WO2012057095A1 - 周波数割当方法および装置 - Google Patents

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WO2012057095A1
WO2012057095A1 PCT/JP2011/074465 JP2011074465W WO2012057095A1 WO 2012057095 A1 WO2012057095 A1 WO 2012057095A1 JP 2011074465 W JP2011074465 W JP 2011074465W WO 2012057095 A1 WO2012057095 A1 WO 2012057095A1
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wavelength
path
link
route
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平野　章
由明 曽根
顕博 門畑
貴章 田中
伸治 松岡
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日本電信電話株式会社
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    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/62—Wavelength based

Definitions

  • the present invention relates to a frequency allocation method and apparatus, and in particular, in a photonic network composed of optical nodes including optical switches that switch an optical signal without being electrically terminated, the optical signal connecting the start point and the end point of the optical signal.
  • the present invention relates to a technique for selecting a path of a path and a wavelength used on the path. More specifically, the present invention performs path setting in a photonic network that realizes efficient use of wavelength in an optical path network including an optical path that is switched as light as an optical node, assigns a wavelength, and
  • the present invention relates to a frequency allocation method and apparatus applicable even when the widths are different.
  • the optical path network that supports the current backbone network is mainly a group of optical communication devices such as a wavelength division multiplexing transmission device, an optical add / drop device, and an optical cross-connect device, and a transmission path group such as an optical fiber that connects them, and It is configured by a path group such as a wavelength for connecting optical communication apparatuses via a transmission path.
  • a transparent type optical path network for connecting optical communication apparatuses from end to end of an optical path network without regenerating and repeating optical signals in a relay section is attracting attention.
  • One of the problems in such a transparent optical path network is the problem of how to determine a route on the network in response to a traffic transfer request, and which wavelength to assign over the determined route. These are generally referred to as Routing and Wavelength Assignment (RWA) problems.
  • RWA Routing and Wavelength Assignment
  • a conventional RWA system in a transparent optical path network will be described.
  • a route is first determined by a routing process.
  • a shortest path algorithm is often used to determine the path.
  • FIG. 2 there are a Fewest-hop method, a Shortest-distance method, etc., which are respectively a method for minimizing the number of hops between the end points of a route or a method for minimizing a physical distance. .
  • the wavelength is assigned by the first-fit method or the most-used method.
  • the first-fit method is a method in which when there are a plurality of wavelength candidates that can be assigned when selecting a wavelength on a certain path, the numbers assigned to the wavelengths are assigned in order from the smallest number.
  • the number assigned to the wavelength for example, there is a method of numbering in order from the shortest wavelength. This may be from a long wavelength.
  • the most-used method counts the number of wavelengths used in the entire network for each wavelength when there are multiple candidates when selecting wavelengths on a certain route, giving priority to the most used wavelength. (For example, refer nonpatent literature 1).
  • the RWA method as described above is expected to realize economic and power saving of the optical path network by effectively utilizing the limited wavelength resources of the transparent optical path network.
  • an optical network that flexibly allocates optical frequency resources has been studied. This is because the conventional transparent optical path network allocates frequency resources with a fixed frequency width to the optical path, whereas the network is configured with a variable bandwidth transponder and a variable bandwidth cross-connect, This is an optical communication network that assumes that frequency resources managed by more subdivided slots (grids) are allocated as much as needed in the bandwidth and route of the optical path and resources are used efficiently.
  • grids subdivided slots
  • wavelength is mainly used in the description of the path having a fixed frequency width
  • frequency is mainly used in the description of the path having a variable frequency width.
  • the conventional RWA method has the following problems in the case of a transparent optical path network that is not variable in bandwidth and in the case of a transparent optical path network that is variable in bandwidth (hereinafter referred to as a variable bandwidth optical network).
  • the first-fit method which is one of the prior arts, searches for available wavelength candidates and simply assigns wavelengths from the one with the smallest wavelength number. A new wavelength is allocated without considering the use situation of the wavelength used in this link. This will be described with reference to FIGS. 3 to 4 by way of example.
  • the wavelength usage state can be expressed as shown in FIG.
  • the vertical axis represents the wavelength
  • the horizontal axis shows adjacent links.
  • the allocation is performed regardless of whether the wavelength in the adjacent link is unused through the optical node that is the end point of the allocated wavelength.
  • FIG. 4 in this example, after allocation, in these adjacent links, a segmented section occurs when viewed at the allocated wavelength. This is called Fragmentation here.
  • Fragmentation here, a network having a simple ring configuration is assumed, and the column in FIG. 4 represents a link between adjacent nodes.
  • the Fragmentation occurs even when the Most-used method is used. This is because, when the usage situation of wavelengths is counted over adjacent links that are continuous at each wavelength, the youngest wavelength is the maximum number as in the example of FIG. Therefore, Fragmentation occurs in the same way by the Most-used method.
  • variable bandwidth optical network in addition to the restriction of using a common wavelength in the passing path, which has been considered in the past, when allocating a plurality of slots (grids), a continuous frequency region in the fiber is ensured and light is transmitted.
  • the need to assign to a path arises (continuous spectrum constraint).
  • This is a restriction that has not been assumed in the conventional transparent optical path network in which a fixed wavelength (in other words, a frequency resource having a fixed width) is allocated and operated.
  • the conventional wavelength allocation algorithm does not take this restriction into consideration, and therefore a case where frequency resources cannot be allocated efficiently occurs. Therefore, when a path is accommodated in a variable bandwidth optical network by a conventional method, there is a problem that a lot of frequency use fragmentation occurs in a state where frequency resources are not partially used.
  • the present invention provides a frequency allocation method and apparatus in a photonic network that can effectively suppress the occurrence of fragmentation in a transparent optical path network and maximize the utilization efficiency of wavelength (frequency) resources. Objective.
  • the start point when a start point and an end point of an optical signal are given in a photonic network including an optical node including an optical switch that switches an optical signal without being electrically terminated, the start point There is provided a frequency allocation method for selecting a frequency width to be used on a path connecting the end point and the end point.
  • the frequency allocation method is An apparatus comprising: a calculation result storage means for storing a route and frequency calculation result; a router means for performing route calculation and storing the route calculation result in the calculation result storage means; and an assigning means for allocating the frequency width of the network.
  • the assigning means is By referring to the path calculation result of the calculation result storage means, the correlation amount of the use state of the wavelength or frequency between adjacent links is obtained, and based on the correlation amount, a fixed frequency width set as a communication path, or Determining a variable frequency width and assigning it on the path.
  • the allocation unit when allocating an optical wavelength as the fixed frequency width, refers to the path calculation result of the calculation result storage unit, and configures the light constituting the path of the path calculation result For each node, obtain the correlation amount of the wavelength usage state between the link to be added and the link adjacent via the optical node, and add the wavelength with the most continuous wavelength usage status between adjacent links You may comprise so that it may have a step.
  • a frequency allocation device for selecting is provided.
  • the frequency allocation device is A route / frequency calculation result storage means for storing a route / frequency result; Common free frequency that extracts the fiber groups that are connected to each other and generates logical information about the free frequency state common to the fibers by performing a logical operation on the logical information that represents each free frequency state of the extracted fiber group.
  • the idle frequency state evaluation means Based on the generated idle frequency number information common to the fibers, the idle frequency state evaluation means for giving an evaluation value to the idle frequency state by adding the continuity of the idle frequency to the idle frequency state common between the fibers, A frequency / path determining unit that determines a frequency and a passing fiber set as a communication path based on the evaluation value calculated by the vacant frequency state evaluating unit, and stores the frequency and passing fiber in the path / frequency calculation result storage unit.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an RWA network management device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. It is an example of the physical model of the network applied by embodiment of this invention.
  • FIG. 5 shows the configuration of the RWA network management device used in the first embodiment.
  • the network management apparatus 100 shown in the figure includes a routing unit 10, a wavelength assignment unit 20, a route calculation result storage unit 30, and a calculation result storage unit 40.
  • the routing unit 10 uses the Shortest path algorithm (Fewest-hop, shortest distance, etc.) for route calculation, that is, routing, and the wavelength assigning unit 20 uses the least-fragmentation (LF) method for wavelength assignment.
  • the Least-fragmentation (LF) method is a technique based on the present invention.
  • the route calculation result storage unit 30 and the calculation result storage unit 40 are storage media such as a hard disk and a memory, the route calculation result storage unit 30 stores the route calculation result of the routing unit 10, and the calculation result storage unit 40 The middle and final calculation results of the wavelength allocation unit 20 are stored.
  • FIG. 6 is a physical model of the network applied in the embodiment of the present invention.
  • an optical path demand is generated from the node 1 to the node 6.
  • the route calculation by the routing unit 10 consider a case where the route indicated by the thick dotted line as the addition target link in FIG.
  • the Dijkstra method can be used for route calculation of the routing unit 10.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure by the wavelength assigning unit 20 using the least-fragmentation method according to the first embodiment of the present invention.
  • Step 101 The wavelength allocation unit 20 expresses the wavelength usage state of the link 1-2, which is the addition target link, as an array as shown in the example of S101 in FIG. To store.
  • “1” is assigned to the used wavelength
  • “0” is assigned to the unused wavelength.
  • Step 102 Next, as seen from the link 1-2, the same array marking is performed for the links 1-a, 1-b, and 1-c adjacent via the node 1.
  • the wavelength to be added is set to x1, but in the following calculation, “1” is inserted and calculated.
  • Step 103 Next, as shown in the example shown in this step between each of these links, a product is obtained for each term in the array between link 1-2 and these adjacent links, and this is applied to all wavelengths. Addition is performed and the result is stored in the operation result storage unit 40.
  • the “sum of products” in FIG. 7 is the result of this summation, and is represented by the total number of bits for which the result of the logical product value for each element in the array is true. For example, in the case of the product of link 1-2 and link 1-a, the first element in the array is 1 and 1, respectively, so the product is 1. The same product is obtained for the other links (links 1-b and 1-c), and this product is added over all wavelengths to obtain the sum, and the result is stored in the calculation result storage unit 40.
  • Step 104 the calculation for obtaining this sum is similarly calculated for nodes on other routes, that is, nodes 2 to 6.
  • node 2 since the addition target links are link 1-2 and link 2-3, links 1-2 and link adjacent to each other via node 2 (links 2-a, 2-b, 2-3) Find the product of each term in the array between and between link 2-3 and the link adjacent to node 2 via link 2 (links 2-a, 2-b, 1-2) This is summed over all wavelengths. Finally, the sum obtained for each node is added to all the nodes, and the value is stored in the calculation result storage unit 40.
  • Step 105 Calculate all the wavelength candidates that can be operated as described above, and store the values in the calculation result storage unit 40.
  • Step 106 The result obtained in Step 105 is read from the calculation result storage unit 40, and the wavelength candidate with the maximum total node sum is adopted as the additional wavelength. Note that this sum is an example of the correlation amount of the usage state of the wavelength or frequency between adjacent links. In addition, when the sum of all the nodes is maximized, it indicates that the continuity of the wavelength usage state is highest between adjacent links.
  • FIG. 8 is a flowchart (part 1) of the operation of the extended least-fragmentation method according to the first embodiment of the present invention.
  • step 105 The result obtained in step 105 is read from the calculation result storage unit 40, and if there are a plurality of total maximum wavelengths (step 201), the youngest wavelength is added on the path (step 202).
  • FIG. 9 is a flowchart (part 2) of the operation of the extended least-fragmentation method according to the first embodiment of the present invention.
  • step 301 When the result obtained in step 105 is read from the calculation result storage unit 40 and there are a plurality of maximum total wavelengths (step 301), the calculation is performed up to one hop ahead for the same total sum wavelength (step 302). A wavelength is added (step 303). That is, the adjacent link for which the sum of products is calculated is extended to an adjacent link via an optical node that is one hop ahead connected by an adjacent link via an optical node that constitutes a route.
  • the young number is selected according to the First Fit method, but the old number may be selected, and the most used order according to the Most Used method, a random order, etc. are determined in advance. It may be selected according to any order. The same applies to the subsequent embodiments of the present application.
  • a frequency allocation method for selecting a frequency width to be used on a path connecting the start point and the end point is provided.
  • a calculation result storage means for storing a route and a frequency calculation result
  • a router means for performing a route calculation and storing the route calculation result in the calculation result storage means
  • an allocation for allocating a frequency width of the network refers to the path calculation result of the calculation result storage means, obtains the correlation amount of the wavelength or frequency usage state between adjacent links, and based on the correlation amount Then, a fixed frequency width or a variable frequency width to be set as a communication path is determined and assigned on the path.
