JP5469762B1

JP5469762B1 - 送信タイミング制御方法

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Publication number: JP5469762B1
Application number: JP2013059769A
Authority: JP
Inventors: 慎金子; 智暁吉田; 俊二木村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: JP2014187468A

Abstract

【課題】本発明は、下り通信波長が同一であり、かつ、異なるＯＳＵから送出された下り信号光が、時間的に重なってＯＮＵに入力されることによる受信誤りを回避するため、ＯＳＵを収容するＯＬＴ側にて、下り信号光の送信タイミングを制御することを目的とする。
【解決手段】本発明は、宛先であるＯＮＵが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続するＯＮＵであり、かつ、異なるＯＳＵから送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないように、ＯＬＴ内で下り信号光の送信タイミングを制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける下り信号光の送信タイミング制御方法に関する。

アクセスサービスの高速化に対するニーズの高まりにより、ＦＴＴＨ（ＦｉｂｅｒＴｏＴｈｅＨｏｍｅ）の普及が世界的に進んでいる。ＦＴＴＨサービスの大部分は、１個の収容局側装置（ＯＳＵ：ＯｐｔｉｃａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＵｎｉｔ）が時分割多重（ＴＤＭ：ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により複数の加入者側装置（ＯＮＵ：ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）を収容し、経済性に優れたＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）方式により提供されている。

ＴＤＭ−ＰＯＮ２５０の上り方向通信では、ＯＳＵにおける動的帯域割当計算に基づいてＯＮＵ間でシステム帯域を共有しており、図１に示すように各ＯＮＵ２００がＯＳＵ５１より通知された送信許容時間内のみに間欠的に信号光を送信することにより、信号光同士の衝突を防いでいる。

現在の主力システムは伝送速度がギガビット級であるＧＥ−ＰＯＮ（ＧｉｇａｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ＰＯＮ）、Ｇ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅＰＯＮ）であるが、映像配信サービスの進展に加え、大容量ファイルをアップロード／ダウンロードするアプリケーションの登場などにより、ＰＯＮシステムの更なる大容量化が求められている。

しかしながら、ＴＤＭ−ＰＯＮ２５０では、ラインレートの高速化によりシステム帯域を拡張するため、高速化や波長分散の影響により受信特性が大幅に劣化することに加え、バースト送受信器の経済性が課題となるため、１０ギガを超える大容量化は難しい。

１０ギガ超の大容量化に向けて、波長分割多重（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術の適用が検討されている。図２は、ＴＤＭ−ＰＯＮ２５０にＷＤＭ技術を組み合わせたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの一例である。

各々のＯＮＵ２００は、光ファイバ伝送路を介して波長ルーティング手段２５２のいずれの端子と接続するかに応じて固定的に下り波長および上り波長を割り当てられ、全ＯＮＵ２００間で信号の時間的重なりが、ＯＳＵ５１の数まで許される。そのため、ＯＳＵ５１の増設により、１波長あたりのラインレートを高速化することなく、システム帯域を拡張できる。

波長ルーティング手段２５２の端子のうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続する各ＯＮＵ２００は、同一のＯＳＵ５１と論理的に接続し、上り帯域および下り帯域を共有する。ここで、各ＯＮＵ２００とＯＳＵ５１との論理接続は不変であり、上位ＮＷからＯＬＴ１００（ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ）に入力される下りフレームは、各ＯＳＵ５１のトラフィック負荷の状態によらず、フレームの宛先であるＯＮＵ２００が論理接続するＯＳＵ５１へ固定的に振り分けられるため、異なるＯＳＵ５１間でトラフィック負荷を分散することはできない。

これに対して、非特許文献１では、ＯＬＴ１００内のＯＳＵ５１に搭載する光送信器および光受信器に波長可変機能を備えた波長可変光送信器２４及び波長可変光受信器２３を適用する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２５１が提案されている（図３）。

ＯＮＵ２００とＯＳＵ５１との間には、アレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ：ＡｒｒａｙｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅＧｒａｔｉｎｇ）または薄膜フィルタなどの波長ルーティング手段２５２と光ファイバまたはＰＬＣ（ＰｌａｎａｒＬｉｇｈｔｗａｖｅＣｉｒｃｕｉｔ）などにより作成された光カプラなどの光合分波手段とが配置されている。

