JP6258900B2 - Communication band calculation device, communication band calculation method, and communication band calculation program - Google Patents

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Description

本発明は、複数のユーザが共用する通信サービスにおいて、通信サービス事業者が提供する通信設備が、一定のサービス品質を継続して維持するために、特徴的なトラヒックモデルを適用し、将来必要となる設備量を適切に算出する技術に関連するものである。   In the communication service shared by a plurality of users, the present invention applies a characteristic traffic model in order for the communication equipment provided by the communication service provider to continuously maintain a certain quality of service. This is related to the technology that appropriately calculates the amount of equipment.

従来、通信ネットワークを介して提供される通信サービスに対して、利用するユーザから必要とされる通信サービスの品質として、QoS(Quality of Service)を定めることにより、通信サービス事業者は、そのQoSを達成するような通信ネットワークの設計・運用・管理を行っている。そのため、通信サービス事業者は、通信サービスのトラヒックに関する特性値、例えば、各通信設備を通過する、予め設定された時間間隔での平均トラヒック量や、当該通信サービスの中で注視するコネクションを形成するIPパケットの流れに対して測定できる最大バーストサイズ等を測定することにより、当該通信サービスのトラヒック量とトラヒック特性の評価を行い、求められるQoSを達成できるような通信ネットワークの設計・運用・管理業務を行っている。   Conventionally, a communication service provider defines a QoS (Quality of Service) as a communication service quality required by a user using a communication service provided via a communication network. We design, operate, and manage communication networks that can be achieved. Therefore, the communication service provider forms a characteristic value related to the traffic of the communication service, for example, an average traffic amount passing through each communication facility at a preset time interval, or a connection to watch in the communication service. By measuring the maximum burst size that can be measured for the flow of IP packets, etc., the traffic volume and traffic characteristics of the communication service are evaluated, and the design, operation, and management of a communication network that can achieve the required QoS. It is carried out.

電話系通信サービスにおいて、観測した時系列のトラヒックデータの統計量を用いて、将来のトラヒック量を予測し、将来時点で必要となる設備量を設計・運用・管理する技術については、例えば、非特許文献1に記載されている。   For telephony communication services, technologies for predicting future traffic volume using statistics of observed time-series traffic data and designing, operating, and managing the facility volume required in the future are, for example, It is described in Patent Document 1.

主に企業ユーザに提供する通信サービスは、ユーザと通信サービス事業者との間で事前に契約を結び、当該契約で定めた数値以下の通信トラヒック量をユーザ帯域として、通信ネットワーク内で自由に利用を可能とする通信サービスである。この通信サービスでは、ユーザの利用コストを下げるために、複数の企業や個人が通信設備の帯域を共有して利用しており、当該通信サービスを本明細書では「帯域共用型通信サービス」と呼ぶことにする。   Communication services provided mainly to corporate users are contracted in advance between the user and the communication service provider, and can be freely used within the communication network, with the amount of communication traffic below the value specified in the contract as the user bandwidth. It is a communication service that enables In this communication service, a plurality of companies and individuals share and use the bandwidth of the communication facility in order to reduce the cost of using the user, and this communication service is referred to as “bandwidth sharing communication service” in this specification. I will decide.

帯域共用型通信サービスを提供する通信サービス事業者にとって、物理的に限られた帯域の通信設備に対して、多くのユーザを収容することができるならば、それに比例して大きな事業収益を獲得できる。上記の例でのユーザ帯域は、契約に基づき通信ネットワーク内での疎通を許容される最大の通信帯域に相当するため、実際に送受信される通信トラヒック量は、ユーザ帯域より少ない。従って、通信設備に対して、収容できるユーザ帯域の合計は、それぞれのユーザ帯域の総和を、当該通信設備の物理的な帯域よりも大きく超過させる事が可能である。   If a communication service provider providing a shared bandwidth communication service can accommodate a large number of users for a communication facility with a physically limited bandwidth, a large business profit can be obtained in proportion to it. . Since the user band in the above example corresponds to the maximum communication band that is allowed to communicate in the communication network based on the contract, the amount of communication traffic that is actually transmitted and received is less than the user band. Therefore, the total of user bandwidths that can be accommodated in a communication facility can exceed the sum of the user bandwidths more than the physical bandwidth of the communication facility.

ただし、ユーザ帯域を過剰に収容したために、常に変動しているトラヒック量が瞬間的であっても通信設備の物理的な帯域を超過すると、通信品質の劣化が発生してしまう。   However, since the user band is excessively accommodated, even if the traffic amount constantly changing is instantaneous, if the physical band of the communication facility is exceeded, the communication quality deteriorates.

従って、通信サービス事業者には、品質劣化を適切に回避しながら、物理的に限られた帯域の通信設備に対して、できるだけ多くのユーザを収容すること、すなわち、収容するユーザ帯域の総和を、通信設備の物理帯域を超えて収容することを可能とし、事業収益の最大化を可能とする通信帯域算出方法が必要となる。   Therefore, the communication service provider can accommodate as many users as possible with respect to the communication facilities of physically limited bands while appropriately avoiding quality degradation, that is, the total of user bands to be accommodated. Therefore, there is a need for a communication bandwidth calculation method that can accommodate the physical bandwidth of communication facilities and maximize business profit.

当該帯域共用型通信サービスの提供に関連・類似して、将来の設計目標期間のトラヒック予測を含む通信帯域の算出及び管理に関する技術として、特許文献1〜3に開示された技術がある。   Related to and similar to the provision of the shared bandwidth communication service, there are technologies disclosed in Patent Documents 1 to 3 as technologies related to calculation and management of communication bandwidth including traffic prediction in the future design target period.

特開2009−206698号公報JP 2009-206698 A 特開2009−218820号公報JP 2009-218820 A 特開2011−130330号公報JP 2011-130330 A

川野弘道ほか,「マクロ分析のためのトラヒック予測手法とその評価」,電子情報通信学会B,Vol.J82−B, No.6, pp.1107−1114,1999年6月Hiromichi Kawano et al., “Traffic Prediction Method for Macro Analysis and its Evaluation”, IEICE B, Vol. J82-B, no. 6, pp. 1107-1114, June 1999

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、帯域共用型通信サービスにおいて、限られた帯域の中でサービス品質を低下させずに、より多数のユーザを収容できる設備量を算出することを可能とする技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and calculates the amount of equipment that can accommodate a larger number of users without reducing service quality in a limited band in a band sharing communication service. The purpose is to provide a technology that makes it possible.

本発明の実施の形態によれば、帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量に基づいて、前記通信回線におけるトラヒックの状態が、トラヒック成長期とトラヒック安定期のいずれにあるかを判定し、判定された状態に対応した必要帯域算出方法に従って、前記設計目標期間における前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段とを備え、
前記必要帯域算出手段は、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定した場合に、前記トラヒック利用率及び前記期待利用率を用いて前記必要帯域を算出し、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定した場合に、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均及び移動標準偏差を用いて前記必要帯域を算出する
通信帯域算出装置が提供される。
According to an embodiment of the present invention, a communication band calculation device that calculates a necessary band for a future design target period for a network that provides a band sharing communication service,
Network information collection means for periodically acquiring traffic from a communication line in the network;
A representative traffic amount is extracted from the periodically acquired traffic amount, a traffic usage rate indicating a ratio of the representative traffic amount to a predetermined communication band in the communication line is calculated, and the design is performed based on the traffic usage rate. A traffic usage rate calculating means for calculating an expected usage rate corresponding to a new traffic volume in the target period;
Based on the traffic amount acquired periodically, it is determined whether the traffic state in the communication line is in a traffic growth period or a traffic stable period, according to a necessary bandwidth calculation method corresponding to the determined state , e Bei the necessary bandwidth calculation means for calculating the necessary bandwidth of the communication line before Symbol design target period,
The required bandwidth calculating means calculates the required bandwidth using the traffic utilization rate and the expected utilization rate when the traffic state is determined to be in a traffic growth period, and the traffic state is a traffic stable period. A communication band calculating device that calculates the necessary band using the moving average and moving standard deviation of the past predetermined number of days nearest to the traffic volume .

また、本発明の実施の形態によれば、 帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、
各ユーザについてのユーザ帯域と開通日を有するユーザ情報に基づいて、前記設計目標期間における開通日からの経過日数に依存してユーザの集合をグループ分けし、開通日からの経過日数に従ってトラヒック成長期からトラヒック安定期に移行するという仮説に基づいて、前記期待利用率を用いて前記グループ分けに対応する段階的な期待利用率である段階的期待利用率を定め、当該段階的期待利用率と前記グループ分けされた各ユーザの集合における総ユーザ帯域とを用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段と
を備える通信帯域算出装置が提供される。
Further, according to the embodiment of the present invention, there is provided a communication band calculating device for calculating a necessary band for a future design target period for a network that provides a band sharing type communication service.
Network information collection means for periodically acquiring traffic from a communication line in the network;
A representative traffic amount is extracted from the periodically acquired traffic amount, a traffic usage rate indicating a ratio of the representative traffic amount to a predetermined communication band in the communication line is calculated, and the design is performed based on the traffic usage rate. A traffic usage rate calculating means for calculating an expected usage rate corresponding to a new traffic volume in the target period;
Based on user information having user bandwidth and opening date for each user, a set of users is grouped depending on the number of days elapsed from the opening date in the design target period, and the traffic growth period according to the number of days elapsed since the opening date Based on the hypothesis of shifting to a traffic stable period, the expected utilization rate is used to determine a stepwise expected utilization rate that is a stepwise expected utilization rate corresponding to the grouping. There is provided a communication band calculation device comprising: necessary band calculation means for calculating a required band of the communication line using a total user band in a group of each grouped user.

また、本発明の実施の形態によれば、帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置が実行する通信帯域算出方法であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量に基づいて、前記通信回線におけるトラヒックの状態が、トラヒック成長期とトラヒック安定期のいずれにあるかを判定し、判定された状態に対応した必要帯域算出方法に従って、前記記設計目標期間における前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出ステップとを備え、
前記必要帯域算出ステップにおいて、前記通信帯域算出装置は、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定した場合に、前記トラヒック利用率及び前記期待利用率を用いて前記必要帯域を算出し、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定した場合に、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均及び移動標準偏差を用いて前記必要帯域を算出する
通信帯域算出方法が提供される。

In addition, according to the embodiment of the present invention, there is provided a communication band calculation method executed by a communication band calculation device that calculates a necessary band for a future design target period for a network that provides a band sharing communication service. ,
A network information collecting step for periodically obtaining a traffic volume from a communication line in the network;
A representative traffic amount is extracted from the periodically acquired traffic amount, a traffic usage rate indicating a ratio of the representative traffic amount to a predetermined communication band in the communication line is calculated, and the design is performed based on the traffic usage rate. A traffic usage rate calculating step for calculating an expected usage rate corresponding to a new traffic volume in the target period;
Based on the traffic amount acquired periodically, it is determined whether the traffic state in the communication line is in a traffic growth period or a traffic stable period, according to a necessary bandwidth calculation method corresponding to the determined state , e Bei the necessary bandwidth calculation step of calculating the necessary bandwidth of the communication line before Symbol Symbol design goal period,
In the required bandwidth calculating step, when the communication bandwidth calculating device determines that the traffic state is in a traffic growth period, the communication bandwidth calculating device calculates the required bandwidth using the traffic usage rate and the expected usage rate, and Provided is a communication band calculation method for calculating the necessary band by using a moving average and a moving standard deviation of the past predetermined number of days nearest to the traffic volume when it is determined that the traffic state is in a traffic stable period .

また、本発明の実施の形態によれば、帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置が実行する通信帯域算出方法であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出ステップと、
各ユーザについてのユーザ帯域と開通日を有するユーザ情報に基づいて、前記設計目標期間における開通日からの経過日数に依存してユーザの集合をグループ分けし、開通日からの経過日数に従ってトラヒック成長期からトラヒック安定期に移行するという仮説に基づいて、前記期待利用率を用いて前記グループ分けに対応する段階的な期待利用率である段階的期待利用率を定め、当該段階的期待利用率と前記グループ分けされた各ユーザの集合における総ユーザ帯域とを用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出ステップと
を備える通信帯域算出方法が提供される
In addition, according to the embodiment of the present invention, there is provided a communication band calculation method executed by a communication band calculation device that calculates a necessary band for a future design target period for a network that provides a band sharing communication service. ,
A network information collecting step for periodically obtaining a traffic volume from a communication line in the network;
A representative traffic amount is extracted from the periodically acquired traffic amount, a traffic usage rate indicating a ratio of the representative traffic amount to a predetermined communication band in the communication line is calculated, and the design is performed based on the traffic usage rate. A traffic usage rate calculating step for calculating an expected usage rate corresponding to a new traffic volume in the target period;
Based on user information having user bandwidth and opening date for each user, a set of users is grouped depending on the number of days elapsed from the opening date in the design target period, and the traffic growth period according to the number of days elapsed since the opening date Based on the hypothesis of shifting to a traffic stable period, the expected utilization rate is used to determine a stepwise expected utilization rate that is a stepwise expected utilization rate corresponding to the grouping. There is provided a communication band calculation method comprising: a necessary band calculation step of calculating a necessary band of the communication line using a total user band in a group of users grouped.

本発明の実施の形態によれば、帯域共用型通信サービスにおいて、限られた帯域の中でサービス品質を低下せずに、より多数のユーザを収容できる設備量を算出することを可能とする技術が提供される。   According to the embodiment of the present invention, in a shared bandwidth communication service, it is possible to calculate a facility amount that can accommodate a larger number of users without degrading service quality within a limited bandwidth. Is provided.

単体トラヒックモデルの説明図である。It is explanatory drawing of a single traffic model. 多重トラヒックモデルの説明図である。It is explanatory drawing of a multiple traffic model. 本発明の実施の形態に係る通信帯域算出装置10の構成を示す全体ブロック図である。It is a whole block diagram which shows the structure of the communication band calculation apparatus 10 which concerns on embodiment of this invention. 帯域共用型通信設備30の構成例である。2 is a configuration example of a band sharing type communication facility 30. 収容回線の構成例である。It is a structural example of a accommodation line. 演算処理部16の必要帯域算出処理の第1の例を示すフロー図である。6 is a flowchart showing a first example of necessary bandwidth calculation processing of the arithmetic processing unit 16. FIG. 必要帯域算出部16Cの構成の第1の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 1st example of a structure of the required zone | band calculation part 16C. 観測周期最適化部16Dの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of observation period optimization part 16D. 観測周期最適化部16Dの処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process of observation period optimization part 16D. 演算処理部16の必要帯域算出処理の第2の例を示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart showing a second example of necessary bandwidth calculation processing of the arithmetic processing unit 16. 必要帯域算出部16Cの構成の第2の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 2nd example of a structure of the required zone | band calculation part 16C.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態(以下、「本実施の形態」とも呼ぶ)を説明する。なお、以下で説明する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。例えば、以下で説明するように、本実施の形態では、必要帯域の算出のために種々の数式を使用するが、これらの数式は例であり、これらの数式に限定されるわけではない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as “the present embodiment”) will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is only an example, and the embodiment to which the present invention is applied is not limited to the following embodiment. For example, as will be described below, in the present embodiment, various mathematical expressions are used for calculating the necessary bandwidth, but these mathematical expressions are examples and are not limited to these mathematical expressions.

(実施の形態の概要)
本実施の形態における帯域共用型通信サービスでは、個々のユーザが利用する通信サービス全体として疎通するトラヒック量が超過しない最大帯域である「ユーザ帯域」と、当該サービスの利用開始の日として予め定めた「利用開始日」との2つを含むものとし、全てのユーザ帯域、利用開始日を含む情報を「ユーザ情報」と呼ぶ。なお、「ユーザ帯域」を「契約帯域」と称してもよく、「利用開始日」を「開通日」と称してもよい。
(Outline of the embodiment)
In the shared bandwidth communication service according to the present embodiment, the “user bandwidth” that is the maximum bandwidth that does not exceed the amount of traffic that can be communicated as the entire communication service used by each user and the date on which the service starts to be used are predetermined. Information including all user bands and use start dates is referred to as “user information”. The “user bandwidth” may be referred to as “contract bandwidth”, and the “use start date” may be referred to as “opening date”.

