加入者側装置、光通信システム及び光通信方法
【課題】波長分割多重又は芯線多重と時分割多重とを組み合わせるシステムに適用可能で、波長、方路又はこれらの組合せの選択において、トラフィックの平準化が可能なＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ＯＮＵ１００は、光送受信機が受信する光信号について、波長毎に通信状態をモニタし、通信状態から最も輻輳が軽い波長、あるいは所定の閾値以下の輻輳である前記通信状態の波長を検出し、該波長を下り光信号用として選択するとともに、下り光信号に選択した波長に対応する波長を上り光信号用として選択し、下り光信号と上り光信号に選択した波長をＯＬＴ２００に登録を要請する設定作業を行う。
【解決手段】ＯＮＵ１００は、光送受信機が受信する光信号について、波長毎に通信状態をモニタし、通信状態から最も輻輳が軽い波長、あるいは所定の閾値以下の輻輳である前記通信状態の波長を検出し、該波長を下り光信号用として選択するとともに、下り光信号に選択した波長に対応する波長を上り光信号用として選択し、下り光信号と上り光信号に選択した波長をＯＬＴ２００に登録を要請する設定作業を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信状態をモニタして波長、方路、又はこれらの組合せを選択する加入者側装置、光通信システム及び光通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットやイントラネットの急成長を背景に，大容量通信の需要が高まっており，高速光通信システムの普及が急ピッチで進んでいる中、経済的な高速光アクセスネットワークを実現するためのシステムとして、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が知られている。また、ＰＯＮに用いる受動素子（光スプリッタ等）の代わりに、光スイッチを備える光アクセスネットワークも多くの提案がなされている。
【０００３】
高速光アクセスネットワークで従来用いられている安価なＳｉＧｅ−ＢｉＣＭＯＳプロセスを利用して強度変調−直接検波で時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を上述の光アクセスネットワークに適用することを想定すると、電子デバイスの制約により１０ＧＧｂｉｔ／ｓが上限と考えられている。
【０００４】
そこで、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）や芯線多重を適用することで更なる高速化／広帯域化を実現する提案もなされている。しかし、ユーザ毎に異なる波長を用いるＷＤＭを適用すると、局側装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）には加入者側装置であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）の数に応じた光送受信機が必要となる。これは既存のＯＮＵやＯＬＴの更改を要し、コスト上昇という課題が発生する。また、芯線多重も、方路である芯線分だけ光送受信機と方路が必要になるため、コスト上昇という課題が発生する。
【０００５】
この課題に対して、ＯＮＵ毎に異なる波長を用いる代わりに、ＯＮＵを複数のグループにグルーピングし、グループ間でＷＤＭとグループ内でＴＤＭを適用するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（例えば、非特許文献１を参照。）がある。これは、波長を複数のＯＮＵで共用することで、総帯域拡張に伴うコスト上昇を抑えている。
【０００６】
総帯域拡張のために新規の芯線と送受信機を備える代わりに、冗長構成のための予備芯線を現用芯線として利用する方式（例えば、非特許文献２を参照。）がある。この方式は、冗長芯線を活用することで、総帯域拡張に伴う芯線と送受信器追加によるコスト上昇という課題を解決している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「総帯域拡張型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮと動的波長帯域割当の一提案」、吉野學、原一貴、中村浩崇、木村俊二、吉本直人、雲崎清美、２００９年電子情報通信学会総合大会、通信講演論文集２、ｐ．４２６、Ｂ−１０−１０７
【非特許文献２】「ＡＴＭ−ＰＯＮのプロテクション方式及び動的帯域割当との連携動作の検討」、吉田俊和、向井宏明、岩崎充佳、浅芝慶弘、一番ケ瀬広、横谷哲也、２００１年５月通信方式研究会電子情報通信学会技術研究報告ｖｏｌ．１０１（５３）：ＣＳ２００１−２１，ｐｐ．２５−３０
【非特許文献３】「超高密度波長多重伝送方式を用いた高性能光ネットワーク」、鈴木裕生、２００８年 ２月、ｈｔｔｐ：／／ｄｓｐａｃｅ．ｗｕｌ．ｗａｓｅｄａ．ａｃ．ｊｐ／ｄｓｐａｃｅ／ｂｉｔｓｔｒｅａｍ／２０６５／２８７６６／３／Ｈｏｎｂｕｎ−４７２０．ｐｄｆ、２０１０９年１月１５日検索。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１や非特許文献２に記載される光アクセスネットワークにおいて、ＷＤＭ又は芯線多重又はＷＤＭと芯線多重の組合せを実現するためには、ＯＮＵが通信で使用する波長、方路、又は波長と方路の組合せを設定する必要がある。波長を設定する方法として、ＷＤＭ−ＰＯＮのために波長設定方法が提案されている。非特許文献３に示されている方法を例に説明する。この方法では、光フィルタの透過波長を変更しながら（光フィルタを掃引して）、受信器で光パワーをモニタすることにより、ＯＮＵは未使用の下り波長用の波長グリッドを検出する。つまり、波長毎の光受信パワーがある閾値を超過した場合に、その波長グリッドが未使用であると判定し、光フィルタをその波長に固定する。未使用の下り波長が設定されると、波長対応表と照合し、対応する上り波長を選択する。そして設定した波長で上り信号を送出し、ある一定時間ＯＬＴからの応答（下り信号）を待つ。ＯＬＴは、正常にＯＮＵからの上り信号を受信すると、所定の波長で下り信号を送出するが、何らかの理由（衝突発生等）により上り信号に異常が検出された場合には、下り信号を送信しない。ＯＮＵでは、ある一定時間内に下り信号のパワーが検出されなかった場合には、異常発生とみなし、波長設定を最初から再試行する。
【０００９】
しかし、非特許文献３の方法は、以下の理由により、波長分割多重又は芯線多重と時分割多重と組み合わせるシステムには適用することができないという課題があった。
理由（１）非特許文献３の方法は、ＯＬＴからの送信許可を受けることなしに、ＯＮＵが上り信号を送信している。送信許可なしの送信は、時分割多重を適用するＰＯＮでは、衝突によるスループットの劣化や、他ＯＮＵに対する妨害が発生し許容されない。
理由（２）非特許文献３の方法は、波長の使用の有無のみで使用可能な波長を判断するため、非特許文献１や２で示されるシステムでは使用可能な波長の判断ができない。まず、非特許文献１で示されるシステムでは、使用波長数はニーズに合わせて漸増していくため、未使用波長はＯＬＴ側に当該波長の送受信機自体が無い場合がある。逆に、使用中の各波長は複数のＯＮＵで共用するために、概ねどの波長も使用中である。そのため、波長の使用の有無からでは、使用可能な波長が不明である。
理由（３）非特許文献３の方法は、波長の使用の有無のみで使用波長の通信状態は不明であり、トラフィックの平準化ができず、全体の帯域の有効利用や、ＯＮＵ間の公平性を確保することができない。
【００１０】
そこで、本発明は、波長分割多重又は芯線多重と時分割多重とを組み合わせるシステム、特に送信許可を受信してから信号を送信するシステムに適用可能で、波長、方路又はこれらの組合せの選択において、送受信で使用可能な波長、方路又はこれらの組合せの数が変化する場合も、上下それぞれでトラフィックの平準化が可能なＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係るＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法は、下り光信号について波長、方路又はこれらの組合せを変更しながら、波長、方路又はこれらの組合せ毎の通信状態をモニタし、モニタした通信状態に応じて、波長、方路又はこれらの組合せを選択し、選択した波長、方路又はこれらの組合せにてＯＬＴからの登録、送信許可を待機することとした。
【００１２】
具体的には、本発明に係るＯＮＵは、光伝送路でＯＬＴと接続され、前記ＯＬＴとの間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する光送受信機と、前記光送受信機が受信する光信号について、波長毎、方路毎、又は波長と方路の組合せ毎に通信状態をモニタし、前記通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、方路、又は波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である前記通信状態の波長、方路、又は波長と方路の組合せを検出し、検出した波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択し、前記選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せを前記ＯＬＴに登録待機を行う制御回路と、を有する。
【００１３】
本発明に係る光通信システムは、複数の前記ＯＮＵと、前記ＯＮＵ毎に光伝送路で接続され、前記ＯＮＵから要請された前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せの登録処理を行ない、前記ＯＮＵとの間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受するＯＬＴと、を備える。
【００１４】
本発明に係る光通信方法は、ＯＬＴと複数のＯＮＵとが光伝送路で接続され、前記ＯＮＵと前記ＯＬＴとの間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する際に、前記ＯＮＵが受信する光信号について、波長毎、方路毎、又は波長と方路の組合せ毎に通信状態をモニタし、前記通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、方路、又は波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である前記通信状態の波長、方路、又は波長と方路の組合せを検出し、検出した波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択し、前記選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せを前記ＯＬＴに登録を行う。
【００１５】
本発明は、ＯＮＵとＯＬＴとの間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受できる。また、本発明は、前記設定作業を行うことで、軽輻輳である波長、方路又はこれらの組合せを検出でき、これらを下り光信号及び上りの光信号に選択し、選択した波長、方路又はこれらの組合せにてＯＬＴからの登録、送信許可を待機することができる。すなわち、ＯＬＴの登録送信許可を待機するため、本発明は前述した理由（１）の光信号の衝突を回避することができる。また、上下の光信号の波長組合せ、芯線組合せ、又は波長及び芯線の組合せを予め設定せずに、ディスカバリゲートメッセージが無ければ波長、芯線、又はこれらの組合せを変更できるため、本発明は前述した理由（２）の使用可能な波長、芯線、又はこれらの組合せを見つけることができる。さらに、上下方向の通信状態を下り信号の宛先又は下り信号で伝送される送信許可からモニタするため、本発明は前述した理由（３）の上下方向でトラヒックの平準化をすることができる。
