JP5949515B2 - ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラム - Google Patents

ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラム Download PDF

Info

Publication number
JP5949515B2
JP5949515B2 JP2012272784A JP2012272784A JP5949515B2 JP 5949515 B2 JP5949515 B2 JP 5949515B2 JP 2012272784 A JP2012272784 A JP 2012272784A JP 2012272784 A JP2012272784 A JP 2012272784A JP 5949515 B2 JP5949515 B2 JP 5949515B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
communication
communication routes
routes
standby
paths
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012272784A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014120823A (ja
Inventor
知弘 橋口
知弘 橋口
田島　一幸
一幸 田島
裕 瀧田
裕 瀧田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2012272784A priority Critical patent/JP5949515B2/ja
Priority to US14/018,059 priority patent/US20140169782A1/en
Publication of JP2014120823A publication Critical patent/JP2014120823A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5949515B2 publication Critical patent/JP5949515B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/03—Arrangements for fault recovery
    • H04B10/032—Arrangements for fault recovery using working and protection systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0287—Protection in WDM systems
    • H04J14/0289—Optical multiplex section protection
    • H04J14/0291—Shared protection at the optical multiplex section (1:1, n:m)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

本件は、ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラムに関する。
通信需要の増加に伴い、高速光伝送方式が標準化されている。例えば、ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ（国際電気通信連合））勧告Ｇ．７０９は、約２．５〜１００（Ｇｂｐｓ）の光伝送ネットワーク（ＯＴＮ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の技術を規定する。
ＯＴＮによる光伝送は、ユーザ信号をそれぞれ収容する複数の光信号を波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術により多重して行われ、大容量の伝送を可能とする。光信号に収容されるユーザ信号としては、ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）フレーム、ＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ ＮＥＴ）フレーム、及びイーサネット（登録商標、以下同様）フレームが挙げられる。
一方、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）では、ＧＭＰＬＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）のシグナリング技術を、上記のＯＴＮに適用するために拡張することが検討されている。このＧＭＰＬＳを用いたＯＴＮの障害復旧手段として、「Ｓｈａｒｅｄ ｍｅｓｈ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ」方式（以下、ＳＭＲ方式と表記する）が挙げられる。
ＳＭＲ方式によると、ネットワーク資源（つまり、伝送路や伝送装置など）を共有せず、同一要因による障害の発生がない現用系のトラフィックを保護する予備系のトラフィックが、ネットワーク資源を共有することが可能となる。このため、経済的なネットワークを構築するため、ＳＭＲ方式に対応するネットワークの設計手法が望まれる。なお、従来の光ネットワークの設計する技術は、例えば特許文献１〜５に開示されている。
特開２００６−３１１９０号公報 特開２００４−８０６６６号公報 特開平１１−２１５１２４号公報 特開平１０−２２４３９３号公報 特開２０１１−１０１８８号公報
ＳＭＲ方式を採用する場合、予備系のトラフィックにネットワーク資源を動的に割り当てる手法と、予め固定的に割り当てる手法が存在する。前者は、現用系から予備系へのパスの切り替え時に複雑な制御を行う必要があるので、後者と比較すると時間がかかる。このため、迅速な障害復旧の観点からすると、前者より後者の方が望ましい。
ネットワーク資源の固定的な割り当ては、ネットワーク資源の効率的な運用の観点から、例えば、予備系の光信号に含まれる各論理チャネルの割り当てにより行われる。例えばＯＴＮの場合、光信号のデータフォーマットであるＨＯ−ＯＤＵ（Ｈｉｇｈｅｒ Ｏｒｄｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）は、「Ｔｒｉｂｕｔａｒｙ Ｓｌｏｔ（ＴＳ）」と呼ばれる複数の論理チャネルに対応するフィールドを有する。このＴＳには、ユーザ信号を収容するＬＯ−ＯＤＵ（Ｌｏｗｅｒ Ｏｒｄｅｒ ＯＤＵ）が収容される。
したがって、ＯＴＮにおいて、ＳＭＲ方式を実現するネットワーク設計を行うには、上記のＴＳ単位に予備系のトラフィックを割り当てるとよい。しかし、ＨＯ−ＯＤＵ（光信号）及びＴＳ（論理チャネル）の両方を考慮したネットワーク設計は、解析対象となる問題の規模が大きく、複雑であるので、現実的な時間内で完了することが難しい。なお、この問題は、ＯＴＮに限定されず、他のネットワーク設計に関しても同様に存在する。
そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、設計時間を短縮できるネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラムを提供することを目的とする。
本明細書に記載のネットワーク設計装置は、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の数を見積もる第１処理部と、前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が有する複数の論理チャネルを割り当てる第２処理部とを有し、前記第１処理部は、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、前記複数の論理チャネルのうち、共通の論理チャネルを割り当てる。
本明細書に記載のネットワーク設計方法は、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の数を見積もる工程と、前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が有する複数の論理チャネルを割り当てる工程とを、コンピュータが実行し、前記通信回線の数を見積もる工程において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の論理チャネルを割り当てる工程において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、前記複数の論理チャネルのうち、共通の論理チャネルを割り当てる方法である。
本明細書に記載のネットワーク設計プログラムは、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の数を見積もり、前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が有する複数の論理チャネルを割り当てる、処理をコンピュータに実行させ、前記通信回線の数を見積もる処理において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、前記複数の論理チャネルを割り当てる処理において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、前記複数の論理チャネルのうち、共通の論理チャネルを割り当てる。
本明細書に記載のネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラムは、設計時間を短縮できるという効果を奏する。
