JP7436926B2 - 光パス設計装置、光パス設計方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、光パス設計装置、光パス設計方法及びプログラムに関する。

従来の光ネットワークでは、トラフィック量の増加に伴って光パス（光信号の経路及び周波数）の需要が増加した場合、制御装置は、増加した需要に新たな光パスを割り当てる。このように割り当てられた光パスは、原則として解除されない。例えば、光ネットワークにおいてトラフィック量が増加した場合には、既に割り当てられた光パスが解除されずに維持され、増加したトラフィック量に新たな光パスが割り当てられる。

これに対して、変化する需要に光パスを動的に割り当てることを目的とした光ネットワーク設計技術がある（非特許文献１参照）。このような光ネットワークでは、通信の終了に伴って制御装置が光パスの割当を解除する。

図１３は、従来における、光パス設計装置１００の構成例を示す図である。光パス設計装置１００は、記憶部１０１と、探索部１０２と、設計部１０３とを備える。

記憶部１０１は、１本以上の伝送路をリンクとし複数のノード装置をノードとする光ネットワークのトポロジ情報と、光ネットワークにおいて設定済みの光パスの情報とを記憶する。探索部１０２は、トポロジ情報に基づいて、光ネットワークにおける光パスを伝送される光信号の経路の候補を探索する。設計部１０３は、光ネットワークの通信装置（不図示）に対して設定済みの光パス（光信号の経路及び周波数）の情報に基づいて、光パスの候補のうちから、割当可能な光パスを選択する。このようにして、光パス設計装置１００は、光ネットワークにおける光パスを設計する。

制御装置（不図示）は、光パスの割当内容に基づいて、光ネットワークの通信装置（例えば、ノード装置、送受信器）に設定されるパラメータを含む制御信号を生成する。制御装置は、制御信号を光ネットワークの通信装置に送信する。通信装置は、割り当てられた光パスを設定するためのパラメータを、通信装置の動作（例えば、光信号の中継）に反映させる。

Bijoy Chand Chatterjee, et al., "Routing and Wavelength Assignment for WDM-based Optical Networks," Springer, pp.35-43.

図１４は、従来における、光パス設計装置１００の設計動作例を示すフローチャートである。設計部１０３は、光ネットワークにおいて探索された1本以上の経路について、割当可能な周波数を選択する（ステップＳ１）。設計部１０３は、経路と周波数帯域との組み合わせ（光パス）を選択する（ステップＳ２）。このように、光パス設計装置によって光パスが動的に設計及び設定される光ネットワークでは、光パスの設計に必要とされる時間は非常に短い。

これに対して、パラメータが設定された通信装置が所望状態に遷移するには、一定の時間が必要である。例えば、光パスを設定するためのパラメータを通信装置が受信してから、そのパラメータが通信装置の動作に反映されるまでに、数ミリ秒から数秒程度の時間が必要である。このため、光パス設計装置が光パスを設計する場合には、光パスの設定に必要とされる一定の時間が考慮される必要がある。

従来の光ネットワークでは、光パスの設定以外の作業（例えば、光パスの設計、光パスの試験等）に必要とされる時間のほうが、光パスの設定（動作へのパラメータの反映）に必要とされる時間よりも長い。このため、従来の光ネットワークでは、光パスの設定に必要とされる時間が考慮されていない。このように、従来の光ネットワークでは、光パスの需要の時間的な制約を満たすように光パス設計装置が光パスを設計することができないという問題がある。

上記事情に鑑み、本発明は、光パスの需要の時間的な制約を満たすように光パスを設計することが可能である光パス設計装置、光パス設計方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、１本以上の伝送路をリンクとし複数のノード装置をノードとする光ネットワークのトポロジ情報と始点の情報と終点の情報とに基づいて、前記光ネットワークにおける前記始点から前記終点までの１本以上の経路の候補を探索する探索部と、１個以上の周波数スロットを含む周波数帯域が通信に使用可能となる時刻である使用可能時刻を、前記経路に含まれている前記伝送路又は前記ノード装置ごとに導出する時刻導出部と、前記伝送路又は前記ノード装置ごとに導出された前記使用可能時刻に基づいて、探索された１本以上の前記経路の候補のうちから前記経路を選択し、選択された前記経路における光パスを伝送される光信号の前記周波数帯域を選択する設計部とを備える光パス設計装置である。