  • the allocation unit when allocating an optical wavelength as the fixed frequency width, the allocation unit refers to the path calculation result of the calculation result storage unit and performs the path calculation. For each optical node that makes up the resulting path, the amount of wavelength used is correlated between the link to be added and the link that is adjacent via the optical node. A wavelength assignment step of adding successive wavelengths.
  • a link to be correlated is connected by an adjacent link via an optical node constituting the route. It may be extended to an adjacent link through an optical node.
  • a young one of the optical wavelengths that are arbitrarily numbered is selected.
  • the light wavelength of the light wavelength numbered in order from the shorter light wavelength or the longer light wavelength. You may make it select a thing.
  • an array indicating a wavelength usage state is created for each link constituting the path on the storage means, and the optical node constituting the link and the path on the storage means
  • a similar array is created for the adjacent links via, the amount of correlation between the link and the adjacent link is calculated, the calculation is performed for each optical node constituting the path, and the obtained correlation
  • the wavelength with the largest amount is added. Note that the sum of correlation amounts is the total number of True bits of a new bit string obtained as a result of logical operation of logical bit strings representing wavelength or spectrum usage states. The same applies to other embodiments.
  • a positive real number is used when the wavelength is used, and zero is used when the wavelength is not used, as an array indicating the use state of the wavelength.
  • the wavelength allocation step when calculating the correlation amount for the adjacent link via the optical node, the product of the terms of the same wavelength in the array is calculated, and the sum total over all wavelengths of the product is used. It is said.
  • FIG. 10 shows the configuration of the network management apparatus in the second embodiment of the present invention.
  • a network management apparatus 200 shown in FIG. 10 adds a request acquisition unit 50 for acquiring an electrical path establishment request to the configuration of FIG. 5, and adds a wavelength allocation calculation unit 21, a determination unit 22, a mapping to the wavelength allocation unit 20.
  • the configuration includes the portion 23.
  • the operation of the wavelength assignment calculation unit 21 is the same as the operation of the wavelength assignment unit 20 in the first embodiment.
  • routing unit 10 and the wavelength allocation calculation unit 21 of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
  • the route calculation is performed by the routing unit 10, and the wavelength to be allocated is selected by the wavelength allocation unit 20.
  • the determination unit 22 determines whether or not there is an existing wavelength, and the mapping unit 23 maps the electric path with priority over the already set wavelength based on the determination result. .
  • the mapping unit 23 selects and maps the optimum wavelength by the LF method when there is a wavelength that has already been set, and maps by newly setting the optimum wavelength by the LF method when there is no wavelength that has already been set. .
  • the LF (Least-Fragmentation) method is a method of evaluating a fragmentation situation on a path for a wavelength to be selected or newly established, and selecting or newly establishing a wavelength that causes no fragmentation.
  • the evaluation method quantifies the correlation between adjacent links (example of evaluation function: sum of products, LEF, etc.).
  • the frequency allocation method further includes a request reception step for receiving an electrical path establishment request, and when the path search is performed based on the electrical path establishment request in the wavelength allocation step,
  • a mapping step for preferentially selecting a route with an existing wavelength and mapping the electrical path is included.
  • an optical wavelength that maximizes the correlation amount is selected from the existing wavelengths. This correlation amount is obtained by extracting data of existing wavelength portions in the links constituting the path and adjacent links and performing logical operations on the respective existing wavelength portions.
  • routing unit 10 and the wavelength allocation calculation unit 21 of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
  • the wavelength allocation unit 20 determines the wavelength allocation.
  • the mapping unit 23 adds the wavelength derived based on the first embodiment, and then adds the wavelength to the mapping unit 23. The electric path is mapped.
  • the network management apparatus As shown in FIG. 12, the network management apparatus according to the present embodiment is connected to the photonic network 400, the wavelength use state management unit 24 that manages the wavelength use state of the photonic network 400, and the wavelength that stores the wavelength use state.
  • the use state information storage unit 25 is provided in the wavelength allocation unit 20.
  • routing unit 10 and the wavelength allocation calculation unit 21 of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
  • the wavelength usage state management unit 24 determines the wavelength between the link to be added and the link adjacent to the optical node.
  • the correlation of the use state is stored in the wavelength use state information storage unit 25, and the mapping unit 23 refers to the wavelength use state information storage unit 25 to consider the correlation of the use state of the wavelength, Add wavelengths that continue to be used.
  • the procedure shown in the Least-fragmentation method of FIG. 7 in the previous embodiment is replaced with the procedure shown in FIG. 13 or FIG. 14, and the procedure shown in the extended Least-fragmentation method of FIG. Is replaced with the procedure shown in FIG.
  • the sum of exclusive ORs in FIGS. 13 and 14 represents the total number of bits for which the result of the exclusive OR is True (1).
  • the data of the additional wavelength portion extracted in FIG. 14 and the like is an element corresponding to the wavelength that is considered to be added in the array of the wavelength use state, and the exclusive OR of the additional wavelength portion is each This is an exclusive OR of an array composed only of elements corresponding to the wavelength being considered for addition in the wavelength wavelength utilization state array of the link.
  • FIG. 13 is a flowchart when a method (exclusive OR) different from that in FIG. 7 in the fifth embodiment of the present invention is used. Only the processing parts different from those in FIG. 7 will be described below.
  • the wavelength assigning unit 20 obtains an exclusive OR for the wavelength usage states of the adjacent links and the wavelength usage states of the links that are newly set as path setting candidates (step 103a). An addable wavelength candidate that minimizes the sum of all the calculated values (considered as integers) of the sum operation result and the sum of all calculation target links is selected as an additional wavelength (step 106a).
  • FIG. 14 is a flowchart in the case of using a method (exclusive OR of additional wavelength portions) different from that in FIG. 7 in the fifth embodiment of the present invention. Only the processing parts different from those in FIG. 7 will be described below.
  • the wavelength allocation unit 20 extracts the data of the additional wavelength portion of the link 1-2 and the links 1-a, 1-b, and 1-c, and adds the additional wavelength portion only to the additional wavelength portion.
  • An exclusive OR is calculated (step 103b), and this process is omitted except for the added part.
  • the wavelength with the smallest sum is selected and set as the additional wavelength (step 106b).
  • FIG. 15 is a flowchart in the case where a method (a total minimum wavelength is plural) different from that in FIG. 8 in the fifth embodiment of the present invention is used.
  • a young wavelength is added (step 202).
  • a young wavelength is added (Step 202).
  • an array indicating a wavelength usage state is created for each link constituting the path on the storage unit, and the link and the path are stored on the storage unit.
  • a similar array is created for adjacent links via the optical nodes that constitute the optical node, and a correlation amount based on an exclusive OR between the link and the adjacent links is calculated, and the calculation is performed for the optical node that constitutes the path. It is performed for each, and the wavelength with the smallest total obtained correlation amount is added.
  • an array indicating a wavelength use state is created for each link constituting the path on the storage unit, and the link and the path are configured on the storage unit. Create a similar array for adjacent links via the optical node, extract the additional wavelength part data between the link and the adjacent link, and calculate the correlation amount by exclusive OR of the additional wavelength part Then, the calculation is performed for each optical node constituting the path, and the wavelength with the smallest sum of the obtained correlation amounts is added.
  • the light wavelength number that is arbitrarily numbered is selected.
  • FIG. 16 is a flowchart when a method (logical sum of additional wavelength portions) different from that in FIG. 7 in the sixth embodiment of the present invention is used.
  • the process shown in FIG. 16 is a method in which, in the method shown in FIG. 7, the wavelength allocation unit 20 calculates the logical sum of the additional wavelength portions only for the additional wavelengths. Specifically, the data of the additional wavelength portions of the link 1-2 and the link links 1-a, 1-b, and 1-c are extracted, the logical sum of the additional wavelength portions is calculated, and the sum is obtained (step 103c). .
  • an array indicating the wavelength usage state is created on the storage unit for each link constituting the path, and the link and the path are stored on the storage unit.
  • a similar array is created for the adjacent links via the optical nodes constituting the network, and the data of the additional wavelength portion between the link and the adjacent link is extracted, and the correlation amount by the logical sum of the additional wavelength portions is calculated. Then, the calculation is performed for each optical node constituting the path, and the wavelength at which the total of the obtained correlation amounts is the largest is added.
  • a correlation regarding the usage state is obtained between the link constituting the determined path and another link to which the optical node connected to the link is connected.
  • a wavelength allocation step is used in which a correlation amount of a wavelength usage state having a fixed frequency is obtained, and a wavelength having the most continuous wavelength usage state is added between adjacent links.
  • the correlation of the frequency usage state between adjacent links is treated as a free common frequency state.
  • the correlation amount an evaluation value given to the empty frequency state in consideration of the continuity of the empty frequency is used as the correlation amount.
  • FIG. 18 shows the configuration of the frequency / path determining device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the candidate route / frequency is determined for the path demand given by the frequency / route determining apparatus shown in FIG.
  • a resource information DB 510 includes a resource information DB 510, a common free frequency information generation unit 520, a frequency state evaluation unit 530, a frequency / route determination unit 540, and a communication channel demand distribution DB 550.
  • Each component has the following functions.
  • Resource information DB 510 It is a DB that stores network topology information and resource information including free frequency information of fibers in the network.
  • the topology information is information relating to the connectivity of the nodes of the communication network and the fibers existing between the nodes.
  • Common free frequency information generation unit 520 A function of acquiring resource information of a plurality of fibers to be calculated from the resource information DB 510 and generating common free frequency information of the acquired fibers is provided.
  • Frequency state evaluation unit 530 The common free frequency information generation unit 520 has an evaluation function for the free frequency information common to the fiber, and the continuity of the free frequency for the free resource information and the communication of the assumed communication path setting request by the designated evaluation method. An evaluation value is given in consideration of the distribution of the road (obtained from the communication path demand distribution DB 550).
  • -Frequency / route determination unit 540 The candidate path between the start and end points of the communication path to be set is calculated, and the frequency as the allocation candidate is calculated. Based on the evaluation value given by the frequency state evaluation unit 530, each candidate path and the allocation frequency is calculated. For the combination, a function is provided that calculates a metric, which is a reference value for calculating a decision candidate from a plurality of candidates, based on the evaluation value, and calculates an optimum route / assignment frequency based on the calculated metric.
  • the optimum route / assignment frequency means a route / assignment frequency having a maximum or minimum metric.
  • Whether to select the route with the largest metric or the route with the smallest metric is set in advance in the frequency / route determination means as policy information. For example, when using the frequency state evaluation unit 530 in which the metric is proportional to the amount of resources such as necessary equipment, the candidate of the minimum metric is selected, and the amount of free resources, the degree of freedom of path / frequency selection, and the metric are When the proportional frequency state evaluation unit 530 is used, the candidate for the maximum metric is selected.
  • -Channel demand distribution DB 550 Information about the bandwidth distribution of the arriving channel demand or the predicted value of the bandwidth distribution is stored.
  • the frequency / path determination unit 540 calculates a plurality of path / frequency candidates from the start node to the end node, and adopts the obtained plurality of candidates by the following method. An evaluation value is given to the frequency state, and an optimum route / frequency is selected based on the evaluation value. An overview of the method of the present embodiment is shown in FIG.
  • Step 401) Generating free frequency information common to frequency allocation fibers and related fibers:
  • the common vacant frequency information generation unit 520 is configured to determine whether the adjacent fiber that can be directly reached from the fiber passing through the candidate path, or the fiber group including the adjacent fiber and the adjacent fiber from the adjacent fiber, The logical information about the free frequency information common between the two fibers is generated.
  • Step 402 Calculate the evaluation value of the free frequency information in consideration of the band distribution of the arrival demand:
  • the frequency state evaluation unit 530 gives an evaluation value to the logical information about the common fiber free frequency generated in step 401 using an evaluation function that takes into account the continuity of the free frequency and the bandwidth distribution of the arriving traffic.
  • Step 403 Calculation of optimal candidates based on evaluation values:
  • the frequency / route determination unit 540 performs the above evaluation on all route candidates / assigned frequency candidates, and selects a route / frequency having the best evaluation value as a candidate.
  • the best evaluation value means that the evaluation value is maximized or minimized.
  • the method of the present embodiment can also be applied to a band-fixed optical network that is considered as a special case of a band-variable optical network.
  • the communication path represents an optical path set by using an optical fiber band by OFDM, WDM, or the like.