ネットワークの一例を示す構成図である。 光信号の構成例を示す構成図である。 実施例に係るネットワーク設計装置の一例を示す構成図である。 ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の機能構成、及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）に保持する情報の一例を示す構成図である。 ＣＰＵの処理を示すフローチャートである。 第１処理部により実行される第１設計処理を示すフローチャートである。 ネットワークに設けられたパスの例を示す図である。 図７に示されたパスから構成された通信ルートの候補を示す図である。 パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの例を示す図である。 第１処理部により構築された整数計画問題のモデルに用いられる集合の内容を示す表である。 第１処理部により構築された整数計画問題のモデルに用いられる変数の内容を示す表である。 第１処理部により構築された整数計画問題のモデルに用いられるパラメータの内容を示す表である。 図９に示されたＨＯ−ＯＤＵが有するＴＳの割り当て例を示す図である。 第２処理部により実行される第２設計処理を示すフローチャートである。 ネットワークにおける現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートの例を示す図である。 図１５に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての比較例を示す表である。 図１５に示されたネットワーク内のリンク故障により障害を生ずる現用系の通信ルートを示す表である。 図１５に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての例を示す表である。 第２処理部により構築された整数計画問題のモデルに用いられる集合の内容を示す表である。 第２処理部により構築された整数計画問題のモデルに用いられる変数の内容を示す表である。 第２処理部により構築された整数計画問題のモデルに用いられるパラメータの内容を示す表である。 ネットワークに与えられたデマンドの一例を示す図である。 図２２に示されたネットワークの現用系及び予備系の通信ルートを示す図である。 図２３に示されたリンク故障により障害を生ずる現用系の通信ルートを示す表である。 図２３に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての例を示す表である。 ネットワークに与えられたデマンドの他例を示す図である。 図２６に示されたネットワークの現用系及び予備系の通信ルートを示す図である。 図２７に示されたリンク故障により障害を生ずる現用系の通信ルートを示す表である。 図２７に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての例を示す表である。
図１は、ネットワークの一例を示す構成図である。ネットワーク設計装置１は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの監視制御用ネットワークＮＷを介して、複数のＷＤＭ装置２０と接続されている。ネットワーク設計装置１は、例えばＮＭＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などのネットワーク管理装置と兼用されてもよい。
ＷＤＭ装置２０は、例えば ＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）などと称される光分岐挿入装置である。各ＷＤＭ装置２０は、互いに光ファイバにより接続され、例えばリング型のネットワーク２を構成する。なお、ネットワーク２は、図１に示された形態に限定されず、例えばメッシュ型の形態であってもよい。ネットワーク設計装置１は、ＷＤＭ装置２０のネットワーク２の設計を行う。
各ＷＤＭ装置２０は、任意の波長λin１，λin２，λin３・・・の光信号が入力され、該光信号を波長多重し、他のＷＤＭ装置２０に波長多重光信号Ｓｏとして伝送する。また、各ＷＤＭ装置２０は、他のＷＤＭ装置２０から伝送された波長多重光信号Ｓｏから、任意の波長λout１，λout２，λout３・・・の光信号を分離して出力する。なお、外部からＷＤＭ装置２０への光信号λin１，λin２，λin３・・・の入力を「挿入」と呼称し、ＷＤＭ装置２０から外部への光信号λout１，λout２，λout３・・・の出力を「分岐」と呼称する。
図２は、光信号の構成例を示す構成図である。光信号は、一例として、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９に規定されるＨＯ−ＯＤＵの構成を有する。ＨＯ−ＯＤＵは、所定の制御情報を含むオーバーヘッドＯＨと、複数の論理チャネル（Ｔｒｉｂｕｔａｒｙ Ｓｌｏｔ）であるＴＳ１〜ＴＳ８とを有する。ＴＳ１〜ＴＳ８の数は、ＨＯ−ＯＤＵの伝送速度、すなわち帯域に応じて異なり、例えば１０（Ｇｂｐｓ）の場合、８つであり、２．５（Ｇｂｐｓ）の場合、２つである。また、ＴＳ１〜ＴＳ８の帯域は、それぞれ、１．２５（Ｇｂｐｓ）である。
ＴＳ１〜ＴＳ８は、それぞれ、ＬＯ−ＯＤＵを収容する。ＬＯ−ＯＤＵは、所定の制御情報を含むオーバーヘッドＯＨと、ペイロードＰＬとを有する。ペイロードＰＬは、ＳＤＨフレーム、ＳＯＮＥＴフレーム、及びイーサネットフレームなどのユーザ信号を収容する。したがって、ＨＯ−ＯＤＵは、複数のＬＯ−ＯＤＵを多重化することにより、複数のユーザ信号を収容することができる。なお、本明細書では、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９に規定されたＯＴＮを例として挙げるが、これに限定されない。
ネットワーク設計装置１は、トラフィックの要求に応じて、ネットワーク２に設けられた複数のパスに、ＨＯ−ＯＤＵを送受信するための通信回線を開通し、要求されたトラフィックごとに、ＨＯ−ＯＤＵの複数の論理チャネル、つまりＴＳを割り当てる。これにより、トラフィックの要求を満たすように、ＷＤＭ装置２０の間において光信号が伝送される。なお、以降の説明において、所定波長の光信号が、ＷＤＭ装置２０に挿入された後、他のＷＤＭ装置２０から分岐されるまでに伝送される通信経路を「パス」と表記する。また、ＨＯ−ＯＤＵを送受信するための通信回線を、単に「ＨＯ−ＯＤＵ」と表記する。
図３には、ネットワーク設計装置１の構成が示されている。ネットワーク設計装置１は、例えばサーバなどのコンピュータ装置である。ネットワーク設計装置１は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＨＤＤ１３、通信処理部１４、可搬型記憶媒体用ドライブ１５、入力処理部１６、及び画像処理部１７などを備えている。
ＣＰＵ１０は、演算処理手段であり、ネットワーク設計プログラムに従って、ネットワーク２の設計処理を行う。ＣＰＵ１０は、各部１１〜１７とバス１８を介して通信可能に接続されている。なお、ネットワーク設計装置１は、ソフトウェアにより動作するものに限定されず、ＣＰＵ１０に代えて、特定用途向け集積回路などのハードウェアが用いられてもよい。
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０のワーキングメモリとして用いられる。また、ＲＯＭ１１及びＨＤＤ１３は、ＣＰＵ１０を動作させるネットワーク設計プログラムなどを記憶する記憶手段として用いられる。通信処理部１４は、ＬＡＮなどのネットワークを介して外部の装置と通信を行うネットワークカードなどの通信手段である。図１に示された構成を例に挙げると、通信処理部１４は、監視制御用ネットワークＮＷを介し、複数のＷＤＭ装置２０との通信を処理する。
可搬型記憶媒体用ドライブ１５は、可搬型記憶媒体１５０に対して、情報の書き込みや情報の読み出しを行う装置である。可搬型記憶媒体１５０の例としては、ＵＳＢメモリ（ＵＳＢ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、及びメモリカードなどが挙げられる。
ネットワーク設計装置１は、情報の入力操作を行うための入力デバイス１６０、及び、画像を表示するためのディスプレイ１７０を、さらに備える。入力デバイス１６０は、キーボード及びマウスなどの入力手段であり、入力された情報は、入力処理部１６を介して
ＣＰＵ１０に出力される。ディスプレイ１７０は、液晶ディスプレイなどの画像を表示する表示手段であり、表示される画像データは、ＣＰＵ１０から画像処理部１７を介してディスプレイに出力される。なお、入力デバイス１６０、及びディスプレイ１７０に代えて、これらの機能を備えるタッチパネルなどのデバイスを用いることもできる。
ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１、またはＨＤＤ１３などに格納されているプログラム、または可搬型記憶媒体用ドライブ１５が可搬型記憶媒体１５０から読み取ったプログラムを実行する。このプログラムには、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）だけでなく、上記のネットワーク設計プログラムも含まれる。なお、プログラムは、通信処理部１４を介してダウンロードされたものであってもよい。
ＣＰＵ１０は、ネットワーク設計プログラムを実行すると、複数の機能が形成される。図４は、ＣＰＵ１０の機能構成、及びＨＤＤ１３に保持する情報の一例を示す構成図である。
ＣＰＵ１０は、第１処理部１００及び第２処理部１０１を含む。また、第１処理部１００及び第２処理部１０１に関連して、ＨＤＤ１３は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、障害パタン情報１３９、デマンド情報１３２、ルート情報１３３、回線情報１３４、及びチャネル割当情報１３５を保持する。なお、各情報１３０〜１３５の記憶手段は、ＨＤＤ１３に限定されず、ＲＯＭ１１や可搬型記憶媒体１５０であってもよい。
トポロジ情報１３０は、設計対象となるネットワーク２の形態、つまり、リンクを介したノード間の接続関係を示す情報である。トポロジ情報１３０は、例えば、ネットワーク２内の各リンクの識別子に、該リンクを介して接続されている一対のノードの識別子を対応付けて構成されている。
パス情報１３１は、ネットワーク２に設定された複数のパスを示す情報である。パス情報１３１は、例えば、複数のパスの両端ノードを示す複数組のノードの識別子と、両端ノード間を結ぶ１以上のリンクの識別子とを含む。
障害パタン情報１３９は、トポロジ情報１３０が示すネットワーク２において想定される各種の障害の発生パタンを示す情報である。障害としては、単一または複数のリンク故障や単一または複数のノード故障が含まれる。
デマンド情報１３２は、ネットワーク２に対する複数のトラフィックの要求を示す情報である。デマンド情報１３２は、要求される個々のトラフィックについて、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域を示す。また、デマンド情報１３２には、異なるトラフィック間において、ネットワーク２内のパスの共有を許容するか否かを示す共有可否情報も含まれる。なお、この個々のトラフィックの要求を、以降の説明において「デマンド」と表記する。また、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、及びデマンド情報１３２は、例えば、監視制御ネットワークＮＷ、可搬型記憶媒体１５０、または入力デバイス１６０を介して、外部から取得されてもよい。
第１処理部１００は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、障害パタン情報１３９、及びデマンド情報１３２をＨＤＤ１３から読み出し、各情報１３０〜１３２に基づいて、複数のトラフィックの要求に応じた現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートを決定する。現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートは、１対１の関係で対応し、現用系の通信ルートに障害が生じた場合、ネットワーク２の保護機能により、トラフィックは、現用系の通信ルートに代え、予備系の通信ルートを流れるように切り替わる。
