JP3823837B2 - 光通信ネットワーク及びそれに用いる光通信ネットワーク設計方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信ネットワーク及びそれに用いる光通信ネットワーク設計方法に関し、特に１つ以上の光アド・ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ：ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ−ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）を送信器と受信器との間に含む光伝送路を経済的に敷設するように、その敷設場所と順序とを決定する光通信ネットワークの設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の光アド・ドロップ・マルチプレクサ（以下、ＯＡＤＭとする）においては、光伝送路へ光信号を挿入（ａｄｄ）、または光伝送路から光信号を分岐（ｄｒｏｐ）する機能を備えている。
【０００３】
従来、この種の光通信ネットワーク設計方法としては、例えば「１リンクに複数ファイバをもつ光波網への光波パス配置」（電子情報通信学会論文誌Ｂ−Ｉ，Ｖｏｌ．Ｊ８０−Ｂ−Ｉ，Ｎｏ．１０，１９９７年，ｐｐ．７５２−７６５）に掲載された論文に記載されているように、必要な波長変換器数を最小にするような光波パスの配置法を求めるために用いられている。上記のような要求された全ての光波パスの設定手順を図１０に示す。
【０００４】
この設定手順においては、最初に、全ての光波パスを最短経路で仮配置する（図１０ステップＳ４１）。この時、最短経路を求める方法としては、ダイクストラ（Ｄｉｊｋｓｔｒａ）の最短経路法等を用いる。
【０００５】
次に、上記の設定手順では、光波パスの本配置を行う。まず、光ＸＣ（ｃｒｏｓｓ ｃｏｎｎｅｃｔ：クロスコネクト）装置間のリンクのコストＣ（ｉ，ｊ）の設定を行う（図１０ステップＳ４２〜Ｓ４６）。
【０００６】
コストＣ（ｉ，ｊ）は光ＸＣ装置ｉと光ＸＣ装置ｊとの間に設定されるリンク（ｉ，ｊ）のコストである。上記の設定手順では、光ＸＣ装置ｉと光ＸＣ装置ｊとの間にリンク（ｉ，ｊ）が存在する時、コストＣ（ｉ，ｊ）を光ＸＣ装置間の距離Ｍａとし、リンク（ｉ，ｊ）が存在しない時はコストＣ（ｉ，ｊ）を無限大にする（図１０ステップＳ４２）。
【０００７】
続いて、上記の設定手順では、リンク（ｉ，ｊ）に仮配置で既に光波パスが設定されていれば、コストＣ（ｉ，ｊ）にある係数Ｍｂと、リンク（ｉ，ｊ）に仮配置時に設定された光波パス数Ｃｂとの積を加える（図１０ステップＳ４３）。上記の設定手順では、リンク（ｉ，ｊ）に本配置で既に光波パスが設定されていれば、コストＣ（ｉ，ｊ）にある係数Ｍｃと本配置で既に設定されている光波パス数Ｃｃとの積を加える（図１０ステップＳ４４）。
【０００８】
また、上記の設定手順では、リンク（ｉ，ｊ）の残り資源が１ならば、コストＣ（ｉ，ｊ）にある定数Ｍｄを加え、残り資源が０ならば、コストＣ（ｉ，ｊ）を無限大にする（図１０ステップＳ４５）。さらに、上記の設定手順では、使用量最大のリンクに、コストある定数Ｍｅを加える（図１０ステップＳ４６）。上記の設定手順では、以上のステップＳ４２〜Ｓ４６にしたがって、ネットワーク内の全てのリンクにコストを設定する。
【０００９】
この後に、上記の設定手順では、各リンクのコスト設定終了後、未設定光波パス中でホップ数が最小の光波パスを選択する（図１０ステップＳ４７）。上記の設定手順では、選択された光波パスの始点光ＸＣ装置と終点光ＸＣ装置との間の経路のリンクコストの合計が最小の経路を選択する（図１０ステップＳ４８）。上記の設定手順では、選択した光波パスのコストが無限大かどうかを判断し（図１０ステップＳ４９）、コストが無限大でなければ、選択した光波パスを設定する。
【００１０】
もし、このコストが無限大であれば、上記の設定手順では、光波パスの配置失敗として手順を終了する。光波パスを設定すると、全ての光波パスの経路を設定したかどうかを判断し（図１０ステップＳ５０）、未設定の光波パスが残っていればステップＳ２２に戻る。全ての光波パスを設定すれば、手順を終了させる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の設定手順では、ネットワークを設計する前に、始点光ＸＣ装置と、終点光ＸＣ装置とが与えられるため、始点光ＸＣ装置と終点光ＸＣ装置との設定を行うことができないという問題がある。
【００１２】
また、従来の設定手順では、光ＸＣ装置間に設定されたリンクにのみコストを与えるため、始点光ＸＣ装置と終点光ＸＣ装置とが決定したとして、設定された経路では、必ずしも、送信器数と受信器数とを低減することができないという問題がある。
【００１３】
例えば、図１１に示す光通信ネットワークにおいて、２個の光波パス７０１，７０２が「光ＸＣ装置７１−光ＸＣ装置７２」に、２個の光波パス７０３，７０４が「光ＸＣ装置７２−光ＸＣ装置７４」に、１個の光波パス７０５が「光ＸＣ装置７１−光ＸＣ装置７３−光ＸＣ装置７４」に設定され、始点光ＸＣ装置及び終点光ＸＣ装置がそれぞれ光ＸＣ装置７１、光ＸＣ装置７４である場合、「光ＸＣ装置７１−光ＸＣ装置７２−光ＸＣ装置７４」のパス数＊ホップ数は「４」となり、「光ＸＣ装置７１−光ＸＣ装置７３−光ＸＣ装置７４」のパス数＊ホップ数は「２」となり、ＯＡＤＭを含む光伝送路をパス数＊ホップ数が大きいところに設置すると、ＯＡＤＭを光ＸＣ装置７２に設置するような光伝送路が設定される。しかしながら、光ＸＣ装置７２では全てのパスが挿入または分岐するため、送信器数と受信器数とが低減されない。
【００１４】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、必要となる送信器数及び受信器数を低減することができる光通信ネットワーク及びそれに用いる光通信ネットワーク設計方法を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、ＯＡＤＭを含む光伝送路の配置場所とその敷設順序とを求めることができる光通信ネットワーク及びそれに用いる光通信ネットワーク設計方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明による光通信ネットワークは、光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークであって、
前記光クロスコネクト装置各々と制御リンクで接続される管理装置と、前記管理装置に設けられかつ前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求める機能とを備え、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくしている。
【００１７】
本発明による他の光通信ネットワークは、光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークであって、
前記複数の光クロスコネクト装置各々に設けられかつ制御リンクを介して隣接装置に接続される管理装置と、前記管理装置に設けられかつ前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求める機能とを備え、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくしている。
【００１８】
本発明による光通信ネットワーク設計方法は、光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークの光通信ネットワーク設計方法であって、
前記光クロスコネクト装置各々と制御リンクで接続される管理装置において、前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求めるステップを備え、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくしている。
【００１９】
本発明による他の光通信ネットワーク設計方法は、光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークの光通信ネットワーク設計方法であって、
前記複数の光クロスコネクト装置各々に設けられかつ制御リンクを介して隣接装置に接続される管理装置において、前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求めるステップを備え、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくしている。
