JP6153890B2 - 伝送装置管理装置、伝送装置管理方法、および伝送装置管理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ＥＭＳ（Element Management System）などの伝送装置管理装置が、サブネットワークを構成する伝送装置から情報を収集するためのスケジューリングの技術に関する。
なお、伝送装置は、「ＮＥ（Network Element）」または単に、「装置」と称する場合もある。また、ネットワークは、「ＮＷ」と表記する場合がある。

複数のベンダの各々は、１つのサブネットワークを構成する複数の伝送装置を製造している。ＥＭＳは、複数のサブネットワークからなるマルチベンダネットワークに対して、伝送装置から性能情報を収集することにより、ベンダ別に伝送装置を管理する。

伝送装置の仕様は、ベンダごとに様々である。例えば、１つのベンダが製造した複数の伝送装置間に用いられる通信プロトコルは、一般的にはベンダごとに異なる。また、伝送装置に投入されるコマンドを１つ採り上げた場合、そのコマンドの内容は同じであっても、一般的にはベンダごとにコマンドの仕様やコマンドの投入条件などは異なる。また、１つのベンダが複数種類の伝送装置を製造している場合もあり、この場合、装置の種別ごとに仕様が異なる。

このような事情に対して、（１）：ベンダ個別のＥＭＳを用意し利用する手法、（２）：ＥＭＳによる管理条件を単一化または限定化し、その管理条件を満たすことができる伝送装置のみを管理するＥＭＳを用意し利用する手法、が考えられる。しかし、手法（１）は、同一のオペレーションを行う場合であっても、ベンダ別にＥＭＳの操作方法が異なり、オペレータがベンダ別の操作方法を習得する必要があるため、業務の効率低下を招く。また、手法（２）は、新規ベンダの参入を困難にし、サービスの提供を阻害する。

そこで、複数のベンダおよび複数種類の伝送装置を一括して管理できるＥＭＳの開発が検討されており、非特許文献１の技術があげられる。非特許文献１の技術では、ベンダ別の伝送装置に対してＥＭＳ内での機能を同一化するため、統一的な業務ＩＦ（インタフェース）が提供される。ＥＭＳは、提供された業務ＩＦを、ベンダ別の伝送装置に合わせた投入シナリオ（コマンドシナリオ）に変換して伝送装置に対して所定の設定を行う。

非特許文献１の技術は、伝送装置から性能情報を収集することに応用可能である。例えば、ＳＭＮＰ（Simple Network Management Protocol）を利用している伝送装置について、各ベンダで共通する業務ＩＦが提供され、ＥＭＳが、提供された業務ＩＦを伝送装置に合わせたＭＩＢ（Management Information Base）に変換することで、ＥＭＳのオペレータが伝送装置の個別仕様を意識することなく、性能情報を収集することができる。

また、ＥＭＳは、設備の使用状況や故障の予兆検知の目的で、オペレータから指定された項目について定期的に伝送装置の性能情報を収集する機能を有する。一般的に、ＥＭＳが性能情報を収集する周期は、ベンダごとおよび装置の種別ごとに異なっている。よって、マルチベンダネットワークを構成するさまざまな種類の伝送装置を収容するＥＭＳは、ベンダごとおよび装置の種別ごとに異なっている、性能情報の収集周期の最小公倍数をとり、共通周期を求め、その共通周期にてすべての伝送装置から一括で性能情報を収集する手法をとる。このような手法により、ベンダおよび伝送装置の種類に依存することなく性能情報を収集し、複数種類の伝送装置を一括して管理することができる。

瀬戸三郎、山根健一、馬島宗平 著、「ネットワークサービスを支えるサービスアクティベーション技術」、ＮＴＴ技術ジャーナル、2005.8、p.18〜21

しかし、非特許文献１の技術などの従来の技術では次のような問題点がある。つまり、ベンダおよび装置の種別が異なる複数の伝送装置から一括して性能情報を所定の共通周期で収集すると、収集する性能情報のデータ量の合計が膨大であるため、複数の伝送装置とＥＭＳとを接続している保守網の、収集時点での通信帯域が圧迫してしまう。その結果、ＥＭＳから伝送装置への制御要求の遅延化および伝送装置によるその制御要求に対する応答の遅延化を引き起こす。しかも、このような遅延化は、一時的ではなく、周期的、かつ、半永続的に生じるため、ＥＭＳによる伝送装置の管理に多大な悪影響を及ぼす。

特に、近年では、サブネットワークごとにＧＮＥ（Gateway NE）を配置し、サブネットワークをリングネットワークとし、リングネットワークごとに通信の効率を高めている。ＧＮＥは、サブネットワークを構成する複数のＮＥのうちの１つであり、ゲートウェイの機能を有するＮＥである。この場合、ＧＮＥと保守網との間の通信帯域は非常に圧迫されてしまい、遅延化はより顕著になる。

上記のような問題点を解消するようにＥＭＳを開発しようとする場合、ＥＭＳが収容している伝送装置の仕様に合わせた性能情報の収集周期をあらかじめ設計したり、サブネットワーク内での、性能情報の収集項目に適合した収集パターンを予め設計したりする必要がある。しかし、そのようなやり方は、新規ベンダの伝送装置を保守網に追加する際に必要となる設計変更を困難にしてしまう。

