JP5506889B2 - 通信トラヒック予測装置、通信トラヒック予測方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電話サービス、インターネット接続サービス、映像配信サービス（多チャンネル放送サービスとビデオオンデマンドサービス）など、さまざまな通信サービスが多重されて提供されている通信ネットワークを対象にした、将来トラヒックを予測する技術に関するものである。

通信サービスには、それぞれ、通信サービスの利用者が快適に利用するために必要となるサービス品質、あるいは、ユーザ体感品質があり、このような通信サービスの品質を確実に、かつ、できるだけ低コストで提供できることが、通信ネットワーク設備の運用管理業務の目的であって、この目標を達成するために、設備の設計・運用に関わる業務計画を策定している。

上記の目的のため、通信ネットワークの設備の設計・運用の業務計画の策定においては、設備増設などの工事に必要な期間である数か月から１年程度将来のトラヒック予測、具体的には日々の最繁時トラヒック量を予測することは非常に重要である。

従来、通信トラヒックの将来予測は、過去のトラヒックデータを長期間蓄積したデータベースを参照して、回帰分析などの手法を用いて行ってきた。具体的なトラヒック予測技術の内容については、例えば、以下の特許文献または非特許文献に開示されている。

特開２００４−２３１１４ 特許第３７３７７１３号 特開平０７−２３５９８５ 特開２０１２−１８２６７７

松田潤他（1991）、日々トラヒック予測法に基づく交換機トラヒック管理技術、ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ Vol.40, No. 12, pp.1581-1588

本発明が解決しようとする第１の課題は以下のとおりである。

通信サービスのトラヒックは、本来、それぞれの通信サービスの方式的な仕様や、通信サービスを利用する利用者の行動などによる固有なトラヒック特性を持つ。したがって、多くの通信サービスを多重したトラヒックを合算したまま予測するのでは、トラヒック予測の精度を高くすることは極めて困難になっている。

一方、従来のトラヒック予測の技術が効果を発揮する要件は、過去の十分に長い期間に渡るトラヒックデータの存在である。通信ネットワークは大規模なシステムであり、構成する設備の数は膨大となる。従って、従来の技術では、維持するトラヒックデータが巨大となり、処理のための計算量が膨大になるという問題があった。維持するトラヒックデータが巨大となり、処理のための計算量が膨大になると、例えばトラヒック予測のためのコストが増加し、処理速度が低下するという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、多くの通信サービスを多重したトラヒックにおける通信トラヒック予測の結果精度を向上させることができ、同時に、必要とするトラヒックデータ量と計算量を削減することのできる通信トラヒック予測技術を提供することを目的とする。

上記第１の課題を解決した上で、本発明が解決しようとする第２の課題は以下のとおりである。

通信ネットワークにおいて、提供している通信サービス全体に対するトラヒック量の日々の変動幅が従来に比べて非常に大きなものになっている。これは、予測される最大級のトラヒック量は、通常条件で頻出するトラヒック量に比べて、非常に大きな差が存在しながら、一方で、その最大級のトラヒック量が発生する事象が生起する確率は次第に極めて小さくなっていくことになる。通信ネットワーク設備の設計・運用業務において、極めて小さな確率である最大級のトラヒック量を予測するだけでは、通信ネットワークと通信サービスのコストを高くしてしまうという問題がある。

上記の問題点に鑑みて、本発明は、将来予測されるトラヒック量の日々の変動幅について、通常条件で頻出するトラヒック量から、稀に発生する最大級のトラヒックまで、生起する確率の程度が異なるトラヒック予測を複数出力することも目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の通信サービスが多重されて提供される通信ネットワークとその設備を対象とした通信トラヒック予測装置であって、
前記複数の通信サービスが予め定めた複数のグループに分類され、当該分類されたグループ毎に予め定められたトラヒック量算出処理方法に従って、トラヒックデータベースに格納されている前記複数の通信サービスが多重されたトラヒックデータから、各通信サービスのトラヒック量を算出するトラヒック分計手段と、
前記トラヒック分計手段により算出された各通信サービスのトラヒック量に基づき、前記分類されたグループ毎に予め定められたトラヒック量予測処理方法に従って、各グループの将来の時点におけるトラヒック量を予測するトラヒック予測手段と、
前記トラヒック予測手段により予測された各グループの将来の時点におけるトラヒック量を積算し、積算したトラヒック量に基づいて、短時間変動を吸収する設備容量を算出する必要設備算出手段とを備えることを特徴とする通信トラヒック予測装置として構成される。

前記トラヒック予測手段は、前記将来の時点におけるトラヒック量の予測において、生起する確率の程度が異なる複数種類のトラヒック予測を行い、前記必要設備算出手段は、前記複数種類のトラヒック予測によるトラヒック量のそれぞれについて積算を行い、生起する確率の程度が異なる複数種類の設備容量を算出するようにしてもよい。

前記分類された複数のグループは、例えば、マルチキャスト型、配信型、交流型、又は、前記通信ネットワークに対する他網接続に係る接続型を含み、
前記マルチキャスト型におけるトラヒック量算出処理方法では、各通信サービスの対象設備のトラヒック量として、マルチキャストの発信源のトラヒック量を算出し、
前記配信型におけるトラヒック量算出処理方法では、各通信サービスの対象設備のトラヒック量として、配信元のトラヒック量から前記対象設備に分岐したトラヒック量を算出し、
前記交流型におけるトラヒック量算出処理方法では、対象設備のトラヒック量として、交流型に分類される通信サービスのトラヒック量をまとめたトラヒック量を算出し、
前記接続型におけるトラヒック量算出処理方法では、対象設備のトラヒック量を、他網が接続される前後のトラヒック量の変化量を用いて算出する。

また、例えば、前記マルチキャスト型におけるトラヒック量予測処理方法では、各通信サービスのトラヒック量に変動がないものとしてトラヒック量の予測を行い、
前記配信型におけるトラヒック量予測処理方法では、各通信サービスの配信元のトラヒックの予測量を対象設備に分岐させた量を算出することにより予測を行い、
前記交流型におけるトラヒック量予測処理方法では、交流型に分類される通信サービスをまとめてトラヒック量の予測を行い、
前記接続型におけるトラヒック量予測処理方法では、他網が接続される接続点でのトラヒック変動に基づいて対象設備のトラヒック量の予測を行う。

また、本発明は、前記通信トラヒック予測装置が実行する通信トラヒック予測方法、コンピュータを、前記通信トラヒック予測装置における各手段として機能させるためのプログラムとして構成することもできる。

本発明によれば、多数の通信サービスを比較的少数の定型処理のグループに分類し、それぞれの分類ごとに十分に確立した定型処理化したトラヒック分計およびトラヒック予測をあらかじめ準備することで、通信トラヒック予測の結果精度を向上させることができ、同時に、必要とするトラヒックデータ量と計算量を削減することができる。

また、本発明によれば、将来予測されるトラヒック量の日々の変動幅について、通常条件で頻出するトラヒック量から、稀に発生する最大級のトラヒックまで、生起する確率の程度が異なるトラヒック予測を複数出力することができる。よって、通信事業者が許容できる程度においてサービス品質の劣化リスクを冒しても、設備容量をできるだけ減らすことで、より安価な通信ネットワークを提供するというような設備の設計・運用計画を策定するという判断が、通信ネットワーク設備の設計・運用業務において可能になる。

本発明の第１の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置の機能構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置の機能構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置の機能構成図である。 本発明の第３の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置の動作を説明するフローチャートである。 通信トラヒック予測の出力結果の例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する各実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。

[第１の実施の形態]
まず、本発明の第１の実施の形態について、以下に説明する。図１は、第１の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置１０の機能構成図である。図２は、第１の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置１０の動作を示すフローチャートである。

第１の実施の形態における通信トラヒック予測装置１０は、管理・運用している通信ネットワークにおいて、IP電話サービス、インターネット接続サービス、IP多チャンネル放送サービス、ビデオオンデマンドサービス(VODサービス)を含む多数の通信サービスを、同一のパケットクラスで多重して提供する通信ネットワークを対象とする。なお、前記の通信サービスを、複数の異なる通信サービス事業者が提供している場合を含む。

図１に示すように、第１の実施の形態における通信トラヒック予測装置１０は、トラヒックデータ取得部２０、トラヒックデータベース部３０、通信サービス分析分類部４０、トラヒック分計部５０、通信サービス別トラヒック予測部６０、必要設備算出部７０、及び出力部８０を有する。

通信サービス分析分類部４０は、分析部４２と分類部４３を有する。トラヒック分計部５０は、第１分類型分計部５１、第２分類型分計部５２、第３分類型分計部５３を有する。通信サービス別トラヒック予測部６０は、第１分類型予測部６１、第２分類型予測部６２、第３分類型予測部６３、加入数予測部６４、加入あたりトラヒック予測部６５を有する。必要設備算出部７０は、積算部７１と短時間変動推定部７２を有する。