なお、上記の「ユーザ情報」として、例えば、ユーザと通信サービス事業者との間の契約に係る情報(ユーザ帯域、契約した利用開始日等)があるが、本発明の適用範囲はこのような契約に係る通信サービスに限定されるわけではなく、本発明は、契約に係る通信サービス以外の通信サービスにも広く適用可能である。   Note that the “user information” includes, for example, information related to a contract between a user and a communication service provider (user band, contracted use start date, etc.). The present invention is not limited to the communication service related to the contract, and the present invention can be widely applied to communication services other than the communication service related to the contract.

本実施の形態では、通信帯域算出装置(例:後述する通信帯域算出装置10)が、管理設計対象である帯域共用型サービスの通信設備(以下、帯域共用型通信設備)を共用するユーザに関する「ユーザ情報」に加えて、当該帯域共用型通信設備が装置として機能する通信ネットワークに関わる情報である「ネットワーク情報」と、過去から設計時点までの観測されたトラヒック量の履歴情報である「トラヒック情報」とを入力情報とし、許容可能な品質劣化リスクである「品質規定」を満足し、かつ、将来の設計目標期間における予測されるトラヒック量が疎通可能な帯域を算出する。より具体的には、当該帯域は、以下に説明するように短時間変動を吸収できる帯域である。当該帯域を「必要帯域」と呼ぶ。   In the present embodiment, a communication band calculation device (e.g., communication band calculation device 10 to be described later) relates to a user who shares a communication facility of a band sharing service that is a management design target (hereinafter, a band sharing communication facility). In addition to “user information”, “network information”, which is information related to the communication network in which the shared bandwidth communication facility functions as a device, and “traffic information”, which is history information of the traffic volume observed from the past to the design time ”As input information, a bandwidth that satisfies the“ quality regulation ”that is an acceptable quality degradation risk and that can communicate the predicted traffic volume in the future design target period is calculated. More specifically, the band is a band that can absorb short-time fluctuations as described below. This band is called “necessary band”.

ここで、上記の「必要帯域」の概要を説明する。観測されるトラヒック量は、トラヒック観測周期の平均トラヒック量にすぎないため、それよりも短い時間粒度での瞬間的に大きなトラヒック量の変動が起こっており、これをトラヒックの「短時間変動」と呼ぶ。品質劣化を回避する目的では、観測されるトラヒック量だけでなく、短時間変動を吸収できる帯域を算出することが要請される。   Here, an outline of the “required bandwidth” will be described. Since the observed traffic volume is only the average traffic volume during the traffic observation period, there is an instantaneous large fluctuation in traffic volume at a shorter time granularity, which is referred to as “short-time fluctuation” of traffic. Call. In order to avoid quality degradation, it is required to calculate not only the observed traffic volume, but also a band that can absorb short-time fluctuations.

本実施の形態では、前記の目的を達成するために、帯域共用型通信サービスにおいて、ユーザ単位のトラヒックのモデルとして「単体トラヒックモデル」を定義し、かつ、ユーザ単位のトラヒックが、同一の物理的な帯域共用型通信設備に重畳されたトラヒックモデルとして「多重トラヒックモデル」を定義し、両トラヒックモデルの成立を前提条件としている。   In the present embodiment, in order to achieve the above object, a “single traffic model” is defined as a traffic model for each user in the band sharing communication service, and the traffic for each user is the same physical A “multiple traffic model” is defined as a traffic model superimposed on a unique band-sharing communication facility, and it is assumed that both traffic models are established.

詳しくは後述するように、本実施の形態では、両トラヒックモデルの成立を前提条件とすることから導かれる理論に基づき、必要帯域が、従来技術に比べて、小さく算出されることになる。すなわち、本実施の形態に係る技術により、従来技術に比べて、より大きな事業収益をもたらす最適な通信帯域算出方法を提供することができる。   As will be described in detail later, in the present embodiment, the necessary bandwidth is calculated to be smaller than that of the prior art based on a theory derived from the assumption that both traffic models are established. In other words, the technique according to the present embodiment can provide an optimal communication bandwidth calculation method that brings greater business profits than the conventional technique.

以下、本実施の形態におけるトラヒックモデルについて説明する。   Hereinafter, the traffic model in the present embodiment will be described.

<単体トラヒックモデル>
まず、帯域共用型通信サービスにおける単体トラヒックモデルについて、図1を用いて詳細に説明する。
<Single traffic model>
First, a single traffic model in a band sharing communication service will be described in detail with reference to FIG.

単体トラヒックモデルとは、ユーザ単位のトラヒックモデルである。例えば、図1に示すとおり、当該ユーザの利用開始日以降に、通信サービスの利用が開始され、一定の期間が経過後、当該帯域共用型通信サービスの利用が日常化・平常化する。それに伴い、ユーザ単位に観測されるトラヒック量も、日々の平均値や標準偏差の数値が安定化する。つまり、将来の時点で、観測されるトラヒック量が急峻に増加することが起こる確率が小さくなっている、という特徴をもつと仮定するモデルである。   The single traffic model is a traffic model for each user. For example, as shown in FIG. 1, the use of the communication service is started after the use start date of the user, and the use of the shared bandwidth communication service becomes normal / normal after a certain period of time has passed. Along with this, the daily average value and the standard deviation are also stabilized in the traffic volume observed for each user. In other words, the model assumes that the probability that the observed traffic volume will increase sharply at a future time point is reduced.

前述の特徴を想定するに至る背景的な仮説は、例えば以下のように説明される。ユーザとして企業や法人の場合を考えると、決裁や稟議といった意思決定過程を経て、通信サービスの契約締結に至るため、契約内容は予め周到に準備され、実行の確実性を含めて精査されていることになる。従って、ユーザの通信利用が利用開始日よりも大きく遅れてしまうということは本来起こりにくい。故障等の不測の事態を除いて、利用開始日から一定期間が過ぎれば、予め利用を意図していた通信サービスの利用は確実に開始され、既に安定的・平常的に利用されるようになっている、と考えられる。   The background hypothesis leading to the assumption of the above-described features is explained as follows, for example. Considering the case of a company or corporation as a user, a decision is made on approval and deliberation, which leads to the conclusion of a communication service contract, so the contents of the contract are carefully prepared in advance and carefully examined, including the certainty of execution. It will be. Therefore, it is unlikely that the user's communication use will be delayed much after the use start date. Except for unforeseen circumstances such as breakdowns, when a certain period of time has passed from the start date of use, the use of the communication service intended for use has been started reliably and has already been used stably and normally. It is thought that.

同時に、ユーザのトラヒック量は、利用しようとする通信サービスや、利用が想定される人数や利用頻度を、可能な限り適切に評価した上で、当該トラヒック量を疎通させるためのユーザ帯域として決定されている、と考えられる。従って、ユーザ帯域に比べて、ユーザの通信利用の安定化後に実際に流れるトラヒック量が極端に小さいということは、本来起こりにくいということになる。   At the same time, the traffic volume of a user is determined as a user band for communicating the traffic volume after evaluating the communication service to be used, the number of people expected to be used, and the usage frequency as appropriately as possible. It is thought that. Therefore, the fact that the amount of traffic that actually flows after stabilization of the user's communication usage is extremely small compared to the user bandwidth is unlikely to occur.

結局、利用開始日に対する遅れと、ユーザ帯域が実際のトラヒック量に対して大幅な余剰であることは、経済活動の原理に従う企業にとっては、不要な支出となるため、これらの事態が起こらないように、企業統治の強い制御が恒常的に作用している、と考えられる。   In the end, delays relative to the start date of use and the fact that user bandwidth is significantly surplus with respect to the actual traffic volume are unnecessary expenditures for companies that follow the principles of economic activity, so these situations do not occur. In addition, strong control of corporate governance is thought to be constantly acting.

これが、単体トラヒックモデルが成立すると考える背景的な仮説である。ユーザが個人の場合であっても、事前の契約内容と通信利用の実態が可能な限り整合し、無駄な支出を削減するように、内省的な制御が働くと期待される。特に強調すべきポイントしては、実際のトラヒック量が大きい、すなわち、ユーザ帯域が大きければ大きいほど、利用開始日に対する遅れや、ユーザ帯域との乖離を小さくしようとする強い制御が働くことになるので、単体トラヒックモデルが導く理論のロバスト性に繋がると言うことである。   This is a background hypothesis that a single traffic model is established. Even if the user is an individual, it is expected that introspective control will work so that the prior contract contents and the actual use of communication are matched as much as possible and wasteful expenditure is reduced. The point that should be emphasized in particular is that the greater the actual traffic volume, that is, the greater the user bandwidth, the stronger the control will be to reduce the delay from the use start date and the deviation from the user bandwidth. Therefore, it means that it leads to the robustness of the theory led by the single traffic model.

ただし、単体トラヒックモデルにおいて、利用開始日から、通信サービスの利用が日常化し、観測トラヒック量の変動が安定化する日までの経過日数や、ユーザ帯域と、ユーザの通信利用の安定化後の観測トラヒック量の差分に相当する「余剰帯域」は、確定的でなく確率的な性質をもつため、管理設計対象の帯域共用型通信設備の観測トラヒック量を継続的に取得するだけでは得られない情報であり、通信帯域算出には利用できない。   However, in the single traffic model, the number of days elapsed from the start of use until the day when the use of the communication service becomes routine and the fluctuation of the observed traffic volume stabilizes, and the observation after stabilization of the user bandwidth and user communication use The “excess band” corresponding to the difference in traffic volume is not deterministic but probabilistic, so it cannot be obtained simply by continuously acquiring the observed traffic volume of the shared-bandwidth communication equipment subject to management design. And cannot be used for communication band calculation.

<多重トラヒックモデル>
次に、図2を用いて、多重トラヒックモデルを説明する。単体トラヒックモデルがユーザ単位に対応するトラヒックモデルを想定しているのに対して、多重トラヒックモデルは、同一の通信設備に収容されている複数のユーザに基づく通信サービスが多重されて形成されるトラヒックに対するトラヒックモデルである。
<Multiple traffic model>
Next, the multiple traffic model will be described with reference to FIG. Whereas the single traffic model assumes a traffic model corresponding to a user unit, the multiple traffic model is a traffic formed by multiplexing communication services based on a plurality of users accommodated in the same communication facility. Is a traffic model.

図2に示すように、本実施の形態では、多重トラヒックモデルは、「トラヒック成長期」(図2のAで示す期間)と「トラヒック安定期」(図2のBで示す期間)を持つことを仮定する。これについて、以下で詳しく説明する。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the multiple traffic model has a “traffic growth period” (period shown by A in FIG. 2) and a “traffic stable period” (period shown by B in FIG. 2). Assuming This will be described in detail below.

――トラヒック成長期の説明――
まず、多重トラヒックモデルのトラヒック成長期について説明する。ここでは、新規の帯域共用型通信設備に対してユーザは存在しないものとし、収容する各ユーザの利用開始日以降に通信トラヒックが当該帯域共用型通信設備に疎通を始める状況を想定する。
-Explanation of the traffic growth period-
First, the traffic growth period of the multiple traffic model will be described. Here, it is assumed that there is no user for the new shared bandwidth communication facility, and a situation is assumed in which communication traffic starts to communicate with the shared bandwidth communication facility after the use start date of each user accommodated.

このとき、管理設計対象の当該帯域共用型通信設備を疎通し、かつ、利用開始日を過ぎているユーザのユーザ帯域の総和を「総ユーザ帯域」として定義すると、まず、時間と共にユーザの収容が進むため、総ユーザ帯域が増加を始める。   At this time, if the sum of user bandwidths of users who have communicated with the bandwidth sharing type communication equipment to be managed and have passed the use start date is defined as “total user bandwidth”, first, the user accommodation with time As the process proceeds, the total user bandwidth begins to increase.

更に、各ユーザの観測トラヒック量のトラヒック変動は、前述した単体トラヒックモデルに従うとすれば、着目する当該帯域共用型通信設備に収容されている個々のユーザ単位に、利用開始日以降になれば、ユーザ帯域に依存するトラヒック量の疎通を速やかに開始する。そのため、当該帯域共用型通信設備に対して観測されるトラヒック量は、急速に増加する、つまり、トラヒック成長が観測される。このような、総ユーザ帯域の増加と、それに続いて観測されるトラヒック量の急速な増加の状況をトラヒック成長期と呼ぶ。   Furthermore, if the traffic fluctuation of the observed traffic amount of each user follows the single traffic model described above, if it is after the start date of use for each individual user unit accommodated in the concerned shared bandwidth communication facility, Quickly start communication of traffic volume depending on user bandwidth. For this reason, the traffic volume observed for the band-sharing communication facility increases rapidly, that is, traffic growth is observed. Such an increase in the total user bandwidth and the rapid increase in the traffic volume observed thereafter is called a traffic growth period.

――トラヒック安定期の説明――
次に、多重トラヒックモデルのトラヒック安定期について説明する。上述したように、着目する帯域共用型通信設備に対して、ユーザが収容され、利用開始日以降、順次トラヒックが疎通を始めるようになる。これが、トラヒック成長期である。
-Explanation of the stable period of traffic-
Next, the traffic stabilization period of the multiple traffic model will be described. As described above, the user is accommodated in the bandwidth sharing type communication facility to which attention is paid, and traffic starts to communicate sequentially after the use start date. This is the traffic growth period.

更に、収容されるトラヒック量の増加が進むにつれて、当該帯域共用型通信設備に追加収容される新規ユーザについて、その収容ユーザ数とユーザ帯域がともに、次第に少なくなってくる、と考えられる。その理由は、当該帯域共用型通信設備での通信サービス需要が一巡してしまうことにより、新規のユーザ数が減ってしまうことである。もうひとつの理由は、当該時点で当該帯域共用型通信設備の余剰帯域が相対的に小さくなっており、大きなユーザ帯域の新規ユーザを収容することができない状況になってしまい、結局は、十分に小さいユーザ帯域の新規収容に限って、新たに収容可能となるからである。これは、図2に示すように、総ユーザ帯域が増加しなくなる(横ばい)現象として観測できる。   Further, as the traffic volume accommodated increases, it is considered that both the number of accommodated users and the user bandwidth of the new user additionally accommodated in the shared bandwidth communication facility gradually decrease. The reason is that the number of new users is reduced due to the circulation of communication service demand in the shared bandwidth communication facility. Another reason is that the surplus bandwidth of the shared bandwidth communication facility is relatively small at that time, and it becomes impossible to accommodate new users with a large user bandwidth. This is because new accommodation is possible only for new accommodation of a small user band. As shown in FIG. 2, this can be observed as a phenomenon in which the total user bandwidth does not increase (flat).

同時に、当該帯域共用型通信設備に収容されており、利用開始日から一定以上の日数が経過している個々のユーザ単位では、単体トラヒックモデルに従うと考えられるので、それぞれ見込んだ通信サービスに対して日常的な利用を既に始めており、個々のトラヒック量の変動も小さく安定的になっていると考えられる。   At the same time, it is considered that each individual user who has been accommodated in the shared bandwidth communication facility and has passed a certain number of days from the start date of use will follow the single traffic model. Daily use has already begun, and fluctuations in individual traffic are considered to be small and stable.

従って、当該帯域共用型通信設備に収容されているユーザ全体に対応する観測トラヒック量についても増加しなくなり、その変動幅は比較的小さくなって安定していく現象が起こると想定する。その現象が起こっている条件では、その時点以降において、観測されるトラヒック量が急峻に増加することが起こる確率は小さくなっていると評価できる。これは、品質劣化リスクも小さくなっている状況とも評価できる。   Therefore, it is assumed that the observed traffic volume corresponding to the entire user accommodated in the band-sharing communication facility does not increase, and the fluctuation range becomes relatively small and stabilizes. Under the conditions where the phenomenon occurs, it can be evaluated that the probability that the observed traffic volume will increase sharply after that time is small. This can be evaluated as a situation in which the risk of quality deterioration is also reduced.

トラヒック安定期では、その時点以降において、状況変化が起こらなければ、観測されるトラヒック量が急峻に増加することが起こる確率、つまり、品質劣化のリスクが十分に小さくなっていると考えられるので、従来技術以上に、当該帯域共用型通信設備を有効に利用する運用が可能になる。   In the stable traffic period, if the situation does not change after that point, the probability that the observed traffic volume will increase sharply, that is, the risk of quality degradation is considered sufficiently small. Compared to the prior art, it is possible to operate the shared bandwidth communication equipment more effectively.