【００１６】
従って、本発明は、波長分割多重又は芯線多重と時分割多重とを組み合わせるシステム、特に送信許可を受信してから信号を送信するシステムに適用可能で、波長、方路又はこれらの組合せの選択において、送受信で使用可能な波長、方路又はこれらの組合せの数が変化する場合も、上下それぞれでトラフィックの平準化が可能なＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【００１７】
本発明に係るＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法において、前記波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択した後、所定時間内に前記ＯＬＴが前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを登録することが不可能であった場合、選択する波長、方路、又は波長と方路の組合せを変更することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、ＯＬＴでの登録ができなかった場合、新たに設定作業を行うことで他の波長、方路又はこれらの組合せでＯＬＴでの登録を可能とすることができる。
【００１９】
本発明に係るＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法において、前記所定時間内に前記ＯＬＴが加入者装置の登録を不実施であることを検出した場合、前記光送受信機に対し、前記ＯＬＴからの送信許可のない状態で、選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せの上り光信号を前記ＯＬＴへ送信させることを特徴とする。
【００２０】
ＯＮＵが送信許可なしに上り光信号を送信することで、ＯＬＴは、送信許可と異なる時間に到着した上り光信号又は他のＯＮＵの上り光信号と衝突した上り光信号を受信することになり、異常を検出することになる。このため、ＯＬＴは、本発明は、ディスカバリ又はレンジング操作を行うことになる。従って、本発明は、ＯＬＴにディスカバリ又はレンジング操作を促すことができる。
【００２１】
本発明に係るＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法において、過去に前記ＯＬＴが登録を解除又は拒否した前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを除外して前記設定作業を行うことを特徴とする。
【００２２】
本発明は、モニタすべき波長数が軽減でき、設定作業を迅速に行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、波長分割多重又は芯線多重と時分割多重とを組み合わせるシステム、特に送信許可を受信してから信号を送信するシステムに適用可能で、波長、方路又はこれらの組合せの選択において、送受信で使用可能な波長、方路又はこれらの組合せの数が変化する場合も、上下それぞれでトラフィックの平準化が可能なＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る光通信システムを説明するブロック図である。
【図２】本発明に係る光通信システムを説明するブロック図である。
【図３】本発明に係る光通信方法を説明するフローチャートである。
【図４】本発明に係る光通信方法を説明する時間ダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の光通信システム３０１を説明する概念図である。光通信システムは、波長分割多重且つ時分割多重で光信号を伝達する。光通信システム３０１は、複数のＯＮＵ１００と、ＯＮＵ１００毎に光伝送路５０で接続され、ＯＮＵ１００から要請された下り光信号と上り光信号の波長の登録処理を行ない、ＯＮＵ１００との間で波長分割多重且つ時分割多重で光信号を送受するＯＬＴ２００と、を備える。
【００２７】
ＯＮＵ１００は、各加入者宅に設置されている。ＯＮＵ１００は、光伝送路５０でＯＬＴ２００と接続され、ＯＬＴ２００との間で波長分割多重且つ時分割多重で光信号を送受する送受信機と、制御回路（不図示）を有する。図１及び以降の図では、送受信機を送信機１７及び受信機１６で示している。送信機１７は、送信波長として選択可能な波長を選択して送信する。
【００２８】
さらに、ＯＮＵ１００は、光合分波器１５と、チューナブルフィルタ１８を有する。光合分波器１５は、光伝送路５０からの下り光信号を受信機１６に結合し、送信機１７からの上り光信号を光伝送路５０に結合する。チューナブルフィルタ１８は、下り光信号のうち、所定の波長の光信号のみを透過させることができる。そして、チューナブルフィルタ１８は、透過させる光信号の波長を調整することができる。このため、ＯＮＵ１００は、受信波長として選択可能な波長を選択して受信でき、下り光信号の波長毎の通信状態をモニタすることができる。
【００２９】
ＯＬＴ２００は、光伝送路５０からの光を波長毎に分波する光合分波器２５と、光合分波器２５からの信号光をそれぞれ受光する複数の受信機２６と、それぞれ異なる波長の信号光を送信する複数の送信機２７を有する。光合分波器２５は、例えば、波長フィルタであり、送信機２７からの信号光を光伝送路５０へ出力し、光伝送路５０からの信号光を受信機２６に結合する。受信機２６は、例えば、フォトダイオードである。
【００３０】
光伝送路５０は、送信機１７からの信号光を合波して受信機２６に結合し、送信機２７からの信号光を分岐して受信機１６に結合する。
【００３１】
ここで、ＯＬＴ２００は、光合分波器２５で分波して波長を個別に受信機２６で受信するため、異なる波長の信号光を同時に受信できるが、同一波長として分波された信号光を同時に受信することはできない。
【００３２】
このため、光通信システム３０１は、同一波長として分波する信号光が同時に受信機（２６）に到着しないように、送信機（１７）に対して波長を切り替える、あるいは送信可能時間を指定する。上述のように光通信システム３０１は、制御機が送信機（１７）に対して信号光を送出できる波長と時間として帯域を割り当て、送信機からの信号光を波長分割多重且つ時分割多重する。
【００３３】
制御回路は、光送受信機が受信する下り光信号から、波長毎の通信状態をモニタし、通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の波長を検出し、該波長を選択する。制御回路は、上り信号の波長について、下り光信号に選択した波長に対応する波長を上り光信号用として選択してもよいし、下り光信号で通知される送信許可から上り光信号の通信状態をモニタし、その通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の波長を検出し、該波長を選択しても良い。下り光信号と上り光信号に選択した波長をＯＬＴ２００に登録を要請する設定作業を行う。なお、下り光信号の波長と上り光信号の波長が一定の組合せに限定していない場合は、ＯＮＵからの登録要請又はＯＬＴの登録で組合せを通知する。
【００３４】
なお、制御回路は、下り方向の通信状態は、下り信号の宛先とするＯＮＵをＬＬＩＤ等から検出して判断し、上り方向の通信状態は、下り信号で通知される送信許可をゲートメッセージ等から検出して判断してもよい。
【００３５】
図３は、ＯＮＵ１００の制御回路が行う波長の通信状態のモニタと設定作業を説明する図である。次の２ステップで行ない、使用する波長を選択する。
【００３６】
・ステップＳ１：軽輻輳波長検出
本ステップは、まず、波長を掃引して、各波長の通信状態をモニタする。掃引する波長は、光通信システム３０１で使用されうる全波長でもよいし、予め設定された波長数又は波長のみを掃引してもよい。予め設定された波長数又は波長は固定的に設定してもよいし、以前に掃引した際に通信していた波長でもよい。光通信システム３０１で追加される波長の順番が既知であり、先に追加される波長が使用されていない場合は、その波長よりも後で追加される波長を掃引しないこととしてもよいし、掃引の機会ごとに変更してもよい。
【００３７】
通信状態とは、波長毎の使用帯域の合計値、通信中のＯＮＵ数、ＯＮＵ毎の帯域、ＯＮＵ毎の平均帯域、ＯＮＵ毎の最大帯域、ＯＮＵ毎の最小帯域、ＯＮＵ毎の割当帯域比、ＯＮＵ毎の割当間隔遅延等である。通信状態のモニタは、次の４つの方法のいずれか又はその組合せを行う。
（１）ＯＮＵが、当該波長での下り信号の宛先ＯＮＵを下り信号のＬＬＩＤ等で、当該波長で通知される上り信号の送信許可をゲートメッセージ（Ｇａｔｅ Ｍｅｓｓａｇｅ）中の許可対象のＩＩＬＤ等のＯＮＵを識別する番号でモニタリングを実施する。
（２）ＯＬＴがＯＮＵに依頼し、（１）のモニタリングを実施する。
（３）ＯＮＵがＯＬＴにモニタリングを依頼して、ＯＬＴがその結果をＯＮＵに伝達する。
（４）ＯＬＴが定期的にモニタリングして、その結果を定期的或いは依頼のある場合或いは輻輳した波長で通信中等の該当するＯＮＵに伝達する。
【００３８】
図３は、（１）のモニタリングを示している。（１）のモニタリングの場合、モニタする通信状態が下り光信号のＯＮＵ毎の割当帯域であれば、制御回路は、下り光信号の宛先を指示するＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）とそのフレームの長さの積等をモニタする。また、モニタする通信状態が上り光信号のＯＮＵ毎の割当帯域であれば、制御回路は、ゲートフレーム等の送信許可時間等をモニタする。なお、ＬＬＩＤ等を用いて上り光信号或いは下り光信号のＱｏＳを識別し、実トラフィックではなく、上位のＱｏＳの下り信号或いは上り信号の送信許可が多い波長を輻輳状態として検出してもよい。
【００３９】
制御回路が通信状態をモニタすることで、ＯＮＵ１００は輻輳が軽い波長を検出する。つまり、掃引した波長毎の通信状態を比較し、掃引した波長の中で、輻輳が軽い波長又は通信状態がある閾値以下である場合に、その波長グリッドを候補と判定し、チューナブルフィルタ１８をその波長に選択する。
【００４０】
ここで、ある閾値とは固定的に設定してもよいし、ＰＯＮ全体で通信中のＯＮＵ数や掃引した波長で通信中のＯＮＵ数その他の通信状態から設定してもよいし、当該ＯＮＵが過去に通信していた際の通信状態であってもよい。また、所定の閾値以下となる波長が複数ある場合、以下のような所定の規則によって、波長選択を行う。
（ａ）モニタリングで閾値以下であることを最初に検出した波長
（ｂ）複数の波長からランダムに選択
（ｃ）現在の波長に応じた順序（現在の波長を種にしたランダムな順序）
（ｄ）ＯＮＵに応じた順序（ＯＮＵ番号等を種にしたランダムな順序）
（ｅ）収容するＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）に応じた順序
（ｆ）時間当たりの切替失敗回数や切替回数に応じた順序（回数を種にした順序）
【００４１】
さらに制御回路は、選択した下り波長に応じて、上り波長を選択する。例えば、Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘやｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘの場合、制御回路は、上り下り同一波長を選択する。また、下り光信号と上り光信号とは異なる波長のペアを組んでおり、制御回路は、このペアに応じた上下で別波長を選択してもよい。例えば、下りのＬバンドの所定の波長１と上りの１３１０ｎｍ、下りのＬバンドの所定の波長２と上りの１２９０ｎｍとすることができる。ペアは常時固定としてもよく、何かの契機で適宜変更してもよい。
