JP5778089B2

JP5778089B2 - 送受信制御装置、送受信制御方法及び送受信制御プログラム

Info

Publication number: JP5778089B2
Application number: JP2012153210A
Authority: JP
Inventors: 貴章田中; 平野　章; 章平野; 顕博門畑; 石田　修; 修石田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2032-07-09
Also published as: JP2014017637A

Description

本発明は、クライアントからのディジタル信号に消失訂正符号化を行った上で、複数の伝送路から構成される伝送区間に分散化して送出し、伝送区間からの出力信号を再び集約した上で、消失訂正復号を行う伝送システムにおける、クライアントからのディジタル信号の符号化及び分散化を制御する技術に関する。

現在のフォトニックネットワーク等のバックボーンあるいはメトロネットワークにおいて、伝送装置のインタフェースの故障あるいは光ファイバの切断等による故障に対する耐力あるいは信頼性を向上するため、同一の信号を複数の伝送路あるいは複数のインタフェースに伝送し、いずれかの伝送路あるいはいずれかのインタフェースが故障した際にも、実際の転送サービスに影響が無いようにシステムを構築する等の工夫を行っている。従来、このようなプロテクション技術としては、１＋１方式や１：１方式あるいはＮ：１方式等が実際に利用され、高い信頼性要求に対応してきた。

このような信頼性の要求されるネットワークにおいて、ある対地間の需要をネットワークに設定し伝送するための資源割当方法として、送信元及び送信先のノードの識別情報、１＋１方式や１：１方式等の信頼性実現手段に関する情報、ネットワークの各リンクあるいは送受信装置が有する資源情報に基づいて、前記需要に対して割当可能な１つ以上の伝送経路を明示的に設定していた。ＭＰＬＳ（ＭｕｌｔｉＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）ネットワークにおけるトラフィックエンジニアリング機能と、フォトニックネットワークにおける経路計算機能及び波長割当機能が、これに相当する。

ＲａｍｅｓｈＢｈａｎｄａｒｉ著、"ＳｕｒｖｉｖａｂｌｅＮｅｔｗｏｒｋｓ"、ＫＬＵＷＥＲＡＣＡＤＥＭＩＣＰＵＢＬＩＳＨＥＲＳ、１９９９年刊．和田山正著、「誤り訂正技術の基礎」、森北出版、２０１０年７月６日刊．林正博、阿部威郎著、「通信ネットワークの信頼性」、電子情報通信学会、２０１０年５月１０日刊．

一方で、限られたネットワーク資源において、より高い信頼性で転送サービスを実現するため、これまで主に伝送区間の長距離化を目的に用いられてきた誤り訂正符号を、伝送路故障に対する耐力を向上させるための手段として利用する方法が考えられる。なお、データの欠損を訂正するための誤り訂正符号を、消失訂正符号と呼ぶ。この消失訂正符号によって冗長情報が付与された符号化データ列を、ネットワーク上の複数の伝送路に分散して転送することで、消失訂正符号の訂正能力を伝送路における故障に対する補償に活かすことができ、高い信頼性を有する伝送システムを実現することが可能となる。

この伝送システムを図１に示す。送信ノード１では、消失訂正符号を付与して符号化データを構成する消失訂正符号化部１１と、符号化データを分散させるデータ分散部１２と、が含まれる。符号化データは、複数の伝送路３−１、３−２、３−３、３−４、３−５に分散して、伝送される。受信ノード２では、符号化データを結合させるデータ結合部２１と、消失訂正符号を復号する消失訂正復号部２２と、が含まれる。

消失訂正符号を用いて高い信頼性を実現するネットワークにおいて、クライアントからの需要に対して資源割当を柔軟に行うためには、従来のＭＰＬＳネットワークやフォトニックネットワークのように限定的な伝送路選択及び固定的な資源割当のみを行うのではなく、信頼度の需要値に応じて伝送路選択及び符号特性設定を柔軟に行う必要がある。しかしながら、既存の発明では、信頼度の需要値に応じて伝送路選択及び符号特性設定を柔軟に行うための装置又は方法は存在しない。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、信頼度の需要値に応じて伝送路選択及び符号特性設定を柔軟に行うための技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、冗長性の付与された信号をネットワーク中の複数の伝送路に分散伝送する通信システムにおいて、クライアントから要求された信頼性が満足されるように、伝送路選択及び符号特性設定を柔軟に行うこととした。

さらに、冗長性の付与された信号をネットワーク中の複数の伝送路に分散伝送する通信システムにおいて、クライアントから要求された伝送路選択及び符号特性設定が適用されるときの、実現可能な信頼度を算出することとした。