――トラヒック成長期とトラヒック安定期のサイクルの説明――
トラヒック安定期にある帯域共用型通信設備において、総ユーザ帯域に対して一定以上大きな割合の帯域を有するユーザが、収容の解除あるいは帯域の変更によって、当該帯域共用型通信設備から転出し、トラヒック量が失われて、当該帯域共用型通信設備に大きな余剰帯域が発生する状況が起こったものとする。
--Explanation of the cycle of traffic growth period and traffic stability period--
In a shared bandwidth communication facility in a stable traffic period, a user who has a certain percentage of the total user bandwidth moves out of the shared bandwidth communication facility by canceling the accommodation or changing the bandwidth. It is assumed that a situation occurs in which a large surplus bandwidth is generated in the shared bandwidth communication facility.

当該収容の解除あるいは帯域の変更のタイミング以降では、トラヒック安定期には収容出来なかった大きなユーザ帯域であっても収容することが可能となるので、当該帯域共有型通信設備への新規収容も再び活発化して、トラヒック成長期の状況が再現するものと考える。それに引き続いて、トラヒック安定期の状況も再現する。本実施の形態では、そのような再帰的構造をもつトラヒック成長期とトラヒック安定期の二つのモデルを仮定する。   Since it is possible to accommodate even a large user band that could not be accommodated during the traffic stabilization period after the release of the accommodation or the change of the band, new accommodation to the band-sharing communication facility is again possible. I think it will become more vigorous and reproduce the situation of the traffic growth period. Following that, the situation in the stable traffic period is also reproduced. In the present embodiment, two models having a recursive structure such as a traffic growth period and a traffic stable period are assumed.

これまでに説明した通り、帯域共用型通信サービスにおいて、単体トラヒックモデル及び多重トラヒックモデルの成立を前提条件として採用することにより、管理設計対象である帯域共用型通信設備に交互に排他的に起こる、トラヒック成長期とトラヒック安定期の現象の再帰的構造が仮定でき、それぞれの特徴・特性に着目することによって、トラヒック成長期とトラヒック安定期のそれぞれの状況に最適化した必要帯域算出アルゴリズム(必要帯域算出方法)を切り替えて用いることが可能となる。   As explained so far, in the band sharing type communication service, by adopting the establishment of the single traffic model and the multiple traffic model as a precondition, it occurs alternately and exclusively in the band sharing type communication equipment which is the management design target. Necessary bandwidth calculation algorithm (necessary bandwidth) optimized for each situation of traffic growth period and traffic stable period by assuming recursive structure of the phenomenon of traffic growth period and traffic stable period and paying attention to each feature / characteristic It is possible to switch the calculation method).

―トラヒック成長期とトラヒック安定期の中間的な状態が観測されることの説明――
上記までの説明においては、理解の容易さのため、単体トラヒックモデル及び多重トラヒックモデルに対して、トラヒック成長期とトラヒック安定期という排他的な2状態を仮定したが、現実世界のユーザの利用実態や、それに従うトラヒックには、前記モデルのように、排他的に判定可能な理想的な成長期と安定期は、陽に存在するものではない。現実世界で観測されるトラヒック量には、トラヒック量の増加速度が相対的に大きな状態(トラヒック成長期に相当)と、トラヒック量の増加速度が極めて小さい状態(トラヒック安定期に相当)の両極端な状態であることは、かえって希有な状態であり、その2つの状態の中間として、トラヒックの増加速度が相対的に中程度な状態が連続的に存在するのであって、そのような連続状態空間の状態推移として、トラヒック量やその変動は観測されるに過ぎない。
―Explanation that an intermediate state between traffic growth period and traffic stabilization period is observed―
In the above description, for the sake of easy understanding, two exclusive states of a traffic growth period and a traffic stable period are assumed for the single traffic model and the multiple traffic model. In addition, the ideal growth period and stable period that can be determined exclusively, as in the above model, do not exist explicitly in the traffic that follows the traffic. The amount of traffic observed in the real world is extremely extreme when the rate of increase of traffic is relatively large (corresponding to the traffic growth period) and when the rate of increase of traffic is extremely small (corresponding to the stable period of traffic). Being a state is rather a rare state, and as a middle state between the two states, there is a continuous state where the rate of increase in traffic is relatively moderate. As the state transition, traffic volume and its fluctuation are only observed.

しかしながら、トラヒック成長期とトラヒック安定期を理論モデルかつ背景メカニズムとして想定することで、安定期に至る時間的な経過のうちに、そのトラヒック変動が自ずから小さくなるというモデル仮説が、設備コスト削減のために本質的に重要なアイデアであって、本実施の形態では、従来技術に比べて、より経済的に帯域共用型通信設備の設計・運用・管理を実現することができる。   However, by assuming the traffic growth period and the traffic stable period as a theoretical model and background mechanism, the model hypothesis that the traffic fluctuations naturally become smaller in the course of time until the stable period is reached is to reduce equipment costs. In this embodiment, the design, operation, and management of a shared bandwidth communication facility can be realized more economically than in the prior art.

(実施の形態の詳細)
以下、本実施の形態の詳細な内容について図面を参照して説明する。
(Details of the embodiment)
Hereinafter, the detailed contents of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

本実施の形態では、帯域の算出の実行が、一定の期間を単位に、継続して実施される状況を想定する。つまり、例えば、一カ月あるいは一週間といった、一定期間を周期として、必要となる帯域を算出するものとする。同様に、帯域を算出するための観測トラヒック量についても、一定周期分の測定データを集めて統計処理等が実施されるものとする。   In the present embodiment, a situation is assumed in which execution of bandwidth calculation is continuously performed in units of a certain period. That is, for example, a necessary bandwidth is calculated with a certain period as a cycle, such as one month or one week. Similarly, with respect to the observed traffic amount for calculating the band, it is assumed that statistical processing or the like is performed by collecting measurement data for a certain period.

本実施の形態では、帯域算出を実行する時点を「設計時点」と呼ぶが、当然、観測期間に比べて設計時点は未来であり、設計目標期間に比べて設計時点は過去の関係になる。なお、本実施の形態における「観測期間」や「設計目標期間」における「期間」とは、時間の幅のみならず、時点の概念も含むものである。   In the present embodiment, the time point when the bandwidth calculation is performed is referred to as a “design time point”. Naturally, the design time point is the future compared to the observation period, and the design time point is a past relationship compared to the design target period. The “observation period” and the “design target period” in the present embodiment include not only the time width but also the concept of time.

<全体構成>
図3は、本実施の形態における帯域算出の処理を行う通信帯域算出装置10を含む全体構成を示すブロック図である。図3に示す通信帯域算出装置10は、例えば、全体としてコンピュータを用いたサーバ装置等の情報処理装置からなる。図3に示すように、通信帯域算出装置10は、通信ネットワーク20から当該通信ネットワークのノード構成やトポロジ、回線帯域情報等のネットワーク情報41を取得し、帯域共用型通信サービスを管理運用するオペレーションシステム23からユーザ情報42を取得し、更に、管理設計対象の帯域共用型通信設備30及びノード21、22等から、トラヒック情報43を取得する。
<Overall configuration>
FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration including the communication band calculation device 10 that performs the band calculation process in the present embodiment. The communication band calculation device 10 shown in FIG. 3 is composed of an information processing device such as a server device using a computer as a whole. As shown in FIG. 3, the communication band calculation device 10 acquires network information 41 such as the node configuration, topology, and line band information of the communication network from the communication network 20 and manages and operates a shared band communication service. 23, the user information 42 is acquired, and the traffic information 43 is acquired from the shared bandwidth communication equipment 30 and the nodes 21 and 22 to be managed and designed.

通信帯域算出装置10は、これらの情報に基づいて、帯域共用型通信設備30を管理設計対象とした将来の設計目標期間における、帯域共用型通信サービスの利用により発生するトラヒックについて、サービス品質の劣化を起こすことなく疎通を担保するために必要な通信帯域を算出する機能を有している。   Based on these pieces of information, the communication band calculation device 10 deteriorates service quality for traffic generated by using the band sharing communication service in the future design target period for the band sharing communication facility 30 as a management design target. It has a function of calculating a communication band necessary for ensuring communication without causing communication.

<帯域共用型通信設備30について>
通信帯域算出装置10の構成を説明する前に、まず、帯域算出の対象となる帯域共用型通信設備30について説明する。
<About the bandwidth sharing type communication equipment 30>
Before describing the configuration of the communication band calculation device 10, first, the band sharing type communication facility 30 that is a target of band calculation will be described.

図4に、帯域共用型通信設備30の構成例を示す。図4に示すように、帯域共用型通信設備30は、複数のユーザの回線を収容することが可能である。ユーザ帯域は、一般には規格化されており、それぞれの規格を「帯域カテゴリ」と呼ぶことにすると、図4の例では、3種類の帯域カテゴリである帯域カテゴリ31、32、33が、それぞれ、10Mbps未満、10Mbps以上100Mbps未満、100Mbps以上1000Mbps未満と規格化されていて、当該帯域共用型通信設備30に収容されている。これらユーザ帯域を持つ複数回線のトラヒックが重畳されて、帯域共用型通信設備30により疎通がなされる。   FIG. 4 shows a configuration example of the band sharing type communication facility 30. As shown in FIG. 4, the shared bandwidth communication facility 30 can accommodate multiple user lines. The user bands are generally standardized. If each standard is referred to as a “band category”, in the example of FIG. 4, band categories 31, 32, and 33, which are three types of band categories, It is standardized to be less than 10 Mbps, 10 Mbps or more and less than 100 Mbps, or 100 Mbps or more and less than 1000 Mbps, and is accommodated in the shared bandwidth communication facility 30. The traffic of a plurality of lines having these user bands is superimposed and communicated by the band sharing type communication facility 30.

図5は、帯域共用型通信設備30に収容される帯域カテゴリ毎の収容回線数の例を示す。図5に示すように、この例では、帯域カテゴリ31である10Mbps未満の収容回線数は200回線、帯域カテゴリ32である10Mbps以上100Mbps未満の収容回線数は10回線、帯域カテゴリ33である100Mbps以上1000Mbps未満の収容回線数は3回線である。なお、帯域共用型通信設備30により通信回線が構成されるので、帯域共用型通信設備30を通信回線と称してもよい。   FIG. 5 shows an example of the number of accommodated lines for each bandwidth category accommodated in the shared bandwidth communication facility 30. As shown in FIG. 5, in this example, the number of accommodated lines less than 10 Mbps, which is the bandwidth category 31, is 200 lines, the number of accommodated lines is 10 lines, which is the bandwidth category 32 and less than 100 Mbps, 10 lines, and the bandwidth category 33 is more than 100 Mbps. The number of accommodated lines less than 1000 Mbps is three lines. Since the communication line is configured by the band sharing communication facility 30, the band sharing communication facility 30 may be referred to as a communication line.

<通信帯域算出装置10の構成>
次に、図3を参照して、本実施の形態に係る通信帯域算出装置10の構成について詳細に説明する。
<Configuration of Communication Band Calculating Device 10>
Next, with reference to FIG. 3, the configuration of communication band calculating apparatus 10 according to the present embodiment will be described in detail.

通信帯域算出装置10には、主な機能部として、通信インターフェース部11(以下、通信I/F部11とする)、操作入力部12、画面表示部13、ネットワーク情報データベース(以下、ネットワーク情報DB14とする)、記憶部15、及び、演算処理部16が設けられており、内部通信バスBを介して接続され、相互に情報の送受信が可能な機能を有している。なお、図3に示す通信帯域算出装置10の構成は一例に過ぎない。本実施の形態で説明する必要帯域算出処理を実行できる構成であれば、通信帯域算出装置10はどのような構成を有していてもよい。   The communication band calculation device 10 includes, as main functional units, a communication interface unit 11 (hereinafter referred to as a communication I / F unit 11), an operation input unit 12, a screen display unit 13, a network information database (hereinafter referred to as a network information DB 14). ), A storage unit 15 and an arithmetic processing unit 16 are provided, which are connected via the internal communication bus B and have a function capable of transmitting and receiving information to and from each other. Note that the configuration of the communication band calculation device 10 shown in FIG. 3 is merely an example. The communication band calculation device 10 may have any configuration as long as it can execute the necessary band calculation processing described in the present embodiment.

通信I/F部11は、専用のデータ通信回路からなり、通信ネットワーク20のノード21、22やオペレーションシステム23等の外部装置との間で相互に通信を行う機能を有している。   The communication I / F unit 11 includes a dedicated data communication circuit, and has a function of performing mutual communication with external devices such as the nodes 21 and 22 and the operation system 23 of the communication network 20.

操作入力部12は、キーボードやマウス等の操作入力装置からなり、オペレータからの入力操作を検出して、演算処理部16へ出力する機能を有している。   The operation input unit 12 includes an operation input device such as a keyboard and a mouse, and has a function of detecting an input operation from the operator and outputting the operation to the arithmetic processing unit 16.

画面表示部13は、画面表示装置であって、演算処理部16からの指示に応じて操作メニューや算出結果等の各種情報を画面表示する機能を有している。   The screen display unit 13 is a screen display device and has a function of displaying various information such as operation menus and calculation results on the screen in accordance with instructions from the arithmetic processing unit 16.

ネットワーク情報DB14は、ハードディスク等の記憶装置からなり、演算処理部16での必要帯域算出処理に用いる各種処理情報を保存蓄積する機能を有している。   The network information DB 14 includes a storage device such as a hard disk, and has a function of storing and storing various processing information used for necessary bandwidth calculation processing in the arithmetic processing unit 16.

記憶部15は、ハードディスクやメモリ等の記憶装置からなり、演算処理部16での必要帯域算出処理に用いる各種処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。   The storage unit 15 includes a storage device such as a hard disk and a memory, and has a function of storing various processing information and programs used for necessary bandwidth calculation processing in the arithmetic processing unit 16.

演算処理部16は、CPU等のマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部15のプログラムを読み込み、ネットワーク情報DB14から、処理に必要となるネットワーク情報41、ユーザ情報42、トラヒック情報43を適宜に取得し、必要帯域を算出するための各種演算処理を実行する機能と、算出した当該必要帯域をネットワーク情報DB14等に出力する機能、とを有する。   The arithmetic processing unit 16 has a microprocessor such as a CPU and its peripheral circuits, reads a program in the storage unit 15, and appropriately receives network information 41, user information 42, and traffic information 43 necessary for processing from the network information DB 14. And a function of executing various arithmetic processes for calculating the necessary bandwidth and a function of outputting the calculated necessary bandwidth to the network information DB 14 and the like.

より具体的には、図3に示すとおり、演算処理部16は、情報取得部16A、トラヒック利用率算出部16B、必要帯域算出部16C、及び観測周期最適化部16Dを有する。これら各機能部の処理動作の詳細については後述する。   More specifically, as shown in FIG. 3, the arithmetic processing unit 16 includes an information acquisition unit 16A, a traffic utilization rate calculation unit 16B, a necessary bandwidth calculation unit 16C, and an observation cycle optimization unit 16D. Details of the processing operations of these functional units will be described later.

また、本実施の形態に係る通信帯域算出装置10は、1つ又は複数のコンピュータに、本実施の形態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することも可能である。すなわち、通信帯域算出装置10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、通信帯域算出装置10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。   Further, the communication band calculation device 10 according to the present embodiment can be realized by causing one or a plurality of computers to execute a program describing the processing contents described in the present embodiment. That is, the function of the communication band calculation device 10 is to execute a program corresponding to the processing executed in the communication band calculation device 10 using hardware resources such as a CPU, memory, and hard disk built in the computer. Can be realized. Further, the program can be recorded on a computer-readable recording medium (portable memory or the like), stored, or distributed. It is also possible to provide the program through a network such as the Internet or electronic mail.

<演算処理部16の処理動作>
次に、図6のフロー図を参照して、演算処理部16の必要帯域算出処理について詳細に説明する。以下では、図6に示すステップ番号の手順に沿って各機能部により実施される処理を説明する。
<Processing Operation of Arithmetic Processing Unit 16>
Next, the necessary bandwidth calculation processing of the arithmetic processing unit 16 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. Below, the process implemented by each function part is demonstrated along the procedure of the step number shown in FIG.

