特許 6181775 光波長分割多重化（ＷＤＭ）ネットワークにおけるネットワークフラグメンテーション測定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6181775

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】光波長分割多重化（ＷＤＭ）ネットワークにおけるネットワークフラグメンテーション測定

(51)【国際特許分類】

   H04J 14/02 20060101AFI20170807BHJP

   H04B 10/27 20130101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   H04J14/02 198

   H04B10/27

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-556265(P2015-556265)

(86)(22)【出願日】2014年2月12日

(65)【公表番号】特表2016-511576(P2016-511576A)

(43)【公表日】2016年4月14日

(86)【国際出願番号】US2014015971

(87)【国際公開番号】WO2014126976

(87)【国際公開日】20140821

【審査請求日】2015年7月30日

(31)【優先権主張番号】61/764,568

(32)【優先日】2013年2月14日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/177,654

(32)【優先日】2014年2月11日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504080663

【氏名又は名称】エヌイーシー ラボラトリーズ アメリカ インク

【氏名又は名称原語表記】ＮＥＣ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】アンキットクマール・パテル

(72)【発明者】

【氏名】フィリップ・ナン・ジ

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−００５４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０９９２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ１０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ１４／００−１４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

波長分割多重化（ＷＤＭ）光ネットワークで使用されるネットワーク装置内で実行する方法であって、
（ａ）各ノードペア（ｓ，ｄ）間のＫ個の最短経路を求める（ｓ，ｄ∈Ｖかつ｜Ｖ｜≦Ｋであり、Ｖは１組の構成変更可能な光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードである）ステップと、
（ｂ）未検討ノードペア（ｓ，ｄ）を選択するステップと、
（ｃ）ノードｓとｄとの間の未検討経路ｋを前記Ｋ個の最短経路のうちから選択するステップと、
（ｄ）前記経路ｋに沿ったファイバーのビットベクトルに対してビット単位論理ＡＮＤ演算を実行することによって前記経路ｋのビットマップを求めるステップと、
（ｅ）提供された回線速度の組Ｌから未検討回線速度ｌを選択するステップと、
（ｆ）各回線速度に必要なスペクトル及び使用可能なスペクトルのアイランドに基づいて、回線速度ｌの接続を提供する確率α_l^s,d,kを求めるステップと、
（ｇ）提供された組Ｌの全ての回線速度が検討されるまで、ステップ（ｅ）及び（ｆ）を繰り返すステップと、
（ｈ）ノードペア（ｓ，ｄ）間の前記Ｋ個の最短経路全てが検討されるまで、ステップ（ｃ）〜（ｇ）を繰り返すステップと、
（ｉ）全てのノードペアが検討されるまで、ステップ（ｂ）〜（ｈ）を繰り返すステップと、
（ｊ）次式：

【数1】

（Ｔは、スペクトルがスロットに入れられる粒度であり、Ｑ_ｌは回線速度ｌを要求する確率を示す）に従ってフラグメンテーション因子（ＦＦ）を決定するステップと、を含む、方法。

【請求項2】

波長分割多重化（ＷＤＭ）光ネットワークで使用されるネットワーク装置であって、
（ａ）各ノードペア（ｓ，ｄ）間のＫ個の最短経路を求める（ｓ，ｄ∈Ｖかつ｜Ｖ｜≦Ｋであり、Ｖは１組の構成変更可能な光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードである）第１の求出手段と、
（ｂ）未検討ノードペア（ｓ，ｄ）を選択する第１の選択手段と、
（ｃ）ノードｓとｄとの間の未検討経路ｋを前記Ｋ個の最短経路のうちから選択する第２の選択手段と、
（ｄ）経路ｋに沿ったファイバーのビットベクトルに対してビット単位論理ＡＮＤ演算を実行することによって経路ｋのビットマップを求める第２の求出手段と、
（ｅ）提供された回線速度の組Ｌから未検討回線速度ｌを選択する第３の選択手段と、
（ｆ）各回線速度に必要なスペクトル及び使用可能なスペクトルのアイランドに基づいて、回線速度ｌの接続を提供する確率α_l^s,d,kを求める第３の求出手段と、
（ｇ）提供された組Ｌの全ての回線速度が検討されるまで、ステップ（ｅ）及び（ｆ）を繰り返す第１の反復手段と、
（ｈ）ノードペア（ｓ，ｄ）間の前記Ｋ個の最短経路全てが検討されるまで、ステップ（ｃ）〜（ｇ）を繰り返す第２の反復手段と、
（ｉ）全てのノードペアが検討されるまで、ステップ（ｂ）〜（ｈ）を繰り返す第３の反復手段と、
（ｊ）次式：

