JP6342823B2 - ネットワーク管理装置及びネットワーク管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク管理装置及びネットワーク管理方法に関する。

近年、映像系トラフィックやクラウドサービス等によるデータセンタ間の通信のような大粒度なトラフィックによって、バックボーンネットワークにおいて、準動的なトラフィックが増大することが予想される。これによって、インターネットブラウジングや電子メールのような小粒度から大粒度に至るマルチ粒度のトラフィックが存在することになる。マルチ粒度の準動的なトラフィックにより、波長レイヤにおいては、波長パスの設定及び削除が繰り返されることになる。その結果、波長連続制約によって、波長の空きリソースを効率よく使用することができなくなり、設備増設が早まることが懸念される。すなわち、波長パスの設定及び削除の繰り返しは、波長のフラグメントの増大を来すことになる（非特許文献１）。波長のリソースを有効に使うためには、非特許文献１に示すように、波長パス及びサブλパスを再配置することが重要なスキームとなる。

A. Kadohata, A. Hirano, M. Fukutoku, T. Ohara, Y. Sone, and O. Ishida, "Multi-layer Greenfield re-grooming with wavelength defragmentation," IEEE Commun. Lett., vol. 16, no.4, pp. 530.

しかしながら、波長パス及びサブλパスの再配置を行うことで通信網の効率化を実現できる一方で、波長パス及びサブλパスの再配置を行うことによる通信網の瞬断のリスクが懸念される。このような場合、通信網を効率よく利用できない場合があった。

上述の課題を鑑み、本発明は、再配置によるリスクを軽減しつつ通信網を効率よく利用させる技術の提供を目的としている。

本発明の一態様は、光信号により波長レイヤの経路で信号が伝送される波長パスと、光信号を電気信号に変換したサブλレイヤの経路で信号が伝送されるサブλパスとで構成されるネットワークを管理するネットワーク管理装置であって、経路の再配置を許容するか否かを示す許容情報が定義された複数のサービスクラスに関する情報を設計要求として取得する設計要求取得部と、前記ネットワークを構成する前記波長パス及び前記サブλパスに関する情報をネットワーク情報として保持するネットワーク情報管理部と、前記設計要求と、前記ネットワーク情報とに基づいて、サービスクラスに応じた前記波長レイヤでの経路及び前記サブλレイヤでの経路を決定する経路決定機能部と、決定された前記経路毎に波長を割り当て、前記サービスクラスにおける経路の設定を行う波長割当決定機能部と、を備えるネットワーク管理装置である。

本発明の一態様は、上記のネットワーク管理装置であって、前記サービスクラスには、現用経路に異常が発生した場合に利用される予備経路を備え、前記予備経路を他のユーザと共有しないサービスクラスがあり、設定された前記サービスクラスにおける経路の再配置を行う再配置設計機能部をさらに備え、前記再配置設計機能部は、前記予備経路を備え、前記予備経路を他のユーザと共有しない前記サービスクラスにおいては、前記予備経路の再配置を行った後に前記現用経路の再配置を行う。

本発明の一態様は、上記のネットワーク管理装置であって、前記サービスクラスには、現用経路に異常が発生した場合に利用される予備経路を備え、前記予備経路を他のユーザと共有するサービスクラスがあり、設定された前記サービスクラスにおける経路の再配置を行う再配置設計機能部をさらに備え、前記再配置設計機能部は、前記予備経路を備え、前記予備経路を他のユーザと共有する前記サービスクラスにおいては、前記予備経路については再配置を行わず、前記現用経路のみ再配置を行う。

本発明の一態様は、光信号により波長レイヤの経路で信号が伝送される波長パスと、光信号を電気信号に変換したサブλレイヤの経路で信号が伝送されるサブλパスとで構成されるネットワークを管理するネットワーク管理装置が行うネットワーク管理方法であって、経路の再配置を許容するか否かを示す許容情報が定義された複数のサービスクラスに関する情報を設計要求として取得する設計要求取得ステップと、前記ネットワークを構成する前記波長パス及び前記サブλパスに関する情報をネットワーク情報として保持するネットワーク情報管理ステップと、前記設計要求と、前記ネットワーク情報とに基づいて、サービスクラスに応じた前記波長レイヤでの経路及び前記サブλレイヤでの経路を決定する経路決定機能ステップと、決定された前記経路毎に波長を割り当て、前記サービスクラスにおける経路の設定を行う波長割当決定機能ステップと、を有するネットワーク管理方法である。

本発明の一態様は、上記のネットワーク管理方法であって、前記サービスクラスには、現用経路に異常が発生した場合に利用される予備経路を備え、前記予備経路を他のユーザと共有しないサービスクラスがあり、設定された前記サービスクラスにおける経路の再配置を行う再配置設計機能ステップをさらに有し、前記再配置設計機能ステップにおいて、前記予備経路を備え、前記予備経路を他のユーザと共有しない前記サービスクラスにおいては、前記予備経路の再配置を行った後に前記現用経路の再配置を行う。

本発明の一態様は、上記のネットワーク管理方法であって、前記サービスクラスには、現用経路に異常が発生した場合に利用される予備経路を備え、前記予備経路を他のユーザと共有するサービスクラスがあり、設定された前記サービスクラスにおける経路の再配置を行う再配置設計機能ステップをさらに有し、前記再配置設計機能ステップにおいて、前記予備経路を備え、前記予備経路を他のユーザと共有する前記サービスクラスにおいては、前記予備経路については再配置を行わず、前記現用経路のみ再配置を行う。