  • resource information DB 510 topology information (node and fiber connection state) and fiber free spectrum information are generated and stored. This DB is updated each time the path accommodation status changes.
  • Fiber free spectrum information is managed in fine-grained slots (or grids), and the usage status is represented by a logical value for each slot.
  • the usage status is represented by a logical value for each slot.
  • in use is represented by true (1) and unused is represented by false (0).
  • topology information As topology information, topology information, fiber vacant frequency information, communication path start and end nodes, and frequency bandwidth are input from the resource information DB 510.
  • the determination of candidate paths / frequency candidates of the required frequency width w from the start node s to the end node d in the input topology is performed according to the following procedure.
  • Step 501 The common free frequency information generation unit 520 calculates all candidate routes from the start node s to the end node d, and sets the route group that is the set as K. This can be calculated by applying a commonly used Dijkstra algorithm, BFS method, k-shortest path method, or the like multiple times.
  • a set of logical bit strings obtained by performing this for all the passing fibers of the path k is defined as P k .
  • Step 504 The frequency / path determination unit 540 calculates all the frequency allocation patterns q (q has a width of w) that satisfy the required frequency width w and become allocation candidates for the path k to be calculated, Let Q k .
  • Step 505 The frequency / route determination unit 540 assumes a case where one pattern of the frequency band Q k is assigned to the route k, and in the state after the assignment, the passing fiber h of the route k and h in the same manner as Step 503 above.
  • the logical sum of the adjacent fiber g that can be directly reached from the logical sum is obtained, and the logical bit string obtained from the logical sum is defined as p ′ hqk .
  • P ′ qk be a set of logical bit examples obtained by performing this for all the passing fibers on k.
  • Step 506 The frequency state evaluation unit 530 gives an evaluation value by the evaluation function for P ′ qk and P obtained in Step 503, compares them, and sets a decrease in the evaluation value in the case of the path k and the frequency q as ⁇ qk .
  • Step 507) Steps 504 to 506 are performed for all frequency assignment candidates q in Q k of path k.
  • Step 508 The above steps 502 to 507 are performed for all route patterns k belonging to all route groups K.
  • Step 509) The frequency / route determination unit 540 sets the combination of the route k and the frequency q, which has the smallest evaluation value decrease ⁇ qk , as the optimum route / frequency from s to d.
  • FIG. 20 shows an example of a fiber pair (a pair of H component and G component) when calculating H, G, and P added in step 502 above.
  • a 2-hop route is added from the start node s to the end node d.
  • H ⁇ f25, f, 26, f27 ⁇
  • combinations for generating a logical bit string p that is a component of P are as shown in the table of FIG.
  • the calculation target fiber is G that can be directly reached from H.
  • the fiber group G ′ that can be directly reached from G there is a common space among the three fibers H, G, and G ′.
  • Frequency information can be acquired.
  • each element of the logical bit set P to be evaluated or the logical bit p or p ′ hqk which is each element of P ′ qk is determined by an evaluation function (described later). Given an evaluation value for, and adding them together, an evaluation value for the set is obtained.
  • a bit string (with a size B) is logically ORed between fibers and a new bit string is generated as common free frequency information.
  • bit string representing the common free frequency information one or more continuous free frequency regions (generally dispersed and scattered in one or more of the fiber bands) are all extracted, and each free space is extracted.
  • n be the number of consecutive consecutive empty slots.
  • the evaluation value v (n) for the continuous empty area of the continuous area n formed by n continuous slots is given by an operation given by the following evaluation function.
  • evaluation is performed with n ⁇ w i +1 for each assumed bandwidth, weighted by r i , and then added for all assumed bandwidth types.
  • evaluation value addition for the channel demand that requires a frequency band larger than the continuous region n is excluded, and the calculation is performed to perform the evaluation suitable for the channel demand.
  • bandwidth 1 slot (w 1 ), slot 2 (w 2 ), slot 3 (w 3 ), slot 4 (w 4 ) demand is 2 (r1): 1 (r2) : 1 (r3): 1 (r4) and appear.
  • index i and w i of w i is equal example
  • i and w i is may be equal.
  • bit OR bit OR
  • the evaluation value (9) for the three consecutive regions and the evaluation value (33) for the eight consecutive regions are added, and the evaluation value for the common free frequency region information of the fiber 1 and fiber 2 is calculated as 42.
  • a path and a frequency connecting the start point and the end point of the optical signal are set.
  • a frequency allocation device (frequency / path determining device) to be selected is provided.
  • the frequency allocating device extracts a path / frequency calculation result storage means for storing a path / frequency result and a fiber group connected to each other, and performs a logical operation on logical information representing each free frequency state of the extracted fiber group.
  • the vacant frequency state evaluation means for giving an evaluation value to the vacant frequency state in consideration of the continuity of the vacant frequency, and the frequency set as the communication path and the passage based on the evaluation value calculated by the vacant frequency state evaluation means
  • Frequency / path determining means for determining a fiber and storing it in the path / frequency calculation result storage means.
  • bandwidth distribution information of the channel demand is acquired from the channel demand distribution DB, and an evaluation value is determined in consideration of the demand band distribution of the assumed channel bandwidth.
  • an evaluation value v (n) for a continuous empty area of a continuous area n formed by n consecutive slots is defined as follows.
  • a, b, c, d, a ′, b ′, c ′, d ′, ⁇ , ⁇ ′, ⁇ are arbitrary constants, and can be set in the evaluation function unit in advance by the operator.
  • the above evaluation function is applied to the evaluation function of the seventh embodiment, and the calculation is performed. Computation with the topology that is sometimes input is repeated by changing the evaluation function to minimize the required amount of equipment (blocking rate, number of accommodated communication channels, required amount of equipment, frequency utilization efficiency, etc.) Can be optimized for the assumed topology.
  • the blocking rate means that the communication path setting cannot be set due to insufficient equipment amount or continuous wavelength restriction.
  • the number of communication channels that can be accommodated represents the number of communication channels that can be accommodated in a certain amount of equipment.
  • the required amount of equipment means the amount of required equipment such as the number of nodes, the number of node routes, the number of ports, and the number of fibers.
  • the frequency utilization efficiency means the amount of frequency band in the fiber that is necessary when accommodating a certain communication path. The optimum value is determined by a policy (maximization / minimization, etc.) set by the operator.
  • Step 601) The bandwidth distribution of the assumed topology and the assumed communication channel demand is determined.
  • Step 602 a coefficient pattern for each of a, b, c, d, a ', b', c ', d', ⁇ , ⁇ ', ⁇ is generated.
  • Step 603 Select one of the generated coefficient patterns, define an evaluation function with the corresponding coefficient, accommodate the communication path with the assumed topology and the assumed demand, and save the result.
  • Step 604 Step 603 is repeated by changing the pattern generated in Step 602.
  • Step 605) The results determined by repeating Steps 603 and 604 are compared, and an evaluation function is defined with a coefficient that gives the optimum result.
  • Step 605 as an evaluation standard for giving an optimum result, a blocking rate, the number of accommodated communication paths, a necessary facility amount, a frequency utilization efficiency, and a combination thereof can be used.
  • the blocking rate means that the communication path setting cannot be set due to insufficient equipment amount or continuous wavelength restriction.
  • the number of communication channels that can be accommodated represents the number of communication channels that can be accommodated in a certain amount of equipment.
  • the required amount of equipment means the amount of required equipment such as the number of nodes, the number of node routes, the number of ports, and the number of fibers.
  • the frequency utilization efficiency means the amount of frequency band in the fiber that is necessary when accommodating a certain communication path.
  • the optimum value is determined by a policy (maximization / minimization, etc.) set by the operator.
  • step 604 when the next coefficient pattern is selected, the result obtained in step 603 is taken into consideration, and the coefficient pattern (a, b,, c, d, a ', b ', c', d ', ⁇ , ⁇ ', ⁇ ) can be selected to make the coefficient optimization more efficient.
  • the optimization efficiency is the number of iterations required to obtain an optimal evaluation function and the required calculation time.
  • the continuous free slot area larger than the expected maximum bandwidth of the communication path does not need to take into account the accommodation pattern of the maximum bandwidth or more because all the continuous slot areas are not used in one communication path.
  • the evaluation function (referred to as v1 (n)) for the continuous free slot area larger than the maximum bandwidth is related to the number of consecutive slots n than the evaluation function (referred to as v2 (n)) for the continuous area smaller than the maximum bandwidth. If the function order is reduced, an optimal evaluation function can be determined efficiently. For example, when v2 (n) is an order for a quadratic function, v1 (n) may be defined by a linear function with a lower order. Here, the increase speed of the absolute value of the function with respect to the order and n is represented.
  • the present embodiment may be implemented by logarithmizing the evaluation value as necessary.
  • the frequency state evaluation unit assuming the topology of the communication network for setting the communication path and the communication path bandwidth distribution, changing the evaluation function for calculating the evaluation value,
  • the frequency function evaluation step is performed one or more times, and an evaluation function that obtains better results is adopted.
  • FIG. 23 shows a configuration of a frequency / path determining device when a fiber weighting DB is provided in the ninth embodiment of the present invention.
  • the configuration of FIG. 18 includes a link weight DB 560 that is a database for storing the weight value for each fiber, and when the common free frequency information is evaluated, the link weight DB 560 is included. It is also possible to evaluate by taking into account the weight given to each fiber to be evaluated. As a result, it is possible to save the resources of the specific fiber for maintenance / management reasons and to use the resources suitable for actual operation.
  • the link weight DB stores a weight value for each link for each fiber.
  • the frequency state evaluation unit 530 multiplies the evaluation function for evaluating v (n) described in the seventh embodiment by the weight values of both of the fibers constituting the pair,
  • the eighth embodiment is implemented.
  • x c is the weight of the fiber on the candidate path
  • x a is the weight of the adjacent fiber that forms a pair with the fiber on the candidate path.
  • Step 701 The bandwidth distribution of the assumed topology and the assumed communication channel demand is determined.
  • Step 702 Next, a plurality of weight coefficient patterns are generated.
  • Step 703 The frequency / route determination unit 540 in the seventh embodiment accommodates the path for the assumed demand in the assumed topology and saves the result.
  • Step 703 Step 703 is repeated for the number of patterns by changing the pattern generated in step 702.
  • Step 705 The results determined by repeating Steps 703 and 704 are compared, and an evaluation function is defined with a coefficient that gives the optimum result.
  • weights for each fiber and each fiber pair can be taken into account, and the weights can be specified in detail.
  • the frequency state evaluation means refers to the weight DB for storing the weight information for each fiber or each fiber pair, and the weight for each fiber or fiber pair to be evaluated. An evaluation value is given in consideration of the value.
  • each functional unit such as the routing unit and the wavelength allocation unit of the network management device
  • the operation of each functional unit is constructed as a program, and is installed and executed on a computer used as the network management device. It is possible to circulate through. The same applies to the frequency / route determination device.
  • the constructed program can be stored in a portable storage medium such as a hard disk, a flexible disk, or a CD-ROM, and installed in a computer or distributed.
  • a portable storage medium such as a hard disk, a flexible disk, or a CD-ROM
  • the wavelength (frequency) in each link ) Is used to effectively suppress the generation of fragmentation in a transparent optical path network and optimize the utilization efficiency of wavelength (frequency) resources by determining the wavelength or frequency to be newly allocated. be able to. Therefore, according to the embodiment of the present invention, for example, as shown in FIG. 17, it is possible to arrange wavelengths so as to prevent wavelength fragmentation. Further, the same effect can be obtained even when the wavelength width is different for each path.
  • the present application includes Japanese Patent Application No. 2010-238862 filed on October 25, 2010, Japanese Patent Application No. 2011-64759 filed on March 23, 2011, and Japanese Application filed on July 14, 2011.
  • the priority based on national patent application 2011-156119 is claimed, and the entire contents of 2010-238862, 2011-64759, and 2011-156119 are incorporated in this application.

