JP5152932B2 - 回線収容設計装置及び方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は通信局内等に設置されそれぞれ複数の回線を収容可能な回線収容装置を備えた通信装置において回線の収容先を設計する技術に関する。

この種の回線設計の適用分野としては例えば光ファイバ回線を収容する終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）やパケット通信網におけるルータ装置などが挙げられる。以下においては光ファイバ回線の終端装置における回線収容設計を例に挙げて説明するものとする。

図２１に光ファイバ通信システムの概略構成図を示す。図２１に示す光ファイバ通信システムはＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet-Passive Optical Network）と呼ばれるシステムである。図２１に示すように、通信局９００内の設備は大別すると、配線架９１０と、中間架９２０と、終端装置９３０と、これら各装置を結ぶ所内ケーブル９４０からなる。配線架９１０は、所内ケーブル９４０と所外ケーブル９５０とを接続する為のアダプタ９１１とを備えている。配線架９１０にて接続された所外ケーブル９５０は、通信局外の電柱９６０に敷設されている光スプリッタなどの分岐機器９６１を経由してユーザ宅９７０にあるＯＮＵ（Optical Network Unit）９７１に接続する。中間架９２０には、配線架９１０〜中間架９２０と中間架９２０〜終端装置９３０間のケーブル９４０を中継する為のアダプタ９２１や、光信号を複数に分岐する光スプリッタなどの分岐機器９２２が設置されている。また、終端装置９３０は、光回線を収容してユーザに光サービスを提供する為の複数の回線収容装置９３１を備えている。各回線収容装置９３１ａ〜９３１ｄにはそれぞれ１本の所内ケーブル９４０が接続される。

サービス種別の一つとして、多分岐方式と言うサービスというものがある。該サービスにおいて、始点（お客様ＯＮＵ９７１側）から終点（終端装置９３０側）までの間がｎ対１の関係となっている。これは終点である終端装置９３０側から発せられる光信号を途中の分岐機器９２２まで複数の加入者で共有する形式である。したがって、分岐機器９２２までは１つの心線・端子であり、分岐機器９２２以降は、複数の心線・端子にてサービスが提供される。

通信局９００内の終端装置９３０に搭載されている回線収容装置９３１の配下には、分岐機器９２２，９６１を介して複数のユーザに対してサービスを提供する事が可能である。そのため、終端装置９３０では、図２２に示すように、各回線収容装置９３１の配下のＯＮＵ９７１毎にＯＮＵ番号、サービス提供有無、サービス種別、最低保証帯域、平均使用帯域を管理している。ＯＮＵ番号とは、回線収容装置９３１の配下に接続されているＯＮＵ９７１を管理するために採番された識別情報である。サービス提供有無とは、回線収容装置９３１の配下のＯＮＵ９７１がサービス提供中（現用）なのかサービス非提供（非現用）なのかを意味する。サービス種別とは、回線収容装置９３１の配下の現用であるＯＮＵ９７１へ提供しているサービスの種別を指す。最低保証帯域とは、回線収容装置９３１の配下の現用であるＯＮＵ９７１へサービスを提供する際に、通信サービスとして保証している帯域を指す。平均使用帯域とは、回線収容装置９３１の配下の現用であるＯＮＵ９７１のサービス使用時の平均的な使用帯域を指す。

なお、回線収容装置９３１の配下の現用であるＯＮＵ９７１の最低保証帯域の合計を、該回線収容装置９３１の最低保証帯域合計と言うものとする。例えば図２２では、回線収容装置９３１ａの最低保証帯域合計は３００Ｍｂｐｓとなる。また、回線収容装置９３１の配下の現用であるＯＮＵ９７１の平均使用帯域の合計を、該回線収容装置９３１の平均使用帯域合計と言うものとする。例えば図２２では、回線収容装置９３１ａの平均使用帯域合計は６００Ｍｂｐｓとなる。さらに、平均使用帯域合計に現用ＯＮＵ９７１の数で割った数値を、回線収容装置９３１の１ＯＮＵの平均使用帯域と言う。例えば、平均使用帯域合計が６００Ｍｂｐｓで、現用ＯＮＵ数が６であれば１ＯＮＵの平均使用帯域は１００Ｍｂｐｓとなる。

ところで通信会社にて提供するサービスは、従来、ベストエフォート型のインターネット接続サービスが主流であった。ベストエフォート型サービスでは、最低保証される通信速度など個々のユーザーに提供される通信品質については基本的に何も考慮されていない。したがってパケットは、ネットワークが混んでいれば遅れて届くこともあるし、場合によっては廃棄されてしまうこともある。また、ベストエフォート型サービスでは、ユーザを多数収容するために、１つの回線収容装置で複数のユーザへサービス提供可能とする多分岐方式を採用することが主流であった。さらに近年は多分岐方式という形態のまま、より高速かつ大容量な通信を可能する広帯域化が図られていた。このようにして高速かつ大容量のデータ通信が可能になった結果、該ネットワーク環境を生かすために、従来のインターネットに加えて種々の新たなサービスが開発されることになった。新サービスとしては、例えばインターネット電話、映像通信、Ｐ２Ｐサービス等の帯域保証型のサービスや、大容量でのデータ通信サービスなどが挙げられる。なお、帯域保証型のサービスとは、通信事業者が提供するネットワークで帯域を保証するサービスを意味する。帯域（帯域≒データ流通量÷応答時間）とは、通信サービスの通信速度のことで、これが大きくなるほど単位時間あたりに流せるデータ量も多くなる。