【００２０】
すなわち、本発明の光通信ネットワークは、光波パスの伝送路の切替えを行う光ＸＣ装置と、光クロスコネクト装置間を接続する光伝送路と、ネットワークのトポロジ情報と各光ＸＣ装置のトラフィック量とを記憶して資源配置の計算を行う管理部と、各光ＸＣ装置からトポロジ情報とトラフィック情報とを管理部に伝送する制御リンクとを備えている。
【００２１】
本発明の光通信システム設計方法は、各光ＸＣ装置から、制御リンクを通じて、トポロジ情報とトラフィック情報を得て、光ＸＣ装置間のリンク上のトラフィック量と光ＸＣ装置を通過するトラフィック量とを評価値とし、ＵＬＨ（ｕｌｔｒａ ｌｏｎｇ ｈａｕｌ）を設定する経路と敷設順番とを共に求める手段を備えている。
【００２２】
このように構成し、リンク上のトラフィック量だけでなく、光ＸＣ装置を通過するトラフィック量を評価値として用いることによって、送信器数と受信器数を低減することが可能なＵＬＨの設置場所と設置順序とを求めることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による光通信ネットワークの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による光通信ネットワークは光ＸＣ（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔ：クロスコネクト）装置１１〜２２と、これら光ＸＣ装置１１〜２２を接続する光伝送路１２１〜１３７と、管理装置３０と、光ＸＣ装置１１〜２２と管理装置３０とを接続する制御リンク１４１〜１５２とから構成されている。
【００２４】
ここで、いくつかの光ＸＣ装置間にはＵＬＨ（ｕｌｔｒａ ｌｏｎｇ ｈａｕｌ）が設定される。図１に示す例では、光ＸＣ装置１５，１６，１７，１８にＵＬＨ１６１が設定され、光ＸＣ装置１３，１７，２１，２２にＵＬＨ１６２が設定される。
【００２５】
ＵＬＨとは電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光伝送システムのことである。また、伝送路の途中に１つ以上の光アド・ドロップ・マルチプレクサ［以下、ＯＡＤＭ（ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ−ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）とする］を挿入することができる。ここでは１つ以上のＯＡＤＭを送信器と受信器との間に含む光伝送路をＵＬＨと呼ぶ。ＯＡＤＭは光伝送路に光信号を挿入（ａｄｄ）、または光伝送路から光信号を分岐（ｄｒｏｐ）する機能を備えている。
【００２６】
管理装置３０は、図示していないが、制御リンク１４１〜１５２から伝えられるトポロジ情報とトラフィック情報とを記憶する機能と、資源配置計算を行う機能と、資源配置の計算結果を出力する機能とを有している。これらの機能は１つの装置で実現する構成もあるし、複数の装置で実現する構成もある。光ＸＣ装置１１〜２２間のコストとしては伝送路の距離、伝送路の特性である偏波モード分散、損失等がある。
【００２７】
トポロジ情報としては光ＸＣ装置１１〜２２間の接続関係、光ＸＣ装置１１〜２２間の伝送コスト、光ＸＣ装置１１〜２２の規模がある。トラフィック情報としては、パスの始点及び終点、中継光ＸＣ装置、トラフィック量がある。
【００２８】
光ＸＣ装置１１〜２２は光伝送路１２１〜１３７を伝送されるパスの経路を切替える機能を備える。ＵＬＨが設定される光ＸＣ装置１３，１５〜１８，２１，２２と、ＵＬＨが設定されない光ＸＣ装置１１，１２，１４，１９，２０の構成とは異なる。このため、ＵＬＨの配置を求めることは、異なる種類の光ＸＣ装置１１〜２２の配置を求めることでもある。
【００２９】
図２は図１に示すＵＬＨが設定されていない光ＸＣ装置１１の構成を示すブロック図である。図２において、光ＸＣ装置１１は電気スイッチ２０１と、スイッチ制御部２０２と、分波器２１１，２１２と、合波器２１３，２１４と、受信器２２１と、送信器２２２と、クライアントに接続される入力ＩＦ（インタフェース）２３１，２３２と、出力ＩＦ（インタフェース）２３３，２３４とから構成されている。尚、他の光ＸＣ装置１２，１４，１９，２０の構成も上記の光ＸＣ装置１１の構成と同様となっている。
【００３０】
受信器２２１は光信号から電気信号への変換を行う。送信器２２２は電気信号から光信号への変換を行う。受信器２２１及び送信器２２２の機能を持った送受信器を受信器２２１及び送信器２２２の代わりに用いることで、電気スイッチ２０１の代わりに光スイッチを用いることもできる。
【００３１】
スイッチ制御部２０２はネットワークの管理装置３０と制御リンクで接続され、電気スイッチ２０１から得たトラフィック情報を送信する。入力ＩＦ２３１，２３２と出力ＩＦ２３３，２３４とは伝送路２４５〜２４８でクライアントに接続され、電気スイッチ２０１で扱うデータ構造とクライアントで扱うデータ構造との変換の機能を備える。電気スイッチ２０１及びクライアントで扱うデータ構造が同一の場合には、入力ＩＦ２３１，２３２と出力ＩＦ２３３，２３４とを省略することができる。
【００３２】
分波器２１１，２１２及び合波器２１３，２１４は隣接光ＸＣ装置へ向かう光伝送路２４１〜２４４に接続され、光ＸＣ装置間の信号を波長分割多重（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）通信する際に必要になり、１本の伝送路上の複数波長を波長または複数波長を束ねた波長バンドに分割、多重する。
【００３３】
図３は図１に示すＵＬＨを中継する光ＸＣ装置１３の構成を示すブロック図である。図３において、光ＸＣ装置１３には図２に示す光ＸＣ装置１１にＵＬＨを中継するためのＯＡＤＭ（ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ−ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）３６１〜３６８と、ＵＬＨ伝送路３４９〜３５２が加わった構成となっている。
【００３４】
つまり、光ＸＣ装置１３は電気スイッチ３０１と、スイッチ制御部３０２と、分波器３１１，３１２，３１５，３１６と、合波器３１３，３１４，３１７，３１８と、受信器３２１，３２３と、送信器３２２，３２４と、入力ＩＦ３３１，３３２と、出力ＩＦ３３３，３３４と、ＯＡＤＭ３６１〜３６８とから構成されている。尚、他の光ＸＣ装置１５〜１８，２１，２２の構成も上記の光ＸＣ装置１１の構成と同様となっている。
【００３５】
光伝送路３４１〜３４４は光ＸＣ装置１３と隣接ＸＣ装置とを接続しており、光信号を伝送する。伝送路３４５〜３４８はクライアントに接続される。
【００３６】
ＯＡＤＭ３６１〜３６８はＵＬＨ伝送路３４９〜３５２に挿入され、光信号を電気スイッチ３０１へ分岐（ｄｒｏｐ）、電気スイッチ３０１からの光信号を挿入（ａｄｄ）する。ＯＡＤＭ３６１〜３６８によって、全ての信号チャネルに対して受信器と送信器とを備える必要がなく、経済的にネットワークを構成することが可能になり、光ＸＣ装置の規模を小さくすることもできる。
【００３７】
光ＸＣ装置を通過するパスはＯＡＤＭ３６１〜３６８を通過する。宛先がこの光ＸＣ装置１３に接続されたクライアントのパスはＯＡＤＭ３６１〜３６８で電気スイッチ３０１に分岐され、新たな信号が電気スイッチ３０１とＯＡＤＭ３６１〜３６８とを通ってＵＬＨ伝送路３４９〜３５２に挿入される。
【００３８】
図４は図１の管理装置３０のＵＬＨ配置を求める手順を示すフローチャートであり、図５は本発明の一実施例の動作手順を説明するための図である。これら図４及び図５を参照して、管理装置３０で実行されるＵＬＨの配置を求める手順について説明する。この手順は必要な送信器数と受信器数とを低減することを目的としている。また、この手順ではＯＡＤＭ数、スイッチのポート数、波長数、伝送路全長、送信器・受信器・合波器・分波器・増幅器・伝送路・分岐素子等のネットワークの構成素子にそれぞれの単価を掛けたものの和を低減させることを目的にすることもできる。
【００３９】
図５に示す光通信ネットワークにおいて、図４に示すフローチャートにしたがって２本のＵＬＨの設置場所を求める。図５に示す光通信ネットワークの構成は、図１と同じであるが、図５ではＵＬＨが設定されていない。「光ＸＣ装置１１−光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」と、「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」と、「光ＸＣ装置１９−光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置２２」と、「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１４」をそれぞれ通過する光波パス１６３〜１６６が存在するものとする。それぞれのトラフィック量は順に「１」、「２」、「２」、「１」とする。