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Abstract

　光信号を電気的に終端することなくスイッチングする光スイッチを含む光ノードにより構成されるフォトニックネットワークにおいて、光信号の始点と終点が与えられると、該始点と終点を結ぶ経路上において用いる周波数幅を選択する周波数割当方法が開示される。当該周波数割当方法は、経路計算結果を参照して、隣接リンク間での波長または周波数の使用状態の相関量を求め、該相関量に基づいて、通信路として設定する、固定の周波数幅、または、可変の周波数幅を決定し、前記経路上に割り当てるステップを有する。

Description

周波数割当方法および装置
　本発明は、周波数割当方法および装置に係り、特に、光信号を電気的に終端することなくスイッチングする光スイッチを含む光ノードにより構成されるフォトニックネットワークにおいて、光信号の始点と終点を結ぶ光パスの経路及び当該経路上で用いる波長を選択するための技術に係る。より具体的には、本発明は、光ノードを光のままスイッチされる光パスを含む光パス網における波長利用の効率化を実現するフォトニックネットワークにおいて経路設定を行い、波長を割り当てると共に、周波数幅が異なる場合であっても適用可能な周波数割当方法および装置に関する。
　現在のバックボーンネットワークを支える光パス網は主に、波長多重伝送装置、光アド・ドロップ装置、及び光クロスコネクト装置などの光通信装置群と、それらを接続する光ファイバなどの伝送路群、及び伝送路を経由して光通信装置間を接続する波長などのパス群によって構成される。特に、光パス網の端から端までの光通信装置間を中継区間における光信号の再生中継処理なく接続するためのトランスペアレント型光パス網の研究開発が注目を浴びている。このようなトランスペアレント型光パス網における課題の一つが、トラヒック転送要求を受けて、ネットワーク上の経路をどのように決定し、さらに決定した経路にわたってどの波長を割り当てるか、という問題である。これらを一般にRouting and Wavelength Assignment (RWA)問題と呼ぶ。
　トランスペアレント型光パス網における、従来のRWA方式について説明する。図１に示すように、RWAを実施する際には一般的に、ルーティング処理により、最初に経路を決定する。経路を決定する際によく使用されるのが、Shortest pathアルゴリズムである。これには、図２に示すように、Fewest-hop法やShortest distance法等があり、それぞれ、経路の端点間のホップ数を最小にする方法、あるいは物理的な距離を最小化する方法である。これらの方法により、経路を決定した後に、First-fit法、あるいはMost-used法等により波長を割り当てる。First-fit法はある経路上の波長を選択する際に割当可能な複数の波長の候補が存在した場合、波長に付与した番号について、その小さい番号のものから順番に割り当てる方法である。波長に付与する番号については、例えば波長の短いものから順に番号付けする等の方法がある。これは波長の長いものからとしても良い。Most-used法は、ある経路上で波長を選択する際に複数の候補が存在した場合、ネットワーク全体で使用されている波長数を波長毎にカウントし、最も使用されている波長を優先的に使用するものである（例えば、非特許文献1参照）。
　上記のようなRWA法は、トランスペアレント型光パス網の限られた波長リソースを有効活用することで、光パス網の経済化、及び省電力化を実現すると期待されている。
　さらに、最近では、光周波数リソースをフレキシブルに割当てる光ネットワーク(帯域可変光網)も検討されている。これは、従来のトランスペアレント型光パス網が、光パスに対して固定的な周波数幅で周波数リソースを割当てていたのに対し、帯域可変のトランスポンダや、帯域可変のクロスコネクトにより網を構成し、より細分化されたスロット（グリッド）で管理される周波数リソースを光パスの帯域や経路で、必要とされる分だけ割り当て、効率的に資源を利用することを想定した光通信網である。
　なお、通信リソースを示す用語に関し、以降の説明では、周波数幅が固定のパスに関する説明では主に「波長」を用い、周波数幅が可変のパスに関する説明では主に「周波数」を用いることにする。
Jane M. Simmons, "Optical Network Design and Planning", Springer, pp.136-141. 2008年
　しかしながら、これまでのRWA法では、帯域可変でないトランスペアレント型光パス網の場合、及び帯域可変のトランスペアレント型光パス網(以下帯域可変光網と呼ぶ)における場合それぞれについて以下の課題があった。
　帯域可変でないトランスペアレント型光パス網の場合、波長リソースの有効利用に課題があった。特に波長割り当てにおいて、従来技術の一つであるFirst-fit法では、利用可能な波長候補から検索し、波長番号の小さなものから単純に波長を割り当てるものであるが、この方法によれば、他のリンクで使用されている波長の利用状況を全く考慮することなく、新たな波長を割り当てるものである。その様子を、例を挙げて図３～図４を用いて説明する。
　例えば、リングネットワークを考えた場合、その波長使用状態は図３のように表すことが可能である。縦軸は波長を表しており、横軸は隣接したリンクが並んでいる。ここでFirst fit法により波長を割り当てることを考える。その場合、割り当てた波長の端点となる光ノードを介して隣接するリンクにおける波長が未使用であるかどうかにかかわらず割り当ててしまう。図４に示したように、この例では、割り当て後にはこれら隣接リンクにおいて、当該割り当て波長で見た場合に、細切れの区間が発生してしまう。これをここではFragmentationと呼ぶ。ちなみにここでは、単純なリング構成のネットワークを想定しており、図４のカラムは隣接ノード間のリンクを表している。
　この例においては、Most-used法を用いた場合でも上記Fragmentationが発生してしまう。というのは、各波長において連なる隣接リンクにわたって波長の利用状況をカウントすると、図４の例のように最も若番の波長が最大数となる。よってMost-used法によっても同じようにFragmentationが発生する。
　このようなFragmentationが発生すると、次に波長を割り当てる際に、細切れのリンクしか残存しておらず、数ホップの比較的長い経路が確保できなくなってしまう。これは、波長全体の利用率は等しいにも関わらず、経路長の長い需要を受け入れられなくなる。つまり、リソースとしては存在しているにも関わらず、新たな需要が受けられなくなってしまう。これはネットワークの有効利用上、大きな課題となる。
　また、帯域可変光網においては、従来考慮されていた、通過経路で共通波長を使用するという制約に加え、複数のスロット（グリッド）を割当てる際、ファイバ内の連続した周波数領域を確保して光パスに割当てる必要性が生じる（連続スペクトル制約）。これは、固定的な波長（言い換えれば、固定幅の周波数リソース）を割り当てて運用していた従来のトランスペアレント型光パス網では想定されなかった制約である。このため、従来の波長割当てアルゴリズムでは、この制約を加味していないため、周波数リソースを効率的に割当てられないケースが発生する。したがって、従来の方法で帯域可変光網にパスを収容していくと、周波数リソースが部分的に活用されない状態である周波数利用のフラグメンテーションが多く発生してしまうという課題もある。
　本発明は、トランスペアレント型光パス網におけるFragmentationの発生を効果的に抑制し、波長(周波数)リソースの利用効率を最大化することが可能なフォトニックネットワークにおける周波数割当方法および装置を提供することを目的とする。
　本発明の実施の形態によれば、光信号を電気的に終端することなくスイッチングする光スイッチを含む光ノードにより構成されるフォトニックネットワークにおいて、光信号の始点と終点が与えられると、該始点と終点を結ぶ経路上において用いる周波数幅を選択する周波数割当方法が提供される。当該周波数割当方法は、
　経路、及び周波数の計算結果を格納する計算結果記憶手段、経路計算を行い、経路計算結果を該計算結果記憶手段に格納するルータ手段と、前記ネットワークの周波数幅を割り当てる割当手段と、を有する装置において、
　前記割当手段が、
　前記計算結果記憶手段の経路計算結果を参照して、隣接リンク間での波長または周波数の使用状態の相関量を求め、該相関量に基づいて、通信路として設定する、固定の周波数幅、または、可変の周波数幅を決定し、前記経路上に割り当てるステップを有する。
　前記周波数割当方法において、前記固定の周波数幅としての光波長を割り当てる際に、前記割当手段が、前記計算結果記憶手段の前記経路計算結果を参照して、該経路計算結果の経路を構成する光ノード毎に、追加しようとするリンクと当該光ノードを介して隣接するリンクの間で波長の使用状態の相関量を求め、隣接リンク間で最も波長の使用状態が連続する波長を追加する波長割当ステップを有するように構成してもよい。
　また、本発明の実施の形態によれば、光信号を電気的に終端することなくスイッチングする光スイッチを含む光ノードにより構成されるフォトニックネットワークにおいて、光信号の始点と終点を結ぶ経路及び周波数を選択する周波数割当装置が提供される。当該周波数割当装置は、
　経路・周波数結果を格納する経路・周波数計算結果記憶手段と、
　互いに接続されるファイバグループを抽出し、抽出したファイバグループのそれぞれの空き周波数状態を表す論理情報について、論理演算することで、ファイバ間共通の空き周波数状態についての論理情報を生成する、共通空き周波数情報生成手段と、
　生成したファイバ間共通の空き周波数数情報を基に、ファイバ間共通の空き周波数状態に対して、空き周波数の連続性を加味して空き周波数状態に評価値を与える空き周波数状態評価手段と、
　前記空き周波数状態評価手段で算出した前記評価値を基準として、通信路として設定する周波数と通過ファイバを決定し、前記経路・周波数計算結果記憶手段に格納する周波数・経路決定手段と、を備える。
　本発明の実施形態によれば、トランスペアレント型光パス網におけるFragmentationの発生を効果的に抑制し、波長（周波数）リソースの利用効率を最適化することができる。さらに、パスごとに波長の幅が異なる場合であっても同様の効果を得ることができる。
RWAの基本方式を示す図である。 従来のRWA方式を示す図である。 従来の波長配置モデル例である。 従来例(First-fitあるいはMaximum-used)による波長割当例である。 本発明の第１の実施の形態におけるRWA方式のネットワーク管理装置の構成図である。 本発明の実施の形態で適用されるネットワークの物理モデル例である。 本発明の第１の実施の形態における波長割当部におけるLeast-fragmentation法を用いた場合のフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態における拡張Least-fragmentation法の動作のフローチャート（その１）である。 本発明の第１の実施の形態における拡張Least-fragmentation法の動作のフローチャート（その２）である。 本発明の第２の実施の形態におけるネットワーク管理装置の構成図である。 本発明の第２の実施の形態におけるRWAによるODU収容を示す図である。 本発明の第４の実施の形態におけるネットワーク管理装置の構成図である。 本発明の第５の実施の形態における図３と異なる方法（排他的論理和）を用いた場合のフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態における図７と異なる方法（追加波長部分の排他的論理和）を用いた場合のフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態における図８と異なる方法（総和最小波長が複数）を用いた場合のフローチャートである。 本発明の第６の実施の形態における図７と異なる方法（追加波長部分の論理和）を用いた場合のフローチャートである。 本発明の実施の形態による波長割当例である。 本発明の第７の実施の形態における周波数・経路決定装置の構成図である。 本発明の第７の実施の形態における動作の概要のフローチャートである。 本発明の第７の実施の形態における演算過程の一部についての例示である。 本発明の第７の実施の形態における論理ビット列ｐを生成する場合の組み合わせ例を示す図である。 本発明の第８の実施の形態における評価関数決定手法のフローチャートである。 本発明の第９の実施の形態におけるファイバ毎のリンク重み付けＤＢを備えた場合の周波数・経路決定装置の構成図である。 本発明の第９の実施の形態における重み係数決定方法のフローチャートである。
　以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。
　以下では、光信号を電気的に終端することなくスイッチングする光スイッチを含む光ノードにより構成されるフォトニックネットワークに接続されるネットワーク管理装置における動作を説明する。
　［第１の実施の形態］
　本発明の第1の実施の形態を図５～９を用いて説明する。
　図５は第1の実施の形態で用いるRWA方式のネットワーク管理装置の構成を示す。
　同図に示すネットワーク管理装置１００は、ルーティング部１０、波長割当部２０、経路計算結果記憶部３０、演算結果記憶部４０を有する。
　本実施の形態において、ルーティング部１０では、経路計算すなわちルーティングにはShortest pathアルゴリズム（Fewest-hop, shortest distance等）を用い、波長割当部２０では波長割り当ての際にLeast-fragmentation（LF）法を用いる。Least-fragmentation（LF）法は本発明に基づく技術である。