本発明の一態様は、光パス設計装置が実行する光パス設計方法であって、１本以上の伝送路をリンクとし複数のノード装置をノードとする光ネットワークのトポロジ情報と始点の情報と終点の情報とに基づいて、前記光ネットワークにおける前記始点から前記終点までの１本以上の経路の候補を探索する。探索ステップと、１個以上の周波数スロットを含む周波数帯域が通信に使用可能となる時刻である使用可能時刻を、前記経路に含まれている前記伝送路又は前記ノード装置ごとに導出する時刻導出ステップと、前記伝送路又は前記ノード装置ごとに導出された前記使用可能時刻に基づいて、探索された１本以上の前記経路の候補のうちから前記経路を選択し、選択された前記経路における光パスを伝送される光信号の前記周波数帯域を選択する設計ステップとを含む光パス設計方法である。

本発明の一態様は、上記の光パス設計装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

本発明により、光パスの需要の時間的な制約を満たすように光パスを設計することが可能である。

第１実施形態における、通信システムの構成例を示す図である。 第１実施形態における、光パス設計装置の構成例を示す図である。 第１実施形態における、経路の各伝送路の使用可能時刻の例を示す図である。 第１実施形態における、光パス設計装置の動作例を示すフローチャートである。 第１実施形態における、光パス設計装置の動作例を示すシーケンス図である。 第２実施形態における、通信システムの構成例を示す図である。 第２実施形態における、経路の各伝送路の使用可能時刻の例を示す図である。 第２実施形態における、各送受信器の使用可能時刻の例を示す図である。 第２実施形態における、光パス設計装置の動作例を示すフローチャートである。 第２実施形態における、光パス設計装置の動作例を示すシーケンス図である。 第３実施形態における、光パス設計装置の動作例を示すフローチャートである。 各実施形態における、光パス設計装置のハードウェア構成例を示す図である。 従来における、光パス設計装置の構成例を示す図である。 従来における、光パス設計装置の設計動作例を示すフローチャートである。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、通信システム１ａの構成例を示す図である。通信システム１ａは、複数のノード装置２と、ノード装置２同士を繋ぐ１本以上の伝送路３（光ファイバ）と、制御装置４と、光パス設計装置５とを備える。ノード装置２は、例えば、波長選択スイッチ（Wavelength Selective Switch : WSS）である。

複数のノード装置２（光ノード）と１本以上の伝送路３（光リンク）とは、光ネットワークにおける光信号の経路を構成する。経路は、周波数帯域の異なる光信号ごとに光パスを含むことが可能である。所定の周波数帯域の光信号が伝送される光パスは、制御装置４によって各ノード装置２に設定されたパラメータに応じて定まる。図１では、一例として、ノード装置２－Ａと、伝送路３－１と、ノード装置２－Ｂと、伝送路３－２と、ノード装置２－Ｃと、伝送路３－３と、ノード装置２－Ｄとが、光信号の経路を構成する。

図１では、伝送路３－１の第１端にはノード装置２－Ａが接続されている。伝送路３－１の第２端にはノード装置２－Ｂが接続されている。伝送路３－２の第１端にはノード装置２－Ｂが接続されている。伝送路３－２の第２端にはノード装置２－Ｃが接続されている。伝送路３－３の第１端にはノード装置２－Ｃが接続されている。伝送路３－３の第２端にはノード装置２－Ｄが接続されている。

光ネットワークにおいて、各ノード装置２は光信号を中継する。図１では、光ネットワークにおける主信号の経路の始点は、一例としてノード装置２－Ａである。光ネットワークにおける主信号の経路の終点は、一例としてノード装置２－Ｄである。光パス設計装置５によって設計された光パス（光信号の経路及び周波数）は、制御装置４の制御信号によって、各ノード装置２に設定される。