本発明によれば、再配置によるリスクを軽減しつつ通信網を効率よく利用させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るネットワーク管理装置の構成を示すブロック図である。 サービスクラステーブルの説明図である。 予備経路の共有について説明するための図である。 経路決定機能部１４による経路決定処理の流れを示すフローチャートである。 サービスクラスＣＬ１又はＣＬ２の経路決定処理の流れを示すフローチャートである。 サービスクラスＣＬ３又はＣＬ４の経路決定処理の流れを示すフローチャートである。 サービスクラスＣＬ５又はＣＬ６の経路決定処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の説明図である。 本発明の第２の実施形態におけるネットワーク管理装置１０の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態におけるネットワーク管理装置１０の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態におけるネットワーク管理装置１０の処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
まず、以下の説明において使用する文言を定義する。
サブλパスとは、例えば文献「ITU-T Recommendation, G.709/Y.1331.」に記載のOptical channel Data Unit（ＯＤＵ）、文献「ITU-T Recommendation, G.707.」に記載のSynchronous Digital Hierarchy（ＳＤＨ）、文献「IETF Network working group, RFC.5317.」に記載のMultiprotocol Label Switching Transport Profile（ＭＰＬＳ−ＴＰ）等の電気的な処理が可能な通信路のことである。

論理経路とは、サブλパスが通過する論理的な経路のことである。
物理経路とは、波長パスが通過する物理的な経路のことである。
シングルホップ論理経路とは、始点から終点までの間に位置する中継ノードにおいて電気的な処理を行わないサブλパスの経路のことである。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るネットワーク管理装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るネットワーク管理装置１０は、サブλパス設計要求取得部１、設計部２、ネットワーク情報管理部３、演算結果記憶部４を備える。設計部２は、サービスクラス識別機能部１３、経路決定機能部１４、波長割当決定機能部１５、再配置設計機能部１６を備える。

サブλパス設計要求取得部１は、サブλパスの始点・終点ノードペア、サブλパスの帯域及びサブλパスのサービスクラス等の情報を含む設計要求を取得する。
設計部２は、サービスクラス識別機能部１３、経路決定機能部１４、波長割当決定機能部１５、再配置設計機能部１６を統括して処理動作を制御する。例えば、設計部２は、サービスクラス毎に、サブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路の配置設計を行う。また、例えば、設計部２は、再配置を許容するサービスクラスにおいては、サブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路の再配置設計を行う。

ネットワーク情報管理部３は、物理トポロジ情報、波長パス収容情報、各波長パス内のサブλパスの収容による使用帯域情報、サブλパスの論理経路及び収容先の波長パス情報等のネットワーク情報を保持する。ネットワーク情報管理部３に保持されているネットワーク情報は、設計がなされる度に更新される。
演算結果記憶部４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。演算結果記憶部４は、設計部２が行った演算結果を保存する。例えば、演算結果記憶部４は、設計部２が行ったサービスクラス毎のサブλパスの配置設計及び波長パスの配置設計の演算結果を保存する。

サービスクラス識別機能部１３は、サブλパス設計要求取得部１で取得された設計要求から、サービスクラスの情報を識別する。
経路決定機能部１４は、サブλパス設計要求取得部１で取得されたサブλパスの設計要求と、ネットワーク情報管理部３に格納されているネットワーク情報とに基づいて、サービスクラスに応じたサブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路を決定する。
波長割当決定機能部１５は、経路決定機能部１４で決定されたサブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路に基づいて、各経路の波長の割り当てを行う。
再配置設計機能部１６は、定期的又はパス収容状況に応じて、サブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路の再配置を行う。

本発明の第１の実施形態に係るネットワーク管理装置１０は、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex：波長分割多重）方式のネットワークにおいて、サービスクラスに応じた経路を決定し、波長の割り当てを行う。ＷＤＭ方式のネットワークでは、光ファイバーを伝送路として用い、波長の異なる光信号により光レイヤのパスで信号が伝送される。なお、本発明においては波長の周波数幅が固定されないＥＯＮ（Elastic Optical Network）においても同様に利用が可能である。ＥＯＮについては、以下の参照文献１に示す。
参考文献１：M. Jinno, H. Takara, B. Kozicki, Y. Tsukishima, Y. Sone, and S. Matsuoka, “Spectrum-Efficient and Scalable Elastic Optical Path Network: Architecture, Benefits, and Enabling Technologies,” IEEE Commun. Mag., vol. 47, no. 11, pp. 66-73, Nov. 2009.

以下の説明では、この光レイヤを波長レイヤと称し、光レイヤのパスを波長パスと称する。また、光ファイバーの経路中に、光信号を電気信号に変換し、電気信号で伝送する電気レイヤのパスが収容される。以下の説明では、この電気レイヤをサブλレイヤと称し、電気レイヤのパスをサブλパスと称する。ＷＤＭ方式のネットワークでは、波長のリソースを有効に使うために、波長パス及びサブλパスを再配置することが有効である。しかしながら、波長パス及びサブλパスの再配置を行うことによる通信網の瞬断のリスクがあることが懸念される。また、ＷＤＭ方式のネットワークでは、障害発生時のために、バックアップ用の予備経路が備えられる場合がある。障害の具体例として、例えば断線、混線による通信効率の低下などがある。また、予備経路のパスは、複数の現用経路のパスで共用される場合がある。本実施形態では、サービスクラスに応じたサブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路を決定することで、波長パス及びサブλパスの再配置によるリスクを削減しつつ通信網の効率性を高めるようにしている。

