessarily the optimal optical path arrangement. This is because the setting of the optical path that cuts through the node device as described above may increase the processing load of other node devices.

また、これらの従来の方法によれば、光パスの設定が変更される場合、当該光通信ネットワークでは、IP(Internet protocol)レイヤのルーティング情報も変更される。従って、新たにカットスルーパスを設定した場合に、そのカットスルーパスが最適経路であると判断されて、当該カットスルーパスにトラフィックが集中する場合がある。このような場合、カットスルーされるノード装置の処理負荷が過大になることはないが、当該カットスルーパスの終端をなすノード装置では処理負荷が増大してしまう。   Also, according to these conventional methods, when the setting of the optical path is changed, the routing information of the IP (Internet protocol) layer is also changed in the optical communication network. Therefore, when a new cut-through path is set, it is determined that the cut-through path is the optimum route, and traffic may concentrate on the cut-through path. In such a case, the processing load on the cut-through node device does not become excessive, but the processing load increases at the node device that terminates the cut-through path.

このような理由から、カットスルーパスを新たに設定する際には、IPレイヤでの経路変更も考慮した上で、光通信ネットワーク全体でトラフィックの集中が発生しないようにすることが望まれる。   For this reason, when a new cut-through path is set, it is desired that traffic concentration does not occur in the entire optical communication network in consideration of a route change in the IP layer.

しかしながら、光通信ネットワーク全体での光パス配置の設定パターン数は、その光通信ネットワークで使用される波長数やノード装置数の増加に応じて、指数関数的に増加する。このため、すべての設定パターンについて光通信ネットワーク全体でのトラフィック発生状況を予想して最適なカットスルーパスを選択しようとすると、処理負担が膨大となり、著しく非効率で現実的でない。   However, the number of setting patterns of the optical path arrangement in the entire optical communication network increases exponentially as the number of wavelengths and the number of node devices used in the optical communication network increase. For this reason, if it is attempted to select an optimal cut-through path by predicting the traffic generation situation in the entire optical communication network for all setting patterns, the processing load becomes enormous, which is extremely inefficient and unrealistic.

この問題を解決するために、発明者が鋭意研究を行ったところ、設定されている現実的な光パス配置から得られる、観念的な光パス配置である論理トポロジを維持したまま、光パス配置の検索を行うと、全ての光パス配置についての検索を行わずに、より好適な光パス配置を効率的に得ることが可能であることを見出した。   In order to solve this problem, the inventors have conducted intensive research and found that the optical path arrangement is maintained while maintaining the logical topology that is the ideal optical path arrangement obtained from the set realistic optical path arrangement. It was found that a more preferable optical path arrangement can be efficiently obtained without performing a search for all the optical path arrangements.

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、光パス配置を効率的に得ることができる光パス配置検索方法、光パス配置検索装置及びプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical path arrangement search method, an optical path arrangement search apparatus, and a program capable of efficiently obtaining an optical path arrangement. There is.

上述した目的を達成するために、この発明の、遺伝的アルゴリズムを用いる、光パス配置検索方法は、複数のノード装置と、隣接するノード装置間を接続して波長多重信号を伝送する光ファイバとを備える光通信ネットワークで、複数のノード装置の各々が中継するトラフィックについて、現用光パス配置より好適な、現実的な光パス配置を検索するにあたり実施され、以下の過程を備えている。   In order to achieve the above-mentioned object, an optical path arrangement search method using a genetic algorithm according to the present invention includes a plurality of node devices and an optical fiber for transmitting wavelength multiplexed signals by connecting adjacent node devices. In the optical communication network including the above, the present invention is implemented in searching for a realistic optical path arrangement more suitable than the working optical path arrangement for traffic relayed by each of a plurality of node devices, and includes the following steps.

先ず、論理トポロジ取得過程において、論理トポロジ取得手段が、設定済みの、複数の光パスからなる現用光パス配置に対して、複数の光パスを枝とし、複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、現用光パス配置から、枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る。次に、初期コード群生成過程において、初期コード群生成手段が、ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素として含む、複数の遺伝子コードからなる初期コード群を生成する。次に、最優秀コード選択過程において、最優秀コード選択手段が、初期コード群に属する複数の遺伝子コードの各々を論理トポロジに対応付けて評価し、現実的な光パス配置を設定するのに最も優れている遺伝子コードを最優秀コードとして選択する。次に、確率的コード選択過程において、確率的コード選択手段が、最優秀コードを除いた初期コード群から、評価の結果、優れている遺伝子コードほど選択される確率が大きくなる選択確率で、所定の個数の遺伝子コードを選択する。次に、コード交叉過程において、コード交叉手段が、確率選択コード群に属する遺伝子コードのペアを複数用意し、ペアごとに遺伝子コードを交叉させて、交叉コード群を得る。次に、突然変異過程において、突然変異手段が、交叉コード群に属する一部の遺伝子コードに対して突然変異を起こさせる。次に、次世代コード群生成過程において、次世代コード群生成手段が、交叉コード群から、突然変異を起こさせなかった遺伝子コードを1つ選択し、当該選択された遺伝子コードを最優秀コードと取り替える。その後、交叉コード群を初期コード群として、最優秀コード選択過程を行う。   First, in the logical topology acquisition process, the logical topology acquisition means includes a node device that branches a plurality of optical paths and terminates the plurality of optical paths with respect to a set working optical path arrangement including a plurality of optical paths. By using the nodes, a logical topology is obtained which is composed of branches and nodes from the working optical path arrangement and gives an ideal optical path arrangement. Next, in the initial code group generation process, the initial code group generation means generates an initial code group including a plurality of gene codes including the node number given to each node device as an element. Next, in the best code selection process, the best code selection means evaluates each of the plurality of gene codes belonging to the initial code group in association with the logical topology, and sets the realistic light path arrangement most. The best genetic code is selected as the best code. Next, in the probabilistic code selection process, the probabilistic code selection means has a selection probability that increases the probability that a superior gene code is selected from the initial code group excluding the best code as a result of the evaluation. Select the number of gene codes. Next, in the code crossover process, the code crossover means prepares a plurality of gene code pairs belonging to the probability selection code group and crosses the gene code for each pair to obtain a crosscode group. Next, in the mutation process, the mutation means causes a mutation in a part of the gene code belonging to the cross code group. Next, in the next generation code group generation process, the next generation code group generation means selects one gene code that has not caused mutation from the cross code group, and selects the selected gene code as the best code. replace. Thereafter, the best code selection process is performed using the cross code group as the initial code group.

この発明の最適光パス配置検索方法の他の好適な実施形態によれば、以下の過程を備えている。   According to another preferred embodiment of the optimum optical path arrangement searching method of the present invention, the following steps are provided.

先ず、論理トポロジ取得過程において、論理トポロジ取得手段が、設定済みの、複数の光パスからなる現用光パス配置に対して、複数の光パスを枝とし、複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、現用光パス配置から、枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る。次に、ランダムコード生成過程において、ランダムコード生成手段が、ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素に含むランダムコードを生成する。次に、最優秀コード選択過程において、最優秀コード選択手段が、ランダムコードを論理トポロジに対応付けて評価し、現用パス配置よりも優れているときは、ランダムコードを最優秀コードとして選択する。   First, in the logical topology acquisition process, the logical topology acquisition means includes a node device that branches a plurality of optical paths and terminates the plurality of optical paths with respect to a set working optical path arrangement including a plurality of optical paths. By using the nodes, a logical topology is obtained which is composed of branches and nodes from the working optical path arrangement and gives an ideal optical path arrangement. Next, in the random code generation process, the random code generation means generates a random code including the node number given to each node device as an element. Next, in the best code selection process, the best code selection means evaluates the random code in association with the logical topology, and selects the random code as the best code when it is superior to the working path arrangement.

上述した目的を達成するために、この発明の、複数のノード装置と、隣接するノード装置間を接続して、波長多重信号を伝送する光ファイバとを備える光通信ネットワークで、複数のノード装置の各々が中継するトラフィックについて、現用光パス配置より好適な、現実的な光パス配置を検索する光パス配置検索装置は、論理トポロジ取得手段と、初期コード群生成手段と、最優秀コード選択手段と、終了条件判定手段と、確率的コード選択手段と、コード交叉手段と、突然変異手段と、次世代コード群生成手段とを備えている。   In order to achieve the above-described object, an optical communication network comprising a plurality of node devices and an optical fiber that connects adjacent node devices and transmits a wavelength division multiplexed signal. An optical path arrangement search device that searches for a realistic optical path arrangement that is more suitable than the working optical path arrangement for traffic relayed by each of the logical topology acquisition means, the initial code group generation means, the best code selection means, Ending condition determining means, probabilistic code selecting means, code crossing means, mutation means, and next generation code group generating means.

論理トポロジ取得手段は、設定済みの、複数の光パスからなる現用光パス配置に対して、複数の光パスを枝とし、複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、現用光パス配置から、枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る。初期コード群生成手段は、ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素に含む、複数の遺伝子コードからなる初期コード群を生成する。最優秀コード選択手段は、初期コード群に属する複数の遺伝子コードの各々を論理トポロジに対応付けて評価し、最も優れている遺伝子コードを最優秀コードとして選択する。終了条件判定手段は、終了条件を満たしているか否かの判定を行う。確率的コード選択手段は、最優秀コードを除いた初期コード群から、評価の結果、優れている遺伝子コードほど選択される確率が大きくなる選択確率で、所定の個数の遺伝子コードを選択して、確率選択コード群を得る。コード交叉手段は、確率選択コード群に属する遺伝子コードのペアを複数用意し、ペアごとに遺伝子コードを交叉させて、交叉コード群を得る。突然変異手段は、交叉コード群に属する一部の遺伝子コードに対して、突然変異を起こさせる。次世代コード群生成手段は、交叉コード群から、突然変異を行わなかった遺伝子コードを1つ選択し、最優秀コードと取り替える。   The logical topology acquisition unit is configured to use a plurality of optical paths as branches and a node device that terminates the plurality of optical paths as nodes for the set working optical path arrangement including a plurality of optical paths. From the path arrangement, a logical topology composed of branches and nodes and giving an ideal optical path arrangement is obtained. The initial code group generation means generates an initial code group composed of a plurality of gene codes including the node number given to each node device as an element. The best code selection means evaluates each of the plurality of gene codes belonging to the initial code group in association with the logical topology, and selects the best gene code as the best code. The end condition determining means determines whether or not the end condition is satisfied. Probabilistic code selection means, from the initial code group excluding the best code, as a result of evaluation, select a predetermined number of gene codes with a selection probability that the greater the probability that the better gene code will be selected, A probability selection code group is obtained. The code crossing means prepares a plurality of gene code pairs belonging to the probability selection code group, and crosses the gene code for each pair to obtain a cross code group. The mutation means causes a mutation in a part of the gene code belonging to the cross code group. The next generation code group generation means selects one gene code that has not been mutated from the cross code group and replaces it with the best code.

この発明の光パス配置検索装置の他の好適な実施形態によれば、論理トポロジ取得手段と、ランダムコード生成手段と、最優秀コード選択手段と、終了条件判定手段とを備えている。   According to another preferred embodiment of the optical path arrangement search device of the present invention, the optical path arrangement search device includes a logical topology acquisition unit, a random code generation unit, a best code selection unit, and an end condition determination unit.

論理トポロジ取得手段は、設定済みの、複数の光パスからなる現用光パス配置に対して、複数の光パスを枝とし、複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、現用光パス配置から、枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る。ランダムコード生成手段は、ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素に含む、ランダムコードを生成する。最優秀コード選択手段は、ランダムコードを論理トポロジに対応付けて評価し、最優秀コード又は現用光パス配置よりも優れているときは、ランダムコードを新たに最優秀コードとして選択する。終了条件判定手段は、終了条件を満たしているか否かの判定を行う。   The logical topology acquisition unit is configured to use a plurality of optical paths as branches and a node device that terminates the plurality of optical paths as nodes for the set working optical path arrangement including a plurality of optical paths. From the path arrangement, a logical topology composed of branches and nodes and giving an ideal optical path arrangement is obtained. The random code generation means generates a random code including a node number given to each node device as an element. The best code selection means evaluates the random code in association with the logical topology, and when it is superior to the best code or the working optical path arrangement, newly selects the random code as the best code. The end condition determining means determines whether or not the end condition is satisfied.

上述した目的を達成するために、この発明のプログラムは、複数のノード装置と、隣接するノード装置間を接続して波長多重信号を伝送する光ファイバとを備える光通信ネットワークで、複数のノード装置の各々が中継するトラフィックについて、現用光パス配置より好適な、現実的な光パス配置を検索する光パス配置検索装置に、論理トポロジ取得手段と、初期コード群生成手段と、最優秀コード選択手段と、終了条件判定手段と、確率的コード選択手段と、コード交叉手段と、突然変異手段と、次世代コード群生成手段とを実現させる。   In order to achieve the above-described object, a program according to the present invention provides an optical communication network including a plurality of node devices and an optical fiber that connects adjacent node devices and transmits a wavelength multiplexed signal. An optical path arrangement search device that searches for a realistic optical path arrangement that is more suitable than the working optical path arrangement for traffic relayed by each of the above, a logical topology acquisition means, an initial code group generation means, and a best code selection means And termination condition determination means, probabilistic code selection means, code crossover means, mutation means, and next-generation code group generation means.

