パス収容制御方法
【課題】周波数スロットを用いてパスへのリソース割り当てを行う光ネットワークにおいて、リソース利用効率を向上させる。
【解決手段】リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、ネットワーク管理装置が、要求に係るパスに対して割り当てる周波数スロットが空いている経路がないと判定した場合に、パス再配置処理を行う。パス再配置処理では、前記要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路から１つの経路を抽出し、抽出経路上で、前記パスに必要な周波数スロットのうちの少なくとも１つの周波数スロットが割り当てられたパスである再配置対象パスを抽出し、前記再配置対象パスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置することが可能であるか否かを判定し、可能である場合に再配置を行い、再配置によって、空けられた周波数スロットを前記要求に係るパスに割り当てる。
【解決手段】リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、ネットワーク管理装置が、要求に係るパスに対して割り当てる周波数スロットが空いている経路がないと判定した場合に、パス再配置処理を行う。パス再配置処理では、前記要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路から１つの経路を抽出し、抽出経路上で、前記パスに必要な周波数スロットのうちの少なくとも１つの周波数スロットが割り当てられたパスである再配置対象パスを抽出し、前記再配置対象パスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置することが可能であるか否かを判定し、可能である場合に再配置を行い、再配置によって、空けられた周波数スロットを前記要求に係るパスに割り当てる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数スロットを用いてパスに対する波長の割り当てを行う光ネットワークにおいて、動的にパス収容制御を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のバックボーンネットワークを支える光ネットワークのトラフィックは年々増加している。このようなトラフィック需要に対応するために、光ファイバ内の限られたスペクトルリソースを効率的に利用するための研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、多値で光変調することで光信号の周波数利用効率の向上を図る技術が開示されている。また、特許文献１（WO２０１０／０３２８４４）には、光OFDM信号を用いることで、需要に応じて信号帯域を増減可能な帯域可変通信技術が開示されている。
【０００４】
これまで波長多重伝送をベースにした光ネットワークにおいては、ITU-Tで定められた一定間隔の周波数グリッドに基づいて、光パスに波長を割り当てていたが、近年、より柔軟で効率的なリソース割り当てを可能とするために、周波数スロットを用いてリソース割り当てを行う方式が提案されている（非特許文献２）。
【０００５】
周波数スロットの一例を図１（ａ）に示す。図１（ａ）において横軸は周波数である。各周波数スロットには、どの周波数スロットかを識別するための番号が割り当てられている。各周波数スロットの周波数幅（帯域幅）は同じであり、例えば、１つの周波数スロットの幅を１２．５ＧＨｚとする。このような周波数スロットを用いて、例えば図１（ｂ）に示すように、パスＡに周波数スロット１〜３を割り当て、パスＢに周波数スロット５〜８を割り当てるといったようにリソース割り当てを行う。ここで、あるパスに複数の周波数スロットを割り当てる際に、当該複数の周波数スロットは連続でなければならない。
【０００６】
また、従来技術では一般に、全ての長さの光パスが、最長光パスにおけるＯＳＮＲペナルティ（光信号品質劣化量）に対して伝送可能な変調方式を用いていたところ、非特許文献２に記載された技術では、設定しようとするパス経路のＯＳＮＲペナルティの大きさに応じて変調方式を選択している。
【０００７】
図２は、各種変調方式とＯＳＮＲ(Optical Signal to Noise Ratio)ペナルティとの関係を示している。ＰＳＫ(Phase Shift Keying)，ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)の多値数の低い変調方式の場合は、ＯＳＮＲペナルティは小さいため長距離やノード数の多いパスでの転送に適しており、８ＰＳＫ，１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭのように多値数が高くなるほどＯＳＮＲペナルティが増加するため伝送距離や転送できるノード数が低減する。一方、多値数が高くなるほど同じリソース量で伝送できる情報量は増加する。
【０００８】
このような特性に基づいて、非特許文献２の技術では、通信距離やビットレートに応じて変調方式を選択し、柔軟に周波数スロットを割り当てることにより、効率的なリソース割り当てを実現している。図３は、非特許文献２に記載されたように、周波数スロットを用い、通信距離等に応じて適応的に変調方式を選択する技術の効果の例を示す図である。図３に示すように、ＯＳＮＲペナルティが大きい（雑音耐性が低い）が伝送情報量の大きな変調方式（１６ＱＡＭ）を、短いパスに小さな帯域（３スロット）で割り当て、逆に、伝送情報量は小さいがＯＳＮＲペナルティの小さい（雑音耐性が高い）変調方式（ＱＰＳＫ）を大きめの帯域（５スロット）に割り当てるといった収容を行うことができる。これにより、従来のように周波数グリッドを用いて波長割当を行う場合（図３の例では、全距離で８スロット必要）に比べて、リソース利用効率が大幅に改善される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】H. Goto et al., "Polarization-multiplexed 1 Gsymbol/s, 128 QAM (14Gbit/s) coherent optical transmission over 160 km using a 1.4 GHz Nyquist filter", OFC/NFOEC 2008, HThA45, 2008
【非特許文献２】M. Jinno, B. Kozicki, H. Takara, A. Watanabe, Y. Sone, T. Tanaka, and A. Hirano : Distance-Adaptive Spectrum Resource Allocation in Spectrum-Sliced Elastic Optical Path Network," IEEE Comm. Mag., Vol.48, No.8, pp.138-145, 2010.
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】WO２０１０／０３２８４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
周波数スロットを用いてリソース割り当てを行うことにより、パス毎に柔軟に帯域幅を設定できる。しかし、１つのパスで使用する周波数スロットはパスの経路（一般に複数リンクからなる）を通じて同じでなくてはならず、また、前述したように、１つのパスに割り当てる複数の周波数スロットは連続でなければならないという制約があるため、長短様々なパスを収容する光ネットワークにおいて、単純に空きスロットにパスを割り当てていくだけでは、各リンクで利用できない空きスロットが多く生じ、リソース利用効率の向上の妨げになる可能性があるという問題がある。
【００１２】
例えば、図４に示す４つのノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄからなる光ネットワークで、リソースがスロット１〜８と定められている場合において、Ａ−＞Ｂのパス１にスロット１〜３が割り当てられ、Ａ−＞Ｂ−＞Ｃのパス２にスロット６〜８が割り当てられ、Ｂ−＞Ｃ−＞Ｄのパス３にスロット１〜５が割り当てられている場合において、仮に、Ｃ−＞Ｄ−＞Ａ−＞Ｂのパス４（２個分のスロットを要する）を割り当てる要求があったとしても、ＡＢ間とＣＤ間で同じ２スロットを確保できないので、パス４を割り当てることができない。しかし、Ｃ−＞Ｄ、Ｄ−＞Ａ、Ａ−＞Ｂの各リンクは少なくとも２個分の空きを持っている。このように、利用できない空きスロットが生じる場合がある。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、周波数スロットを用いてパスへのリソース割り当てを行う光ネットワークにおいて、リソース利用効率を向上させるための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題は、リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パス設立要求を受信したことに応じて、当該要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路があるか否を判定する空き判定ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路があると判定された場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てる割当ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路がないと判定された場合に、パス再配置処理を行うパス再配置ステップと、を有し、
前記パス再配置ステップは、
前記要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路から１つの経路を抽出する経路抽出ステップと、
前記経路抽出ステップで抽出された経路である抽出経路上で、前記パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットのうちの少なくとも１つの周波数スロットが割り当てられたパスである再配置対象パスを抽出する再配置対象パス抽出ステップと、
前記再配置対象パスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置することが可能であるか否かを判定し、可能である場合に再配置を行い、再配置によって、前記経路を通じて空けられた前記連続する周波数スロットを前記要求に係るパスに割り当てるステップと、を有するパス収容制御方法により解決される。
【００１５】
本発明は、リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パスに関わる要求を受信したときに、当該要求を要求記憶手段に格納するステップと、
予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて、当該タイミングと１つ前のタイミングの間に格納された要求毎に、要求に応じた処理を行う要求処理ステップと、を有し、
前記要求処理ステップは、
前記要求がパス設立要求である場合において、当該要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路があるか否を判定する空き判定ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路があると判定された場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てる割当ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路がないと判定された場合に、パス再配置処理を行うパス再配置ステップと、を有し、
前記パス再配置ステップは、
前記パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路から１つの経路を抽出する経路抽出ステップと、
前記経路抽出ステップで抽出された経路である抽出経路上で、前記パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットのうちの少なくとも１つの周波数スロットが割り当てられたパスである再配置対象パスを抽出する再配置対象パス抽出ステップと、
前記再配置対象パスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置することが可能であるか否かを判定し、可能である場合に再配置を行い、再配置によって、前記経路を通じて空けられた前記連続する周波数スロットを前記要求に係るパスに割り当てるステップと、を有するパス収容制御方法として構成してもよい。
【００１６】
また、本発明は、リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パス設立要求を受信したことに応じて実行する再配置ステップと、その後に実行するスロット割当ステップとを有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記スロット割当ステップは、
前記要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップを有するパス収容制御方法として構成してもよい。
【００１７】
また、本発明は、リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パスに関わる要求を受信したときに、当該要求を要求記憶手段に格納するステップと、 予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて、当該タイミングと１つ前のタイミングの間に格納された要求毎に、要求に応じた処理を行う要求処理ステップと、を有し、