【数2】

（Ｔは、スペクトルがスロットに入れられる粒度であり、Ｑ_ｌは回線速度ｌを要求する確率を示す）に従ってフラグメンテーション因子（ＦＦ）を決定する決定手段と、を含む、ネットワーク装置。

【請求項3】

ネットワーク装置を含み、
前記ネットワーク装置が、
（ａ）各ノードペア（ｓ，ｄ）間のＫ個の最短経路を求め（ｓ，ｄ∈Ｖかつ｜Ｖ｜≦Ｋであり、Ｖは１組の構成変更可能な光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードである）、
（ｂ）未検討ノードペア（ｓ，ｄ）を選択し、
（ｃ）ノードｓとｄとの間の未検討経路ｋを前記Ｋ個の最短経路のうちから選択し、
（ｄ）経路ｋに沿ったファイバーのビットベクトルに対してビット単位論理ＡＮＤ演算を実行することによって経路ｋのビットマップを求め、
（ｅ）提供された回線速度の組Ｌから未検討回線速度ｌを選択し、
（ｆ）各回線速度に必要なスペクトル及び使用可能なスペクトルのアイランドに基づいて、回線速度ｌの接続を提供する確率α_l^s,d,kを求め、
（ｇ）提供された組Ｌの全ての回線速度が検討されるまで、ステップ（ｅ）及び（ｆ）を繰り返し、
（ｈ）ノードペア（ｓ，ｄ）間の前記Ｋ個の最短経路全てが検討されるまで、ステップ（ｃ）〜（ｇ）を繰り返し、
（ｉ）全てのノードペアが検討されるまで、ステップ（ｂ）〜（ｈ）を繰り返し、
（ｊ）次式：

【数3】

（Ｔは、スペクトルがスロットに入れられる粒度であり、Ｑ_ｌは回線速度ｌを要求する確率を示す）に従ってフラグメンテーション因子（ＦＦ）を決定する、波長分割多重化（ＷＤＭ）光ネットワーク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０１３年２月１４日出願の「Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｔｏ Ｍｅａｓｕｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ ＷＤＭ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」と題する米国特許仮出願第６１／７６４，５６８号の利益を主張し、その内容は本明細書に参照により組み込まれる。

【0002】

本願は、本願と共に出願された「Ａ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｉｎ ａｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＷＤＭ）Ｎｅｔｗｏｒｋ」と題する、本願と同一譲受人に譲渡された出願第１４／１７７，６６７号（Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｏ．１２１２１）に関連し、その内容は本明細書に参照により組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

本発明は、波長分割多重化（ＷＤＭ）光ネットワークに、より具体的には、ＷＤＭネットワークでのスペクトルフラグメンテーションの測定に関連する。

【0004】

波長分割多重化（ＷＤＭ）光ネットワークでは、エンドノード間の回線速度を求める要求が到着すると、経路に沿って全てのファイバーに有限のスペクトル量を割り当てることによって光チャネルが確立される。経路に沿った中間ノードが波長変換機能をサポートしていない場合、チャネルは次にノードのイングレス及びイグレスファイバーにおいて、チャネルへの同じ中心波長の割り当てとして定義される波長連続性制約、及びチャネルへの同量のスペクトルの割り当てとして定義されるスペクトル連続性制約に従う必要がある。ファイバー上で複数のそのようなチャネルをサポートするには、スペクトル競合（ｓｐｅｃｔｒａｌ ｃｏｎｆｌｉｃｔ）制約を満たす必要があり、これは同じファイバー上のチャネル経路への重複しないスペクトルの割り当てとして定義される。