ベストエフォート型のインターネット接続サービスが主流であった時代においては、回線をどの回線収容装置に収容するかを選定する作業は至極単純であり、回線収容装置とユーザ宅にあるＯＮＵが接続可能であり、且つ、サービスの定める最低保証帯域が装置媒体の最大帯域内に収まれば当該回線収容装置を収容先として選定可能であった。一方で、回線収容装置の最大帯域は高速かつ大容量通信を可能とする広帯域傾向にあり、サービスが定める最低保証帯域値が回線収容装置の最大帯域内に収まらない事は少なかった。その結果、実際の運用においては、回線収容装置とユーザ宅にあるＯＮＵが接続可能であることのみが実質的な選定条件であった。このような選定条件を満足し、通信会社自体の効率性を向上するためには、より少ない回線収容装置でより多くのＯＮＵを選定する収容効率の向上こそが、回線収容装置選定の最適化方法であった。よって、従来の回線収容装置の選定方法は、物理的に回線収容装置番号の若番から順に端から詰める選定方法であった。

しかし前述したように通信会社の提供するサービスが、映像通信，Ｐ２Ｐサービス等の帯域保証型のサービスや、大容量でのデータ通信サービスへと変遷してきた結果、従来の選定方法では帯域オーバーや、回線収容装置によって通信レスポンスが遅いなど、サービス品質が極端に低下する問題があった。なお、ここでサービス品質の低下とは、帯域が不足する事でパケット遅延・破棄が起こる可能性が高くなる事を意味する。

以下に、このような問題又は類似する問題を解決するための従来の技術について説明する。

特許文献１には、通信局内の光アクセス装置の選定方法であって、通信装置に関する設備使用状況を管理するデータベース、通信サービスの種別と通信サービスの種別毎に異なる設備収容条件を考慮した装置選定ロジックとの対応関係、装置種別毎に異なる制御対応表を用いて、通信サービスの種別に対応した装置選定ロジックを確定し、光アクセス装置を選定する技術が記載されている。

特許文献２には、通信ネットワークにおけるルート選定方法であって、ネットワークへの負荷が分散されるように各分岐個所の中から最適な分岐個所を選択する技術が記載されている。

特許文献３には、パケット網において異なる品質を要求するトラヒックが混在するパケットネットワークにおけるサービス品質制御方式を選定するための技術が記載されている。

特開２００３−１８６２３号公報 特開２００４−１７２６９８号公報 特開２００４−２４１８２９号公報

しかし各特許文献１〜３に記載の技術は、それぞれ選定対象となるネットワーク構成やサービス内容等が異なっており、前述したような回線収容先の回線収容装置に適用することは出来なかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の回線を収容する回線収容装置を複数備えた通信装置において回線の最適な収容先を設計する方法及び装置並びにプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本願発明は、複数の回線収容装置を備えた通信装置において回線の収容先を設計する回線収容設計装置であって、各回線収容装置の仕様や現状の回線収容状態を含む装置情報を記憶する記憶手段と、新規回線についての回線情報及び前記記憶手段に記憶された装置情報に基づき前記新規回線を追加収容した場合における各回線収容装置の収容状態の推定値を各回線収容装置毎に算出する推定値算出手段と、前記記憶手段に記憶された装置情報に基づき前記新規回線を追加収容した場合における各回線収容装置の収容状態の理想値を各回線収容装置毎に算出する理想値算出手段と、前記理想値に最も近似する推定値が算出された回線収容装置を新規回線の収容先として選定する選定手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、各回線収容装置毎に、新規回線を収容した場合における回線収容状態の推定値と理想値が算出され、理想値に最も近似する推定値が算出された回線収容装置が新規回線の収容先として選定される。これにより最適な回線収容設計が可能となる。

ここで前記推定値及び理想値の一例としては、装置情報に含まれるｎ個のパラメータにより表されるｎ次元空間における１点を示すベクトル値を用いたものが挙げられる。この場合、前記選定手段は、推定値と理想値とのユークリッド距離が最小となる回線収容装置を新規回線の収容先として選定すればよい。またこの場合には前記理想値の算出手段としては、各パラメータの最小値により示される点と各パラメータの最大値により示される点を結ぶ線上の点を理想値として算出するものが挙げられる。なお、前記パラメータとしては例えば、回線収容装置に収容する回線数，平均使用帯域，最低保証帯域が挙げられる。

さらに、前記選定手段において、前記理想値に最も近似する推定値が算出された回線収容装置が複数ある場合には、前記装置情報以外の付加情報を参照して前記複数の回線収容装置から収容先を１つ選定すると、より最適な回線収容設計が可能となる。

以上説明したように本発明によれば、各回線収容装置毎に、新規回線を収容した場合における回線収容状態の推定値と理想値が算出され、理想値に最も近似する推定値が算出された回線収容装置が新規回線の収容先として選定される。これにより最適な回線収容設計が可能となる。

