ネットワーク管理装置および光パス設定方法
【課題】ネットワーク上のネットワーク機器の消費電力を抑えて効率的な光パスを設定できること。
【解決手段】ネットワーク管理装置１０１は、光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続したグラフからなり、光パスのノード間の各辺に、光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成部２０１と、補助グラフ作成部２０１により作成された補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算部２０２と、を含む。
【解決手段】ネットワーク管理装置１０１は、光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続したグラフからなり、光パスのノード間の各辺に、光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成部２０１と、補助グラフ作成部２０１により作成された補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算部２０２と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワークにおける光パスを求めるネットワーク管理装置および光パス設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術に基づく光ネットワーク（ＷＤＭネットワーク）とＩＰネットワークを組み合わせたＩＰ／ＷＤＭネットワークでは、ＷＤＭネットワークの上にＩＰネットワークがオーバーレイされている。このＷＤＭネットワーク、ＩＰネットワークをそれぞれＷＤＭレイヤ（もしくは、光レイヤ）、ＩＰレイヤと呼ぶ。ＷＤＭレイヤは、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｒｏｓｓ Ｃｏｎｎｅｃｔ（ＯＸＣ）で構成され、任意の２ノード間で光パスと呼ばれる論理的な通信路を作成することができる。光パスの設定には、通常、２ノード間で共通に利用可能な波長を用い、１本の光パスを設定することにより、２ノード間に１波長の容量（たとえば、１０Ｇｂｐｓや４０Ｇｂｐｓ）に相当する大容量の通信路が論理的に作成される。
【０００３】
光パスで結ばれた２ノードは、ＩＰレイヤ上では隣接関係となり、光パスが通過する中間のＯＸＣと対応して接続されるルータはカットスルーされ、このルータにおいてパケットの転送処理が不要になる。ＯＸＣでの転送処理に必要な単位ビットレートあたりの消費電力は、ルータでの転送処理に必要な単位ビットレートあたりの消費電力と比較して小さい。一方、ＯＸＣでの転送処理の粒度は、ルータの伝送処理の粒度と比較して非常に大きい。
【０００４】
上記の要求に対応すべく、複数の品質の光パスが混在するネットワークのノード装置において、複数の誤り訂正復号器を有し、繰り返し復号の最大回数に達する前に誤り訂正されたとき以降の訂正復号をおこなわずに低消費電力化を図った技術がある（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、光パス設定について、サービスクラス毎に光パス設定による報酬と光パス設定失敗時のコストをテーブル化して設定し、光パス設定要求をテーブル参照により受入可否を判断することにより、光パスの有効利用と、サービスクラス毎の差別化を図る技術がある（たとえば、下記特許文献２参照。）。
【０００５】
また、光パスの設定を監視制御装置で監視し、保有しているトポロジー情報、パス情報等により、新規の光パスの伝送可否を判断し、誤設定を防止して再生中継器における信号誤りの発生等を防止する技術がある（たとえば、下記特許文献３参照。）。また、メッシュ光ＷＤＭネットワークにおける最適光パスの検索方法について、新規光パスを初期化し、乱数を用いた二つのノードを選択し、二つのノード間に光パス設定可能かを判定し、送受信インターフェース全てに対する光パスの割り当て完了を判定し、新規光パスが連結グラフとなっているかを判定する。上記処理により、全てのパターンの光パストポロジーを検索せずとも最良の光パストポロジーを検索可能とした技術がある（たとえば、下記特許文献４参照。）。
【０００６】
また、仮想トポロジレイヤと物理レイヤからなる補助グラフを作成し、ルータの消費電力および光ファイバを使用することによる消費電力を補助グラフ上の辺の重みとする補助グラフを作成し、その上での最小コスト経路を求めることで光パスの選択および経路計算をおこなう方法が提案され、ＩＰ／ＷＤＭネットワークにおける消費電力の削減効果が示されている（たとえば、下記非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１６６３７８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６３４４２号公報
【特許文献３】特開２０１０−６２６４７号公報
【特許文献４】特開２００６−２５３７８６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｍ．Ｘｉａ， Ｍ．Ｔｏｒｎａｔｏｒｅ， Ｙ．Ｚｈａｎｇ， Ｐ．Ｃｈｏｗｄｈｕｒｙ， Ｃ．Ｕ．Ｍａｒｔｅｌ， ａｎｄ Ｂ．Ｍｕｋｈｅｒｊｅｅ，“Ｇｒｅｅｎ ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ ｆｏｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｗｄｍ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，” ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．ＰＰ，ｎｏ．９９，ｐｐ．１−９，Ｄｅｃ．２０１０．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜４の技術では、新規光パスの設定時に、ネットワーク全体の消費電力を削減できる最適な光パスを設定することができない。特に、近年のインターネットトラフィックの増加により、ネットワーク上に配置された上記のルータ、等のネットワーク機器の消費電力が増大してきており、変化するトラフィックに応じて動的に光パスを設定し、ＩＰ／ＷＤＭネットワークにおける消費電力を削減する必要があるが、特許文献１〜４ではこれがおこなえない。また、既存の光パスがある場合において新規の光パスの設定時に消費電力の削減ができる経路を求めることもできない。
【００１０】
一方、非特許文献１の技術では、特許文献１〜４の技術とは異なり、変化するトラフィックに応じて動的に光パスを設定し、ＩＰ／ＷＤＭネットワークにおける消費電力を削減することができる。しかし、ネットワーク上に配置される光再生中継器の存在が考慮されていないという問題が残っている。光再生中継器は、長距離の光パスを設定する際に必要となる光の信号劣化を補償する機器であり、ＯＸＣ内に実装されている。光パスを設定するには、再生中継器によって区切られる区間（セグメントと呼ぶ）の距離が、光信号品質の劣化許容値によって決まる規定値以下になるようにしなければならないという制約（光再生中継器の挿入制約と呼ぶ）がある。したがって、非特許文献１では、光再生中継器の存在が無視されているために、下記の問題点を有している。
【００１１】
１．光再生中継器が必要となるＯＸＣの場所を求めることができない。
２．使用可能な光再生中継器が存在しないＯＸＣを通過する光パスを解として出してしまい、結果としてこの光パスのリソースがなく、光パスを収容できなくなるブロックが発生する。
３．光再生中継器を使用することによる電力増加の効果が考えられていないため、最良とならない光パスを選択し、消費電力が増加する場合がある。
【００１２】
開示のネットワーク管理装置および光パス設定方法は、上述した問題点を解消するものであり、ネットワーク上のネットワーク機器の消費電力を抑えて効率的な光パスを設定できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続したグラフからなり、前記光パスのノード間の各辺に、当該光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成部と、前記補助グラフ作成部により作成された前記補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算部と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
開示のネットワーク管理装置および光パス設定方法によれば、ネットワーク上のネットワーク機器の消費電力を抑えて効率的な光パスを設定できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態におけるネットワーク管理装置を含むネットワーク全体構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１におけるネットワーク管理装置の機能ブロック図である。
【図３】図３は、ネットワーク管理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１におけるネットワーク管理装置の経路計算処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は、補助グラフ作成部の内部ブロック図である。
【図６】図６は、既存光パスレイヤの作成手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、新規光パスレイヤの作成手順を示すフローチャートである。
【図８−１】図８−１は、各レイヤ間の接続の作成手順の一例を示すフローチャートである。
【図８−２】図８−２は、各レイヤ間の接続状態を示す図である。
【図８−３】図８−３は、各レイヤ間の接続の作成手順の他の例を示すフローチャートである。
【図９−１】図９−１は、補助グラフを作成する対象のネットワーク状態を示す図である。
【図９−２】図９−２は、光パスの情報を示す図である。
【図１０】図１０は、電力モデル格納部に格納される情報を示す図表である。
【図１１】図１１は、トラフィック情報格納部に格納される情報を示す図表である。
【図１２】図１２は、既存光パスレイヤの作成結果を示す図である。
【図１３】図１３は、既存光パスレイヤにおける辺の情報を示す図表である。
【図１４】図１４は、各波長毎の接続関係を示す図である。
【図１５】図１５は、波長１についての全ノード間の最短経路とその経路長を示す図表である。
【図１６】図１６は、新規光パス候補レイヤの作成結果を示す図である。
【図１７】図１７は、波長１に対応する新規光パス候補レイヤの情報を示す図表である。
【図１８】図１８は、図８−１に示したレイヤ間の接続方法により各レイヤ間を接続した場合の補助グラフの作成結果を示す図である。
【図１９】図１９は、新規光パス経路を補助グラフ上から求める手順を示すフローチャートである。
【図２０−１】図２０−１は、光パスの最小重み経路を示す図である。
【図２０−２】図２０−２は、他の光パスの最小重み経路を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態２におけるネットワーク管理装置の機能ブロック図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２におけるネットワーク管理装置の経路計算処理を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、補助グラフの更新処理を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、更新した補助グラフを示す図である。
【図２５】図２５は、実施の形態３による各レイヤ間の接続状態を示す図である。
【図２６】図２６は、入力波長によって出力波長に制約がある場合のレイヤ間の接続状態を示す図である。
【図２７】図２７は、実施の形態３による各レイヤ間の接続の作成手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。この開示技術は、ネットワーク内で新たに発生したトラフィックに対して動的に経路を決定する。発生したトラフィックは、送信ノード、宛先ノード、および使用帯域の情報をもつものとする。この開示技術では、波長数と同数の新規光パス候補レイヤと、一つの既存光パスレイヤからなり、対象のトラフィックを収容した場合の消費電力の増分値を辺（ノード間をつなぐリンク）の重みとする補助グラフを作成する。そして、補助グラフ上で最小重み経路を求めることによって光パスの新設、既存の光パスの使用、およびその両方を考慮に入れて最小の電力増分となる各光パスの経路を求める。これにより、ネットワーク上のネットワーク機器の消費電力を抑えて効率的な光パスを設定できるようになる。
【００１７】
補助グラフは以下の特徴を有する。
１．新規光パス候補レイヤ、既存光パスレイヤともに物理ノードの入力および出力に対応した２種類のノード（ｉｎノード、ｏｕｔノード）から構成され、各レイヤは物理ノード数の２倍のノードから構成される。
２．既存光パスレイヤは、同一の物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードへの辺をもち、ルータの消費電力増分値をその辺の重みとする。また、既存の光パスの始点物理ノードに対応するｏｕｔノードから既存の光パスの終点ノードに対応するｉｎノードへの辺をもち、既存の光パスを使用することによる消費電力増分値を辺の重みとする。
３．新規光パス候補レイヤは、各物理ノードについて、光再生中継器が使用可能な場合、物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードへの辺をもち、光再生中継器を使用することによる消費電力増分値をその辺の重みとする。さらに、再生中継器なしで光パスを設定可能な二つの物理ノード間について、始点物理ノードに対応するｏｕｔノードから終点物理ノードに対応するｉｎノードへの辺をもち、その物理ノード間で光パスを設定する場合に通過する光ファイバの消費電力増分値をその辺の重みとする。
４．異なるレイヤの同一物理ノードに対応する補助グラフ上のノードに対して辺をもつ。
【００１８】
（ネットワークの全体構成）
図１は、実施の形態におけるネットワーク管理装置を含むネットワーク全体構成を示す図である。ＷＤＭ等のネットワーク１００には、ネットワーク管理装置１０１が設けられ、ＷＤＭネットワーク１００のトラフィック毎の光パスの経路を決定する。図１に示すネットワーク管理装置１０１は、ネットワーク１００全体を集中管理する制御サーバによりなる例としているが、これに限らず、ネットワーク管理装置１０１の機能を各ノードが分散管理する場合にも適用することができる。
【００１９】
図１に示すように、物理ノードは、ＯＸＣ１０２と、ルータ１０３から構成され、光ファイバ１０４を介して複数の物理ノードが相互に接続される。同じ場所に設置されたＯＸＣ１０２と、ルータ１０３は相互に接続されている。このＯＸＣ１０２と、ルータ１０３は、一体化されたものを用いることもできる。各ＯＸＣ１０２には、光再生中継器（Ｒｅｇｅｎ）１０２ａを含む。光再生中継器１０２ａは、波長固定タイプ、あるいは波長非依存タイプのいずれであってもよい。
【００２０】
（実施の形態１−補助グラフを毎回生成して経路計算する構成例）
図２は、実施の形態１におけるネットワーク管理装置の機能ブロック図である。この実施の形態２では、トラフィック発生毎に補助グラフを毎回生成しながら光パスの経路計算をおこなう構成について説明する。
【００２１】
ネットワーク管理装置１０１は、現在のネットワーク状態の検出に基づいて補助グラフを作成する補助グラフ作成部２０１と、補助グラフ作成部２０１により作成された補助グラフ上の最小重み経路を、一般的なダイクストラ法等に基づき計算する最小重み経路計算部２０２と、最小重み経路計算部２０２の計算結果にしたがって新規光パスを設定する光パス設定部２０３と、各構成部の処理に必要な各種情報を格納する情報格納部２０４と、を含む。
【００２２】
情報格納部２０４は、複数の情報を格納する。物理トポロジ情報格納部２１１は、ネットワークの物理ノードを構成するＯＸＣ１０２と、ルータ１０３の構成、および物理ノード相互の接続関係等の物理トポロジ情報を格納する。論理トポロジ情報格納部２１２は、現在の光パスの設定状態等の論理トポロジ情報を格納する。トラフィック情報格納部２１３は、ルーティング対象のトラフィック情報を格納する。電力モデル格納部２１４は、ネットワーク上の装置の消費電力モデル情報を格納する。ルーティング情報格納部２１５は、ネットワーク中に存在するトラフィックの全ルーティング情報を格納する。
【００２３】
図３は、ネットワーク管理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示したネットワーク管理装置１０１の各機能は、一般的なコンピュータ装置で構成することができる。たとえば、ネットワーク管理装置１０１は、ＣＰＵ３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭメモリ３０３と、ユーザインターフェース３０４と、通信インターフェース３０５と、補助記憶３０６と、を含む。ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ユーザインターフェース３０４および通信インターフェース３０５は、バス３１０によって接続されている。
【００２４】
ＣＰＵ３０１は、ネットワーク管理装置１０１の全体の制御を司る。ＲＯＭ３０２には、ネットワーク管理のプログラムが格納されてもよく、光パスの経路計算に関する処理プログラムを含んでもよい。ＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０２に格納されたネットワーク管理のプログラムを実行することにより、光パスの計算処理を実行することができる。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１の処理実行時におけるワークエリアとして使用されてもよい。
【００２５】
ユーザインターフェース３０４は、たとえば、ユーザからの操作入力を受け付けるキーボードなどによって実現することができる。出力デバイスは、たとえば、ディスプレイやスピーカなどによって実現することができ、ネットワークの管理情報等を画面表示や音等で出力する。通信インターフェース３０５は、たとえば、ネットワークの情報を収集するデータ入力ポート等によって実現することができる。補助記憶３０６は、不揮発性メモリや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等によって実現することができる。補助記憶３０６には、ネットワーク管理のプログラムが格納されてもよく、光パスの経路計算に関する処理プログラムを含んでもよい。そして、ＣＰＵ３０１は、補助記憶３０６に格納されたプログラムをＲＡＭ３０３に読み込み、実行してもよい。
【００２６】
図２に示した補助グラフ作成部２０１、最小重み経路計算部２０２、光パス設定部２０３は、ＣＰＵ３０１によって実現することができる。また、図２に示した情報格納部２０４は、たとえばＲＡＭ３０３や補助メモリ３０６によって実現することができる。そして、通信インターフェース３０５によるトラフィックの発生の検出に基づき、ＣＰＵ３０１が補助グラフの作成から光パスの設定に至る一連の経路計算を実行する。
【００２７】
（経路計算の概要）
図４は、実施の形態１におけるネットワーク管理装置の経路計算処理を示すフローチャートである。この実施の形態１では、トラフィック発生のたびに、物理トポロジ情報、論理トポロジ情報、電力モデル情報、ルーティング情報、およびトラフィック情報に基づいて毎回補助グラフを作成する。