また、第１処理部１００は、決定した現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートに含まれる１以上のパスに開通されるＨＯ−ＯＤＵの数及び帯域を見積もる。第１処理部１００は、設計結果として、決定した現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートを示すルート情報１３３と、パスごとに見積もったＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を示す回線情報１３４とを生成し、ＨＤＤ１３に書き込む。
第２処理部１０１は、トポロジ情報１３０、障害パタン情報１３９、デマンド情報１３２、ルート情報１３３、及び回線情報１３４をＨＤＤ１３から読み出し、各情報１３２〜１３４に基づいて、各通信ルートに、各ＨＯ−ＯＤＵが有する複数のＴＳを割り当てる。第２処理部１０１は、ＴＳの割り当て結果を示すチャネル割当情報１３５を生成し、ＨＤＤ１３に書き込む。
図５は、ＣＰＵ１０の処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０は、まず、第１処理部１００により第１設計処理を行う（ステップＳｔ１）。これにより、ルート情報１３３及び回線情報１３４が生成される。
次に、ＣＰＵ１０は、第２処理部１０１により第２設計処理を行う（ステップＳｔ２）。これにより、チャネル割当情報１３５が生成される。このように、実施例に係るネットワーク設計装置１は、設計処理を二段階に分けて実行することによって、設計の所要時間を効果的に短縮する。以下に第１設計処理及び第２設計処理の内容を具体的に説明する。
（第１設計処理）
図６は、第１処理部１００により実行される第１設計処理を示すフローチャートである。第１処理部１００は、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、及びデマンド情報１３２をＨＤＤ１３から取得する（ステップＳｔ１１）。
次に、第１処理部１００は、各デマンドについて、使用可能なパスを抽出する（ステップＳｔ１２）。図７には、ネットワークに設けられたパスの例が示されている。なお、図７は、説明の便宜上、ノードＡ〜Ｆが直列に接続された簡単なネットワークを例示しており、各ノードＡ〜ＦにはＷＤＭ装置２０が設けられる。また、本例において、デマンドに対応する一組のノードは、ノードＡ及びノードＦとする。なお、第１処理部１００は、このステップＳｔ１２において、各パスを生成してもよく、この場合、ステップＳｔ１１におけるパス情報１３１の取得は不要である。
第１処理部１００は、ネットワークに設けられた１以上のパスから、デマンドに対応するノードＡ及びノードＦ間に存在する複数のパス１〜９を抽出する。つまり、パス１〜９は、ノードＡ及びノードＦ間を結ぶ通信ルートの少なくとも一部となり得る経路として抽出される。例えば、パス１は、ノードＡ及びノードＣ間を結び、また、パス２は、ノードＣ及びノードＤ間を結ぶ。
次に、第１処理部１００は、各デマンドについて、１以上のパスを選択することにより、現用系の通信ルートの候補及び予備系の通信ルートの候補を抽出する（ステップＳｔ１３）。図８には、図７に示されたパス１〜９から構成された通信ルートの候補が示されている。なお、図８に示された通信ルートは、現用系の通信ルートの候補及び予備系の通信ルートの何れの候補であってもよい。
例えば、通信ルートの候補１は、パス１、パス２、及びパス３を含み、また、通信ルートの候補２は、パス１、パス４、及びパス５を含む。このように、各通信ルートの候補１〜５は、１以上のパスの組み合わせとして抽出される。
次に、第１処理部１００は、整数計画問題を解くことにより、各デマンドについて、現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートを決定し、パスごとにＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる（ステップＳｔ１４）。第１処理部１００により構築される整数計画問題のモデルについては、後述する。
図９には、パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの例が示されている。本例において、第１処理部１００は、図８に示された通信ルートの候補１〜５のうち、当該デマンドの通信ルートとして、候補５を選択している。選択された通信ルートは、パス９及びパス３を含む。
第１処理部１００は、パス９及びパス３にそれぞれ開通するＨＯ−ＯＤＵの数を見積もる。見積もりは、通信回線の帯域、つまり帯域の種別ごとに行われる。通信回線の帯域の種別としては、例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９には、１０（Ｇｂｐｓ）の「ＯＤＵ２」、４０（Ｇｂｐｓ）の「ＯＤＵ３」、及び１００（Ｇｂｐｓ）の「ＯＤＵ４」などが規定されている。このように、通信回線を帯域種別ごとに見積もることにより、様々な帯域のデマンドに応じて柔軟な設計を行うことができる。
第１処理部１００は、ネットワークにおけるＨＯ−ＯＤＵの全コストが最小となるように、ＨＯ−ＯＤＵの数を見積もる。ＨＯ−ＯＤＵのコストは、例えば、ＷＤＭ装置２０に搭載する回線処理ユニットなどの価格や維持費などに基づいて、帯域種別ごとに決まっている。
見積もりの結果、パス９は、デマンドに対応する通信回線として、１００（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵ１，２（「ＯＤＵ４」）の２本が割り当てられている。ＨＯ−ＯＤＵ１は、デマンド１の帯域ＢＷ１、デマンド２の帯域ＢＷ２などを収容し、ＨＯ−ＯＤＵ２は、デマンド４の帯域ＢＷ４などを収容する。また、パス３は、１００（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵ３（「ＯＤＵ４」）及び１０（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵ４（「ＯＤＵ２」）の２本が割り当てられている。ＨＯ−ＯＤＵ３は、デマンド１の帯域ＢＷ１、デマンド３の帯域ＢＷ３などを収容し、ＨＯ−ＯＤＵ４は、デマンド５の帯域ＢＷ５などを収容する。
また、第１処理部１００は、予備系の通信ルートの決定において、複数の予備系の通信ルート間における１以上のパスの共有を許容する。パスの共有の可否は、既に述べたように、デマンド情報１３２に含まれる共有可否情報に従って決定される。これにより、第１処理部１００は、予備系のトラフィック間において、当該パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの帯域の共有を可能とする。帯域共有は、上記のＳＭＲ方式を実現するため、現用系の通信ルートの障害が生じたとき、同時に用いられない少なくとも２つの予備系の通信ルート間において許容される。したがって、第１処理部１００は、共有されたパスごとに、ネットワーク内の各リンク故障により必要となる予備系の共有帯域の最大値を見積もり、該最大値に応じてＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。
次に、第１処理部１００は、見積もり結果に従って、ルート情報１３３及び回線情報１３４を生成する（ステップＳｔ１５）。ルート情報１３３は、デマンドごとに、現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートを、１以上のパスの集合として示す。回線情報１３４は、パスごとに、ＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を示す。生成されたルート情報１３３及び回線情報１３４は、第２処理部１０１による第２設計処理において用いられる。このようにして、第１処理部１００は、第１設計処理を行う。
次に、図６に示された処理Ｓｔ１４において、第１処理部１００が構築する整数計画問題のモデルについて説明する。整数計画問題は、１以上の制約条件に従って、所定の関数値を最小または最大とする解を求める手段である。整数計画問題のモデルは、トポロジ情報１３０、パス情報１３１、障害パタン情報１３９、及びデマンド情報１３２に基づいて構築される。
図１０には、第１処理部１００により構築される整数計画問題のモデルに用いられる集合の内容が示されている。集合Ｄは、全デマンドの集合である。集合Ｆは、ネットワーク内で発生する全障害パタンの集合である。障害パタンとしては、例えばノード間のリンク故障、つまり伝送路またはＷＤＭ装置２０の送受信器などの故障が挙げられる。
集合Ｈは、ネットワークに設けられた全パスの集合である。各パスは、ネットワーク内の１以上のリンクにより構成される。集合Ｔｗは、現用系の通信ルートの全候補の集合であり、集合Ｔｐは、予備系の通信ルートの全候補の集合である。集合ＢＨは、ＨＯ−ＯＤＵの全帯域種別（上記の「ＯＤＵ２」、「ＯＤＵ３」、「ＯＤＵ４」など）の集合である。
第１処理部１００は、目的関数として、例えば、以下の（１）式を用いる。図１１及び図１２には、第１処理部１００により構築される整数計画問題のモデルに用いられる変数の内容及びパラメータの内容がそれぞれ示されている。
Figure 0005949515
式（１）によると、第１処理部１００は、ネットワークにおけるＨＯ−ＯＤＵの全コストが最小となるように、ＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。ＨＯ−ＯＤＵの全コストは、帯域種別ごとのコスト及び数の積の総和として算出される。
また、第１処理部１００は、制約条件として、例えば、以下の式（２）〜（５）を用いる。
Figure 0005949515
式（２）及び式（３）は、各デマンドについて、複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする制約条件（第１制約条件）を示す。つまり、第１処理部１００は、図８に例示されるような複数の通信ルートの候補から、１つの現用系の通信ルート及び１つの予備系の通信ルートを選択する。
式（４）は、１以上のパスの各々について、通信回線の帯域の合計を、複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする制約条件（第２制約条件）を示す。つまり、第１処理部１００は、図９に例示されるように、各パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの帯域が、当該パスを通信ルートに含むデマンドの帯域の合計と、当該パスに必要となる予備系の共有帯域との和以上となるように、ＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。
式（５）は、１以上のパスの各々について、複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、１つまたは複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、複数の現用系の通信ルートの何れかに障害が生じたとき、同時に使用される１つまたは複数の通信ルートの合計帯域以上とする制約条件（第３制約条件）を示す。この制約条件は、全障害パタンＦについて満たされる必要がある。