また、通信トラヒック予測装置１０は、通信ネットワーク１及びネットワーク管理システム２に接続されている。

本実施の形態では、通信ネットワーク１の各設備から、標準MIB、フローデータ、パケットキャプチャ、その他による形式を含むトラヒックデータ４を、定期的に取得可能であるとする。また、網構成情報３は、通信ネットワーク１の管理システム２から随時取得可能であるとする。更に、通信サービスの加入者数データ５は、通信ネットワーク１の管理システム２から随時取得可能であるとする。

以下、第１の実施の形態における通信トラヒック予測装置１０の各機能部の動作について、図２に示すフローチャートの手順に沿って説明する。以下で記述するステップ番号は、図２に示すステップ番号に対応する。

まず、トラヒックデータ取得部２０の動作について説明する。

ステップＳ１００）トラヒックデータ取得部２０は、通信ネットワーク１の各設備から、各種トラヒックデータ４を定期的に取得する。また、トラヒックデータ取得部２０は、ネットワーク管理システム２から網構成情報３を、通信ネットワーク１を構成する設備の接続状況に変更が発生した時点で取得する。また、トラヒックデータ取得部２０は、ネットワーク管理システム２から、通信サービスごとの加入者数データを毎日取得する。トラヒックデータ取得部２０では、取得する各種データに対する取得元、取得する時間や周期などの必要条件を満たす、最適な取得スケジュールを計算してもよい。

トラヒックデータベース部３０は、トラヒックデータ取得部２０により取得されたデータを長期間に渡り蓄積する。

次に、通信サービス分析分類部４０について説明する。

ステップＳ１１０）まず、トラヒッデータベース部３０から必要な各種データを読み込む。次に、提供通信サービス情報４１を読み込む。提供通信サービス情報４１には、提供している通信サービスの一覧情報と、それぞれの通信サービスによるトラヒックやフローなどを各種データの中から特定するための情報が記載されている。

ステップＳ１２０）次に、分析部４２において、提供通信サービス情報４１に記載された情報から、それぞれの通信サービスに関して各種データに対してあらかじめ準備した分析を行い、分析結果を出力する。分析の手法は、各種トラヒックデータに対する統計分析処理、あるいは、フローデータやパケットキャプチャデータの発着IPアドレスの分析などを含む。

ステップＳ１３０）次に、分類部４３において、分析部４２の分析結果を入力して、通信サービスをあらかじめ準備した定型処理の分類グループのいずれかに分類する。このとき、分析部４２で実施する分析結果に対する判別条件をあらかじめ設定しておくことができる。

ステップＳ１４１〜Ｓ１４３）トラヒック分計部５０において、通信サービスに対して、分類部４３で判定された通信サービスが属する分類グループに対してあらかじめ準備した定型処理を実施し、通信サービスのトラヒック量を全体トラヒック量から分計した結果を出力する。

第１の実施の形態では、第１分類型から第３分類型の３つの分類を設定した場合を想定しており、それに対応して、トラヒック分計部５０は、第１分類型分計部５１、第２分類型分計部５２、第３分類型分計部５３を有し、それぞれ分類型に対応した分計を行う。なお、本実施の形態では、通信サービス分析分類部４０を備えることとしているが、通信サービス分析分類部４０の機能をトラヒック分計部５０に含めることで、通信サービス分析分類部４０を備えないこととしてもよい。

ステップＳ１５１〜Ｓ１５３）続いて、通信サービス別トラヒック予測部６０において、通信サービスに対して、分類部４３で判定された通信サービスが属する分類グループに対して、あらかじめ準備した定型処理を実施し、トラヒック分計部５０において分計された通信サービスのトラヒック量のデータに基づき、通信サービスの将来の時点t^のトラヒック予測を実施した結果を出力する。

通信サービス別トラヒック予測部６０は、第１分類型から第３分類型の３つの分類に対応して、第１分類型予測部６１、第２分類型予測部６２、第３分類型予測部６３を有し、それぞれの分類型に対応した予測を行う。

それぞれの通信サービスのトラヒック予測においては、通信サービスの加入者数と加入者あたりトラヒック量に分けて、加入数予測部６４において、加入者数の予測を行い、加入あたりトラヒック予測部６５において加入あたりトラヒック量の予測を行う。なお、加入数予測部６４の機能とトラヒック予測部６５の機能を、第１分類型予測部６１、第２分類型予測部６２、第３分類型予測部６３のそれぞれに含めることで、加入数予測部６４とトラヒック予測部６５を備えないこととしてもよい。

ステップＳ１５８）加入数予測部６４では、第１分類型から第３分類型までに属するそれぞれの通信サービスの加入数の毎月純増数の傾向から、最適な通信サービスの加入数の予測を行う。新規イノベーションとして普及しようとしている当該通信サービスの場合には、Ｓ字成長曲線の理論に基づいた予測を行う。Ｓ字成長曲線の理論に基づく予測とは、時間軸を対数変換したとき、加入数Aの増加過程を３つの期間に分け、第１の期間を下に凸の関数で予測し、第２の期間を直線で予測し、第３の期間を上に凸の関数で予測するものである。第１と第２の期間を分ける時点の検出は、単月の純増数が増加から減少に転じる時点とし、第１と第２の期間の予測には、従来の回帰直線による予測よりも高い精度で予測できる。

ステップＳ１５９）加入あたりトラヒック予測部６５では、第１分類型から第３分類型までに属する通信サービスの加入あたりトラヒック量の変動傾向から、最適な当該通信サービスの加入あたりトラヒック量の予測を行う。

次に、必要設備算出部７０の動作について説明を行う。必要設備算出部７０は、積算部７１と短時間変動推定部７２を有する。

ステップＳ１６０）まず、積算部７１では、サービス別トラヒック予測部６０で算出された、それぞれの通信サービスの将来時点t^のトラヒック予測を、提供しているすべての通信サービスについて積算したトラヒック量を算出する。

ステップＳ１７０）次に、短時間変動推定部７２において、サービス別トラヒック予測部６０で算出された、それぞれの通信サービスの必要とするサービス品質を確保するために、必要となるパケットの短時間変動を吸収する設備容量を推定する。短時間変動推定部７２では、各装置の性能諸元や負荷検証実験によって得られた実績データに基づく計算結果、あるいは、コンピュータ・シミュレーションや数理モデルを作成した推定結果を出力することができる。

ステップＳ１８０）最後に、出力部８０において、必要設備算出部７０の結果を入力として、将来時点t^において、提供しているすべての通信サービスを提供するために必要な設備量が出力される。

本実施の形態に係る通信トラヒック予測装置１０は、１つ又は複数のコンピュータに、本明細書で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、通信トラヒック予測装置１０の各部が有する機能は、当該コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ、ハードディスクなどのハードウェア資源を用いて、通信トラヒック予測装置１０の各部で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。また、上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。

なお、トラヒックデータ取得部２０とトラヒックデータベース部３０を、通信トラヒック予測装置１０とは別の装置に備え、通信トラヒック予測装置１０が当該装置にアクセスすることで各種データを取得し、トラヒック予測を行うこととしてもよい。

上記のようにして、コンピュータとプログラムにより本発明を実施できる点は、他の実施の形態でも同様である。

[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２の実施の形態について、以下に説明する。図３は、第２の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置１０の機能構成図である。図４は、第２の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置１０の動作を示すフローチャートである。

第２の実施の形態における通信トラヒック予測装置１０は、管理・運用している通信ネットワークにおいて、IP電話サービス、インターネット接続サービス、IP多チャンネル放送サービス、ビデオオンデマンドサービス(VODサービス)を、同一のパケットクラスで多重して提供する通信ネットワークを対象とする。

ＩＰ多チャンネル放送サービスは、マルチキャストを用いて実現されているものとする。ＩＰ電話サービス、インターネット接続サービス、ＩＰ多チャンネル放送サービス、VODサービスを、複数の通信サービス事業者が提供してもよいが、第２の実施の形態では、ＩＰ多チャンネル放送サービスはＰ１社とＰ２社が提供しており、ＶＯＤサービスはＶ１社とＶ２社が提供しているものとする。Ｐ１社が提供しているＩＰ多チャンネル放送サービスのみを指す場合には、ＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ１）などのように記述するものとする。

図３に示すように、第２の実施の形態における通信トラヒック予測装置１０は、トラヒックデータ取得部２０、トラヒックデータベース部３０、トラヒック分計部５０、通信サービス別トラヒック予測部６０、必要設備算出部７０、及び出力部８０を有する。トラヒック分計部５０は、ＭＣ型分計部５４、配信型分計部５５、交流型分計部５６を有する。通信サービス別トラヒック予測部６０は、ＭＣ型予測部６６、配信型予測部６７、交流型予測部６８を有する。必要設備算出部７０は、積算部７１、短時間変動推定部７２を有する。また、通信トラヒック予測装置１０は、通信ネットワーク１及びネットワーク管理システム２に接続されている。

取得可能なトラヒックデータに関し、本実施の形態では、通信ネットワーク１の各設備において、標準MIBによるトラヒックデータ４が、1時間に1回測定されるものとする。ここでは、同一のパケットクラスで多重して提供されている状況を仮定しているので、標準MIBでは、すべての通信サービスのトラヒックの合計値が測定される。