【００２８】
はじめに、トラフィックの発生を待機し（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、トラフィックが発生すると（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、補助グラフ作成部２０１は、情報格納部２０４に格納されている各種情報である物理トポロジ情報、論理トポロジ情報、電力モデル情報、ルーティング情報、およびトラフィック情報を取得する（ステップＳ４０２）。そして、補助グラフ作成部２０１は、取得した情報に基づき、トラフィック発生時におけるネットワーク状態を表す補助グラフを作成する（ステップＳ４０３）。この補助グラフの作成方法の詳細については後述する。
【００２９】
つぎに、作成した補助グラフに対して最小重み経路計算部２０２は、最小重み経路計算をおこなう（ステップＳ４０４）。つぎに、光パス設定部２０３は、最小重み経路の結果から、光パスの新設が必要であるか否かを判断する（ステップＳ４０５）。発生したトラフィックに対する光パスの新設が必要な場合には（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、このトラフィックに対する光パスの設定をおこない（ステップＳ４０６）、論理トポロジ情報格納部２１２に格納されている論理トポロジ情報の更新をおこなった上で（ステップＳ４０７）、ルーティング情報格納部２１５に格納されているルーティング情報の更新をおこない（ステップＳ４０８）、処理を終了する。ステップＳ４０５において、発生したトラフィックに対する光パスの新設が不要な場合には（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、このトラフィックを含めたルーティング情報の更新をおこない（ステップＳ４０８）、処理を終了する。
【００３０】
（補助グラフの作成方法）
上述した補助グラフの作成は、１台のルータ１０３の消費電力Ｐrouter、１本の光ファイバ１０４の消費電力Ｐfiber、１台の光再生中継器１０２ａの消費電力Ｐregenの消費電力を考慮しておこなう。Ｐrouterは、１台のルータ１０３が処理をおこなう単位時間あたりのトラフィック量をＢとすると、
Ｐrouter＝Ｍrouter（Ｂ） …（１）
と表すことができる。ここで、Ｍrouterはルータ１０３の消費電力モデルを意味する。
【００３１】
Ｐfiberは、光ファイバ１０４中に存在する光増幅器の１波長あたりの消費電力をＰamp、光増幅器の有効範囲（光増幅可能な距離）をＲamp、光ファイバの長さをＬとすると、
【００３２】
【数１】
【００３３】
と表すことができる。
【００３４】
また、Ｐregenは、固定値とする。１波長の帯域をＣ、１本の光ファイバに多重する波長数をＷ、物理トポロジをＧphysical＝（Ｖoxc,Ｅfiber）、論理トポロジをＧlogical＝（Ｖrouter,Ｅlightpath）とし、光再生中継器１０２ａの有効範囲（光再生中継可能な距離）をＲregenとし、発生したトラフィックは、ｖｓ∈Ｖrouterからｖｄ∈Ｖrouter（ｓ≠ｄ）への帯域ｂ（ｂｐｓ）の通信であるとする。上記有効範囲は、光信号品質の劣化許容値によって決まる規定値以下になるようにしなければならないという制約（光再生中継器の挿入制約）を示す。
【００３５】
図５は、補助グラフ作成部の内部ブロック図である。上述した補助グラフは、一つの既存光パスレイヤと、Ｗ個の新規光パス候補レイヤから構成される。補助グラフ作成部２０１は、既存光パスレイヤを作成する既存光パスレイヤ作成部５０１と、新規光パス候補レイヤを作成する新規光パスレイヤ作成部５０２と、作成された各レイヤ間を接続するレイヤ間接続部５０３と、を含む。
【００３６】
・既存光パスレイヤの作成
既存光パスレイヤは、以下の手順にしたがって作成する。
１．Ｖrouterに含まれるノードｖｉ全てについて、それぞれ入力、出力に対応する２種類のノード（ｉｎノード、ｏｕｔノード）を作成する。既存光パスレイヤのｉｎノードをｖEi,inと表し、既存光パスレイヤのｏｕｔノードをｖEi,outと表す。
２．Ｖrouterに含まれるノードｖｉ全てについて、ｖEi,inからｖEi,outへの辺を作成する。ノードｖｉのルータ１０３が現時点で処理している単位時間あたりのトラフィック量をＢとし、ルータ１０３の消費電力モデルをＭirouterとすると、この辺の重みは、ルータ１０３の消費電力増分値に相当し、Ｍirouter（Ｂ＋ｂ）−Ｍirouter（Ｂ）とする。
３．Ｅlightpathに含まれる既存の光パスｅi,jのうち空き帯域がトラフィックの帯域ｂ以上あるものについて、ｖEi,outからｖEj,inに辺を作成する。この辺の重みは、極小値εとする。
【００３７】
図６は、既存光パスレイヤの作成手順を示すフローチャートである。既存光パスレイヤ作成部５０１が実行する作成処理を説明する。はじめに、既存光パスレイヤ作成部５０１は、物理トポロジ情報格納部２１１から複数の各物理ノードに対応するｉｎノードと、ｏｕｔノードを作成する（ステップＳ６０１）。
【００３８】
つぎに、対象とする物理ノードを一つ取り出し（ステップＳ６０２）、取り出した物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードへの辺を作成する（ステップＳ６０３）。つぎに、辺の重みをルータ１０３の消費電力増分値に設定する（ステップＳ６０４）。そして、全ての物理ノードを取り出したかを判断し（ステップＳ６０５）、取り出していなければ（ステップＳ６０５：Ｎｏ）、ステップＳ６０２に戻り、取り出していれば（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、以下の処理に移行する。
【００３９】
つぎに、空き帯域がトラフィックの帯域ｂ以上ある既存の光パスを取り出し（ステップＳ６０６）、光パスの始点物理ノードに対応するｏｕｔノードから光パスの終点物理ノードに対応するｉｎノードへの辺を作成する（ステップＳ６０７）。つぎに、辺の重みを極小値ε（たとえば、１０-6）に設定する（ステップＳ６０８）。そして、空き帯域ｂ以上の既存の光パスを全て取り出したかを判断し（ステップＳ６０９）、取り出していなければ（ステップＳ６０９：Ｎｏ）、ステップＳ６０６に戻り、取り出していれば（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００４０】
・新規光パスレイヤの作成
新規光パスレイヤは、各波長について、以下の手順にしたがって作成する。以下では、ｗ∈Ｗについて新規光パスレイヤを作成するものとして説明する。
１．Ｖoxcに含まれるノードｖｉ全てについて、対応する２種類のノード（ｉｎノード、ｏｕｔノード）を作成する。ノードｖｉに対応する波長ｗ（＝１…Ｗ）に対応した新規光パス候補レイヤのｉｎノードをｖN,wi,inと表し、波長ｗの新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードをｖN,wi,outと表す。
２．Ｖoxcに含まれるノードｖｉ全てについて、使用可能な光再生中継器１０２ａが存在する場合には、ｖN,wi,inからｖN,wi,outへの辺を作成する。この辺の重みは、光再生中継器１０２ａの消費電力Ｐregenとする。
３．波長ｗを用いて光再生中継器１０２ａなしで光パスを設定可能な始点ノード、終点ノードをそれぞれｖｉ∈Ｖoxc，ｖｊ∈Ｖoxcとすると、ｖN,wi,outからｖN,wj,inへの辺を作成する。この辺の重みは、ｖｉからｖｊまで、光パスを設定する際に通過する光ファイバ１０４の消費電力の総和とする。
【００４１】
図７は、新規光パスレイヤの作成手順を示すフローチャートである。新規光パスレイヤ作成部５０２が実行する作成処理を説明する。新規光パス候補レイヤの数は、光ネットワーク上で用いる波長数と同数（図示の例では波長１，２の二つ）となるよう作成する。はじめに、新規光パスレイヤ作成部５０２は、物理トポロジ情報格納部２１１から複数の各物理ノードに対応するｉｎノードと、ｏｕｔノードを作成する（ステップＳ７０１）。
【００４２】
つぎに、対象とする物理ノードを一つ取り出し（ステップＳ７０２）、この物理ノードで光再生中継器１０２ａが使用可能であるかを判断する（ステップＳ７０３）。使用可能であれば（ステップＳ７０３：Ｙｅｓ）、取り出した物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードへの辺を作成し（ステップＳ７０４）、辺の重みを光再生中継器１０２ａの一つあたりの消費電力に設定する（ステップＳ７０５）。一方、ステップＳ７０３において光再生中継器１０２ａが使用可能でなければ（ステップＳ７０３：Ｎｏ）、ステップＳ７０６に移行する。
【００４３】
つぎに、全ての物理ノードを取り出したかを判断し（ステップＳ７０６）、取り出していなければ（ステップＳ７０６：Ｎｏ）、ステップＳ７０２に戻り、取り出していれば（ステップＳ７０６：Ｙｅｓ）、以下の処理に移行する。
【００４４】
つぎに、物理ノードを２個取り出し（ステップＳ７０７）、取り出した始点ノードから終点ノードまでの最短経路を計算する（ステップＳ７０８）。そして、最短経路長が光再生中継器１０２ａの有効範囲内かを判断する（ステップＳ７０９）。有効範囲内であれば（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、始点物理ノードに対応するｏｕｔノードから終点物理ノードに対応するｉｎノードへの辺を作成し（ステップＳ７１０）、辺の重みを最短経路が通過する光ファイバ１０４の電力増分値の総和に設定する（ステップＳ７１１）。一方、ステップＳ７０９において、有効範囲内でなければ（ステップＳ７０９：Ｎｏ）、ステップＳ７１２に移行する。
【００４５】
つぎに、全ての物理ノードの組み合わせを取り出したかを判断し（ステップＳ７１２）、取り出していなければ（ステップＳ７１２：Ｎｏ）、ステップＳ７０７に戻り、取り出していれば（ステップＳ７１２：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００４６】
・各レイヤ間の接続方法
各レイヤ間を結ぶ辺は、下記いずれかの手順１．２．にしたがって作成する。
１．ｗ∈Ｗの全ての波長について、ｖN,wi,inからｖEi,inへの辺と、ｖEi,outからｖN,wi,outへの辺を作成する。どちらの辺も、その重みは極小値εとする。
２．Ｖoxcに含まれる全てのノードｖｉについて、全ての波長ｗについてｖEi,inからｖN,wi,outへの辺を作成する。また、波長ｗ以外の波長ｘ全てについて、ｖN,wi,inからｖN,xi,outへの辺を作成する。さらに、ｖN,wi,inからｖEi,outへの辺を作成する。全ての辺について、その重みをＭirouter（Ｂ＋ｂ）−Ｍirouter（Ｂ）とする。
【００４７】
図８−１は、各レイヤ間の接続の作成手順の一例を示すフローチャートである。レイヤ間接続部５０３が実行する上記１．の作成手順を示す。はじめに、物理ノードを一つ取り出し（ステップＳ８０１）、物理ノードの波長を一つ選択する（ステップＳ８０２）。そして、取り出した物理ノードの選択した波長に対応する新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤの取り出した物理ノードに対応するｉｎノードへの辺を作成する（ステップＳ８０３）。そして、作成した辺の重みを極小値εに設定する（ステップＳ８０４）。
【００４８】
この後、既存光パスレイヤの取り出した物理ノードに対応するｏｕｔノードから取り出した物理ノードの選択した波長に対応する新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺を作成する（ステップＳ８０５）。そして、作成した辺の重みを極小値εに設定する（ステップＳ８０６）。
【００４９】
この後、全ての波長を選択したか判断し（ステップＳ８０７）、全ての波長を選択していなければ（ステップＳ８０７：Ｎｏ）、ステップＳ８０２に戻り、全ての波長を選択していれば（ステップＳ８０７：Ｙｅｓ）、つぎに、全ての物理ノードを取り出したか判断し（ステップＳ８０８）、全ての物理ノードを取り出していなければ（ステップＳ８０８：Ｎｏ）、ステップＳ８０１に戻り、全ての物理ノードを取り出していれば（ステップＳ８０８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００５０】
図８−２は、各レイヤ間の接続状態を示す図である。図８−１に示した作成手順に基づく各レイヤ間の接続状態について、一つの物理ノードｖｘに対応した補助グラフ上のノード、およびレイヤ間を接続する辺を示している。図中実線矢印がレイヤ間を接続する辺を表している。図示のように、レイヤ間の辺は、複数の新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺８２１と、既存光パスレイヤのｏｕｔノードの辺から複数の新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺８２２とを含む。
【００５１】
図８−３は、各レイヤ間の接続の作成手順の他の例を示すフローチャートである。レイヤ間接続部５０３が実行する上記２．の作成手順を示す。はじめに、物理ノードを一つ取り出し（ステップＳ８１１）、補助グラフ上のレイヤを二つ選択する（ステップＳ８１２）。選択したレイヤをｘ，ｙとする。
【００５２】
そして、レイヤｘの物理ノードに対応するｉｎノードからレイヤｙの物理ノードに対応するｏｕｔノードへの辺を作成する（ステップＳ８１３）。そして、作成した辺の重みをルータ１０３の消費電力増分値に設定する（ステップＳ８１４）。
【００５３】
この後、レイヤｙの物理ノードに対応するｉｎノードからレイヤｘの物理ノードに対応するｏｕｔノードへの辺を作成する（ステップＳ８１５）。そして、作成した辺の重みをルータ１０３の消費電力増分値に設定する（ステップＳ８１６）。
【００５４】
この後、全てのレイヤの組み合わせを選択したか判断し（ステップＳ８１７）、全てのレイヤの組み合わせを選択していなければ（ステップＳ８１７：Ｎｏ）、ステップＳ８１２に戻り、全てのレイヤの組み合わせを選択していれば（ステップＳ８１７：Ｙｅｓ）、つぎに、全ての物理ノードを取り出したか判断し（ステップＳ８１８）、全ての物理ノードを取り出していなければ（ステップＳ８１８：Ｎｏ）、ステップＳ８１１に戻り、全ての物理ノードを取り出していれば（ステップＳ８１８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００５５】
（補助グラフの作成例）
つぎに、上述した補助グラフの作成例について作成の手順に沿って説明する。図９−１は、補助グラフを作成する対象のネットワーク状態を示す図である。図９−１に示すネットワークは、４ノードから構成され、リンクに示される数字は光ファイバの長さを示す。図９−２は、光パスの情報を示す図である。１本の光ファイバには最大２波長多重でき、波長１（λ１）を用いて始点ノード１−終点ノード４間に、物理ノード１−２−４の経路の光パスが設定されている。また、波長２（λ２）を用いて始点ノード２−終点ノード３間に、物理ノード２−４−３の経路の光パスが設定されているものとする。１−４間の光パスの空き帯域は５Ｇｂｐｓであり、２−３間の光パスの空き帯域は７Ｇｂｐｓとする。ここで、光再生中継器１０２ａの有効範囲Ｒregen＝１５００、光増幅器の有効範囲Ｒamp＝８０とする。
【００５６】
図１０は、電力モデル格納部に格納される情報を示す図表である。電力モデル格納部２１４には、ルータ１０３の電力モデルと、光再生中継器１０２ａの電力モデルと、光ファイバ１０４中に存在する光増幅器の電力モデルが格納されている。ルータ１０３の電力モデルは、固定分消費電力と、通信速度に対応する線形増加分消費電力からなる。光再生中継器１０２ａ、および光増幅器の電力モデルは、それぞれ一個あたりの消費電力からなる。
【００５７】
図１１は、トラフィック情報格納部に格納される情報を示す図表である。トラフィック情報格納部２１３には、新たに発生したトラフィックが、始点物理ノード２から終点物理ノード４までで、要求帯域が４Ｇｂｐｓであるという情報が格納されている。
【００５８】
以下、この新たに発生したトラフィックが使用する光パスと、経路を計算する例について説明する。各ノードには波長専用の光再生中継器１０２ａを波長毎に一個もっているものとする。つまり、図９−１に示したように、ノード２の波長１用の光再生中継器１０２ａは使用されており、また、ノード４の波長２用の光再生中継器１０２ａも使用されている。ただし、光再生中継器１０２ａが各波長毎に専用であるか否かは補助グラフ作成方法を制限するものではなく、光再生中継器１０２ａに波長依存性がない場合であっても、補助グラフの作成に適用可能である。
【００５９】
図１２は、既存光パスレイヤの作成結果を示す図である。図６に示した作成手順にしたがい、まず、各ノードに対応したｉｎノード，ｏｕｔノードを作成する。この例では、ノード１から４への光パスと、ノード２からノード３への光パスが設定されているため、１，ｏｕｔから４，ｉｎへの辺と、２，ｏｕｔから３，ｉｎへの辺を作成する。
【００６０】
図１３は、既存光パスレイヤにおける辺の情報を示す図表である。ルーティング対象となるトラフィックは、図１１に示したように４Ｇｂｐｓであり、ルータ１０３の消費電力は、図１０に示したようにトラフィック量に対して線形に増加し、その増加量は１Ｇｂｐｓあたり２０Ｗであるため、１，ｉｎから１，ｏｕｔへの辺の重みは８０（２０×４）となる。一方、ノード１からノード４、およびノード２からノード３へのそれぞれの既存の光パスに対応する辺の重みは極小値εとなる。
【００６１】
図１４は、各波長毎の接続関係を示す図である。波長１について注目すると、ノード１からノード２へと、ノード２からノード４へは直接の接続関係がないことが分かる。これは、既に図９−１に示すように、ノード１からノード４へ１−２−４を通る光パスが設定されているためである。同様にして、波長２について注目すると、ノード２からノード４へと、ノード４からノード３へは直接の接続関係がないことが分かる。これは、既に図９−１に示すように、ノード２からノード３へ２−４−３を通る光パスが設定されているためである。このように、物理トポロジ上の接続関係から光パスで使われているリンクを波長毎に取り除くことによって、図１４に示すように波長毎の接続関係を得ることができる。
【００６２】
図１５は、波長１についての全ノード間の最短経路とその経路長を示す図表である。図１４に示した各波長毎の接続関係のグラフから、各波長毎に全ノード間の最短経路を求め、最短経路長が光再生中継器１０２ａの有効範囲（Ｒregen＝１５００）以下となる２ノード間を抽出する。たとえば、図１５に示す波長１について、始点ノード１〜終点ノード２への直接の光パスは１−３−４−２が最短経路となる。また、光再生中継器１０２ａの有効範囲（Ｒregen＝１５００）を超える経路長の光パスは、辺を作成できないため、図中×印を付している。
【００６３】
図１６は、新規光パス候補レイヤの作成結果を示す図である。つぎに、図１５に示す結果に基づき、新規光パス候補レイヤを作成する。図１６に示す新規光パス候補レイヤのグラフは、各波長毎に図１５に示すような情報を作成して得る。図１６に示すように、最短経路長が光再生中継器１０２ａの有効範囲（Ｒregen）以下（すなわち光再生中継器１０２ａが不要）となる始点物理ノードに対応するｏｕｔノードから終点物理ノードに対応するｉｎノードに辺をもつ。
【００６４】
さらに、光再生中継器１０２ａが使用可能なノードのｉｎノードからｏｕｔノードには辺をもつことになる。たとえば、図９−１に示す波長１の光パスの経路長が１６００であるため、ノード２では、波長１用の光再生中継器１０２ａを既に使用している。このため、図１６の波長１では、２，ｉｎから２，ｏｕｔへの辺をもたないが、ノード１には使用可能な波長１用の光再生中継器１０２ａが存在するため１，ｉｎから１，ｏｕｔへの辺をもっている。
