JP4558634B2 - 光ネットワークにおける媒体選定装置、媒体選定方法、媒体選定プログラム、および媒体選定プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、商用目的で使用する光ネットワークにおける媒体選定に係る技術である。特に、光ネットワーク全体の光ファイバや分岐設備などの物理的な情報と、使用波長や使用帯域状況などの論理的な情報とを用いて経路探索、媒体選定を可能とする媒体選定装置、媒体選定方法、媒体選定プログラム、および媒体選定プログラムを記録した記録媒体に関する。

従来の媒体選定技術としては、例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の技術は、主に通信局外における設備を対象としたものであり、特殊な設備構造（テープ構造）をもつ所外通信媒体の構成や特質、および需要管理のための配線ブロックなどの観点を加味した上で、配線ブロックおよびこの配線ブロックに隣接する配線ブロックから通信媒体の選定を実施するものである。しかし、本従来技術はサービスの黎明期等の需要が今後見込める時期を前提とし、通信局外での選定のみを対象としており、本発明が対象としている技術分野とは明確に異なるため、必ずしも本発明の従来技術にはならない。

以下、本発明が対象とする光ネットワークにおける媒体選定を実施する上での特色について説明する。まず、使用する用語について以下に示す。
Ｏ−ＯＤＮ（Outside Optical Distribution Network) ：所外設備
Ｉ−ＯＤＮ（Intra-office Optical Distribution Network)：所内光配線設備
ＩＯ（Intra Office）：通信局
ＳＥ（Service Equipment)：所内（通信）装置
ＯＮＵ（Optical Network Unit) ：端末装置
ＯＡＮ（Optical Access Network) ：光アクセスネットワーク
ＳＰ（Splitter) ：分岐機器
ＳＳ（Single Star)：直収方式
ＰＯＮ（Passive Optical Network)：多分岐方式
ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing) ：波長多重方式

（通信サービスの特性について）
図１０は、通信ネットワークにおける通信サービスの形態を示す。主にサービス種別として３つのパターンが存在する。

図１０(a) は、ＳＳサービスの形態を示す。始点（ユーザ側）から終点（所内装置側）までの間は１対１の関係が維持され、１つの始点に対して必ず終点が１つ存在する形態をとる。この場合は、通信局内の通信媒体は、常に他のユーザによって占有されていない心線・端子などの媒体が選定される。

図１０(b) は、ＰＯＮサービスの形態を示す。始点（ユーザ側）から終点（所内装置側）までの間はｎ対１の関係が成り立つ。これは、終点である所内装置側から発せられる光信号を途中の分岐機器（以下、ＳＰ）まで１本の心線を複数のユーザで共有する形式であるため、ＳＰまでは１つの心線・端子であり、ＳＰ以降は複数の心線・端子にてサービスが提供される。本サービスの特徴として、最初のユーザの選定の場合は、ＳＳサービスと同様に、所内装置の通信媒体は常に他のユーザによって占有されていない空き心線・端子などの媒体が選定対象となる。しかし、次のユーザに対する同一サービスでの選定の場合は、所内装置からＳＰまでの心線・端子はすべて占有状態（接続済み）であり、ＳＰで出力側（ユーザ側）に空き端子が存在すれば開通可能となる。

図１０(c) は、ＷＤＭサービスの形態を示す。始点（ユーザ側）から終点（所内装置側）までの間がｍ対ｎの関係が成り立つ。これは終点である所内装置側が複数あり、それぞれに対応する光信号を中間の分岐機器で波長多重し、さらにＰＯＮサービスと同様に光信号を分岐して複数のユーザで共有する。これは、１ユーザ目の選定の場合はＳＳサービスと同様に、所内装置の通信媒体は常に他のユーザによって占有されていない空き心線・端子などの媒体が選定対象となる。しかし、２ユーザ目の同一サービスでの選定の場合は、所内装置から分岐機器までの心線・端子は全て占有状態（接続済み）であり、分岐機器の出力側に空き端子が存在すれば開通可能となる。また、多分岐サービスとの違いとして、波長多重の場合は分岐機器の装置側端子が複数存在するため、１端子目（波長１）および２端子目（波長２）を利用してサービス提供後、３端子目（波長３）を利用してサービスを提供したい場合、分岐機器の装置側空き端子と終点３の装置までの経路が選定可能であれば、柔軟に波長を増設することが可能となる。

図１１は、光ネットワークの構成例を示す。光ネットワークの構成は大きく分けて３つに分類され、光アクセスネットワーク（ＯＡＮ）と、ＩＰ−ＮＷ（ネットワーク）に代表されるコアＮＷと、ＯＡＮとコアＮＷ間を結合するサブコアＮＷに分類される。ＯＡＮは、通信局（ＩＯ）より外の設備である所外設備（Ｏ−ＯＤＮ）と、通信局内においてサービスを提供する所内設備（ＳＥ）と、ＳＥとＣＲ（Cable Rack) 間の配線等の所内光配線設備（Ｉ−ＯＤＮ）とにより構成される。昨今のブロードバンドサービスの発展に伴い、ＩＰ−ＮＷだけでなく、ＩＰフォンや映像ＮＷなどのサービスの多様化が進んでいる。また、サービスの伝送方式としてもＰＯＮサービスを提供するためのスプリッタ（ＳＰ）や、複数のサービス波長を多重・分岐する波長多重分岐器（ＷＤＭ−ＳＰ）等の通信設備の多様化も進んでいる。