ステップS110、S120)まず、情報取得部16Aは、設計管理の対象となる帯域共用型通信設備30に関して、帯域算出のための演算に必要となる、ネットワーク情報41、ユーザ情報42、トラヒック情報43を取得して(ステップS110)、これらの情報をネットワーク情報DB14に保存する(ステップS120)。   Steps S110 and S120) First, the information acquisition unit 16A obtains the network information 41, the user information 42, and the traffic information 43, which are necessary for the calculation for the bandwidth calculation, with respect to the shared bandwidth communication facility 30 that is the target of design management. The information is acquired (step S110) and stored in the network information DB 14 (step S120).

ネットワーク情報41には、帯域共用型通信設備30を含む通信ネットワーク20の通信設備の帯域(インタフェース速度)が含まれる。   The network information 41 includes the bandwidth (interface speed) of communication facilities of the communication network 20 including the shared bandwidth communication facility 30.

ユーザ情報42には、帯域共用型通信設備30に収容されている、あるいは、将来収容する予定になっている全ての契約(ユーザ)の集合Sに含まれる任意の契約i(∈S)についてのユーザ帯域Biと利用開始日diが含まれる。ユーザ情報の全体を{Bi,di}とする。   The user information 42 includes information on an arbitrary contract i (εS) included in the set S of all contracts (users) that are accommodated in the shared bandwidth communication facility 30 or that are scheduled to be accommodated in the future. The user band Bi and the use start date di are included. Assume that the entire user information is {Bi, di}.

トラヒック情報43には、帯域共用型通信設備30を管理設計対象として、予め規定された観測周期によって長期間にわたり継続的に測定された観測トラヒック量の時系列データが含まれる。観測期間tにおける帯域共用型通信設備30のトラヒック量をy(t)とし、その時系列データとしての集合を{y(t)}とする。これを観測期間tにおける観測トラヒック量の時系列データ、あるいは、単に、観測トラヒック量と呼ぶことにする。   The traffic information 43 includes time-series data of the observed traffic volume that is continuously measured over a long period of time with a pre-specified observation period for the shared bandwidth communication facility 30 as a management design target. Let y (t) be the traffic amount of the shared bandwidth communication facility 30 during the observation period t, and let {y (t)} be the set as the time-series data. This is referred to as time-series data of the observed traffic volume during the observation period t, or simply as the observed traffic volume.

ステップS210)次に、トラヒック利用率算出部16Bが、ネットワーク情報DB14から管理設計対象の帯域共用型通信設備30に関する観測トラヒック量{y(t)}及びユーザ情報{Bi,di}を取得する。   Step S210) Next, the traffic utilization rate calculation unit 16B obtains the observed traffic amount {y (t)} and user information {Bi, di} regarding the shared bandwidth communication facility 30 to be managed and designed from the network information DB 14.

ステップS220〜S240)そして、トラヒック利用率算出部16Bは、観測トラヒック量{y(t)}を用いて、観測期間t0に対応するトラヒック代表値x(t0)を算出し(ステップS220)、帯域共用型通信設備30において、当該トラヒック代表値x(t0)に対応する、観測期間t0において実際に利用されている回線のユーザ帯域の総和である総ユーザ帯域を対象としたトラヒック利用率である、トラヒック利用率x(t0)を算出し(ステップS230)、観測期間t0までには利用開始されていないが、将来の設計目標期間t1までに新たに利用開始日をむかえる契約に対して想定するトラヒック利用率である、期待利用率e(t1)を算出する(ステップS240)。 Steps S220 to S240) Then, the traffic utilization rate calculation unit 16B calculates the traffic representative value x (t0) corresponding to the observation period t0 using the observed traffic volume {y (t)} (step S220), and the bandwidth. In the shared communication facility 30, it is a traffic utilization rate for the total user bandwidth corresponding to the traffic representative value x (t0), which is the total user bandwidth of the line actually used in the observation period t0. A traffic usage rate x r (t0) is calculated (step S230), and the usage is not started by the observation period t0, but the contract is assumed to have a new use start date by the future design target period t1. An expected usage rate e r (t1), which is a traffic usage rate, is calculated (step S240).

なお、本実施の形態では、例として、1つの観測期間t0を用いた必要帯域算出処理を説明しているが、時系列の複数の観測期間のそれぞれを用いて必要帯域算出を行ってもよい。   In the present embodiment, as an example, the necessary bandwidth calculation process using one observation period t0 is described, but the necessary bandwidth calculation may be performed using each of a plurality of time-series observation periods. .

ステップS250)トラヒック利用率算出部16Bは、ステップS230で算出したトラヒック利用率x(t0)と、ステップS240で算出した期待利用率e(t1)をネットワーク情報DB14に格納する。 Step S250) The traffic usage rate calculation unit 16B stores the traffic usage rate x r (t0) calculated in step S230 and the expected usage rate er (t1) calculated in step S240 in the network information DB 14.

――ステップS220の詳細――
上述したステップS220におけるトラヒック代表値x(t0)の算出について詳細に説明する。
-Details of step S220-
The calculation of the traffic representative value x (t0) in step S220 described above will be described in detail.

本実施の形態では、トラヒック代表値x(t0)は、管理設計対象の帯域共用型通信設備30に対して、観測期間中に測定された観測トラヒック量の時系列データ{y(t)}を、降順に並べ直したものに対して、予め指定された上位から第k番目に大きな観測トラヒック量として定義されるものとしている。   In the present embodiment, the traffic representative value x (t0) is the time-series data {y (t)} of the observed traffic amount measured during the observation period for the shared bandwidth communication facility 30 to be managed and designed. In this case, the rearranged descending order is defined as the kth largest observed traffic amount from the upper level designated in advance.

すなわち、トラヒック代表値x(t0)は、以下の式(1)で定義される。   That is, the traffic representative value x (t0) is defined by the following equation (1).

Figure 0006258900
ただし、式(1)において、関数DecendingOrder(A,i)は、第1引数である実数の集合Aに対して、降順に並べ直しを行い、第2引数である正の整数iで指定される上位から第i番目の実数を出力とする関数である。
Figure 0006258900
However, in Expression (1), the function DescendingOrder (A, i) is rearranged in descending order with respect to the set A of real numbers as the first argument, and is specified by a positive integer i as the second argument. This function outputs the i-th real number from the top.

具体的な例を挙げて説明すると、着目する帯域共用型通信設備30のトラヒック観測が、観測周期が5分で、観測期間が1週間単位の場合、観測期間ごとに約2000ポイント(正確には、12×24×7=2016回)の観測トラヒックデータが得られる。観測期間t0における観測トラヒック量{y(t)}を降順に並べ直し、例えば、上位から第20番目の観測トラヒック量として、トラヒック代表値x(t0)を定義するものとする。   To explain with a specific example, when the traffic observation of the bandwidth sharing type communication facility 30 of interest is an observation cycle of 5 minutes and an observation period of one week, about 2000 points (to be exact, , 12 × 24 × 7 = 2016 times) observation traffic data is obtained. The observed traffic amount {y (t)} in the observation period t0 is rearranged in descending order, and for example, the traffic representative value x (t0) is defined as the twentieth observed traffic amount from the top.

当該トラヒック代表値x(t0)は、観測期間t0の観測トラヒック量{y(t)}を分布としたときに、分布の裾側から1%点(分布の全体側からは99%点)に等しい。   The traffic representative value x (t0) is 1% point from the bottom of the distribution (99% point from the entire distribution side) when the observed traffic amount {y (t)} in the observation period t0 is distributed. equal.

既に説明したように、ステップS220では、ステップS210で取得した観測トラヒック量{y(t)}を用いて、上記の処理に従い、観測期間t0に対応するトラヒック代表値x(t0)を算出する。   As already described, in step S220, the traffic representative value x (t0) corresponding to the observation period t0 is calculated according to the above processing using the observed traffic volume {y (t)} acquired in step S210.

――ステップS230の詳細――
次に、ステップS230におけるトラヒック利用率x(t0)の算出について詳細に説明する。
-Details of step S230-
Next, the calculation of the traffic usage rate x r (t0) in step S230 will be described in detail.

トラヒック代表値x(t0)に対応するトラヒック利用率x(t0)は、以下の式(2)で定義される。式(2)において、トラヒック利用率x(t0)の算出対象である帯域共用型通信設備30に収容されており、かつ、観測期間t0において利用開始されている契約の集合をS(t0)とし、契約iのユーザ帯域をBiとしている。 The traffic utilization rate x r (t0) corresponding to the traffic representative value x (t0) is defined by the following equation (2). In Equation (2), a set of contracts that are accommodated in the shared bandwidth communication facility 30 that is the target of calculation of the traffic utilization rate x r (t0) and that have started to be used in the observation period t0 is S (t0). And the user band of the contract i is Bi.

Figure 0006258900
ただし、上記式(2)で算出するトラヒック利用率x(t0)では、観測されるトラヒック量の絶対値が小さいとき等において、非常に不安定な数値を算出することがあるため、予め指定している上限値ub、あるいは、下限値lbによって、以下の式(3)に基づき、補正後のトラヒック利用率xrB(t0)を算出し、以降の処理で用いるトラヒック利用率として当該補正後のトラヒック利用率を使用してもよい。
Figure 0006258900
However, the traffic utilization rate x r (t0) calculated by the above equation (2) may calculate a very unstable value when the absolute value of the observed traffic volume is small. Based on the upper limit value ub or the lower limit value lb, the corrected traffic usage rate x rB (t0) is calculated based on the following formula (3), and the corrected traffic usage rate used in the subsequent processing is calculated. May be used.

Figure 0006258900
本実施の形態では、補正後のトラヒック利用率xrB(t0)を、改めて、トラヒック利用率x(t0)とする。つまり、以降の説明において、トラヒック利用率x(t0)は、補正後のトラヒック利用率xrB(t0)を意味する。
Figure 0006258900
In the present embodiment, the corrected traffic usage rate x rB (t0) is changed to the traffic usage rate x r (t0). That is, in the following description, the traffic usage rate x r (t0) means the corrected traffic usage rate x rB (t0).

――ステップS240の詳細――
次に、ステップS240における期待利用率e(t1)の算出について詳細に説明する。
-Details of step S240-
Next, the calculation of the expected utilization rate er (t1) in step S240 will be described in detail.

帯域共用型通信設備30に対して、現時点(観測期間t0の時点)では利用開始されていないが、現時点から将来の設計目標期間までに新たに利用開始日をむかえるユーザを、ここでは、「設計目標期間の新規ユーザ」と呼ぶ。   A user who has not started to use the bandwidth sharing type communication facility 30 at the present time (at the time of the observation period t0) but has a new start date from the present time to the future design target period, It is called a “new user for the target period”.

将来の設計目標期間t1での新規ユーザに基づくトラヒック量による、当該ユーザ帯域に対するトラヒック利用率を期待利用率e(t1)と呼ぶ。 The traffic utilization rate for the user band based on the traffic amount based on the new user in the future design target period t1 is referred to as an expected utilization rate er (t1).

期待利用率e(t1)は、帯域共用型通信設備30に収容され、かつ、既に利用開始しているユーザのトラヒック利用率x(t0)を参考値と考えた上、適切な余裕分の利用率を加算する必要がある。 The expected usage rate e r (t1) is an appropriate margin based on the traffic usage rate x r (t0) of the user who has been accommodated in the shared bandwidth communication facility 30 and has already begun to use. It is necessary to add the utilization rate.

そのため、適切な係数cq(>1)と、最低限考慮すべきトラヒック利用率ur(>0)を用いて、以下の式(4)で算出するものとする。   Therefore, it is assumed that the following equation (4) is used by using an appropriate coefficient cq (> 1) and a traffic utilization rate ur (> 0) that should be considered at the minimum.

Figure 0006258900
ただし、式(4)において、関数Maxは、当該関数の引数のうち、最大の引数を値として出力する関数である。
Figure 0006258900
However, in Expression (4), the function Max is a function that outputs the maximum argument among the arguments of the function as a value.

次に、必要帯域算出部16Cにより実施される必要帯域算出処理について説明する。必要帯域算出部16Cにより実施される必要帯域算出処理に関し、本実施の形態では、第1の例と第2の例がある。以下ではまず、第1の例について説明し、第2の例については後述する。図7に示すように、第1の例における必要帯域算出部16Cは、状態判定部16Ca、成長期被観測帯域算出部16Cb、安定期被観測帯域算出部16Cc、短時間変動評価部16Cd、及び算出パラメータ最適化部16Ceを有する。第1の例における必要帯域算出処理は、適宜これらの機能部により行われるものである。以下、図6のステップS310以降の必要帯域算出処理について、ステップの番号に沿って説明する。   Next, the required bandwidth calculation process performed by the required bandwidth calculation unit 16C will be described. Regarding the required bandwidth calculation process performed by the required bandwidth calculation unit 16C, the present embodiment includes a first example and a second example. In the following, the first example will be described first, and the second example will be described later. As shown in FIG. 7, the necessary bandwidth calculation unit 16C in the first example includes a state determination unit 16Ca, a growth period observed band calculation unit 16Cb, a stable period observed band calculation unit 16Cc, a short-term fluctuation evaluation unit 16Cd, and A calculation parameter optimization unit 16Ce is included. The necessary bandwidth calculation process in the first example is appropriately performed by these functional units. In the following, the necessary bandwidth calculation processing after step S310 in FIG. 6 will be described along with step numbers.

ステップS310)必要帯域算出部16Cは、ネットワーク情報DB14から、管理設計対象の帯域共用型通信設備30の観測トラヒック量{y(t)}とユーザ情報{Bi,di}に加えて、トラヒック利用率x(t0)と、期待利用率e(t1)とを入力情報として取得する。 Step S310) The necessary bandwidth calculation unit 16C, in addition to the observed traffic volume {y (t)} and the user information {Bi, di} of the shared network communication facility 30 to be managed and designed, from the network information DB 14 x r (t0) and the expected usage rate e r (t1) are acquired as input information.

ステップS320)状態判定部16Caは、管理設計対象の帯域共用型通信設備30の観測トラヒック量{y(t)}とユーザ情報{Bi,di}に加えて、トラヒック利用率x(t0)と、期待利用率e(t1)に基づき、将来の設計目標期間t1における管理設計対象の帯域共用型通信設備30に多重されたトラヒックがトラヒック成長期であるか、又は、トラヒック安定期であるかを判定する。 Step S320) In addition to the observed traffic amount {y (t)} and user information {Bi, di} of the shared bandwidth communication facility 30 to be managed and designed, the state determination unit 16Ca determines the traffic utilization rate x r (t0). Based on the expected utilization rate e r (t1), whether the traffic multiplexed in the shared bandwidth communication facility 30 to be managed and designed in the future design target period t1 is in the traffic growth period or the traffic stable period Determine.

以下、ステップS320における上記判定処理を詳細に説明する。   Hereinafter, the determination process in step S320 will be described in detail.

本実施の形態では、これまでに説明した通り、管理設計対象の帯域共用型通信設備30に多重されたトラヒックの状態は、トラヒック成長期とトラヒック安定期のどちらかの状態に排他的に分類されるものと考える。帯域共用型通信設備30の新設時点、つまり、ユーザを全く収容していない時点では、トラヒック成長期と定義しているため、トラヒック成長期からトラヒック安定期への移行を判定する条件と、トラヒック安定期からトラヒック成長期への移行を判定する条件を定義することにより、帯域共用型通信設備30の状態が、トラヒック成長期あるいはトラヒック安定期のどちらの状態であるかを排他的に判定することが可能になる。   In the present embodiment, as described above, the state of traffic multiplexed on the shared bandwidth communication facility 30 to be managed and designed is classified exclusively as one of the traffic growth period and the traffic stable period. I think. At the time when the shared bandwidth communication facility 30 is newly installed, that is, when no users are accommodated, it is defined as the traffic growth period. Therefore, the conditions for judging the transition from the traffic growth period to the traffic stable period and the traffic stability By defining a condition for determining the transition from the period to the traffic growth period, it is possible to exclusively determine whether the state of the shared bandwidth communication facility 30 is the traffic growth period or the traffic stable period. It becomes possible.

――トラヒック成長期からトラヒック安定期への移行判定条件――
以下の2条件が同時に成立するとき、トラヒック成長期からトラヒック安定期へ移行すると判定する。つまり、以下の2条件が同時に成立するとき、帯域共用型通信設備30の状態はトラヒック安定期であると判定される。
-Judgment criteria for transition from traffic growth period to traffic stabilization period-
When the following two conditions are satisfied simultaneously, it is determined that the traffic growth period shifts to the traffic stabilization period. That is, when the following two conditions are satisfied at the same time, it is determined that the state of the shared bandwidth communication facility 30 is a traffic stable period.