【００６５】
図１７は、波長１に対応する新規光パス候補レイヤの情報を示す図表である。１，ｉｎから１，ｏｕｔへの辺は、光再生中継器１０２ａの消費電力の増分値を重みとしてもち、ここでは電力モデル格納部２１４に格納された情報により重みは５０となる。１，ｏｕｔから４，ｉｎの辺は、１−３−４という経路を用いて光再生中継器１０２ａなしで光パスを設定できることを示している。この辺の重みは、１−３の光ファイバ長４００と、３−４の光ファイバ長１０００から各光ファイバ１０４に存在する光増幅器の個数の合計の消費電力Ｐampを求め、これらの和とするので、上記式（２）に基づき、
【００６６】
【数２】
【００６７】
となる。（図１０によりＰamp＝５）
【００６８】
図１８は、図８−１に示したレイヤ間の接続方法により各レイヤ間を接続した場合の補助グラフの作成結果を示す図である。最終的に作成した補助グラフでは、各新規光パス候補レイヤのｉｎノードから対応する既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺と、既存光パスレイヤのｏｕｔノードから対応する全ての波長における新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺を有する。
【００６９】
（補助グラフ上での経路計算）
到着したトラフィックがｖｓ∈Ｖrouterからｖｄ∈Ｖrouter（ｓ≠ｄ）への帯域ｂ（ｂｐｓ）の通信であったとき、上記の補助グラフ上でノードｖEs,inからｖEd,outまでの経路をダイクストラ法などを用いることによって、消費電力の増分値が最も小さい経路（最小重み経路）を求めることができる。
【００７０】
たとえば、ノード２からノード４までの経路については、ｖE2,inからｖE4,outまでの最小重み経路を求めることになる。最小重み経路が得られると、つぎには、得られた経路をたどることによって、新規に設定すべき光パスを求める。これは、得られた補助グラフ上の最小重み経路から、同一波長の新規光パス候補レイヤ内で連続する最長区間（群）を調べることと同じである。つまり、得られた区間の始まるノードから、得られた区間の終わるノード間に新しい光パスが必要であることを示している。
【００７１】
図１９は、新規光パス経路を補助グラフ上から求める手順を示すフローチャートである。光パス設定部２０３がおこなう処理について説明する。はじめに、補助グラフ作成部２０１により求めた補助グラフ上の最小重み経路の最初の辺を選択する（ステップＳ１９０１）。つぎに、選択した辺が既存光パスレイヤのｏｕｔノードから新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺であるかを判断する（ステップＳ１９０２）。
【００７２】
選択した辺が既存光パスレイヤのｏｕｔノードから新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺であれば（ステップＳ１９０２：Ｙｅｓ）、対応する物理ノードをｎ、新規光パス候補レイヤに対応する波長をｘとし（ステップＳ１９０３）、ステップＳ１９０７に移行する。
【００７３】
一方、選択した辺が既存光パスレイヤのｏｕｔノードから新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺でなければ（ステップＳ１９０２：Ｎｏ）、選択した辺が新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺であるか判断する（ステップＳ１９０４）。
【００７４】
選択した辺が新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺であれば（ステップＳ１９０４：Ｙｅｓ）、対応する物理ノードをｍ、新規光パス候補レイヤに対応する波長をｙとする（ステップＳ１９０５）。そして、光パス設定部２０３は、物理ノードｎから物理ノードｍへの新規光パスが必要と判断し（ステップＳ１９０６）、ステップＳ１９０７に移行する。一方、選択した辺が新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺でなければ（ステップＳ１９０４：Ｎｏ）、ステップＳ１９０７に移行する。
【００７５】
ステップＳ１９０７では、上記処理で選択した辺が求めた補助グラフ上の最小重み経路の最後の辺であるか判断する（ステップＳ１９０７）。選択した辺が求めた補助グラフ上の最小重み経路の最後の辺であれば（ステップＳ１９０７：Ｙｅｓ）、処理を終了するが、選択した辺が求めた補助グラフ上の最小重み経路の最後の辺でなければ（ステップＳ１９０７：Ｎｏ）、補助グラフ上の最小重み経路において一つ次の辺を選択し（ステップＳ１９０８）、ステップＳ１９０２に戻り、ステップＳ１９０２以降の処理をおこなう。
【００７６】
図２０−１は、光パスの最小重み経路を示す図である。図２０−１には、ノード２からノード４までの消費電力の増分値が最小となる経路を示す。図２０−１の中の太線で示す経路が最小重み経路として求まる。この際、図１３および図１７に示す辺の重みを用いてダイクストラ法などの方法により最小重み経路が求められる。図２０−１に示した最小重み経路は、ｖE2,in→ｖE2,out→ｖE3,in→ｖE3,out→ｖN,13,out→ｖN,14,in→ｖE4,in→ｖE4,outであることが示されている。この最小重み経路に含まれる同一波長の新規光パス候補レイヤ内において連続する最長区間はｖN,13,out→ｖN,14,inである。よって、ノード３からノード４への光パスの新設が必要になることが分かる。この光パスが通過する物理経路および光再生中継器１０２ａを使用する必要があるノードは、得られた区間内の辺を調べることによって分かる。
【００７７】
まず、新規光パス候補レイヤにおいて、同一物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードまでの辺を通過していないことから、光再生中継器１０２ａの使用が必要でないことが分かる。ｖN,13,out→ｖN,14,inを通過していることにより、この光パスは、ノード３−４という経路を使用することが分かる。これは、ｖN,13,out→ｖN,14,inの辺は、ノード３−４を通過する光パスの経路長が１０００であり、光再生中継器１０２ａの有効範囲（Ｒregen＝１５００）以下のためである。
【００７８】
そして、補助グラフ上の最小重み経路の結果により、ノード２からノード４までの４Ｇｂｐｓの新規のトラフィックでは、ノード３−４の光パスを波長１で新規に設定する。そして、図１３に示した既存の２−４−３という物理経路を通り波長２を使用する２−３の光パスを通過させる。この後、新たに設定したノード３−４の光パスが波長１を用いてノード４に至る経路となる。なお、ノード３において、使用する波長が波長２から波長１に変更される。
【００７９】
図２０−２は、他の光パスの最小重み経路を示す図である。図１８で示された補助グラフにおいてノード１からノード４までの４Ｇｂｐｓのトラフィックの経路を計算した結果を示す。図２０−２に示す太線で示す経路が消費電力の増分値が最小となる経路として得られる。この場合、既存光パスレイヤ上の辺のみを通過するため、新規の光パスの設定はおこなわれない。
【００８０】
上述した実施の形態１によれば、光再生中継器の挿入制約および光再生中継器の消費電力増加を考慮して、光パスを新設することができる。特に、既存の光パスを使用する場合、およびその両者を組み合わせた場合の全てを考慮して最小の消費電力増分値となる経路を計算することができる。また、光再生中継器の存在を前提としているため、より現実的で、大規模なＷＤＭネットワークにおいて最小電力経路を求めることができる。また、光パスの経路をグラフの最小重み経路に基づき得るため、全探索手法と比較して高速に処理が実行でき効率的に光パスを設定できる。
【００８１】
（実施の形態２−補助グラフを更新して経路計算する構成例）
図２１は、実施の形態２におけるネットワーク管理装置の機能ブロック図である。この実施の形態２では、作成した補助グラフを更新して光パスの経路計算をおこなう構成について説明する。図２１に示すように、補助グラフ作成部２０１と、最小重み経路計算部２０２と、光パス設定部２０３と、情報格納部２０４の構成は実施の形態１（図２）と同様である。実施の形態１と比べて、情報格納部２０４に補助グラフ格納部２１０２を設けた点が異なる。補助グラフ作成部２０１により作成された補助グラフは、補助グラフ格納部２１０２に格納され、以降の新規の光パス設定毎に読み出して更新（変更）処理され、再度、補助グラフ格納部２１０２に格納される。
【００８２】
図２２は、実施の形態２におけるネットワーク管理装置の経路計算処理を示すフローチャートである。はじめに、トラフィックの発生を待機し（ステップＳ２２０１：Ｎｏ）、トラフィックが発生すると（ステップＳ２２０１：Ｙｅｓ）、補助グラフ作成部２０１は、情報格納部２０４に格納されている電力モデル情報、ルーティング情報、トラフィック情報、および補助グラフを取得する（ステップＳ２２０２）。つぎに、補助グラフ作成部２０１は、取得した情報に基づき、補助グラフの変更をおこなう（ステップＳ２２０３）。この補助グラフの変更は、ルーティング対象のトラフィックにあわせて、補助グラフ中の辺の削除、辺の重みの変更をおこなう操作になる。
【００８３】
つぎに、変更した補助グラフに対して最小重み経路計算部２０２は、最小重み経路計算をおこなう（ステップＳ２２０４）。つぎに、光パス設定部２０３は、最小重み経路の結果から、光パスの新設が必要であるか否かを判断する（ステップＳ２２０５）。発生したトラフィックに対する光パスの新設が必要な場合には（ステップＳ２２０５：Ｙｅｓ）、このトラフィックに対する光パスの設定をおこない（ステップＳ２２０６）、補助グラフを補助グラフ格納部２１０２に格納する更新をおこなった上で（ステップＳ２２０７）、ルーティング情報格納部２１５に格納されているルーティング情報の更新をおこない（ステップＳ２２０８）、処理を終了する。ステップＳ２２０５において、発生したトラフィックに対する光パスの新設が不要な場合には（ステップＳ２２０５：Ｎｏ）、このトラフィックを含めたルーティング情報の更新をおこない（ステップＳ２２０８）、処理を終了する。
【００８４】
このように、実施の形態２では、毎回補助グラフを作成する必要が無く、作成した補助グラフは、補助グラフ格納部２１０２に格納される。なお、実施の形態１では、論理トポロジ情報の更新をおこなって、毎回補助グラフを作成する処理であるのに対し、実施の形態２では、補助グラフを読み出し、補助グラフを更新処理する点が異なっている。
【００８５】
上述した補助グラフの更新の概要について説明する。補助グラフ上での最小重み経路を計算し、新規に設定すべき光パスが求まった後、光パスの設定にあわせてこの補助グラフを更新する。既存光パスレイヤの作成時に、対象のトラフィックが収容できない既存光パスに対応する辺が既存光パスレイヤから削除されるが、その削除した辺を復元する。つぎに、既存光パスレイヤ上の異なる物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードへの辺の属性として保持している空き帯域の値からルーティング対象のトラフィックが使用する帯域の値を引く。さらに、新規に光パスを設定する始点ノードに対応する既存光パスレイヤ上のｏｕｔノードから、新規に光パスを設定する終点ノードに対応する既存光パスレイヤ上のｉｎノードに新たに辺を作成する。最後に、使用可能な光再生中継器１０２ａが無くなった場合にはそれに対応する辺を削除し、さらに、新規に設定する光パスが使用する波長でその光パスが使用するリンクが使用できなくなることによって、光再生中継器１０２ａなしで光パスを設定できなくなる２ノード間に対応する新規光パス候補レイヤの辺を削除する。
【００８６】
図２３は、補助グラフの更新処理を示すフローチャートである。補助グラフ作成部２０１がおこなう図２２のステップＳ２２０７における補助グラフの更新の処理について詳細に説明する。はじめに、空き帯域がトラフィックの帯域ｂ以下の既存光パスに対応する辺を既存光パスレイヤ上に復元する（ステップＳ２３０１）。つぎに、新規に設定する光パスを一つ取り出し（ステップＳ２３０２）、取り出した光パスに対応する辺を既存光パスレイヤ上に作成する（ステップＳ２３０３）。この後、新規に設定する光パスを全て取り出したか判断し（ステップＳ２３０４）、全て取り出していなければ（ステップＳ２３０４：Ｎｏ）、ステップＳ２３０２に戻り、全て取り出していれば（ステップＳ２３０４：Ｙｅｓ）、つぎの処理に移行する。
【００８７】
つぎに、経路として使用する光パス（既存、新規双方）の空き帯域の値から対象トラフィックの帯域を引き、空き帯域を更新する（ステップＳ２３０５）。そして、使用不可能な光再生中継器１０２ａに対応する新規光パスレイヤ上の辺を削除する（ステップＳ２３０６）。つぎに、波長を一つ選択し（ステップＳ２３０７）、選択した波長に対応する新規光パス候補レイヤを再作成する（ステップＳ２３０８）。この後、全波長を選択したか判断し（ステップＳ２３０９）、全波長を選択していなければ（ステップＳ２３０９：Ｎｏ）、ステップＳ２３０７に戻り、全波長を選択していれば（ステップＳ２３０９：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００８８】
以上の処理に基づき、たとえば、上述した図１９と同様の最小重み経路が求められたとき、この後に、補助グラフ作成部２０１は、以下の処理をおこなう。図２４は、更新した補助グラフを示す図である。
１．ノード３−４の光パスが新規作成されるので、既存光パスレイヤの３，ｏｕｔから既存光パスレイヤの４，ｉｎへの辺を作成する。
２．ノード３−４の光パスは波長１を使い、ノード３−４という物理経路を使用するため、波長１の新規光パス候補レイヤ上の辺のうち、波長１において、ノード３から４のリンクが使用できなくなる。これに基づき、光再生中継器１０２ａなしで光パスを設定できなくなる２ノード間に対応する辺、すなわち、３，ｏｕｔから４，ｉｎへの辺を削除する。以上の更新後の情報（図２４相当）を情報格納部２０４の補助グラフ格納部２１０２に再格納する。
【００８９】
以上説明した実施の形態２においても、実施の形態１同様に、光再生中継器の挿入制約および光再生中継器の消費電力増加を考慮して、光パスを新設することができる。特に、既存の光パスを使用する場合、およびその両者を組み合わせた場合の全てを考慮して最小の消費電力増分値となる経路を計算することができる。また、光再生中継器の存在を前提としているため、より現実的で、大規模なＷＤＭネットワークにおいて最小電力経路を求めることができる。また、光パスの経路をグラフの最小重み経路に基づき得るため、全探索手法と比較して高速に処理が実行でき効率的に光パスを設定できる。加えて、実施の形態２によれば、補助グラフの一部を変更して用いるため、光パスが発生する毎に補助グラフを作成する必要が無く補助グラフの作成にかかる所定の手間を省くことができるようになる。
【００９０】
（実施の形態３−波長変換可能な光ネットワークへの適用例）
実施の形態１，２では、光再生中継器が存在する光ネットワークにおいて、消費電力の増分値が最も小さくなる経路を求める構成について説明した。実施の形態３では、物理ノードに波長変換器が設けられて波長変換が可能な光ネットワークに適用し、消費電力の増分値が最も小さくなる経路を求める構成例について説明する。
【００９１】
実施の形態１，２では、１個の既存光パスレイヤと、波長数と同数の新規光パス候補レイヤからなる補助グラフを作成し、補助グラフ上の最小重み経路問題に問題を帰着させることにより所望の解を得ている。そして、補助グラフ上のノードは、既存光パスレイヤ上の辺と、新規光パス候補レイヤ上の辺と、レイヤ間を接続する辺とを含む。実施の形態３では、レイヤ間を接続する辺の作成方法を変更することにより、波長変換を含む光パスの設定を可能としている。
【００９２】
図２５は、実施の形態３による各レイヤ間の接続状態を示す図である。一つの物理ノードｖｘに対応した補助グラフ上のノード、およびレイヤ間を接続する辺を示し、実線矢印がレイヤ間を接続する辺を表している。そして、レイヤ間の辺は、実施の形態１（図８−２）と同様に、複数の新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺８２１と、既存光パスレイヤのｏｕｔノードの辺から複数の新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺８２２を含む。
【００９３】
そして、実施の形態３では、さらに、新規光パス候補レイヤのｉｎノードから別の波長に対応する新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺２５０１を含む。新たにこの辺２５０１を設けることにより、一つの光パスにおいて、中間ノードで別の波長に波長変換されることを表現することができるようになり、波長変換が可能なネットワークへの適用が可能になる。
【００９４】
上述したように、実施の形態３の構成は、実施の形態１，２に対し、レイヤ間の辺の作成方法のみが異なるため、波長変換が存在する場合のレイヤ間の辺の作成方法の詳細について説明する。以下、波長変換器１個あたりの消費電力をＰconvと表すものとし、
（ａ）入力波長に関係なく任意の波長に波長変換可能である場合
（ｂ）入力波長によって出力波長に制約がある場合
について、それぞれレイヤ間の辺の作成方法について説明する。
【００９５】
（ａ）任意の波長への波長変換が可能な場合のレイヤ間の辺
レイヤ間接続部５０３は、各物理ノードに対応する補助グラフ上のノードに対し、以下の処理でレイヤ間の辺を作成する。１本の光ファイバに多重する波長数をＷ、入力される波長をｐ、変換後の波長をｑとし、
１．ｐ∈Ｗの全ての波長について、ｖN,pi,inからｖEi,inへの辺（新規光パス候補レイヤから既存光パスレイヤへの辺）を作成する。辺の重みは極小値に設定する。
２．ｐ∈Ｗの全ての波長について、ｖE,i,outからｖN,pi,outへの辺（既存光パス候補レイヤから既存光パスレイヤへの辺）を作成する。辺の重みは極小値に設定する。
３．ｐ∈Ｗ、ｑ∈Ｗの全ての波長について、波長ｐを入力波長として設定可能な波長変換器が使用可能であれば、ｖN,pi,inからｖN,qi,outへの辺（新規光パス候補レイヤから別の新規光パス候補レイヤへの辺）を作成する。辺の重みは波長変換器の消費電力Ｐconvとする。波長数Ｗ＝４の場合、ノードｘについてのレイヤ間の辺の作成結果は、図２５に示した状態となる。
【００９６】
（ｂ）入力波長によって出力波長に制約がある場合のレイヤ間の辺
レイヤ間接続部５０３は、各物理ノードに対応する補助グラフ上のノードに対し、以下の処理でレイヤ間の辺を作成する。
１．ｐ∈Ｗの全ての波長について、ｖN,pi,inからｖEi,inへの辺（新規光パス候補レイヤから既存光パスレイヤへの辺）を作成する。辺の重みは極小値に設定する。
２．ｐ∈Ｗの全ての波長について、ｖE,i,outからｖN,pi,outへの辺（既存光パス候補レイヤから既存光パスレイヤへの辺）を作成する。辺の重みは極小値に設定する。
３．ｐ∈Ｗ、ｑ∈Ｗの全ての波長について、波長ｐを入力波長として設定可能な波長変換器が使用可能であり、かつ、その波長変換器が入力波長ｐを波長ｑに変換可能であれば、ｖN,pi,inからｖN,qi,outへの辺（新規光パス候補レイヤから別の新規光パス候補レイヤへの辺）を作成する。辺の重みは波長変換器の消費電力Ｐconvとする。
【００９７】