図２は、サービスクラステーブルの説明図である。
サービスクラステーブルには、サービスクラス毎に、予備経路有無、予備共有有無及び再配置有無の各値が定義されている。サービスクラステーブルは、例えばネットワーク情報管理部３に記憶される。
予備経路有無の値は、予備経路が備えられているか否かを表す。予備共有有無の値は、予備経路を共有するか否かを表す。再配置有無（許容情報）の値は、再配置を許容するか否かを表す。

図２に示される例では、サービスクラステーブルには、６つのサービスクラスＣＬ１〜ＣＬ６が設定されている。サービスクラスＣＬ１は、予備経路を複数備えた冗長パス経路を有し、予備経路は共有せず、再配置を行わないクラスである。サービスクラスＣＬ２は、予備経路を複数備えた冗長パス経路を有し、予備経路は共有せず、再配置を行うクラスである。サービスクラスＣＬ３は、予備経路を複数備えた冗長パス経路を有し、予備経路を共有し、再配置を行わないクラスである。サービスクラスＣＬ４は、予備経路を複数備えた冗長パス経路を有し、予備経路を共有し、再配置を行うクラスである。サービスクラスＣＬ５は、予備経路を持たず、再配置を行わないクラスである。サービスクラスＣＬ６は、予備経路を持たず、再配置を行うクラスである。

図３は、予備経路の共有について説明するための図である。
図３（Ａ）において、現用経路のパス５１は、ノード５５とノード５６との間に、ノード５７を経由して設けられ、クライアントＡにより使用される。また、現用経路のパス５２は、ノード５５とノード５６との間に、ノード５８を経由して設けられ、クライアントＢにより使用される。また、クライアントＡにより使用される現用経路のパス５１と、クライアントＢにより使用される現用経路のパス５２とに対して、共有の予備経路のパス６０が設けられる。予備経路のパス６０の使用者は、初期時には未設定である。クライアントＡの現用経路のパス５１又はクライアントＢの現用経路のパス５２に障害が発生すると、現用経路のパス５１又は５２は、予備経路のパス６０に切り替えられ、クライアントＡ又はＢにより使用される。

図３（Ｂ）において、現用経路のパス６１は、ノード６５とノード６６との間に、ノード６７を経由して設けられ、クライアントＣにより使用される。また、現用経路のパス６２は、ノード６８とノード６９との間に、ノード７０を経由して設けられ、クライアントＤにより使用される。また、ノード７１とノード７２との間に、共有の予備経路のパス７３が設けられる。予備経路のパス７３の使用者は、初期時には未設定である。クライアントＣの現用経路のパス６１又はクライアントＤの現用経路のパス６２に障害が発生すると、現用経路のパス６１又は６２は、予備経路のパス７３に切り替えられ、クライアントＣ又はＤにより使用される。

このように、予備経路共有を行うサービスクラス（図２に示すサービステーブルでは、クラス３及び４）では、故障時にパス設定が行われ、現用経路から予備経路にクライアントの使用する経路が切り替えられる。また、同一サービスクラスにおいては、クライアントからの要求によって、経路遅延時間、稼働率等が定義されてもよい。

予備経路をもつサービスクラスＣＬ１〜ＣＬ４であれば、更に、冗長パス間の経路遅延時間差、冗長パスの信頼性条件等が定義されてもよい。ここで冗長パスの信頼性条件とは、稼働率であり、具体例として経路重複許容の有無、ノード重複数、リンク重複数、重複距離等を表す。

次に、サービスクラスに応じたサブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路を決定する処理について説明する。

前述したように、サブλパス設計要求取得部１では、サブλパスの設計要求が取得される。
また、ネットワーク情報管理部３には、ネットワーク管理装置１０が管理するネットワークの情報が保持される。ネットワークの情報は、物理トポロジ情報、波長パス収容情報、各波長パス内のサブλパスの収容による使用帯域情報、サブλパスの論理経路及び収容先の波長パス情報等の情報である。物理トポロジ情報は、物理的なネットワーク構成を示すものである。波長パス収容情報は、光ファイバに収容されている波長パスの収容情報である。波長パス収容情報としては、波長パスの物理的な帯域、物理レイヤにおける波長パスの物理経路情報及び波長割当情報等が含まれる。

サービスクラス識別機能部１３は、サブλパス設計要求取得部１で取得された設計要求から、図２に示したサービスクラスＣＬ１〜ＣＬ６のうちで、どのサービスクラスが要求されているかを識別する。そして、経路決定機能部１４は、サブλパス設計要求取得部１で取得されたサブλパスの設計要求と、ネットワーク情報管理部３に格納されているネットワークの情報とに基づいて、サービスクラスに応じたサブλレイヤにおける論理経路及び波長レイヤにおける物理経路を決定する。

次に、図４〜図７を用いて経路決定機能部１４による経路決定処理について説明する。
図４は、経路決定機能部１４による経路決定処理の流れを示すフローチャートである。
経路決定機能部１４は、サービスクラス識別機能部１３で識別されたサービスクラスがサービスクラステーブルに定義されているサービスクラスＣＬ１〜ＣＬ６のどのクラスであるかを識別する（ステップＳ１）。そして、経路決定機能部１４は、識別されたサービスクラスがサービスクラスＣＬ１又はＣＬ２であるか否かを判定する（ステップＳ２）。識別されたサービスクラスがサービスクラスＣＬ１又はＣＬ２であると判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、経路決定機能部１４は、サービスクラスＣＬ１又はＣＬ２の経路決定処理を行う（ステップＳ３）。サービスクラスＣＬ１又はＣＬ２の経路決定処理については後述する。

