JP2018026634A - 光通信システム、局側装置及び光通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】波長切替に伴うトラヒック停止期間による遅延を抑制すること。【解決手段】通信網によって相互に接続された局側装置と１つ以上の加入者側装置とを備える光通信システムであって、局側装置は、信号生成部と状態取得部と信号送受信部とを備える１つ以上のチャネル終端部と、光通信システムによって送受信される情報に基づき、加入者側装置に割当てられる波長、帯域又はその両方を決定する計算部と、を備え、第１状態取得部は、チャネル終端部に割当てられている波長に対応する加入者側装置に接続される通信装置と上位装置との通信状態を予測する状態情報を取得し、第１信号生成部は、計算部が決定した結果と状態情報に基づき、切替開始時刻と切替先波長とデータ送信許可通知とを含めた制御信号を生成し、信号送受信部は、制御信号を加入者側装置へ送信し、加入者側装置は、制御信号に基づき波長切替を実行する、光通信システム。【選択図】図１

Description

本発明は、光通信システム、局側装置及び光通信方法に関する。

アクセスラインの高速化のニーズの高まりにより、世界的にＦＴＴＨ（Fiber To The Home）の普及が進んでいる。一般に、ＦＴＴＨサービスはＰＯＮ（Passive Optical Network）方式で提供される。ＰＯＮ方式は、１つの局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が種々の多重化方式を用いて複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を収容する方式である。ＰＯＮ方式は、光通信に係るリソースを複数の局側装置で共有できるため経済的に優れている。このようなＰＯＮ方式の一つとして、加入者側装置の通信を時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）によって多重化するＴＤＭ−ＰＯＮがある。

一方で、無線ネットワークシステムにおいては、急増するモバイルトラヒックを効率的に収容するため、スモールセルを高密度に配置することが検討されている。スモールセルは、マクロセルに比べてセル半径が小さいため、セル内にて同一周波数を共有するユーザ無線端末数が削減され、無線端末あたりのスループットを改善することができる。しかし、セルが高密度に配置されると、多量の光ファイバが必要となる。そこで、増大する光ファイバ芯線数を削減するため、ＰＯＮ方式を、無線基地局と送受信点を接続するネットワークであるＭＦＨ（Mobile Front-Haul）に適用することが検討されている（例えば、非特許文献１参照）。ＭＦＨにＰＯＮを適用した際の課題の一つに、ＳＲ−ＤＢＡ（Status Reporting Dynamic Bandwidth Allocation）による上り遅延の増大がある。ＭＦＨにおいては、低遅延性が厳しく求められるので、ＤＢＡによる遅延を削減するために、多くの方式が提案されている（例えば、非特許文献１、非特許文献２及び非特許文献３参照）。

一方で、映像配信サービスの高度化や、大容量ファイルをアップロード及びダウンロードするアプリケーションの登場等により、ＰＯＮのさらなる高速化が求められている。一般に、ＴＤＭ−ＰＯＮの高速化にはラインレートの拡張が必要になる。しかしながら、ラインレートの拡張は、受信特性の著しい劣化を招く可能性がある。受信特性の劣化を抑制するためには送受信機の高機能化が必要となり、経済面での課題を生じる。これらの理由から、ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて１０Ｇｂｉｔｓ／ｓｅｃを超える高速化をラインレートの拡張により実現することは難しい。そこで、１０Ｇｂｉｔｓ／ｓｅｃを超える大容量化を実現すべく、ＴＤＭ−ＰＯＮに対して波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術を適用することが検討されている（例えば、非特許文献４参照）。

各加入者側装置の送信データは、ＷＤＭによって上り波長間で多重化されるとともに、同一波長間ではＴＤＭによって多重化されて光ファイバ伝送路に送出される。そのため、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、光ファイバ伝送路は、局側装置が収容するチャネル終端部の台数分のデータを多重化して同時に伝送することができる。しかし、収容する無線端末数が極端に少ないチャネル終端部において、帯域利用効率が低くなることが懸念される。そこで、局側装置は、波長切替を行うことで、適切な帯域の割当てが実現する（例えば、非特許文献５参照）。

T. Tashiro, et al., "A Novel DBA Scheme for TDM-PON based Mobile Fronthaul," OFC2014, paper Tu3F.3, Mar. 2014. T. Kobayashi, et al., "Bandwidth Allocation scheme based on Simple Statistical Traffic Analysis for TDM-PON based Mobile Fronthaul," OFC 2016, paper W3C.7. 久野，他，"モバイル/他システム同一PON収容における帯域利用効率の評価，"電子情報通信学会総合大会，B-8-29，2016． S.Kimura,"WDM/TDM-PON Technologies for Future Flexible Optical Access Networks," OECC2011,6A-1,2010. Y.Senoo, et al., "Dynamic load-balancing by monitoring traffic volume for λ-tunable WDM/TDM-PON," IEICE Communications Express, vol.2, No.11, pp.501-506, 2013.