図２６は、入力波長によって出力波長に制約がある場合のレイヤ間の接続状態を示す図である。波長数Ｗ＝４、波長変換制約のパラメータｋ＝２、入力波長ｐに対して波長変換可能な出力波長ｑがｍａｘ（１，ｐ−ｋ）≦ｑ≦ｍｉｎ（Ｗ，ｐ＋ｋ）である場合のノードｘについてのレイヤ間の辺の作成結果を示す。つまり、入力波長ｐに対してｐ±ｋの範囲で波長変換が可能な場合を示している。図２６に示す例では、隣接する新規光パス候補レイヤ間で他の波長に対し１波長および２波長までの波長変換が可能であり、２波長の変換は辺２６０１に相当する。
【００９８】
図２７は、実施の形態３による各レイヤ間の接続の作成手順の一例を示すフローチャートである。レイヤ間接続部５０３は、はじめに、物理ノードを一つ取り出し（ステップＳ２７０１）、物理ノードの波長を一つ選択する（ステップＳ２７０２）。そして、取り出した物理ノードの選択した波長に対応する新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤの取り出した物理ノードに対応するｉｎノードへの辺を作成する（ステップＳ２７０３）。そして、作成した辺の重みを極小値εに設定する（ステップＳ２７０４）。
【００９９】
この後、既存光パスレイヤの取り出した物理ノードに対応するｏｕｔノードから取り出した物理ノードの選択した波長に対応する新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺を作成する（ステップＳ２７０５）。そして、作成した辺の重みを極小値εに設定する（ステップＳ２７０６）。
【０１００】
この後、全ての波長を選択したか判断し（ステップＳ２７０７）、全ての波長を選択していなければ（ステップＳ２７０７：Ｎｏ）、ステップＳ２７０２に戻り、全ての波長を選択していれば（ステップＳ２７０７：Ｙｅｓ）、異なる二つの波長（ｘ，ｙ）を選択する（ステップＳ２７０８）。
【０１０１】
そして、選択した二つの波長について、波長ｘから波長ｙへの波長変換が可能であるか判断する（ステップＳ２７０９）。波長ｘから波長ｙへの波長変換が可能であれば（ステップＳ２７０９：Ｙｅｓ）、波長ｘに対応する新規光パス候補レイヤ上の物理ノードに対応するｉｎノードから波長ｙに対応する新規光パス候補レイヤ上の物理ノードに対応するｏｕｔノードまでの辺を作成する（ステップＳ２７１０）。一方、ステップＳ２７０９において、波長ｘから波長ｙへの波長変換が可能でなければ（ステップＳ２７０９：Ｎｏ）、ステップＳ２７１２に移行する。
【０１０２】
つぎに、辺の重みを波長変換器の消費電力に設定し（ステップＳ２７１１）、ステップＳ２７１２に移行する。ステップＳ２７１２では、全ての異なる二つの波長の組み合わせを選択したか判断し（ステップＳ２７１２）、全ての異なる二つの波長の組み合わせを選択していれば（ステップＳ２７１２：Ｙｅｓ）、つぎに、全ての物理ノードを取り出したか判断する（ステップＳ２７１３）。ステップＳ２７１２において、全ての異なる二つの波長の組み合わせを選択していなければ（ステップＳ２７１２：Ｎｏ）、ステップＳ２７０８に戻る。
【０１０３】
そして、ステップＳ２７１３において、全ての物理ノードを取り出していなければ（ステップＳ２７１３：Ｎｏ）、ステップＳ２７０１に戻り、全ての物理ノードを取り出していれば（ステップＳ２７１３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【０１０４】
つぎに、補助グラフ上での経路計算について説明する。実施の形態３でも実施の形態１の説明と同様に、発生したトラフィックが、ｖｓ∈Ｖrouterからｖｄ∈Ｖrouter（ｓ≠ｄ）へのトラフィックであった場合、最小重み経路計算部２０２は、補助グラフ作成部２０１で作成された補助グラフ上の既存光パスレイヤのノードｖEs,inからｖEd,outまでの最小重み経路を求めることで、電力増加が最小となる経路を求めることができる。すなわち、新規光パス経路を補助グラフ上から求める手順は、実施の形態１（図１９参照）と同様の処理となる。
【０１０５】
最小重み経路が得られたら、つぎは、得られた補助グラフ上の最小重み経路をたどることによって、新規に設定すべき光パスを求める。このとき、波長変換が可能な場合には、得られた経路のたどり方が実施の形態１と異なる。
【０１０６】
実施の形態１では、同一の波長に対応する新規光パス候補レイヤ内で連続する最長の区間を求めていた。これによって、得られた区間が開始する補助グラフ上のノードに対応する物理ノードから得られた区間が終了する補助グラフ上のノードに対応する物理ノードの間に新規の光パスの設定が必要であることが分かる。これは、波長変換がないため、一つの光パスならば同じ波長を使用するためである。
【０１０７】
一方、実施の形態３では、どの波長に対応する新規光パス候補レイヤかは関係なく、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長の区間を求める。つまり、既存光パスレイヤのｏｕｔノードから新規光パス候補レイヤのｉｎノードへの辺をたどったあと、新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードをたどるまでに通過する区間が、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長の区間である。これによって、得られた区間が開始する補助グラフ上のノードに対応する物理ノードから得られた区間が終了する補助グラフ上のノードに対応する物理ノードの間に新規の光パスの設定が必要であることが分かる。これは、波長変換が可能なため、一つの光パスであっても使用波長を変更できるためである。
【０１０８】
上述した実施の形態３によれば、実施の形態１の効果に加えて、波長変換が可能な光ネットワークに適用し、消費電力の増分値が最も小さくなる経路を求めることができるようになる。すなわち、光再生中継器の挿入制約および光再生中継器での波長変換の有無、光再生中継器の消費電力増加を考慮して、光パスを新設することができる。
【０１０９】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１１０】
（付記１）光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続したグラフからなり、前記光パスのノード間の各辺に、当該光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成部と、
前記補助グラフ作成部により作成された前記補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算部と、
を備えたことを特徴とするネットワーク管理装置。
【０１１１】
（付記２）前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフが新規の光パスの候補のグラフからなる新規光パス候補レイヤと、既存の光パスのグラフからなる既存光パスレイヤとにレイヤ分けして作成することを特徴とする付記１に記載のネットワーク管理装置。
【０１１２】
（付記３）前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤの数を、光ネットワーク上で用いる波長数と同数として設けることを特徴とする付記２に記載のネットワーク管理装置。
【０１１３】
（付記４）前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤについて、一つの物理ノードにつき入力および出力の２種類のノードを作成し、前記２種類のノード間の辺の有無を前記ネットワーク機器としての再生中継器の使用可能の有無に対応づけ、前記２種類のノード間の辺の前記再生中継器が使用可能であるとき、当該再生中継器の消費電力に対応した値の重みを前記２種類のノード間の辺に付与することを特徴とする付記２または３に記載のネットワーク管理装置。
【０１１４】
（付記５）前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤとして、前記再生中継器を使用せずに光パスを設定可能な２ノード間に辺を作成することを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１１５】
（付記６）前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフとして、同一物理ノードに対応する新規光パス候補レイヤと既存光パス候補レイヤのノード間をそれぞれつなぐ辺を作成することを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１１６】
（付記７）前記光ネットワーク上で波長変換が可能な場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する異なる新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする付記２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１１７】
（付記８）前記物理ノードに波長変換器が設けられ、当該波長変換器が入力波長に関係なく任意の出力波長に変換可能な場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する他の全ての新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする付記２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１１８】
（付記９）前記物理ノードに波長変換器が設けられ、当該波長変換器が入力波長によって変換可能な出力波長に制約がある場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する変換可能な波長の新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする付記２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１１９】
（付記１０）前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフとして、ルーティング対象となるトラフィックを収容した場合の前記ネットワーク機器による消費電力の増分値を辺の重みとして付与することを特徴とする付記２〜９のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１２０】
（付記１１）前記補助グラフ作成部は、トラフィックの発生毎に、前記補助グラフを作成することを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１２１】
（付記１２）前記補助グラフ作成部は、トラフィックの発生毎に、前記補助グラフを更新することを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１２２】
（付記１３）前記経路計算部により求められた前記最小重み経路に基づき、前記補助グラフ上の経路の中から、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長区間を求め、当該最長区間の始点に対応するノードから終点に対応するノードの間に新規の光パスを設定する光パス設定部を備えたことを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１２３】
（付記１４）光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続し、前記光パスのノード間の各辺に、当該光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成工程と、
前記補助グラフ作成工程により作成された前記補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算工程と、
を含むことを特徴とする光パス設定方法。
【０１２４】
（付記１５）前記経路計算工程により求められた前記最小重み経路に基づき、前記補助グラフ上の経路の中から、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長区間を求め、当該最長区間の始点に対応するノードから終点に対応するノードの間に新規の光パスを設定する光パス設定工程を含むことを特徴とする付記１４に記載の光パス設定方法。
【０１２５】
（付記１６）前記補助グラフ作成工程は、前記補助グラフを新規の光パスの候補のグラフからなる新規光パス候補レイヤと、既存の光パスのグラフからなる既存光パスレイヤとにレイヤ分けして作成することを特徴とする付記１４または１５に記載の光パス設定方法。
【０１２６】
（付記１７）前記補助グラフ作成工程は、前記新規光パス候補レイヤの数を、光ネットワーク上で用いる波長数と同数として設けることを特徴とする付記１６に記載の光パス設定方法。
【０１２７】
（付記１８）前記補助グラフ作成工程は、前記補助グラフとして、同一物理ノードに対応する新規光パス候補レイヤと既存光パス候補レイヤのノード間をそれぞれつなぐ辺を作成することを特徴とする付記１６または１７に記載の光パス設定方法。
【０１２８】
（付記１９）前記光ネットワーク上で波長変換が可能な場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する異なる新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする付記１６〜１８のいずれか一つに記載の光パス設定方法。
【符号の説明】
【０１２９】
１００ ネットワーク
１０１ ネットワーク管理装置
１０２ａ 光再生中継器
１０３ ルータ
１０４ 光ファイバ
２０１ 補助グラフ作成部
２０２ 最小重み経路計算部
２０３ 光パス設定部
２０４ 情報格納部
２１１ 物理トポロジ情報格納部
２１２ 論理トポロジ情報格納部
２１３ トラフィック情報格納部
２１４ 電力モデル格納部
２１５ ルーティング情報格納部
３０４ ユーザインターフェース
３０５ 通信インターフェース
３０６ 補助メモリ
３１０ バス
５０１ 既存光パスレイヤ作成部
５０２ 新規光パスレイヤ作成部
５０３ レイヤ間接続部
２１０２ 補助グラフ格納部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワークにおける光パスを求めるネットワーク管理装置および光パス設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術に基づく光ネットワーク（ＷＤＭネットワーク）とＩＰネットワークを組み合わせたＩＰ／ＷＤＭネットワークでは、ＷＤＭネットワークの上にＩＰネットワークがオーバーレイされている。このＷＤＭネットワーク、ＩＰネットワークをそれぞれＷＤＭレイヤ（もしくは、光レイヤ）、ＩＰレイヤと呼ぶ。ＷＤＭレイヤは、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｒｏｓｓ Ｃｏｎｎｅｃｔ（ＯＸＣ）で構成され、任意の２ノード間で光パスと呼ばれる論理的な通信路を作成することができる。光パスの設定には、通常、２ノード間で共通に利用可能な波長を用い、１本の光パスを設定することにより、２ノード間に１波長の容量（たとえば、１０Ｇｂｐｓや４０Ｇｂｐｓ）に相当する大容量の通信路が論理的に作成される。
【０００３】
光パスで結ばれた２ノードは、ＩＰレイヤ上では隣接関係となり、光パスが通過する中間のＯＸＣと対応して接続されるルータはカットスルーされ、このルータにおいてパケットの転送処理が不要になる。ＯＸＣでの転送処理に必要な単位ビットレートあたりの消費電力は、ルータでの転送処理に必要な単位ビットレートあたりの消費電力と比較して小さい。一方、ＯＸＣでの転送処理の粒度は、ルータの伝送処理の粒度と比較して非常に大きい。
【０００４】
上記の要求に対応すべく、複数の品質の光パスが混在するネットワークのノード装置において、複数の誤り訂正復号器を有し、繰り返し復号の最大回数に達する前に誤り訂正されたとき以降の訂正復号をおこなわずに低消費電力化を図った技術がある（たとえば、下記特許文献１参照。）。また、光パス設定について、サービスクラス毎に光パス設定による報酬と光パス設定失敗時のコストをテーブル化して設定し、光パス設定要求をテーブル参照により受入可否を判断することにより、光パスの有効利用と、サービスクラス毎の差別化を図る技術がある（たとえば、下記特許文献２参照。）。
【０００５】
また、光パスの設定を監視制御装置で監視し、保有しているトポロジー情報、パス情報等により、新規の光パスの伝送可否を判断し、誤設定を防止して再生中継器における信号誤りの発生等を防止する技術がある（たとえば、下記特許文献３参照。）。また、メッシュ光ＷＤＭネットワークにおける最適光パスの検索方法について、新規光パスを初期化し、乱数を用いた二つのノードを選択し、二つのノード間に光パス設定可能かを判定し、送受信インターフェース全てに対する光パスの割り当て完了を判定し、新規光パスが連結グラフとなっているかを判定する。上記処理により、全てのパターンの光パストポロジーを検索せずとも最良の光パストポロジーを検索可能とした技術がある（たとえば、下記特許文献４参照。）。
【０００６】
また、仮想トポロジレイヤと物理レイヤからなる補助グラフを作成し、ルータの消費電力および光ファイバを使用することによる消費電力を補助グラフ上の辺の重みとする補助グラフを作成し、その上での最小コスト経路を求めることで光パスの選択および経路計算をおこなう方法が提案され、ＩＰ／ＷＤＭネットワークにおける消費電力の削減効果が示されている（たとえば、下記非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１６６３７８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６３４４２号公報
【特許文献３】特開２０１０−６２６４７号公報
【特許文献４】特開２００６−２５３７８６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｍ．Ｘｉａ， Ｍ．Ｔｏｒｎａｔｏｒｅ， Ｙ．Ｚｈａｎｇ， Ｐ．Ｃｈｏｗｄｈｕｒｙ， Ｃ．Ｕ．Ｍａｒｔｅｌ， ａｎｄ Ｂ．Ｍｕｋｈｅｒｊｅｅ，“Ｇｒｅｅｎ ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ ｆｏｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｗｄｍ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，” ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．ＰＰ，ｎｏ．９９，ｐｐ．１−９，Ｄｅｃ．２０１０．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜４の技術では、新規光パスの設定時に、ネットワーク全体の消費電力を削減できる最適な光パスを設定することができない。特に、近年のインターネットトラフィックの増加により、ネットワーク上に配置された上記のルータ、等のネットワーク機器の消費電力が増大してきており、変化するトラフィックに応じて動的に光パスを設定し、ＩＰ／ＷＤＭネットワークにおける消費電力を削減する必要があるが、特許文献１〜４ではこれがおこなえない。また、既存の光パスがある場合において新規の光パスの設定時に消費電力の削減ができる経路を求めることもできない。
【００１０】
