JP2013207713A - 局側装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大規模化などを抑えつつ、送信効率を低下させない、局側装置を提供する。
【解決手段】制御部と、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の電気信号処理部と、光信号処理部とを備えて構成される。光信号処理部は、波長設定信号に応じて波長を変更して下り電気信号から下り光信号を生成する、Ｋ個（Ｋは２以上の整数）の波長可変光源、Ｐ個の入力ポートと、Ｋ個の出力ポートを有し、経路切換信号に応じて経路を切り換えて、Ｋ個の波長可変光源のいずれか一つに、下り電気信号を送る電気スイッチ、及び、Ｋ個の入力ポートと、Ｑ個（Ｑは１以上の整数）の出力ポートを有し、Ｋ個の波長可変光源のいずれかで生成された下り光信号を選択して出力する光信号選択部を含む光信号処理部と
を含んで構成される。
【選択図】図３

Description

この発明は、局側装置と、分岐された光伝送路、及び、この光伝送路の分岐先に接続される加入者側装置をそれぞれ含む複数のブランチとを含んで構成されるネットワークで用いられる局側装置に関する。

通信事業者の所有する建物（局）と加入者宅を結ぶ通信網は、アクセス系ネットワークと呼ばれる。昨今の通信容量の増大を受け、アクセス系ネットワークでは、光通信を利用することにより膨大な情報量の伝送を可能とする、光アクセス系ネットワークが主流になりつつある。

光アクセス系ネットワークの一形態として受動型光加入者ネットワーク（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）がある。ＰＯＮは、局内に設けられる１つの局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、複数の加入者宅にそれぞれ設けられる加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と、光スプリッタとを備えて構成される。ＯＬＴ及びＯＮＵと、光スプリッタとは、光ファイバで接続される。

ＯＬＴと光スプリッタの間の接続には、一芯の光ファイバが用いられる。この一芯の光ファイバは、複数のＯＮＵにより共有される。また、光スプリッタは、安価な受動素子である。このように、ＰＯＮは、経済性に優れ、また、保守も容易である。このため、ＰＯＮの導入は、急速に進んでいる。

ＰＯＮでは、各ＯＮＵからＯＬＴに送られる信号（以下、上り光信号と称することもある）は、光スプリッタで合波されてＯＬＴに送信される。一方、ＯＬＴから各ＯＮＵに送られる信号（以下、下り光信号と称することもある）は、光スプリッタで分波されて各ＯＮＵに送信される。なお、上り光信号と下り光信号との干渉を防ぐために、上り光信号と下り光信号には、それぞれ異なる波長が割り当てられる。

また、ＰＯＮでは、様々な多重技術が用いられる。ＰＯＮで用いられる多重技術には、時間軸上の短い区間を各加入者に割り当てる時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術、異なる波長を各加入者に割り当てる波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術、異なる符号を各加入者に割り当てる符号分割多重（ＣＤＭ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術などがある。これらの多重技術の中で、ＴＤＭを利用するＴＤＭ−ＰＯＮが、現在最も広く用いられている。

ＴＤＭ−ＰＯＮでは、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が用いられている。ＴＤＭＡは、ＯＬＴが、各ＯＮＵの送信タイミングを管理して、異なるＯＮＵからの上り光信号同士が衝突しないように制御する技術である。

通常、ＰＯＮシステムでは、１つのＯＬＴが、分岐された光伝送路、及びこの光伝送路の分岐先に接続されるＯＮＵを含む１つのＰＯＮブランチ（以下、単にブランチと称することもある。）を管理している。ここで、例えば１つのブランチに含まれるＯＮＵが少ない場合、ＯＬＴを少ないＯＮＵで共有するためコストがかかる。そこで、ブランチ内のＯＮＵが少ないときは、１つのＯＬＴが複数のブランチを管理するのが望ましい。また、特定のＯＬＴに負荷が集中している場合などは、１つのブランチを複数のＯＬＴが管理するのが好ましい。

そのために、ＴＤＭ及びＷＤＭを併用することによって、複数のＯＬＴが複数のブランチを管理するＰＯＮシステム（以下、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮとも称する）が提案されている。

ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮでは、ＯＬＴは、下り光信号の送信波長を変えることにより、異なるブランチに対して下り光信号を送ることができる。また、ＯＮＵはＯＬＴから指示された波長の上り光信号を送ることで、特定のＯＬＴに上り光信号を送ることができる。その結果、１つのＯＬＴは、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮを構成する任意のブランチに含まれるＯＮＵとの間で通信が可能となる。

ここで、下り光信号の送信波長を変えるために、ＯＬＴがブランチの数に対応する個数の光源を備える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１３５２８０号公報

上述の特許文献１の構成では、ブランチの数に応じて、各ＯＬＴが備える光源の個数が増えてしまい、高コスト化や、装置の大規模化につながる。

これに対し、各ＯＬＴが１つの波長可変光源を備えて、複数のブランチに対する送信を可能にする構成が考えられる。

しかしながら、各ＯＬＴが１つの波長可変光源を備える構成では、波長可変光源での波長の切り換えの間は、下り光信号を送信することができず、送信効率の低下につながる。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、装置の大規模化などを抑えつつ、送信効率を低下させない、局側装置を提供することにある。