【００４０】
新たにＵＬＨの設置が必要になる場合に、管理装置３０に制御リンク１４１〜１５２を通じて、光ＸＣ装置１１〜２２からトポロジ情報とトラフィック情報とが入力され、管理装置３０にトポロジ情報とトラフィック情報とが記憶される（図４ステップＳ１）。
【００４１】
トラフィック情報としては、パス１６３に対応して経路「光ＸＣ装置１１−光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」及びトラフィック量「１」が、パス１６４に対応して経路「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」及びトラフィック量「２」が、パス１６５に対応して経路「光ＸＣ装置１９−光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置２２」及びトラフィック量「２」が、パス１６６に対応して経路「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１４」及びトラフィック量「１」がそれぞれ記憶される。
【００４２】
管理装置３０は新たにＵＬＨ配置が必要な時だけ、トポロジ情報とトラフィック情報とを得るのではなく、定期的に、トポロジ情報とトラフィック情報とを得て、一定期間記憶しておく機能を備えることもできる。これによって、過去の一定期間の情報を参考にし、将来の予測を行ったＵＬＨ配置を行うことができる。
【００４３】
続いて、管理装置３０はＵＬＨによって伝送可能である距離範囲内の経路を検索し、その検索した経路を候補経路として、候補経路リストを作成する（図４ステップＳ２）。候補経路リストには経路の始点光ＸＣ装置、終点光ＸＣ装置、中継光ＸＣ装置が記述される。
【００４４】
候補経路リストは記憶しているトポロジ情報から作成することも可能であるし、管理者が直接与えることも可能である。ここでは、候補経路として「光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」と、「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」と、「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」をそれぞれ通過する経路が与えられたとする。また、管理装置３０は敷設順序を１にする（図４ステップＳ３）。
【００４５】
次に、管理装置３０は光ＸＣ装置ｉと光ＸＣ装置ｊとの間のリンク上のトラフィックを数えて、Ｔｌ（ｉ，ｊ）に記憶する（図４ステップＳ４）。管理装置３０はこの処理をネットワーク内の全てのリンクに対して行う。
【００４６】
続いて、管理装置３０は光ＸＣ装置ｉを通過し、光ＸＣ装置ｉに隣接する光ＸＣ装置ｊ、ｋ間を伝送されるトラフィック量を数えて、Ｔｎ（ｉ）（ｊ，ｋ）に記憶する（図４ステップＳ５）。管理装置３０はこの処理をネットワーク内の全ての光ＸＣ装置に対して行う。
【００４７】
管理装置３０はステップＳ２によって得られた候補経路に対して、評価値を与える（図４ステップＳ６）。評価値としてはリンク上のトラフィック量と、光ＸＣ装置を通過するトラフィック量とを利用する。
【００４８】
リンク上のトラフィック量Ｔｌ（ｉ，ｊ）は光ＸＣ装置ｉと光ＸＣ装置ｊとの間のリンクを通過するトラフィック量のことである。例えば、図５において、光ＸＣ装置１６と光ＸＣ装置１７との間のリンク１２９上のトラフィック量はパス１６３とパス１６４とのトラフィック量の和で与えられ、トラフィック量Ｔｌ（１６，１７）は「３」となる。
【００４９】
光ＸＣ装置を通過するトラフィック量Ｔｎ（ｉ）（ｊ，ｋ）は、光ＸＣ装置ｉと、その隣接した２つの光ＸＣ装置ｊ及び光ＸＣ装置ｋを通過するトラフィック量のことである。例えば、図５において、Ｔｎ（１６）（１５，１７）はパス１６４のみが通過するので、トラフィック量は「２」となる。
【００５０】
リンク上のトラフィック量と光ＸＣ装置のトラフィック量とにそれぞれ適当な重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いる。ａ，ｂを定数として、各候補経路上のａ＊Ｔｌとｂ＊Ｔｎとの総和が、各候補経路の評価値となる。ｂをａ以上にした場合の方が、送信器数と受信器数との低減数が大きい。
【００５１】
リンク（ｉ，ｊ）上に既にｎ本のＵＬＨが設定されている場合には、ｃを定数とし、ｃのｎ乗とＴｌ（ｉ，ｊ）との積を用いる。また、リンク（ｉ，ｊ）とリンク（ｊ，ｋ）とを共に通過するｎ本のＵＬＨが設定されている時、ｃのｎ乗とＴｎ（ｊ）（ｉ，ｋ）との積を用いる。定数ｃは０以上で、１より小さい値とする。
【００５２】
図５において、ａ＝１、ｂ＝２として各候補経路に評価値を与える。「光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路の評価値は「５」、「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路の評価値は「１８」、「光ＸＣ装置１９−光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置２２」を通過する候補経路の評価値は「９」となる。
【００５３】
全ての候補経路に対して評価値が与えられると、管理装置３０は評価値が最大の候補経路を選択する（図４ステップＳ７）。図５においては、３本の候補経路から「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路が選択される。
【００５４】
管理装置３０は選択された候補経路の評価値が予め決められた基準値より大きいかどうかを判断し（図４ステップＳ８）、基準値より大きければＵＬＨを設定する経路として、選択された候補経路を敷設する順番とともに出力し、敷設順序を１増やす（図４ステップＳ９）。図５において、基準値は「５」とする。ステップＳ７で選択された候補経路のトラフィック量は基準値より大きいため、管理装置３０はＵＬＨを設定するべき経路として、「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する経路を１番目にＵＬＨを敷設すべき経路として出力する。基準値の値はどのような値でも可能である。評価値はＵＬＨを設定することによるコスト削減量であるので、この基準値を１つのＵＬＨを敷設する際のコストにすることで、ネットワーク全体のコストが最小となるＵＬＨ数で、自動的に処理を終了することができる。
【００５５】
管理装置３０はＵＬＨが設定された経路を候補経路リストから削除する（図４ステップＳ１０）。図５において、「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７―光ＸＣ装置１８」を通過する経路を候補経路リストから削除するため、候補経路リストには、「光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」と、「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」とをそれぞれ通過する候補経路が残る。
【００５６】
管理装置３０は必要なＵＬＨの本数が設定されるまで、ステップＳ６〜Ｓ１１を繰り返し行う。管理装置３０は必要な本数が設定された場合（図４ステップＳ１１）、または選択された候補経路の評価値が基準値より低い場合（図４ステップＳ８）に処理を終了する。
【００５７】
図５において、ＵＬＨを２本設定することが求められているので、管理装置３０は候補経路に対する評価値を与えなおす。「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過するようにＵＬＨが設定されるので、ｃ＝０．５とすると、「光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路のトラフィック量は「２．５」、「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路のトラフィック量は「５．５」となる（図４ステップＳ６）。
【００５８】
評価値が最大の候補経路は「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路であるので、管理装置３０はこの経路を２番目にＵＬＨを配置すべき経路として出力する。要求されたＵＬＨの本数を選択したので、図４に示すフローチャートの処理は終了する。
【００５９】