　経路計算結果記憶部３０、演算結果記憶部４０は、ハードディスクやメモリ等の記憶媒体であり、経路計算結果記憶部３０は、ルーティング部１０の経路計算結果を格納し、演算結果記憶部４０は、波長割当部２０の途中及び最終の演算結果を格納する。
　図６は、本発明の実施の形態で適用されるネットワークの物理モデルである。ここで、ノード１からノード６に対して光パス需要が発生した場合を考える。ルーティング部１０の経路計算の結果、ノード１から６に対しては、図６の追加対象リンクとして太点線で示した経路が最短となった場合を考える。なお、ルーティング部１０の経路計算には、例えばダイクストラ法を用いることができる。
　次に、この経路上で割り当てる波長を考える。図７は、本発明の第１の実施の形態におけるLeast-fragmentation法を用いた波長割当部２０による処理手順を示すフローチャートである。
　まず、追加可能となる波長候補（当該波長を追加しようとする全てのリンクで未使用となっている波長のうちの候補）のうちの一つを取り上げ使用すると仮定する。
　ステップ１０１）波長割当部２０は、追加対象リンクであるリンク1-2の波長の利用状態を図７のＳ１０１の例に示すようにある配列として表記し、演算結果記憶部４０の利用状態配列領域に格納する。ここでは、使用されている波長には"１"を、未使用の波長には"０"を割り当てている。
　ステップ１０２）　次に、当該リンク1-2から見て、ノード１を介して隣接しているリンク1-a、1-b、1-cについても同様の配列標記を行う。図７のＳ１０２に示す例のように、追加しようとする波長をx1と置くが、下記の計算では、「１」を入れて計算する。
　ステップ１０３）　次に、これら表記された各リンク間で当該ステップに示す例のように、リンク1-2とこれら隣接リンクの間で、配列中の各項について積を求め、これを全波長にわたって和算し、演算結果記憶部４０に格納する。図７の"積の和"とは、この和算の結果であり、配列中の各要素毎の論理積の値の結果がTrueとなったビット総数で表す。例えば、リンク1-2とリンク1-aの積の場合、配列中の最初の要素はそれぞれ1と1であるため、その積は1となる。他のリンク（リンク1-b、1-c）についても同様の積を求め、これを全ての波長にわたり加え、総和を求め、演算結果記憶部４０に格納する。
　ステップ１０４）　さらに、この総和を求める演算を、他の経路上のノード、すなわちノード２～６についても同様に計算する。ノード２では、追加対象リンクはリンク1-2とリンク2-3であるため、リンク1-2とノード２を介して隣接しているリンク（リンク2-a、2-b、2-3）の間およびリンク2-3とノード２を介して隣接しているリンク（リンク2-a、2-b、1-2）の間で、配列中の各項について積を求め、これを和算し、これを全波長にわたって和算する。そして最後にこれら各ノード毎に求められた総和を、さらに全ノードについて加え、その値を演算結果記憶部４０に格納する。
　ステップ１０５）　以上の操作を取り得る波長候補の全てについて計算し、その値を演算結果記憶部４０に格納する。
　ステップ１０６）　ステップ１０５で求められた結果を演算結果記憶部４０から読み出して、上記全ノード和が最大となる波長候補を追加波長として採用する。なお、この和の値は隣接リンク間での波長または周波数の使用状態の相関量の一例である。また、上記全ノード和が最大となる場合は、隣接リンク間で最も波長の使用状態の連続性が高いことを示している。
　次に、上記の動作の拡張例を以下に示す。
　図８は、本発明の第１の実施の形態における拡張Least-fragmentation法の動作のフローチャート（その１）である。
　同図では、図７におけるステップ１０５以降を示し、ステップ１０１～１０４は図７と同様であるのでその説明を省略する。
　ステップ１０５において求められた結果を演算結果記憶部４０から読み出して、総和最大波長が複数存在する場合（ステップ２０１）は、若番の波長を経路上に追加する（ステップ２０２）。
　図９は、本発明の第１の実施の形態における拡張Least-fragmentation法の動作のフローチャート（その２）である。
　同図では、図７におけるステップ１０５以降を示し、ステップ１０１～１０４は図７と同様であるのでその説明を省略する。
　ステップ１０５において求められた結果を演算結果記憶部４０から読み出して、総和最大波長が複数存在する場合（ステップ３０１）は、総和の等しい波長について１ホップ先まで計算し（ステップ３０２）、総和最大の波長を追加する（ステップ３０３）。つまり、積の和を計算する対象とする隣接リンクを、経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクで結ばれる1ホップ先の光ノードを介して隣接するリンクまで拡張する。
　本実施の形態では、First Fit法に準じて若番を選択するとしたが、老番を選択するとしてもよいし、Most Used法に準じて最も使用されている順序、ランダムな順序等の予め定めた任意の順序に従って選択してもよい。これは本願の以降の実施の形態でも同様である。
　上記のように、本実施の形態においては、光信号を電気的に終端することなくスイッチングする光スイッチを含む光ノードにより構成されるフォトニックネットワークにおいて、光信号の始点と終点が与えられると、該始点と終点を結ぶ経路上において用いる周波数幅を選択する周波数割当方法が提供される。この周波数割当方法では、経路、及び周波数の計算結果を格納する計算結果記憶手段、経路計算を行い、経路計算結果を該計算結果記憶手段に格納するルータ手段と、前記ネットワークの周波数幅を割り当てる割当手段と、を有する装置において、前記割当手段が、前記計算結果記憶手段の経路計算結果を参照して、隣接リンク間での波長または周波数の使用状態の相関量を求め、該相関量に基づいて、通信路として設定する、固定の周波数幅、または、可変の周波数幅を決定し、前記経路上に割り当てる。
　より具体的には、前記周波数割当方法は、前記前記固定の周波数幅としての光波長を割り当てる際に、前記割当手段が、前記計算結果記憶手段の前記経路計算結果を参照して、該経路計算結果の経路を構成する光ノード毎に、追加しようとするリンクと当該光ノードを介して隣接するリンクとの間で波長の使用状態の相関量を求め、隣接リンク間で最も波長の使用状態が連続する波長を追加する波長割当ステップを有する。
　前記波長割当ステップにおいて、前記相関量が等しい２つ以上の波長が存在した場合に、相関の対象となるリンクを、当該経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクで結ばれる1ホップ先の光ノードを介して隣接するリンクまで拡張するようにしてもよい。また、前記波長割当ステップにおいて、前記相関量が等しい２つ以上の波長が存在した場合に、任意に番号付けした光波長のうち、若番のものを選択する。また、前記波長割当ステップにおいて、前記相関量が等しい２つ以上の波長が存在した場合に、光波長が短い方、または、光波長が長い方から順に番号付けした光波長のうち、若番のものを選択するようにしてもよい。
　また、前記波長割当ステップにおいては、記憶手段上に、前記経路を構成するリンク毎に、波長の使用状態を示す配列を作成し、前記記憶手段上に、前記リンクと前記経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクについても同様の配列を作成し、前記リンク及び隣接するリンクとの間の相関量を演算し、該演算を当該経路を構成する光ノードそれぞれについて演算し、得られた相関量の合計が最も大きくなる波長を追加することとしている。なお、相関量の合計とは、波長またはスペクトル使用状態を表した論理ビット列を互いに論理演算した結果得られる新しいビット列のTrueビットの総数である。他の実施の形態でも同様である。
　また、前記波長割当ステップにおいて、前記波長の使用状態を示す配列として、前記波長の使用時に正の実数を用い、未使用時に零を用いる。更に、前記波長割当ステップにおいて、前記光ノードを介して隣接するリンクについて相関量を演算する際に、前記配列の同じ波長の項の積を演算し、当該積の全ての波長にわたる総和を用いることとしている。
　［第２の実施の形態］
　図１０は、本発明の第２の実施の形態におけるネットワーク管理装置の構成を示す。
　図５と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
　図１０に示すネットワーク管理装置２００は、図５の構成に、電気パス開設要求を取得するための要求取得部５０を付加し、波長割当部２０に、波長割当演算部２１、判定部２２、マッピング部２３を含む構成としたものである。波長割当演算部２１の動作は第１の実施の形態における波長割当部２０の動作と同様である。
　本発明の第２の実施の形態の動作を、図１１を用いて説明する。
　本実施の形態のルーティング部１０、波長割当演算部２１の動作は第１の実施の形態に準ずる。
　本実施の形態においては、まず、要求取得部５０において取得される電気パスの開設要求（ODUパス要求）に基づき、ルーティング部１０で経路計算を行い、波長割当部２０において割り当てるべき波長を選択する際に、判定部２２において既存波長があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、マッピング部２３において、既に設定されている波長上に優先して当該電気パスをマッピングするものである。
　マッピング部２３では、既に設定されている波長がある場合は、ＬＦ法による最適波長を選択してマッピングし、既に設定されている波長が無い場合はＬＦ法による最適波長を新設することによりマッピングする。
　ここで、ＬＦ（Least-Fragmentation）法とは、選択または新設する波長について、経路上でfragmentation状況を評価し、最もフラグメンテーションを起こさない波長を選択または新設する方法である。評価方法は、隣接リンクの相関を定量化する（評価関数例：積和、LEF等）。
　すなわち、本実施の形態では、前記周波数割当方法において、電気パスの開設要求を受け付ける要求受付ステップを更に有し、前記波長割当ステップにおいて、前記電気パスの開設要求に基づき経路探索した場合に、既存波長がある場合は、既存波長のある経路を優先的に選択し、当該電気パスをマッピングするマッピングステップを含む。そして、前記マッピングステップにおいて、前記既存波長がある場合に、該既存波長のうち、前記相関量が最大となる光波長を選択する。この相関量は、経路を構成するリンク及び隣接するリンクにおける既存波長部分のデータを抽出し、各既存波長部分の論理演算を行うことで求めるものである。
　［第３の実施の形態］
　本実施の形態におけるネットワーク管理装置の構成は、前述の第２の実施の形態における図１０に順ずる。
　本実施の形態のルーティング部１０、波長割当演算部２１の動作は第１の実施の形態に準ずる。
　本実施の形態においては、要求取得部５０において電気パスの開設要求に基づき、ルーティング部１０で経路計算を行い、波長割当部２０において割り当てるべき波長を選択する際に、判定部２２において、波長割当演算部２１により導出された波長に既に設定されている波長が存在しないと判断された場合に、マッピング部２３において、上記第１の実施の形態に基づき導いた波長を追加し、その上に当該電気パスをマッピングするものである。
　つまり、本実施の形態では、電気パスの開設要求に基づき経路探索した場合に、既存波長が存在しない場合、第１の実施の形態で説明した相関量が最大となる光波長を新設し、当該電気パスをマッピングするものである。
　［第４の実施の形態］
　本実施の形態におけるネットワーク管理装置は、図１２に示すように、フォトニックネットワーク４００に接続され、フォトニックネットワーク４００の波長使用状態を管理する波長使用状態管理部２４、波長使用状態を格納する波長使用状態情報記憶部２５を波長割当部２０に設けたものである。
　本実施の形態のルーティング部１０、波長割当演算部２１の動作は第１の実施の形態に準ずる。
　本実施の形態では、ルーティング部１０で導出された経路を構成する光ノード毎に、波長使用状態管理部２４において、追加しようとするリンクと当該光ノードを介して隣接するリンクの間で波長の使用状態の相関を波長使用状態情報記憶部２５に格納し、マッピング部２３において、波長使用状態情報記憶部２５を参照して当該波長の使用状態の相関を考慮し、隣接リンク間で最も波長の使用状態が連続する波長を追加する。
　［第５の実施の形態］
　本実施の形態では、前述の実施の形態において、図７のLeast-fragmentation法に示した手順を図１３または図１４に示す手順に置き換え、また、図８の拡張Least-fragmentation法に示した手順を図１５に示す手順に置き換えて実施するものである。図１３、図１４の排他的論理和の和とは、排他的論理和の結果がTrue(1)となったビット総数を表す。また、図１４等で抽出する追加波長部分のデータとは、波長利用状態の配列の内で追加を検討している波長に該当する要素であり、追加波長部分の排他的論理和とは、各リンクの波長利用状態の配列の内で追加を検討している波長に該当する要素のみから構成された配列の排他的論理和である。
　図７、図８が、相関の高いパターンを最大化する手法であるのに対し、本実施の形態は、相関の低いパターンを最小化するものである。
　図１３は、本発明の第５の実施の形態における図７と異なる方法（排他的論理和）を用いた場合のフローチャートである。以下に、図７と異なる処理部分のみを記載する。
　波長割当部２０は、隣接するリンクの波長利用状態と、新たにパスの設定候補となっているリンクの波長利用状態の各波長の状態について排他的論理和を求め（ステップ１０３ａ）、排他的論理和の演算結果の得られた値（整数とみなす）の全波長、及び全計算対象リンクについての総和が最小となる追加可能波長候補を選択し、これを追加波長とする(ステップ１０６ａ)。