上述した目的を達成するために、局側装置と、複数のブランチと、光ルーティング手段とを含んで構成されるネットワークで用いられる、この発明の局側装置は、制御部と、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の電気信号処理部と、光信号処理部とを備えて構成される。各ブランチは、分岐された光伝送路、及び、この光伝送路の分岐先に接続される加入者側装置をそれぞれ含む。光ルーティング手段は、局側装置と接続される第１のグループと、光伝送路に接続される第２のグループとに分けられる複数の光通信ポートを有し、一方のグループの光通信ポートに入力された光信号を、光信号の波長に応じて定まる、他方のグループの光通信ポートから出力する。

制御部は、加入者側装置を制御する下り制御信号を生成する制御信号生成手段、下りデータ信号の宛先を含む情報に基づいて送信プランを作成する送信プラン作成手段、送信プランに基づいて波長設定信号を生成する波長設定手段、及び経路切換信号を生成する経路制御手段を含む。

電気信号処理部は、下り制御信号及び下りデータ信号に基づいて下り電気信号を生成する。

光信号処理部は、Ｋ個（ＫはＮ＋１以上の整数）の波長可変光源、電気スイッチ、及び、光信号選択部を含む。各波長可変光源は、波長設定信号に応じて波長を変更して下り電気信号から下り光信号を生成する。電気スイッチは、Ｐ（Ｐは１以上の整数）の入力ポートと、Ｋ個の出力ポートを有し、経路切換信号に応じて、経路を切り換えて、Ｋ個の波長可変光源のいずれか一つに、下り電気信号を送る。光信号選択部は、Ｋ個の入力ポートと、Ｑ個（Ｑは１以上の整数）の出力ポートを有し、いずれかの波長可変光源で生成された下り光信号を選択して出力する。

この発明の局側装置によれば、Ｎ個の電気信号処理部に対して、Ｎ＋１個以上の波長可変光源を備えている。このため、各ＯＮＵへの下り光信号の生成を行っている波長可変光源の他に、下り光信号の生成を行っていない波長可変光源が少なくとも１つある。

この局側装置は、送信プランに基づいて、待機中の波長可変光源の波長をあらかじめ変更しておき、電気スイッチの切換により、送信波長を切り換える。電気スイッチの切り換えは、波長可変光源における波長設定よりも高速に行うことができるので、波長の切り換えによる送信効率の低下を抑制することができる。

ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮの概略構成図である。 ＡＷＧＲの局側ポート、加入者側ポート及び波長の関係を示す図である。 第１の局側装置の概略構成図である。 送信プランを示す図である。 第１の局側装置の動作を説明するための模式図である。 第２の局側装置の概略構成図である。 第３の局側装置の概略構成図である。 第３の局側装置の動作を説明するための模式図である。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の配置及び接続関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。

（ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ）
図１を参照して、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮの概略構成について説明する。ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ１０は、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）のＯＬＴ１００、光ルーティング手段２００、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）のブランチ３００を含んで構成されている。

ＯＬＴ１００及び光ルーティング手段２００は、局内に設置されうるが、光ルーティング手段２００は、局外に設置されても良い。

ブランチ３００は、一芯の光ファイバで構成される光伝送路７００、光スプリッタ４００及びＯＮＵ５００をそれぞれ含んでいる。光伝送路７００は、光スプリッタ４００によって分岐されており、光伝送路７００の分岐先にＯＮＵ５００がそれぞれ接続されている。ＯＮＵ５００は、例えば加入者宅に設置される。

ＯＬＴ１００と光ルーティング手段２００との間は、光ファイバによって構成される光伝送路６００で接続されている。

Ｎ個のＯＬＴは、Ｍ個のブランチを管理し、これらＭ個のブランチに含まれるＯＮＵとの間で、データの送受信を行うことができる。

ＯＬＴ１００は上位ネットワーク（ＮＷ）２０と接続されている。ＯＬＴ１００は、上位ＮＷ２０から受け取った下りデータ信号を下り光信号に変換し、いずれかのブランチ３００を経てユーザ端末３０に送る。また、ＯＬＴ１００は、ユーザ端末３０からいずれかのブランチ３００を経て受け取った上り光信号を上りデータ信号に変換し、上位ＮＷ２０に送る。

ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ１０は、局内に上位スイッチ（ＳＷ）１１０、及び統合制御部１２０を備えている。上位ＳＷ１１０は、下りデータ信号の宛先に応じて定まるＯＬＴ１００に下りデータ信号を送る。また、上位ＳＷ１１０は、各ＯＬＴ１００から受け取った上りデータ信号を上位ＮＷ２０に送る。また、上位ＳＷ１１０は、トラフィックや、上位ＮＷ２０から送られる下りデータ信号の宛先などのトラフィック情報を統合制御部１２０に通知する。

統合制御部１２０は、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ１０のＰＯＮリンク情報を管理している。統合制御部１２０は、各ＯＬＴ１００が有する局側制御部から、当該ＯＬＴが登録しているＯＮＵ、すなわち、ＰＯＮリンクが確立しているＯＮＵの情報を受け取り、ＰＯＮリンク情報として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶部（図示を省略する）に読み出し及び書き換え自在に格納している。また、統合制御部１２０は、上位ＳＷ１１０から受け取るトラフィック情報と、ＰＯＮリンク情報に基づいて送信プランを作成する。また、統合制御部１２０は、送信プランに基づいて、波長設定信号を生成する。また、統合制御部１２０は、ルーティングテーブルを生成して、上位ＳＷ１１０に送る。上位ＳＷ１１０は、ルーティングテーブルに基づいて経路を設定する。