本発明の一実施例では１つの管理装置３０が全ての光ＸＣ装置１１〜２２を集中的に管理しているが、管理装置３０が全ての光ＸＣ装置１１〜２２を集中的に管理するのではなく、各光ＸＣ装置に管理装置を備えた構成もある。
【００６０】
図６は本発明の他の実施例による通信ネットワークの構成を示すブロック図である。図６において、本発明の他の実施例による通信ネットワークでは、各光ＸＣ装置４１〜５２の管理装置が互いに、光ＸＣ装置間を接続している制御リンク４４１〜４５７を通じて、トポロジ情報とトラフィック情報とを交換し、候補経路を作成してＵＬＨの配置を求めることができる。
【００６１】
図７は図６に示すＵＬＨが設定されていない光ＸＣ装置４１の構成を示すブロック図である。図７において、光ＸＣ装置４１は管理部５０１を加えた以外は図２に示す光ＸＣ装置１１の構成と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は図２に示す光ＸＣ装置１１と同様である。さらに、他のＵＬＨが設定されていない光ＸＣ装置４２，４４，４９，５０の構成も上記の光ＸＣ装置１１の構成と同様となっている。
【００６２】
管理部５０１は、図示していないが、隣接光ＸＣ装置から制御リンク２４０を介して入力されるトポロジ情報とトラフィック情報とを記憶する機能と、資源配置計算を行う機能と、資源配置の計算結果を出力する機能とを有している。これらの機能は１つの装置で実現する構成もあるし、複数の装置で実現する構成もある。
【００６３】
図８は図６に示すＵＬＨが設定されている光ＸＣ装置４３の構成を示すブロック図である。図８において、光ＸＣ装置４３は管理部６０１を加えた以外は図３に示す光ＸＣ装置１３の構成と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は図３に示す光ＸＣ装置１３と同様である。さらに、他のＵＬＨが設定されている光ＸＣ装置４５〜４８，５１，５２の構成も上記の光ＸＣ装置１３の構成と同様となっている。
【００６４】
管理部６０１は、図示していないが、隣接光ＸＣ装置から制御リンク３４０を介して入力されるトポロジ情報とトラフィック情報とを記憶する機能と、資源配置計算を行う機能と、資源配置の計算結果を出力する機能とを有している。これらの機能は１つの装置で実現する構成もあるし、複数の装置で実現する構成もある。
【００６５】
図９は本発明の別の実施例による管理装置のＵＬＨ配置を求める手順を示すフローチャートである。図示していないが、本発明の別の実施例による通信ネットワークの構成は、本発明の一実施例及び他の実施例各々の通信ネットワークの構成のいずれでもよい。
【００６６】
図９においては、新たに設定されたＵＬＨを考慮して光波パスを再設定するステップＳ３０を加えた以外は、図４に示す手順と同様であり、ステップＳ２１〜Ｓ２９，Ｓ３１，Ｓ３２は図４のステップＳ１〜Ｓ１１と同様であるので、その説明は省略する。また、ステップＡ３０はステップＳ３１と入替えてもよい。
【００６７】
これによって、光波パスの設定はＵＬＨが既に配置されているリンクのコストをＵＬＨ配置前のコストより減少させ、ダイクストラのアルゴリズムを用いることで実現することができる。したがって、ＵＬＨを多く使用するようなパス設定が行われるため、送信器数と受信器数とをより低減することができる。
【００６８】
このように、本発明ではトポロジ情報からＵＬＨで伝送可能である経路を選択し、この経路を候補経路として利用することによって、始点となる光ＸＣ装置と、終点となる光ＸＣ装置とを求めることができる。
【００６９】
また、本発明ではＵＬＨの設置場所を求める際に、光ＸＣ装置を通過するトラフィック量を評価値に含めることによって、必要となる送信器数と受信器数とを効果的に低減するＵＬＨの設定場所と設定順序とを求めることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光通信ネットワークは、光伝送路上のトラフィック量と光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とを利用して異なる複数の光クロスコネクト装置の配置を求めることによって、必要となる送信器数及び受信器数を低減することができるという効果が得られる。
【００７１】
また、本発明の他の光通信ネットワークは、上記の構成において、異なる複数の光クロスコネクト装置の配置と、配置する順序とを求めることによって、ＯＡＤＭを含む光伝送路の配置場所とその敷設順序とを求めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による光通信ネットワークの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＵＬＨが設定されていない光ＸＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すＵＬＨを中継する光ＸＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の管理装置のＵＬＨ配置を求める手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例の動作手順を説明するための図である。
【図６】本発明の他の実施例による通信ネットワークの構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示すＵＬＨが設定されていない光ＸＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図６に示すＵＬＨが設定されている光ＸＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の別の実施例による管理装置のＵＬＨ配置を求める手順を示すフローチャートである。
【図１０】従来の光波パスの設定手順を示すフローチャートである。
【図１１】従来の光通信ネットワークにおける光波パスの設定手順を説明するための図である。
【符号の説明】
１１〜２２，４１〜５２ 光クロスコネクト装置
３０ 管理装置
１２１〜１３７，２４１〜２４４，
３４１〜３４８，４２１〜４３７ 光伝送路
１４１〜１５２，２４０，３４０，
４４１〜４５２ 制御リンク
１６１，１６２，３４９〜３５２，
４６１，４６２ ＵＬＨ
１６３〜１６６ 光波パス
２０１，３０１ 電気スイッチ
２０２，３０２ 制御部
２２１，３２１，３２３ 受信器
２２２，３２２，３２４ 送信器
２１１，２１２，３１１，３１２，
３１５，３１６ 分波器
２１３，２１４，３１３，３１４，
３１７，３１８ 合波器
２３１，２３２，３３１，３３２ 入力ＩＦ
２３３，２３４，３３３，３３４ 出力ＩＦ
３６１〜３６８ ＯＡＤＭ
５０１，６０１ 管理部
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信ネットワーク及びそれに用いる光通信ネットワーク設計方法に関し、特に１つ以上の光アド・ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ：ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ−ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）を送信器と受信器との間に含む光伝送路を経済的に敷設するように、その敷設場所と順序とを決定する光通信ネットワークの設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の光アド・ドロップ・マルチプレクサ（以下、ＯＡＤＭとする）においては、光伝送路へ光信号を挿入（ａｄｄ）、または光伝送路から光信号を分岐（ｄｒｏｐ）する機能を備えている。
【０００３】
従来、この種の光通信ネットワーク設計方法としては、例えば「１リンクに複数ファイバをもつ光波網への光波パス配置」（電子情報通信学会論文誌Ｂ−Ｉ，Ｖｏｌ．Ｊ８０−Ｂ−Ｉ，Ｎｏ．１０，１９９７年，ｐｐ．７５２−７６５）に掲載された論文に記載されているように、必要な波長変換器数を最小にするような光波パスの配置法を求めるために用いられている。上記のような要求された全ての光波パスの設定手順を図１０に示す。
【０００４】
この設定手順においては、最初に、全ての光波パスを最短経路で仮配置する（図１０ステップＳ４１）。この時、最短経路を求める方法としては、ダイクストラ（Ｄｉｊｋｓｔｒａ）の最短経路法等を用いる。
【０００５】
次に、上記の設定手順では、光波パスの本配置を行う。まず、光ＸＣ（ｃｒｏｓｓ ｃｏｎｎｅｃｔ：クロスコネクト）装置間のリンクのコストＣ（ｉ，ｊ）の設定を行う（図１０ステップＳ４２〜Ｓ４６）。
【０００６】