論理トポロジ取得手段は、設定済みの、複数の光パスからなる現用光パス配置に対して、複数の光パスを枝とし、複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、現用光パス配置から、枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る。初期コード群生成手段は、ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素に含む、複数の遺伝子コードからなる初期コード群を生成する。最優秀コード選択手段は、初期コード群に属する複数の遺伝子コードの各々を論理トポロジに対応付けて評価し、最も優れている遺伝子コードを最優秀コードとして選択する。終了条件判定手段は、終了条件を満たしているか否かの判定を行う。確率的コード選択手段は、最優秀コードを除いた初期コード群から、評価の結果、優れている遺伝子コードほど選択される確率が大きくなる選択確率で、所定の個数の遺伝子コードを選択して、確率選択コード群を得る。コード交叉手段は、確率選択コード群に属する遺伝子コードのペアを複数用意し、ペアごとに遺伝子コードを交叉させて、交叉コード群を得る。突然変異手段は、交叉コード群に属する一部の遺伝子コードに対して、突然変異を起こさせる。次世代コード群生成手段は、交叉コード群から、突然変異を行わなかった遺伝子コードを1つ選択し、最優秀コードと取り替える。   The logical topology acquisition unit is configured to use a plurality of optical paths as branches and a node device that terminates the plurality of optical paths as nodes for the set working optical path arrangement including a plurality of optical paths. From the path arrangement, a logical topology composed of branches and nodes and giving an ideal optical path arrangement is obtained. The initial code group generation means generates an initial code group composed of a plurality of gene codes including the node number given to each node device as an element. The best code selection means evaluates each of the plurality of gene codes belonging to the initial code group in association with the logical topology, and selects the best gene code as the best code. The end condition determining means determines whether or not the end condition is satisfied. Probabilistic code selection means, from the initial code group excluding the best code, as a result of evaluation, select a predetermined number of gene codes with a selection probability that the greater the probability that the better gene code will be selected, A probability selection code group is obtained. The code crossing means prepares a plurality of gene code pairs belonging to the probability selection code group, and crosses the gene code for each pair to obtain a cross code group. The mutation means causes a mutation in a part of the gene code belonging to the cross code group. The next generation code group generation means selects one gene code that has not been mutated from the cross code group and replaces it with the best code.

この発明のプログラムの他の好適な実施形態によれば、光パス配置検索装置に、論理トポロジ取得手段と、ランダムコード生成手段と、最優秀コード選択手段と、終了条件判定手段とを実現させる。   According to another preferred embodiment of the program of the present invention, the optical path arrangement search device is caused to realize a logical topology acquisition unit, a random code generation unit, a best code selection unit, and an end condition determination unit.

論理トポロジ取得手段は、設定済みの、複数の光パスからなる現用光パス配置に対して、複数の光パスを枝とし、複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、現用光パス配置から、枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る。ランダムコード生成手段は、ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素に含むランダムコードを生成する。最優秀コード選択手段は、ランダムコードを論理トポロジに対応付けて評価し、最優秀コード又は現用光パス配置よりも優れているときは、ランダムコードを新たに最優秀コードとして選択する。終了条件判定手段は、終了条件を満たしているか否かの判定を行う。   The logical topology acquisition unit is configured to use a plurality of optical paths as branches and a node device that terminates the plurality of optical paths as nodes for the set working optical path arrangement including a plurality of optical paths. From the path arrangement, a logical topology composed of branches and nodes and giving an ideal optical path arrangement is obtained. The random code generating means generates a random code including a node number given to each node device as an element. The best code selection means evaluates the random code in association with the logical topology, and when it is superior to the best code or the working optical path arrangement, newly selects the random code as the best code. The end condition determining means determines whether or not the end condition is satisfied.

この発明の光パス配置検索方法、光パス配置検索装置、及びプログラムによれば、観測したトラフィックに基づいて、光パス配置を設定するので、現在のトラフィックに好適な光パス配置を構成することができる。また、論理トポロジを維持したまま、新たなパス配置を検索するので、例えば、ネットワークの連結性などの判定を行う必要がなく、各ノード装置を始点又は終点として設定される光パスの要望数と、各ノード装置が有する内部インタフェースの数との大小の関係から要望数に等しい数の光パスを設定できるかどうかの判定等を行うのを回避できるので、効率的にパス配置の検索が可能になる。   According to the optical path arrangement search method, optical path arrangement search apparatus, and program of the present invention, since the optical path arrangement is set based on the observed traffic, it is possible to configure an optical path arrangement suitable for the current traffic. it can. In addition, since a new path arrangement is searched while maintaining the logical topology, for example, it is not necessary to determine the connectivity of the network, and the desired number of optical paths set with each node device as a start point or an end point Since it is possible to avoid determining whether or not the number of optical paths equal to the desired number can be set based on the size relationship with the number of internal interfaces of each node device, it is possible to efficiently search for path arrangements Become.

さらに、遺伝的アルゴリズムを用いる場合には、上述の検索をより容易に行うことができる。   Furthermore, when a genetic algorithm is used, the above search can be performed more easily.

また、遺伝的アルゴリズムを用いない場合には、交叉や突然変異などの処理が不要になり、その結果、簡単な構成で好適な光パス配置の検索が可能になる。   Further, when a genetic algorithm is not used, processing such as crossover and mutation is not required, and as a result, a suitable optical path arrangement can be searched with a simple configuration.

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の、位置及び配置関係についてはこの発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the positions and arrangement relationships of the respective constituent elements are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood. In the following, a preferred configuration example of the present invention will be described. However, the numerical conditions of each component are merely preferred examples. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiment.

(第1実施形態の構成)
図1を参照して、WDMを用いる光通信ネットワークについて説明する。図1は、光通信ネットワークを説明するための概略構成図である。光通信ネットワークは、例えば、格子状に配置された複数のノード装置(以下、Nで表すこともある。)100と、隣接するノード装置100間を接続して波長多重信号を伝送する光ファイバ102とを備えて構成される。この光通信ネットワークに、光パスが設定される。
(Configuration of the first embodiment)
An optical communication network using WDM will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining an optical communication network. The optical communication network includes, for example, a plurality of node devices (hereinafter also referred to as N) 100 arranged in a lattice pattern and an optical fiber 102 that transmits wavelength multiplexed signals by connecting adjacent node devices 100. And is configured. An optical path is set in this optical communication network.

ここでは、9個のノード装置100が3×3の格子状に配置されているものとして説明する。これらのノード装置100には、それぞれ固有の識別子(ID)が割り当てられていて、ここではノードID(以下、ノード番号と称することもある。)を1から9までの自然数とする。例えば、N1はノードIDが1であるノード装置を示している。   Here, it is assumed that nine node devices 100 are arranged in a 3 × 3 grid. Each of these node devices 100 is assigned a unique identifier (ID). Here, the node ID (hereinafter also referred to as a node number) is a natural number from 1 to 9. For example, N1 indicates a node device whose node ID is 1.

各ノード装置(N1〜N9)の構成の詳細については後述するが、各ノード装置は外部ネットワークと接続されるルータ機能を有する中継部、及び、光信号の伝送経路を定める光路切換部を備えている。   Although details of the configuration of each node device (N1 to N9) will be described later, each node device includes a relay unit having a router function connected to an external network, and an optical path switching unit that determines a transmission path of an optical signal. Yes.

隣接するノード装置100間は、光ファイバ102により物理的に接続されている。これらの光ファイバには、それぞれ固有のファイバIDが割り当てられていて、ここではファイバIDを1から12までの自然数とする。また、光ファイバをFで表し、例えばF1はファイバIDが1である光ファイバを表す。光ファイバF1〜F12は、隣接するノード装置間で双方向に通信可能であり、かつ、波長多重により波長の異なる複数の光信号を多重した波長多重光信号を伝送可能であるものとする。なお、ノード装置間を接続する光ファイバは1本ずつとして、双方向波長多重通信を行う構成としても良いし、2本の光ファイバを備えて、それぞれの光ファイバは、互いに異なる一方向の波長多重通信を行う構成としても良い。光ファイバとして、使用する波長など設定に応じて、任意好適な従来周知の通信用光ファイバを用いることができる。これらのノード装置と光ファイバの接続関係は、あらかじめ後述する管理装置の記憶部等に保存されている。   Adjacent node devices 100 are physically connected by an optical fiber 102. Each of these optical fibers is assigned a unique fiber ID. Here, the fiber ID is a natural number from 1 to 12. An optical fiber is represented by F, for example, F1 represents an optical fiber having a fiber ID of 1. The optical fibers F1 to F12 can communicate bidirectionally between adjacent node devices, and can transmit a wavelength-multiplexed optical signal obtained by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths by wavelength multiplexing. In addition, it is good also as a structure which carries out bidirectional | two-way wavelength division multiplexing communication as one optical fiber connecting between node apparatuses one by one, and each optical fiber has a wavelength in one direction different from each other. It is good also as a structure which performs multiplex communication. As the optical fiber, any suitable conventionally known communication optical fiber can be used according to the setting such as the wavelength to be used. The connection relationship between these node devices and optical fibers is stored in advance in a storage unit or the like of the management device described later.

なお、ノード装置の個数、配置、及び、ノード装置間の接続関係など光通信ネットワークの構成はこの例に何ら限定されるものではない。   Note that the configuration of the optical communication network such as the number and arrangement of the node devices and the connection relationship between the node devices is not limited to this example.

図2を参照して、制御ネットワークについて説明する。図2は、制御ネットワークを説明するための概略構成図である。制御ネットワークは、ノード装置(N1〜N9)100、各ノード装置100に共通の管理装置200、及び、管理装置200と各ノード装置(N1〜N9)100との間で制御信号を伝送する制御回線202を備えて構成されている。制御回線202は、設定回線204及び測定回線206を備えている。管理装置200で生成された設定信号は、設定回線204を経てN1〜N9へ送られる。また、N1〜N9で測定されるトラフィックの測定結果は、測定回線206を経て、管理装置200へ送られる。   The control network will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining the control network. The control network includes a node device (N1 to N9) 100, a management device 200 common to each node device 100, and a control line that transmits a control signal between the management device 200 and each node device (N1 to N9) 100. 202 is comprised. The control line 202 includes a setting line 204 and a measurement line 206. The setting signal generated by the management apparatus 200 is sent to N1 to N9 via the setting line 204. The traffic measurement results measured at N1 to N9 are sent to the management apparatus 200 via the measurement line 206.

図3を参照して、この発明のノード装置の構成についてその一例につき説明する。図3は、ノード装置の構成を説明するための概略構成図である。   With reference to FIG. 3, an example of the configuration of the node device of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining the configuration of the node device.

それぞれのノード装置100は、入力部110、光路切換部130、出力部150、中継部170及び制御部300を備えている。   Each node device 100 includes an input unit 110, an optical path switching unit 130, an output unit 150, a relay unit 170, and a control unit 300.

今、それぞれのノード装置100には、4つのノード装置が隣接していて、互いに隣接するノード装置間は光ファイバ102でそれぞれ接続されているとする。従って、この場合には、ある1つのノード装置100に着目すると、当該ノード装置100は、4本の光ファイバ102が接続されている。当該ノード装置100は、これに隣接する4つの他のノード装置の1つから当該ノード装置100に波長多重信号が入力波長多重信号として送られてきて、隣接する残りの3つの他のノード装置に対し入力信号と同一又は異なる波長多重信号を出力信号として出力する。ここで、当該ノード装置に入力波長多重信号を送る隣接ノード装置を入力側ノードと称し、また、当該ノード装置から出力波長多重信号を受ける隣接ノード装置を出力側ノードと称する。また、3つの出力側ノードが受ける波長多重信号は互いに同一であっても又は異なっていても良い。   Now, assume that each node device 100 has four node devices adjacent to each other, and the adjacent node devices are connected to each other by optical fibers 102. Therefore, in this case, when attention is paid to a certain node device 100, four optical fibers 102 are connected to the node device 100. The node device 100 receives a wavelength multiplexed signal as an input wavelength multiplexed signal from one of the four other node devices adjacent to the node device 100, and sends the wavelength multiplexed signal to the remaining three other node devices. On the other hand, a wavelength multiplexed signal that is the same as or different from the input signal is output as an output signal. Here, an adjacent node device that transmits an input wavelength multiplexed signal to the node device is referred to as an input side node, and an adjacent node device that receives an output wavelength multiplexed signal from the node device is referred to as an output side node. The wavelength multiplexed signals received by the three output side nodes may be the same or different from each other.

上述した各ノード装置100は、構成が同一であるので、1つのノード装置に着目して、以下説明する。   Since each node device 100 described above has the same configuration, the following description will be given focusing on one node device.

入力部110には、入力側ノードから光ファイバ102を経て、波長多重信号が入力波長多重信号として入力される。ここでは、波長多重信号は、互いに異なる4つの波長の搬送波(以下、単波長信号と称する。)が多重されたものとするが、多重される波長の数は、何ら4に限定されるものではない。   A wavelength multiplexed signal is input to the input unit 110 as an input wavelength multiplexed signal from the input side node via the optical fiber 102. Here, it is assumed that the wavelength multiplexed signal is a carrier of four different wavelengths (hereinafter referred to as a single wavelength signal), but the number of multiplexed wavelengths is not limited to four. Absent.

上述の着目したノード装置100の出力部150からは、出力側ノードに対して光ファイバ102を経て、波長多重信号が出力波長多重信号として出力される。ここでは、隣接するノード装置を4つとしているので、出力部150には、4本の光ファイバ102が接続されている。   From the output unit 150 of the node device 100 focused on, the wavelength multiplexed signal is output as an output wavelength multiplexed signal via the optical fiber 102 to the output side node. Here, since there are four adjacent node devices, four optical fibers 102 are connected to the output unit 150.

