JP5168189B2 - Optical network design support system and program - Google Patents

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Description

本発明は、PDS(Passive Double Star)型光ネットワークの設計を支援する光ネットワーク設計支援システム及びプログラムに関する。   The present invention relates to an optical network design support system and program for supporting the design of a PDS (Passive Double Star) type optical network.

PDS型光ネットワーク、すなわち、いわゆるPON(Passive Optical Network)ネットワークにおいて、複数の収容局に多数の加入希望者を配分する場合、従来は、熟練技術者の手作業に頼っていた。非特許文献1、2には、収容局を中心とした円形のエリア内にPON加入希望者宅が一様に分布していることを前提とする場合で、多段分岐光アクセスネットワークの敷設コストを最小化するコンピュータ手法が記載されている。   In a PDS type optical network, that is, a so-called PON (Passive Optical Network) network, when a large number of subscribers are allocated to a plurality of accommodation stations, the conventional technique has been relied on the manual work of skilled technicians. In Non-Patent Documents 1 and 2, it is assumed that PON subscribers' homes are uniformly distributed in a circular area centered on the accommodation station. A minimizing computer approach is described.

宇田川大輔、松本隆男「多段分岐光アクセスネットワークの最小光ファイバ長に関する検討」電子情報通信学会総合大会、B−8−29、2003年Daisuke Udagawa, Takao Matsumoto “Study on Minimum Optical Fiber Length of Multi-Stage Optical Access Network” IEICE General Conference, B-8-29, 2003 宇田川大輔、松本隆男「多段分岐アクセスネットワークのコスト最小化条件に関する検討」電子情報通信学会総合大会、B−8−11、2004年Daisuke Udagawa, Takao Matsumoto "Study on cost minimization conditions for multistage branch access network" IEICE General Conference, B-8-11, 2004

熟練技術者による手作業では、コスト的に最適解又は一定以上に好ましい解を得られているかどうかを確認できない。また、作成に膨大な手間と時間を要する。   Manual operation by a skilled engineer cannot confirm whether an optimal solution in terms of cost or a preferable solution above a certain level has been obtained. Moreover, enormous effort and time are required for creation.

非特許文献1および2に記載される手法は、加入希望者宅が一様に分布していない場合や、収容局ごとにカバーするエリアの形状が円形でない場合などには適用できない。しかも、このような況が、より現実的である。 The methods described in Non-Patent Documents 1 and 2 cannot be applied to cases where subscribers' homes are not uniformly distributed, or where the shape of the area covered for each accommodation station is not circular. Moreover, such a situation is more realistic.

そこで、本発明は、多数の加入希望者宅と複数の収容局が非一様に分布する場合を前提とし、光ファイバコストに関して好ましい解を提示する光ネットワーク設計支援システム及びプログラムを提示することを目的とする。   Therefore, the present invention presents an optical network design support system and program that presents a preferable solution regarding the optical fiber cost, assuming that a large number of subscribers' homes and a plurality of accommodation stations are distributed non-uniformly. Objective.

本発明に係る光ネットワーク設計支援システムは、収容局および加入希望者の位置情報を保存する位置情報データベースと、最大ドロップケーブル長、光スプリッタ分岐数及びクラスタ数初期値を記憶するパラメータ記憶手段と、当該加入希望者を当該クラスタ数初期値以上のクラスタに分割し、各クラスタ内での光スプリッタ位置を決定する光スプリッタ位置決定手段であって、各クラスタ内の加入希望者数が当該光スプリッタ分岐数以下であり、各クラスタ内の光スプリッタ候補位置から同じクラスタ内の加入希望者までの距離が当該最大ドロップケーブル長以下であるように各クラスタ内の当該光スプリッタ位置を決定する光スプリッタ位置決定手段と、当該光スプリッタ位置決定手段により決定された当該各光スプリッタ位置の光スプリッタを当該収用局の何れかに接続する光スプリッタ/収用局接続手段とを具備することを特徴とする。   An optical network design support system according to the present invention includes a position information database for storing position information of a accommodating station and a subscriber, parameter storage means for storing a maximum drop cable length, an optical splitter branch number, and an initial number of clusters; An optical splitter position determining unit that divides the applicants into clusters equal to or greater than the initial number of clusters and determines an optical splitter position in each cluster, wherein the number of applicants in each cluster Optical splitter position determination that determines the optical splitter position in each cluster so that the distance from the optical splitter candidate position in each cluster to the subscriber who wants to join in the same cluster is equal to or less than the maximum drop cable length. And the optical splitter at each of the optical splitter positions determined by the optical splitter position determining means. The characterized by comprising an optical splitter / acquisition station connection means for connecting to either the acquisition station liter.