コストＣ（ｉ，ｊ）は光ＸＣ装置ｉと光ＸＣ装置ｊとの間に設定されるリンク（ｉ，ｊ）のコストである。上記の設定手順では、光ＸＣ装置ｉと光ＸＣ装置ｊとの間にリンク（ｉ，ｊ）が存在する時、コストＣ（ｉ，ｊ）を光ＸＣ装置間の距離Ｍａとし、リンク（ｉ，ｊ）が存在しない時はコストＣ（ｉ，ｊ）を無限大にする（図１０ステップＳ４２）。
【０００７】
続いて、上記の設定手順では、リンク（ｉ，ｊ）に仮配置で既に光波パスが設定されていれば、コストＣ（ｉ，ｊ）にある係数Ｍｂと、リンク（ｉ，ｊ）に仮配置時に設定された光波パス数Ｃｂとの積を加える（図１０ステップＳ４３）。上記の設定手順では、リンク（ｉ，ｊ）に本配置で既に光波パスが設定されていれば、コストＣ（ｉ，ｊ）にある係数Ｍｃと本配置で既に設定されている光波パス数Ｃｃとの積を加える（図１０ステップＳ４４）。
【０００８】
また、上記の設定手順では、リンク（ｉ，ｊ）の残り資源が１ならば、コストＣ（ｉ，ｊ）にある定数Ｍｄを加え、残り資源が０ならば、コストＣ（ｉ，ｊ）を無限大にする（図１０ステップＳ４５）。さらに、上記の設定手順では、使用量最大のリンクに、コストある定数Ｍｅを加える（図１０ステップＳ４６）。上記の設定手順では、以上のステップＳ４２〜Ｓ４６にしたがって、ネットワーク内の全てのリンクにコストを設定する。
【０００９】
この後に、上記の設定手順では、各リンクのコスト設定終了後、未設定光波パス中でホップ数が最小の光波パスを選択する（図１０ステップＳ４７）。上記の設定手順では、選択された光波パスの始点光ＸＣ装置と終点光ＸＣ装置との間の経路のリンクコストの合計が最小の経路を選択する（図１０ステップＳ４８）。上記の設定手順では、選択した光波パスのコストが無限大かどうかを判断し（図１０ステップＳ４９）、コストが無限大でなければ、選択した光波パスを設定する。
【００１０】
もし、このコストが無限大であれば、上記の設定手順では、光波パスの配置失敗として手順を終了する。光波パスを設定すると、全ての光波パスの経路を設定したかどうかを判断し（図１０ステップＳ５０）、未設定の光波パスが残っていればステップＳ２２に戻る。全ての光波パスを設定すれば、手順を終了させる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の設定手順では、ネットワークを設計する前に、始点光ＸＣ装置と、終点光ＸＣ装置とが与えられるため、始点光ＸＣ装置と終点光ＸＣ装置との設定を行うことができないという問題がある。
【００１２】
また、従来の設定手順では、光ＸＣ装置間に設定されたリンクにのみコストを与えるため、始点光ＸＣ装置と終点光ＸＣ装置とが決定したとして、設定された経路では、必ずしも、送信器数と受信器数とを低減することができないという問題がある。
【００１３】
例えば、図１１に示す光通信ネットワークにおいて、２個の光波パス７０１，７０２が「光ＸＣ装置７１−光ＸＣ装置７２」に、２個の光波パス７０３，７０４が「光ＸＣ装置７２−光ＸＣ装置７４」に、１個の光波パス７０５が「光ＸＣ装置７１−光ＸＣ装置７３−光ＸＣ装置７４」に設定され、始点光ＸＣ装置及び終点光ＸＣ装置がそれぞれ光ＸＣ装置７１、光ＸＣ装置７４である場合、「光ＸＣ装置７１−光ＸＣ装置７２−光ＸＣ装置７４」のパス数＊ホップ数は「４」となり、「光ＸＣ装置７１−光ＸＣ装置７３−光ＸＣ装置７４」のパス数＊ホップ数は「２」となり、ＯＡＤＭを含む光伝送路をパス数＊ホップ数が大きいところに設置すると、ＯＡＤＭを光ＸＣ装置７２に設置するような光伝送路が設定される。しかしながら、光ＸＣ装置７２では全てのパスが挿入または分岐するため、送信器数と受信器数とが低減されない。
【００１４】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、必要となる送信器数及び受信器数を低減することができる光通信ネットワーク及びそれに用いる光通信ネットワーク設計方法を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、ＯＡＤＭを含む光伝送路の配置場所とその敷設順序とを求めることができる光通信ネットワーク及びそれに用いる光通信ネットワーク設計方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明による光通信ネットワークは、光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークであって、
前記光クロスコネクト装置各々と制御リンクで接続される管理装置と、前記管理装置に設けられかつ前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求める機能とを備え、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくしている。
【００１７】
本発明による他の光通信ネットワークは、光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークであって、
前記複数の光クロスコネクト装置各々に設けられかつ制御リンクを介して隣接装置に接続される管理装置と、前記管理装置に設けられかつ前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求める機能とを備え、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくしている。
【００１８】
本発明による光通信ネットワーク設計方法は、光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークの光通信ネットワーク設計方法であって、
前記光クロスコネクト装置各々と制御リンクで接続される管理装置において、前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求めるステップを備え、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくしている。
【００１９】
本発明による他の光通信ネットワーク設計方法は、光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークの光通信ネットワーク設計方法であって、
前記複数の光クロスコネクト装置各々に設けられかつ制御リンクを介して隣接装置に接続される管理装置において、前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求めるステップを備え、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくしている。
【００２０】
すなわち、本発明の光通信ネットワークは、光波パスの伝送路の切替えを行う光ＸＣ装置と、光クロスコネクト装置間を接続する光伝送路と、ネットワークのトポロジ情報と各光ＸＣ装置のトラフィック量とを記憶して資源配置の計算を行う管理部と、各光ＸＣ装置からトポロジ情報とトラフィック情報とを管理部に伝送する制御リンクとを備えている。
【００２１】
本発明の光通信システム設計方法は、各光ＸＣ装置から、制御リンクを通じて、トポロジ情報とトラフィック情報を得て、光ＸＣ装置間のリンク上のトラフィック量と光ＸＣ装置を通過するトラフィック量とを評価値とし、ＵＬＨ（ｕｌｔｒａ ｌｏｎｇ ｈａｕｌ）を設定する経路と敷設順番とを共に求める手段を備えている。
【００２２】
このように構成し、リンク上のトラフィック量だけでなく、光ＸＣ装置を通過するトラフィック量を評価値として用いることによって、送信器数と受信器数を低減することが可能なＵＬＨの設置場所と設置順序とを求めることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による光通信ネットワークの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による光通信ネットワークは光ＸＣ（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔ：クロスコネクト）装置１１〜２２と、これら光ＸＣ装置１１〜２２を接続する光伝送路１２１〜１３７と、管理装置３０と、光ＸＣ装置１１〜２２と管理装置３０とを接続する制御リンク１４１〜１５２とから構成されている。
【００２４】
ここで、いくつかの光ＸＣ装置間にはＵＬＨ（ｕｌｔｒａ ｌｏｎｇ ｈａｕｌ）が設定される。図１に示す例では、光ＸＣ装置１５，１６，１７，１８にＵＬＨ１６１が設定され、光ＸＣ装置１３，１７，２１，２２にＵＬＨ１６２が設定される。
【００２５】