前記要求がパス設立要求である場合において、前記要求処理ステップは、再配置ステップと、その後に実行するスロット割当ステップとを有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記スロット割当ステップは、
前記パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップを有するパス収容制御方法としてもよい。
【００１８】
また、本発明は、リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて実行する再配置ステップと、パスに関わる要求を受信したときに実行する要求処理ステップと、を有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記要求処理ステップは、
前記要求がパス設立要求である場合において、当該パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップを有するパス収容制御方法として構成することもできる。
【００１９】
パス収容制御方法において、前記要求に係るパスの経路として、前記光ネットワーク上の取り得る経路から１つの経路を選択する際に、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路に必要なスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲に限って経路を選択し、その中からＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択することとしてもよい。
【００２０】
また、パスの再配置を行う際に、再配置を試みる経路選択範囲を、再配置の対象とするパスが占有している経路上のスロット群を光ネットワークのトポロジから除いた範囲において、当該パスが占有しているスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲とし、ＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択することとしてもよい。
【００２１】
また、再配置するパスを、経由リンク数が多いパスから優先的に選択するようにしたり、場合によっては、再配置するパスを、経由リンク数が少ないパスから優先的に選択するようにしてもよい。
【００２２】
また、再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数が多いパスから優先的に選択するようにしてもよい。更に、再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数を経由リンク数で割った、平均経由混雑リンク数が大きいパスを優先的に選択することとしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
周波数スロットを用いてパスへのリソース割り当てを行う光ネットワークにおいて、リソース利用効率を向上させるための技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】周波数スロットの例を示す図である。
【図２】各種変調方式とＯＳＮＲペナルティとの関係を示す図である。
【図３】周波数スロットを用い、通信距離等に応じて適応的に変調方式を選択する技術の効果の例を示す図である。
【図４】従来技術の課題を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る帯域可変通信システムの構成図である。
【図６】帯域可変通信装置１０の構成例である。
【図７】ネットワーク管理装置１００の構成図である。
【図８】パス割当情報記憶部に格納される情報の例を示す図である。
【図９Ａ】ネットワーク管理装置１００の動作の概要を説明するための図である。
【図９Ｂ】ネットワーク管理装置１００の動作の概要を説明するための図である。
【図９Ｃ】ネットワーク管理装置１００の動作の概要を説明するための図である。
【図１０】第１の動作例の概要を示す図である。
【図１１】第１の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【図１２】パス再配置に係る処理を説明するための図である。
【図１３】第２の動作例の概要を示す図である。
【図１４】第２の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【図１５】第３の動作例の概要を示す図である。
【図１６】第３の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【図１７】スロット使用率が予め定めた値以上であるリンクの例などを説明するための図である。
【図１８】第４の動作例の概要を示す図である。
【図１９】第４の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【図２０】第５の動作例の概要を示す図である。
【図２１Ａ】第５の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【図２１Ｂ】第５の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００２６】
（システム構成）
図５に、本発明の実施の形態に係る帯域可変通信システムの構成図を示す。図５に示すように、本実施の形態に係る帯域可変通信システムは、複数のノードからなる光ネットワーク２００とネットワーク管理装置１００を備える。光ネットワーク２００を構成する各ノードは、ネットワーク管理装置１００からの制御信号に基づきパス（通信装置においては特定のポート間の通過帯域）を設定し、光信号の送受信・クロスコネクト等を行う機能を備える帯域可変通信装置である。光ネットワーク２００において、各ノードは他のノードとリンク（具体的には光ファイバからなる光伝送路）で接続されている。
【００２７】
図６に、光ネットワーク２００を構成する帯域可変通信装置１０の構成例を示す。図６に示すように、本実施の形態に係る帯域可変通信装置１０は、帯域可変の送信部１１、帯域可変の受信部１２、帯域可変の経路交換部１３、光増幅器１４、制御部１５を含む。
【００２８】
送信部１１は、光信号を生成して送信する機能部であり、受信部１２は、光信号を受信する機能部である。経路交換部１３は、入力ポートから入射する１つ以上の光の出力ポートを制御部１５からの制御信号に基づいて切り替える経路交換機能と、パスが通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能を有する。制御部１５は、ネットワーク管理装置１００から制御信号（パス設立命令等）を受信し、送信部１１、受信部１２、経路交換部１３を制御する。これらの機能により、ネットワーク管理装置１００から受信する命令に応じたパス設立等を行うことが可能となっている。
【００２９】
図７に、本実施の形態に係るネットワーク管理装置１００の構成図を示す。図７に示すように、ネットワーク管理装置１００は、要求受信部１０１、要求記憶部１０２、処理制御部１０３、パス収容設計部１０４、パス再配置処理部１０５、通信装置命令部１０６、ネットワーク情報記憶部１０７、パス割当情報記憶部１０８を含む。
【００３０】
要求受信部１０１は、例えば外部の通信装置、もしくはネットワーク管理者から、パス設立要求、パス解除要求等を受信する機能部である。パス設立要求は、パスの始点ノード、終点ノード、必要な帯域（ビットレート）を含む。パス解除要求は、例えば、解除対象とするパスの識別情報を含む。要求記憶部１０２は、受信した要求を格納する機能部である。
【００３１】
処理制御部１０３は、後述する各動作例に示した動作を行うように、パス収容設計部１０４、パス再配置処理部１０５、通信装置命令部１０６等を制御する機能部である。
【００３２】
パス収容設計部１０４は、要求に係るパスに必要なスロット数算出や、パスの経路抽出等を行う機能を含み、要求に係るパスや再配置先のパスへの経路・周波数スロット割り当てを行う機能部である。パス再配置処理部１０５は、パス再配置のための処理を行う機能部である。通信装置命令部１０６は、パス設立のための命令（割り当てる周波数スロットの情報を含む）や、パス解除の命令を該当のノードに送信する機能部である。
【００３３】
ネットワーク情報記憶部１０７は、光ネットワーク２００の物理トポロジ情報（ノード・リンク接続情報や、リンク長等のＯＳＮＲペナルティを算出するための情報を含む）を格納する。パス割当情報記憶部１０８は、設定されたパス毎に、その経路情報、割当スロット番号等を格納する。
【００３４】
図８に、パス割当情報記憶部１０８に格納される情報の例を示す。なお、図８に示す例は、情報の内容を分かりやすく示すためのものであり、パス割当情報記憶部１０８に格納される情報のデータ構造は図８に示すものに限られるわけではない。ネットワーク情報記憶部１０７、及びパス割当情報記憶部１０８のそれぞれで、もしくは、これら全体でデータベースシステムを構成しており、例えば、特定のリンクを指定した場合、当該リンクにどのパスがどのスロットで割り当てられているかの情報を即座に抽出できる。
【００３５】
ネットワーク管理装置１００は、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、ネットワーク管理装置１００の各部が有する機能は、当該ネットワーク管理装置１００を構成するコンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリなどのハードウェア資源を用いて、各部で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。また、ネットワーク管理装置１００における各記憶部は、メモリなどの記憶手段により実現される。また、上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えばＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ（登録商標） Ｄｉｓｋ）や、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、メモリカード、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＢＤ−Ｒ、ＢＤ−ＲＥ、ＨＤＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。
【００３６】
（ネットワーク管理装置１００の動作）
＜概要＞
本実施の形態に係るネットワーク管理装置１００の動作の概要を図９Ａ〜９Ｂを参照して説明する。
【００３７】
本実施の形態では、ネットワーク管理装置１００に対して時々刻々とパス設立要求やパス解除要求が到着する状況を想定している。パス設立要求やパス解除要求は、電話通信等のようにすぐにパス設立／解除が必要な要求とともに、例えばテレビ会議の予約のように、通信を実際に使用するまでにパスが設立されていればよいような要求を含むことを想定している。
【００３８】
図９Ａに示すように、パス１設立要求、パス２設立要求、パス３設立要求が順次到着し、ネットワーク管理装置１００が、各要求に応じてパス設計を行って周波数スロットの割り当てを行い、各ノードに対して設定要求を行うことにより、パス１〜パス３が設立される。
【００３９】
その後、図９Ｂに示すように、パス２を解除するパス２解除要求が到着してパス２が解除され、更に、パス４設立要求が到着する。ところが、パス４設立要求で要求されたパス（Ｄ−＞Ｃ）は、Ｄ−＞Ｃのリンクで周波数スロットの空きが足りず、設立できない。
【００４０】
そこで、本実施の形態では、図９Ｃに示すように、ネットワーク管理装置１００が、パス１の再配置を行い、Ｄ−＞Ｃ区間において周波数スロットの空きを作り、空けられた周波数スロットをパス４に割り当てる。このような動作により、光ネットワーク全体としての周波数利用効率を高めている。
【００４１】
以下では、本実施の形態に係る各動作例をより詳細に説明する。
【００４２】
＜第１の動作例＞
まず、第１の動作例を説明する。第１の動作例は、図１０に示すように、要求が到着する度に、パス設立／解除やそれに伴うパス再配置（事後パス再配置）を行うものである。なお、本実施の形態では、パス設立／解除を行うタイミングをパス制御タイミングと称し、パス再配置を行うタイミングをパス再配置制御タイミングと称している。
【００４３】
図１１は、第１の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。図１１に示す手順に沿ってネットワーク管理装置１００の動作を説明する。
【００４４】
ネットワーク管理装置１００が要求を受信する（ステップ１０１）。本動作例では、要求を受信したタイミングがパス制御タイミングかつパス再配置制御タイミングとなる。
【００４５】
ネットワーク管理装置１００は、要求の種別を判断し（ステップ１０２）、要求がパス解除要求であればパス解除処理を行う（ステップ１０３）。すなわち、パス割当情報記憶部１０８において該当パスに割り当てられていた周波数スロットを解放するとともに、該当パス上の各ノードに対して周波数スロットに対応する帯域の解放命令を送信することによりパスを解除する。
【００４６】