回線収容設計装置の構成図 装置情報データベースにおける管理データの一例 装置情報データベースにおける管理データの一例 設計対象モデルを説明する図 回線収容装置の選定アルゴリズムを説明する概念図 選定処理部の構成図 推定点算出部の動作を説明するフローチャート 理想点算出部の動作を説明するフローチャート ユークリッド算出部の動作を説明するフローチャート 回線収容装置選定部の動作を説明するフローチャート シミュレーションで用いる需要発生パターン シミュレーションにおける処理過程を説明する図 シミュレーション結果を説明する表 シミュレーションにおける処理過程を説明するグラフ シミュレーションにおける処理過程を説明するグラフ シミュレーションにおける処理過程を説明するグラフ シミュレーションにおける処理過程を説明するグラフ 比較対象となる他の選定方法を用いた場合のシミュレーション結果を説明する図 他の選定方法と本願発明とのシミュレーション結果を対比する図 他の選定方法と本願発明とのシミュレーション結果を対比する図 設計対象となる通信システムを説明する図 設計対象となる通信システムにおける管理データを説明する図

本発明の一実施の形態に係る回線収容設計装置について図面を参照して説明する。本実施の形態では回線収容設計の対象システムとして図２１及び図２２を参照して前述した光ファイバ通信システムについて説明する。図１は回線収容設計装置の構成図である。

回線収容設計装置１００は、図１に示すように、オペレータ１が入出力装置１０に入力した設計要求に応じて設計結果を出力する装置であり、具体的には、回線追加要求（需要の発生）に対して該回線の収容先の回線収容装置を選定するものである。前記設計要求には、例えば収容先の通信局やサービス種別などの選定条件情報が含まれる。また選定条件情報には、必要に応じて後述する選定アルゴリズムと他の選定アルゴリズムのどれを優先的に適用するかを示す優先順位が含まれる場合もある。

回線収容設計装置１００は、回線収容装置の仕様や回線収容状態などの装置情報を記憶する装置情報データベース１１０と、入出力装置１０とのインタフェイス１２０と、入力された設計要求を解析する入力解析部１３０と、入力解析部１３０の解析結果に基づき装置情報データベース１１０から選定候補となる回線収容装置に係る装置情報を取得する選定候補データ取得部１４０と、該選定候補データから後述する選定アルゴリズムにより収容先の回線収容装置を選定する選定処理部１５０と、選定結果を所定の出力形式で入出力装置１０に出力する出力処理部１６０とを備えている。なお回線収容設計装置１００はコンピュータにプログラムをインストールすることにより構成されており、またその実装形態は不問である。例えば、回線収容設計装置１００の各部を、１つのコンピュータに実装しても複数のコンピュータに分散実装してもよく、また前記入出力装置１０と同一のコンピュータ上に実装してもよい。

まず前記装置情報データベース１１０に記憶されている装置情報について図２乃至図４を参照して説明する。図２は装置情報の一例を示す図、図３は詳細装置情報の一例を示す図、図４は設計対象モデルを示す図である。

装置情報データベース１１０に記憶されている装置情報は、図４に示す設計対象の仕様や現状の回線収容状態等をモデル化したものであり、本実施の形態では図２に示す装置情報テーブルと、図３に示す装置情報詳細テーブルとを備えている。装置情報テーブルには、図２に示すように、終端装置が設置されている設置場所、終端装置の識別情報である終端装置名称、各終端装置に設けられた回線収容装置の識別情報である回線収容装置番号、各回線収容装置に収容された現用ＯＮＵの数及び最大収容数、各回線収容装置で提供しているサービス種別、最低保証帯域合計、平均使用帯域合計、１ＯＮＵの平均使用帯域、回線収容装置に接続された分岐機器情報、などのパラメータが含まれる。すなわち、終端装置名称・回線収容装置番号・ＯＮＵ数など回線収容装置に関する物理情報や、サービス種別・最低保証帯域合計・平均使用帯域合計・１ＯＮＵの平均使用帯域などの論理情報や、回線収容装置の外部機器に関する付加情報とが含まれる。なお、１ＯＮＵの平均使用帯域は必要の都度、平均使用帯域合計及び最大ＯＮＵ数から算出してもよい。なお、分岐機器情報などの付加情報は必須要件ではない点に留意されたい。また詳細装置情報テーブルには、図３に示すように、終端装置名称、回線収容装置番号、各回線収容装置に収容されたＯＮＵを識別するＯＮＵ番号、各ＯＮＵの現用有無、各ＯＮＵで提供しているサービス種別、最低保証帯域、平均使用帯域、などのパラメータが含まれる。なお、前記平均使用帯域合計・１ＯＮＵの使用帯域・平均使用帯域は、実際のサービス開通後にユーザによって使用された値が設定される。

入力解析部１３０は、入力された設計要求の書式チェック・コマンドチェック等を行うとともに設計要求に含まれる選定条件情報を抽出する。選定候補データ取得部１４０は、該選定条件情報に基づき装置情報データベース１１０から選定候補となる回線収容装置に係る装置情報を取得する。例えば、新規回線の収容先のビルとサービス種別が選定条件として指定されている場合、当該条件に合致する装置情報を装置情報データベース１１０から取得し、該装置情報を選定候補データとして後段の選定処理部１５０に渡す。出力処理部１６０は、選定処理部１５０による選定結果を所定の出力形式で入出力装置１０に出力する他、必要に応じて該選定結果を図示しない記憶装置に保存し、実際の回線収容処理において利用可能にしている。

次に選定処理部１５０について説明する。まず選定処理部１５０における選定アルゴリズムについて図５を参照して説明する。図５は回線の収容状態を表す概念図である。本発明では、各回線収容装置における回線の収容状態を示すｎ個のパラメータを用い、該パラメータにより形成されるｎ次元空間を想定する。そして該空間中の１点を示すベクトル値を回線収容装置における回線収容状態を示す値として用いる。図５の例では、ＯＮＵ数、平均使用帯域合計、最低保証帯域合計という３つのパラメータによる３次元空間を想定し、収容状態は点（ＯＮＵ数，平均使用帯域合計，最低保証帯域合計）により示される。現状の収容状態を示す点（現状点）は装置情報データベース１１０に記憶されている装置状態により特定される。