【００４２】
・ステップＳ２ 登録待機
下り光信号の波長を選択すると、ＯＮＵ１００はその波長でＯＬＴ２００に登録要請し、登録を待機する。
【００４３】
ＯＬＴ２００は、新規にＯＮＵを登録してよい波長で定期的又は臨時のＯＮＵのディスカバリ又はレンジング操作に従って、未登録のＯＮＵに対して登録処理を行う。
【００４４】
ディスカバリ又はレンジング操作は、ＩＥＥＥ８０２．３やＩＴＵ−Ｔ寄書Ｇ．９８３シリーズ及びＧ９８４シリーズで規定される。以下、図４を用いて、ＩＥＥＥ８０２．３のディスカバリ操作について説明するが、その他の方法でも同様である。ディスカバリ操作は、ＯＬＴ２００−ＯＮＵ１００間の往復時間の測定と、フレーム取捨選択に必要なＯＮＵに識別番号ＬＬＩＤを付与する登録である。ＯＬＴ２００は新たにＯＮＵがいつＰＯＮに接続されてもよいように、定期的にＯＮＵに対して、ディスカバリゲートメッセージ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥ Ｍｅｓｓａｇｅ）を送信する。ディスカバリゲートメッセージには、ディスカバリタイムウインドウ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｔｉｍｅ Ｗｉｎｄｏｗ）の長さと開始時間と当該メッセージの送信時刻が示されている。ディスカバリゲートメッセージを受け取ったＯＮＵは、このメッセージのタイムスタンプで示される当該メッセージの送信時刻に自分の時計を合わせる。ＯＮＵは上り時の衝突を避けるためディスカバリゲートメッセージで指示された送信開始時刻にランダム時間を加えた時刻に、その時刻のタイムスタンプを書き込んでレジスタリクエストメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱ Ｍｅｓｓａｇｅ）で応答する。ＯＬＴは、受け取ったレジスタリクエストメッセージの到着時刻の測定値とレジスタリクエストメッセージのタイムスタンプからＯＮＵまでの往復時間を得る。ＯＬＴは、ＬＬＩＤを決定し、そのＬＬＩＤをレジスタメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｍｅｓｓａｇｅ）によりＯＮＵに通知する。更にＯＬＴは、次の上りタイミングをこのＬＬＩＤで指定したゲートメッセージ（ＧＡＴＥ Ｍｅｓｓａｇｅ）によりＯＮＵに通知する。ゲートメッセージには、当該ゲートメッセージの送信時刻と、通信を許可する送信開始時刻と送信許可の継続時間が示されている。ＯＮＵ１００Ｃは、受け取ったゲートメッセージに基づいて、指示された送信開始時刻から継続時間が経過するまでの間に、レジスタＡｃｋメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＡＣＫ Ｍｅｓｓａｇｅ）で応答する。
【００４５】
ＯＮＵ１００が待機する波長がＯＬＴ２００側で新規にＯＮＵを登録してよい波長で無い場合や、衝突等により正常にディスカバリ又はレンジング操作が実行されなかった場合、ＯＬＴ２００は登録しない。
【００４６】
ＯＮＵ１００は、図４の設定作業１のように、ある一定時間内にディスカバリゲートメッセージが到着せず登録されなかった場合、図４の設定作業２のように、設定作業を最初から再試行する。
【００４７】
なお、再試行に際して、選択候補となる軽輻輳波長が複数、軽輻輳波長検出のステップで検出されていた場合は、通信状態の更新はできないが、選択していない選択候補となる軽輻輳波長から選択することで、軽輻輳波長検出のステップをスキップしてもよい。
【００４８】
図４の設定作業１ではＯＬＴからのディスカバリゲートメッセージがＯＮＵに到着していない例で示しているが、到着していても設定作業２のように最終的にレジスタメッセージがＯＬＴから到着していなければ同様である。一定時間として、ディスカバリ操作が行われている場合は、接続するＯＮＵを登録するに必要なディスカバリの回数が実施される時間以上あることが望ましい。逆に、登録待ちの波長でディスカバリ又はレンジング操作自体が一定の時間の間全く実施されない場合は、送信許可なしに上り信号を送信し、送信許可と異なる時間に到着した上り信号光又は他のＯＮＵの上り信号と衝突した上り信号光の受信により、ＯＬＴ２００に異常を検出させディスカバリ又はレンジング操作を促すとしてもよい。
【００４９】
なお、登録が解除された又は過去に登録されなかった波長がある場合、その波長以外でステップ１のモニタを行ない、軽輻輳波長検出を行うとしてもよい。この場合、モニタすべき波長数が軽減できる効果がある。但し、このモニタの除外は、時間経過やステップＳ１とステップＳ２の繰り返しで、全ての波長が除外の対象となったり、ある所定の時間が経過が経過したりしたことを契機に終了するのが望ましい。ある所定の時間としては、例えば、伝送対象とするトラフィックの輻輳状態が変化するに要する時間が経過した後が望ましい。例えば、映画等のコンテンツの視聴が主なトラフィックであれば、視聴に要する時間、電話等のコミュニケーションのトラフィックが主であれば、コミュニケーションの継続時間等である。モニタの除外の代わりに、除外する対象の波長のモニタ順序を後ろに回すとしてもよい。これは特に、ある閾値に従って候補を選択する場合に適する。
【００５０】
以上説明したように、光通信システム３０１は、波長毎の通信状態をモニタし、輻輳が少ない波長を検出して、当該波長にてＯＬＴ２００からの登録を待つため、ＯＬＴ２００からの送信許可に従った処理で、トラフィックの平準化が可能な波長を設定することができる。
【００５１】
なお、制御回路は、ＯＮＵの帯域割当が所定値を下回った際に自動的に設定作業を開始しても良く、ユーザの操作に基づいて設定作業を開始してもよい。また、同時期に、複数のＯＮＵから波長登録要請があった場合、同じ波長を重複して割り当てると、トラフィックの平準化という目的が達成できなくなることがある。この場合、以下の２つの制御のうち一方を行う。
（ｉ）ＯＮＵの帯域割当が少ないため、再度設定作業が行われる。
（ｉｉ）既存のＭＡＣレイヤの制御にかかわる通信を用いて、波長の割り振りを行う（例えば、特願２００９−２９８２４４）。
【００５２】
なお、光通信システム３０１は、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、波長分割多重する波長の数も任意である。また、ＯＮＵ毎の送受する波長はそれぞれ１波長としたが、複数波長としてもよい。以上の説明では、光通信システム３０１をＰＯＮとして説明したが、光スイッチを備える光通信システムでも、１対Ｎ接続ではない１対１接続の光通信システムであってもよい。これは以降の実施形態でも同様である。
【００５３】
（実施形態２）
図２は、実施形態２の光通信システム３０２を説明する概念図である。光通信システム３０２と図１の光通信システム３０１との違いは、ＯＮＵ１００を波長に振り分けて収容する代わりに、方路に振り分けて収容する点において相違する。なお、実施形態２では、すでに実施形態１で説明した部分と同一あるいは略同一である部分の説明を省略する。
【００５４】
光通信システム３０２は、複数のＯＮＵ１００と、ＯＮＵ１００毎に光伝送路で接続され、ＯＮＵ１００から要請された下り光信号と上り光信号の方路（Ｈ１、Ｈ２）の登録処理を行ない、ＯＮＵ１００との間で芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受するＯＬＴ２００と、を備える。例えば、複数のＯＮＵ１００と一つのＯＬＴ２００との間で時間領域及び複数の方路（Ｈ１、Ｈ２）である芯線を共用して信号光を送受信するＰＯＮである。
【００５５】
ＯＬＴ２００は、複数の送信機２７からの信号光をそれぞれの方路（Ｈ１、Ｈ２）で送信し、複数方路（Ｈ１、Ｈ２）からの信号光をそれぞれ受信機２６で受信する。
【００５６】
ＯＮＵ１００は、光伝送路５０でＯＬＴ２００と接続され、ＯＬＴ２００との間で芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する光送受信機と、制御回路（不図示）を有する。送信機１７は、送信方路として選択可能な複数の芯線のうちのそれぞれ１方路を選択して送信する。図では２方路を切替器３１により選択する図としているが、２系統の送受信機を具備して、いずれかを使用するとしてもよい。
【００５７】
制御回路は、光送受信機が受信する下り光信号から、方路毎の通信状態をモニタし、通信状態に基づき最も輻輳が軽い方路、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の方路を検出し、該方路を選択する。制御回路は、上り信号の方路について、下り光信号に選択した方路に対応する方路を上り光信号用として選択してもよいし、下り光信号で通知される送信許可から上り光信号の通信状態をモニタし、その通信状態に基づき最も輻輳が軽い方路、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の方路を検出し、該方路を選択しても良い。下り光信号と上り光信号に選択した方路をＯＬＴ２００に登録を要請する設定作業を行う。制御回路は、実施形態１で説明したように下り方向の光信号と上り方向の光信号とを判断してもよい。
【００５８】
ＯＮＵ１００が通信で使用する方路を設定する動作は、図１の光通信システム３０１の説明で波長を方路に置き換えたものと同様である。すなわち、方路毎の通信状態をモニタし軽輻輳方路を検出する軽輻輳方路検出、ＯＬＴ２００からの方路毎の登録を待機する登録待機の２ステップによって設定する。
【００５９】
・ステップＳ１：軽輻輳方路検出
受信機１６を掃引し、各方路の通信状態をモニタする。通信状態とは、方路毎の使用帯域の合計値、通信中のＯＮＵ数、ＯＮＵ毎の帯域、ＯＮＵ毎の平均帯域、ＯＮＵ毎の最大帯域、ＯＮＵ毎の最小帯域、ＯＮＵ毎の割当帯域比、ＯＮＵ毎の割当間隔遅延等である。通信状態をモニタすることにより、ＯＮＵ１００は下り通信量の輻輳が軽い方路を検出する。通信状態のモニタは、実施形態１で説明した４つの方法のいずれか又はその組合せを行う。
【００６０】
・ステップＳ２ 登録待機
下り光信号を受信する方路を選択すると、ＯＮＵ１００はその方路でＯＬＴ２００からの登録を待機する。
【００６１】
ＯＬＴ２００は、新規にＯＮＵを登録してよい方路で定期的又は臨時のＯＮＵのディスカバリ又はレンジング操作に従って、未登録のＯＮＵに対して登録処理を行う。
【００６２】
ＯＮＵ１００が待機する方路がＯＬＴ２００側で新規にＯＮＵを登録してよい方路で無い場合や、衝突等により正常にディスカバリ又はレンジング操作が実行されなかった場合、ＯＬＴ２００は登録しない。また、ＯＮＵ１００は、ある一定時間内に登録されなかった場合には、設定作業を最初から再試行する。なお再試行に際して、選択候補となる軽輻輳方路が複数、軽輻輳方路検出のステップで検出されていた場合は、通信状態の更新はできないが、選択していない選択候補となる軽輻輳波長から選択することで、軽輻輳方路の検出のステップをスキップしても良い。
【００６３】
光通信システム３０２は、方路毎の通信状態をモニタし、輻輳が少ない方路を検出して、当該方路にてＯＬＴ２００からの登録を待つため、ＯＬＴ２００からの送信許可に従った処理で、トラフィックの平準化が可能な方路を設定することができる。
【００６４】
なお、光通信システム３０２は、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、芯線多重する方路の数も任意である。また、ＯＮＵ毎の送受する芯線はそれぞれ１芯線としたが、複数芯線としてもよい。
【００６５】
（実施形態３）