一方、識別されたサービスクラスがサービスクラスＣＬ１又はＣＬ２ではないと判定された場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、経路決定機能部１４は、サービスクラスＣＬ３又はＣＬ４であるか否かを判定する（ステップＳ４）。識別されたサービスクラスがサービスクラスＣＬ３又はＣＬ４であると判定された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、経路決定機能部１４は、サービスクラスＣＬ３又はＣＬ４の経路決定処理を行う（ステップＳ５）。サービスクラスＣＬ３又はＣＬ４の経路決定処理については後述する。

一方、ステップＳ４で、サービスクラスＣＬ３又はＣＬ４ではないと判定された場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、経路決定機能部１４は、識別されたサービスクラスがサービスクラスＣＬ５又はＣＬ６と判定する。経路決定機能部１４は、サービスクラスＣＬ５又はＣＬ６の経路決定処理を行う（ステップＳ６）。サービスクラスＣＬ５又はＣＬ６の経路決定処理については後述する。

図５は、サービスクラスＣＬ１又はＣＬ２の経路決定処理の流れを示すフローチャートである。
図５において、経路決定機能部１４は、ネットワーク情報管理部３のネットワーク情報を基に、サブλレイヤにおける冗長パスの論理経路の組み合わせを探索する（ステップＳ１０１）。そして、経路決定機能部１４は、ステップＳ１０１の処理において探索されたサブλレイヤにおける冗長パスの論理経路の組み合わせの中から、サービスクラスに応じた信頼性条件を満たさない経路を除外する（ステップＳ１０２）。

具体的には、経路決定機能部１４は、再配置を許容しないサービスクラスＣＬ１では、信頼性の高い論理経路以外の論理経路を候補から除外する。また、経路決定機能部１４は、稼働率、冗長パスのノード重複数の規定を外れる論理経路を経路候補から除外する。また、例えばサービスクラスの信頼性条件として、ノード重複及びリンク重複を許容しないことが定義されている場合（ノード重複数＝０、リンク重複数＝０の場合）、経路決定機能部１４は、ノード重複を起こしている論理経路を候補から除外する。サービスクラスの信頼性条件として、稼働率が定義されている場合、経路決定機能部１４は、論理経路における通過電気ノードの稼働率の計算を行い、定義されている稼働率を超えているノードを介する論理経路を候補から除外する。
この処理が行なわれることによって、以降の処理における計算量を削減することが可能になる。

次に、経路決定機能部１４は、ステップＳ１０２の処理で算出された論理経路に基づいて、波長レイヤにおける冗長パスの物理経路の組み合わせを探索する（ステップＳ１０３）。そして、経路決定機能部１４は、ステップＳ１０３の処理において探索された波長レイヤにおける冗長パスの物理経路の組み合わせの中から、サービスクラスに応じた信頼性条件を満たさない経路を除外する（ステップＳ１０４）。

具体的には、経路決定機能部１４は、経路遅延時間、稼働率、冗長パスの遅延時間差、ノード重複数、リンク重複数、重複距離の規定を外れる物理経路を候補から除外する。例えば、経路決定機能部１４は、サービスクラスの信頼性条件として、物理リンクが重複していない経路（リンク重複数＝０）及び稼働率が定義されている場合、それらを満たさない物理経路を候補から除外する。

次に、経路決定機能部１４は、算出された論理経路及び物理経路で、同一サービスクラスで、かつ、要求されたサブλパスの帯域以上の空き帯域が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

同一サービスクラスで、かつ、要求されたサブλパスの帯域以上の空き帯域が存在すると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、経路決定機能部１４はこれらの経路の中で、最短ホップの論理経路を算出する（ステップＳ１０６）。
一方、ステップＳ１０５の処理において、同一サービスクラスで、かつ、要求されたサブλパスの帯域以上の空き帯域が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、経路決定機能部１４はシングルホップの論理経路を算出する（ステップＳ１０７）。
ステップＳ１０６もしくはステップＳ１０７の処理で決定された論理経路において、経路決定機能部１４は、最短ホップもしくは距離、もしくは稼働率が最大の物理経路を選択する（ステップＳ１０８）。この処理によって、経路決定機能部１４は、サービスクラスに応じたサブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路を決定する。そして、波長割当決定機能部１５は、探索された経路上で、Ｆｉｒｓｔ Ｆｉｔアルゴリズム等を用いて波長を割り当てる（ステップＳ１０９）。なお、Ｆｉｒｓｔ Ｆｉｔアルゴリズムについては、以下の参考文献２の技術が用いられてもよい。
参考文献２：H. Zang、 J. Jue、 and B. Mukherjee, “A review of routing and wavelength assignment approaches for wavelength-routed optical WDM networks、” Opt. Netw. Mag., Vol. 1, no. 1, pp. 47-60, Jan. 2000.