本発明ではこのような前提のもと、需要の発生により新規回線を追加した場合に推定される収容状態の点（推定点）と、新規回線を追加した場合に理想とされる収容状態の点（理想点）とを各回線収容装置毎に算出する。さらに、推定点と理想点とのユークリッド距離を各回線収容装置毎に算出する。そして、最も小さいユークリッド距離が算出された回線収容装置を新規回線の収容先として選定する。以下、推定点及び理想点の算出方法について説明する。

本実施の形態では、推定点は現状点に対して所定の推定ルールを適用することにより算出する。該推定ルールは、新規回線のサービス種別などの回線情報等により決定される。本実施形態の例では以下のようにして推定点を算出する。なお、ここでは新規回線のサービス種別では１回線あたりＯＮＵを１つ用いるものとする。現状点を（ｘ，ｙ，ｚ）、推定点を（ｘ_e，ｙ_e，ｚ_e）、当該回線収容装置における１ＯＮＵの平均使用帯域をｙ’、当該サービス種別の最低保証帯域をｚ’とすると、推定点（ｘ_e，ｙ_e，ｚ_e）＝（ｘ＋１，ｙ＋ｙ’，ｚ＋ｚ’）で算出される。なお推定ルール・回線情報は図示しない記憶手段に予め記憶しておき、設計条件情報に基づき取得すればよい。

また本実施の形態では理想点は前記ｎ次元空間内の「理想線」上の点として算出される。ここで理想線とは、図５に示すように、ｎ次元空間において各パラメータを最小値にした点と各パラメータを最大値にした点とを結ぶ線を意味する。本実施の形態では、各パラメータの最小値は０である。一方、各パラメータの最大値は、ＯＮＵ数は当該回線収容装置における収容可能な最大ＯＮＵ数Ｘｍａｘ、平均使用帯域及び最低保証帯域はそれぞれ当該回線収容装置における最大帯域Ｙｍａｘである。したがって、現状点を（ｘ，ｙ，ｚ）、理想点を（ｘ_t，ｙ_t，ｚ_t）とすると、理想点（ｘ_t，ｙ_t，ｚ_t）＝（ｘ＋１，（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ），（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ））で算出される。前記最大ＯＮＵ数Ｘｍａｘ及び最大帯域Ｙｍａｘは通常静的な値なので、理想点は回線追加後のＯＮＵ数に依存する。なお、最大ＯＮＵ数Ｘｍａｘ及び最大帯域Ｙｍａｘは装置情報データベース１１０から取得すればよい。

次に選定処理部１５０の構成について図６を参照して説明する。選定処理部１５０は、図６に示すように、新規回線についての推定ルール・回線情報や装置情報データベース１１０に記憶された装置情報に基づき新規回線を収容した場合における推定点を各回線収容装置毎に算出する推定点算出部１５１と、装置情報データベース１１０に記憶された装置情報に基づき新規回線を収容した場合における理想点を各回線収容装置毎に算出する理想点算出部１５２と、推定点算出部１５１で算出された推定点と理想点算出部１５２で算出された理想点とのユークリッド距離を各回線収容装置毎に算出するユークリッド距離算出部１５３と、ユークリッド距離算出部１５３で算出されたユークリッド距離に基づき収容先の回線収容装置を算出する回線収容装置算出部１５４とを備えている。

推定点算出部１５１の動作について図７のフローチャートを参照して説明する。推定点算出部１５１は、まず選定候補データのデータ数Ｎを取得する（ステップＳ１）。次に推定点算出部１５１は、各回線収容装置について現状の最低保証帯域合計（ｚ）及び平均使用帯域合計（ｙ）を装置情報データベース１１０から取得し（ステップＳ２，Ｓ３）、さらに新規回線の回線情報等に基づき最低保証帯域（ｚ’）を取得する（ステップＳ４）。次いで推定点算出部１５１は、各回線収容装置について現状の１ＯＮＵの平均使用帯域（ｙ’）を取得する（ステップＳ５）。ここで１ＯＮＵの平均使用帯域（ｙ’）は、さらに新規回線の回線情報等に基づき当該サービス種別で予想される所定の固定値を用いてもよいし、装置情報データベース１１０を参照して当該回線収容装置又は終端装置或いは通信局内での１ＯＮＵの平均使用帯域を取得して用いでもよい。次いで推定点算出部１５１は、取得した各値及び前述のアルゴリムにより推定点（ｘ_e，ｙ_e，ｚ_e）を算出する（ステップＳ６）。以上のステップＳ２〜Ｓ６を各選定候補データについて繰り返し処理することにより全ての選定候補についての推定点が算出される（ステップＳ７）。

次に、理想点算出部１５２の動作について図８のフローチャートを参照して説明する。理想点算出部１５２は、まず選定候補データのデータ数Ｎを取得する（ステップＳ１１）。次に理想点算出部１５２は、各回線収容装置について最大ＯＮＵ数（Ｘｍａｘ）及び最大帯域（Ｙｍａｘ）を装置情報データベース１１０から取得し（ステップＳ１２，Ｓ１３）し、さらに現状のＯＮＵ数（ｘ）を取得する（ステップＳ１４）。次に理想点算出部１５２は、前述の理想線を算出し（ステップＳ１５）、さらに取得した各値及び前述のアルゴリズムにより理想点（ｘ_t，ｙ_t，ｚ_t）を算出する（ステップＳ１６）。以上のステップＳ１２〜Ｓ１６を各選定候補データについて繰り返し処理することにより全ての選定候補についての理想点が算出される（ステップＳ１７）。