制御装置４は、光ネットワークの管理装置である。すなわち、制御装置４は、複数のノード装置２の通信処理を制御（管理）する装置である。制御装置４は、光ネットワークにおける光パスの需要情報を、例えばノード装置２から取得する。制御装置４は、光ネットワークにおける光パスの需要情報に応じて、割当要求信号を生成する。制御装置４は、割当要求信号を光パス設計装置５に出力する。

需要情報は、主信号（光信号）の送信元のクライアント装置（不図示）の情報と、主信号の受信元のクライアント装置（不図示）の装置と、通信に必要とされるトラヒック量（周波数帯域）の情報とを含む。需要情報は、通信開始時刻の情報と、通信終了時刻の情報とを更に含んでもよい。

割当要求信号は、光パスの需要に対して、光パスの割当（設計）を要求する信号である。割当要求信号は、主信号の経路（始点及び終点）の情報と、主信号の周波数帯域（トラフィック量）の情報とを含む。割当要求信号は、通信開始時刻の情報と、通信終了時刻の情報とを更に含んでもよい。

制御装置４は、割当要求信号に対する応答として、割当内容を光パス設計装置５から取得する。制御装置４は、割当内容に基づいて、パラメータ（例えば、経路の情報、周波数の情報、通信開始時刻の情報、通信終了時刻の情報）を生成する。制御装置４は、パラメータを設定するための制御信号を用いて、各ノード装置２にパラメータを設定する。光パスの割当を解除する場合、制御装置４は、光パスの割当を設定する際に使用された制御信号と同様の制御信号を用いて、各ノード装置２にパラメータを設定してもよい。

制御プロトコルは、例えば、各ベンダで独自の仕様として定められる。制御プロトコルは、ＹＡＮＧ（ＩＥＴＦ ＲＦＣ７９５０）で規定されたデータモデルに基づく、ＮＥＴＣＯＮＦ（ＲＦＣ６２４１）／ＲＥＳＴＣＯＮＦ（ＲＦＣ８０４０）でもよい。

光パス設計装置５は、光パス（経路、周波数、通信開始時刻、通信終了時刻）を設計（割当）する装置である。光パス設計装置５は、例えば、光パスの設計に関する情報交換の必要が生じた際に、制御装置４と通信する。光パス設計装置５は、割当要求信号を制御装置４から取得する。光パス設計装置５は、割当要求信号に基づいて、割当内容を生成する。光パス設計装置５は、割当内容（経路、周波数、通信開始時刻及び通信終了時刻等の選択結果）を、制御装置４に出力する。

図２は、光パス設計装置５の構成例を示す図である。光パス設計装置５は、設計部５０と、探索部５１と、記憶部５２と、時刻導出部５３とを備える。

設計部５０は、割当要求信号を制御装置４から取得する。設計部５０は、割当要求信号に基づいて、光パス設計装置５の各機能部の動作を制御する。設計部５０は、主信号の経路の情報に基づいて、始点の情報と終点の情報とを生成する。始点の情報は、経路の始点（ノード装置２－Ａ）の識別情報である。終点の情報は、経路の終点（ノード装置２－Ｄ）の識別情報である。設計部５０は、始点の情報と終点の情報とを、探索部５１に出力する。

探索部５１は、始点の情報と終点の情報とを、設計部５０から取得する。探索部５１は、光ネットワークのトポロジ情報を、記憶部５２から取得する。探索部５１は、光ネットワークのトポロジ情報と始点情報と終点情報とに基づいて、光ネットワークにおける１本以上の経路の候補を探索する。探索部５１は、探索された経路の情報を、時刻導出部５３に出力する。これによって、探索部５１は、各伝送路３の使用可能時刻情報を、時刻導出部５３に要求する。使用可能時刻は、１個以上の周波数スロットを含む周波数帯域が通信に使用可能となる時刻である。使用可能時刻は、使用中の周波数帯域が開放される時刻でもよい。

記憶部５２は、光ネットワークのトポロジ情報と、装置情報と、光パス情報とを記憶する。装置情報は、経路の各通信装置に設定済みのパラメータの情報と、経路の各通信装置の状態遷移（例えば、第１周波数帯域の光パスから第２周波数帯域の光パスへの切替）に必要とされる時間の情報とを含む。図１では、経路の各通信装置は、各ノード装置２である。