具体的には、本発明は、送受信の対地の情報と、送受信の対地間の需要帯域の情報と、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち少なくとも１つの伝送路における故障が発生したときでも、消失訂正符号を利用してデータを復号可能である度合を示す信頼度の需要値である需要信頼度についての情報と、を取得する需要情報取得部と、前記需要情報取得部が通知された送受信の対地、需要帯域及び需要信頼度が満足されるように、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路と、消失訂正符号における符号長及び入力データ長と、を設定する伝送路符号長設定部と、前記伝送路符号長設定部が設定した複数の伝送路、符号長及び入力データ長を、送受信の対地に通知する伝送路符号長通知部とを備え、前記信頼度は、複数の伝送路の各々の信頼度及び故障の発生を許容される伝送路の本数に基づいて算出される、複数の伝送路の全体の信頼度である
ことを特徴とする送受信制御装置である。

また、本発明は、送受信の対地の情報と、送受信の対地間の需要帯域の情報と、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち少なくとも１つの伝送路における故障が発生したときでも、消失訂正符号を利用してデータを復号可能である度合を示す信頼度の需要値である需要信頼度についての情報と、を取得する需要情報取得ステップと、前記需要情報取得ステップで通知された送受信の対地、需要帯域及び需要信頼度が満足されるように、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路と、消失訂正符号における符号長及び入力データ長と、を設定する伝送路符号長設定ステップと、前記伝送路符号長設定ステップで設定した複数の伝送路、符号長及び入力データ長を、送受信の対地に通知する伝送路符号長通知ステップと、を順に実行し、前記信頼度は、複数の伝送路の各々の信頼度及び故障の発生を許容される伝送路の本数に基づいて算出される、複数の伝送路の全体の信頼度であることを特徴とする送受信制御方法である。

この構成によれば、クライアントからの信頼度の需要値に応じて、伝送路選択及び符号特性設定を柔軟に行うための技術を提供することができる。
また、伝送路選択及び符号特性設定を柔軟に行うにあたり、又は、実現可能な信頼度を算出するにあたり、個々の伝送路の信頼度を考慮することで、複数の伝送路の全体の信頼度を精密に評価することができる。

具体的には、本発明は、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち、要求元によって選択された１以上の伝送路の情報と、前記要求元によって設定された消失訂正符号における符号長及び入力データ長の情報と、を取得する設定情報取得部と、前記設定情報取得部が取得した１以上の伝送路、符号長及び入力データ長が適用されるときにおける、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち少なくとも１つの伝送路における故障が発生したときでも、消失訂正符号を利用してデータを復号可能である度合を示す信頼度を算出する信頼度算出部と、前記信頼度算出部が算出した信頼度を、前記要求元に通知する信頼度通知部と、を備え、前記信頼度は、複数の伝送路の各々の信頼度及び故障の発生を許容される伝送路の本数に基づいて算出される、複数の伝送路の全体の信頼度であることを特徴とする送受信制御装置である。

また、本発明は、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち、要求元によって選択された１以上の伝送路の情報と、前記要求元によって設定された消失訂正符号における符号長及び入力データ長の情報と、を取得する設定情報取得ステップと、前記設定情報取得ステップで取得した１以上の伝送路、符号長及び入力データ長が適用されるときにおける、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち少なくとも１つの伝送路における故障が発生したときでも、消失訂正符号を利用してデータを復号可能である度合を示す信頼度を算出する信頼度算出ステップと、前記信頼度算出ステップで算出した信頼度を、前記要求元に通知する信頼度通知ステップと、を順に実行し、前記信頼度は、複数の伝送路の各々の信頼度及び故障の発生を許容される伝送路の本数に基づいて算出される、複数の伝送路の全体の信頼度であることを特徴とする送受信制御方法である。

この構成によれば、クライアントからの伝送路選択及び符号特性設定に応じて、実現可能な信頼度を算出するための技術を提供することができる。

また、伝送路選択及び符号特性設定を柔軟に行うにあたり、又は、実現可能な信頼度を算出するにあたり、個々の伝送路の信頼度を考慮することで、複数の伝送路の全体の信頼度を精密に評価することができる。

また、本発明は、コンピュータに、上記の需要情報取得ステップ、伝送路符号長設定ステップ及び伝送路符号長通知ステップを順に実行させる送受信制御プログラムである。

この構成によれば、クライアントからの信頼度の需要値に応じて、伝送路選択及び符号特性設定を柔軟に行うためのプログラムを提供することができる。

また、本発明は、コンピュータに、上記の設定情報取得ステップ、信頼度算出ステップ及び信頼度通知ステップを順に実行させる送受信制御プログラムである。

この構成によれば、クライアントからの伝送路選択及び符号特性設定に応じて、実現可能な信頼度を算出するためのプログラムを提供することができる。

本発明は、信頼度の需要値に応じて伝送路選択及び符号特性設定を柔軟に行うための技術を提供することができる。

伝送システムを示す図である。実施形態１の資源割当演算装置を示す図である。伝送路の資源情報の第１の具体例を示す図である。伝送路の資源情報の第２の具体例を示す図である。符号化データの伝送路への割当方法の第１の具体例を示す図である。符号化データの伝送路への割当方法の第２の具体例を示す図である。符号化データの伝送路への割当方法の第３の具体例を示す図である。実施形態１の資源割当演算方法の第１の具体例を示す図である。実施形態１の資源割当演算方法の第２の具体例を示す図である。実施形態１の資源割当演算方法の第３の具体例を示す図である。実施形態２の資源割当演算装置を示す図である。実施形態２の符号特性の設定方法を示す図である。実施形態２の資源割当演算方法を示す図である。実施形態４の伝送システムの第１の具体例を示す図である。実施形態４の伝送システムの第２の具体例を示す図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
伝送システムの構成は、図１に示したように、実施形態１及び従来技術で同様である。