一方、非特許文献１の技術では、特許文献１〜４の技術とは異なり、変化するトラフィックに応じて動的に光パスを設定し、ＩＰ／ＷＤＭネットワークにおける消費電力を削減することができる。しかし、ネットワーク上に配置される光再生中継器の存在が考慮されていないという問題が残っている。光再生中継器は、長距離の光パスを設定する際に必要となる光の信号劣化を補償する機器であり、ＯＸＣ内に実装されている。光パスを設定するには、再生中継器によって区切られる区間（セグメントと呼ぶ）の距離が、光信号品質の劣化許容値によって決まる規定値以下になるようにしなければならないという制約（光再生中継器の挿入制約と呼ぶ）がある。したがって、非特許文献１では、光再生中継器の存在が無視されているために、下記の問題点を有している。
【００１１】
１．光再生中継器が必要となるＯＸＣの場所を求めることができない。
２．使用可能な光再生中継器が存在しないＯＸＣを通過する光パスを解として出してしまい、結果としてこの光パスのリソースがなく、光パスを収容できなくなるブロックが発生する。
３．光再生中継器を使用することによる電力増加の効果が考えられていないため、最良とならない光パスを選択し、消費電力が増加する場合がある。
【００１２】
開示のネットワーク管理装置および光パス設定方法は、上述した問題点を解消するものであり、ネットワーク上のネットワーク機器の消費電力を抑えて効率的な光パスを設定できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続したグラフからなり、前記光パスのノード間の各辺に、当該光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成部と、前記補助グラフ作成部により作成された前記補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算部と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
開示のネットワーク管理装置および光パス設定方法によれば、ネットワーク上のネットワーク機器の消費電力を抑えて効率的な光パスを設定できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態におけるネットワーク管理装置を含むネットワーク全体構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１におけるネットワーク管理装置の機能ブロック図である。
【図３】図３は、ネットワーク管理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１におけるネットワーク管理装置の経路計算処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は、補助グラフ作成部の内部ブロック図である。
【図６】図６は、既存光パスレイヤの作成手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、新規光パスレイヤの作成手順を示すフローチャートである。
【図８−１】図８−１は、各レイヤ間の接続の作成手順の一例を示すフローチャートである。
【図８−２】図８−２は、各レイヤ間の接続状態を示す図である。
【図８−３】図８−３は、各レイヤ間の接続の作成手順の他の例を示すフローチャートである。
【図９−１】図９−１は、補助グラフを作成する対象のネットワーク状態を示す図である。
【図９−２】図９−２は、光パスの情報を示す図である。
【図１０】図１０は、電力モデル格納部に格納される情報を示す図表である。
【図１１】図１１は、トラフィック情報格納部に格納される情報を示す図表である。
【図１２】図１２は、既存光パスレイヤの作成結果を示す図である。
【図１３】図１３は、既存光パスレイヤにおける辺の情報を示す図表である。
【図１４】図１４は、各波長毎の接続関係を示す図である。
【図１５】図１５は、波長１についての全ノード間の最短経路とその経路長を示す図表である。
【図１６】図１６は、新規光パス候補レイヤの作成結果を示す図である。
【図１７】図１７は、波長１に対応する新規光パス候補レイヤの情報を示す図表である。
【図１８】図１８は、図８−１に示したレイヤ間の接続方法により各レイヤ間を接続した場合の補助グラフの作成結果を示す図である。
【図１９】図１９は、新規光パス経路を補助グラフ上から求める手順を示すフローチャートである。
【図２０−１】図２０−１は、光パスの最小重み経路を示す図である。
【図２０−２】図２０−２は、他の光パスの最小重み経路を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態２におけるネットワーク管理装置の機能ブロック図である。
【図２２】図２２は、実施の形態２におけるネットワーク管理装置の経路計算処理を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、補助グラフの更新処理を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、更新した補助グラフを示す図である。
【図２５】図２５は、実施の形態３による各レイヤ間の接続状態を示す図である。
【図２６】図２６は、入力波長によって出力波長に制約がある場合のレイヤ間の接続状態を示す図である。
【図２７】図２７は、実施の形態３による各レイヤ間の接続の作成手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。この開示技術は、ネットワーク内で新たに発生したトラフィックに対して動的に経路を決定する。発生したトラフィックは、送信ノード、宛先ノード、および使用帯域の情報をもつものとする。この開示技術では、波長数と同数の新規光パス候補レイヤと、一つの既存光パスレイヤからなり、対象のトラフィックを収容した場合の消費電力の増分値を辺（ノード間をつなぐリンク）の重みとする補助グラフを作成する。そして、補助グラフ上で最小重み経路を求めることによって光パスの新設、既存の光パスの使用、およびその両方を考慮に入れて最小の電力増分となる各光パスの経路を求める。これにより、ネットワーク上のネットワーク機器の消費電力を抑えて効率的な光パスを設定できるようになる。
【００１７】
補助グラフは以下の特徴を有する。
１．新規光パス候補レイヤ、既存光パスレイヤともに物理ノードの入力および出力に対応した２種類のノード（ｉｎノード、ｏｕｔノード）から構成され、各レイヤは物理ノード数の２倍のノードから構成される。
２．既存光パスレイヤは、同一の物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードへの辺をもち、ルータの消費電力増分値をその辺の重みとする。また、既存の光パスの始点物理ノードに対応するｏｕｔノードから既存の光パスの終点ノードに対応するｉｎノードへの辺をもち、既存の光パスを使用することによる消費電力増分値を辺の重みとする。
３．新規光パス候補レイヤは、各物理ノードについて、光再生中継器が使用可能な場合、物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードへの辺をもち、光再生中継器を使用することによる消費電力増分値をその辺の重みとする。さらに、再生中継器なしで光パスを設定可能な二つの物理ノード間について、始点物理ノードに対応するｏｕｔノードから終点物理ノードに対応するｉｎノードへの辺をもち、その物理ノード間で光パスを設定する場合に通過する光ファイバの消費電力増分値をその辺の重みとする。
４．異なるレイヤの同一物理ノードに対応する補助グラフ上のノードに対して辺をもつ。
【００１８】
（ネットワークの全体構成）
図１は、実施の形態におけるネットワーク管理装置を含むネットワーク全体構成を示す図である。ＷＤＭ等のネットワーク１００には、ネットワーク管理装置１０１が設けられ、ＷＤＭネットワーク１００のトラフィック毎の光パスの経路を決定する。図１に示すネットワーク管理装置１０１は、ネットワーク１００全体を集中管理する制御サーバによりなる例としているが、これに限らず、ネットワーク管理装置１０１の機能を各ノードが分散管理する場合にも適用することができる。
【００１９】
図１に示すように、物理ノードは、ＯＸＣ１０２と、ルータ１０３から構成され、光ファイバ１０４を介して複数の物理ノードが相互に接続される。同じ場所に設置されたＯＸＣ１０２と、ルータ１０３は相互に接続されている。このＯＸＣ１０２と、ルータ１０３は、一体化されたものを用いることもできる。各ＯＸＣ１０２には、光再生中継器（Ｒｅｇｅｎ）１０２ａを含む。光再生中継器１０２ａは、波長固定タイプ、あるいは波長非依存タイプのいずれであってもよい。
【００２０】
（実施の形態１−補助グラフを毎回生成して経路計算する構成例）
図２は、実施の形態１におけるネットワーク管理装置の機能ブロック図である。この実施の形態２では、トラフィック発生毎に補助グラフを毎回生成しながら光パスの経路計算をおこなう構成について説明する。
【００２１】
ネットワーク管理装置１０１は、現在のネットワーク状態の検出に基づいて補助グラフを作成する補助グラフ作成部２０１と、補助グラフ作成部２０１により作成された補助グラフ上の最小重み経路を、一般的なダイクストラ法等に基づき計算する最小重み経路計算部２０２と、最小重み経路計算部２０２の計算結果にしたがって新規光パスを設定する光パス設定部２０３と、各構成部の処理に必要な各種情報を格納する情報格納部２０４と、を含む。
【００２２】
情報格納部２０４は、複数の情報を格納する。物理トポロジ情報格納部２１１は、ネットワークの物理ノードを構成するＯＸＣ１０２と、ルータ１０３の構成、および物理ノード相互の接続関係等の物理トポロジ情報を格納する。論理トポロジ情報格納部２１２は、現在の光パスの設定状態等の論理トポロジ情報を格納する。トラフィック情報格納部２１３は、ルーティング対象のトラフィック情報を格納する。電力モデル格納部２１４は、ネットワーク上の装置の消費電力モデル情報を格納する。ルーティング情報格納部２１５は、ネットワーク中に存在するトラフィックの全ルーティング情報を格納する。
【００２３】
図３は、ネットワーク管理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示したネットワーク管理装置１０１の各機能は、一般的なコンピュータ装置で構成することができる。たとえば、ネットワーク管理装置１０１は、ＣＰＵ３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭメモリ３０３と、ユーザインターフェース３０４と、通信インターフェース３０５と、補助記憶３０６と、を含む。ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ユーザインターフェース３０４および通信インターフェース３０５は、バス３１０によって接続されている。
【００２４】
ＣＰＵ３０１は、ネットワーク管理装置１０１の全体の制御を司る。ＲＯＭ３０２には、ネットワーク管理のプログラムが格納されてもよく、光パスの経路計算に関する処理プログラムを含んでもよい。ＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０２に格納されたネットワーク管理のプログラムを実行することにより、光パスの計算処理を実行することができる。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１の処理実行時におけるワークエリアとして使用されてもよい。
【００２５】
ユーザインターフェース３０４は、たとえば、ユーザからの操作入力を受け付けるキーボードなどによって実現することができる。出力デバイスは、たとえば、ディスプレイやスピーカなどによって実現することができ、ネットワークの管理情報等を画面表示や音等で出力する。通信インターフェース３０５は、たとえば、ネットワークの情報を収集するデータ入力ポート等によって実現することができる。補助記憶３０６は、不揮発性メモリや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等によって実現することができる。補助記憶３０６には、ネットワーク管理のプログラムが格納されてもよく、光パスの経路計算に関する処理プログラムを含んでもよい。そして、ＣＰＵ３０１は、補助記憶３０６に格納されたプログラムをＲＡＭ３０３に読み込み、実行してもよい。
【００２６】
図２に示した補助グラフ作成部２０１、最小重み経路計算部２０２、光パス設定部２０３は、ＣＰＵ３０１によって実現することができる。また、図２に示した情報格納部２０４は、たとえばＲＡＭ３０３や補助メモリ３０６によって実現することができる。そして、通信インターフェース３０５によるトラフィックの発生の検出に基づき、ＣＰＵ３０１が補助グラフの作成から光パスの設定に至る一連の経路計算を実行する。
【００２７】
（経路計算の概要）
図４は、実施の形態１におけるネットワーク管理装置の経路計算処理を示すフローチャートである。この実施の形態１では、トラフィック発生のたびに、物理トポロジ情報、論理トポロジ情報、電力モデル情報、ルーティング情報、およびトラフィック情報に基づいて毎回補助グラフを作成する。
【００２８】
はじめに、トラフィックの発生を待機し（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、トラフィックが発生すると（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、補助グラフ作成部２０１は、情報格納部２０４に格納されている各種情報である物理トポロジ情報、論理トポロジ情報、電力モデル情報、ルーティング情報、およびトラフィック情報を取得する（ステップＳ４０２）。そして、補助グラフ作成部２０１は、取得した情報に基づき、トラフィック発生時におけるネットワーク状態を表す補助グラフを作成する（ステップＳ４０３）。この補助グラフの作成方法の詳細については後述する。
【００２９】
つぎに、作成した補助グラフに対して最小重み経路計算部２０２は、最小重み経路計算をおこなう（ステップＳ４０４）。つぎに、光パス設定部２０３は、最小重み経路の結果から、光パスの新設が必要であるか否かを判断する（ステップＳ４０５）。発生したトラフィックに対する光パスの新設が必要な場合には（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、このトラフィックに対する光パスの設定をおこない（ステップＳ４０６）、論理トポロジ情報格納部２１２に格納されている論理トポロジ情報の更新をおこなった上で（ステップＳ４０７）、ルーティング情報格納部２１５に格納されているルーティング情報の更新をおこない（ステップＳ４０８）、処理を終了する。ステップＳ４０５において、発生したトラフィックに対する光パスの新設が不要な場合には（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、このトラフィックを含めたルーティング情報の更新をおこない（ステップＳ４０８）、処理を終了する。
【００３０】
（補助グラフの作成方法）
上述した補助グラフの作成は、１台のルータ１０３の消費電力Ｐrouter、１本の光ファイバ１０４の消費電力Ｐfiber、１台の光再生中継器１０２ａの消費電力Ｐregenの消費電力を考慮しておこなう。Ｐrouterは、１台のルータ１０３が処理をおこなう単位時間あたりのトラフィック量をＢとすると、
Ｐrouter＝Ｍrouter（Ｂ） …（１）
と表すことができる。ここで、Ｍrouterはルータ１０３の消費電力モデルを意味する。
【００３１】
Ｐfiberは、光ファイバ１０４中に存在する光増幅器の１波長あたりの消費電力をＰamp、光増幅器の有効範囲（光増幅可能な距離）をＲamp、光ファイバの長さをＬとすると、
【００３２】
【数１】
【００３３】
と表すことができる。
【００３４】
また、Ｐregenは、固定値とする。１波長の帯域をＣ、１本の光ファイバに多重する波長数をＷ、物理トポロジをＧphysical＝（Ｖoxc,Ｅfiber）、論理トポロジをＧlogical＝（Ｖrouter,Ｅlightpath）とし、光再生中継器１０２ａの有効範囲（光再生中継可能な距離）をＲregenとし、発生したトラフィックは、ｖｓ∈Ｖrouterからｖｄ∈Ｖrouter（ｓ≠ｄ）への帯域ｂ（ｂｐｓ）の通信であるとする。上記有効範囲は、光信号品質の劣化許容値によって決まる規定値以下になるようにしなければならないという制約（光再生中継器の挿入制約）を示す。
【００３５】
図５は、補助グラフ作成部の内部ブロック図である。上述した補助グラフは、一つの既存光パスレイヤと、Ｗ個の新規光パス候補レイヤから構成される。補助グラフ作成部２０１は、既存光パスレイヤを作成する既存光パスレイヤ作成部５０１と、新規光パス候補レイヤを作成する新規光パスレイヤ作成部５０２と、作成された各レイヤ間を接続するレイヤ間接続部５０３と、を含む。
【００３６】
・既存光パスレイヤの作成
既存光パスレイヤは、以下の手順にしたがって作成する。
１．Ｖrouterに含まれるノードｖｉ全てについて、それぞれ入力、出力に対応する２種類のノード（ｉｎノード、ｏｕｔノード）を作成する。既存光パスレイヤのｉｎノードをｖEi,inと表し、既存光パスレイヤのｏｕｔノードをｖEi,outと表す。
２．Ｖrouterに含まれるノードｖｉ全てについて、ｖEi,inからｖEi,outへの辺を作成する。ノードｖｉのルータ１０３が現時点で処理している単位時間あたりのトラフィック量をＢとし、ルータ１０３の消費電力モデルをＭirouterとすると、この辺の重みは、ルータ１０３の消費電力増分値に相当し、Ｍirouter（Ｂ＋ｂ）−Ｍirouter（Ｂ）とする。
３．Ｅlightpathに含まれる既存の光パスｅi,jのうち空き帯域がトラフィックの帯域ｂ以上あるものについて、ｖEi,outからｖEj,inに辺を作成する。この辺の重みは、極小値εとする。
【００３７】
図６は、既存光パスレイヤの作成手順を示すフローチャートである。既存光パスレイヤ作成部５０１が実行する作成処理を説明する。はじめに、既存光パスレイヤ作成部５０１は、物理トポロジ情報格納部２１１から複数の各物理ノードに対応するｉｎノードと、ｏｕｔノードを作成する（ステップＳ６０１）。
【００３８】
つぎに、対象とする物理ノードを一つ取り出し（ステップＳ６０２）、取り出した物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードへの辺を作成する（ステップＳ６０３）。つぎに、辺の重みをルータ１０３の消費電力増分値に設定する（ステップＳ６０４）。そして、全ての物理ノードを取り出したかを判断し（ステップＳ６０５）、取り出していなければ（ステップＳ６０５：Ｎｏ）、ステップＳ６０２に戻り、取り出していれば（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、以下の処理に移行する。
【００３９】
つぎに、空き帯域がトラフィックの帯域ｂ以上ある既存の光パスを取り出し（ステップＳ６０６）、光パスの始点物理ノードに対応するｏｕｔノードから光パスの終点物理ノードに対応するｉｎノードへの辺を作成する（ステップＳ６０７）。つぎに、辺の重みを極小値ε（たとえば、１０-6）に設定する（ステップＳ６０８）。そして、空き帯域ｂ以上の既存の光パスを全て取り出したかを判断し（ステップＳ６０９）、取り出していなければ（ステップＳ６０９：Ｎｏ）、ステップＳ６０６に戻り、取り出していれば（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００４０】
・新規光パスレイヤの作成
新規光パスレイヤは、各波長について、以下の手順にしたがって作成する。以下では、ｗ∈Ｗについて新規光パスレイヤを作成するものとして説明する。
１．Ｖoxcに含まれるノードｖｉ全てについて、対応する２種類のノード（ｉｎノード、ｏｕｔノード）を作成する。ノードｖｉに対応する波長ｗ（＝１…Ｗ）に対応した新規光パス候補レイヤのｉｎノードをｖN,wi,inと表し、波長ｗの新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードをｖN,wi,outと表す。