　図１４は、本発明の第５の実施の形態における図７と異なる方法（追加波長部分の排他的論理和）を用いた場合のフローチャートである。以下に、図７と異なる処理部分のみを記載する。
　図１４の場合には、波長割当部２０は、リンク1-2とリンク1-a，1-b，１-cの追加波長部分のデータを抽出し、当該追加波長部分にだけ追加波長部分の排他的論理和を計算し（ステップ１０３ｂ）、追加部分以外はこの処理を省略する。他の処理は図１３と同様に、総和が最小となる波長を選択し、追加波長とする（ステップ１０６ｂ）。
　これにより計算を高速化することができる。
　図１５は、本発明の第５の実施の形態における図８と異なる方法（総和最小波長が複数）を用いた場合のフローチャートである。
　図８では、総和最大の波長が複数存在する場合に（ステップ２０１）、若番の波長を追加している（ステップ２０２）が、図１５の場合には、総和最小の波長が複数存在する場合に（ステップ２０１ａ）、若番の波長を追加する（ステップ２０２）。
　図１３または、図１４及び図１５に示した方法を用いた場合、また、それを図７、図８と同時に用いた場合も、第1～４の実施の形態に示した場合と同様に、割り当て波長区間の細切れ区間の発生を最小限に留める効果を得ることができる。
　すなわち、本実施の形態では、波長割当ステップにおいて、記憶手段上に、前記経路を構成するリンク毎に、波長の使用状態を示す配列を作成し、前記記憶手段上に、前記リンクと前記経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクについても同様の配列を作成し、前記リンク及び隣接するリンクとの間の排他的論理和による相関量を演算し、該演算を当該経路を構成する光ノードそれぞれについて行い、得られた相関量の合計が最も小さくなる波長を追加することしている。
　また、他の例では、波長割当ステップにおいて、記憶手段上に、前記経路を構成するリンク毎に、波長の使用状態を示す配列を作成し、前記記憶手段上に、前記リンクと前記経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクについても同様の配列を作成し、前記リンク及び隣接するリンクとの間の追加波長部分のデータを抽出し、追加波長部分の排他的論理和による相関量を演算し、該演算を当該経路を構成する光ノードそれぞれについて行い、得られた相関量の合計が最も小さくなる波長を追加することとしている。
　また、相関量の合計が最も小さくなる波長が２つ以上存在した場合に、任意に番号付けした光波長のうち、若番のものを選択する。
　［第６の実施の形態］
　前述の第1の実施の形態、及び、第２～４の実施の形態における、第1の実施の形態と同等の手順において、図７に示すLeast-fragmentation法を図１６に示す方法で置き換えて実施することができる。
　図１６は、本発明の第６の実施の形態における図７と異なる方法（追加波長部分の論理和）を用いた場合のフローチャートである。
　図１６に示す処理は、図７に示した方法において、波長割当部２０は、追加波長分のみについて、追加波長部分の論理和の演算を行う方法である。具体的には、リンク1-2とリンクリンク1-a，1-b，１-cの追加波長部分のデータを抽出し、追加波長部分の論理和を計算し、その和を求めるステップ１０３ｃ）。
　つまり、本実施の形態では、前記波長割当ステップにおいて、記憶手段上に、前記経路を構成するリンク毎に、波長の使用状態を示す配列を作成し、前記記憶手段上に、前記リンクと前記経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクについても同様の配列を作成し、前記リンク及び隣接するリンクとの間の追加波長部分のデータを抽出し、追加波長部分の論理和による相関量を演算し、該演算を当該経路を構成する光ノードそれぞれについて行い、得られた相関量の合計が最も大きくなる波長を追加する。
　これにより計算を高速化することができる。この場合においても、第１～４の実施の形態に示した場合と同様に、割り当て波長区間の細切れ区間の発生を最小限に留める効果を得ることができる。
　上記のように、本発明の実施の形態では、追加可能波長候補全てについて、決定した経路を構成するリンクとそのリンクが繋がる光ノードの接続される別リンクとの間で使用状態に関する相関を求め、これを経路を構成する全てのリンクの総和をとり、その総和が最大となる追加可能波長候補を追加波長とすることにより、図１７に示すように、割当波長の細切れの区間の発生を最小限にとどめ、波長リソースの利用効率を高めることが可能となる。
　［第７の実施の形態］
　本願の第１～第６の実施の形態は、主に固定の周波数幅を割り当てる周波数・経路決定方法を用いる装置に関する形態を説明した。本実施の形態以降では、主に可変幅の周波数を割り当てる周波数・経路決定方法を用いる装置に関する形態を説明する。
　第１～第６の実施の形態では、固定的な周波数である波長の使用状態の相関量を求め、隣接リンク間で最も波長の使用状態が連続する波長を追加する波長割当ステップを利用するのに対し、本実施の形態以降では、隣接リンク間での周波数の使用状態の相関を、空き共通周波数状態として扱う。また相関量については、空き周波数の連続性を加味して空き周波数状態に与えた評価値を以って相関量とする。
　図１８は、本発明の第７の実施の形態における周波数・経路決定装置の構成を示す。
　同図に示す周波数・経路決定装置により与えられたパス需要に対して、候補となる経路・周波数が決定される。
　図１８に示す経路・周波数決定装置は、リソース情報DB５１０、共通空き周波数情報生成部５２０、周波数状態評価部５３０、周波数・経路決定部５４０、通信路需要分布ＤＢ５５０からなる。
　各構成部は以下のような機能を備える。
　・リソース情報DB５１０：
　網のトポロジ情報、および網内のファイバの空き周波数情報からなるリソース情報、を記憶するDBである。ここで、トポロジ情報とは、通信網のノードの接続性と、ノード間毎に存在するファイバに関する情報である。
　・共通空き周波数情報生成部５２０：
　計算対象とする複数ファイバのリソース情報をリソース情報DB５１０から取得し、取得したファイバの共通の空き周波数情報を生成する機能を備える。
　・周波数状態評価部５３０：
　共通空き周波数情報生成部５２０が生成したファイバ共通の空き周波数情報についての評価機能を備え、指定された評価方法によって、空きリソース情報について空き周波数の連続性、及び想定される通信路設定要求の通信路の分布（通信路需要分布DB５５０から取得）を加味して評価値を与える。
　・周波数・経路決定部５４０：
　設定を試みる通信路の始点・及び終点間の候補経路、及び割り当て候補となる周波数を算出し、周波数状態評価部５３０の与えられた評価値に基づき、候補となっている各経路及び割り当て周波数の組み合わせについて、複数候補から決定候補を算出するための基準となる数値であるメトリックを評価値に基づきを算出し、算出したメトリックに基づいて、最適な経路・割り当て周波数を算出する機能を備える。ここで、最適な経路・割り当て周波数とはメトリックが最大もしくは最小な経路・割り当て周波数を意味する。メトリックが最大な経路を選択するか、もしくはメトリックが最小な経路を選択するかはあらかじめポリシー情報として、周波数・経路決定手段に設定されている。例えば、必要な設備等のリソース量とメトリックが比例する周波数状態評価部５３０を利用している場合は、最小メトリックの候補を選択し、空きリソース量や、経路・周波数選択の自由度とメトリックが比例する周波数状態評価部５３０を利用している場合は、最大のメトリックの候補を選択する。
　・通信路需要分布DB５５０：
　到着する通信路需要の帯域分布もしくはその帯域分布の予測値についての情報が保存される。
　本実施の形態では、周波数・経路決定部５４０により、始点ノードから終点ノードまでの複数の経路・周波数候補について算出し、得られた複数の候補を採用した場合について、以下の方法により、ファイバの周波数状態に評価値を与え、評価値に基づき、最適な経路・周波数を選出する。本実施の形態の方法の概要を図１９に示す。
　ステップ４０１）　周波数割当ファイバ、及び関連ファイバ間共通の空き周波数情報生成：
　共通空き周波数情報生成部５２０は、候補経路を通過するファイバから直接到達可能な隣接ファイバ、またはそれら隣接ファイバとさらにそこから隣接されるファイバを含めたファイバグループについて、通過経路上のそれぞれのファイバとのファイバ間共通の空き周波数情報についての論理情報を生成する。
　ステップ４０２）　到着需要の帯域分布を加味し空き周波数情報の評価値を算出：
　周波数状態評価部５３０は、ステップ４０１で生成されたファイバ共通空き周波数についての論理情報について、空き周波数の連続性、また到着するトラフィックの帯域分布を加味した評価関数にて、評価値を与える。
　ステップ４０３）　評価値を基にした最適候補の算出：
　周波数・経路決定部５４０は、上記の評価を全ての経路候補・割り当て周波数候補について実施し、評価値が最善の経路・周波数を候補として選択する。ここで評価値が最善とは、評価値が最大もしくは最小となることを意味する。
　なお、本実施形態の方法は、帯域可変光網の特殊ケースと考えられる帯域固定の光網に対して適用することも可能である。
　なお、通信路とは、OFDM、WDMなどにより光ファイバの帯域を利用して設定される光パスなどを表す。
　以下に、周波数・経路の決定手順の例を示す。
　リソース情報DB５１０に、トポロジ情報（ノードとファイバの接続状態）と、ファイバの空きスペクトル情報を生成し保存する。このDBはパスの収容状態が変わるたびに更新される。
　ファイバの空きスペクトル情報は、細粒度のスロット（またはグリッド）で管理され、スロット毎に使用状態が論理値で表される。ここでは、使用中がtrue(1)、未使用がfalse(0)で表されるものとする。
　演算の入力情報として、リソース情報ＤＢ５１０からトポロジ情報と、ファイバの空き周波数情報、通信路の始点ノード、終点ノード、周波数帯域幅が入力される。
　ここで、入力トポロジでの始点ノードsから、終点ノードdまでの要求周波数幅ｗの候補経路・周波数候補の決定は以下の手順で実施される。
　ステップ５０１）共通空き周波数情報生成部５２０は、始点ノードsから終点ノードdまでの候補経路を全て算出し、その集合である経路群をKとする。これは一般的に使用されているDijkstraアルゴリズム、またはBFS法、k-shortestパス法などを複数回適用することで算出できる。
　ステップ５０２）共通空き周波数情報生成部５２０は、経路群Kのうちの一候補経路kについて、通過ファイバをチェックする。（mホップのパスであるとするとm本の通過ファイバがある）
　ステップ５０３）共通空き周波数情報生成部５２０は、経路kの通過ファイバであるH（構成要素ｈ=1，…, h=m）について、直接到達可能な隣接ファイバ群GlをリソースDB５１０のトポロジ情報より抽出し、Gl構成要素gl(gl=1，…，L)それぞれに対して、hとgの互いのファイバ周波数利用状況(候補パスを収容していない状態)の論理情報について論理和を取得し、論理和を取得した論理ビット列をphgとする。これを共通空き周波数情報とする。また、これを経路kの全ての通過ファイバについて実施して求めた、論理ビット列の集合をPkとする。なお経路kの通過ファイバ全てについて実施する際、経路kについての計算課程で、一度あるファイバについての隣接ファイバとして演算されたファイバは、それ以降隣接ファイバに重複して追加をすることを避ける。
　ステップ５０４）周波数・経路決定部５４０は、演算対象となっている経路kについて、要求周波数幅wを満たし、割当て候補となる周波数割当てパターンq（qはwの幅を持つ）を全て算出し、Qkとする。
　ステップ５０５）周波数・経路決定部５４０は、経路kで周波数帯Qkの1パターンを割当てた場合を想定し 割当て後の状態について、上記のステップ５０３と同様に経路kの通過ファイバhと、hから直接到達可能な隣接ファイバgとの、論理和を取得し、論理和を取得した論理ビット列をp'hqkとする。また、これをk上の全ての通過ファイバについて実施して求めた論理ビット例の集合をP'qkとする。
　ステップ５０６） 周波数状態評価部５３０は、P'qkとステップ５０３で求めたPについて評価関数により評価値を与え、比較し、経路k、周波qの場合の評価値の減少をΔqkとする。
　ステップ５０７）ステップ５０４からステップ５０６を経路kのQk中の全ての周波数割り当て候補qについて実施する。
　ステップ５０８）　上記のステップ５０２からステップ５０７を全ての経路群Kに属する全ての経路パターンkについて行う。
　ステップ５０９）周波数・経路決定部５４０は、最も評価値の減少Δqkの少なかった、経路k、周波数qの組み合わせをsからdの最適な経路・周波数とする。
　上記のステップ５０２で加味されているHとG、およびPを演算する際のファイバペアの例（Hの構成要素とGの構成要素をペアにする）の例を図２０に示した。ここでは、始点ノードsから終点ノードdに対して2ホップの経路が加味されている。この場合H={f25, f,26, f27}であり、Gは、Hの構成要素から直接到達可能なファイバで構成されG={ f18, f19, f20, f21, f24, f28, f31, f32, f33、f34}となる。また、この場合、Pの構成要素である論理ビット列pを生成する場合の組合せは例えば図２１に示す表のようになる。（この例では、Gから一度選択された場合は重複を許容していないが重複させても良い）
　なお、ステップ５０３において、演算対象のファイバはHから直接到達可能なGとしているが、Gからさらに直接到達可能なファイバ群G'を加味し、H、G、G'の3ファイバ間で共通空き周波数情報を取得することができる。同様にさらに隣接ファイバを考えることで4ファイバ以上とすることができる。このように、共通空き周波数情報を取得する範囲を拡大することで、より効果的な周波数リソースの評価が可能となり、さらに効率的に周波数リソースを活用することができるようになる。