(条件1)
時期tで利用されているユーザの集合S(t)に対して定義できる総ユーザ帯域B(t)を、以下の式(5)で定義する。
(Condition 1)
The total user bandwidth B (t) that can be defined for the set of users S (t) used at time t is defined by the following equation (5).

Figure 0006258900
条件1は、観測期間t0の総ユーザ帯域B(t0)と比べて設計目標期間t1の総ユーザ帯域B(t1)がほとんど増加しないという条件を満たすことである。つまり、総ユーザ帯域の増加速度がある定数パラメータより小さくなるという条件を満たすことである。この条件1は、適切な定数dを用いて、以下の式(6)で定式化される。
Figure 0006258900
Condition 1 is that the total user band B (t1) in the design target period t1 hardly increases as compared with the total user band B (t0) in the observation period t0. That is, the condition that the increase rate of the total user bandwidth is smaller than a certain constant parameter is satisfied. This condition 1 is formulated by the following equation (6) using an appropriate constant d.

Figure 0006258900
(条件2)
ネットワーク情報DB14から取得した観測トラヒック量{y(t)}に基づき、帯域共用型通信設備30に対する、観測期間t0における直近の過去L日間の移動平均μ(t0)と移動標準偏差σ(t0)を算出する。
Figure 0006258900
(Condition 2)
Based on the observed traffic volume {y (t)} acquired from the network information DB 14, the moving average μ L (t0) and the moving standard deviation σ L (for the most recent past L days in the observation period t0 for the shared bandwidth communication facility 30 ( t0) is calculated.

トラヒック安定期とは、当該移動平均μ(t0)と当該移動標準偏差σ(t0)の数値的な変動幅が、両方とも小さくなることであるので、条件2は、それらの変動幅が十分に小さくなることを具体的な条件とし、以下の式(7)で定式化する。ここで、L、Δt、αμ、ασは、適切な定数とする。 The traffic stable period means that the numerical fluctuation ranges of the moving average μ L (t0) and the moving standard deviation σ L (t0) are both small. It is formulated by the following formula (7) under a specific condition that it is sufficiently small. Here, L, Δt, α μ , and α σ are appropriate constants.

Figure 0006258900
――トラヒック安定期からトラヒック成長期への移行判定条件――
トラヒック安定期からトラヒック成長期への移行判定条件は、トラヒック成長期からトラヒック安定期への移行判定条件が成立しなくなることで定義するものとする。つまり、上記の2条件の少なくとも1つが成立しないときに、帯域共用型通信設備30の状態はトラヒック成長期であると判定される。
Figure 0006258900
--Conditions for judging the transition from the stable traffic period to the traffic growth period-
The transition determination condition from the traffic stable period to the traffic growth period is defined by the fact that the transition determination condition from the traffic growth period to the traffic stable period is not satisfied. That is, when at least one of the above two conditions is not satisfied, it is determined that the state of the shared bandwidth communication facility 30 is in the traffic growth period.

以下で、管理設計対象である帯域共用型通信設備30に対して、将来の設計目標期間で品質確保するために必要となる帯域について、より具体的に説明する。   Hereinafter, the bandwidth necessary for ensuring the quality in the future design target period for the shared bandwidth communication facility 30 that is the management design target will be described more specifically.

――短時間変動評価の説明――
まず、観測されるトラヒック量は、予め設定された観測周期の間に、帯域共用型通信設備30を疎通するトラヒック量の平均値である。そのため、当該観測周期に比べて極めて短い時間間隔で測定することを仮定した場合には、当該平均値に比べて高いトラヒック量が測定されることになる。この対応関係の評価を、本実施の形態では、「短時間変動評価」と呼び、測定できないトラヒック変動にも品質劣化を起こさないために必要となる帯域を求めることとしている。
-Explanation of short-term fluctuation assessment-
First, the observed traffic volume is an average value of the traffic volume that communicates with the shared bandwidth communication facility 30 during a preset observation period. Therefore, when it is assumed that the measurement is performed at an extremely short time interval compared to the observation period, a traffic amount higher than the average value is measured. In the present embodiment, this correspondence evaluation is referred to as “short-time fluctuation evaluation”, and a band necessary for preventing quality deterioration even in traffic fluctuation that cannot be measured is obtained.

本実施の形態では、これまでに説明したように、帯域には、観測されるトラヒック量と直接比較可能な意味での帯域と、観測できないトラヒック量の短時間変動を吸収できる意味での帯域があり、両者の違いを明確にするため、前者の意味での帯域を、「被観測帯域」と呼び、後者の意味での帯域を、「短時間変動を考慮した必要帯域」、あるいは、単に「必要帯域」と呼ぶものとする。   In the present embodiment, as described above, there are bands in the sense that can be directly compared with the observed traffic volume and bands that can absorb short-term fluctuations in the traffic volume that cannot be observed. Yes, in order to clarify the difference between the two, the band in the former sense is called “observed bandwidth”, and the bandwidth in the latter sense is called “required bandwidth considering short-term fluctuations”, or simply “ It shall be called “required bandwidth”.

上述のように、本実施の形態では、各帯域共用型通信設備30は、トラヒック成長期あるいはトラヒック安定期に排他的に判定することができ、それぞれのトラヒックモデルの特徴に従うと考えるため、将来の設計目標期間においては、それぞれ被観測帯域の数値は異なることになる。従って、成長期に従う被観測帯域を「成長期被観測帯域」と呼び、安定期に従う被観測帯域を「安定期被観測帯域」と呼ぶものとする。   As described above, in this embodiment, each band-sharing communication facility 30 can be determined exclusively during the traffic growth period or the traffic stable period, and is considered to follow the characteristics of each traffic model. During the design target period, the values of the observed bands are different. Therefore, the observed band according to the growth period is referred to as “growth period observed band”, and the observed band according to the stable period is referred to as “stable period observed band”.

観測期間t0とし、管理設計対象の帯域共用型通信設備30に対して、将来の設計目標期間t1における必要帯域をF(t1)とする。将来の設計目標期間t1における必要帯域F(t1)は、被観測帯域と、それに加えて、短期変動としての増加分の帯域からなり、それぞれの項を、Fm(t1)、Fv(t1)とおくと、以下の式(8)として表すことができる。   It is assumed that the observation period is t0, and the necessary band in the future design target period t1 is F (t1) for the shared bandwidth communication facility 30 to be managed and designed. The required bandwidth F (t1) in the future design target period t1 is composed of an observed bandwidth and an additional bandwidth as a short-term fluctuation, and each term is expressed as Fm (t1), Fv (t1). If it puts, it can express as the following formulas (8).

Figure 0006258900
更に、上述したように、被観測帯域には、トラヒック成長期とトラヒック安定期があるので、それぞれの条件で算出したことを明記するために、将来の設計目標期間t1のトラヒック成長期の多重トラヒックモデルに従い算出された被観測帯域を成長期被観測帯域Fmg(t1)と定義し、他方、トラヒック安定期の多重トラヒックモデルに従い算出された被観測帯域を安定期被観測帯域Fms(t1)と定義する。これらの定義に基づくステップS330以降の処理を説明する。
Figure 0006258900
Furthermore, as described above, the observed band includes a traffic growth period and a traffic stable period. Therefore, in order to specify that the calculation was performed under each condition, the multiple traffic in the traffic growth period in the future design target period t1 is shown. The observed band calculated according to the model is defined as the growth period observed band Fmg (t1), while the observed band calculated according to the multiple traffic model in the traffic stable period is defined as the stable period observed band Fms (t1). To do. The process after step S330 based on these definitions will be described.

ステップS330、S340)管理設計対象の帯域共用型通信設備30におけるトラヒックの状態について、状態判定部16Caがトラヒック成長期であると判定した場合、成長期被観測帯域算出部16Cbは、当該トラヒック成長期に対応する被観測帯域を算出する。   Steps S330, S340) When the state determination unit 16Ca determines that the traffic state in the shared bandwidth communication facility 30 to be managed and designed is in the traffic growth period, the growth period observed band calculation unit 16Cb The observed band corresponding to is calculated.

より詳細には、成長期被観測帯域算出部16Cbは、帯域共用型通信設備30に関する観測トラヒック量{y(t)}をネットワーク情報DB14から取得し(ステップS330)、成長期の被観測帯域を算出する(ステップS340)。   More specifically, the growth period observed bandwidth calculation unit 16Cb obtains the observed traffic amount {y (t)} regarding the shared bandwidth communication facility 30 from the network information DB 14 (step S330), and determines the growth period observed bandwidth. Calculate (step S340).

――ステップS340の詳細――
ステップS340における成長期の被観測帯域の算出について詳細に説明する。
-Details of step S340-
The calculation of the observed band in the growth period in step S340 will be described in detail.

成長期被観測帯域算出部16Cbは、以下の式(9)に従い、成長期被観測帯域Fmg(t1)を算出する。   The growth period observed band calculation unit 16Cb calculates the growth period observed band Fmg (t1) according to the following equation (9).

Figure 0006258900
ただし、式(9)において、契約の集合S0は、観測期間t0で既に利用されている通信回線であって、かつ、将来の設計目標期間t1でも継続して利用されている通信回線の集合とする。
Figure 0006258900
However, in equation (9), the contract set S0 is a set of communication lines that are already used in the observation period t0 and that are continuously used in the future design target period t1. To do.

同様に、契約の集合S1は、観測期間t0では未だ利用されていない通信回線であって、かつ、将来の設計目標期間t1では利用されている通信回線の集合とする。つまり、S0、S1は、以下の式(10)によって定義される集合である。   Similarly, the contract set S1 is a set of communication lines that are not used yet in the observation period t0 and that are used in the future design target period t1. That is, S0 and S1 are sets defined by the following equation (10).

Figure 0006258900
ここで、式(10)において、集合演算子"−"は、差・相対補の演算子を表す。
Figure 0006258900
Here, in Expression (10), the set operator “−” represents a difference / relative complement operator.

ステップS350、S360)管理設計対象の帯域共用型通信設備30におけるトラヒックの状態について、状態判定部16Caがトラヒック安定期であると判定した場合、安定期被観測帯域算出部16Ccは、当該トラヒック安定期に対応する被観測帯域を算出する。   Steps S350 and S360) When the state determination unit 16Ca determines that the traffic state in the shared bandwidth communication facility 30 to be managed and designed is in the traffic stable period, the stable period observed band calculation unit 16Cc The observed band corresponding to is calculated.

より具体的には、安定期被観測帯域算出部16Ccは、帯域共用型通信設備30に関する観測トラヒック量{y(t)}をネットワーク情報DB14から取得し(ステップS350)、安定期の被観測帯域を算出する(ステップS360)。   More specifically, the stable period observed band calculation unit 16Cc obtains the observed traffic amount {y (t)} regarding the shared bandwidth communication facility 30 from the network information DB 14 (step S350), and the stable period observed band Is calculated (step S360).

――ステップS360の詳細――
ステップS360における安定期の被観測帯域の算出について詳細に説明する。
-Details of step S360-
The calculation of the observed band in the stable period in step S360 will be described in detail.

安定期被観測帯域算出部16Ccは、以下の式(11)に従い、安定期被観測帯域Fms(t1)を算出する。   The stable period observed band calculation unit 16Cc calculates the stable period observed band Fms (t1) according to the following equation (11).

Figure 0006258900
ただし、式(11)において、μ(t0)、σ(t0)は、当該帯域共用型通信設備30に対する観測トラヒック量{y(t)}から算出される、それぞれ直近L日間の移動平均と移動標準偏差である。また、移動平均の日数Lと、係数c3、c4は予め適切に定められた定数である。
Figure 0006258900
However, in Expression (11), μ L (t0) and σ L (t0) are calculated from the observed traffic volume {y (t)} with respect to the bandwidth sharing type communication facility 30, and are respectively moving averages for the latest L days. And moving standard deviation. The moving average days L and the coefficients c3 and c4 are constants appropriately determined in advance.

ステップS370)次に、短時間変動評価部16Cdが、成長期被観測帯域算出部16Cbから成長期被観測帯域を取得する、あるいは、安定期被観測帯域算出部16Ccから安定期被観測帯域を取得する。   Step S370) Next, the short-term fluctuation evaluation unit 16Cd acquires the growth period observed band from the growth period observed band calculation unit 16Cb, or acquires the stable period observed band from the stable period observed band calculation unit 16Cc. To do.

ステップS380、S390)そして、短時間変動評価部16Cdは、ステップ370で取得した被観測帯域に対して、より短い時間でのトラヒックの大きな変動を吸収するための短時間変動を考慮した必要帯域を算出し(ステップS380)、算出した当該必要帯域を外部に出力する(ステップS390)。   Steps S380 and S390) Then, the short-time fluctuation evaluating unit 16Cd determines a necessary band in consideration of short-term fluctuations for absorbing large fluctuations in traffic in a shorter time with respect to the observed band acquired in Step 370. Calculation is performed (step S380), and the calculated necessary bandwidth is output to the outside (step S390).

――ステップS380の詳細――
以下、ステップS380における短時間変動を考慮した必要帯域の算出について詳細に説明する。
-Details of step S380-
Hereinafter, calculation of the necessary bandwidth in consideration of short-time fluctuations in step S380 will be described in detail.

短時間変動評価部16Cdは、ステップS370において成長期被観測帯域算出部16Cbから取得した成長期被観測帯域か、あるいは、安定期被観測帯域算出部Ccから取得した安定期被観測帯域のいずれかを、式(12)に従い、将来の設計目標期間t1での被観測帯域Fm(t1)として設定する。   The short-term fluctuation evaluation unit 16Cd is either the growth period observed band acquired from the growth period observed band calculation unit 16Cb in step S370 or the stable period observed band acquired from the stable period observed band calculation unit Cc. Is set as the observed band Fm (t1) in the future design target period t1 according to the equation (12).

Figure 0006258900
短時間変動評価部16Cdは、更に、以下の式(13)に従って、Fv(t1)を算出する。
Figure 0006258900
The short-time variation evaluation unit 16Cd further calculates Fv (t1) according to the following equation (13).

Figure 0006258900
ただし、式(13)におけるp(t1)は下記の式(14)で定義されるものである。
Figure 0006258900
However, p (t1) in the equation (13) is defined by the following equation (14).

Figure 0006258900
ここで、式(13)における係数c5は、予め適切に定められた定数である。
Figure 0006258900
Here, the coefficient c5 in Expression (13) is a constant that is appropriately determined in advance.

これまでに説明したように、必要帯域算出にあたっては、各種の定数パラメータが使用される。算出パラメータ最適化部16Ceは、これら定数パラメータの提供、及び最適化を行う。具体的には以下のとおりである。   As described above, various constant parameters are used in calculating the necessary bandwidth. The calculation parameter optimization unit 16Ce provides and optimizes these constant parameters. Specifically, it is as follows.

ステップS410、S420)算出パラメータ最適化部16Ceは、必要帯域算出部16Cの内部で利用する式(5)から式(12)の定数パラメータを提供する(ステップS410)とともに、当該定数パラメータを最適化する(ステップS420)。   (Steps S410 and S420) The calculation parameter optimization unit 16Ce provides the constant parameters of the equations (5) to (12) used inside the necessary bandwidth calculation unit 16C (step S410) and optimizes the constant parameters. (Step S420).

ステップS420の具体的な最適化手法の例としては、将来の設計目標期間t1の被観測帯域Fm(t1)と、当該の期間に実際に観測されたトラヒック量{y(t)}とを比較し、誤差が最小かつロバストとなるように、前記の定数パラメータを決定する最適化問題を解くこと等が実行可能である。なお、将来の設計目標期間t1の被観測帯域Fm(t1)は、将来の設計目標期間t1において観測されることが推定されるトラヒック量に相当する。   As an example of a specific optimization method in step S420, the observed band Fm (t1) in the future design target period t1 is compared with the traffic amount {y (t)} actually observed in the period. Then, it is possible to solve the optimization problem for determining the constant parameter so that the error is minimized and robust. Note that the observed band Fm (t1) in the future design target period t1 corresponds to the traffic amount estimated to be observed in the future design target period t1.