光パス情報は、光ネットワークにおいて設定済みの光パスの情報である。光パス情報は、光パスが設定されている経路の情報と、光パスの周波数（周波数帯域）の情報と、光パスの通信開始時刻の情報と、光パスの通信終了時刻の情報とを含む。

時刻導出部５３は、探索された経路の情報を、設計部５０から取得する。時刻導出部５３は、装置情報と光パス情報とを、記憶部５２から取得する。時刻導出部５３は、装置情報と光パス情報とに基づいて、探索された経路の各伝送路３における使用可能時刻を導出する。

図３は、経路の各伝送路３の使用可能時刻の例を示す図である。図３では、伝送路３と、光信号の周波数スロット（周波数幅）の番号とに基づいて、使用可能時刻「ｔ０」「ｔ１」又は「ｔ２」が定められている。使用可能時刻「ｔ０」は、現在時刻を表す。使用可能時刻「ｔ１」は、使用可能時刻「ｔ０」以降の時刻を表す。使用可能時刻「ｔ２」は、使用可能時刻「ｔ１」以降の時刻を表す。

時刻導出部５３は、伝送路３ごとに、使用可能時刻を導出する。なお、時刻導出部５３は、ノード装置２ごとに、使用可能時刻を導出してもよい。

伝送路３の使用可能時刻は、その伝送路３の第１端に接続された第１のノード装置２の使用可能時刻と、その伝送路３の第２端に接続された第２のノード装置２の使用可能時刻とに基づいて定められる。例えば、伝送路３の第１端に接続された第１のノード装置２の使用可能時刻と、その伝送路３の第２端に接続された第２のノード装置２の使用可能時刻とのうちで、最も遅い時刻が、その伝送路３の使用可能時刻である。

図３では、伝送路３－１の使用可能時刻は、伝送路３－１の第１端に接続されたノード装置２－Ａの使用可能時刻と、伝送路３－１の第２端に接続されたノード装置２－Ｂの使用可能時刻とに基づいて定められる。例えば、周波数スロット「ＳＬ１」について、伝送路３－１の使用可能時刻は、伝送路３－１の第１端に接続されたノード装置２－Ａの使用可能時刻と、伝送路３－１の第２端に接続されたノード装置２－Ｂの使用可能時刻とのうちで、最も遅い時刻「ｔ０」が、伝送路３－１の使用可能時刻である。

時刻導出部５３は、経路における伝送路３ごとの使用可能時刻を導出する。経路における伝送路３ごとの使用可能時刻のうちで、最も遅い使用可能時刻が、その経路と周波数帯域との組み合わせの使用可能時刻である。

図３では、例えば周波数スロット「ＳＬ３」が割り当てられた場合、伝送路３－１の使用可能時刻「ｔ０」と、伝送路３－２の使用可能時刻「ｔ０」と、伝送路３－３の使用可能時刻「ｔ０」とのうちで、最も遅い時刻「ｔ０」が、伝送路３－１から伝送路３－３までの経路と周波数スロット「ＳＬ３」との組み合わせの使用可能時刻である。

図３では、例えば周波数スロット「ＳＬ４」が割り当てられた場合、伝送路３－１の使用可能時刻「ｔ０」と、伝送路３－２の使用可能時刻「ｔ０」と、伝送路３－３の使用可能時刻「ｔ１」とのうちで、最も遅い時刻「ｔ１」が、伝送路３－１から伝送路３－３までの経路と周波数スロット「ＳＬ４」との組み合わせの使用可能時刻である。

したがって、割り当てが要求されている新たな需要に対して、例えば周波数スロット「ＳＬ３」及び「ＳＬ４」が割り当てられた場合、最も遅い時刻「ｔ１」が、伝送路３－１から伝送路３－３までの経路と、周波数スロット「ＳＬ３」及び「ＳＬ４」との組み合わせの使用可能時刻である。

設計部５０は、経路について、現在時刻から使用可能時刻までの時間が最も短くなるように、経路と周波数帯域とを選択する。通信は、１個以上の周波数スロットを含む周波数帯域を用いて実行される。図３では、割当要求信号の需要情報に２個の周波数スロット（周波数帯域）が必要とされている場合、設計部５０は、周波数スロット「ＳＬ３」及び「ＳＬ４」を選択する。この場合、最も早い時刻「ｔ１」に割り当てが可能となる。

