JP6874611B2 - Management device and management method - Google Patents
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Description
本発明は、光ネットワークを管理する管理装置および管理方法に係わる。 The present invention relates to a management device and a management method for managing an optical network.
データセンターおよびモバイルデバイス等の普及に伴い、ネットワーク中のトラフィックが増え続けている。このため、大容量のデータ伝送を実現する波長多重光ネットワークを経済的に提供する方法が求められている。 With the spread of data centers and mobile devices, traffic in networks continues to increase. Therefore, there is a demand for a method of economically providing a wavelength division multiplexing optical network that realizes a large amount of data transmission.
波長多重光ネットワークの設計においては、要求されたパスを収容する際に、そのパスの経路の途中に再生中継器が必要であるか否かが判断される。このとき、要求されたパスの伝送品質が推定される。 In the design of a wavelength division multiplexing optical network, when accommodating a requested path, it is determined whether or not a repeater is required in the middle of the path of the path. At this time, the transmission quality of the requested path is estimated.
図1は、波長多重光ネットワークの一例を示す。この例では、各ノードに光分岐挿入装置(ROADM:Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer)が実装されている。ROADMは、コントローラによる制御に応じて、WDM光信号から指定された波長の光信号を分岐できる。また、ROADMは、WDM光信号の空チャネルに光信号を挿入できる。伝送品質推定装置は、パス設定要求が与えられたときに、そのパスの伝送品質を推定する。 FIG. 1 shows an example of a wavelength division multiplexing optical network. In this example, an optical branch insertion device (ROADM: Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) is mounted on each node. ROADM can branch an optical signal having a specified wavelength from a WDM optical signal according to control by a controller. ROADM can also insert an optical signal into an empty channel of a WDM optical signal. The transmission quality estimator estimates the transmission quality of a path when a path setting request is given.
上述の波長多重光ネットワークにおいて、クライアントXとクライアントYとの間で光信号を伝送する波長パスの設定が要求されると、伝送品質推定装置は、その波長パスの伝送品質を推定する。この例では、この波長パスの伝送品質が所定の閾値よりも低いものとする。この場合、伝送品質推定装置は、この波長パスの経路の途中に再生中継器が必要であると判断する。図1に示す例では、ROADM#3において光信号が再生されるように2本の波長パスが設定される。
In the above-mentioned wavelength division multiplexing optical network, when the setting of the wavelength path for transmitting the optical signal between the client X and the client Y is required, the transmission quality estimation device estimates the transmission quality of the wavelength path. In this example, it is assumed that the transmission quality of this wavelength path is lower than a predetermined threshold value. In this case, the transmission quality estimation device determines that a repeater is required in the middle of the path of this wavelength path. In the example shown in FIG. 1, two wavelength paths are set so that the optical signal is reproduced in
なお、推定対象の波長パスの信号品質に対する推定精度の向上を図るネットワーク制御装置が提案されている。このネットワーク制御装置は、推定対象の波長パス内の各スパンの信号品質量に基づき、その推定対象の波長パスの信号品質量を推定する(例えば、特許文献1)。また、波長多重システムにおいて非線形効果を考慮してOSNRを推定する方法が提案されている(例えば、非特許文献1)。さらに、特許文献2に関連技術が記載されている。
A network control device has been proposed to improve the estimation accuracy for the signal quality of the wavelength path to be estimated. This network control device estimates the signal quality quantity of the wavelength path to be estimated based on the signal quality quantity of each span in the wavelength path to be estimated (for example, Patent Document 1). Further, a method of estimating OSNR in consideration of the non-linear effect in a wavelength division multiplexing system has been proposed (for example, Non-Patent Document 1). Further,
波長多重光ネットワークにおいては、光ファイバ中に多重化される波長パスの数が増加すると、非線形効果およびクロストーク等により、各波長パスの伝送品質が劣化する。このため、伝送品質の推定においては、要求された波長パスの経路上の各スパンに多重化される波長パスの数を考慮することが好ましい。ただし、各スパンについて波長パスの数を事前に見積もるためには、クライアントからのデマンド(パス設定の要求)を予測する必要がある。しかし、将来のデマンドを精度よく予測することは容易ではない。 In a wavelength division multiplexing optical network, when the number of wavelength paths multiplexed in an optical fiber increases, the transmission quality of each wavelength path deteriorates due to a non-linear effect, crosstalk, and the like. Therefore, in estimating the transmission quality, it is preferable to consider the number of wavelength paths to be multiplexed in each span on the path of the required wavelength path. However, in order to estimate the number of wavelength paths for each span in advance, it is necessary to predict the demand (request for path setting) from the client. However, it is not easy to accurately predict future demand.
このため、従来のネットワーク設計においては、最悪のケースにおいても誤り率が所定の閾値以下になるように伝送品質の推定が行われる。すなわち、すべてのスパンにおいてすべての波長パスが利用されている状態を前提として伝送品質が推定される。しかし、この設計方法では、過剰なマージンが設定されることになる。例えば、波長パスの数が少ないスパンにおいては、伝送品質の推定値は、実際の伝送品質よりも低くなる。よって、この推定値に基づいてネットワーク設計を行うと、ネットワーク内に実装される再生中継器の数が必要以上に多くなってしまう。すなわち、ネットワークを構築するコストが増加するおそれがある。 Therefore, in the conventional network design, the transmission quality is estimated so that the error rate becomes equal to or less than a predetermined threshold value even in the worst case. That is, the transmission quality is estimated on the assumption that all wavelength paths are used in all spans. However, with this design method, an excessive margin is set. For example, in a span with a small number of wavelength paths, the transmission quality estimate is lower than the actual transmission quality. Therefore, if the network is designed based on this estimated value, the number of repeaters mounted in the network will be larger than necessary. That is, the cost of constructing a network may increase.
本発明の1つの側面に係わる目的は、波長パスの伝送品質を精度よく推定する装置および方法を提供することである。 An object of one aspect of the present invention is to provide an apparatus and method for accurately estimating the transmission quality of a wavelength path.
本発明の1つの態様の管理装置は、波長分割多重光信号を伝送する光ネットワークにおいてパスを管理する。この管理装置は、前記光ネットワークに設定されるパスの経路上の伝送区間について、多重化される波長の数に対応する伝送品質値を格納する格納部と、前記光ネットワークのトポロジに基づいて、前記伝送区間が前記光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す中心性を計算する中心性計算部と、前記中心性計算部により計算される中心性に基づいて、前記伝送区間において多重化される波長の数を予測する予測部と、前記伝送区間について、前記予測部により予測された波長の数に対応する伝送品質値を前記格納部から取得し、取得した伝送品質値に基づいて前記パスの伝送品質を推定する推定部と、を備える。 The management device of one aspect of the present invention manages paths in an optical network that transmits wavelength division multiplexing optical signals. This management device is based on a storage unit that stores transmission quality values corresponding to the number of multiplex wavelengths for a transmission section on the path set in the optical network, and the topology of the optical network. A centrality calculation unit that calculates the centrality that indicates how close the transmission section is to the center of the optical network, and a wavelength that is multiplexed in the transmission section based on the centrality calculated by the centrality calculation unit. For the transmission section and the prediction unit that predicts the number of, the transmission quality value corresponding to the number of wavelengths predicted by the prediction unit is acquired from the storage unit, and the transmission of the path is transmitted based on the acquired transmission quality value. It includes an estimation unit that estimates quality.
上述の態様によれば、波長パスの伝送品質を精度よく推定することができる。 According to the above aspect, the transmission quality of the wavelength path can be estimated accurately.