なお、ここでは隣接するノード装置の数を4つとして説明するが、隣接するノード装置の数は、光通信ネットワークの構成、及び、光通信ネットワークにおけるノード装置の位置によって増減する。   Note that although the number of adjacent node devices is described here as four, the number of adjacent node devices varies depending on the configuration of the optical communication network and the position of the node device in the optical communication network.

入力部110は、光増幅器112及び分波器114を一組とする組を備えて構成される。その組数を、入力部110に接続されている光ファイバ102の本数と同じ数とする。ここでは、入力部110は、4つの光増幅器112及び4つの分波器114を備えている。各送信元のノード装置からそれぞれ対応する光ファイバ102を経て入力された波長多重信号は、光増幅器112で増幅された後、分波器114で、λ1〜λ4の波長ごとの単波長信号にそれぞれ分波され、然る後、後述する光路切換部130に送られる。入力部110には、4本の光ファイバ102が接続されているので、光路切換部130に送られる単波長信号は16系統になる。ここで使用する光増幅器112として、好ましくは、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA:Erbium−Doped Fiber Amplifier)を用いることができる。また、分波器114として、例えば、アレイ導波路回折格子(AWG:Arrayed−Waveguide Grating)を用いることができる。   The input unit 110 includes a set including the optical amplifier 112 and the duplexer 114 as a set. The number of sets is the same as the number of optical fibers 102 connected to the input unit 110. Here, the input unit 110 includes four optical amplifiers 112 and four duplexers 114. The wavelength multiplexed signals input from the respective node devices of the transmission sources through the corresponding optical fibers 102 are amplified by the optical amplifier 112 and then converted into single wavelength signals for each wavelength of λ1 to λ4 by the demultiplexer 114, respectively. After being demultiplexed, it is sent to an optical path switching unit 130 described later. Since the four optical fibers 102 are connected to the input unit 110, there are 16 single wavelength signals sent to the optical path switching unit 130. As the optical amplifier 112 used here, for example, an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) can be preferably used. Further, as the duplexer 114, for example, an arrayed-waveguide grating (AWG) can be used.

出力部150は、出力部150に接続されている光ファイバ102の本数と同じ数の、合波器154及び光増幅器152を一組とする組を備えて構成される。ここでは、出力部150は、4つの合波器154及び4つの光増幅器152を備えている。光路切換部130から入力された単波長信号は、送信先のノード装置ごとに合波器154で合波、すなわち波長多重される。波長多重により得られた波長多重信号は、光増幅器152で増幅された後、出力される。ここで、光増幅器152として、好ましくは、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)を用いることができる。また、合波器154として、好ましくは、例えば、アレイ導波路回折格子(AWG)を用いることができる。   The output unit 150 is configured to include a set including the multiplexer 154 and the optical amplifier 152, which is the same number as the number of the optical fibers 102 connected to the output unit 150. Here, the output unit 150 includes four multiplexers 154 and four optical amplifiers 152. The single wavelength signal input from the optical path switching unit 130 is multiplexed, that is, wavelength-multiplexed, by the multiplexer 154 for each destination node device. The wavelength multiplexed signal obtained by wavelength multiplexing is amplified by the optical amplifier 152 and then output. Here, for example, an erbium-doped optical fiber amplifier (EDFA) can be preferably used as the optical amplifier 152. Further, as the multiplexer 154, for example, an arrayed waveguide diffraction grating (AWG) can be preferably used.

光路切換部130は、終端部132と光スイッチ部140を備えている。   The optical path switching unit 130 includes a termination unit 132 and an optical switch unit 140.

終端部132は、入力部110から送られた16系統の単波長信号それぞれに対して通過(カットスルー)状態と終端(ターミネート)状態との設定状態の切換を行う機能を備えている。この光路切換は、管理装置200からの光路切換信号に応答して、行われる。ここで通過状態とは、分波器114から受け取った単波長信号を、中継部170で中継しないで、直接光スイッチ部140に送っている状態である。また、終端状態は、分波器114から受け取った単波長信号を中継部170に送り、かつ中継部170から受け取った単波長信号を光スイッチ部140へ送っている状態、すなわち、単波長信号を中継部170で中継する状態である。   The termination unit 132 has a function of switching a set state between a pass (cut-through) state and a termination (terminate) state for each of the 16 systems of single wavelength signals sent from the input unit 110. This optical path switching is performed in response to an optical path switching signal from the management apparatus 200. Here, the passing state is a state in which the single wavelength signal received from the duplexer 114 is sent directly to the optical switch unit 140 without being relayed by the relay unit 170. The termination state is a state in which the single wavelength signal received from the duplexer 114 is sent to the relay unit 170 and the single wavelength signal received from the relay unit 170 is sent to the optical switch unit 140, that is, the single wavelength signal is In this state, the relay unit 170 relays.

終端部132は、この機能を実現するために、16系統の単波長信号が通る光路のそれぞれに、例えば、任意好適な周知のOADM(Optical Add Drop Multiplexing)装置又はOXC(Optical CrossConnect)装置を備えて構成される。ここでは、終端部132は16個のOADM装置(図示を省略する。)を備えた構成とし、各OADM装置は、制御部300からのOADM制御信号に応答して、終端状態と通過状態とを切換える。終端部132は、入力部110から送られる単波長信号と同じく16系統の単波長信号を光スイッチ部140に送る。   In order to realize this function, the termination unit 132 includes, for example, any suitable well-known OADM (Optical Add Multiplexing) device or OXC (Optical Cross Connect) device in each of the optical paths through which 16 single-wavelength signals pass. Configured. Here, the termination unit 132 is configured to include 16 OADM devices (not shown), and each OADM device has a termination state and a passing state in response to an OADM control signal from the control unit 300. Switch. The termination unit 132 sends 16 single-wavelength signals to the optical switch unit 140 in the same manner as the single-wavelength signal sent from the input unit 110.

光スイッチ部140に入力された単波長信号は、出力部150で波長多重された後、出力部150に接続されている4本の光ファイバ102のいずれか1つを経て、隣接する他のノード装置に送られる。この単波長信号の光路の切換えは、16系統の単波長信号のそれぞれに対して行われるため、光スイッチ部140は、例えば16個の1×4光スイッチ装置を備えて構成される。ここで1×4光スイッチ装置は、4つの出力端子を備えていて、入力された単波長信号を、いずれか1つの出力端子から出力する、任意好適な周知のものを用いることができる。各1×4光スイッチ装置の出力端子のそれぞれは、第1〜4の合波器154に接続されている。各1×4光スイッチ装置は、管理装置200から制御部300を経て与えられる光路切換信号に応答して、終端部132から送られた光信号を、第1〜4の合波器154のいずれか1つに出力する。   The single-wavelength signal input to the optical switch unit 140 is wavelength-multiplexed by the output unit 150, and then passes through any one of the four optical fibers 102 connected to the output unit 150 to another adjacent node. Sent to the device. Since the switching of the optical path of the single wavelength signal is performed for each of the 16 systems of single wavelength signals, the optical switch unit 140 includes, for example, 16 1 × 4 optical switch devices. Here, the 1 × 4 optical switch device includes four output terminals, and any suitable well-known device that outputs an input single wavelength signal from any one of the output terminals can be used. Each of the output terminals of each 1 × 4 optical switch device is connected to the first to fourth multiplexers 154. Each 1 × 4 optical switch device responds to an optical path switching signal given from the management device 200 via the control unit 300, and sends an optical signal sent from the termination unit 132 to any of the first to fourth multiplexers 154. Output to one.

中継部170は、ルータ180、変換装置172(172a、172b、172c、172d)及びトラフィック計測装置186を備えている。   The relay unit 170 includes a router 180, a conversion device 172 (172a, 172b, 172c, 172d), and a traffic measurement device 186.

第1〜4の変換装置172a〜172dは、電気信号から光信号への変換を行うとともに、その逆変換を行う機能を有している。それぞれの変換装置の入力端には、各分波器114の4つの出力端がそれぞれ1対1で対応している。同様に、それぞれの変換装置の出力端には、各分波器の4つの出力端がそれぞれ1対1で対応している。各変換装置172は、分波器114から送られてきた光信号を電気信号に変換してルータ180へ送る。   The first to fourth conversion devices 172a to 172d have a function of performing conversion from an electrical signal to an optical signal and the inverse conversion thereof. The four output terminals of each duplexer 114 correspond to the input terminals of the respective converters on a one-to-one basis. Similarly, the output terminals of the respective converters correspond to the four output terminals of each duplexer on a one-to-one basis. Each converter 172 converts the optical signal sent from the duplexer 114 into an electrical signal and sends it to the router 180.

ルータ180は、インタフェースとして内部インタフェース182(182a、182b、182c、182d)及び外部インタフェース184を備えている。内部インタフェース182は、波長多重信号において多重される波長の数と同じ数だけ設けられている。ここでは、光信号として、4つの波長が多重された波長多重信号が、光通信ネットワークを伝播する構成としているので、ルータ180は、4つの内部インタフェースとして、第1〜4の内部インタフェース182a〜182dを備えるものとする。   The router 180 includes an internal interface 182 (182a, 182b, 182c, 182d) and an external interface 184 as interfaces. The same number of internal interfaces 182 as the number of wavelengths multiplexed in the wavelength multiplexed signal are provided. Here, since the wavelength multiplexed signal in which four wavelengths are multiplexed propagates through the optical communication network as the optical signal, the router 180 has the first to fourth internal interfaces 182a to 182d as the four internal interfaces. Shall be provided.

ルータ180は、変換装置172から受信した、又は、外部インタフェース184から入力された電気信号を、経路情報を指定して、第1〜4の内部インタフェース182a〜182d及び外部インタフェース184から出力する。外部インタフェース184から出力された電気信号であるパケットは、トラフィック計測装置186を経て外部ネットワーク190へ送られる。   The router 180 specifies the path information and outputs the electrical signal received from the conversion device 172 or input from the external interface 184 from the first to fourth internal interfaces 182a to 182d and the external interface 184. A packet that is an electrical signal output from the external interface 184 is sent to the external network 190 via the traffic measuring device 186.

トラフィック計測装置186は、パケットからIPアドレスなどの送信元及び送信先の情報と、パケットの単位時間あたりの伝送量とをトラフィックとして取得する機能を備え、トラフィックの計測結果を、測定回線206を経て管理装置200に送信する。   The traffic measuring device 186 has a function of acquiring, as traffic, information on a source and destination such as an IP address from a packet and a transmission amount per unit time of the packet. It transmits to the management apparatus 200.

第1〜4の変換装置172a〜172dは、第1〜4の内部インタフェース182a〜182dに1対1に対応して設けられている。第1〜4の変換装置172a〜172dは、電気信号を互いに異なる波長の単波長信号に変換する。なお、第1〜4の変換装置は単波長信号の波長を変えることができる。第1〜4の変換装置172a〜172dで電気信号から変換された単波長信号は、光路切換部130へ送られる。また、第1〜4の変換装置172a〜172dは、光路切換部130から出力された単波長信号を、電気信号に変換してルータ180に送る。これらの機能は、通常の光ファイバ通信システムで用いられるものである。従って、第1〜4の変換装置172a〜172dは、任意好適な従来周知の技術を用いて実現できる。なお、内部インタフェース182及び変換装置172の個数は、何ら4に限定されるものではない。   The first to fourth conversion devices 172a to 172d are provided in a one-to-one correspondence with the first to fourth internal interfaces 182a to 182d. The first to fourth converters 172a to 172d convert electrical signals into single wavelength signals having different wavelengths. In addition, the 1st-4th converter can change the wavelength of a single wavelength signal. The single wavelength signals converted from the electrical signals by the first to fourth conversion devices 172a to 172d are sent to the optical path switching unit 130. Also, the first to fourth conversion devices 172 a to 172 d convert the single wavelength signal output from the optical path switching unit 130 into an electrical signal and send it to the router 180. These functions are used in a normal optical fiber communication system. Therefore, the 1st-4th conversion apparatus 172a-172d is realizable using arbitrary suitable conventionally well-known techniques. The numbers of internal interfaces 182 and conversion devices 172 are not limited to four.

ルータ180は、複数のインタフェースを備える任意好適な周知のものを用いることができる。ルータ180が備える複数のインタフェースのうち、一部を第1〜4の内部インタフェース182a〜182dとして用い、残りを外部インタフェース184として用いれば良い。   As the router 180, any suitable well-known one having a plurality of interfaces can be used. Of the plurality of interfaces included in the router 180, some may be used as the first to fourth internal interfaces 182a to 182d, and the rest may be used as the external interface 184.

管理装置200から各ノード装置に送られる設定信号は、ルータ180が備える経路情報を書き換える経路書換信号、終端部132に対する終端制御信号、及び光スイッチ部140に対する切換制御信号を含んでいる。設定信号は、管理装置200から設定回線204を経て制御部300に送られる。制御部300は、設定信号の受信に応答してルータ180、終端部132及び光スイッチ部140に、それぞれ、経路書換信号、終端制御信号及び切換制御信号を送信する。   The setting signal sent from the management device 200 to each node device includes a route rewriting signal for rewriting route information included in the router 180, a termination control signal for the termination unit 132, and a switching control signal for the optical switch unit 140. The setting signal is sent from the management device 200 to the control unit 300 via the setting line 204. In response to receiving the setting signal, the control unit 300 transmits a route rewriting signal, a termination control signal, and a switching control signal to the router 180, the termination unit 132, and the optical switch unit 140, respectively.