次に、ユークリッド距離算出部１５３の動作について図９のフローチャートを参照して説明する。ユークリッド距離算出部１５３は、まず選定候補データのデータ数Ｎを取得する（ステップＳ２１）。次にユークリッド距離算出部１５３は、各回線収容装置について推定点（ｘ_e，ｙ_e，ｚ_e）と理想点（ｘ_t，ｙ_t，ｚ_t）をそれぞれ推定点算出部１５１，理想点算出部１５２より取得し（ステップＳ２２，Ｓ２３）、両点のユークリッド距離を次式により算出する（ステップＳ２４）。

以上のステップＳ２２〜Ｓ２４を各選定候補データについて繰り返し処理することにより全ての選定候補についてのユークリッド距離が算出される（ステップＳ２５）。

次に、回線収容装置選定部１５４の動作について図１０のフローチャートを参照して説明する。回線収容装置選定部１５４は、まず選定候補データのデータ数Ｎを取得し（ステップＳ３１）、各選定候補データについてユークリッド距離をユークリッド距離算出部１５３から取得するとともに付加情報を装置情報データベース１１０から取得する（ステップＳ３２，Ｓ３３，Ｓ３４）。次に回線収容装置選定部１５４は、選定条件において選定アルゴリズムの優先順位を確認し、ユークリッド距離による選定アルゴリズムの優先順位が高い場合（又は優先順位が設定されていない場合）、最も小さいユークリッド距離が算出された回線収容装置を新規回線の収容先として選定する（ステップＳ３５，Ｓ３６）。一方、付加情報による選定アルゴリズムの優先順位が高い場合には、装置上データベース１１０を参照して分岐機器情報などの付加情報を利用して収容先の回線収容装置を決定する（ステップＳ３７）。

なお、前記ステップＳ３６において最も小さいユークリッド距離が算出された回線収容装置が複数ある場合には、さらに種々の選定アルゴリズムにより１つの回線収容装置を選定するようにすればよい。例えば、単純に回線収容装置番号の若い順に選定してもよいし、ランダムに選定するようにしてもよいし、オペレータにより選択するようにしてもよい。また他の方法としては、現状の収容ＯＮＵ数など装置情報の各パラメータに基づき選定するようにしてもよいし、さらに前記付加情報に基づき選定するようにしてもよい。

このように本実施の形態に係る回線収容設計装置によれば、従来のように空きのある回線収容装置のうち若番のものに新規回線の収容先を選定するのではなく、回線収容装置の収容状態に基づき選定される。より具体的には、現状の収容状態、現状の収容状態に新規回線を収容したときに推定される収容状態、現状の収容状態に新規回線を収容したときの理想的な収容状態を算出し、最も理想的な収容状態に近づくように回線収容装置が選定される。これにより最適な収容効率を得ることができる。すなわち、若番から順に端から詰める選定方法では課題であった帯域オーバーや、回線収容装置によって通信レスポンスが遅い等、サービス品質が極端に低下する課題が解消可能となる。

以上本発明の一実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記実施の形態では、ＯＮＵ数・平均使用帯域合計・最低保証帯域合計という３つのパラメータを用いて回線収容装置における収容状態を定義していたが、パラメータの種別や数は不問である。例えば、収容予測情報のような統計的な予測の性質を持った情報でも数値化が可能であれば本発明を適用できる。

また、上記実施の形態では説明の簡単のため、１回線につきＯＮＵを１つ用いるサービス種別を選定条件とした場合について説明したが複数のＯＮＵを用いるサービス種別であっても本発明を適用できる。

また、上記実施の形態では、現状点から推定点を算出する推定ルールで利用される追加回線のサービス種別に係る平均使用帯域として固定的な値を用いてたが、前述したように、当該回線収容装置又は終端装置或いは通信局内での１ＯＮＵの平均使用帯域を用いでもよい。また、追加回線のサービス種別に係る最低保障帯域についても固定的な値を用いたが、選定条件において指定可能にするなど変動的であってもよい。

また、上記実施の形態では設計対象としてＧＥ−ＰＯＮの終端装置における回線収容設計について説明したが他のシステムにおける収容設計でも本発明を適用できる。例えばパケット通信網におけるルータ装置における回線収容設計などが挙げられる。

本発明の実施例について図面を参照して説明する。ここでは上記実施の形態の回線収容設計装置１００を用いて以下の条件のもとに収容設計を行うものとする。終端装置内の回線収容装置は回線収容装置ＩＦ１〜ＩＦ４の４つであり、各回線収容装置ＩＦ１〜ＩＦ４にはそれぞれ３２個のＯＮＵが接続可能であり最大収容帯域は１０００Ｍｂｐｓである。また初期状態として各回線収容装置ＩＦ１〜ＩＦ４には回線が１つも収容されていないものとする。

