JP4451027B2 - 複数経路探索方法及びこれを適用するネットワーク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、経路探索方法、特に同一のノードを経由しない複数経路の探索を行う確率を高める方法及び、この方法を適用するネットワーク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数ノードを含むネットワークにおいてデータ通信を行う場合、例えば、映像（及び音声を含む）信号を伝送する放送ネットワークにおいては、複数の放送局がそれぞれノードとして伝送路に接続され、複数のノードを経由して、あるキー局から別のキー局に映像信号が送られる構成である。
【０００３】
ここで、放送の信頼性を高めるために、ある一の局から受信局への映像信号伝送として、通常複数の経路を通して同一の映像信号を伝送している。これにより、受信局では、一の経路を通して送られる経路上における障害に対し、他の経路を通して送られる映像信号に切り替えて受信することにより、映像の乱れを生じさせること無く映像信号を受信することが可能である。
【０００４】
この様な態様を確保するために、運用の開始前に予め、あるいは運用開始後であって所定条件下で複数の経路をネットワーク上に設定しておくことが必要である。このために、ネットワーク上の複数の経路から設定すべき経路を探索する技術が必要となる。
【０００５】
ネットワーク中のある始発ノードから終着ノードを結ぶ全ての経路のうち、最短距離の経路を求める従来の技術として、ダイクストラ（Dijkstra）法が知られている。この方法は、例えば、ノード間を結ぶ全ての経路について要素（距離、コスト等）をマトリクスにして、行列計算により要素に関して最も有利な一つの経路を導き出すアルゴリズムである。
【０００６】
図１は、このようなダイクストラ（Dijkstra）法の概念を説明する図であって、複数の経路を探索する手順として、第１の最短経路を探索し（第一最短経路探索ａ）、ついで、残りのｎ個の経路を探索する（第ｎ経路探索ｂ）。
【０００７】
すなわち、ダイクストラ（Dijkstra）法は図１において、隣接した２つのノード間の区間を要素とし、区間単位に距離を属性として登録しておく。そして、ある始発ノードから隣接する全てのノードを結ぶ区間の距離を算出し、次に隣接するそれぞれのノードから更に隣接する全てのノードを結ぶ距離を算出し、これらを繰り返すことにより、終着ノードまで結ばれる区間の距離が最も短い経路を決定するアルゴリズムである。
【０００８】
かかるアルゴリズムを適用する場合、一つの最短経路を提供することが可能である。しかし、複数の経路が必要な場合は、ノードや区間が重なってしまう可能性がある。図２にネットワークの一例を示すように、ノードや、区間の一部が使用不可の場合、複数の経路が使用不可となる可能性がある。
【０００９】
すなわち、図２において、ノードＡからノードＩで構成されているネットワークを想定する。始発ノードをノードＡ、終着ノードをノードＩと指定し、ダイクストラ（Dijkstra）法により探索される第一の経路がＡ→Ｂ→Ｅ→Ｈ→Ｉであった場合、第二の経路は必ず第一の経路と同じノードを経由してしまう。したがって、その共通となるノードが使用不可となった場合、どちらの経路も使用不可となってしまう。
【００１０】
又、第一の経路を対象外（同一ノードや同一区間を通らないようにすること）として第二以降の経路を求めようとすると、最短経路以外を使わなければならない為、第二以降の経路は遠回りの経路、或いは経路が無く、複数の最短経路での使用が不可となる可能性がある。このように、ダイクストラ（Dijkstra）法による場合、第一経路と、第二以降の経路との条件の差が大きくなってしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、同一のノードを経由せず、且つできるだけ最適な複数の経路を探索する確率を高める経路探索方法及びこれを適用するネットワーク装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、ノードや区間の障害等によるネットワークの使用不可の危険を回避し、信頼性の高い複数経路を探索する経路探索方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法は、複数のノードを結ぶネットワーク網における始発ノードから終着ノードを結ぶ複数経路を探索する方法であって、前記複数のノードのそれぞれに接続される２方向の伝送路の一方向をＸ方向と定義し、他の方向をＹ方向と定義し、始発ノードと終着ノードを特定し、前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＸグループ第１経路とし、次いで、前記Ｘグループ第１経路にあるノードを除く、前記Ｘ方向とＹ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＸグループ第２経路とし、前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＹグループ第１経路とし、次いで、前記Ｙグループ第１経路にあるノードを除く、前記Ｘ方向とＹ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＹグループ第２経路とし、前記Ｘグループ第１経路と第２経路の距離の和と、前記Ｙグループ第１経路と第２経路の距離の和とを比較し、前記比較において、和の小さいグループを最適経路として決定することを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法の好ましい一態様は、前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索は、ダイクストラ法により実行されることを特徴とする。
【００１５】
また、上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法の好ましい一態様は、さらに、前記Ｘグループ第２経路の探索及び、前記Ｙグループ第２経路の探索は、それぞれ前記ダイクストラ法により繰り返し行うことを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法の好ましい一態様は、前記ダイクストラ法により、最短距離を有する最短経路が探索されることを特徴とする。
【００１７】
さらに、上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法の好ましい一態様は、さらに、任意のノードに接続される全ての区間をグループ化し、前記グループに含まれる区間を対象外として再度前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索を行い、前記グループに含まれる区間に対する迂回経路を求めることを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法の好ましい一態様は、前記探索されたＸグループ第２経路及びＹグループ第２経路の複数経路に関し、それぞれ使用回数又は、使用時間を属性として登録し、前記複数経路の選択可否を判断することを特徴とする。
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される発明の実施の形態から更に明らかになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明の経路探索方法を実現するシステム構成を説明する図である。
【００２０】
複数の経路探索部として、Ｘ方向経路探索モジュール１，Ｙ方向経路探索モジュール２及び、最適経路探索モジュール３を有している。それぞれのモジュールはソフトウエア処理により実現可能である。
【００２１】
今、あるノードを基準にして、それに隣接するノードとの関係において、隣接するノードと右回り方向へ結ぶ区間をＸ方向、その逆方向へ結ぶ線をＹ方向と定義すする。そして、Ｘ、Ｙ方向別に分けて、各々Ｘ方向経路探索モジュール１及び，Ｙ方向経路探索モジュール２で経路を探索する。
【００２２】