しかしながら、波長切替に伴うトラヒック停止期間により遅延が増大する問題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、波長切替に伴うトラヒック停止期間による遅延を抑制する技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、通信網によって相互に接続された局側装置と１つ以上の加入者側装置とを備える光通信システムであって、前記局側装置は、第１信号生成部と第１状態取得部と信号送受信部とを備える１つ以上のチャネル終端部と、前記光通信システムによって送受信される情報に基づき、加入者側装置に割当てられる波長、帯域又はその両方を決定する計算部と、を備え、前記第１状態取得部は、前記チャネル終端部に割当てられている波長に対応する加入者側装置に接続される通信装置と上位装置との通信状態を予測する状態情報を取得し、前記第１信号生成部は、前記計算部が決定した結果と前記状態情報に基づき、切替開始時刻と切替先波長とデータ送信許可通知とを含めた第１制御信号を生成し、前記信号送受信部は、前記第１制御信号を前記加入者側装置へ送信し、前記加入者側装置は、前記第１制御信号に基づき波長切替を実行する、光通信システム。

本発明の一態様は、上記の光通信システムであって、前記局側装置は、信号送受信部を備えるチャネル終端部を備え、第２信号生成部と、波長切替を行う前記加入者側装置に接続される前記通信装置と前記局側装置に接続される前記上位装置との通信状態を予測する状態情報を、取得する第２状態取得部と、を更に備え、前記第２信号生成部は、前記計算部が決定した決定結果と前記第２状態取得部が取得した前記状態情報に基づいて、前記第１制御信号を前記信号送受信部に出力し、前記信号送受信部は、前記第１制御信号を前記チャネル終端部に割当てられている波長に対応する前記加入者側装置へ送信する。

本発明の一態様は、上記の光通信システムであって、前記加入者側装置は、前記第１制御信号を受信後、前記通信装置から上りデータ信号を受信すると、上りデータ信号を受信した旨を通知する第２制御信号を、前記チャネル終端部に送信し、前記チャネル終端部は、前記第２制御信号に基づいて波長切替処理を中断する。

本発明の一態様は、通信網によって相互に接続された局側装置と１つ以上の加入者側装置とを備える光通信システムにおける前記局側装置であって、第１信号生成部と第１状態取得部と信号送受信部とを備える１つ以上のチャネル終端部と、前記光通信システムによって送受信される情報に基づき、加入者側装置に割当てられる波長、帯域又はその両方を決定する計算部と、を備え、前記第１状態取得部は、前記チャネル終端部に割当てられている波長に対応する加入者側装置に接続される通信装置と上位装置との通信状態を予測する状態情報を取得し、前記第１信号生成部は、前記計算部が決定した結果と前記状態情報に基づき、切替開始時刻と切替先波長とデータ送信許可通知とを含めた第１制御信号を生成し、前記信号送受信部は、前記第１制御信号を前記加入者側装置へ送信する、局側装置である。

本発明の一態様は、上記の局側装置であって、第１信号生成部は、波長切替処理が終了又は中断すると計算部に処理結果を出力する。

本発明の一態様は、通信網によって相互に接続された局側装置と１つ以上の加入者側装置とを備える光通信システムが行う光通信方法であって、第１信号生成部と第１状態取得部と信号送受信部とを備える１つ以上のチャネル終端部とを備える前記局側装置が、前記光通信システムによって送受信される情報に基づき、加入者側装置に割当てられる波長、帯域又はその両方を決定する計算ステップと、前記チャネル終端部に割当てられている波長に対応する加入者側装置に接続される通信装置と上位装置との通信状態を予測する状態情報を取得する第１状態取得ステップと、前記計算ステップが決定した結果と前記状態情報に基づき、切替開始時刻と切替先波長とデータ送信許可通知とを含めた第１制御信号を生成する第１信号生成ステップと、前記第１制御信号を前記加入者側装置へ送信する信号送受信ステップと、前記加入者側装置が、前記第１制御信号に基づき波長切替を実行するステップと、を有する光通信方法である。

本発明の一態様は、通信網によって相互に接続された局側装置と１つ以上の加入者側装置とを備える光通信システムにおける前記局側装置が行う光通信方法であって、第１信号生成部と第１状態取得部と信号送受信部とを備える１つ以上のチャネル終端部とを備える前記局側装置が、前記光通信システムによって送受信される情報に基づき、加入者側装置に割当てられる波長、帯域又はその両方を決定する計算ステップと、前記チャネル終端部に割当てられている波長に対応する加入者側装置に接続される通信装置と上位装置との通信状態を予測する状態情報を取得する第１状態取得部ステップと、前記計算ステップが決定した結果と前記状態情報に基づき、切替開始時刻と切替先波長とデータ送信許可通知とを含めた第１制御信号を生成する第１信号生成ステップと、前記第１制御信号を前記加入者側装置へ送信する信号送受信ステップと、を有する光通信方法である。

本発明により、波長切替に伴うトラヒック停止期間による遅延を抑制することが可能となる。

第一実施形態の通信システム１のシステム構成を示すシステム構成図である。 第一実施形態における局側装置１０の機能構成を表す機能構成図である。 局側装置１０の備えるチャネル終端部１１−１における波長切替処理のシーケンス図である。 波長切替手順の具体的な処理の流れを表すシーケンス図である。 波長切替終了報告の具体的な処理の流れを表すシーケンス図である。 波長切替手順の中断処理の流れを表すシーケンス図である。 波長切替中断報告の具体的な処理の流れを表すシーケンス図である。 第二実施形態における局側装置１０ａの機能構成を表す機能構成図である。 第三実施形態における局側装置１０ｂの機能構成を表す機能構成図である。 第三実施形態における波長切替手順を中断する処理の流れを表すシーケンス図である。

＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態の通信システム１のシステム構成を示すシステム構成図である。通信システム１は、局側装置１０、１つ以上の加入者側装置２００−ｍ、光合分波装置３０−１、光合波装置３０−２、１つ以上の無線通信装置４００−ｍ、基地局装置５００及び１つ以上の無線端末６００−１−１〜６００−Ｍ−３（以下、「無線端末６００」という。）を備える。局側装置１０及び加入者側装置２００−ｍは、光合分波装置３０−１及び光合分波装置３０−２を介して互いに通信可能に接続される（以下、ｍは「１≦ｍ≦Ｍをみたす任意の自然数」とする。）。

局側装置１０は、通信網を経由する光信号によって他の通信装置との通信を実現する装置である。局側装置１０が接続される通信網は、例えばＰＯＮ等の光ファイバ網である。局側装置１０は、例えば通信サービスを提供するための局舎に設置される。局側装置１０は、１つ以上のチャネル終端部１１−ｎを備える。局側装置１０は、例えばＯＬＴである（以下、ｎは「１≦ｎ≦Ｎをみたす任意の自然数」とする。）。

加入者側装置２００−ｍは、通信網を経由する光信号によって他の通信装置との通信を実現する装置である。加入者側装置２００−ｍが接続される通信網は、例えばＰＯＮ等の光ファイバ網である。加入者側装置２００−ｍは、例えば通信サービスの提供を受けるユーザの宅内に設置される。加入者側装置２００−ｍは、例えばＯＮＵである。

光合分波装置３０−１は、加入者側装置２００−ｍから送信された信号を集約して局側装置１０に送信する。光合分波装置３０−１は、局側装置１０から送信された信号を分配して加入者側装置２００−ｍに送信する。光合分波装置３０−１は、例えば光スプリッタである。

光合分波装置３０−２は、チャネル終端部１１−ｎから送信された信号を集約して加入者側装置２００−ｍに送信する。光合分波装置３０−２は、加入者側装置２００−ｍから送信された信号を分配してチャネル終端部１１−ｎに送信する。光合分波装置３０−２は、例えば光スプリッタや波長ルータである。

無線通信装置４００−ｍは、無線端末６００から受信した上り信号を、加入者側装置２００−ｍへ出力する。無線通信装置４００−ｍは、加入者側装置２００−ｍから受信した下り信号を、無線端末６００へ送信する。無線通信装置４００−ｍは、例えば、ＲＲＨ（Remote Radio Head）でもよい。上り信号は、加入者側装置２００−ｍから局側装置１０に向かう方向の信号である。下り信号は、局側装置１０から加入者側装置２００−ｍに向かう方向の信号である。無線通信装置４００−ｍは、通信装置の一態様である。

基地局装置５００は、局側装置１０が接続される通信網において局側装置１０の上位側に配置される装置である。基地局装置５００は、例えば、ＢＢＵ（Base Band Unit）でもよい。基地局装置５００は、上位装置の一態様である。

無線端末６００は、無線ネットワークインタフェースを備える通信装置である。無線端末６００は、ユーザによって操作される。無線端末６００は、無線通信装置４００−ｍと無線通信を実行する。無線端末６００は、例えば通信サービスの提供を受けるユーザの宅内に設置される。また、無線端末６００は、例えば、屋外に設置されてもよい。無線端末６００は、例えばスマートフォン、携帯電話、タブレットコンピュータ、モバイルルータ等の通信可能な情報処理装置である。

図２は、第一実施形態における局側装置１０の機能構成を表す機能構成図である。局側装置１０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備える。局側装置１０は、通信プログラムを実行することによって、１つ以上のチャネル終端部１１−ｎ及びＤＷＢＡ（Dynamic Wavelength and Bandwidth Allocation）計算部１０４を備える装置として機能する。各チャネル終端部１１−ｎは、少なくとも信号送受信部１１１−ｎと波長切替管理部１１２−ｎと状態取得部１１３−ｎとを備える。なお、局側装置１０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。通信プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、半導体記憶装置（例えばＳＳＤ：Solid State Drive）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクや半導体記憶装置等の記憶装置である。通信プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

チャネル終端部１１−ｎは、局側装置１０が加入者側装置２００−ｍと通信を行うネットワークインタフェースである。局側装置１０は、チャネル終端部１１−ｎに個別に波長を割当てる。チャネル終端部１１−ｎは、割り当てられた波長に基づいて少なくとも１つ以上の加入者側装置２００−ｍに対応付けられる。チャネル終端部１１−ｎは、加入者側装置２００−ｍと論理的な接続（以下、「論理接続」という。）を行うことで通信を行う。この波長は、上り信号及び下り信号のそれぞれについて割り当てられる。チャネル終端部１１−ｎは、例えば、ＯＳＵ （Optical Subscriber Unit）である。