この構成では、ＯＳＵ５１における送受信波長の切替によりＯＮＵ単位で論理接続するＯＳＵ５１を変更できるため、上位ＮＷからＯＬＴ１００に入力される下りフレームの振り分け先であるＯＳＵ５１を各ＯＳＵ５１のトラフィック負荷の状態に応じてＯＮＵ単位で変更することが可能である。よって、高負荷状態であるＯＳＵ５１がある時には、低負荷状態であるＯＳＵ５１へトラフィック負荷が分散するようにＯＮＵ２００−ＯＳＵ５１間の論理接続を変更することにより、高負荷状態であったＯＳＵ５１の通信品質の劣化を防ぐことができる。

また、ＯＳＵ５１の高負荷状態が定常的に発生する場合、図２のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成では一定の通信品質を確保するためにはシステム帯域の増設が必要となるが、図３の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２５１構成ではＯＳＵ５１間でトラフィック負荷の分散を図ってシステム全体の帯域を有効に活用することによりシステム帯域の増設が不要となるため、設備投資を抑えることができる。

Ｋ．Ｈａｒａ，ｅｔａｌ．， "Ｆｌｅｘｉｂｌｅｌｏａｄｂａｌａｎｃｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｕｓｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｂａｎｄｗｉｄｔｈａｌｌｏｃａｔｉｏｎ（ＤＷＢＡ）ｔｏｗａｒｄ１００Ｇｂｉｔ／ｓ−ｃｌａｓｓ−ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ" ＥＣＯＣ２０１０，Ｔｕ．３．Ｂ．２，２０１０Ｈ．Ｎａｋａｍｕｒａ，ｅｔａｌ．， "４０Ｇｂｉｔ／ｓ−ｃｌａｓｓ−λ−ｔｕｎａｂｌｅＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮｕｓｉｎｇＴｕｎａｂｌｅＢ−ＴｘａｎｄＣｙｃｌｉｃＡＷＧＲｏｕｔｅｒｆｏｒＦｌｅｘｉｂｌｅＰｈｏｔｏｎｉｃＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋｓ" ＥＣＯＣ２０１２，Ｔｕ．４．Ｂ．３，２０１２

図３の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２５１構成では、ＯＮＵ単位でＯＮＵ２００−ＯＳＵ５１間の論理接続が変更されるため、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子＃１〜＃Ｎ（Ｎは２以上の整数）のうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００が異なるＯＳＵ５１と論理接続する。よって、図４のように、同じ光ファイバ伝送路側端子＃ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）と接続するＯＮＵ２００＃ｎ−１〜＃ｎ−Ｋ（Ｋは２以上の整数）宛の下り信号光が複数のＯＳＵ５１から時間的に重なって送出される可能性がある。

この場合、異なるＯＮＵ２００を宛先とする同じ波長の下り信号光同士が衝突するため、ＯＮＵ２００では信号を正しく受信することができない。そのため、同じ光ファイバ伝送路側端子と接続するＯＮＵ宛の下り信号光を複数のＯＳＵ５１が時間的に重なって送出しないように下り信号光の送信タイミングを制御する機構がＯＬＴ１００内に新たに必要となる。

波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２５１としては、非特許文献２にて、光送受信器側端子＃１〜＃Ｍ（Ｍは２以上の整数）および光ファイバ伝送路側端子＃１〜＃Ｎ（Ｎは２以上の整数）を有する波長ルーティング手段２５２をＯＮＵ２００とＯＳＵ５１との間に配置した図５のような構成も検討されている。

波長ルーティング手段２５２は、入力光を波長に応じて決定される１個の端子から出力する波長振り分け機能を備える。しかし、図５の構成においても、同じ光ファイバ伝送路側端子と接続するＯＮＵ２００宛の下り信号光を複数のＯＳＵ５１が時間的に重なって送出しないように下り信号光の送信タイミングを制御する機構がＯＬＴ１００内に新たに必要となる。

前記課題を解決するために、本発明は、下り通信波長が同一であり、かつ、異なるＯＳＵから送出された下り信号光が、時間的に重なってＯＮＵに入力されることによる受信誤りを回避するために、ＯＳＵを収容するＯＬＴ側にて、下り信号光の送信タイミングを制御することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、宛先であるＯＮＵが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続するＯＮＵである下り信号光であり、かつ、異なるＯＳＵから送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないように、ＯＬＴ内で下り信号光の送信タイミングを制御する。