図4は、管理装置200を説明するための概略構成図である。管理装置は、最適な光パス配置を検索する最適光パス配置検索装置として機能する。管理装置200は、MPU(Microprocessing Unit)210、記憶部212、送信部214、受信部216、及び入出力部218を備えて構成される、周知のコンピュータ等を用いることができる。入出力部218は、コンピュータに通常用いられるキーボード及びマウス等の公知の入力装置、及びディスプレイ等の表示装置を備えている。記憶部212には、ハードディスク等の任意好適な周知の記憶装置が用いられる。MPU210は、周知の構成とすることができ、ここでは、中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)220と、メモリとしてのRAM(Random Access Memory)222及びROM(Read Only Memory)224を備える構成としている。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram for explaining the management apparatus 200. The management device functions as an optimum optical path arrangement search device that searches for an optimum optical path arrangement. The management device 200 can use a known computer or the like that includes an MPU (Microprocessing Unit) 210, a storage unit 212, a transmission unit 214, a reception unit 216, and an input / output unit 218. The input / output unit 218 includes a known input device such as a keyboard and a mouse that are normally used in a computer, and a display device such as a display. As the storage unit 212, any suitable known storage device such as a hard disk is used. The MPU 210 can have a well-known configuration. In this example, the MPU 210 includes a central processing unit (CPU) 220, a RAM (Random Access Memory) 222 as a memory, and a ROM (Read Only Memory) 224. Yes.

CPU220が備える制御手段226は、ROM224等に読み出し自在に記録されているプログラムを読み出して、当該プログラムを実行することにより、CPU220の機能手段として、トラフィック監視手段230、経路変更判定手段252、中継トラフィック計算手段254、論理トポロジ取得手段262、初期コード群生成手段264、コード並べ替え手段266、最優秀コード選択手段268、終了条件判定手段270、確率的コード選択手段272、予備コード生成手段274、予備コード交叉手段276、コード復元手段278、突然変異手段280、次世代コード群生成手段282及び経路配置移行手段290を実現する。なお、各機能手段での処理の詳細は後述する。   The control means 226 provided in the CPU 220 reads out a program recorded in the ROM 224 or the like so as to be readable, and executes the program, whereby the traffic monitoring means 230, the route change determination means 252 and the relay traffic are functioned as the CPU 220. Calculation means 254, logical topology acquisition means 262, initial code group generation means 264, code rearrangement means 266, best code selection means 268, end condition determination means 270, probabilistic code selection means 272, spare code generation means 274, spare The code crossing unit 276, the code restoration unit 278, the mutation unit 280, the next generation code group generation unit 282, and the path arrangement transition unit 290 are realized. Details of processing in each functional unit will be described later.

送信部214及び受信部216は、任意好適な周知の入力インタフェースとすることができる。管理装置200に送られたノード(N1〜N9)でのトラフィックの測定結果は、受信部216を経てトラフィック監視手段230に送られる。   The transmitter 214 and the receiver 216 can be any suitable known input interface. The traffic measurement results at the nodes (N1 to N9) sent to the management apparatus 200 are sent to the traffic monitoring means 230 via the receiving unit 216.

管理装置200は、ノード装置の設定を変更するための設定信号を生成し、送信部214及び設定回線204を経てノード(N1〜N9)へ送る。   The management device 200 generates a setting signal for changing the setting of the node device, and sends it to the nodes (N1 to N9) via the transmission unit 214 and the setting line 204.

(第1実施形態の動作)
図1から図12を参照して、第1実施形態の動作について説明する。図5は管理装置200での処理フローを示す図である。
(Operation of the first embodiment)
The operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram showing a processing flow in the management apparatus 200.

なお、以下の手続(処理)は、コンピュータ、例えば、ここではMPUにおける機能手段で行われる。これら機能手段で行われて得られたデータや情報は一旦記憶部212又はRAM222に保存される。また、これら機能手段で行う処理を、保存されたデータや情報を読み出してきてすなわち参照して行う場合がある。これらのデータや情報の保存のための書き込みや読み出しを行う各処理は、従来周知の通り、制御手段226によって、自動的に行われ、それらの書き込み処理及び読み出し処理自体はこの発明の要旨ではないので、以下の説明においては、これら書き込み(保存)や読み出し(参照)処理については、説明を省略する場合がある。   The following procedure (processing) is performed by a functional unit in a computer, for example, the MPU here. Data and information obtained by these functional means are temporarily stored in the storage unit 212 or the RAM 222. In addition, the processing performed by these functional means may be performed by reading stored data or information, that is, referring to it. Each process for performing writing and reading for storage of these data and information is automatically performed by the control means 226 as known in the art, and the writing process and the reading process are not the gist of the present invention. Therefore, in the following description, description of these write (save) and read (reference) processes may be omitted.

また、周知の通り、コンピュータの各機能手段での処理の連続性は、コンピュータに設けられている制御手段で自動的に行われている。従って、下記の説明において、前の機能手段の処理の終了に応答して、次の機能手段の処理が開始する点については、特に説明をする場合を除き、その説明を省略する。   As is well known, the continuity of processing in each functional means of the computer is automatically performed by control means provided in the computer. Therefore, in the following description, the description of the point that the process of the next functional unit starts in response to the end of the process of the previous functional unit is omitted unless specifically described.

今、この光通信ネットワークシステムが稼動状態にあるとする。   Now, assume that this optical communication network system is in operation.

管理装置200では、複数のノード装置と、隣接するノード装置間を接続して、波長多重信号を伝送する光ファイバとを備える光通信ネットワークで、好適な光パスの配置を検索し、光パス配置の変更を行う。   The management device 200 searches for a suitable optical path arrangement in an optical communication network including a plurality of node devices and an optical fiber that connects adjacent node devices and transmits a wavelength division multiplexed signal. Make changes.

ここで、光通信ネットワークには、複数の光パスからなる光パス配置(現用光パス配置)が現実に設定されているものとする。図6(A)は、この現実的な初期状態の光パス配置、すなわち現用光パス配置を模式的に示す図である。光通信ネットワークには、特定の始点と終点との間で光パスが設定されている。例えば、図6(A)に示した例では、N1とN2、N1とN5、N2とN3、N2とN6、N2とN7、N3とN6、N4とN5、N4とN7、N6とN7、N6とN9、N7とN8及びN8とN9のそれぞれの間に、光パスが個別に設定されている。これらの現用光パス配置での光パスの設定状況は、パステーブルとして、読出し及び書換え自在に、RAM222又は記憶部212に保存されている。   Here, it is assumed that an optical path arrangement (active optical path arrangement) including a plurality of optical paths is actually set in the optical communication network. FIG. 6A is a diagram schematically showing this realistic optical path arrangement in the initial state, that is, the working optical path arrangement. In the optical communication network, an optical path is set between a specific start point and an end point. For example, in the example shown in FIG. 6A, N1 and N2, N1 and N5, N2 and N3, N2 and N6, N2 and N7, N3 and N6, N4 and N5, N4 and N7, N6 and N7, N6 And N9, N7 and N8, and N8 and N9, respectively. The setting status of the optical path in these working optical path arrangements is stored in the RAM 222 or the storage unit 212 as a path table so that it can be read and rewritten.

この現用光パス配置から現在のトラフィックにより好適な光パス配置へと光パス配置を変更する必要があり、この変更に先立ち、光パスをどのように設定するかを検索する必要がある。この検索のプロセスにつき、以下詳述する。   It is necessary to change the optical path arrangement from the working optical path arrangement to an optical path arrangement suitable for the current traffic, and prior to this change, it is necessary to search how to set the optical path. This search process will be described in detail below.

ステップ(以下、ステップをSで表す。)10では、トラフィック監視手段230は、光通信ネットワークの各ノード装置でトラフィックを常時又は定期的に監視している。トラフィック監視手段230は、各ノード装置(N1〜N9)から、常時又は定期的に受信するトラフィックの測定結果に基づいて、トラフィック情報として、ノード装置間の送受信トラフィックのテーブル(以下、単にトラフィックテーブルと称する。)を作成する。このトラフィックテーブルはRAM222又は記憶部212に読み出し自在に記憶される。   In step (hereinafter, step is represented by S) 10, the traffic monitoring means 230 monitors the traffic constantly or periodically at each node device of the optical communication network. The traffic monitoring means 230 is a traffic information table (hereinafter simply referred to as a traffic table) between the node devices as traffic information based on the measurement results of traffic received from the node devices (N1 to N9) constantly or periodically. To create). This traffic table is stored in the RAM 222 or the storage unit 212 so as to be readable.

図7を参照して、トラフィックテーブルについて説明する。図7は、トラフィックテーブルの例を示す図である。このトラフィックテーブルでは、波長多重信号の発信元、すなわち送信元の各ノード装置に対して、当該波長多重信号の送信の宛先すなわち送信先の各ノード装置へのトラフィックがマトリックス状に示されている。従って、送信元の各ノード装置と、送信先の各ノード装置からそれぞれ1つずつノード装置を選択すると、送信元のノード装置から、送信先のノード装置へのトラフィックを得ることができる。例えば、送信元のノード装置として、ノードIDが1のノード装置N1から、送信先のノード装置として、ノードIDが2のノード装置N2へのトラフィックは44になる。   The traffic table will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a traffic table. In this traffic table, for each wavelength-multiplexed signal source, that is, each source node device, traffic to the wavelength-multiplexed signal transmission destination, ie, each destination node device, is shown in a matrix. Accordingly, when one node device is selected from each source node device and each destination node device, traffic from the source node device to the destination node device can be obtained. For example, the traffic from the node device N1 having a node ID of 1 as a source node device to the node device N2 having a node ID of 2 as a destination node device is 44.

S20では、経路変更判定手段252は、トラフィックテーブルの保存の完了に応答して、現用光パス配置についての評価を行い、新たな光パス配置に経路変更を行うか否かを判定する。この評価は、ノード装置が備えるルータにおいて処理可能なトラフィックの最大量を閾値とした場合に、あるノード装置での中継トラフィックが、当該ノード装置での閾値を超えているか否かによってなされる。中継トラフィックが、ノード装置での閾値を超えている場合、当該ルータを備えるノード装置において、輻輳が生じるおそれがあるためである。閾値は、ノード装置ごとに定まるものであり、光通信ネットワークの運用が開始される前に、あらかじめ管理装置200の記憶部212、RAM222又はROM224に記録しておく。   In S20, the route change determination unit 252 evaluates the working optical path arrangement in response to the completion of saving the traffic table, and determines whether or not to change the path to the new optical path arrangement. This evaluation is made based on whether or not the relay traffic in a certain node device exceeds the threshold value in the node device when the maximum amount of traffic that can be processed in the router included in the node device is used as the threshold value. This is because when the relay traffic exceeds the threshold value in the node device, congestion may occur in the node device including the router. The threshold is determined for each node device, and is recorded in advance in the storage unit 212, RAM 222, or ROM 224 of the management device 200 before the operation of the optical communication network is started.

各ノード装置で中継されるトラフィックと、閾値とを比較するにあたり、先ず、中継トラフィック計算手段254が、RAM222又は記憶部212に記録されているトラフィックテーブル、及び、パステーブルを読み出して、これらのテーブルに基づいて各ノード装置での中継トラフィックを計算する。例えば、図6(A)に示す、現用光パス配置では、N1とN4を直接結ぶ光パスが存在せず、N1とN5を直接結ぶ光パスと、N4とN5を直接結ぶ光パスが存在している。この場合、N1からN4へパケットを伝送するには、N1からN5へ向かう光パスと、N5からN4へ向かう光パスの2つを用いてパケットを伝送することができる。ここでは、N5が中継するトラフィックは、N1からN4へ向かって伝送されるトラフィックと、N4からN1へ向かって伝送されるトラフィックであると仮定する。図7に示すトラフィックテーブルによれば、送信元のノード装置であるN1から、宛先のノード装置であるN4に送信されるトラフィックは8である。一方、送信元のノード装置であるN4から、宛先のノード装置であるN1に送信されるトラフィックは6である。このトラフィックの8及び6が、ノード装置5で中継するトラフィックになる。あるノード装置(これを自己ノード装置とする。)で中継するトラフィックAと、当該自己ノード装置を送信元とするトラフィックBと、当該自己ノード装置を送信先とするトラフィックCとを足し合わせる(A+B+C)ことによって、当該自己ノード装置での中継トラフィックが得られる。この例では、図7のトラフィックテーブルからトラフィックBは送信元ノード装置5の欄(行)の合計数値118であり、トラフィックCは送信先ノード装置5の欄(列)の合計数値45であり、かつ、トラフィックAは、上述した値の8及び6であるので、足し合わせた値(A+B+C)は177となる。中継トラフィックの計算結果は、例えばRAM222に読み出し自在に記録される。   In comparing the traffic relayed by each node device and the threshold, first, the relay traffic calculation means 254 reads the traffic table and the path table recorded in the RAM 222 or the storage unit 212, and these tables are read out. Based on the above, the relay traffic in each node device is calculated. For example, in the working optical path arrangement shown in FIG. 6A, there is no optical path directly connecting N1 and N4, but there is an optical path directly connecting N1 and N5 and an optical path directly connecting N4 and N5. ing. In this case, in order to transmit a packet from N1 to N4, the packet can be transmitted using two optical paths from N1 to N5 and an optical path from N5 to N4. Here, it is assumed that the traffic relayed by N5 is traffic transmitted from N1 to N4 and traffic transmitted from N4 to N1. According to the traffic table shown in FIG. 7, the traffic transmitted from N1 that is the source node device to N4 that is the destination node device is eight. On the other hand, the traffic transmitted from the source node device N4 to the destination node device N1 is six. The traffics 8 and 6 are traffic relayed by the node device 5. The traffic A relayed by a certain node device (this is the self-node device), the traffic B having the self-node device as a transmission source, and the traffic C having the self-node device as a transmission destination are added (A + B + C) Thus, the relay traffic in the self-node device can be obtained. In this example, traffic B is the total value 118 of the column (row) of the transmission source node device 5 from the traffic table of FIG. 7, and traffic C is the total value 45 of the column (column) of the transmission destination node device 5. Further, since the traffic A is the above-described values 8 and 6, the sum (A + B + C) is 177. The calculation result of the relay traffic is recorded in a readable manner in the RAM 222, for example.