図2は、本発明の実施形態に係わる伝送品質推定装置が使用される光ネットワークの一例を示す。実施形態に係わる光ネットワーク1においては、波長分割多重光信号(WDM光信号)が伝送される。よって、光ネットワーク1の各ノードには、WDM伝送装置が実装される。WDM伝送装置は、たとえば、光分岐挿入装置(ROADM)により実現される。この場合、各ノード#A〜#FにそれぞれROADMが実装される。
FIG. 2 shows an example of an optical network in which the transmission quality estimation device according to the embodiment of the present invention is used. In the
ネットワーク管理システム2は、クライアントから与えられるデマンドに対応する波長パスを設定する。デマンドは、始点ノードおよび終点ノードを指定する情報を含む。よって、ネットワーク管理システム2は、始点ノードと終点ノードとの間に波長パスを設定するための経路を決定する。そして、ネットワーク管理システム2は、始点ノード、終点ノード、および経路上の各ノードに対して、デマンドに対応する波長パスを設定するための指示を与える。なお、ネットワーク管理システム2は、光ネットワーク1において波長パスを管理する管理装置の一例である。
The
ネットワーク管理システム2は、設定する波長パスの伝送品質を推定する。よって、ネットワーク管理システム2は、波長パスの伝送品質を推定する伝送品質推定装置3を備える。伝送品質推定装置3は、設定する波長パスの伝送品質を推定し、その推定値と所定の閾値とを比較する。そして、波長パスの伝送品質の推定値が閾値よりも悪いときは、ネットワーク管理システム2は、始点ノードと終点ノードとの間の経路上で光信号が再生されるように、波長パスを再設定する。なお、伝送品質推定装置3は、ネットワーク管理システム2の中に実装されてもよいし、ネットワーク管理システム2の外部に設けられてもよい。
The
伝送品質推定装置3は、波長パスの経路上の各伝送区間の伝送品質を推定し、各伝送区間の伝送品質の推定値に基づいて波長パスの伝送品質を推定する。なお、この例では、伝送品質推定装置3は、伝送品質として光信号対雑音比(OSNR)を推定する。また、以下の記載では、互いに隣接する2つのノードに対応する伝送区間を「スパン」を呼ぶことがある。この場合、例えば、ノード#Aとノード#Bとの間の伝送区間を「スパンAB」と呼び、ノード#Bとノード#Cとの間の伝送区間を「スパンBC」と呼ぶ。
The transmission
このように、伝送品質推定装置3は、波長パスの経路上の各スパンのOSNRをそれぞれ推定し、各スパンのOSNRの推定値に基づいて波長パスのOSNRを推定する。よって、まず、スパンのOSNRについて簡単に説明する。
In this way, the transmission
スパンは、図2に示すように、互いに隣接するノードおよびそれらの間の光ファイバにより構成される。よって、各スパンを伝搬する光信号は、図3(a)に示すように、光ファイバを通過することで減衰し、ROADMの中の光アンプにより増幅される。Lは、光ファイバによる減衰量を表し、Gは、光アンプのゲインを表す。ここで、スパンの入力光の信号パワーおよび雑音パワーがそれぞれSin、Ninであるものとする。この場合、スパンの出力光は(1)式で表される。 As shown in FIG. 2, the span is composed of nodes adjacent to each other and optical fibers between them. Therefore, as shown in FIG. 3A, the optical signal propagating in each span is attenuated by passing through the optical fiber and amplified by the optical amplifier in the ROADM. L represents the amount of attenuation due to the optical fiber, and G represents the gain of the optical amplifier. Here, it is assumed that the signal power and the noise power of the input light of the span are Sin and Nin, respectively. In this case, the output light of the span is represented by Eq. (1).
ここで、光信号が1または複数のスパンを伝搬する過程でその光信号の信号パワーを一定のレベルに保持するために、LとGとの積が「1」となるように光アンプが調整されているものとする。この場合、スパンの出力光は(2)式で表される。 Here, in order to maintain the signal power of the optical signal at a constant level in the process of propagating the optical signal over one or more spans, the optical amplifier adjusts the product of L and G to be "1". It is assumed that it has been done. In this case, the output light of the span is represented by Eq. (2).
スパンの出力光のOSNRoutは、(2)式に示すように、入力雑音パワーNinに依存する。ただし、スパンの伝送特性を表すためには、入力雑音パワーNinの影響が無いことが好ましい。よって、以下の記載では、(2)式において入力雑音パワーNinにゼロを与えることにより得られる値をスパンのOSNRと定義する。すなわち、スパンのOSNRは(3)式で表される。 The OSNR out of the output light of the span depends on the input noise power Nin as shown in the equation (2). However, in order to express the transmission characteristics of the span, it is preferable that there is no influence of the input noise power Nin. Therefore, in the following description, the value obtained by giving zero to the input noise power Nin in the equation (2) is defined as the OSNR of the span. That is, the OSNR of the span is expressed by the equation (3).
次に、図3(b)に示す2個の連続するスパン(#1、#2)から構成されるパスのOSNRについて検討する。なお、L1、G1、Na1は、スパン#1における光ファイバによる減衰量、光アンプのゲイン、スパン中で発生するASE雑音等に起因する雑音パワーを表す。L2、G2、Na2は、スパン#2における光ファイバによる減衰量、光アンプのゲイン、スパン中で発生するASE雑音等に起因する雑音パワーを表す。この場合、スパン#2の出力光は(4)式で表される。
Next, the OSNR of the path composed of two consecutive spans (# 1, # 2) shown in FIG. 3 (b) will be examined. Note that L1, G1, and Na1 represent noise power caused by the amount of attenuation by the optical fiber in
ここで、L1とG1との積が「1」となり、且つ、L2とG2との積が「1」とるように各光アンプが調整されているものとする。この場合、スパン#2の出力光は(5)式で表される。
Here, it is assumed that each optical amplifier is adjusted so that the product of L1 and G1 is "1" and the product of L2 and G2 is "1". In this case, the output light of
さらに、(5)式において入力雑音パワーNinにゼロを与えると、スパン#1、#2から構成されるパスのOSNRが得られる。すなわち、パスのOSNRは(6)式で表される。
Further, when zero is given to the input noise power Nin in the equation (5), the OSNR of the path composed of
このように、複数の連続するスパンから構成されるパスのOSNRは、各スパンのOSNRの逆数の和に基づいて算出される。よって、伝送品質推定装置3は、要求された波長パスのOSNRを推定するときは、その波長パスの経路上の各スパンのOSNRを取得する。
As described above, the OSNR of the path composed of a plurality of consecutive spans is calculated based on the sum of the reciprocals of the OSNRs of each span. Therefore, when estimating the OSNR of the requested wavelength path, the transmission
各スパンのOSNRは、(3)式に示すように、スパン中で発生する雑音パワーに依存する。この雑音パワーは、スパンの距離(光ファイバの長さ)、光ファイバの種別、スパン中に実装される光アンプの特性などに基づいて決まる。よって、この雑音パワーは、既知である。すなわち、各スパンのOSNRは、測定またはシミュレーション等により予め算出することが可能である。 The OSNR of each span depends on the noise power generated in the span as shown in the equation (3). This noise power is determined based on the span distance (optical fiber length), the type of optical fiber, the characteristics of the optical amplifier mounted in the span, and the like. Therefore, this noise power is known. That is, the OSNR of each span can be calculated in advance by measurement, simulation, or the like.
ただし、WDM光ネットワークにおいては、波長パスのOSNRは、光ファイバ中に多重化される波長パスの数に依存する。具体的には、光ファイバ中に多重化される波長パスの数が増加すると、非線形効果およびクロストーク等により、各波長パスの伝送品質が劣化する。このため、各スパンのOSNRは、測定またはシミュレーション等により算出した後、波長多重数を考慮して補正することが好ましい。 However, in a WDM optical network, the OSNR of wavelength paths depends on the number of wavelength paths multiplexed in the optical fiber. Specifically, when the number of wavelength paths multiplexed in the optical fiber increases, the transmission quality of each wavelength path deteriorates due to the non-linear effect, crosstalk, and the like. Therefore, it is preferable that the OSNR of each span is calculated by measurement, simulation, or the like, and then corrected in consideration of the wavelength division multiplexing number.
ところが、上述したように、WDM光ネットワークの各スパンの将来の波長多重数を予測することは困難である。そこで、伝送品質推定装置3は、WDM光ネットワークのトポロジに基づいて、各スパンの波長多重数を予測する。
However, as described above, it is difficult to predict the future wavelength division multiplexing of each span of the WDM optical network. Therefore, the transmission
図4は、光ネットワークのトポロジと波長多重数との関係を説明する図である。この例では、各ノード間にそれぞれ1本の波長パスが設定されている。具体的には、ノード#A−#B間、ノード#A−#C間、ノード#A−#D間、ノード#A−#E間、ノード#A−#F間、ノード#B−#C間、ノード#B−#D間、ノード#B−#E間、ノード#B−#F間、ノード#C−#D間、ノード#C−#E間、ノード#C−#F間、ノード#D−#E間、ノード#D−#F間、ノード#E−#F間にそれぞれ1本の波長パスが設定されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the topology of the optical network and the wavelength division multiplexing number. In this example, one wavelength path is set between each node. Specifically, between nodes # A- # B, between nodes # A- # C, between nodes # A- # D, between nodes # A- # E, between nodes # A- # F, and between nodes # B- #. Between C, between nodes # B- # D, between nodes # B- # E, between nodes # B- # F, between nodes # C- # D, between nodes # C- # E, between nodes # C- # F , Nodes # D- # E, nodes # D- # F, and nodes # E- # F, respectively, one wavelength path is set.