図３では、割当要求信号の需要情報に３個の周波数スロット（周波数帯域）が必要とされている場合、設計部５０は、周波数スロット「ＳＬ１」「ＳＬ２」及び「ＳＬ３」を選択する。設計部５０は、周波数スロット「ＳＬ２」「ＳＬ３」及び「ＳＬ４」を選択してもよい。これらの場合、最も早い時刻「ｔ２」に割り当てが可能となる。

次に、光パス設計装置５の動作例を説明する。
図４は、光パス設計装置５の動作例を示すフローチャートである。探索部５１は、光ネットワークのトポロジ情報と、始点の情報と、終点の情報とに基づいて、光ネットワークにおける１本以上の経路の候補を探索する（ステップＳ１０１）。時刻導出部５３は、経路の各伝送路３の使用可能時刻を、周波数帯域ごとに導出する（ステップＳ１０２）。設計部５０は、周波数帯域ごとに導出された使用可能時刻に基づいて、経路と周波数帯域との組み合わせとして予め定められた候補のうちから、経路と周波数帯域との組み合わせを選択する（ステップＳ１０３）。

図５は、光パス設計装置５の動作例を示すシーケンス図である。設計部５０は、割当要求信号を制御装置４から取得する（ステップＳ２０１）。設計部５０は、経路探索の実行を探索部５１に要求する（ステップＳ２０２）。探索部５１は、トポロジ情報を記憶部５２から取得する（ステップＳ２０３）。探索部５１は、光ネットワークにおける１本以上の経路の候補を探索する（ステップＳ２０４）。探索部５１は、経路の探索結果を設計部５０に送信する（ステップＳ２０５）。

設計部５０は、経路の探索結果を探索部５１から取得する（ステップＳ２０６）。設計部５０は、経路の各伝送路３の使用可能時刻情報を、時刻導出部５３に要求する（ステップＳ２０７）。時刻導出部５３は、経路の各伝送路３の装置情報を、記憶部５２から取得する（ステップＳ２０８）。時刻導出部５３は、経路の各伝送路３の光パス情報を、記憶部５２から取得する（ステップＳ２０９）。時刻導出部５３は、装置情報と光パス情報とに基づいて、経路の各伝送路３の使用可能時刻を周波数帯域ごとに導出する（ステップＳ２１０）。時刻導出部５３は、各伝送路３の使用可能時刻情報を、設計部５０に送信する（ステップＳ２１１）。

設計部５０は、各伝送路３の使用可能時刻情報を、時刻導出部５３から取得する（ステップＳ２１２）。設計部５０は、各伝送路３の使用可能時刻情報に基づいて、割当内容として、経路と周波数帯域とを選択する（ステップＳ２１３）。設計部５０は、割当内容を制御装置４に出力する（ステップＳ２１４）。

以上のように、探索部５１は、光ネットワークのトポロジ情報と始点の情報と終点の情報とに基づいて、光ネットワークにおける始点から終点までの１本以上の経路の候補を探索する。時刻導出部５３は、１個以上の周波数スロットを含む周波数帯域が通信に使用可能となる時刻である使用可能時刻を、その経路に含まれている伝送路３又はノード装置２ごとに導出する。設計部５０は、伝送路３又はノード装置２ごとに導出された使用可能時刻に基づいて、探索された１本以上の経路の候補のうちから経路を選択する。設計部５０は、選択された経路における光パスを伝送される光信号の周波数帯域を選択する。

これによって、光パスの需要の時間的な制約を満たすように光パスを設計することが可能である。パラメータが設定されてからパラメータが動作に反映されるまでの遅延が考慮された光パス設計が可能である。

（第２実施形態）
第２実施形態では、ノード装置の使用可能時刻だけでなく光送受信器（光トランスポンダ）の使用可能時刻も考慮される点が、第１実施形態と相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点を主に説明する。