このような背景に鑑みて、本発明は、サブネットワークを構成する複数の伝送装置から性能情報を収集する際の保守網の通信帯域の圧迫を解消することを課題とする。

前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、サブネットワークを構成する複数の伝送装置から、保守網を介して前記伝送装置の性能を示す性能情報を収集し、前記伝送装置を管理する伝送装置管理装置であって、前記伝送装置管理装置の記憶部は、前記伝送装置のベンダごと、かつ、前記伝送装置の種別ごとに、前記性能情報の収集項目、前記収集項目のデータのデータ量を格納したデータ量設定情報と、前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに、前記性能情報の収集周期を格納した収集周期設定情報と、を記憶しており、前記伝送装置管理装置の制御部は、外部からの要求に対して、前記外部から指定された前記伝送装置である指定伝送装置、および前記外部から指定された前記収集項目である指定収集項目を対応付けた収集リストを、前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに作成する収集リスト作成部と、前記データ量設定情報および前記収集周期設定情報を参照して、前記指定収集項目のデータのデータ量および前記指定伝送装置の前記収集周期を特定し、前記特定したデータ量から求められる、前記保守網の帯域使用量が、前記特定した収集周期に亘って平準化するように、どの前記指定伝送装置からどの前記指定収集項目のデータをいつ収集するかを決定したスケジュールを、前記収集リストごとに作成するスケジューリング部と、前記作成されたスケジュールに従って前記指定伝送装置から前記指定収集項目のデータを収集する収集実行部と、を有する、ことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、サブネットワークを構成する複数の伝送装置から、保守網を介して前記伝送装置の性能を示す性能情報を収集し、前記伝送装置を管理する伝送装置管理装置における伝送装置管理方法であって、前記伝送装置管理装置は、前記伝送装置のベンダごと、かつ、前記伝送装置の種別ごとに、前記性能情報の収集項目、前記収集項目のデータのデータ量を格納したデータ量設定情報と、前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに、前記性能情報の収集周期を格納した収集周期設定情報と、を記憶しており、外部からの要求に対して、前記外部から指定された前記伝送装置である指定伝送装置、および前記外部から指定された前記収集項目である指定収集項目を対応付けた収集リストを、前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに作成する収集リスト作成ステップと、前記データ量設定情報および前記収集周期設定情報を参照して、前記指定収集項目のデータのデータ量および前記指定伝送装置の前記収集周期を特定し、前記特定したデータ量から求められる、前記保守網の帯域使用量が、前記特定した収集周期に亘って平準化するように、どの前記指定伝送装置からどの前記指定収集項目のデータをいつ収集するかを決定したスケジュールを、前記収集リストごとに作成するスケジューリングステップと、前記作成されたスケジュールに従って前記指定伝送装置から前記指定収集項目のデータを収集する収集実行ステップと、を実行する、ことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、サブネットワークを構成する複数の伝送装置から、保守網を介して前記伝送装置の性能を示す性能情報を収集し、前記伝送装置を管理する伝送装置管理装置としてコンピュータを機能させるための伝送装置管理プログラムであって、前記コンピュータの記憶部は、前記伝送装置のベンダごと、かつ、前記伝送装置の種別ごとに、前記性能情報の収集項目、前記収集項目のデータのデータ量を格納したデータ量設定情報と、前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに、前記性能情報の収集周期を格納した収集周期設定情報と、を記憶しており、外部からの要求に対して、前記外部から指定された前記伝送装置である指定伝送装置、および前記外部から指定された前記収集項目である指定収集項目を対応付けた収集リストを、前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに作成する収集リスト作成手順と、前記データ量設定情報および前記収集周期設定情報を参照して、前記指定収集項目のデータのデータ量および前記指定伝送装置の前記収集周期を特定し、前記特定したデータ量から求められる、前記保守網の帯域使用量が、前記特定した収集周期に亘って平準化するように、どの前記指定伝送装置からどの前記指定収集項目のデータをいつ収集するかを決定したスケジュールを、前記収集リストごとに作成するスケジューリング手順と、前記作成されたスケジュールに従って前記指定伝送装置から前記指定収集項目のデータを収集する収集実行手順と、を実行させる、ための伝送装置管理プログラムである。

請求項１、３、５に記載の発明によれば、外部から任意に指定された伝送装置および収集項目に対して、保守網の帯域使用量が一時的に増大することのないようなスケジュールが自律的に作成される。外部により指定された伝送装置および収集項目を変更すれば、その変更に合わせたスケジュールが作成される。よって、サブネットワークを構成する複数の伝送装置から性能情報を収集する際の保守網の通信帯域の圧迫を解消することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の伝送装置管理装置において、前記スケジューリング部は、遺伝的アルゴリズムを用いて前記スケジュールを作成する、ことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の伝送装置管理方法において、前記スケジューリングステップにおいて、遺伝的アルゴリズムを用いて前記スケジュールを作成する、ことを特徴とする。

請求項２、４に記載の発明によれば、スケジュールの最適化を容易に実現することができる。

本発明によれば、サブネットワークを構成する複数の伝送装置から性能情報を収集する際の保守網の通信帯域の圧迫を解消することができる。

本実施形態のシステムの全体構成およびＥＭＳの機能構成を示す図である。 設備管理テーブルのデータ構造を示す図である。 データ量設定テーブルのデータ構造を示す図である。 収集周期設定テーブルのデータ構造を示す図である。 本実施形態の処理の概要を示したフローチャートである。 スケジュールの作成を説明する図である。 遺伝的アルゴリズムの個体の例を示す図である。 個体の評価値を説明する図である。 スケジュールを作成するための処理を示すフローチャートである。 スケジュールに従ってＮＥから性能情報を収集することを説明する図である。 タイマ機能部の動作を説明するための処理を示すフローチャートである。

≪全体構成≫
図１に示すように、本実施形態のシステムは、ＥＭＳ１（伝送装置管理装置）と、ＨＭＩ２（Human Machine Interface）と、複数のＮＥ（ａ１〜ａ３、ｂ１〜ｂ３など）とを備えている。ＥＭＳ１およびＮＥは、保守網を介して通信可能に接続されている。

ＥＭＳ１は、ＮＥから性能情報を収集することで、ＮＥを管理する。ＥＭＳ１の詳細な説明は、後記する。
ＨＭＩ２は、オペレータがＥＭＳ１の動作を制御するための管理コンソールである。