具体的には、本発明に係る下りフレーム送信タイミング制御方法は、
複数の子ノードと、
フレーム振り分け部が前記複数の子ノードへの下りフレームを光送信器に振り分け、光送信器が下りフレームを前記子ノードに送信する親ノードと、
前記親ノードから送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、前記子ノードと光ファイバ伝送路を介して複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つの端子が接続され、前記光送受信器側端子より入力された下りフレームを当該下りフレームの波長に応じた前記光ファイバ伝送路側端子に出力する波長ルーティング手段と、
を備えるＰＯＮシステムの下りフレーム送信タイミング制御方法であって、
前記フレーム振り分け部が前記光送信器へ下りフレームを振り分ける際に、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整するタイミング調整手順を有する。

具体的には、本発明に係るＰＯＮシステムは、
複数の子ノードと、
フレーム振り分け部が前記複数の子ノードへの下りフレームを光送信器に振り分け、前記光送信器が下りフレームを前記子ノードに送信する親ノードと、
前記親ノードから送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、前記子ノードが光ファイバ伝送路を介して複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つの端子と接続され、前記光送受信器側端子より入力された下りフレームを当該下りフレームの波長に応じた前記光ファイバ伝送路側端子に出力する波長ルーティング手段と、
を備えるＰＯＮシステムであって、
前記フレーム振り分け部が前記光送信器へ下りフレームを振り分ける際に、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整するタイミング調整機能を有する。

本発明の送信タイミング制御方法は、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光送信器から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。

本発明の送信タイミング制御方法は、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光送信器に入力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。

本発明の送信タイミング制御方法は、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記フレーム振り分け部から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。

本発明の送信タイミング制御方法は、
前記親ノードは、入力された下りフレームを振り分け先の前記光送信器ごとに蓄積するタイミング調整用バッファをさらに備え、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが、異なる前記タイミング調整用バッファから出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。

本発明の送信タイミング制御方法は、
前記親ノードは、前記タイミング調整用バッファの出力タイミングを調整する吐き出し制御部をさらに備え、
前記タイミング調整手順において、前記吐き出し制御部は、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームを、異なる前記タイミング調整用バッファから、異なる時間に出力させてもよい。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、下り通信波長が同一であり、かつ、異なるＯＳＵから送出された下り信号光が、時間的に重なってＯＮＵに入力されることによる受信誤りを回避するため、ＯＳＵを収容するＯＬＴ側にて、下り信号光の送信タイミングを制御することができる。

本発明に関連するＴＤＭ−ＰＯＮの構成を説明する図である。本発明に関連するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を説明する図である。本発明に関連する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を説明する図である。本発明に関連する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける下り信号光の衝突を説明する図である。本発明に関連する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を説明する図である。実施形態に係る波長ルーティング手段の入出力特性（下り波長）を説明する図である。実施形態に係る波長ルーティング手段の入出力特性（上り波長）を説明する図である。本発明に係る波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を説明する図である。第１の実施形態におけるＭ台のバッファ読み出し部が相互に連携して下りフレームを振り分けるフレーム振り分け部の構成を説明する図である。第１の実施形態における統合制御部がＭ台のバッファ読み出し部に読み出しの指示をして下りフレームを振り分けるフレーム振り分け部の構成を説明する図である。第２の実施形態におけるＭ台のバッファ読み出し部に一対一で接続されたタイミング調整用バッファの吐き出し制御部が相互に連携して下りフレームを振り分けるフレーム振り分け部の構成を説明する図である。第２の実施形態に係るフレーム振り分け部の構成を説明する図である。第３の実施形態に係るフレーム振り分け部およびＯＳＵの構成を説明する図である。第３の実施形態に係るフレーム振り分け部およびＯＳＵの構成を説明する図である。

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

本実施形態に係るＰＯＮシステムは、複数の子ノードと親ノードと波長ルーティング手段を備える。子ノードはＯＮＵ２００として機能し、親ノードはＯＬＴ１００として機能する。波長ルーティング手段２５２は、光送受信器側端子と光ファイバ伝送路側端子を備える。親ノードは、フレーム振り分け部３０と、光送信器とを備える。光送信器はＯＳＵ５１内に含まれる。ＯＬＴ１００から送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、ＯＮＵ２００は光ファイバ伝送路を介して光ファイバ伝送路側端子と接続される。光送受信器側端子に入力された下りフレームは当該下りフレームの宛先の波長に応じた光ファイバ伝送路側端子に出力される。

本実施形態に係る送信タイミング制御方法は、タイミング調整手順を有する。タイミング調整手順では、フレーム振り分け部３０がＯＳＵ５１へ下りフレームを振り分ける。このとき、所定の下りフレームについては光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームをＯＳＵ５１に振り分けるタイミングを調整する。所定の下りフレームは、宛先であるＯＮＵ２００が同一の光ファイバ伝送路側端子と接続されるＯＮＵ２００である下りフレームでありかつ振り分け先のＯＳＵ５１が異なる下りフレームである。