次に、観測周期最適化部16Dにより実施される観測周期最適化処理について説明する。図8に示すように、観測周期最適化部16Dは、トラヒック分布作成部16Da、比較評価部16Db、最適周期決定部16Dc、観測周期設定部16Ddを有する。観測周期最適化処理は、適宜これらの機能部により行われるものである。   Next, the observation period optimization process performed by the observation period optimization unit 16D will be described. As shown in FIG. 8, the observation cycle optimization unit 16D includes a traffic distribution creation unit 16Da, a comparative evaluation unit 16Db, an optimum cycle determination unit 16Dc, and an observation cycle setting unit 16Dd. The observation cycle optimization process is appropriately performed by these functional units.

図9は、本実施の形態における観測周期最適化部16Dの処理を示すフロー図であり、以下、図9のステップの番号に沿って観測周期最適化処理を説明する。   FIG. 9 is a flowchart showing the processing of the observation cycle optimization unit 16D in the present embodiment. Hereinafter, the observation cycle optimization processing will be described along the step numbers in FIG.

ステップS500)トラヒック分布作成部16Daは、まず、ネットワーク情報DB14から、観測周期を最適化しようとする設備の時系列の観測トラヒック量(トラヒックデータ、周期)を受け取る。ここで、本実施の形態において、当該観測トラヒック量の観測周期(図9では周期τと記載)は5分であるものとするが、これは説明を分かりやすくするためであり、異なる周期であっても同様となる。次に、トラヒック分布作成部16Daは、通信サービスの提供品質を維持・管理する目的から、当該設備の観測トラヒック量からトラヒック分布を作成する。より具体的には、トラヒック分布の予め設定するパーセント点、例えば、99%点の算出を行っているものとする。この機能により、5分周期のトラヒックデータでの99%点が、例えば、100Mbpsであるという結果が算出されているものとする。   Step S500) The traffic distribution creating unit 16Da first receives the time-series observed traffic volume (traffic data, cycle) of the facility whose observation cycle is to be optimized from the network information DB. Here, in this embodiment, it is assumed that the observation period (denoted as period τ in FIG. 9) of the observed traffic amount is 5 minutes, but this is for ease of explanation and is a different period. But the same is true. Next, the traffic distribution creation unit 16Da creates a traffic distribution from the observed traffic volume of the facility for the purpose of maintaining and managing the quality of communication service provision. More specifically, it is assumed that a preset percentage point of the traffic distribution, for example, 99% point is calculated. With this function, it is assumed that the 99% point in the traffic data with a 5-minute cycle is, for example, 100 Mbps.

次に、観測周期を延長した場合(図9では周期τ´と記載)のトラヒック分布を作成する。ここでは、60分周期に延長した場合のトラヒック分布を作成するものとして説明を進めるが、これは一例に過ぎず、5分周期の観測周期の定数倍の任意のトラヒック分布を作成できることは自明である。60分周期に延長した場合のトラヒック分布では、例えば、99%点が103Mbpsであるということが算出されたものとする。ここでは、トラヒック分布の99%点として議論したが、より一般には、時間に依存して大きく変動する多数のトラヒック観測値を入力として、予め定めた任意の計算手順によって求められる統計的な数値を出力として作成してもよい。   Next, a traffic distribution is created when the observation period is extended (denoted as period τ ′ in FIG. 9). Here, the description will be made assuming that the traffic distribution is extended when the period is extended to 60 minutes, but this is only an example, and it is obvious that an arbitrary traffic distribution that is a constant multiple of the observation period of 5 minutes can be created. is there. It is assumed that, for example, the 99% point is calculated to be 103 Mbps in the traffic distribution when the period is extended to 60 minutes. Here, the 99% point of the traffic distribution has been discussed, but more generally, a statistical numerical value obtained by an arbitrary predetermined calculation procedure using a large number of traffic observation values that vary greatly depending on time as input. It may be created as output.

ステップS510)次に、比較評価部16Dbは、観測周期延長によるコスト削減効果の比較評価を行う。つまり、5分周期(周期τ)と60分周期(周期τ´)のそれぞれにおいて、観測・収集・蓄積に関わるコスト評価と、設備コスト評価を実施して、全体コストの削減効果を算出する。   Step S510) Next, the comparative evaluation unit 16Db performs comparative evaluation of the cost reduction effect by extending the observation period. That is, in each of the 5-minute period (period τ) and the 60-minute period (period τ ′), the cost evaluation related to observation, collection, and accumulation and the equipment cost evaluation are performed to calculate the effect of reducing the overall cost.

前記の例において、5分周期(周期τ)と60分周期(周期τ´)では、トラヒックデータ量は12分の1になるので、トラヒックデータの観測・収集・蓄積に関わるコストも、単純には、12分の1に変わると考えることができる。一方、観測されるトラヒック分布の99%値が、3%増加したため、当該設備において同等品質の通信サービスを提供するために、単純には設備量を3%多く必要とすると考えれば、設備コストが3%程度増大すると評価することができる。観測、収集及び蓄積のコスト情報と設備コストの情報を内部に所持させることで、トラヒック観測が5分周期であるのに対して、60分周期に変更することによる全体コストへの効果を評価することができる。   In the above example, since the traffic data amount is 1/12 in the 5-minute period (period τ) and the 60-minute period (period τ ′), the cost related to the observation, collection, and accumulation of traffic data is also simple. Can be thought of as changing to 1/12. On the other hand, the 99% value of the observed traffic distribution has increased by 3%. Therefore, in order to provide a communication service of the same quality in the equipment, if the equipment amount is simply required to be 3%, the equipment cost is reduced. It can be evaluated that it increases by about 3%. By having the cost information of observation, collection and accumulation and the information of equipment cost held inside, the traffic observation is in a 5-minute period, but the effect on the overall cost by changing to a 60-minute period is evaluated. be able to.

より一般的には、観測周期lでのトラヒックデータの観測、収集及び蓄積に関わるコスト関数をCo(l)とし、設備量の設計基準となるトラヒック分布の%値をBp(l)としたとき、設備量のコスト関数をK(Bp(l))とする。このとき、現在の観測周期がl=τであるとき、周期をl=τ'に延長する場合には、全体コストの削減効果(コスト評価の値)は、以下の式(15)で表すことができる。   More generally, when the cost function related to the observation, collection, and accumulation of traffic data in the observation period l is Co (l), and the percentage value of the traffic distribution that serves as a design standard for the facility quantity is Bp (l) The cost function of the facility amount is assumed to be K (Bp (l)). At this time, when the current observation period is l = τ, when the period is extended to l = τ ′, the effect of reducing the overall cost (value of cost evaluation) is expressed by the following equation (15). Can do.

Figure 0006258900
このようなコスト関数を、観測周期lをパラメータとする多項式として、予め観測周期最適化部16Dの内部、あるいは、記憶部15に備えてもよい。
Figure 0006258900
Such a cost function may be provided in advance in the observation period optimization unit 16D or in the storage unit 15 as a polynomial having the observation period l as a parameter.

ステップS520)最適周期決定部16Dcは、比較評価部16Dbからのコスト評価を入力として、現在の5分周期のままでよいのか、周期延長の候補としての60分周期に変更するのかを、コスト削減効果の尺度から決定する。あるいは、60分に加えて、20分、30分等他の周期と比較して、コスト削減効果が最適な観測周期を選択的に決定してもよい。基本的に、観測周期を変更する場合(変更判断結果がYESの場合)は後述する観測周期の設定更新の処理を行う。観測周期を変更しない場合(変更判断結果がNoの場合)は処理を終了する。   Step S520) Using the cost evaluation from the comparison evaluation unit 16Db as an input, the optimum cycle determination unit 16Dc receives the cost evaluation to determine whether the current 5-minute cycle can be maintained or to change to a 60-minute cycle as a candidate for cycle extension. Determine from the measure of effectiveness. Alternatively, in addition to 60 minutes, an observation period with an optimal cost reduction effect may be selectively determined as compared with other periods such as 20 minutes and 30 minutes. Basically, when the observation period is changed (when the change determination result is YES), an observation period setting update process described later is performed. When the observation cycle is not changed (when the change determination result is No), the process ends.

ただし、本実施の形態においては以下の考慮を加えることを特徴とする。一般に、観測周期が長ければ長いほど、トラヒックデータの観測・収集・蓄積に関する設備コストは削減できるが、逆に、パケットレベルの瞬間的な短時間変動の推定が難しくなり、その分余計に安全側に設備量を増やす必要が生じる、というトレードオフの側面が存在する。パケットレベルの瞬間的な短時間変動は、利用される通信アプリケーションの進展・進化や通信端末・サーバの転送性能の向上、通信プロトコルの機能開発等によって、従来、次第に変動が大きくなっている。適切な精度での短時間変動推定を行うためには、可能な限り短い周期でトラヒックデータを一貫継続して観測・蓄積していることの重要性が存在する。   However, the present embodiment is characterized in that the following consideration is added. In general, the longer the observation period, the lower the equipment cost for traffic data observation, collection, and storage, but conversely, it becomes difficult to estimate instantaneous short-term fluctuations at the packet level. However, there is a trade-off aspect that it is necessary to increase the amount of equipment. The momentary short-time fluctuation of the packet level has been gradually increasing due to the progress and evolution of the communication application used, the improvement of the transfer performance of communication terminals and servers, the development of communication protocol functions, and the like. In order to estimate short-term fluctuations with appropriate accuracy, it is important to consistently observe and accumulate traffic data in the shortest possible cycle.

そのため、一部の通信設備に対しては、トラヒック観測周期は最小時間(例えば、5分)を一貫して維持するものとする。通信設備には多様な種類が存在すること、通信サービスの種類によって短時間変動の特徴が異なるため、同じ観測周期で観測されるトラヒック量が同等であっても必要となる設備量を変える必要があること、トラヒックデータは一定以上の長い期間(例えば、少なくとも2年以上)のデータ蓄積が無ければ有効な統計的処理が出来ないこと等を考慮しなければならない。そのため、設備の種類や、設備を経由するトラヒック量を占める主要な通信サービスの組合せ条件等によらず、少なくとも1台以上の設備が含まれるような設備グループを設定し、あるいは、設備の利用率に関して上位設備が含まれるような設備グループを設定し、トラヒック観測周期を最短周期のまま維持する設備グループリストを保持することを特徴とする。その設備グループに含まれない設備に対しては、コスト削減効果が見込まれることを考慮して、最適な観測周期への変更を決定するものとする。前記最短周期を維持する設備グループリストに変更があれば、追加登録・削除等の更新処理を行う。   Therefore, for some communication facilities, the traffic observation period is consistently maintained at the minimum time (for example, 5 minutes). Because there are various types of communication equipment and the characteristics of short-term fluctuations differ depending on the type of communication service, it is necessary to change the amount of equipment required even if the traffic volume observed in the same observation period is the same. In addition, it must be considered that traffic data cannot be effectively statistically processed unless data is accumulated for a long period of time longer than a certain period (for example, at least two years or more). Therefore, regardless of the type of equipment or the combination conditions of major communication services that occupy the amount of traffic passing through the equipment, set up equipment groups that include at least one equipment, or the equipment utilization rate. An equipment group that includes higher-order equipment is set, and a equipment group list that maintains the traffic observation period with the shortest period is maintained. For equipment not included in the equipment group, the change to the optimum observation cycle shall be determined in consideration of the expected cost reduction effect. If there is a change in the equipment group list that maintains the shortest cycle, update processing such as additional registration and deletion is performed.

最短周期を維持する設備グループリストは、例えば記憶部15に格納され、最適周期決定部16Dcは、当該設備グループリストを参照することで、変更対象設備が当該設備グループリストに含まれていれば当該設備に対して最短周期を適用し、含まれていなければ周期の変更を行う。   The equipment group list that maintains the shortest cycle is stored in, for example, the storage unit 15, and the optimum cycle determination unit 16Dc refers to the equipment group list so that the equipment to be changed is included in the equipment group list. The shortest cycle is applied to the equipment, and if it is not included, the cycle is changed.

ステップS530)最適周期決定部16Dcにより、当該設備に関する観測周期を変更すると決定された場合に、観測周期設定部16Ddでは、最適周期決定部16Dcからの入力(変更後の観測周期τ´を含む)を受けて、情報収集部16Aに対して、当該設備のトラヒックデータ観測周期の設定・変更を実施する。   Step S530) When the optimum cycle determining unit 16Dc decides to change the observation cycle related to the equipment, the observation cycle setting unit 16Dd inputs from the optimum cycle determining unit 16Dc (including the changed observation cycle τ ′). In response, the information collection unit 16A is set and changed the traffic data observation cycle of the equipment.

<必要帯域算出部16Cにより実施される必要帯域算出処理の第2の例>
次に、必要帯域算出部16Cにより実施される必要帯域算出処理の第2の例について図10のフローチャートを参照して説明する。第2の例での必要帯域算出部16Cの構成に関しては、図11に示すように、被観測トラヒック量算出部16Cf、短時間変動評価部16Cd、及び算出パラメータ最適化部16Ceを有する。第2の例における必要帯域算出処理は、適宜これらの機能部により行われるものである。以下、図10のステップS310以降の必要帯域算出処理について、ステップの番号に沿って説明する。
<Second Example of Required Band Calculation Processing Implemented by Required Band Calculation Unit 16C>
Next, a second example of the required bandwidth calculation process performed by the required bandwidth calculation unit 16C will be described with reference to the flowchart of FIG. As shown in FIG. 11, the configuration of the necessary bandwidth calculation unit 16C in the second example includes an observed traffic amount calculation unit 16Cf, a short-time fluctuation evaluation unit 16Cd, and a calculation parameter optimization unit 16Ce. The necessary bandwidth calculation process in the second example is appropriately performed by these functional units. In the following, the necessary bandwidth calculation processing after step S310 in FIG. 10 will be described along with step numbers.

ステップS310)必要帯域算出部16Cは、ネットワーク情報DB14から、管理設計対象の帯域共用型通信設備30の観測トラヒック量{y(t)}とユーザ情報{Bi,di}に加えて、トラヒック利用率x(t0)と、期待利用率e(t1)とを入力情報として取得する。 Step S310) The necessary bandwidth calculation unit 16C, in addition to the observed traffic volume {y (t)} and the user information {Bi, di} of the shared network communication facility 30 to be managed and designed, from the network information DB 14 x r (t0) and the expected usage rate e r (t1) are acquired as input information.

ステップS315)被観測トラヒック量算出部16Cfは、管理設計対象の帯域共用型通信設備30の観測トラヒック量{y(t)}とユーザ情報{Bi,di}に加えて、トラヒック利用率x(t0)と、期待利用率e(t1)とその他のパラメータに基づき、将来の設計目標期間t1における管理設計対象の帯域共有型通信設備30に多重されたトラヒック量の被観測トラヒック量を算出する。 Step S315) The observed traffic volume calculation unit 16Cf adds the traffic utilization rate x r (in addition to the observed traffic volume {y (t)} and user information {Bi, di} of the shared bandwidth communication facility 30 to be managed and designed. t0), the expected utilization rate er (t1), and other parameters, the observed traffic amount of the traffic amount multiplexed in the shared bandwidth communication equipment 30 to be managed and designed in the future design target period t1 is calculated. .

以下、ステップS315における上記算出処理を詳細に説明する。   Hereinafter, the calculation process in step S315 will be described in detail.

本実施の形態では、これまでに説明した通り、管理設計対象の帯域共用型通信設備30に多重される契約単位(これを"ユーザ単位"と称してもよい)のトラヒックの状態は、抽象的にトラヒック成長期とトラヒック安定期が存在し、現実的には、その中間の状態にある。トラヒック成長期とトラヒック安定期の間の関係は、ユーザが帯域共用型通信サービスの契約目的として、予め事業活動において意図した通信サービスが存在しており、通信設備の開通日以降に当該通信サービスの利用を試験的・限定的に始めて、ある程度の時間をかけて当該通信サービスの利用を本格化・定常化・安定化させていくことに対応して、トラヒック成長期からトラヒック安定期へ移行することを想定する。   In the present embodiment, as described above, the traffic state of the contract unit (which may be referred to as “user unit”) multiplexed in the bandwidth sharing type communication facility 30 to be managed and designed is abstract. There is a traffic growth period and a traffic stabilization period, and in reality it is in an intermediate state. The relationship between the traffic growth period and the traffic stabilization period is that there is a communication service that the user intended in advance in the business activity as the contract purpose of the band-sharing communication service. Beginning on a trial and limited basis and moving from a traffic growth period to a traffic stabilization period in response to the full-scale, steady state and stabilization of the use of the communication service over a period of time Is assumed.