図６は、サービスクラスＣＬ３又はＣＬ４の経路決定処理の流れを示すフローチャートである。
図６において、経路決定機能部１４は、ネットワーク情報管理部３のネットワーク情報を基に、サブλレイヤにおける冗長パスの論理経路の組み合わせを探索する（ステップＳ２０１）。そして、経路決定機能部１４は、ステップＳ２０１の処理において探索されたサブλレイヤにおける冗長パスの論理経路の組み合わせの中から、サービスクラスに応じた信頼性条件に満たさない経路を除外する（ステップＳ２０２）。なお、サービスクラスＣＬ１又はＣＬ２の経路決定処理の場合と同様に、経路決定機能部１４はステップＳ２０２の処理における論理経路の探索においては、稼働率、冗長パスのノード重複数の規定を外れる論理経路を経路候補から除外する。

次に、経路決定機能部１４は、ステップＳ２０２の処理で算出された論理経路に基づいて、波長レイヤにおける冗長パスの物理経路の組み合わせを探索する（ステップＳ２０３）。そして、経路決定機能部１４は、ステップＳ２０３の処理において探索された波長レイヤにおける冗長パスの物理経路の組み合わせの中から、サービスクラスに応じた信頼性条件に満たさない経路を除外する（ステップＳ２０４）。

経路決定機能部１４は、物理経路の探索においては、経路遅延時間、稼働率、冗長パスの遅延時間差、ノード重複数、リンク重複数、重複距離の規定を外れる物理経路を候補から除外する。

次に、経路決定機能部１４は、算出された論理経路及び物理経路において、同一サービスクラスでかつ設計要求のサブλパスの帯域以上の空き帯域が存在し、かつ、共有されていない既存のパスが存在しているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、空き帯域は、サブλパスの共有済のリンク及び共有予定のサブλパスの未共有の帯域値を除いた値となる。

同一サービスクラスでかつ設計要求のサブλパスの帯域以上の空き帯域が存在し、かつ、共有されていない既存のパスが存在している場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、経路決定機能部１４は、設計対象となっているサブλパスの帯域値と同じ帯域値の設計済の共有設定されていない共有予定のサブλパスがあるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

設計対象となっているサブλパスの帯域値と同じ帯域値の設計済の共有設定されていない共有予定のサブλパスがあると判定された場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、経路決定機能部１４は、これらのサブλパスを最短ホップの論理経路順に探索し、共有設計を行う（ステップＳ２０７）。

また、ステップＳ２０５の処理において、同一サービスクラスでかつ設計要求のサブλパスの帯域以上の空き帯域が存在し、かつ、共有されていない既存のパスが存在しない場合、又は、同一サービスクラスでかつ設計要求のサブλパスの帯域以上の空き帯域が存在しない、かつ、共有されていない既存のパスが存在しない場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、又は、ステップＳ２０６の処理において、設計対象となっているサブλパスの帯域値と同じ帯域値の設計済のサブλパスがないと判定された場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、経路決定機能部１４は、シングルホップの論理経路を算出する（ステップＳ２０８）。なお、予備共有を行ったサブλパスと予備共有を行っていない共有予定のサブλパスの物理経路におけるパスの設定は行われない。ネットワーク情報管理部３においては、各サブλパスがどれと共有しているかの情報と、各サブλパスにおいてどの経路が予備共有予定であるかの識別を含めて管理を行う。

ステップＳ２０７の処理もしくはステップＳ２０８の処理で決定された論理経路において、経路決定機能部１４は、最短ホップもしくは距離、もしくは稼働率が最大の物理経路を選択する（ステップＳ２０９）。この処理によって、経路決定機能部１４は、サービスクラスに応じたサブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路を決定する。そして、波長割当決定機能部１５は、探索された経路上で、Ｆｉｒｓｔ Ｆｉｔアルゴリズム等を用いて波長を割り当てる（ステップＳ２１０）。

図７は、サービスクラスＣＬ５又はＣＬ６の経路決定処理の流れを示すフローチャートである。
図７において、経路決定機能部１４は、ネットワーク情報管理部３のネットワーク情報を基に、サブλレイヤにおける冗長パスの論理経路の組み合わせを探索する（ステップＳ３０１）。そして、経路決定機能部１４は、ステップＳ３０１の処理において探索されたサブλレイヤにおける冗長パスの論理経路の組み合わせの中から、サービスクラスに応じた信頼性条件に満たさない経路を除外する（ステップＳ３０２）。なお、サービスクラスＣＬ１又はＣＬ２の経路決定処理の場合と同様に、経路決定機能部１４はステップＳ３０２の処理における論理経路の探索においては、稼働率、冗長パスのノード重複数の規定を外れる論理経路を経路候補から除外する。

次に、経路決定機能部１４は、ステップＳ３０２の処理で算出された論理経路に基づいて、波長レイヤにおける冗長パスの物理経路の組み合わせを探索する（ステップＳ３０３）。そして、経路決定機能部１４は、ステップＳ３０３の処理において探索された波長レイヤにおける冗長パスの物理経路の組み合わせの中から、サービスクラスに応じた信頼性条件に満たさない経路を除外する（ステップＳ３０４）。なお、サービスクラスＣＬ５又はＣＬ６では予備経路を持たないため、経路決定機能部１４は、物理経路の探索においては、経路遅延時間、稼働率の規定を外れる物理経路を候補から除外する。

次に、経路決定機能部１４は、算出された論理経路及び物理経路において、同一サービスクラスでかつ設計要求のサブλパスの帯域以上の空きが存在するか否かを判定する（ステップＳ３０５）。

同一サービスクラスでかつ設計要求のサブλパスの帯域以上の空きが存在すると判定された場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、経路決定機能部１４は、最短ホップの論理経路を算出する（ステップＳ３０６）。

一方、ステップＳ３０５の処理において、同一サービスクラスでかつ設計要求のサブλパスの帯域以上の空きが存在しないと判定された場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、経路決定機能部１４はシングルホップの論理経路を算出する（ステップＳ３０７）。
ステップＳ３０６もしくはステップＳ３０７の処理で決定された論理経路において、経路決定機能部１４は、最短ホップもしくは距離、もしくは稼働率が最大の物理経路を選択する（ステップＳ３０８）。この処理によって、経路決定機能部１４は、サービスクラスに応じたサブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路を決定する。そして、波長割当決定機能部１５は、探索された経路上で、Ｆｉｒｓｔ Ｆｉｔアルゴリズム等を用いて波長を割り当てる（ステップＳ３０９）。