親ノードであるＯＬＴ１００内のフレーム振り分け部３０が子ノードであるＯＮＵ２００への下りフレームを光送信器を有するＯＬＴ１００内のＯＳＵ５１に振り分け、宛先であるＯＮＵ２００が同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続するＯＮＵ２００である下りフレームでありかつ振り分け先のＯＳＵ５１が異なる下りフレームが光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるようにＯＳＵ５１が下りフレームをＯＮＵ２００に送信する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、ＯＮＵ２００とＯＳＵ５１との間に波長ルーティング手段２５２が配置され、ＯＮＵ２００内に波長フィルタ等の波長選択手段を具備しない波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２５１において、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子のうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００を宛先とする、異なるＯＳＵ５１から送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないように、ＯＬＴ１００内で下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法である。

本実施形態における下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法を図３の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２５１構成を例に説明する。この構成では、ＯＮＵ２００とＯＳＵ５１との間には、ＡＷＧまたは薄膜フィルタなどの波長ルーティング手段２５２と光ファイバまたはＰＬＣなどにより作成された光カプラなどの光合分波手段とが配置されている。

なお、本実施形態における下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法を適用する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２５１構成は図３に限らず、光送受信器側端子＃１〜＃Ｍ（Ｍは２以上の整数）および光ファイバ伝送路側端子＃１〜＃Ｎ（Ｎは２以上の整数）を有し、入力光を波長に応じて決定される１個の端子から出力する波長振り分け機能を備えた波長ルーティング手段２５２をＯＮＵ２００とＯＳＵ５１との間に配置した図５のような構成などへの適用も可能である。

波長ルーティング手段２５２としては、波長周回性を有し入出力特性が図６及び図７で表わされるＮ×ＭＡＷＧなどがこれにあたる。

図４の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２５１では、下り方向通信用に、各ＯＳＵ５１は、波長λ_Ｄ＿１〜λ_Ｄ＿Ｎを出力可能な波長可変光送信器２４を備える。波長可変光送信器２４は、入力される下りフレームの宛先であるＯＮＵ２００が光ファイバ伝送路を介して波長ルーティング手段２５２のいずれの光ファイバ伝送路側端子と接続するかに応じてフレーム単位で出力光波長を変化させる。各々の波長可変光送信器２４からの下り信号光は、光合分波手段により多重された後、波長ルーティング手段２５２へ入力される。

波長ルーティング手段２５２は、入力される下り信号光を波長に応じて異なる光ファイバ伝送路側端子から複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つを介して光ファイバ伝送路へ出力する。波長可変光送信器２４には、フレーム単位での出力波長の切替を実現する高速な波長可変性が要求され、例えば、非特許文献２内に記載されているような、出力光波長が異なる直接変調レーザをアレイ状に配置し、バイアス電流のスイッチングにより発光するレーザを切り替える構成がこれにあたる。

また、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ：ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＧｒａｔｉｎｇ）レーザや外部共振器型レーザなどの波長可変光源からの出力光を、半導体や二オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）を材料とするマッハツェンダー型変調器、電界吸収型（ＥＡ：ＥｌｅｃｔｒｏＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）変調器、半導体光増幅器（ＳＯＡ：ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＯｐｔｉｃａｌＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）変調器などを用いて外部変調する構成も可能である。

ＯＮＵ２００は、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子のうちの１つと光ファイバ伝送路を介して接続し、接続する端子から出力される下り信号光を光受信器２１にて受信する。光受信器としては、ＰＩＮ−ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）やＡＰＤ（ＡｖａｌａｎｃｈｅＰｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）などがこれにあたる。各ＯＮＵ２００は、ＬＬＩＤ（ＬｏｇｉｃａｌＬｉｎｋＩＤ）等のＯＮＵ識別子を用いて、受信したフレームが自分宛であるかを判断し、受信フレームの取捨選択を行う。

一方、上り方向通信用に、ＯＮＵ２００は、波長λ_Ｕ＿１〜λ_Ｕ＿Ｎのうちの少なくとも１波長を出力可能な光送信器を備え、ＯＬＴ１００から割り当てられている上り波長で、ＯＬＴ１００から通知された送信許容時間内に上り信号光を送信する。ＯＬＴ１００から通知される送信許容時間は、同一のＯＳＵ５１を宛先とする上り信号光同士が衝突しないように、ＯＬＴ１００と各ＯＮＵ２００間でのフレーム往復伝搬時間（ＲＴＴ：ＲｏｕｎｄＴｒｉｐＴｉｍｅ）を考慮して決定される。