【0005】

従来、相互運用の問題を扱うために、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ（ＩＴＵ−Ｔ）は、固定チャネル間隔［１］を標準化してきた。ＩＴＵ−Ｔ規格に従うネットワークは、図１（ａ）に示すように固定グリッドネットワークと呼ばれる。固定グリッドネットワークは、増え続ける帯域幅需要に対して不均一な粒度で回線速度をサポートしながらスペクトル効率を最適化することはできない。最近では、要求された帯域幅、伝送距離、及び提供された変調フォーマットの必要条件に基づきフレキシブルな量のスペクトルがチャネルに割り当てられる、（図１（ｂ）に示すような）フレキシブルグリッドネットワークアーキテクチャが導入される。フレキシブルグリッドネットワークは、ネットワークスペクトル効率を高度に最適化する。ただし、不均一なスペクトル必要条件によるチャネルの動的な発着は、スペクトルの断片化（図２に示すような）を引き起こし、ネットワークは最適な状態であることができなくなる。ネットワークで断片化されたスペクトルの状態は、ネットワークフラグメンテーションと呼ばれる。ネットワークフラグメンテーションは、固定及びフレキシブルグリッドネットワークにおける重大な問題である。スペクトルフラグメンテーションは、その接続に対する十分な量のスペクトルが利用可能であるにもかかわらず接続を遮断することがあり、ネットワーク性能を低下させる。

【0006】

ネットワークをその最適な状態に回復させ、遮断性能を向上させるために、いくつかのネットワークデフラグメンテーションスキームの研究が行われている［２］［３］［４］。しかしながら、ネットワークをデフラグし、ネットワークデフラグメンテーション又はリソースプロビジョニングソリューションの有効性を検証するタイミングを適時判断するために、ネットワーク状態を正確に測定する必要性が存在する。したがって問題は、ネットワークにおけるフラグメンテーションを定量化する方法である。問題は正式に次のように定義される。

【0007】

光ネットワークトポロジーＧ（Ｖ，Ｅ）が与えられ、ここでＶは１組の構成変更可能な光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードであり、ＥはＲＯＡＤＭノードを接続する１組のファイバーである。ネットワークは、１組の回線速度Ｌをサポートする。各回線速度に必要なスペクトル幅は、回線速度ｌに対してＨ_lＧＨｚである。ネットワークは、合計ＺＧＨｚのスペクトルを提供してネットワークトラフィックをサポートする。１組のノード間で回線速度ｌを求める接続要求は、確率Ｑ_lで到着する。問題は、ネットワークにおけるスペクトルフラグメンテーションの測定方法である。

【0008】

［５］で、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓパラメータは、使用中及び使用可能なスペクトルのスロットに基づいてファイバー上のフラグメンテーションを定量化するために導入される。［６］で、Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｅｎｔｒｏｐｙパラメータは、スペクトルの状態の変化の数に基づいてファイバー上のフラグメンテーションを評価するために導入される。これらのパラメータはどちらもネットワークフラグメンテーションの測定中のファイバーの相関を考慮しない。