上述した図４〜図７の処理により、経路決定機能部１４によるサービスクラスに応じた経路決定処理が行われると、波長割当決定機能部１５は、経路決定機能部１４で決定された論理経路及び物理経路に基づいて、各経路の波長の割り当てを行う。その後、波長割当決定機能部１５は、サブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路の配置設計の情報を演算結果として演算結果記憶部４に記憶させることによってサービスクラスにおける経路の設定を行う。サブλレイヤでの論理経路及び波長レイヤでの物理経路の配置設計の情報には、サブλパスの収容先波長パスと波長パスの経路情報・各経路の波長情報及びサービスクラスなどの情報が含まれる。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態では、複数のサービスクラスが定義された通信網において、サービスクラスに応じてサブλレイヤにおける論理経路及び波長レイヤにおける物理経路が決定される。また、サービスクラスには、再配置を行わないクラスも存在する。したがって、高信頼性を要求するユーザのトラフィックを再配置を行わないクラスに収容し、高信頼性を要求しないユーザのトラフィックを再配置を行うクラスに収容させることによって、高信頼性を要求するユーザの再配置によるリスクが軽減される。そのため、波長パス及びサブλパスの再配置によるリスクを軽減しつつ通信網を効率よく利用させることが可能になる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、サービスクラスＣＬ２における再配置の処理を行う実施形態である。第２の実施形態では、再配置設計機能部１６は、予備経路の再配置を行った後に、現用経路の再配置を行う。また、再配置設計機能部１６は、再配置を行う際に冗長パスの信頼性条件を満たさない設計結果は削除し、再配置先と再配置対象のパスを決定する。

図８は、本発明の第２の実施形態の説明図である。図８（Ａ）において、光ノード１１１ａ〜１１６ａは波長レイヤ１０１のノードであり、電気ノード１１１ｂ〜１１６ｂはサブλレイヤ１０２のノードである。波長レイヤ１０１には、波長パス（実線で示す）が設けられる。サブλレイヤ１０２には、サブλパス（破線で示す）が設けられる。光ノード１１１ａ、１１２ａ、１１３ａの経路には、波長λ１のパスが設けられる。光ノード１１３ａと光ノード１１４ａの経路には、波長λ２のパスが設けられる。また、光ノード１１１ａ、１１５ａ、１１６ａには、波長λ３のパスが設けられる。光ノード１１６ａと光ノード１１４ａの経路には、波長λ４のパスが設けられる。

この例では、ノード１１１（光ノード１１１ａ及び電気ノード１１１ｂ）とノード１１４（光ノード１１４ａ及び電気ノード１１４ｂ）との間に、現用経路１２１（一点鎖線出示す）と予備経路１２２（二点鎖線で示す）とが設けられる。現用経路１２１のパスは、電気ノード１１１ｂ及び光ノード１１１ａから、光ノード１１２ａ、光ノード１１３ａ及び電気ノード１１３ｂへの波長λ１の経路と、電気ノード１１３ｂ及び光ノード１１３ａから、光ノード１１４ａ及び電気ノード１１４ｂへの波長λ２の経路である。予備経路１２２のパスは、電気ノード１１１ｂ及び光ノード１１１ａから、光ノード１１５ａ、光ノード１１６ａ及び電気ノード１１６ｂへの波長λ３の経路と、電気ノード１１６ｂ及び光ノード１１６ａから、光ノード１１４ａ及び電気ノード１１４ｂへの波長λ４の経路である。

第２の実施形態では、再配置設計機能部１６により、図８（Ｂ）に示すように、予備経路の再配置が行われる。すなわち、図８（Ａ）に示したように、この例では、これまでの予備経路１２２のパスは、電気ノード１１１ｂ及び光ノード１１１ａから、光ノード１１５ａ、光ノード１１６ａ及び電気ノード１１６ｂへの波長λ３の経路と、電気ノード１１６ｂ及び光ノード１１６ａから、光ノード１１４ａ及び電気ノード１１４ｂへの波長λ４の経路となっている。ここで、図８（Ｂ）に示すように、予備経路１２２は、電気ノード１１１ｂ及び光ノード１１１ａから、光ノード１１５ａ、光ノード１１６ａを介して、光ノード１１４ａ及び電気ノード１１４ｂに行く経路に再配置され、この経路に、波長λ５が割り当てられる。

次に、再配置設計機能部１６により、図８（Ｃ）に示すように、現用経路の再配置が行われる。すなわち、図８（Ａ）に示したように、この例では、これまでの現用経路１２１のパスは、電気ノード１１１ｂ及び光ノード１１１ａから、光ノード１１２ａ、光ノード１１３ａ及び電気ノード１１３ｂへの波長λ１の経路と、電気ノード１１３ｂ及び光ノード１１３ａから、光ノード１１４ａ及び電気ノード１１４ｂへの波長λ２の経路となっている。ここで、図８（Ｃ）に示すように、現用経路１２１は、電気ノード１１１ｂ及び光ノード１１１ａから、光ノード１１２ａ、光ノード１１３ａを介して、光ノード１１４ａ及び電気ノード１１４ｂに行く経路に再配置され、この経路に、波長λ６が割り当てられる。