２．Ｖoxcに含まれるノードｖｉ全てについて、使用可能な光再生中継器１０２ａが存在する場合には、ｖN,wi,inからｖN,wi,outへの辺を作成する。この辺の重みは、光再生中継器１０２ａの消費電力Ｐregenとする。
３．波長ｗを用いて光再生中継器１０２ａなしで光パスを設定可能な始点ノード、終点ノードをそれぞれｖｉ∈Ｖoxc，ｖｊ∈Ｖoxcとすると、ｖN,wi,outからｖN,wj,inへの辺を作成する。この辺の重みは、ｖｉからｖｊまで、光パスを設定する際に通過する光ファイバ１０４の消費電力の総和とする。
【００４１】
図７は、新規光パスレイヤの作成手順を示すフローチャートである。新規光パスレイヤ作成部５０２が実行する作成処理を説明する。新規光パス候補レイヤの数は、光ネットワーク上で用いる波長数と同数（図示の例では波長１，２の二つ）となるよう作成する。はじめに、新規光パスレイヤ作成部５０２は、物理トポロジ情報格納部２１１から複数の各物理ノードに対応するｉｎノードと、ｏｕｔノードを作成する（ステップＳ７０１）。
【００４２】
つぎに、対象とする物理ノードを一つ取り出し（ステップＳ７０２）、この物理ノードで光再生中継器１０２ａが使用可能であるかを判断する（ステップＳ７０３）。使用可能であれば（ステップＳ７０３：Ｙｅｓ）、取り出した物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードへの辺を作成し（ステップＳ７０４）、辺の重みを光再生中継器１０２ａの一つあたりの消費電力に設定する（ステップＳ７０５）。一方、ステップＳ７０３において光再生中継器１０２ａが使用可能でなければ（ステップＳ７０３：Ｎｏ）、ステップＳ７０６に移行する。
【００４３】
つぎに、全ての物理ノードを取り出したかを判断し（ステップＳ７０６）、取り出していなければ（ステップＳ７０６：Ｎｏ）、ステップＳ７０２に戻り、取り出していれば（ステップＳ７０６：Ｙｅｓ）、以下の処理に移行する。
【００４４】
つぎに、物理ノードを２個取り出し（ステップＳ７０７）、取り出した始点ノードから終点ノードまでの最短経路を計算する（ステップＳ７０８）。そして、最短経路長が光再生中継器１０２ａの有効範囲内かを判断する（ステップＳ７０９）。有効範囲内であれば（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、始点物理ノードに対応するｏｕｔノードから終点物理ノードに対応するｉｎノードへの辺を作成し（ステップＳ７１０）、辺の重みを最短経路が通過する光ファイバ１０４の電力増分値の総和に設定する（ステップＳ７１１）。一方、ステップＳ７０９において、有効範囲内でなければ（ステップＳ７０９：Ｎｏ）、ステップＳ７１２に移行する。
【００４５】
つぎに、全ての物理ノードの組み合わせを取り出したかを判断し（ステップＳ７１２）、取り出していなければ（ステップＳ７１２：Ｎｏ）、ステップＳ７０７に戻り、取り出していれば（ステップＳ７１２：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００４６】
・各レイヤ間の接続方法
各レイヤ間を結ぶ辺は、下記いずれかの手順１．２．にしたがって作成する。
１．ｗ∈Ｗの全ての波長について、ｖN,wi,inからｖEi,inへの辺と、ｖEi,outからｖN,wi,outへの辺を作成する。どちらの辺も、その重みは極小値εとする。
２．Ｖoxcに含まれる全てのノードｖｉについて、全ての波長ｗについてｖEi,inからｖN,wi,outへの辺を作成する。また、波長ｗ以外の波長ｘ全てについて、ｖN,wi,inからｖN,xi,outへの辺を作成する。さらに、ｖN,wi,inからｖEi,outへの辺を作成する。全ての辺について、その重みをＭirouter（Ｂ＋ｂ）−Ｍirouter（Ｂ）とする。
【００４７】
図８−１は、各レイヤ間の接続の作成手順の一例を示すフローチャートである。レイヤ間接続部５０３が実行する上記１．の作成手順を示す。はじめに、物理ノードを一つ取り出し（ステップＳ８０１）、物理ノードの波長を一つ選択する（ステップＳ８０２）。そして、取り出した物理ノードの選択した波長に対応する新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤの取り出した物理ノードに対応するｉｎノードへの辺を作成する（ステップＳ８０３）。そして、作成した辺の重みを極小値εに設定する（ステップＳ８０４）。
【００４８】
この後、既存光パスレイヤの取り出した物理ノードに対応するｏｕｔノードから取り出した物理ノードの選択した波長に対応する新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺を作成する（ステップＳ８０５）。そして、作成した辺の重みを極小値εに設定する（ステップＳ８０６）。
【００４９】
この後、全ての波長を選択したか判断し（ステップＳ８０７）、全ての波長を選択していなければ（ステップＳ８０７：Ｎｏ）、ステップＳ８０２に戻り、全ての波長を選択していれば（ステップＳ８０７：Ｙｅｓ）、つぎに、全ての物理ノードを取り出したか判断し（ステップＳ８０８）、全ての物理ノードを取り出していなければ（ステップＳ８０８：Ｎｏ）、ステップＳ８０１に戻り、全ての物理ノードを取り出していれば（ステップＳ８０８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００５０】
図８−２は、各レイヤ間の接続状態を示す図である。図８−１に示した作成手順に基づく各レイヤ間の接続状態について、一つの物理ノードｖｘに対応した補助グラフ上のノード、およびレイヤ間を接続する辺を示している。図中実線矢印がレイヤ間を接続する辺を表している。図示のように、レイヤ間の辺は、複数の新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺８２１と、既存光パスレイヤのｏｕｔノードの辺から複数の新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺８２２とを含む。
【００５１】
図８−３は、各レイヤ間の接続の作成手順の他の例を示すフローチャートである。レイヤ間接続部５０３が実行する上記２．の作成手順を示す。はじめに、物理ノードを一つ取り出し（ステップＳ８１１）、補助グラフ上のレイヤを二つ選択する（ステップＳ８１２）。選択したレイヤをｘ，ｙとする。
【００５２】
そして、レイヤｘの物理ノードに対応するｉｎノードからレイヤｙの物理ノードに対応するｏｕｔノードへの辺を作成する（ステップＳ８１３）。そして、作成した辺の重みをルータ１０３の消費電力増分値に設定する（ステップＳ８１４）。
【００５３】
この後、レイヤｙの物理ノードに対応するｉｎノードからレイヤｘの物理ノードに対応するｏｕｔノードへの辺を作成する（ステップＳ８１５）。そして、作成した辺の重みをルータ１０３の消費電力増分値に設定する（ステップＳ８１６）。
【００５４】
この後、全てのレイヤの組み合わせを選択したか判断し（ステップＳ８１７）、全てのレイヤの組み合わせを選択していなければ（ステップＳ８１７：Ｎｏ）、ステップＳ８１２に戻り、全てのレイヤの組み合わせを選択していれば（ステップＳ８１７：Ｙｅｓ）、つぎに、全ての物理ノードを取り出したか判断し（ステップＳ８１８）、全ての物理ノードを取り出していなければ（ステップＳ８１８：Ｎｏ）、ステップＳ８１１に戻り、全ての物理ノードを取り出していれば（ステップＳ８１８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００５５】
（補助グラフの作成例）
つぎに、上述した補助グラフの作成例について作成の手順に沿って説明する。図９−１は、補助グラフを作成する対象のネットワーク状態を示す図である。図９−１に示すネットワークは、４ノードから構成され、リンクに示される数字は光ファイバの長さを示す。図９−２は、光パスの情報を示す図である。１本の光ファイバには最大２波長多重でき、波長１（λ１）を用いて始点ノード１−終点ノード４間に、物理ノード１−２−４の経路の光パスが設定されている。また、波長２（λ２）を用いて始点ノード２−終点ノード３間に、物理ノード２−４−３の経路の光パスが設定されているものとする。１−４間の光パスの空き帯域は５Ｇｂｐｓであり、２−３間の光パスの空き帯域は７Ｇｂｐｓとする。ここで、光再生中継器１０２ａの有効範囲Ｒregen＝１５００、光増幅器の有効範囲Ｒamp＝８０とする。
【００５６】
図１０は、電力モデル格納部に格納される情報を示す図表である。電力モデル格納部２１４には、ルータ１０３の電力モデルと、光再生中継器１０２ａの電力モデルと、光ファイバ１０４中に存在する光増幅器の電力モデルが格納されている。ルータ１０３の電力モデルは、固定分消費電力と、通信速度に対応する線形増加分消費電力からなる。光再生中継器１０２ａ、および光増幅器の電力モデルは、それぞれ一個あたりの消費電力からなる。
【００５７】
図１１は、トラフィック情報格納部に格納される情報を示す図表である。トラフィック情報格納部２１３には、新たに発生したトラフィックが、始点物理ノード２から終点物理ノード４までで、要求帯域が４Ｇｂｐｓであるという情報が格納されている。
【００５８】
以下、この新たに発生したトラフィックが使用する光パスと、経路を計算する例について説明する。各ノードには波長専用の光再生中継器１０２ａを波長毎に一個もっているものとする。つまり、図９−１に示したように、ノード２の波長１用の光再生中継器１０２ａは使用されており、また、ノード４の波長２用の光再生中継器１０２ａも使用されている。ただし、光再生中継器１０２ａが各波長毎に専用であるか否かは補助グラフ作成方法を制限するものではなく、光再生中継器１０２ａに波長依存性がない場合であっても、補助グラフの作成に適用可能である。
【００５９】
図１２は、既存光パスレイヤの作成結果を示す図である。図６に示した作成手順にしたがい、まず、各ノードに対応したｉｎノード，ｏｕｔノードを作成する。この例では、ノード１から４への光パスと、ノード２からノード３への光パスが設定されているため、１，ｏｕｔから４，ｉｎへの辺と、２，ｏｕｔから３，ｉｎへの辺を作成する。
【００６０】
図１３は、既存光パスレイヤにおける辺の情報を示す図表である。ルーティング対象となるトラフィックは、図１１に示したように４Ｇｂｐｓであり、ルータ１０３の消費電力は、図１０に示したようにトラフィック量に対して線形に増加し、その増加量は１Ｇｂｐｓあたり２０Ｗであるため、１，ｉｎから１，ｏｕｔへの辺の重みは８０（２０×４）となる。一方、ノード１からノード４、およびノード２からノード３へのそれぞれの既存の光パスに対応する辺の重みは極小値εとなる。
【００６１】
図１４は、各波長毎の接続関係を示す図である。波長１について注目すると、ノード１からノード２へと、ノード２からノード４へは直接の接続関係がないことが分かる。これは、既に図９−１に示すように、ノード１からノード４へ１−２−４を通る光パスが設定されているためである。同様にして、波長２について注目すると、ノード２からノード４へと、ノード４からノード３へは直接の接続関係がないことが分かる。これは、既に図９−１に示すように、ノード２からノード３へ２−４−３を通る光パスが設定されているためである。このように、物理トポロジ上の接続関係から光パスで使われているリンクを波長毎に取り除くことによって、図１４に示すように波長毎の接続関係を得ることができる。
【００６２】
図１５は、波長１についての全ノード間の最短経路とその経路長を示す図表である。図１４に示した各波長毎の接続関係のグラフから、各波長毎に全ノード間の最短経路を求め、最短経路長が光再生中継器１０２ａの有効範囲（Ｒregen＝１５００）以下となる２ノード間を抽出する。たとえば、図１５に示す波長１について、始点ノード１〜終点ノード２への直接の光パスは１−３−４−２が最短経路となる。また、光再生中継器１０２ａの有効範囲（Ｒregen＝１５００）を超える経路長の光パスは、辺を作成できないため、図中×印を付している。
【００６３】
図１６は、新規光パス候補レイヤの作成結果を示す図である。つぎに、図１５に示す結果に基づき、新規光パス候補レイヤを作成する。図１６に示す新規光パス候補レイヤのグラフは、各波長毎に図１５に示すような情報を作成して得る。図１６に示すように、最短経路長が光再生中継器１０２ａの有効範囲（Ｒregen）以下（すなわち光再生中継器１０２ａが不要）となる始点物理ノードに対応するｏｕｔノードから終点物理ノードに対応するｉｎノードに辺をもつ。
【００６４】
さらに、光再生中継器１０２ａが使用可能なノードのｉｎノードからｏｕｔノードには辺をもつことになる。たとえば、図９−１に示す波長１の光パスの経路長が１６００であるため、ノード２では、波長１用の光再生中継器１０２ａを既に使用している。このため、図１６の波長１では、２，ｉｎから２，ｏｕｔへの辺をもたないが、ノード１には使用可能な波長１用の光再生中継器１０２ａが存在するため１，ｉｎから１，ｏｕｔへの辺をもっている。
【００６５】
図１７は、波長１に対応する新規光パス候補レイヤの情報を示す図表である。１，ｉｎから１，ｏｕｔへの辺は、光再生中継器１０２ａの消費電力の増分値を重みとしてもち、ここでは電力モデル格納部２１４に格納された情報により重みは５０となる。１，ｏｕｔから４，ｉｎの辺は、１−３−４という経路を用いて光再生中継器１０２ａなしで光パスを設定できることを示している。この辺の重みは、１−３の光ファイバ長４００と、３−４の光ファイバ長１０００から各光ファイバ１０４に存在する光増幅器の個数の合計の消費電力Ｐampを求め、これらの和とするので、上記式（２）に基づき、
【００６６】
【数２】
【００６７】
となる。（図１０によりＰamp＝５）
【００６８】
図１８は、図８−１に示したレイヤ間の接続方法により各レイヤ間を接続した場合の補助グラフの作成結果を示す図である。最終的に作成した補助グラフでは、各新規光パス候補レイヤのｉｎノードから対応する既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺と、既存光パスレイヤのｏｕｔノードから対応する全ての波長における新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺を有する。
【００６９】
（補助グラフ上での経路計算）
到着したトラフィックがｖｓ∈Ｖrouterからｖｄ∈Ｖrouter（ｓ≠ｄ）への帯域ｂ（ｂｐｓ）の通信であったとき、上記の補助グラフ上でノードｖEs,inからｖEd,outまでの経路をダイクストラ法などを用いることによって、消費電力の増分値が最も小さい経路（最小重み経路）を求めることができる。
【００７０】
たとえば、ノード２からノード４までの経路については、ｖE2,inからｖE4,outまでの最小重み経路を求めることになる。最小重み経路が得られると、つぎには、得られた経路をたどることによって、新規に設定すべき光パスを求める。これは、得られた補助グラフ上の最小重み経路から、同一波長の新規光パス候補レイヤ内で連続する最長区間（群）を調べることと同じである。つまり、得られた区間の始まるノードから、得られた区間の終わるノード間に新しい光パスが必要であることを示している。
【００７１】
図１９は、新規光パス経路を補助グラフ上から求める手順を示すフローチャートである。光パス設定部２０３がおこなう処理について説明する。はじめに、補助グラフ作成部２０１により求めた補助グラフ上の最小重み経路の最初の辺を選択する（ステップＳ１９０１）。つぎに、選択した辺が既存光パスレイヤのｏｕｔノードから新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺であるかを判断する（ステップＳ１９０２）。
【００７２】
選択した辺が既存光パスレイヤのｏｕｔノードから新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺であれば（ステップＳ１９０２：Ｙｅｓ）、対応する物理ノードをｎ、新規光パス候補レイヤに対応する波長をｘとし（ステップＳ１９０３）、ステップＳ１９０７に移行する。
【００７３】
一方、選択した辺が既存光パスレイヤのｏｕｔノードから新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺でなければ（ステップＳ１９０２：Ｎｏ）、選択した辺が新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺であるか判断する（ステップＳ１９０４）。
【００７４】
選択した辺が新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺であれば（ステップＳ１９０４：Ｙｅｓ）、対応する物理ノードをｍ、新規光パス候補レイヤに対応する波長をｙとする（ステップＳ１９０５）。そして、光パス設定部２０３は、物理ノードｎから物理ノードｍへの新規光パスが必要と判断し（ステップＳ１９０６）、ステップＳ１９０７に移行する。一方、選択した辺が新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺でなければ（ステップＳ１９０４：Ｎｏ）、ステップＳ１９０７に移行する。
【００７５】
ステップＳ１９０７では、上記処理で選択した辺が求めた補助グラフ上の最小重み経路の最後の辺であるか判断する（ステップＳ１９０７）。選択した辺が求めた補助グラフ上の最小重み経路の最後の辺であれば（ステップＳ１９０７：Ｙｅｓ）、処理を終了するが、選択した辺が求めた補助グラフ上の最小重み経路の最後の辺でなければ（ステップＳ１９０７：Ｎｏ）、補助グラフ上の最小重み経路において一つ次の辺を選択し（ステップＳ１９０８）、ステップＳ１９０２に戻り、ステップＳ１９０２以降の処理をおこなう。
【００７６】
図２０−１は、光パスの最小重み経路を示す図である。図２０−１には、ノード２からノード４までの消費電力の増分値が最小となる経路を示す。図２０−１の中の太線で示す経路が最小重み経路として求まる。この際、図１３および図１７に示す辺の重みを用いてダイクストラ法などの方法により最小重み経路が求められる。図２０−１に示した最小重み経路は、ｖE2,in→ｖE2,out→ｖE3,in→ｖE3,out→ｖN,13,out→ｖN,14,in→ｖE4,in→ｖE4,outであることが示されている。この最小重み経路に含まれる同一波長の新規光パス候補レイヤ内において連続する最長区間はｖN,13,out→ｖN,14,inである。よって、ノード３からノード４への光パスの新設が必要になることが分かる。この光パスが通過する物理経路および光再生中継器１０２ａを使用する必要があるノードは、得られた区間内の辺を調べることによって分かる。
【００７７】
まず、新規光パス候補レイヤにおいて、同一物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードまでの辺を通過していないことから、光再生中継器１０２ａの使用が必要でないことが分かる。ｖN,13,out→ｖN,14,inを通過していることにより、この光パスは、ノード３−４という経路を使用することが分かる。これは、ｖN,13,out→ｖN,14,inの辺は、ノード３−４を通過する光パスの経路長が１０００であり、光再生中継器１０２ａの有効範囲（Ｒregen＝１５００）以下のためである。
【００７８】
そして、補助グラフ上の最小重み経路の結果により、ノード２からノード４までの４Ｇｂｐｓの新規のトラフィックでは、ノード３−４の光パスを波長１で新規に設定する。そして、図１３に示した既存の２−４−３という物理経路を通り波長２を使用する２−３の光パスを通過させる。この後、新たに設定したノード３−４の光パスが波長１を用いてノード４に至る経路となる。なお、ノード３において、使用する波長が波長２から波長１に変更される。
【００７９】