この場合、スパンABおよびスパンEFにおいては、それぞれ5本の波長パスが多重化される。また、スパンBCおよびスパンDEにおいては、それぞれ8本の波長パスが多重化される。さらに、スパンCDにおいては、9本の波長パスが多重化される。すなわち、光ネットワークの中心の近くに配置されるスパンでは、波長多重数が多くなる。一方、光ネットワークの中心から遠く離れた位置に配置されるスパンでは、波長多重数が少なくなる。 In this case, five wavelength paths are multiplexed in each of the span AB and the span EF. Further, in the span BC and the span DE, eight wavelength paths are multiplexed. Further, in the span CD, nine wavelength paths are multiplexed. That is, the number of wavelength division multiplexing is large in the span arranged near the center of the optical network. On the other hand, in a span located far from the center of the optical network, the wavelength division multiplexing is reduced.
したがって、伝送品質推定装置3は、この特性を利用して各スパンの波長多重数を予測する。具体的には、伝送品質推定装置3は、トポロジの媒介中心性を利用して各スパンの波長多重数を予測する。
Therefore, the transmission
媒介中心性は、グラフ上の点の重要性を表す指標の1つであり、グラフのトポロジのみに基づいて算出される。具体的には、媒介中心性Cは(7)式で算出される。 Mediation centrality is one of the indicators of the importance of points on a graph and is calculated based solely on the topology of the graph. Specifically, the mediation centrality C is calculated by Eq. (7).
一例として、図5に示すグラフにおいて、ノード#4の媒介中心性を計算する。なお、このグラフは、ノード#1〜#4を有する。また、ノード#1−#4間、ノード#2−#4間、ノード#3−#4間がそれぞれ接続されている。
As an example, in the graph shown in FIG. 5, the mediation centrality of
ノード#jとノード#kとの間の最短経路の数は、6本(R12、R13、R14、R23、R24、R34)である。また、ノード#4を通過する最短経路の数は、3本(R12、R13、R23)である。したがって、ノード#4の媒介中心性は、「3/6」である。
The number of shortest paths between node # j and node # k is 6 (R12, R13, R14, R23, R24, R34). The number of shortest paths passing through
本発明の実施形態の伝送品質推定方法では、各スパンの中心性が媒介中心性により表されるように、媒介中心性の定義が拡張される。すなわち、各スパンが光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す指標として、拡張された媒介中心性が使用される。具体的には、各スパンの中心性C(s)は(8)式で表される。なお、sは、光ネットワーク内のスパンを識別する。 In the transmission quality estimation method of the embodiment of the present invention, the definition of mediation centrality is extended so that the centrality of each span is represented by mediation centrality. That is, extended mediation centrality is used as an indicator of how close each span is to the center of the optical network. Specifically, the centrality C (s) of each span is expressed by Eq. (8). Note that s identifies a span in the optical network.
図5に示すグラフにおいて、例えば、ノード#1とノード#4との間のスパンの中心性C(1-4)は、以下のように計算される。即ち、ノード#jとノード#kとの間の最短経路の数は、6本(R12、R13、R14、R23、R24、R34)である。また、ノード#1とノード#4との間のスパンを通過する最短経路の数は、3本(R12、R13、R14)である。よって、このスパンの中心性C(1-4)は、「3/6」である。
In the graph shown in FIG. 5, for example, the centrality C (1-4) of the span between
なお、デマンドに応じて光ネットワーク上に波長パスを設定する場合、サービスの継続性を高めるためには、冗長パスを設けることが好ましい。この場合、始点ノードと終点ノードとの間に、物理的に異なる複数の経路上にそれぞれ波長パスが設定される。なお、n冗長構成においては、各スパンの中心性C(s)は(9)式で表される。n冗長構成は、始点ノードと終点ノードとの間にn本の波長パスが設定されるネットワークを意味する。 When setting a wavelength path on an optical network according to demand, it is preferable to provide a redundant path in order to improve service continuity. In this case, wavelength paths are set between the start point node and the end point node on a plurality of physically different paths. In the n-redundant configuration, the centrality C (s) of each span is represented by Eq. (9). The n-redundant configuration means a network in which n wavelength paths are set between the start point node and the end point node.
<第1の実施形態>
図6は、第1の実施形態に係わる伝送品質推定装置10の一例を示す。伝送品質推定装置10は、図6に示すように、中心性計算部11、波長多重数予測部12、スパン伝送品質計算部13、伝送品質データベース14、パス計算部15、パス伝送品質計算部16、判定部17を備える。なお、伝送品質推定装置10は、図6に示していない他の機能または要素を備えていてもよい。
<First Embodiment>
FIG. 6 shows an example of the transmission
中心性計算部11は、ネットワーク構成情報に基づいて各スパンの中心性を計算する。ネットワーク構成情報は、光ネットワークのトポロジを表すトポロジ情報を含む。トポロジ情報は、光ネットワークを構成するノードおよびノード間を接続する光ファイバリンクを表す。そして、ネットワーク構成情報は、例えば、ネットワーク管理者から伝送品質推定装置10に与えられる。また、スパンの中心性は、そのスパンが光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表し、例えば、(8)式により計算される。このように、各スパンの中心性は、デマンド(ここでは、波長パスの設定要求)とは無関係に、光ネットワークのトポロジに基づいて決定される。
The centrality calculation unit 11 calculates the centrality of each span based on the network configuration information. The network configuration information includes topology information representing the topology of the optical network. Topology information represents the nodes that make up an optical network and the optical fiber links that connect between the nodes. Then, the network configuration information is given to the transmission
なお、光ネットワークが冗長パスを提供する構成においては、中心性計算部11は、パスの冗長度を考慮して各スパンの中心性を計算する。パスの冗長度を表す冗長度情報は、ユーザまたはネットワーク管理者から伝送品質推定装置10に与えられる。この場合、スパンの中心性は、例えば、(9)式により計算される。
In a configuration in which the optical network provides redundant paths, the centrality calculation unit 11 calculates the centrality of each span in consideration of the redundancy of the paths. Redundancy information representing the redundancy of the path is given to the transmission
波長多重数予測部12は、中心性計算部11により計算される中心性に基づいて、各スパンの波長多重数を予測する。波長多重数は、光ファイバ中に多重化される波長(具体的には、波長パス)の数を表す。
The wavelength division multiplexing