さらに、Ｘ方向経路探索モジュール１及び、Ｙ方向経路探索モジュール２のそれぞれは、従来の図１に示すダイクストラ（Dijkstra）法に従い第１の最短経路探索処理１０，２０を行い、次いで、探索された最短経路以外の残りｎ個の経路探索処理１１，２１を行う。これにより最適な複数の経路を求められる確率を高くすることができる。
【００２３】
最適経路モジュール３は、上記Ｘ方向経路探索モジュール１で探索された経路と、Ｙ方向経路探索モジュール２で探索された経路との間で、必須要素としての経路情報（距離、コスト等）の比較を行う機能３０を有している。
図４は、本発明の方法を、伝送路を制御・監視するネットワークオペレーションシステムに適用した場合の実施例を示す図である。
【００２４】
図４において、ネットワークを構成する複数のノードＡ〜Ｉは、それぞれ１本以上の伝送路に接続され、それらの伝送路を切り替える機能を有している。各ノードＡ〜Ｉは、ネットワーク全体を制御・監視するオペレーションシステム４０に接続されており、各ノードはこのオペレーションシステム４０の指令により伝送路の設定・切り替えを行う。
【００２５】
図５は、図４における本発明を具備したオペレーションシステム４０のシステム構成図である。
【００２６】
オペレーションシステム４０は、本体装置として複数経路探索オペレーションシステム４００を有し、図６〜図９に示す各種情報テーブルを格納する記録装置４１０及び、ＧＵＩ（Graphic User Interface）機能を有する外部装置（ＧＵＩ）４２０との間でデータの送受を行う。
複数経路探索オペレーションシステム４００は更に、以下の機能処理部で構成されている。各機能部は図３に説明したようにソフトウエアにより実現可能である。
【００２７】
（１）Ｏ＆Ｍ制御部４０１：主として、外部装置（ＧＵＩ）４２０による処理要求・ネットワーク状態表示を制御する部分でシステムオペレータからの指令を受け付ける。
【００２８】
（２）経路探索処理部４０２：Ｏ＆Ｍ制御部４０１を通して、外部装置（ＧＵＩ）４２０からの経路探索の処理要求を受け付け、記憶装置４１０に格納される端局データ（ノード属性データ）や伝送路データ等を基に最適経路を探索する機能を有する。
【００２９】
この経路探索処理部４０２は、図３に示したと同様に、以下のサブモジュールを有して構成されている。
【００３０】
（ａ）Ｘ方向経路探索モジュール１
（ｂ）Ｙ方向経路探索モジュール２
（ｃ）最適経路選択モジュール３
（３）伝送路設定要求処理部４０３：経路探索処理部４０２で検索された経路について、当該経路を構成する各ノードに対して探索された経路を実現するための伝送路の設定要求を送出する機能を有する。
【００３１】
次に、本発明を具備したオペレーションシステム４００の詳細動作を、図４に示したネットワークを例にして、更に図１０に示す経路探索処理フローに基づいて以下に説明する。
【００３２】
システムオペレータは、システムの外部装置（ＧＵＩ）４２０を利用して、始発点ノードＡと終着点ノードＩを選択して入力する（処理工程Ｐ１）。Ｏ＆Ｍ処理部４０１は、システムオペレータが選択したノードＡとノードＩの最適経路を探索する為に、経路探索処理部４０２に処理を依頼する。
【００３３】
したがって、経路探索処理部４０２では、図６〜図９に例示する記憶装置４１０に格納された情報テーブルデータ［区間情報データ（図６）、ノード情報データ（図７）、接続グループデータ（図８）、経路情報データ（図９）］を取得し（処理工程Ｐ２）、最適経路の探索を開始する。
初めに、経路探索処理部４０２内のＸ方向経路探索モジュール１により、以下の処理を行う。
ここで、例えば図１１に示すノードＡ−Ｉ間の区間に対する情報として、予め以下の区間情報データが図６に示す区間情報テーブル４１１に登録されている。
・隣接した２つのノードにおいて右回り方向へ結ぶ方向をＸ方向（図１１，実線矢印で示す）、その逆方向へ結ぶ方向をＹ方向（図１１，点線矢印で示す）と定義されている（図６、項４）。
・方向別の区間情報データに、属性として距離（または距離に相当する遅延時間等）を登録しておく（図６、項３）。
まず、Ｘ方向の要素と属性のみを対象とし、ダイクストラ（Dijkstra）法又は、これとと同様のアルゴリズムにより始発ノードＡから終着ノードＩまでの最短経路▲１▼を探索する（処理工程Ｐ３）。この経路を「Ｘグループ第１経路」と称する（図１２参照）。図１２において、Ｘ方向（例えばＡ→Ｂ）のみを対象として第１経路を求めた場合、第１経路はＡ→Ｂ→Ｃ→Ｅ→Ｆ→Ｉ（太い実線で示す）となる。
【００３４】
ついで、二回目の探索は、Ｘ方向とＹ方向の要素と属性を対象とし、更に「Ｘグループ第１経路」で経由したノードを含む要素を対象外とする。ダイクストラ（Dijkstra）法又は、これと同様のアルゴリズムにより、初回の探索と同じ始発ノードＡから同じ終着ノードＩまでの最短経路を探索する（処理工程Ｐ４）。この経路を「Ｘグループ第２経路」と称する（図１３参照）。
【００３５】
図１２の第１経路（実線で示す）と同じノードを経由しない第２経路は、図１３で、Ａ→Ｄ→Ｅ→Ｈ→Ｉ（点線で示す）か、Ａ→Ｄ→Ｇ→Ｈ→Ｉ（一点鎖線で示す）のどちらかが「Ｘグループ第２経路」として検索される。
【００３６】
次に、経路探索処理部４０２内のＹ方向経路探索モジュール２により、以下の処理を行う。
【００３７】
一回目は、Ｙ方向の要素と属性のみを対象とし、（Dijkstra）法又は、これと同様のアルゴリズムにより、同じ始発ノードＡから同じ終着ノードＩまでの最短経路▲３▼を探索する（処理工程Ｐ５）。
【００３８】
この経路を「Ｙグループ第１経路」と称する（図１４参照）。Ｙ方向（例えばＢ→Ａ）のみを対象として第１経路を求めた場合、第１経路はＡ→Ｄ→Ｇ→Ｈ→Ｉ（太い実線で示す）となる。
二回目は、Ｘ方向とＹ方向の要素と属性を対象とし、更に「Ｙグループ第１経路」で経由したノードを含む要素を対象外とする。ダイクストラ（Dijkstra）法又は、これと同様のアルゴリズムにより同じ始発ノードＡから同じ終着ノードＩまでの最短経路を探索する（処理工程Ｐ６）。この経路を「Ｙグループ第２経路」と称する（図１５参照）。
【００３９】
図１４の第１経路（太い実線で示す）と同じノードを経由しない第２経路は、Ａ→Ｂ→Ｅ→Ｆ→Ｉ（点線で示す）か、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｆ→Ｉ（一点鎖線で示す）のどちらかが「Ｙグループ第２経路」として検索される。
【００４０】
ここで、更に経路探索処理部４０２内のＸ方向経路探索モジュール１又はＹ方向経路探索モジュール２により、「第１経路」及び「第２経路」で経由したノードを含む要素を対象外とし、処理工程Ｐ４，Ｐ６においてダイクストラ（Dijkstra）法又は、これと同様のアルゴリズムにより異なる最短経路を探索できれば、この経路を「第３経路」というように、これらの処理を繰り返し、より最短の経路を探索することが可能である（図１３、図１５においては、「第２経路」以降の検索された経路として２つの経路が示されている。）。
【００４１】
ついで、経路探索処理部４０２内の最適経路選択モジュール３により、以下の処理を行う。
【００４２】
「Ｘグループ第１経路」（図１２）と「Ｘグループ第２経路」（図１３）の距離の合計ｘと、「Ｙグループ第１経路」（図１４）と「Ｙグループ第２経路」（図１５）の距離の合計ｙを比較する（処理工程Ｐ７）。そして、距離の合計が短い方のグループを選択決定する（処理工程Ｐ８）。
【００４３】
さらに、本発明の経路探索方法を適用するシステムは、「Ｘグループ」か「Ｙグループ」を選択した後、当該グループに含まれる複数の経路に優先順位を付け、優先順で経路を提供する。例えば、図１６に示される様にノードＡからノードＢに至る服３つの経路に対し、１から３の優先順位がつけられる。
【００４４】
ここで、優先順位は、上記した属性である距離、使用回数、使用時間、使用量、使用者名、使用グループ名に対して指定する、或いは経路に対して任意の優先順位を指定することも可能である。そして、最適な複数経路に対し優先順位に従って経路リストを作成する（処理工程Ｐ９）。
【００４５】
ついで、経路探索処理部４０２で探索された最適経路は、図９に示す経路情報テーブル４１４に確定後の情報として登録される。そして、伝送路設定要求処理部４０３において図４に示すネットワーク内の各ノードＡ〜Ｉに伝達され、該当する経路接続又は迂回接続を行い伝送路が設定される（処理工程Ｐ１０）。ここで、迂回接続は、図１７により説明できる。図１７において、ノードＡからノードＢ間の経路途中障害がある場合に、ノードａとノードｂ間を別経路とするものである。