図１２は、光ネットワークにおける従来の媒体選定処理手順を示す。図において、まず探索開始によって物理情報を取得し（S101）、物理情報があればルート探索を開始する（S102）。探索によってルートがあれば、ルート決定・取得してストックする（S103）。次に、取得したルートに対して接続可否チェックを行い（S104）、当該ルートがＯＫであればサービス条件チェックに移る（S105）。サービス条件チェックがＯＫであれば残ルートの有無を確認し（S106）、残ルートがあればルート決定・取得（S103）に戻り、残ルートがなければ探索終了となる。一方、S101で物理情報がない場合、S102でルートがない場合、S104で接続不可の場合、S105でサービス条件が不可の場合には、選定候補エラーとなる（S107）。

本アルゴリズムの概要は、選定開始後、まず選定可能な光ファイバの中から物理的な接続可否についてチェックを行う。次に、該当ルートに対してサービス条件としての分岐数、反射特性などの基準を満たしているか否かをチェックし、全チェックに該当するルートを選定可能として選定結果を返すことを意味する。

ここで、媒体選定における波長と帯域情報の定義について整理する。波長情報は、光ファイバルートに例えば1.31μｍ、1.55μｍなどの波長のうち、どの波長をどのサービスが利用して情報伝送しているかを意味する。例えば、２波長のうち、１つの波長のみにデータ通信・映像を重畳している光ファイバと、複数の独立した波長で重畳している光ファイバが２本あった場合、次にデータ通信の需要が発生したときに優先的に割り当てるのは、よりデータ通信を安定的に実施可能な後者の光ファイバが好ましい。しかし、現状では物理的な接続可否等が主となっているため、波長を意識した選定が必要になる。

帯域情報は、光ファイバルートにおいて、各波長に重畳しているユーザが割り当て最大容量に対してどのくらいの容量を利用しているかを意味する。例えば、最大１Ｇbps のサービスを複数ユーザで共用する場合に、１つのルートは利用頻度の低い２ユーザが安定的に利用しているのに対して、他のルートは利用頻度の高い２ユーザが大容量のファイル伝送に常時利用している場合、次の需要で割り当てるルートは前者のルートが好ましい。しかし、現状では物理的な接続可否等が主となっているため、波長を意識した選定が必要になる。
特開２０００−３３２８９３号公報

ＷＤＭサービス選定時の課題について、図１３を参照して説明する。ＷＤＭサービスが増加すると、需要発生点近傍（図中●で示す）のＳＰの中から最適ＳＰの判断が必要となる。図１３において、ＩＰ−ＮＷサービスと映像サービス（Ａタイプ）の需要が発生した場合（図中●で示す）、ＳＰ３およびＳＰ４が収容可能ＳＰとなる。しかし、両ＳＰのいずれに収容すべきかの判断が困難である。仮に、ＳＰ３に収容する場合、上部側のＷＤＭ−ＳＰ１は、ＳＥ２（ＩＰ−ＮＷサービス）とＳＥ３（映像サービス（Ａタイプ））のみを提供している。一方、ＳＰ４に収容する場合、上部側のＷＤＭ−ＳＰ２は、ＳＥ２（ＩＰ−ＮＷサービス）とＳＥ３（映像サービス（Ａタイプ））とＳＥ４（映像サービス（Ｂタイプ））の提供が可能である。このようなルート構成が分かったとしても、ＳＰまでの光ファイバルートの波長割り当て状況が１つの波長に複数のサービスが割り当てられているのか、複数波長に割り当てられているのか分からなければ、両ルートの優先性を判断することができない。したがって、ＯＡＮとコアＮＷにて、光ファイバルート内の波長割り当て状況を踏まえた選定が必要となる。

帯域制御サービスへの課題について、図１４を参照して説明する。ＰＯＮサービスの場合も、需要発生点近傍ＳＰのいずれが最適かの判断が必要となる。特に、ＳＥより上位側に移るに従って、集線効果によるＮＷトラヒックも増加するため、特定のＳＥとＥＲの間のトラヒックが多く、スループットが低いなどの状況を事前に分かっている場合は、そのルートでないＳＥ内部のＯＳＵ下部にあるＳＰを利用するのが好ましい。例えば、ＳＥ２とＩＰ（Ｖ４）−ＮＷ間でのトラヒックが過多である場合、ＳＥ１内のＯＳＵ２下部のＳＰ１を選定することにより、収容効率の向上が可能となる。図中、ＳＥとＳＷとＥＲを接続する線の太さは帯域の大小を示す。したがって、どのルートを経由するＳＰへ収容するのがよいかという判断は、ＯＡＮ内とコアＮＷでの帯域使用状況を踏まえる必要がある。

本発明は、従来の物理情報を踏まえた選定に加えて、論理情報を選定条件とした波長割り当て状態、帯域利用状態を条件式に加えた上で選定ルートを判断することができる光ネットワークにおける媒体選定装置、媒体選定方法、媒体選定プログラム、および媒体選定プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。

本発明の媒体選定装置および媒体選定方法は、媒体選定実施時に、選定開始点・終了点での端点間で、光ファイバ・分岐設備情報などの物理情報に基づくネットワーク情報を構成し、この物理情報に対して使用波長・使用帯域情報などを付加した論理情報を構成することにより、媒体選定に必要なネットワーク情報を完成する。これに基づいて、選定開始点・終了点での端点間で開通可能ルートの選定を行う。また、本発明の媒体選定プログラムは、光ネットワークにおける物理情報と論理情報に応じて開通可能な経路を選定する。また、本発明は、光ネットワークにおける物理情報と論理情報に応じて開通可能な経路を選定する媒体選定プログラムを記録した記録媒体としてもよい。