実施形態１の資源割当演算装置を図２に示す。実施形態１の資源割当演算装置４は、伝送路演算部４１、符号設計部４２及び資源管理部４３から構成される。伝送路演算部４１は、符号化データ列の伝送路を算出する。符号設計部４２は、需要信頼度に基づいて、符号化データ列の特性を決定する。資源管理部４３は、伝送路の資源割当状態を管理する。このように、資源割当演算装置４は、送受信の対地間における資源の割り当て及び符号化の特性を制御する、送受信制御装置に対応する。

伝送路演算部４１は、ネットワーク情報及び対地間需要に基づいて、対地間需要に対して１伝送路以上の割当候補伝送路を算出する。つまり、伝送路演算部４１は、送受信の対地の情報及び送受信の対地間の需要帯域の情報を取得する、需要情報取得部の一部に対応し、複数の伝送路を設定する、伝送路符号長設定部の一部に対応し、複数の伝送路を送受信の対地に通知する、伝送路符号長通知部の一部に対応する。伝送路算出方法として、対地間の全ての伝送路を一度に探索する方法や、対地間の全ての伝送路のうち決められた本数だけの伝送路を伝送路長の短い順に求める方法や、対地間の全ての伝送路のうち単一の最短伝送路を求めて後に伝送路を追加していく方法等があげられる。上記の方法のいずれを用いるかは、任意でよい。

ここで、ネットワークのトポロジ上において異なる伝送路を、複数の伝送路として選択することができる。この場合、ｋ−ｄｉｓｊｏｉｎｔｐａｔｈｓアルゴリズム（非特許文献１参照）等を用いて、可能な限り複数の伝送路がネットワークのトポロジ上において同一の伝送路とならないようにすることで、信頼性を高めることができる。その他、ネットワークのトポロジ上において同一の伝送路が、異なる送受信装置や異なるインタフェースを用いる場合や、波長多重通信において異なる波長を用いる場合は、ネットワークのトポロジ上において同一の伝送路であっても、それらを異なる伝送路として選択することができる。

ＭＰＬＳネットワークのように、割当帯域の設定が可能なネットワークにおいては、要求帯域情報を含んだ対地間需要に対して、資源管理部４３にて保持されているトポロジ情報並びにネットワークの伝送路の利用状況又は送受信装置のリソースの利用状況を考慮に入れて、伝送路演算部４１にて適切な伝送路を算出することが可能である。

ここで、要求ビットレートをｒ、伝送路数をｋとすると、各伝送路に割り当てる帯域はｒ／ｋと算出される。需要を正しく設定するためには、全ての伝送路に対して、帯域のｒ／ｋが割り当て可能である必要がある。その他、フォトニックネットワークのように、各伝送路に対して複数の波長又は周波数の割当リソースが存在する場合は、伝送路の情報と共に波長や周波数のリソースの情報についても考慮することが可能である。

資源管理部４３は、ネットワークのトポロジ情報及び各伝送路の資源情報を少なくとも有する。資源管理部４３にて保持される伝送路の資源情報の第１及び第２の具体例を、それぞれ図３及び図４に示す。なお、伝送路の資源情報は、資源管理部４３にて保持されていてもよく、必要に応じて外部装置から取得されてもよい。

図３に示した伝送路の資源情報は、フォトニックネットワークの場合に適用されており、各伝送路における各波長に対する波長パスの割当状況を示す情報を含む。伝送路演算部４１は、この伝送路の資源情報を用いて、空き波長情報に基づいて、伝送路の算出を行う。

図４に示した伝送路の資源情報は、ＭＰＬＳネットワークの場合に適用されており、割当済み容量及びリンク容量を示す情報を含む。伝送路演算部４１は、この伝送路の資源情報及び需要帯域に基づいて、伝送路の算出を行う。

符号設計部４２は、消失訂正符号の符号長及び消失訂正符号長を算出する。つまり、符号設計部４２は、消失訂正符号を利用してデータを復号可能である度合の需要値である需要信頼度についての情報を取得する、需要情報取得部の一部に対応し、符号長及び入力データ長を設定する、伝送路符号長設定部の一部に対応し、符号長及び入力データ長を送受信の対地に通知する、伝送路符号長通知部の一部に対応する。ここで、消失訂正符号長とは、符号化前の入力データに対して付加する冗長な消失訂正符号の長さを表す。例えば、消失訂正符号としてリードソロモン消失訂正符号を用いる場合、符号長ｎ及び入力データ長ｋに対して、消失訂正符号長はｎ−ｋとなり、消失訂正符号長ｎ−ｋのシンボル数分の損失に対して正しく復元できる（非特許文献２参照）。