網構成情報３は、通信ネットワークの管理システム２から随時取得可能であるとする。また、通信サービスの加入者数データ５は、通信ネットワークの管理システム２から随時取得可能であるとする。

以下、第２の実施の形態における通信トラヒック予測装置１０の各機能部の動作について、図４に示すフローチャートの手順に沿って説明する。以下で記述するステップ番号は、図４に示すステップ番号に対応する。

まず、トラヒックデータ取得部２０の動作について説明を行う。

ステップＳ２００）トラヒックデータ取得部２０は、データ容量と計算量の削減のため、通信ネットワーク１の各設備で毎時取得される標準MIBに対して、日々の最繁時のトラヒックデータのみを取得する。また、トラヒックデータ取得部２０は、ネットワーク管理システム２から網構成情報３を、通信ネットワーク１を構成する設備の接続状況に変更が発生した時点で取得する。また、トラヒックデータ取得部２０は、ネットワーク管理システム２から、通信サービスごとの加入者数データを毎日取得する。トラヒックデータ取得部２０では、取得する各種データに対する取得元、取得する時間や周期などの必要条件を満たす、最適な取得スケジュールを計算してもよい。

第２の実施の形態では、各設備のトラヒックデータは、日々の最繁時の１つしか取得しないので、特に明記しない場合のトラヒックデータとは、当該設備の最繁時のトラヒックデータであるものとする。

トラヒックデータベース部３０は、トラヒックデータ取得部２０により取得されたデータを蓄積する。

ステップＳ２１０）第２の実施の形態では、トラヒック分計部５０により、提供通信サービス情報などの各種データが読み込まれる。

第２の実施の形態における提供通信サービス情報には、（１）定型処理グループの一覧と、（２）提供している通信サービスの一覧と、（３）該通信サービスが属する定型処理グループとの対応関係と、が記載されている。

具体的には、第２の実施の形態では、以下のとおりの情報が記載されている。
（１）定型処理グループの一覧として、ＭＣ型、配信型、交流型の３つが記載されている。
（２）提供している通信サービスの一覧として、IP電話サービス、インターネット接続サービス、IP多チャンネル放送サービス（Ｐ１）、ＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ２）、VODサービス（Ｖ１）、ＶＯＤサービス（Ｖ２）、の６つが記載されている。
（３）該通信サービスが属する定型処理グループとの対応関係として、ＭＣ型にＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ１）、ＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ２）、配信型にＶＯＤサービス（Ｖ１）、ＶＯＤサービス（Ｖ１）、交流型にＩＰ電話サービス、インターネット接続サービス、と記載されている。

ステップＳ２３０）提供通信サービス情報により、提供している通信サービスは、あらかじめ準備している定型処理グループに分類することができる。すなわち、本実施の形態では、ＭＣ型、配信型、交流型の３つに分類することができる。

図３に示すとおり、第２の実施の形態では、トラヒック分計部５０における各機能部が、トラヒックデータベース部３０から読み出される提供情報サービス情報４１と該当定型処理グループに対応する設定情報に基づいて、該当するトラヒックデータを特定して取得する処理などを行う。

定型処理グループに対応する設定情報としては、ＭＣ型設定情報４４と配信型設定情報４５がある。

ＭＣ型設定情報４４には、ＭＣ型に分類される通信サービスのそれぞれについて、その通信サービスに対応するトラヒックデータを特定する情報として、マルチキャストの発信源の設備を特定する情報とマルチキャスト配信木を特定する情報が記載されている。

より具体的に、第２の実施の形態におけるＭＣ型設定情報４４には、ＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ１）に対応するトラヒックデータを特定する情報として、Ｐ１社のマルチキャストの発信源の設備を特定する情報とマルチキャスト配信木を特定する情報と、ＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ２）に対応するトラヒックデータを特定する情報として、Ｐ２社のマルチキャストの発信源の設備を特定する情報とマルチキャスト配信木を特定する情報が記載されている。

配信型設定情報４５には、配信型に分類される通信サービスのそれぞれについて、その通信サービスに対応するトラヒックデータを特定する情報として、ＶＯＤサービスの発信源の設備を特定する情報と、すべてのＶＯＤサービスの加入者へＶＯＤサービスを提供するときに経由する通信ネットワークにおける設備を特定する情報と、その設備を経由してＶＯＤサービスを受けるＶＯＤサービス加入者数の情報が記載されている。

より具体的に、第２の実施の形態では、配信型設定情報４５には、ＶＯＤサービス（Ｖ１）に対応するトラヒックデータを特定する情報として、Ｖ１社のＶＯＤサービスの発信源の設備を特定する情報と、すべてのＶＯＤサービス（Ｖ１）の加入者へＶＯＤサービス（Ｖ１）を提供するときに経由する通信ネットワークにおける設備を特定する情報と、その設備を経由してＶＯＤサービス（Ｖ１）を受けるＶＯＤサービス（Ｖ１）加入者数の情報と、ＶＯＤサービス（Ｖ２）に対応するトラヒックデータを特定する情報として、Ｖ１社のＶＯＤサービスの発信源の設備を特定する情報と、すべてのＶＯＤサービス（Ｖ２）の加入者へＶＯＤサービス（Ｖ２）を提供するときに経由する通信ネットワークにおける設備を特定する情報と、その設備を経由してＶＯＤサービス（Ｖ２）を受けるＶＯＤサービス（Ｖ２）加入者数の情報と、が記載されている。

次に、トラヒック分計部５０の動作について詳細に説明する。

ステップＳ２４１）まず、ＭＣ型分計部５４の動作を説明する。ＭＣ型に分類される通信サービスのトラヒック量は、通信ネットワーク上の特定の設備のトラヒック量に一致する特徴があるため、ＭＣ型分計部５４は、これを利用したトラヒック分計を行う。ＩＰ多チャンネル放送サービスはＭＣ型に分類される。

第２の実施の形態では、ＭＣ型に分類されるＩＰ多チャンネル放送サービスによるトラヒック量は、当該ＩＰ多チャンネル放送サービスを実現しているマルチキャストの発信源において、測定されるトラヒック量を用いることができる。

すなわち、ＭＣ型分計部５４は、ＭＣ型設定情報を読み込み、当該ＩＰ多チャンネル放送サービスを実現しているマルチキャストの発信源を特定する情報と、発信源からすべてのマルチキャスト配信先の設備にいたるマルチキャスト配信木の設定情報を入力として、通信ネットワーク１上のすべての設備上での当該IP多チャンネル放送サービスのトラヒック量を求める。

ここで、Ｐ１社によるＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ１）のトラヒック量について、以下のように定義すると、
F_x_p1(t1) ：時点t1のトラヒック予測対象の設備のIP多チャンネル放送サービス（Ｐ１）のトラヒック量；
S_x_p1(t1) ：時点t1のIP多チャンネル放送サービス（Ｐ１）の発信源のトラヒック量、
ＭＣ型分計部５４は、以下の関係式によって、F_x_p1(t1)を算出することができる。

F_x_p1(t1) ＝ S_x_p1(t1)
ただし、当該設備がマルチキャスト配信木に属さない場合は、F_x_p1(t1) = 0とする。

同様に、Ｐ２社によるＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ２）のトラヒック量について、以下のように定義すると、
F_x_p2(t1) ：時点t1のトラヒック予測対象の設備のIP多チャンネル放送サービス（Ｐ２）のトラヒック量；
S_x_p2(t1) ：時点t1のIP多チャンネル放送サービス（Ｐ２）の発信源のトラヒック量、
ＭＣ型分計部５４は、以下の関係式によって、F_x_p2(t1)を算出することができる。

F_x_p2(t1) ＝ S_x_p2(t1)
ただし、当該設備がマルチキャスト配信木に属さない場合は、F_x_p2(t1) = 0とする。

一般的に、ＩＰ多チャンネル放送サービスを提供する会社がn社以上存在しても、同様であり、n社のトラヒックの合計を、ＭＣ型トラヒック総量と定義する。

つまり、F_x (t1) を時点t1のトラヒック予測対象の設備のＭＣ型トラヒック総量とすると、以下の関係式によってＭＣ型トラヒック総量を算出できる。

F_x (t1) ＝F_x_p1 (t1) ＋F_x_p2 (t1)＋・・・＋F_x_pn (t1)
＝S_x_p1 (t1) ＋S_x_p2 (t1)＋・・・＋S_x_pn (t1)
ステップＳ２４２）次に、配信型分計部５５の動作を説明する。配信型に分類される通信サービスのトラヒック量は、通信ネットワーク上の特定の設備のトラヒック量が分岐したものであるという特徴があるため、配信型分計部５５は、これを利用したトラヒック分計を行う。

第２の実施の形態において、配信型に分類されるＶＯＤサービスについては、以下の手順で、通信ネットワーク上の全ての設備上での当該ＶＯＤサービスのトラヒック量を求めることができる。