上記の処理工程により、グループ毎に同一ノードを経由しないで、且つできるだけ短距離となる複数経路を探索する機能を配備するシステムが得られる。このような方法により、ある始発ノードから終着ノードまで同一ノードを経由しないで、且つできるだけ短距離となる複数の経路を探索し決定することができる。
【００４６】
例えば、図１１において、各ノード間の距離が、次の関係にあると考える。
【００４７】
Ａ−Ｂ：１
Ｂ−Ｃ：１
Ａ−Ｄ：１．５
Ｂ−Ｄ：１．２
Ｃ−Ｆ：１．５
Ｄ−Ｅ：１．５
Ｅ−Ｆ：１．５
Ｄ−Ｇ：２．５
Ｅ−Ｈ：２
Ｆ−Ｉ：２．５
Ｇ−Ｈ：２
Ｈ−Ｉ：２
この時、「Ｘグループ第１経路」（図１２）の距離は（１＋１＋１．５＋２．５）＝６である。さらに、「Ｘグループ第２経路」（図１３）の距離は、点線距離＝（１．５＋１．５＋２＋２＝７、一点鎖線距離＝（１．５＋２．５＋２＋２）＝８である。したがって、これらの距離の合計ｘは、ｘ＝（６＋７＋８）＝２１である。
【００４８】
一方、「Ｙグループ第１経路」（図１４）の距離は（１．５＋２．５＋２＋２）＝８である。さらに、「Ｙグループ第２経路」（図１５）の距離は、点線距離＝（１＋１．２＋１．５＋２．５＝６．２、一点鎖線距離＝（１＋１＋１．５＋２．５）＝６である。したがって、これらの距離の合計ｙは、ｙ＝（８＋６．２＋６）＝２０．２である。
【００４９】
これにより、Ｙグループの距離の方が短くなるので、上記例示の距離においては、図１５に示すグループの複数の経路（図１５の例では３経路）から、必要な経路が優先順位に従って選択される。
【００５０】
ここで、本発明の拡張として、以下に説明する種々の態様を備えることが可能である。
【００５１】
すなわち、図１０の動作フローにおける処理工程Ｐ１０において、外部装置（ＧＵＩ）４２０から何種類の経路を求めたいかを予め指定することが可能である。外部装置（ＧＵＩ）４２０から、指定しない場合は処理工程Ｐ４及びＰ６においてできるだけ多くの経路を探索することを選択できる機能を配備することが好ましい。
【００５２】
一本の経路しか探索できない場合は、処理工程Ｐ８において、外部装置（ＧＵＩ）４２０や記憶装置４１０へ警告を通知し、これを記録して一本の経路を提供する機能を配備する。全く経路が探索できない場合は、外部装置（ＧＵＩ）４２０や記憶装置４１０へ探索不可を通知し記録する機能を配備する。
【００５３】
処理工程Ｐ７における比較処理において、方向別の区間という要素に対して、上記した距離の代わりにある別の登録した属性を用いることも可能である。距離以外の静的な属性として、例えば、対象／非対象識別子（図６，項５）、使用可能時間帯（図６，項６）、使用者名（図６，項７）、使用者グループ名（図６，項８）がある。これら静的な属性は、一般に工事等により使用が規制される対象であり、外部装置（ＧＵＩ）４２０より表示、変更、記録される。
【００５４】
距離以外の動的な属性には、使用回数（図６，項９）、使用時間（図６，項１０）、使用量（帯域容量）（図６，項１１）、故障情報（図６，項Ｎｏ．１２）がある。
【００５５】
かかる動的な属性は、障害等により使用が規制される対象であり、自動的に更新、記録され、外部装置（ＧＵＩ）４２０により表示される。また、図６に示す区間情報テーブル４１１に変更、記録する機能がＯ＆Ｍ制御部４０１に配備される。
【００５６】
例えば、処理工程Ｐ３〜Ｐ６の処理において、Ｘ方向、Ｙ方向の方向別の線という要素に対しては、複数種類の属性を同時に登録可能とする機能を配備する。これにより、処理工程Ｐ３〜Ｐ６では、複数種類の属性による比較を行うことにより、経路を探索することが可能である。
【００５７】
さらに、ノードという要素に対して、属性を区間情報テーブル４１１に登録する（図７参照）。例えば、ノードという要素に対して使用回数を属性として登録し（図６，項９）、最終的に選択された経路に含まれているノードに、使用回数を更新、記録していく。また、使用回数の代わりにある属性を登録する機能を配備することも可能である。
【００５８】
使用回数以外の静的な属性には、対象／非対象識別子（図７、項４）、使用可能時間帯（図７、項５）、使用者名（図７、項６）、使用者グループ名（図７、項７）がある。静的な属性は、外部装置（ＧＵＩ）４２０より表示、変更、記録制御される。
【００５９】
使用回数以外の動的な属性には、使用時間（図７、項８）、使用量（図７、項９）、故障情報（図７、項１０）がある。動的な属性は自動的に更新、記録する機能、及び外部装置（ＧＵＩ）４２０より表示、変更、記録制御される。
【００６０】
また、処理工程Ｐ３からＰ６において、区間やノードという要素に対して登録した静的な属性を判定し、要素を経路探索の対象外とする機能を備える。すなわち、工事等により使用できない場合は、経路探索の対象外とする。
【００６１】
さらに、区間やノードという要素に対して登録した障害等を対象とするに動的な属性に、警告値を登録する機能を配備する。警告値を超えた時、警告値を超えたことを警告し記録する機能を有する。
【００６２】
区間やノードという要素に対して登録した動的な属性に、規制値（経路探索の対象外とする基準）を登録する機能を配備する（図６，項２６）。そして、処理工程Ｐ３からＰ６において、規制値を超えた後、規制値を超えたことを通知、記録し、その要素を経路探索の対象外とする機能を配備する。
【００６３】
上記処理工程Ｐ１０における迂回接続処理は、経路が使用不可となった時、自動的に経路を代替するかを選択する機能である。あるいは、既に経路が提供された後であって、あるノード又は区間が使用不可となった時に経路を迂回する。
【００６４】
この場合、一例として図１７に示す様なＡ−Ｂ間のルート途中のノードａ−ｂに対する迂回路を探索する場合、先に説明した図１０のフローに従い始発ノードａ、終着ノードｂとして迂回路を検索することができる。このとき、処理工程Ｐ３からＰ６において、使用不可となったノード又は区間（図１７のノードａ−ｂを結ぶ点線経路区間）を探索の対象外とする。ついで、経路の中で、使用不可となった部分の始まりノードａと終わりノードｂを、始発ノードと終着ノードとして指定し、迂回経路を探索することにより実現される。
【００６５】
この時、迂回経路が探索不可だった場合、使用不可となった部分より前のノード（図１７において、ノードＡとノードａの間にあるノード）を始発ノードとし、使用不可となった部分より先のノード（図１７において、ノードｂとノードＢの間にあるノード）を終着ノードとし、再度迂回経路を探索する。探索結果として、外部装置（ＧＵＩ）４２０に迂回経路を表示し、記録する。
【００６６】
さらに、処理工程Ｐ１０において、使用不可となった部分を迂回経路へ変更するか否かを選択可能とする。あるいは、迂回経路を元の経路へ戻すか否かを選択可能とする。
【００６７】
また、あるノードとそのノードにつながる線を「接続グループ」として登録する機能を配備する（図８に示す接続グループテーブル４１３参照）。例えば、接続グループとして、関東エリアとするグループ等である。この場合、接続グループにあるノードを要素として対象外としたい場合は、「接続グループ」に含まれている全ての区間を経路探索の対象外とする。そして、外部装置（ＧＵＩ）４２０から、ノードを指定することにより、「接続グループ」を経路探索の対象とするか否かを選択できる。そして、「接続グループ」を対象外とする場合は、当該対象外とする「接続グループ」に対する迂回路を探索することができる。
【００６８】
（付記１）
複数のノードを結ぶネットワーク網における始発ノードから終着ノードを結ぶ複数経路を探索する方法であって、
前記複数のノードのそれぞれに接続される２方向の伝送路の一方向をＸ方向と定義し、他の方向をＹ方向と定義し、
始発ノードと終着ノードを特定し、
前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＸグループ第１経路とし、
前記Ｘ方向第１経路にあるノードを除く、他の前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＸグループ第２経路とし、
前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＹグループ第１経路とし、