したがって、仮に障害パタンを単一のリンク故障に限定した場合、共有帯域ｓｈは、ネットワーク内の各リンク故障により必要となる予備系の帯域の最大値以上となるように見積もられる。例えば、特定のパスにおいて、あるリンク故障により必要な予備系の共有帯域が１（Ｇｂｐｓ）であり、他のリンク故障により必要な予備系の共有帯域が２（Ｇｂｐｓ）である場合、当該パスに必要な共有帯域は、２（Ｇｂｐｓ）以上となるように見積もられる。
第１処理部１００は、式（２）〜（５）の制約条件に従って、式（１）を満足する解を得ることにより、各デマンドに応じた現用系及び予備系の通信ルートを決定し、パスごとにＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。これにより、第１設計処理の所要時間が効果的に短縮される。なお、本実施例では、解析手法として整数計画法を挙げたが、これに限定されず、ヒューリスティック法などの他の手法を用いることもできる。
（第２設計処理）
第２処理部１０１は、トポロジ情報１３０と、障害パタン情報１３９と、デマンド情報１３２と、第１処理部１００が生成したルート情報１３３及び回線情報１３４に基づいて第２設計処理を行う。第２処理部１０１は、ルート情報１３３が示す複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートに、各デマンドの帯域に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵの各々が有する複数のＴＳを割り当てる。ＨＯ−ＯＤＵの各々は、上述したように、ＴＳを、帯域（帯域種別）に応じた数だけ有する。
図１３には、図９に示されたＨＯ−ＯＤＵが有するＴＳの割り当て例が示されている。例えば、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１は、デマンド１の通信ルートに割り当てられ、デマンド１の帯域ＢＷ１を収容する。また、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ２は、デマンド２の通信ルートに割り当てられ、デマンド２の帯域ＢＷ２を収容する。このように、ＨＯ−ＯＤＵを、ＴＳ単位で各デマンドの通信ルートに割り当てることにより、ネットワーク資源を効率的に運用することができる。
図１４は、第２処理部１０１により実行される第２設計処理を示すフローチャートである。まず、第２処理部１０１は、トポロジ情報１３０と、障害パタン情報１３９と、デマンド情報１３２、ルート情報１３３、及び回線情報１３４を、ＨＤＤ１３から読み出す（ステップＳｔ２１）。
次に、第２処理部１０１は、整数計画問題を解くことにより、各デマンドについて、パスを共有する予備系の通信ルート（デマンド情報１３２に含まれる共有可否情報に従ってパスの共有が許可された通信ルート）に、ＨＯ−ＯＤＵの複数のＴＳを割り当てる（ステップＳｔ２２）。第２処理部１０１は、複数の予備系の通信ルートのうち、１以上のパスを共有し、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、複数のＴＳのうち、共通のＴＳを割り当てる。以下に、図１５〜図１８を参照して、具体的に説明する。
図１５には、ネットワークにおける現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートの例が示されている。本例において、デマンド１の現用系の通信ルート１は、ノードＡ及びノードＢを結ぶ経路として決定され、予備系の通信ルート１は、ノードＡ、ノードＣ、ノードＤ、及びノードＢを結ぶ経路として決定されている。デマンド２の現用系の通信ルート２は、ノードＥ、ノードＦ、及びノードＧを結ぶ経路として決定され、予備系の通信ルート２は、ノードＥ、ノードＣ、ノードＤ、及びノードＧを結ぶ経路として決定されている。デマンド３の現用系の通信ルート３は、ノードＥ、ノードＦ、ノードＨ、及びノードＩを結ぶ経路として決定され、予備系の通信ルート３は、ノードＥ、ノードＣ、ノードＤ、ノードＧ、及びノードＩを結ぶ経路として決定されている。
デマンド１〜３の予備系の通信ルート１〜３は、ノードＣ及びノードＤを結ぶパスを共有している。このため、本ステップＳｔ２２において、第２処理部１０１は、当該パスに開通するＨＯ−ＯＤＵのＴＳの割り当てを行う。なお、本例では、デマンド１の帯域を、２．５（Ｇｂｐｓ）（つまり、ＴＳ数＝２）とし、デマンド２及び３の帯域を、それぞれ１．２５（Ｇｂｐｓ）（つまり、ＴＳ数＝１）とする。
仮に、デマンド１〜３の予備系の通信ルート１〜３に、ＴＳの共有を許容せずに、ＴＳを割り当てるとすると、ノードＣ及びノードＤを結ぶパスに、デマンド１〜３の全帯域の合計を満たす帯域のＨＯ−ＯＤＵが必要となる。図１６には、この場合における、図１５に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての比較例が示されている。図１６において、丸印（○）は、当該ＴＳが割り当てられていることを示し、バツ印（×）は、当該ＴＳが割り当てられていないことを示す。
本例では、デマンド１〜３の全帯域を満たすために、２つのＨＯ−ＯＤＵ１，２が必要となる。デマンド１の予備系の通信ルート１は、ＨＯ−ＯＤＵ２の２つのＴＳ１、ＴＳ２が割り当てられている。また、デマンド２の予備系の通信ルート２は、他方のＨＯ−ＯＤＵ１の２つの論理チャネルであるＴＳ１、ＴＳ２のうち、ＴＳ１が割り当てられ、デマンド３の予備系の通信ルート３は、ＴＳ２が割り当てられている。つまり、本例では、デマンド１〜３の予備系の通信ルート１〜３に、個別のＴＳが割り当てられている。
これに対して、第２処理部１０１は、現用系の通信ルートに生ずる障害を考慮し、各デマンド１〜３の予備系の通信ルート１〜３間におけるＴＳの共有を許容してＴＳの割り当てを行う。図１７には、図１５に示されたネットワーク内のリンク故障により障害を生ずる現用系の通信ルートが示されている。リンク故障１〜５は、図１５に示された現用系の通信ルート１〜３に含まれる各リンクの故障を示す（図１５中の×印参照）。また、図１７において、丸印（○）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生ずることを示し、バツ印（×）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生じないことを示す。
例えば、リンク故障１が生ずると、デマンド１の現用系の通信ルート１は、該当するノードＡ及びノードＢ間のパスを含むため、障害を生ずるが、他のデマンド２、３の通信ルート２，３は、当該パスを含まないため、障害を生じない。また、リンク故障２が生ずると、デマンド２，３の現用系の通信ルート２，３は、該当するノードＥ及びノードＦ間のパスを含むため、障害を生ずるが、デマンド１の現用系の通信ルート１は、当該パスを含まないため、障害を生じない。さらに、リンク故障３が生ずると、デマンド２の現用系の通信ルート２のみが障害を生じ、リンク故障４，５が生ずると、デマンド３の現用系の通信ルート３のみが障害を生ずる。
したがって、デマンド２，３の現用系の通信ルート２，３は、同一のリンク故障２により障害を生じ、デマンド１の現用系の通信ルート１と同時に障害を生ずることはない。言い換えれば、デマンド２及び３の予備系の通信ルート２，３は、障害発生時、同時に用いられることがあるが、デマンド１の予備系の通信ルート１と同時に用いられることはない。したがって、上記のＳＭＲ方式に従い、デマンド２，３の予備系の通信ルート２，３は、デマンド１の予備系の通信ルート１との帯域の共有が可能であり、共通のＴＳを割り当てることができる。
図１８には、図１５に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての例が示されている。図１８において、丸印（○）は、当該ＴＳが割り当てられていることを示し、バツ印（×）は、当該ＴＳが割り当てられていないことを示す。
上述したように、デマンド２,３の予備系の通信ルート２，３は、デマンド１の予備系の通信ルート１と共通のＴＳを割り当てることができる。したがって、デマンド１の予備系の通信ルート１は、要求された帯域（ＴＳ数＝２）に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１及びＴＳ２が割り当てられる。また、デマンド２，３の予備系の通信ルート２，３は、要求された帯域（ＴＳ数＝１）に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１及びＴＳ２がそれぞれ割り当てられる。これにより、図１０の比較例とは異なり、他のＨＯ−ＯＤＵ２を用いる必要がなくなり、効率的なネットワーク資源の利用が可能となる。
また、ＴＳは、各デマンド１〜３の予備系の通信ルート１〜３に対して固定的に割り当てられる。図１７の例では、デマンド２の予備系の通信ルート２は、固定的にＴＳ１に割り当てられ、ＴＳ２に割り当てられることはない。また、デマンド３の予備系の通信ルート３は、固定的にＴＳ２に割り当てられ、ＴＳ１に割り当てられることはない。すなわち、第２処理部１０１は、動的な論理チャネルの割り当てを行われない。
第２処理部１０１は、このＴＳの割り当て処理を、後述する整数計画問題を解くことにより行う。再び図１４を参照すると、第２処理部１０１は、ＴＳの割り当てが成功したか否かを判定する（ステップＳｔ２３）。
割り当てが失敗した場合（ステップＳｔ２３のＮＯ）、つまり、パスを共有する予備系の通信ルートに割り当てるＴＳが不足する場合、第２処理部１０１は、該当するパスにＨＯ−ＯＤＵを追加して（ステップＳｔ２４）、再度割り当てを実行する（ステップＳｔ２２）。これにより、第２処理部１０１は、第１処理部１００により見積もられたＨＯ−ＯＤＵの数を修正してＴＳ数を増加させ、ＴＳの割り当てを行うことができる。
一方、割り当てが成功した場合（ステップＳｔ２３のＹＥＳ）、つまり、パスを共有する予備系の通信ルートに割り当てるＴＳが足りる場合、第２処理部１０１は、各デマンドについて、他の予備系の通信ルート（共有可否情報に従ってパスの共有が許可されていない予備系の通信ルート）及び現用系の通信ルートに、ステップＳｔ２２の処理により割り当てられずに残ったＴＳを割り当てる（ステップＳｔ２５）。このとき、第２処理部１０１は、図１６を参照して述べた内容と同様の手法によりＴＳを割り当てる。すなわち、各デマンドの通信ルートは、ＴＳの共有が許容されずに、個別のＴＳが割り当てられる。したがって、パスを共有しない予備系の通信ルート及び現用系の通信ルートは、共有帯域がなく、個別の帯域が設けられる。
次に、第２処理部１０１は、ＴＳの割り当てが成功したか否かを判定する（ステップＳｔ２６）。割り当てが失敗した場合（ステップＳｔ２６のＮＯ）、つまりＴＳが不足する場合、第２処理部１０１は、該当するパスにＨＯ−ＯＤＵを追加して（ステップＳｔ２７）、再度割り当てを実行する（ステップＳｔ２５）。これにより、第２処理部１０１は、第１処理部１００により見積もられたＨＯ−ＯＤＵの数を修正してＴＳ数を増加させ、ＴＳの割り当てを行うことができる。
次に、第２処理部１０１は、各デマンドについて、ＴＳの割り当てを示すチャネル割当情報１３５を生成する。生成されたチャネル割当情報１３５は、図３の通信処理部１４により監視制御用ネットワークＮＷを介して、各ＷＤＭ装置２０に送信される。各ＷＤＭ装置２０は、受信したチャネル割当情報１３５を、自装置の設定に反映する。このようにして、第２処理部１０１は、第２設計処理を行う。