以下、ｎ＝１として説明する。信号送受信部１１１−１は、ネットワークインタフェースである。信号送受信部１１１−１は、光通信網を介してチャネル終端部１１−１と論理接続される加入者側装置２００−ｍと通信する。信号送受信部１１１−１は、主信号及び制御信号を送受信する機能を有する。主信号は、データを伝送するための信号である。データとは、何らかの情報を符号化して表現したものである。制御信号は、主信号以外の信号を含む信号である。制御信号は、例えば、PLOAM（Physical Layer Operation, Administration and Maintenance）、report、grant等の信号である。

波長切替管理部１１２−１は、波長切替処理を実行する。波長切替処理は、加入者側装置２００−ｍに割当てられている波長を、異なるチャネル終端部（例えば、チャネル終端部１１−２）に割当てられている波長に切り替える処理である。加入者側装置２００−ｍは、この波長切替処理により、チャネル終端部１１−２と論理接続される。波長切替処理は、開始判断手順及び波長切替手順を含む。波長切替管理部１１２−１は、第１信号生成部の一態様である。

開始判断手順は、状態情報に基づいて波長切替管理部１１２−１によって実行される。例えば、切替対象となる加入者側装置２００−ｍに接続される無線通信装置４００−ｍ又は無線端末６００と基地局装置５００とのデータ通信の有無及びデータ通信量を予測する等である。開始判断手順の実行結果が、特定の開始条件を満たした場合、波長切替管理部１１２−１は、波長切替手順を実行する。

状態情報は、切替対象となる加入者側装置２００−ｍに接続される無線通信装置４００−ｍ又は無線端末６００と基地局装置５００とのデータ通信の有無及びデータ通信量を予測する等のために利用できる情報であればどのような情報でもよい。例えば基地局装置５００から提供される無線リソース情報でも良い。例えば過去のトラヒックモニタ結果から推定されるトラヒックパターンでも良い。例えば当該加入者側装置２００−ｍから出力されたreport信号でも良い。

特定の開始条件とは、切替対象となる加入者側装置２００−ｍに接続される無線通信装置４００−ｍ又は無線端末６００と基地局装置５００とのデータ通信の有無及びデータ通信量を予測する等の条件であればどのような開始条件でもよい。例えば、０以上の定数Ａと０以上の定数Ｂを用いて、加入者側装置２００−ｍ宛の上下トラヒック量が、過去Ａマイクロ秒以上の間、Ｂバイト未満である場合でもよい。例えば、加入者側装置２００−ｍ宛の上下トラヒック量が、Ａマイクロ秒以上の間、Ｂバイト未満であると予測される場合でもよい。

状態取得部１１３−１は、チャネル終端部１１−１に関する状態情報を取得する。状態取得部１１３−１は、所定のタイミングで波長切替管理部１１２−１に出力する機能を少なくとも有する。所定のタイミングとは、定期的に発生するタイミングであれば、どのようなタイミングでもよい。例えば、基地局装置５００から無線リソース情報が提供される都度でもよい。例えば、局側装置１０が、加入者側装置２００−ｍからreport信号を受信する都度でも良い。状態取得部１１３−１は、第１状態取得部の一態様である。

ＤＷＢＡ計算部１０４は、ＤＷＢＡ計算情報に基づいて波長割当計算、帯域割当計算又はその両方を実施する。ＤＷＢＡ計算部１０４は、計算結果を波長切替管理部１１２−ｎに送信する。ＤＷＢＡ計算部で実施する計算は、１以上の加入者側装置２００−ｍの波長又は帯域を決定する計算であればどのような計算でもよい。ここで、ＤＷＢＡ計算情報とは、１つ以上の加入者側装置２００−ｍの波長又は帯域を決定するために必要な情報であればどのような情報でもよい。例えば、各加入者側装置２００−ｍのトラヒック量等でもよい。例えば、加入者側装置２００−ｍから出力されたreport信号でも良い。ＤＷＢＡ計算部１０４は、計算部の一態様である。

加入者側装置２００−ｍは、通信網を経由する光信号によって他の通信装置との通信を実現する装置である。加入者側装置２００−ｍは、局側装置１０によっていずれかのチャネル終端部１１−ｎと対応づけられる。加入者側装置２００−ｍは、対応するチャネル終端部１１−ｎと論理接続されることで通信を行う。加入者側装置２００−ｍは、無線通信装置４００−ｍと電気通信回線を介して互いに通信可能に接続される。

図３は、局側装置１０の備えるチャネル終端部１１−１における波長切替処理のシーケンス図である。まず、ＤＷＢＡ計算部１０４は、計算結果を波長切替管理部１１２−１へ出力する（ステップＳ１０１）。次に、状態取得部１１３−１は、状態情報を波長切替管理部１１２−１へ出力する（ステップＳ１０２）。なお、状態取得部１１３−１は、状態情報を所定のタイミングで波長切替管理部１１２−１へ出力する。波長切替管理部１１２−１は、ＤＷＢＡ計算部１０４から受信した計算結果に基づいて、開始判断手順を実行する（ステップＳ１０３）。開始判断手順の実行結果が、特定の開始条件を満たした場合、波長切替管理部１１２−１は、状態取得部１１３−１から出力された状態情報に基づいて、波長切替手順を実行する（ステップＳ１０４）。