図６は、通信システム１ｂの構成例を示す図である。通信システム１ｂは、複数のノード装置２と、ノード装置２同士を繋ぐ複数の伝送路３（光ファイバ）と、制御装置４と、光パス設計装置５と、複数の送受信器６（トランスポンダ）とを備える。

送受信器６は、光信号の経路のノード装置２に接続される。図６では、送受信器６－１と送受信器６－２とは、ノード装置２－Ａ（経路の始点）に接続される。送受信器６－３と送受信器６－４とは、ノード装置２－Ｄ（経路の終点）に接続される。これによって、ノード装置２－Ａからノード装置２－Ｄまでの間に光パスが設定される。

設計部５０は、経路及び周波数の組み合わせ（候補）のうちから、現在時刻から使用可能時刻（光パスの設定時刻）までの時間が最も短い経路及び周波数を選択する。例えば、設計部５０は、経路と使用可能時刻とのバランスが最も良くなる経路及び周波数を、割当内容として選択する。バランスが最も良くなる経路及び周波数とは、例えば、予め定められた条件を満たす経路と使用可能時刻である。予め定められた条件とは、例えば、現在時刻から使用可能時刻までの時間が最も短いという条件である。予め定められた条件とは、例えば、予め定められたコスト関数（指標）の値が閾値以下又は所定範囲となるという条件でもよい。予め定められた複数の条件は、組み合わされてもよい。

図７は、経路の各伝送路３の使用可能時刻の例を示す図である。図７に示された使用可能時刻の例は、図３に示された使用可能時刻の例と同様である。ここで、需要に新たに割り当てられる光パスに必要とされる周波数スロットの個数は、一例として１個である。また、経路の各伝送路３における周波数スロット「ＳＬ３」の使用可能時刻は、現在時刻「ｔ０」である。

図８は、各送受信器６の使用可能時刻の例を示す図である。図８では、送受信器６－１は、使用可能時刻「ｔ２」まで、周波数スロット「ＳＬ１」及び「ＳＬ２」を使用中である。送受信器６－１は、使用可能時刻「ｔ３」まで、周波数スロット「ＳＬ３」「ＳＬ４」「ＳＬ５」及び「ＳＬ６」を使用中である。このため、周波数スロット「ＳＬ１」又は「ＳＬ２」から、周波数スロット「ＳＬ３」「ＳＬ４」「ＳＬ５」又は「ＳＬ６」に、使用中の周波数スロットを送受信器６－１が切り替えるためには、使用可能時刻「ｔ３」になるまで、切り替えの実行を送受信器６－１が待つ必要がある。

送受信器６－２は、使用可能時刻「ｔ１」まで、周波数スロット「ＳＬ２」及び「ＳＬ３」を使用中である。送受信器６－２は、使用可能時刻「ｔ２」まで、周波数スロット「ＳＬ１」「ＳＬ４」「ＳＬ５」及び「ＳＬ６」を使用中である。このため、周波数スロット「ＳＬ２」又は「ＳＬ３」から、周波数スロット「ＳＬ１」「ＳＬ４」「ＳＬ５」又は「ＳＬ６」に、使用中の周波数スロットを送受信器６－２が切り替えるためには、使用可能時刻「ｔ２」になるまで、切り替えの実行を送受信器６－２が待つ必要がある。

図８では、割当要求信号の需要情報に１個の周波数スロット（周波数帯域）が必要とされている場合、設計部５０は、周波数スロット「ＳＬ３」と送受信器６－２と送受信器６－３とを選択する。この場合、最も早い時刻「ｔ１」に割り当てが可能となる。

次に、光パス設計装置５の動作例を説明する。
図９は、光パス設計装置５の動作例を示すフローチャートである。探索部５１は、光ネットワークにおける１本以上の経路の候補を探索する（ステップＳ３０１）。時刻導出部５３は、経路の各伝送路３の使用可能時刻を、周波数帯域ごとに導出する（ステップＳ３０２）。設計部５０は、始点に接続された各送受信器６の使用可能時刻と、終点に接続された各送受信器６の使用可能時刻とを、周波数帯域ごとに導出する（ステップＳ３０３）。現在時刻から使用可能時刻までの時間が最も短い送受信器６と経路と周波数帯域の組み合わせを選択する（ステップＳ３０４）。