次に、各ノード装置での中継トラフィックと、あらかじめ記憶部212、RAM222又はROM224に記録されているノード装置ごとの閾値を読み出してきて、両者の比較を行う。この比較は、例えば、中継トラフィックの閾値に対する比を取ることによって、行われる。   Next, the relay traffic in each node device and the threshold value for each node device recorded in advance in the storage unit 212, RAM 222, or ROM 224 are read out and compared. This comparison is performed, for example, by taking a ratio to the threshold of relay traffic.

あるノード装置での中継トラフィックXの閾値Yに対する比X/Yが1よりも大きい場合、すなわち中継トラフィックがノード装置での閾値を超えている場合、当該ノード装置において、輻輳が生じるおそれがある。この場合には、その判定に応答してS30の最適なパスの配置(以下、最適パス配置と称する。)の検索を行う。一方、中継トラフィックが、いずれのノード装置においても閾値を超えていない場合(X/Y<1)は、引き続きS10のトラフィックの監視を行う。   When the ratio X / Y of the relay traffic X to the threshold value Y in a certain node device is larger than 1, that is, when the relay traffic exceeds the threshold value in the node device, there is a possibility that congestion occurs in the node device. In this case, in response to the determination, a search for the optimum path arrangement (hereinafter referred to as optimum path arrangement) in S30 is performed. On the other hand, when the relay traffic does not exceed the threshold value in any of the node devices (X / Y <1), the traffic of S10 is continuously monitored.

S30の最適パス配置の検索は、遺伝的アルゴリズムを用いて行われ、図8に示すS101からS121の過程を備えている。図8は、遺伝的アルゴリズムの処理フローを示す図である。   The search for the optimal path arrangement in S30 is performed using a genetic algorithm, and includes steps S101 to S121 shown in FIG. FIG. 8 is a diagram showing a processing flow of the genetic algorithm.

図9は、遺伝的アルゴリズムについて説明するための図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining the genetic algorithm.

S101の論理トポロジ取得過程において、論理トポロジ取得手段262は、現用光パス配置から論理トポロジを得る。論理トポロジを導入する理由は、ネットワークを構成するノード装置間の連結性の判定や、各ノード装置を始点又は終点として設定される光パスの要望数と、各ノード装置が有する内部インタフェースの数との大小の関係から要望する数の光パスを設定できるかどうかの判定等を行うのを回避するためである。   In the logical topology acquisition process of S101, the logical topology acquisition unit 262 obtains a logical topology from the working optical path arrangement. The reason for introducing the logical topology is the determination of connectivity between the node devices constituting the network, the number of optical paths desired to be set with each node device as the start point or the end point, and the number of internal interfaces possessed by each node device. This is for avoiding the determination of whether or not the desired number of optical paths can be set based on the relationship of the size.

表1は、すでに説明したパステーブルから得られる、現用光パス配置でのノードIDと内部インタフェース数の対応関係を示す表である。現用光パス配置では、各ノード装置を始点又は終点として設定されている光パスの本数と、各ノード装置が有する内部インタフェース数とは等しいとしている。   Table 1 is a table showing the correspondence relationship between the node ID and the number of internal interfaces in the working optical path arrangement, which is obtained from the path table already described. In the working optical path arrangement, it is assumed that the number of optical paths set with each node device as a start point or an end point is equal to the number of internal interfaces of each node device.

Figure 0004024266
Figure 0004024266

図6(B)は、図6(A)に模式的に示されている現用光パス配置に対する論理トポロジを示す図である。この論理トポロジは、個々の光パスごとの始点又は終点となるノード装置を「節点」という観念に置き換え、かつ節点間を結ぶ光パスを「枝」という観念に置き換えることにより、これらノード装置及び光パスを含む光パス配置に対して得られる、観念的な光パス配置を意味する。各節点には、固有の節点IDが割り当てられていて、ここでは、節点IDを1から9までの自然数とする。また、節点をPで表し、例えば、P1は節点IDが1である節点を表す。ここで、各節点に接続されている枝の本数を、節点の次数とする。これらの節点の次数は、すでに説明したパステーブルから、各ノード装置が始点又は終点となっている光パスの本数を読み出して得られる。表2は、図6(B)に示す論理トポロジについて節点IDと次数の対応関係を示す表であり、この対応関係は、記憶部212又はRAM222に保存される。ここでは、節点IDを次数について昇順に並べている。   FIG. 6B is a diagram showing a logical topology for the working optical path arrangement schematically shown in FIG. This logical topology replaces the node device, which is the start point or the end point of each optical path, with the concept of “nodes”, and the optical path connecting the nodes with the concept of “branches”. This means an ideal optical path arrangement obtained for an optical path arrangement including a path. Each node is assigned a unique node ID. Here, the node ID is a natural number from 1 to 9. Further, the node is represented by P. For example, P1 represents a node whose node ID is 1. Here, the number of branches connected to each node is the order of the node. The order of these nodes is obtained by reading out the number of optical paths from which each node device is a start point or an end point from the path table described above. Table 2 is a table showing the correspondence between node IDs and orders for the logical topology shown in FIG. 6B, and this correspondence is stored in the storage unit 212 or the RAM 222. Here, the node IDs are arranged in ascending order with respect to the order.

Figure 0004024266
Figure 0004024266

ところで、この「節点」の概念を導入した理由は、下記の通りである。現用の光パス配置から、より好適な光パス配置を求めるためのプロセスとして、先ず、現用の光パス配置において各ノード装置が置かれている位置に他のノード装置を置き換えてできる新たな光パス配置を想定する。想定された新たな光パス配置におけるノード装置のそれぞれが中継するトラフィックを求めている。そのために、ノード装置の置換が行われる単なる位置情報としての意味で、節点という概念を導入している。   By the way, the reason for introducing this concept of “node” is as follows. As a process for obtaining a more suitable optical path arrangement from the current optical path arrangement, first, a new optical path that can be obtained by replacing another node apparatus at the position where each node apparatus is placed in the current optical path arrangement. Assume placement. The traffic relayed by each node device in the assumed new optical path arrangement is obtained. For this purpose, the concept of a node is introduced in the sense of mere position information in which a node device is replaced.

S103の初期コード群生成過程において、初期コード群生成手段264は、上述の論理トポロジの取得に応答して初期コード群として、複数の遺伝子コード(以下の説明では、個体ともいう。)を生成する(図9(A))。ここで、図9(A)を参照して、形成された遺伝子コード表について簡単に説明する。表の左端縦欄のG1〜G20は、遺伝子コード名を表す。表の最上位の横欄は、9つある要素の要素番号を左から右へと1から9までの数値で表している。各要素番号の下には、各遺伝子コード名に対応するノードIDが記載されている。各遺伝子コード名の最右端の欄には、当該コードの適合度を表す数値が記載されている。なお適合度とは、遺伝的アルゴリズムに特有の評価指標であり、一般の最適化問題に対する目的関数と同一視できるものである。以後、特に断らない限り、中継トラフィックなどの評価指標をまとめて適合度と呼ぶことにする。ここでは、内部ネットワーク全体における中継トラフィックの総和を表す数値を適合度として用いた例について示している。この場合、適合度が小さいほど、遺伝子コードは優れていると評価される。また、上述したトラフィックAを適合度として用いても良い。   In the initial code group generation process of S103, the initial code group generation means 264 generates a plurality of gene codes (also referred to as individuals in the following description) as the initial code group in response to the acquisition of the logical topology described above. (FIG. 9A). Here, the gene code table formed will be briefly described with reference to FIG. G1 to G20 in the leftmost column of the table represent gene code names. The topmost column in the table represents the element numbers of nine elements from 1 to 9 from left to right. Under each element number, a node ID corresponding to each gene code name is described. In the rightmost column of each gene code name, a numerical value indicating the fitness of the code is described. The fitness is an evaluation index specific to the genetic algorithm and can be identified with an objective function for a general optimization problem. Hereinafter, unless otherwise specified, evaluation indexes such as relay traffic are collectively referred to as the degree of conformity. Here, an example is shown in which a numerical value representing the sum of relay traffic in the entire internal network is used as the fitness. In this case, the smaller the fitness, the better the genetic code. Further, the traffic A described above may be used as the fitness.

この「遺伝子コード」を導入した理由は、上述の得られた論理トポロジの関係を満たす現実的な光パス配置が多数存在すると想定されるので、これら想定される現実的な光パス配置の中で好適な光パス配置を、各ノード装置が有する固有の閾値を用いて検索するためである。   The reason for introducing this “gene code” is that there are many realistic optical path arrangements that satisfy the above-described logical topology relationship. This is because a suitable optical path arrangement is searched using a unique threshold value possessed by each node device.

ここで生成される遺伝子コードはこれを構成する要素の数が9つである。各要素は、1〜9までの数字を1つずつ重複せずに用いている。遺伝子コードが有する9つの要素は、ノードIDにそれぞれ1対1で対応する。生成される遺伝子コードの数は、任意に設定可能であるが、ここでは20個とする。各遺伝子コードはROM224等に読み出し自在に記録されている乱数表を読み出すことによって生成される。なお、以下の説明では、乱数表を読み出すことを、単に、乱数を発生するということもある。この乱数の発生は、上述の取得された論理トポロジの内容には無関係に行われる。初期コード群に含まれる各遺伝子コードは、RAM222に読出し自在に記録される。   The gene code generated here has nine components. Each element uses numbers 1 to 9 without duplication. The nine elements of the genetic code correspond to the node IDs on a one-to-one basis. The number of gene codes to be generated can be arbitrarily set, but here is 20. Each gene code is generated by reading a random number table recorded in a readable manner in the ROM 224 or the like. In the following description, reading the random number table may simply generate a random number. The random number is generated regardless of the content of the acquired logical topology. Each gene code included in the initial code group is recorded in the RAM 222 so as to be readable.

S105では、初期コード群に含まれる20個の遺伝子コードについて、遺伝子コードの各々を評価する。遺伝子コードの評価は、遺伝子コードを論理トポロジに対応付けることで得られる現実的な光パス配置について、適合度の計算を行うことでなされる。   In S105, each of the gene codes is evaluated for the 20 gene codes included in the initial code group. The evaluation of the gene code is performed by calculating the fitness of a realistic optical path arrangement obtained by associating the gene code with the logical topology.

先ず、遺伝子コードの論理トポロジへの対応付けについて説明する。光パス配置を評価するに当たり、RAM222から読み出した遺伝子コード表から各遺伝子コードG1、…、G20の要素を節点IDに対応付ける。例えば、図9(A)によれば、遺伝子コードG10の要素であるノードIDを表記すると、遺伝子コードG10={3、1、6、5、7、4、9、8、2}となる。これらのノードIDを、内部インタフェース数について昇順に並び替える。すなわち、表1を参照すると、N1、N3〜N5、N8、N9の内部インタフェース数が2であり、N2、N6及びN7の内部インタフェース数が4であるので、並び替え後のコードGN10は、GN10={3、1、5、4、9、8、6、7、2}となる。このGN10の各要素であるノードIDと、節点IDとを順に対応させる(表3)。この結果、図10(A)及び(B)に示すように、新たに光パス配置が得られる。   First, association of the gene code with the logical topology will be described. In evaluating the optical path arrangement, the elements of the gene codes G1,..., G20 are associated with the node IDs from the gene code table read from the RAM 222. For example, according to FIG. 9A, when a node ID that is an element of the gene code G10 is expressed, the gene code G10 = {3, 1, 6, 5, 7, 4, 9, 8, 2}. These node IDs are rearranged in ascending order with respect to the number of internal interfaces. That is, referring to Table 1, since the number of internal interfaces of N1, N3 to N5, N8, and N9 is 2, and the number of internal interfaces of N2, N6, and N7 is 4, the rearranged code GN10 is represented by GN10. = {3, 1, 5, 4, 9, 8, 6, 7, 2}. The node ID which is each element of this GN10 and the node ID are made to correspond in order (Table 3). As a result, as shown in FIGS. 10A and 10B, a new optical path arrangement is obtained.

Figure 0004024266
Figure 0004024266

図10(B)は、論理トポロジについてノードIDと節点IDを対応させた状態、すなわち、観念的な光パス配置を示す図であり、図10(A)は、遺伝子コードG10に対応する想定された新たな現実的な光パス配置を模式的に示したものである。図6(B)及び図10(B)を比較すると、両者の論理トポロジの節点と枝の関係は維持されている、すなわち、光パスの論理的なパターンは同一となっていることがわかる。次に、中継トラフィック計算手段254が、適合度として中継トラフィックを計算する。   FIG. 10B is a diagram showing a state in which the node ID and the node ID are associated with each other in the logical topology, that is, an ideal optical path arrangement. FIG. 10A is assumed to correspond to the gene code G10. A new realistic optical path arrangement is schematically shown. Comparing FIG. 6B and FIG. 10B, it can be seen that the relationship between the nodes and branches of both logical topologies is maintained, that is, the logical patterns of the optical paths are the same. Next, the relay traffic calculation means 254 calculates the relay traffic as the fitness.