図１では、４つのＯＬＴ１００−１〜４と４つのブランチ３００−１〜４を備える構成例を示しているが、ＯＬＴ１００及びブランチ３００の数はこれに限定されない。ＯＬＴ１００及びブランチ３００は、それぞれ１以上備えればよい。なお、ＯＬＴ１００及びブランチ３００の個数がいずれも１の場合、すなわち、Ｎ＝Ｍ＝１の場合は、いわゆるＴＤＭ−ＰＯＮとして機能する。以下の説明では、ＯＬＴ１００及びブランチ３００の少なくとも一方が複数である構成例について説明する。

なお、ＯＬＴ１００が１個の場合、すなわち、Ｎ＝１の場合、上位ＳＷ１１０を備えない構成にすることができる。また、統合制御部１２０の機能を局側制御部が実行する構成とすれば、統合制御部を備えない構成にしても良い。以下の説明では、ＯＬＴ１００が局内に、複数設けられる場合、複数のＯＬＴ１００と統合制御部１２０と上位ＳＷ１１０を併せて、統合ＯＬＴと称することもある。

光ルーティング手段２００は、例えば、光波長フィルタを並べて構成されたアレー型光導波路ルータ（ＡＷＧＲ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）であり、光信号を入出力可能な複数の光通信ポートを有している。

複数の光通信ポートは、ＯＬＴ１００と光伝送路６００を介して接続される第１のグループと、ブランチ３００の光伝送路７００と接続される第２のグループとに分けられている。光ルーティング手段２００は、一方のグループの光通信ポートに入力された光信号を、光信号の波長に応じて定まる、他のグループの光通信ポートから出力する。

なお、以下の説明では、第１のグループに含まれる光通信ポート２２０を、局側ポート２２０とも称する。また、第２のグループに含まれる光通信ポート２３０を、加入者側ポート２３０とも称する。図１に示す構成例では、第１〜第４の局側ポート２２０−１〜４は、それぞれ、第１〜第４のＯＬＴ１００−１〜４と一対一で対応して接続されている。また、第１〜第４の加入者側ポート２３０−１〜４は、それぞれ、第１〜第４のブランチ３００−１〜４と一対一で対応して接続されている。

ＡＷＧＲでは、基準となる波長λと、λからλ_ＦＳＲの整数倍だけ離れた波長λ＋ｎλ_ＦＳＲは、同一の波長として扱われる（なお、ｎは０以外の整数とする）。この特性は、ＡＷＧＲの周回性と呼ばれ、λ_ＦＳＲはフリースペクトラムレンジと呼ばれる。従って、ＡＷＧＲでは、一方のグループのある光通信ポートに上記関係を満たす波長の光信号が入力された場合、波長λにより定まる、他方のグループの光通信ポートから出力される。

図２に、上り信号及び下り信号の波長と、入出力される局側ポート２２０及び加入者側ポート２３０の各番号との関係の一例を示す。

なお、この実施の形態では、局側ポート２２０に入力される下り信号は、図２に示すようにλ１〜λ４のいずれかに設定され、加入者側ポートに入力される上り光信号は、λ１〜λ４の各波長にｎλ_ＦＳＲを加えた値に設定されている。

例えば、第１の局側ポート２２０−１に入力される波長λ１の下り信号は、第１の加入者側ポート２３０−１から出力され、第１の加入者側ポート２３０−１に入力される波長λ１＋ｎλ_ＦＳＲの上り光信号は、第１の局側ポート２２０−１から出力される。また、第１の局側ポート２２０−１に入力される波長λ２の下り信号は、第２の加入者側ポート２３０−２から出力され、第２の加入者側ポート２３０−２に入力される波長λ２＋ｎλ_ＦＳＲの上り光信号は、第１の局側ポート２２０−１から出力される。

既に説明したように、第１〜第４の局側ポート２２０−１〜４は、それぞれ、第１〜第４のＯＬＴ１００−１〜４と一対一で対応して接続され、第１〜第４の加入者側ポート２３０−１〜４は、それぞれ、第１〜第４のブランチ３００−１〜４と一対一で対応して接続されている。従って、各ＯＬＴ１００は、下り光信号の波長を変更することによって、複数のブランチ３００の１つのブランチを選択して、下り光信号を送信することができる。一方、各ＯＮＵ５００は、上り光信号の波長を変更することによって、複数のＯＬＴ１００の１つを選択して各々上り光信号を送信することができる。

（局側装置）
この発明の局側装置は、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮで用いられる。

局側装置は、制御部、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の電気信号処理部、光信号処理部を備えて構成される。

制御部は、制御信号生成手段、送信プラン作成手段、波長設定手段、バッファ制御手段及び経路制御手段を含んでいる。制御信号生成手段は、各ＯＮＵに上り光信号の送信タイミングや送信量を指示する、すなわち、各ＯＮＵを制御する下り制御信号を生成する。送信プラン作成手段は、下りデータ信号の宛先を含むトラフィック情報に基づいて送信プランを作成する。波長設定手段は、送信プラン作成手段が作成した送信プランに基づいて波長設定信号を生成する。バッファ制御手段は、読出指示信号を生成する。経路制御手段は、経路切換信号を生成する。