図１０は、光パス設計装置５の動作例を示すシーケンス図である。ステップＳ４０１からステップＳ４１２までの各動作は、図５に示されたステップＳ２０１からステップＳ２１２までの各動作と同様である。

設計部５０は、各送受信器６の使用可能時刻情報を、時刻導出部５３に要求する（ステップＳ４１３）。時刻導出部５３は、各送受信器６の装置情報を、記憶部５２から取得する（ステップＳ４１４）。時刻導出部５３は、各送受信器６の光パス情報を、記憶部５２から取得する（ステップＳ４１５）。時刻導出部５３は、装置情報と光パス情報とに基づいて、各送受信器６の使用可能時刻を周波数帯域ごとに導出する（ステップＳ４１６）。時刻導出部５３は、各送受信器６の使用可能時刻情報を、設計部５０に送信する（ステップＳ４１７）。

設計部５０は、各送受信器６の使用可能時刻情報を、時刻導出部５３から取得する（ステップＳ４１８）。設計部５０は、各伝送路３の使用可能時刻情報と、各送受信器６の使用可能時刻情報とに基づいて、割当内容として、経路と周波数帯域とを選択する（ステップＳ４１９）。設計部５０は、割当内容を制御装置４に出力する（ステップＳ４２０）。

以上のように、時刻導出部５３は、始点に接続された１台以上の第１の送受信器６の使用可能時刻と、終点に接続された１台以上の第２の送受信器６の使用可能時刻とを導出する。設計部５０は、第１の送受信器６の使用可能時刻と、第２の送受信器６の使用可能時刻と、伝送路３ごとの使用可能時刻とに基づいて、経路と周波数帯域と第１の送受信器６と第２の送受信器６とを選択する。時刻導出部５３は、伝送路３の第１端に接続された第１のノード装置２の使用可能時刻と、その伝送路３の第２端に接続された第２のノード装置２の使用可能時刻とのうちで、より遅い時刻を、その伝送路３の使用可能時刻として導出してもよい。

これによって、光送受信器（光トランスポンダ）における光パスの設定に必要とされる時間がボトルネックになる場合でも、光パスの需要の時間的な制約を満たすように光パスを設計することが可能である。

（第３実施形態）
第３実施形態では、光パスの設定期限（時間制約として指定された時刻）が考慮される点が、第１実施形態及び第２実施形態と相違する。第３実施形態では、第１実施形態と及び第２実施形態の相違点を中心に説明する。

図１１は、光パス設計装置５の動作例を示すフローチャートである。ステップＳ５０１からステップＳ５０３までの各動作は、ステップＳ３０１からステップＳ３０３までの各動作と同様である。設計部５０は、割当要求信号を用いて指定された時刻以前の使用可能時刻の送受信器６と経路と周波数帯域との組み合わせを、割当内容として選択する（ステップＳ５０４）。指定された時刻は、例えば、割当要求信号に含まれている通信開始時刻の情報に基づいて定められる。例えば、指定された時刻は、通信開始時刻以前の時刻である。

以上のように、設計部５０は、指定された時刻以前の使用可能時刻に基づいて、経路と周波数帯域とを選択してもよい。これによって、指定された時刻までに光パスの設定を完了させたい場合でも、光パスの需要の時間的な制約を満たすように光パスを設計することが可能である。

（変形例）
設計部５０は、設定済みのパラメータを再利用してもよい。すなわち、設計部５０は、第１の通信（需要）のために第１の使用可能時刻に基づいて選択された経路と周波数帯域とが、第２の使用可能時刻以降において第２の通信（需要）に使用可能であるか否かを判定する。第１の通信のために第１の使用可能時刻に基づいて選択された経路と周波数帯域とが、第２の使用可能時刻以降において第２の通信に使用可能であると判定された場合、設計部５０は、第１の使用可能時刻に基づいて選択された経路と周波数帯域とを、第２の使用可能時刻以降において第２の通信に使用させてもよい。これによって、パラメータの設定に必要とされる時間を短縮して、光パスの需要の時間的な制約を満たすように光パスを設計することが可能である。