これらの符号化データを、伝送路演算部４１によって算出された各伝送路に対して、分割して割り当てる。例えば、各伝送路に割り当てられる符号化データの大きさはそれぞれ等しいとすると、符号長は伝送路数に比例し、消失訂正符号長は許容伝送路故障数に比例する。ここで、許容伝送路故障数は、伝送路の故障が発生しても符号化データが正しく復元可能であるような、伝送路の最大故障数を示す。例えば、伝送路数が１０及び許容伝送路故障数が２の場合は、符号長及び入力データ長は、それぞれ１０及び８のように設定してもよく、それぞれ２０及び１６のように設定してもよい。

符号化データの伝送路への割当方法の第１の具体例を図５に示す。図５では、符号長１０、入力データ長６及び消失訂正符号長４の符号化データを、伝送路数５の伝送路３−１、・・・、３−５を用いて伝送している。ここで、シンボルｘ１〜ｘ６は入力データ、シンボルｙ７〜ｙ１０は消失訂正符号を表す。この消失訂正符号は、上記の特性により、４シンボル分だけの消失を正しく訂正可能である。ここで、１箇所の伝送路故障により、２シンボルが消失する。よって、許容伝送路故障数は、１箇所の伝送路故障によって消失するシンボル数である２によって、消失訂正符号長である４を割った２となる。

符号化データの伝送路への割当方法の第２の具体例を図６に示す。図６では、符号長９、入力データ長５及び消失訂正符号長４の符号化データを、伝送路数５の伝送路３−１、・・・、３−５を用いて伝送している。ここで、シンボルｘ１〜ｘ５は入力データ、シンボルｙ６〜ｙ９は消失訂正符号を表す。この消失訂正符号は、上記の特性により、４シンボル分だけの消失を正しく訂正可能である。ここで、伝送路３−１、・・・、３−４の故障により、２シンボルが消失し、伝送路３−５の故障により、１シンボルが消失する。よって、許容伝送路故障数は、伝送路３−５が故障したときも、伝送路３−５が故障しないときも、２となる。しかし、符号長に対する消失訂正符号長の割合が大きく非効率である。

符号化データの伝送路への割当方法の第３の具体例を図７に示す。図７では、符号長９、入力データ長６及び消失訂正符号長３の符号化データを、伝送路数５の伝送路３−１、・・・、３−５を用いて伝送している。ここで、シンボルｘ１〜ｘ６は入力データ、シンボルｙ７〜ｙ９は消失訂正符号を表す。この消失訂正符号は、上記の特性により、３シンボル分だけの消失を正しく訂正可能である。ここで、伝送路３−１、・・・、３−４の故障により、２シンボルが消失し、伝送路３−５の故障により、１シンボルが消失する。つまり、符号長に対する消失訂正符号長の割合が小さく効率的である。しかし、許容伝送路故障数は、伝送路３−５が故障したときは２だが、伝送路３−５が故障しないときは１となる。

このように、符号長は必ずしも伝送路数の整数倍である必要はないが、図６及び図７のように符号長が伝送路数の整数倍でない場合は、一般に特性が劣るとともに特性の評価が困難になる。そのため、以後は、符号長は伝送路数の整数倍であり、消失訂正符号長は許容伝送路故障数の整数倍である、として説明する。

実施形態１の符号特性の設定方法を以下に説明する。実施形態１では、需要信頼度として、伝送路数に対する許容伝送路故障数の割合に関する需要値を用いる。

つまり、需要信頼度＝許容伝送路故障数／伝送路数と定義することができる。ここで、符号長及び伝送路数が比例関係にあるとともに、消失訂正符号長及び許容伝送路故障数が比例関係にある場合には、需要信頼度＝消失訂正符号長／符号長と置換することができる。信頼度が高いほど、高いシステム稼働率が得られる。

例えば、信頼度が０．２の需要においては、伝送路数が１０の場合、許容伝送路故障数は１０×０．２＝２となる。つまり、信頼度が０．２の需要においては、１０本の伝送路のうち２本までの伝送路に故障が発生しても、データを正しく復元可能である。

需要信頼度をＲ、許容伝送路故障数をＦ、伝送路数をＤとするとともに、符号長がｎ、入力データ長がｋのリードソロモン消失訂正符号を用いるとすると、定数ａを用いて、

が成り立つ。さらに、数式１〜３を用いてｋについて解いて、ｋが整数値であることを考慮すると、［ｋ］をｋ以下の最大の整数として、

が成り立つ。

数式１に基づいて、正の整数値ｎを設定し、数式４に基づいて、正の整数値ｋを設定することにより、需要信頼度を満たしかつ実現が可能である消失訂正符号を構成することができる。このように、符号設計部４２は、需要の信頼度や伝送路の状態に基づいて、適切な消失訂正符号を設計することができる。