本発明は、光ネットワークにおける媒体選定を効率化する媒体選定方法であり、まずＮＷ情報を物理情報と論理情報として取得し、ネットワーク構成とすることにより媒体選定を実施する対象を明確にすることができる。さらに、取得した物理情報と論理情報をもとに媒体選定を実施することにより、常に最適な開通可能ルートを効率的に選定することが可能となる。

（媒体選定装置の構成例）
図１は、本発明の媒体選定装置の構成例を示す。図において、入出力装置１０８は、ネットワークの媒体選定に用いる各種情報を入出力する。入力部１０４は、入出力インタフェース部１０７を介して入出力装置１０８に入力した情報を取り込む。物理情報構成部１０３は、入力部１０４の情報から媒体選定に必要な物理情報の取得・管理を行う。論理情報構成部１０２は、物理情報構成部１０３で取得した物理情報にリンクする論理情報を構成する。媒体選定部１０１は、物理情報と論理情報を元に媒体の選定処理を行う。制御部１００は、物理情報構成部１０３、論理情報構成部１０２、媒体選定部１０１を制御し、物理情報および論理情報を元に媒体の選定を行い、その選定結果を出力する。選定結果情報記録部１０５は、媒体選定部１０１で選定された媒体の情報を記録・管理する。出力部１０６は、選定結果情報記録部１０５から媒体選定結果を読み出し、入出力インタフェース部１０７を介して入出力装置１０８に出力する。

図２は、物理情報構成部１０３の構成例を示す。図において、入力部２００は選定する対象区間の物理情報の取得命令を受け付ける。所外部分取得部２０１は、通信局外の設備管理領域の物理情報を取得する。所内部分取得部２０２は、通信局内の設備管理領域の物理情報を取得する。装置〜上位網部分取得部２０３は、通信局内の装置〜上位網部分の設備管理領域の物理情報を取得する。物理情報記憶部２０４は、所外部分取得部２０１、所内部分取得部２０２、装置〜上位網部分取得部２０３で取得した物理情報を記憶する。出力部２０５は、物理情報記憶部２０４に記憶した物理情報を出力する。

図３は、論理情報構成部１０２の構成例を示す。図において、入力部３００は、選定する対象区間の論理情報の取得命令を受け付ける。所外部分取得部３０１は、物理情報構成部１０３で取得した物理情報における論理情報のうち、通信局外の設備管理領域の論理情報を取得する。所内部分取得部３０２は、物理情報構成部１０３で取得した物理情報における論理情報のうち、通信局内の設備管理領域の論理情報を取得する。装置〜上位網部分取得部３０３は、物理情報構成部１０３で取得した物理情報における論理情報のうち、通信局内の装置〜上位網部分の設備管理領域の論理情報を取得する。論理情報記憶部３０４は、所外部分取得部３０１、所内部分取得部３０２、装置〜上位網部分取得部３０３で取得した論理情報を記憶する。出力部３０５は、論理情報記憶部３０４に記憶した論理情報を出力する。

図４は、媒体選定部１０１の構成例を示す。図において、入力部４００は、媒体選定の実行命令を受け付ける。物理情報取得部４０１は、物理情報構成部１０３で取得した物理情報を取得する。論理情報取得部４０２は、論理情報構成部１０２で取得した論理情報を取得する。ネットワーク情報構成部４０３は、物理情報と論理情報を組み合わせてネットワーク情報として構成する。媒体選定処理部４０４は、ネットワーク情報の中にある物理情報と論理情報に基づいて経路を探索する。媒体情報記憶部４０５は、媒体選定処理部４０４で選定された媒体情報を記憶する。出力部４０６は、媒体情報記憶部４０５に記憶した媒体情報を出力する。

（媒体選定処理手順）
媒体選定部１０１の物理情報取得部４０１は、通信局外の設備管理領域の物理情報を取得する所外部分取得部と、通信局内の設備管理領域の物理情報を取得する所内部分取得部と、通信局内の装置〜上位網部分の設備管理領域の物理情報を取得する装置〜上位網部分取得部とを用い、媒体選定に必要な物理情報の取得する。

図５は、物理情報取得部４０１の所外部分取得部の処理手順を示す。図において、まずユーザの近傍にある電柱群の中から分岐設備情報取得範囲を取得する（Ｓ11）。次に、ユーザの近傍に設置されている分岐設備群の総和である選定点近傍分岐設備情報ａを取得する（Ｓ12）。次に、ユーザの近傍に今後設置が予定されている分岐設備群の総和である選定点近傍設置予定分岐設備情報ｂを取得する（Ｓ13）。次に、選定点近傍分岐設備情報ａと選定点近傍設置予定分岐設備情報ｂの和（ａ＋ｂ）を求め、和（ａ＋ｂ）が０であればエラー処理をして終了する（Ｓ14，Ｓ15）。一方、和（ａ＋ｂ）が０より大であれば、取得した分岐設備における上部側の入力点情報である分岐点入力情報ｉを取得する（Ｓ14，Ｓ16）。次に、探索を開始し、所外成端架端子に到達した場合に所外成端架端子情報を取得し（Ｓ17，Ｓ18，Ｓ19）、残分岐点入力情報ｉを取得する（Ｓ20）。一方、探索によって所外成端架端子に未到達の場合には、初期に取得した分岐点群のうち残分岐点入力情報ｉを取得する（Ｓ18，Ｓ20）。次に、残分岐点入力情報ｉがあれば分岐点入力情報ｉを取得する手順に戻る（Ｓ20，Ｓ16）。また、残分岐点入力情報ｉがなければ、該当する分岐設備・光ファイバ設備の状態を確認して空きまたは工事予定分岐設備・装置ＰＫＧ情報を取得して終了する（Ｓ21）。以上により、選定可能設備のみを抽出する。

図６は、物理情報取得部４０１の所内部分取得部の処理手順を示す。図において、まず通信局外の設備と通信局内の設備との境界設備となる端子情報群の総和である所外成端架端子情報ｄを取得する（Ｓ31）。次に、所外成端架端子から所内分岐設備および装置ＰＫＧ端子に向けて所内分岐設備・装置ＰＫＧ端子の探索を開始する（Ｓ32）。次に、探索により分岐設備または装置ＰＫＧ端子に到達したか否かを判断し（Ｓ33）、分岐設備に到達した場合に所内分岐設備における上部側の点情報である分岐点入力情報ｆを取得して探索を継続する（Ｓ34）。また、探索により通信装置内のＰＫＧ情報を保存格納する装置ＰＫＧ端子に到達した場合に装置ＰＫＧ端子情報を取得し、残分岐点入力情報ｆを取得する（Ｓ33／Ｓ35，Ｓ36，Ｓ37）。また、探索により分岐設備および装置ＰＫＧ端子に未到達の場合に、残所外成端架端子情報ｄを取得する（Ｓ33，Ｓ38）。また、探索により所内分岐設備に到達し、装置ＰＫＧ端子に未到達の場合に、初期に所内分岐設備・装置ＰＫＧ端子探索より取得し蓄積してある残分岐点入力情報ｆを取得する（Ｓ33，Ｓ34，Ｓ35，Ｓ37）。Ｓ37で取得した残分岐点入力情報ｆがあれば、再度、分岐点入力情報ｆを取得する手順に戻る（Ｓ37，Ｓ34）。残分岐点入力情報ｆがなければ残所外成端架端子情報ｄを取得する（Ｓ37，Ｓ38）。次に、残所外成端架端子情報ｄがあれば、再度、所内分岐設備および装置ＰＫＧ端子の探索を開始する手順に戻る（Ｓ38，Ｓ32）。また、残所外成端架端子情報ｄがなければ、空きまたは工事予定分岐設備および装置ＰＫＧ情報を取得して終了する（Ｓ39）。以上により、選定可能設備のみを抽出する。

図７は、物理情報取得部４０１の装置〜上位網部分取得部の処理手順を示す。図において、まず上位網側の装置内ＰＫＧ端子情報の総和である上位網側ＰＫＧ端子情報ｇを取得する（Ｓ51）。次に、装置ＰＫＧから上部の終端設備に向けて物理的な接続構成である分岐媒体設備および終端設備の探索を開始する（Ｓ52）。次に、探索により分岐媒体設備または終端設備に到達したか否かを判断し（Ｓ53）、分岐媒体設備に到達した場合に分岐媒体設備情報ｈを取得して探索を継続する（Ｓ54）。また、探索により終端設備に到達した場合に、該当する終端設備となる終端設備情報を取得し、残分岐媒体設備情報ｈを取得する（Ｓ53／Ｓ55，Ｓ56，Ｓ57）。また、探索により分岐媒体設備および終端設備に未到達の場合に、残上位網側ＰＫＧ端子情報ｇを取得する（Ｓ53，Ｓ58）。次に、探索により分岐媒体設備に到達し、終端設備に未到達の場合に、残分岐媒体設備情報ｈを取得する（Ｓ53，Ｓ54，Ｓ55，Ｓ57）。Ｓ57で取得した残分岐媒体設備情報ｈがあれば、再度、分岐媒体設備情報ｈを取得する手順に戻る（Ｓ57，Ｓ54）。また、残分岐媒体設備情報ｈがなければ、残上位網側ＰＫＧ端子情報ｇを取得する（Ｓ57，Ｓ58）。次に、残上位網側ＰＫＧ端子情報ｇがあれば、再度、分岐媒体設備および終端設備の探索を開始する手順に戻る（Ｓ58，Ｓ52）。また、残上位網側ＰＫＧ端子情報ｇがなければ、空きまたは工事予定ＰＫＧ端子および終端設備情報を取得する（Ｓ58，Ｓ59）。以上により、選定可能設備のみを抽出する。

図８は、論理情報取得部４０２の処理手順を示す。図において、まず、上位網側の終端設備端子群の総和である終端設備端子情報ｊを取得する（Ｓ71）。次に、終端設備から下部側の探索方向に向けて、通信設備の分岐媒体や装置ＰＫＧと光ケーブルや光ケーブルを中継する端子とをノードとリンクとして探索し下部側リンク情報の有無を確認する（Ｓ72）。次に、下部側リンク情報があれば、リンクに設定されている波長ごとに帯域使用状況等のリンク評価情報を取得し、下部側ノード情報の有無を確認する（Ｓ73，Ｓ74）。また、下部側リンク情報がなければ下部側ノード情報の有無を確認する（Ｓ74）。次に、下部側ノード情報があれば、ノードに設定されている波長ごとに帯域使用状況等のノード評価情報を取得し、下部側のノードやリンク情報を検索して下部側物理情報の有無を確認する（Ｓ75，Ｓ76）。また、下部側ノード情報がなければ、下部側のノードやリンク情報を検索して下部側物理情報の有無を確認する（Ｓ76）。次に、下部側物理情報があれば、下部側リンク情報の有無を確認する手順に戻る（Ｓ76，Ｓ72）。また、下部側物理情報がなければ上位網側にある残終端設備端子情報ｊを取得し（Ｓ77）、上位網側にある残終端設備端子情報ｊがあれば次の終端設備内の端子情報を取得する（Ｓ71）。また、上位網側にある残終端設備端子情報ｊがなければ処理を終了する。

図９は、媒体選定処理部４０４の処理手順を示す。図において、探索により物理情報を取得し（Ｓ81）、物理情報がない場合は選定候補エラーとして処理する（Ｓ89）。一方、物理情報があれば論理情報を取得し（Ｓ82）、論理情報があればその物理情報と論理情報に基づいて経路を探索する（Ｓ83）。次に、ノードとリンクに設定されている評価値情報を取得し（Ｓ84）、評価値がない場合は選定候補エラーとし（Ｓ89）、評価値があればルート決定・取得し（Ｓ85）、取得した経路について接続可否をチェックする（Ｓ86）。次に、取得したルートが接続不可であれば選定候補エラーとし（Ｓ89）、接続可であれば当該ルートに対してサービス条件をチェックする（Ｓ87）。次に、接続可のルートに対するサービス条件が不可であれば選定候補エラーとし（Ｓ89）、サービス条件が可であれば残ルートについて接続可否をチェックする（Ｓ88）。残ルートがあれば経路を取得する処理に戻り（Ｓ88，Ｓ85）、全てのルートに対する各チェックが終了したときに探索終了とする。

（媒体選定例）
図１５は、シミュレーションＮＷのノード・リンク化構成を示す。図において、丸付き数字で示す１は物理的に使用中ポート、２は物理的に未使用ポート、４は開通可能な接続済ポート、５は選定後に接続可能ポート、●は選定開始点・終了点、破線は選定後に接続可能ルートを示す。

選定開始点・終了点を結ぶ実線はノード間の光ファイバを意味し、各ノードにおいて存在する物理ポートのうち物理的に使用中ポート１と物理的に未使用ポート２がある。使用中ポートとしては、選定開始点・終了点で通過可能として把握することが可能な接続済ポート４と、それ以外の使用中ポート１に分けて考える。さらに、物理的に接続されていないが、選定後に開通可能な接続可能ポート５も取得し、当該ポート間は選定後に接続可能ルート（破線）として設定する。

(1) 物理情報取得イメージについて
局外の選定終了点の直近にある分岐設備情報を取得する。まず、既に敷設済みの分岐設備情報（Ｏ−ＳＰ(Outside Splitter)１〜４）と、新規に敷設することを想定した分岐設備情報（Ｏ−ＳＰ５）を取得する。次に、分岐設備情報（Ｏ−ＳＰ１〜４）の上部側の情報を取得し、さらに上部側へと検索を実行する。例えば、Ｏ−ＳＰ１の上部側を検索すると、Ｉ−ＳＰ(Inside-Splitter）１が取得可能であり、さらに上部側を検索するとＳＥ１が取得可能となり、さらに上部側を検索するとＳＷ，ＥＲ１，ＥＲ２が取得可能なことがわかる。このように取得したつながりの情報および物品自体の情報を「リンク・ノード情報」として蓄積する。このとき、未使用のＩ−ＳＰ（図１５ではＩ−ＳＰ３）が存在した場合は、選定実施後に開通可能となる可能性をもつため、同時に取得する。

これまでに取得した物理情報より、物理的に接続が確立して使用されているポートと、まだ物理的に未接続であり未使用のポートを判別する。次に、選定開始点から下部側へつながりのみを検索し、接続済みだがルートとして開通可能なポートを判別する。また、各ノードにおいて、未接続であり未使用のポートではあるが、上部または下部側のノードの空きポートとの間を選定実施後に接続可能であるポートおよびリンクを取得する。このとき、ＷＤＭの場合は複数の選定開始点へ向かって情報を取得することになる。

(2) 論理情報取得イメージ（ＰＯＮ／ＷＤＭ）について
上記の処理により取得した物理情報の中から、選定開始点〜終了点を物理的または選定実施後に経路取得可能なポート以外の情報を削除する。残った物理情報のうち、選定開始点を頂点に据え、その点より下部側に構成可能な全てのルートをネットワーク情報として構成する。本ネットワーク情報は、発生するノードおよびリンク点に必要な論理情報を設定することで論理情報の取得を完了する。また、本選定がＷＤＭの場合は、選定開始点が複数存在するため、その情報を踏まえてネットワーク情報を構成することになる。このような処理により取得した論理情報のシミュレーションＮＷツリーのＰＯＮモデルを図１６に、ＷＤＭモデルを図１７に示す。

(3) 媒体選定イメージについて
図１８は、シミュレーションＮＷにおける媒体選定処理を示す。前提条件として、第１はＮＷ上の論理情報として各使用波長の平均帯域使用状況を設定、第２は「選定後に接続可能」区間は低評価値を設定例などがある。

評価値は、ノード間のリンクに収容されているユーザの平均帯域使用状況をトップノードに向けて積み上げることが可能である。例えば、図１８においてＯ−ＳＰ１とＩ−ＳＰ１との間に設定されている（３，０，０）は、Ｏ−ＳＰ１で利用しているユーザの平均利用状況を定量化したもので設定している。また（ｘ，ｙ，ｚ）の値は各サービスに割り当てられている波長λ1 ，λ2 ，λ3 に対応する。すなわち、前記区間における（３，０，０）は、波長λ1 で現在使用されていることを示す。また、Ｏ−ＳＰ５とＩ−ＳＰ１との間のルート（破線）は、当該区間は物理的に接続されていないため、評価値として低い値である「10」を各波長に設定した。本論理情報を踏まえ、選定開始点から選定終了点までの間で評価値が最小となるようなルート選定を行うことにより、最適なルート選定が可能となる。なお、ＷＤＭの選定の場合は１波長目のルート選定後に、経由したＷＤＭ用分岐設備情報の入力側端子（図１８のＩ−ＷＤＭ１またはＩ−ＷＤＭ２）と次の波長での選定開始点との経路探索を実施することになる。