配信型分計部５５は、配信型設定情報を読み込み、ＶＯＤサービスに対応するトラヒックデータを特定する情報として、ＶＯＤサービスの発信源の設備を特定する情報と、すべてのＶＯＤサービスの加入者へＶＯＤサービスを提供するときに経由する通信ネットワークにおける設備を特定する情報と、その設備を経由してＶＯＤサービスを受けるＶＯＤサービス加入者数の情報を入力として、通信ネットワーク上のすべての設備上での当該ＶＯＤサービスのトラヒック量を求める。

ここで、Ｖ１社によるＶＯＤサービス（Ｖ１）のトラヒック量について、以下のように定義する。

F_y_v1(t1) ：時点t1のトラヒック予測対象の設備のVODサービス（Ｖ１）のトラヒック量；
S_y_v1(t1) ：時点t1のVODサービス（Ｖ１）の発信源のトラヒック量；
A_y_v1 (t1) ：時点t1のVODサービス（Ｖ１）の全加入者数；
B_y_v1 (t1) ：時点t1の当該設備を経由するVODサービス（Ｖ１）を受ける加入者数。
このとき、配信型分計部５５は、以下の関係式によって、F_y_v1(t1)を算出する。

F_y_v1 (t1) = S_y_v1 (t1) * B_y_v1 (t1) / A_y_v1 (t1)
ただし、当該設備が当該ＶＯＤサービスを経由しない場合は、F_y_v1 (t1)＝0とする。

同様に、Ｖ２社によるＶＯＤサービス（Ｖ２）のトラヒック量について、以下のように定義する。

F_y_v2 (t1) ：時点t1のトラヒック予測対象の設備のVODサービス（Ｖ２）のトラヒック量；
S_y_v2 (t1) ：時点t1の当該VODサービス（Ｖ２）の発信源のトラヒック量；
A_y_v2 (t1) ：時点t1の当該VODサービス（Ｖ２）の全加入者数；
B_y_v2 (t1) ：時点t1の当該設備を経由するVODサービス（Ｖ２）を受ける加入者数。
このとき、配信型分計部５５は、以下の関係式によって、F_y_v2(t1)を算出する。

F_y_v2 (t1) = S_y_v2 (t1) * B_y_v2 (t1) / A_y_v2 (t1)．
ただし、当該設備が当該ＶＯＤサービスを経由しない場合は、F_y_v2 (t1)＝0とする。

一般的に、ＶＯＤサービスを提供する会社がn社以上存在しても、同様であり、n社のトラヒックの合計を、配信型トラヒック総量と定義する。

つまり、F_y (t1) を時点t1のトラヒック予測対象の設備の配信型トラヒック総量とすると、以下の関係式によってF_y (t1) を算出できる。
F_y (t1)
＝F_y_v1 (t1) ＋F_y_v2 (t1)＋・・・＋F_y_vn (t1)
＝S_y_v1 (t1) * B_y_v1 (t1) / A_y_v1 (t1)＋S_y_v2 (t1) * B_y_v2 (t1) / A_y_v2 (t1)＋・・・
＋S_y_vn (t1) * B_y_vn (t1) / A_y_vn (t1)．
ステップＳ２４３）続いて、交流型分計部５６の動作を説明する。交流型に分類される通信サービスのトラヒック量は、通信ネットワーク上に複雑に流れており、特定の設備のトラヒック量との関係を見出すことが難しいが、インターネット接続サービスのように、非常に多くの利用者による非常に多様なアプリケーションが多重されることで、トラヒック特性の偏りが小さくなっているという特徴がある。この特徴をさらに強くさせるためには、交流型に分類される通信サービスをまとめたトラヒックの分計を行うことが効果的であり、なおかつ、トラヒック分計のための処理量も小さくできる。

このような観点に基づき、第２の実施の形態では、交流型に分類されるインターネット接続サービスとIP電話サービスについては、その合計を交流型トラヒック総量と定義して、分計を行う。

ここで、以下のように定義する。

F_z (t1) ：時点t1のトラヒック予測対象の設備の交流型トラヒック総量；
F (t1) ：時点t1の当該設備のトラヒック量。
このとき、交流型分計部５６は、以下の関係式によって、F_z(t1)を算出する。

F_z (t1) = F (t1) - F_x (t1) -F_y (t1)
次に、通信サービス別トラヒック予測部６０の動作について詳細な説明を行う。

ステップＳ２５１）まず、ＭＣ型予測部６６の動作を説明する。ＭＣ型に分類される通信サービスのトラヒック量は、通信ネットワーク上の特定の設備のトラヒック量に一致する特徴があるため、本来、これを利用したトラヒック予測を行う。ＩＰ多チャンネルはＭＣ型に分類される。

第２の実施の形態で、ＭＣ型に分類されるＩＰ多チャンネル放送サービスでは、配信番組数は変動することはほとんどなくほぼ一定であるから、対応するマルチキャストのトラヒック量もほとんど一定値となる。

そこで、ＭＣ型予測部６６は、ＭＣ型に分類された通信サービスのトラヒック予測については、一定値とする。つまり、ＭＣ型に分類されるＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ１）とＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ２）のトラヒック予測についても、一定値とする。

ここで、以下のように定義する。

F^_x_p1(t^) ：将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備のＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ１）のトラヒック量；
F_x_p1(t1) ：直近の時点t1の当該設備のＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ１）のトラヒック量。
このとき、ＭＣ型予測部６６は、以下の関係式によって、F^_x_p1 (t^)を決める。

F^_x_p1 (t^）＝F_x_p1 (t1)
同様に、以下のように定義すると、
F^_x_p2 (t^) ：将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備のＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ２）のトラヒック量；
F_x_p2 (t1) ：直近の時点t1の当該設備のＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ２）のトラヒック量、
ＭＣ型予測部６６は、以下の関係式によって、F^_x_p2 (t^)を決める。

F^_x_p2 (t^）＝F_x_p2 (t1)
一般的に、ＩＰ多チャンネル放送サービスを提供する会社がn社以上存在しても、同様であり、n社のトラヒックの合計である、ＭＣ型トラヒック総量についても予測可能である。

つまり、F^_x (t^) を将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備のＭＣ型トラヒック総量とすると、以下の関係式によってF^_x (t^) を算出できる。

F^_x (t^) ＝F^_x_p1 (t^) ＋F^_x_p2 (t^)＋・・・＋F^_x_pn (t^)
ステップＳ２５２）次に、配信型予測部６７の動作を説明する。配信型に分類される通信サービスのトラヒック量は、通信ネットワーク上の特定の設備のトラヒック量が分岐したものであるという特徴があるため、これを利用したトラヒック予測を行う。

第２の実施の形態で、配信型に分類されるＶＯＤサービスについては、以下の手順で、通信ネットワーク上の全ての設備上での当該ＶＯＤサービスのトラヒック予測を行うことができる。

すなわち、配信型予測部６７は、ＶＯＤサービスの発信源のトラヒックについての予測を行い、トラヒック予測対象の設備を経由して当該ＶＯＤサービスを利用する加入者数のＶＯＤサービス加入者に対する割合に応じて分岐した結果として、当該設備のトラヒック量を予測する。

ここで、Ｖ１社によるＶＯＤサービス（Ｖ１）のトラヒック量について、以下のように定義する。

F^_y_max_v1(t^) ：将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備の将来のＶＯＤサービス（Ｖ１）のトラヒック量の最大値；
A^_y_v1(t^) ：将来の時点t^のＶＯＤサービス（Ｖ１）の加入者数；
B^_y_v1 (t^) ：将来の時点t^の予測対象の設備を経由するVODサービス（Ｖ１）を受ける加入者数；
V_y_v1_max ：ＶＯＤサービス（Ｖ１）の配信源の設備における、加入者あたりトラヒック量の過去から現在までの最大値。

このとき、配信型予測部６７は、以下の式によりF^_y_max_v1(t^)を決める。

F^_y_v1_max（t^）＝V_v1_max＊B^_y_v1 (t^)／A^_y_v1 (t^)
ただし、ここではＶＯＤサービスは新規イノベーションサービスと考えて、加入数の予測にＳ字成長曲線の理論に基づいた予測を行う。

すなわち、Ａ^_y_v1(t^)は、ＶＯＤサービス（Ｖ１）の直近１２ヵ月の毎月末の加入数を、Ｓ字成長曲線の理論に基づく関数とする。また、Ｂ^_y_v1(t^)は、予測対象の設備を経由するVODサービス（Ｖ１）を受ける、直近１２ヵ月の毎月末の加入数を、Ｓ字成長曲線の理論に基づく関数とする。

同様に、以下のように定義する。

F^_y_v1_ave (t^) ：将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備のＶＯＤサービス（Ｖ１）のトラヒック量の頻出値；
V_y_v1_ave ： ＶＯＤサービス（Ｖ１）の配信源の設備における、加入者あたりトラヒック量の前年当月の平均値。
このとき、配信型予測部６７は、以下のようにF^_y_v1_ave (t^) を決める。

F^_y_v1_ave（t^）＝ V_y_v1_ave＊B^_y_v1 (t^)／A^_y_v1 (t^)
以上のような各算出処理を行うことで、将来の時点t^における、予測対象の設備にかかるＶＯＤサービス（Ｖ１）によるトラヒック量について、通常条件で頻出するトラヒック量をF^_y_v1_ave（t^）とし、稀に発生する最大級のトラヒックをF^_y_v1_max（t^）として、複数出力させることができる。