図１２は、各実施形態における、光パス設計装置５のハードウェア構成例を示す図である。光パス設計装置５の各機能部のうちの一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ５００が、不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）を有するメモリ５０２に記憶されたプログラムを実行することにより、ソフトウェアとして実現される。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）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５０１などの非一時的な記録媒体である。光パス設計装置５の各機能部のうちの一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いた電子回路（electronic circuit又はcircuitry）を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。

以上、この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等も含まれる。

本発明は、光ネットワークの通信システムに適用可能である。

１ａ，１ｂ…通信システム、２…ノード装置、３…伝送路、４…制御装置、５…光パス設計装置、５０…設計部、５１…探索部、５２…記憶部、５３…時刻導出部、１００…光パス設計装置、１０１…記憶部、１０２…探索部、１０３…設計部、５００…プロセッサ、５０１…記憶装置、５０２…メモリ

Claims (8)

1. １本以上の伝送路をリンクとし複数のノード装置をノードとする光ネットワークのトポロジ情報と始点の情報と終点の情報とに基づいて、前記光ネットワークにおける前記始点から前記終点までの１本以上の経路の候補を探索する探索部と、
   １個以上の周波数スロットを含む周波数帯域が通信に使用可能となる時刻である使用可能時刻を、前記経路に含まれている前記伝送路又は前記ノード装置ごとに導出する時刻導出部と、
   前記伝送路又は前記ノード装置ごとに導出された前記使用可能時刻に基づいて、探索された１本以上の前記経路の候補のうちから前記経路を選択し、選択された前記経路における光パスを伝送される光信号の前記周波数帯域を選択する設計部と
   を備える光パス設計装置。
2. 前記時刻導出部は、前記始点に接続された１台以上の第１の送受信器の前記使用可能時刻と、前記終点に接続された１台以上の第２の送受信器の前記使用可能時刻とを導出し、
   前記設計部は、前記第１の送受信器の前記使用可能時刻と、前記第２の送受信器の前記使用可能時刻と、前記伝送路ごとの前記使用可能時刻とに基づいて、前記経路と前記周波数帯域と前記第１の送受信器と前記第２の送受信器とを選択する、
   請求項１に記載の光パス設計装置。
3. 前記時刻導出部は、前記伝送路の第１端に接続された第１のノード装置の前記使用可能時刻と、前記伝送路の第２端に接続された第２のノード装置の前記使用可能時刻とのうちで、より遅い時刻を、前記伝送路の前記使用可能時刻として導出する、
   請求項１又は請求項２に記載の光パス設計装置。
4. 前記設計部は、前記経路について、現在時刻から前記使用可能時刻までの時間が最も短くなるように、前記経路と前記周波数帯域とを選択する、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光パス設計装置。
5. 前記設計部は、指定された時刻以前の前記使用可能時刻に基づいて、前記経路と前記周波数帯域とを選択する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光パス設計装置。
6. 前記設計部は、第１の通信のために第１の前記使用可能時刻に基づいて選択された前記経路と前記周波数帯域とが、第２の前記使用可能時刻以降において第２の通信に使用可能である場合、第１の前記使用可能時刻に基づいて選択された前記経路と前記周波数帯域とを、第２の前記使用可能時刻以降において第２の通信に使用させる、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光パス設計装置。
7. 光パス設計装置が実行する光パス設計方法であって、
   １本以上の伝送路をリンクとし複数のノード装置をノードとする光ネットワークのトポロジ情報と始点の情報と終点の情報とに基づいて、前記光ネットワークにおける前記始点から前記終点までの１本以上の経路の候補を探索する。探索ステップと、
   １個以上の周波数スロットを含む周波数帯域が通信に使用可能となる時刻である使用可能時刻を、前記経路に含まれている前記伝送路又は前記ノード装置ごとに導出する時刻導出ステップと、
   前記伝送路又は前記ノード装置ごとに導出された前記使用可能時刻に基づいて、探索された１本以上の前記経路の候補のうちから前記経路を選択し、選択された前記経路における光パスを伝送される光信号の前記周波数帯域を選択する設計ステップと
   を含む光パス設計方法。
8. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光パス設計装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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