実施形態３の光通信システム３０３は、図２の光通信システム３０２の構成においてさらに波長分割多重も行う。
【００６６】
光通信システム３０３は、複数のＯＮＵ１００と、ＯＮＵ１００毎に光伝送路５０で接続され、ＯＮＵ１００から要請された下り光信号と上り光信号の波長と方路の組合せの登録処理を行ない、ＯＮＵ１００との間で波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受するＯＬＴ２００と、を備える。例えば、複数のＯＮＵと一つのＯＬＴとの間で時間領域及び複数の方路である芯線と波長を共用して信号光を送受信するＰＯＮである。
【００６７】
ＯＬＴ２００の複数の波長の送信機２７からの信号光を光合分波器２５で合波し、それぞれの方路で送信し、複数方路からの信号光をそれぞれ分波で分波してそれぞれ受信機２６で受信する。
【００６８】
ＯＮＵ１００は、光伝送路５０でＯＬＴ２００と接続され、ＯＬＴ２００との間で波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する光送受信機と、制御回路（不図示）を有する。送信機１７は、送信方路として選択可能な複数の波長と方路の組合せのうちのそれぞれ１組合せを選択して送信する。
【００６９】
さらに、ＯＮＵ１００は、光合分波器１５と、チューナブルフィルタ１８を有する。光合分波器１５は、光伝送路５０からの方路毎の下り光信号を受信機１６に結合し、送信機１７からの上り光信号を光伝送路５０のうちの選択した方路に結合する。チューナブルフィルタ１８は、選択した方路の下り光信号のうち、所定の波長の光信号のみを透過させることができる。そして、チューナブルフィルタ１８は、透過させる光信号の波長を調整することができる。このため、ＯＮＵ１００は、受信波長として選択可能な波長を選択して受信でき、下り光信号の波長毎の通信状態をモニタすることができる。
【００７０】
ＯＬＴ２００は、光伝送路５０からの光を方路毎に波長毎に分波する光合分波器２５と、光合分波器２５からの信号光をそれぞれ受光する複数の受信機２６と、方路毎にそれぞれ異なる波長の信号光を送信する複数の送信機２７を有する。光合分波器２５は、例えば、波長フィルタであり、送信機２７からの信号光を方路毎に光伝送路５０へ出力し、光伝送路５０からの信号光を受信機２６に結合する。受信機２６は、例えば、フォトダイオードである。
【００７１】
制御回路は、光送受信機が受信する下り光信号から、波長と方路の組合せ毎の通信状態をモニタし、通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の波長と方路の組合せを検出し、該波長と方路の組合せを選択する。制御回路は、上り信号の波長と方路の組合せについて、下り光信号に選択した波長と方路の組合せに対応する波長と方路の組合せを上り光信号用として選択してもよいし、下り光信号で通知される送信許可から上り光信号の通信状態をモニタし、その通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の波長と方路の組合せを検出し、該波長と方路の組合せを選択しても良い。下り光信号と上り光信号に選択した波長と方路の組合せをＯＬＴ２００に登録を要請する設定作業を行う。制御回路は、実施形態１で説明したように下り方向の光信号と上り方向の光信号とを判断してもよい。
【００７２】
ＯＮＵ１００が通信で使用する波長と方路の組合せを設定する動作は、図２の光通信システム３０２の説明で方路を波長と方路の組合せに置き換えたものと同様である。すなわち、軽輻輳な波長と方路の組合せの検出、ＯＬＴ２００からの波長と方路の組合せ毎の登録を待機する登録待機の２ステップによって設定する。
【００７３】
・ステップＳ１：軽輻輳波長と方路の組合せ検出
受信機１６をと光フィルタ１８を掃引し、波長と方路の各組合せの通信状態をモニタする。通信状態とは、波長と方路の組合せ毎の使用帯域の合計値、通信中のＯＮＵ数、ＯＮＵ毎の帯域、ＯＮＵ毎の平均帯域、ＯＮＵ毎の最大帯域、ＯＮＵ毎の最小帯域、ＯＮＵ毎の割当帯域比、ＯＮＵ毎の割当間隔遅延等である。通信状態をモニタすることにより、ＯＮＵ１００は下り通信量の輻輳が軽い波長と方路の組合せを検出する。通信状態のモニタは、実施形態１で説明した４つの方法のいずれか又はその組合せを行う。
【００７４】
・ステップＳ２ 登録待機
下り光通信を受信する波長と方路の組合せを選択すると、ＯＮＵ１００はその組合せでＯＬＴ２００からの登録を待機する。
【００７５】
ＯＬＴ２００は、新規にＯＮＵを登録してよい波長と方路の組合せで定期的又は臨時のＯＮＵのディスカバリ又はレンジング操作に従って、未登録のＯＮＵに対して登録処理を行う。
【００７６】
ＯＮＵ１００が待機する波長と方路の組合せがＯＬＴ２００側で新規にＯＮＵを登録してよい波長と方路の組合せで無い場合や、衝突等により正常にディスカバリ又はレンジング操作が実行されなかった場合、ＯＬＴ２００は登録しない。また、ＯＮＵ１００は、ある一定時間内に登録されなかった場合には、設定作業を最初から再試行する。
【００７７】
なお、再試行に際して、選択候補となる軽輻輳波長が複数、軽輻輳波長検出のステップで検出されていた場合は、通信状態の更新はできないが、選択していない選択候補となる軽輻輳波長から選択することで、軽輻輳波長検出のステップをスキップしてもよい。
【００７８】
光通信システム３０３は、波長と方路の組合せ毎の通信状態をモニタし、輻輳が少ない波長と方路の組合せを検出して、当該波長と方路の組合せにてＯＬＴ２００からの登録を待つため、ＯＬＴ２００からの送信許可に従った処理で、トラフィックの平準化が可能な波長と方路の組合せを設定することができる。
【００７９】
なお、光通信システム３０３は、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、波長と方路の組合せの数も任意である。また、ＯＮＵ毎の送受する波長と方路の組合せはそれぞれ１としたが、複数としてもよい。
【００８０】
（他の実施形態）
なお、以上説明した実施態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
【００８１】
例えば、情報伝達媒体は、光通信システム３０１では波長、光通信システム３０２では方路であったが、他の分割多重の技術、例えば、光符号、ＯＦＤＭの一つのビン、偏波、位相であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、ＰＯＮに適用される光通信システム関連の技術分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１５、２５：光合分波器
１６、２６：受信機
１７、２７：送信機
１８：チューナブルフィルタ
３１：光スイッチ
５０、５０（Ｈ１）、５０（Ｈ２）：光伝送路
５５：光スプリッタ
Ｈ１、Ｈ２：方路
１００：ＯＮＵ
２００：ＯＬＴ
３０１、３０２：光通信システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信状態をモニタして波長、方路、又はこれらの組合せを選択する加入者側装置、光通信システム及び光通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットやイントラネットの急成長を背景に，大容量通信の需要が高まっており，高速光通信システムの普及が急ピッチで進んでいる中、経済的な高速光アクセスネットワークを実現するためのシステムとして、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が知られている。また、ＰＯＮに用いる受動素子（光スプリッタ等）の代わりに、光スイッチを備える光アクセスネットワークも多くの提案がなされている。
【０００３】
高速光アクセスネットワークで従来用いられている安価なＳｉＧｅ−ＢｉＣＭＯＳプロセスを利用して強度変調−直接検波で時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を上述の光アクセスネットワークに適用することを想定すると、電子デバイスの制約により１０ＧＧｂｉｔ／ｓが上限と考えられている。
【０００４】
そこで、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）や芯線多重を適用することで更なる高速化／広帯域化を実現する提案もなされている。しかし、ユーザ毎に異なる波長を用いるＷＤＭを適用すると、局側装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）には加入者側装置であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）の数に応じた光送受信機が必要となる。これは既存のＯＮＵやＯＬＴの更改を要し、コスト上昇という課題が発生する。また、芯線多重も、方路である芯線分だけ光送受信機と方路が必要になるため、コスト上昇という課題が発生する。
【０００５】
この課題に対して、ＯＮＵ毎に異なる波長を用いる代わりに、ＯＮＵを複数のグループにグルーピングし、グループ間でＷＤＭとグループ内でＴＤＭを適用するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（例えば、非特許文献１を参照。）がある。これは、波長を複数のＯＮＵで共用することで、総帯域拡張に伴うコスト上昇を抑えている。
【０００６】
総帯域拡張のために新規の芯線と送受信機を備える代わりに、冗長構成のための予備芯線を現用芯線として利用する方式（例えば、非特許文献２を参照。）がある。この方式は、冗長芯線を活用することで、総帯域拡張に伴う芯線と送受信器追加によるコスト上昇という課題を解決している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「総帯域拡張型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮと動的波長帯域割当の一提案」、吉野學、原一貴、中村浩崇、木村俊二、吉本直人、雲崎清美、２００９年電子情報通信学会総合大会、通信講演論文集２、ｐ．４２６、Ｂ−１０−１０７
【非特許文献２】「ＡＴＭ−ＰＯＮのプロテクション方式及び動的帯域割当との連携動作の検討」、吉田俊和、向井宏明、岩崎充佳、浅芝慶弘、一番ケ瀬広、横谷哲也、２００１年５月通信方式研究会電子情報通信学会技術研究報告ｖｏｌ．１０１（５３）：ＣＳ２００１−２１，ｐｐ．２５−３０
【非特許文献３】「超高密度波長多重伝送方式を用いた高性能光ネットワーク」、鈴木裕生、２００８年 ２月、ｈｔｔｐ：／／ｄｓｐａｃｅ．ｗｕｌ．ｗａｓｅｄａ．ａｃ．ｊｐ／ｄｓｐａｃｅ／ｂｉｔｓｔｒｅａｍ／２０６５／２８７６６／３／Ｈｏｎｂｕｎ−４７２０．ｐｄｆ、２０１０９年１月１５日検索。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１や非特許文献２に記載される光アクセスネットワークにおいて、ＷＤＭ又は芯線多重又はＷＤＭと芯線多重の組合せを実現するためには、ＯＮＵが通信で使用する波長、方路、又は波長と方路の組合せを設定する必要がある。波長を設定する方法として、ＷＤＭ−ＰＯＮのために波長設定方法が提案されている。非特許文献３に示されている方法を例に説明する。この方法では、光フィルタの透過波長を変更しながら（光フィルタを掃引して）、受信器で光パワーをモニタすることにより、ＯＮＵは未使用の下り波長用の波長グリッドを検出する。つまり、波長毎の光受信パワーがある閾値を超過した場合に、その波長グリッドが未使用であると判定し、光フィルタをその波長に固定する。未使用の下り波長が設定されると、波長対応表と照合し、対応する上り波長を選択する。そして設定した波長で上り信号を送出し、ある一定時間ＯＬＴからの応答（下り信号）を待つ。ＯＬＴは、正常にＯＮＵからの上り信号を受信すると、所定の波長で下り信号を送出するが、何らかの理由（衝突発生等）により上り信号に異常が検出された場合には、下り信号を送信しない。ＯＮＵでは、ある一定時間内に下り信号のパワーが検出されなかった場合には、異常発生とみなし、波長設定を最初から再試行する。