この移行の進捗状況を判断するための情報として、契約単位のトラヒック量の測定が出来ない場合(通信設備を疎通する契約全体のトラヒック量としては測定できる)には、通信サービスの開通日(利用開始日)からの経過期間を利用する。単純には、一定の期間以上を経過しているならば、トラヒック安定期に既に到達しているものと推定することができる。   As information for judging the progress of this transition, if the traffic volume for each contract cannot be measured (it can be measured as the traffic volume for the entire contract that communicates with the communication equipment), the date of use of the communication service (use) Use the elapsed period from the start date. Simply, if a certain period or more has elapsed, it can be estimated that the traffic stable period has already been reached.

当該通信サービスにおいて、開通日からトラヒック安定期に至るまでに経過する期間をW(例えば、1年間≒約50週間)とすると、W以降には、W以前よりも被観測トラヒック量(被観測帯域)を小さくしても、品質劣化は起こりにくい。更に、帯域削減を順次進めるために、Wよりも短い期間U(例えば、約10週間)毎に、被観測トラヒック量を順次減らしていくことも可能である。   In this communication service, if the period of time from the opening date to the stable traffic period is W (for example, one year ≈ about 50 weeks), the amount of observed traffic (observed bandwidth) after W is greater than before W. ) Is less likely to cause quality degradation. Furthermore, in order to sequentially reduce the bandwidth, it is possible to sequentially reduce the amount of observed traffic every period U (for example, about 10 weeks) shorter than W.

必要帯域算出処理の第2の例では、後者の例に基づき、開通日以降、50週経過してトラヒック安定期に至るモデルを想定する。ここでは、将来の設計目標期間t1において、未開通の契約の集合をU0(t1)とし、開通後10週未満の契約の集合をU1(t1)とし、開通後10週以上20週未満の契約の集合をU2(t1)とし、開通後20週以上30週未満の契約の集合をU3(t1)とし、開通後30週以上40週未満の契約の集合をU4(t1)とし、開通後40週以上50週未満の契約の集合をU5(t1)とし、50週以上の契約の集合をU6(t1)とする。なお、「契約の集合」は、「ユーザの集合」に相当する。   In the second example of the necessary bandwidth calculation process, a model is assumed based on the latter example, in which 50 weeks have passed after the opening date and the traffic is stable. Here, in the future design target period t1, the set of unopened contracts is U0 (t1), the set of contracts less than 10 weeks after opening is U1 (t1), and contracts that are 10 weeks or more and less than 20 weeks after opening U2 (t1), U3 (t1) is a set of contracts 20 weeks to less than 30 weeks after opening, U4 (t1) is a set of contracts 30 weeks to less than 40 weeks after opening, and 40 A set of contracts that are greater than or equal to 50 weeks and less than 50 weeks is U5 (t1), and a set of contracts that are greater than 50 weeks and is U6 (t1). The “contract set” corresponds to a “user set”.

このとき、契約の集合Ui(t1)(i=0,1,2,・・・,6)、それぞれについての被観測トラヒック量の平均項Mi(t1)と変動項Vi(t1)を、Ui(t1)に対して想定する利用率rを用いて、以下のように決めるものとする。 At this time, the contract term Ui (t1) (i = 0, 1, 2,..., 6), the average term Mi (t1) and the fluctuation term Vi (t1) of the observed traffic amount for each, Ui The utilization rate r i assumed for (t1) is determined as follows.

Figure 0006258900
Figure 0006258900

Figure 0006258900
上記のパラメータr(段階的な期待利用率)は、過去の観測トラヒックデータに基づき、0≦r≦r≦r≦・・・≦r6≦e(t1)となるように決定する。これにより、開通後の経過時間の長さに応じて、トラヒック変動が安定的になることを見込んだ評価を行うことが出来る。なお、各Bの値はユーザ情報から取得できる。
Figure 0006258900
The parameter r i (stepped expected utilization factor) is determined so as to satisfy 0 ≦ r 0 ≦ r 1 ≦ r 2 ≦... ≦ r 6 ≦ e r (t1) based on the past observed traffic data. To do. Thereby, it is possible to perform an evaluation in anticipation that the traffic fluctuation becomes stable according to the length of the elapsed time after opening. In addition, the value of each Bk can be acquired from user information.

更に、全ての契約の集合に対する被観測帯域Fm(t1)は、開通後の経過時間の長さに従う契約の集合Ui(t1)(i=0,1,2,・・・,6)、それぞれについての被観測トラヒック量の平均項Mi(t1)と変動項Vi(t1)を用いて、以下のように定めるものとする。   Furthermore, the observed bandwidth Fm (t1) for all the contract sets is a set of contracts Ui (t1) (i = 0, 1, 2,..., 6) according to the length of the elapsed time after opening, respectively. Using the average term Mi (t1) and the fluctuation term Vi (t1) of the observed traffic amount for, the following is determined.

Figure 0006258900
上記のパラメータcm、cvは、0<cm、cv<1(i=0,1,2,・・・,6)、かつ、過去の観測トラヒックデータに基づき、過去の観測トラヒック量がFm(t1)を上回らないという条件から、数値的に定めることが出来る。
Figure 0006258900
The above parameters cm i , cv i are 0 <cm i , cv i <1 (i = 0, 1, 2,..., 6), and the past observed traffic amount based on the past observed traffic data. Can be determined numerically from the condition that does not exceed Fm (t1).

このとき、上記の契約の集合Ui(t1)、それぞれについて予め想定する利用率rに対して、その集合Ui(t1)に含まれるユーザ帯域の総和が大きくなればなるほど、実際のトラヒック量は少なくなる傾向がある。従って、下記の式(19)に示すとおり、当該ユーザ帯域の総和が一定値Gよりも小さいときには、利用率rとして、より大きな利用率r+を用いて評価し、一定値Gよりも大きくなれば、利用率riとしては、より小さな利用率r−を用いることも可能である。 At this time, as the sum of user bandwidths included in the set Ui (t1) becomes larger with respect to the utilization rate r i assumed in advance for each of the above-described contract sets Ui (t1), the actual traffic amount is There is a tendency to decrease. Therefore, as shown in the following equation (19), when the total sum of the user bands is smaller than a certain value G i , the utilization rate r i is evaluated using a larger utilization rate r i +, and the certain value G i is evaluated. If it becomes larger than this, it is possible to use a smaller utilization rate r i − as the utilization rate ri.

Figure 0006258900
更に、開通日からの経過日数に依存した契約の集合を簡素化し、未開通の契約の集合をU0(t1)とし、開通後W未満の集合をU1(t1)とし、開通後W以上の集合をU2(t1)とするように三つのグループに分割することとしてもよい。また、分割数はこれまでに説明したものに限られず、他の分割数としてもよい。
Figure 0006258900
Further, the set of contracts depending on the number of days elapsed from the opening date is simplified, the set of unopened contracts is set as U0 (t1), the set less than W after opening is set as U1 (t1), and the set of W or more after opening It is good also as dividing | segmenting into three groups so that may be set to U2 (t1). Further, the number of divisions is not limited to that described above, and other division numbers may be used.

上記のような手順により決定する、開通日からの経過日数に依存して分けられた契約の集合に対して、将来の設計目標期間t1において想定する利用率rを、運用日数に依存する段階的な期待利用率と呼ぶことにする。 Determined by the above-described procedure, the set of age-dependent contracts separated by from opening date, utilization r i assumed in future design goals period t1, depending on the operational days stage This is called a typical expected utilization rate.

特に、トラヒック成長・変動が小さくなることが期待される開通日からの経過日数(開通日からトラヒック安定期に至るまでに経過する経過日数に相当)は、1年程度とするのが適切であることが過去のトラヒックデータの分析から明らかになっている。この背景は以下のとおりである。   In particular, the number of days elapsed from the opening date when traffic growth and fluctuation are expected to be small (corresponding to the number of days elapsed from the opening date to the traffic stable period) is suitably about one year. This is clear from the analysis of past traffic data. The background is as follows.

企業にとって帯域共用型通信サービスの利用価値は高いが、その費用もかさむため、契約締結以前に見込まれるトラヒック量と対応するユーザ帯域、そのコスト対事業貢献効果は適切に精査されることが通常である。企業決算は単年度であるため、コストの支出開始以降、すなわち、開通日以降、遅くとも1年以内に事業貢献効果が見えるようになることが、企業として求められるためと考えられる。   Although the utility value of shared bandwidth communication services is high for companies, the cost is also high, so the amount of traffic expected before the conclusion of the contract and the corresponding user bandwidth and its cost-to-business contribution effect are usually carefully scrutinized. is there. Since the company accounts are a single year, it is thought that the company is required to see the business contribution effect within one year at the latest after the start of cost expenditure, that is, after the opening date.

必要帯域算出処理の第2の例におけるステップS380の処理は、第1の例におけるステップS380のFm(t1)として、第2の例において求めたFm(t1)を使用した処理となる。第2の例におけるステップS390の処理は、第1の例におけるステップS390と同じである。   The process of step S380 in the second example of the necessary bandwidth calculation process is a process using Fm (t1) obtained in the second example as Fm (t1) of step S380 in the first example. The process of step S390 in the second example is the same as step S390 in the first example.

また、必要帯域算出処理の第2の例を実施する場合においても、ステップS410、S420において、算出パラメータ最適化部16Ceは、必要帯域算出部16Cの内部で利用する各式の定数パラメータを提供する(ステップS410)とともに、当該定数パラメータを最適化する(ステップS420)。最適化手法の例は既に説明したとおりである。また、観測周期最適化処理についても既に説明したとおりに実施できる。   Even when the second example of the necessary bandwidth calculation process is performed, in steps S410 and S420, the calculation parameter optimization unit 16Ce provides constant parameters of the respective formulas used inside the necessary bandwidth calculation unit 16C. Together with (Step S410), the constant parameter is optimized (Step S420). Examples of optimization methods are as already described. The observation cycle optimization process can also be performed as described above.

(実施の形態のまとめ)
本実施の形態では、新規に収容するユーザを追加した場合を想定した将来の設計目標期間における必要帯域を算出する通信帯域算出装置が提供される。
(Summary of embodiment)
In the present embodiment, there is provided a communication band calculation device that calculates a necessary band in a future design target period assuming that a newly accommodated user is added.

すなわち、本実施の形態では、帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、前記ネットワークにおける通信回線(通信設備と称してもよい)から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、周期的に取得した前記トラヒック量に基づいて、前記通信回線におけるトラヒックの状態が、トラヒック成長期とトラヒック安定期のいずれにあるかを判定し、判定された状態に対応した必要帯域算出方法に従って、前記トラヒック利用率及び前記期待利用率を用いて前記設計目標期間における前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段とを備える通信帯域算出装置が提供される。   That is, the present embodiment is a communication band calculation device for calculating a necessary band for a future design target period for a network that provides a band sharing type communication service, and is a communication line (referred to as communication equipment) in the network. Network information collecting means for periodically acquiring the traffic volume, and extracting the representative traffic volume from the periodically acquired traffic volume, and the ratio of the representative traffic volume to the predetermined communication band in the communication line A traffic usage rate calculating means for calculating an expected usage rate corresponding to a new traffic amount in the design target period based on the traffic usage rate, and the traffic acquired periodically Based on the traffic volume, the traffic status on the communication line is determined by the traffic growth period In accordance with the required bandwidth calculation method corresponding to the determined state, the required bandwidth of the communication line in the design target period is calculated using the traffic usage rate and the expected usage rate. There is provided a communication band calculating device including a necessary band calculating means.

前記トラヒック利用率算出手段は、前記トラヒック利用率を、予め設定されている上限値以下、かつ予め設定されている下限値以上となるように補正した補正トラヒック利用率を算出し、当該補正トラヒック利用率を前記トラヒック利用率とすることとしてもよい。   The traffic usage rate calculating means calculates a corrected traffic usage rate that is corrected so that the traffic usage rate is not more than a preset upper limit value and not less than a preset lower limit value, and uses the corrected traffic. The rate may be the traffic utilization rate.

前記必要帯域算出手段は、前記所定の通信帯域である総ユーザ帯域の増加速度がある定数パラメータより小さくなる第1の条件が成立し、かつ、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均と移動標準偏差の変動量がそれぞれある定数パラメータより小さくなる第2の条件が成立する場合に、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定し、前記第1の条件と第2の条件のうち少なくとも1つの条件が成立しない場合に、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定するようにしてもよい。   The necessary bandwidth calculating means satisfies the first condition that the increase rate of the total user bandwidth, which is the predetermined communication bandwidth, is smaller than a constant parameter, and the moving average of the past predetermined days nearest to the traffic volume, When the second condition in which the fluctuation amount of the moving standard deviation is smaller than a certain constant parameter is satisfied, it is determined that the traffic state is in the traffic stable period, and the first condition and the second condition are When at least one condition is not satisfied, it may be determined that the traffic state is in a traffic growth period.

また、本実施の形態により、帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、各ユーザについてのユーザ帯域と開通日を有するユーザ情報に基づいて、前記設計目標期間における開通日からの経過日数に依存してユーザの集合をグループ分けし、開通日からの経過日数に従ってトラヒック成長期からトラヒック安定期に移行するという仮説に基づいて、前記期待利用率を用いて前記グループ分けに対応する段階的な期待利用率である段階的期待利用率を定め、当該段階的期待利用率と前記グループ分けされた各ユーザの集合における総ユーザ帯域とを用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段とを備える通信帯域算出装置が提供される。   In addition, according to the present embodiment, a communication band calculation apparatus for calculating a necessary band for a future design target period for a network that provides a band sharing type communication service, which periodically transmits traffic from a communication line in the network. A network information collecting means for acquiring a volume, extracting a representative traffic volume from the periodically acquired traffic volume, and calculating a traffic utilization rate indicating a ratio of the representative traffic volume to a predetermined communication band in the communication line; Based on the traffic usage rate, a traffic usage rate calculation means for calculating an expected usage rate corresponding to a new traffic amount in the design target period, and user information having a user bandwidth and an opening date for each user Group of users depending on the number of days that have passed since the opening date in the design target period. A step that is a stepwise expected usage rate corresponding to the grouping using the expected usage rate based on the hypothesis of shifting from a traffic growth phase to a traffic stable phase according to the number of days elapsed from the opening date. A communication bandwidth comprising a required bandwidth calculation means for calculating a required bandwidth of the communication line by using the stepwise expected utilization rate and a total user bandwidth in the group of each grouped user. A calculation device is provided.

前記必要帯域算出手段は、未開通のユーザの集合と、トラヒック安定期に至ることが期待される開通日からの経過日数を経過しないユーザの集合と、当該経過日数を超過したユーザの集合の三つの集合にグループ分けすることとしてもよい。   The necessary bandwidth calculation means includes a set of unopened users, a set of users who have not passed the number of days since the opening date expected to reach a stable traffic period, and a set of users who have exceeded the elapsed days. It is good also as grouping into one set.

前記必要帯域算出手段は、例えば、トラヒック安定期に至ることが期待される開通日からの経過日数を1年とする。   For example, the necessary bandwidth calculating means sets the number of days elapsed from the opening date expected to reach the traffic stable period to one year.

前記必要帯域算出手段は、前記設計目標期間における前記段階的期待利用率の算出において、開通日からの経過日数に依存してグループ分けされたユーザの集合に対して、該当するユーザ帯域の総和が所定の値よりも大きい場合に、前記段階的期待利用率として、当該総和が所定の値よりも大きくない場合よりも小さな値を算出することとしてもよい。

In the calculation of the stepwise expected utilization rate in the design target period, the necessary bandwidth calculating means calculates a sum of the corresponding user bandwidths for a set of users grouped depending on the number of days elapsed from the opening date. When larger than a predetermined value, the stepwise expected utilization factor may be calculated as a smaller value than when the sum is not larger than the predetermined value.

前記通信帯域算出装置は、前記トラヒック量を利用して、前記通信回線に対するトラヒック量収集周期の最適化評価を行い、前記ネットワーク情報収集手段に対して、最適化したトラヒック量収集周期への設定変更を行う観測周期最適化手段を更に備えることとしてもよい。   The communication band calculation device uses the traffic amount to perform an optimization evaluation of a traffic amount collection period for the communication line, and changes the setting to the optimized traffic amount collection period for the network information collection unit. It is good also as providing the observation period optimization means which performs.