図２０−２は、他の光パスの最小重み経路を示す図である。図１８で示された補助グラフにおいてノード１からノード４までの４Ｇｂｐｓのトラフィックの経路を計算した結果を示す。図２０−２に示す太線で示す経路が消費電力の増分値が最小となる経路として得られる。この場合、既存光パスレイヤ上の辺のみを通過するため、新規の光パスの設定はおこなわれない。
【００８０】
上述した実施の形態１によれば、光再生中継器の挿入制約および光再生中継器の消費電力増加を考慮して、光パスを新設することができる。特に、既存の光パスを使用する場合、およびその両者を組み合わせた場合の全てを考慮して最小の消費電力増分値となる経路を計算することができる。また、光再生中継器の存在を前提としているため、より現実的で、大規模なＷＤＭネットワークにおいて最小電力経路を求めることができる。また、光パスの経路をグラフの最小重み経路に基づき得るため、全探索手法と比較して高速に処理が実行でき効率的に光パスを設定できる。
【００８１】
（実施の形態２−補助グラフを更新して経路計算する構成例）
図２１は、実施の形態２におけるネットワーク管理装置の機能ブロック図である。この実施の形態２では、作成した補助グラフを更新して光パスの経路計算をおこなう構成について説明する。図２１に示すように、補助グラフ作成部２０１と、最小重み経路計算部２０２と、光パス設定部２０３と、情報格納部２０４の構成は実施の形態１（図２）と同様である。実施の形態１と比べて、情報格納部２０４に補助グラフ格納部２１０２を設けた点が異なる。補助グラフ作成部２０１により作成された補助グラフは、補助グラフ格納部２１０２に格納され、以降の新規の光パス設定毎に読み出して更新（変更）処理され、再度、補助グラフ格納部２１０２に格納される。
【００８２】
図２２は、実施の形態２におけるネットワーク管理装置の経路計算処理を示すフローチャートである。はじめに、トラフィックの発生を待機し（ステップＳ２２０１：Ｎｏ）、トラフィックが発生すると（ステップＳ２２０１：Ｙｅｓ）、補助グラフ作成部２０１は、情報格納部２０４に格納されている電力モデル情報、ルーティング情報、トラフィック情報、および補助グラフを取得する（ステップＳ２２０２）。つぎに、補助グラフ作成部２０１は、取得した情報に基づき、補助グラフの変更をおこなう（ステップＳ２２０３）。この補助グラフの変更は、ルーティング対象のトラフィックにあわせて、補助グラフ中の辺の削除、辺の重みの変更をおこなう操作になる。
【００８３】
つぎに、変更した補助グラフに対して最小重み経路計算部２０２は、最小重み経路計算をおこなう（ステップＳ２２０４）。つぎに、光パス設定部２０３は、最小重み経路の結果から、光パスの新設が必要であるか否かを判断する（ステップＳ２２０５）。発生したトラフィックに対する光パスの新設が必要な場合には（ステップＳ２２０５：Ｙｅｓ）、このトラフィックに対する光パスの設定をおこない（ステップＳ２２０６）、補助グラフを補助グラフ格納部２１０２に格納する更新をおこなった上で（ステップＳ２２０７）、ルーティング情報格納部２１５に格納されているルーティング情報の更新をおこない（ステップＳ２２０８）、処理を終了する。ステップＳ２２０５において、発生したトラフィックに対する光パスの新設が不要な場合には（ステップＳ２２０５：Ｎｏ）、このトラフィックを含めたルーティング情報の更新をおこない（ステップＳ２２０８）、処理を終了する。
【００８４】
このように、実施の形態２では、毎回補助グラフを作成する必要が無く、作成した補助グラフは、補助グラフ格納部２１０２に格納される。なお、実施の形態１では、論理トポロジ情報の更新をおこなって、毎回補助グラフを作成する処理であるのに対し、実施の形態２では、補助グラフを読み出し、補助グラフを更新処理する点が異なっている。
【００８５】
上述した補助グラフの更新の概要について説明する。補助グラフ上での最小重み経路を計算し、新規に設定すべき光パスが求まった後、光パスの設定にあわせてこの補助グラフを更新する。既存光パスレイヤの作成時に、対象のトラフィックが収容できない既存光パスに対応する辺が既存光パスレイヤから削除されるが、その削除した辺を復元する。つぎに、既存光パスレイヤ上の異なる物理ノードに対応するｉｎノードからｏｕｔノードへの辺の属性として保持している空き帯域の値からルーティング対象のトラフィックが使用する帯域の値を引く。さらに、新規に光パスを設定する始点ノードに対応する既存光パスレイヤ上のｏｕｔノードから、新規に光パスを設定する終点ノードに対応する既存光パスレイヤ上のｉｎノードに新たに辺を作成する。最後に、使用可能な光再生中継器１０２ａが無くなった場合にはそれに対応する辺を削除し、さらに、新規に設定する光パスが使用する波長でその光パスが使用するリンクが使用できなくなることによって、光再生中継器１０２ａなしで光パスを設定できなくなる２ノード間に対応する新規光パス候補レイヤの辺を削除する。
【００８６】
図２３は、補助グラフの更新処理を示すフローチャートである。補助グラフ作成部２０１がおこなう図２２のステップＳ２２０７における補助グラフの更新の処理について詳細に説明する。はじめに、空き帯域がトラフィックの帯域ｂ以下の既存光パスに対応する辺を既存光パスレイヤ上に復元する（ステップＳ２３０１）。つぎに、新規に設定する光パスを一つ取り出し（ステップＳ２３０２）、取り出した光パスに対応する辺を既存光パスレイヤ上に作成する（ステップＳ２３０３）。この後、新規に設定する光パスを全て取り出したか判断し（ステップＳ２３０４）、全て取り出していなければ（ステップＳ２３０４：Ｎｏ）、ステップＳ２３０２に戻り、全て取り出していれば（ステップＳ２３０４：Ｙｅｓ）、つぎの処理に移行する。
【００８７】
つぎに、経路として使用する光パス（既存、新規双方）の空き帯域の値から対象トラフィックの帯域を引き、空き帯域を更新する（ステップＳ２３０５）。そして、使用不可能な光再生中継器１０２ａに対応する新規光パスレイヤ上の辺を削除する（ステップＳ２３０６）。つぎに、波長を一つ選択し（ステップＳ２３０７）、選択した波長に対応する新規光パス候補レイヤを再作成する（ステップＳ２３０８）。この後、全波長を選択したか判断し（ステップＳ２３０９）、全波長を選択していなければ（ステップＳ２３０９：Ｎｏ）、ステップＳ２３０７に戻り、全波長を選択していれば（ステップＳ２３０９：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００８８】
以上の処理に基づき、たとえば、上述した図１９と同様の最小重み経路が求められたとき、この後に、補助グラフ作成部２０１は、以下の処理をおこなう。図２４は、更新した補助グラフを示す図である。
１．ノード３−４の光パスが新規作成されるので、既存光パスレイヤの３，ｏｕｔから既存光パスレイヤの４，ｉｎへの辺を作成する。
２．ノード３−４の光パスは波長１を使い、ノード３−４という物理経路を使用するため、波長１の新規光パス候補レイヤ上の辺のうち、波長１において、ノード３から４のリンクが使用できなくなる。これに基づき、光再生中継器１０２ａなしで光パスを設定できなくなる２ノード間に対応する辺、すなわち、３，ｏｕｔから４，ｉｎへの辺を削除する。以上の更新後の情報（図２４相当）を情報格納部２０４の補助グラフ格納部２１０２に再格納する。
【００８９】
以上説明した実施の形態２においても、実施の形態１同様に、光再生中継器の挿入制約および光再生中継器の消費電力増加を考慮して、光パスを新設することができる。特に、既存の光パスを使用する場合、およびその両者を組み合わせた場合の全てを考慮して最小の消費電力増分値となる経路を計算することができる。また、光再生中継器の存在を前提としているため、より現実的で、大規模なＷＤＭネットワークにおいて最小電力経路を求めることができる。また、光パスの経路をグラフの最小重み経路に基づき得るため、全探索手法と比較して高速に処理が実行でき効率的に光パスを設定できる。加えて、実施の形態２によれば、補助グラフの一部を変更して用いるため、光パスが発生する毎に補助グラフを作成する必要が無く補助グラフの作成にかかる所定の手間を省くことができるようになる。
【００９０】
（実施の形態３−波長変換可能な光ネットワークへの適用例）
実施の形態１，２では、光再生中継器が存在する光ネットワークにおいて、消費電力の増分値が最も小さくなる経路を求める構成について説明した。実施の形態３では、物理ノードに波長変換器が設けられて波長変換が可能な光ネットワークに適用し、消費電力の増分値が最も小さくなる経路を求める構成例について説明する。
【００９１】
実施の形態１，２では、１個の既存光パスレイヤと、波長数と同数の新規光パス候補レイヤからなる補助グラフを作成し、補助グラフ上の最小重み経路問題に問題を帰着させることにより所望の解を得ている。そして、補助グラフ上のノードは、既存光パスレイヤ上の辺と、新規光パス候補レイヤ上の辺と、レイヤ間を接続する辺とを含む。実施の形態３では、レイヤ間を接続する辺の作成方法を変更することにより、波長変換を含む光パスの設定を可能としている。
【００９２】
図２５は、実施の形態３による各レイヤ間の接続状態を示す図である。一つの物理ノードｖｘに対応した補助グラフ上のノード、およびレイヤ間を接続する辺を示し、実線矢印がレイヤ間を接続する辺を表している。そして、レイヤ間の辺は、実施の形態１（図８−２）と同様に、複数の新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードへの辺８２１と、既存光パスレイヤのｏｕｔノードの辺から複数の新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺８２２を含む。
【００９３】
そして、実施の形態３では、さらに、新規光パス候補レイヤのｉｎノードから別の波長に対応する新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺２５０１を含む。新たにこの辺２５０１を設けることにより、一つの光パスにおいて、中間ノードで別の波長に波長変換されることを表現することができるようになり、波長変換が可能なネットワークへの適用が可能になる。
【００９４】
上述したように、実施の形態３の構成は、実施の形態１，２に対し、レイヤ間の辺の作成方法のみが異なるため、波長変換が存在する場合のレイヤ間の辺の作成方法の詳細について説明する。以下、波長変換器１個あたりの消費電力をＰconvと表すものとし、
（ａ）入力波長に関係なく任意の波長に波長変換可能である場合
（ｂ）入力波長によって出力波長に制約がある場合
について、それぞれレイヤ間の辺の作成方法について説明する。
【００９５】
（ａ）任意の波長への波長変換が可能な場合のレイヤ間の辺
レイヤ間接続部５０３は、各物理ノードに対応する補助グラフ上のノードに対し、以下の処理でレイヤ間の辺を作成する。１本の光ファイバに多重する波長数をＷ、入力される波長をｐ、変換後の波長をｑとし、
１．ｐ∈Ｗの全ての波長について、ｖN,pi,inからｖEi,inへの辺（新規光パス候補レイヤから既存光パスレイヤへの辺）を作成する。辺の重みは極小値に設定する。
２．ｐ∈Ｗの全ての波長について、ｖE,i,outからｖN,pi,outへの辺（既存光パス候補レイヤから既存光パスレイヤへの辺）を作成する。辺の重みは極小値に設定する。
３．ｐ∈Ｗ、ｑ∈Ｗの全ての波長について、波長ｐを入力波長として設定可能な波長変換器が使用可能であれば、ｖN,pi,inからｖN,qi,outへの辺（新規光パス候補レイヤから別の新規光パス候補レイヤへの辺）を作成する。辺の重みは波長変換器の消費電力Ｐconvとする。波長数Ｗ＝４の場合、ノードｘについてのレイヤ間の辺の作成結果は、図２５に示した状態となる。
【００９６】
（ｂ）入力波長によって出力波長に制約がある場合のレイヤ間の辺
レイヤ間接続部５０３は、各物理ノードに対応する補助グラフ上のノードに対し、以下の処理でレイヤ間の辺を作成する。
１．ｐ∈Ｗの全ての波長について、ｖN,pi,inからｖEi,inへの辺（新規光パス候補レイヤから既存光パスレイヤへの辺）を作成する。辺の重みは極小値に設定する。
２．ｐ∈Ｗの全ての波長について、ｖE,i,outからｖN,pi,outへの辺（既存光パス候補レイヤから既存光パスレイヤへの辺）を作成する。辺の重みは極小値に設定する。
３．ｐ∈Ｗ、ｑ∈Ｗの全ての波長について、波長ｐを入力波長として設定可能な波長変換器が使用可能であり、かつ、その波長変換器が入力波長ｐを波長ｑに変換可能であれば、ｖN,pi,inからｖN,qi,outへの辺（新規光パス候補レイヤから別の新規光パス候補レイヤへの辺）を作成する。辺の重みは波長変換器の消費電力Ｐconvとする。
【００９７】
図２６は、入力波長によって出力波長に制約がある場合のレイヤ間の接続状態を示す図である。波長数Ｗ＝４、波長変換制約のパラメータｋ＝２、入力波長ｐに対して波長変換可能な出力波長ｑがｍａｘ（１，ｐ−ｋ）≦ｑ≦ｍｉｎ（Ｗ，ｐ＋ｋ）である場合のノードｘについてのレイヤ間の辺の作成結果を示す。つまり、入力波長ｐに対してｐ±ｋの範囲で波長変換が可能な場合を示している。図２６に示す例では、隣接する新規光パス候補レイヤ間で他の波長に対し１波長および２波長までの波長変換が可能であり、２波長の変換は辺２６０１に相当する。
【００９８】
図２７は、実施の形態３による各レイヤ間の接続の作成手順の一例を示すフローチャートである。レイヤ間接続部５０３は、はじめに、物理ノードを一つ取り出し（ステップＳ２７０１）、物理ノードの波長を一つ選択する（ステップＳ２７０２）。そして、取り出した物理ノードの選択した波長に対応する新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤの取り出した物理ノードに対応するｉｎノードへの辺を作成する（ステップＳ２７０３）。そして、作成した辺の重みを極小値εに設定する（ステップＳ２７０４）。
【００９９】
この後、既存光パスレイヤの取り出した物理ノードに対応するｏｕｔノードから取り出した物理ノードの選択した波長に対応する新規光パス候補レイヤのｏｕｔノードへの辺を作成する（ステップＳ２７０５）。そして、作成した辺の重みを極小値εに設定する（ステップＳ２７０６）。
【０１００】
この後、全ての波長を選択したか判断し（ステップＳ２７０７）、全ての波長を選択していなければ（ステップＳ２７０７：Ｎｏ）、ステップＳ２７０２に戻り、全ての波長を選択していれば（ステップＳ２７０７：Ｙｅｓ）、異なる二つの波長（ｘ，ｙ）を選択する（ステップＳ２７０８）。
【０１０１】
そして、選択した二つの波長について、波長ｘから波長ｙへの波長変換が可能であるか判断する（ステップＳ２７０９）。波長ｘから波長ｙへの波長変換が可能であれば（ステップＳ２７０９：Ｙｅｓ）、波長ｘに対応する新規光パス候補レイヤ上の物理ノードに対応するｉｎノードから波長ｙに対応する新規光パス候補レイヤ上の物理ノードに対応するｏｕｔノードまでの辺を作成する（ステップＳ２７１０）。一方、ステップＳ２７０９において、波長ｘから波長ｙへの波長変換が可能でなければ（ステップＳ２７０９：Ｎｏ）、ステップＳ２７１２に移行する。
【０１０２】
つぎに、辺の重みを波長変換器の消費電力に設定し（ステップＳ２７１１）、ステップＳ２７１２に移行する。ステップＳ２７１２では、全ての異なる二つの波長の組み合わせを選択したか判断し（ステップＳ２７１２）、全ての異なる二つの波長の組み合わせを選択していれば（ステップＳ２７１２：Ｙｅｓ）、つぎに、全ての物理ノードを取り出したか判断する（ステップＳ２７１３）。ステップＳ２７１２において、全ての異なる二つの波長の組み合わせを選択していなければ（ステップＳ２７１２：Ｎｏ）、ステップＳ２７０８に戻る。
【０１０３】
そして、ステップＳ２７１３において、全ての物理ノードを取り出していなければ（ステップＳ２７１３：Ｎｏ）、ステップＳ２７０１に戻り、全ての物理ノードを取り出していれば（ステップＳ２７１３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【０１０４】
つぎに、補助グラフ上での経路計算について説明する。実施の形態３でも実施の形態１の説明と同様に、発生したトラフィックが、ｖｓ∈Ｖrouterからｖｄ∈Ｖrouter（ｓ≠ｄ）へのトラフィックであった場合、最小重み経路計算部２０２は、補助グラフ作成部２０１で作成された補助グラフ上の既存光パスレイヤのノードｖEs,inからｖEd,outまでの最小重み経路を求めることで、電力増加が最小となる経路を求めることができる。すなわち、新規光パス経路を補助グラフ上から求める手順は、実施の形態１（図１９参照）と同様の処理となる。
【０１０５】
最小重み経路が得られたら、つぎは、得られた補助グラフ上の最小重み経路をたどることによって、新規に設定すべき光パスを求める。このとき、波長変換が可能な場合には、得られた経路のたどり方が実施の形態１と異なる。
【０１０６】
実施の形態１では、同一の波長に対応する新規光パス候補レイヤ内で連続する最長の区間を求めていた。これによって、得られた区間が開始する補助グラフ上のノードに対応する物理ノードから得られた区間が終了する補助グラフ上のノードに対応する物理ノードの間に新規の光パスの設定が必要であることが分かる。これは、波長変換がないため、一つの光パスならば同じ波長を使用するためである。
【０１０７】
一方、実施の形態３では、どの波長に対応する新規光パス候補レイヤかは関係なく、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長の区間を求める。つまり、既存光パスレイヤのｏｕｔノードから新規光パス候補レイヤのｉｎノードへの辺をたどったあと、新規光パス候補レイヤのｉｎノードから既存光パスレイヤのｉｎノードをたどるまでに通過する区間が、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長の区間である。これによって、得られた区間が開始する補助グラフ上のノードに対応する物理ノードから得られた区間が終了する補助グラフ上のノードに対応する物理ノードの間に新規の光パスの設定が必要であることが分かる。これは、波長変換が可能なため、一つの光パスであっても使用波長を変更できるためである。
【０１０８】
上述した実施の形態３によれば、実施の形態１の効果に加えて、波長変換が可能な光ネットワークに適用し、消費電力の増分値が最も小さくなる経路を求めることができるようになる。すなわち、光再生中継器の挿入制約および光再生中継器での波長変換の有無、光再生中継器の消費電力増加を考慮して、光パスを新設することができる。
【０１０９】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１１０】
（付記１）光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続したグラフからなり、前記光パスのノード間の各辺に、当該光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成部と、
前記補助グラフ作成部により作成された前記補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算部と、
を備えたことを特徴とするネットワーク管理装置。
【０１１１】
（付記２）前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフが新規の光パスの候補のグラフからなる新規光パス候補レイヤと、既存の光パスのグラフからなる既存光パスレイヤとにレイヤ分けして作成することを特徴とする付記１に記載のネットワーク管理装置。
【０１１２】
（付記３）前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤの数を、光ネットワーク上で用いる波長数と同数として設けることを特徴とする付記２に記載のネットワーク管理装置。
【０１１３】