【０００９】
しかし、非特許文献３の方法は、以下の理由により、波長分割多重又は芯線多重と時分割多重と組み合わせるシステムには適用することができないという課題があった。
理由（１）非特許文献３の方法は、ＯＬＴからの送信許可を受けることなしに、ＯＮＵが上り信号を送信している。送信許可なしの送信は、時分割多重を適用するＰＯＮでは、衝突によるスループットの劣化や、他ＯＮＵに対する妨害が発生し許容されない。
理由（２）非特許文献３の方法は、波長の使用の有無のみで使用可能な波長を判断するため、非特許文献１や２で示されるシステムでは使用可能な波長の判断ができない。まず、非特許文献１で示されるシステムでは、使用波長数はニーズに合わせて漸増していくため、未使用波長はＯＬＴ側に当該波長の送受信機自体が無い場合がある。逆に、使用中の各波長は複数のＯＮＵで共用するために、概ねどの波長も使用中である。そのため、波長の使用の有無からでは、使用可能な波長が不明である。
理由（３）非特許文献３の方法は、波長の使用の有無のみで使用波長の通信状態は不明であり、トラフィックの平準化ができず、全体の帯域の有効利用や、ＯＮＵ間の公平性を確保することができない。
【００１０】
そこで、本発明は、波長分割多重又は芯線多重と時分割多重とを組み合わせるシステム、特に送信許可を受信してから信号を送信するシステムに適用可能で、波長、方路又はこれらの組合せの選択において、送受信で使用可能な波長、方路又はこれらの組合せの数が変化する場合も、上下それぞれでトラフィックの平準化が可能なＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係るＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法は、下り光信号について波長、方路又はこれらの組合せを変更しながら、波長、方路又はこれらの組合せ毎の通信状態をモニタし、モニタした通信状態に応じて、波長、方路又はこれらの組合せを選択し、選択した波長、方路又はこれらの組合せにてＯＬＴからの登録、送信許可を待機することとした。
【００１２】
具体的には、本発明に係るＯＮＵは、光伝送路でＯＬＴと接続され、前記ＯＬＴとの間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する光送受信機と、前記光送受信機が受信する光信号について、波長毎、方路毎、又は波長と方路の組合せ毎に通信状態をモニタし、前記通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、方路、又は波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である前記通信状態の波長、方路、又は波長と方路の組合せを検出し、検出した波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択し、前記選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せを前記ＯＬＴに登録待機を行う制御回路と、を有する。
【００１３】
本発明に係る光通信システムは、複数の前記ＯＮＵと、前記ＯＮＵ毎に光伝送路で接続され、前記ＯＮＵから要請された前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せの登録処理を行ない、前記ＯＮＵとの間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受するＯＬＴと、を備える。
【００１４】
本発明に係る光通信方法は、ＯＬＴと複数のＯＮＵとが光伝送路で接続され、前記ＯＮＵと前記ＯＬＴとの間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する際に、前記ＯＮＵが受信する光信号について、波長毎、方路毎、又は波長と方路の組合せ毎に通信状態をモニタし、前記通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、方路、又は波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である前記通信状態の波長、方路、又は波長と方路の組合せを検出し、検出した波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択し、前記選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せを前記ＯＬＴに登録を行う。
【００１５】
本発明は、ＯＮＵとＯＬＴとの間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受できる。また、本発明は、前記設定作業を行うことで、軽輻輳である波長、方路又はこれらの組合せを検出でき、これらを下り光信号及び上りの光信号に選択し、選択した波長、方路又はこれらの組合せにてＯＬＴからの登録、送信許可を待機することができる。すなわち、ＯＬＴの登録送信許可を待機するため、本発明は前述した理由（１）の光信号の衝突を回避することができる。また、上下の光信号の波長組合せ、芯線組合せ、又は波長及び芯線の組合せを予め設定せずに、ディスカバリゲートメッセージが無ければ波長、芯線、又はこれらの組合せを変更できるため、本発明は前述した理由（２）の使用可能な波長、芯線、又はこれらの組合せを見つけることができる。さらに、上下方向の通信状態を下り信号の宛先又は下り信号で伝送される送信許可からモニタするため、本発明は前述した理由（３）の上下方向でトラヒックの平準化をすることができる。
【００１６】
従って、本発明は、波長分割多重又は芯線多重と時分割多重とを組み合わせるシステム、特に送信許可を受信してから信号を送信するシステムに適用可能で、波長、方路又はこれらの組合せの選択において、送受信で使用可能な波長、方路又はこれらの組合せの数が変化する場合も、上下それぞれでトラフィックの平準化が可能なＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【００１７】
本発明に係るＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法において、前記波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択した後、所定時間内に前記ＯＬＴが前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを登録することが不可能であった場合、選択する波長、方路、又は波長と方路の組合せを変更することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、ＯＬＴでの登録ができなかった場合、新たに設定作業を行うことで他の波長、方路又はこれらの組合せでＯＬＴでの登録を可能とすることができる。
【００１９】
本発明に係るＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法において、前記所定時間内に前記ＯＬＴが加入者装置の登録を不実施であることを検出した場合、前記光送受信機に対し、前記ＯＬＴからの送信許可のない状態で、選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せの上り光信号を前記ＯＬＴへ送信させることを特徴とする。
【００２０】
ＯＮＵが送信許可なしに上り光信号を送信することで、ＯＬＴは、送信許可と異なる時間に到着した上り光信号又は他のＯＮＵの上り光信号と衝突した上り光信号を受信することになり、異常を検出することになる。このため、ＯＬＴは、本発明は、ディスカバリ又はレンジング操作を行うことになる。従って、本発明は、ＯＬＴにディスカバリ又はレンジング操作を促すことができる。
【００２１】
本発明に係るＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法において、過去に前記ＯＬＴが登録を解除又は拒否した前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを除外して前記設定作業を行うことを特徴とする。
【００２２】
本発明は、モニタすべき波長数が軽減でき、設定作業を迅速に行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、波長分割多重又は芯線多重と時分割多重とを組み合わせるシステム、特に送信許可を受信してから信号を送信するシステムに適用可能で、波長、方路又はこれらの組合せの選択において、送受信で使用可能な波長、方路又はこれらの組合せの数が変化する場合も、上下それぞれでトラフィックの平準化が可能なＯＮＵ、光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る光通信システムを説明するブロック図である。
【図２】本発明に係る光通信システムを説明するブロック図である。
【図３】本発明に係る光通信方法を説明するフローチャートである。
【図４】本発明に係る光通信方法を説明する時間ダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の光通信システム３０１を説明する概念図である。光通信システムは、波長分割多重且つ時分割多重で光信号を伝達する。光通信システム３０１は、複数のＯＮＵ１００と、ＯＮＵ１００毎に光伝送路５０で接続され、ＯＮＵ１００から要請された下り光信号と上り光信号の波長の登録処理を行ない、ＯＮＵ１００との間で波長分割多重且つ時分割多重で光信号を送受するＯＬＴ２００と、を備える。
【００２７】
ＯＮＵ１００は、各加入者宅に設置されている。ＯＮＵ１００は、光伝送路５０でＯＬＴ２００と接続され、ＯＬＴ２００との間で波長分割多重且つ時分割多重で光信号を送受する送受信機と、制御回路（不図示）を有する。図１及び以降の図では、送受信機を送信機１７及び受信機１６で示している。送信機１７は、送信波長として選択可能な波長を選択して送信する。
【００２８】
さらに、ＯＮＵ１００は、光合分波器１５と、チューナブルフィルタ１８を有する。光合分波器１５は、光伝送路５０からの下り光信号を受信機１６に結合し、送信機１７からの上り光信号を光伝送路５０に結合する。チューナブルフィルタ１８は、下り光信号のうち、所定の波長の光信号のみを透過させることができる。そして、チューナブルフィルタ１８は、透過させる光信号の波長を調整することができる。このため、ＯＮＵ１００は、受信波長として選択可能な波長を選択して受信でき、下り光信号の波長毎の通信状態をモニタすることができる。
【００２９】
ＯＬＴ２００は、光伝送路５０からの光を波長毎に分波する光合分波器２５と、光合分波器２５からの信号光をそれぞれ受光する複数の受信機２６と、それぞれ異なる波長の信号光を送信する複数の送信機２７を有する。光合分波器２５は、例えば、波長フィルタであり、送信機２７からの信号光を光伝送路５０へ出力し、光伝送路５０からの信号光を受信機２６に結合する。受信機２６は、例えば、フォトダイオードである。
【００３０】
光伝送路５０は、送信機１７からの信号光を合波して受信機２６に結合し、送信機２７からの信号光を分岐して受信機１６に結合する。
【００３１】