図４は、波長切替手順の具体的な処理の流れを表すシーケンス図である。図４では、加入者側装置２００−１はチャネル終端部１１−１に論理接続されている。図４では、加入者側装置２００−１が、論理接続をチャネル終端部１１−２へ切り換えされる処理を表している。まず、チャネル終端部１１−１は、加入者側装置２００−１に対して、Tuning_Control(切替指示)及びdata grantの制御信号を送信する（ステップＳ２０１）。Tuning_Controlは、加入者側装置２００−１へ波長切替開始時刻及び切替先波長を通知する制御信号である。data grantは、加入者側装置２００−１へ、上り信号の送信許可を通知する制御信号である。Tuning_Control及びdata grantを含む信号は、第１制御信号の一態様である。波長切替手順開始後から、チャネル終端部１１−２は、PLOAM_u grantを定期的に加入者側装置２００−１へ送信する（ステップＳ２０２）。PLOAM_u grantは、加入者側装置２００−１へ、自装置が上り信号を受付可能であることを通知する制御信号である。このチャネル終端部１１−２の状態をExpectingとする。加入者側装置２００−１は、波長切替終了時刻まで、チャネル終端部１１−２からの信号を受けつけない。

加入者側装置２００−１は、Tuning_Controlを受信すると、Tuning_Response（ACK）をチャネル終端部１１−１に送信する（ステップＳ２０３）。Tuning_Response（ACK）は、チャネル終端部１１−１へ、自身が波長切替可能であることを通知する制御信号である。加入者側装置２００−１は、波長切替開始時刻になると、受信した切替先波長に波長切替を実行する（ステップＳ２０４）。加入者側装置２００−１は、波長切替開始時刻から波長切替終了時刻まで、チャネル終端部１１−１の信号を受けつけない。

Tuning_Response（ACK）を受信すると、チャネル終端部１１−１は、PLOAM_u grant又は残りの上り信号に対するdata grantを加入者側装置２００−１へ送信する（ステップＳ２０５）。このチャネル終端部１１−１の状態をSeeing-Offとする。チャネル終端部１１−１が、Tuning_Response（ACK）を受信すると、チャネル終端部１１−２は、PLOAM_u grant及びdata grantを加入者側装置２００−１へ送信する（ステップＳ２０６）。チャネル終端部１１−２は、加入者側装置２００−１がPLOAM_u grantに関する制御信号を受け付けるまでこの制御信号を送信する（ステップＳ２０７）。加入者側装置２００−１は、波長切替が終了すると、チャネル終端部１１−２から受信したPLOAM_u grantを受け付ける。加入者側装置２００−１は、チャネル終端部１１−２へ、Tuning_Response（Complete_u）を送信する。加入者側装置２００−１は、チャネル終端部１１−２へupstream data（上りデータ信号）を送信する（ステップＳ２０８）。Tuning_Response（Complete_u）は、チャネル終端部１１−２へ波長切替が終了したことを通知する制御信号である。

チャネル終端部１１−２は、Tuning_Response（Complete_u）を受信すると、チャネル終端部１１−１に波長切替終了を通知する（ステップＳ２０９）。波長切替終了は、例えば、ＩＣＴＰ（Inter Channel Termination Protocol）を用いて通知される。チャネル終端部１１−２は、Tuning_Control（Complete_d）及びdata grant（上りデータ送信許可）を加入者側装置２００−１へ送信する（ステップＳ２１０）。Tuning_Control（Complete_d）は波長切替手順完了を通知する制御信号である。チャネル終端部１１−２は、downstream data（下りデータ信号）の送信を開始する（ステップＳ２１１）。

第一実施形態における通信システム１では、チャネル終端部１１−１が、Tuning_Controlと共にdata grantを送信している。そのため、加入者側装置２００−１は、Tuning_Controlを受信後も、チャネル終端部１１−１へupstream dataを送信できる。このように構成されることで、加入者側装置２００−１に接続される無線端末６００の遅延を抑制しつつ波長切替処理を実行が可能となる。

＜変形例＞
波長切替管理部１１２−ｎは、波長切替手順が終了すると、ＤＷＢＡ計算部１０４へ波長切替終了報告を実行してもよい。図５は、波長切替終了報告の具体的な処理の流れを表すシーケンス図である。以下、ｎ＝１として説明する。波長切替終了報告処理のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４は、図３に表されるステップＳ１０１〜ステップＳ１０４までの処理と同じである。波長切替手順終了後、波長切替管理部１１２−１は、波長切替終了報告をＤＷＢＡ計算部１０４に出力する（ステップＳ１０５）。このように構成されることで、局側装置１０は、正常に波長切替処理が実行されたか否かを知ることができる。

図６は、波長切替手順の中断処理の流れを表すシーケンス図である。図６では、加入者側装置２００−１はチャネル終端部１１−１に論理接続されている。予め、チャネル終端部１１−１では、特定の中断条件を定める。