選定効果については、このように選定されたルートと最適ルートとの評価値差により、定量的に論証することができる。なお、ここでは説明を簡単にするために、ＰＯＮシステム需要発生時の選定アルゴリズムについて比較検討する。

まず、図１８のモデルにおいて、既存の選定アルゴリズムでは、論理的な情報を踏まえずに物理的情報のみを考慮して選定するので、Ｒ１ノードからの選定では経路として＜選定開始点・Ｒ１(16)・ＳＷ(9) ・ＳＥ１(3) ・Ｉ−ＳＰ２(2) ・Ｏ−ＳＰ３・選定終了点＞となる。この場合の評価値の和は30となる。

本発明による選定アルゴリズムでは、Ｒ１ノードからの選定では経路として＜選定開始点・Ｒ１(16)・ＳＷ(7) ・ＳＥ２(3) ・Ｉ−ＷＤＭ２(1) ・Ｏ−ＳＰ８・選定終了点＞となる。この場合の評価値の和は27となる。

なお、経路検索アルゴリズムとして分岐限定法を利用する。分岐限定法では、
Ｇiven（λ_i1∈ｘ（∈Ｘ）：実行可能解の集合、f(x): ｘに関する評価関数)
Ｆind （f(x)を最小にする最適解ｘ₀ ∈Ｘと最適値f(ｘ₀))
の定式化されたアルゴリズムで算出することが可能である。

なお、最終的な効果として図１８のモデルＮＷにおいて需要を発生させ、取得ルートの評価値が最適ルートの評価値との乖離値を示す結果を図１９に示す。これより、既存アルゴリズムと比較して常に最適なルート探索が実行されていることがわかる。

本発明の通信媒体選定装置の構成例を示す図。 物理情報構成部１０３の構成例を示す図。 論理情報構成部１０２の構成例を示す図。 媒体選定部１０１の構成例を示す図。 物理情報取得部４０１の所外部分取得部の処理手順を示すフローチャート。 物理情報取得部４０１の所内部分取得部の処理手順を示すフローチャート。 物理情報取得部４０１の装置〜上位網部分取得部の処理手順を示すフローチャート。 論理情報取得部４０２の処理手順を示すフローチャート。 媒体選定処理部４０４の処理手順を示すフローチャート。 通信ネットワークにおける通信サービスの形態を示す図。 光ネットワークの構成例を示す図。 光ネットワークにおける従来の媒体選定処理手順を示すフローチャート。 ＷＤＭサービス選定時の課題について説明する図。 帯域制御サービス選定時の課題について説明する図。 シミュレーションＮＷのノード・リンク化構成を示す図。 シミュレーションＮＷツリー（ＰＯＮ）示す図。 シミュレーションＮＷツリー（ＷＤＭ）示す図。 シミュレーションＮＷにおける媒体選定処理を示す図。 本発明の効果を説明する図。

符号の説明

１０１ 媒体選定部
１０２ 論理情報構成部
１０３ 物理情報構成部
１０４ 入力部
１０５ 選定結果情報記録部
１０６ 出力部
１０７ 入出力インタフェース部
１０８ 入出力装置
２００ 入力部
２０１ 所外部分取得部
２０２ 所内部分取得部
２０３ 装置〜上位網部分取得部
２０４ 物理情報記憶部
２０５ 出力部
３００ 入力部
３０１ 所外部分取得部
３０２ 所内部分取得部
３０３ 装置〜上位網部分取得部
３０４ 論理情報記憶部
３０５ 出力部
４００ 入力部
４０１ 物理情報取得部
４０２ 論理情報取得部
４０３ ネットワーク情報構成部
４０４ 媒体選定処理部
４０５ 媒体情報記憶部
４０６ 出力部

Claims (10)