スパン伝送品質計算部13は、ネットワーク構成情報、ペナルティ情報、及び波長多重数予測部12により予測された波長多重数に基づいて、各スパンの伝送品質を計算する。この実施例では、伝送品質として光信号対雑音比(OSNR)が計算される。また、ペナルティ情報は、光ファイバ中に複数の波長パスが多重化されたときに、光信号間で発生する非線形効果およびクロストーク等に起因するOSNRの劣化量を表す。ここで、非線形効果およびクロストークに起因するOSNRの劣化量は、光ファイバ中に多重化される波長パスの数に依存する。すなわち、ペナルティは、波長多重数に依存する。なお、この実施例では、ペナルティ情報は、測定またはシミュレーション等によって波長多重数に対して予め生成されているものとする。なお、ペナルティは、波長多重数および波長配置などに依存するが、この実施例では、説明を簡単にするために、波長多重数に対して一意に算出されるものとする。
The span transmission
スパン伝送品質計算部13は、まず、各スパンについて基本OSNRを計算する。基本OSNRは、例えば、(3)式で計算される。即ち、基本OSNRは、スパン中の光アンプにおいて発生するASE雑音パワー等に基づいて計算される。ASE雑音パワーは、光アンプの特性に依存し、既知であるものとする。なお、各スパンの基本OSNRが予め計算されてメモリに格納されているケースでは、スパン伝送品質計算部13は、各スパンの基本OSNRをメモリから取得する。
The span transmission
続いて、スパン伝送品質計算部13は、各スパンについて、波長多重数予測部12により予測される波長多重数に応じて基本OSNRを補正する。具体的には、各スパンの基本OSNRに、それぞれ、波長多重数予測部12により予測される波長多重数に対応するペナルティが付加される。この結果、各スパンのOSNRの推定値が生成される。そして、スパン伝送品質計算部13による計算結果は、伝送品質情報として伝送品質データベース14に格納される。
Subsequently, the span transmission
図7は、伝送品質データベース14の一例を示す。スパン番号は、光ネットワーク内の各スパンを識別する。基本OSNRは、上述したように、スパン中の光アンプにおいて発生するASE雑音パワー等に基づいて計算される。波長多重数は、上述したように、波長多重数予測部12により予測される。ペナルティは、波長多重数に応じて導出される。OSNR推定値は、波長多重数に対応するペナルティで基本OSNRを補正することで得られる。例えば、OSNR推定値は、基本OSNRに対応するペナルティを付加することで算出される。ただし、基本OSNR、波長多重数、ペナルティは、伝送品質データベース14に格納されなくてもよい。このように、伝送品質データベース14は、光ネットワーク内の各スパンについて、多重化される波長パスの数に対応するOSNR推定値を格納する。
FIG. 7 shows an example of the
パス計算部15は、与えられたデマンドを満足する波長パスを指定する。デマンドは、始点ノードおよび終点ノード(または、パスの両端のノード)を表す情報を含む。したがって、パス計算部15は、デマンドにより指定される始点ノードと終点ノードとの間の経路および波長チャネルを決定する。経路は、例えば、始点ノードと終点ノードとを接続する経路の中で最も短い経路が選択される。波長チャネルは、例えば、選択された経路上の未使用の波長チャネルの中で最も波長の短いチャネルが選択される。以下の記載では、パス計算部15により指定される波長パスを「目的波長パス」と呼ぶことがある。なお、光ネットワークが冗長パスを提供する構成においては、パス計算部15は、始点ノードと終点ノードとの間で複数の波長パスを指定する。
The
パス伝送品質計算部16は、目的波長パスが設定される経路を構成する1または複数のスパンを特定する。以下の記載では、目的波長パスが設定される経路を構成するスパンを「目的スパン」と呼ぶことがある。そして、パス伝送品質計算部16は、伝送品質データベース14を参照することにより、各目的スパンのOSNR推定値を取得する。さらに、パス伝送品質計算部16は、各目的スパンのOSNR推定値から目的波長パスのOSNRを推定する。
The path transmission
判定部17は、パス伝送品質計算部16により計算された目的波長パスのOSNR推定値と所定の閾値とを比較する。この閾値は、例えば、光ネットワークが要求する誤り率を満足するように決定される。この場合、閾値は、光ネットワークの設計者または管理者により、測定またはシミュレーション等により予め決定される。そして、判定部17は、目的波長パスのOSNR推定値が閾値よりも高いか否かを判定する。
The
図8は、第1の実施形態における伝送品質推定方法の事前処理の一例を示すフローチャートである。事前処理は、ネットワーク管理システムがデマンドを受け付ける前に伝送品質推定装置10により実行される。また、事前処理は、伝送品質データベース14を作成する処理を含む。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of preprocessing of the transmission quality estimation method according to the first embodiment. The pre-processing is performed by the transmission
S1において、中心性計算部11は、ネットワーク構成情報に基づいて各スパンの中心性を計算する。スパンの中心性は、上述したように、そのスパンが光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す。また、スパンの中心性は、例えば(8)式または(9)式により計算される。 In S1, the centrality calculation unit 11 calculates the centrality of each span based on the network configuration information. The centrality of a span represents how close the span is to the center of the optical network, as described above. The centrality of the span is calculated by, for example, Eq. (8) or Eq. (9).
S2において、波長多重数予測部12は、中心性計算部11により計算される中心性に基づいて、各スパンの波長多重数を予測する。波長多重数は、光ファイバ中に多重化される波長(具体的には、波長パス)の数を表す。一例としては、波長多重数予測部12は、(10)式を用いて、スパンsの波長多重数M(s)を予測する。
In S2, the wavelength division multiplexing
(10)式において、C(s)は、スパンsについて中心性計算部11により計算された中心性を表す。max{C(s)}は、光ネットワーク内のすべてのスパンについて計算された中心性のなかの最大値を表す。多重化可能な最大波長数は、WDMシステムにおいて光ファイバ中に多重化可能な波長チャネルの数を表す。特に限定されるものではないが、多重化可能な最大波長数は、例えば、88である。 In equation (10), C (s) represents the centrality calculated by the centrality calculation unit 11 for the span s. max {C (s)} represents the maximum calculated centrality for all spans in the optical network. The maximum number of wavelengths that can be multiplexed represents the number of wavelength channels that can be multiplexed in an optical fiber in a WDM system. Although not particularly limited, the maximum number of wavelengths that can be multiplexed is, for example, 88.
S3〜S6は、各スパンに対してそれぞれ実行される。以下の記載では、S3〜S6の処理が実行されるスパンを「対象スパン」と呼ぶことがある。 S3 to S6 are executed for each span. In the following description, the span in which the processes S3 to S6 are executed may be referred to as a "target span".
S3において、スパン伝送品質計算部13は、対象スパンの基本OSNRを計算または取得する。基本OSNRは、上述したように、スパン中の光アンプにおいて発生するASE雑音パワー等に基づいて計算される。
In S3, the span transmission
S4において、スパン伝送品質計算部13は、対象スパンのペナルティを決定する。スパンのペナルティは、光ファイバ中に複数の波長パスが多重化されたときに、光信号間で発生する非線形効果およびクロストークに起因するOSNRの劣化量を表す。ここで、非線形効果およびクロストークに起因するOSNRの劣化量は、光ファイバ中に多重化される波長パスの数に依存する。すなわち、ペナルティは、波長多重数に依存する。よって、スパン伝送品質計算部13は、波長多重数予測部12により予測された波長多重数に応じてペナルティを計算する。なお、波長多重数に対して予めペナルティが計算されてメモリに格納されているときは、スパン伝送品質計算部13は、波長多重数予測部12により予測された波長多重数に対応するペナルティ値をメモリから取得してもよい。
In S4, the span transmission
S5において、スパン伝送品質計算部13は、対象スパンの基本OSNRおよびペナルティから対象スパンのOSNRを推定する。具体的には、対象スパンの基本OSNRに対応するペナルティを付加することにより対象スパンのOSNR推定値が得られる。
In S5, the span transmission
S6において、スパン伝送品質計算部13は、対象スパンのOSNR推定値を伝送品質データベース14に追加する。したがって、光ネットワーク内のすべてのスパンに対してS3〜S6の処理を実行することにより伝送品質データベース14が作成される。
In S6, the span transmission
図9は、第1の実施形態において波長パスの伝送品質を推定する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、ネットワーク管理システムにデマンドが与えられたときに実行される。 FIG. 9 is a flowchart showing an example of processing for estimating the transmission quality of the wavelength path in the first embodiment. The processing of this flowchart is executed, for example, when a demand is given to the network management system.