実施形態１の資源割当演算方法の第１及び第２の具体例を図８及び図９に示す。

需要信頼度を取得する（ステップＳ１）。複数の伝送路を算出し（ステップＳ２）、伝送路数から符号長を算出し、数式１の関係を得る（ステップＳ３）。伝送路算出アルゴリズムは任意であるが、例えば複数の伝送路の候補から残余帯域の大きい伝送路を優先して選ぶことにより、資源割当の成功可能性を高めることができる。算出される伝送路数は、用いる伝送路算出アルゴリズムやトポロジ等によって異なる。

次に、算出した符号長を有し需要信頼度を満たす消失訂正符号を構成可能であるかどうかを判断する（ステップＳ４）。つまり、数式４に基づいて算出された入力データ長ｋが正の整数値になるかどうかを判断する。

次に、ステップＳ４の条件が満足されるときには、構成した消失訂正符号を各伝送路に割当可能であるかどうかを判断する（ステップＳ５）。つまり、需要の帯域がｒであるとき、算出した各伝送路にｒ／Ｄの帯域を割当可能であるかどうかを判断する。ただし、需要の帯域を考慮する必要のないネットワークにおいては、ステップＳ５は省略してもよい。

ステップＳ４、Ｓ５の条件が満足されるときには（ステップＳ４、Ｓ５においてＹｅｓ）、需要の帯域を消失訂正符号を用いて複数の伝送路に対して割当可能であり（ステップＳ６）、符号特性情報及び伝送路情報を送受信の対地に通知する。

ステップＳ４の条件が満足されないときには（ステップＳ４においてＮｏ）、伝送路数の増加又は伝送路の増設が可能であるかどうかを判断する（ステップＳ７）。つまり、ｎを増加させることにより、ｋを正の整数値とする試行ができるかどうかを判断する。

ステップＳ７の条件が満足されるときには（ステップＳ７においてＹｅｓ）、伝送路数の増加又は伝送路の増設を行い（ステップＳ８）、消失訂正符号を構成しなおす（ステップＳ３）。ステップＳ７の条件が満足されないときには（ステップＳ７においてＮｏ）、需要の帯域を消失訂正符号を用いて複数の伝送路に対して割当不可であり（ステップＳ９）、エラー情報を送信側の対地に通知する。

ステップＳ４の条件は満足されるが（ステップＳ４においてＹｅｓ）、ステップＳ５の条件は満足されないとき（ステップＳ５においてＮｏ）について説明する。図８に示した方法では、ステップＳ７〜Ｓ９を実行する。つまり、ステップＳ４の条件が満足されないとき（ステップＳ４においてＮｏ）と同様な処理を実行する。図９に示した方法では、ステップＳ１０を実行する。つまり、収容不能な伝送路を取り除く（ステップＳ１０）。そして、伝送路を算出しなおす（ステップＳ２）。なお、図８及び図９に示した方法において、エラー情報を送信側の対地に通知してもよい。

実施形態１の資源割当演算方法の第３の具体例を図１０に示す。図１０に示した方法では、伝送路を算出する前に、符号特性を予め決定する方針を取る。

需要信頼度を取得する（ステップＳ１１）。伝送路数を特定の値に固定し、数式１の関係を得る（ステップＳ１２）。ここで、特定の値は、図１０の処理の初期の値にすぎないため、図１０の処理の可否によっては、変更可能な値である（後述のステップＳ１７を参照）。需要信頼度及び伝送路数から、符号特性を決定する（ステップＳ１３）。つまり、数式１、４に基づいて、ｎ、ｋを決定する。

次に、決定した符号を割当可能な伝送路候補を、固定した伝送路数だけ算出可能であるかどうかを判断する（ステップＳ１４）。つまり、需要の帯域がｒであるとき、ｒ／Ｄの帯域を割当可能な伝送路が、Ｄ本存在するかどうかを判断する。ただし、需要の帯域を考慮する必要のないネットワークにおいては、ステップＳ１４において、ｒ／Ｄの帯域の割当の可否に関わらず、伝送路がＤ本存在するかどうかのみを判断すればよい。

ステップＳ１４の条件が満足されるときには（ステップＳ１４においてＹｅｓ）、需要の帯域を消失訂正符号を用いて複数の伝送路に対して割当可能であり（ステップＳ１５）、符号特性情報及び伝送路情報を送受信の対地に通知する。

ステップＳ１４の条件が満足されないときには（ステップＳ１４においてＮｏ）、伝送路数の増加又は伝送路の増設が可能であるかどうかを判断する（ステップＳ１６）。つまり、Ｄを増加させることにより、１本の伝送路に割り当てる帯域を小さくしようとする。