ステップ１０２において、要求がパス設立要求であった場合、ステップ１０４に進む。ステップ１０４において、ネットワーク管理装置１００は、ネットワーク情報記憶部１０７及びパス割当情報記憶部１０８を参照することにより、要求に係るパスに必要なスロット数を決定し、更に、要求に係るパス（始点ノード−＞終点ノード）の経路を抽出し、各経路毎に、当該パスに必要な数分の周波数スロットが経路を通じて割り当て可能か否か（空きか否か）を判定する。
１つの経路で割り当て可能であればその経路に周波数スロットを割り当て、パス割当情報記憶部１０８を更新し、該当する各ノードに対して当該周波数スロットの帯域設定命令を送信することにより、パス設立を行う（ステップ１０５）。もし、割り当て可能な経路が複数であれば、例えば、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路（最も光信号劣化の小さい経路）を選択し、ステップ１０５のパス設立を行う。なお、パスに対していくつの周波数スロットを割り当てるかについては、例えば非特許文献２に記載された技術を用いる。
【００４７】
また、ステップ１０４での経路抽出・割り当て判定処理においては、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路に必要なスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲に限って経路を抽出し、その中からＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択し、周波数スロット割り当てを行ってもよい。ＯＳＮＲペナルティが小さい経路とは、例えばＯＳＮＲペナルティが最小の経路である。
【００４８】
例えば、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路に必要なスロット数が３（例：図３に示す１６ＱＡＭのスロット数）と決定された場合において、スロット数が３で割り当て可能な範囲（例：図３に示す１６ＱＡＭのスロット数に対応するホップ数の範囲）の経路を抽出し、その中からＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択する。
【００４９】
図１１のステップ１０４において、要求に係るパスに対する周波数スロットを割り当て可能な経路がないと判定された場合、ステップ１０６に進む。
【００５０】
ステップ１０６では、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスの取り得る経路から１つの経路を選択する。ここで１つの経路を選択する基準は、例えば、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路とすることができる。
【００５１】
また、上記と同様に、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路に必要なスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲に限って経路を抽出し、その中からＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択することとしてもよい。
【００５２】
続いて、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスに必要なスロット数だけのスロット群を抽出する（ステップ１０７）。例えば、必要なスロット数が３である場合に、スロット群としてスロット１〜３を抽出するということである。ここで抽出するスロット群は、例えば、ステップ１０６で選択した経路において、パス設立のためのスロットが空き不足となるリンク数が最も少なくなるスロット群としてもよい。
【００５３】
次に、ネットワーク管理装置１００は、ステップ１０６で選択した経路において、ステップ１０７で抽出したスロット群のうちの少なくとも１つのスロットが割り当て済みのパスを抽出する（ステップ１０８）。例えば、図１２に示す光ネットワークにおいて、要求に係るパスに対して選択した経路がＡ−＞Ｂ−＞Ｃであり、抽出したスロット群がスロット１〜３である場合において、既に、Ｄ−＞Ａ−＞ＢのパスＸに対してスロット３〜６が割り当て済みであるとすると、Ａ−Ｂの区間でスロット１〜３を割り当て不可となるから、ステップ１０８では当該パスＸが抽出される。
【００５４】
続いて、ネットワーク管理装置１００は、ステップ１０８で抽出したパスを、別経路に再配置することを試みる（ステップ１０９）。
【００５５】
再配置にあたっては、例えば、再配置を試みる経路選択範囲を、再配置の対象とするパスが占有している経路上のスロット群を光ネットワークのトポロジから除いた範囲において、当該パスが占有しているスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲とし、ＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択することとしてよい。ＯＳＮＲペナルティが小さい経路とは、例えばＯＳＮＲペナルティが最小の経路である。なお、再配置の方法はこれに限られるわけではなく、適切に他の経路でパスを設定できるのであれば、別の方法で再配置を行ってもよい。
【００５６】
ステップ１０９での処理の結果、再配置が可能であれば、パス再配置を行う（ステップ１１０）。すなわち、再配置前の経路上のスロット群を空きとするとともに、再配置後の経路にスロット群を割り当てるようにパス割当情報を更新し、各ノードに帯域設定命令を送信する。例えば、図１２の例では、パスＸは、再配置されてＤ−＞Ｃ−＞Ｅ−＞Ｂの経路となる。
【００５７】
なお、ステップ１０８にて複数のパスが抽出された場合には、抽出されたパス毎にステップ１０９、１１０の処理を実行する。
【００５８】
そして、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスについてのスロット割り当て（パス割当情報記憶部１０８の更新）、及び各ノードへの帯域設定命令を行う（ステップ１１１）。ステップ１０９での処理の結果、再配置が不可能であれば、パス設立要求は通信の失敗とされる（ステップ１１２）。
【００５９】
＜第２の動作例＞
次に、第２の動作例を説明する。第２の動作例は、図１３に示すように、予め定めた時間間隔でパス設立／解除及びそれに伴うパス再配置を行うものである。なお、予め定めた時間間隔でなく、予め定めた時刻毎に行うこととしてもよい。
【００６０】
すなわち、本動作例においては、順次到着する要求に対してその都度処理を行うのでなく、所定の時間間隔で、バッチ処理としてまとめて処理を行うものである。本動作例では、到着する要求は、すぐに処理を要さないものを想定している。
【００６１】
以下、第２の動作例を図１４の手順に沿って説明する。第２の動作例は、処理を行うタイミングが第１の動作例と異なり、パス設立／解除及びそれに伴うパス再配置のための個々の処理は第１の動作例と同じであるので、以下では、処理の流れに重点に置いて説明する。
【００６２】
ネットワーク管理装置１００は、要求を受信すると（ステップ２０１）、要求を要求記憶部１０２に格納する（ステップ２０２）。ネットワーク管理装置１００は、予め定めた所定のタイミング（つまりパス制御タイミングかつパス再配置制御タイミング）になったかどうかを判定し（ステップ２０３）、所定のタイミングになった場合に、要求記憶部１０２（前回のタイミングから今回のタイミングまでの要求が格納されている）から１つの要求を取り出し（ステップ２０４）、当該要求の種別を判断し（ステップ２０５）、要求がパス解除要求であればパス解除処理を行う（ステップ２０６）。
【００６３】
ステップ２０５において、要求がパス設立要求であった場合、ステップ２０７に進む。ステップ２０７において、ネットワーク管理装置１００は、ネットワーク情報記憶部１０７及びパス割当情報記憶部１０８を参照することにより、要求に係るパス（始点ノード−＞終点ノード）の経路を抽出し、各経路毎に、当該パスに必要な数分の周波数スロットが経路を通じて割り当て可能か否か（空きか否か）を判定する。
そして、割り当て可能な経路があれば、それに周波数スロットを割り当て、パス割当情報記憶部１０８を更新し、該当する各ノードに対して当該周波数スロットの帯域設定命令を送信することにより、パス設立を行う（ステップ２０８）。
【００６４】
ステップ２０７において、要求に係るパスに対する周波数スロットを割り当て可能な経路がないと判定された場合、ステップ２０９に進む。
【００６５】
ステップ２０９では、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスの取り得る経路から１つの経路を選択する。
【００６６】
続いて、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスに必要なスロット数だけのスロット群を抽出し（ステップ２１０）、ステップ２０９で選択した経路において、ステップ２１０で抽出したスロット群のうちの少なくとも１つのスロットが割り当て済みのパスを抽出する（ステップ２１１）。
【００６７】
続いて、ネットワーク管理装置１００は、ステップ２１１で抽出したパスを、別経路に再配置することを試みる（ステップ２１２）。
【００６８】
ステップ２１２での処理の結果、再配置が可能であれば、パス再配置を行う（ステップ２１３）。そして、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスについてのスロット割り当て（パス割当情報記憶部１０８の更新）、及び各ノードへの帯域設定命令を行う（ステップ２１４）。
【００６９】
ステップ２１２での処理の結果、再配置が不可能であれば、今回取り出したパス設立要求を通信の失敗とする（ステップ２１５）。
【００７０】
ステップ２０６、２０８、２１４、２１５の後、まだ処理していない要求がなければ今回のタイミングでの処理を終了してステップ２０１に戻る（ステップ２１６のＮｏ）。なお、今回のタイミングで処理を実行中に要求を受信した場合、今回のタイミングでの要求として扱ってもよいし、次のタイミングでの要求として扱ってもよい。
【００７１】
ステップ２０６、２０８、２１４、２１５の後、まだ処理していない要求があれば、ステップ２０４に戻り、次の要求に対して処理を行う。
【００７２】
＜第３の動作例＞
次に、第３の動作例を説明する。第３の動作例は、図１５に示すように、要求が到着する度に、パス再配置（事前パス再配置と呼ぶ）を行って、その後にパス設立／解除を行うものである。なお、要求がパス解除である場合、パス再配置を行わなくてもよい。以下の動作例では、要求がパス解除である場合は、パス再配置を行わない例を示している。
【００７３】
以下、第３の動作例を図１６の手順に沿って説明する。第３の動作例において要求に対応するパス設立／解除処理自体は第１の動作例と同じである。ただし、以下で説明する第３の動作例では、パス設立を試みた後のパス再配置を行わない。もちろん、第３の動作例（及び事前パス再配置を行い第４、第５の動作例）でも、第１の動作例と同様に、パス設立を試みた後のパス再配置を行うようにしてもよい。以下では、第１の動作例と異なる部分に重点に置いて説明する。
【００７４】
ネットワーク管理装置１００が要求を受信する（ステップ３０１）。 ネットワーク管理装置１００は、要求の種別を判断し（ステップ３０２）、要求がパス解除要求であればパス解除処理を行う（ステップ３０３）。
【００７５】
ステップ３０２において、要求がパス設立要求であった場合、ステップ３０４に進む。ステップ３０４にて、ネットワーク管理装置１００は、光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクをパス割当情報記憶部１０８から検索する。スロット使用率が予め定めた値以上であるリンクがあればステップ３０５に進み、なければステップ３０６に進む。
【００７６】
ステップ３０４に関し、例えば、図１７に示す光ネットワークにおいて、全スロットが１〜８であり、各リンクの使用スロット数が図１７に示すとおりであり、予め定めた閾値が仮に０．６であるとすると、Ｃ−＞Ｄのリンク（スロット使用率６／８＝０．７５）が、スロット使用率が予め定めた値以上であるリンクとして抽出される。
【００７７】
ステップ３０５では、ステップ３０４で抽出されたリンク上のパスの再配置を行う。例えば、図１７の場合において、抽出されたリンク上のパスとしてパスＸとパスＹが抽出され、これらのパスについての再配置を行う。
【００７８】
抽出されたパスのうちのどのパスを再配置するかについては、少なくとも該当リンクについてのスロット使用率が予め定めた値未満になる本数のパスについての再配置を行う。再配置するパスが複数である場合、再配置するパスとして、例えば、経由リンク数が多いパスから優先的に選択する。つまり、図１７の例であれば、パスＸの再配置を優先的に行う。優先的に再配置を行うとは、先に再配置を行うことである。
【００７９】
ネットワークの規模が大きい場合（例えば、リンク数が所定の数以上のネットワーク）、一般に、経由リンク数が多いパス経路は多く存在するので、経由リンク数が多いパスから優先的に選択して再配置することにより、リソース割り当てを効果的に分散させることが期待できる。
【００８０】
また、ネットワークの規模が大きくない場合等においては、再配置するパスとして、例えば、経由リンク数が少ないパスから優先的に選択するようにしてもよい。
【００８１】
更に、再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数が多いパスから優先的に選択することとしてもよい。また、再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数を経由リンク数で割った、平均経由混雑リンク数が大きいパスを優先的に選択することとしてもよい。
【００８２】