S11において、伝送品質推定装置10は、ネットワーク管理システムに与えられたデマンドを取得する。S12において、パス計算部15は、デマンドを満足する波長パスを指定する。デマンドは、始点ノードおよび終点ノード(または、パスの両端のノード)を表す情報を含む。したがって、パス計算部15は、デマンドにより指定される始点ノードと終点ノードとの間の経路および波長チャネルを決定する。以下の記載では、パス計算部15により指定される波長パスを「目的波長パス」と呼ぶことがある。
In S11, the transmission
S13において、パス伝送品質計算部16は、目的波長パスが設定される経路を構成する1または複数のスパンを特定する。すなわち、始点ノードと終点ノードとの間の経路を構成するスパンが特定される。以下の記載では、目的波長パスが設定される経路を構成するスパンを「目的スパン」と呼ぶことがある。S14において、パス伝送品質計算部16は、伝送品質データベース14を参照することにより、各目的スパンのOSNR推定値を取得する。
In S13, the path transmission
S15において、パス伝送品質計算部16は、各目的スパンのOSNR推定値から目的波長パスのOSNRを計算する。目的波長パスのOSNRは、(11)式により計算される。
In S15, the path transmission
S16において、判定部17は、目的波長パスのOSNR推定値と所定の閾値とを比較する。この閾値は、例えば、光ネットワークが要求する誤り率を満足するように決定される。そして、目的波長パスのOSNR推定値が閾値以上であれば、伝送品質推定装置10の処理は終了する。一方、目的波長パスのOSNR推定値が閾値よりも低ければ、判定部17は、S17において、目的波長パスを複数の波長パスに分割する。このとき、目的波長パスは、例えば、2つの波長パスに分割される。この場合、2つの波長パスの伝送距離は、互いに大きく異ならないことが好ましい。また、目的波長パスが分割されるノードにおいて光信号が再生されるように、各波長パスが設定される。
In S16, the
例えば、図1に示す光ネットワークにおいて、ROADM#1、#5間を接続する波長パスを表すデマンドが与えられ、この波長パスのOSNR推定値が閾値よりも低いものとする。この場合、判定部17は、ROADM#1、#5間を接続する波長パスを、ROADM#1、#3間を接続する波長パスおよびROADM#3、#5間を接続する波長パスに分割する。また、各波長パスを介して伝送される光信号は、ROADM#3において再生される。
For example, in the optical network shown in FIG. 1, a demand representing a wavelength path connecting
この後、伝送品質推定装置10の処理はS12に戻る。すなわち、各波長パスのOSNR推定値が閾値以上になるまでS12〜S16の処理が繰る返し実行される。
After that, the process of the transmission
次に、伝送品質データベース14の作成および要求された波長パスの伝送品質の推定の実施例を説明する。なお、この実施例の光ネットワークは、図10に示すように、ノード#A〜#Fを備える。s1〜s8は、スパンを表す。例えば、s1は、ノード#A、#B間のスパンを表し、s2は、ノード#B、#C間のスパンを表す。各スパンに対して付与されている3つの値は、中心性C(s)、波長多重数M(s)、OSNR推定値を表す。
Next, an example of creating the
各スパンの中心性は、図8に示すS1において(8)式または(9)式を用いて計算される。図10に示す例では、中心性は、(8)式により計算されている。 The centrality of each span is calculated using Eq. (8) or Eq. (9) in S1 shown in FIG. In the example shown in FIG. 10, the centrality is calculated by the equation (8).
各スパンの波長多重数は、図8に示すS2において(10)式により計算される。図10に示す例では、各スパンの中心性C(s)のなかの最大値max{C(s)}は「4/15」である。また、多重化可能な最大波長数は88である。そうすると、各スパンについて計算される波長多重数の予測値は、図10に示す通りである。例えば、スパンs1の波長多重数予測値M(s1)は、以下のように計算される。
M(s1)={(2/15)/(4/15)}×88=44
また、例えば、スパンs2の波長多重数予測値M(s2)は、以下のように計算される。
M(s2)={(4/15)/(4/15)}×88=88
The wavelength division multiplexing number of each span is calculated by the equation (10) in S2 shown in FIG. In the example shown in FIG. 10, the maximum value max {C (s)} in the centrality C (s) of each span is “4/15”. The maximum number of wavelengths that can be multiplexed is 88. Then, the predicted value of the wavelength division multiplexing number calculated for each span is as shown in FIG. For example, the wavelength division multiplexing number prediction value M (s1) of the span s1 is calculated as follows.
M (s1) = {(2/15) / (4/15)} x 88 = 44
Further, for example, the wavelength division multiplexing number prediction value M (s2) of the span s2 is calculated as follows.
M (s2) = {(4/15) / (4/15)} x 88 = 88
各スパンのOSNR推定値は、図8に示すS3〜S5により計算される。すなわち、基本OSNRは、スパン中の光アンプにおいて発生するASE雑音パワー等に基づいて計算される。また、ペナルティは、波長多重数に基づいて決定される。例えば、スパンs1に対しては、波長多重数が44である状態に対応するペナルティが得られ、スパンs2に対しては、波長多重数が88である状態に対応するペナルティが得られる。さらに、OSNR推定値は、基本OSNRおよび対応するペナルティから計算される。そして、各スパンについて計算されたOSNR推定値は、伝送品質データベース14に格納される。なお、この例では、各スパンのOSNR推定値は、「OSNR(s)」で表記される。例えば、OSNR(1)は、スパンs1のOSNR推定値を表し、OSNR(2)は、スパンs2のOSNR推定値を表す。
The OSNR estimate for each span is calculated according to S3 to S5 shown in FIG. That is, the basic OSNR is calculated based on the ASE noise power generated in the optical amplifier in the span. In addition, the penalty is determined based on the wavelength division multiplexing number. For example, for span s1, a penalty corresponding to the state where the wavelength division multiplexing number is 44 is obtained, and for span s2, a penalty corresponding to the state where the wavelength division multiplexing number is 88 is obtained. In addition, the OSNR estimate is calculated from the base OSNR and the corresponding penalty. Then, the OSNR estimated value calculated for each span is stored in the
ここで、ノード#Aとノード#Cとを接続する波長パスを要求するデマンドが伝送品質推定装置10に与えられるものとする。そして、このデマンドに対して、パス計算部15は、ノード#Aからノード#Bを経由してノード#Cに至る波長パスを指定するものとする。
Here, it is assumed that the transmission
この場合、この波長パスが設定される経路を構成するスパンとしてスパンs1およびスパンs2が特定される。そうすると、パス伝送品質計算部16は、スパンs1およびスパンs2のOSNR推定値(OSNR(1)、OSNR(2))を伝送品質データベース14から取得する。そして、パス伝送品質計算部16は、取得したOSNR推定値から波長パスのOSNRを計算する。この場合、この波長パスのOSNR推定値は(12)式で計算される。
In this case, span s1 and span s2 are specified as spans constituting the path in which this wavelength path is set. Then, the path transmission
波長パスのOSNR推定値が閾値よりも小さければ、伝送品質推定装置10は、ノード#Bにおいて光信号が再生されるように波長パスを分割し、分割により得られる各波長パスの伝送品質を推定する。一方、波長パスのOSNR推定値が閾値以上であれば、ネットワーク管理システムは、その波長パスを設定するための指示をノード#A、#B、#Cに与える。この結果、デマンドに対応する波長パスが実際に設定される。
If the OSNR estimation value of the wavelength path is smaller than the threshold value, the transmission
このように、第1の実施形態に係わる伝送品質推定装置10は、光ネットワークのトポロジに基づいて各スパンの波長多重数を予測し、その予測結果を利用して波長パスのOSNRを推定する。よって、全てのスパンにおいて全ての波長チャネルが使用される状態を前提としてOSNRを推定する方法と比べると、第1の実施形態に係わる方法では、波長多重数についての過剰なマージンが除去される。したがって、OSNR推定の精度が向上し、OSNR推定値が実際のOSNRに対して大幅に小さくなることはない。この結果、光ネットワーク上に過剰な数の再生中継器が実装されることはなく、光ネットワークのコストを削減できる。
As described above, the transmission
なお、スパンのペナルティは、すべての波長多重数に対してそれぞれ用意する必要はなく、いくつかの代表値kに対して用意するだけでもよい。例えば、多重化可能な最大波長数は88である場合は、代表値kとして、22、44、66、88が設定される。すなわち、波長多重数が22、44、66、88である状態に対してそれぞれ対応するペナルティ(P22、P44、P66、P88)が用意される。 It is not necessary to prepare the span penalty for all the wavelength division multiplexings, but it may be prepared only for some representative values k. For example, when the maximum number of wavelengths that can be multiplexed is 88, 22, 44, 66, 88 are set as representative values k. That is, the corresponding penalties (P22, P44, P66, P88) are prepared for the states where the wavelength division multiplexing number is 22 , 44 , 66 , 88, respectively.
この場合、スパン伝送品質計算部13は、図8のS4において、波長多重数M(s)を算出した後、M(s)よりも大きい代表値の中で、最も小さい代表値を選択する。たとえば、あるスパンの波長多重数の予測値M(s)が35である場合は、そのスパンの代表値として44が選択される。そうすると、スパン伝送品質計算部13は、S4において、ペナルティP44を取得し、S5において、そのスパンの基本OSNRおよびペナルティP44からそのスパンのOSNRを推定する。この構成によれば、予め用意すべきペナルティ値が少なくなるので、そのための測定またはシミュレーションが簡単になる。
In this case, the span transmission
<第2の実施形態>
第1の実施形態では、光ネットワークのトポロジに基づいて各スパンの波長多重数が予測される。これに対して、第2の実施形態では、光ネットワークのトポロジに基づいて各スパンの波長多重数の初期予測値が計算された後、実際のデマンドに応じてその予測値が更新される。
<Second embodiment>
In the first embodiment, the wavelength division multiplexing of each span is predicted based on the topology of the optical network. On the other hand, in the second embodiment, after the initial predicted value of the wavelength division multiplexing number of each span is calculated based on the topology of the optical network, the predicted value is updated according to the actual demand.