S107の最優秀コード選択過程では、最優秀コード選択手段268は、初期コード群から最優秀コードを選択する。ここで、最優秀コードとは、20個の遺伝子コードの中で最も優れたコード、すなわち、適合度が一番小さいものである。最優秀コードは、別にRAM222等に保存される。ここではG2が最優秀コードとして選択される。なお、遺伝子コードが優れているか否かを判定するため、適合度の基準として、適合基準値をあらかじめROM224等に読出し自在に保存しておく。適合基準値は、例えば、光通信ネットワークに属するノード装置における閾値の総和などに応じて、任意好適な値とすることができる。ここで、適合基準値を大きく設定すれば、適合度が充分小さくなくとも、最適パス配置と判断され、適合基準値を小さく設定すれば、最適光パス配置検索の処理時間が長くなることになる。   In the best code selection process of S107, the best code selection means 268 selects the best code from the initial code group. Here, the best code is the best code among the 20 gene codes, that is, the code with the smallest fitness. The best code is stored separately in the RAM 222 or the like. Here, G2 is selected as the best code. In order to determine whether or not the gene code is excellent, a fitness reference value is stored in advance in the ROM 224 or the like as a fitness criterion. The conforming reference value can be any suitable value depending on, for example, the sum of threshold values in the node devices belonging to the optical communication network. Here, if the matching reference value is set large, even if the matching degree is not sufficiently small, it is determined that the optimal path arrangement is set. If the matching reference value is set small, the processing time for searching the optimum optical path arrangement becomes long. .

S109では、終了条件判定手段270が、終了条件を満たしているか否かの判定を行う。終了条件として、例えば、最優秀コードの適合度が適合基準値以下であるか、遺伝的アルゴリズムの処理時間が予め設定された処理時間を超えているか、又は遺伝子コードがあらかじめ設定された世代分生成されているか、などが挙げられる。これらのいずれかの終了条件を満たしていると判定される場合には、その時点で、より好適な、現実的な光パス配置の検索ができていると判断してこの検索を終了する。   In S109, the end condition determination unit 270 determines whether or not the end condition is satisfied. As an end condition, for example, the degree of conformity of the best code is below the conformity reference value, the processing time of the genetic algorithm exceeds a preset processing time, or gene codes are generated for a preset generation It has been mentioned. If it is determined that any one of these termination conditions is satisfied, it is determined at that time that a more suitable and realistic optical path arrangement search has been performed, and the search is terminated.

一方、終了条件を満たしていない場合は、次に、S111の確率的コード選択過程において、確率的コード選択手段272が、最優秀コードを除いた初期コード群の19個の遺伝子コードから、優劣に基づく選択確率で遺伝子コードを20個選択して確率選択コード群を得る。ここでは、適合度の値の小さいものほど選択される確率を大きくし、適合度の値の大きいものほど選択される確率を小さくしている。この場合、同じ遺伝子コードが重複されて選択される場合もあり得るし、選択されない遺伝子コードが存在する場合もある(図9(B))。   On the other hand, if the termination condition is not satisfied, then in the probabilistic code selection process of S111, the probabilistic code selection means 272 is superior or inferior from the 19 gene codes of the initial code group excluding the best code. A group of probability selection codes is obtained by selecting 20 gene codes with a selection probability based on the selection probability. Here, the smaller the fitness value, the greater the probability of being selected, and the greater the fitness value, the smaller the probability of being selected. In this case, the same gene code may be selected by overlapping, or there may be a gene code that is not selected (FIG. 9B).

次に、確率選択コード群に属する各遺伝子コードに対して、交叉及び突然変異を起こす。図11及び図12を参照して、遺伝子コードの交叉について説明する。図11及び図12は遺伝子コードの交叉を説明するための図である。   Next, crossover and mutation are caused for each gene code belonging to the probability selection code group. The crossover of gene codes will be described with reference to FIGS. 11 and 12 are diagrams for explaining the crossover of gene codes.

コード交叉過程は、S113、S115及びS117の過程を備えている。コード交叉過程では、確率選択コード群に属する遺伝子コードのペアを複数用意し、当該ペアごとに遺伝子コードを交叉させて交叉コード群を得る。   The code crossover process includes steps S113, S115, and S117. In the code crossover process, a plurality of pairs of gene codes belonging to the probability selection code group are prepared, and the crossover code group is obtained by crossing the gene code for each pair.

先ず、S113において、予備コード生成手段274は、確率選択コード群に属する各遺伝子コードを順序リストCにより変換して、予備コードを生成する。ここで、順序リストCは、1〜9までの自然数を順に並べたものである。遺伝子コードの各要素が、順序リストの何番目に相当するかを定めたものが、予備コードである。予備コードは遺伝子コードに1対1に対応して得られる。   First, in S113, the preliminary code generation means 274 converts each gene code belonging to the probability selection code group by the order list C to generate a preliminary code. Here, the order list C is a list in which natural numbers 1 to 9 are arranged in order. The preliminary code defines what number in the ordered list each element of the genetic code corresponds to. The preliminary code is obtained in a one-to-one correspondence with the genetic code.

遺伝子コードG1={1、6、3、7、4、8、9、2、5}の1番目の要素は1であり、1は順序リストC(0)で1番目の要素であるので予備コードL1の1番目の要素は1となる(図11(A))。   Since the first element of the gene code G1 = {1, 6, 3, 7, 4, 8, 9, 2, 5} is 1, 1 is the first element in the ordered list C (0), so it is reserved. The first element of the code L1 is 1 (FIG. 11A).

次に、順序リストC(0)から1を除いて、次の処理を行う。遺伝子コードG1の2番目の要素は6であり、6は、1を除いた順序リストC(1)で5番目の要素であるので、予備コードL1の2番目の要素は5となる(図11(B))。   Next, 1 is removed from the order list C (0), and the following processing is performed. Since the second element of the genetic code G1 is 6, and 6 is the fifth element in the ordered list C (1) excluding 1, the second element of the spare code L1 is 5 (FIG. 11). (B)).

次に、順序リストC(1)から6を除いて、次の処理を行う。遺伝子コードG1の3番目の要素は3であり、3は、順序リストC(1)から6を除いた順序リストC(2)で2番目の要素であるので予備コードL1の3番目の要素は2となる(図11(C))。   Next, the following processing is performed by removing 6 from the order list C (1). The third element of the genetic code G1 is 3, and 3 is the second element in the ordered list C (2) obtained by subtracting 6 from the ordered list C (1), so the third element of the preliminary code L1 is 2 (FIG. 11C).

以下、この操作を繰り返すと最終的に予備コードL1={1、5、2、4、2、3、3、1、1}を得る(図11(D))。   Thereafter, when this operation is repeated, the preliminary code L1 = {1, 5, 2, 4, 2, 3, 3, 1, 1} is finally obtained (FIG. 11D).

また、遺伝子コードG2={3、5、1、8、6、7、4、2、9}についても同様の処理を行って予備コードL2={3、4、1、5、3、3、2、1、1}を得る(図11(E))。   The same processing is performed for the gene code G2 = {3, 5, 1, 8, 6, 7, 4, 2, 9}, and the spare code L2 = {3, 4, 1, 5, 3, 3, 2, 1, 1} is obtained (FIG. 11E).

次に、S115において、予備コード交叉手段276は、選択された予備コード同士を交叉させる。20個の遺伝子コードを2個ずつ10組のペアに分ける。ここでは、L1とL2の予備コードのペアについて説明する(図11(F))。その後、予備コード交叉手段276は、交配位置を決定する。交配位置の決定は乱数によって1〜9の自然数から1つを選択することによって行う。例えば3が得られた場合には、予備コードL1とL2の3番目の要素まで残し、4番目以降を交換する。その結果、交配予備コードL1'={1、5、2、5、3、3、2、1、1}及びL2'={3、4、1、4、2、3、3、1、1}が得られる(図11(G))。同様に、他の9組のペアについても予備コード同士を交叉させる。   Next, in S115, the spare code crossing means 276 crosses the selected spare codes. The 20 gene codes are divided into 10 pairs of 2 pairs. Here, a pair of spare codes L1 and L2 will be described (FIG. 11F). Thereafter, the spare code crossing means 276 determines the mating position. The mating position is determined by selecting one of natural numbers 1 to 9 by random numbers. For example, when 3 is obtained, the third element of the spare codes L1 and L2 is left, and the fourth and subsequent elements are exchanged. As a result, the spare mating code L1 ′ = {1, 5, 2, 5, 3, 3, 2, 1, 1} and L2 ′ = {3, 4, 1, 4, 2, 3, 3, 1, 1 } Is obtained (FIG. 11G). Similarly, spare codes are crossed for the other nine pairs.

次に、S117において、コード復元手段278は、交配予備コードL1'及びL2'から、遺伝子コードを復元する。   Next, in S117, the code restoration means 278 restores the gene code from the mating spare codes L1 ′ and L2 ′.

交配予備コードL1'の1番目の要素が1なので、順序コードC(0)の1番目の要素の1を交配遺伝子コードG1'の1番目の要素とする(図12(A))。   Since the first element of the mating spare code L1 ′ is 1, 1 of the first element of the order code C (0) is set as the first element of the mating gene code G1 ′ (FIG. 12A).

次に、順序リストC(0)から1を除いて、次の処理を行う。交配予備コードL1'の
2番目の要素は5であり、1を除いた順序リストC(1)で5番目の要素である6を、交配遺伝子コードG1'の2番目の要素とする(図12(B))。
Next, 1 is removed from the order list C (0), and the following processing is performed. The second element of the mating spare code L1 ′ is 5, and the fifth element 6 in the ordered list C (1) excluding 1 is set as the second element of the mating gene code G1 ′ (FIG. 12). (B)).

次に、順序リストC(1)から6を除いた順序リストC(2)を用いて次の処理を行う。交配予備コードL1'の3番目の要素は2であり、順序リストC(2)で2番目の要素
である3を、交配遺伝子コードG1'の3番目の要素とする(図12(C))。
Next, the following processing is performed using the order list C (2) obtained by removing 6 from the order list C (1). The third element of the preliminary mating code L1 ′ is 2, and the second element 3 in the order list C (2) is set as the third element of the mating gene code G1 ′ (FIG. 12C). .

以下、この操作を繰り返すと最終的に交配予備コードL1'から交配遺伝子コードG1'が得られる(図12(D))。   Thereafter, when this operation is repeated, a mating gene code G1 ′ is finally obtained from the mating preliminary code L1 ′ (FIG. 12D).

同様に、交配予備コードL2'から交配遺伝子コードG2'が得られる(図12(E))。   Similarly, a mating gene code G2 ′ is obtained from the mating preliminary code L2 ′ (FIG. 12E).

この操作を各ペアに対して行い、交叉コード群として20個の交配遺伝子コードを得る(図9(C))。   This operation is performed on each pair, and 20 crossed gene codes are obtained as a crossing code group (FIG. 9C).

次に、S119の突然変異過程において、突然変異手段280は、交配遺伝子コードに対して、突然変異を起こさせる。先ず、突然変異を起こす確率を予め設定しておく。例えば変異確率を0.03とする。このとき、0から1までの範囲の実数で乱数を発生させる。この乱数は、交配遺伝子コードの数だけ発生させ、1つの交配遺伝子コードに1つの乱数を対応させる。図9(C)の最右欄が、それぞれの交配遺伝子コードに与えられた乱数値を示している。ここで、遺伝子コードに対応した乱数が変異確率である0.03以下の場合に突然変異を起こす。図9(C)に示した例では、G2'について突然変異を起こさせる。   Next, in the mutation process of S119, the mutation means 280 causes a mutation in the mating gene code. First, the probability of causing a mutation is set in advance. For example, the mutation probability is 0.03. At this time, random numbers are generated as real numbers ranging from 0 to 1. This random number is generated as many as the number of mating gene codes, and one random number corresponds to one mating gene code. The rightmost column in FIG. 9C shows the random number values given to the respective mating gene codes. Here, the mutation occurs when the random number corresponding to the gene code is 0.03 or less, which is the mutation probability. In the example shown in FIG. 9C, G2 ′ is mutated.

突然変異は、2つの乱数によって行う。例えば、1以上9以下の異なる2つの整数の組を乱数によって発生する。ここで、乱数として、h、kが選ばれた場合、遺伝子コードのh番目の要素からk番目の要素までの順番を逆にする。s(h−1)、s(h)、s(h+1)、…、s(k−1)、s(k)、s(k+1)は、s(h−1)、s(k)、s(k−1)、…、s(h+1)、s(h)、s(k+1)となる。交配遺伝子コードG2'が、突然変異を受けた場合を図9(D)に示す。ここでは、4番目の要素から7番目の要素までの順番が逆になっている。   Mutation is performed with two random numbers. For example, two different integer sets of 1 to 9 are generated by random numbers. Here, when h and k are selected as random numbers, the order from the h-th element to the k-th element of the gene code is reversed. s (h-1), s (h), s (h + 1), ..., s (k-1), s (k), s (k + 1) are s (h-1), s (k), s (K-1), ..., s (h + 1), s (h), s (k + 1). FIG. 9D shows a case where the mating gene code G2 ′ has been mutated. Here, the order from the fourth element to the seventh element is reversed.

交叉及び突然変異の後、S121において、次世代コード群生成手段282は、次世代のコード群を生成する。この過程では、交叉コード群から、突然変異を行わなかった遺伝子コードをランダムに1つ選択し、RAM等から読み出した最優秀コードと取り替える。ここでは、交配遺伝子コードG1'と最優秀遺伝子コードとを取り替えるものとする(図9(E))。   After crossover and mutation, in S121, the next generation code group generation unit 282 generates the next generation code group. In this process, one gene code that has not been mutated is randomly selected from the cross code group and replaced with the best code read from the RAM or the like. Here, it is assumed that the mating gene code G1 ′ and the best gene code are replaced (FIG. 9E).