ＵＬＨとは電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光伝送システムのことである。また、伝送路の途中に１つ以上の光アド・ドロップ・マルチプレクサ［以下、ＯＡＤＭ（ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ−ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）とする］を挿入することができる。ここでは１つ以上のＯＡＤＭを送信器と受信器との間に含む光伝送路をＵＬＨと呼ぶ。ＯＡＤＭは光伝送路に光信号を挿入（ａｄｄ）、または光伝送路から光信号を分岐（ｄｒｏｐ）する機能を備えている。
【００２６】
管理装置３０は、図示していないが、制御リンク１４１〜１５２から伝えられるトポロジ情報とトラフィック情報とを記憶する機能と、資源配置計算を行う機能と、資源配置の計算結果を出力する機能とを有している。これらの機能は１つの装置で実現する構成もあるし、複数の装置で実現する構成もある。光ＸＣ装置１１〜２２間のコストとしては伝送路の距離、伝送路の特性である偏波モード分散、損失等がある。
【００２７】
トポロジ情報としては光ＸＣ装置１１〜２２間の接続関係、光ＸＣ装置１１〜２２間の伝送コスト、光ＸＣ装置１１〜２２の規模がある。トラフィック情報としては、パスの始点及び終点、中継光ＸＣ装置、トラフィック量がある。
【００２８】
光ＸＣ装置１１〜２２は光伝送路１２１〜１３７を伝送されるパスの経路を切替える機能を備える。ＵＬＨが設定される光ＸＣ装置１３，１５〜１８，２１，２２と、ＵＬＨが設定されない光ＸＣ装置１１，１２，１４，１９，２０の構成とは異なる。このため、ＵＬＨの配置を求めることは、異なる種類の光ＸＣ装置１１〜２２の配置を求めることでもある。
【００２９】
図２は図１に示すＵＬＨが設定されていない光ＸＣ装置１１の構成を示すブロック図である。図２において、光ＸＣ装置１１は電気スイッチ２０１と、スイッチ制御部２０２と、分波器２１１，２１２と、合波器２１３，２１４と、受信器２２１と、送信器２２２と、クライアントに接続される入力ＩＦ（インタフェース）２３１，２３２と、出力ＩＦ（インタフェース）２３３，２３４とから構成されている。尚、他の光ＸＣ装置１２，１４，１９，２０の構成も上記の光ＸＣ装置１１の構成と同様となっている。
【００３０】
受信器２２１は光信号から電気信号への変換を行う。送信器２２２は電気信号から光信号への変換を行う。受信器２２１及び送信器２２２の機能を持った送受信器を受信器２２１及び送信器２２２の代わりに用いることで、電気スイッチ２０１の代わりに光スイッチを用いることもできる。
【００３１】
スイッチ制御部２０２はネットワークの管理装置３０と制御リンクで接続され、電気スイッチ２０１から得たトラフィック情報を送信する。入力ＩＦ２３１，２３２と出力ＩＦ２３３，２３４とは伝送路２４５〜２４８でクライアントに接続され、電気スイッチ２０１で扱うデータ構造とクライアントで扱うデータ構造との変換の機能を備える。電気スイッチ２０１及びクライアントで扱うデータ構造が同一の場合には、入力ＩＦ２３１，２３２と出力ＩＦ２３３，２３４とを省略することができる。
【００３２】
分波器２１１，２１２及び合波器２１３，２１４は隣接光ＸＣ装置へ向かう光伝送路２４１〜２４４に接続され、光ＸＣ装置間の信号を波長分割多重（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）通信する際に必要になり、１本の伝送路上の複数波長を波長または複数波長を束ねた波長バンドに分割、多重する。
【００３３】
図３は図１に示すＵＬＨを中継する光ＸＣ装置１３の構成を示すブロック図である。図３において、光ＸＣ装置１３には図２に示す光ＸＣ装置１１にＵＬＨを中継するためのＯＡＤＭ（ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ−ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）３６１〜３６８と、ＵＬＨ伝送路３４９〜３５２が加わった構成となっている。
【００３４】
つまり、光ＸＣ装置１３は電気スイッチ３０１と、スイッチ制御部３０２と、分波器３１１，３１２，３１５，３１６と、合波器３１３，３１４，３１７，３１８と、受信器３２１，３２３と、送信器３２２，３２４と、入力ＩＦ３３１，３３２と、出力ＩＦ３３３，３３４と、ＯＡＤＭ３６１〜３６８とから構成されている。尚、他の光ＸＣ装置１５〜１８，２１，２２の構成も上記の光ＸＣ装置１１の構成と同様となっている。
【００３５】
光伝送路３４１〜３４４は光ＸＣ装置１３と隣接ＸＣ装置とを接続しており、光信号を伝送する。伝送路３４５〜３４８はクライアントに接続される。
【００３６】
ＯＡＤＭ３６１〜３６８はＵＬＨ伝送路３４９〜３５２に挿入され、光信号を電気スイッチ３０１へ分岐（ｄｒｏｐ）、電気スイッチ３０１からの光信号を挿入（ａｄｄ）する。ＯＡＤＭ３６１〜３６８によって、全ての信号チャネルに対して受信器と送信器とを備える必要がなく、経済的にネットワークを構成することが可能になり、光ＸＣ装置の規模を小さくすることもできる。
【００３７】
光ＸＣ装置を通過するパスはＯＡＤＭ３６１〜３６８を通過する。宛先がこの光ＸＣ装置１３に接続されたクライアントのパスはＯＡＤＭ３６１〜３６８で電気スイッチ３０１に分岐され、新たな信号が電気スイッチ３０１とＯＡＤＭ３６１〜３６８とを通ってＵＬＨ伝送路３４９〜３５２に挿入される。
【００３８】
図４は図１の管理装置３０のＵＬＨ配置を求める手順を示すフローチャートであり、図５は本発明の一実施例の動作手順を説明するための図である。これら図４及び図５を参照して、管理装置３０で実行されるＵＬＨの配置を求める手順について説明する。この手順は必要な送信器数と受信器数とを低減することを目的としている。また、この手順ではＯＡＤＭ数、スイッチのポート数、波長数、伝送路全長、送信器・受信器・合波器・分波器・増幅器・伝送路・分岐素子等のネットワークの構成素子にそれぞれの単価を掛けたものの和を低減させることを目的にすることもできる。
【００３９】
図５に示す光通信ネットワークにおいて、図４に示すフローチャートにしたがって２本のＵＬＨの設置場所を求める。図５に示す光通信ネットワークの構成は、図１と同じであるが、図５ではＵＬＨが設定されていない。「光ＸＣ装置１１−光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」と、「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」と、「光ＸＣ装置１９−光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置２２」と、「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１４」をそれぞれ通過する光波パス１６３〜１６６が存在するものとする。それぞれのトラフィック量は順に「１」、「２」、「２」、「１」とする。
【００４０】
新たにＵＬＨの設置が必要になる場合に、管理装置３０に制御リンク１４１〜１５２を通じて、光ＸＣ装置１１〜２２からトポロジ情報とトラフィック情報とが入力され、管理装置３０にトポロジ情報とトラフィック情報とが記憶される（図４ステップＳ１）。
【００４１】
トラフィック情報としては、パス１６３に対応して経路「光ＸＣ装置１１−光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」及びトラフィック量「１」が、パス１６４に対応して経路「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」及びトラフィック量「２」が、パス１６５に対応して経路「光ＸＣ装置１９−光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置２２」及びトラフィック量「２」が、パス１６６に対応して経路「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１４」及びトラフィック量「１」がそれぞれ記憶される。
【００４２】
管理装置３０は新たにＵＬＨ配置が必要な時だけ、トポロジ情報とトラフィック情報とを得るのではなく、定期的に、トポロジ情報とトラフィック情報とを得て、一定期間記憶しておく機能を備えることもできる。これによって、過去の一定期間の情報を参考にし、将来の予測を行ったＵＬＨ配置を行うことができる。
【００４３】
続いて、管理装置３０はＵＬＨによって伝送可能である距離範囲内の経路を検索し、その検索した経路を候補経路として、候補経路リストを作成する（図４ステップＳ２）。候補経路リストには経路の始点光ＸＣ装置、終点光ＸＣ装置、中継光ＸＣ装置が記述される。
【００４４】