図11は、第2の実施形態に係わる伝送品質推定装置20の一例を示す。伝送品質推定装置20は、図11に示すように、中心性計算部11、パス計算部15、判定部17、スパン伝送品質計算部21、伝送品質データベース22、補助データベース23、中心性補正部24、収束判定部25、波長多重数予測部26、パス伝送品質計算部27を備える。なお、伝送品質推定装置20は、図11に示していない他の機能または要素を備えていてもよい。
FIG. 11 shows an example of the transmission
スパン伝送品質計算部21は、ネットワーク構成情報およびペナルティ情報に基づいて、各スパンについて、波長多重数に対応するOSNRを計算する。ネットワーク構成情報は、第1の実施形態と同様に、光ネットワークのトポロジを表すトポロジ情報を含む。ペナルティ情報は、第1の実施形態と同様に、波長多重数に対して、光信号間で発生する非線形効果およびクロストークに起因するOSNRの劣化量を表す。そして、スパン伝送品質計算部21による計算結果は、伝送品質情報として伝送品質データベース22に格納される。
The span transmission
図12は、伝送品質データベース22の一例を示す。伝送品質データベース22には、各スパンに対して、且つ、波長多重数に対して、OSNR推定値が格納される。なお、OSNR推定値は、「OSNR(s,k)」で表記される。sは、光ネットワーク内のスパンを識別する。kは、波長多重数を表す。例えば、OSNR(1,2)は、スパンs1において2本の波長パスが多重化されているときのOSNR推定値を表し、OSNR(1,88)は、スパンs1において88本の波長パスが多重化されているときのOSNR推定値を表す。
FIG. 12 shows an example of the
中心性計算部11は、第1の実施形態と同様に、ネットワーク構成情報に基づいて各スパンの中心性を計算する。また、光ネットワークが冗長パスを提供する構成においては、中心性計算部11は、パスの冗長度を考慮して各スパンの中心性を計算する。そして、各スパンについて計算された中心性を表す中心性情報は、補助データベース23に格納される。
The centrality calculation unit 11 calculates the centrality of each span based on the network configuration information, as in the first embodiment. Further, in the configuration in which the optical network provides redundant paths, the centrality calculation unit 11 calculates the centrality of each span in consideration of the redundancy of the paths. Then, the centrality information representing the centrality calculated for each span is stored in the
図13は、補助データベース23の一例を示す。補助データベース23には、各スパンについて、中心性計算部11により計算された中心性C(s)が格納される。なお、中心性補正部24により中心性C(s)が補正されたときには、補正後の値が補助データベース23に格納される。また、すなわち、補助データベース23に格納される中心性C(s)の値は、中心性補正部24により更新され得る。補助データベース23には、各スパンについて、波長多重性の予測値M(s)も格納される。波長多重性の予測値M(s)については後述する。
FIG. 13 shows an example of the
パス計算部15は、第1の実施形態と同様に、与えられたデマンドを満足する波長パスを指定する。以下の記載では、パス計算部15により指定される波長パスを「目的波長パス」と呼ぶことがある。なお、光ネットワークが冗長パスを提供する構成においては、パス計算部15は、始点ノードと終点ノードとの間に複数の波長パスを設定する。
The
中心性補正部24は、中心性計算部11により計算された各スパンの中心性を、デマンドに応じて補正する。すなわち、光ネットワークのトポロジに基づいて計算された各スパンの中心性は、デマンドに応じて実際に設定された波長パスに基づいて更新される。なお、中心性補正部24による計算結果は、補助データベース23に格納される。
The
収束判定部25は、各スパンについて、中心性補正部24により補正された中心性が収束したか判定する。そして、この判定結果は、波長多重数予測部26に与えられる。
The
波長多重数予測部26は、各スパンについて、補助データベース23に格納されている中心性に基づいて波長多重数を予測する。よって、中心性補正部24により中心性が補正されたときは、波長多重数予測部26は、補正された中心性に基づいて波長多重数を予測する。ただし、伝送品質推定装置20の初期動作時においては、波長多重数は、所定の初期値に設定される。また、補正後の中心性が収束していないと収束判定部25により判定されたときも、波長多重数は、初期値に設定される。波長多重数の初期値は、WDMシステムにおいて設定することができる波長チャネルの数の最大値(すなわち、多重化可能な最大波長数)である。
The wavelength division multiplexing
パス伝送品質計算部27は、目的波長パスが設定される経路を構成する1または複数のスパンを特定する。そして、パス伝送品質計算部27は、特定した各スパンについて、波長多重数に対応するOSNR推定値を伝送品質データベース22から取得する。そして、パス伝送品質計算部27は、伝送品質データベース22から取得した1または複数のOSNR推定値から目的波長パスのOSNRを推定する。
The path transmission
判定部17は、第1の実施形態と同様に、パス伝送品質計算部27により計算された目的波長パスのOSNR推定値と所定の閾値とを比較する。そして、判定部17は、目的波長パスのOSNR推定値が閾値よりも高いか否か判定する。
Similar to the first embodiment, the
図14は、第2の実施形態における伝送品質推定方法の事前処理の一例を示すフローチャートである。事前処理は、ネットワーク管理システムがデマンドを受け付ける前に伝送品質推定装置20により実行される。また、事前処理は、伝送品質データベース22を作成する処理を含む。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of preprocessing of the transmission quality estimation method in the second embodiment. The pre-processing is performed by the transmission
S21〜S23は、光ネットワーク内のすべてのスパンに対して実行される。以下の記載では、S21〜S23の処理が実行されるスパンを「対象スパン」と呼ぶことがある。 S21 to S23 are executed for all spans in the optical network. In the following description, the span in which the processes of S21 to S23 are executed may be referred to as "target span".
S21において、スパン伝送品質計算部21は、対象スパンの基本OSNRを計算または取得する。基本OSNRは、上述したように、スパン中の光アンプにおいて発生するASE雑音パワー等に基づいて計算される。
In S21, the span transmission
S22〜S23は、各波長多重数に対して実行される。例えば、多重化可能な最大波長数が88である場合、S22〜S23は、各スパンに対して、且つ、波長多重数1〜88に対してそれぞれ実行される。
S22 to S23 are executed for each wavelength division multiplexing number. For example, when the maximum number of wavelengths that can be multiplexed is 88, S22 to S23 are executed for each span and for each of the wavelength
S22において、スパン伝送品質計算部21は、対象スパンの基本OSNRおよび対応するペナルティから対象スパンのOSNRを推定する。具体的には、対象スパンの基本OSNRに波長多重数に対応するペナルティを付加することで、OSNR推定値が計算される。S23において、スパン伝送品質計算部21は、対象スパンのOSNR推定値を伝送品質データベース22に追加する。したがって、光ネットワーク内のすべてのスパンに対してS21〜S23の処理を実行することにより、図12に示す伝送品質データベース22が作成される。
In S22, the span transmission
S24において、中心性計算部11は、ネットワーク構成情報に基づいて各スパンの中心性を計算する。スパンの中心性は、上述したように、(8)式または(9)式により計算される。S25において、波長多重数予測部26は、波長多重数の初期予測値を設定する。波長多重数の初期予測値は、この実施例では、「多重化可能な最大波長数(例えば、88)」である。
In S24, the centrality calculation unit 11 calculates the centrality of each span based on the network configuration information. The centrality of the span is calculated by Eq. (8) or (9) as described above. In S25, the wavelength division multiplexing
図15〜図16は、第2の実施形態において波長パスの伝送品質を推定する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、ネットワーク管理システムにデマンドが与えられたときに実行される。 15 to 16 are flowcharts showing an example of the process of estimating the transmission quality of the wavelength path in the second embodiment. The processing of this flowchart is executed, for example, when a demand is given to the network management system.