上記のようにして再配置するパスを選択することにより、スロット使用率が大きいリンクを効果的に減少させることができ、ネットワーク全体の各リンクのスロット使用率を分散させて、スロット使用効率を向上させることができる。
【００８３】
ステップ３０５における各パスの再配置処理自体は、第１の動作例における再配置処理と同様である。すなわち、例えば、再配置を試みる経路選択範囲を、再配置の対象とするパスが占有している経路上のスロット群を光ネットワークのトポロジから除いた範囲において、当該光パスが占有しているスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲とし、ＯＳＮＲペナルティが最小の経路を優先的に選択する。また、再配置後のパスが経由するリンクにおいて、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクが生じないように（もしくはスロット使用率が予め定めた値以上のリンクができるだけ少なくなるように）、再配置先の経路を決定するようにしてもよい。
【００８４】
再配置を要しない場合、もしくは、再配置が終了した後、要求に係るパス設立のための処理を行う（ステップ３０６、３０７）。ここでの処理は、第１の動作例でのパス設立処理と同じであり、ネットワーク管理装置１００は、ネットワーク情報記憶部１０７及びパス割当情報記憶部１０８を参照することにより、要求に係るパス（始点ノード−＞終点ノード）の経路を抽出し、各経路毎に、当該パスに必要な数分の周波数スロットが経路を通じて割り当て可能か否か（空きか否か）を判定し（ステップ３０６）、割り当て可能な経路に周波数スロットを割り当て、パス割当情報記憶部１０８を更新し、該当する各ノードに対して当該周波数スロットの帯域設定命令を送信することにより、パス設立を行う（ステップ３０７）。
【００８５】
図１６のステップ３０６において、要求に係るパスに対する周波数スロットを割り当て可能な経路がないと判定された場合、パス設立要求に係る通信は失敗とされ（ステップ３０８）、処理を終了する。
【００８６】
＜第４の動作例＞
次に、第４の動作例を説明する。第４の動作例は、図１８に示すように、予め定めた時間間隔で、事前パス再配置、及びパス設立／解除を行うものである。なお、予め定めた時間間隔でなく、予め定めた時刻毎に行うこととしてもよい。
【００８７】
すなわち、本動作例においては、順次到着する要求に対してその都度処理を行うのでなく、所定の時間間隔で、バッチ処理としてまとめて処理を行うものである。本動作例では、到着する要求は、すぐに処理を要さないものを想定している。第４の動作例における、個々の事前パス再配置及びパス設立処理は第３の動作例のものと同じである。第４の動作例は、処理を行うタイミングが第３の動作例と異なる。以下では、図１９のフローチャートを参照して、処理の流れに重点に置いて説明を行う。
【００８８】
ネットワーク管理装置１００は、要求を受信すると（ステップ４０１）、要求を要求記憶部１０２に格納する（ステップ４０２）。ネットワーク管理装置１００は、予め定めた所定のタイミング（つまり、事前パス再配置制御タイミングかつパス制御タイミング）になったかどうかを判定し（ステップ４０３）、所定のタイミングになった場合に、要求記憶部１０２（前回のタイミングから今回のタイミングまでの要求が格納されている）から１つの要求を取り出し（ステップ４０４）、当該要求の種別を判断する（ステップ４０５）、要求がパス解除要求であればパス解除処理を行う（ステップ４０６）。
【００８９】
ステップ４０５において、要求がパス設立要求であった場合、ステップ４０７に進む。ステップ４０７にて、ネットワーク管理装置１００は、光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索する。スロット使用率が予め定めた値以上であるリンクがあればステップ４０８に進み、なければステップ４０９に進む。ステップ４０８では、ステップ４０７で抽出されたリンク上のパスの再配置を行う。
【００９０】
再配置を要しない場合、もしくは、再配置が終了した後、要求に係るパス設立のための処理を行う（ステップ４０９、４１０）。ここでの処理は、第１の動作例でのパス設立処理と同じであり、ネットワーク管理装置１００は、ネットワーク情報記憶部１０７及びパス割当情報記憶部１０８を参照することにより、要求に係るパス（始点ノード−＞終点ノード）の経路を抽出し、各経路毎に、当該パスに必要な数分の周波数スロットが経路を通じて割り当て可能か否か（空きか否か）を判定し（ステップ４０９）、割り当て可能な経路に周波数スロットを割り当て、パス割当情報記憶部１０８を更新し、該当する各ノードに対して当該周波数スロットの帯域設定命令を送信することにより、パス設立を行う（ステップ４１０）。
【００９１】
図１９のステップ４０９において、要求に係るパスに対する周波数スロットを割り当て可能な経路がないと判定された場合、パス設立要求に係る通信は失敗とされる（ステップ４１１）。
【００９２】
ステップ４０６、４１０、４１１の後、まだ処理していない要求がなければ今回のタイミングでの処理を終了してステップ４０１に戻る（ステップ４１２のＮｏ）。なお、今回のタイミングで処理を実行中に要求を受信した場合、今回のタイミングでの要求として扱ってもよいし、次のタイミングでの要求として扱ってもよい。
【００９３】
ステップ４０６、４１０、４１１の後、まだ処理していない要求があれば、ステップ４０４に戻り、次の要求に対して処理を行う。
【００９４】
＜第５の動作例＞
次に、第５の動作例を説明する。第５の動作例は、図２０に示すように、要求が到着する度に、パス設立／解除を行う。一方、予め定めた時間間隔で事前パス再配置を行う。なお、予め定めた時間間隔でなく、予め定めた時刻毎に事前パス再配置を行うこととしてもよい。
【００９５】
第５の動作例における要求に対応するパス設立／解除処理自体は第１の動作例と同じである。ただし、以下で説明する第５の動作例では、パス設立を試みた後のパス再配置を行わない。もちろん、第５の動作例でも、第１の動作例と同様に、パス設立を試みた後のパス再配置を行うようにしてもよい。事前パス再配置処理自体は第３、第４の動作例と同じである。
【００９６】
以下では、図２１Ａ、図２１Ｂのフローチャートを参照して、処理の流れに重点を置いて説明する。
【００９７】
図２１Ａは、要求に応じて行うパス設立／解除の処理のフローチャートである。
【００９８】
ネットワーク管理装置１００が要求を受信する（ステップ５０１）。ネットワーク管理装置１００は、要求の種別を判断し（ステップ５０２）、要求がパス解除要求であればパス解除処理を行う（ステップ５０３）。
【００９９】
ステップ５０２において、要求がパス設立要求であった場合、ステップ５０４に進む。 ステップ５０４、５０５での処理は、第１の動作例でのパス設立処理と同じであり、ネットワーク管理装置１００は、ネットワーク情報記憶部１０７及びパス割当情報記憶部１０８を参照することにより、要求に係るパス（始点ノード−＞終点ノード）の経路を抽出し、各経路毎に、当該パスに必要な数分の周波数スロットが経路を通じて割り当て可能か否か（空きか否か）を判定し（ステップ５０４）、割り当て可能な経路に周波数スロットを割り当て、パス割当情報記憶部１０８を更新し、該当する各ノードに対して当該周波数スロットの帯域設定要求を送信することにより、パス設立を行う（ステップ５０５）。
【０１００】
ステップ５０４において、要求に係るパスに対する周波数スロットを割り当て可能な経路がないと判定された場合、パス設立要求に係る通信は失敗とされ（ステップ５０６）、処理を終了する。
【０１０１】
図２１Ｂは、所定の時間間隔で行う事前パス再配置の処理のフローチャートである。
【０１０２】
ネットワーク管理装置１００は、予め定めた所定のタイミング（つまり、事前パス再配置制御タイミング）になったかどうかを判定し（ステップ５１１）、所定のタイミングになった場合に、ステップ５１２に進む。ステップ５１２にて、ネットワーク管理装置１００は、光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索する。スロット使用率が予め定めた値以上であるリンクがあればステップ５１３に進む。ステップ５１３では、ステップ５１２で抽出されたリンク上のパスの再配置を行う。再配置を要しない場合、もしくは、再配置が終了した後、ステップ５１１に戻り、次のタイミングまで待つ。
【０１０３】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 帯域可変通信装置
１１ 帯域可変の送信部
１２ 帯域可変の受信部
１３ 帯域可変の経路交換部
１４ 光増幅器
１５ 制御部
１００ ネットワーク管理装置
１０１ 要求受信部
１０２ 要求記憶部
１０３ 処理制御部
１０４ パス収容設計部
１０５ パス再配置処理部
１０６ 通信装置命令部
１０７ ネットワーク情報記憶部
１０８ パス割当情報記憶部
２００ 光ネットワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数スロットを用いてパスに対する波長の割り当てを行う光ネットワークにおいて、動的にパス収容制御を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のバックボーンネットワークを支える光ネットワークのトラフィックは年々増加している。このようなトラフィック需要に対応するために、光ファイバ内の限られたスペクトルリソースを効率的に利用するための研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、多値で光変調することで光信号の周波数利用効率の向上を図る技術が開示されている。また、特許文献１（WO２０１０／０３２８４４）には、光OFDM信号を用いることで、需要に応じて信号帯域を増減可能な帯域可変通信技術が開示されている。
【０００４】
これまで波長多重伝送をベースにした光ネットワークにおいては、ITU-Tで定められた一定間隔の周波数グリッドに基づいて、光パスに波長を割り当てていたが、近年、より柔軟で効率的なリソース割り当てを可能とするために、周波数スロットを用いてリソース割り当てを行う方式が提案されている（非特許文献２）。
【０００５】
周波数スロットの一例を図１（ａ）に示す。図１（ａ）において横軸は周波数である。各周波数スロットには、どの周波数スロットかを識別するための番号が割り当てられている。各周波数スロットの周波数幅（帯域幅）は同じであり、例えば、１つの周波数スロットの幅を１２．５ＧＨｚとする。このような周波数スロットを用いて、例えば図１（ｂ）に示すように、パスＡに周波数スロット１〜３を割り当て、パスＢに周波数スロット５〜８を割り当てるといったようにリソース割り当てを行う。ここで、あるパスに複数の周波数スロットを割り当てる際に、当該複数の周波数スロットは連続でなければならない。
【０００６】
また、従来技術では一般に、全ての長さの光パスが、最長光パスにおけるＯＳＮＲペナルティ（光信号品質劣化量）に対して伝送可能な変調方式を用いていたところ、非特許文献２に記載された技術では、設定しようとするパス経路のＯＳＮＲペナルティの大きさに応じて変調方式を選択している。
【０００７】
図２は、各種変調方式とＯＳＮＲ(Optical Signal to Noise Ratio)ペナルティとの関係を示している。ＰＳＫ(Phase Shift Keying)，ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)の多値数の低い変調方式の場合は、ＯＳＮＲペナルティは小さいため長距離やノード数の多いパスでの転送に適しており、８ＰＳＫ，１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭのように多値数が高くなるほどＯＳＮＲペナルティが増加するため伝送距離や転送できるノード数が低減する。一方、多値数が高くなるほど同じリソース量で伝送できる情報量は増加する。
【０００８】
このような特性に基づいて、非特許文献２の技術では、通信距離やビットレートに応じて変調方式を選択し、柔軟に周波数スロットを割り当てることにより、効率的なリソース割り当てを実現している。図３は、非特許文献２に記載されたように、周波数スロットを用い、通信距離等に応じて適応的に変調方式を選択する技術の効果の例を示す図である。図３に示すように、ＯＳＮＲペナルティが大きい（雑音耐性が低い）が伝送情報量の大きな変調方式（１６ＱＡＭ）を、短いパスに小さな帯域（３スロット）で割り当て、逆に、伝送情報量は小さいがＯＳＮＲペナルティの小さい（雑音耐性が高い）変調方式（ＱＰＳＫ）を大きめの帯域（５スロット）に割り当てるといった収容を行うことができる。これにより、従来のように周波数グリッドを用いて波長割当を行う場合（図３の例では、全距離で８スロット必要）に比べて、リソース利用効率が大幅に改善される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】H. Goto et al., "Polarization-multiplexed 1 Gsymbol/s, 128 QAM (14Gbit/s) coherent optical transmission over 160 km using a 1.4 GHz Nyquist filter", OFC/NFOEC 2008, HThA45, 2008
【非特許文献２】M. Jinno, B. Kozicki, H. Takara, A. Watanabe, Y. Sone, T. Tanaka, and A. Hirano : Distance-Adaptive Spectrum Resource Allocation in Spectrum-Sliced Elastic Optical Path Network," IEEE Comm. Mag., Vol.48, No.8, pp.138-145, 2010.