次に、図１４に示された処理Ｓｔ２２において、第２処理部１０１が構築する整数計画問題のモデルについて説明する。整数計画問題のモデルは、トポロジ情報１３０、障害パタン情報１３９、デマンド情報１３２、ルート情報１３３、及び回線情報１３４に基づいて構築される。
図１９には、第２処理部１０１により構築される整数計画問題のモデルに用いられる集合の内容が示されている。集合Ｄは、全デマンドの集合である。集合Ｈは、回線情報１３４に含まれる全ＨＯ−ＯＤＵの集合である。なお、第２処理部１０１は、ＨＯ−ＯＤＵを追加した場合（上記ステップＳｔ２４及びＳｔ２７）、集合Ｈの内容を修正する。
集合Ｓは、回線情報１３４に含まれる全ＨＯ−ＯＤＵのＴＳの集合である。なお、第２処理部１０１は、ＨＯ−ＯＤＵを追加した場合（上記ステップＳｔ２４及びＳｔ２７）、集合Ｓの内容を修正する。
集合Ｆは、ネットワーク内で発生する全障害パタンの集合である。障害パタンは、例えば図１５及び図１７に示されたリンク故障である。
第２処理部１０１は、目的関数として、例えば、以下の（６）式を用いる。図２０及び図２１には、第２処理部１０１により構築される整数計画問題のモデルに用いられる変数の内容及びパラメータの内容がそれぞれ示されている。
Figure 0005949515
式（６）によると、第２処理部１０１は、ネットワークにおいて使用されるＴＳの数が最小となるように、１以上のパスを共有する複数の予備系の通信ルートの各々に複数のＴＳを割り当てる。このため、上述したようにネットワーク資源の効率的な使用が可能となる。
また、第２処理部１０１は、制約条件として、例えば、以下の式（７）〜（１１）を用いる。
Figure 0005949515
式（７）は、複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てるＴＳの数を、当該デマンドの帯域に見合う数とする制約条件（第４制約条件）を示す。図１８の例を挙げると、デマンド１の帯域は、２．５（Ｇｂｐｓ）であるので、２つのＴＳにより収容され、デマンド２，３の帯域は、それぞれ、１．２５（Ｇｂｐｓ）であるので、１つのＴＳにより収容される。
式（８）及び式（９）は、複数の予備系の通信ルートの各々に用いられるＨＯ−ＯＤＵの数を１つとする制約条件（第５制約条件）を示す。図１８の例を挙げると、デマンド１の予備系の通信ルート１に割り当てられたＴＳ１及びＴＳ２は、同一のＨＯ−ＯＤＵ１に属している。つまり、各デマンドの現用系の通信ルート及び予備系の通信ルートは、ぞれぞれ、２つの異なるＨＯ−ＯＤＵのＴＳの割り当てが許容されない。
式（１０）は、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、複数のＴＳの各々を用いる複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする制約条件（第６制約条件）を示す。図１７及び図１８の例を挙げると、リンク故障１が生じたとき、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１及びＴＳ２は、それぞれ、デマンド１の予備系の通信ルート１のみにより用いられ、他のデマンド２，３の予備系の通信ルート２，３により用いられない。また、リンク故障２が生じたとき、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１は、デマンド２の予備系の通信ルート２のみにより用いられ、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ２は、デマンド３の予備系の通信ルート３のみにより用いられる。
式（１１）は、各ＴＳが、少なくとも１つのデマンドの予備系の通信ルートに用いられると、変数ｘｓを１とする数式上の制約条件を示す。
第２処理部１０１は、式（７）〜（１１）の制約条件に従って、式（６）を満足する解を得ることにより、１以上のパスを共有する複数の予備系の通信ルートの各々に複数のＴＳを割り当てる。これにより、第２設計処理の所要時間が効果的に短縮される。なお、本実施例では、解析手法として整数計画法を挙げたが、これに限定されず、ヒューリスティック法などの他の手法を用いることもできる。
次に、これまで述べたネットワークの設計方法の適用例について述べる。
（適用例１）
図２２には、ネットワークに与えられたデマンドの一例が示されている。デマンド１〜３は、ノードＡ及びノードＤ間、ノードＢ及びノードＣ間、及びノードＥ及びノードＦ間にそれぞれ用いられる１．２５（Ｇｂｐｓ）（ＴＳ数＝１）の帯域として与えられる。なお、便宜上、パスは、各ノード間のリンクに一致するものと仮定する。また、各パスに用いられる通信回線として、「ＯＤＵ２」（２．５（Ｇｂｐｓ））（ＴＳ数＝２）を仮定する。
図２３には、図２２に示されたネットワークの現用系及び予備系の通信ルートが示されている。第１処理部１００は、各デマンド１〜３に応じて、現用系の通信ルート１〜３及び予備系の通信ルート１〜３を決定する。現用系の通信ルート１〜３は、ノードＡ及びノードＤ間、ノードＢ及びノードＣ間、及びノードＥ及びノードＦ間にそれぞれ結ぶ経路である。
第１処理部１００は、予備系の通信ルート１〜３間におけるパスの共有を許容して、予備系の通信ルート１〜３を決定する。予備系の通信ルート１は、ノードＡ、ノードＢ、ノードＥ、及びノードＤを結ぶ経路であり、予備系の通信ルート２は、ノードＢ、ノードＥ、ノードＦ、及びノードＣを結ぶ経路である。また、予備系の通信ルート３は、ノードＥ、ノードＢ、ノードＣ、及びノードＦを結ぶ経路である。ここで、ノードＢ及びノードＥ間のパスは、予備系の通信ルート１〜３により共有されている。
第１処理部１００は、デマンド１〜３の帯域と予備系の通信ルート１〜３間の共有帯域とを考慮して、各パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。図２４には、図２３に示されたリンク故障１〜３により障害を生ずる現用系の通信ルートを示されている。図２４において、丸印（○）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生ずることを示し、バツ印（×）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生じないことを示す。
現用系の通信ルート１〜３は、互いにパスが重複しないため、各通信ルート内のリンク故障１〜３により自己の通信ルートのみが障害を生ずる。このため、予備系の通信ルート１〜３は、現用系の通信ルート１〜３に障害が生じたとき、通信ルートの切り替えにより同時に用いられることがない。例えば、リンク故障１が生じたとき、現用系の通信ルート１に障害が生ずるため、予備系の通信ルート１が用いられ、他の予備系の通信ルート２，３は用いられない。このため、第１処理部１００は、リンク故障１〜３により必要となる共有帯域の最大値を、１．２５（Ｇｂｐｓ）（ＴＳ数＝１）と見積もる。
したがって、予備系の通信ルート１〜３間で共有されたノードＢ及びノードＥ間のパスに開通されるＨＯ−ＯＤＵの見積もりは、２．５（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵ（「ＯＤＵ２」）が１つとなる。また、他のパスについては、デマンド１〜３の帯域に従って、２．５（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵが１つとなる。
また、図２５には、図２３に示された予備系の通信ルートに対するＴＳの割り当ての例が示されている。図２５において、丸印（○）は、当該ＴＳが割り当てられていることを示し、バツ印（×）は、当該ＴＳが割り当てられていないことを示す。
第２処理部１０１は、共有されたノードＢ及びノードＥ間のパスについて、デマンド１〜３の帯域（１．２５（Ｇｂｐｓ））に基づいて、予備系の通信ルート１〜３にＨＯ−ＯＤＵのＴＳ１を割り当てる。すなわち、ＴＳ１は、予備系の通信ルート１〜３により共有されている。この場合、第１処理部１００により見積もられたＨＯ−ＯＤＵの数は足りているため、第２処理部１０１は、ＨＯ−ＯＤＵを追加（図１４のステップＳｔ２４参照）することがない。
（適用例２）
図２６には、ネットワークに与えられたデマンドの他例が示されている。デマンド１〜３は、ノードＡ及びノードＤ間、ノードＡ及びノードＨ間、及びノードＥ及びノードＤ間にそれぞれ用いられる１．２５（Ｇｂｐｓ）（ＴＳ数＝１）の帯域でとして与えられる。なお、便宜上、パスは、リンクに一致するものと仮定する。
図２７には、図２６に示されたネットワークの現用系及び予備系の通信ルートが示されている。第１処理部１００は、各デマンド１〜３に応じて、現用系の通信ルート１〜３及び予備系の通信ルート１〜３を決定する。現用系の通信ルート１は、ノードＡ、ノードＢ、ノードＣ、及びノードＤを結ぶ経路であり、現用系の通信ルート２は、ノードＡ、ノードＢ、ノードＦ、ノードＧ、及びノードＨを結ぶ経路である。また、現用系の通信ルート３は、ノードＥ、ノードＦ、ノードＧ、ノードＣ、及びノードＤを結ぶ経路である。
第１処理部１００は、予備系の通信ルート１〜３間におけるパスの共有を許容して、予備系の通信ルート１〜３を決定する。予備系の通信ルート１は、ノードＡ、ノードＥ、ノードＩ、ノードＪ、ノードＨ、及びノードＤを結ぶ経路であり、予備系の通信ルート２は、ノードＡ、ノードＥ、ノードＩ、ノードＪ、及びノードＨを結ぶ経路である。また、予備系の通信ルート３は、ノードＥ、ノードＩ、ノードＪ、ノードＨ、及びノードＤを結ぶ経路である。ここで、ノードＡ及びノードＥ間のパスが、予備系の通信ルート１，２により共有されている。また、ノードＥ、ノードＩ、ノードＪ及びノードＨ間の各パスが、予備系の通信ルート１〜３により共有され、ノードＨ及びノードＤ間のパスが、予備系の通信ルート１，３により共有されている。
第１処理部１００は、デマンド１〜３の帯域と予備系の通信ルート１〜３間の共有帯域とを考慮して、各パスに開通するＨＯ−ＯＤＵの帯域及び数を見積もる。図２８には、図２７に示されたリンク故障１〜３により障害を生ずる現用系の通信ルートを示されている。
図２８において、丸印（○）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生ずることを示し、バツ印（×）は、当該通信ルートがリンク故障により障害を生じないことを示す。
現用系の通信ルート１，２は、ノードＡ及びノードＢ間のリンクにおいて、互いにパスが重複する。現用系の通信ルート２，３は、ノードＦ及びノードＧ間のリンクにおいて、互いにパスが重複する。現用系の通信ルート１，３は、ノードＣ及びノードＤ間のリンクにおいて、互いにパスが重複する。
このため、各通信ルート内のリンク故障１〜８により障害を生ずる通信ルートの最大数は２つである。言い換えれば、現用系の通信ルート１〜３に障害が生じたとき、予備系の通信ルート１〜３のうち、２つが同時に用いられる。このため、第１処理部１００は、リンク故障１〜８により必要となる共有帯域の最大値を、２．５（Ｇｂｐｓ）（ＴＳ数＝２）と見積もる。
したがって、予備系の通信ルート１〜３間で共有される各パスに開通されるＨＯ−ＯＤＵの見積もりは、２．５（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵ（「ＯＤＵ２」）が１つとなる。また、他のパスについては、デマンド１〜３の帯域に従って、２．５（Ｇｂｐｓ）のＨＯ−ＯＤＵが１つとなる。