一般的に、ＶＯＤサービスを提供する会社がn社以上存在しても、同様であり、n社のトラヒックの合計である、配信型トラヒック総量についても予測可能である。

つまり、以下のように定義すると、
F^_y_max (t^) ：将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備の配信型トラヒック総量の最大値；
F^_y_ave (t^) ：将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備の配信型トラヒック総量の頻出値、
F^_y_max（t^）とF^_y_ave（t^）について、以下のようにして算出できる。

F^_y_max（t^）＝V_v1_max＊B^_y_v1 (t^)／A^_y_v1 (t^)＋V_v2_max＊B^_y_v2 (t^)／A^_y_v2 (t^)＋・・・＋V_vn_max＊B^_y_vn (t^)／A^_y_vn (t^)、
F^_y_ave（t^）＝V_y_v1_ave＊B^_y_v1 (t^)／A^_y_v1 (t^)＋V_y_v2_ave＊B^_y_v2 (t^)／A^_y_v2 (t^)＋・・・＋V_y_vn_ave＊B^_y_vn (t^)／A^_y_vn (t^)。

上記により、トラヒック予測と設備設計の担当者は、サービス品質のリスクと設備コストの両面から、設備の設計・運用計画の業務を検討することができるメリットを有する。

ステップＳ２５３）さらに、交流型予測部６８の動作を説明する。交流型に分類される通信サービスのトラヒック量は、通信ネットワーク上の複雑に流れており、特定の設備のトラヒック量との関係を見出すことが難しいが、インターネット接続サービスのように、非常に多くの利用者による非常に多様なアプリケーションが多重されることで、トラヒック特性の偏りが小さくなっているという特徴がある。この特徴をさらに強くさせるためには、交流型に分類される通信サービスをまとめたトラヒックの予測を行うことが効果的であり、なおかつ、トラヒック分計のための処理量も小さくできる。

そこで、第２の実施の形態で、交流型に分類されるインターネット接続サービスとIP電話サービスについては、その合計である交流型トラヒック総量に対して予測を行う。

ここで、F^_z (t^) を将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備の交流型トラヒック総量とする。

交流型トラヒック総量の加入者数は、インターネット接続サービスとＩＰ電話サービスのそれぞれの加入者数の大きい方の数値と定める。

ここで、以下のように定義する。

U_z (t1) ：時点t1の交流型トラヒック総量の加入者数；
A_z_q1(t1)：時点t1のインターネット接続サービスの加入者数；
A_z_q2(t1)：時点t1のＩＰ電話サービスの加入者数。

すると、U_z (t1)は以下のように定めることができる。

U_z (t1) = MAX｛A_z_q1(t1), A_z_q1(t1)｝
交流型トラヒック総量の予測は以下のように行うことができる。

まず、以下のように、定義する。

F^_z_max (t^)：将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備の交流型トラヒック総量の最大値；
U^_z (t^) :将来の時点t^の交流型トラヒック総量の加入者数；
V^_z_max (t^) :将来の時点t^の交流型トラヒック総量の加入者あたりトラヒック量の予測される月間最大値。

このとき、F^_z_max （t^）は以下のようにして算出される。

F^_z_max （t^）＝U^_z(t^)*V^_z_max(t^)
ただし、U^_z (t^)は、交流型トラヒック総量の加入者数の毎月末データを直近１２ヵ月について最小二乗法で直線外挿した関数とする。また、V^_z_max (t^)は、交流型トラヒック総量の加入者当たりトラヒックを算出したデータにおいての、月間最大値を、直近１２点について最小二乗法で直線外挿した関数とする。

また、以下のように定義する。

F^_z_ave (t^)：将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備の交流型トラヒック総量の頻出値；
V^_z_ave(t^)：将来の時点t^の交流型トラヒック総量の加入者あたりトラヒック量の予測される月間平均値。

このとき、F^_z_ave（t^）は以下のようにして算出できる。

F^_z_ave（t^）＝U^_z(t^)*V^_z_ave(t^)
ただし、V^_z_ave (t^)は、交流型トラヒック総量の加入者当たりトラヒックを算出したデータにおいての、月間平均値を、直近１２点について最小二乗法で直線外挿した関数とする。

上記のようにして、将来の時点t^で、トラヒック予測対象の設備の、通常条件で頻出するトラヒック量の予測であるF^_z_ave (t^)と、稀に発生する最大級のトラヒック量であるF^_z_max(t^)の２つの値を出力することで、トラヒック予測と設備設計の担当者は、サービス品質のリスクと設備コストの両面から業務を検討することができるメリットを有する。

次に、必要設備算出部７０の動作について詳細な説明を行う。

ステップＳ２６０）まず、積算部７１では、通信サービス別トラヒック予測部６０で算出された、それぞれの通信サービスの将来の時点t^のトラヒック予測を、提供しているすべての通信サービスについて積算したトラヒック量を算出する。

ステップＳ２７０）次に、短時間変動推定部７２において、通信サービス別トラヒック予測部６０で算出された結果を入力として、それぞれの通信サービスの必要とするサービス品質を確保するために、トラヒックデータの測定周期に対して必要となるパケットの短時間変動を吸収する設備容量を推定する。

第２の実施の形態では、将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備に対して、通常条件で頻出するトラヒック量の予測として、F^_x(t^)＋F^_y_ave (t^)＋F^_z_ave(t^)、稀に発生する最大級のトラヒック量の予測として、F^_x(t^)＋F^_y_max(t^)＋F^_z_max(t^)、を入力として、それぞれの通信サービスの必要とするサービス品質を確保するために、トラヒックデータの測定周期に対して必要となるパケットの短時間変動を吸収するための、将来の時点t^の設備容量の算出を行う。

短時間変動推定部７２では、各装置の性能諸元や負荷検証実験によって得られた実績データに基づく計算結果、あるいは、コンピュータ・シミュレーションや数理モデルを作成した推定結果を出力することができるものとするが、第２の実施の形態では、各装置の負荷検証実験によって、トラヒックデータの測定周期に基づくトラヒック量に対して、すべての通信サービスの必要とするサービス品質を確保するために必要な設備量がd倍（定数）であることが分かっているものとする。

このとき、短時間変動推定部７２は、将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備に対して、通常条件で頻出するトラヒック量に必要な設備量として、d＊(F^_x(t^)＋F^_y_ave(t^)＋F^_z_ave(t^)）、稀に発生する最大級のトラヒック量に必要な設備量として、d＊(F^_x (t^)＋F^_y_max(t^)＋F^_z_max(t^）)
をそれぞれ出力する。

ステップＳ２８０）最後に、出力部８０において、必要設備算出部７０の処理結果を入力として、将来の時点t^において、提供しているすべての通信サービスを提供するために必要な設備量が出力される。

将来の時点t^で、トラヒック予測対象の設備の、通常条件で頻出するトラヒック量の予測であるd＊(F^_x(t^)＋F^_y_ave(t^)＋F^_z_ave(t^)）と、稀に発生する最大級のトラヒック量であるd＊(F^_x (t^)＋F^_y_max(t^)＋F^_z_max(t^）)の２つの値を出力することで、トラヒック予測と設備設計の担当者は、サービス品質のリスクと設備コストの両面から業務を検討することができるメリットを有する。

[第３の実施の形態]
本発明の第３の実施の形態について、以下に説明する。図５は、第３の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置１０の機能構成図である。図６は、第３の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置１０の動作を示すフローチャートである。

第３の実施の形態における通信トラヒック予測装置１０は、通信サービスとして、IP電話サービス、インターネット接続サービス、IP多チャンネル放送サービス、ビデオオンデマンドサービス(VODサービス)、に加えて、他網接続サービスを、同一のパケットクラスで多重して提供する通信ネットワークを対象とする。

ＩＰ多チャンネル放送サービスは、マルチキャストを用いて実現されているものとする。ＩＰ電話サービス、インターネット接続サービス、ＩＰ多チャンネル放送サービス、VODサービスを、複数の通信サービス事業者が提供してもよいが、第３の実施の形態では、ＩＰ多チャンネル放送サービスはＰ１社とＰ２社が提供しており、ＶＯＤサービスはＶ１社とＶ２社が提供しているものとする。Ｐ１社が提供しているＩＰ多チャンネル放送サービスのみを指す場合には、ＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ１）などのように記述するものとする。

第３の実施の形態と、第２の実施の形態との差は、第３の実施の形態では第３者によって運営されている通信ネットワーク（Ｎ１）が存在して、接続点から相互の通信ネットワークを交流するトラヒックが流出入していることである。接続点から流出入する通信サービスを、まとめて他網接続サービス（Ｎ１）と定義する。

ここで、本実施の形態では、通信ネットワーク（Ｎ１）が接続された時点t0が分かっていて、その時点の前後での各設備のトラヒック量が、トラヒックデータベースに蓄積されていることを条件とする。