ＮＥは、ベンダごと、かつ、ＮＥの種別ごとに分類される。種別には、例えば、ＮＥの伝送方式に基づく種別が含まれる。伝送方式には、例えば、ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）や、ＢＯＡＤＭ（Broadband Optical Add/Drop Multiplexer）がある。本実施形態では、同じベンダ、かつ、同じ種別となる複数のＮＥは、１つのサブＮＷを構成する。図１において、ＡＡＡ社というベンダが製造し、種別がＲＯＡＤＭであるＮＥａ１〜ａ３は、１つのサブＮＷ＿Ａを構成し、ＢＢＢ社というベンダが製造し、種別がＢＯＡＤＭであるＮＥｂ１〜ｂ３は、１つのサブＮＷ＿Ｂを構成する。また、本実施形態のサブＮＷは、そのサブＮＷを構成するＮＥの１つをＧＮＥとするリングＮＷである。図１では、ＮＥａ２およびＮＥｂ２がＧＮＥである。

ＮＥは、自身の性能を示す性能情報を所定の保持期間だけ保持する機能を有する。保持期間が経過した場合、性能情報は最新のものに更新される。ＥＭＳ１は保持期間に合わせてＮＥから性能情報を、ＧＮＥを介して周期的に収集する。

ＥＭＳ１と、ＨＭＩ２と、ＮＥはそれぞれ、入力部、出力部、制御部、および記憶部といったハードウェアを含むコンピュータである。例えば、制御部がＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成される場合、その制御部を含むコンピュータによる情報処理は、ＣＰＵによるプログラム実行処理で実現する。また、そのコンピュータが含む記憶部は、ＣＰＵが指令し、そのコンピュータの機能を実現するためのプログラム（伝送装置管理プログラムを含む）を記憶する。これによりソフトウェアとハードウェアの協働が実現される。このプログラムは、記録媒体に記録したり、ネットワークを経由したりすることで提供することができる。

〔ＥＭＳ１〕
ＥＭＳ１は、要求受付部１１、収集リスト作成部１２、スケジューリング部１３、および収集実行部１４といった機能部を有するとともに、設備管理テーブルＴ１、データ量設定テーブルＴ２（データ量設定情報）、および収集周期設定テーブルＴ３（収集周期設定情報）を記憶している。

要求受付部１１は、ＨＭＩ２（外部）からの要求を受け付ける。オペレータは、ＨＭＩ２を操作して、定期的に監視したいＮＥと、そのＮＥの性能情報のうち所望する情報を収集項目として指定する。要求受付部１１は、ＨＭＩ２から指定されたＮＥ（指定伝送装置：指定ＮＥ）およびＨＭＩ２から指定された収集項目（指定収集項目）を含む要求をＨＭＩ２から受信する。要求受付部１１は、設備管理テーブルＴ１を参照して、指定ＮＥのベンダおよび種別を特定する。

収集リスト作成部１２は、要求受付部１１が受信した要求に対して、指定ＮＥおよび指定収集項目を対応付けた収集リストを作成する。収集リストは、ベンダごと、かつ、種別ごとに、つまり、サブＮＷごとに作成される。図１には、サブＮＷ＿Ａに対する収集リストＬ（Ａ）、サブＮＷ＿Ｂに対する収集リストＬ（Ｂ）、などが作成される。

スケジューリング部１３は、作成された収集リストに対して、どの指定ＮＥからどの指定収集項目のデータをいつ収集するかを決定したスケジュールを作成する。スケジューリング部１３は、スケジュール作成のために、データ量設定テーブルＴ２および収集周期設定テーブルＴ３を参照し、遺伝的アルゴリズム（以下、「ＧＡ」（Genetic Algorithm）と称する場合がある）を用いる。

収集実行部１４は、作成されたスケジュールに従って指定ＮＥから、各サブネットワークのＧＮＥを介して、指定収集項目のデータを収集する。

設備管理テーブルＴ１は、ＥＭＳ１が管理するＮＥを識別するためのテーブルである。設備管理テーブルＴ１の内容は、予め設定されている。
図２に示すように、設備管理テーブルＴ１は、「ベンダ名」、「種別」、および「ＮＥ」といった項目を有しており、その項目に対応する値が格納される。

「ベンダ名」という項目に対して、対象となるＮＥを製造しているベンダの名称が格納される。ベンダの名称は、所定の識別ＩＤ（Identifier）であってもよい。
「種別」という項目に対して、対象となるＮＥの種別が格納される。
「ＮＥ」という項目に対して、対象となるＮＥのＩＰ（Internet Protocol）アドレスが格納される。なお、例えば、ＩＰアドレスでなく、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスが格納されてもよい。

データ量設定テーブルＴ２は、ＮＥから収集する性能情報のデータ量を設定するためのテーブルである。データ量設定テーブルＴ２の内容は、予め設定されている。なお、データ量設定テーブルＴ２に設定されるデータ量は、目安の量であり、厳密な量である必要はない。
図３に示すように、データ量設定テーブルＴ２は、「ベンダ名」、「種別」、「収集項目」、「収集コマンド」、および「データ量」といった項目を有しており、その項目に対応する値が格納される。

「ベンダ名」という項目は、設備管理テーブルＴ１の項目「ベンダ名」と同じである。
「種別」という項目は、設備管理テーブルＴ１の項目「種別」と同じである。
「収集項目」という項目に対して、ベンダ名および種別が特定されたＮＥからＥＭＳ１が収集する性能情報の詳細を示す収集項目を示す値が格納される。一般的に、収集項目は、ベンダごと、かつ、種別ごとに異なっている。
「収集コマンド」という項目に対して、収集項目のデータをＮＥから収集するためにＮＥに送信するコマンドを示す値が格納される。一般的に、収集コマンドは、ベンダごと、かつ、種別ごとに異なっている。
「データ量」という項目に対して、収集項目のデータのデータ量を示す値が格納される。一般的に、データ量は、ベンダごと、かつ、種別ごとに異なっている。