電気信号処理部は、制御部が生成した下り制御信号、及び、上位ＮＷから受け取った下りデータ信号に基づいて下り電気信号を生成する。

光信号処理部は、Ｋ個（ＫはＮ＋１以上の整数）の波長可変光源、電気スイッチ及び光信号選択部を備えて構成される。

波長可変光源は、下り電気信号から、波長設定信号に応じて設定された波長の下り光信号を生成する。波長可変光源は、例えばＴＬＤ（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：可変波長光送信器）などの、波長の変更が可能な、任意好適な電気／光変換手段を有して構成されている。

電気スイッチは、Ｐ個（Ｐは１以上の整数）の入力ポートと、Ｋ個の出力ポートを有し、経路切換信号に応じて、経路を切り換えて、Ｋ個の波長可変光源のいずれか一つに、下り電気信号を送る。光信号選択部は、Ｋ個の入力ポートと、Ｑ個（Ｑは１以上の整数）の出力ポートを有し、Ｋ個の波長可変光源のいずれかで生成された下り光信号を選択して出力する。

（第１実施形態の局側装置の構成）
図３を参照して、第１実施形態のＯＬＴ１４０について説明する。ＯＬＴ１４０は、電気信号処理部１５０及び光信号処理部１７０を備える。第１実施形態のＯＬＴ１４０では、電気信号処理部１５０の個数Ｎが１である。

電気信号処理部１５０は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１５２、下り電気信号生成部１５４、バッファ１５６、上り電気信号処理部１５８及び局側制御部１６０を備えている。

インタフェース１５２、下り電気信号生成部１５４及び上り電気信号処理部１５８は、任意好適な従来周知のＯＬＴと同様に構成できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

インタフェース１５２は、上位ＮＷとの間で、上りデータ信号及び下りデータ信号の送受信を行う。また、インタフェース１５２は、トラフィック情報を制御部としての局側制御部１６０に送る。

下り電気信号生成部１５４は、インタフェース１５２から受け取った下りデータ信号、及び局側制御部１６０から受け取った下り制御信号に基づいて下り電気信号を生成する。下り電気信号は、バッファ１５６に送られる。

バッファ１５６は、下り電気信号を格納し、局側制御部１６０から受け取る読出指示信号に応答して、読出指示信号が指示するタイミングで、読出指示信号が指示する下り電気信号を読み出して、下り電気信号を読み出して、光信号処理部１７０に送る。

上り電気信号処理部１５８は、光受信部１７２から受け取った上り電気信号を、上りデータ信号と上り制御信号とに分離する。上りデータ信号は、インタフェース１５２を介して上位ＮＷに送られ、上り制御信号は、局側制御部１６０に送られる。上り制御信号には、例えば、各ＯＮＵが要求する帯域の情報が含まれる。

光信号処理部１７０は、高速波長可変光源１８０、光受信部１７２及び合分波部１７４を備えている。

この実施形態では、高速波長可変光源１８０は、２個の波長可変光源１８４、電気スイッチ１８２及び光信号選択部１８６を備えて構成される。

波長可変光源１８４は、下り電気信号から、波長設定信号に応じて定まる波長の下り光信号を生成する。波長可変光源は、例えばＴＬＤ（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：可変波長光送信器）などの、波長の変更が可能な、任意好適な電気／光変換手段を有して構成されている。

この実施形態では、ＯＬＴ１４０は、波長可変光源１８４を、電気信号処理部１５０の個数Ｎよりも多くそなえる。ここでは、Ｎ＝１なので、高速波長可変光源１８０が備える波長可変光源１８４の個数Ｋを２とする。すなわち、この高速波長可変光源１８０は、下り光信号の生成を行っている動作状態の波長可変光源と、待機状態の波長可変光源とを備えている。なお、波長可変光源の個数Ｋは、待機状態の波長可変光源を用意できればよく、２に限定されない。待機状態の波長可変光源が多いと、装置の大規模化につながるので、この実施形態ではＫを、Ｎ＋１、すなわち２としている。

電気スイッチ１８２は、経路切換信号に応じて、経路を切り換えて、２個の波長可変光源１８４−１及び２のいずれか一つに、下り電気信号を送る。光信号選択部１８６は、Ｋ個（ここでは２個）の入力ポートと、Ｑ個（ここでは１個）の出力ポートを有し、経路切換信号に応じて、２個の波長可変光源１８４−１及び２のいずれか１つで生成された下り光信号を出力する構成であればよい。例えば、光信号選択部１８６を光スイッチで構成することができる。なお、この第１実施形態のように、出力ポートが１の場合、光信号選択部１８６を、光合波器で構成することができる。この場合、光信号選択部１８６への経路切換信号の入力は不要である。なお、高速波長可変光源１８０での波長変更の動作の詳細については、後述する。

高速波長可変光源１８０で生成された下り光信号は、合分波部１７４及び光ルーティング手段２００を経て各ブランチ３００に送られる。

光受信部１７２は、合分波部１７４を経て送られる上り光信号を上り電気信号に変換する。光受信部１７２は、例えばＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ：光受信器）などの任意好適な光電変換素子を備えて構成されている。ＰＤは、少なくともＯＮＵ５００が設定し得る波長帯の上り光信号を受光できるように設定されている。上り電気信号は、上り電気信号処理部１５８に送られる。