図５に示すように、第３の実施の形態における通信トラヒック予測装置１０は、トラヒックデータ取得部２０、トラヒックデータベース部３０、トラヒック分計部５０、通信サービス別トラヒック予測部６０、必要設備算出部７０、及び出力部８０を有する。トラヒック分計部５０は、ＭＣ型分計部５４、配信型分計部５５、交流型分計部５６、接続型分計部５７を有する。通信サービス別トラヒック予測部６０は、ＭＣ型予測部６６、配信型予測部６７、交流型予測部６８、接続型予測部を有する。必要設備算出部７０は、積算部７１、短時間変動推定部７２を有する。また、通信トラヒック予測装置１０は、通信ネットワーク１及びネットワーク管理システム２に接続されている。また、前述したように、通信ネットワーク（Ｎ１）８が接続点９を介して通信ネットワーク１と接続されている。

取得可能なトラヒックデータに関し、本実施の形態では、通信ネットワーク設備の標準MIBによるもので、1時間に1回測定されるものとする。ここでは、すべての通信ネットワーク設備に対して、多重された通信サービスのトラヒックデータの合計値が測定されるとする。また、通信サービスの加入者数の情報は、通信ネットワークの管理システム２から定期的に取得可能であるとする。

以下、第３の実施の形態における通信トラヒック予測装置１０の各機能部の動作について、図６に示すフローチャートの手順に沿って説明する。以下で記述するステップ番号は、図６に示すステップ番号に対応する。

ステップＳ３００）トラヒックデータ取得部２０は、データ容量と計算量の削減のため、通信ネットワーク１の各設備で毎時取得される標準MIBのうち、日々の最繁時のトラヒックデータのみを取得する。通信サービスごとの加入者数データは、ネットワーク管理システム２から、毎月末のみ取得する。網構成情報３は、ネットワーク構成に変更が発生した時点で取得する。トラヒックデータ取得部２０では、取得する各種データに対する、取得元、取得する時間や周期などの条件を満たす、最適な取得スケジュールを計算してもよい。

第２の実施の形態との相違は、通信ネットワーク（Ｎ１）との接続点９において、他網接続サービス(Ｎ１)のトラヒックデータを取得していることである。

第３の実施の形態では、各設備のトラヒックデータは、日々の最繁時の１つしか取得しないので、特に明記しない場合のトラヒックデータとは、当該設備の最繁時のトラヒックデータであるものとする。

トラヒックデータベース部３０は、トラヒックデータ取得部２０により取得されたデータを蓄積する。

ステップＳ３１０）第３の実施の形態では、トラヒック分計部５０により、提供通信サービス情報などの各種データが読み込まれる。

第３の実施の形態における提供通信サービス情報には、（１）定型処理グループの一覧と、（２）提供している通信サービスの一覧と、（３）該通信サービスが属する定型処理グループとの対応関係と、が記載されている。

具体的には、第３の実施の形態では、以下のとおりの情報が記載されている。
（１）定型処理グループの一覧として、ＭＣ型、配信型、接続型、交流型の４つが記載されている。
（２）提供している通信サービスの一覧として、IP電話サービス、インターネット接続サービス、IP多チャンネル放送サービス（Ｐ１）、ＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ２）、VODサービス（Ｖ１）、ＶＯＤサービス（Ｖ２）、の６つが記載されている。
（３）該通信サービスが属する定型処理グループとの対応関係として、ＭＣ型にＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ１）、ＩＰ多チャンネル放送サービス（Ｐ２）、配信型にＶＯＤサービス（Ｖ１）、ＶＯＤサービス（Ｖ１）、接続型に他網接続サービス（Ｎ１）、交流型にＩＰ電話サービス、インターネット接続サービス、と記載されている。

ステップＳ３３０）提供通信サービス情報により、提供している通信サービスは、あらかじめ準備している定型処理グループに分類することができる。すなわち、本実施の形態では、ＭＣ型、配信型、接続型、交流型の４つに分類することができる。

図５に示すとおり、第３の実施の形態では、トラヒック分計部５０における各機能部が、トラヒックデータベース部３０から読み出される提供情報サービス情報４１と該当定型処理グループに対応する設定情報に基づいて、該当するトラヒックデータを特定して取得する処理を行う。

定型処理グループに対応する設定情報としては、ＭＣ型設定情報４４、配信型設定情報４５、及び接続点情報４６がある。

ＭＣ型設定情報４４には、ＭＣ型に分類される通信サービスのそれぞれについて、その通信サービスに対応するトラヒックデータを特定する情報として、マルチキャストの発信源の設備を特定する情報とマルチキャスト配信木を特定する情報が記載されている。

第３の実施の形態におけるＭＣ型設定情報４４は、第２の実施の形態と同一のため、具体的な説明は省略する。

配信型設定情報４５には、配信型に分類される通信サービスのそれぞれについて、その通信サービスに対応するトラヒックデータを特定する情報として、ＶＯＤサービスの発信源の設備を特定する情報と、すべてのＶＯＤサービスの加入者へＶＯＤサービスを提供するときに経由する通信ネットワークにおける設備を特定する情報と、その設備を経由してＶＯＤサービスを受けるＶＯＤサービス加入者数の情報が記載されている。

第３の実施の形態の配信型設定情報４５は、第２の実施の形態と同一のため、具体的な説明は省略する。

次に、トラヒック分計部５０の動作について詳細に説明する。

ＭＣ型分計部５４の動作（ステップＳ３４１）、及び配信型分計部５５の動作（ステップＳ３４２）については、第２の実施の形態と同一のため、その説明を省略する。

ステップＳ３４３）接続型分計部５７の動作を説明する。接続型に分類される他網接続サービス（Ｎ１）のトラヒック量は、交流型と同じく、通信ネットワークを複雑に流れており、特定の設備のトラヒック量との関係を見出すことが難しいと考えられるが、通信ネットワーク（Ｎ１）が接続された時点の前後での各設備のトラヒック量の変化は、トラヒックデータによって測定出来ている。したがって、接続時の前後での各設備のトラヒックの変化量を、接続時点においての各設備を経由する他網接続型サービスに分類される通信サービスの全てのトラヒック量に等しいと考える。

この他網接続型サービスに分類される通信サービスの全てのトラヒック量を、接続型トラヒック総量と定義する。

ここで、以下のように定義する。

F_w（t0） ：接続時点t0のトラヒック予測対象の設備における接続型トラヒック総量；
F(t0+) ： 接続時点t0の直後の時点t0+のトラヒック予測対象の設備におけるトラヒック量；
F(t0-) ：接続時点t0の直前の時点t0-のトラヒック予測対象の設備におけるトラヒック量。

このとき、F_w(t0) は以下のように算出される。

F_w(t0) =F(t0+)-F(t0-)
次に、接続点においては、接続時点t0以降から直近の時点t1までの接続点のトラヒックデータが蓄積されている。したがって、接続点においては、接続時点t0から直近の時点t1との接続型トラヒックの増加比率を算出することが出来る。

以下のように定義する。

S_w (t0) ：接続点における接続時点t0の接続型トラヒックのトラヒック量；
S_w (t1) ：接続点における直近の時点t1 (t0 < t1)の接続型トラヒックのトラヒック量；
R_w(t0,t1) ：接続点における時点t1と接続時点t0との接続型トラヒックの増加比率。

このとき、以下の関係が成り立つ。

R_w (t0,t1)= S_w(t1)/S_w(t0)
上記で求められた増加比率R_w(t0,t1) は、本来、接続点に限る比率であるが、通信ネットワーク上のすべての装置に加わる接続型トラヒック総量の増加比率と等しいと仮定することで、トラヒック予測対象の設備における接続時点t0以降のある過去の時点t1での接続型トラヒック総量を分計することが出来る。

すなわち、F_w(t1)を時点t1でのトラヒック予測対象の設備の接続型トラヒック総量とすると、接続型分計部５７は、以下の関係式によりF_w(t1)を算出する。

F_w(t1) = R_w(t0, t1)* F_w(t0)
ステップＳ３４４）続いて、交流型分計部５６の動作を説明する。交流型に分類される通信サービスのトラヒック量は、通信ネットワーク上を複雑に流れており、特定の設備のトラヒック量との関係を見出すことが難しいが、インターネット接続サービスのように、非常に多くの利用者による非常に多様なアプリケーションが多重されることで、トラヒック特性の偏りが小さくなっているという特徴がある。この特徴をさらに強くさせるためには、交流型に分類される通信サービスをまとめたトラヒックの分計を行うことが効果的であり、なおかつ、トラヒック分計のための処理量も小さくできる。

第３の実施の形態で、交流型に分類されるインターネット接続サービスとIP電話サービスについては、その合計を交流型トラヒック総量と定義して、分計を行う。

ここで、以下のように定義する。

F_z (t1) ：時点t1のトラヒック予測対象の設備の交流型トラヒック総量；
F (t1) ：時点t1の当該設備のトラヒック量。

このとき、以下の関係式によって、F_z(t1)を算出できる。

F_z (t1) = F (t1) - F_x (t1) -F_y (t1) -F_w (t1)
次に、通信サービス別トラヒック予測部６０の動作について詳細な説明を行う。