本発明に係る光ネットワーク設計支援プログラムは、コンピュータを使い、複数の収用局及び複数の加入希望者に対して、位置情報データベースに記憶される当該収容局および当該加入希望者の位置情報を参照し、最大ドロップケーブル長及び光スプリッタ分岐数の条件の下で、光スプリッタの位置、及び当該光スプリッタを収用する収用局を決定する光ネットワーク設計支援プログラムであって、当該コンピュータに当該複数の加入希望者をクラスタ数初期値以上のクラスタに分割し、各クラスタ内での光スプリッタ位置を決定する光スプリッタ位置決定機能であって、各クラスタ内の加入希望者数が当該光スプリッタ分岐数以下であり、各クラスタ内の光スプリッタ候補位置から同じクラスタ内の加入希望者までの距離が当該最大ドロップケーブル長以下であるように各クラスタ内の当該光スプリッタ位置を決定する光スプリッタ位置決定機能と、該光スプリッタ位置決定機能により決定された当該各光スプリッタ位置の光スプリッタを当該収用局の何れかに接続る光スプリッタ/収用局接続機能とを実現させることを特徴とする。 The optical network design support program according to the present invention uses a computer to refer to the location information of the accommodation station and the subscription applicant stored in the location information database for a plurality of toll stations and a plurality of subscription applicants. under the maximum drop cable length and the optical splitter branches of the condition number, the position of the optical splitter, and an optical network design support program to determine the acquisition station for acquisition of the optical splitter, to the computer, the plurality of subscribers This is an optical splitter position determination function that divides the applicants into clusters that are equal to or greater than the initial number of clusters, and determines the optical splitter position within each cluster. Yes, the distance from the optical splitter candidate position in each cluster to the desired subscriber in the same cluster is the maximum drop An optical splitter position determining function of determining the optical splitter position within each cluster to be a flop cable length below, the optical splitter of the optical splitters each position determined by one of ordinary optical splitter position determination function of the acquisition station characterized in that to realize an optical splitter / acquisition station connectivity to connect to either.

本発明により、多数の加入希望者宅と複数の収容局が非一様に分布する場合において、加入希望者宅と収容局の位置情報をもとに、光ファイバコストを低減した設計を支援できる。   According to the present invention, when a large number of subscribers 'homes and a plurality of accommodation stations are distributed non-uniformly, it is possible to support a design with reduced optical fiber costs based on the location information of the subscribers' residences and the accommodation stations. .

本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。It is a schematic block diagram of one Example of this invention. 本実施例のネットワーク設計処理のフローチャートである。It is a flowchart of the network design process of a present Example. 収用局と加入希望者の分布を示す説明例でる。 Oh Ru in the description example shown the expropriation station distribution of subscribers who wish. 図2のクラスタリング処理の詳細なフローチャートである。It is a detailed flowchart of the clustering process of FIG. 図3に示す例をクラスタに分割した例である。It is an example which divided | segmented the example shown in FIG. 3 into a cluster. 図5に示す分割例で1つのクラスタを更に2つに分割した例である。This is an example in which one cluster is further divided into two in the division example shown in FIG. 図6に示すクラスタ分割例で、各光スプリッタに近くの加入希望者を接続した状態の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a state in which a nearby subscriber is connected to each optical splitter in the cluster division example shown in FIG. 6. 図2に示すフローで、光スプリッタと収用局を接続する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which connects an optical splitter and a receiving station with the flow shown in FIG. 図8に示すフローにより光スプリッタと収用局を接続した状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state which connected the optical splitter and the collection station by the flow shown in FIG. 図2のクラスタリング処理の別のフローチャートである。3 is another flowchart of the clustering process of FIG. 2.

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る設計支援システムの概略構成ブロック図を示す。コンピュータのCPU10に、キーボード等の入力装置12と、表示装置14が接続する。CPU10上で、本実施例の設計支援プログラムが動作する。パラメータ記憶装置16は、CPU上の設計支援プログラムに必要な、入力装置12により入力される各種パラメータを記憶する。パラメータ記憶装置16は、例えば、コンピュータを構成するRAM又は二次記憶装置としてのハードディスク装置などからなる。   FIG. 1 shows a schematic block diagram of a design support system according to the present invention. An input device 12 such as a keyboard and a display device 14 are connected to the CPU 10 of the computer. The design support program of this embodiment operates on the CPU 10. The parameter storage device 16 stores various parameters input by the input device 12 necessary for the design support program on the CPU. The parameter storage device 16 includes, for example, a RAM constituting the computer or a hard disk device as a secondary storage device.

位置情報データベース(DB)18は、PONネットワークの設計対象地域に位置するPON加入希望者および収容局の、2次元平面上での位置情報を保持する。収容局の位置情報をC(i=1〜N)とし、加入希望者の位置情報をX(j=1〜M)とする。この説明例では、収容局がN台あり、加入希望者数がMであるとする。C(i=1〜N)は各収容局を示す場合と、その位置座標を示す場合とがある。同様に、X(j=1〜M)は、加入希望者自体を示す場合と、その一座標を示す場合とがある。 The location information database (DB) 18 holds location information on a two-dimensional plane of PON subscribers and accommodation stations located in the design target area of the PON network. The location information of the accommodation station is C i (i = 1 to N), and the location information of the applicant is X j (j = 1 to M). In this example, it is assumed that there are N accommodation stations and the number of subscribers is M. C i (i = 1 to N) indicates a case where each accommodation station is indicated and a case where the position coordinates are indicated. Similarly, X j (j = 1 to M) may indicate the applicant for the subscription itself or may indicate one coordinate thereof.

最大収容回線数データベース(DB)20は、各収容局C(i=1〜N)の最大収容回線数Nf(i=1〜N)を示す。例えば、Cの最大収容回線数はNfである。 The maximum accommodated line number database (DB) 20 indicates the maximum accommodated line number Nf i (i = 1 to N) of each accommodated station C i (i = 1 to N). For example, the maximum number of accommodated lines of C 1 is Nf 1 .

データベースとして、収用局の位置情報と最大収用回線数を保持する収用局データベースと、加入希望者に関する位置情報を保持する加入希望者データベースとを有する構成であってもよいことは明らかである。   It is obvious that the database may be configured to have a collecting station database that holds the position information of the collecting station and the maximum number of lines to be collected, and a subscription applicant database that holds position information related to the subscriber.