1. 光ネットワークの媒体選定に用いる各種情報を入出力する入出力装置と、
   前記入出力装置に入力された光ネットワーク全体の光ファイバ設備および分岐設備の情報である物理情報を取り込み、ユーザの位置から所定の範囲内にある電柱群を選定開始点とし、所望のサービスを提供する所内側装置である終端設備を選定終了点とし、前記物理情報から、前記選定開始点から前記選定終了点に向かって接続済みの空き設備と接続可能な設備の物理情報を探索し、選定可能な設備の物理情報を取得する物理情報構成部と、
   前記入出力装置に入力された物理情報に付加された使用波長および使用帯域の情報である論理情報を取り込み、該論理情報から、前記物理情報構成部が取得した物理情報にリンクする論理情報を取得し、該論理情報に基づいて、対応する物理情報のそれぞれに対して、使用波長ごとに接続済みでかつ使用帯域が少ない設備ほど評価が高くなる評価値情報を設定する論理情報構成部と、
   前記物理情報構成部が取得した物理情報と前記論理情報構成部が取得した論理情報とを組み合わせてネットワーク情報として構成し、そのネットワーク情報の中にある物理情報と論理情報に基づいて経路を探索し、探索した経路のうち、前記論理情報構成部で設定した評価値情報に基づく評価が最も高くなる経路に該当する媒体を選定する媒体選定部と、
   前記媒体の選定結果を前記入出力装置に出力する出力部と
   を備えたことを特徴とする媒体選定装置。
2. 請求項１に記載の媒体選定装置において、
   前記物理情報構成部は、
   選定する対象区間の物理情報の取得命令を受け付ける入力部と、
   通信局外の設備管理領域の物理情報を取得する所外部分取得部と、
   通信局内の設備管理領域の物理情報を取得する所内部分取得部と、
   通信局内の装置〜上位網部分の設備管理領域の物理情報を取得する装置〜上位網部分取得部と、
   前記所外部分取得部、前記所内部分取得部、前記装置〜上位網部分取得部で取得した物理情報を記憶する物理情報記憶部と、
   前記物理情報記憶部に記憶した物理情報を出力する出力部と
   を備えたことを特徴とする媒体選定装置。
3. 請求項１に記載の媒体選定装置において、
   前記論理情報構成部は、
   選定する対象区間の論理情報の取得命令を受け付ける入力部と、
   前記物理情報構成部で取得した物理情報における論理情報のうち、通信局外の設備管理領域の論理情報を取得する所外部分取得部と、
   前記物理情報構成部で取得した物理情報における論理情報のうち、通信局内の設備管理領域の論理情報を取得する所内部分取得部と、
   前記物理情報構成部で取得した物理情報における論理情報のうち、通信局内の装置〜上位網部分の設備管理領域の論理情報を取得する装置〜上位網部分取得部と、
   前記所外部分取得部、前記所内部分取得部、前記装置〜上位網部分取得部で取得した論理情報を記憶する論理情報記憶部と、
   前記論理情報記憶部に記憶した論理情報を出力する出力部と
   を備えたことを特徴とする媒体選定装置。
4. 請求項１に記載の媒体選定装置において、
   前記媒体選定部は、
   媒体選定の実行命令を受け付ける入力部と、
   前記物理情報構成部で取得した物理情報を取得する物理情報取得部と、
   前記論理情報構成部で取得した論理情報を取得する論理情報取得部と、
   前記物理情報と前記論理情報を組み合わせてネットワーク情報として構成するネットワーク情報構成部と、
   前記ネットワーク情報の中にある物理情報と論理情報に基づいて経路を探索する媒体選定処理部と、
   前記媒体選定処理部で選定された媒体情報を記憶する媒体情報記憶部と、
   前記媒体情報記憶部に記憶した媒体情報を出力する出力部と
   を備えたことを特徴とする媒体選定装置。
5. 物理情報構成部と論理情報構成部と媒体選定部とを備えた媒体選定装置が、光ネットワークの媒体選定を行う媒体選定方法において、
   前記物理情報構成部が、ユーザの位置から所定の範囲内にある電柱群を選定開始点とし、所望のサービスを提供する所内側装置である終端設備を選定終了点とし、光ネットワーク全体の光ファイバ設備および分岐設備の情報である物理情報から、前記選定開始点から前記選定終了点に向かって接続済みの空き設備と接続可能な設備の物理情報を探索し、選定可能な設備の物理情報を取得する物理情報取得手順と、
   前記論理情報構成部が、物理情報に付加された使用波長および使用帯域の情報である論理情報から、前記物理情報取得手順で取得した物理情報にリンクする論理情報を取得し、該論理情報に基づいて、対応する物理情報のそれぞれに対して、使用波長ごとに接続済みでかつ使用帯域が少ない設備ほど評価が高くなる評価値情報を設定する論理情報取得手順と、
   前記媒体選定部が、前記物理情報取得手順で取得した物理情報と前記論理情報取得手順で取得した論理情報とを組み合わせてネットワーク情報として構成し、そのネットワーク情報の中にある物理情報と論理情報に基づいて経路を探索し、探索した経路のうち、前記論理情報取得手順で設定した評価値情報に基づく評価が最も高くなる経路に該当する媒体を選定する媒体選定手順と
   を有することを特徴とする媒体選定方法。
6. 請求項５に記載の媒体選定方法において、
   前記物理情報取得手順は、
   前記物理情報構成部が備える所外部分取得部が、
   ユーザの位置から所定の範囲内にある電柱群の情報を取得する手順と、
   取得した電柱群に設置されている分岐設備群の総和である選定点近傍分岐設備情報ａを取得する手順と、
   取得した電柱群に今後設置が予定されている分岐設備群の総和である選定点近傍設置予定分岐設備情報ｂを取得する手順と、
   前記選定点近傍分岐設備情報ａと前記選定点近傍設置予定分岐設備情報ｂの和（ａ＋ｂ）が０であれば処理を終了し、和（ａ＋ｂ）が０より大であれば、取得した分岐設備における上部側の入力点情報である分岐点入力情報ｉを取得して経路を探索する手順と、
   前記探索によって所外成端架端子に到達した場合に、所外成端架端子情報を取得する手順と、