また、図２９には、図２６に示された予備系の通信ルート（ノードＩ及びノードＪ間のパス）に対するＴＳの割り当ての例が示されている。第２処理部１０１は、予備系の通信ルート１〜３にＴＳを固定的に割り当てる。つまり、予備系の通信ルート１〜３に割り当てられるＴＳは、特定のＴＳであり、固定されている。
仮に、第１処理部１００の見積もりに従い、ＨＯ−ＯＤＵを１つだけ用いる場合、例えば、予備系の通信ルート１，２に、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１、ＴＳ２をそれぞれ割り当てるとする。このとき、残った予備系の通信ルート３は、ＨＯ−ＯＤＵ１のＴＳ１、ＴＳ２の何れかに、リンク故障１〜８に応じて動的に割り当てる必要が生ずるので、結局、１つのＨＯ−ＯＤＵのＴＳを固定的に割り当てることができない。したがって、第２処理部１０１は、第１処理部１００により見積もられたＨＯ−ＯＤＵの数が不足していると判断し、１つのＨＯ−ＯＤＵを追加する（図１４のステップＳｔ２４参照）。
よって、第２処理部１０１は、２つのＨＯ−ＯＤＵ１，２のＴＳ１及びＴＳ２を、予備系の通信ルート１〜３に個別に割り当てている。このように、第２処理部１０１は、第１処理部１００によるＨＯ−ＯＤＵ単位の見積もりでは不可能な固定的なＴＳの割り当てを行うことができる。つまり、第２処理部１０１は、第１処理部１００では不可能な割り当て処理を補完する機能を備える。
これまで述べたように、実施例に係るネットワーク設計装置１.は、第１処理部１００及び第２処理部１０１を有する。第１処理部１００は、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定する。また、第１処理部１００は、選択した１以上のパスの各々に開通するＨＯ−ＯＤＵ（通信回線）の数を見積もる。一方、第２処理部１０１は、複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵの各々が有する複数のＴＳを割り当てる。
第１処理部１００は、複数の予備系の通信ルート間における１以上のパスの共有を許容して、複数の予備系の通信ルートを決定する。第２処理部１０１は、複数の予備系の通信ルートのうち、１以上のパスを共有し、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、複数のＴＳのうち、共通のＴＳを割り当てる。
実施例に係るネットワーク設計装置１によると、予備系の通信ルートに、ＨＯ−ＯＤＵの複数のＴＳのうち、共通のＴＳを割り当てるため、上記のＳＭＲ方式が可能となり、効率的なネットワーク資源の利用が可能となる。また、実施例に係るネットワーク設計装置によると、第１処理部１００が、ＨＯ−ＯＤＵの数を見積もり、第２処理部１０１が、ＴＳの割り当てを行うので、２段階に分けた設計処理によって、効果的に設計時間を短縮できる。
また、実施例に係るネットワーク設計方法は、第１処理部１００により実行される第１設計処理（図５のステップＳｔ１）、及び第２処理部１０１により実行される第２設計処理（図５のステップＳｔ２）を含む。第１設計処理部において、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定する。また、第１設計処理部において、選択した１以上のパスの各々に開通するＨＯ−ＯＤＵ（通信回線）の数を見積もる。一方、第２設計処理において、複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵの各々が有する複数のＴＳを割り当てる。
第１設計処理において、複数の予備系の通信ルート間における１以上のパスの共有を許容して、複数の予備系の通信ルートを決定する。第２設計処理において、複数の予備系の通信ルートのうち、１以上のパスを共有し、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、複数のＴＳのうち、共通のＴＳを割り当てる。
したがって、実施例に係るネットワーク設計方法は、ネットワーク設計装置１と同様の構成を有するので、同様の作用効果を奏する。
また、実施例に係るネットワーク設計プログラムは、第１処理部１００により実行される第１設計処理（図５のステップＳｔ１）、及び第２処理部１０１により実行される第２設計処理（図５のステップＳｔ２）を含む。第１設計処理部において、ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定する。また、第１設計処理部において、選択した１以上のパスの各々に開通するＨＯ−ＯＤＵ（通信回線）の数を見積もる。一方、第２設計処理において、複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、ＨＯ−ＯＤＵの各々が有する複数のＴＳを割り当てる。
第１設計処理において、複数の予備系の通信ルート間における１以上のパスの共有を許容して、複数の予備系の通信ルートを決定する。第２設計処理において、複数の予備系の通信ルートのうち、１以上のパスを共有し、複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、複数のＴＳのうち、共通のＴＳを割り当てる。
したがって、実施例に係るネットワーク設計プログラムは、ネットワーク設計装置１と同様の構成を有するので、同様の作用効果を奏する。
なお、これまで述べた実施例において、第１処理部１００及び第２処理部１０１は、障害パタンとして単一のリンク故障のみを想定したが、これに限定されず、複数のリンク故障及び単一または複数のノード故障を想定して設計処理を実行してもよい。
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の数を見積もる第１処理部と、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が有する複数の論理チャネルを割り当てる第２処理部とを有し、
前記第１処理部は、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、
前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、前記複数の論理チャネルのうち、共通の論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計装置。
（付記２） 前記第１処理部は、前記通信回線の数を、該通信回線の帯域ごとに見積もり、
前記通信回線の各々は、前記複数の論理チャネルを、該通信回線の帯域に応じた数だけ有することを特徴とする付記１に記載のネットワーク設計装置。
（付記３） 前記第２処理部は、前記複数の現用系の通信ルートまたは前記複数の予備系の通信ルートに割り当てる前記複数の論理チャネルが不足する場合、前記１以上のパスのうち、該当するパスに前記通信回線を追加して、再度割り当てを実行することを特徴とする付記１または２に記載のネットワーク設計装置。
（付記４） 前記第１処理部は、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、前記１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする第１制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記通信回線の帯域の合計を、前記複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする第２制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に使用される少なくとも２つの通信ルートの合計帯域以上とする第３制約条件とに従って、
前記ネットワークにおける前記通信回線の全コストが最小となるように、前記通信回線の数を見積もることを特徴とする付記１乃至３の何れかに記載のネットワーク設計装置。
（付記５） 前記第２処理部は、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てる前記複数の論理チャネルの数を、当該要求された帯域に見合う数とする第４制約条件と、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に用いられる前記通信回線の数を１つとする第５制約条件と、
前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、前記複数の論理チャネルの各々を用いる前記複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする第６制約条件とに従って、
前記ネットワークにおいて使用される前記複数の論理チャネルの数が最小となるように、前記１以上のパスを共有する前記複数の予備系の通信ルートの各々に前記複数の論理チャネルを割り当てることを特徴とする付記１乃至４の何れかに記載のネットワーク設計装置。
（付記６） ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の数を見積もる工程と、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が有する複数の論理チャネルを割り当てる工程とを、コンピュータが実行し、
前記通信回線の数を見積もる工程において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、
前記複数の論理チャネルを割り当てる工程において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、前記複数の論理チャネルのうち、共通の論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計方法。
（付記７） 前記通信回線の数を見積もる工程において、前記通信回線の数を、該通信回線の帯域ごとに見積もり、
前記通信回線の各々は、前記複数の論理チャネルを、該通信回線の帯域に応じた数だけ有することを特徴とする付記６に記載のネットワーク設計方法。
（付記８） 前記複数の論理チャネルを割り当てる工程において、前記複数の現用系の通信ルートまたは前記複数の予備系の通信ルートに割り当てる前記複数の論理チャネルが不足する場合、前記１以上のパスのうち、該当するパスに前記通信回線を追加して、再度割り当てを実行することを特徴とする付記６または７に記載のネットワーク設計方法。
（付記９） 前記通信回線の数を見積もる工程において、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、前記１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする第１制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記通信回線の帯域の合計を、前記複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする第２制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に使用される少なくとも２つの通信ルートの合計帯域以上とする第３制約条件とに従って、