また、オペレータが選定するサービス種別をＡサービスとし、該Ａサービスでは１つのＯＮＵにて選定を行い、最低保証帯域は６０Ｍｂｐｓ、１ＯＮＵの平均使用帯域は９０Ｍｂｐｓとする。そして、図１１に示すように３２個の新規回線の追加要求（需要）について若番から順に各需要が発生したものとし、実際のサービス提供を行うことなくシミュレーションを行う。なお、装置情報データのうち平均使用帯域・平均使用帯域合計・１ＯＮＵの平均使用帯域はサービス開通後にユーザが実際に使用しないと不明な値である。そこで、各需要発生後には、図１１における「サービス開通後の平均使用帯域」に示した値でユーザが使用を行ったものとして、各需要について回線収容装置の選定を順次行っていくものとする。

以上の条件のもとシミュレーションを行う。図１２に需要１〜３に係る設計要求の処理後における収容状態を示すので参照されたい。まず需要１に係る設計要求について回線収容装置の選定処理を行うと、回線収容装置ＩＦ１の現状点（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）なので、当該回線収容装置ＩＦ１に新規回線を追加した場合には、推定点（ｘ_e，ｙ_e，ｚ_e）＝（ｘ＋１，ｙ＋最低保証帯域，ｚ＋１ＯＮＵの平均使用帯域）＝（１，６０，９０）となる。一方、理想点（ｘ_t，ｙ_t，ｚ_t）＝（ｘ＋１，（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ），（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ））＝（１，３１，３１）となる。したがって、推定点と理想点間のユークリッド距離は８４となる。以上の処理を他の回線収容装置ＩＦ２〜４についても行うと、各回線収容装置ＩＦ２〜４において同様にユークリッド距離は８４となる。したがって、最小のユークリッド距離が算出された回線収容装置は、全ての回線収容装置ＩＦ１〜４であるので、ここでは最も若い番号の回線収容装置ＩＦ１を選定する。以上の処理により需要１に係る設計要求に対しては回線収容装置ＩＦ１が選定された。

ここでシミュレーションとして需要１に係る回線が図１１に示す「サービス開通後の平均使用帯域」で使用されているものとし、以降の需要について選定処理を行う。

需要２に係る設計要求について回線収容装置の選定処理では、回線収容装置ＩＦ１の現状点（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１，６０，６０）なので、当該回線収容装置ＩＦ１に新規回線を追加した場合には、推定点（ｘ_e，ｙ_e，ｚ_e）＝（ｘ＋１，ｙ＋最低保証帯域，ｚ＋１ＯＮＵの平均使用帯域）＝（２，１２０，１５０）となる。一方、理想点（ｘ_t，ｙ_t，ｚ_t）＝（ｘ＋１，（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ），（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ））＝（２，６２，６２）となる。したがって、推定点と理想点間のユークリッド距離は１４９となる。次に、回線収容装置ＩＦ２の現状点（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）なので、当該回線収容装置ＩＦ２に新規回線を追加した場合には、推定点（ｘ_e，ｙ_e，ｚ_e）＝（ｘ＋１，ｙ＋最低保証帯域，ｚ＋１ＯＮＵの平均使用帯域）＝（１，６０，９０）となる。一方、理想点（ｘ_t，ｙ_t，ｚ_t）＝（ｘ＋１，（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ），（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ））＝（１，３１，３１）となる。したがって、推定点と理想点間のユークリッド距離は８４となる。同様の処理により回線収容装置ＩＦ３〜４についてもユークリッド距離は８４となる。したがって、最小のユークリッド距離が算出された回線収容装置は、回線収容装置ＩＦ２〜４であるので、ここでは最も若い番号の回線収容装置ＩＦ２を選定する。以上の処理により需要２に係る設計要求に対しては回線収容装置ＩＦ２が選定された。

ここでシミュレーションとして需要２に係る回線が図１１に示す「サービス開通後の平均使用帯域」で使用されているものとし、以降の需要について選定処理を行う。

需要３に係る設計要求について回線収容装置の選定処理では、回線収容装置ＩＦ１の現状点（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１，６０，６０）なので、当該回線収容装置ＩＦ１に新規回線を追加した場合には、推定点（ｘ_e，ｙ_e，ｚ_e）＝（ｘ＋１，ｙ＋最低保証帯域，ｚ＋１ＯＮＵの平均使用帯域）＝（２，１２０，１５０）となる。一方、理想点（ｘ_t，ｙ_t，ｚ_t）＝（ｘ＋１，（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ），（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ））＝（２，６２，６２）となる。したがって、推定点と理想点間のユークリッド距離は１４９となる。次に、回線収容装置ＩＦ２の現状点（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１，６０，１５０）なので、当該回線収容装置ＩＦ２に新規回線を追加した場合には、推定点（ｘ_e，ｙ_e，ｚ_e）＝（ｘ＋１，ｙ＋最低保証帯域，ｚ＋１ＯＮＵの平均使用帯域）＝（２，１２０，２４０）となる。一方、理想点（ｘ_t，ｙ_t，ｚ_t）＝（ｘ＋１，（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ），（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ））＝（２，６２，６２）となる。したがって、推定点と理想点間のユークリッド距離は２１５となる。次に、回線収容装置ＩＦ３の現状点（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）なので、当該回線収容装置ＩＦ３に新規回線を追加した場合には、推定点（ｘ_e，ｙ_e，ｚ_e）＝（ｘ＋１，ｙ＋最低保証帯域，ｚ＋１ＯＮＵの平均使用帯域）＝（１，６０，９０）となる。一方、理想点（ｘ_t，ｙ_t，ｚ_t）＝（ｘ＋１，（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ），（ｘ＋１）・（Ｙｍａｘ／Ｘｍａｘ））＝（１，３１，３１）となる。したがって、推定点と理想点間のユークリッド距離は８４となる。同様の処理により回線収容装置ＩＦ４についてもユークリッド距離は８４となる。したがって、最小のユークリッド距離が算出された回線収容装置は、回線収容装置ＩＦ３〜４であるので、ここでは最も若い番号の回線収容装置ＩＦ３を選定する。以上の処理により需要３に係る設計要求に対しては回線収容装置ＩＦ３が選定された。