前記通信帯域算出装置は、予め定めた最短周期でトラヒック量を収集する通信回線のリストを保持し、前記観測周期最適化手段は、最適化対象の通信回線が、当該リストの中の通信回線である場合に、当該通信回線に対して前記最短周期を適用することとしてもよい。   The communication band calculation device holds a list of communication lines that collect traffic in a predetermined shortest cycle, and the observation cycle optimization unit determines that the communication line to be optimized is a communication line in the list. In some cases, the shortest cycle may be applied to the communication line.

前記必要帯域算出手段は、前記設計目標期間において観測されることが推定されるトラヒック量と、当該設計目標期間に実際に観測されたトラヒック量とを比較することにより、前記必要帯域の算出に用いられる定数パラメータを最適化する定数パラメータ最適化手段を含むこととしてもよい。   The necessary bandwidth calculating means is used for calculating the necessary bandwidth by comparing the traffic amount estimated to be observed in the design target period with the traffic amount actually observed in the design target period. Constant parameter optimization means for optimizing the constant parameters to be obtained may be included.

本実施の形態によれば、帯域共用型通信サービスにおいて、限られた帯域の中でサービス品質を低下せずに、より多数のユーザを収容できる設備量を算出することを可能とする技術が提供される。   According to the present embodiment, in a shared bandwidth communication service, there is provided a technology that can calculate the amount of equipment that can accommodate a larger number of users without degrading service quality within a limited bandwidth. Is done.

また、当該技術により、帯域共用型通信サービスを提供する通信サービス事業者は、品質劣化を回避しながら、従来技術に比べて、運用する通信設備を更に高効率に利用し、より大きな事業収益をもたらす通信帯域算出を行うことが可能となる。   In addition, with this technology, communication service providers that offer shared bandwidth communication services can use communication facilities more efficiently and generate greater business profits compared to conventional technologies while avoiding quality degradation. The resulting communication bandwidth can be calculated.

本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of the claims.

10…通信帯域算出装置
11…通信I/F部
12…操作入力部
13…画面表示部
14…ネットワーク情報DB
15…記憶部
16…演算処理部
16A…情報取得部
16B…トラヒック利用率算出部
16C…必要帯域算出部
16Ca…状態判定部
16Cb…成長期被観測帯域算出部
16Cc…安定期被観測帯域算出部
16Cd…短時間変動評価部
16Ce…算出パラメータ最適化部
16Cf…被観測トラヒック算出部
16D…観測周期最適化部
16Da…トラヒック分布作成部
16Db…比較評価部
16Dc…最適周期決定部
16Dd…観測周期設定部
20…通信ネットワーク
21、22…ノード
23…オペレーションシステム
30…帯域共用型通信設備
31、32、33…帯域カテゴリ
41ネットワーク情報
42…ユーザ情報
43…トラヒック情報
B…内部通信バス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Communication band calculation apparatus 11 ... Communication I / F part 12 ... Operation input part 13 ... Screen display part 14 ... Network information DB
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Memory | storage part 16 ... Operation processing part 16A ... Information acquisition part 16B ... Traffic utilization rate calculation part 16C ... Necessary band calculation part 16Ca ... State determination part 16Cb ... Growth period observed band calculation part 16Cc ... Stable period observed band calculation part 16Cd: Short-term fluctuation evaluation unit 16Ce: Calculation parameter optimization unit 16Cf ... Observed traffic calculation unit 16D ... Observation cycle optimization unit 16Da ... Traffic distribution creation unit 16Db ... Comparison evaluation unit 16Dc ... Optimal cycle determination unit 16Dd ... Observation cycle setting Unit 20 ... Communication network 21 and 22 ... Node 23 ... Operation system 30 ... Band shared communication equipment 31, 32 and 33 ... Band category 41 network information 42 ... User information 43 ... Traffic information B ... Internal communication bus

Claims (13)

帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量に基づいて、前記通信回線におけるトラヒックの状態が、トラヒック成長期とトラヒック安定期のいずれにあるかを判定し、判定された状態に対応した必要帯域算出方法に従って、前記設計目標期間における前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段とを備え、
前記必要帯域算出手段は、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定した場合に、前記トラヒック利用率及び前記期待利用率を用いて前記必要帯域を算出し、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定した場合に、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均及び移動標準偏差を用いて前記必要帯域を算出する
通信帯域算出装置。
A communication band calculation device for calculating a necessary band for a future design target period, targeting a network that provides a shared band communication service,
Network information collection means for periodically acquiring traffic from a communication line in the network;
A representative traffic amount is extracted from the periodically acquired traffic amount, a traffic usage rate indicating a ratio of the representative traffic amount to a predetermined communication band in the communication line is calculated, and the design is performed based on the traffic usage rate. A traffic usage rate calculating means for calculating an expected usage rate corresponding to a new traffic volume in the target period;
Based on the traffic amount acquired periodically, it is determined whether the traffic state in the communication line is in a traffic growth period or a traffic stable period, according to a necessary bandwidth calculation method corresponding to the determined state, A required bandwidth calculating means for calculating a required bandwidth of the communication line in the design target period,
The required bandwidth calculating means calculates the required bandwidth using the traffic utilization rate and the expected utilization rate when the traffic state is determined to be in a traffic growth period, and the traffic state is a traffic stable period. A communication band calculation device that calculates the necessary band using a moving average and a moving standard deviation of the past predetermined number of days nearest to the traffic volume when the traffic volume is determined to be in the network.
前記トラヒック利用率算出手段は、前記トラヒック利用率を、予め設定されている上限値以下、かつ予め設定されている下限値以上となるように補正した補正トラヒック利用率を算出し、当該補正トラヒック利用率を前記トラヒック利用率とする
請求項1に記載の通信帯域算出装置。
The traffic usage rate calculating means calculates a corrected traffic usage rate that is corrected so that the traffic usage rate is not more than a preset upper limit value and not less than a preset lower limit value, and uses the corrected traffic. The communication band calculation device according to claim 1, wherein a rate is the traffic utilization rate.
前記必要帯域算出手段は、
前記所定の通信帯域である総ユーザ帯域の増加速度がある定数パラメータより小さくなる第1の条件が成立し、かつ、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均と移動標準偏差の変動量がそれぞれある定数パラメータより小さくなる第2の条件が成立する場合に、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定し、
前記第1の条件と第2の条件のうち少なくとも1つの条件が成立しない場合に、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定する
請求項1又は2に記載の通信帯域算出装置。
The necessary bandwidth calculating means includes
The first condition that the rate of increase of the total user band, which is the predetermined communication band, is smaller than a constant parameter is satisfied, and the moving average and the moving standard deviation of the past predetermined number of days of the traffic volume are When the second condition that is smaller than a certain constant parameter is satisfied, it is determined that the traffic state is in the traffic stable period,
The communication band calculation apparatus according to claim 1 or 2, wherein when at least one of the first condition and the second condition is not satisfied, the traffic state is determined to be in a traffic growth period.
帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集手段と、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出手段と、
各ユーザについてのユーザ帯域と開通日を有するユーザ情報に基づいて、前記設計目標期間における開通日からの経過日数に依存してユーザの集合をグループ分けし、開通日からの経過日数に従ってトラヒック成長期からトラヒック安定期に移行するという仮説に基づいて、前記期待利用率を用いて前記グループ分けに対応する段階的な期待利用率である段階的期待利用率を定め、当該段階的期待利用率と前記グループ分けされた各ユーザの集合における総ユーザ帯域とを用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出手段と
を備える通信帯域算出装置。
A communication band calculation device for calculating a necessary band for a future design target period, targeting a network that provides a shared band communication service,
Network information collection means for periodically acquiring traffic from a communication line in the network;
A representative traffic amount is extracted from the periodically acquired traffic amount, a traffic usage rate indicating a ratio of the representative traffic amount to a predetermined communication band in the communication line is calculated, and the design is performed based on the traffic usage rate. A traffic usage rate calculating means for calculating an expected usage rate corresponding to a new traffic volume in the target period;
Based on user information having user bandwidth and opening date for each user, a set of users is grouped depending on the number of days elapsed from the opening date in the design target period, and the traffic growth period according to the number of days elapsed since the opening date Based on the hypothesis of shifting to a traffic stable period, the expected utilization rate is used to determine a stepwise expected utilization rate that is a stepwise expected utilization rate corresponding to the grouping. A communication band calculation apparatus comprising: a required band calculation unit that calculates a required band of the communication line using a total user band in a group of users grouped.
前記必要帯域算出手段は、
未開通のユーザの集合と、トラヒック安定期に至ることが期待される開通日からの経過日数を経過しないユーザの集合と、当該経過日数を超過したユーザの集合の三つの集合にグループ分けする
請求項4に記載の通信帯域算出装置。
The necessary bandwidth calculating means includes
Group into three sets: a set of unopened users, a set of users that have not passed the number of days since the opening date expected to reach a stable traffic period, and a set of users that have exceeded the elapsed days Item 5. The communication band calculation device according to Item 4.
前記必要帯域算出手段は、
トラヒック安定期に至ることが期待される開通日からの経過日数を1年とする
請求項4又は5に記載の通信帯域算出装置。
The necessary bandwidth calculating means includes
The communication band calculation device according to claim 4 or 5, wherein the number of days elapsed from the opening date expected to reach a stable traffic period is one year.
前記必要帯域算出手段は、
前記設計目標期間における前記段階的期待利用率の算出において、開通日からの経過日数に依存してグループ分けされたユーザの集合に対して、該当するユーザ帯域の総和が所定の値よりも大きい場合に、前記段階的期待利用率として、当該総和が所定の値よりも大きくない場合よりも小さな値を算出する
請求項4ないし6のうちいずれか1項に記載の通信帯域算出装置。
The necessary bandwidth calculating means includes
In the calculation of the stepwise expected utilization rate in the design target period, when the sum of the corresponding user bands is larger than a predetermined value for a set of users grouped depending on the number of days elapsed from the opening date The communication band calculation device according to any one of claims 4 to 6, wherein a smaller value is calculated as the stepwise expected utilization rate than when the sum is not greater than a predetermined value.
前記トラヒック量を利用して、前記通信回線に対するトラヒック量収集周期の最適化評価を行い、前記ネットワーク情報収集手段に対して、最適化したトラヒック量収集周期への設定変更を行う観測周期最適化手段
を更に備える請求項1ないし7のうちいずれか1項に記載の通信帯域算出装置。
An observation period optimization unit that performs optimization evaluation of a traffic amount collection period for the communication line using the traffic amount, and changes a setting to the optimized traffic amount collection period for the network information collection unit The communication band calculation device according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
前記通信帯域算出装置は、予め定めた最短周期でトラヒック量を収集する通信回線のリストを保持し、前記観測周期最適化手段は、最適化対象の通信回線が、当該リストの中の通信回線である場合に、当該通信回線に対して前記最短周期を適用する
請求項8に記載の通信帯域算出装置。
The communication band calculation device holds a list of communication lines that collect traffic in a predetermined shortest cycle, and the observation cycle optimization unit determines that the communication line to be optimized is a communication line in the list. The communication band calculation device according to claim 8, wherein the shortest cycle is applied to the communication line in some cases.
前記必要帯域算出手段は、前記設計目標期間において観測されることが推定されるトラヒック量と、当該設計目標期間に実際に観測されたトラヒック量とを比較することにより、前記必要帯域の算出に用いられる定数パラメータを最適化する定数パラメータ最適化手段
を含む請求項1ないし9のうちいずれか1項に記載の通信帯域算出装置。
The necessary bandwidth calculating means is used for calculating the necessary bandwidth by comparing the traffic amount estimated to be observed in the design target period with the traffic amount actually observed in the design target period. The communication band calculation device according to any one of claims 1 to 9, further comprising constant parameter optimization means for optimizing a constant parameter to be generated.
帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置が実行する通信帯域算出方法であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量に基づいて、前記通信回線におけるトラヒックの状態が、トラヒック成長期とトラヒック安定期のいずれにあるかを判定し、判定された状態に対応した必要帯域算出方法に従って、前記設計目標期間における前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出ステップとを備え、
前記必要帯域算出ステップにおいて、前記通信帯域算出装置は、前記トラヒックの状態がトラヒック成長期にあると判定した場合に、前記トラヒック利用率及び前記期待利用率を用いて前記必要帯域を算出し、前記トラヒックの状態がトラヒック安定期にあると判定した場合に、前記トラヒック量の直近の過去所定日数の移動平均及び移動標準偏差を用いて前記必要帯域を算出する
通信帯域算出方法。
A communication bandwidth calculation method executed by a communication bandwidth calculation device that calculates a necessary bandwidth for a future design target period for a network that provides a shared bandwidth communication service,
A network information collecting step for periodically obtaining a traffic volume from a communication line in the network;
A representative traffic amount is extracted from the periodically acquired traffic amount, a traffic usage rate indicating a ratio of the representative traffic amount to a predetermined communication band in the communication line is calculated, and the design is performed based on the traffic usage rate. A traffic usage rate calculating step for calculating an expected usage rate corresponding to a new traffic volume in the target period;
Based on the traffic amount acquired periodically, it is determined whether the traffic state in the communication line is in a traffic growth period or a traffic stable period, according to a necessary bandwidth calculation method corresponding to the determined state, A required bandwidth calculating step of calculating a required bandwidth of the communication line in the design target period,
In the required bandwidth calculating step, when the communication bandwidth calculating device determines that the traffic state is in a traffic growth period, the communication bandwidth calculating device calculates the required bandwidth using the traffic usage rate and the expected usage rate, and A communication band calculation method for calculating the necessary band by using a moving average and a moving standard deviation of a past predetermined number of days nearest to the traffic volume when it is determined that the traffic state is in a traffic stable period.
帯域共用型通信サービスを提供するネットワークを対象とし、将来の設計目標期間の必要帯域を算出する通信帯域算出装置が実行する通信帯域算出方法であって、
前記ネットワークにおける通信回線から周期的にトラヒック量を取得するネットワーク情報収集ステップと、
周期的に取得した前記トラヒック量から代表トラヒック量を抽出し、前記通信回線における所定の通信帯域に対する前記代表トラヒック量の割合を示すトラヒック利用率を算出し、当該トラヒック利用率に基づいて、前記設計目標期間での新たなトラヒック量に対応する期待利用率を算出するトラヒック利用率算出ステップと、
各ユーザについてのユーザ帯域と開通日を有するユーザ情報に基づいて、前記設計目標期間における開通日からの経過日数に依存してユーザの集合をグループ分けし、開通日からの経過日数に従ってトラヒック成長期からトラヒック安定期に移行するという仮説に基づいて、前記期待利用率を用いて前記グループ分けに対応する段階的な期待利用率である段階的期待利用率を定め、当該段階的期待利用率と前記グループ分けされた各ユーザの集合における総ユーザ帯域とを用いて、前記通信回線の必要帯域を算出する必要帯域算出ステップと
を備える通信帯域算出方法。
A communication bandwidth calculation method executed by a communication bandwidth calculation device that calculates a necessary bandwidth for a future design target period for a network that provides a shared bandwidth communication service,
A network information collecting step for periodically obtaining a traffic volume from a communication line in the network;
A representative traffic amount is extracted from the periodically acquired traffic amount, a traffic usage rate indicating a ratio of the representative traffic amount to a predetermined communication band in the communication line is calculated, and the design is performed based on the traffic usage rate. A traffic usage rate calculating step for calculating an expected usage rate corresponding to a new traffic volume in the target period;
Based on user information having user bandwidth and opening date for each user, a set of users is grouped depending on the number of days elapsed from the opening date in the design target period, and the traffic growth period according to the number of days elapsed since the opening date Based on the hypothesis of shifting to a traffic stable period, the expected utilization rate is used to determine a stepwise expected utilization rate that is a stepwise expected utilization rate corresponding to the grouping. A required bandwidth calculating step of calculating a required bandwidth of the communication line using a total user bandwidth in a group of each grouped user.
コンピュータを、
請求項1ないし10のうちいずれか1項に記載の通信帯域算出装置の各手段として機能させるための通信帯域算出プログラム。
Computer
A communication band calculation program for causing each unit of the communication band calculation apparatus according to any one of claims 1 to 10 to function.
JP2015159965A 2014-12-03 2015-08-13 Communication band calculation device, communication band calculation method, and communication band calculation program Active JP6258900B2 (en)

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