合分波部１７４は、高速波長可変光源１８０で生成された下り光信号を光ルーティング手段２００に送るとともに、光ルーティング手段２００から受け取った上り光信号を光受信部１７２に送る。合分波部１７４は、例えばＷＤＭフィルタなどの任意好適な合分波器を備えて構成されている。既に説明したように、この実施の形態では、下り光信号にはλ１〜λ４の波長帯の光が、また、上り光信号にはλ１＋ｎλ_ＦＳＲ〜λ４＋ｎλ_ＦＳＲの波長帯の光が用いられる。このため、ＷＤＭフィルタを利用することによって、上り信号と下り信号とを合波及び分波することができる。

（第１実施形態の局側装置の動作）
図４及び図５を参照して、第１実施形態の局側装置の動作について説明する。図４は、送信プランを示す図である。図５は、第１の局側装置の動作を説明するための模式図である。図５（Ａ）〜（Ｇ）は横軸に時間を取って示している。図５（Ａ）は、上位ＮＷから受け取る下りデータ信号を示している。図５（Ｂ）は、図４に示されているのと同様の送信プランを示している。図５（Ｃ）及び（Ｄ）は、それぞれ第１及び第２の波長可変光源１８４−１及び２での波長の切り換えを示している。図５（Ｅ）は、高速波長可変光源１８０の出力を示している。図５（Ｆ）及び（Ｇ）は、それぞれ実施例と、比較例についての、送信効率を示している。

ＯＬＴ１４０は、上位ＮＷから受け取った下りデータ信号及び下り制御信号に基づいて生成された下り電気信号を、一定時間バッファリングする。ここでは、第１〜第４のブランチ３００−１〜４にあてた下り電気信号が、Ａ１、Ａ４、Ａ２，Ａ１，Ａ３，Ａ２及びＡ３の順にバッファリングされたものとする（図５（Ａ））。ここで、第ｎのブランチ宛の下り電気信号をＡｎとする。

制御部の送信プラン作成手段は、バッファリングされた下り電気信号に基づいて送信プランを生成する。ここでは、時刻ｔ０からｔ１までの下り光信号を第１のブランチ３００−１宛とし、時刻ｔ１からｔ２までの下り光信号を第２のブランチ３００−２宛とし、時刻ｔ２からｔ３までの下り光信号を第３のブランチ３００−３宛とし、時刻ｔ３からｔ４までの下り光信号を第４のブランチ３００−４宛とする（図５（Ｂ））。

図２を参照して説明したＡＷＧＲを用いる場合、第１〜４のブランチ３００−１〜４宛の送信波長は、それぞれλ１〜λ４となる。

各波長可変光源１８４において、波長の変更に要する時間をΔｔとする。

この場合、第１の波長可変光源１８４−１は、時刻ｔ０−Δｔにおいて、波長λ１への変更を開始する。そして、時刻ｔ０において、バッファ１５６から下り電気信号を読み出して高速波長可変光源１８０に送るとともに、電気スイッチ１８２を切り換えて、下り電気信号を第１の波長可変光源１８４−１に送る。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、第１の波長可変光源１８４−１が生成した下り光信号が出力される。このとき、第２の波長可変光源１８４−２は待機状態となる。

待機状態の第２の波長可変光源１８４−２は、時刻ｔ１−Δｔにおいて、波長λ２への変更を開始する。そして、時刻ｔ１において、電気スイッチ１８２を切り換えて、下り電気信号を第２の波長可変光源１８４−２に送る。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、第２の波長可変光源１８４−２が生成した下り光信号が出力される。このとき、第１の波長可変光源１８４−１は待機状態となる（図５（Ｃ））。

待機状態の第１の波長可変光源１８４−１は、時刻ｔ２−Δｔにおいて、波長λ３への変更を開始する。そして、時刻ｔ２において、電気スイッチを切り換えて、下り電気信号を第１の波長可変光源１８４−１に送る。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、第１の波長可変光源１８４−１が生成した下り光信号が出力される。このとき、第２の波長可変光源１８４−２は待機状態となる（図５（Ｄ））。

待機状態の第２の波長可変光源１８４−２は、時刻ｔ３−Δｔにおいて、波長λ４への変更を開始する。そして、時刻ｔ３において、電気スイッチを切り換えて下り電気信号を、第２の波長可変光源１８４−２に送る。時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、第２の波長可変光源１８４−２が生成した下り光信号が出力される。このとき、第１の波長可変光源１８４−１は待機状態となる。

この構成によれば、２つの波長可変光源１８４−１及び２を用いて、波長可変光源における波長切換時間分の損失を抑制することができる（図５（Ｆ））。すなわち、１つの波長可変光源を用いる場合（図５（Ｇ））に比べて、送信効率を向上させることができる。また、４つの光源を用いる場合に比べて装置の大型化を抑制することができる。

なお、ここでは、Ｋが２であり、一方の波長可変光源で下り光信号を生成している間、他方の波長可変光源が待機状態である場合を説明したが、これに限定されない。例えば、１つの波長での送信期間に対する波長可変光源での波長切換時間の割合が大きい場合などは、Ｋを２よりも大きくし、複数の波長可変光源を待機状態としても良い。

（第２実施形態の局側装置）
図６を参照して、第２実施形態のＯＬＴ１４２について説明する。

第１実施形態のＯＬＴは、１つの電気信号処理部１５０を備える。これに対し、第２実施形態のＯＬＴは、電気信号処理部１５０及び光信号処理部１７０の組を２以上備える統合ＯＬＴ１４２である。また、この実施形態の統合ＯＬＴ１４２は、上位スイッチ１１０と統合制御部１２０を備えている。