前記Ｙ方向第１経路にあるノードを除く、他の前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＹグループ第２経路とし、
前記Ｘグループ第１経路と第２経路の和と、前記Ｙグループ第１経路と第２経路の和とを比較し、
前記比較において、和の小さいグループを最適経路として決定する
ことを特徴とする複数経路探索方法。
【００６９】
（付記２）付記１において、
前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索は、ダイクストラ法により実行されること特徴とする
複数経路探索方法。
【００７０】
（付記３）付記２において、
さらに、前記Ｘグループ第２経路の探索及び、前記Ｙグループ第２経路の探索は、それぞれ前記ダイクストラ法により繰り返し行うことを特徴とする複数経路探索方法。
【００７１】
（付記４）付記２において、
前記ダイクストラ法により、最短距離を有する最短経路が探索されることを特徴とする複数経路探索方法。
【００７２】
（付記５）付記１において、
さらに、任意のノードに接続される全ての区間をグループ化し、
前記グループに含まれる区間を対象外として再度前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索を行い、前記グループに含まれる区間に対する迂回経路を求めることを特徴とする複数経路探索方法。
【００７３】
（付記６）付記３において、
前記探索されたＸグループ第２経路及びＹグループ第２経路の複数経路に関し、それぞれ使用回数又は、使用時間を属性として登録し、前記複数経路の選択可否を判断することを特徴とする複数経路探索方法。
【００７４】
（付記７）
複数のノードを結ぶネットワーク網における始発ノードから終着ノードを結ぶ複数経路を探索するネットワーク探索装置であって、
前記複数のノードのそれぞれに接続される２方向の伝送路の一方向をＸ方向と定義し、他の方向をＹ方向と定義し、前記複数のノード及び、ノード間を繋ぐ区間の情報データを格納するデータベースと、複数経路探索オペレーションシステムを有し、前記複数経路探索オペレーションシステムは、経路探索処理機能として、
始発ノードと終着ノードを特定し、前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路の検索し、これをＸグループ第１経路とし、前記Ｘ方向第１経路にあるノードを除く、他の前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＸグループ第２経路とするＸ方向経路探索モジュールと、
前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＹグループ第１経路とし、前記Ｙ方向第１経路にあるノードを除く、他の前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＹグループ第２経路とするＸ方向経路探索モジュールと、
前記Ｘグループ第１経路と第２経路の和と、前記Ｙグループ第１経路と第２経路の和とを比較し、前記比較において、和の小さいグループを最適経路として決定する最適経路選択モジュールを有する
ことを特徴とするネットワーク探索装置。
【００７５】
（付記８）付記７において、
前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索は、ダイクストラ法により実行されること特徴とする
ネットワーク探索装置。
【００７６】
（付記９）付記８において、
さらに、前記Ｘグループ第２経路の探索及び、前記Ｙグループ第２経路の探索は、それぞれ前記ダイクストラ法により繰り返し行うことを特徴とするネットワーク探索装置。
【００７７】
（付記１０）付記８において、
前記ダイクストラ法により、最短距離を有する最短経路が探索されることを特徴とするネットワーク探索装置。
【００７８】
（付記１１）付記７において、
さらに、任意のノードに接続される全ての区間をグループ化し、
前記グループに含まれる区間を対象外として再度前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索を行い、前記グループに含まれる区間に対する迂回経路を求めることを特徴とするネットワーク探索装置。
【００７９】
（付記１２）付記９において、
前記探索されたＸグループ第２経路及びＹグループ第２経路の複数経路に関し、それぞれ使用回数又は、使用時間を属性として登録し、前記複数経路の選択可否を判断することを特徴とするネットワーク探索装置。
【００８０】
【発明の効果】
以上図面に従い、実施の形態を説明したように、本発明により同一のノードを経由せず、且つできるだけ最適な複数の経路を探索する確率を高める経路探索方法及びこれを適用するネットワーク装置を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイクストラ（Dijkstra）法の概念を説明する図である。
【図２】ネットワークの一例を示す図である。
【図３】本発明の経路探索方法を実現するプログラム構成を説明する図である。
【図４】本発明の方法を、伝送路を制御・監視するネットワークオペレーションシステムに適用した場合の実施例を示す図である。
【図５】図４における本発明を具備したオペレーションシステム４０の構成図である。
【図６】区間情報テーブルを示す図である。
【図７】ノード情報テーブルを示す図である。
【図８】接続グループテーブルを示す図である。
【図９】確定後の経路情報テーブルを示す図である。
【図１０】経路探索部の動作を示すフロー図である。
【図１１】ノードＡ−Ｉ間の区間に対する情報を説明する図である。
【図１２】Ｘグループ第１経路を説明する図である。
【図１３】Ｘグループ第２経路を説明する図である。
【図１４】Ｙグループ第１経路を説明する図である。
【図１５】Ｙグループ第２経路を説明する図である。
【図１６】経路の有線順位を説明する図である。
【図１７】経路の迂回接続を説明する図である。
【符号の説明】
１ Ｘ方向経路探索モジュール
１０ Ｘ方向の第１の最短経路探索行程
１１ Ｘ方向の第ｎの最短経路探索行程
２ Ｙ方向経路探索モジュール
２０ Ｙ方向の第１の最短経路探索行程
２１ Ｙ方向の第ｎの最短経路探索行程
３ 最適経路探索モジュール
３０ 経路情報比較行程
４０ ネットワークオペレーションシステム
【発明の属する技術分野】
本発明は、経路探索方法、特に同一のノードを経由しない複数経路の探索を行う確率を高める方法及び、この方法を適用するネットワーク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数ノードを含むネットワークにおいてデータ通信を行う場合、例えば、映像（及び音声を含む）信号を伝送する放送ネットワークにおいては、複数の放送局がそれぞれノードとして伝送路に接続され、複数のノードを経由して、あるキー局から別のキー局に映像信号が送られる構成である。
【０００３】
ここで、放送の信頼性を高めるために、ある一の局から受信局への映像信号伝送として、通常複数の経路を通して同一の映像信号を伝送している。これにより、受信局では、一の経路を通して送られる経路上における障害に対し、他の経路を通して送られる映像信号に切り替えて受信することにより、映像の乱れを生じさせること無く映像信号を受信することが可能である。
【０００４】
この様な態様を確保するために、運用の開始前に予め、あるいは運用開始後であって所定条件下で複数の経路をネットワーク上に設定しておくことが必要である。このために、ネットワーク上の複数の経路から設定すべき経路を探索する技術が必要となる。
【０００５】
ネットワーク中のある始発ノードから終着ノードを結ぶ全ての経路のうち、最短距離の経路を求める従来の技術として、ダイクストラ（Dijkstra）法が知られている。この方法は、例えば、ノード間を結ぶ全ての経路について要素（距離、コスト等）をマトリクスにして、行列計算により要素に関して最も有利な一つの経路を導き出すアルゴリズムである。
【０００６】
図１は、このようなダイクストラ（Dijkstra）法の概念を説明する図であって、複数の経路を探索する手順として、第１の最短経路を探索し（第一最短経路探索ａ）、ついで、残りのｎ個の経路を探索する（第ｎ経路探索ｂ）。