図９は、本発明の第２の実施形態におけるネットワーク管理装置１０の処理の流れを示すフローチャートである。
図９に示す処理は、定期的又はパス収容状況に応じて実行される。図９に示す処理が実行されると、再配置設計機能部１６は演算結果記憶部４に記憶されている演算結果を読み出す。例えば、再配置設計機能部１６は、サービスクラスＣＬ２に対応する演算結果を読み出す。再配置設計機能部１６は、読み出した演算結果に基づいて、予備経路のサブλパス再配置設計を行う（ステップＳ５０１）。そして、再配置設計機能部１６は、予備経路のサブλパス再配置設計を行った後に、波長パスの再配置設計を行う（ステップＳ５０２）。次に、再配置設計機能部１６は、冗長パスの信頼性条件を満たさないパスを再配置対象から削除し（ステップＳ５０３）、演算結果を演算結果記憶部４に保存する（ステップＳ５０４）。演算結果には、サブλパスの収容先波長パスと波長パスの経路情報・各経路の波長情報及びサービスクラスの情報が含まれる。

予備経路の再配置が完了すると、次に再配置設計機能部１６は、現用経路の再配置を行う。再配置設計機能部１６は、現用経路のサブλパス再配置設計を行った後に（ステップＳ５０５）、現用経路の波長パスの再配置設計を行う（ステップＳ５０６）。次に、再配置設計機能部１６は、冗長パスの信頼性条件を満たさないパスを再配置対象から削除し（ステップＳ５０７）、演算結果を演算結果記憶部４に保存する（ステップＳ５０８）。サブλパス及び波長パスの再配置設計は、例えば以下の参考文献３に記載された技術が用いられてもよい。
参考文献３：特開２０１２−１０９９２８号公報（波長パス再配置方法及び上位レイヤパス再配置方法）

以上説明したように、本発明の第２の実施形態では、予備経路の再配置が行われた後に、現用経路の再配置が行われる。このように予備経路のみの再配置が先に行われることによって、現用経路では常に通信が行われる。これにより、波長パス及びサブλパスの再配置によるリスクを軽減しつつ通信網を効率よく利用させることが可能になる。

ネットワーク管理装置１０は、現用経路の再配置が行われた後に、予備経路の再配置を行うように構成されてもよい。
このように構成されることによって、現用経路の再配置が先に行われ、予備経路では常に通信が行われる。これにより、波長パス及びサブλパスの再配置によるリスクを軽減しつつ通信網を効率よく利用させることが可能になる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、サービスクラスＣＬ６における再配置の処理を行う実施形態である。第３の実施形態では、再配置設計機能部１６は、現用経路の再配置のみを行う。また、再配置設計機能部１６は、再配置を行う際に冗長パスの信頼性条件を満たさない設計結果は削除し、再配置先と再配置対象のパスを決定する。

図１０は、本発明の第３の実施形態におけるネットワーク管理装置１０の処理の流れを示すフローチャートである。
図１０に示す処理は、定期的又はパス収容状況に応じて実行される。図１０に示す処理が実行されると、再配置設計機能部１６は演算結果記憶部４に記憶されている演算結果を読み出す。例えば、再配置設計機能部１６は、サービスクラスＣＬ６に対応する演算結果を読み出す。再配置設計機能部１６は、読み出した演算結果に基づいて、現用経路のサブλパス再配置設計を行う（ステップＳ６０１）。そして、再配置設計機能部１６は、現用経路のサブλパス再配置設計を行った後に、波長パスの再配置設計を行う（ステップＳ６０２）。次に、再配置設計機能部１６は、冗長パスの信頼性条件を満たさないパスを再配置対象から削除し（ステップＳ６０３）、演算結果を演算結果記憶部４に保存する（ステップＳ６０４）。

以上説明したように、本発明の第３の実施形態では、現用経路の再配置のみが行われる。このように構成されることによって、予備経路の再配置が行われない。したがって、予備経路では再配置による瞬断が行われないため、通信を行うことができる。これにより、波長パス及びサブλパスの再配置によるリスクを軽減しつつ通信網を効率よく利用させることが可能になる。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、再配置設計機能部１６は、予備経路の再配置のみを行う。また、再配置設計機能部１６は、再配置行う際に冗長パスの信頼性条件を満たさない設計結果は削除し、再配置先と再配置対象のパスを決定する。

図１１は、本発明の第４の実施形態におけるネットワーク管理装置１０の処理の流れを示すフローチャートである。
図１１に示す処理は、定期的又はパス収容状況に応じて実行される。図１１に示す処理が実行されると、再配置設計機能部１６は演算結果記憶部４に記憶されている演算結果を読み出す。再配置設計機能部１６は、読み出した演算結果に基づいて、予備経路のサブλパス再配置設計を行う（ステップＳ７０１）。そして、再配置設計機能部１６は、予備経路のサブλパス再配置設計を行った後に、波長パスの再配置設計を行う（ステップＳ７０２）。次に、再配置設計機能部１６は、冗長パスの信頼性条件を満たさないパスを再配置対象から削除し（ステップＳ７０３）、演算結果を演算結果記憶部４に保存する（ステップＳ７０４）。

以上説明したように、本発明の第４の実施形態では、予備経路の再配置のみが行われる。このように構成されることによって、現用経路の再配置が行われない。したがって、現用経路では再配置による瞬断が行われないため、常に通信を行うことができる。これにより、波長パス及びサブλパスの再配置によるリスクを軽減しつつ通信網を効率よく利用させることが可能になる。

なお、ネットワーク管理装置１０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１：サブλパス設計要求取得部， ２…設計部， ３…ネットワーク情報管理部， ４…演算結果記憶部， １３…サービスクラス識別機能部， １４…経路決定機能部， １５…波長割当決定機能部， １６…再配置設計機能部