次に、この交叉コード群を初期コード群として上述の処理を繰り返し行うことで、優秀な遺伝子コードが後の世代に残され、最適解若しくは最適解に近い解を得ることができる。   Next, by repeating the above process using this crossing code group as an initial code group, an excellent gene code is left in a later generation, and an optimal solution or a solution close to the optimal solution can be obtained.

S30の最適パス配置の検索を行った後、S40において、最適パス配置の有無を判定する。この過程では、経路変更判定手段252は、S30の処理で検索された遺伝子コードについて、コード並べ替え手段266により論理トポロジに対応付けた後、各ノード装置で中継トラフィックと、あらかじめ記憶装置に記録されている閾値との比較を行う。ここで、各ノード装置で中継されるトラフィックが閾値よりも小さい場合は、最適パス配置が有ると判定して、S50の光パス配置の変更を行う。一方、あるノード装置で中継されるトラフィックが閾値以上である場合は、最適パス配置が無いと判定して、光パス配置の変更を行わずに、引き続き、S10のトラフィックの監視を行う。なお、中継されるトラフィックが閾値以上であっても、S20の過程での現用光パス配置のトラフィックよりも小さい場合は、最適パス配置を有ると判定して、S50の処理を行っても良い。   After searching for the optimum path arrangement in S30, the presence or absence of the optimum path arrangement is determined in S40. In this process, the route change determination unit 252 associates the gene code searched in the process of S30 with the logical topology by the code rearrangement unit 266 and then records the relay traffic and the storage device in advance in each node device. The threshold value is compared. Here, when the traffic relayed by each node device is smaller than the threshold, it is determined that there is an optimum path arrangement, and the optical path arrangement is changed in S50. On the other hand, if the traffic relayed by a certain node device is equal to or greater than the threshold value, it is determined that there is no optimal path arrangement, and the traffic of S10 is continuously monitored without changing the optical path arrangement. Even if the traffic to be relayed is equal to or greater than the threshold, if it is smaller than the traffic of the working optical path arrangement in the process of S20, it may be determined that there is an optimum path arrangement and the process of S50 may be performed.

S50では、経路配置移行手段290は、現用光パス配置から最適パス配置への移行処理を行う。   In S50, the route placement transition means 290 performs a transition process from the working optical path placement to the optimum path placement.

第1実施形態の光パス配置検索方法、光パス配置検索装置、及びプログラムによれば、観測したトラフィックに基づいて、光パス配置を設定するので、現在のトラフィックに最適な光パス配置を構成することができる。また、論理トポロジを維持したまま、新たなパス配置を検索するので、例えば、ネットワークの連結性などの判定を行う必要がなく、各ノード装置を始点又は終点として設定される光パスの要望数と、各ノード装置が有する内部インタフェースの数との大小の関係から要望数に等しい数の光パスを設定できるかどうかの判定等を行うのを回避できるので、効率的にパス配置の検索が可能になる。さらに、遺伝的アルゴリズムを用いることにより、上述の検索をより容易に行うことができる。   According to the optical path arrangement search method, optical path arrangement search apparatus, and program of the first embodiment, the optical path arrangement is set based on the observed traffic, so that the optical path arrangement optimal for the current traffic is configured. be able to. In addition, since a new path arrangement is searched while maintaining the logical topology, for example, it is not necessary to determine the connectivity of the network, and the desired number of optical paths set with each node device as a start point or an end point Since it is possible to avoid determining whether or not the number of optical paths equal to the desired number can be set based on the size relationship with the number of internal interfaces of each node device, it is possible to efficiently search for path arrangements Become. Furthermore, the above search can be performed more easily by using a genetic algorithm.

(第2実施形態の構成)
図を参照して、第2実施形態の最適光パス配置検索装置及び最適光パス配置検索方法について説明する。なお、第1実施形態と重複する説明は省略する。
(Configuration of Second Embodiment)
With reference to the drawings, the optimum optical path arrangement search device and the optimum optical path arrangement search method of the second embodiment will be described. In addition, the description which overlaps with 1st Embodiment is abbreviate | omitted.

図13を参照して最適光パス配置検索装置である管理装置について説明する。第2実施形態の管理装置では、遺伝的アルゴリズムを用いないので、遺伝的アルゴリズムを実施するための機能手段を備えない構成にすることができる。第2実施形態の管理装置201は、機能手段として、トラフィック監視手段230、経路変更判定手段252、中継トラフィック計算手段254、論理トポロジ取得手段262、コード生成手段265、最優秀コード選択手段269、終了条件判定手段271、及び経路配置移行手段290を実現する。   A management apparatus which is an optimum optical path arrangement search apparatus will be described with reference to FIG. Since the management apparatus of the second embodiment does not use a genetic algorithm, the management apparatus according to the second embodiment can be configured without a functional unit for executing the genetic algorithm. The management apparatus 201 of the second embodiment includes, as function means, a traffic monitoring means 230, a route change determination means 252, a relay traffic calculation means 254, a logical topology acquisition means 262, a code generation means 265, a best code selection means 269, and an end. A condition determination unit 271 and a route arrangement transfer unit 290 are realized.

(第2実施形態の動作)
管理装置200の処理は、図5を参照して説明した第1実施形態と同様なので説明を省略する。第2実施形態は、S30の最適パス検索をランダムアルゴリズムで行う点が、第1実施形態と異なっている。
(Operation of Second Embodiment)
The processing of the management apparatus 200 is the same as that of the first embodiment described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that the optimum path search in S30 is performed by a random algorithm.

S30の最適パス配置の検索は、ランダムアルゴリズムを用いて行われ、S101からS110の過程を備えている。図14は、ランダムアルゴリズムの処理フローを示す図である。   The search for the optimal path arrangement in S30 is performed using a random algorithm, and includes steps S101 to S110. FIG. 14 is a diagram illustrating a processing flow of the random algorithm.

S101の論理トポロジ取得過程において、論理トポロジ取得手段262が論路トポロジを取得する。   In the logical topology acquisition process of S101, the logical topology acquisition means 262 acquires the logical topology.

S104のランダムコード生成過程において、コード生成手段265が、乱数を発生させて、ランダムコードを生成する。ランダムコードは要素数が9つであり、1〜9までの数字を1つずつ用いている。ランダムコードが有する9つの要素は、ノードIDに対応する。   In the random code generation process of S104, the code generation means 265 generates a random number to generate a random code. The random code has nine elements and uses numbers 1 to 9 one by one. Nine elements included in the random code correspond to the node ID.

S106の適合度計算過程では、ランダムコードを論理トポロジに対応付けて評価する。先ず、コード並べ替え手段266は、ランダムコードの要素であるノードIDを、インタフェース数について昇順に並び替える。次に、中継トラフィック計算手段254が、適合度を計算する。   In the fitness calculation process in S106, the random code is evaluated in association with the logical topology. First, the code rearranging unit 266 rearranges the node IDs that are elements of the random code in ascending order with respect to the number of interfaces. Next, the relay traffic calculation means 254 calculates the fitness.

S108の最優秀コード選択過程において、最優秀コード選択手段269は、適合度が、現用光パス配置の適合度よりも小さい場合は、ランダムコードを最優秀コードとして、RAM222等に保存する。   In the best code selection process of S108, the best code selection means 269 stores the random code as the best code in the RAM 222 or the like when the suitability is smaller than the suitability of the working optical path arrangement.

次に、S110において、終了条件判定手段271は、終了条件を判定する。終了条件を満たしている場合は、S40及びS50の処理を行い、終了条件を満たしていない場合は、S104のコード生成過程を行う。例えば、最優秀コードの適合度が閾値以下である場合、ランダムアルゴリズムの処理時間が予め設定された処理時間を超えた場合、又はランダムコードがあらかじめ設定された数だけ生成された場合のいずれかの条件を満たした場合に終了条件を満たしていると判定する。   Next, in S110, the end condition determination unit 271 determines the end condition. When the end condition is satisfied, the processes of S40 and S50 are performed, and when the end condition is not satisfied, the code generation process of S104 is performed. For example, when the best code fit is below a threshold, the processing time of a random algorithm exceeds a preset processing time, or when a predetermined number of random codes are generated If the condition is satisfied, it is determined that the end condition is satisfied.

第2実施形態の光パス配置検索方法、光パス配置検索装置、及びプログラムによれば、第1実施形態と同様に、観測したトラフィックに基づいて、光パス配置を設定するので、現在のトラフィックに好適な光パス配置を構成することができる。また、遺伝的アルゴリズムを用いないので、交叉や突然変異などの処理が不要になり、その結果、簡単な構成で光パス配置の検索が可能になる。   According to the optical path arrangement search method, optical path arrangement search apparatus, and program of the second embodiment, the optical path arrangement is set based on the observed traffic as in the first embodiment. A suitable optical path arrangement can be configured. Further, since no genetic algorithm is used, processing such as crossover and mutation is not required, and as a result, it is possible to search for an optical path arrangement with a simple configuration.

光通信ネットワークの概略構成図である。It is a schematic block diagram of an optical communication network. 制御ネットワークの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a control network. ノード装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a node apparatus. 管理装置の概略構成図(その1)である。It is a schematic block diagram (the 1) of a management apparatus. 管理装置での処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow in a management apparatus. 初期光パス配置を示す図である。It is a figure which shows initial stage optical path arrangement | positioning. トラフィックテーブルを示す図である。It is a figure which shows a traffic table. 遺伝的アルゴリズムの処理フローを示す図である。It is a figure showing the processing flow of a genetic algorithm. 遺伝的アルゴリズムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a genetic algorithm. 変更後の光パス配置を示す図である。It is a figure which shows the optical path arrangement | positioning after a change. 遺伝子コードの交叉を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating crossing of a genetic code. 遺伝子コードの交叉を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating crossing of a genetic code. 管理装置の概略構成図(その2)である。It is a schematic block diagram (the 2) of a management apparatus. ランダムアルゴリズムの処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of a random algorithm.

符号の説明Explanation of symbols

100 ノード装置
102 光ファイバ
110 入力部
112、152 光増幅器
114 分波器
130 光路切換部
132 終端部
140 光スイッチ部
150 出力部
154 合波器
170 中継部
172a〜172d 変換装置
180 ルータ
182a〜182d 内部インタフェース
184 外部インタフェース
200 管理装置
202 制御回線
204 設定回線
206 測定回線
210 MPU
212 記憶部
214 送信部
216 受信部
218 入出力部
220 CPU
222 RAM
224 ROM
226 制御手段
230 トラフィック監視手段
252 経路変更判定手段
254 中継トラフィック計算手段
262 論理トポロジ取得手段
264 初期コード群生成手段
265 コード生成手段
266 コード並べ替え手段
268、269 最優秀コード選択手段
270、271 終了条件判定手段
272 確率的コード選択手段
274 予備コード生成手段
276 予備コード交叉手段
278 コード復元手段
280 突然変異手段
282 次世代コード群生成手段
290 経路配置移行手段
300 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Node apparatus 102 Optical fiber 110 Input part 112,152 Optical amplifier 114 Demultiplexer 130 Optical path switching part 132 Termination part 140 Optical switch part 150 Output part 154 Multiplexer 170 Relay part 172a-172d Converter 180 Router 182a-182d Inside Interface 184 External interface 200 Management device 202 Control line 204 Setting line 206 Measurement line 210 MPU
212 storage unit 214 transmission unit 216 reception unit 218 input / output unit 220 CPU
222 RAM
224 ROM
226 Control unit 230 Traffic monitoring unit 252 Route change determination unit 254 Relay traffic calculation unit 262 Logical topology acquisition unit 264 Initial code group generation unit 265 Code generation unit 266 Code rearrangement unit 268, 269 Best code selection unit 270, 271 End condition Judgment means 272 Probabilistic code selection means 274 Preliminary code generation means 276 Preliminary code crossover means 278 Code restoration means 280 Mutation means 282 Next-generation code group generation means 290 Path allocation transition means 300 Control unit

Claims (6)