ここで、ＯＬＴ２００は、光合分波器２５で分波して波長を個別に受信機２６で受信するため、異なる波長の信号光を同時に受信できるが、同一波長として分波された信号光を同時に受信することはできない。
【００３２】
このため、光通信システム３０１は、同一波長として分波する信号光が同時に受信機（２６）に到着しないように、送信機（１７）に対して波長を切り替える、あるいは送信可能時間を指定する。上述のように光通信システム３０１は、制御機が送信機（１７）に対して信号光を送出できる波長と時間として帯域を割り当て、送信機からの信号光を波長分割多重且つ時分割多重する。
【００３３】
制御回路は、光送受信機が受信する下り光信号から、波長毎の通信状態をモニタし、通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の波長を検出し、該波長を選択する。制御回路は、上り信号の波長について、下り光信号に選択した波長に対応する波長を上り光信号用として選択してもよいし、下り光信号で通知される送信許可から上り光信号の通信状態をモニタし、その通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の波長を検出し、該波長を選択しても良い。下り光信号と上り光信号に選択した波長をＯＬＴ２００に登録を要請する設定作業を行う。なお、下り光信号の波長と上り光信号の波長が一定の組合せに限定していない場合は、ＯＮＵからの登録要請又はＯＬＴの登録で組合せを通知する。
【００３４】
なお、制御回路は、下り方向の通信状態は、下り信号の宛先とするＯＮＵをＬＬＩＤ等から検出して判断し、上り方向の通信状態は、下り信号で通知される送信許可をゲートメッセージ等から検出して判断してもよい。
【００３５】
図３は、ＯＮＵ１００の制御回路が行う波長の通信状態のモニタと設定作業を説明する図である。次の２ステップで行ない、使用する波長を選択する。
【００３６】
・ステップＳ１：軽輻輳波長検出
本ステップは、まず、波長を掃引して、各波長の通信状態をモニタする。掃引する波長は、光通信システム３０１で使用されうる全波長でもよいし、予め設定された波長数又は波長のみを掃引してもよい。予め設定された波長数又は波長は固定的に設定してもよいし、以前に掃引した際に通信していた波長でもよい。光通信システム３０１で追加される波長の順番が既知であり、先に追加される波長が使用されていない場合は、その波長よりも後で追加される波長を掃引しないこととしてもよいし、掃引の機会ごとに変更してもよい。
【００３７】
通信状態とは、波長毎の使用帯域の合計値、通信中のＯＮＵ数、ＯＮＵ毎の帯域、ＯＮＵ毎の平均帯域、ＯＮＵ毎の最大帯域、ＯＮＵ毎の最小帯域、ＯＮＵ毎の割当帯域比、ＯＮＵ毎の割当間隔遅延等である。通信状態のモニタは、次の４つの方法のいずれか又はその組合せを行う。
（１）ＯＮＵが、当該波長での下り信号の宛先ＯＮＵを下り信号のＬＬＩＤ等で、当該波長で通知される上り信号の送信許可をゲートメッセージ（Ｇａｔｅ Ｍｅｓｓａｇｅ）中の許可対象のＩＩＬＤ等のＯＮＵを識別する番号でモニタリングを実施する。
（２）ＯＬＴがＯＮＵに依頼し、（１）のモニタリングを実施する。
（３）ＯＮＵがＯＬＴにモニタリングを依頼して、ＯＬＴがその結果をＯＮＵに伝達する。
（４）ＯＬＴが定期的にモニタリングして、その結果を定期的或いは依頼のある場合或いは輻輳した波長で通信中等の該当するＯＮＵに伝達する。
【００３８】
図３は、（１）のモニタリングを示している。（１）のモニタリングの場合、モニタする通信状態が下り光信号のＯＮＵ毎の割当帯域であれば、制御回路は、下り光信号の宛先を指示するＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）とそのフレームの長さの積等をモニタする。また、モニタする通信状態が上り光信号のＯＮＵ毎の割当帯域であれば、制御回路は、ゲートフレーム等の送信許可時間等をモニタする。なお、ＬＬＩＤ等を用いて上り光信号或いは下り光信号のＱｏＳを識別し、実トラフィックではなく、上位のＱｏＳの下り信号或いは上り信号の送信許可が多い波長を輻輳状態として検出してもよい。
【００３９】
制御回路が通信状態をモニタすることで、ＯＮＵ１００は輻輳が軽い波長を検出する。つまり、掃引した波長毎の通信状態を比較し、掃引した波長の中で、輻輳が軽い波長又は通信状態がある閾値以下である場合に、その波長グリッドを候補と判定し、チューナブルフィルタ１８をその波長に選択する。
【００４０】
ここで、ある閾値とは固定的に設定してもよいし、ＰＯＮ全体で通信中のＯＮＵ数や掃引した波長で通信中のＯＮＵ数その他の通信状態から設定してもよいし、当該ＯＮＵが過去に通信していた際の通信状態であってもよい。また、所定の閾値以下となる波長が複数ある場合、以下のような所定の規則によって、波長選択を行う。
（ａ）モニタリングで閾値以下であることを最初に検出した波長
（ｂ）複数の波長からランダムに選択
（ｃ）現在の波長に応じた順序（現在の波長を種にしたランダムな順序）
（ｄ）ＯＮＵに応じた順序（ＯＮＵ番号等を種にしたランダムな順序）
（ｅ）収容するＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）に応じた順序
（ｆ）時間当たりの切替失敗回数や切替回数に応じた順序（回数を種にした順序）
【００４１】
さらに制御回路は、選択した下り波長に応じて、上り波長を選択する。例えば、Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘやｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘの場合、制御回路は、上り下り同一波長を選択する。また、下り光信号と上り光信号とは異なる波長のペアを組んでおり、制御回路は、このペアに応じた上下で別波長を選択してもよい。例えば、下りのＬバンドの所定の波長１と上りの１３１０ｎｍ、下りのＬバンドの所定の波長２と上りの１２９０ｎｍとすることができる。ペアは常時固定としてもよく、何かの契機で適宜変更してもよい。
【００４２】
・ステップＳ２ 登録待機
下り光信号の波長を選択すると、ＯＮＵ１００はその波長でＯＬＴ２００に登録要請し、登録を待機する。
【００４３】
ＯＬＴ２００は、新規にＯＮＵを登録してよい波長で定期的又は臨時のＯＮＵのディスカバリ又はレンジング操作に従って、未登録のＯＮＵに対して登録処理を行う。
【００４４】
ディスカバリ又はレンジング操作は、ＩＥＥＥ８０２．３やＩＴＵ−Ｔ寄書Ｇ．９８３シリーズ及びＧ９８４シリーズで規定される。以下、図４を用いて、ＩＥＥＥ８０２．３のディスカバリ操作について説明するが、その他の方法でも同様である。ディスカバリ操作は、ＯＬＴ２００−ＯＮＵ１００間の往復時間の測定と、フレーム取捨選択に必要なＯＮＵに識別番号ＬＬＩＤを付与する登録である。ＯＬＴ２００は新たにＯＮＵがいつＰＯＮに接続されてもよいように、定期的にＯＮＵに対して、ディスカバリゲートメッセージ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥ Ｍｅｓｓａｇｅ）を送信する。ディスカバリゲートメッセージには、ディスカバリタイムウインドウ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｔｉｍｅ Ｗｉｎｄｏｗ）の長さと開始時間と当該メッセージの送信時刻が示されている。ディスカバリゲートメッセージを受け取ったＯＮＵは、このメッセージのタイムスタンプで示される当該メッセージの送信時刻に自分の時計を合わせる。ＯＮＵは上り時の衝突を避けるためディスカバリゲートメッセージで指示された送信開始時刻にランダム時間を加えた時刻に、その時刻のタイムスタンプを書き込んでレジスタリクエストメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱ Ｍｅｓｓａｇｅ）で応答する。ＯＬＴは、受け取ったレジスタリクエストメッセージの到着時刻の測定値とレジスタリクエストメッセージのタイムスタンプからＯＮＵまでの往復時間を得る。ＯＬＴは、ＬＬＩＤを決定し、そのＬＬＩＤをレジスタメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｍｅｓｓａｇｅ）によりＯＮＵに通知する。更にＯＬＴは、次の上りタイミングをこのＬＬＩＤで指定したゲートメッセージ（ＧＡＴＥ Ｍｅｓｓａｇｅ）によりＯＮＵに通知する。ゲートメッセージには、当該ゲートメッセージの送信時刻と、通信を許可する送信開始時刻と送信許可の継続時間が示されている。ＯＮＵ１００Ｃは、受け取ったゲートメッセージに基づいて、指示された送信開始時刻から継続時間が経過するまでの間に、レジスタＡｃｋメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＡＣＫ Ｍｅｓｓａｇｅ）で応答する。
【００４５】
ＯＮＵ１００が待機する波長がＯＬＴ２００側で新規にＯＮＵを登録してよい波長で無い場合や、衝突等により正常にディスカバリ又はレンジング操作が実行されなかった場合、ＯＬＴ２００は登録しない。
【００４６】
ＯＮＵ１００は、図４の設定作業１のように、ある一定時間内にディスカバリゲートメッセージが到着せず登録されなかった場合、図４の設定作業２のように、設定作業を最初から再試行する。
【００４７】
なお、再試行に際して、選択候補となる軽輻輳波長が複数、軽輻輳波長検出のステップで検出されていた場合は、通信状態の更新はできないが、選択していない選択候補となる軽輻輳波長から選択することで、軽輻輳波長検出のステップをスキップしてもよい。
【００４８】
図４の設定作業１ではＯＬＴからのディスカバリゲートメッセージがＯＮＵに到着していない例で示しているが、到着していても設定作業２のように最終的にレジスタメッセージがＯＬＴから到着していなければ同様である。一定時間として、ディスカバリ操作が行われている場合は、接続するＯＮＵを登録するに必要なディスカバリの回数が実施される時間以上あることが望ましい。逆に、登録待ちの波長でディスカバリ又はレンジング操作自体が一定の時間の間全く実施されない場合は、送信許可なしに上り信号を送信し、送信許可と異なる時間に到着した上り信号光又は他のＯＮＵの上り信号と衝突した上り信号光の受信により、ＯＬＴ２００に異常を検出させディスカバリ又はレンジング操作を促すとしてもよい。
【００４９】
なお、登録が解除された又は過去に登録されなかった波長がある場合、その波長以外でステップ１のモニタを行ない、軽輻輳波長検出を行うとしてもよい。この場合、モニタすべき波長数が軽減できる効果がある。但し、このモニタの除外は、時間経過やステップＳ１とステップＳ２の繰り返しで、全ての波長が除外の対象となったり、ある所定の時間が経過が経過したりしたことを契機に終了するのが望ましい。ある所定の時間としては、例えば、伝送対象とするトラフィックの輻輳状態が変化するに要する時間が経過した後が望ましい。例えば、映画等のコンテンツの視聴が主なトラフィックであれば、視聴に要する時間、電話等のコミュニケーションのトラフィックが主であれば、コミュニケーションの継続時間等である。モニタの除外の代わりに、除外する対象の波長のモニタ順序を後ろに回すとしてもよい。これは特に、ある閾値に従って候補を選択する場合に適する。
【００５０】
以上説明したように、光通信システム３０１は、波長毎の通信状態をモニタし、輻輳が少ない波長を検出して、当該波長にてＯＬＴ２００からの登録を待つため、ＯＬＴ２００からの送信許可に従った処理で、トラフィックの平準化が可能な波長を設定することができる。
【００５１】
なお、制御回路は、ＯＮＵの帯域割当が所定値を下回った際に自動的に設定作業を開始しても良く、ユーザの操作に基づいて設定作業を開始してもよい。また、同時期に、複数のＯＮＵから波長登録要請があった場合、同じ波長を重複して割り当てると、トラフィックの平準化という目的が達成できなくなることがある。この場合、以下の２つの制御のうち一方を行う。