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】WO２０１０／０３２８４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
周波数スロットを用いてリソース割り当てを行うことにより、パス毎に柔軟に帯域幅を設定できる。しかし、１つのパスで使用する周波数スロットはパスの経路（一般に複数リンクからなる）を通じて同じでなくてはならず、また、前述したように、１つのパスに割り当てる複数の周波数スロットは連続でなければならないという制約があるため、長短様々なパスを収容する光ネットワークにおいて、単純に空きスロットにパスを割り当てていくだけでは、各リンクで利用できない空きスロットが多く生じ、リソース利用効率の向上の妨げになる可能性があるという問題がある。
【００１２】
例えば、図４に示す４つのノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄからなる光ネットワークで、リソースがスロット１〜８と定められている場合において、Ａ−＞Ｂのパス１にスロット１〜３が割り当てられ、Ａ−＞Ｂ−＞Ｃのパス２にスロット６〜８が割り当てられ、Ｂ−＞Ｃ−＞Ｄのパス３にスロット１〜５が割り当てられている場合において、仮に、Ｃ−＞Ｄ−＞Ａ−＞Ｂのパス４（２個分のスロットを要する）を割り当てる要求があったとしても、ＡＢ間とＣＤ間で同じ２スロットを確保できないので、パス４を割り当てることができない。しかし、Ｃ−＞Ｄ、Ｄ−＞Ａ、Ａ−＞Ｂの各リンクは少なくとも２個分の空きを持っている。このように、利用できない空きスロットが生じる場合がある。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、周波数スロットを用いてパスへのリソース割り当てを行う光ネットワークにおいて、リソース利用効率を向上させるための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題は、リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パス設立要求を受信したことに応じて、当該要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路があるか否を判定する空き判定ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路があると判定された場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てる割当ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路がないと判定された場合に、パス再配置処理を行うパス再配置ステップと、を有し、
前記パス再配置ステップは、
前記要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路から１つの経路を抽出する経路抽出ステップと、
前記経路抽出ステップで抽出された経路である抽出経路上で、前記パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットのうちの少なくとも１つの周波数スロットが割り当てられたパスである再配置対象パスを抽出する再配置対象パス抽出ステップと、
前記再配置対象パスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置することが可能であるか否かを判定し、可能である場合に再配置を行い、再配置によって、前記経路を通じて空けられた前記連続する周波数スロットを前記要求に係るパスに割り当てるステップと、を有するパス収容制御方法により解決される。
【００１５】
本発明は、リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パスに関わる要求を受信したときに、当該要求を要求記憶手段に格納するステップと、
予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて、当該タイミングと１つ前のタイミングの間に格納された要求毎に、要求に応じた処理を行う要求処理ステップと、を有し、
前記要求処理ステップは、
前記要求がパス設立要求である場合において、当該要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路があるか否を判定する空き判定ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路があると判定された場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てる割当ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路がないと判定された場合に、パス再配置処理を行うパス再配置ステップと、を有し、
前記パス再配置ステップは、
前記パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路から１つの経路を抽出する経路抽出ステップと、
前記経路抽出ステップで抽出された経路である抽出経路上で、前記パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットのうちの少なくとも１つの周波数スロットが割り当てられたパスである再配置対象パスを抽出する再配置対象パス抽出ステップと、
前記再配置対象パスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置することが可能であるか否かを判定し、可能である場合に再配置を行い、再配置によって、前記経路を通じて空けられた前記連続する周波数スロットを前記要求に係るパスに割り当てるステップと、を有するパス収容制御方法として構成してもよい。
【００１６】
また、本発明は、リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パス設立要求を受信したことに応じて実行する再配置ステップと、その後に実行するスロット割当ステップとを有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記スロット割当ステップは、
前記要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップを有するパス収容制御方法として構成してもよい。
【００１７】
また、本発明は、リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パスに関わる要求を受信したときに、当該要求を要求記憶手段に格納するステップと、 予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて、当該タイミングと１つ前のタイミングの間に格納された要求毎に、要求に応じた処理を行う要求処理ステップと、を有し、
前記要求がパス設立要求である場合において、前記要求処理ステップは、再配置ステップと、その後に実行するスロット割当ステップとを有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記スロット割当ステップは、
前記パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップを有するパス収容制御方法としてもよい。
【００１８】
また、本発明は、リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて実行する再配置ステップと、パスに関わる要求を受信したときに実行する要求処理ステップと、を有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記要求処理ステップは、
前記要求がパス設立要求である場合において、当該パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップを有するパス収容制御方法として構成することもできる。
【００１９】
パス収容制御方法において、前記要求に係るパスの経路として、前記光ネットワーク上の取り得る経路から１つの経路を選択する際に、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路に必要なスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲に限って経路を選択し、その中からＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択することとしてもよい。
【００２０】
また、パスの再配置を行う際に、再配置を試みる経路選択範囲を、再配置の対象とするパスが占有している経路上のスロット群を光ネットワークのトポロジから除いた範囲において、当該パスが占有しているスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲とし、ＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択することとしてもよい。
【００２１】
また、再配置するパスを、経由リンク数が多いパスから優先的に選択するようにしたり、場合によっては、再配置するパスを、経由リンク数が少ないパスから優先的に選択するようにしてもよい。
【００２２】
また、再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数が多いパスから優先的に選択するようにしてもよい。更に、再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数を経由リンク数で割った、平均経由混雑リンク数が大きいパスを優先的に選択することとしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
周波数スロットを用いてパスへのリソース割り当てを行う光ネットワークにおいて、リソース利用効率を向上させるための技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】周波数スロットの例を示す図である。
【図２】各種変調方式とＯＳＮＲペナルティとの関係を示す図である。
【図３】周波数スロットを用い、通信距離等に応じて適応的に変調方式を選択する技術の効果の例を示す図である。
【図４】従来技術の課題を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る帯域可変通信システムの構成図である。
【図６】帯域可変通信装置１０の構成例である。
【図７】ネットワーク管理装置１００の構成図である。
【図８】パス割当情報記憶部に格納される情報の例を示す図である。
【図９Ａ】ネットワーク管理装置１００の動作の概要を説明するための図である。
【図９Ｂ】ネットワーク管理装置１００の動作の概要を説明するための図である。
【図９Ｃ】ネットワーク管理装置１００の動作の概要を説明するための図である。
【図１０】第１の動作例の概要を示す図である。
【図１１】第１の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【図１２】パス再配置に係る処理を説明するための図である。
【図１３】第２の動作例の概要を示す図である。
【図１４】第２の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【図１５】第３の動作例の概要を示す図である。
【図１６】第３の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【図１７】スロット使用率が予め定めた値以上であるリンクの例などを説明するための図である。
【図１８】第４の動作例の概要を示す図である。
【図１９】第４の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【図２０】第５の動作例の概要を示す図である。
【図２１Ａ】第５の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【図２１Ｂ】第５の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００２６】
（システム構成）
図５に、本発明の実施の形態に係る帯域可変通信システムの構成図を示す。図５に示すように、本実施の形態に係る帯域可変通信システムは、複数のノードからなる光ネットワーク２００とネットワーク管理装置１００を備える。光ネットワーク２００を構成する各ノードは、ネットワーク管理装置１００からの制御信号に基づきパス（通信装置においては特定のポート間の通過帯域）を設定し、光信号の送受信・クロスコネクト等を行う機能を備える帯域可変通信装置である。光ネットワーク２００において、各ノードは他のノードとリンク（具体的には光ファイバからなる光伝送路）で接続されている。
【００２７】
図６に、光ネットワーク２００を構成する帯域可変通信装置１０の構成例を示す。図６に示すように、本実施の形態に係る帯域可変通信装置１０は、帯域可変の送信部１１、帯域可変の受信部１２、帯域可変の経路交換部１３、光増幅器１４、制御部１５を含む。
【００２８】
送信部１１は、光信号を生成して送信する機能部であり、受信部１２は、光信号を受信する機能部である。経路交換部１３は、入力ポートから入射する１つ以上の光の出力ポートを制御部１５からの制御信号に基づいて切り替える経路交換機能と、パスが通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能を有する。制御部１５は、ネットワーク管理装置１００から制御信号（パス設立命令等）を受信し、送信部１１、受信部１２、経路交換部１３を制御する。これらの機能により、ネットワーク管理装置１００から受信する命令に応じたパス設立等を行うことが可能となっている。
【００２９】
図７に、本実施の形態に係るネットワーク管理装置１００の構成図を示す。図７に示すように、ネットワーク管理装置１００は、要求受信部１０１、要求記憶部１０２、処理制御部１０３、パス収容設計部１０４、パス再配置処理部１０５、通信装置命令部１０６、ネットワーク情報記憶部１０７、パス割当情報記憶部１０８を含む。
【００３０】
要求受信部１０１は、例えば外部の通信装置、もしくはネットワーク管理者から、パス設立要求、パス解除要求等を受信する機能部である。パス設立要求は、パスの始点ノード、終点ノード、必要な帯域（ビットレート）を含む。パス解除要求は、例えば、解除対象とするパスの識別情報を含む。要求記憶部１０２は、受信した要求を格納する機能部である。
【００３１】
処理制御部１０３は、後述する各動作例に示した動作を行うように、パス収容設計部１０４、パス再配置処理部１０５、通信装置命令部１０６等を制御する機能部である。
【００３２】