特定の中断条件とは、切替対象となる加入者側装置２００−ｍに接続される無線通信装置４００−ｍ又は無線端末６００と基地局装置５００とのデータ通信の有無及びデータ通信量を評価する条件であればどのような中断条件でもよい。例えば、０以上の定数Ａと０以上の定数Ｂを用いて、加入者側装置２００−ｍ宛の上下トラヒック量が、過去Ａマイクロ秒以上の間、Ｂバイトより大きい場合でもよい。例えば、「加入者側装置２００−ｍ宛の上下トラヒック量が、Ａマイクロ秒以上の間、Ｂバイトより大きいと予想される場合」でもよい。例えば、Ａマイクロ秒以上の間、開始判断手順から波長切替手順に遷移できない場合、波長切替処理を中断してもよい。例えば、例えば、Tuning_Controlを送信後に1バイト以上の上りデータを受信することでもよい。

図６では、予め中断条件を、Tuning_Controlを送信後に1バイト以上の上りデータを受信することと定めておく。まず、チャネル終端部１１−１は、加入者側装置２００−１に対して、Tuning_Control及びdata grantの制御信号を送信する（ステップＳ３０１）。波長切替手順開始後から、チャネル終端部１１−２は、PLOAM_u grantを定期的に加入者側装置２００−１に送信する（ステップＳ３０２）。しかし、加入者側装置２００−１は、波長切替が中断されるまでチャネル終端部１１−２からの信号を受けつけない。ここで、無線通信装置４００−１が、upstream dataを加入者側装置２００−１に送信する（ステップＳ３０３）。加入者側装置２００−１は、upstream dataを受信すると、チャネル終端部１１−１へTuning_Response(ACK)及びupstream dataを送信する（ステップＳ３０４）。チャネル終端部１１−１は、upstream dataを受信すると、中断条件を満たすため、波長切替中断を実行する（ステップＳ３０５）。

このように構成されることで、チャネル終端部１１−１は、Tuning_Controlを送信後、加入者側装置２００−１からupstream dataを受信した場合、波長切替を中断することができる。このため、加入者側装置２００−１に接続される無線端末６００の遅延を抑制することが可能となる。

図７は、波長切替中断報告の具体的な処理の流れを表すシーケンス図である。波長切替中断報告処理のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４は、図３に表されるステップＳ１０１〜ステップＳ０１４までの処理と同じである。波長切替中断後、波長切替管理部１１２−１は、波長切替中断報告をＤＷＢＡ計算部１０４に出力する（ステップＳ１０５ａ）。このように構成されることで、局側装置１０は、波長切替処理が中断されたか否かを知ることができる。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態における通信システム１について説明する。第二実施形態における通信システム１は、局側装置１０の代わりに局側装置１０ａを備える点で第一実施形態とは異なるが、それ以外の構成は同じである。以下、第一実施形態と異なる点について説明する。

図８は、第二実施形態における局側装置１０ａの機能構成を表す機能構成図である。局側装置１０ａは、チャネル終端部１１−ｎの代わりにチャネル終端部１１−ｎａを備え、ＤＷＢＡ計算部１０４の代わりにＤＷＢＡ計算部１０４ａを備え、波長切替管理部１０２ａ及び状態取得部１０３ａを更に備える。局側装置１０ａは、それ以外の点については、第一実施形態における局側装置１０と同じである。

以下、ｎ＝１として説明する。チャネル終端部１１−１ａは、波長切替管理部１１２−１及び状態取得部１１３−１を備えない点で、第一実施形態における、チャネル終端部と異なり、それ以外の点については、第一実施形態におけるチャネル終端部と同じである。

波長切替管理部１０２ａは、局側装置１０ａに収容される全てのチャネル終端部１１−ｎａの波長切替処理を実行する。波長切替処理は、第一実施形態の場合と同様に開始判断手順と波長切替手順とを含む。波長切替管理部１０２ａは、第２信号生成部の一態様である。

状態取得部１０３ａは、局側装置１０ａに収容される全ての状態情報を取得する。状態取得部１０３ａは、取得した状態情報を波長切替管理部１０２ａに出力する機能を有する。状態取得部１０３ａは、自身が取得した状態情報を、所定のタイミングで波長切替管理部１０２ａに出力する機能を少なくとも有する。所定のタイミングとは、定期的に発生するタイミングであれば、どのようなタイミングでもよい。例えば、基地局装置５００から無線リソース情報が提供される都度でもよい。例えば、report信号が当該加入者側装置２００−ｍから出力される都度でも良い。状態取得部１０３ａは、第２状態取得部の一態様である。

ＤＷＢＡ計算部１０４ａは、ＤＷＢＡ計算情報に基づいて波長割当計算、帯域割当計算又は両方を実施する。ＤＷＢＡ計算部１０４ａは、計算結果を波長切替管理部１０２ａに送信する。ＤＷＢＡ計算部１０４ａで実施する計算は、加入者側装置２００−ｍの波長又は帯域を決定する計算であればどのような計算でもよい。ＤＷＢＡ計算部１０４ａは、計算部の一態様である。