ステップＳ１６の条件が満足されるときには（ステップＳ１６においてＹｅｓ）、伝送路数の増加又は伝送路の増設を行い（ステップＳ１７）、消失訂正符号を構成しなおす（ステップＳ１３）。ステップＳ１６の条件が満足されないときには（ステップＳ１６においてＮｏ）、需要の帯域を消失訂正符号を用いて複数の伝送路に対して割当不可であり（ステップＳ１８）、エラー情報を送信側の対地に通知する。

なお、上記の演算フローでは、需要信頼度を固定としたが、伝送システムの実現形態によっては、上記の演算フローにて割当不可と判定された場合に、需要信頼度を下げて再度処理を行う、というように、需要信頼度も可変になるように設計することも可能である。

また、上記の演算フローでは、単一の需要に対して、資源割当演算を実施している。しかし、上記の演算フローでは、複数の需要を一括して、資源割当演算を実施してもよい。このとき、高い信頼度を要する需要から順に演算を行うことにより、高い信頼度を要する需要に対する資源割当が拒否されるのを防ぐことができる。

（実施形態２）
伝送システムの構成は、図１に示したように、実施形態２及び従来技術で同様である。

実施形態２の資源割当演算装置を図１１に示す。実施形態２の資源割当演算装置４は、伝送路演算部４１、符号設計部４２、資源管理部４３及び信頼度演算部４４から構成される。伝送路演算部４１、符号設計部４２及び資源管理部４３は、実施形態１、２でほぼ同様である。信頼度演算部４４のみ、実施形態１、２で異なっている。

実施形態２では、需要信頼度として、複数の伝送路の各々の信頼度及び許容伝送路故障数に基づいて算出される、複数の伝送路の全体の信頼度に関する需要値を用いる。信頼度演算部４４は、需要の信頼度と比較されるべき、実際の信頼度を算出する。

信頼度演算部４４が算出する実際の信頼度は、例えば、システムの信頼性を示す指標として一般に用いられている、ＭＴＢＦ（ＭｅａｎＴｉｍｅＢｅｔｗｅｅｎＦａｉｌｕｒｅ）やＭＴＴＲ（ＭｅａｎＴｉｍｅＴｏＲｅｐａｉｒ）や故障頻度等に相当する。データが複数の伝送路に分割されて伝送される伝送システムの場合には、複数の伝送路の各々の信頼度に基づいて、複数の伝送路の全体の信頼度を算出する必要があり、この方法は例えば非特許文献３に記載されている。需要の信頼度が複数ある場合には、それぞれと比較されるべき、実際の信頼度をそれぞれ算出する。

実施形態２においては、実施形態１と異なり、いずれの伝送路を選ぶかによって、需要の信頼度と比較されるべき、実際の信頼度が異なってくる。実施形態２の符号特性の設定方法を図１２に示す。実施形態２の資源割当演算方法を図１３に示す。

需要信頼度を取得する（ステップＳ２１）。複数の伝送路を算出する（ステップＳ２２）。ここで、伝送路の各々の信頼度が既知であるならば、信頼度の高い伝送路から優先して選ぶことにより、資源割当の成功可能性を高めることができる。または、残余帯域の大きい伝送路から優先して選ぶ方法を用いてもよい。さらに、残余帯域及び信頼度の双方を考慮して、伝送路を優先して選ぶ方法を用いてもよい。

図１２の具体例では、各伝送路の信頼度が均一である最も単純なモデルを示す。一般に、ｎ本の各伝送路の信頼度がｐであり均一である場合において、ｋ本以下の伝送路のみに故障が許容される状態すなわち許容伝送路故障数がｋである状態では、ｎ本の全伝送路の信頼度Ｒは、次式で算出されて、需要信頼度と比較される。

図１２の具体例では、各伝送路３−１、３−２、３−３、３−４の信頼度は、０．９であり均一であるとして、需要信頼度は、０．９であるとする。なお、各伝送路の信頼度が異なる場合や、異なる信頼度を持つ伝送路の組み合わせによってある伝送路が実現されている場合は、全伝送路の信頼度Ｒは、非特許文献３のように算出される。

まず、許容伝送路故障数を０に設定する（ステップＳ２３）。全伝送路の信頼度Ｒは、数式５にｋ＝０を代入することで、０．６５６１と算出される（ステップＳ２４）。算出した信頼度Ｒが需要信頼度より小さいため（ステップＳ２５においてＮｏ）、許容伝送路故障数を増加させることで、全伝送路の信頼度Ｒを向上させる（ステップＳ２６）。

許容伝送路故障数を増加可能であるとき（ステップＳ２６においてＹｅｓ）、許容伝送路故障数を増加させる（ステップＳ２７）。許容伝送路故障数を増加不可であるとき（ステップＳ２６においてＮｏ）、需要の帯域を消失訂正符号を用いて複数の伝送路に対して割当不可であり（ステップＳ２８）、エラー情報を送信側の対地に通知する。ここでは、伝送路数は４であり、許容伝送路故障数は３以下であり、許容伝送路故障数を０から１へと増加可能である（ステップＳ２６においてＹｅｓ）。