収集周期設定テーブルＴ３は、ＮＥから性能情報を周期的に収集するタイミングを設定するためのテーブルである。収集周期設定テーブルＴ３の内容は、予め設定されている。
図４に示すように、収集周期設定テーブルＴ３は、「ベンダ名」、「種別」、および「収集周期」といった項目を有しており、その項目に対応する値が格納される。

「ベンダ名」という項目は、設備管理テーブルＴ１の項目「ベンダ名」と同じである。
「種別」という項目は、設備管理テーブルＴ１の項目「種別」と同じである。
「収集周期」という項目に対して、ベンダ名および種別が特定されたＮＥからＥＭＳ１が性能情報を収集する周期的なタイミングを示す値が格納される。収集周期は、ＮＥの性能情報の保持期間に基づいて設定することができる。

≪処理≫
図５を参照して、本実施形態の処理の概要について説明する。説明の際は、図１〜図４も適宜参照する。この処理の主体は、ＥＭＳ１の制御部であるが、説明の便宜上、「制御部」という言葉は省略する。

本実施形態の処理では、例えば、サブＮＷ＿Ａの管理を行うため、サブＮＷ＿Ａの装置Ａ（例えば、ＮＥａ１）からＸ情報およびＹ情報、装置Ｂ（例えば、ＮＥａ２）からＸ情報、装置Ｃ（例えば、ＮＥａ３）からＺ情報、などを収集し、定期的に監視するものとする。なお、Ｘ情報、Ｙ情報、Ｚ情報は、性能情報の収集項目の１つである。
また、本実施形態の処理では、例えば、サブＮＷ＿Ｂの管理を行うため、サブＮＷ＿Ｂの装置ａ（例えば、ＮＥｂ１）からｙ情報、装置ｂ（例えば、ＮＥｂ２）からｘ情報、ｙ情報、ｚ情報、などを収集し、定期的に監視するものとする。なお、ｘ情報、ｙ情報、ｚ情報は、性能情報の収集項目の１つである。

オペレータの操作により、ＨＭＩ２は、監視しようとするＮＥおよび性能情報の収集項目を指定する。このとき、オペレータは、ベンダおよび種別を気にせずにＮＥおよび収集項目をＨＭＩ２に入力することができ、ベンダおよび種別を入力する必要はない。
ＮＥの指定は、ＨＭＩ２により、例えば、そのＮＥのＩＰアドレスを入力することで実現できる。指定されたサブＮＷ＿Ａの装置Ａ、装置Ｂ、装置Ｃ、およびサブＮＷ＿Ｂの装置ａ、装置ｂは、指定ＮＥとなる。また、指定されたＸ情報、Ｙ情報、Ｚ情報、およびｘ情報、ｙ情報、ｚ情報は、指定収集項目となる。

図５の処理は、ＨＭＩ２が、ＥＭＳ１に対して、ＮＥの性能情報を収集するための要求を送信したことを契機にして開始し、Ｓ０１に進む。

Ｓ０１において、ＥＭＳ１は、要求受付部１１の機能により、ＨＭＩ２からの要求を受け付ける。ＥＭＳ１は、その要求に含まれている、指定ＮＥをキーとして設備管理テーブルＴ１を参照し、指定ＮＥのベンダおよび種別を特定する。図１、図２によれば、装置Ａ、装置Ｂ、装置Ｃそれぞれのベンダは、「ＡＡＡ社」であり、種別は、「ＲＯＡＤＭ」である。また、装置ａ、装置ｂそれぞれのベンダは、「ＣＣＣ社」であり、種別は、「ＢＯＡＤＭ」である。
Ｓ０１の後、Ｓ０２に進む。

Ｓ０２において、ＥＭＳ１は、収集リスト作成部１２の機能により、指定ＮＥおよび指定収集項目を対応付けた収集リストを、サブＮＷごとに作成する。ＥＭＳ１は、サブＮＷ＿Ａの収集リストＬ（Ａ）と、サブＮＷ＿Ｂの収集リストＬ（Ｂ）と、を作成する。
Ｓ０２の後、Ｓ０３に進む。

Ｓ０３において、ＥＭＳ１は、スケジューリング部１３の機能により、サブＮＷごとのスケジュールを作成する。具体的には、サブＮＷ＿Ａの収集リストＬ（Ａ）、およびサブＮＷ＿Ｂの収集リストＬ（Ｂ）それぞれに対してスケジュールＳ（Ａ）、Ｓ（Ｂ）を作成する。ＥＭＳ１は、指定ＮＥの、ベンダ名および種別をキーとしてデータ量設定テーブルＴ２（図３参照）を参照し、指定ＮＥの指定収集項目に対応付けられたデータ量を特定する。そして、ＥＭＳ１は、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）を用いて、特定したデータ量に基づいてスケジュールＳ（Ａ）、Ｓ（Ｂ）を作成する。なお、ＥＭＳ１は、指定ＮＥの、ベンダ名および種別をキーとしてデータ量設定テーブルＴ２を参照し、指定ＮＥの指定収集項目に対応付けられた収集コマンドも特定することができる。

また、ＥＭＳ１は、指定ＮＥの、ベンダ名および種別をキーとして収集周期設定テーブルＴ３（図４参照）を参照し、指定ＮＥである装置Ａ、装置Ｂ、装置Ｃ、装置ａ、装置ｂそれぞれの収集周期を特定する。特定された装置Ａ、装置Ｂ、装置Ｃの収集周期は、スケジュールＳ（Ａ）の１周期となる。また、特定された装置ａ、装置ｂの収集周期は、スケジュールＳ（Ｂ）の１周期となる。スケジュールの作成の詳細は、後記する。
Ｓ０３の後、Ｓ０４に進む。