【０００７】
すなわち、ダイクストラ（Dijkstra）法は図１において、隣接した２つのノード間の区間を要素とし、区間単位に距離を属性として登録しておく。そして、ある始発ノードから隣接する全てのノードを結ぶ区間の距離を算出し、次に隣接するそれぞれのノードから更に隣接する全てのノードを結ぶ距離を算出し、これらを繰り返すことにより、終着ノードまで結ばれる区間の距離が最も短い経路を決定するアルゴリズムである。
【０００８】
かかるアルゴリズムを適用する場合、一つの最短経路を提供することが可能である。しかし、複数の経路が必要な場合は、ノードや区間が重なってしまう可能性がある。図２にネットワークの一例を示すように、ノードや、区間の一部が使用不可の場合、複数の経路が使用不可となる可能性がある。
【０００９】
すなわち、図２において、ノードＡからノードＩで構成されているネットワークを想定する。始発ノードをノードＡ、終着ノードをノードＩと指定し、ダイクストラ（Dijkstra）法により探索される第一の経路がＡ→Ｂ→Ｅ→Ｈ→Ｉであった場合、第二の経路は必ず第一の経路と同じノードを経由してしまう。したがって、その共通となるノードが使用不可となった場合、どちらの経路も使用不可となってしまう。
【００１０】
又、第一の経路を対象外（同一ノードや同一区間を通らないようにすること）として第二以降の経路を求めようとすると、最短経路以外を使わなければならない為、第二以降の経路は遠回りの経路、或いは経路が無く、複数の最短経路での使用が不可となる可能性がある。このように、ダイクストラ（Dijkstra）法による場合、第一経路と、第二以降の経路との条件の差が大きくなってしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、同一のノードを経由せず、且つできるだけ最適な複数の経路を探索する確率を高める経路探索方法及びこれを適用するネットワーク装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、ノードや区間の障害等によるネットワークの使用不可の危険を回避し、信頼性の高い複数経路を探索する経路探索方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法は、複数のノードを結ぶネットワーク網における始発ノードから終着ノードを結ぶ複数経路を探索する方法であって、前記複数のノードのそれぞれに接続される２方向の伝送路の一方向をＸ方向と定義し、他の方向をＹ方向と定義し、始発ノードと終着ノードを特定し、前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＸグループ第１経路とし、次いで、前記Ｘグループ第１経路にあるノードを除く、前記Ｘ方向とＹ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＸグループ第２経路とし、前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＹグループ第１経路とし、次いで、前記Ｙグループ第１経路にあるノードを除く、前記Ｘ方向とＹ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＹグループ第２経路とし、前記Ｘグループ第１経路と第２経路の距離の和と、前記Ｙグループ第１経路と第２経路の距離の和とを比較し、前記比較において、和の小さいグループを最適経路として決定することを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法の好ましい一態様は、前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索は、ダイクストラ法により実行されることを特徴とする。
【００１５】
また、上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法の好ましい一態様は、さらに、前記Ｘグループ第２経路の探索及び、前記Ｙグループ第２経路の探索は、それぞれ前記ダイクストラ法により繰り返し行うことを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法の好ましい一態様は、前記ダイクストラ法により、最短距離を有する最短経路が探索されることを特徴とする。
【００１７】
さらに、上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法の好ましい一態様は、さらに、任意のノードに接続される全ての区間をグループ化し、前記グループに含まれる区間を対象外として再度前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索を行い、前記グループに含まれる区間に対する迂回経路を求めることを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、上記の課題を達成する本発明に従う経路探索方法の好ましい一態様は、前記探索されたＸグループ第２経路及びＹグループ第２経路の複数経路に関し、それぞれ使用回数又は、使用時間を属性として登録し、前記複数経路の選択可否を判断することを特徴とする。
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される発明の実施の形態から更に明らかになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明の経路探索方法を実現するシステム構成を説明する図である。
【００２０】
複数の経路探索部として、Ｘ方向経路探索モジュール１，Ｙ方向経路探索モジュール２及び、最適経路探索モジュール３を有している。それぞれのモジュールはソフトウエア処理により実現可能である。
【００２１】
今、あるノードを基準にして、それに隣接するノードとの関係において、隣接するノードと右回り方向へ結ぶ区間をＸ方向、その逆方向へ結ぶ線をＹ方向と定義すする。そして、Ｘ、Ｙ方向別に分けて、各々Ｘ方向経路探索モジュール１及び，Ｙ方向経路探索モジュール２で経路を探索する。
【００２２】
さらに、Ｘ方向経路探索モジュール１及び、Ｙ方向経路探索モジュール２のそれぞれは、従来の図１に示すダイクストラ（Dijkstra）法に従い第１の最短経路探索処理１０，２０を行い、次いで、探索された最短経路以外の残りｎ個の経路探索処理１１，２１を行う。これにより最適な複数の経路を求められる確率を高くすることができる。
【００２３】
最適経路モジュール３は、上記Ｘ方向経路探索モジュール１で探索された経路と、Ｙ方向経路探索モジュール２で探索された経路との間で、必須要素としての経路情報（距離、コスト等）の比較を行う機能３０を有している。
図４は、本発明の方法を、伝送路を制御・監視するネットワークオペレーションシステムに適用した場合の実施例を示す図である。
【００２４】
図４において、ネットワークを構成する複数のノードＡ〜Ｉは、それぞれ１本以上の伝送路に接続され、それらの伝送路を切り替える機能を有している。各ノードＡ〜Ｉは、ネットワーク全体を制御・監視するオペレーションシステム４０に接続されており、各ノードはこのオペレーションシステム４０の指令により伝送路の設定・切り替えを行う。
【００２５】
図５は、図４における本発明を具備したオペレーションシステム４０のシステム構成図である。
【００２６】
オペレーションシステム４０は、本体装置として複数経路探索オペレーションシステム４００を有し、図６〜図９に示す各種情報テーブルを格納する記録装置４１０及び、ＧＵＩ（Graphic User Interface）機能を有する外部装置（ＧＵＩ）４２０との間でデータの送受を行う。
複数経路探索オペレーションシステム４００は更に、以下の機能処理部で構成されている。各機能部は図３に説明したようにソフトウエアにより実現可能である。
【００２７】
（１）Ｏ＆Ｍ制御部４０１：主として、外部装置（ＧＵＩ）４２０による処理要求・ネットワーク状態表示を制御する部分でシステムオペレータからの指令を受け付ける。
【００２８】
（２）経路探索処理部４０２：Ｏ＆Ｍ制御部４０１を通して、外部装置（ＧＵＩ）４２０からの経路探索の処理要求を受け付け、記憶装置４１０に格納される端局データ（ノード属性データ）や伝送路データ等を基に最適経路を探索する機能を有する。