候補経路リストは記憶しているトポロジ情報から作成することも可能であるし、管理者が直接与えることも可能である。ここでは、候補経路として「光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」と、「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」と、「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」をそれぞれ通過する経路が与えられたとする。また、管理装置３０は敷設順序を１にする（図４ステップＳ３）。
【００４５】
次に、管理装置３０は光ＸＣ装置ｉと光ＸＣ装置ｊとの間のリンク上のトラフィックを数えて、Ｔｌ（ｉ，ｊ）に記憶する（図４ステップＳ４）。管理装置３０はこの処理をネットワーク内の全てのリンクに対して行う。
【００４６】
続いて、管理装置３０は光ＸＣ装置ｉを通過し、光ＸＣ装置ｉに隣接する光ＸＣ装置ｊ、ｋ間を伝送されるトラフィック量を数えて、Ｔｎ（ｉ）（ｊ，ｋ）に記憶する（図４ステップＳ５）。管理装置３０はこの処理をネットワーク内の全ての光ＸＣ装置に対して行う。
【００４７】
管理装置３０はステップＳ２によって得られた候補経路に対して、評価値を与える（図４ステップＳ６）。評価値としてはリンク上のトラフィック量と、光ＸＣ装置を通過するトラフィック量とを利用する。
【００４８】
リンク上のトラフィック量Ｔｌ（ｉ，ｊ）は光ＸＣ装置ｉと光ＸＣ装置ｊとの間のリンクを通過するトラフィック量のことである。例えば、図５において、光ＸＣ装置１６と光ＸＣ装置１７との間のリンク１２９上のトラフィック量はパス１６３とパス１６４とのトラフィック量の和で与えられ、トラフィック量Ｔｌ（１６，１７）は「３」となる。
【００４９】
光ＸＣ装置を通過するトラフィック量Ｔｎ（ｉ）（ｊ，ｋ）は、光ＸＣ装置ｉと、その隣接した２つの光ＸＣ装置ｊ及び光ＸＣ装置ｋを通過するトラフィック量のことである。例えば、図５において、Ｔｎ（１６）（１５，１７）はパス１６４のみが通過するので、トラフィック量は「２」となる。
【００５０】
リンク上のトラフィック量と光ＸＣ装置のトラフィック量とにそれぞれ適当な重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いる。ａ，ｂを定数として、各候補経路上のａ＊Ｔｌとｂ＊Ｔｎとの総和が、各候補経路の評価値となる。ｂをａ以上にした場合の方が、送信器数と受信器数との低減数が大きい。
【００５１】
リンク（ｉ，ｊ）上に既にｎ本のＵＬＨが設定されている場合には、ｃを定数とし、ｃのｎ乗とＴｌ（ｉ，ｊ）との積を用いる。また、リンク（ｉ，ｊ）とリンク（ｊ，ｋ）とを共に通過するｎ本のＵＬＨが設定されている時、ｃのｎ乗とＴｎ（ｊ）（ｉ，ｋ）との積を用いる。定数ｃは０以上で、１より小さい値とする。
【００５２】
図５において、ａ＝１、ｂ＝２として各候補経路に評価値を与える。「光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路の評価値は「５」、「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路の評価値は「１８」、「光ＸＣ装置１９−光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置２２」を通過する候補経路の評価値は「９」となる。
【００５３】
全ての候補経路に対して評価値が与えられると、管理装置３０は評価値が最大の候補経路を選択する（図４ステップＳ７）。図５においては、３本の候補経路から「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路が選択される。
【００５４】
管理装置３０は選択された候補経路の評価値が予め決められた基準値より大きいかどうかを判断し（図４ステップＳ８）、基準値より大きければＵＬＨを設定する経路として、選択された候補経路を敷設する順番とともに出力し、敷設順序を１増やす（図４ステップＳ９）。図５において、基準値は「５」とする。ステップＳ７で選択された候補経路のトラフィック量は基準値より大きいため、管理装置３０はＵＬＨを設定するべき経路として、「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する経路を１番目にＵＬＨを敷設すべき経路として出力する。基準値の値はどのような値でも可能である。評価値はＵＬＨを設定することによるコスト削減量であるので、この基準値を１つのＵＬＨを敷設する際のコストにすることで、ネットワーク全体のコストが最小となるＵＬＨ数で、自動的に処理を終了することができる。
【００５５】
管理装置３０はＵＬＨが設定された経路を候補経路リストから削除する（図４ステップＳ１０）。図５において、「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７―光ＸＣ装置１８」を通過する経路を候補経路リストから削除するため、候補経路リストには、「光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」と、「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」とをそれぞれ通過する候補経路が残る。
【００５６】
管理装置３０は必要なＵＬＨの本数が設定されるまで、ステップＳ６〜Ｓ１１を繰り返し行う。管理装置３０は必要な本数が設定された場合（図４ステップＳ１１）、または選択された候補経路の評価値が基準値より低い場合（図４ステップＳ８）に処理を終了する。
【００５７】
図５において、ＵＬＨを２本設定することが求められているので、管理装置３０は候補経路に対する評価値を与えなおす。「光ＸＣ装置１５−光ＸＣ装置１６−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過するようにＵＬＨが設定されるので、ｃ＝０．５とすると、「光ＸＣ装置１２−光ＸＣ装置１３−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路のトラフィック量は「２．５」、「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路のトラフィック量は「５．５」となる（図４ステップＳ６）。
【００５８】
評価値が最大の候補経路は「光ＸＣ装置２０−光ＸＣ装置２１−光ＸＣ装置１７−光ＸＣ装置１８」を通過する候補経路であるので、管理装置３０はこの経路を２番目にＵＬＨを配置すべき経路として出力する。要求されたＵＬＨの本数を選択したので、図４に示すフローチャートの処理は終了する。
【００５９】
本発明の一実施例では１つの管理装置３０が全ての光ＸＣ装置１１〜２２を集中的に管理しているが、管理装置３０が全ての光ＸＣ装置１１〜２２を集中的に管理するのではなく、各光ＸＣ装置に管理装置を備えた構成もある。
【００６０】
図６は本発明の他の実施例による通信ネットワークの構成を示すブロック図である。図６において、本発明の他の実施例による通信ネットワークでは、各光ＸＣ装置４１〜５２の管理装置が互いに、光ＸＣ装置間を接続している制御リンク４４１〜４５７を通じて、トポロジ情報とトラフィック情報とを交換し、候補経路を作成してＵＬＨの配置を求めることができる。
【００６１】
図７は図６に示すＵＬＨが設定されていない光ＸＣ装置４１の構成を示すブロック図である。図７において、光ＸＣ装置４１は管理部５０１を加えた以外は図２に示す光ＸＣ装置１１の構成と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は図２に示す光ＸＣ装置１１と同様である。さらに、他のＵＬＨが設定されていない光ＸＣ装置４２，４４，４９，５０の構成も上記の光ＸＣ装置１１の構成と同様となっている。
【００６２】
管理部５０１は、図示していないが、隣接光ＸＣ装置から制御リンク２４０を介して入力されるトポロジ情報とトラフィック情報とを記憶する機能と、資源配置計算を行う機能と、資源配置の計算結果を出力する機能とを有している。これらの機能は１つの装置で実現する構成もあるし、複数の装置で実現する構成もある。
【００６３】
図８は図６に示すＵＬＨが設定されている光ＸＣ装置４３の構成を示すブロック図である。図８において、光ＸＣ装置４３は管理部６０１を加えた以外は図３に示す光ＸＣ装置１３の構成と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は図３に示す光ＸＣ装置１３と同様である。さらに、他のＵＬＨが設定されている光ＸＣ装置４５〜４８，５１，５２の構成も上記の光ＸＣ装置１３の構成と同様となっている。
【００６４】