Ｓ０４において、ＥＭＳ１は、収集実行部１４は、作成されたスケジュールに従って性能情報を収集する。具体的には、スケジュールＳ（Ａ）に従って、指定ＮＥである装置Ａ、装置Ｂ、装置Ｃそれぞれから、対応する指定収集項目のＸ情報、Ｙ情報、Ｚ情報を収集する。また、スケジュールＳ（Ｂ）に従って、指定ＮＥである装置ａ、装置ｂそれぞれから、対応する指定収集項目のｘ情報、ｙ情報、ｚ情報を収集する。収集実行部１４による性能情報の収集の詳細は、後記する。性能情報の収集は、指定ＮＥの収集周期に沿って継続する。
Ｓ０４の後、図５の処理を終了する。
なお、ＨＭＩ２から異なる装置および収集項目が指定された場合には、図５の処理を再実行し、対応するスケジュールが作成され、性能情報の収集が実行される。

≪スケジュール作成の詳細≫
図６に示すように、スケジューリング部１３は、例えばサブＮＷ＿Ａの収集リストを読み込んで、ＧＡを用いて、サブＮＷ＿Ａ用のスケジュールを作成する。スケジューリング部１３は、（１）収集リスト中の指定ＮＥ、（２）その指定ＮＥから収集する、収集リスト中の指定収集項目、および（３）その指定収集項目を指定ＮＥから収集するときの収集タイミング（後記するタイムスロット）といった３要素の組を、ＧＡの遺伝子として扱う。また、スケジューリング部１３は、１つの収集リストに対して複数個（収集リスト中に登録されているリストの数に等しい）存在する前記した３要素の組を一まとめにしたものを、ＧＡの個体として扱う。このようなＧＡの個体は、スケジュールを構成する（詳細は後記する）。

スケジューリング部１３は、図６に示すように、個体群保持部１３１と、個体評価部１３２と、遺伝的操作部１３３と、ＳＧ（System Generation）値ファイル１３４と、ファイル変換部１３５と、を備える。

個体群保持部１３１は、ＧＡを適用する所定数の個体を保持する。図６に示すように、個体は、例えば、１つのブロックとして模式的に表現した遺伝子を横一列に並べたものとして表現することができる。

個体評価部１３２は、個体群保持部１３１が保持する個体に対する評価値（評価関数）を、データ量設定テーブルＴ２を参照して算出する。算出された評価値は、個体に対応付けて個体群保持部１３１に保持される。評価値に関する説明は、後記する。

遺伝的操作部１３３は、個体に対する遺伝的操作を実行する。この遺伝的操作には、選択、交叉、突然変異、複製などがあり、ＧＡに関する周知事項である。

ＳＧ値ファイル１３４は、ＧＡに関する所定値を格納する。この所定値には、個体数（例：１００）、世代数（例：１００）、突然変異率（例：５％）、周期分割（例：１０）がある。個体群保持部１３１は、ＳＧ値ファイル１３４の個体数を維持するように個体を保持する。遺伝的操作部１３３は、ＳＧ値ファイル１３４の世代数に到達するまで遺伝的操作を行う。この遺伝的操作のうち突然変異は、ＳＧ値ファイル１３４の突然変異率で発生する。ＳＧ値ファイル１３４の周期分割については、後記する。

ファイル変換部１３５は、個体群保持部１３１が保持する個体のうちの最良個体に対するファイル変換を行い、最良個体に基づくスケジュールを記述したＸＭＬ（Extensible Markup Language）ファイルを生成する。スケジュールをファイル形式で生成することで、ＥＭＳ１運用中にスケジュール変更が可能になる。最良個体については後記する。

（個体）
個体群保持部１３１が保持する個体群は、例えば、図７のように表現することができる。図７（ａ）には、１つのリングネットワークを構成する４つのＮＥ１、ＮＥ２、ＮＥ３、ＮＥ４（指定ＮＥ）を対象にして作成される複数個の個体１、個体２、個体３、・・・の例が示されている。

ＮＥ１に対する収集項目（つまり、指定収集項目）は、エラーカウント（の数）、光強度（伝送媒体である光の強度）、パケット数である。ＮＥ２に対する収集項目は、光強度である。ＮＥ３に対する収集項目は、エラーカウント、光強度、断回数（通信の切断回数）、パケット数である。ＮＥ４に対する収集項目は、エラーカウント、光強度である。個体１などは、これらの収集項目に対応する遺伝子を有する。

各遺伝子内の数値は、タイムスロット番号である。タイムスロット番号とは、スケジューリング部１３が作成するスケジュールに設定された１周期を、所定個数分だけ等間隔に分割したものであるタイムスロットを識別する番号である。図７（ｂ）には、スケジュールに設定された１周期を１５分とし、その１周期を１０分割したときの１０個分のタイムスロット（時間幅１分３０秒）の各々に付与されたタイムスロット番号「１」〜「１０」が示されている。ＳＧ値ファイル１３４の周期分割の数は、この１周期の分割数に相当する。

図７（ａ）の例によれば、個体１は、タイムスロット「１」（０分後）にてＮＥ１に対してエラーカウント収集とＮＥ４に対して光強度収集をし、タイムスロット「２」（１分３０秒後）にてＮＥ２に対して光強度収集とＮＥ３に対して断回数収集をし、タイムスロット「３」（３分後）にてＮＥ１に対して光強度収集とＮＥ４に対してエラーカウント収集をし、タイムスロット「４」（４分３０秒後）では何も収集しない（タイムスロット「５」〜「１０」に関する説明は省略）、というスケジュールを構成する。

（評価値）
個体評価部１３２は、例えば、図８（ａ）の式（１）、式（２）から、評価値を算出することができる。式（１）、式（２）はＮＥ（装置）が４つあり、タイムスロットが１０個の場合の例であるが、任意個数のＮＥ、任意個数のタイムスロットに対してもあてはまる。式（１）中のデータ量Ｍ（ｔ，ｉ）は、個体中の収集項目をキーとして、データ量設定テーブルＴ２から取得される。

本実施形態では、式（１）の準評価値ｅ（ｔ）は、各タイムスロットにてすべてのＮＥから収集されるデータ量の合計の２乗として算出している。式（２）の評価値Ｅは、準評価値ｅ（ｔ）をすべてのタイムスロットに亘った合計である。評価値Ｅが小さい個体を良個体とする。