【００２９】
この経路探索処理部４０２は、図３に示したと同様に、以下のサブモジュールを有して構成されている。
【００３０】
（ａ）Ｘ方向経路探索モジュール１
（ｂ）Ｙ方向経路探索モジュール２
（ｃ）最適経路選択モジュール３
（３）伝送路設定要求処理部４０３：経路探索処理部４０２で検索された経路について、当該経路を構成する各ノードに対して探索された経路を実現するための伝送路の設定要求を送出する機能を有する。
【００３１】
次に、本発明を具備したオペレーションシステム４００の詳細動作を、図４に示したネットワークを例にして、更に図１０に示す経路探索処理フローに基づいて以下に説明する。
【００３２】
システムオペレータは、システムの外部装置（ＧＵＩ）４２０を利用して、始発点ノードＡと終着点ノードＩを選択して入力する（処理工程Ｐ１）。Ｏ＆Ｍ処理部４０１は、システムオペレータが選択したノードＡとノードＩの最適経路を探索する為に、経路探索処理部４０２に処理を依頼する。
【００３３】
したがって、経路探索処理部４０２では、図６〜図９に例示する記憶装置４１０に格納された情報テーブルデータ［区間情報データ（図６）、ノード情報データ（図７）、接続グループデータ（図８）、経路情報データ（図９）］を取得し（処理工程Ｐ２）、最適経路の探索を開始する。
初めに、経路探索処理部４０２内のＸ方向経路探索モジュール１により、以下の処理を行う。
ここで、例えば図１１に示すノードＡ−Ｉ間の区間に対する情報として、予め以下の区間情報データが図６に示す区間情報テーブル４１１に登録されている。
・隣接した２つのノードにおいて右回り方向へ結ぶ方向をＸ方向（図１１，実線矢印で示す）、その逆方向へ結ぶ方向をＹ方向（図１１，点線矢印で示す）と定義されている（図６、項４）。
・方向別の区間情報データに、属性として距離（または距離に相当する遅延時間等）を登録しておく（図６、項３）。
まず、Ｘ方向の要素と属性のみを対象とし、ダイクストラ（Dijkstra）法又は、これとと同様のアルゴリズムにより始発ノードＡから終着ノードＩまでの最短経路▲１▼を探索する（処理工程Ｐ３）。この経路を「Ｘグループ第１経路」と称する（図１２参照）。図１２において、Ｘ方向（例えばＡ→Ｂ）のみを対象として第１経路を求めた場合、第１経路はＡ→Ｂ→Ｃ→Ｅ→Ｆ→Ｉ（太い実線で示す）となる。
【００３４】
ついで、二回目の探索は、Ｘ方向とＹ方向の要素と属性を対象とし、更に「Ｘグループ第１経路」で経由したノードを含む要素を対象外とする。ダイクストラ（Dijkstra）法又は、これと同様のアルゴリズムにより、初回の探索と同じ始発ノードＡから同じ終着ノードＩまでの最短経路を探索する（処理工程Ｐ４）。この経路を「Ｘグループ第２経路」と称する（図１３参照）。
【００３５】
図１２の第１経路（実線で示す）と同じノードを経由しない第２経路は、図１３で、Ａ→Ｄ→Ｅ→Ｈ→Ｉ（点線で示す）か、Ａ→Ｄ→Ｇ→Ｈ→Ｉ（一点鎖線で示す）のどちらかが「Ｘグループ第２経路」として検索される。
【００３６】
次に、経路探索処理部４０２内のＹ方向経路探索モジュール２により、以下の処理を行う。
【００３７】
一回目は、Ｙ方向の要素と属性のみを対象とし、（Dijkstra）法又は、これと同様のアルゴリズムにより、同じ始発ノードＡから同じ終着ノードＩまでの最短経路▲３▼を探索する（処理工程Ｐ５）。
【００３８】
この経路を「Ｙグループ第１経路」と称する（図１４参照）。Ｙ方向（例えばＢ→Ａ）のみを対象として第１経路を求めた場合、第１経路はＡ→Ｄ→Ｇ→Ｈ→Ｉ（太い実線で示す）となる。
二回目は、Ｘ方向とＹ方向の要素と属性を対象とし、更に「Ｙグループ第１経路」で経由したノードを含む要素を対象外とする。ダイクストラ（Dijkstra）法又は、これと同様のアルゴリズムにより同じ始発ノードＡから同じ終着ノードＩまでの最短経路を探索する（処理工程Ｐ６）。この経路を「Ｙグループ第２経路」と称する（図１５参照）。
【００３９】
図１４の第１経路（太い実線で示す）と同じノードを経由しない第２経路は、Ａ→Ｂ→Ｅ→Ｆ→Ｉ（点線で示す）か、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｆ→Ｉ（一点鎖線で示す）のどちらかが「Ｙグループ第２経路」として検索される。
【００４０】
ここで、更に経路探索処理部４０２内のＸ方向経路探索モジュール１又はＹ方向経路探索モジュール２により、「第１経路」及び「第２経路」で経由したノードを含む要素を対象外とし、処理工程Ｐ４，Ｐ６においてダイクストラ（Dijkstra）法又は、これと同様のアルゴリズムにより異なる最短経路を探索できれば、この経路を「第３経路」というように、これらの処理を繰り返し、より最短の経路を探索することが可能である（図１３、図１５においては、「第２経路」以降の検索された経路として２つの経路が示されている。）。
【００４１】
ついで、経路探索処理部４０２内の最適経路選択モジュール３により、以下の処理を行う。
【００４２】
「Ｘグループ第１経路」（図１２）と「Ｘグループ第２経路」（図１３）の距離の合計ｘと、「Ｙグループ第１経路」（図１４）と「Ｙグループ第２経路」（図１５）の距離の合計ｙを比較する（処理工程Ｐ７）。そして、距離の合計が短い方のグループを選択決定する（処理工程Ｐ８）。
【００４３】
さらに、本発明の経路探索方法を適用するシステムは、「Ｘグループ」か「Ｙグループ」を選択した後、当該グループに含まれる複数の経路に優先順位を付け、優先順で経路を提供する。例えば、図１６に示される様にノードＡからノードＢに至る服３つの経路に対し、１から３の優先順位がつけられる。
【００４４】
ここで、優先順位は、上記した属性である距離、使用回数、使用時間、使用量、使用者名、使用グループ名に対して指定する、或いは経路に対して任意の優先順位を指定することも可能である。そして、最適な複数経路に対し優先順位に従って経路リストを作成する（処理工程Ｐ９）。
【００４５】
ついで、経路探索処理部４０２で探索された最適経路は、図９に示す経路情報テーブル４１４に確定後の情報として登録される。そして、伝送路設定要求処理部４０３において図４に示すネットワーク内の各ノードＡ〜Ｉに伝達され、該当する経路接続又は迂回接続を行い伝送路が設定される（処理工程Ｐ１０）。ここで、迂回接続は、図１７により説明できる。図１７において、ノードＡからノードＢ間の経路途中障害がある場合に、ノードａとノードｂ間を別経路とするものである。
上記の処理工程により、グループ毎に同一ノードを経由しないで、且つできるだけ短距離となる複数経路を探索する機能を配備するシステムが得られる。このような方法により、ある始発ノードから終着ノードまで同一ノードを経由しないで、且つできるだけ短距離となる複数の経路を探索し決定することができる。
【００４６】
例えば、図１１において、各ノード間の距離が、次の関係にあると考える。
【００４７】
Ａ−Ｂ：１
Ｂ−Ｃ：１
Ａ−Ｄ：１．５
Ｂ−Ｄ：１．２
Ｃ−Ｆ：１．５
Ｄ−Ｅ：１．５
Ｅ−Ｆ：１．５
Ｄ−Ｇ：２．５
Ｅ−Ｈ：２
Ｆ−Ｉ：２．５
Ｇ−Ｈ：２
Ｈ−Ｉ：２
この時、「Ｘグループ第１経路」（図１２）の距離は（１＋１＋１．５＋２．５）＝６である。さらに、「Ｘグループ第２経路」（図１３）の距離は、点線距離＝（１．５＋１．５＋２＋２＝７、一点鎖線距離＝（１．５＋２．５＋２＋２）＝８である。したがって、これらの距離の合計ｘは、ｘ＝（６＋７＋８）＝２１である。
【００４８】
一方、「Ｙグループ第１経路」（図１４）の距離は（１．５＋２．５＋２＋２）＝８である。さらに、「Ｙグループ第２経路」（図１５）の距離は、点線距離＝（１＋１．２＋１．５＋２．５＝６．２、一点鎖線距離＝（１＋１＋１．５＋２．５）＝６である。したがって、これらの距離の合計ｙは、ｙ＝（８＋６．２＋６）＝２０．２である。
【００４９】
これにより、Ｙグループの距離の方が短くなるので、上記例示の距離においては、図１５に示すグループの複数の経路（図１５の例では３経路）から、必要な経路が優先順位に従って選択される。
【００５０】
ここで、本発明の拡張として、以下に説明する種々の態様を備えることが可能である。
【００５１】
すなわち、図１０の動作フローにおける処理工程Ｐ１０において、外部装置（ＧＵＩ）４２０から何種類の経路を求めたいかを予め指定することが可能である。外部装置（ＧＵＩ）４２０から、指定しない場合は処理工程Ｐ４及びＰ６においてできるだけ多くの経路を探索することを選択できる機能を配備することが好ましい。