以上の処理を継続させて図１１に示す全需要について収容先の回線収容装置の選定処理を行った結果を図１３に示す。なお図１３において、残使用可能帯域値とは、各回線収容装置の最大帯域から平均使用帯域合計を引いた差分である。該残使用可能帯域は、その値が大きければ大きいほど新規ユーザ選定の余裕がある、または既存ユーザの平均使用帯域が増加しても耐力あるサービス提要が可能となることを意味する。また、各回線収容装置における最低保障帯域と平均使用帯域の推移をグラフ化したものを図１４〜図１７に示す。各グラフから明らかなように、本願技術を使う事で最低保障帯域合計と平均使用帯域合計の空き帯域状況が多い回線収容装置から選定されている事が分かる。このことから、若番から順に端から詰める従来の選定方法では課題であった帯域オーバーや、回線収容装置によって通信レスポンスが遅い等、サービス品質が極端に低下する課題を解消可能であること分かる。

なお、本実施例では説明の簡便性を考えて、幾つかの前提で説明を実施した。例えばサービスは固定であるため最低保障帯域値も固定である、最低保障帯域値は平均使用帯域値より少なくなる事は無い、ＯＮＵ数は必ず理想点や推定点であっても１ＯＮＵ増える等である。よって、ＯＮＵ数や最低保障帯域の選定時の評価軸の支配性は少なく、代わりに変動要素が多分にある平均使用帯域が最も支配性が強くなる。その結果、図１４（ＩＦ番号＝１）で示すとおり、平均使用帯域が１０００Ｍの上限に対して、最低保証帯域が６００Ｍの上限となっている。本来であれば各評価軸の変動要素が多くあった方が、各評価軸同士の平準化が確認できるが、それぞれの評価軸の変動要素が少ない場合であっても、若番から順に端から詰める選定方法では課題であった帯域オーバーや、回線収容装置によって通信レスポンスが遅い等、サービス品質が極端に低下する課題を解消可能であることが確認できた。

本願発明の効果を説明するため、既存の選定方法を始めとする他の選定方法と本願発明との差異を定量的に評価する。ここでは差異を明確にするために前記実施例と同じ条件下において各選定方法による回線収容装置の選定をシミュレートした。該シミュレートの結果を図１８に示す。

まず、比較対象として（ａ）既存の若番から回線収容装置選定する選定方法について説明する。本選定方法では、通信局内の回線収容装置として管理されている各ＩＦの通番から最も若い番号である若番から選定する技術である。当該選定方法では、最低保証帯域や平均使用帯域の充足可否で選定可否を判断していないため、以下のメリット・デメリットが発生する。

メリット：若番の回線収容装置（ＩＦ１）にある最大ＯＮＵまで選定可能であるため、収容率が高く、選定に要する設備量（ＩＦ数＝１）が最小である。

デメリット：最低保証帯域や平均使用帯域の充足可否で選定可否を判断していないため、サービス提供不可（例えば最大帯域１０００Ｍに対して１９２０Ｍ）となる場合が発生する。また、平均使用帯域の充足可否で選定可否を判断していないため、全ユーザの残使用可能帯域が低くなり（−２６８０Ｍ）、サービス品質が低下する。

他の比較対象として、（ｂ）最低保証帯域のみ充足確認し、若番から選定する選定方法について説明する。本選定方法では、通信局内の回線収容装置として管理されているＩＦの最低保証帯域合計が、選定されるサービスの最低保証帯域を加算しても限界帯域を超えないようＩＦを抽出する。そのＩＦの通番から最も若い番号である若番から選定する技術である。当該選定方法では、平均使用帯域の充足可否で選定可否を判断していないため、以下のメリット・デメリットが発生する。

メリット：最低保証帯域の充足可否を確認した上で、若番から選定しているため前記（ａ）の選定方法より収容率は減少するが、選定に要する設備量（ＩＦ数＝２）に収容された全ユーザのサービスが提供可能。

デメリット：平均使用帯域の充足可否で選定可否を判断していない為、全ユーザの残使用可能帯域が低くなり（それぞれのＩＦで−８４０Ｍ）、サービスが低下する。

さらに他の比較対象として、（ｃ）最低保証帯域のみ充足確認し、残最低保証帯域順に選定する選定方法について説明する。本選定方法では、通信局内の回線収容装置として管理されているＩＦの最低保証帯域合計が少ないＩＦから順に選定する技術である。当該選定方法では、平均使用帯域の充足可否で選定可否を判断していないため、以下のメリット・デメリットが発生する。

メリット：実装されている各ＩＦのうち、最低保証帯域の充足可否を確認した上で最低保証帯域合計が少ないＩＦから選定しているため、前記（ｂ）の選定方法より収容率は減少するが、選定に要する設備量（ＩＦ数＝４）の全ユーザがサービス提供可能。