図８（ｂ）に示すように、あるタイムスロット（ｔ＝ｔ＿ｃｏｎｓｔ）での準評価値ｅ（ｔ＿ｃｏｎｓｔ）を、データ量の合計ではなく、その２乗とすることで、そのタイムスロットでの通信量のバーストを顕著に示すことができる。よって、そのタイムスロットでの保守網の通信帯域が圧迫されていることを顕著に示すことができる。また、評価値Ｅが増大するため、通信量のバーストを引き起こす個体を悪個体として扱うことができる。
なお、準評価値ｅ（ｔ）の算出方法としては、すべてのＮＥから収集されるデータ量の合計を２乗にするだけでなく、所定の非線形関数を用いる方法でもよい。

図８（ｃ）に示すように、良個体については、性能情報の収集によって、１周期に亘って通信量のバーストが生じず、ＧＮＥのトラヒック量、つまり、保守網の帯域使用量が平準化している。この場合、各タイムスロットでの準評価値ｅ（ｔ）は略一定であり、評価値Ｅは総じて小さい。
一方、図８（ｄ）に示すように、悪個体については、性能情報の収集によって、１周期に亘って通信量のバーストが生じ、ＧＮＥのトラヒック量、つまり、保守網の帯域使用量が平準化していない。この場合、各タイムスロットでの準評価値ｅ（ｔ）は略一定ではなく、評価値Ｅは総じて大きい。

図９に示すように、スケジューリング部１３は以下のような処理でスケジュールを作成する。この処理は、スケジューリング部１３が収集リスト作成部１２から収集リストを取得したときに開始し、Ｓ１１に進む。

Ｓ１１において、スケジューリング部１３は、収集リストに対して、指定ＮＥおよび指定収集項目を割り当てた遺伝子の１つ１つに、タイムスロット番号をランダムに割り当てた現世代の個体を複数個生成し、複数個の個体からなる初期集団を作成する。作成した初期集団は、個体群保持部１３１に保持される。作成した初期集団中の個体の数は、例えば、ＳＧ値ファイルが設定する個体数（例：１００）であってもよいし、その個体数よりも多くてもよいし、少なくてもよい。Ｓ１１の後、Ｓ１２に進む。

Ｓ１２において、個体評価部１３２は、個体群保持部１３１に保持されている個体のうち評価値Ｅを算出していない未評価個体について評価値Ｅを算出し、未評価個体を評価する。算出された評価値Ｅは、個体に対応付けて個体群保持部１３１に保持される。個体群保持部１３１に保持されているすべての個体についてＳ１２の処理がなされた後、Ｓ１３に進む。

Ｓ１３において、スケジューリング部１３は、個体群保持部１３１に保持されている個体のうち、評価が悪い（各タイムスロットでの準評価値ｅ（ｔ）のばらつきが所定値以上となる）低評価個体を、個体群保持部１３１から削除する。Ｓ１３の後、Ｓ１４に進む。

Ｓ１４において、遺伝的操作部１３３は、個体群保持部１３１に保持されている個体に対して遺伝的操作を行う。個体群保持部１３１は、この遺伝的操作後の次世代の個体を保持する。Ｓ１４の後、Ｓ１５に進む。

Ｓ１５において、スケジューリング部１３は、個体群保持部１３１が保持する個体の数が規定個体数（ＳＧ値ファイル１３４が設定する個体数）に到達したか否かを判定する。到達した場合（Ｙｅｓ）、Ｓ１６に進み、到達していない場合、Ｓ１４に戻る。

Ｓ１６において、スケジューリング部１３は、個体群保持部１３１が保持する個体の世代数が規定世代数（ＳＧ値ファイル１３４が設定する世代数）に到達したか否かを判定する。到達した場合（Ｙｅｓ）、Ｓ１７に進み、到達していない場合、Ｓ１２に戻る。

Ｓ１７において、スケジューリング部１３は、個体群保持部１３１が保持する個体のうち最良個体（評価値Ｅが最小の個体）を抽出する。Ｓ１７の後、Ｓ１８に進む。

Ｓ１８において、ファイル変換部１３５は、最良個体に基づく対応するスケジュールを記述したＸＭＬファイルを生成する。生成されたＸＭＬファイルは、収集実行部１４に出力される。
Ｓ１８の後、図９の処理を終了する。

図９の処理は、収集リストごとに、つまり、サブネットワークごとに実行される。
図９の処理によれば、スケジューリング部１３は、ＧＡを用いて最適化されたスケジュールを、サブネットワークごとに作成することができる。

≪性能情報の収集の詳細≫
図１０に示すように、収集実行部１４は、例えば、サブＮＷ＿ＡのスケジュールＳ（Ａ）を読み込んで、スケジュールＳ（Ａ）に従って、性能情報を収集する。収集実行部１４は、サブＮＷのＮＥから性能情報を取得する性能情報取得部１４１を備える。性能情報取得部１４１は、スケジュールごと、つまり、サブネットワークごとに存在しており、対応するサブＮＷのＮＥから性能情報を収集する。図１０には、サブＮＷ＿Ａに対応する性能情報取得部１４１が図示されているが、他のサブＮＷに対応する性能情報取得部１４１も同様である。

性能情報取得部１４１は、収集テーブルＴ４を記憶しているとともに、コマンド取得部１４２と、コマンド実行部１４３と、タイマ機能部１４４と、周期情報ファイルＰ（Ａ）を備える。

収集テーブルＴ４は、サブＮＷ中の指定ＮＥから指定収集項目のデータを収集するためのコマンドをいつ実行するかを設定するためのテーブルである。収集テーブルＴ４は、スケジュールＳ（Ａ）の内容を所定の形式で登録する。収集テーブルＴ４は、「タイムスロット」、「ＮＥ」、「収集コマンド」といった項目を有しており、その項目に対応する値が格納される。