【００５２】
一本の経路しか探索できない場合は、処理工程Ｐ８において、外部装置（ＧＵＩ）４２０や記憶装置４１０へ警告を通知し、これを記録して一本の経路を提供する機能を配備する。全く経路が探索できない場合は、外部装置（ＧＵＩ）４２０や記憶装置４１０へ探索不可を通知し記録する機能を配備する。
【００５３】
処理工程Ｐ７における比較処理において、方向別の区間という要素に対して、上記した距離の代わりにある別の登録した属性を用いることも可能である。距離以外の静的な属性として、例えば、対象／非対象識別子（図６，項５）、使用可能時間帯（図６，項６）、使用者名（図６，項７）、使用者グループ名（図６，項８）がある。これら静的な属性は、一般に工事等により使用が規制される対象であり、外部装置（ＧＵＩ）４２０より表示、変更、記録される。
【００５４】
距離以外の動的な属性には、使用回数（図６，項９）、使用時間（図６，項１０）、使用量（帯域容量）（図６，項１１）、故障情報（図６，項Ｎｏ．１２）がある。
【００５５】
かかる動的な属性は、障害等により使用が規制される対象であり、自動的に更新、記録され、外部装置（ＧＵＩ）４２０により表示される。また、図６に示す区間情報テーブル４１１に変更、記録する機能がＯ＆Ｍ制御部４０１に配備される。
【００５６】
例えば、処理工程Ｐ３〜Ｐ６の処理において、Ｘ方向、Ｙ方向の方向別の線という要素に対しては、複数種類の属性を同時に登録可能とする機能を配備する。これにより、処理工程Ｐ３〜Ｐ６では、複数種類の属性による比較を行うことにより、経路を探索することが可能である。
【００５７】
さらに、ノードという要素に対して、属性を区間情報テーブル４１１に登録する（図７参照）。例えば、ノードという要素に対して使用回数を属性として登録し（図６，項９）、最終的に選択された経路に含まれているノードに、使用回数を更新、記録していく。また、使用回数の代わりにある属性を登録する機能を配備することも可能である。
【００５８】
使用回数以外の静的な属性には、対象／非対象識別子（図７、項４）、使用可能時間帯（図７、項５）、使用者名（図７、項６）、使用者グループ名（図７、項７）がある。静的な属性は、外部装置（ＧＵＩ）４２０より表示、変更、記録制御される。
【００５９】
使用回数以外の動的な属性には、使用時間（図７、項８）、使用量（図７、項９）、故障情報（図７、項１０）がある。動的な属性は自動的に更新、記録する機能、及び外部装置（ＧＵＩ）４２０より表示、変更、記録制御される。
【００６０】
また、処理工程Ｐ３からＰ６において、区間やノードという要素に対して登録した静的な属性を判定し、要素を経路探索の対象外とする機能を備える。すなわち、工事等により使用できない場合は、経路探索の対象外とする。
【００６１】
さらに、区間やノードという要素に対して登録した障害等を対象とするに動的な属性に、警告値を登録する機能を配備する。警告値を超えた時、警告値を超えたことを警告し記録する機能を有する。
【００６２】
区間やノードという要素に対して登録した動的な属性に、規制値（経路探索の対象外とする基準）を登録する機能を配備する（図６，項２６）。そして、処理工程Ｐ３からＰ６において、規制値を超えた後、規制値を超えたことを通知、記録し、その要素を経路探索の対象外とする機能を配備する。
【００６３】
上記処理工程Ｐ１０における迂回接続処理は、経路が使用不可となった時、自動的に経路を代替するかを選択する機能である。あるいは、既に経路が提供された後であって、あるノード又は区間が使用不可となった時に経路を迂回する。
【００６４】
この場合、一例として図１７に示す様なＡ−Ｂ間のルート途中のノードａ−ｂに対する迂回路を探索する場合、先に説明した図１０のフローに従い始発ノードａ、終着ノードｂとして迂回路を検索することができる。このとき、処理工程Ｐ３からＰ６において、使用不可となったノード又は区間（図１７のノードａ−ｂを結ぶ点線経路区間）を探索の対象外とする。ついで、経路の中で、使用不可となった部分の始まりノードａと終わりノードｂを、始発ノードと終着ノードとして指定し、迂回経路を探索することにより実現される。
【００６５】
この時、迂回経路が探索不可だった場合、使用不可となった部分より前のノード（図１７において、ノードＡとノードａの間にあるノード）を始発ノードとし、使用不可となった部分より先のノード（図１７において、ノードｂとノードＢの間にあるノード）を終着ノードとし、再度迂回経路を探索する。探索結果として、外部装置（ＧＵＩ）４２０に迂回経路を表示し、記録する。
【００６６】
さらに、処理工程Ｐ１０において、使用不可となった部分を迂回経路へ変更するか否かを選択可能とする。あるいは、迂回経路を元の経路へ戻すか否かを選択可能とする。
【００６７】
また、あるノードとそのノードにつながる線を「接続グループ」として登録する機能を配備する（図８に示す接続グループテーブル４１３参照）。例えば、接続グループとして、関東エリアとするグループ等である。この場合、接続グループにあるノードを要素として対象外としたい場合は、「接続グループ」に含まれている全ての区間を経路探索の対象外とする。そして、外部装置（ＧＵＩ）４２０から、ノードを指定することにより、「接続グループ」を経路探索の対象とするか否かを選択できる。そして、「接続グループ」を対象外とする場合は、当該対象外とする「接続グループ」に対する迂回路を探索することができる。
【００６８】
（付記１）
複数のノードを結ぶネットワーク網における始発ノードから終着ノードを結ぶ複数経路を探索する方法であって、
前記複数のノードのそれぞれに接続される２方向の伝送路の一方向をＸ方向と定義し、他の方向をＹ方向と定義し、
始発ノードと終着ノードを特定し、
前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＸグループ第１経路とし、
前記Ｘ方向第１経路にあるノードを除く、他の前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＸグループ第２経路とし、
前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＹグループ第１経路とし、
前記Ｙ方向第１経路にあるノードを除く、他の前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＹグループ第２経路とし、
前記Ｘグループ第１経路と第２経路の和と、前記Ｙグループ第１経路と第２経路の和とを比較し、
前記比較において、和の小さいグループを最適経路として決定する
ことを特徴とする複数経路探索方法。
【００６９】
（付記２）付記１において、
前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索は、ダイクストラ法により実行されること特徴とする
複数経路探索方法。
【００７０】
（付記３）付記２において、
さらに、前記Ｘグループ第２経路の探索及び、前記Ｙグループ第２経路の探索は、それぞれ前記ダイクストラ法により繰り返し行うことを特徴とする複数経路探索方法。
【００７１】
（付記４）付記２において、
前記ダイクストラ法により、最短距離を有する最短経路が探索されることを特徴とする複数経路探索方法。
【００７２】
（付記５）付記１において、
さらに、任意のノードに接続される全ての区間をグループ化し、
前記グループに含まれる区間を対象外として再度前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索を行い、前記グループに含まれる区間に対する迂回経路を求めることを特徴とする複数経路探索方法。
【００７３】
（付記６）付記３において、
前記探索されたＸグループ第２経路及びＹグループ第２経路の複数経路に関し、それぞれ使用回数又は、使用時間を属性として登録し、前記複数経路の選択可否を判断することを特徴とする複数経路探索方法。
【００７４】
（付記７）
複数のノードを結ぶネットワーク網における始発ノードから終着ノードを結ぶ複数経路を探索するネットワーク探索装置であって、