管理部６０１は、図示していないが、隣接光ＸＣ装置から制御リンク３４０を介して入力されるトポロジ情報とトラフィック情報とを記憶する機能と、資源配置計算を行う機能と、資源配置の計算結果を出力する機能とを有している。これらの機能は１つの装置で実現する構成もあるし、複数の装置で実現する構成もある。
【００６５】
図９は本発明の別の実施例による管理装置のＵＬＨ配置を求める手順を示すフローチャートである。図示していないが、本発明の別の実施例による通信ネットワークの構成は、本発明の一実施例及び他の実施例各々の通信ネットワークの構成のいずれでもよい。
【００６６】
図９においては、新たに設定されたＵＬＨを考慮して光波パスを再設定するステップＳ３０を加えた以外は、図４に示す手順と同様であり、ステップＳ２１〜Ｓ２９，Ｓ３１，Ｓ３２は図４のステップＳ１〜Ｓ１１と同様であるので、その説明は省略する。また、ステップＡ３０はステップＳ３１と入替えてもよい。
【００６７】
これによって、光波パスの設定はＵＬＨが既に配置されているリンクのコストをＵＬＨ配置前のコストより減少させ、ダイクストラのアルゴリズムを用いることで実現することができる。したがって、ＵＬＨを多く使用するようなパス設定が行われるため、送信器数と受信器数とをより低減することができる。
【００６８】
このように、本発明ではトポロジ情報からＵＬＨで伝送可能である経路を選択し、この経路を候補経路として利用することによって、始点となる光ＸＣ装置と、終点となる光ＸＣ装置とを求めることができる。
【００６９】
また、本発明ではＵＬＨの設置場所を求める際に、光ＸＣ装置を通過するトラフィック量を評価値に含めることによって、必要となる送信器数と受信器数とを効果的に低減するＵＬＨの設定場所と設定順序とを求めることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光通信ネットワークは、光伝送路上のトラフィック量と光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とを利用して異なる複数の光クロスコネクト装置の配置を求めることによって、必要となる送信器数及び受信器数を低減することができるという効果が得られる。
【００７１】
また、本発明の他の光通信ネットワークは、上記の構成において、異なる複数の光クロスコネクト装置の配置と、配置する順序とを求めることによって、ＯＡＤＭを含む光伝送路の配置場所とその敷設順序とを求めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による光通信ネットワークの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＵＬＨが設定されていない光ＸＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すＵＬＨを中継する光ＸＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の管理装置のＵＬＨ配置を求める手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例の動作手順を説明するための図である。
【図６】本発明の他の実施例による通信ネットワークの構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示すＵＬＨが設定されていない光ＸＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図６に示すＵＬＨが設定されている光ＸＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の別の実施例による管理装置のＵＬＨ配置を求める手順を示すフローチャートである。
【図１０】従来の光波パスの設定手順を示すフローチャートである。
【図１１】従来の光通信ネットワークにおける光波パスの設定手順を説明するための図である。
【符号の説明】
１１〜２２，４１〜５２ 光クロスコネクト装置
３０ 管理装置
１２１〜１３７，２４１〜２４４，
３４１〜３４８，４２１〜４３７ 光伝送路
１４１〜１５２，２４０，３４０，
４４１〜４５２ 制御リンク
１６１，１６２，３４９〜３５２，
４６１，４６２ ＵＬＨ
１６３〜１６６ 光波パス
２０１，３０１ 電気スイッチ
２０２，３０２ 制御部
２２１，３２１，３２３ 受信器
２２２，３２２，３２４ 送信器
２１１，２１２，３１１，３１２，
３１５，３１６ 分波器
２１３，２１４，３１３，３１４，
３１７，３１８ 合波器
２３１，２３２，３３１，３３２ 入力ＩＦ
２３３，２３４，３３３，３３４ 出力ＩＦ
３６１〜３６８ ＯＡＤＭ
５０１，６０１ 管理部
Claims (8)
- 光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークであって、
前記光クロスコネクト装置各々と制御リンクで接続される管理装置と、前記管理装置に設けられかつ前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求める機能とを有し、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくすることを特徴とする光通信ネットワーク。 - 光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークであって、
前記複数の光クロスコネクト装置各々に設けられかつ制御リンクを介して隣接装置に接続される管理装置と、前記管理装置に設けられかつ前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求める機能とを有し、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくすることを特徴とする光通信ネットワーク。 - 電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求める機能によって求めた配置にしたがって前記光クロスコネクト装置の配置を求める機能を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光通信ネットワーク。
- 前記電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置と、配置する順序とを求める手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光通信ネットワーク。
- 光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークの光通信ネットワーク設計方法であって、
前記光クロスコネクト装置各々と制御リンクで接続される管理装置において、前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求めるステップを有し、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくすることを特徴とする光通信ネットワーク設計方法。 - 光波パスのクロスコネクト機能を実行する複数の光クロスコネクト装置と、前記複数の光クロスコネクト装置を相互に接続する複数の光伝送路とを含む通信ネットワークの光通信ネットワーク設計方法であって、
前記複数の光クロスコネクト装置各々に設けられかつ制御リンクを介して隣接装置に接続される管理装置において、前記光伝送路上のトラフィック量と前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量とにそれぞれ重み付け係数を掛けて加えたものを評価値として用いて電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求めるステップを有し、
前記光クロスコネクト装置を通過するトラフィック量の重み付け係数を前記光伝送路上のトラフィック量の重み付け係数より大きくすることを特徴とする光通信ネットワーク設計方法。 - 前記電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置を求める機能によって求めた配置にしたがって前記光クロスコネクト装置の配置を求めるステップを含むことを特徴とする請求項５または請求項６記載の光通信ネットワーク設計方法。
- 前記電気に変換することなく長距離の伝送が可能な光システムの配置と、配置する順序とを求めるステップを含むことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の光通信ネットワーク設計方法。
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