   前記探索によって所外成端架端子に未到達の場合に、初期に取得した分岐点群のうち残分岐点入力情報ｉを取得する手順と、
   前記残分岐点入力情報ｉが１以上であれば、再度、分岐点入力情報ｉを取得する手順に戻り、前記残分岐点入力情報ｉが０であれば、該当する分岐設備・光ファイバ設備の状態を確認して空きまたは工事予定分岐設備・装置ＰＫＧ情報を取得し、選定可能設備のみを抽出する手順と、
   前記物理情報構成部が備える所内部分取得部が、
   通信局外の設備と通信局内の設備との境界設備となる端子情報群の総和である所外成端架端子情報ｄを取得し、所外成端架端子から所内分岐設備および装置ＰＫＧ端子に向けて所内分岐設備・装置ＰＫＧ端子の探索を開始する手順と、
   前記探索により前記所内分岐設備に到達した場合に、所内分岐設備における上部側の点情報である分岐点入力情報ｆを取得して探索を継続する手順と、
   前記探索により通信装置内のＰＫＧ情報を保存格納する前記装置ＰＫＧ端子に到達した場合に、装置ＰＫＧ端子情報を取得する手順と、
   前記探索により前記所内分岐設備および装置ＰＫＧ端子に未到達の場合に、残所外成端架端子情報ｄを取得する手順と、
   前記探索により前記所内分岐設備に到達し、前記装置ＰＫＧ端子に未到達の場合に、初期に所内分岐設備・装置ＰＫＧ端子探索より取得し蓄積してある残分岐点入力情報ｆを取得する手順と、
   前記残分岐点入力情報ｆが１以上であれば、再度、分岐点入力情報ｆを取得する手順に戻り、前記残分岐点入力情報ｆが０であれば残所外成端架端子情報ｄを取得する手順と、
   前記残所外成端架端子情報ｄが１以上であれば、再度、所内分岐設備および装置ＰＫＧ端子の探索を開始する手順に戻り、前記残所外成端架端子情報ｄが０であれば、空きまたは工事予定分岐設備および装置ＰＫＧ情報を取得し、選定可能設備のみを抽出する手順と、
   前記物理情報構成部が備える装置〜上位網部分取得部が、
   上位網側の装置内ＰＫＧ端子情報の総和である上位網側ＰＫＧ端子情報ｇを取得し、装置ＰＫＧから上部の終端設備に向けて物理的な接続構成である分岐媒体設備および終端設備の探索を開始する手順と、
   前記探索により前記分岐媒体設備に到達した場合に、分岐媒体設備情報ｈを取得して探索を継続する手順と、
   前記探索により前記終端設備に到達した場合に、該当する終端設備となる終端設備情報を取得する手順と、
   前記探索により前記分岐媒体設備および終端設備に未到達の場合に、残上位網側ＰＫＧ端子情報ｇを取得する手順と、
   前記探索により前記分岐媒体設備に到達し、前記終端設備に未到達の場合に、残分岐媒体設備情報ｈを取得する手順と、
   前記残分岐媒体設備情報ｈが１以上であれば、再度、分岐媒体設備情報ｈを取得する手順に戻り、前記残分岐媒体設備情報ｈが０であれば、残上位網側ＰＫＧ端子情報ｇを取得する手順と、
   前記残上位網側ＰＫＧ端子情報ｇが１以上であれば、再度、分岐媒体設備および終端設備の探索を開始する手順に戻り、前記残上位網側ＰＫＧ端子情報ｇが０であれば、空きまたは工事予定ＰＫＧ端子および終端設備情報を取得し、選定可能設備のみを抽出する手順と
   を含むことを特徴とする媒体選定方法。
7. 請求項５に記載の媒体選定方法において、
   前記論理情報取得手順は、前記論理情報構成部が、
   上位網側の終端設備端子群の総和である終端設備端子情報ｊを取得する手順と、
   終端設備から下部側の探索方向に向けて、通信設備の分岐媒体や装置ＰＫＧと光ケーブルや光ケーブルを中継する端子とをノードとリンクとして探索する手順である下部側リンク情報の有無を確認する手順と、
   前記下部側リンク情報があれば、リンクに設定されている波長ごとに帯域使用状況等のリンク評価情報を取得する手順と、
   前記下部側リンク情報がなければ下部側ノード情報の有無を確認する手順と、
   前記下部側ノード情報があれば、ノードに設定されている波長ごとに帯域使用状況等のノード評価情報を取得する手順と、
   前記下部側ノード情報がなければ、下部側のノードやリンク情報を検索して下部側物理情報の有無を確認する手順と、
   前記下部側物理情報があれば、再度、下部側リンク情報の有無を確認する手順に戻り、前記下部側物理情報がなければ、残終端設備端子情報ｊの有無を確認する手順と、
   前記上位網側にある残終端設備端子情報ｊが１以上であれば、次の終端設備内の端子情報を取得し、前記上位網側にある残終端設備端子情報ｊが０であれば処理を終了する手順と
   を含むことを特徴とする媒体選定方法。
8. 請求項５に記載の媒体選定方法において、
   前記媒体選定手順は、前記媒体選定部が、
   前記物理情報取得手順で取得した物理情報と前記論理情報取得手順で取得した論理情報に基づいて経路を探索し、ノードとリンクに設定されている評価値情報を取得する手順と、
   前記評価値情報がない場合は選定候補エラーとし、前記評価値情報があれば取得した経路について接続可否をチェックする手順と、
   取得した経路が接続不可であれば選定候補エラーとし、接続可であれば当該経路に対してサービス条件をチェックする手順と、
   前記接続可の経路に対するサービス条件が不可であれば選定候補エラーとし、サービス条件が可であれば残りの経路について接続可否をチェックする手順に戻り、全ての経路に対する各チェックが終了したときに探索終了とする手順と
   を含むことを特徴とする媒体選定方法。
9. 請求項５〜８のいずれかに記載の各手順を実行し、光ネットワークにおける物理情報と論理情報に応じて開通可能な経路を選定する
   ことを特徴とする媒体選定プログラム。
10. 請求項５〜８のいずれかに記載の各手順を実行し、光ネットワークにおける物理情報と論理情報に応じて開通可能な経路を選定する
    ことを特徴とする媒体選定プログラムを記録した記録媒体。

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