次に、許容伝送路故障数を１に設定する（ステップＳ２７）。全伝送路の信頼度Ｒは、数式５にｋ＝１を代入することで、０．９４７７と算出される（ステップＳ２４）。算出した信頼度Ｒが需要信頼度より大きいため（ステップＳ２５においてＹｅｓ）、許容伝送路故障数を増加させる必要はなく、全伝送路の信頼度Ｒを向上させる必要もない。

許容伝送路故障数１及び伝送路数４に基づいて、消失訂正符号長を許容伝送路故障数に等しい１に設定することができ、符号長は伝送路数に等しい４に設定することができ、消失訂正符号を構成可能である（ステップＳ２９においてＹｅｓ）。

ステップＳ２９の条件が満足されるときには、構成した消失訂正符号を各伝送路に割当可能であるかどうかを判断する（ステップＳ３０）。つまり、需要の帯域がｒであるとき、算出した各伝送路にｒ／４の帯域を割当可能であるかどうかを判断する。ただし、需要の帯域を考慮する必要のないネットワークにおいては、ステップＳ３０は省略してもよい。

ステップＳ２９、Ｓ３０の条件が満足されるときには（ステップＳ２９、Ｓ３０においてＹｅｓ）、需要の帯域を消失訂正符号を用いて複数の伝送路に対して割当可能であり（ステップＳ３１）、符号特性情報及び伝送路情報を送受信の対地に通知する。

ステップＳ２９の条件が満足されないときには（ステップＳ２９においてＮｏ）、伝送路数の増加又は伝送路の増設が可能であるかどうかを判断する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の条件が満足されるときには（ステップＳ３２においてＹｅｓ）、伝送路数の増加又は伝送路の増設を行い（ステップＳ３３）、消失訂正符号を構成しなおす（ステップＳ２３）。ステップＳ３２の条件が満足されないときには（ステップＳ３２においてＮｏ）、需要の帯域を消失訂正符号を用いて複数の伝送路に対して割当不可であり（ステップＳ３４）、エラー情報を送信側の対地に通知する。

ステップＳ２９の条件は満足されるが（ステップＳ２９においてＹｅｓ）、ステップＳ３０の条件は満足されないときには（ステップＳ３０においてＮｏ）、ステップＳ３２〜Ｓ３４を実行する。つまり、ステップＳ２９の条件が満足されないとき（ステップＳ２９においてＮｏ）と同様な処理を実行する。

なお、ステップＳ２９の条件が満足されないときには（ステップＳ２９においてＮｏ）、また、ステップＳ３０の条件が満足されないときには（ステップＳ３０においてＮｏ）、信頼度の低い伝送路を取り除いた後に、又は、異なる伝送路を抽出し直した後に、消失訂正符号を構成しなおしてもよい（ステップＳ２３）。

（実施形態３）
実施形態１、２では、クライアントから要求された信頼性が満足されるように、伝送路選択及び符号特性設定を柔軟に行う。実施形態３では、クライアントから要求された伝送路選択及び符号特性設定が適用されるときの、実現可能な信頼度を算出する。

まず、複数の伝送路の情報と、符号長及び入力データ長の情報と、を取得する。次に、通知された複数の伝送路、符号長及び入力データ長が適用されるときにおける、複数の伝送路のうち少なくとも１つの伝送路における故障が発生したときでも、消失訂正符号を利用してデータを復号可能である度合である信頼度を算出する。次に、算出した信頼度を、上記の情報の取得先に通知する。

実施形態１での信頼度に対応する信頼度を算出する方法について説明する。実施形態１での信頼度は、伝送路数に対する許容伝送路故障数の割合であった。

符号長及び入力データ長の情報に基づいて、数式２より許容伝送路故障数を算出することができる。許容伝送路故障数の算出結果及び複数の伝送路の情報に基づいて、数式３より実現可能な信頼度を算出することができる。

実施形態２での信頼度に対応する信頼度を算出する方法について説明する。実施形態２での信頼度は、複数の伝送路の各々の信頼度及び許容伝送路故障数に基づいて算出される、複数の伝送路の全体の信頼度であった。

複数の伝送路の情報に基づいて、複数の伝送路の各々の信頼度を読み出すことができる。複数の伝送路の情報並びに符号長及び入力データ長の情報に基づいて、許容伝送路故障数を算出することができる。読み出した複数の伝送路の各々の信頼度及び算出した許容伝送路故障数を数式３に代入して、実現可能な信頼度を算出することができる。