このように構成されることで、波長切替管理部１０２ａ及び状態取得部１０３ａを１つ以上のチャネル終端部１１−ｎａで共有できる。これにより、局側装置１０ａに実装される機能数を削減し、局側装置１０ａへの投資を抑制することができる。

＜変形例＞
第二実施形態における通信システム１では、波長切替終了後、波長切替管理部１０２ａは、波長切替終了報告をＤＷＢＡ計算部１０４ａに送信してもよい。このように構成されることで、局側装置１０ａは、正常に波長切替処理が終了されたか否かを知ることができる。また、波長切替中断後、波長切替管理部１０２ａは波長切替中断報告をＤＷＢＡ計算部１０４ａに送信してもよい。このように構成されることで、局側装置１０ａは、正常に波長切替処理が中断されたか否かを知ることができる。

＜第三実施形態＞
次に、第三実施形態における通信システム１について説明する。第三実施形態における通信システム１は、局側装置１０の代わりに局側装置１０ｂを備える点で、第一実施形態と異なるが、それ以外の構成は同じである。以下、第一実施形態と異なる点について説明する。第三実施形態における通信システム１は、加入者側装置２００−ｍが、波長切替中断に関する信号を送信する点で、第一実施形態における通信システム１と異なる。

図９は、第三実施形態における局側装置１０ｂの機能構成を表す機能構成図である。局側装置１０ｂは、チャネル終端部１１−ｎの代わりにチャネル終端部１１−ｎｂを備え、チャネル終端部１１−ｎｂは、波長切替管理部１１２−ｎの代わりに波長切替管理部１１２−ｎｂを備える。局側装置１０ｂは、それ以外の点については、第一実施形態における局側装置１０と同じである。

以下、ｎ＝１として説明する。波長切替管理部１１２−１ｂは、波長切替処理を実行する。波長切替処理は、第一実施形態の場合と同様に開始判断手順と波長切替手順とを含む。波長切替手順は、チャネル終端部１１−１ｂが、所定の制御信号を受信すると、波長切替を中断する点で第一実施形態と異なるが、それ以外は第一実施形態における波長切替手順と同じである。所定の制御信号とは、チャネル終端部１１−１ｂに論理接続される加入者側装置２００−ｍが無線通信装置４００−ｍから上り信号を受信した場合、その事実をチャネル終端部１１−１ｂに通知する信号である。

図１０は、第三実施形態における波長切替手順を中断する処理の流れを表すシーケンス図である。図１０では、加入者側装置２００−１はチャネル終端部１１−１に論理接続されている。チャネル終端部１１−１は、加入者側装置２００−１に対して、Tuning_Control及びdata grantの制御信号を送信する（ステップＳ４０１）。波長切替手順開始後、チャネル終端部１１−２は、PLOAM_u grantを定期的に加入者側装置２００−１に送信する（ステップＳ４０２）。しかし、加入者側装置２００−１は、波長切替が中断されるまでチャネル終端部１１−２からの信号を受けつけない。ここで、無線通信装置４００−１が、upstream dataを加入者側装置２００−１に送信する（ステップＳ４０３）。加入者側装置２００−１は、upstream dataを受信すると、Tuning_Response（NACK）及びupstream dataを、チャネル終端部１１−１に送信する（ステップＳ４０４）。Tuning_Response（NACK）は、無線通信装置４００−１からupstream dataを受信した場合、その旨をチャネル終端部１１−１に通知する制御信号である。Tuning_Response(NACK)を含む信号は第２制御信号の一態様である。チャネル終端部１１−１は、Tuning_Response（NACK）を受信すると、波長切替中断を実行する（ステップＳ４０５）。

このように構成されることで、波長切替管理部１１２−ｎｂは、中断条件を利用する場合と比べて、高速に波長切替処理を中断することができる。このため、加入者側装置２００−１に接続される無線端末６００の遅延を抑制することが可能となる。

＜変形例＞
第三実施形態における通信システム１の局側装置１０ｂでは、第二実施形態における波長切替管理部１０２ａの代わりに波長切替管理部１０２ｂを備え、それ以外の点については、局側装置１０ａと同じであってもよい。波長切替管理部１０２ｂが実行する波長切替処理は、第三実施形態と同じ処理である点で第二実施形態における波長切替管理部１０２ａと異なり、それ以外の点については、第二実施形態における波長切替管理部１０２ａと同じである。波長切替管理部１０２ｂは、第２波長切替管理部の一態様である。このように構成されることで、波長切替管理部１０２ｂ及び状態取得部１０３ａを１つ以上のチャネル終端部１１−ｎａで共有できる。これにより、局側装置１０ｂに実装される機能数を削減し、局側装置１０ｂへの投資を抑制することができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…通信システム，１０…局側装置， １１−１…チャネル終端部，１１１−１…信号送受信部， １１２−１…波長切替管理部， １１３−１…状態取得部，１０４…ＤＷＢＡ計算部， ２００−ｍ…加入者側装置， ３０−１…光合分波装置， ３０−２…光合分波装置， ４００−ｍ…無線通信装置， ５００…基地局装置， ６００…無線端末， １０ａ…局側装置， １１−１ａ…チャネル終端部， １０２ａ…波長切替管理部， １０３ａ…状態取得部， １０４ａ…ＤＷＢＡ計算部， １０ｂ…局側装置， １１−１ｂ…チャネル終端部， １１２−１ｂ…波長切替管理部， １０４…ＤＷＢＡ計算部