【0009】

参照文献
［１］ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６９４．１，「Ｓｐｅｃｔｒａｌ ｇｒｉｄｓ ｆｏｒ ＷＤＭ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ：ＤＷＤＭ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｇｒｉｄ」，Ｍａｙ ２００２．
［２］Ａ．Ｎ．Ｐａｔｅｌ，Ｐ．Ｎ．Ｊｉ，Ｊ．Ｐ．Ｊｕｅ，ａｎｄ Ｔ．Ｗａｎｇ，「Ｄｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ ＷＤＭ （ＦＷＤＭ） Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ＯＦＣＮＦＯＥＣ，ｎｏ．ＯＴｕＩ８，Ｍａｒ ２０１１．
［３］Ｆ．Ｃｕｇｉｎｉ，Ｍ．Ｓｅｃｏｎｄｉｎｉ，Ｎ．Ｓａｍｂｏ，Ｇ．Ｂｏｔｔａｒｉ，Ｇ．Ｂｒｕｎｏ，Ｐ．Ｉｏｖａｎｎａ，ａｎｄ Ｐ．Ｃａｓｔｏｌｄｉ，「Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｄｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ＯＦＣＮＦＯＥＣ，ｎｏ．ＪＴｈ２Ａ．４０，Ｍａｒ．２０１２．
［４］Ｋ．Ｗｅｎ，Ｙ．Ｙｉｎ，Ｄ．Ｇｅｉｓｌｅｒ，Ｓ．Ｃｈａｎｇ，ａｎｄ Ｓ．Ｊ．Ｂｅｎ Ｙｏｏ，「Ｄｙｎａｍｉｃ Ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ Ｌｉｇｈｔｐａｔｈ Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＥＣＯＣ，ｎｏ．Ｍｏ．２．Ｋ．４，２０１１．
［５］Ｘ．Ｙｕ，Ｊ．Ｚｈａｎｇ，Ｙ．Ｚｈａｏ，Ｔ．Ｐｅｎｇ，Ｙ．Ｂａｉ，Ｄ．Ｗａｎｇ，ａｎｄ Ｘ．Ｌｉｎ，「Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ ｂａｓｅｄ Ｄｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＯＦＣＮＦＯＥＣ，ｎｏ．ＪＴｈ２Ａ．３５，２０１２．
［６］Ｘ．Ｗａｎｇ，Ｑ．Ｚｈａｎｇ，Ｉ．Ｋｉｍ，Ｐ．Ｐａｌａｃｈａｒｌａ，ａｎｄ Ｍ．Ｓｅｋｉｙａ，「Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｅｎｔｒｏｐｙ ｆｏｒ Ａｓｓｅｓｓｉｎｇ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＯＦＣＮＦＯＥＣ，ｎｏ．ＯＴｈ１Ａ．２，２０１２．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、ネットワークにおけるフラグメンテーションを測定して評価し、スペクトルリソースを効率よく提供する方法を設計することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の態様は、波長分割多重化（ＷＤＭ）光ネットワーク内で使用されるネットワーク装置で実行する方法を含む。この方法は、（ａ）各ノードペア（ｓ，ｄ）間のＫ個の最短経路を求める（ｓ，ｄ∈Ｖかつ｜Ｖ｜≦Ｋであり、Ｖは１組の構成変更可能な光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードである）ステップと、（ｂ）未検討ノードペア（ｓ，ｄ）を選択するステップと、（ｃ）ノードｓとｄとの間の未検討経路ｋを前記Ｋ個の最短経路のうちから選択するステップと、（ｄ）前記経路ｋに沿ったファイバーのビットベクトルに対してビット単位論理ＡＮＤ演算を実行することによって前記経路ｋのビットマップを求めるステップと、（ｅ）提供された回線速度の組Ｌから未検討回線速度ｌを選択するステップと、（ｆ）各回線速度に必要なスペクトル及び使用可能なスペクトルのアイランドに基づいて、回線速度ｌの接続を提供する確率α_l^s,d,kを求めるステップと、（ｇ）提供された組Ｌの全ての回線速度が検討されるまで、ステップ（ｅ）及び（ｆ）を繰り返すステップと、（ｈ）ノードペア（ｓ，ｄ）間の前記Ｋ個の最短経路全てが検討されるまで、ステップ（ｃ）〜（ｇ）を繰り返すステップと、（ｉ）全てのノードペアが検討されるまで、ステップ（ｂ）〜（ｈ）を繰り返すステップと、（ｊ）次式：

【数1】

（Ｔは、スペクトルがスロットに入れられる粒度であり、Ｑ_ｌは回線速度ｌを要求する確率を示す）に従ってフラグメンテーション因子（ＦＦ）を決定するステップと、を含む。

【0012】

本発明の別の態様は、波長分割多重化（ＷＤＭ）光ネットワークで使用されるネットワーク装置を含む。ネットワーク装置は、（ａ）各ノードペア（ｓ，ｄ）間のＫ個の最短経路を求める（ｓ，ｄ∈Ｖかつ｜Ｖ｜≦Ｋであり、Ｖは１組の構成変更可能な光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードである）第１の求出手段と、（ｂ）未検討ノードペア（ｓ，ｄ）を選択する第１の選択手段と、（ｃ）ノードｓとｄとの間の未検討経路ｋを前記Ｋ個の最短経路のうちから選択する第２の選択手段と、（ｄ）経路ｋに沿ったファイバーのビットベクトルに対してビット単位論理ＡＮＤ演算を実行することによって経路ｋのビットマップを求める第２の求出手段と、（ｅ）提供された回線速度の組Ｌから未検討回線速度ｌを選択する第３の選択手段と、（ｆ）各回線速度に必要なスペクトル及び使用可能なスペクトルのアイランドに基づいて、回線速度ｌの接続を提供する確率α_l^s,d,kを求める第３の求出手段と、（ｇ）提供された組Ｌの全ての回線速度が検討されるまで、ステップ（ｅ）及び（ｆ）を繰り返す第１の反復手段と、（ｈ）ノードペア（ｓ，ｄ）間の前記Ｋ個の最短経路全てが検討されるまで、ステップ（ｃ）〜（ｇ）を繰り返す第２の反復手段と、（ｉ）全てのノードペアが検討されるまで、ステップ（ｂ）〜（ｈ）を繰り返す第３の反復手段と、（ｊ）次式：