「タイムスロット」という項目に対して、スケジューリング部１３が作成したスケジュールにて定められたタイムスロット番号が格納される。
「ＮＥ」という項目に対して、スケジュール中の指定ＮＥのＩＰ（Internet Protocol）アドレスが格納される。
「収集コマンド」という項目に対して、スケジュール中の指定収集項目のデータを収集するためのコマンドを示す値が格納される。収集実行部１４は、スケジュール中の指定収集項目をキーとして、データ量設定テーブルＴ２を参照して、指定収集項目に対応する収集コマンドを取得し、収集テーブルＴ４内に格納することができる。

なお、例えば、スケジューリング部１３がスケジュールを作成する際に、収集リスト中の指定ＮＥおよび指定収集項目をキーとして、データ量設定テーブルＴ２を参照して、指定収集項目に対応する収集コマンドを取得し、取得した収集コマンドを指定収集項目に対応付けるようにスケジュールに含めるようにしてもよい。この場合、収集実行部１４は、スケジュール中の収集コマンドを収集テーブルＴ４内に格納することができる。

コマンド取得部１４２は、タイマ機能部１４４から取得したタイムスロット番号をキーとして、収集テーブルＴ４を参照し、タイムスロット番号に対応するＮＥおよび収集コマンドを取得する。
コマンド実行部１４３は、コマンド取得部１４２が取得した収集コマンドを実行して、対応する指定ＮＥから指定収集項目のデータを収集する。

タイマ機能部１４４は、時間を計測し、計測時間に対応するタイムスロット番号をコマンド取得部１４２に出力する。タイマ機能部１４４の動作に関する説明は、後記する。

周期情報ファイルＰ（Ａ）は、スケジュールの１周期に関する周期情報を格納する。周期情報には、ＸＭＬファイルから読み出すことができる、タイムスロットの時間幅（Ｔ間隔）、タイムスロット番号の最大値（Ｔカウント）がある。スケジュールの１周期が１５分であり、周期分割が１０である場合、Ｔ間隔＝９０ｓｅｃ、Ｔカウント＝Ｔ１０である。

図１１に示すように、タイマ機能部１４４は、以下のような処理で時間を計測する。この処理は、例えば、周期情報ファイルＰ（Ａ）から周期情報を読み出したときに開始し、Ｓ２１に進む。

Ｓ２１において、タイマ機能部１４４は、カウント値を初期化する。カウント値は、タイムスロット番号に対応する。初期化されたカウント値は１であり、タイムスロット番号「ＴＳ１）に対応する。Ｓ２１の後、Ｓ２２に進む。

Ｓ２２において、タイマ機能部１４４は、時間計測を開始する。Ｓ２２の後、Ｓ２３に進む。

Ｓ２３において、タイマ機能部１４４は、Ｔ間隔の時間に到達した時に、カウント値に対応するタイムスロット番号を出力する。例えば、現在のカウント値＝３であればタイムスロット番号「ＴＳ３」が出力される。タイマ機能部１４４は、周期情報ファイルＰ（Ａ）からタイムスロットの時間幅（Ｔ間隔）を取得しているのでタイムスロット番号を出力するタイミングは把握している。Ｓ２１にてカウント値を初期化した場合には、既にＴ間隔の時間（０ｓｅｃ後）に到達しているので、時間計測開始後、タイムスロット番号「Ｔ１」が出力される。Ｓ２３の後、Ｓ２４に進む。

Ｓ２４において、タイマ機能部１４４は、カウント値が最大値であるか否かを判定する。タイマ機能部１４４は、周期情報ファイルＰ（Ａ）からタイムスロット番号の最大値を読み出しており、カウント値の最大値（例：１０）を取得している。最大値でない場合（Ｎｏ）、Ｓ２５に進み、最大値である場合（Ｙｅｓ）、Ｓ２６に進む。

Ｓ２５において、タイマ機能部１４４は、カウント値を１つだけアップする（インクリメント）。Ｓ２５の後、Ｓ２７に進む。

Ｓ２６において、タイマ機能部１４４は、カウント値を初期値に設定する。具体的には、カウント値を最大値（例：１０）から最小値（例：１）に戻す。Ｓ２６の後、Ｓ２７に進む。

Ｓ２７において、タイマ機能部１４４は、計測時間を初期化する。具体的には、Ｓ２３にて、Ｔ間隔分到達した時間をリセットする。Ｓ２７の後、Ｓ２２に進み、処理を継続する。

図１１の処理によって、タイマ機能部１４４は、カウント値に対応したタイムスロット番号を順次、コマンド取得部１４２に出力することができる。コマンド取得部１４２はタイマ機能部１４４から取得したタイムスロット番号に応じて、収集テーブルＴ４から収集コマンドを取得することができる。よって、コマンド実行部１４３は、コマンド取得部１４２が取得した収集コマンドを実行して、対応する指定ＮＥから指定収集項目のデータを、スケジュールどおりに取得することができる。

≪まとめ≫
本実施形態によれば、ＨＭＩ２から任意に指定されたＮＥおよび収集項目に対して、保守網の帯域使用量が一時的に増大することのないようなスケジュールが自律的に作成される。ＨＭＩ２により指定されたＮＥおよび収集項目を変更すれば、その変更に合わせたスケジュールが作成される。よって、サブネットワークを構成する複数のＮＥから性能情報を収集する際の保守網の通信帯域の圧迫を解消することができる。
また、スケジューリング部１３は、遺伝的アルゴリズムを用いてスケジュールを作成するので、スケジュールの最適化を容易に実現することができる。

≪その他≫
本実施形態では、ＧＡを用いたスケジューリングについて説明したが、ＧＡの他にも、ペトリネット、強化学習などを用いてもよい。

ＧＡによる評価関数の生成に関して、本実施形態では、ＮＥから収集されるデータ量に関する非線形関数を用いる方法を採用することで、計算コストを抑えるようにした。しかし、ＮＥから収集されるデータ量について標準偏差などを求め、統計学的計算によって、評価関数を決定する方法を採用することもできる。