なお、各電気信号処理部１５０と光信号処理部１７０の組は、第１実施形態のＯＬＴにおける電気信号処理部１５０及び光信号処理部１７０と同様に構成することができ、同様に機能する。すなわち、各電気信号処理部１５０と光信号処理部１７０の組は、それぞれ、ＯＬＴとしての機能を有する。

図６に示した構成例では、Ｎが４であり、各光信号処理部がそれぞれ可変波長光源を２つずつ備えるので、Ｋは８となる。

この構成によれば、１つのＯＬＴが複数のブランチを管理するだけでなく、１つのブランチを複数のＯＬＴが管理することも可能になる。なお、各ＯＬＴの動作については、第１実施形態の局側装置における動作と同様なので、ここでは説明を省略する。

（第３実施形態の局側装置）
図７を参照して、第３実施形態の統合ＯＬＴ１４４について説明する。第３実施形態の統合ＯＬＴ１４４では、電気信号処理部１５０の個数Ｎが２以上である。

ＯＬＴ１４４は、Ｎ個の電気信号処理部１５０と、１つの光信号処理部１７１を備える。電気信号処理部１５０の構成及び機能は第１実施形態と同様なので説明を省略する。

光信号処理部１７１は、高速波長可変光源、光受信部及び合分波部を備えている。なお、光信号処理部１７１は、１つの高速波長可変光源１８１と、Ｎ個の光受信部１７２と、Ｎ個の合分波部１７４を備えている。光信号処理部１７１、特に、高速波長可変光源１８１は、Ｎ個の電気信号処理部１５０に共有される。従って、１つの合分波部と、これに接続される光受信部と、共有される高速波長可変光源１８１とで、第１実施形態の光信号処理部１７０と同様に機能する。

波長可変光源１８４は、電気信号処理部１５０の個数Ｎよりも多く設けられる。すなわち、下り光信号の生成を行っている動作状態の波長可変光源と、待機状態の波長可変光源とを備えている。ここでは、電気信号処理部１５０の個数Ｎが２であり、波長可変光源の個数Ｋが３である場合について説明する。なお、波長可変光源の個数Ｋは、待機状態の波長可変光源を用意できれば良く、すなわち、Ｎ＋１以上であれば良く、Ｎ＋１に限定されない。待機状態の波長可変光源が多いと、装置の大規模化につながるので、Ｋは、Ｎ＋１とするのが良い。一方、１つの波長での送信期間が、波長可変光源での波長切換時間よりも短い場合などは、ＫをＮ＋１よりも大きくし、複数の波長可変光源を待機状態としても良い。

Ｐ個（ここでは、２個）の入力ポートと、Ｋ個（ここでは、３個）の出力ポートを有する電気スイッチ１８２は、経路切換信号に応じて、経路を切り換えて、２つの電気信号処理部から受け取った下り電気信号を、それぞれ別の波長可変光源に送る。光信号選択部１８８は、Ｋ個（ここでは、３個）の入力ポートと、Ｑ個（ここでは、２個）の出力ポートを有し、下り光信号を出力する。なお、光信号選択部１８８は、経路切換信号に応じて、経路を切り換えて、３個の波長可変光源１８４−１〜３のいずれかで生成された下り光信号を２個の出力ポートのいずれかから出力する構成であればよい。この実施形態では、光信号選択部１８８を光スイッチで構成することができる。光スイッチは、電気スイッチと同じ情報を含む経路切換信号に応じて光信号の経路を切り換える。例えば、第１の電気信号処理部１５０−１から受け取った下り電気信号を、いずれかの波長可変光源で下り光信号に変換した後、第１の合分波部１７４−１に送るように、光スイッチは経路を設定する。

高速波長可変光源１８１での波長変更の動作については、後述する。

高速波長可変光源１８１で生成された下り光信号は、合分波部１７４及び光ルーティング手段２００を経て各ブランチ３００に送られる。

（第３実施形態の局側装置の動作）
図８を参照して、第３実施形態の局側装置の動作について説明する。図８は、第３の局側装置の動作を説明するための模式図である。図８（Ａ）〜（Ｇ）は横軸に時間を取って示している。図８（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ第１及び第２の電気信号処理部の送信プランを示している。図８（Ｃ）〜（Ｅ）は、それぞれ第１〜３の波長可変光源１８４−１〜３での波長の切り換えを示している。図８（Ｆ）及び（Ｇ）は、それぞれ高速波長可変光源１８１の第１及び第２の出力ポートからの出力を示している。

各ＯＬＴは、上位ネットワークから受け取った下りデータ信号及び下り制御信号に基づいて生成された下り電気信号を、一定時間バッファリングする。

局側制御部は、バッファリングされた下り電気信号の宛先などに基づいて送信プランを作成する。ここでは、第１及び第２のブランチ３００−１及び２にあてた下り電気信号Ａ１及びＡ２が第１のＯＬＴにバッファリングされ、第３及び第４のブランチ３００−３及び４にあてた下り電気信号Ａ３及びＡ４が、第２のＯＬＴにバッファリングされたものとする。

制御部の送信プラン作成手段は、バッファリングされた下り電気信号に基づいて送信プランを生成する。ここでは、第１のＯＬＴでは、時刻ｔ０からｔ１までの下り光信号を第１のブランチ３００−１宛とし、時刻ｔ１からｔ３までの下り光信号を第２のブランチ３００−２宛とする。また、第２のＯＬＴでは、時刻ｔ０からｔ２までの下り光信号を第３のブランチ３００−３宛とし、時刻ｔ２からｔ３までの下り光信号を第４のブランチ３００−４宛とする。

図２を参照して説明したＡＷＧＲを用いる場合、第１〜４のブランチ３００−１〜４宛の送信波長は、それぞれλ１〜λ４となる。

波長可変光源において、波長の変更に要する時間をΔｔとする。

この場合、第１の波長可変光源は、時刻ｔ０−Δｔにおいて波長λ１への変更を開始する。そして、時刻ｔ０において、第１のＯＬＴのバッファから下り電気信号を読み出して高速波長可変光源に送るとともに、電気スイッチを切り換えて、第１の電気信号処理部１５０−１からの下り電気信号を、第１の波長可変光源１８４−１に送る。時刻ｔ１までの間、第１の波長可変光源１８４−１が生成した下り光信号が第１の合分波部１７４−１に送られる。

また、第３の波長可変光源１８４−３は、時刻ｔ０−Δｔにおいて波長λ２への変更を開始する。そして、時刻ｔ０において、第２のＯＬＴのバッファから下り電気信号を読み出して高速波長可変光源１８１に送るとともに、電気スイッチ１８２を切り換えて、第２の電気信号処理部１５０−２からの下り電気信号を、第３の波長可変光源１８４−３に送る。時刻ｔ１までの間、第３の波長可変光源１８４−３が生成した下り光信号が、第２の合分波部１７４−２に送られる。このとき、第２の波長可変光源１８４−２は待機状態となる。

待機状態の第２の波長可変光源１８４−２は、時刻ｔ１−Δｔにおいて、波長λ２への変更を開始する。そして、時刻ｔ１において、電気スイッチ１８２を切り換えて第１の電気信号処理部１５０−１からの下り電気信号を、第２の波長可変光源１８４−２に送る。時刻ｔ２までの間、第２の波長可変光源１８４−２が生成した下り光信号が第１の合分波部１７４−１に送られる。このとき、第１の波長可変光源１８４−１は待機状態となる。

待機状態の第１の波長可変光源１８４−１は、時刻ｔ２−Δｔにおいて、波長λ３への変更を開始する。そして、時刻ｔ２において、電気スイッチを切り換えて、第２の電気信号処理部１５０−２からの下り電気信号を、第１の波長可変光源１８４−１に送る。時刻ｔ３までの間、第２の波長可変光源１８４−２が生成した下り光信号が第２の合分波部１７４−２に送られる。このとき、第３の波長可変光源１８４−３は待機状態となる。

この構成によれば、２つの電気信号処理部からの下り電気信号に基づく下り光信号の波長を変更するに当たり、３つの波長可変光源を用いて、波長可変光源における波長切換時間分の損失を抑制することができる。すなわち、１つの波長可変光源を用いる場合に比べて、送信効率を向上させることができる。

また、第１及び第２実施形態の局側装置では、電気信号処理部のそれぞれに対して、少なくとも２の可変波長光源を設けるが、第３実施形態の局側装置によれば、Ｎ個の電気信号処理部に対して、少なくともＮ＋１の可変波長光源を設ければよい。このため、第１及び第２実施形態の局側装置に比べて、さらに、装置の大規模化を抑制することができる。

（加入者側装置）
上記の第１〜３実施形態の局側装置を備えるＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮで用いられる加入者側装置は、送信波長及び受信波長が可変になる点を除いて、ＴＤＭ−ＰＯＮで用いられるとの同様の構成にすることができる。

送信波長を可変にするために、加入者側装置で上り光信号を生成する光源に、ＴＬＤなどの波長可変光源を用いればよい。また、加入者側装置で下り光信号を受信する受信器の帯域を下り光信号の設定される波長を含むようにすればよい。

なお、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮでは、１つのブランチに複数のＯＬＴから異なる波長の下り光信号が送られる。このため、各ＯＮＵでは、ＰＯＮリンクが確立しているＯＬＴ以外のＯＬＴからの光信号を受信しないため、波長可変フィルタを、光受信器のＯＬＴ側に設けることができる。

この波長可変光源及び波長可変フィルタの波長の設定は、加入者側装置が備える加入者側制御部からの指示で行われる。上述した各実施形態ではＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮについて説明したが、これに限定されない。この発明の局側装置は、ＷＤＭ−ＰＯＮなど波長分割多重を行うネットワークでも使用可能である。

１０ ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ
２０ 上位ネットワーク（上位ＮＷ）
３０ ユーザ端末
１００、１４０ 局側装置（ＯＬＴ）
１１０ 上位スイッチ（上位ＳＷ）
１２０ 統合制御部
１４２、１４４ 統合ＯＬＴ
１５０ 電気信号処理部
１５２ インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１５４ 下り電気信号生成部
１５６ バッファ
１５８ 上り電気信号処理部
１６０ 局側制御部
１７０ 光信号処理部
１７２ 光受信部
１７４ 合分波部
１８０、１８１ 高速波長可変光源
１８２ 電気スイッチ
１８４ 波長可変光源（ＴＬＤ）
１８６、１８８ 光信号選択部
２００ 光ルーティング手段（ＡＷＧＲ）
２２０ 光通信ポート（局側ポート）
２３０ 光通信ポート（加入者側ポート）
３００ ブランチ
４００ 光スプリッタ
５００ 加入者側装置（ＯＮＵ）
６００、７００ 光伝送路

Claims (8)

1. 局側装置と、
   分岐された光伝送路、及び、該光伝送路の分岐先に接続される加入者側装置をそれぞれ含む複数のブランチと、
   前記局側装置と接続される第１のグループと、前記光伝送路に接続される第２のグループとに分けられる複数の光通信ポートを有し、一方のグループの光通信ポートに入力された光信号を、該光信号の波長に応じて定まる、他方のグループの光通信ポートから出力する光ルーティング手段と
   を含んで構成されるネットワークで用いられる局側装置であって、
   制御部と、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の電気信号処理部と、光信号処理部とを備え、
   前記制御部は、
   前記加入者側装置を制御する下り制御信号を生成する制御信号生成手段、
   下りデータ信号の宛先を含む情報に基づいて送信プランを作成する送信プラン作成手段、
   前記送信プランに基づいて波長設定信号を生成する波長設定手段、及び
   経路切換信号を生成する経路制御手段
   を含んで構成され、
   前記電気信号処理部は、前記下り制御信号及び前記下りデータ信号に基づいて下り電気信号を生成し、
   前記光信号処理部は、
   前記波長設定信号に応じて波長を変更して前記下り電気信号から下り光信号を生成する、Ｋ個（ＫはＮ＋１以上の整数）の波長可変光源、
   Ｐ個（Ｐは１以上の整数）の入力ポートと、Ｋ個の出力ポートを有し、前記経路切換信号に応じて、経路を切り換えて、前記Ｋ個の波長可変光源のいずれか一つに、前記下り電気信号を送る電気スイッチ、及び
   Ｋ個の入力ポートと、Ｑ個（Ｑは１以上の整数）の出力ポートを有し、前記Ｋ個の波長可変光源のいずれかで生成された前記下り光信号を選択して出力する光信号選択部
   を含んで構成されることを特徴とする局側装置。
2. 前記電気信号処理部の個数Ｎ、前記電気スイッチの入力ポートの個数Ｐ、及び、前記光信号選択部の出力ポートの個数Ｑがいずれも１である
   ことを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
3. 前記電気信号処理部の個数Ｎが２以上であり、
   前記制御部は、ルーティングテーブルを生成するルーティングテーブル生成手段を備え、
   前記ルーティングテーブルに基づいて、上位ネットワークから受け取る下りデータ信号を前記Ｎ個の電気信号処理部のいずれかを選択して送る上位スイッチを、前記電気信号処理部の上位ネットワーク側に備えることを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
4. 前記制御部は、統合制御部と、前記電気信号処理部に１対１に対応して設けられる局側制御部とに区分され、
   前記統合制御部は、前記ルーティングテーブル生成手段、前記送信プラン作成手段、前記波長制御手段及び前記電気スイッチ制御手段を備え、
   前記局側制御部は、前記制御信号生成手段を備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の局側装置。
5. Ｎ個の電気信号処理部に一対一に対応するＮ個の光信号処理部を備え、
   前記電気スイッチの入力ポートの個数Ｐ及び前記光信号選択部の出力ポートの個数Ｑがいずれも１である
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の局側装置。
6. 前記入力ポートの個数Ｐ及び前記出力ポートの個数Ｑが前記電気信号処理部の個数Ｎに等しいことを特徴とする請求項３又は４に記載の局側装置。
7. 前記制御部は、さらに、読出指示信号を生成するバッファ制御手段を備え、
   前記電気信号処理部は、前記下り電気信号を格納し、前記読出指示信号に応答して、前記読出指示信号が指示するタイミングで、前記読出指示信号が指示する下り電気信号を読み出して、前記光信号処理部に送るバッファを備える
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の局側装置。
8. 局側装置と、
   分岐された光伝送路、及び、該光伝送路の分岐先に接続される加入者側装置と、
   を含んで構成されるネットワークで用いられる局側装置であって、
   制御部と、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の電気信号処理部と、光信号処理部とを備え、
   前記制御部は、
   前記加入者側装置を制御する下り制御信号を生成する制御信号生成手段、
   下りデータ信号の宛先を含む情報に基づいて送信プランを作成する送信プラン作成手段、
   前記送信プランに基づいて波長設定信号を生成する波長設定手段、及び
   経路切換信号を生成する経路制御手段
   を含んで構成され、
   前記電気信号処理部は、前記下り制御信号及び前記下りデータ信号に基づいて下り電気信号を生成し、
   前記光信号処理部は、
   前記波長設定信号に応じて波長を変更して前記下り電気信号から下り光信号を生成する、Ｋ個（ＫはＮ＋１以上の整数）の波長可変光源、
   Ｐ個（Ｐは１以上の整数）の入力ポートと、Ｋ個の出力ポートを有し、前記経路切換信号に応じて、経路を切り換えて、前記Ｋ個の波長可変光源のいずれか一つに、前記下り電気信号を送る電気スイッチ、及び
   Ｋ個の入力ポートと、Ｑ個（Ｑは１以上の整数）の出力ポートを有し、前記Ｋ個の波長可変光源のいずれかで生成された前記下り光信号を選択して出力する光信号選択部
   を含んで構成されることを特徴とする局側装置。
   

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