パス収容設計部１０４は、要求に係るパスに必要なスロット数算出や、パスの経路抽出等を行う機能を含み、要求に係るパスや再配置先のパスへの経路・周波数スロット割り当てを行う機能部である。パス再配置処理部１０５は、パス再配置のための処理を行う機能部である。通信装置命令部１０６は、パス設立のための命令（割り当てる周波数スロットの情報を含む）や、パス解除の命令を該当のノードに送信する機能部である。
【００３３】
ネットワーク情報記憶部１０７は、光ネットワーク２００の物理トポロジ情報（ノード・リンク接続情報や、リンク長等のＯＳＮＲペナルティを算出するための情報を含む）を格納する。パス割当情報記憶部１０８は、設定されたパス毎に、その経路情報、割当スロット番号等を格納する。
【００３４】
図８に、パス割当情報記憶部１０８に格納される情報の例を示す。なお、図８に示す例は、情報の内容を分かりやすく示すためのものであり、パス割当情報記憶部１０８に格納される情報のデータ構造は図８に示すものに限られるわけではない。ネットワーク情報記憶部１０７、及びパス割当情報記憶部１０８のそれぞれで、もしくは、これら全体でデータベースシステムを構成しており、例えば、特定のリンクを指定した場合、当該リンクにどのパスがどのスロットで割り当てられているかの情報を即座に抽出できる。
【００３５】
ネットワーク管理装置１００は、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、ネットワーク管理装置１００の各部が有する機能は、当該ネットワーク管理装置１００を構成するコンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリなどのハードウェア資源を用いて、各部で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。また、ネットワーク管理装置１００における各記憶部は、メモリなどの記憶手段により実現される。また、上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えばＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ（登録商標） Ｄｉｓｋ）や、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、メモリカード、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＢＤ−Ｒ、ＢＤ−ＲＥ、ＨＤＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。
【００３６】
（ネットワーク管理装置１００の動作）
＜概要＞
本実施の形態に係るネットワーク管理装置１００の動作の概要を図９Ａ〜９Ｂを参照して説明する。
【００３７】
本実施の形態では、ネットワーク管理装置１００に対して時々刻々とパス設立要求やパス解除要求が到着する状況を想定している。パス設立要求やパス解除要求は、電話通信等のようにすぐにパス設立／解除が必要な要求とともに、例えばテレビ会議の予約のように、通信を実際に使用するまでにパスが設立されていればよいような要求を含むことを想定している。
【００３８】
図９Ａに示すように、パス１設立要求、パス２設立要求、パス３設立要求が順次到着し、ネットワーク管理装置１００が、各要求に応じてパス設計を行って周波数スロットの割り当てを行い、各ノードに対して設定要求を行うことにより、パス１〜パス３が設立される。
【００３９】
その後、図９Ｂに示すように、パス２を解除するパス２解除要求が到着してパス２が解除され、更に、パス４設立要求が到着する。ところが、パス４設立要求で要求されたパス（Ｄ−＞Ｃ）は、Ｄ−＞Ｃのリンクで周波数スロットの空きが足りず、設立できない。
【００４０】
そこで、本実施の形態では、図９Ｃに示すように、ネットワーク管理装置１００が、パス１の再配置を行い、Ｄ−＞Ｃ区間において周波数スロットの空きを作り、空けられた周波数スロットをパス４に割り当てる。このような動作により、光ネットワーク全体としての周波数利用効率を高めている。
【００４１】
以下では、本実施の形態に係る各動作例をより詳細に説明する。
【００４２】
＜第１の動作例＞
まず、第１の動作例を説明する。第１の動作例は、図１０に示すように、要求が到着する度に、パス設立／解除やそれに伴うパス再配置（事後パス再配置）を行うものである。なお、本実施の形態では、パス設立／解除を行うタイミングをパス制御タイミングと称し、パス再配置を行うタイミングをパス再配置制御タイミングと称している。
【００４３】
図１１は、第１の動作例におけるネットワーク管理装置１００の処理フローチャートである。図１１に示す手順に沿ってネットワーク管理装置１００の動作を説明する。
【００４４】
ネットワーク管理装置１００が要求を受信する（ステップ１０１）。本動作例では、要求を受信したタイミングがパス制御タイミングかつパス再配置制御タイミングとなる。
【００４５】
ネットワーク管理装置１００は、要求の種別を判断し（ステップ１０２）、要求がパス解除要求であればパス解除処理を行う（ステップ１０３）。すなわち、パス割当情報記憶部１０８において該当パスに割り当てられていた周波数スロットを解放するとともに、該当パス上の各ノードに対して周波数スロットに対応する帯域の解放命令を送信することによりパスを解除する。
【００４６】
ステップ１０２において、要求がパス設立要求であった場合、ステップ１０４に進む。ステップ１０４において、ネットワーク管理装置１００は、ネットワーク情報記憶部１０７及びパス割当情報記憶部１０８を参照することにより、要求に係るパスに必要なスロット数を決定し、更に、要求に係るパス（始点ノード−＞終点ノード）の経路を抽出し、各経路毎に、当該パスに必要な数分の周波数スロットが経路を通じて割り当て可能か否か（空きか否か）を判定する。
１つの経路で割り当て可能であればその経路に周波数スロットを割り当て、パス割当情報記憶部１０８を更新し、該当する各ノードに対して当該周波数スロットの帯域設定命令を送信することにより、パス設立を行う（ステップ１０５）。もし、割り当て可能な経路が複数であれば、例えば、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路（最も光信号劣化の小さい経路）を選択し、ステップ１０５のパス設立を行う。なお、パスに対していくつの周波数スロットを割り当てるかについては、例えば非特許文献２に記載された技術を用いる。
【００４７】
また、ステップ１０４での経路抽出・割り当て判定処理においては、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路に必要なスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲に限って経路を抽出し、その中からＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択し、周波数スロット割り当てを行ってもよい。ＯＳＮＲペナルティが小さい経路とは、例えばＯＳＮＲペナルティが最小の経路である。
【００４８】
例えば、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路に必要なスロット数が３（例：図３に示す１６ＱＡＭのスロット数）と決定された場合において、スロット数が３で割り当て可能な範囲（例：図３に示す１６ＱＡＭのスロット数に対応するホップ数の範囲）の経路を抽出し、その中からＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択する。
【００４９】
図１１のステップ１０４において、要求に係るパスに対する周波数スロットを割り当て可能な経路がないと判定された場合、ステップ１０６に進む。
【００５０】
ステップ１０６では、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスの取り得る経路から１つの経路を選択する。ここで１つの経路を選択する基準は、例えば、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路とすることができる。
【００５１】
また、上記と同様に、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路に必要なスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲に限って経路を抽出し、その中からＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択することとしてもよい。
【００５２】
続いて、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスに必要なスロット数だけのスロット群を抽出する（ステップ１０７）。例えば、必要なスロット数が３である場合に、スロット群としてスロット１〜３を抽出するということである。ここで抽出するスロット群は、例えば、ステップ１０６で選択した経路において、パス設立のためのスロットが空き不足となるリンク数が最も少なくなるスロット群としてもよい。
【００５３】
次に、ネットワーク管理装置１００は、ステップ１０６で選択した経路において、ステップ１０７で抽出したスロット群のうちの少なくとも１つのスロットが割り当て済みのパスを抽出する（ステップ１０８）。例えば、図１２に示す光ネットワークにおいて、要求に係るパスに対して選択した経路がＡ−＞Ｂ−＞Ｃであり、抽出したスロット群がスロット１〜３である場合において、既に、Ｄ−＞Ａ−＞ＢのパスＸに対してスロット３〜６が割り当て済みであるとすると、Ａ−Ｂの区間でスロット１〜３を割り当て不可となるから、ステップ１０８では当該パスＸが抽出される。
【００５４】
続いて、ネットワーク管理装置１００は、ステップ１０８で抽出したパスを、別経路に再配置することを試みる（ステップ１０９）。
【００５５】
再配置にあたっては、例えば、再配置を試みる経路選択範囲を、再配置の対象とするパスが占有している経路上のスロット群を光ネットワークのトポロジから除いた範囲において、当該パスが占有しているスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲とし、ＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択することとしてよい。ＯＳＮＲペナルティが小さい経路とは、例えばＯＳＮＲペナルティが最小の経路である。なお、再配置の方法はこれに限られるわけではなく、適切に他の経路でパスを設定できるのであれば、別の方法で再配置を行ってもよい。
【００５６】
ステップ１０９での処理の結果、再配置が可能であれば、パス再配置を行う（ステップ１１０）。すなわち、再配置前の経路上のスロット群を空きとするとともに、再配置後の経路にスロット群を割り当てるようにパス割当情報を更新し、各ノードに帯域設定命令を送信する。例えば、図１２の例では、パスＸは、再配置されてＤ−＞Ｃ−＞Ｅ−＞Ｂの経路となる。
【００５７】
なお、ステップ１０８にて複数のパスが抽出された場合には、抽出されたパス毎にステップ１０９、１１０の処理を実行する。
【００５８】
そして、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスについてのスロット割り当て（パス割当情報記憶部１０８の更新）、及び各ノードへの帯域設定命令を行う（ステップ１１１）。ステップ１０９での処理の結果、再配置が不可能であれば、パス設立要求は通信の失敗とされる（ステップ１１２）。
【００５９】
＜第２の動作例＞
次に、第２の動作例を説明する。第２の動作例は、図１３に示すように、予め定めた時間間隔でパス設立／解除及びそれに伴うパス再配置を行うものである。なお、予め定めた時間間隔でなく、予め定めた時刻毎に行うこととしてもよい。
【００６０】
すなわち、本動作例においては、順次到着する要求に対してその都度処理を行うのでなく、所定の時間間隔で、バッチ処理としてまとめて処理を行うものである。本動作例では、到着する要求は、すぐに処理を要さないものを想定している。
【００６１】
以下、第２の動作例を図１４の手順に沿って説明する。第２の動作例は、処理を行うタイミングが第１の動作例と異なり、パス設立／解除及びそれに伴うパス再配置のための個々の処理は第１の動作例と同じであるので、以下では、処理の流れに重点に置いて説明する。
【００６２】
ネットワーク管理装置１００は、要求を受信すると（ステップ２０１）、要求を要求記憶部１０２に格納する（ステップ２０２）。ネットワーク管理装置１００は、予め定めた所定のタイミング（つまりパス制御タイミングかつパス再配置制御タイミング）になったかどうかを判定し（ステップ２０３）、所定のタイミングになった場合に、要求記憶部１０２（前回のタイミングから今回のタイミングまでの要求が格納されている）から１つの要求を取り出し（ステップ２０４）、当該要求の種別を判断し（ステップ２０５）、要求がパス解除要求であればパス解除処理を行う（ステップ２０６）。
【００６３】
ステップ２０５において、要求がパス設立要求であった場合、ステップ２０７に進む。ステップ２０７において、ネットワーク管理装置１００は、ネットワーク情報記憶部１０７及びパス割当情報記憶部１０８を参照することにより、要求に係るパス（始点ノード−＞終点ノード）の経路を抽出し、各経路毎に、当該パスに必要な数分の周波数スロットが経路を通じて割り当て可能か否か（空きか否か）を判定する。
そして、割り当て可能な経路があれば、それに周波数スロットを割り当て、パス割当情報記憶部１０８を更新し、該当する各ノードに対して当該周波数スロットの帯域設定命令を送信することにより、パス設立を行う（ステップ２０８）。
【００６４】
ステップ２０７において、要求に係るパスに対する周波数スロットを割り当て可能な経路がないと判定された場合、ステップ２０９に進む。
【００６５】
ステップ２０９では、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスの取り得る経路から１つの経路を選択する。
【００６６】
続いて、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスに必要なスロット数だけのスロット群を抽出し（ステップ２１０）、ステップ２０９で選択した経路において、ステップ２１０で抽出したスロット群のうちの少なくとも１つのスロットが割り当て済みのパスを抽出する（ステップ２１１）。
【００６７】
続いて、ネットワーク管理装置１００は、ステップ２１１で抽出したパスを、別経路に再配置することを試みる（ステップ２１２）。
【００６８】
ステップ２１２での処理の結果、再配置が可能であれば、パス再配置を行う（ステップ２１３）。そして、ネットワーク管理装置１００は、要求に係るパスについてのスロット割り当て（パス割当情報記憶部１０８の更新）、及び各ノードへの帯域設定命令を行う（ステップ２１４）。
【００６９】
ステップ２１２での処理の結果、再配置が不可能であれば、今回取り出したパス設立要求を通信の失敗とする（ステップ２１５）。
【００７０】
ステップ２０６、２０８、２１４、２１５の後、まだ処理していない要求がなければ今回のタイミングでの処理を終了してステップ２０１に戻る（ステップ２１６のＮｏ）。なお、今回のタイミングで処理を実行中に要求を受信した場合、今回のタイミングでの要求として扱ってもよいし、次のタイミングでの要求として扱ってもよい。