デメリット：実装されている各ＩＦのうち、最低保証帯域合計が少ないＩＦから選定しているため１つのＩＦにおける最低保証帯域合計は少なくなるが、平均使用帯域の充足可否で選定可否を判断していないため、全ユーザの残使用可能帯域が低くなり（ＩＦ２＝−２００、ＩＦ３＝−６００）、サービス品質が低下する。

なお、（ｃ）の選定方法の評価軸を、実装されている各ＩＦから平均使用帯域合計が少ないＩＦから選定する方法もある。その場合、最低保障帯域値は平均使用帯域値より少なくなる事は無い前提で選定しているため、最低保障帯域値と平均使用帯域値が最大帯域を超えないため、全ユーザのサービス提供可能、サービス品質維持となる。しかし、今回の選定の前提は、説明の簡単のために、最低保障帯域値は平均使用帯域値より少なくなる事は無いことを前提とした。そのため、最低保障帯域値が平均使用帯域値より多くなるケースも想定される場合は、サービス品質が低下する結果となる。要は、前記（ｃ）の選定方法自体が１つの評価軸で選定している限り、選定の前提条件次第でメリットやデメリットが変わってくるものである。

次に、前記（ａ）〜（ｃ）の選定方法と本願発明に係る選定方法との対比結果について図１９及び図２０を参照して説明する。前記（ａ）の選定方法では、１つのＩＦの残使用可能帯域がマイナスであり、１つのＩＦの最低保証帯域合計値が最大帯域を超えているため、サービス品質の低下、かつサービス提供不可であるため、比較困難であることが分かる。

前記（ｂ）の選定方法では、選定されたＩＦの最低保証帯域合計は最大帯域の範疇であり、サービス提供は可能であるが、選定された各ＩＦの残使用可能帯域がマイナスであり、サービス品質の低下を起こしていることが分かる。

前記（ｃ）の選定補法では、選定されたＩＦの最低保証帯域合計は最大帯域の範疇であり、サービス提供は可能であるが、選定されたＩＦによっては残使用可能帯域がマイナスであり、サービス品質の低下を起こしている。

一方、本願に係る選定方法では、選定されたＩＦの最低保証帯域合計は最大帯域の範疇であり、サービス提供は可能である。また、選定された各ＩＦの残使用可能帯域に余裕があり、サービス品質維持を満たしている。以上のように本発明の効果が定量的に確認できた。

１００…回線収容設計装置、１１０…装置情報データベース、１３０…入力解析部、１４０…選定候補データ取得部、１５０…選定処理部、１５１…推定点算出部、１５２…理想点算出部、１５３…ユークリッド距離算出部、１５４…回線収容装置選定部、１６０…出力処理部。

Claims (7)

1. 複数の回線収容装置を備えた通信装置において回線の収容先を設計する回線収容設計装置であって、
   各回線収容装置の仕様や現状の回線収容状態を含む装置情報を記憶する記憶手段と、
   新規回線についての回線情報及び前記記憶手段に記憶された装置情報に基づき前記新規回線を追加収容した場合における各回線収容装置の収容状態の推定値を各回線収容装置毎に算出する推定値算出手段と、
   前記記憶手段に記憶された装置情報に基づき前記新規回線を追加収容した場合における各回線収容装置の収容状態の理想値を各回線収容装置毎に算出する理想値算出手段と、
   前記理想値に最も近似する推定値が算出された回線収容装置を新規回線の収容先として選定する選定手段とを備えた
   ことを特徴とする回線収容設計装置。
2. 前記推定値及び理想値は、装置情報に含まれるｎ個のパラメータにより表されるｎ次元空間における１点を示すベクトル値であり、
   前記選定手段は、推定値と理想値とのユークリッド距離が最小となる回線収容装置を新規回線の収容先として選定する
   ことを特徴とする請求項１記載の回線収容設計装置。
3. 前記理想値算出手段は、各パラメータの最小値により示される点と各パラメータの最大値により示される点を結ぶ線上の点を理想値として算出する
   ことを特徴とする請求項２記載の回線収容設計装置。
4. 前記パラメータとして、回線収容装置に収容する回線数，平均使用帯域，最低保証帯域を含む
   ことを特徴とする請求項２又は３記載の回線収容設計装置。
5. 前記選定手段は、前記理想値に最も近似する推定値が算出された回線収容装置が複数ある場合には、前記装置情報以外の付加情報を参照して前記複数の回線収容装置から収容先を１つ選定する
   ことを特徴とする請求項１記載の回線収容設計装置。
6. 複数の回線収容装置を備えた通信装置における回線の収容先をコンピュータを用いて設計する回線収容設計方法であって、
   各回線収容装置の仕様や現状の回線収容状態を含む装置情報を予めコンピュータの記憶手段に記憶しておくとともに、
   推定値算出手段が、新規回線についての回線情報及び前記記憶手段に記憶された装置情報に基づき前記新規回線を追加収容した場合における各回線収容装置の収容状態の推定値を各回線収容装置毎に算出するステップと、
   理想値算出手段が、前記記憶手段に記憶された装置情報に基づき前記新規回線を追加収容した場合における各回線収容装置の収容状態の理想値を各回線収容装置毎に算出するステップと、
   選定手段が、前記理想値に最も近似する推定値が算出された回線収容装置を新規回線の収容先として選定するステップとを備えた
   ことを特徴とする回線収容設計方法。
7. コンピュータを、請求項１記載の回線収容設計装置の各手段として機能させる
   ことを特徴とする回線収容設計プログラム

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