（ｉ）ＯＮＵの帯域割当が少ないため、再度設定作業が行われる。
（ｉｉ）既存のＭＡＣレイヤの制御にかかわる通信を用いて、波長の割り振りを行う（例えば、特願２００９−２９８２４４）。
【００５２】
なお、光通信システム３０１は、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、波長分割多重する波長の数も任意である。また、ＯＮＵ毎の送受する波長はそれぞれ１波長としたが、複数波長としてもよい。以上の説明では、光通信システム３０１をＰＯＮとして説明したが、光スイッチを備える光通信システムでも、１対Ｎ接続ではない１対１接続の光通信システムであってもよい。これは以降の実施形態でも同様である。
【００５３】
（実施形態２）
図２は、実施形態２の光通信システム３０２を説明する概念図である。光通信システム３０２と図１の光通信システム３０１との違いは、ＯＮＵ１００を波長に振り分けて収容する代わりに、方路に振り分けて収容する点において相違する。なお、実施形態２では、すでに実施形態１で説明した部分と同一あるいは略同一である部分の説明を省略する。
【００５４】
光通信システム３０２は、複数のＯＮＵ１００と、ＯＮＵ１００毎に光伝送路で接続され、ＯＮＵ１００から要請された下り光信号と上り光信号の方路（Ｈ１、Ｈ２）の登録処理を行ない、ＯＮＵ１００との間で芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受するＯＬＴ２００と、を備える。例えば、複数のＯＮＵ１００と一つのＯＬＴ２００との間で時間領域及び複数の方路（Ｈ１、Ｈ２）である芯線を共用して信号光を送受信するＰＯＮである。
【００５５】
ＯＬＴ２００は、複数の送信機２７からの信号光をそれぞれの方路（Ｈ１、Ｈ２）で送信し、複数方路（Ｈ１、Ｈ２）からの信号光をそれぞれ受信機２６で受信する。
【００５６】
ＯＮＵ１００は、光伝送路５０でＯＬＴ２００と接続され、ＯＬＴ２００との間で芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する光送受信機と、制御回路（不図示）を有する。送信機１７は、送信方路として選択可能な複数の芯線のうちのそれぞれ１方路を選択して送信する。図では２方路を切替器３１により選択する図としているが、２系統の送受信機を具備して、いずれかを使用するとしてもよい。
【００５７】
制御回路は、光送受信機が受信する下り光信号から、方路毎の通信状態をモニタし、通信状態に基づき最も輻輳が軽い方路、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の方路を検出し、該方路を選択する。制御回路は、上り信号の方路について、下り光信号に選択した方路に対応する方路を上り光信号用として選択してもよいし、下り光信号で通知される送信許可から上り光信号の通信状態をモニタし、その通信状態に基づき最も輻輳が軽い方路、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の方路を検出し、該方路を選択しても良い。下り光信号と上り光信号に選択した方路をＯＬＴ２００に登録を要請する設定作業を行う。制御回路は、実施形態１で説明したように下り方向の光信号と上り方向の光信号とを判断してもよい。
【００５８】
ＯＮＵ１００が通信で使用する方路を設定する動作は、図１の光通信システム３０１の説明で波長を方路に置き換えたものと同様である。すなわち、方路毎の通信状態をモニタし軽輻輳方路を検出する軽輻輳方路検出、ＯＬＴ２００からの方路毎の登録を待機する登録待機の２ステップによって設定する。
【００５９】
・ステップＳ１：軽輻輳方路検出
受信機１６を掃引し、各方路の通信状態をモニタする。通信状態とは、方路毎の使用帯域の合計値、通信中のＯＮＵ数、ＯＮＵ毎の帯域、ＯＮＵ毎の平均帯域、ＯＮＵ毎の最大帯域、ＯＮＵ毎の最小帯域、ＯＮＵ毎の割当帯域比、ＯＮＵ毎の割当間隔遅延等である。通信状態をモニタすることにより、ＯＮＵ１００は下り通信量の輻輳が軽い方路を検出する。通信状態のモニタは、実施形態１で説明した４つの方法のいずれか又はその組合せを行う。
【００６０】
・ステップＳ２ 登録待機
下り光信号を受信する方路を選択すると、ＯＮＵ１００はその方路でＯＬＴ２００からの登録を待機する。
【００６１】
ＯＬＴ２００は、新規にＯＮＵを登録してよい方路で定期的又は臨時のＯＮＵのディスカバリ又はレンジング操作に従って、未登録のＯＮＵに対して登録処理を行う。
【００６２】
ＯＮＵ１００が待機する方路がＯＬＴ２００側で新規にＯＮＵを登録してよい方路で無い場合や、衝突等により正常にディスカバリ又はレンジング操作が実行されなかった場合、ＯＬＴ２００は登録しない。また、ＯＮＵ１００は、ある一定時間内に登録されなかった場合には、設定作業を最初から再試行する。なお再試行に際して、選択候補となる軽輻輳方路が複数、軽輻輳方路検出のステップで検出されていた場合は、通信状態の更新はできないが、選択していない選択候補となる軽輻輳波長から選択することで、軽輻輳方路の検出のステップをスキップしても良い。
【００６３】
光通信システム３０２は、方路毎の通信状態をモニタし、輻輳が少ない方路を検出して、当該方路にてＯＬＴ２００からの登録を待つため、ＯＬＴ２００からの送信許可に従った処理で、トラフィックの平準化が可能な方路を設定することができる。
【００６４】
なお、光通信システム３０２は、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、芯線多重する方路の数も任意である。また、ＯＮＵ毎の送受する芯線はそれぞれ１芯線としたが、複数芯線としてもよい。
【００６５】
（実施形態３）
実施形態３の光通信システム３０３は、図２の光通信システム３０２の構成においてさらに波長分割多重も行う。
【００６６】
光通信システム３０３は、複数のＯＮＵ１００と、ＯＮＵ１００毎に光伝送路５０で接続され、ＯＮＵ１００から要請された下り光信号と上り光信号の波長と方路の組合せの登録処理を行ない、ＯＮＵ１００との間で波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受するＯＬＴ２００と、を備える。例えば、複数のＯＮＵと一つのＯＬＴとの間で時間領域及び複数の方路である芯線と波長を共用して信号光を送受信するＰＯＮである。
【００６７】
ＯＬＴ２００の複数の波長の送信機２７からの信号光を光合分波器２５で合波し、それぞれの方路で送信し、複数方路からの信号光をそれぞれ分波で分波してそれぞれ受信機２６で受信する。
【００６８】
ＯＮＵ１００は、光伝送路５０でＯＬＴ２００と接続され、ＯＬＴ２００との間で波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する光送受信機と、制御回路（不図示）を有する。送信機１７は、送信方路として選択可能な複数の波長と方路の組合せのうちのそれぞれ１組合せを選択して送信する。
【００６９】
さらに、ＯＮＵ１００は、光合分波器１５と、チューナブルフィルタ１８を有する。光合分波器１５は、光伝送路５０からの方路毎の下り光信号を受信機１６に結合し、送信機１７からの上り光信号を光伝送路５０のうちの選択した方路に結合する。チューナブルフィルタ１８は、選択した方路の下り光信号のうち、所定の波長の光信号のみを透過させることができる。そして、チューナブルフィルタ１８は、透過させる光信号の波長を調整することができる。このため、ＯＮＵ１００は、受信波長として選択可能な波長を選択して受信でき、下り光信号の波長毎の通信状態をモニタすることができる。
【００７０】
ＯＬＴ２００は、光伝送路５０からの光を方路毎に波長毎に分波する光合分波器２５と、光合分波器２５からの信号光をそれぞれ受光する複数の受信機２６と、方路毎にそれぞれ異なる波長の信号光を送信する複数の送信機２７を有する。光合分波器２５は、例えば、波長フィルタであり、送信機２７からの信号光を方路毎に光伝送路５０へ出力し、光伝送路５０からの信号光を受信機２６に結合する。受信機２６は、例えば、フォトダイオードである。
【００７１】
制御回路は、光送受信機が受信する下り光信号から、波長と方路の組合せ毎の通信状態をモニタし、通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の波長と方路の組合せを検出し、該波長と方路の組合せを選択する。制御回路は、上り信号の波長と方路の組合せについて、下り光信号に選択した波長と方路の組合せに対応する波長と方路の組合せを上り光信号用として選択してもよいし、下り光信号で通知される送信許可から上り光信号の通信状態をモニタし、その通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である通信状態の波長と方路の組合せを検出し、該波長と方路の組合せを選択しても良い。下り光信号と上り光信号に選択した波長と方路の組合せをＯＬＴ２００に登録を要請する設定作業を行う。制御回路は、実施形態１で説明したように下り方向の光信号と上り方向の光信号とを判断してもよい。
【００７２】
ＯＮＵ１００が通信で使用する波長と方路の組合せを設定する動作は、図２の光通信システム３０２の説明で方路を波長と方路の組合せに置き換えたものと同様である。すなわち、軽輻輳な波長と方路の組合せの検出、ＯＬＴ２００からの波長と方路の組合せ毎の登録を待機する登録待機の２ステップによって設定する。
【００７３】
・ステップＳ１：軽輻輳波長と方路の組合せ検出
受信機１６をと光フィルタ１８を掃引し、波長と方路の各組合せの通信状態をモニタする。通信状態とは、波長と方路の組合せ毎の使用帯域の合計値、通信中のＯＮＵ数、ＯＮＵ毎の帯域、ＯＮＵ毎の平均帯域、ＯＮＵ毎の最大帯域、ＯＮＵ毎の最小帯域、ＯＮＵ毎の割当帯域比、ＯＮＵ毎の割当間隔遅延等である。通信状態をモニタすることにより、ＯＮＵ１００は下り通信量の輻輳が軽い波長と方路の組合せを検出する。通信状態のモニタは、実施形態１で説明した４つの方法のいずれか又はその組合せを行う。
【００７４】
・ステップＳ２ 登録待機
下り光通信を受信する波長と方路の組合せを選択すると、ＯＮＵ１００はその組合せでＯＬＴ２００からの登録を待機する。
【００７５】
ＯＬＴ２００は、新規にＯＮＵを登録してよい波長と方路の組合せで定期的又は臨時のＯＮＵのディスカバリ又はレンジング操作に従って、未登録のＯＮＵに対して登録処理を行う。
【００７６】
ＯＮＵ１００が待機する波長と方路の組合せがＯＬＴ２００側で新規にＯＮＵを登録してよい波長と方路の組合せで無い場合や、衝突等により正常にディスカバリ又はレンジング操作が実行されなかった場合、ＯＬＴ２００は登録しない。また、ＯＮＵ１００は、ある一定時間内に登録されなかった場合には、設定作業を最初から再試行する。
【００７７】
なお、再試行に際して、選択候補となる軽輻輳波長が複数、軽輻輳波長検出のステップで検出されていた場合は、通信状態の更新はできないが、選択していない選択候補となる軽輻輳波長から選択することで、軽輻輳波長検出のステップをスキップしてもよい。
【００７８】
光通信システム３０３は、波長と方路の組合せ毎の通信状態をモニタし、輻輳が少ない波長と方路の組合せを検出して、当該波長と方路の組合せにてＯＬＴ２００からの登録を待つため、ＯＬＴ２００からの送信許可に従った処理で、トラフィックの平準化が可能な波長と方路の組合せを設定することができる。
【００７９】
なお、光通信システム３０３は、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、波長と方路の組合せの数も任意である。また、ＯＮＵ毎の送受する波長と方路の組合せはそれぞれ１としたが、複数としてもよい。
【００８０】
（他の実施形態）