【数2】

（Ｔは、スペクトルがスロットに入れられる粒度であり、Ｑ_ｌは回線速度ｌを要求する確率を示す）に従ってフラグメンテーション因子（ＦＦ）を決定する決定手段と、を含む。

【0013】

本発明の更に別の態様は、波長分割多重化（ＷＤＭ）光ネットワークを含む。ＷＤＭ光ネットワークはネットワーク装置を含み、そのネットワーク装置は、（ａ）各ノードペア（ｓ，ｄ）間のＫ個の最短経路を求め（ｓ，ｄ∈Ｖかつ｜Ｖ｜≦Ｋであり、Ｖは１組の構成変更可能な光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）ノードである）、（ｂ）未検討ノードペア（ｓ，ｄ）を選択し、（ｃ）ノードｓとｄとの間の未検討経路ｋを前記Ｋ個の最短経路のうちから選択し、（ｄ）経路ｋに沿ったファイバーのビットベクトルに対してビット単位論理ＡＮＤ演算を実行することによって経路ｋのビットマップを求め、（ｅ）提供された回線速度の組Ｌから未検討回線速度ｌを選択し、（ｆ）各回線速度に必要なスペクトル及び使用可能なスペクトルのアイランドに基づいて、回線速度ｌの接続を提供する確率α_l^s,d,kを求め、（ｇ）提供された組Ｌの全ての回線速度が検討されるまで、ステップ（ｅ）及び（ｆ）を繰り返し、（ｈ）ノードペア（ｓ，ｄ）間の前記Ｋ個の最短経路全てが検討されるまで、ステップ（ｃ）〜（ｇ）を繰り返し、（ｉ）全てのノードペアが検討されるまで、ステップ（ｂ）〜（ｈ）を繰り返し、（ｊ）次式：

【数3】

（Ｔは、スペクトルがスロットに入れられる粒度であり、Ｑ_ｌは回線速度ｌを要求する確率を示す）に従ってフラグメンテーション因子（ＦＦ）を決定する。

【0014】

本明細書の手段は、例えば、ソフトウェア、コンピュータプログラム、電子機器、コンピュータ、及び／又は専用のコントローラなどの１つ以上の様々な種類の構成要素を含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1(a)】固定グリッドＷＤＭネットワークのチャネル間隔を示す。

【図1(b)】フレキシブルＷＤＭネットワークのチャネル間隔を示す。

【図2】ファイバーのスペクトルにおけるフラグメンテーションを示す。

【図3】断片化されたスペクトルにおけるスペクトルのアイランド及び波長（ｗａｖｅｌｅｎｇｈｔ）スロットを示す。

【図4】ネットワークフラグメンテーションを測定する手順のフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

接続が複数のファイバーの上で波長連続性制約及びスペクトル連続性制約にてルーティングされるとき、ファイバーにおける使用可能及び使用中のスペクトルは相関する。ファイバーの状態は相関する。本発明者らはファイバー状態の相関を考慮する新しい手順を設計して、ネットワークフラグメンテーションを測定する。

【0017】

管理の複雑さを低減するために、スペクトルはＴＧＨｚの粒度でスロットに入れられる。スロットは、図３に示すように波長スロットと呼ばれる。このように、スペクトルは、１組の連続する波長スロットによって表すことができ、それらの間で第１の波長スロットインデックスを波長とする。このように、ネットワークは、合計

【0018】

【数4】

【0019】

の波長スロットからなる。各波長スロットの状態は、２値変数によって表され、「１」は波長スロットが使用可能であることを示し、「０」は波長スロットが使用中であることを示す。ファイバーのスペクトル状態は、２値ベクトルによって表される。