S31〜S33は、図9に示すS11〜S13と実施的に同じである。すなわち、S31において、伝送品質推定装置20は、デマンドを取得する。S32において、パス計算部15は、デマンドを満足する波長パスを指定する。以下の記載では、パス計算部15により指定される波長パスを「目的波長パス」と呼ぶことがある。S33において、パス伝送品質計算部27は、目的波長パスが設定される経路を構成する1または複数のスパンを特定する。以下の記載では、目的波長パスが設定される経路を構成するスパンを「目的スパン」と呼ぶことがある。
S31 to S33 are practically the same as S11 to S13 shown in FIG. That is, in S31, the transmission
S34において、波長多重数予測部26は、補助データベース23を参照することにより、各目的スパンの中心性C(s)を取得する。続いて、波長多重数予測部26は、各目的スパンについて、(10)式を利用して中心性C(s)から波長多重数の予測値M(s)を算出する。或いは、各スパンの波長多重数の予測値が補助データベース23に格納されているケースでは、波長多重数予測部26は、各目的スパンの波長多重数の予測値M(s)を補助データベース23から取得してもよい。そして、波長多重数予測部26は、各目的スパンについて算出または取得した波長多重数の予測値M(s)をパス伝送品質計算部27に与える。
In S34, the wavelength division multiplexing
S35において、パス伝送品質計算部27は、図12に示す伝送品質データベース22を参照することにより、各目的スパンのOSNR推定値を取得する。このとき、各目的スパンの波長多重数の予測値M(s)を用いて伝送品質データベース22が参照される。例えば、スパンs1の波長多重数の予測値M(s)が88である場合、パス伝送品質計算部27は、伝送品質データベース22から「OSNR(1,88)」を取得する。
In S35, the path transmission
S36において、パス伝送品質計算部16は、各目的スパンのOSNR推定値から目的波長パスのOSNRを計算する。目的波長パスのOSNRは、(13)式により計算される。
In S36, the path transmission
S37〜S38は、図9に示すS16〜S17と実質的に同じである。すなわち、S37において、判定部17は、目的波長パスのOSNR推定値と所定の閾値とを比較する。そして、目的波長パスのOSNR推定値が閾値よりも低ければ、判定部17は、S38において、目的波長パスを複数の波長パスに分割する。ただし、目的波長パスのOSNR推定値が閾値以上であれば、伝送品質推定装置20の処理はS41へ進む。
S37 to S38 are substantially the same as S16 to S17 shown in FIG. That is, in S37, the
S41において、中心性補正部24は、デマンドカウンタをインクリメントする。デマンドカウンタは、伝送品質推定装置20に与えられたデマンドの数(あるいは、追加されたデマンドの数)をカウントする。
In S41, the
S42において、中心性補正部24は、デマンドカウンタのカウント値が所定数Lの倍数であるか判定する。Lは、正の整数であり、スパンの中心性を更新するインターバルを表す。デマンドカウンタのカウント値がLの倍数であれば、伝送品質推定装置20の処理はS43に進む。一方、カウント値がLの倍数でなければ、伝送品質推定装置20の処理は終了する。
In S42, the
S43において、中心性補正部24は、前回の更新処理の後に追加された波長パスに応じて、各スパンの中心性C(s)を補正する。このとき、中心性C(s)は、(14)式を用いて更新される。
In S43, the
なお、スパンの中心性の初期値は、光ネットワークのトポロジのみに基づいて計算される。この後、スパンの中心性は、光ネットワーク上に実際に設定される波長パスに応じて補正される。 The initial value of span centrality is calculated based only on the topology of the optical network. After this, the centrality of the span is corrected according to the wavelength path actually set on the optical network.
S44〜S45において、収束判定部25は、各スパンについて収束パラメータDを計算する。収束パラメータDは、S43において補正された中心性C(s)の収束の程度を表わす。具体的には、収束パラメータDは、(15)式で計算される。すなわち、収束パラメータDは、更新前の中心性と更新後の中心性の差分の絶対値を表す。
In S44 to S45, the
そして、収束判定部25は、収束パラメータDと所定の閾値とを比較することにより、中心性補正部24により補正された中心性C(s)が収束したか否かを判定する。具体的には、収束判定部25は、収束パラメータDが閾値よりも小さいときに、中心性C(s)が収束したと判定する。あるいは、収束判定部25は、信頼性を向上するために、収束パラメータDが複数回連続して閾値よりも小さいときに、中心性C(s)が収束したと判定してもよい。
Then, the
中心性C(s)が収束した後は、波長多重数予測部26は、S46において、(10)式に従って波長多重数の予測値M(s)を更新する。中心性C(s)が収束していないときは、波長多重数予測部26は、S47において、波長多重数の予測値M(s)として初期値(すなわち、多重化可能な最大波長数)を設定する。そして、S46またはS47において更新された波長多重数の予測値M(s)は、補助データベース23に記録される。波長多重数の新たな予測値M(s)は、伝送品質推定装置20に次のデマンドが与えられたときに、S34において使用される。
After the centrality C (s) has converged, the wavelength division multiplexing
このように、第2の実施形態においては、光ネットワークのトポロジに基づいて各スパンの中心性および波長多重数の初期予測値が計算された後、実際のデマンドに応じて各スパンの中心性および予測値が更新される。よって、各スパンの波長多重数の予測の精度が向上し、波長パスの伝送品質の推定精度が向上する。この結果、光ネットワーク上に過剰な数の再生中継器が実装されることはなく、光ネットワークのコストを削減できる。 Thus, in the second embodiment, after the initial predictions of the centrality of each span and the wavelength division multiplexing are calculated based on the topology of the optical network, the centrality of each span and the centrality of each span are calculated according to the actual demand. The predicted value is updated. Therefore, the accuracy of predicting the wavelength division multiplexing of each span is improved, and the accuracy of estimating the transmission quality of the wavelength path is improved. As a result, an excessive number of repetitive repeaters are not mounted on the optical network, and the cost of the optical network can be reduced.
また、所定数のデマンドがネットワーク管理システムに与えられたときに各スパンの中心性が補正されるので、中心性(および、多長多重数)の再計算の頻度が抑制され、伝送品質推定装置20の負荷が削減される。特に、大規模な光ネットワークにおいては、1本の波長パスが追加されても各スパンの中心性の変化は僅かと考えられるので、この構成による効果は大きい。 In addition, since the centrality of each span is corrected when a predetermined number of demands are given to the network management system, the frequency of recalculation of centrality (and multi-length multiplex) is suppressed, and the transmission quality estimation device is used. The load of 20 is reduced. In particular, in a large-scale optical network, even if one wavelength path is added, the change in the centrality of each span is considered to be slight, so the effect of this configuration is great.
さらに、補正された中心性が収束した後に波長多重数が更新されるので、波長パスの伝送品質の推定が安定する。 Further, since the wavelength division multiplexing number is updated after the corrected centrality has converged, the estimation of the transmission quality of the wavelength path is stable.
なお、第1の実施形態と同様に、第2の実施形態においても、すべての波長多重数に対してそれぞれOSNR予測値を用意する必要はない。例えば、波長多重数の代表値として22、44、66、88が設定されるときは、伝送品質データベース22は、波長多重数が22、44、66、88である状態に対してそれぞれ対応するOSNR推定値を格納する。
As in the first embodiment, in the second embodiment as well, it is not necessary to prepare OSNR predicted values for all wavelength division multiplexings. For example, when 22, 44, 66, 88 are set as representative values of the wavelength division multiplexing number, the
この場合、パス伝送品質計算部27は、図15のS34〜S35において、波長多重数M(s)を取得した後、M(s)よりも大きい代表値の中で、最も小さい代表値を選択する。たとえば、あるスパンの波長多重数の予測値M(s)が35である場合は、そのスパンの代表値として44が選択される。そうすると、パス伝送品質計算部27は、伝送品質データベース22からOSNR(s,44)を取得する。
In this case, the path transmission
<ハードウェア構成>
図17は、伝送品質推定装置のハードウェア構成の一例を示す。伝送品質推定装置は、例えば、図17に示すコンピュータシステム100により実現される。コンピュータシステム100は、CPU101、メモリ102、記憶装置103、読み取り装置104、通信インタフェース106、入出力装置107を備える。CPU101、メモリ102、記憶装置103、読み取り装置104、通信インタフェース106、入出力装置107は、例えば、バス108に接続される。
<Hardware configuration>
FIG. 17 shows an example of the hardware configuration of the transmission quality estimation device. The transmission quality estimation device is realized by, for example, the
CPU101は、メモリ102を利用して、図8〜図9または図14〜図16に示すフローチャートの処理を記述した伝送品質推定プログラムを実行する。これにより、上述した伝送品質推定方法が実現される。すなわち、CPU101は、第1の実施形態では、中心性計算部11、波長多重数予測部12、スパン伝送品質計算部13、パス計算部15、パス伝送品質計算部16、判定部17の機能を提供することができる。また、CPU101は、第1の実施形態では、中心性計算部11、パス計算部15、判定部17、スパン伝送品質計算部21、中心性補正部24、収束判定部25、波長多重数予測部26、パス伝送品質計算部27の機能を提供することができる。
The
メモリ102は、例えば半導体メモリであり、RAM領域およびROM領域を含んで構成される。なお、各フローチャートの処理で使用される変数は、メモリ102に一時的に格納される。記憶装置103は、例えばハードディスク装置であり、上述の伝送品質推定プログラムを格納する。また、記憶装置103は、伝送品質データベース14、22、補助データベース23を提供することができる。なお、記憶装置103は、フラッシュメモリ等の半導体メモリであってもよい。また、記憶装置103は、外部記憶装置であってもよい。
The
読み取り装置104は、CPU101の指示に従って着脱可能記録媒体105にアクセスする。着脱可能記録媒体105は、例えば、半導体デバイス(USBメモリなど)、磁気的作用により情報が入出力される媒体(磁気ディスク等)、光学的作用により情報が入出力される媒体(CD−ROM、DVD等)などにより実現される。
The
通信インタフェース106は、CPU101の指示に従ってネットワークを介してデータを送信および受信することができる。すなわち、通信インタフェース106は、ネットワーク上に存在するサーバにアクセスすることができる。入出力装置107は、ユーザにより操作されるキーボード、マウス、タッチパネル等に相当する。また、入出力装置107は、CPU101による処理結果を出力する。
The communication interface 106 can transmit and receive data via the network according to the instructions of the
実施形態に係わる伝送品質推定プログラムは、例えば、下記の形態でコンピュータシステム100に与えられる。
(1)記憶装置103に予めインストールされている。
(2)着脱可能記録媒体105により提供される。
(3)ネットワーク上のサーバから提供される。
The transmission quality estimation program according to the embodiment is given to the
(1) It is pre-installed in the
(2) Provided by the
(3) Provided from a server on the network.