【００７１】
ステップ２０６、２０８、２１４、２１５の後、まだ処理していない要求があれば、ステップ２０４に戻り、次の要求に対して処理を行う。
【００７２】
＜第３の動作例＞
次に、第３の動作例を説明する。第３の動作例は、図１５に示すように、要求が到着する度に、パス再配置（事前パス再配置と呼ぶ）を行って、その後にパス設立／解除を行うものである。なお、要求がパス解除である場合、パス再配置を行わなくてもよい。以下の動作例では、要求がパス解除である場合は、パス再配置を行わない例を示している。
【００７３】
以下、第３の動作例を図１６の手順に沿って説明する。第３の動作例において要求に対応するパス設立／解除処理自体は第１の動作例と同じである。ただし、以下で説明する第３の動作例では、パス設立を試みた後のパス再配置を行わない。もちろん、第３の動作例（及び事前パス再配置を行い第４、第５の動作例）でも、第１の動作例と同様に、パス設立を試みた後のパス再配置を行うようにしてもよい。以下では、第１の動作例と異なる部分に重点に置いて説明する。
【００７４】
ネットワーク管理装置１００が要求を受信する（ステップ３０１）。 ネットワーク管理装置１００は、要求の種別を判断し（ステップ３０２）、要求がパス解除要求であればパス解除処理を行う（ステップ３０３）。
【００７５】
ステップ３０２において、要求がパス設立要求であった場合、ステップ３０４に進む。ステップ３０４にて、ネットワーク管理装置１００は、光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクをパス割当情報記憶部１０８から検索する。スロット使用率が予め定めた値以上であるリンクがあればステップ３０５に進み、なければステップ３０６に進む。
【００７６】
ステップ３０４に関し、例えば、図１７に示す光ネットワークにおいて、全スロットが１〜８であり、各リンクの使用スロット数が図１７に示すとおりであり、予め定めた閾値が仮に０．６であるとすると、Ｃ−＞Ｄのリンク（スロット使用率６／８＝０．７５）が、スロット使用率が予め定めた値以上であるリンクとして抽出される。
【００７７】
ステップ３０５では、ステップ３０４で抽出されたリンク上のパスの再配置を行う。例えば、図１７の場合において、抽出されたリンク上のパスとしてパスＸとパスＹが抽出され、これらのパスについての再配置を行う。
【００７８】
抽出されたパスのうちのどのパスを再配置するかについては、少なくとも該当リンクについてのスロット使用率が予め定めた値未満になる本数のパスについての再配置を行う。再配置するパスが複数である場合、再配置するパスとして、例えば、経由リンク数が多いパスから優先的に選択する。つまり、図１７の例であれば、パスＸの再配置を優先的に行う。優先的に再配置を行うとは、先に再配置を行うことである。
【００７９】
ネットワークの規模が大きい場合（例えば、リンク数が所定の数以上のネットワーク）、一般に、経由リンク数が多いパス経路は多く存在するので、経由リンク数が多いパスから優先的に選択して再配置することにより、リソース割り当てを効果的に分散させることが期待できる。
【００８０】
また、ネットワークの規模が大きくない場合等においては、再配置するパスとして、例えば、経由リンク数が少ないパスから優先的に選択するようにしてもよい。
【００８１】
更に、再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数が多いパスから優先的に選択することとしてもよい。また、再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数を経由リンク数で割った、平均経由混雑リンク数が大きいパスを優先的に選択することとしてもよい。
【００８２】
上記のようにして再配置するパスを選択することにより、スロット使用率が大きいリンクを効果的に減少させることができ、ネットワーク全体の各リンクのスロット使用率を分散させて、スロット使用効率を向上させることができる。
【００８３】
ステップ３０５における各パスの再配置処理自体は、第１の動作例における再配置処理と同様である。すなわち、例えば、再配置を試みる経路選択範囲を、再配置の対象とするパスが占有している経路上のスロット群を光ネットワークのトポロジから除いた範囲において、当該光パスが占有しているスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲とし、ＯＳＮＲペナルティが最小の経路を優先的に選択する。また、再配置後のパスが経由するリンクにおいて、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクが生じないように（もしくはスロット使用率が予め定めた値以上のリンクができるだけ少なくなるように）、再配置先の経路を決定するようにしてもよい。
【００８４】
再配置を要しない場合、もしくは、再配置が終了した後、要求に係るパス設立のための処理を行う（ステップ３０６、３０７）。ここでの処理は、第１の動作例でのパス設立処理と同じであり、ネットワーク管理装置１００は、ネットワーク情報記憶部１０７及びパス割当情報記憶部１０８を参照することにより、要求に係るパス（始点ノード−＞終点ノード）の経路を抽出し、各経路毎に、当該パスに必要な数分の周波数スロットが経路を通じて割り当て可能か否か（空きか否か）を判定し（ステップ３０６）、割り当て可能な経路に周波数スロットを割り当て、パス割当情報記憶部１０８を更新し、該当する各ノードに対して当該周波数スロットの帯域設定命令を送信することにより、パス設立を行う（ステップ３０７）。
【００８５】
図１６のステップ３０６において、要求に係るパスに対する周波数スロットを割り当て可能な経路がないと判定された場合、パス設立要求に係る通信は失敗とされ（ステップ３０８）、処理を終了する。
【００８６】
＜第４の動作例＞
次に、第４の動作例を説明する。第４の動作例は、図１８に示すように、予め定めた時間間隔で、事前パス再配置、及びパス設立／解除を行うものである。なお、予め定めた時間間隔でなく、予め定めた時刻毎に行うこととしてもよい。
【００８７】
すなわち、本動作例においては、順次到着する要求に対してその都度処理を行うのでなく、所定の時間間隔で、バッチ処理としてまとめて処理を行うものである。本動作例では、到着する要求は、すぐに処理を要さないものを想定している。第４の動作例における、個々の事前パス再配置及びパス設立処理は第３の動作例のものと同じである。第４の動作例は、処理を行うタイミングが第３の動作例と異なる。以下では、図１９のフローチャートを参照して、処理の流れに重点に置いて説明を行う。
【００８８】
ネットワーク管理装置１００は、要求を受信すると（ステップ４０１）、要求を要求記憶部１０２に格納する（ステップ４０２）。ネットワーク管理装置１００は、予め定めた所定のタイミング（つまり、事前パス再配置制御タイミングかつパス制御タイミング）になったかどうかを判定し（ステップ４０３）、所定のタイミングになった場合に、要求記憶部１０２（前回のタイミングから今回のタイミングまでの要求が格納されている）から１つの要求を取り出し（ステップ４０４）、当該要求の種別を判断する（ステップ４０５）、要求がパス解除要求であればパス解除処理を行う（ステップ４０６）。
【００８９】
ステップ４０５において、要求がパス設立要求であった場合、ステップ４０７に進む。ステップ４０７にて、ネットワーク管理装置１００は、光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索する。スロット使用率が予め定めた値以上であるリンクがあればステップ４０８に進み、なければステップ４０９に進む。ステップ４０８では、ステップ４０７で抽出されたリンク上のパスの再配置を行う。
【００９０】
再配置を要しない場合、もしくは、再配置が終了した後、要求に係るパス設立のための処理を行う（ステップ４０９、４１０）。ここでの処理は、第１の動作例でのパス設立処理と同じであり、ネットワーク管理装置１００は、ネットワーク情報記憶部１０７及びパス割当情報記憶部１０８を参照することにより、要求に係るパス（始点ノード−＞終点ノード）の経路を抽出し、各経路毎に、当該パスに必要な数分の周波数スロットが経路を通じて割り当て可能か否か（空きか否か）を判定し（ステップ４０９）、割り当て可能な経路に周波数スロットを割り当て、パス割当情報記憶部１０８を更新し、該当する各ノードに対して当該周波数スロットの帯域設定命令を送信することにより、パス設立を行う（ステップ４１０）。
【００９１】
図１９のステップ４０９において、要求に係るパスに対する周波数スロットを割り当て可能な経路がないと判定された場合、パス設立要求に係る通信は失敗とされる（ステップ４１１）。
【００９２】
ステップ４０６、４１０、４１１の後、まだ処理していない要求がなければ今回のタイミングでの処理を終了してステップ４０１に戻る（ステップ４１２のＮｏ）。なお、今回のタイミングで処理を実行中に要求を受信した場合、今回のタイミングでの要求として扱ってもよいし、次のタイミングでの要求として扱ってもよい。
【００９３】
ステップ４０６、４１０、４１１の後、まだ処理していない要求があれば、ステップ４０４に戻り、次の要求に対して処理を行う。
【００９４】
＜第５の動作例＞
次に、第５の動作例を説明する。第５の動作例は、図２０に示すように、要求が到着する度に、パス設立／解除を行う。一方、予め定めた時間間隔で事前パス再配置を行う。なお、予め定めた時間間隔でなく、予め定めた時刻毎に事前パス再配置を行うこととしてもよい。
【００９５】
第５の動作例における要求に対応するパス設立／解除処理自体は第１の動作例と同じである。ただし、以下で説明する第５の動作例では、パス設立を試みた後のパス再配置を行わない。もちろん、第５の動作例でも、第１の動作例と同様に、パス設立を試みた後のパス再配置を行うようにしてもよい。事前パス再配置処理自体は第３、第４の動作例と同じである。
【００９６】
以下では、図２１Ａ、図２１Ｂのフローチャートを参照して、処理の流れに重点を置いて説明する。
【００９７】
図２１Ａは、要求に応じて行うパス設立／解除の処理のフローチャートである。
【００９８】
ネットワーク管理装置１００が要求を受信する（ステップ５０１）。ネットワーク管理装置１００は、要求の種別を判断し（ステップ５０２）、要求がパス解除要求であればパス解除処理を行う（ステップ５０３）。
【００９９】
ステップ５０２において、要求がパス設立要求であった場合、ステップ５０４に進む。 ステップ５０４、５０５での処理は、第１の動作例でのパス設立処理と同じであり、ネットワーク管理装置１００は、ネットワーク情報記憶部１０７及びパス割当情報記憶部１０８を参照することにより、要求に係るパス（始点ノード−＞終点ノード）の経路を抽出し、各経路毎に、当該パスに必要な数分の周波数スロットが経路を通じて割り当て可能か否か（空きか否か）を判定し（ステップ５０４）、割り当て可能な経路に周波数スロットを割り当て、パス割当情報記憶部１０８を更新し、該当する各ノードに対して当該周波数スロットの帯域設定要求を送信することにより、パス設立を行う（ステップ５０５）。
【０１００】
ステップ５０４において、要求に係るパスに対する周波数スロットを割り当て可能な経路がないと判定された場合、パス設立要求に係る通信は失敗とされ（ステップ５０６）、処理を終了する。
【０１０１】
図２１Ｂは、所定の時間間隔で行う事前パス再配置の処理のフローチャートである。
【０１０２】
ネットワーク管理装置１００は、予め定めた所定のタイミング（つまり、事前パス再配置制御タイミング）になったかどうかを判定し（ステップ５１１）、所定のタイミングになった場合に、ステップ５１２に進む。ステップ５１２にて、ネットワーク管理装置１００は、光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索する。スロット使用率が予め定めた値以上であるリンクがあればステップ５１３に進む。ステップ５１３では、ステップ５１２で抽出されたリンク上のパスの再配置を行う。再配置を要しない場合、もしくは、再配置が終了した後、ステップ５１１に戻り、次のタイミングまで待つ。
【０１０３】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 帯域可変通信装置
１１ 帯域可変の送信部
１２ 帯域可変の受信部
１３ 帯域可変の経路交換部
１４ 光増幅器
１５ 制御部
１００ ネットワーク管理装置
１０１ 要求受信部
１０２ 要求記憶部
１０３ 処理制御部
１０４ パス収容設計部
１０５ パス再配置処理部
１０６ 通信装置命令部
１０７ ネットワーク情報記憶部
１０８ パス割当情報記憶部
２００ 光ネットワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パス設立要求を受信したことに応じて、当該要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路があるか否を判定する空き判定ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路があると判定された場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てる割当ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路がないと判定された場合に、パス再配置処理を行うパス再配置ステップと、を有し、
前記パス再配置ステップは、
前記要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路から１つの経路を抽出する経路抽出ステップと、
前記経路抽出ステップで抽出された経路である抽出経路上で、前記パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットのうちの少なくとも１つの周波数スロットが割り当てられたパスである再配置対象パスを抽出する再配置対象パス抽出ステップと、
前記再配置対象パスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置することが可能であるか否かを判定し、可能である場合に再配置を行い、再配置によって、前記経路を通じて空けられた前記連続する周波数スロットを前記要求に係るパスに割り当てるステップと、
を有するパス収容制御方法。
【請求項２】
リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パスに関わる要求を受信したときに、当該要求を要求記憶手段に格納するステップと、
予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて、当該タイミングと１つ前のタイミングの間に格納された要求毎に、要求に応じた処理を行う要求処理ステップと、を有し、
前記要求処理ステップは、