ＯＬＴ１００から割り当てられる上り波長は当該ＯＮＵ２００が波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれの端子と光ファイバ伝送路を介して接続するかに応じて異なるが、光送信器に波長可変機能を持たせることにより、異なる光ファイバ伝送路側端子と接続するＯＮＵ２００の品種を単一化し、経済性・保守運用性の向上を図ることができる。

波長可変光送信器としては、ＯＳＵ５１内の波長可変光送信器２４をバースト動作させる構成を用いることができる。また、高速な波長可変性が要求されない場合は、分布帰還型（ＤＦＢ：ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦｅｅｄｂａｃｋ）レーザなどの直接変調レーザの出力光波長を温度制御により変化させる構成も可能である。

光ファイバ伝送路を伝送された上り信号光は、波長ルーティング手段２５２を通じて波長多重された後、光合分波手段で分岐され、ＯＳＵ５１＃１〜＃Ｍへ入力される。各ＯＳＵ５１内の波長可変光受信器は、動的帯域割当情報を参照することにより入力される上り信号光の送信元であるＯＮＵ２００を認識し、当該ＯＮＵ２００が波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれの端子と光ファイバ伝送路を介して接続するかに応じて受信波長を設定し、入力される波長多重信号光の中から所望の上り波長である上り信号光を選択的に受信する。

波長可変光受信器としては、ＰＩＮ―ＰＤやＡＰＤなどの受光器の前段に透過波長を変更できる波長可変フィルタを配置した構成がこれにあたる。ここで、各ＯＮＵ２００が自分に付与されたＬＬＩＤ等のＯＮＵ識別子を送信フレーム内に含む上り信号光を送出することで、ＯＬＴ１００は受信フレーム内のＯＮＵ識別子によりフレームの送信元であるＯＮＵ２００を特定することができる。

ＯＮＵ２００内およびＯＳＵ５１内の光受信器として、図８のように、コヒーレント受信器１６、２７を用いることも可能である。この場合、ＯＮＵ２００内の局発光源２８の出力光波長は、当該ＯＮＵ２００が波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれの端子と光ファイバ伝送路を介して接続するかに応じて、所定の下り波長の近傍に設定される。一方、ＯＳＵ５１内の局発光源２８の出力光波長は、光受信器に入力される上り信号光がいずれのＯＮＵ２００から送信されてくるかに応じて変更される。

高受信感度を特徴とするコヒーレント受信を適用することで、光ファイバ伝送路中や各ＯＳＵ５１と接続する光合分波手段における許容損失を増大できる。光ファイバ伝送路中で許容される伝送損失や分岐損失の増大により、伝送距離の長延化や収容するＯＮＵ数の拡大を図れる。また、各ＯＳＵ５１と接続する光合分波手段で許容される分岐損失の増大によりＯＳＵ数を拡大できるため、システム総帯域を拡張できる。

以下に、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子＃１〜＃Ｎのうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００を宛先とする、異なるＯＳＵ５１から送出された下り信号光が光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないように、ＯＬＴ１００内で下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法を説明する。

ＯＬＴ１００は、ＯＳＵ５１＃１〜＃Ｍと一対一に接続するＯＳＵ側出力端子＃１〜＃Ｍを有し、上位ＮＷからＯＬＴ１００に入力される下りフレームを、フレームの宛先であるＯＮＵ２００が論理接続するＯＳＵ５１と接続するＯＳＵ側出力端子から出力するフレーム振り分け部３０を備える。

フレーム振り分け部３０は、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子＃１〜＃Ｎのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００宛の下りフレームを、複数のＯＳＵ側出力端子が時間的に重なって出力しないように制御する。

フレーム振り分け部３０の構成例を図９に示す。振り分けスイッチ（ＳＷ）３２は、上位ＮＷからＯＬＴ１００に入力される下りフレームを、宛先ＯＮＵ２００ごとに異なるバッファ３３へ出力する。バッファ読み出し部３４＃１〜＃Ｍは、ＯＮＵ−ＯＳＵ論理接続テーブルに従って各バッファ３３から下りフレームを読み出し、一対一に接続されたＯＳＵ側出力端子＃１〜＃Ｍへ出力する。