サブネットワークは、ＧＮＥを配置したリングネットワークに限定されず、任意のトポロジを形成するサブネットワークに対して、本発明を適用できる。

また、本実施形態で説明した種々の技術を適宜組み合わせた技術を実現することもできる。
また、本実施形態で説明したソフトウェアをハードウェアとして実現することもでき、ハードウェアをソフトウェアとして実現することもできる。
その他、ハードウェア、ソフトウェア、フローチャートなどについて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１ ＥＭＳ（伝送装置管理装置）
２ ＨＭＩ
１１ 要求受付部
１２ 収集リスト作成部
１３ スケジューリング部
１４ 収集実行部
１３１ 個体群保持部
１３２ 個体評価部
１３３ 遺伝的操作部
１３４ ＳＧ値ファイル
１３５ ファイル変換部
１４１ 性能情報取得部
１４２ コマンド取得部
１４３ コマンド実行部
１４４ タイマ機能部
Ｐ（Ａ） 周期情報ファイル
ａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２、ｂ３ ＮＥ（伝送装置、装置）
Ｔ１ 設備管理テーブル
Ｔ２ データ量設定テーブル（データ量設定情報）
Ｔ３ 収集周期設定テーブル（収集周期設定情報）
Ｔ４ 収集テーブル

Claims (5)

1. サブネットワークを構成する複数の伝送装置から、保守網を介して前記伝送装置の性能を示す性能情報を収集し、前記伝送装置を管理する伝送装置管理装置であって、
   前記伝送装置管理装置の記憶部は、
   前記伝送装置のベンダごと、かつ、前記伝送装置の種別ごとに、前記性能情報の収集項目、前記収集項目のデータのデータ量を格納したデータ量設定情報と、
   前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに、前記性能情報の収集周期を格納した収集周期設定情報と、を記憶しており、
   前記伝送装置管理装置の制御部は、
   外部からの要求に対して、前記外部から指定された前記伝送装置である指定伝送装置、および前記外部から指定された前記収集項目である指定収集項目を対応付けた収集リストを、前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに作成する収集リスト作成部と、
   前記データ量設定情報および前記収集周期設定情報を参照して、前記指定収集項目のデータのデータ量および前記指定伝送装置の前記収集周期を特定し、
   前記特定したデータ量から求められる、前記保守網の帯域使用量が、前記特定した収集周期に亘って平準化するように、どの前記指定伝送装置からどの前記指定収集項目のデータをいつ収集するかを決定したスケジュールを、前記収集リストごとに作成するスケジューリング部と、
   前記作成されたスケジュールに従って前記指定伝送装置から前記指定収集項目のデータを収集する収集実行部と、を有する、
   ことを特徴とする伝送装置管理装置。
2. 前記スケジューリング部は、
   遺伝的アルゴリズムを用いて前記スケジュールを作成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の伝送装置管理装置。
3. サブネットワークを構成する複数の伝送装置から、保守網を介して前記伝送装置の性能を示す性能情報を収集し、前記伝送装置を管理する伝送装置管理装置における伝送装置管理方法であって、
   前記伝送装置管理装置は、
   前記伝送装置のベンダごと、かつ、前記伝送装置の種別ごとに、前記性能情報の収集項目、前記収集項目のデータのデータ量を格納したデータ量設定情報と、
   前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに、前記性能情報の収集周期を格納した収集周期設定情報と、を記憶しており、
   外部からの要求に対して、前記外部から指定された前記伝送装置である指定伝送装置、および前記外部から指定された前記収集項目である指定収集項目を対応付けた収集リストを、前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに作成する収集リスト作成ステップと、
   前記データ量設定情報および前記収集周期設定情報を参照して、前記指定収集項目のデータのデータ量および前記指定伝送装置の前記収集周期を特定し、
   前記特定したデータ量から求められる、前記保守網の帯域使用量が、前記特定した収集周期に亘って平準化するように、どの前記指定伝送装置からどの前記指定収集項目のデータをいつ収集するかを決定したスケジュールを、前記収集リストごとに作成するスケジューリングステップと、
   前記作成されたスケジュールに従って前記指定伝送装置から前記指定収集項目のデータを収集する収集実行ステップと、を実行する、
   ことを特徴とする伝送装置管理方法。
4. 前記スケジューリングステップにおいて、
   遺伝的アルゴリズムを用いて前記スケジュールを作成する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の伝送装置管理方法。
5. サブネットワークを構成する複数の伝送装置から、保守網を介して前記伝送装置の性能を示す性能情報を収集し、前記伝送装置を管理する伝送装置管理装置としてコンピュータを機能させるための伝送装置管理プログラムであって、
   前記コンピュータの記憶部は、
   前記伝送装置のベンダごと、かつ、前記伝送装置の種別ごとに、前記性能情報の収集項目、前記収集項目のデータのデータ量を格納したデータ量設定情報と、
   前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに、前記性能情報の収集周期を格納した収集周期設定情報と、を記憶しており、
   外部からの要求に対して、前記外部から指定された前記伝送装置である指定伝送装置、および前記外部から指定された前記収集項目である指定収集項目を対応付けた収集リストを、前記ベンダごと、かつ、前記種別ごとに作成する収集リスト作成手順と、
   前記データ量設定情報および前記収集周期設定情報を参照して、前記指定収集項目のデータのデータ量および前記指定伝送装置の前記収集周期を特定し、
   前記特定したデータ量から求められる、前記保守網の帯域使用量が、前記特定した収集周期に亘って平準化するように、どの前記指定伝送装置からどの前記指定収集項目のデータをいつ収集するかを決定したスケジュールを、前記収集リストごとに作成するスケジューリング手順と、
   前記作成されたスケジュールに従って前記指定伝送装置から前記指定収集項目のデータを収集する収集実行手順と、を実行させる、
   ための伝送装置管理プログラム。

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