CPU10は、設計支援プログラムの機能要素として、以下の機能22〜30を具備する。図2は、CPU10による設計支援プログラムのメインフローの動作フローチャートを示す。   The CPU 10 includes the following functions 22 to 30 as functional elements of the design support program. FIG. 2 shows an operation flowchart of the main flow of the design support program executed by the CPU 10.

光スプリッタ配置設計機能22が、位置情報DB18から収容局の位置情報C(i=1〜N)と、加入希望者の位置情報X(j=1〜M)を読み込む(S1)。この説明例では、収容局がN台あり、加入希望者がM人である。図3は、加入希望者と収容局の分布例を示す。図3に示す分布例では、16人の加入希望者を3つの収用局のどれに接続すべきかを検討し、決定することになる。M=16、N=3となる。各収用局には1又は複数のPONシステムを収容可能であるとする。 The optical splitter arrangement design function 22 reads the location information C i (i = 1 to N) of the accommodation station and the location information X j (j = 1 to M) of the subscribers from the location information DB 18 (S1). In this example, there are N accommodation stations, and there are M applicants. FIG. 3 shows an example of the distribution of applicants and accommodation stations. In the distribution example shown in FIG. 3, it is determined by examining which of the three receiving stations to which 16 subscribers should be connected. M = 16 and N = 3. Assume that each receiving station can accommodate one or more PON systems.

オペレータは、入力装置12を使って、光ネットワーク設計の基本パラメータ、ここでは、最大ドロップケーブル長Lmax、光スプリッタ分岐数Ns及びクラスタ数(初期値)NcをCPU10に入力する(S2)。もちろん、これらのパラメータの入力(S2)を、ステップS1に先行して実施しておいても良い。最大ドロップケーブル長Lmaxは、光スプリッタから加入希望者宅までの、許容される最長距離である。光スプリッタ分岐数Nsは1つの光スプリッタに収容できる加入希望者数である。クラスタ数Ncは、PONシステム数であり、ここでは、1つのPONシステムに1つの光スプリッタを想定しているので、光スプリッタ数でもある。クラスタ数Ncは、収容局数又は加入希望者数により、計算途中で増減されることがある。図3に示す例では、収用局の数が3であることから、クラスタ数Ncの初期値を3とする。   The operator uses the input device 12 to input basic parameters of the optical network design, here, the maximum drop cable length Lmax, the number of optical splitter branches Ns, and the number of clusters (initial value) Nc to the CPU 10 (S2). Of course, the input of these parameters (S2) may be performed prior to step S1. The maximum drop cable length Lmax is the maximum allowable distance from the optical splitter to the subscriber's home. The optical splitter branching number Ns is the number of subscribers who can be accommodated in one optical splitter. The number of clusters Nc is the number of PON systems, and here, since one optical splitter is assumed for one PON system, it is also the number of optical splitters. The number of clusters Nc may be increased or decreased during the calculation depending on the number of accommodation stations or the number of subscribers. In the example shown in FIG. 3, since the number of toll stations is 3, the initial value of the cluster number Nc is set to 3.

次に、クラスタリング処理機能24を使って、加入希望者をクラスタ数Ncの初期値以上のクラスタ数でクラスタ化し、各クラスタに光スプリッタを割り当てる(S4)。具体的には、クラスタリング処理機能24が、ステップS1,S2で設定されパラメータ記憶装置16に記憶される条件及び初期値に従い、各クラスタ内の加入希望者数がNs以下となり、かつ、ドロップケーブル長が最大長Lmaxを越えないという条件の下で、全加入希望者をクラスタリングし、光スプリッタ候補の位置を決定する(S4)。   Next, using the clustering processing function 24, the subscribers are clustered with a cluster number equal to or greater than the initial value of the cluster number Nc, and an optical splitter is assigned to each cluster (S4). Specifically, according to the conditions and initial values set in steps S1 and S2 and stored in the parameter storage device 16 by the clustering processing function 24, the number of applicants in each cluster is Ns or less, and the drop cable length Are clustered under the condition that the maximum length Lmax does not exceed the maximum length Lmax, and the positions of the optical splitter candidates are determined (S4).

図4は、クラスタリング処理(S4)の詳細なフローチャートを示す。メインルーチンから引き渡された対象領域及びクラスタ数Ncに従い、光スプリッタの位置候補となるNc個のセントロイドY(k=1〜Nc)を対象領域内にランダムに設定する(S11)。 FIG. 4 shows a detailed flowchart of the clustering process (S4). In accordance with the target area and the number of clusters Nc delivered from the main routine, Nc centroids Y k (k = 1 to Nc) that become optical splitter position candidates are randomly set in the target area (S11).

所定のクラスタリング処理により、対象領域内に存在する全加入希望者をNc個のクラスタに分割する(S12)。これは、各クラスタ内で、セントロイドYと当該クラスタに属する加入希望者との間のユークリッド距離の総和が最小となるように、各クラスタへの加入希望者の所属と各セントロイドの位置を決定する処理である。このようなクラスタリング処理法としては、データマイニングの分野において広く用いられているk-means法などがある。このクラスタリング処理で決定した各セントロイドが、光スプリッタの位置候補となる。 Through a predetermined clustering process, all applicants who are present in the target area are divided into Nc clusters (S12). This is because, in each cluster, the affiliation of the applicant to each cluster and the position of each centroid so that the sum of the Euclidean distances between the centroid Yk and the applicants belonging to the cluster is minimized. It is a process to determine. As such a clustering processing method, there is a k-means method widely used in the field of data mining. Each centroid determined by this clustering process becomes a position candidate of the optical splitter.

図5は、図3に示す例に対し、クラスタリング処理(S12)により3つのクラスタに加入希望者を分割した結果を示す。破線がクラスタの境界を示す。黒丸は、セントロイドY(光スプリッタ候補)である。 FIG. 5 shows a result of dividing the subscribers into three clusters by the clustering process (S12) with respect to the example shown in FIG. Dashed lines indicate cluster boundaries. A black circle is a centroid Y k (light splitter candidate).

各セントロイドYについて、光スプリッタに収容可能な加入希望者数Ns、及び最大ドロップケーブル長Lmaxを満たすかどうかを調べる(S14,S15)。そのために、まず、条件判定対象のクラスタ/セントロイドを指定する変数kを1で初期化する(S13)。そして、k番目のクラスタに属する加入希望者がNs以下かどうかを調べ(S14)、k番目のクラスタ内の加入希望者とセントロイドYとの間の距離が全て、最大ドロップケーブル長Lmax以下であるかどうかを調べる(S15)。 For each centroid Yk , it is checked whether or not the desired number of subscribers Ns that can be accommodated in the optical splitter and the maximum drop cable length Lmax are satisfied (S14, S15). For this purpose, first, a variable k for designating a cluster / centroid for condition determination is initialized with 1 (S13). Then, it is checked whether or not the subscribers who belong to the kth cluster are Ns or less (S14), and all the distances between the subscribers in the kth cluster and the centroid Yk are less than the maximum drop cable length Lmax. Is checked (S15).

何れかの条件(S14,S15)が満たされない場合、クラスタリング処理機能により、k番目のクラスタを2つのクラスタに分割させる(S18)。図6は、図5に示す例で、右下のクラスタにおいて、ステップS14の条件が満たされず、このクラスタを更に2分割した結果を示す。この場合、クラスタ数(又はセントロイド数)は、4になる。ソフトウエアプログラムとしては、ステップS18は、k番目のクラスタを対象領域とし、クラスタ数を2とする引数を、図4に示すクラスタリング処理ルーチン又は関数に渡して再帰的に実行させることで、この目的を実現している。   When any of the conditions (S14, S15) is not satisfied, the kth cluster is divided into two clusters by the clustering processing function (S18). FIG. 6 is an example shown in FIG. 5 and shows the result of further dividing this cluster into two parts in the lower right cluster where the condition of step S14 is not satisfied. In this case, the number of clusters (or the number of centroids) is 4. As the software program, step S18 is performed by recursively executing an argument with the kth cluster as the target region and the number of clusters being 2 by passing it to the clustering routine or function shown in FIG. Is realized.

k番目のクラスタに属する加入希望者がNs以下であり(S14)、かつ、k番目のクラスタ内の加入希望者とセントロイドYとの間のユークリッド距離が全て、最大ドロップケーブル長Lmax以下である場合(S15)、kをインクリメントし(S17)、次のクラスタについてステップS14,S15の条件を満たすかどうかを確認する。 The applicants who belong to the kth cluster are Ns or less (S14), and the Euclidean distance between the applicants in the kth cluster and the centroid Yk is all less than the maximum drop cable length Lmax. If there is (S15), k is incremented (S17), and it is confirmed whether or not the conditions of steps S14 and S15 are satisfied for the next cluster.

全クラスタについて、ステップS14,S15の条件を満たすことを確認したら、図3に戻り、セントロイドを光スプリッタ位置として確定し、各クラスタ内の加入希望者を同じクラスタ内の光スプリッタに論理接続する(S5)。この時点で、光スプリッタの配置場所とドロップケーブルの設計が完了する。なお、k-means法などのクラスタリング手法は局所最適解に収束することが知られている。従って、得られるPONネットワークの設計結果は、光ファイバ線路長に対する準最適解となる。図7は、図6に示す例における光スプリッタ候補位置(セントロイド)に光スプリッタを配置し、ステップS5により、加入希望者を同じクラスタ内の光スプリッタに接続した状態を示す。   If it is confirmed that the conditions of steps S14 and S15 are satisfied for all clusters, the process returns to FIG. 3 to determine the centroid as the optical splitter position and logically connect the applicants in each cluster to the optical splitters in the same cluster. (S5). At this point, the placement of the optical splitter and the design of the drop cable are complete. It is known that a clustering method such as the k-means method converges to a local optimum solution. Therefore, the design result of the obtained PON network is a quasi-optimal solution for the optical fiber line length. FIG. 7 shows a state in which the optical splitter is arranged at the optical splitter candidate position (centroid) in the example shown in FIG. 6, and the subscriber is connected to the optical splitter in the same cluster in step S5.

収用局決定機能26が、ステップS5で位置が確定した各光スプリッタをどの収用局に接続するかを決定する(S6)。ステップS6の詳細なフローチャートを図8に示す。   The receiving station determination function 26 determines to which receiving station each optical splitter whose position has been determined in step S5 is connected (S6). A detailed flowchart of step S6 is shown in FIG.

収用局決定機能26は、ボロノイ領域計算機能28に指示して、N個の収容局の位置を母点として、設計対象範囲をボロノイ領域に分割させる(S21)。ボロノイ領域とは、母点からの距離が、他の母点からの距離よりも短い点の集合を表わす。領域全体を複数のボロノイ領域に区切ったものは、ボロノイ図と呼ばれる。図9は、図7に示す収用局と光スプリッタの配置に対してボロノイ領域への分割を実施した結果であって、破線がボロノイ領域の境界線を示す。ボロノイ図の作図方法としては、逐次添加法や再帰二分法などがある。   The expropriation station determination function 26 instructs the Voronoi area calculation function 28 to divide the design target range into Voronoi areas using the positions of the N accommodation stations as a generating point (S21). The Voronoi region represents a set of points whose distance from the mother point is shorter than the distance from other mother points. A region obtained by dividing the entire region into a plurality of Voronoi regions is called a Voronoi diagram. FIG. 9 is a result of dividing the arrangement of the receiving station and the optical splitter shown in FIG. 7 into Voronoi regions, and a broken line indicates a boundary line of the Voronoi region. Examples of the Voronoi diagram drawing method include a sequential addition method and a recursive bisection method.

収用局決定機能26は、得られたボロノイ領域の全てについて、以下の処理を実行する。まず、処理対象のボロノイ領域を指定する変数kを1で初期化する(S22)。収用局決定機能26は、最大収容回線数DB20からk番目の収容局の最大収容回線数Nfを取得する(S23)。k番目のボロノイ領域内に存在する光スプリッタ数とk番目の収容局に収用済みの回線数の合計が、Nf以下か否かを判断する(S24)。すなわち、k番目のボロノイ領域内に存在する光スプリッタ数に等しいPONシステムを、k番目の収用局にまだ収容可能かどうかを調べる。 The expropriation station determination function 26 executes the following processing for all of the obtained Voronoi regions. First, a variable k designating a Voronoi region to be processed is initialized with 1 (S22). The toll station determining function 26 obtains the maximum accommodated line number Nf k of the kth accommodated station from the maximum accommodated line number DB 20 (S23). It is determined whether or not the sum of the number of optical splitters existing in the kth Voronoi region and the number of lines already allocated to the kth accommodation station is less than or equal to Nfk (S24). That is, it is examined whether or not a PON system equal to the number of optical splitters existing in the kth Voronoi region can still be accommodated in the kth receiving station.

k番目のボロノイ領域内に存在する光スプリッタ数とk番目の収容局に収用済みの回線数の合計が、Nf以下の場合(S24)、k番目のボロノイ領域内に存在する各光スプリッタをk番目の収容局に接続する(S25)。kがNcに等しく無ければ(S26)、kをインクリメントして(S27)、S23以降を繰り返す。kがNcに等しくなれば(S26)、図8に示す処理を終了する。 When the sum of the number of optical splitters existing in the kth Voronoi region and the number of lines already allocated to the kth accommodation station is Nfk or less (S24), each optical splitter existing in the kth Voronoi region is Connect to the k-th accommodation station (S25). If k is not equal to Nc (S26), k is incremented (S27), and S23 and subsequent steps are repeated. If k is equal to Nc (S26), the process shown in FIG. 8 is terminated.

k番目のボロノイ領域内に存在する光スプリッタ数とk番目の収容局に収用済みの回線数の合計が、Nfを越える場合(S24)、もはや、k番目のボロノイ領域内に存在する全光スプリッタをk番目の収容局に接続することができない。そこで、隣接するボロノイ領域j(但し、j≠k)であって、そのボロノイ領域j内の全光スプリッタ数と、既に接続済みの隣接領域の光スプリッタ数を足してもまだ空きがある収用局を有するものがあるかどうかを調べる(S28)。すなわち、隣接するボロノイ領域の収用局への接続可能性を調べる。そのような隣接ボロノイ領域j(但し、j≠k)が無い場合(S28)、収用局決定機能26は、表示装置14に、PONネットワークの設計不能を示すエラーメッセージを表示する(S29)。 If the sum of the number of optical splitters existing in the kth Voronoi region and the number of lines already allocated to the kth accommodation station exceeds Nfk (S24), all the light existing in the kth Voronoi region no longer exists. The splitter cannot be connected to the kth accommodation station. Therefore, an adjacent Voronoi region j (where j ≠ k), and there is still an available station even if the number of all optical splitters in the Voronoi region j and the number of optical splitters in the already connected adjacent region are added. It is checked whether or not there is one having S (S28). That is, the possibility of connection to a receiving station in an adjacent Voronoi area is examined. If there is no such adjacent Voronoi region j (where j ≠ k) (S28), the toll station determination function 26 displays an error message indicating that the PON network cannot be designed on the display device 14 (S29).

空きのある収用局を有する隣接ボロノイ領域j(但し、j≠k)が存在する場合(S28)、k番目のボロノイ領域内の光スプリッタの内で、当該隣接ボロノイ領域j(但し、j≠k)の収用局Cに最も近い光スプリッタを収用局Cに接続する(S30)。そして、ステップS24以降を繰り返す。これにより、ステップS24で考慮すべき光スプリッタ数が1だけ減る。ステップS30を必要回数だけ繰り返すことで、最終的にステップS24の条件が満たされ、先に説明したように、次のボロノイ領域の処理に移行する(S26,S27)。 When there is an adjacent Voronoi region j (where j ≠ k) having a free acquisition station (S28), the adjacent Voronoi region j (where j ≠ k) in the optical splitter in the kth Voronoi region. the closest optical splitter acquisition station C j) of connecting to acquisition station C j (S30). Then, step S24 and subsequent steps are repeated. As a result, the number of optical splitters to be considered in step S24 is reduced by one. By repeating step S30 as many times as necessary, the condition of step S24 is finally satisfied, and the process proceeds to the next Voronoi region as described above (S26, S27).

このようにして、ステップS5で配置された全光スプリッタを、可能な限り近い収用局に接続できる。これで、図9に示すように、PONネットワークの設計が完了する。設計結果出力機能30は、設計結果を表示装置14に出力する。もちろん、設計結果を印刷出力するなり、図示しないハードディスクに保存してもよい。   In this way, the all-optical splitter arranged in step S5 can be connected to a receiving station as close as possible. This completes the design of the PON network as shown in FIG. The design result output function 30 outputs the design result to the display device 14. Of course, the design result may be printed out and stored in a hard disk (not shown).

図4に示すフローでは、クラスタ内で加入希望者数の条件又はドロップケーブル長の条件が満たされないクラスタを再帰処理で2分割するようにしたが、クラスタ数Ncをインクリメントして、全体でクラスタリング処理を再実行してもよい。図10は、そのように図4を変更したフローチャートを示す。図3のステップS18の代わりに、クラスタ数Ncをインクリメントして(S18a)、ステップS11以降を再実行する。   In the flow shown in FIG. 4, the cluster in which the condition of the number of subscribers desired or the condition of the drop cable length in the cluster is not satisfied is divided into two by recursive processing. May be re-executed. FIG. 10 shows a flowchart in which FIG. Instead of step S18 of FIG. 3, the cluster number Nc is incremented (S18a), and step S11 and subsequent steps are re-executed.

この方法では、クラスタリングを仕切り直すことになり、図3に示すフローよりも時間がかかるが、全体を再考することになるので、全体的には全加入希望者の良好な配分を実現できる。   In this method, the clustering is repartitioned and takes more time than the flow shown in FIG. 3, but the whole is reconsidered, so that a good distribution of all applicants can be realized as a whole.

本発明によれば、例えば、多数のPON加入希望者宅と複数の収容局が非一様に分布する場合において、加入希望者宅と収容局の位置情報のみをもとに、光ファイバコストに対する準最適解を与えるPONネットワークを設計できる。これにより、PONサービスを展開する通信事業者のPONネットワーク設計負担を軽減できる。   According to the present invention, for example, in the case where a large number of PON subscribers 'homes and a plurality of accommodation stations are non-uniformly distributed, the optical fiber cost is determined based only on the location information of the subscribers' residences and the accommodation stations. A PON network that gives a suboptimal solution can be designed. As a result, it is possible to reduce the PON network design burden of the communication carrier that develops the PON service.

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。   Although the invention has been described with reference to specific illustrative embodiments, various modifications and alterations may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the claims. This is obvious to an engineer in the field to which the present invention belongs, and such changes and modifications are also included in the technical scope of the present invention.

10:CPU
12:入力装置
14:表示装置
16:パラメータ記憶装置
18:位置情報データベース(DB)
20:最大収容回線数データベース(DB)
22:光スプリッタ配置設計機能
24:クラスタリング処理機能
26:収用局決定機能
28:ボロノイ領域計算機能
30:設計結果出力機能
10: CPU
12: input device 14: display device 16: parameter storage device 18: position information database (DB)
20: Maximum number of accommodated lines database (DB)
22: Optical splitter arrangement design function 24: Clustering processing function 26: Acquired station determination function 28: Voronoi area calculation function 30: Design result output function

Claims (8)

収容局および加入希望者の位置情報を保存する位置情報データベースと、
最大ドロップケーブル長、光スプリッタ分岐数及びクラスタ数初期値を記憶するパラメータ記憶手段と、
当該加入希望者を当該クラスタ数初期値以上のクラスタに分割し、各クラスタ内での光スプリッタ位置を決定する光スプリッタ位置決定手段であって、各クラスタ内の加入希望者数が当該光スプリッタ分岐数以下であり、各クラスタ内の光スプリッタ候補位置から同じクラスタ内の加入希望者までの距離が当該最大ドロップケーブル長以下であるように各クラスタ内の当該光スプリッタ位置を決定する光スプリッタ位置決定手段と、
当該光スプリッタ位置決定手段により決定された当該各光スプリッタ位置の光スプリッタを当該収用局の何れかに接続する光スプリッタ/収用局接続手段
とを具備することを特徴とする光ネットワーク設計支援システム。
A location information database for storing location information of the containment station and applicants;
Parameter storage means for storing the maximum drop cable length, the number of branches of the optical splitter, and the initial number of clusters;
An optical splitter position determining unit that divides the applicants into clusters equal to or greater than the initial number of clusters and determines an optical splitter position in each cluster, wherein the number of applicants in each cluster Optical splitter position determination that determines the optical splitter position in each cluster so that the distance from the optical splitter candidate position in each cluster to the subscriber who wants to join in the same cluster is equal to or less than the maximum drop cable length. Means,
An optical network design support system comprising: an optical splitter / acquisition station connection means for connecting an optical splitter at each optical splitter position determined by the optical splitter position determination means to any of the acquisition stations.
当該光スプリッタ位置決定手段が、
当該クラスタ数初期値に相当する数のセントロイドをランダムに設定した上で、全加入希望者を当該クラスタ数初期値に相当する数のクラスタに分割し、当該セントロイドを最適化する分割手段と、
当該分割手段で生成される各クラスタに対して、クラスタ内の加入希望者数が当該光スプリッタ分岐数以下である第1条件、及び各クラスタ内の当該セントロイドの位置から同じクラスタ内の加入希望者までの距離が当該最大ドロップケーブル長以下である第2条件を満たすかどうかを判別する判別手段と、
当該第1条件及び第2条件の少なくとも一方を満たさないクラスタに対し当該分割手段及び当該判別手段を実行させる再帰手段と、
当該判別手段において、当該第1条件及び当該第2条件を満たすクラスタの当該セントロイドの位置を当該光スプリッタ位置とする手段
とを具備することを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク設計支援システム。
The optical splitter position determining means is
A dividing means for optimizing the centroid by randomly setting a number of centroids corresponding to the initial number of clusters and dividing all applicants into a number of clusters corresponding to the initial number of clusters. ,
For each cluster generated by the dividing means, the first condition in which the number of applicants in the cluster is equal to or less than the number of optical splitter branches, and the desire to join in the same cluster from the position of the centroid in each cluster Determining means for determining whether or not the second condition that the distance to the person is equal to or less than the maximum drop cable length is satisfied;
Recursion means for executing the dividing means and the determining means for a cluster that does not satisfy at least one of the first condition and the second condition;
2. The optical network design support according to claim 1, wherein the discriminating means comprises means for setting the position of the centroid of the cluster satisfying the first condition and the second condition as the optical splitter position. system.
当該光スプリッタ位置決定手段が、
当該クラスタ数初期値に相当する数のセントロイドをランダムに設定した上で、全加入希望者を当該クラスタ数初期値に相当する数のクラスタに分割し、当該セントロイドを最適化する分割手段と、
当該分割手段で生成される各クラスタに対して、クラスタ内の加入希望者数が当該光スプリッタ分岐数以下である第1条件、及び各クラスタ内の当該セントロイドの位置から同じクラスタ内の加入希望者までの距離が当該最大ドロップケーブル長以下である第2条件を満たすかどうかを判別する判別手段と、
当該第1条件及び第2条件の少なくとも一方を満たさないクラスタが存在する場合に、当該分割手段及び当該判別手段を再実行させる手段と、
全クラスタが当該第1条件及び当該第2条件を満たす場合に、各クラスタの当該セントロイドの位置を当該光スプリッタ位置とする手段
とを具備することを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク設計支援システム。
The optical splitter position determining means is
A dividing means for optimizing the centroid by randomly setting a number of centroids corresponding to the initial number of clusters and dividing all applicants into a number of clusters corresponding to the initial number of clusters. ,
For each cluster generated by the dividing means, the first condition in which the number of applicants in the cluster is equal to or less than the number of optical splitter branches, and the desire to join in the same cluster from the position of the centroid in each cluster Determining means for determining whether or not the second condition that the distance to the person is equal to or less than the maximum drop cable length is satisfied;
Means for re-executing the dividing means and the determining means when there is a cluster that does not satisfy at least one of the first condition and the second condition;
The optical network according to claim 1, further comprising means for setting the position of the centroid of each cluster as the optical splitter position when all the clusters satisfy the first condition and the second condition. Design support system.
当該光スプリッタ/収用局接続手段は、
当該収用局を母点として当該加入希望者を含む領域をボロノイ領域に分割するボロノイ領域分割手段と、
当該ボロノイ領域分割手段で分割された各ボロノイ領域において、当該ボロノイ領域内の収用局に同じボロノイ領域内の光スプリッタを接続可能である場合に接続し、当該ボロノイ領域内の収用局に同じボロノイ領域内の光スプリッタを接続する空きがない場合に隣接するボロノイ領域の収用局に対して接続可能か調べる接続手段
とを具備することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の光ネットワーク設計支援システム。
The optical splitter / acquisition station connection means is
Voronoi area dividing means for dividing the area including the applicant to the Voronoi area with the receiving station as a base point;
In each Voronoi region divided by the Voronoi region dividing means, it is connected when an optical splitter in the same Voronoi region can be connected to a receiving station in the Voronoi region, and the same Voronoi region is connected to a receiving station in the Voronoi region. 4. A connection means for checking whether connection is possible with a receiving station in an adjacent Voronoi area when there is no space for connecting an optical splitter in the optical splitter, according to claim 1. Optical network design support system.
コンピュータを使い、複数の収用局及び複数の加入希望者に対して、位置情報データベースに記憶される当該収容局および当該加入希望者の位置情報を参照し、最大ドロップケーブル長及び光スプリッタ分岐数の条件の下で、光スプリッタの位置、及び当該光スプリッタを収用する収用局を決定する光ネットワーク設計支援プログラムであって、当該コンピュータに
当該複数の加入希望者をクラスタ数初期値以上のクラスタに分割し、各クラスタ内での光スプリッタ位置を決定する光スプリッタ位置決定機能であって、各クラスタ内の加入希望者数が当該光スプリッタ分岐数以下であり、各クラスタ内の光スプリッタ候補位置から同じクラスタ内の加入希望者までの距離が当該最大ドロップケーブル長以下であるように各クラスタ内の当該光スプリッタ位置を決定する光スプリッタ位置決定機能と、
該光スプリッタ位置決定機能により決定された当該各光スプリッタ位置の光スプリッタを当該収用局の何れかに接続る光スプリッタ/収用局接続機能
とを実現させることを特徴とする光ネットワーク設計支援プログラム。
Using a computer, refer to the location information of the accommodating station and the subscriber who are stored in the location information database for a plurality of receiving stations and a plurality of subscribers, and determine the maximum drop cable length and the number of optical splitter branches. Under the conditions, an optical network design support program for determining the position of the optical splitter and the acquisition station to acquire the optical splitter, the computer ,
An optical splitter position determining function for dividing the plurality of subscribers into clusters equal to or greater than the initial number of clusters and determining an optical splitter position in each cluster, wherein the number of subscribers in each cluster The optical splitter position that determines the optical splitter position in each cluster so that the distance from the optical splitter candidate position in each cluster to the subscriber who wants to join in the same cluster is less than or equal to the maximum drop cable length. A decision function;
Optical network design supporting the light splitter has been the optical splitters each position determined by those optical splitter positioning function, characterized in that to realize an optical splitter / acquisition station connectivity to connect to either of the acquisition station program.
当該光スプリッタ位置決定機能が、
該クラスタ数初期値に相当する数のセントロイドをランダムに設定した上で、全加入希望者を当該クラスタ数初期値に相当する数のクラスタに分割し、当該セントロイドを最適化る分割機能と、
該分割機能で生成される各クラスタに対して、クラスタ内の加入希望者数が当該光スプリッタ分岐数以下である第1条件、及び各クラスタ内の当該セントロイドの位置から同じクラスタ内の加入希望者までの距離が当該最大ドロップケーブル長以下である第2条件を満たすかどうかを判別る判別機能と、
該第1条件及び第2条件の少なくとも一方を満たさないクラスタに対し当該分割機能及び当該判別機能を実行する再帰機能と、
該判別機能において、当該第1条件及び当該第2条件を満たすクラスタの当該セントロイドの位置を当該光スプリッタ位置とる機能
とを具備することを特徴とする請求項5に記載の光ネットワーク設計支援プログラム。
The optical splitter position determination function
The number of centroids that correspond to those of the cluster number initial value in terms of set randomly, all subscribers who wish to divide the number of clusters corresponding to the number of the clusters initial value, divided optimize the centroid Function and
For each cluster generated by those said dividing function, the first condition subscriber seekers number in the cluster is less than the optical splitter number of branches, and subscription in the same cluster from a position of the centroid within each cluster a determination function to determine whether the second or satisfies the distance to the seeker is less than the maximum drop cable length,
A recursive function for executing the division function and the discrimination function to the cluster that do not meet at least one of those first and second conditions,
In those該判another feature, the optical network according to claim 5, characterized in that it comprises a position of the centroid of the first condition and the second condition is satisfied cluster function to the corresponding optical splitter position Design support program.
当該光スプリッタ位置決定機能が、
該クラスタ数初期値に相当する数のセントロイドをランダムに設定させた上で、全加入希望者を当該クラスタ数初期値に相当する数のクラスタに分割させ、当該セントロイドを最適化る分割機能と、
該分割機能で生成される各クラスタに対して、クラスタ内の加入希望者数が当該光スプリッタ分岐数以下である第1条件、及び各クラスタ内の当該セントロイドの位置から同じクラスタ内の加入希望者までの距離が当該最大ドロップケーブル長以下である第2条件を満たすかどうかを判別る判別機能と、
該第1条件及び第2条件の少なくとも一方を満たさないクラスタが存在する場合に、当該分割機能及び当該判別機能を再実行る機能と、
クラスタが当該第1条件及び当該第2条件を満たす場合に、各クラスタの当該セントロイドの位置を当該光スプリッタ位置とる機能
とを具備することを特徴とする請求項5に記載の光ネットワーク設計支援プログラム。
The optical splitter position determination function
The number of centroids that correspond to those of the cluster number initial value after having allowed to set at random, all subscribers who wish to divide the number of clusters corresponding to the number of the clusters initial value, that optimize the centroid Split function and
For each cluster generated by those said dividing function, the first condition subscriber seekers number in the cluster is less than the optical splitter number of branches, and subscription in the same cluster from a position of the centroid within each cluster a determination function to determine whether the second or satisfies the distance to the seeker is less than the maximum drop cable length,
If the cluster is not satisfied at least one of those first and second conditions are present, the ability to re-execute the division function and the determination function,
If all clusters have the first condition and the second condition is satisfied, the light according to the position of the centroid of each cluster to claim 5, characterized in that a function and shall be the said optical splitter position Network design support program.
当該光スプリッタ/収用局接続機能
該収用局を母点として当該加入希望者を含む領域をボロノイ領域に分割るボロノイ領域分割機能と、
該ボロノイ領域分割機能で分割された各ボロノイ領域において、当該ボロノイ領域内の収用局に同じボロノイ領域内の光スプリッタを接続可能である場合には接続、当該ボロノイ領域内の収用局に同じボロノイ領域内の光スプリッタを接続する空きがない場合には隣接するボロノイ領域の収用局に対して接続可能か調べ接続機能
とを具備することを特徴とする請求項5乃至7の何れか1項に記載の光ネットワーク設計支援プログラム。
The optical splitter / acquisition station connection function,
A Voronoi tessellation ability to divide those該収for station areas including the subscriber seeker as a base point in the Voronoi region,
In those the Voronoi tessellation each Voronoi regions divided by function, when the optical splitter of the Voronoi same Voronoi region to acquisition stations in the area can be connected is connected, the same expropriation station of the Voronoi region either when there is no vacant for connecting the optical splitter of the Voronoi region are of claims 5 to 7, characterized by comprising a connection function Inspect connectable against acquisition station of the adjacent Voronoi regions 1 The optical network design support program according to the item.
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