（実施形態４）
実施形態４の伝送システムの第１及び第２の具体例を図１４及び図１５に示す。

ネットワークＮは、送信ノード１、受信ノード２及び伝送路３を含んでいる。図１４に示した伝送システムでは、実施形態１〜３の資源割当演算装置４を、ネットワークＮの管理や通信伝送路３の設定を行う管理制御装置５の一部に組み込む。図１５に示した伝送システムでは、実施形態１〜３の資源割当演算装置４を、ネットワークＮの管理や通信伝送路３の設定を行う管理制御装置５とは切り離して、スタンドアロンで動作させる。

本発明の資源割当演算装置４は、コンピュータ及びプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することもネットワークを通して提供することも可能である。

本発明に係る送受信制御装置、送受信制御方法及び送受信制御プログラムは、リードソロモン消失訂正符号に限らず、符号特性（符号長ｎ及び入力データ長ｋの組）並びに伝送路特性（伝送路数Ｄ及び許容伝送路故障数Ｆの組）の間に、数式１〜４の関係を成り立たせることができる他の符号方式でも実施可能である。さらに、最小伝送路数、最大伝送路数、最小信頼度、最大信頼度について、制約が規定されていてもよい。

Ｎ：ネットワーク
１：送信ノード
２：受信ノード
３：伝送路
４：資源割当演算装置
５：管理制御装置
１１：消失訂正符号化部
１２：データ分散部
２１：データ結合部
２２：消失訂正復号部
４１：伝送路演算部
４２：符号設計部
４３：資源管理部
４４：信頼度演算部

Claims

送受信の対地の情報と、送受信の対地間の需要帯域の情報と、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち少なくとも１つの伝送路における故障が発生したときでも、消失訂正符号を利用してデータを復号可能である度合を示す信頼度の需要値である需要信頼度についての情報と、を取得する需要情報取得部と、
前記需要情報取得部が通知された送受信の対地、需要帯域及び需要信頼度が満足されるように、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路と、消失訂正符号における符号長及び入力データ長と、を設定する伝送路符号長設定部と、
前記伝送路符号長設定部が設定した複数の伝送路、符号長及び入力データ長を、送受信の対地に通知する伝送路符号長通知部と、
を備え、
前記信頼度は、複数の伝送路の各々の信頼度及び故障の発生を許容される伝送路の本数に基づいて算出される、複数の伝送路の全体の信頼度である
ことを特徴とする送受信制御装置。
送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち、要求元によって選択された１以上の伝送路の情報と、前記要求元によって設定された消失訂正符号における符号長及び入力データ長の情報と、を取得する設定情報取得部と、
前記設定情報取得部が取得した１以上の伝送路、符号長及び入力データ長が適用されるときにおける、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち少なくとも１つの伝送路における故障が発生したときでも、消失訂正符号を利用してデータを復号可能である度合を示す信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度算出部が算出した信頼度を、前記要求元に通知する信頼度通知部と、
を備え、
前記信頼度は、複数の伝送路の各々の信頼度及び故障の発生を許容される伝送路の本数に基づいて算出される、複数の伝送路の全体の信頼度である
ことを特徴とする送受信制御装置。
送受信の対地の情報と、送受信の対地間の需要帯域の情報と、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち少なくとも１つの伝送路における故障が発生したときでも、消失訂正符号を利用してデータを復号可能である度合を示す信頼度の需要値である需要信頼度についての情報と、を取得する需要情報取得ステップと、
前記需要情報取得ステップで通知された送受信の対地、需要帯域及び需要信頼度が満足されるように、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路と、消失訂正符号における符号長及び入力データ長と、を設定する伝送路符号長設定ステップと、
前記伝送路符号長設定ステップで設定した複数の伝送路、符号長及び入力データ長を、送受信の対地に通知する伝送路符号長通知ステップと、
を順に実行し、
前記信頼度は、複数の伝送路の各々の信頼度及び故障の発生を許容される伝送路の本数に基づいて算出される、複数の伝送路の全体の信頼度である
ことを特徴とする送受信制御方法。
送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち、要求元によって選択された１以上の伝送路の情報と、前記要求元によって設定された消失訂正符号における符号長及び入力データ長の情報と、を取得する設定情報取得ステップと、
前記設定情報取得ステップで取得した１以上の伝送路、符号長及び入力データ長が適用されるときにおける、送受信の対地間でデータを分散して伝送する複数の伝送路のうち少なくとも１つの伝送路における故障が発生したときでも、消失訂正符号を利用してデータを復号可能である度合を示す信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
前記信頼度算出ステップで算出した信頼度を、前記要求元に通知する信頼度通知ステップと、
を順に実行し、
前記信頼度は、複数の伝送路の各々の信頼度及び故障の発生を許容される伝送路の本数に基づいて算出される、複数の伝送路の全体の信頼度である
ことを特徴とする送受信制御方法。
コンピュータに、請求項３に記載の需要情報取得ステップ、伝送路符号長設定ステップ及び伝送路符号長通知ステップを順に実行させる送受信制御プログラム。
コンピュータに、請求項４に記載の設定情報取得ステップ、信頼度算出ステップ及び信頼度通知ステップを順に実行させる送受信制御プログラム。