（付記４）前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤについて、一つの物理ノードにつき入力および出力の２種類のノードを作成し、前記２種類のノード間の辺の有無を前記ネットワーク機器としての再生中継器の使用可能の有無に対応づけ、前記２種類のノード間の辺の前記再生中継器が使用可能であるとき、当該再生中継器の消費電力に対応した値の重みを前記２種類のノード間の辺に付与することを特徴とする付記２または３に記載のネットワーク管理装置。
【０１１４】
（付記５）前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤとして、前記再生中継器を使用せずに光パスを設定可能な２ノード間に辺を作成することを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１１５】
（付記６）前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフとして、同一物理ノードに対応する新規光パス候補レイヤと既存光パス候補レイヤのノード間をそれぞれつなぐ辺を作成することを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１１６】
（付記７）前記光ネットワーク上で波長変換が可能な場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する異なる新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする付記２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１１７】
（付記８）前記物理ノードに波長変換器が設けられ、当該波長変換器が入力波長に関係なく任意の出力波長に変換可能な場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する他の全ての新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする付記２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１１８】
（付記９）前記物理ノードに波長変換器が設けられ、当該波長変換器が入力波長によって変換可能な出力波長に制約がある場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する変換可能な波長の新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする付記２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１１９】
（付記１０）前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフとして、ルーティング対象となるトラフィックを収容した場合の前記ネットワーク機器による消費電力の増分値を辺の重みとして付与することを特徴とする付記２〜９のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１２０】
（付記１１）前記補助グラフ作成部は、トラフィックの発生毎に、前記補助グラフを作成することを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１２１】
（付記１２）前記補助グラフ作成部は、トラフィックの発生毎に、前記補助グラフを更新することを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１２２】
（付記１３）前記経路計算部により求められた前記最小重み経路に基づき、前記補助グラフ上の経路の中から、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長区間を求め、当該最長区間の始点に対応するノードから終点に対応するノードの間に新規の光パスを設定する光パス設定部を備えたことを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【０１２３】
（付記１４）光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続し、前記光パスのノード間の各辺に、当該光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成工程と、
前記補助グラフ作成工程により作成された前記補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算工程と、
を含むことを特徴とする光パス設定方法。
【０１２４】
（付記１５）前記経路計算工程により求められた前記最小重み経路に基づき、前記補助グラフ上の経路の中から、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長区間を求め、当該最長区間の始点に対応するノードから終点に対応するノードの間に新規の光パスを設定する光パス設定工程を含むことを特徴とする付記１４に記載の光パス設定方法。
【０１２５】
（付記１６）前記補助グラフ作成工程は、前記補助グラフを新規の光パスの候補のグラフからなる新規光パス候補レイヤと、既存の光パスのグラフからなる既存光パスレイヤとにレイヤ分けして作成することを特徴とする付記１４または１５に記載の光パス設定方法。
【０１２６】
（付記１７）前記補助グラフ作成工程は、前記新規光パス候補レイヤの数を、光ネットワーク上で用いる波長数と同数として設けることを特徴とする付記１６に記載の光パス設定方法。
【０１２７】
（付記１８）前記補助グラフ作成工程は、前記補助グラフとして、同一物理ノードに対応する新規光パス候補レイヤと既存光パス候補レイヤのノード間をそれぞれつなぐ辺を作成することを特徴とする付記１６または１７に記載の光パス設定方法。
【０１２８】
（付記１９）前記光ネットワーク上で波長変換が可能な場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する異なる新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする付記１６〜１８のいずれか一つに記載の光パス設定方法。
【符号の説明】
【０１２９】
１００ ネットワーク
１０１ ネットワーク管理装置
１０２ａ 光再生中継器
１０３ ルータ
１０４ 光ファイバ
２０１ 補助グラフ作成部
２０２ 最小重み経路計算部
２０３ 光パス設定部
２０４ 情報格納部
２１１ 物理トポロジ情報格納部
２１２ 論理トポロジ情報格納部
２１３ トラフィック情報格納部
２１４ 電力モデル格納部
２１５ ルーティング情報格納部
３０４ ユーザインターフェース
３０５ 通信インターフェース
３０６ 補助メモリ
３１０ バス
５０１ 既存光パスレイヤ作成部
５０２ 新規光パスレイヤ作成部
５０３ レイヤ間接続部
２１０２ 補助グラフ格納部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続したグラフからなり、前記光パスのノード間の各辺に、当該光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成部と、
前記補助グラフ作成部により作成された前記補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算部と、
を備えたことを特徴とするネットワーク管理装置。
【請求項２】
前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフが新規の光パスの候補のグラフからなる新規光パス候補レイヤと、既存の光パスのグラフからなる既存光パスレイヤとにレイヤ分けして作成することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理装置。
【請求項３】
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤの数を、光ネットワーク上で用いる波長数と同数として設けることを特徴とする請求項２に記載のネットワーク管理装置。
【請求項４】
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤについて、一つの物理ノードにつき入力および出力の２種類のノードを作成し、前記２種類のノード間の辺の有無を前記ネットワーク機器としての再生中継器の使用可能の有無に対応づけ、前記２種類のノード間の辺の前記再生中継器が使用可能であるとき、当該再生中継器の消費電力に対応した値の重みを前記２種類のノード間の辺に付与することを特徴とする請求項２または３に記載のネットワーク管理装置。
【請求項５】
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤとして、前記再生中継器を使用せずに光パスを設定可能な２ノード間に辺を作成することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項６】
前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフとして、同一物理ノードに対応する新規光パス候補レイヤと既存光パス候補レイヤのノード間をそれぞれつなぐ辺を作成することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項７】
前記光ネットワーク上で波長変換が可能な場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する異なる新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項８】
前記物理ノードに波長変換器が設けられ、当該波長変換器が入力波長に関係なく任意の出力波長に変換可能な場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する他の全ての新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項９】
前記物理ノードに波長変換器が設けられ、当該波長変換器が入力波長によって変換可能な出力波長に制約がある場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する変換可能な波長の新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項１０】
前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフとして、ルーティング対象となるトラフィックを収容した場合の前記ネットワーク機器による消費電力の増分値を辺の重みとして付与することを特徴とする請求項２〜９のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項１１】
前記補助グラフ作成部は、トラフィックの発生毎に、前記補助グラフを作成することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項１２】
前記補助グラフ作成部は、トラフィックの発生毎に、前記補助グラフを更新することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項１３】
前記経路計算部により求められた前記最小重み経路に基づき、前記補助グラフ上の経路の中から、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長区間を求め、当該最長区間の始点に対応するノードから終点に対応するノードの間に新規の光パスを設定する光パス設定部を備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項１４】
光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続し、前記光パスのノード間の各辺に、当該光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成工程と、
前記補助グラフ作成工程により作成された前記補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算工程と、
を含むことを特徴とする光パス設定方法。
【請求項１５】
前記経路計算工程により求められた前記最小重み経路に基づき、前記補助グラフ上の経路の中から、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長区間を求め、当該最長区間の始点に対応するノードから終点に対応するノードの間に新規の光パスを設定する光パス設定工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の光パス設定方法。
【請求項１】
光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続したグラフからなり、前記光パスのノード間の各辺に、当該光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成部と、
前記補助グラフ作成部により作成された前記補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算部と、
を備えたことを特徴とするネットワーク管理装置。
【請求項２】
前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフが新規の光パスの候補のグラフからなる新規光パス候補レイヤと、既存の光パスのグラフからなる既存光パスレイヤとにレイヤ分けして作成することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク管理装置。
【請求項３】
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤの数を、光ネットワーク上で用いる波長数と同数として設けることを特徴とする請求項２に記載のネットワーク管理装置。
【請求項４】
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤについて、一つの物理ノードにつき入力および出力の２種類のノードを作成し、前記２種類のノード間の辺の有無を前記ネットワーク機器としての再生中継器の使用可能の有無に対応づけ、前記２種類のノード間の辺の前記再生中継器が使用可能であるとき、当該再生中継器の消費電力に対応した値の重みを前記２種類のノード間の辺に付与することを特徴とする請求項２または３に記載のネットワーク管理装置。
【請求項５】
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤとして、前記再生中継器を使用せずに光パスを設定可能な２ノード間に辺を作成することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項６】
前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフとして、同一物理ノードに対応する新規光パス候補レイヤと既存光パス候補レイヤのノード間をそれぞれつなぐ辺を作成することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項７】
前記光ネットワーク上で波長変換が可能な場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する異なる新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項８】
前記物理ノードに波長変換器が設けられ、当該波長変換器が入力波長に関係なく任意の出力波長に変換可能な場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する他の全ての新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項９】
前記物理ノードに波長変換器が設けられ、当該波長変換器が入力波長によって変換可能な出力波長に制約がある場合、
前記補助グラフ作成部は、前記新規光パス候補レイヤ内のノードから、同一の前記物理ノードに対応する変換可能な波長の新規光パス候補レイヤのノードへの辺を作成することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項１０】
前記補助グラフ作成部は、前記補助グラフとして、ルーティング対象となるトラフィックを収容した場合の前記ネットワーク機器による消費電力の増分値を辺の重みとして付与することを特徴とする請求項２〜９のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項１１】
前記補助グラフ作成部は、トラフィックの発生毎に、前記補助グラフを作成することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項１２】
前記補助グラフ作成部は、トラフィックの発生毎に、前記補助グラフを更新することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項１３】
前記経路計算部により求められた前記最小重み経路に基づき、前記補助グラフ上の経路の中から、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長区間を求め、当該最長区間の始点に対応するノードから終点に対応するノードの間に新規の光パスを設定する光パス設定部を備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載のネットワーク管理装置。
【請求項１４】
光ネットワーク上の既存の光パスと、発生したトラフィックを収容可能な新規の光パスの候補についてノード間を接続し、前記光パスのノード間の各辺に、当該光パス上に設けられるネットワーク機器の電力消費増分に対応した値の重みを付与した補助グラフを作成する補助グラフ作成工程と、
前記補助グラフ作成工程により作成された前記補助グラフに基づき、最小重み経路を求める経路計算工程と、
を含むことを特徴とする光パス設定方法。
【請求項１５】
前記経路計算工程により求められた前記最小重み経路に基づき、前記補助グラフ上の経路の中から、新規光パス候補レイヤ内で連続する最長区間を求め、当該最長区間の始点に対応するノードから終点に対応するノードの間に新規の光パスを設定する光パス設定工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の光パス設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図８−３】
【図９−１】
【図９−２】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０−１】
【図２０−２】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図８−３】
【図９−１】
【図９−２】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０−１】
【図２０−２】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１３−１３０４７（Ｐ２０１３−１３０４７Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７２００（Ｐ２０１１−２５７２００）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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