ＭＣ型予測部６６の動作（ステップＳ３５１）、及び配信型予測部６７の動作（ステップＳ３５２）については、第２の実施の形態と同一のため、その説明を省略する。

ステップＳ３５３）接続型予測部６９の動作を説明する。接続型に分類される他網接続サービス（Ｎ１）のトラヒック量は、交流型と同じく、通信ネットワークを複雑に流れており、特定の設備のトラヒック量との関係を見出すことが難しいと考えられるが、通信ネットワーク（Ｎ１）との接続点でのみトラヒック量の変化が把握できる。したがって、予測対象の設備でのトラヒック変動は、接続点での他網接続サービス（Ｎ１）のトラヒック変動に等しいと考える。

第３の実施の形態で、この他網接続型サービス（Ｎ１）に分類される通信サービスの全てのトラヒック量を、接続型トラヒック総量に対して予測を行う。

ここで、F^_w(t^) を将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備の接続型トラヒック総量と定義し、S^w(t^)を将来の時点t^の接続点の接続型トラヒック総量と定義する。

このとき、接続の時点t0から直近の時点t1 (t0 < t1)までの増加比率が、将来の時点t^(t1 < t^)まで等しく継続すると仮定するとき、以下の関係が成り立つ。

S^_w(t^)={R_w(t0, t1)}^{(t^-t0)/(t1-t0)} * S(t0)
同様に、以下の関係が成り立つものとする。

F^_w(t^)={R_w(t0, t1)}^{(t^-t0)/(t1-t0)} * F(t0)
ステップＳ３５４）続いて、交流型予測部６８の動作を説明する。交流型に分類される通信サービスのトラヒック量は、通信ネットワーク上を複雑に流れており、特定の設備のトラヒック量との関係を見出すことが難しいが、インターネット接続サービスのように、非常に多くの利用者による非常に多様なアプリケーションが多重されることで、トラヒック特性の偏りが小さくなっているという特徴がある。この特徴をさらに強くさせるためには、交流型に分類される通信サービスをまとめたトラヒックの予測を行うことが効果的であり、なおかつ、トラヒック分計のための処理量も小さくできる。

第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同様に、交流型に分類される通信サービスのトラヒックの合計である交流型トラヒック総量に対して予測を行う。F^_z (t^) を将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備の交流型トラヒック総量と定義する。交流型予測部６８の詳細動作は、第２の実施の形態と同一のため、その説明を省略する。

次に、必要設備算出部７０の動作について詳細な説明を行う。

ステップＳ３６０）まず、積算部７１では、通信サービス別トラヒック予測部６０で算出された、それぞれの通信サービスの将来の時点t^のトラヒック予測を、提供しているすべての通信サービスについて積算したトラヒック量を算出する。

ステップＳ３７０）次に、短時間変動推定部７２において、通信サービス別トラヒック予測部６０で算出された結果を入力として、それぞれの通信サービスの必要とするサービス品質を確保するために、トラヒックデータの測定周期に対して必要となるパケットの短時間変動を吸収する設備容量を推定する。

第３の実施の形態では、将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備に対して、通常条件で頻出するトラヒック量の予測として、F^_x(t^)＋F^_y_ave (t^)＋F^_z_ave(t^)＋F^_w(t^)、稀に発生する最大級のトラヒック量の予測として、F^_x(t^)＋F^_y_max(t^)＋F^_z_max(t^)＋F^_w(t^)、を入力として、それぞれの通信サービスの必要とするサービス品質を確保するために、トラヒックデータの測定周期に対して必要となるパケットの短時間変動を吸収するための、将来の時点t^の設備容量の算出を行う。

短時間変動推定部７２では、各装置の性能諸元や負荷検証実験によって得られた実績データに基づく計算結果、あるいは、コンピュータ・シミュレーションや数理モデルを作成した推定結果を出力することができるものとするが、第３の実施の形態では、各装置の負荷検証実験によって、トラヒックデータの測定周期に基づくトラヒック量に対して、すべての通信サービスの必要とするサービス品質を確保するために必要な設備量がd倍（定数）であることが分かっているものとする。

このとき、短時間変動推定部７２は、将来の時点t^のトラヒック予測対象の設備に対して、通常条件で頻出するトラヒック量に必要な設備量として、d＊(F^_x(t^)＋F^_y_ave(t^)＋F^_z_ave(t^)＋F^_w(t^)）、稀に発生する最大級のトラヒック量に必要な設備量として、d＊(F^_x (t^)＋F^_y_max(t^)＋F^_z_max(t^）＋F^_w(t^))をそれぞれ出力する。

ステップＳ３８０）最後に、出力部８０において、必要設備算出部７０の処理結果を入力として、将来の時点t^において、提供しているすべての通信サービスを提供するために必要な設備量が出力される。

将来の時点t^で、トラヒック予測対象の設備の、通常条件で頻出するトラヒック量の予測であるd＊(F^_x(t^)＋F^_y_ave(t^)＋F^_z_ave(t^)＋F^_w(t^)）と、稀に発生する最大級のトラヒック量であるd＊(F^_x (t^)＋F^_y_max(t^)＋F^_z_max(t^）＋F^_w(t^))の２つの値を出力することで、トラヒック予測と設備設計の担当者は、サービス品質のリスクと設備コストの両面から業務を検討することができるメリットを有する。

図７に、本発明の実施の形態に係る通信トラヒック予測装置１０による通信トラヒック予測の出力結果例を示す。図７において、実線が通常条件で頻出するトラヒック量の予測値を示し、点線が稀に発生する最大級のトラヒック量の予測値を示す。また、トラヒックの実績値も示されている。

[実施の形態のまとめ、効果]
本発明の実施の形態では、複数の通信サービスが多重されて提供される通信ネットワークとその設備を対象とした通信トラヒック予測装置１０において、前記複数の通信サービスが予め定めた複数のグループに分類され、当該分類されたグループ毎に予め定められたトラヒック量算出処理方法に従って、トラヒックデータベースに格納されている前記複数の通信サービスが多重されたトラヒックデータから、各通信サービスのトラヒック量を算出するトラヒック分計部５０と、前記トラヒック分計部５０により算出された各通信サービスのトラヒック量に基づき、前記分類されたグループ毎に予め定められたトラヒック量予測処理方法に従って、各グループの将来の時点におけるトラヒック量を予測する通信サービス別トラヒック予測部６０と、前記通信サービス別トラヒック予測部６０により予測された各グループの将来の時点におけるトラヒック量を積算し、積算したトラヒック量に基づいて、短時間変動を吸収する設備容量を算出する必要設備算出部７０とを備えることとしている。

前記通信サービス別トラヒック予測部６０は、前記将来の時点におけるトラヒック量の予測において、生起する確率の程度が異なる複数種類のトラヒック予測を行い、前記必要設備算出手段は、前記複数種類のトラヒック予測によるトラヒック量のそれぞれについて積算を行い、生起する確率の程度が異なる複数種類の設備容量を算出する。

また、本実施の形態では、前記分類された複数のグループは、マルチキャスト型、配信型、交流型、又は、前記通信ネットワークに対する他網接続に係る接続型を含み、前記マルチキャスト型におけるトラヒック量算出処理方法では、各通信サービスの対象設備のトラヒック量として、マルチキャストの発信源のトラヒック量を算出し、前記配信型におけるトラヒック量算出処理方法では、各通信サービスの対象設備のトラヒック量として、配信元のトラヒック量から前記対象設備に分岐したトラヒック量を算出し、前記交流型におけるトラヒック量算出処理方法では、対象設備のトラヒック量として、交流型に分類される通信サービスのトラヒック量をまとめたトラヒック量を算出し、前記接続型におけるトラヒック量算出処理方法では、対象設備のトラヒック量を、他網が接続される前後のトラヒック量の変化量を用いて算出する。

また、前記マルチキャスト型におけるトラヒック量予測処理方法では、各通信サービスのトラヒック量に変動がないものとしてトラヒック量の予測を行い、前記配信型におけるトラヒック量予測処理方法では、各通信サービスの配信元のトラヒックの予測量を対象設備に分岐させた量を算出することにより予測を行い、前記交流型におけるトラヒック量予測処理方法では、交流型に分類される通信サービスをまとめてトラヒック量の予測を行い、前記接続型におけるトラヒック量予測処理方法では、他網が接続される接続点でのトラヒック変動に基づいて対象設備のトラヒック量の予測を行う。

すなわち、本発明の実施の形態によれば、多数の通信サービスを比較的少数のグループに分類し、それぞれの分類ごとに、トラヒック分計およびトラヒック予測のための処理をあらかじめ定型処理化して設定することで、通信トラヒック予測の結果精度を向上させることができ、同時に、必要とするトラヒックデータ量と計算量を削減することが可能である。

更に、将来予測されるトラヒック量の日々の変動幅について、通常条件で頻出するトラヒック量から、稀に発生する最大級のトラヒックまで、生起する確率の程度が異なるトラヒック予測を複数出力することが可能である。