1 光ネットワーク
2 ネットワーク管理システム
3 伝送品質推定装置
10、20 伝送品質推定装置
11 中心性計算部
12、26 波長多重数予測部
13、21 スパン伝送品質計算部
14、22 伝送品質データベース
15 パス計算部
16、27 パス伝送品質計算部
17 判定部
23 補助データベース
24 中心性補正部
25 収束判定部
1
Claims (7)
前記光ネットワークに設定されるパスの経路上の伝送区間について、多重化される波長の数に対応する伝送品質値を格納する格納部と、
前記光ネットワークのトポロジに基づいて、前記伝送区間が前記光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す中心性を計算する中心性計算部と、
前記中心性計算部により計算される中心性に基づいて、前記伝送区間において多重化される波長の数を予測する予測部と、
前記伝送区間について、前記予測部により予測された波長の数に対応する伝送品質値を前記格納部から取得し、取得した伝送品質値に基づいて前記パスの伝送品質を推定する推定部と、
を備える管理装置。 A management device that manages paths in an optical network that transmits wavelength division multiplexing optical signals.
A storage unit that stores transmission quality values corresponding to the number of wavelengths to be multiplexed for a transmission section on the path set in the optical network.
A centrality calculation unit that calculates the centrality indicating how close the transmission section is to the center of the optical network based on the topology of the optical network.
A prediction unit that predicts the number of wavelengths to be multiplexed in the transmission section based on the centrality calculated by the centrality calculation unit.
For the transmission section, an estimation unit that acquires a transmission quality value corresponding to the number of wavelengths predicted by the prediction unit from the storage unit and estimates the transmission quality of the path based on the acquired transmission quality value.
A management device equipped with.
前記予測部は、前記補正部により補正された中心性に基づいて、前記伝送区間において多重化される波長の数の予測値を更新し、
前記光ネットワークに新たなパスを設定するデマンドが前記管理装置に与えられたときに、前記推定部は、前記予測部により更新された波長の数の予測値に対応する伝送品質値を前記格納部から取得し、取得した伝送品質値に基づいて前記パスの伝送品質を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の管理装置。 Further provided with a correction unit that corrects the calculated centrality of the transmission section when a path is set in the optical network according to demand.
The prediction unit updates the prediction value of the number of wavelengths to be multiplexed in the transmission section based on the centrality corrected by the correction unit.
When the management device is given a demand to set a new path in the optical network, the estimation unit stores the transmission quality value corresponding to the prediction value of the number of wavelengths updated by the prediction unit. The management device according to claim 1, wherein the transmission quality of the path is estimated based on the transmission quality value obtained from the above.
ことを特徴とする請求項2に記載の管理装置。 2. The correction unit is characterized in that it corrects the calculated centrality of the transmission section when a predetermined number of demands for setting a new path in the optical network are given to the management device. The management device described in.
前記予測部は、前記補正部により補正された中心性が収束したと前記収束判定部により判定されたときに、前記波長の数の予測値を更新する
ことを特徴とする請求項3に記載の管理装置。 A convergence test unit for determining whether the centrality corrected by the correction unit has converged is further provided.
The third aspect of claim 3, wherein the prediction unit updates the predicted value of the number of wavelengths when the convergence determination unit determines that the centrality corrected by the correction unit has converged. Management device.
前記計算部は、
前記伝送区間のASE雑音パワーに基づいて、前記伝送区間の基本伝送品質値を計算し、
光ファイバ中に多重化される波長の数に対応するペナルティを取得し、
前記伝送区間の基本伝送品質値に前記ペナルティを付加することにより前記伝送区間の伝送品質値を計算する
ことを特徴とする請求項1に記載の管理装置。 Further provided with a calculation unit for calculating the transmission quality value for the transmission section on the path set in the optical network.
The calculation unit
Based on the ASE noise power of the transmission section, the basic transmission quality value of the transmission section is calculated.
Get a penalty corresponding to the number of wavelengths multiplexed in the optical fiber
The management device according to claim 1, wherein the transmission quality value of the transmission section is calculated by adding the penalty to the basic transmission quality value of the transmission section.
前記光ネットワーク内の各伝送区間について、前記光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す中心性を、前記光ネットワークのトポロジに基づいて計算する中心性計算部と、
前記各伝送区間について、前記中心性計算部により計算された中心性に基づいて、多重化される波長の数を予測する予測部と、
前記各伝送区間について、前記予測部により予測された波長の数に基づいて補正された伝送品質値を格納する格納部と、
前記光ネットワークに設定されるパスの経路上の伝送区間について、前記格納部に格納されている伝送品質値を取得し、取得した伝送品質値に基づいて前記パスの伝送品質を推定する推定部と、
を備える管理装置。 A management device that manages paths in an optical network that transmits wavelength division multiplexing optical signals.
A centrality calculation unit that calculates the centrality of each transmission section in the optical network, which indicates how close it is to the center of the optical network, based on the topology of the optical network.
For each transmission section, a prediction unit that predicts the number of wavelengths to be multiplexed based on the centrality calculated by the centrality calculation unit, and
For each transmission section, a storage unit that stores a transmission quality value corrected based on the number of wavelengths predicted by the prediction unit, and a storage unit.
With respect to the transmission section on the path of the path set in the optical network, an estimation unit that acquires the transmission quality value stored in the storage unit and estimates the transmission quality of the path based on the acquired transmission quality value. ,
A management device equipped with.
前記光ネットワークに設定されるパスの経路上の伝送区間について、多重化される波長の数に対応する伝送品質値を計算し、
前記光ネットワークのトポロジに基づいて、前記伝送区間が前記光ネットワークの中心にどのくらい近いのかを表す中心性を計算し、
前記中心性に基づいて、前記伝送区間において多重化される波長の数を予測し、
前記伝送区間について、予測された波長の数に対応する伝送品質値を取得し、
前記伝送区間の伝送品質値に基づいて前記パスの伝送品質を推定する、
ことを特徴とする管理方法。 A management method for managing paths in an optical network that transmits wavelength division multiplexing optical signals.
For the transmission section on the path set in the optical network, the transmission quality value corresponding to the number of wavelengths to be multiplexed is calculated.
Based on the topology of the optical network, the centrality representing how close the transmission section is to the center of the optical network is calculated.
Based on the centrality, the number of wavelengths to be multiplexed in the transmission section is predicted.
For the transmission section, the transmission quality value corresponding to the predicted number of wavelengths is acquired, and the transmission quality value is acquired.
The transmission quality of the path is estimated based on the transmission quality value of the transmission section.
A management method characterized by that.
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