Claims (7)

1. 通信網によって相互に接続された局側装置と１つ以上の加入者側装置とを備える光通信システムであって、
   前記局側装置は、
   第１信号生成部と第１状態取得部と信号送受信部とを備える１つ以上のチャネル終端部と、
   前記光通信システムによって送受信される情報に基づき、加入者側装置に割当てられる波長、帯域又はその両方を決定する計算部と、
   を備え、
   前記第１状態取得部は、前記チャネル終端部に割当てられている波長に対応する加入者側装置に接続される通信装置と上位装置との通信状態を予測する状態情報を取得し、
   前記第１信号生成部は、前記計算部が決定した結果と前記状態情報に基づき、切替開始時刻と切替先波長とデータ送信許可通知とを含めた第１制御信号を生成し、
   前記信号送受信部は、前記第１制御信号を前記加入者側装置へ送信し、
   前記加入者側装置は、前記第１制御信号に基づき波長切替を実行する、
   光通信システム。
2. 前記局側装置は、
   信号送受信部を備えるチャネル終端部を備え、
   第２信号生成部と、
   波長切替を行う前記加入者側装置に接続される前記通信装置と前記局側装置に接続される前記上位装置との通信状態を予測する状態情報を、取得する第２状態取得部と、
   を更に備え、
   前記第２信号生成部は、前記計算部が決定した決定結果と前記第２状態取得部が取得した前記状態情報に基づいて、前記第１制御信号を前記信号送受信部に出力し、
   前記信号送受信部は、前記第１制御信号を前記チャネル終端部に割当てられている波長に対応する前記加入者側装置へ送信する、
   請求項１に記載の光通信システム。
3. 前記加入者側装置は、前記第１制御信号を受信後、前記通信装置から上りデータ信号を受信すると、上りデータ信号を受信した旨を通知する第２制御信号を、前記チャネル終端部に送信し、
   前記チャネル終端部は、前記第２制御信号に基づいて波長切替処理を中断する、
   請求項１又は２に記載の光通信システム。
4. 通信網によって相互に接続された局側装置と１つ以上の加入者側装置とを備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
   第１信号生成部と第１状態取得部と信号送受信部とを備える１つ以上のチャネル終端部と、
   前記光通信システムによって送受信される情報に基づき、加入者側装置に割当てられる波長、帯域又はその両方を決定する計算部と、
   を備え、
   前記第１状態取得部は、前記チャネル終端部に割当てられている波長に対応する加入者側装置に接続される通信装置と上位装置との通信状態を予測する状態情報を取得し、
   前記第１信号生成部は、前記計算部が決定した結果と前記状態情報に基づき、切替開始時刻と切替先波長とデータ送信許可通知とを含めた第１制御信号を生成し、
   前記信号送受信部は、前記第１制御信号を前記加入者側装置へ送信する、
   局側装置。
5. 第１信号生成部は、波長切替処理が終了又は中断すると計算部に処理結果を出力する請求項４に記載の局側装置。
6. 通信網によって相互に接続された局側装置と１つ以上の加入者側装置とを備える光通信システムが行う光通信方法であって、
   第１信号生成部と第１状態取得部と信号送受信部とを備える１つ以上のチャネル終端部とを備える前記局側装置が、
   前記光通信システムによって送受信される情報に基づき、加入者側装置に割当てられる波長、帯域又はその両方を決定する計算ステップと、
   前記チャネル終端部に割当てられている波長に対応する加入者側装置に接続される通信装置と上位装置との通信状態を予測する状態情報を取得する第１状態取得ステップと、
   前記計算ステップが決定した結果と前記状態情報に基づき、切替開始時刻と切替先波長とデータ送信許可通知とを含めた第１制御信号を生成する第１信号生成ステップと、
   前記第１制御信号を前記加入者側装置へ送信する信号送受信ステップと、
   前記加入者側装置が、前記第１制御信号に基づき波長切替を実行するステップと、
   を有する光通信方法。
7. 通信網によって相互に接続された局側装置と１つ以上の加入者側装置とを備える光通信システムにおける前記局側装置が行う光通信方法であって、
   第１信号生成部と第１状態取得部と信号送受信部とを備える１つ以上のチャネル終端部とを備える前記局側装置が、
   前記光通信システムによって送受信される情報に基づき、加入者側装置に割当てられる波長、帯域又はその両方を決定する計算ステップと、
   前記チャネル終端部に割当てられている波長に対応する加入者側装置に接続される通信装置と上位装置との通信状態を予測する状態情報を取得する第１状態取得部ステップと、
   前記計算ステップが決定した結果と前記状態情報に基づき、切替開始時刻と切替先波長とデータ送信許可通知とを含めた第１制御信号を生成する第１信号生成ステップと、
   前記第１制御信号を前記加入者側装置へ送信する信号送受信ステップと、
   を有する光通信方法。

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