複数のノード装置と、隣接するノード装置間を接続して波長多重信号を伝送する光ファイバとを備える光通信ネットワークで、遺伝的アルゴリズムを用いて、前記複数のノード装置の各々が中継するトラフィックについて、現用光パス配置より好適な、現実的な光パス配置を検索するにあたり、
論理トポロジ取得手段が、設定済みの、複数の光パスからなる前記現用光パス配置に対して、前記複数の光パスを枝とし、該複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、前記現用光パス配置から、前記枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る論理トポロジ取得過程と、
初期コード群生成手段が、前記ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素として含む、複数の遺伝子コードからなる初期コード群を生成する初期コード群生成過程と、
最優秀コード選択手段が、前記初期コード群に属する複数の遺伝子コードの各々を前記論理トポロジに対応付けて評価し、前記現実的な光パス配置を設定するのに最も優れている遺伝子コードを最優秀コードとして選択する最優秀コード選択過程と、
確率的コード選択手段が、前記最優秀コードを除いた前記初期コード群から、前記評価の結果、優れている遺伝子コードほど選択される確率が大きくなる選択確率で、所定の個数の遺伝子コードを選択して確率選択コード群を得る確率的コード選択過程と、
コード交叉手段が、前記確率選択コード群に属する遺伝子コードのペアを複数用意し、該ペアごとに遺伝子コードを交叉させて、交叉コード群を得るコード交叉過程と、
突然変異手段が、前記交叉コード群に属する一部の遺伝子コードに対して突然変異を起こさせる突然変異過程と、
次世代コード群生成手段が、前記交叉コード群から、突然変異を起こさせなかった遺伝子コードを1つ選択し、当該選択された遺伝子コードを前記最優秀コードと取り替える次世代コード群生成過程と
を行った後、前記交叉コード群を初期コード群として、さらに前記最優秀コード選択過程を行うことを特徴とする光パス配置検索方法。
Traffic that is relayed by each of the plurality of node devices using a genetic algorithm in an optical communication network comprising a plurality of node devices and an optical fiber that connects adjacent node devices and transmits wavelength multiplexed signals In searching for a realistic optical path arrangement that is more suitable than the working optical path arrangement,
The logical topology acquisition means uses the plurality of optical paths as branches and the node device that terminates the plurality of optical paths as nodes with respect to the set working optical path arrangement including a plurality of optical paths that have been set. A logical topology acquisition process for obtaining a logical topology composed of the branches and nodes and giving an ideal optical path arrangement from the working optical path arrangement;
An initial code group generating means for generating an initial code group composed of a plurality of gene codes, the node including a node number given to each of the node devices as an element;
The best code selection means evaluates each of the plurality of gene codes belonging to the initial code group in association with the logical topology, and selects the best gene code for setting the realistic optical path arrangement. Best code selection process to select as an excellent code,
A probabilistic code selection means selects a predetermined number of gene codes from the initial code group excluding the best code with a selection probability that a probability that a better gene code is selected as a result of the evaluation is larger. A stochastic code selection process to obtain a probability selection code group,
Code crossover means preparing a plurality of gene code pairs belonging to the probability selection code group, crossing the gene code for each pair, a code crossover process of obtaining a crossover code group,
A mutation process in which a mutation means causes a mutation in a part of the genetic code belonging to the crossing code group;
Next-generation code group generation means selects one gene code that has not been mutated from the cross-code group and replaces the selected gene code with the best code. And performing the best code selection process using the cross code group as an initial code group.
複数のノード装置と、隣接するノード装置間を接続して波長多重信号を伝送する光ファイバとを備える光通信ネットワークで、前記複数のノード装置の各々が中継するトラフィックについて、現用光パス配置より好適な、現実的な光パス配置を検索するにあたり、
論理トポロジ取得手段が、設定済みの、複数の光パスからなる前記現用光パス配置に対して、前記複数の光パスを枝とし、該複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、前記現用光パス配置から、前記枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る論理トポロジ取得過程と、
ランダムコード生成手段が、前記ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素として含む、ランダムコードを生成するランダムコード生成過程と、
最優秀コード選択手段が、前記ランダムコードを前記論理トポロジに対応付けて評価し、前記現実的な光パス配置を設定するのに前記現用光パス配置よりも優れているときは、前記ランダムコードを最優秀コードとして選択する最優秀コード選択過程と
を行うことを特徴とする光パス配置検索方法。
In an optical communication network that includes a plurality of node devices and an optical fiber that connects adjacent node devices and transmits wavelength multiplexed signals, it is preferable to the working optical path arrangement for traffic relayed by each of the plurality of node devices. In searching for a realistic light path arrangement,
The logical topology acquisition means uses the plurality of optical paths as branches and the node device that terminates the plurality of optical paths as nodes with respect to the set working optical path arrangement including a plurality of optical paths that have been set. A logical topology acquisition process for obtaining a logical topology composed of the branches and nodes and giving an ideal optical path arrangement from the working optical path arrangement;
A random code generating means for generating a random code, the random code generating means including a node number given to each of the node devices as an element;
When the best code selection means evaluates the random code in association with the logical topology and is superior to the working optical path arrangement to set the realistic optical path arrangement, the random code is selected. An optical path arrangement search method characterized by performing a best code selection process for selecting as a best code.
複数のノード装置と、隣接するノード装置間を接続して波長多重信号を伝送する光ファイバとを備える光通信ネットワークで、遺伝的アルゴリズムを用いて、前記複数のノード装置の各々が中継するトラフィックについて、現用光パス配置より好適な、現実的な光パス配置を検索する光パス配置検索装置であって、
設定済みの、複数の光パスからなる前記現用光パス配置に対して、前記複数の光パスを枝とし、該複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、前記現用光パス配置から、前記枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る論理トポロジ取得手段と、
前記ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素として含む、複数の遺伝子コードからなる初期コード群を生成する初期コード群生成手段と、
前記初期コード群に属する複数の遺伝子コードの各々を前記論理トポロジに対応付けて評価し、前記現実的な光パス配置を設定するのに最も優れている遺伝子コードを最優秀コードとして選択する最優秀コード選択手段と、
終了条件を満たしているか否かの判定を行う終了条件判定手段と、
前記最優秀コードを除いた前記初期コード群から、前記評価の結果、優れている遺伝子コードほど選択される確率が大きくなる選択確率で、所定の個数の遺伝子コードを選択して確率選択コード群を得る確率的コード選択手段と、
前記確率選択コード群に属する遺伝子コードのペアを複数用意し、該ペアごとに遺伝子コードを交叉させて、交叉コード群を得るコード交叉手段と、
交叉コード群に属する一部の遺伝子コードに対して突然変異を起こさせる突然変異手段と、
前記交叉コード群から、突然変異を行わなかった遺伝子コードを1つ選択し、前記最優秀コードと取り替える次世代コード群生成手段と
を備えることを特徴とする光パス配置検索装置。
Traffic that is relayed by each of the plurality of node devices using a genetic algorithm in an optical communication network comprising a plurality of node devices and an optical fiber that connects adjacent node devices and transmits wavelength multiplexed signals An optical path arrangement search device that searches for a realistic optical path arrangement that is more suitable than the working optical path arrangement,
The working optical path arrangement by setting the plurality of optical paths as branches and a node device that terminates the plurality of optical paths as a node with respect to the set working optical path arrangement including a plurality of optical paths. From the above, a logical topology acquisition means for obtaining a logical topology composed of the branches and nodes and giving an ideal optical path arrangement;
Initial code group generation means for generating an initial code group composed of a plurality of gene codes, including a node number given to each of the node devices as an element;
Each of a plurality of gene codes belonging to the initial code group is evaluated in association with the logical topology, and the best gene code for selecting the best optical code is selected as the best code. Code selection means;
An end condition determining means for determining whether or not the end condition is satisfied;
From the initial code group excluding the best code, as a result of the evaluation, a probability selection code group is selected by selecting a predetermined number of gene codes with a selection probability that the probability that a better gene code is selected becomes larger. Probabilistic code selection means to obtain;
Preparing a plurality of gene code pairs belonging to the probability selection code group, crossing the gene code for each pair, code crossing means to obtain a cross code group;
Mutation means for causing mutation in a part of the genetic code belonging to the cross code group,
An optical path arrangement search device comprising: a next generation code group generation means for selecting one gene code that has not been mutated from the cross code group and replacing it with the best code.
複数のノード装置と、隣接するノード装置間を接続して波長多重信号を伝送する光ファイバとを備える光通信ネットワークで、前記複数のノード装置の各々が中継するトラフィックについて、現用光パス配置より好適な、現実的な光パス配置を検索する光パス配置検索装置であって、
設定済みの、複数の光パスからなる現用光パス配置に対して、前記複数の光パスを枝とし、該複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、前記現用光パス配置から、前記枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る論理トポロジ取得手段と、
前記ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素として含む、ランダムコードを生成するランダムコード生成手段と、
前記ランダムコードを前記論理トポロジに対応付けて評価し、前記現実的な光パス配置を設定するのに最優秀コード又は前記現用光パス配置よりも優れているときは、前記ランダムコードを新たに最優秀コードとして選択する最優秀コード選択手段と、
終了条件を満たしているか否かの判定を行う終了条件判定手段と
を備えることを特徴とする光パス配置検索装置。
In an optical communication network that includes a plurality of node devices and an optical fiber that connects adjacent node devices and transmits wavelength multiplexed signals, it is preferable to the working optical path arrangement for traffic relayed by each of the plurality of node devices. An optical path arrangement search device that searches for a realistic optical path arrangement,
By setting the plurality of optical paths as branches and a node device that terminates the plurality of optical paths as nodes, with respect to the set working optical path arrangement including a plurality of optical paths, A logical topology acquisition means configured to obtain a logical topology composed of the branches and nodes and giving an ideal optical path arrangement;
Random code generating means for generating a random code, including a node number given to each of the node devices as an element;
When the random code is evaluated in association with the logical topology and is superior to the best code or the working optical path arrangement for setting the realistic optical path arrangement, the random code is newly selected as the highest code. Best code selection means to select as an excellent code,
An optical path arrangement search apparatus comprising: an end condition determining unit that determines whether or not an end condition is satisfied.
複数のノード装置と、隣接するノード装置間を接続して波長多重信号を伝送する光ファイバとを備える光通信ネットワークで、遺伝的アルゴリズムを用いて、前記複数のノード装置の各々が中継するトラフィックについて、現用光パス配置より好適な、現実的な光パス配置を検索する光パス配置検索装置に、
設定済みの、複数の光パスからなる前記現用光パス配置に対して、前記複数の光パスを枝とし、該複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、前記現用光パス配置から、前記枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る論理トポロジ取得手段と、
前記ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素として含む、複数の遺伝子コードからなる初期コード群を生成する初期コード群生成手段と、
前記初期コード群に属する複数の遺伝子コードの各々を前記論理トポロジに対応付けて評価し、前記現実的な光パス配置を設定するのに最も優れている遺伝子コードを最優秀コードとして選択する最優秀コード選択手段と、
終了条件を満たしているか否かの判定を行う終了条件判定手段と、
前記最優秀コードを除いた前記初期コード群から、前記評価の結果、優れている遺伝子コードほど選択される確率が大きくなる選択確率で、所定の個数の遺伝子コードを選択して確率選択コード群を得る確率的コード選択手段と、
前記確率選択コード群に属する遺伝子コードのペアを複数用意し、該ペアごとに遺伝子コードを交叉させて、交叉コード群を得るコード交叉手段と、
前記交叉コード群に属する一部の遺伝子コードに対して突然変異を起こさせる突然変異手段と、
前記交叉コード群から、突然変異を行わなかった遺伝子コードを1つ選択し、前記最優秀コードと取り替える次世代コード群生成手段と
を実現させることを特徴とする光パス配置検索のためのプログラム。
Traffic that is relayed by each of the plurality of node devices using a genetic algorithm in an optical communication network comprising a plurality of node devices and an optical fiber that connects adjacent node devices and transmits wavelength multiplexed signals In the optical path arrangement search device for searching for a realistic optical path arrangement that is more suitable than the working optical path arrangement,
The working optical path arrangement by setting the plurality of optical paths as branches and a node device that terminates the plurality of optical paths as a node with respect to the set working optical path arrangement including a plurality of optical paths. From the above, a logical topology acquisition means for obtaining a logical topology composed of the branches and nodes and giving an ideal optical path arrangement;
Initial code group generation means for generating an initial code group composed of a plurality of gene codes, including a node number given to each of the node devices as an element;
Each of a plurality of gene codes belonging to the initial code group is evaluated in association with the logical topology, and the best gene code for selecting the best optical code is selected as the best code. Code selection means;
An end condition determining means for determining whether or not the end condition is satisfied;
From the initial code group excluding the best code, as a result of the evaluation, a probability selection code group is selected by selecting a predetermined number of gene codes with a selection probability that the probability that a better gene code is selected becomes larger. Probabilistic code selection means to obtain;
Preparing a plurality of gene code pairs belonging to the probability selection code group, crossing the gene code for each pair, code crossing means to obtain a cross code group;
Mutation means for causing a mutation in a part of the genetic code belonging to the cross code group,
A program for optical path arrangement search, characterized by realizing a next generation code group generation means for selecting one gene code not mutated from the cross code group and replacing it with the best code.
複数のノード装置と、隣接するノード装置間を接続して波長多重信号を伝送する光ファイバとを備える光通信ネットワークで、前記複数のノード装置の各々が中継するトラフィックについて、現用光パス配置より好適な、現実的な光パス配置を検索する光パス配置検索装置に、
設定済みの、複数の光パスからなる前記現用光パス配置に対して、前記複数の光パスを枝とし、該複数の光パスを終端するノード装置を節点とすることにより、前記現用光パス配置から、前記枝及び節点で構成され、観念的な光パス配置を与える論理トポロジを得る論理トポロジ取得手段と、
前記ノード装置の各々に与えられているノード番号を要素として含む、ランダムコードを生成するランダムコード生成手段と、
前記ランダムコードを前記論理トポロジに対応付けて評価し、前記現実的な光パス配置を設定するのに最優秀コード又は前記現用光パス配置よりも優れているときは、前記ランダムコードを新たに最優秀コードとして選択する最優秀コード選択手段と、
終了条件を満たしているか否かの判定を行う終了条件判定手段と
を実現させることを特徴とする光パス配置検索のためのプログラム。
In an optical communication network that includes a plurality of node devices and an optical fiber that connects adjacent node devices and transmits wavelength multiplexed signals, it is preferable to the working optical path arrangement for traffic relayed by each of the plurality of node devices. In an optical path arrangement search device that searches for a realistic optical path arrangement,
The working optical path arrangement by setting the plurality of optical paths as branches and a node device that terminates the plurality of optical paths as a node with respect to the set working optical path arrangement including a plurality of optical paths. From the above, a logical topology acquisition means for obtaining a logical topology composed of the branches and nodes and giving an ideal optical path arrangement;
Random code generating means for generating a random code, including a node number given to each of the node devices as an element;
When the random code is evaluated in association with the logical topology and is superior to the best code or the working optical path arrangement for setting the realistic optical path arrangement, the random code is newly selected as the highest code. Best code selection means to select as an excellent code,
What is claimed is: 1. A program for optical path arrangement search, comprising: an end condition determining unit that determines whether or not an end condition is satisfied.
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