Claims (4)

1. 光信号により波長レイヤの経路で信号が伝送される波長パスと、光信号を電気信号に変換したサブλレイヤの経路で信号が伝送されるサブλパスとで構成されるネットワークを管理するネットワーク管理装置であって、
   経路の再配置を許容するか否かを示す許容情報が定義された複数のサービスクラスに関する情報を設計要求として取得する設計要求取得部と、
   前記ネットワークを構成する前記波長パス及び前記サブλパスに関する情報をネットワーク情報として保持するネットワーク情報管理部と、
   前記設計要求と、前記ネットワーク情報とに基づいて、サービスクラスに応じた前記波長レイヤでの経路及び前記サブλレイヤでの経路を決定する経路決定機能部と、
   決定された前記経路毎に波長を割り当て、前記サービスクラスにおける経路の設定を行う波長割当決定機能部と、
   設定された前記サービスクラスにおける経路の再配置を行う再配置設計機能部と、
   を備え、
   前記サービスクラスには、現用経路に異常が発生した場合に利用される予備経路を備えかつ該予備経路を他のユーザと共有しないサービスクラスがあり、
   前記再配置設計機能部は、前記予備経路を備えかつ該予備経路を他のユーザと共有しない前記サービスクラスにおいては、前記予備経路の再配置を行った後に前記現用経路の再配置を行う、ネットワーク管理装置。
2. 光信号により波長レイヤの経路で信号が伝送される波長パスと、光信号を電気信号に変換したサブλレイヤの経路で信号が伝送されるサブλパスとで構成されるネットワークを管理するネットワーク管理装置であって、
   経路の再配置を許容するか否かを示す許容情報が定義された複数のサービスクラスに関する情報を設計要求として取得する設計要求取得部と、
   前記ネットワークを構成する前記波長パス及び前記サブλパスに関する情報をネットワーク情報として保持するネットワーク情報管理部と、
   前記設計要求と、前記ネットワーク情報とに基づいて、サービスクラスに応じた前記波長レイヤでの経路及び前記サブλレイヤでの経路を決定する経路決定機能部と、
   決定された前記経路毎に波長を割り当て、前記サービスクラスにおける経路の設定を行う波長割当決定機能部と、
   設定された前記サービスクラスにおける経路の再配置を行う再配置設計機能部と、
   を備え、
   前記サービスクラスには、現用経路に異常が発生した場合に利用される予備経路を備えかつ該予備経路を他のユーザと共有するサービスクラスがあり、
   前記再配置設計機能部は、前記予備経路を備えかつ該予備経路を他のユーザと共有する前記サービスクラスにおいては、前記予備経路については再配置を行わず、前記現用経路のみ再配置を行う、ネットワーク管理装置。
3. 光信号により波長レイヤの経路で信号が伝送される波長パスと、光信号を電気信号に変換したサブλレイヤの経路で信号が伝送されるサブλパスとで構成されるネットワークを管理するネットワーク管理装置が行うネットワーク管理方法であって、
   経路の再配置を許容するか否かを示す許容情報が定義された複数のサービスクラスに関する情報を設計要求として取得する設計要求取得ステップと、
   前記ネットワークを構成する前記波長パス及び前記サブλパスに関する情報をネットワーク情報として保持するネットワーク情報管理ステップと、
   前記設計要求と、前記ネットワーク情報とに基づいて、サービスクラスに応じた前記波長レイヤでの経路及び前記サブλレイヤでの経路を決定する経路決定機能ステップと、
   決定された前記経路毎に波長を割り当て、前記サービスクラスにおける経路の設定を行う波長割当決定機能ステップと、
   設定された前記サービスクラスにおける経路の再配置を行う再配置設計機能ステップと、
   を有し、
   前記サービスクラスには、現用経路に異常が発生した場合に利用される予備経路を備えかつ該予備経路を他のユーザと共有しないサービスクラスがあり、
   前記再配置設計機能ステップにおいて、前記予備経路を備えかつ該予備経路を他のユーザと共有しない前記サービスクラスにおいては、前記予備経路の再配置を行った後に前記現用経路の再配置を行う、ネットワーク管理方法。
4. 光信号により波長レイヤの経路で信号が伝送される波長パスと、光信号を電気信号に変換したサブλレイヤの経路で信号が伝送されるサブλパスとで構成されるネットワークを管理するネットワーク管理装置が行うネットワーク管理方法であって、
   経路の再配置を許容するか否かを示す許容情報が定義された複数のサービスクラスに関する情報を設計要求として取得する設計要求取得ステップと、
   前記ネットワークを構成する前記波長パス及び前記サブλパスに関する情報をネットワーク情報として保持するネットワーク情報管理ステップと、
   前記設計要求と、前記ネットワーク情報とに基づいて、サービスクラスに応じた前記波長レイヤでの経路及び前記サブλレイヤでの経路を決定する経路決定機能ステップと、
   決定された前記経路毎に波長を割り当て、前記サービスクラスにおける経路の設定を行う波長割当決定機能ステップと、
   設定された前記サービスクラスにおける経路の再配置を行う再配置設計機能ステップと、
   を有し、
   前記サービスクラスには、現用経路に異常が発生した場合に利用される予備経路を備えかつ該予備経路を他のユーザと共有するサービスクラスがあり、
   前記再配置設計機能ステップにおいて、前記予備経路を備えかつ該予備経路を他のユーザと共有する前記サービスクラスにおいては、前記予備経路については再配置を行わず、前記現用経路のみ再配置を行う、ネットワーク管理方法。

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