【0020】

手順はまず各ペアのノード間の最大Ｋ個の最短経路を求める。このとき｜Ｖ｜≦Ｋである。次に、手順は、各ペアのノード（ｓ，ｄ）間の各経路ｋに沿って２値のスペクトル状態を求め、これは経路のビットマップと呼ばれる。経路のビットマップは、経路に沿って全てのファイバーのビットベクトルに対してビット単位論理ＡＮＤ演算を実行することによって求められる。使用可能なスペクトルのアイランド（１組の連続する使用可能な波長スロットとして定義される）及び各回線速度に必要なスペクトルに基づき、手順は、（ｓ，ｄ）ノードペア間の経路ｋで回線速度ｌの接続を提供する確率、α_l^s,d,kを求める。最後に、（ｓ，ｄ）ノードペア間の経路ｋで回線速度ｌの接続を提供するこの確率、α_l^s,d,k、及び回線速度ｌを要求する確率、Ｑ_ｌを用いて、手順はネットワークのフラグメンテーション因子ＦＦを決定する。

【0021】

詳細な手順は、以下のように図４に示すようなフローチャートによって説明される。
ステップ１０１で、手順は、各ペアのノード（ｓ，ｄ）間のＫ個の最短経路を求める（ｓ，ｄ∈Ｖかつ｜Ｖ｜≦Ｋである）。

【0022】

ステップ１０２で、手順は、まだ検討されていないノードペア（ｓ，ｄ）を選択する。

【0023】

ステップ１０３で、ノードペア間のＫ個の最短経路の間で、手順は未検討経路ｋを選択する。

【0024】

ステップ１０４で、手順は、選択した経路に沿ってファイバーのビットベクトルに対してビット単位論理ＡＮＤ演算を実行することによって選択した経路ｋのビットマップを求める。

【0025】

ステップ１０５で、手順は、回線速度の提供された組Ｌの中で未検討回線速度ｌを選択する。

【0026】

ステップ１０６で、手順は、（ｓ，ｄ）ノードペア間の経路ｋで回線速度をｌとした接続を提供する確率、α_l^s,d,kを求める。

【0027】

ステップ１０７で、手順は、全ての回線速度が検討されているかどうかをチェックする。全ての回線速度が既に検討されている場合、次に手順はステップ１０８に進み、そうでない場合、手順はステップ１０５を繰り返す。

【0028】

ステップ１０８で、手順は、（ｓ，ｄ）ペア間のＫ個の最短経路が全て検討されているかどうかをチェックする。経路の少なくとも１つがまだ検討されていない場合、次に手順はステップ１０３を繰り返し、そうでない場合、手順はステップ１０９に進む。

【0029】

ステップ１０９で、手順は、ネットワークの全ての可能な（ｓ，ｄ）ペアが検討されているかどうかをチェックする。少なくとも１つの（ｓ，ｄ）ペアがまだ検討されていない場合、次に手順はステップ１０２を繰り返し、そうでない場合、手順はステップ１１０に進む。

【0030】

ステップ１１０で、手順は、各ノードペア間のＫ個の最短経路のそれぞれで可能な各回線速度の接続を提供する確率、及び回線速度ｌを要求する確率を用いてネットワークのフラグメンテーション因子を決定し、最終的に手順は終了する。フラグメンテーション因子は次のように決定される。

【0031】

【数5】

【0032】

（１）手順は、既存の方法に比べてネットワークにおけるフラグメンテーションを正確に測定する。
（２）手順を使用して、スペクトルリソースを効率よく提供する方法を評価し、設計する。
（３）手順は、経路計算サーバ（ＰＣＥ）、ＯｐｅｎＦｌｏｗコントローラ、及びノードでの分散コントローラなどの光制御プレーンに適用できる。
（４）手順は、適時のネットワークデフラグメンテーションの判断に適用できる。
（５）この手順を適用すると、より高いスペクトル効率及びより低い接続遮断に関してネットワーク性能を向上させることができる。

【0033】

本明細書に開示される方法は、ネットワーク装置内で実行することができる。

【0034】

上述のことは、あらゆる点で実例的及び例示的であるが限定的ではないものとして理解されるべきであり、本明細書に開示される発明の範囲は、発明を実施するための最良の形態からではなく、特許法で許されている最大限の幅広さに従って解釈されるようにむしろ特許請求の範囲から決定されるものである。本明細書に示し説明した実施形態は本発明の原理の単に例示であること、並びに当業者が本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく様々な修正を実装することができることは理解されるべきである。当業者は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく様々な他の機能の併用を実装することができる。

【図1(a)】

【図1(b)】

【図2】

【図3】

【図4】