これにより、通信事業者が許容できる程度においてサービス品質の劣化リスクを冒しても、設備容量をできるだけ減らすことで、より安価な通信ネットワークを提供するというような設備の設計・運用計画を策定するという判断が、通信ネットワーク設備の設計・運用業務において可能になる。

なお、前述したいずれの特許文献と非特許文献においても、通信トラヒックの将来予測の精度を向上するために、複数の通信サービスが多重されたトラヒックに対して、個別の通信サービスのトラヒックにそれぞれ分計する技術と、分計された個別の通信サービスのトラヒックに対して、それぞれ適合させたトラヒック予測を行う技術と、さらに、トラヒック予測の対象設備に加わるトラヒック量を適切に積上げる技術から構成されるものはない。

以上、本発明者によってされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更・応用が可能である。

例えば、本発明の実施の形態では、通信サービスを、マルチキャスト型、配信型、交流型、接続型などに分類したが、これらは例であり、例えば、マルチキャスト型、配信型、交流型、接続型のうちのいずれか1つ又は複数の型と、これら以外の型とを有するグループに分類することも可能である。もしくは、マルチキャスト型、配信型、交流型、接続型のいずれとも異なる型のグループに分類することも可能である。また、生起する確率の程度が異なる複数のトラヒック予測は、通常条件で頻出するトラヒック量の予測と稀に発生する最大級のトラヒック量の予測とに限られず、他の生起する確率の予測を含んでよい。

１・・・通信ネットワーク
２・・・ネットワーク管理システム
３・・・網構成情報
４・・・トラヒックデータ
５・・・通信サービス加入者数データ
６・・・インターネット
７・・・インターネット接続点
８・・・通信ネットワーク（Ｎ１）
９・・・接続点
１０・・・通信トラヒック予測装置
２０・・・トラヒックデータ取得部
３０・・・トラヒックデータベース部
４０・・・通信サービス分析分類部
４１・・・提供通信サービス情報
４２・・・分析部
４３・・・分類部
４４・・・ＭＣ型設定情報
４５・・・配信型設定情報
４６・・・接続型情報
５０・・・トラヒック分計部
５１・・・第１分類型分計部
５２・・・第２分類型分計部
５３・・・第３分類型分計部
５４・・・ＭＣ型分計部
５５・・・配信型分計部
５６・・・交流型分計部
５７・・・接続型分計部
６０・・・通信サービス別トラヒック予測部
６１・・・第１分類型予測部
６２・・・第２分類型予測部
６３・・・第３分類型予測部
６４・・・加入数予測部
６５・・・加入あたりトラヒック予測部
６６・・・ＭＣ型予測部
６７・・・配信型予測部
６８・・・交流型予測部
６９・・・接続型予測部
７０・・・必要設備算出部
７１・・・積算部
７２・・・短時間変動推定部
８０・・・出力部

Claims (9)

1. 複数の通信サービスが多重されて提供される通信ネットワークとその設備を対象とした通信トラヒック予測装置であって、
   前記複数の通信サービスが予め定めた複数のグループに分類され、当該分類されたグループ毎に予め定められたトラヒック量算出処理方法に従って、トラヒックデータベースに格納されている前記複数の通信サービスが多重されたトラヒックデータから、各通信サービスのトラヒック量を算出するトラヒック分計手段と、
   前記トラヒック分計手段により算出された各通信サービスのトラヒック量に基づき、前記分類されたグループ毎に予め定められたトラヒック量予測処理方法に従って、各グループの将来の時点におけるトラヒック量を予測するトラヒック予測手段と、
   前記トラヒック予測手段により予測された各グループの将来の時点におけるトラヒック量を積算し、積算したトラヒック量に基づいて、短時間変動を吸収する設備容量を算出する必要設備算出手段と
   を備えることを特徴とする通信トラヒック予測装置。
2. 前記トラヒック予測手段は、前記将来の時点におけるトラヒック量の予測において、生起する確率の程度が異なる複数種類のトラヒック予測を行い、
   前記必要設備算出手段は、前記複数種類のトラヒック予測によるトラヒック量のそれぞれについて積算を行い、生起する確率の程度が異なる複数種類の設備容量を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信トラヒック予測装置。
3. 前記分類された複数のグループは、マルチキャスト型、配信型、交流型、又は、前記通信ネットワークに対する他網接続に係る接続型を含み、
   前記マルチキャスト型におけるトラヒック量算出処理方法では、各通信サービスの対象設備のトラヒック量として、マルチキャストの発信源のトラヒック量を算出し、
   前記配信型におけるトラヒック量算出処理方法では、各通信サービスの対象設備のトラヒック量として、配信元のトラヒック量から前記対象設備に分岐したトラヒック量を算出し、
   前記交流型におけるトラヒック量算出処理方法では、対象設備のトラヒック量として、交流型に分類される通信サービスのトラヒック量をまとめたトラヒック量を算出し、
   前記接続型におけるトラヒック量算出処理方法では、対象設備のトラヒック量を、他網が接続される前後のトラヒック量の変化量を用いて算出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信トラヒック予測装置。
4. 前記分類された複数のグループは、マルチキャスト型、配信型、交流型、又は、前記通信ネットワークに対する他網接続に係る接続型を含み、
   前記マルチキャスト型におけるトラヒック量予測処理方法では、各通信サービスのトラヒック量に変動がないものとしてトラヒック量の予測を行い、
   前記配信型におけるトラヒック量予測処理方法では、各通信サービスの配信元のトラヒックの予測量を対象設備に分岐させた量を算出することにより予測を行い、
   前記交流型におけるトラヒック量予測処理方法では、交流型に分類される通信サービスをまとめてトラヒック量の予測を行い、
   前記接続型におけるトラヒック量予測処理方法では、他網が接続される接続点でのトラヒック変動に基づいて対象設備のトラヒック量の予測を行う
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信トラヒック予測装置。
5. 複数の通信サービスが多重されて提供される通信ネットワークとその設備を対象とした通信トラヒック予測装置が実行する通信トラヒック予測方法であって、
   前記複数の通信サービスが予め定めた複数のグループに分類され、当該分類されたグループ毎に予め定められたトラヒック量算出処理方法に従って、トラヒックデータベースに格納されている前記複数の通信サービスが多重されたトラヒックデータから、各通信サービスのトラヒック量を算出するトラヒック分計ステップと、
   前記トラヒック分計ステップにより算出された各通信サービスのトラヒック量に基づき、前記分類されたグループ毎に予め定められたトラヒック量予測処理方法に従って、各グループの将来の時点におけるトラヒック量を予測するトラヒック予測ステップと、
   前記トラヒック予測ステップにより予測された各グループの将来の時点におけるトラヒック量を積算し、積算したトラヒック量に基づいて、短時間変動を吸収する設備容量を算出する必要設備算出ステップと
   を備えることを特徴とする通信トラヒック予測方法。
6. 前記トラヒック予測ステップでの前記将来の時点におけるトラヒック量の予測において、生起する確率の程度が異なる複数種類のトラヒック予測を行い、
   前記必要設備算出ステップでは、前記複数種類のトラヒック予測によるトラヒック量のそれぞれについて積算を行い、生起する確率の程度が異なる複数種類の設備容量を算出する
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信トラヒック予測方法。
7. 前記分類された複数のグループは、マルチキャスト型、配信型、交流型、又は、前記通信ネットワークに対する他網接続に係る接続型を含み、
   前記マルチキャスト型におけるトラヒック量算出処理方法では、各通信サービスの対象設備のトラヒック量として、マルチキャストの発信源のトラヒック量を算出し、
   前記配信型におけるトラヒック量算出処理方法では、各通信サービスの対象設備のトラヒック量として、配信元のトラヒック量から前記対象設備に分岐したトラヒック量を算出し、
   前記交流型におけるトラヒック量算出処理方法では、対象設備のトラヒック量として、交流型に分類される通信サービスのトラヒック量をまとめたトラヒック量を算出し、
   前記接続型におけるトラヒック量算出処理方法では、対象設備のトラヒック量を、他網が接続される前後のトラヒック量の変化量を用いて算出する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の通信トラヒック予測方法。
8. 前記分類された複数のグループは、マルチキャスト型、配信型、交流型、又は、前記通信ネットワークに対する他網接続に係る接続型を含み、
   前記マルチキャスト型におけるトラヒック量予測処理方法では、各通信サービスのトラヒック量に変動がないものとしてトラヒック量の予測を行い、
   前記配信型におけるトラヒック量予測処理方法では、各通信サービスの配信元のトラヒックの予測量を対象設備に分岐させた量を算出することにより予測を行い、
   前記交流型におけるトラヒック量予測処理方法では、交流型に分類される通信サービスをまとめてトラヒック量の予測を行い、
   前記接続型におけるトラヒック量予測処理方法では、他網が接続される接続点でのトラヒック変動に基づいて対象設備のトラヒック量の予測を行う
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の通信トラヒック予測方法。
9. コンピュータを、請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載の通信トラヒック予測装置における各手段として機能させるためのプログラム。

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