　また、上記手順中で共通空き周波数情報の評価では、評価対象の論理ビット集合Ｐ、または、P'qkの各要素である論理ビットpもしくはp'hqkについて、評価関数（後述）により、各要素について評価値を与え、それを足し合わせることで、集合についての評価値とする。
　ここでの各要素となるビット列は、前述しているように、共通空き周波数情報生成部５２０において、ファイバの周波数スロットの使用状況を論理値（使用中=1、未使用=0）で表したビット列（サイズをBとする）について、ファイバ間で論理和を取り、共通空き周波数情報として新たなビット列を生成したものである。この共通空き周波数情報を表すビット列中で、一つ以上連続して空いている空き周波数領域（一般的にはファイバ帯域中の一つ以上に分散して散在する）を全て抽出し、それぞれの空き周波数領域について、連続して空いているスロット数をカウントする。それぞれの連続空きスロットの連続数をnとする。ここで、到着する需要の帯域要求幅について、様々な周波数帯域幅で要求があるとする。（要求される周波数幅は、設定する通信路の帯域などにより異なる）想定されるIパターンの周波数帯域幅をwi　(i=1, …, I)とする。以下の説明ではwi =iの例（wiの他の例も後に例示している。）とし、それぞれの需要の到着の相対分布を、ri (i=1,…….I)とする。
　このとき、n個の連続スロットにより成り立つ連続領域nの連続空き領域に対する評価値v(n)は、以下の評価関数により与えられる演算により評価値が与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　上記演算は、想定される帯域幅毎に、ｎ－ｗｉ＋１を以って評価を行い、riで重み付けした上で、想定される全帯域幅種別について足し合わせているものである。また、f(n, i)の場合分けにより、連続領域nより大きな周波数帯域を必要とする通信路需要に対しての評価値加算を除外し、通信路需要に適した評価を行う演算としている。
　この評価関数による評価値を演算対象ビット列中の全ての連続空き周波数帯域について、算出し足し合わせることで、単一ビット列に対する評価値とする。
　説明のため二つのファイバについて、共通空き周波数を評価する例を示す。
　32スロットの容量を持つ二つのファイバ1、ファイバ2に以下のようなスペクトルを想定する。
ファイバ1 : 11111000000101000101110000000000
ファイバ2 : 10101111000010111010101000000001
　また、需要の帯域分布は、帯域幅1スロット(ｗ1)、2スロット(w2)、3スロット(w3)、4スロット(w4)の需要がそれぞれ2(r1):1(r2):1(r3):1(r4)で、現れるものとする。
　なお、ここでの例では、wiの添え字iとwiの値が等しい例としているが一般的には、iとwi は等しくなくてかまわない。例えば、w1=3, ｗ2=2. ｗ3=6というように設定することもできる。（wi =iでない場合に該当）
　ファイバ1、ファイバ2のビット列の論理和（bit OR）を取得すると、
11111111000111111111111000000001
となる。
　この場合、3連続の空きスロットと8連続の空きスロットの二つの領域の連続空き領域が存在するため、この二つについて評価関数による評価を行う。
　＜3連続の領域（ｎ=３）の場合についての演算＞
　　　1)帯域幅1スロットに対して(i=1)
　　　　　帯域幅が連続領域ｎ以下であるため
　　　　　ｆ（３，１）・r1=(3-1+1)・2=6
　　　2)帯域幅2スロットに対して(i=2)
　　　　　帯域幅が連続領域ｎ以下であるため
　　　　　ｆ（３，２）・r2=(3-2+1)・1=2
　　　3)帯域幅3スロットに対して(i=3)
　　　　　帯域幅が連続領域ｎ以下であるため
　　　　　ｆ（３，３）・r3=(3-3+1)・1=1
　　　4)帯域幅4スロットに対して(i=4)
　　　　　帯域幅が連続領域ｎより大きいため
　　　　　ｆ（３，４）・r4=0・1=0
　　　1)～4)までの値を足し、3連続の領域に対する評価値は9となる。
　＜8連続の領域（ｎ=８）の場合についての演算＞
　　　1)帯域幅1スロットに対して(i=1)
　　　　　帯域幅が連続領域ｎ以下であるため
　　　　　ｆ（３，１）・r1=(8-1+1)・2=16
　　　2)帯域幅2スロットに対して(i=2)
　　　　　帯域幅が連続領域ｎ以下であるため
　　　　　ｆ（３，２）・r2=(8-2+1)・1=7
　　　3)帯域幅3スロットに対して(i=3)
　　　　　帯域幅が連続領域ｎ以下であるため
　　　　　ｆ（３，３）・r3=(8-3+1)・1=6
　　　4)帯域幅4スロットに対して(i=4)
　　　　　帯域幅が連続領域ｎ以下であるため
　　　　　ｆ（３，４）・r4=(8-4+1)・1=5
　　　1)～4)までの値を足し、8連続の領域に対する評価値は33となる。
　以上の3連続の領域の評価値（9）と8連続の領域の評価値(33)を加算し、ファイバ1とファイバ2の共通空き周波数領域情報についての評価値は42と計算される。
　上記のように、本実施の形態では、光信号を電気的に終端することなくスイッチングする光スイッチを含む光ノードにより構成されるフォトニックネットワークにおいて、光信号の始点と終点を結ぶ経路及び周波数を選択する周波数割当装置（周波数・経路決定装置）が提供される。当該周波数割当装置は、経路・周波数結果を格納する経路・周波数計算結果記憶手段と、互いに接続されるファイバグループを抽出し、抽出したファイバグループのそれぞれの空き周波数状態を表す論理情報について、論理演算することで、ファイバ間共通の空き周波数状態についての論理情報を生成する、共通空き周波数情報生成手段と、生成したファイバ間共通の空き周波数数情報を基に、ファイバ間共通の空き周波数状態に対して、空き周波数の連続性を加味して空き周波数状態に評価値を与える空き周波数状態評価手段と、前記空き周波数状態評価手段で算出した前記評価値を基準として、通信路として設定する周波数と通過ファイバを決定し、前記経路・周波数計算結果記憶手段に格納する周波数・経路決定手段と、を備える。　
　前記周波数状態評価手段において、通信路需要分布DBから通信路需要の帯域分布情報を取得し、想定される通信路帯域の需要帯域分布を加味して、評価値を決定する。
　［第８の実施の形態］
　第７の実施の形態にて、使用した評価関数について、以下に述べるような演算を適用することも可能である。
　通信路需要分布DB５５０から取得される最大到着分布のうち最大の帯域幅をMとする。n個の連続スロットにより成り立つ連続領域nの連続空き領域に対する評価値v(n)を一般的に以下のように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　a, b, c, d, a', b', c', d', α, α´, βは任意の定数であり、オペレータが事前に評価機能部に設定することができる。
　また、a, b, c, d, a', b', c', d', α, α',βについては、上記の評価関数を第７の実施の形態の評価関数に適用し、演算時に入力されたトポロジでの演算を、評価関数を変更して繰り返し、必要な設備量が最小になるなどよりオペレータにとって好ましい結果（ブロッキング率、収容可能通信路数、必要設備量、周波数利用効率などの値により決まる）を与える評価関数を選択することにより、想定トポロジに対して最適化することができる。
　この手順について図２２に示した。ここで、ブロッキング率とは通信路設定が、設備量不足、連続波長制約などにより、設定不可となることである。収容可能通信路数とは一定設備量に収容可能な通信路数を表す。必要設備量とはノード数、ノードの方路数、ポート数、ファイバ数などの必要設備の量を意味する。周波数利用効率とは、一定の通信路を収容する際に必要な、ファイバ中の周波数帯域量を意味する。最適な値は、オペレータが設定するポリシー（最大化する/最小化するなど）で決定される。
　ステップ６０１）想定トポロジ、想定通信路需要の帯域分布を決定する。
　ステップ６０２）次に、a, b, c, d, a', b', c', d', α, α',βそれぞれの係数のパターンを生成する。
　ステップ６０３）生成した係数パターンのうち一つを選択し、該当係数で評価関数を定義し、想定トポロジ、想定需要で通信路を収容し、結果を保存する。
　ステップ６０４）ステップ６０３をステップ６０２で生成したパターンを変更して繰り返す。
　ステップ６０５）ステップ６０３，６０４の繰返しにより決定された結果を比較し、最適な結果を与えた係数で評価関数を定義する。
　なお、ステップ６０５において、最適な結果を与える際の評価基準として、ブロッキング率、収容可能通信路数、必要設備量、周波数利用効率、またそれらの組合せを用いることができる。ここで、前述したとおり、ブロッキング率とは通信路設定が、設備量不足、連続波長制約などにより、設定不可となることである。収容可能通信路数とは一定設備量に収容可能な通信路数を表す。必要設備量とはノード数、ノードの方路数、ポート数、ファイバ数などの必要設備の量を意味する。周波数利用効率とは、一定の通信路を収容する際に必要な、ファイバ中の周波数帯域量を意味する。最適な値は、オペレータが設定するポリシー（最大化する/最小化するなど）で決定される。
　また、ステップ６０４において、次の係数パターンを選択する際に、ステップ６０３で得られた結果を加味し、より最適化効率の良くなる手順で係数パターン（a, b, c, d, a', b', c', d', α, α',β）を選択し、係数最適化を効率化することもできる。ここで、最適化効率とは、最適な評価関数を得るために必要な繰返し数、および所要算時間である。
　なお、予想される通信路の最大帯域より大きな連続空きスロット領域については、連続スロット領域全てが一つの通信路で利用されることが無いため、最大帯域以上の収容パターンを加味する必要が無い。このため、最大帯域より大きな連続空きスロット領域についての評価関数(v1(n)とする)は、最大帯域より小さな連続領域に対する評価関数（v2(n)とする）よりも、連続スロット数nに関する関数のオーダーを小さくすると、効率的に最適な評価関数を決定できる。例えば、v2(n)が2次関数についてのオーダーの場合、v1(n)はそれよりオーダーの低い1次関数で定義すると良い。ここで、オーダーとnに対する関数の絶対値の増加スピードを表す。
　なお、評価関数の値は、場合によってはとても大きな数値となるため、必要に応じて評値を対数化して本実施例を実施しても良い。
　上記のように、本実施の形態では、前記周波数状態評価手段において、通信路を設定する通信網のトポロジと通信路帯域分布を想定し、前記評価値を算出する評価関数を変更して、前記周波数状態評価ステップを一回以上実施し、より良い結果の得られる評価関数を採用する。
　［第９の実施の形態］
　図２３は、本発明の第９の実施の形態におけるファイバごとの重み付けＤＢを備えた場合の周波数・経路決定装置の構成を示す。
　また、第７及び第８の実施の形態において、図１８の構成に、ファイバ毎の重み付け値を保存するデータベースであるリンク重み付けDB５６０を備え、共通空き周波数情報を評価する際に、当該リンク重み付けDB５６０を参照して、評価対象となっているファイバ毎に与えた重みを加味して評価することも可能である。これにより、保守・管理上等の事情により特定ファイバのリソースを保存し、実運用に適したリソースの活用が可能となる。この場合、リンク重み付けDBはリンク毎の重み値をファイバ毎に保存している。
　この場合、周波数状態評価部５３０は、第７の実施の形態に記載したv(n)を評価する評価関数にペアを構成するファイバ両方の重み付け値を乗じ、以下のようにして、第７及び第８の実施の形態を実施する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ここで、xcは候補経路上のファイバの重みであり、xaは候補経路上のファイバとペアを構成する隣接ファイバの重みである。
　また、リンク重み付けDB５６０にファイバペア毎の重み情報ypを保持し、ペア毎に重みを加味することもできる。ペア毎に重みを加味する場合の評価関数は以下のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　また、計算を繰り返すことで最適な重み係数を探索し、上記の重み情報を最適化することもできる。
　この最適化フローを図２４に示した。
　ステップ７０１）想定トポロジ、想定通信路需要の帯域分布を決定する。
　ステップ７０２）次に、重み係数のパターンを複数生成する。
　ステップ７０３）第７の実施の形態における周波数・経路決定部５４０により、想定トポロジで想定需要分のパスを収容し、結果を保存する。
　ステップ７０４）ステップ７０３をステップ７０２で生成したパターンを変更してパターン数分繰り返す。
　ステップ７０５）ステップ７０３，７０４の繰返しにより決定された結果を比較し、最適な結果を与えた係数で評価関数を定義する。
　また、ファイバ毎、およびファイバペア毎の重みを両方とも加味し、さらに重みを詳細に指定可能とすることもできる。
　上記のように、本実施の形態では、前記周波数状態評価手段において、ファイバ毎もしくはファイバペア毎の重み付け情報を保存する重み付けDBを参照して、評価対象となっているファイバまたはファイバペア毎の重み値を加味して評価値を与えるようにしている。
　上記の各実施の形態において、ネットワーク管理装置のルーティング部、波長割当部などの各機能部の動作をプログラムとして構築し、ネットワーク管理装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。周波数・経路決定装置についても同様である。
　また、構築されたプログラムをハードディスクやフレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納し、コンピュータにインストールする、または、配布することが可能である。
　また、２以上の実施形態が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。
　（実施の形態の効果）
　上記のように本発明の実施の形態によれば、いろいろな経路の光パス需要があった場合に、その需要に応えるために経路及び波長（周波数）を割り当てる際に、各リンクにおける波長（周波数）の利用状況を考慮することで、新たに割り当てる波長または周波数を決定することにより、トランスペアレント型光パス網におけるFragmentationの発生を効果的に抑制し、波長（周波数）リソースの利用効率を最適化することができる。そのため、本発明の実施の形態によれば、例えば図１７に示したように、波長の断片化を防ぐよう波長を配置することが可能となる。さらに、パスごとに波長の幅が異なる場合であっても同様の効果を得ることができる。
　なお、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。
　本出願は２０１０年１０月２５日に出願した日本国特許出願２０１０－２３８８６２号、２０１１年３月２３日に出願した日本国特許出願２０１１－６４７５９号、及び２０１１年７月１４日に出願した日本国特許出願２０１１－１５６１１９号に基づく優先権を主張するものであり、２０１０－２３８８６２号、２０１１－６４７５９号、及び２０１１－１５６１１９号の全内容を本出願に援用する。
１０　ルーティング部
２０　波長割当部
２１　波長割当演算部
２２　判定部
２３　マッピング部
２４　波長状態管理部
２５　波長使用状況情報記憶部
１００，２００，３００　ネットワーク管理装置
４００　フォトニックネットワーク
５１０　リソース情報ＤＢ
５２０　共通空き周波数情報生成部
５３０　周波数状態評価部
５４０　周波数・経路決定部
５５０　通信路需要分布ＤＢ
５６０　リンク重み付けＤＢ

Claims (22)

  1. 　光信号を電気的に終端することなくスイッチングする光スイッチを含む光ノードにより構成されるフォトニックネットワークにおいて、光信号の始点と終点が与えられると、該始点と終点を結ぶ経路上において用いる周波数幅を選択する周波数割当方法であって、
    　経路、及び周波数の計算結果を格納する計算結果記憶手段、経路計算を行い、経路計算結果を該計算結果記憶手段に格納するルータ手段と、前記ネットワークの周波数幅を割り当てる割当手段と、を有する装置において、
    　前記割当手段が、
    　前記計算結果記憶手段の経路計算結果を参照して、隣接リンク間での波長または周波数の使用状態の相関量を求め、該相関量に基づいて、通信路として設定する、固定の周波数幅、または、可変の周波数幅を決定し、前記経路上に割り当てる
    　ことを特徴とする周波数割当方法。
  2. 　前記固定の周波数幅としての光波長を割り当てる際に、
    　前記割当手段が、前記計算結果記憶手段の前記経路計算結果を参照して、該経路計算結果の経路を構成する光ノード毎に、追加しようとするリンクと当該光ノードを介して隣接するリンクの間で波長の使用状態の相関量を求め、隣接リンク間で最も波長の使用状態が連続する波長を追加する波長割当ステップを有する
    　請求項１記載の周波数割当方法。
  3. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　前記相関量が等しい２つ以上の波長が存在した場合に、相関の対象となるリンクを、当該経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクで結ばれる1ホップ先の光ノードを介して隣接するリンクまで拡張する
    　請求項２記載の周波数割当方法。
  4. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　前記相関量が等しい２つ以上の波長が存在した場合に、任意に番号付けした光波長のうち、若番のものを選択する
    　請求項２又は３に記載の周波数割当方法。
  5. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　前記相関量が等しい２つ以上の波長が存在した場合に、光波長が短い方、または、光波長が長い方から順に番号付けした光波長のうち、若番のものを選択する
    請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載の周波数割当方法。
  6. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　記憶手段上に、前記経路を構成するリンク毎に、波長の使用状態を示す配列を作成し、
    　前記記憶手段上に、前記リンクと前記経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクについても同様の配列を作成し、
    　前記リンク及び隣接するリンクとの間の相関量を演算し、該演算を当該経路を構成する光ノードそれぞれについて演算し、
    　得られた相関量の合計が最も大きくなる波長を追加する
    　請求項２乃至５のうちいずれか１項に記載の周波数割当方法。
  7. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　記憶手段上に、前記経路を構成するリンク毎に、波長の使用状態を示す配列を作成し、
    　前記記憶手段上に、前記リンクと前記経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクについても同様の配列を作成し、
    　前記リンク及び隣接するリンクとの間の排他的論理和による相関量を演算し、該演算を当該経路を構成する光ノードそれぞれについて行い、
    　得られた相関量の合計が最も小さくなる波長を追加する
    　請求項２乃至５のうちいずれか１項に記載の周波数割当方法。
  8. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　記憶手段上に、前記経路を構成するリンク毎に、波長の使用状態を示す配列を作成し、
    　前記記憶手段上に、前記リンクと前記経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクについても同様の配列を作成し、
    　前記リンク及び隣接するリンクとの間の追加波長部分のデータを抽出し、追加波長部分の排他的論理和による相関量を演算し、該演算を当該経路を構成する光ノードそれぞれについて行い、
    　得られた相関量の合計が最も小さくなる波長を追加する
    　請求項２乃至５のうちいずれか１項に記載の周波数割当方法。
  9. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　記憶手段上に、前記経路を構成するリンク毎に、波長の使用状態を示す配列を作成し、
    　前記記憶手段上に、前記リンクと前記経路を構成する光ノードを介して隣接するリンクについても同様の配列を作成し、
    　前記リンク及び隣接するリンクとの間の追加波長部分のデータを抽出し、追加波長部分の論理和による相関量を演算し、該演算を当該経路を構成する光ノードそれぞれについて行い、
    　得られた相関量の合計が最も大きくなる波長を追加する
    　請求項２乃至５のいずれか１項に記載の周波数割当方法。
  10. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　前記相関量の合計が最も小さくなる波長が２つ以上存在した場合に、任意に番号付けした光波長のうち、若番のものを選択する
    　請求項７又は８に記載の周波数割当方法。
  11. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　前記波長の使用状態を示す配列として、
    　前記波長の使用時に正の実数を用い、未使用時に零を用いる
    　請求項６乃至９のうちいずれか１項に記載の周波数割当方法。
  12. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　前記光ノードを介して隣接するリンクについて相関量を演算する際に、前記配列の同じ波長の項の積を演算し、当該積の全ての波長にわたる総和を用いる
    　請求項６乃至９のうちいずれか１項に記載の周波数割当方法。
  13. 　電気パスの開設要求を受け付ける要求受付ステップを更に有し、
    　前記波長割当ステップにおいて、
    　前記電気パスの開設要求に基づき経路探索した場合に、既存波長がある場合は、既存波長のある経路を優先的に選択し、当該電気パスをマッピングするマッピングステップを含み、
    　前記マッピングステップにおいて、
    　前記既存波長がある場合に、該既存波長のうち、前記相関量が最大となる光波長を選択する
    　請求項２乃至１０のうちいずれか１項に記載の周波数割当方法。
  14. 　電気パスの開設要求を受け付ける要求受付ステップを更に有し、
    　前記波長割当ステップにおいて、
    　前記電気パスの開設要求に基づき経路探索した場合に、既存波長が存在しない場合、前記相関量が最大となる光波長を新設し、当該電気パスをマッピングする
    　請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の周波数割当方法。
  15. 　前記波長割当ステップにおいて、
    　前記経路計算結果の経路を構成する光ノード毎に、追加しようとするリンクと当該光ノードを介して隣接するリンクの間で波長の使用状態の相関量に基づいて、隣接リンク間で最も波長の使用状態が連続する波長を追加する
    　請求項１記載の周波数割当方法。
  16. 　前記可変の周波数幅としての周波数を割り当てる際に、
    　前記割当手段が、
    　互いに接続されるファイバグループを抽出し、抽出したファイバグループのそれぞれの空き周波数状態を表す論理情報について、論理演算することで、ファイバ間共通の空き周波数情報についての論理情報を生成する共通空き周波数情報生成ステップと、
    　前記共通空き周波数情報生成ステップで生成されたファイバ間共通の空き周波数数情報を基に、ファイバ間共通の空き周波数状態に対して、空き周波数の連続性を加味して空き周波数状態に評価値を与える周波数状態評価ステップと、
    　前記周波数状態評価ステップで算出された評価値を基準として、通信路として設定する周波数と通過ファイバを決定し、経路・周波数計算結果記憶手段に格納する周波数割当ステップと、
    　を有する請求項１記載の周波数割当方法。
  17. 　前記周波数状態評価ステップにおいて、
    　通信路需要分布DBから通信路需要の帯域分布情報を取得し、想定される通信路帯域の需要帯域分布を加味して、評価値を決定する
    　請求項１６記載の周波数割当方法。
  18. 　前記周波数状態評価ステップにおいて、
    　通信路を設定する通信網のトポロジと通信路帯域分布を想定し、前記評価値を算出する評価関数を変更して、前記周波数状態評価ステップを一回以上実施し、より良い結果の得られる評価関数を採用する
    　請求項１６記載の周波数割当方法。
  19. 　前記周波数状態評価ステップにおいて、
    　ファイバ毎もしくはファイバペア毎の重み付け情報を保存する重み付けDBを参照して、評価対象となっているファイバまたはファイバペア毎の重み値を加味して評価値を与える
    　請求項１６記載の周波数割当方法。
  20. 　光信号を電気的に終端することなくスイッチングする光スイッチを含む光ノードにより構成されるフォトニックネットワークにおいて、光信号の始点と終点を結ぶ経路及び周波数を選択する周波数割当装置であって、
    　経路・周波数結果を格納する経路・周波数計算結果記憶手段と、
    　互いに接続されるファイバグループを抽出し、抽出したファイバグループのそれぞれの空き周波数状態を表す論理情報について、論理演算することで、ファイバ間共通の空き周波数状態についての論理情報を生成する、共通空き周波数情報生成手段と、
    　生成したファイバ間共通の空き周波数数情報を基に、ファイバ間共通の空き周波数状態に対して、空き周波数の連続性を加味して空き周波数状態に評価値を与える空き周波数状態評価手段と、
    　前記空き周波数状態評価手段で算出した前記評価値を基準として、通信路として設定する周波数と通過ファイバを決定し、前記経路・周波数計算結果記憶手段に格納する周波数・経路決定手段と、
    を備えたことを特徴とする周波割当装置。
  21. 　想定される通信路需要の帯域分布を記憶する通信路需要分布DBを更に有し、
    　前記共通空き周波数情報生成手段は
    　前記通信路需要分布DBから通信路需要の帯域分布情報を取得し、想定される通信路帯域の帯域分布を加味して、評価値を決定する手段を含む
    　請求項２０記載の周波割当装置。
  22. 　ファイバ毎もしくはファイバペア毎の重み付け情報を保存する重み付けDBを更に備え、
    　前記周波数状態評価手段は、
    　ファイバ間共通の空き周波数状態に対して評価値を与える際に、前記重み付けDBに保存されたファイバ毎もしくはファイバペア毎の重み付け情報を取得し、評価対象となっているファイバ毎もしくはファイバペア毎の重み値を加味して評価値を与える手段を含む
    　請求項２０記載の周波割当装置。
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