前記ネットワークにおける前記通信回線の全コストが最小となるように、前記通信回線の数を見積もることを特徴とする付記６乃至８の何れかに記載のネットワーク設計方法。
（付記１０） 前記複数の論理チャネルを割り当てる工程において、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てる前記複数の論理チャネルの数を、当該要求された帯域に見合う数とする第４制約条件と、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に用いられる前記通信回線の数を１つとする第５制約条件と、
前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、前記複数の論理チャネルの各々を用いる前記複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする第６制約条件とに従って、
前記ネットワークにおいて使用される前記複数の論理チャネルの数が最小となるように、前記１以上のパスを共有する前記複数の予備系の通信ルートの各々に前記複数の論理チャネルを割り当てることを特徴とする付記６乃至９の何れかに記載のネットワーク設計方法。
（付記１１） ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の数を見積もり、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が有する複数の論理チャネルを割り当てる、処理をコンピュータに実行させ、
前記通信回線の数を見積もる処理において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、
前記複数の論理チャネルを割り当てる処理において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、前記複数の論理チャネルのうち、共通の論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計プログラム。
（付記１２） 前記通信回線の数を見積もる処理において、前記通信回線の数を、該通信回線の帯域ごとに見積もり、
前記通信回線の各々は、前記複数の論理チャネルを、該通信回線の帯域に応じた数だけ有することを特徴とする付記１１に記載のネットワーク設計プログラム。
（付記１３） 前記複数の論理チャネルを割り当てる処理において、前記複数の現用系の通信ルートまたは前記複数の予備系の通信ルートに割り当てる前記複数の論理チャネルが不足する場合、前記１以上のパスのうち、該当するパスに前記通信回線を追加して、再度割り当てを実行することを特徴とする付記１１または１２に記載のネットワーク設計プログラム。
（付記１４） 前記通信回線の数を見積もる処理において、
前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、前記１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする第１制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記通信回線の帯域の合計を、前記複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする第２制約条件と、
前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に使用される少なくとも２つの通信ルートの合計帯域以上とする第３制約条件とに従って、
前記ネットワークにおける前記通信回線の全コストが最小となるように、前記通信回線の数を見積もることを特徴とする付記１１乃至１３の何れかに記載のネットワーク設計プログラム。
（付記１５） 前記複数の論理チャネルを割り当てる処理において、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てる前記複数の論理チャネルの数を、当該要求された帯域に見合う数とする第４制約条件と、
前記複数の予備系の通信ルートの各々に用いられる前記通信回線の数を１つとする第５制約条件と、
前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、前記複数の論理チャネルの各々を用いる前記複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする第６制約条件とに従って、
前記ネットワークにおいて使用される前記複数の論理チャネルの数が最小となるように、前記１以上のパスを共有する前記複数の予備系の通信ルートの各々に前記複数の論理チャネルを割り当てることを特徴とする付記１１乃至１４の何れかに記載のネットワーク設計プログラム。
１ ネットワーク設計装置
１０ ＣＰＵ
１００ 第１処理部
１０１ 第２処理部

Claims (7)

  1. ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の数を見積もる第１処理部と、
    前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が有する複数の論理チャネルを割り当てる第２処理部とを有し、
    前記第１処理部は、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、
    前記第２処理部は、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、前記複数の論理チャネルのうち、共通の論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計装置。
  2. 前記第１処理部は、前記通信回線の数を、該通信回線の帯域ごとに見積もり、
    前記通信回線の各々は、前記複数の論理チャネルを、該通信回線の帯域に応じた数だけ有することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク設計装置。
  3. 前記第２処理部は、前記複数の現用系の通信ルートまたは前記複数の予備系の通信ルートに割り当てる前記複数の論理チャネルが不足する場合、前記１以上のパスのうち、該当するパスに前記通信回線を追加して、再度割り当てを実行することを特徴とする請求項１または２に記載のネットワーク設計装置。
  4. 前記第１処理部は、
    前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートを、それぞれ、前記１以上のパスを選択して得られる複数の通信ルートの候補から選択した１つとする第１制約条件と、
    前記１以上のパスの各々について、前記通信回線の帯域の合計を、前記複数の現用系の通信ルートのうち、当該パスを含む通信ルートの合計帯域と、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域との和以上とする第２制約条件と、
    前記１以上のパスの各々について、前記複数の予備系の通信ルート間において共有される帯域を、前記複数の予備系の通信ルートのうち、当該パスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に使用される少なくとも２つの通信ルートの合計帯域以上とする第３制約条件とに従って、
    前記ネットワークにおける前記通信回線の全コストが最小となるように、前記通信回線の数を見積もることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のネットワーク設計装置。
  5. 前記第２処理部は、
    前記複数の予備系の通信ルートの各々に割り当てる前記複数の論理チャネルの数を、当該要求された帯域に見合う数とする第４制約条件と、
    前記複数の予備系の通信ルートの各々に用いられる前記通信回線の数を１つとする第５制約条件と、
    前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、前記複数の論理チャネルの各々を用いる前記複数の予備系の通信ルートの最大数を１つとする第６制約条件とに従って、
    前記ネットワークにおいて使用される前記複数の論理チャネルの数が最小となるように、前記１以上のパスを共有する前記複数の予備系の通信ルートの各々に前記複数の論理チャネルを割り当てることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のネットワーク設計装置。
  6. ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の数を見積もる工程と、
    前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が有する複数の論理チャネルを割り当てる工程とを、コンピュータが実行し、
    前記通信回線の数を見積もる工程において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、
    前記複数の論理チャネルを割り当てる工程において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、前記複数の論理チャネルのうち、共通の論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計方法。
  7. ネットワーク内の複数組のノード間の通信にそれぞれ使用される帯域の要求に応じ、前記ネットワーク内のノード間に設けられた１以上のパスを選択することにより、前記複数組のノード間をそれぞれ結ぶ複数の現用系の通信ルート及び複数の予備系の通信ルートを決定し、選択した前記１以上のパスの各々に開通する通信回線の数を見積もり、
    前記複数の現用系の通信ルート及び前記複数の予備系の通信ルートに、当該要求された帯域に基づいて、前記通信回線の各々が有する複数の論理チャネルを割り当てる、処理をコンピュータに実行させ、
    前記通信回線の数を見積もる処理において、前記複数の予備系の通信ルート間における前記１以上のパスの共有を許容して、前記複数の予備系の通信ルートを決定し、
    前記複数の論理チャネルを割り当てる処理において、前記複数の予備系の通信ルートのうち、前記１以上のパスを共有し、前記複数の現用系の通信ルートに障害が生じたとき、同時に用いられない１つまたは複数の通信ルートに、前記複数の論理チャネルのうち、共通の論理チャネルを割り当てることを特徴とするネットワーク設計プログラム。
JP2012272784A 2012-12-13 2012-12-13 ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラム Expired - Fee Related JP5949515B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012272784A JP5949515B2 (ja) 2012-12-13 2012-12-13 ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラム
US14/018,059 US20140169782A1 (en) 2012-12-13 2013-09-04 Network design apparatus and network design method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012272784A JP5949515B2 (ja) 2012-12-13 2012-12-13 ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014120823A JP2014120823A (ja) 2014-06-30
JP5949515B2 true JP5949515B2 (ja) 2016-07-06

Family

ID=50930998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012272784A Expired - Fee Related JP5949515B2 (ja) 2012-12-13 2012-12-13 ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラム

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20140169782A1 (ja)
JP (1) JP5949515B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7489474B2 (ja) 2020-09-04 2024-05-23 富士フイルム株式会社 内視鏡構成部の成形方法及び内視鏡

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104066017B (zh) * 2013-03-21 2018-10-23 中兴通讯股份有限公司 设备单元、节点设备、隧道带宽调整的方法和系统
CN105141354B (zh) * 2015-09-07 2018-08-21 苏州大学 一种基于业务等级划分的频谱共享度保护方法和装置
WO2020255216A1 (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 日本電信電話株式会社 伝送路設計装置、伝送網トポロジ設計方法、および伝送路設計プログラム
CN112019262B (zh) * 2020-08-13 2022-04-05 武汉光迅科技股份有限公司 通信站点、光通信系统、数据传输方法及存储介质

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04263540A (ja) * 1991-02-19 1992-09-18 Fujitsu Ltd 予備回線割当装置及びネットワークシステム
US6744727B2 (en) * 2000-08-10 2004-06-01 The University Of Pittsburgh Apparatus and method for spare capacity allocation
US7161898B1 (en) * 2001-05-15 2007-01-09 Alcatel Common protection architecture for optical network
US20030065811A1 (en) * 2001-05-16 2003-04-03 Lin Philip J. Methods and apparatus for allocating working and protection bandwidth in a network
US20020194339A1 (en) * 2001-05-16 2002-12-19 Lin Philip J. Method and apparatus for allocating working and protection bandwidth in a telecommunications mesh network
JP2003115872A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Hitachi Ltd メッシュ網における予備系帯域共有型プロテクションをサポートする帯域管理方式
US7466688B2 (en) * 2003-09-05 2008-12-16 Alcatel-Lucent Usa Inc. Routing and design in K-shared network
CN100373847C (zh) * 2004-12-14 2008-03-05 华为技术有限公司 在光传送网中传输低速率业务信号的方法
US20060133803A1 (en) * 2004-12-17 2006-06-22 Cechan Tian Method and system for shared optical protection
US7623785B2 (en) * 2006-12-28 2009-11-24 Verizon Services Corp. DWDM optical network planning method
US8644703B2 (en) * 2011-02-22 2014-02-04 International Business Machines Corporation Resource utilization method and system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7489474B2 (ja) 2020-09-04 2024-05-23 富士フイルム株式会社 内視鏡構成部の成形方法及び内視鏡

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014120823A (ja) 2014-06-30
US20140169782A1 (en) 2014-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9621968B2 (en) Multi layer, multi vendor, multi domain, applications for software defined networking enabled networks
US9621969B2 (en) Management and control of software defined networking enabled open transport networks
US11894987B2 (en) Multi-layer optical network management graphical user interface and visualizations
JP5949515B2 (ja) ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラム
US7623785B2 (en) DWDM optical network planning method
US9281914B2 (en) Apparatus and method for designing a network transmitting wavelength multiplexed optical signals
JP6136497B2 (ja) シェアードメッシュリストレーションのための方法および装置
US20020114031A1 (en) Ring configuration method, failure recovery method, and node address assignment method when configuring ring in network
JP6221449B2 (ja) ネットワーク設計装置、ネットワーク設計方法、及びネットワーク設計プログラム
JP4662267B2 (ja) 全光ネットワークにおける波長サービス提供装置
US20150071294A1 (en) Apparatus and method for designing a communication network preventing occurrence of multiple failures
JP5613633B2 (ja) ノード装置、通信システム、及び故障切替方法
US20150071635A1 (en) Apparatus and method for effective design of a communication network enabling large-capacity transmission
US10341041B2 (en) Method and device for assisting wavelength reallocation in wavelength division multiplexing optical network
Xu et al. On provisioning diverse circuits in heterogeneous multi-layer optical networks
JP6451636B2 (ja) 光ネットワーク制御装置および光ネットワーク制御方法
JP4740027B2 (ja) 光ネットワーク設計方法
US10171197B2 (en) Method and apparatus for routing traffic using asymmetrical optical connections
US9602195B2 (en) Network design apparatus, network design method, and storage medium storing network design program
EP2437441B1 (en) A method for generating a look-up table for retrieving data rates for a data transmission connection
JP2008227647A (ja) 多重化トランスポンダ、通信システム及び信号多重化方法
EP3128690A1 (en) A method and apparatus for traffic engineering on an optical transport network
JP4076171B2 (ja) 光ｔｄｍネットワーク管理方法、光ｔｄｍネットワーク管理プログラム、そのプログラムを記憶した記憶媒体および光ｔｄｍネットワーク管理装置
US7826397B2 (en) Method and system for determining a network topology
JP2015106861A (ja) ネットワーク設計方法、ネットワーク設計装置及びネットワーク設計プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150804

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5949515

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees