JP2014241466A - ディスカバリ方法及び光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】起動直後などＯＮＵの波長可変フィルタが不定状態にある場合でもディスカバリ信号を受信することができ、且つ光信号の送受信に用いる波長スロット数が増加してもＯＮＵの認証時間の増加を抑えることができるディスカバリ方法及び光伝送システムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、ディスカバリ信号を送信する際、ＯＮＵ（加入者宅装置）において波長可変フィルタの透過波長帯域を拡張するとともに、ＯＬＴ（局側装置）においてディスカバリ信号に近い信号波長の光信号を停止することとした。【選択図】図１

Description

本発明は、複数波長を用いて光通信を行う光伝送システムにおけるディスカバリ方法、及びその光伝送システムに関する。

ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムに代表される光伝送システムでは、さらなる広帯域化が求められている。さらなる広帯域化を実現する手法として、ビットレートを高速化する従来の手法に加え、複数波長を用いるＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）技術が利用可能になっている。

ＰＯＮシステムは局側装置に該当する一つのＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と加入者宅装置に該当する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）、これらを接続する光伝送ケーブル、複数の加入者宅装置を集約する集約装置からなるＰｏｉｎｔ ｔｏ ＭｕｌｔｉＰｏｉｎｔ（Ｐ２ＭＰ）型の光伝送システムである。ＯＮＵはＯＬＴと光伝送ケーブルを共有し、伝送を行う。従来、時間単位でＯＬＴと光伝送ケーブルの割り当てを切り替えるＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮによりＯＮＵの多重化を実現してきた。
本明細書では、局側装置をＯＬＴ又は局側光信号送受信装置と記載することがあり、加入者宅装置をＯＮＵ又は加入者宅光信号送受信装置と記載することがある。

複数波長を用いるＷＤＭ技術とＴＤＭ−ＰＯＮを組み合わせたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ技術により、さらなる広帯域化を達成することが出来る。ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、ＯＬＴは複数のＯＳＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）から構成される。各ＯＳＵは、それぞれ波長の異なる信号を送受信する機能を有する。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいては、ＯＬＴとＯＮＵ間でデータ送受信に使用する波長を明示的に指定する必要がある。ＯＮＵは波長可変フィルタを備え、意図しない波長の信号を遮断することにより、任意のＯＳＵから送信された信号のみを受信することが可能である。ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいては、データ送受信を開始する前に、データ送受信に使用する波長をあらかじめ決定し、波長可変フィルタの透過波長帯域を変更する必要がある。

ところが、波長可変フィルタを備えた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（例えば，非特許文献１を参照。）では、ＯＮＵ起動時に波長可変フィルタの動作が規定されておらず、起動時の透過波長帯域は不定となる。このため、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいては、ディスカバリ信号によってデータの送受信に使用する波長を決定する必要がある。

「次世代光アクセスネットワークに向けた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ」、玉置真也、金子慎、中村浩崇、木村俊二、吉本直人、２０１２年７月通信方式研究会、電子情報通信学会技術研究報告ｖоｌ．１１２（１１８）：ＣＳ２０１２−３０，ｐｐ３９−４４

例えば、単一波長のみを用いたＰＯＮシステムは、ＯＮＵは波長可変フィルタを搭載していないため、ＯＮＵが一定時間の経過を待つことにより、ＯＬＴから定期的に送信されるディスカバリ信号を発見し、ＯＬＴに対して応答することが可能であった。

しかしながら、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮは、ＯＮＵが具備する波長可変フィルタによってディスカバリ信号を遮断し、ＯＮＵはＯＬＴから送信されるディスカバリ信号を受信できない可能性がある。

ここに、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおけるディスカバリ信号の送受信方法として、特願２０１１−２８０５５５に記載される発明がある。当該特許文献の発明は、ＯＬＴの制御部を調整することにより全てのＯＮＵ接続端にディスカバリ信号を送信できるものとしている。しかしながら当該特許文献の発明には、起動直後などＯＮＵの波長可変フィルタが不定状態にある時にディスカバリ信号を遮断する可能性があるという第一の課題があった。

また、一般的に、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいてディスカバリ信号を送信する方法としては、単一のＯＳＵのみからディスカバリ信号を送信する方法と全てのＯＳＵからディスカバリ信号を送信する方法がある。全てのＯＳＵからディスカバリ信号を送信する方法の場合、ディスカバリ信号を送信する瞬間はすべてのＯＳＵが起動状態に遷移している必要があり、システムの消費電力増加につながる。このため、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいては、任意の単一のＯＳＵから単一波長によるディスカバリ信号の送信が有効である。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、未知の単一波長によるディスカバリ信号を受信するためには、ＯＮＵにおいて波長可変フィルタの透過波長帯域を固定した状態でＯＬＴのディスカバリ信号に使用する波長スロットを定期的に変更する手法か、ＯＬＴから送信されるディスカバリ信号に使用する波長スロットを固定した状態でＯＮＵの波長可変フィルタの透過波長帯域を定期的に変更する手法がある。

後者の手法としては、ＯＮＵの波長可変フィルタの透過帯域を順次変更する逐次探索がある。この方法は、使用する波長スロット数の増加に伴い新規に接続されたＯＮＵの認証に要する時間が増加するという第二の課題がある。

そこで、上記課題を解決すべく、本発明は、起動直後などＯＮＵの波長可変フィルタが不定状態にある場合でもディスカバリ信号を受信することができ、且つ光信号の送受信に用いる波長スロット数が増加してもＯＮＵの認証時間の増加を抑えることができるディスカバリ方法及び光伝送システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、ディスカバリ信号を送信する際、ＯＮＵ（加入者宅装置）において波長可変フィルタの透過波長帯域を拡張するとともに、ＯＬＴ（局側装置）においてディスカバリ信号に近い信号波長の光信号を停止することとした。

具体的には、本発明に係るディスカバリ方法は、単一の局側装置と複数の加入者宅装置を備え、前記局側装置と前記加入者宅装置との間で複数の信号波長を用いて光信号の送受信を行う光伝送システムでのディスカバリ方法であって、
前記局側装置から前記加入者宅装置に対して任意波長のディスカバリ信号を送信する際に、前記局側装置において前記ディスカバリ信号の波長を含む所定波長範囲の光信号の送信を停止し、前記加入者宅装置において受信する信号波長を選択する可変波長フィルタの透過波長帯域を複数の信号波長が含まれるように拡張して前記ディスカバリ信号を探索することを特徴とする。

ＯＮＵのフィルタの透過波長帯域を拡張することで、ディスカバリ信号がフィルタを透過する確率が高まる。このとき、透過波長帯域を拡張したフィルタが他の光信号を透過させてしまうとＯＮＵはディスカバリ信号を認識できなくなるので、ＯＬＴは当該透過波長帯域にある他の光信号を停止しておく。このため、逐次探索をしない、あるいは逐次探索をしても透過帯域を変更する回数が減るため、ＯＮＵの認証時間を短縮することができる。また、ＯＮＵ起動直後で透過波長帯域が不定状態であっても同様である。

従って、本発明は、起動直後などＯＮＵの波長可変フィルタが不定状態にある場合でもディスカバリ信号を受信することができ、且つ光信号の送受信に用いる波長スロット数が増加してもＯＮＵの認証時間の増加を抑えることができるディスカバリ方法を提供することができる。

本発明に係るディスカバリ方法は、前記所定波長範囲が全信号波長を含む範囲であり、前記透過波長帯域を全信号波長を含むように拡張することを特徴とする。フィルタの透過波長帯域を全信号波長を含むまで拡張できる場合、逐次検索をせずディスカバリ信号を検出することができる。従って、本発明は、起動直後などＯＮＵの波長可変フィルタが不定状態にある場合でもディスカバリ信号を受信することができ、且つ光信号の送受信に用いる波長スロット数が増加してもＯＮＵの認証時間の増加を抑えることができるディスカバリ方法を提供することができる。

本発明に係るディスカバリ方法は、前記可変波長フィルタの前記透過波長帯域の中心波長を前記透過波長帯域に応じた波長間隔で移動させながら前記ディスカバリ信号を探索することを特徴とする。フィルタの透過波長帯域を全信号波長を含むまで拡張できない場合、逐次検索を行いディスカバリ信号を検出することになる。しかし、従来の逐次検索と異なり、透過波長帯域を拡張した状態での逐次検索であるため、ディスカバリ信号を検出する確率が高まる。従って、本発明は、起動直後などＯＮＵの波長可変フィルタが不定状態にある場合でもディスカバリ信号を受信することができ、且つ光信号の送受信に用いる波長スロット数が増加してもＯＮＵの認証時間の増加を抑えることができるディスカバリ方法を提供することができる。

ディスカバリ信号のフレームにＯＮＵの波長情報が含まれている場合、前述の方法でディスカバリ信号を検出することでＯＮＵの認証を行うことができる。しかし、ディスカバリ信号の波長そのものがＯＮＵの波長情報となっている場合、ディスカバリ信号を検出するだけでなく、その波長も検出する必要がある。

そこで、本発明に係るディスカバリ方法は、前記加入者宅装置で前記ディスカバリ信号を検出した後、前記透過波長帯域を二分割し、前記ディスカバリ信号が含まれる方の帯域を新たな透過波長帯域とする２分岐探索を、前記可変波長フィルタが前記ディスカバリ信号のみ透過するまで繰り返すことを特徴とする。前記２分岐探索を繰り返すことでフィルタの透過波長帯域が狭くなり、ついにはディスカバリ信号のみ透過できる帯域となる。このように２分岐探索を繰り返すことでディスカバリ信号の波長を検出することができる。

本発明に係るディスカバリ方法は、フィルタの透過波長帯域を拡張するディスカバリ方法を行った後に上記２分岐探索でディスカバリ信号を検出する。フィルタの透過波長帯域を全信号波長を含むまで拡張できない場合でもディスカバリ信号の波長を検出することができる。

本発明に係る１の光伝送システムは、
単一の局側装置と、
複数の加入者宅装置と、
前記局側装置と前記加入者宅装置との間をパワースプリッタを介して接続する光伝送路と、
前記局側装置と前記加入者宅装置との間で複数の信号波長を用いて光信号の送受信を行うとともに、所定時に前記ディスカバリ方法を行う通信制御機能と、
を備える。

本発明に係る他の光伝送システムは、
単一の局側装置と、
複数の加入者宅装置と、
前記局側装置と前記加入者宅装置との間を波長ルーティング機能を有するデバイスを介して接続する光伝送路と、
前記ディスカバリ方法を行う際に、特定の前記加入者宅装置又は特定の加入者宅装置群へ順に前記ディスカバリ信号が到着するように前記ディスカバリ信号の波長を選択しつつ、前記局側装置と他の前記加入者宅装置又は他の加入者宅装置群との間で複数の信号波長を用いて光信号の送受信を行う通信制御機能と、
を備える。

本光伝送システムは、上記ディスカバリ方法を実現することができる。従って、本発明は、起動直後などＯＮＵの波長可変フィルタが不定状態にある場合でもディスカバリ信号を受信することができ、且つ光信号の送受信に用いる波長スロット数が増加してもＯＮＵの認証時間の増加を抑えることができる光伝送システムを提供することができる。

本発明は、起動直後などＯＮＵの波長可変フィルタが不定状態にある場合でもディスカバリ信号を受信することができ、且つ光信号の送受信に用いる波長スロット数が増加してもＯＮＵの認証時間の増加を抑えることができるディスカバリ方法及び光伝送システムを提供することができる。

本発明に係るディスカバリ方法を説明する図である。本発明に係るディスカバリ方法は、ディスカバリ信号送信時に他波長スロットからの信号送信を停止し、波長可変フィルタの透過波長帯域を拡張することによりディスカバリ信号探索を高速化する手法である。 本発明に係るディスカバリ方法を説明する図である。本発明に係るディスカバリ方法は、ディスカバリ信号送信時にディスカバリ信号に隣接する波長スロットからの信号送信を停止し、波長可変フィルタの透過波長帯域を拡張した状態で逐次探索することによりディスカバリ信号探索を高速化する手法である。 本発明に係るディスカバリ方法を説明するフローチャートである。本発明に係るディスカバリ方法は、波長可変フィルタの透過波長帯域を可変し、透過波長帯域を拡張した状態での逐次探索と２分岐探索の組み合わせによりディスカバリ信号の探索を高速化する手法である。 本発明に係るディスカバリ方法を説明する図である。本発明に係るディスカバリ方法は、逐次探索フェーズと２分岐探索フェーズを適用することにより、未知の任意波長を高速に特定する手法である。 本発明に係るディスカバリ方法を説明する図である。本発明に係るディスカバリ方法は、２分岐探索フェーズを適用することにより、未知の任意波長を高速に特定する手法である。 本発明に係る光伝送システムを説明する図である。本図はパワースプリッタを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける複数波長信号の送受信例である。 本発明に係る光伝送システムを説明する図である。本図は周回性ＡＷＧを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける複数波長信号の送受信例である。 本発明に係る光伝送システムを説明する図である。本図は光スイッチを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける複数波長信号の送受信例である。

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）
本実施形態のディスカバリ方法は、単一の局側装置と複数の加入者宅装置を備え、前記局側装置と前記加入者宅装置との間で複数の信号波長を用いて光信号の送受信を行う光伝送システムでのディスカバリ方法であって、
前記局側装置から前記加入者宅装置に対して任意波長のディスカバリ信号を送信する際に、前記局側装置において前記ディスカバリ信号の波長を含む所定波長範囲の光信号の送信を停止し、前記加入者宅装置において受信する信号波長を選択する可変波長フィルタの透過波長帯域を複数の信号波長が含まれるように拡張して前記ディスカバリ信号を探索することを特徴とする。

特に、本実施形態は、前記所定波長範囲が全信号波長を含む範囲であり、前記透過波長帯域を全信号波長を含むように拡張することを特徴とする。

図１は、本実施形態のディスカバリ方法を説明する図である。本実施形態は、ディスカバリ信号送信時に他波長スロットからの信号送信を停止し、波長可変フィルタの透過波長帯域を拡張することによりディスカバリ信号探索を高速化する。

より詳細には、ＯＬＴが任意の一波長スロットを用いてディスカバリ信号を送信する時に、ＯＬＴは他の波長スロットによる全ての信号送信を停止し、ＯＮＵは波長可変フィルタの透過波長帯域を拡張する。これによりＯＮＵは、送受信に用いる全ての波長スロットの信号を同時に受信することができ、任意の単一波長によるディスカバリ信号を高速に探索することができる。

これにより、単一波長スロットにディスカバリ信号が含まれるか判定する処理を繰り返し実行する従来の逐次探索手法と比較して、任意の単一波長によるディスカバリ信号を高速に探索することが可能となる。

また、本実施形態のディスカバリ方法は、ＯＬＴがすべての波長スロットを用いてディスカバリ信号を送信する手法と同等の帯域利用効率を達成するとともに、ＯＬＴがすべての波長スロットを用いてディスカバリ信号を送信する手法と比較してディスカバリ信号の送信に要するＯＬＴ側の消費電力を削減できる利点を有する。

（実施形態２）
本実施形態のディスカバリ方法は、前記可変波長フィルタの前記透過波長帯域の中心波長を前記透過波長帯域に応じた波長間隔で移動させながら前記ディスカバリ信号を探索することを特徴とする。

図２は、本実施形態のディスカバリ方法を説明する図である。本実施形態は、ディスカバリ信号送信時にディスカバリ信号に隣接する波長スロットからの信号送信を停止し、波長可変フィルタの透過波長帯域を拡張した状態で逐次探索することによりディスカバリ信号探索を高速化する。

より詳細には、ＯＬＴが任意の一波長スロットを用いてディスカバリ信号を送信する時に、ＯＬＴはディスカバリ信号に隣接する波長スロットによる信号送信を停止し、ＯＮＵは波長可変フィルタの透過波長帯域を拡張する。これによりＯＮＵは、透過波長帯域内で送受信に用いる複数の波長スロットの信号を同時に受信することができる。そして、ＯＮＵは、拡張した透過波長帯域を用いてディスカバリ信号波長を逐次探索する。

本実施形態は、任意の単一波長によるディスカバリ信号を高速に探索するとともに、信号送信を停止する波長スロット数を削減することにより帯域利用効率を向上させることができる。

本実施形態のディスカバリ方法は、ＯＮＵの波長可変フィルタの透過波長帯域がＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの全波長スロットの合計波長帯域より小さい場合に用いても良い。また、ディスカバリ信号送信時に停止しなければならない波長スロット数を変更することにより、ＯＬＴからのディスカバリ信号送信時における他波長の帯域利用効率向上のために用いても良い。

本実施形態のディスカバリ方法は、波長可変フィルタの透過波長帯域に応じてＯＬＴの信号送信停止スロットが決定される。例えば、ＯＮＵの波長可変フィルタにおいてＸ個の波長スロットを同時に受信するよう透過波長帯域を設定した場合、ＯＬＴは、ディスカバリ信号送信時にディスカバリ信号の波長スロットを中心とした（２Ｘ−１）個の波長スロットからの信号送信を停止する。波長可変フィルタにおいて逐次探索する透過波長帯域は、波長可変フィルタの透過波長帯域性能や帯域利用効率の観点からＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ設計時に決定することが可能である。

（実施形態３）
実施形態１及び２で説明したディスカバリ方法は、設定する波長情報がディスカバリ信号にフレーム情報として含まれる場合、すなわち、どの波長スロットの信号を受信したか特定する必要のない場合に適用可能である。

本実施形態のディスカバリ方法は、ディスカバリ信号の波長そのものが設定する波長情報である場合、すなわち、ディスカバリ信号がどの波長スロットの信号であるかを特定する必要のある場合に適用する。

本実施形態のディスカバリ方法は、前記加入者宅装置で前記ディスカバリ信号を検出した後、前記透過波長帯域を二分割し、前記ディスカバリ信号が含まれる方の帯域を新たな透過波長帯域とする２分岐探索を、前記可変波長フィルタが前記ディスカバリ信号のみ透過するまで繰り返すことを特徴とする。

本実施形態のディスカバリ方法は、実施形態１や２で説明したディスカバリ方法でディスカバリ信号を検出した後に実行する。以下に、実施形態２で説明したディスカバリ方法でディスカバリ信号を検出した後に本実施形態のディスカバリ方法を実行する例を説明する。図３は、本実施形態のディスカバリ方法を説明するフローチャートである。また、図４は、本実施形態のディスカバリ方法（２分岐探索）を説明する図である。本実施形態は、波長可変フィルタの透過波長帯域を可変し、透過波長帯域を拡張した状態での逐次探索と２分岐探索の組み合わせによりディスカバリ信号波長の特定を高速化する。

より詳細には、図３に示すように、本実施形態のディスカバリ方法は、初期中心波長および透過波長帯域決定フェーズ、逐次探索フェーズ、２分岐探索フェーズの３つのフェーズからなる。初期中心波長および透過波長帯域決定フェーズ、逐次探索フェーズにおいて、複数の波長スロット内にディスカバリ信号が存在することを特定し、その後２分岐探索フェーズにおいてディスカバリ信号が存在する波長スロットを一意に特定することにより、任意の波長によって送信されるディスカバリ信号の波長スロットを高速に特定する。

本実施形態のディスカバリ方法は、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮで使用する全体の波長数が２のべき乗であり、ＯＳＵから送信されるディスカバリ信号の波長スロットが波長軸に対して等間隔に整列していることを前提としている。また、実施形態２のディスカバリ方法と同様に、ＯＬＴにおいてディスカバリ信号送信時にディスカバリ信号の波長スロットに隣接する波長スロットからの信号送信を停止する必要がある。ＯＬＴでは、ディスカバリ信号送信時におけるＯＮＵの波長可変フィルタの透過波長帯域を認識しないため、初期中心波長および透過波長帯域決定フェーズにおいて決定された波長可変フィルタの透過波長帯域を用い、この透過波長帯域分の隣接波長スロットからの信号送信を停止する。

本実施形態のディスカバリ方法について、図４を用いてさらに説明する。図４は、波長可変フィルタの透過波長帯域を伸縮することよりディスカバリ信号波長の特定を高速化する手法において、波長可変フィルタの最大透過波長帯域がディスカバリ信号の送信される可能性がある波長スロットより小さい場合の適用例である。

初期中心波長および透過波長帯域決定フェーズでは、波長可変フィルタの性能およびＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて使用する波長が存在する可能性のある波長帯幅を用いて逐次探索フェーズで用いる波長可変フィルタの透過中心波長λ_{ｃｅｎｔｅｒ}、透過波長帯域λ_ｂａｎｄを決定する。透過波長帯域λ_ｂａｎｄの初期値は、波長可変フィルタで実現可能な最大透過波長帯域より小さく、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮで使用する波長スロットの合計波長帯域の１／２^Ｎ倍（Ｎは任意の自然数）を満たす最大の波長帯域である。

透過中心波長λ_{ｃｅｎｔｅｒ}は、透過波長帯域λ_ｂａｎｄをもとに決定する。図４では、低い波長から高い波長に向かって逐次探索を行っているため、探索する最低透過波長帯域からλ_ｂａｎｄ／２高い波長を透過中心波長としている。しかしながら、ディスカバリ波長の探索順序に応じてλ_ｂａｎｄ×Ｎ＋λ_ｂａｎｄ／２（Ｎは任意の整数）としても良い。

例えば、図４に示すように、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮで使用する波長スロットの合計波長帯域をλ、波長可変フィルタの最大透過波長帯域がλ／２^２とλ／２間にあった場合、逐次探索フェーズにおける初期中心波長は最低波長よりλ／２^３長波長側、透過波長帯域はλ／２^２となる。

このような透過波長帯域の初期値設定方法により、ＯＳＵから送信されたディスカバリ信号の波長スロットと、本発明第三のディスカバリ信号探索手法の逐次探索フェーズおよび２分岐探索フェーズを適用した後に取得する波長可変フィルタの透過中心波長を一致させる。

逐次探索フェーズは、初期中心波長および透過波長帯域決定フェーズにおいて決定した初期中心波長および透過波長帯域を用い、透過中心波長を変更する逐次探索を行う。

ＯＮＵにおいて波長可変フィルタの透過波長帯域を広げて複数の波長スロットを一括して信号受信し、複数の波長スロット内にディスカバリ信号が含まれるか否かを判断する。ディスカバリ信号が含まれなかった場合、波長可変フィルタの透過中心波長を変更してディスカバリ信号を探索する。複数の波長スロットに対してディスカバリ信号を一括探索するため、ディスカバリ信号が送信される可能性のある波長スロットごとに探索した場合と比較して、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮで使用する全波長スロットを高速に探索することが可能となる。

逐次探索フェーズは、初期中心波長および透過波長帯域決定フェーズにおいて決定した透過波長帯域を用い、実施形態２のディスカバリ方法を適用しても良い。なお、実施形態１のようにＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮで使用する全ての波長スロットを透過波長帯域として設定した場合、逐次探索フェーズは行わず２分岐探索フェーズのみ実行する。

例えば、図４に示すように、初期中心波長および透過波長帯域フェーズにおいて決定した条件を用いて逐次探索フェーズを実行する。この例では３回目の探索において、波長可変フィルタの透過波長帯域がディスカバリ信号の波長と合致しており、ディスカバリ信号を受信する。したがって、ＯＮＵはλ_８〜λ_１１のいずれかの波長スロットにディスカバリ信号が存在すると認識する。

２分岐探索フェーズは、複数の波長スロットのいずれかにディスカバリ信号が含まれることを確認した後に、透過波長帯域を収縮するとともに透過中心帯域の変更を繰り返し実行することにより、任意の単一波長によって送信されるディスカバリ信号波長の特定を高速化することを特徴とするディスカバリ信号探索手法である。

２分岐探索フェーズでは、ディスカバリ信号が存在する可能性のある複数の波長スロットを２つの波長スロット群に分割し、一方の波長スロット群の中心波長に波長可変フィルタの透過中心波長を設定し、２分割した波長スロットの合計波長帯域を透過波長帯域に設定してディスカバリ信号を待ち受ける。待ち受け時間間隔は、ディスカバリ信号の送信間隔以上とする。ディスカバリ信号を受信した場合は当該波長をさらに細分化し、ディスカバリ信号を受信しなかった場合は他方の波長スロット群をさらに細分化してディスカバリ信号の探索を進める。波長可変フィルタの透過波長帯域がＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの波長スロットと等しくなった時、探索を終了する。

例えば、図４では、探索４回目においてディスカバリ信号を検出しない。このため、探索３回目で探索したλ_８〜λ_１１波長帯のうち、探索４回目で探索を行わなかった波長帯域、すなわちλ_１０あるいはλ_１１にディスカバリ信号が存在すると判断できる。探索５回目においてλ_１０を探索し、ディスカバリ信号を発見する。この時、波長可変フィルタの透過波長帯域と波長スロット帯域は同等であるから、探索を終了し、ディスカバリ信号波長がλ_１０であると確定する。

本実施形態のように逐次探索フェーズと２分岐探索フェーズを組み合わせて使用した時のディスカバリ信号探索に要する平均周期は、２^α−１＋ｌоｇ_２（Ｎ／２^α）（Ｎは波長スロット数、２^α−１は逐次探索の平均実行回数）となり、Ｎが４より大きい場合、逐次探索によるディスカバリ信号検出に要する平均周期であるＮ／２より小さくなる。

逐次探索フェーズと２分岐探索フェーズのいずれにおいても、ディスカバリ信号の送信周期以上の時間間隔で、ディスカバリ信号を待ち受ける必要がある。ＯＬＴから送信される周期以上の間隔でＯＮＵが待ち受けることにより、ＯＮＵは最低１回以上のディスカバリ信号を受信する可能性がある。これにより、ＯＬＴからディスカバリ信号が送信されなかったのではなく、波長可変フィルタがディスカバリ信号を遮断したことによりディスカバリ信号が到達しなかったと判断する。

図５は、本実施形態のディスカバリ方法の他の例を説明する図である。図５は、波長可変フィルタの透過波長帯域を伸縮することよりディスカバリ信号波長の特定を高速化する手法において、波長可変フィルタの最大透過波長帯域がディスカバリ信号の送信される可能性がある波長スロットより大きい場合の適用例である。

波長可変フィルタの最大透過波長帯域が全ての波長スロットを網羅可能なＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、本発明第三のディスカバリ信号探索手法を適用した例を示す。波長可変フィルタがＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの全波長スロットを透過させるような設定を実現できる場合、２分岐探索のみによるディスカバリ信号の波長探索を行う。図５に示すように、透過波長帯域λ_ｂａｎｄの初期値としてＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの波長スロット合計帯域の半分の値を設定し、２分岐探索フェーズを実行する。

このように、波長可変フィルタの透過波長帯域を拡大して逐次探索を行い、２分岐探索によりディスカバリ信号の波長を絞り込むことにより、未知の任意波長を用いたディスカバリ信号の波長を高速に特定することが可能となる。

（実施形態４）
波長可変フィルタを搭載したＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮは、パワースプリッタを用いた構成と波長ルーティング機能を備えた素子を介した構成が提案されている。波長ルーティング機能を備えた素子としては、周回性ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｇｒａｔｉｎｇ）や光スイッチがある。パワースプリッタを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成を図６に、周回性ＡＷＧを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成を図７に、光スイッチを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成を図８に示す。

［１］パワースプリッタを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ
図６のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０１は、
単一の局側装置６０と、
複数の加入者宅装置６１と、
局側装置６０と加入者宅装置６１との間をパワースプリッタ６２を介して接続する光伝送路６５と、
局側装置６０と加入者宅装置６１との間で複数の信号波長を用いて光信号の送受信を行うとともに、所定時に実施形態１から３で説明したディスカバリ方法を行う通信制御機能と、
を備える。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０１は、局側光信号送受信装置６０、加入者宅光信号送受信装置６１−ｘ、及び複数のパワースプリッタ（６２、６３−ｘ）を多段接続した光伝送路６５を備える。

局側光信号送受信装置６０は光送信器６０１−ｘ、光受信器６０２−ｘ、フィルタ６０３−ｘ、送信光と受信光を分離する分光器６０４−ｘからなる局側光信号送受信器６０−ｘ、制御部６０５、パワースプリッタ６０６からなる。加入者宅光信号送受信装置６１−ｘは、光送信器６１１−ｘ、光受信器６１２−ｘ、波長可変フィルタ６１３−ｘ、分光器６１４−ｘ、制御部６１５−ｘからなる。制御部（６０５、６１５）が前記通信制御機能である。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０１は、局側光信号送受信装置６０の制御部６０５によって指定された局側光信号送受信器６０−ｉの光送信器６０１−ｉから任意の波長でディスカバリ信号を送信し、新たに接続された加入者宅光信号送受信装置６１−ｊの制御部６１５−ｊはＯＬＴのディスカバリ信号送信周期以上の時間間隔で波長可変フィルタ６１３−ｊの透過中心波長と透過波長帯域を動的に変更することにより未知の任意波長によるディスカバリ信号を受信する。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０１は、任意の一台の局側光信号送受信器６０−ｉからディスカバリ信号を送信する瞬間に、制御部６０５によって他のすべての局側光信号送受信器６０−ｘ（ｘ≠ｉ）、あるいは、波長スロットが局側光信号送信器６０１−ｉに隣接する局側光信号送受信器６０−ｙからの信号送信を停止する。

図６に示すように、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０１は、加入者宅光信号送受信装置６１−ｘにおいて局側光信号送受信器６０−ｘから送信された全ての波長の光信号を受信する。局側光信号送受信器６０−ｉから送信されるディスカバリ信号に加え、他の局側光信号送受信器６０−ｘ（ｘ≠ｉ）、あるいは波長スロットが隣接する局側光信号送受信装置６０−ｙからディスカバリ信号やデータ信号が送信された場合、加入者宅光信号送受信装置６１−ｘでは波長可変フィルタの透過波長帯域拡張により複数波長が混在した信号を受信することになる。これにより、加入者宅光信号送受信装置６１−ｘはディスカバリ信号を復調できない可能性がある。そこで、局側光信号送受信装置６０の制御部６０５は、ディスカバリ信号送信時の光信号を排他的に送信する。

［２］周回性ＡＷＧを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ
図７のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０２は、
単一の局側装置７０と、
複数の加入者宅装置７１と、
局側装置７０と加入者宅装置７１との間を波長ルーティング機能を有するデバイス７２を介して接続する光伝送路７５と、
実施形態１から３で説明したディスカバリ方法を行う際に、特定の加入者宅装置７１又は特定の加入者宅装置７１群へ順に前記ディスカバリ信号が到着するように前記ディスカバリ信号の波長を選択しつつ、局側装置７０と他の加入者宅装置７１又は他の加入者宅装置７１群との間で複数の信号波長を用いて光信号の送受信を行う通信制御機能と、
を備える。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０２は、局側光信号送受信装置７０、加入者宅光信号送受信装置７１−ｘ、周回性ＡＷＧ７２、及び複数のパワースプリッタ７３−ｘを多段接続した光伝送路７５を備える。周回性ＡＷＧ７２が前記波長ルーティング機能を有するデバイスである。

局側光信号送受信装置７０は光送信器７０１−ｘ、光受信器７０２−ｘ、フィルタ７０３−ｘ、送信光と受信光を分離する分光器７０４−ｘからなる局側光信号送受信器７０−ｘ、制御部７０５、パワースプリッタ７０６からなる。加入者宅光信号送受信装置７１−ｘは、光送信器７１１−ｘ、光受信器７１２−ｘ、波長可変フィルタ７１３−ｘ、分光器７１４−ｘ、制御部７１５−ｘからなる。制御部（７０５、７１５）が前記通信制御機能である。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０２は、局側光信号送受信装置７０の制御部７０５によって指定された局側光信号送受信器７０−ｉの光送信器７０１−ｉから任意の波長でディスカバリ信号を送信し、新たに接続された加入者宅光信号送受信装置７１−ｊの制御部７１５−ｊはＯＬＴのディスカバリ信号送信周期以上の時間間隔で波長可変フィルタ７１３−ｊの透過中心波長と透過波長帯域を動的に変更することにより未知の任意波長によるディスカバリ信号を受信する。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０２では、局側光信号送受信装置７０から送信された複数波長の信号が、周回性ＡＷＧの波長ルーティング機能により、周回性ＡＷＧ７２の加入者側に接続される各ＰＯＮブランチに各一波長ずつの信号として送信される。したがって、図６のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０１と異なり、局側光信号送受信装置７０の制御部７０５は、任意の光信号送受信器７０１−ｉへディスカバリ信号を送信する際に他の光信号送受信器７０１−ｘ（ｘ≠ｉ）、あるいは、波長スロットが隣接する局側光信号送受信器７０−ｙからのディスカバリ信号やデータ信号の送信を停止する必要がない。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０２は、ディスカバリ信号送信時に他の光信号送信器からの信号送信を停止せず、加入者宅光信号送受信装置７１−ｊの波長可変フィルタ７１３−ｊの透過波長帯域を伸縮した場合であっても、複数波長の信号を同時に受信することはない。しかしながら、制御部７０５は、すべてのＰＯＮブランチに対してディスカバリ信号が到達するよう、周回性ＡＷＧを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの波長ルーティング機能に応じた局側光信号送信器の選択、および波長の割り当て制御を行う必要がある。

［３］光スイッチを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ
図８は、光スイッチを用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０３を説明する図である。
ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０３は、局側光信号送受信装置８０、加入者宅光信号送受信装置８１−ｘ、及び複数の光スイッチ８２−ｘと複数のパワースプリッタ８３−ｘを多段接続した光伝送路８５を備える。光スイッチ８２−ｘが前記波長ルーティング機能を有するデバイスである。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０３も、図７のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ３０２と同様に、波長ルーティング機能により、光スイッチ８２−ｘの加入者側に接続される各ＰＯＮブランチに対しては単一波長の光信号のみが送信される。制御部（８０５、８１５）が前記通信制御機能である。

したがって、局側光信号送受信装置８０においては制御部８０５により光スイッチ８２−ｘより加入者側に接続される各ＰＯＮブランチに対してディスカバリ信号が送信されるよう送信波長を決定し、加入者宅装置８１−ｘにおいては波長可変フィルタの透過波長帯域を拡張することにより、高速にディスカバリ信号を探索することができる。

［付記］
以下は、本実施形態のディスカバリ方法及び光伝送システムを説明したものである。

（１）：単一の局側装置と複数の加入者宅装置からなり、複数の波長を用いて光信号の送受信を行う光伝送システムであって、局側装置から加入者宅装置に対して送信された任意波長のディスカバリ信号探索の際に、加入者宅装置において受信する信号波長の透過波長帯域と透過中心帯域を変更してディスカバリ信号を探索することを特徴とした加入者宅装置におけるディスカバリ信号探索手法。

（２）：ディスカバリ信号フレームに含まれる波長情報ビット列を用いてデータ信号の波長設定を行う光伝送システムにおける請求項１のディスカバリ信号探索手法であって、局側装置から加入者宅装置に対して任意の波長スロットでディスカバリ信号を送信する時に他の波長スロットによる信号送信を停止し、加入者宅装置は透過波長帯域を拡張することで全ての波長スロットの信号を同時に受信することを特徴としたディスカバリ信号送信手法およびディスカバリ信号探索手法。

（３）：ディスカバリ信号フレームに含まれる波長情報ビット列を用いてデータ信号の波長設定を行う光伝送システムにおける請求項１のディスカバリ信号探索手法であって、局側装置から加入者宅装置に対して任意の波長スロットでディスカバリ信号を送信する時に加入者宅装置の透過波長帯域に応じてディスカバリ信号を送信する波長スロットに隣接する波長スロットからの信号送信を停止し、加入者宅装置は透過波長帯域を拡張することで複数の波長スロットの信号を同時に受信することを特徴としたディスカバリ信号送信手法およびディスカバリ信号探索手法。

（４）：ディスカバリ信号の波長をもとにデータ信号の波長設定を行う光伝送システムにおける請求項１のディスカバリ信号探索手法であって、加入者宅装置の透過波長帯域を拡張してディスカバリ信号を探索し、次回以降の探索で透過波長帯域を収縮するとともに透過中心帯域を変更することを特徴とした加入者宅装置におけるディスカバリ信号探索手法。

（５）：単一の局側装置と複数の加入者宅装置がパワースプリッタを介して接続され、複数の波長を用いて光信号の送受信を行い、ディスカバリ信号の波長をもとにデータ信号の波長設定を行う光伝送システムであって、局側装置から加入者宅装置に対して任意の波長スロットでディスカバリ信号を送信する時に他の波長スロットによる全ての信号送信を停止し、加入者宅装置は上記（４）のディスカバリ波長探索を行うことにより、任意の波長によって送信されるディスカバリ信号の波長スロットを高速に特定することを特徴とした光伝送システム。

（６）：単一の局側装置と複数の加入者宅装置が波長ルーティング機能を備えた素子を介して接続され、複数の波長を用いて光信号の送受信を行い、ディスカバリ信号の波長をもとにデータ信号の波長設定を行う光伝送システムであって、局側装置においては波長ルーティング機能を備えた素子による光路構成に応じて全ての加入者宅装置に対して単一波長スロットのディスカバリ信号のみが到達するようディスカバリ信号を送信し、加入者宅装置は上記（４）のディスカバリ波長探索を行うことにより、任意の波長によって送信されるディスカバリ信号の波長スロットを高速に特定することを特徴とした光伝送システム。

本発明では、ＯＮＵに搭載されている波長可変フィルタの透過波長帯域および透過中心波長を変化させ、複数波長スロットの信号を同時に探索することによりＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのディスカバリ信号探索を高速化する。

また、ＯＮＵの波長可変フィルタの透過波長帯域および透過中心波長を、ＯＬＴの探索信号送信周期以上の時間間隔で切り替えることにより、未知のディスカバリ信号の波長を特定することを特徴とする。

本発明は、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて使用される任意の波長スロットを用いたディスカバリ信号を探索することが可能である。すなわち、ＯＳＵの故障やメンテナンスによってディスカバリ信号に使用する波長スロットが変更になった場合であっても、ＯＮＵはディスカバリ信号を受信することが可能である。また、ディスカバリ信号の送信は単一波長によって行われるため、ディスカバリ信号送信時に全ＯＳＵが起動状態である必要はない。

ｘはそれぞれ任意の整数である。
６０、７０、８０：局側光信号送受信装置（局側装置、ＯＬＴ）
６０−ｘ、７０−ｘ、８０−ｘ：局側光信号送受信器
６１−ｘ、７１−ｘ、８１−ｘ：加入者宅光信号送受信装置（加入者宅装置、ＯＮＵ）
６２、６３−ｘ、７３−ｘ、８３−ｘ：パワースプリッタ
７２：周回性ＡＷＧ
８２−ｘ：光スイッチ
６０１−ｘ、７０１−ｘ、８０１−ｘ：光送信器
６０２−ｘ、７０２−ｘ、８０２−ｘ：光受信器
６０３−ｘ、７０３−ｘ、８０３−ｘ：フィルタ
６０４−ｘ、７０４−ｘ、８０４−ｘ：分光器
６０５、７０５、８０５：制御部
６０６、７０６、８０６：パワースプリッタ
６１１−ｘ、７１１−ｘ、８１１−ｘ：光送信器
６１２−ｘ、７１２−ｘ、８１２−ｘ：光受信器
６１３−ｘ、７１３−ｘ、８１３−ｘ：波長可変フィルタ
６１４−ｘ、７１４−ｘ、８１４−ｘ：分光器
６１５−ｘ、７１５−ｘ、８１５−ｘ：制御部

Claims (7)

1. 単一の局側装置と複数の加入者宅装置を備え、前記局側装置と前記加入者宅装置との間で複数の信号波長を用いて光信号の送受信を行う光伝送システムでのディスカバリ方法であって、
   前記局側装置から前記加入者宅装置に対して任意波長のディスカバリ信号を送信する際に、前記局側装置において前記ディスカバリ信号の波長を含む所定波長範囲の光信号の送信を停止し、前記加入者宅装置において受信する信号波長を選択する可変波長フィルタの透過波長帯域を複数の信号波長が含まれるように拡張して前記ディスカバリ信号を探索することを特徴とするディスカバリ方法。
2. 前記所定波長範囲が全信号波長を含む範囲であり、前記透過波長帯域を全信号波長を含むように拡張することを特徴とする請求項１に記載のディスカバリ方法。
3. 前記可変波長フィルタの前記透過波長帯域の中心波長を前記透過波長帯域に応じた波長間隔で移動させながら前記ディスカバリ信号を探索することを特徴とする請求項１に記載のディスカバリ方法。
4. 前記加入者宅装置で前記ディスカバリ信号を検出した後、前記透過波長帯域を二分割し、前記ディスカバリ信号が含まれる方の帯域を新たな透過波長帯域とする２分岐探索を、前記可変波長フィルタが前記ディスカバリ信号のみ透過するまで繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のディスカバリ方法。
5. 請求項２又は３に記載のディスカバリ方法で前記ディスカバリ信号を検出した後、請求項４に記載のディスカバリ方法を行うことを特徴とするディスカバリ方法。
6. 単一の局側装置と、
   複数の加入者宅装置と、
   前記局側装置と前記加入者宅装置との間をパワースプリッタを介して接続する光伝送路と、
   前記局側装置と前記加入者宅装置との間で複数の信号波長を用いて光信号の送受信を行うとともに、所定時に請求項１から５のいずれかに記載のディスカバリ方法を行う通信制御機能と、
   を備える光伝送システム。
7. 単一の局側装置と、
   複数の加入者宅装置と、
   前記局側装置と前記加入者宅装置との間を波長ルーティング機能を有するデバイスを介して接続する光伝送路と、
   請求項１から５のいずれかに記載のディスカバリ方法を行う際に、特定の前記加入者宅装置又は特定の加入者宅装置群へ順に前記ディスカバリ信号が到着するように前記ディスカバリ信号の波長を選択しつつ、前記局側装置と他の前記加入者宅装置又は他の加入者宅装置群との間で複数の信号波長を用いて光信号の送受信を行う通信制御機能と、
   を備える光伝送システム。

Images