なお、以上説明した実施態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
【００８１】
例えば、情報伝達媒体は、光通信システム３０１では波長、光通信システム３０２では方路であったが、他の分割多重の技術、例えば、光符号、ＯＦＤＭの一つのビン、偏波、位相であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、ＰＯＮに適用される光通信システム関連の技術分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１５、２５：光合分波器
１６、２６：受信機
１７、２７：送信機
１８：チューナブルフィルタ
３１：光スイッチ
５０、５０（Ｈ１）、５０（Ｈ２）：光伝送路
５５：光スプリッタ
Ｈ１、Ｈ２：方路
１００：ＯＮＵ
２００：ＯＬＴ
３０１、３０２：光通信システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路で局側装置と接続され、前記局側装置との間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する光送受信機と、
前記光送受信機が受信する光信号について、波長毎、方路毎、又は波長と方路の組合せ毎に通信状態をモニタし、
前記通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、方路、又は波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である前記通信状態の波長、方路、又は波長と方路の組合せを検出し、
検出した波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択し、
前記選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せを前記局側装置に登録待機を行う制御回路と、
を有する加入者側装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択した後、所定時間内に前記局側装置が前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを登録することが不可能であった場合、選択する波長、方路、又は波長と方路の組合せを変更することを特徴とする請求項１に記載の加入者側装置。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記所定時間内に前記局側装置が加入者装置の登録を不実施であることを検出した場合、
前記光送受信機に対し、前記局側装置からの送信許可のない状態で、選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せの上り光信号を前記局側装置へ送信させることを特徴とする請求項１又は２に記載の加入者側装置。
【請求項４】
過去に前記局側装置が登録を解除又は拒否した前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを記憶する記憶回路をさらに有し、
前記制御回路は、
前記記憶部が記憶する前記下り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを除外して前記設定作業を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の加入者側装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の複数の加入者側装置と、
前記加入者側装置毎に光伝送路で接続され、前記加入者側装置から要請された前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せの登録処理を行ない、前記加入者側装置との間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する局側装置と、
を備える光通信システム。
【請求項６】
局側装置と複数の加入者側装置とが光伝送路で接続され、前記加入者側装置と前記局側装置との間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する際に、
前記加入者側装置が受信する光信号について、波長毎、方路毎、又は波長と方路の組合せ毎に通信状態をモニタし、
前記通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、方路、又は波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である前記通信状態の波長、方路、又は波長と方路の組合せを検出し、
検出した波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択し、
前記選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せを前記局側装置に登録を行う光通信方法。
【請求項７】
前記波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択した後、所定時間内に前記局側装置が前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを登録することが不可能であった場合、選択する波長、方路、又は波長と方路の組合せを変更することを特徴とする請求項６に記載の光通信方法。
【請求項８】
前記所定時間内に前記局側装置が加入者装置の登録を不実施であることを検出した場合、
前記加入者側装置に対し、前記局側装置からの送信許可のない状態で、選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せの上り光信号を前記局側装置へ送信させることを特徴とする請求項６又は７に記載の光通信方法。
【請求項９】
過去に前記局側装置が登録を解除又は拒否した前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを除外して前記設定作業を行うことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の光通信方法。
【請求項１】
光伝送路で局側装置と接続され、前記局側装置との間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する光送受信機と、
前記光送受信機が受信する光信号について、波長毎、方路毎、又は波長と方路の組合せ毎に通信状態をモニタし、
前記通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、方路、又は波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である前記通信状態の波長、方路、又は波長と方路の組合せを検出し、
検出した波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択し、
前記選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せを前記局側装置に登録待機を行う制御回路と、
を有する加入者側装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択した後、所定時間内に前記局側装置が前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを登録することが不可能であった場合、選択する波長、方路、又は波長と方路の組合せを変更することを特徴とする請求項１に記載の加入者側装置。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記所定時間内に前記局側装置が加入者装置の登録を不実施であることを検出した場合、
前記光送受信機に対し、前記局側装置からの送信許可のない状態で、選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せの上り光信号を前記局側装置へ送信させることを特徴とする請求項１又は２に記載の加入者側装置。
【請求項４】
過去に前記局側装置が登録を解除又は拒否した前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを記憶する記憶回路をさらに有し、
前記制御回路は、
前記記憶部が記憶する前記下り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを除外して前記設定作業を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の加入者側装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の複数の加入者側装置と、
前記加入者側装置毎に光伝送路で接続され、前記加入者側装置から要請された前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せの登録処理を行ない、前記加入者側装置との間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する局側装置と、
を備える光通信システム。
【請求項６】
局側装置と複数の加入者側装置とが光伝送路で接続され、前記加入者側装置と前記局側装置との間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する際に、
前記加入者側装置が受信する光信号について、波長毎、方路毎、又は波長と方路の組合せ毎に通信状態をモニタし、
前記通信状態に基づき最も輻輳が軽い波長、方路、又は波長と方路の組合せ、あるいは所定の閾値以下の輻輳である前記通信状態の波長、方路、又は波長と方路の組合せを検出し、
検出した波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択し、
前記選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せを前記局側装置に登録を行う光通信方法。
【請求項７】
前記波長、方路、又は波長と方路の組合せを選択した後、所定時間内に前記局側装置が前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを登録することが不可能であった場合、選択する波長、方路、又は波長と方路の組合せを変更することを特徴とする請求項６に記載の光通信方法。
【請求項８】
前記所定時間内に前記局側装置が加入者装置の登録を不実施であることを検出した場合、
前記加入者側装置に対し、前記局側装置からの送信許可のない状態で、選択した波長、方路、又は波長と方路の組合せの上り光信号を前記局側装置へ送信させることを特徴とする請求項６又は７に記載の光通信方法。
【請求項９】
過去に前記局側装置が登録を解除又は拒否した前記下り光信号と前記上り光信号の波長、方路、又は波長と方路の組合せを除外して前記設定作業を行うことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の光通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２２８８００（Ｐ２０１１−２２８８００Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９４２６５（Ｐ２０１０−９４２６５）
【出願日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]