前記要求がパス設立要求である場合において、当該要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路があるか否を判定する空き判定ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路があると判定された場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てる割当ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路がないと判定された場合に、パス再配置処理を行うパス再配置ステップと、を有し、
前記パス再配置ステップは、
前記パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路から１つの経路を抽出する経路抽出ステップと、
前記経路抽出ステップで抽出された経路である抽出経路上で、前記パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットのうちの少なくとも１つの周波数スロットが割り当てられたパスである再配置対象パスを抽出する再配置対象パス抽出ステップと、
前記再配置対象パスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置することが可能であるか否かを判定し、可能である場合に再配置を行い、再配置によって、前記経路を通じて空けられた前記連続する周波数スロットを前記要求に係るパスに割り当てるステップと、
を有するパス収容制御方法。
【請求項３】
リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パス設立要求を受信したことに応じて実行する再配置ステップと、その後に実行するスロット割当ステップとを有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記スロット割当ステップは、
前記要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップ
を有するパス収容制御方法。
【請求項４】
リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パスに関わる要求を受信したときに、当該要求を要求記憶手段に格納するステップと、
予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて、当該タイミングと１つ前のタイミングの間に格納された要求毎に、要求に応じた処理を行う要求処理ステップと、を有し、
前記要求がパス設立要求である場合において、前記要求処理ステップは、再配置ステップと、その後に実行するスロット割当ステップとを有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記スロット割当ステップは、
前記パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップ
を有するパス収容制御方法。
【請求項５】
リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて実行する再配置ステップと、パスに関わる要求を受信したときに実行する要求処理ステップと、を有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記要求処理ステップは、
前記要求がパス設立要求である場合において、当該パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップ
を有するパス収容制御方法。
【請求項６】
前記要求に係るパスの経路として、前記光ネットワーク上の取り得る経路から１つの経路を選択する際に、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路に必要なスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲に限って経路を選択し、その中からＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択する
請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項７】
パスの再配置を行う際に、再配置を試みる経路選択範囲を、再配置の対象とするパスが占有している経路上のスロット群を光ネットワークのトポロジから除いた範囲において、当該パスが占有しているスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲とし、ＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択する
請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項８】
再配置するパスを、経由リンク数が多いパスから優先的に選択する請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項９】
再配置するパスを、経由リンク数が少ないパスから優先的に選択する請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項１０】
再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数が多いパスから優先的に選択する請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項１１】
再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数を経由リンク数で割った、平均経由混雑リンク数が大きいパスを優先的に選択する請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項１】
リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パス設立要求を受信したことに応じて、当該要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路があるか否を判定する空き判定ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路があると判定された場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てる割当ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路がないと判定された場合に、パス再配置処理を行うパス再配置ステップと、を有し、
前記パス再配置ステップは、
前記要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路から１つの経路を抽出する経路抽出ステップと、
前記経路抽出ステップで抽出された経路である抽出経路上で、前記パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットのうちの少なくとも１つの周波数スロットが割り当てられたパスである再配置対象パスを抽出する再配置対象パス抽出ステップと、
前記再配置対象パスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置することが可能であるか否かを判定し、可能である場合に再配置を行い、再配置によって、前記経路を通じて空けられた前記連続する周波数スロットを前記要求に係るパスに割り当てるステップと、
を有するパス収容制御方法。
【請求項２】
リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パスに関わる要求を受信したときに、当該要求を要求記憶手段に格納するステップと、
予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて、当該タイミングと１つ前のタイミングの間に格納された要求毎に、要求に応じた処理を行う要求処理ステップと、を有し、
前記要求処理ステップは、
前記要求がパス設立要求である場合において、当該要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路があるか否を判定する空き判定ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路があると判定された場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てる割当ステップと、
前記空き判定ステップにおいて、前記周波数スロットが空いている経路がないと判定された場合に、パス再配置処理を行うパス再配置ステップと、を有し、
前記パス再配置ステップは、
前記パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路から１つの経路を抽出する経路抽出ステップと、
前記経路抽出ステップで抽出された経路である抽出経路上で、前記パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットのうちの少なくとも１つの周波数スロットが割り当てられたパスである再配置対象パスを抽出する再配置対象パス抽出ステップと、
前記再配置対象パスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置することが可能であるか否かを判定し、可能である場合に再配置を行い、再配置によって、前記経路を通じて空けられた前記連続する周波数スロットを前記要求に係るパスに割り当てるステップと、
を有するパス収容制御方法。
【請求項３】
リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パス設立要求を受信したことに応じて実行する再配置ステップと、その後に実行するスロット割当ステップとを有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記スロット割当ステップは、
前記要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップ
を有するパス収容制御方法。
【請求項４】
リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
パスに関わる要求を受信したときに、当該要求を要求記憶手段に格納するステップと、
予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて、当該タイミングと１つ前のタイミングの間に格納された要求毎に、要求に応じた処理を行う要求処理ステップと、を有し、
前記要求がパス設立要求である場合において、前記要求処理ステップは、再配置ステップと、その後に実行するスロット割当ステップとを有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記スロット割当ステップは、
前記パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップ
を有するパス収容制御方法。
【請求項５】
リンク接続された帯域可変通信装置群からなる光ネットワークにおいて、周波数スロットを用いてパス設立及び解除に係る処理を行うネットワーク管理装置が実行するパス収容制御方法であって、
予め定めた所定のタイミングが到来したことに応じて実行する再配置ステップと、パスに関わる要求を受信したときに実行する要求処理ステップと、を有し、
前記再配置ステップは、
前記光ネットワーク上でスロット使用率が予め定めた値以上であるリンクを検索するステップと、
前記リンクが存在する場合に、当該リンク上のパスを、当該パスが設立されている経路とは別の経路に再配置するステップと、を有し、
前記要求処理ステップは、
前記要求がパス設立要求である場合において、当該パス設立要求に係るパスの経路として前記光ネットワーク上で取り得る経路のうち、当該パスに必要なスロット数の連続する周波数スロットが経路を通じて空いている経路がある場合に、当該経路上で前記パスに前記周波数スロットを割り当てるステップ
を有するパス収容制御方法。
【請求項６】
前記要求に係るパスの経路として、前記光ネットワーク上の取り得る経路から１つの経路を選択する際に、最小ＯＳＮＲペナルティとなる経路に必要なスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲に限って経路を選択し、その中からＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択する
請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項７】
パスの再配置を行う際に、再配置を試みる経路選択範囲を、再配置の対象とするパスが占有している経路上のスロット群を光ネットワークのトポロジから除いた範囲において、当該パスが占有しているスロット数と同じスロット数で割り当て可能な範囲とし、ＯＳＮＲペナルティが小さい経路を優先的に選択する
請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項８】
再配置するパスを、経由リンク数が多いパスから優先的に選択する請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項９】
再配置するパスを、経由リンク数が少ないパスから優先的に選択する請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項１０】
再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数が多いパスから優先的に選択する請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【請求項１１】
再配置するパスを、スロット使用率が予め定めた値以上のリンクを経由している数を経由リンク数で割った、平均経由混雑リンク数が大きいパスを優先的に選択する請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載のパス収容制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【公開番号】特開２０１３−９２６４（Ｐ２０１３−９２６４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２０７８（Ｐ２０１１−１４２０７８）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【出願人】（５０４１３９６６２）国立大学法人名古屋大学 (996)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【出願人】（５０４１３９６６２）国立大学法人名古屋大学 (996)
【Ｆターム（参考）】
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