前記複数のノードのそれぞれに接続される２方向の伝送路の一方向をＸ方向と定義し、他の方向をＹ方向と定義し、前記複数のノード及び、ノード間を繋ぐ区間の情報データを格納するデータベースと、複数経路探索オペレーションシステムを有し、前記複数経路探索オペレーションシステムは、経路探索処理機能として、
始発ノードと終着ノードを特定し、前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路の検索し、これをＸグループ第１経路とし、前記Ｘ方向第１経路にあるノードを除く、他の前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＸグループ第２経路とするＸ方向経路探索モジュールと、
前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＹグループ第１経路とし、前記Ｙ方向第１経路にあるノードを除く、他の前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＹグループ第２経路とするＸ方向経路探索モジュールと、
前記Ｘグループ第１経路と第２経路の和と、前記Ｙグループ第１経路と第２経路の和とを比較し、前記比較において、和の小さいグループを最適経路として決定する最適経路選択モジュールを有する
ことを特徴とするネットワーク探索装置。
【００７５】
（付記８）付記７において、
前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索は、ダイクストラ法により実行されること特徴とする
ネットワーク探索装置。
【００７６】
（付記９）付記８において、
さらに、前記Ｘグループ第２経路の探索及び、前記Ｙグループ第２経路の探索は、それぞれ前記ダイクストラ法により繰り返し行うことを特徴とするネットワーク探索装置。
【００７７】
（付記１０）付記８において、
前記ダイクストラ法により、最短距離を有する最短経路が探索されることを特徴とするネットワーク探索装置。
【００７８】
（付記１１）付記７において、
さらに、任意のノードに接続される全ての区間をグループ化し、
前記グループに含まれる区間を対象外として再度前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索を行い、前記グループに含まれる区間に対する迂回経路を求めることを特徴とするネットワーク探索装置。
【００７９】
（付記１２）付記９において、
前記探索されたＸグループ第２経路及びＹグループ第２経路の複数経路に関し、それぞれ使用回数又は、使用時間を属性として登録し、前記複数経路の選択可否を判断することを特徴とするネットワーク探索装置。
【００８０】
【発明の効果】
以上図面に従い、実施の形態を説明したように、本発明により同一のノードを経由せず、且つできるだけ最適な複数の経路を探索する確率を高める経路探索方法及びこれを適用するネットワーク装置を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイクストラ（Dijkstra）法の概念を説明する図である。
【図２】ネットワークの一例を示す図である。
【図３】本発明の経路探索方法を実現するプログラム構成を説明する図である。
【図４】本発明の方法を、伝送路を制御・監視するネットワークオペレーションシステムに適用した場合の実施例を示す図である。
【図５】図４における本発明を具備したオペレーションシステム４０の構成図である。
【図６】区間情報テーブルを示す図である。
【図７】ノード情報テーブルを示す図である。
【図８】接続グループテーブルを示す図である。
【図９】確定後の経路情報テーブルを示す図である。
【図１０】経路探索部の動作を示すフロー図である。
【図１１】ノードＡ−Ｉ間の区間に対する情報を説明する図である。
【図１２】Ｘグループ第１経路を説明する図である。
【図１３】Ｘグループ第２経路を説明する図である。
【図１４】Ｙグループ第１経路を説明する図である。
【図１５】Ｙグループ第２経路を説明する図である。
【図１６】経路の有線順位を説明する図である。
【図１７】経路の迂回接続を説明する図である。
【符号の説明】
１ Ｘ方向経路探索モジュール
１０ Ｘ方向の第１の最短経路探索行程
１１ Ｘ方向の第ｎの最短経路探索行程
２ Ｙ方向経路探索モジュール
２０ Ｙ方向の第１の最短経路探索行程
２１ Ｙ方向の第ｎの最短経路探索行程
３ 最適経路探索モジュール
３０ 経路情報比較行程
４０ ネットワークオペレーションシステム
Claims (5)
- 複数のノードを結ぶネットワーク網における始発ノードから終着ノードを結ぶ複数経路を探索する方法であって、
前記複数のノードのそれぞれに接続される２方向の伝送路の一方向をＸ方向と定義し、他の方向をＹ方向と定義し、
始発ノードと終着ノードを特定し、
前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＸグループ第１経路とし、
次いで、前記Ｘグループ第１経路にあるノードを除く、前記Ｘ方向とＹ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＸグループ第２経路とし、
前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＹグループ第１経路とし、
次いで、前記Ｙグループ第１経路にあるノードを除く、前記Ｘ方向とＹ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＹグループ第２経路とし、
前記Ｘグループ第１経路と第２経路の距離の和と、前記Ｙグループ第１経路と第２経路の距離の和とを比較し、
前記比較において、和の小さいグループを最適経路として決定する
ことを特徴とする複数経路探索方法。 - 請求項１において、
前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索は、ダイクストラ法により実行されることを特徴とする複数経路探索方法。 - 請求項２において、
さらに、前記Ｘグループ第２経路の探索及び、前記Ｙグループ第２経路の探索は、それぞれ前記ダイクストラ法により繰り返し行うことを特徴とする複数経路探索方法。 - 請求項１において、
さらに、任意のノードに接続される全ての区間をグループ化し、
前記グループに含まれる区間を対象外として再度前記Ｘグループ第１経路、Ｘグループ第２経路、Ｙグループ第１経路、Ｙグループ第２経路のそれぞれの探索を行い、前記グループに含まれる区間に対する迂回経路を求めることを特徴とする複数経路探索方法。 - 複数のノードを結ぶネットワーク網における始発ノードから終着ノードを結ぶ複数経路を探索するネットワーク探索装置であって、
前記複数のノードのそれぞれに接続される２方向の伝送路の一方向をＸ方向と定義し、他の方向をＹ方向と定義し、前記複数のノード及び、ノード間を繋ぐ区間の情報データを格納するデータベースと、複数経路探索オペレーションシステムを有し、前記複数経路探索オペレーションシステムは、経路探索処理機能として、
始発ノードと終着ノードを特定し、前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｘ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路の検索し、これをＸグループ第１経路とし、前記Ｘ方向第１経路にあるノードを除く、前記Ｘ方向とＹ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＸグループ第２経路とするＸ方向経路探索モジュールと、
前記特定された始発ノードと終着ノード間をそれぞれ前記Ｙ方向にある伝送路に接続されるノードで接続する最短の経路を検索し、これをＹグループ第１経路とし、前記Ｙ方向第１経路にあるノードを除く、前記Ｘ方向とＹ方向にある伝送路に接続されるノードを対象として最短経路を探索し、これをＹグループ第２経路とするＹ方向経路探索モジュールと、
前記Ｘグループ第１経路と第２経路の距離の和と、前記Ｙグループ第１経路と第２経路の距離の和とを比較し、前記比較において、和の小さいグループを最適経路として決定する最適経路選択モジュールを有する
ことを特徴とするネットワーク探索装置。
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