バッファ読み出し部３４＃ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）は、ＯＳＵ５１＃ｍと論理接続する各ＯＮＵ用のバッファ３３にラウンドロビン方式などにより読み出し順を割り振り、読み出し順に従って下りフレームを読み出す。

各々のバッファ読み出し部３４は、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子＃１〜＃Ｎのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００宛の下りフレームを複数のバッファ読み出し部３４が時間的に重なって読み出さないように連携する。

バッファ読み出し部３４は、読み出しを実行する際に、読み出しを実行するバッファ３３の宛先ＯＮＵ２００が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するＯＮＵ２００宛の下りフレームの読み出しを、フレーム長から換算した所要読み出し時間だけ禁止する旨を、他のバッファ読み出し部３４へ通知する。

バッファ読み出し部３４は、次の読み出し順であるバッファ３３の宛先ＯＮＵ２００が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するＯＮＵ２００宛の下りフレームを他のバッファ読み出し部３４が読み出している間は当該バッファ３３からの読み出しを停止し、いずれのバッファ読み出し部３４も読み出していない場合は読み出しを実行する。

次の読み出し順であるバッファの読み出しが禁止されている時に全バッファ３３からの読み出しを停止する場合、バッファ読み出し部３４からの出力が間欠的になるが、読み出しが禁止されているバッファ３３の読み出し順を飛ばして他のバッファ３３からの読み出しを先行して行うことにより帯域利用効率を向上することも可能である。

また、図９は各バッファ読み出し部３４が読み出し情報を相互に通知し合う構成であるが、各バッファ読み出し部３４と接続し各バッファ読み出し部３４の読み出し状態を把握する統合制御部３５を備え、統合制御部３５が各バッファ読み出し部３４へ読み出しの実行／停止を指示する図１０のような構成でもよい。

上位ＮＷにおけるＯＮＵ識別子とＰＯＮにおけるＯＮＵ識別子が異なる場合は、ＯＬＴ１００内にて識別子変換が必要となるが、識別子変換部をバッファ読み出し部３４より上位ＮＷ側に設けても、バッファ読み出し部３４よりＯＳＵ側もしくはＯＳＵ５１内に設けてもよい。

識別子変換部をバッファ読み出し部３４より上位ＮＷ側に設ける場合、バッファ読み出し部３４はＰＯＮにおけるＯＮＵ識別子とＯＳＵ５１との対応テーブルを参照する。識別子変換部をバッファ読み出し部３４よりＯＳＵ側もしくはＯＳＵ５１内に設ける場合は、バッファ読み出し部３４は上位ＮＷにおけるＯＮＵ識別子とＯＳＵ５１との対応テーブルを参照する。上位ＮＷ，ＰＯＮにおけるＯＮＵ識別子として、ＶＬＡＮ−ＩＤ，ＬＬＩＤ，ＭＡＣアドレス等を用いることが可能である。

上述のフレーム振り分け部３０におけるバッファ３３からの読み出しタイミングの制御により、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００宛の下り信号光を複数のＯＳＵ５１が時間的に重なって送出することが発生せず、フレーム振り分け部３０のＯＳＵ側出力端子からＯＳＵ５１を介して光合分波手段へ至る各経路間での経路長差が無視できる場合、異なるＯＮＵ２００を宛先とする下り信号光同士の衝突によりＯＮＵ２００にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。

フレーム振り分け部３０のＯＳＵ側出力端子からＯＳＵ５１を介して光合分波手段へ至る各経路間に経路長差がある場合であっても、バッファ読み出し部３４が読み出しを停止する時間に経路長差の分に相当する時間以上のマージンを上乗せすることで、異なるＯＮＵ２００を宛先とする下り信号光同士の衝突によりＯＮＵ２００にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、ＯＮＵ２００とＯＳＵ５１との間に波長ルーティング手段２５２が配置され、ＯＮＵ２００内に波長フィルタ等の波長選択手段を具備しない波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２５１において、第１の実施形態と別の構成および方法にて、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００を宛先とする、異なるＯＳＵ５１から送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないようにＯＬＴ１００内で下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法である。

ＯＬＴ１００は、第１の実施形態と同様に、ＯＳＵ５１＃１〜＃Ｍと一対一に接続するＯＳＵ側出力端子＃１〜＃Ｍを有し、上位ＮＷからＯＬＴ１００に入力される下りフレームを、フレームの宛先であるＯＮＵ２００が論理接続するＯＳＵ５１と接続するＯＳＵ側出力端子から出力するフレーム振り分け部３０を備える。

フレーム振り分け部３０の構成例を図１１に示す。振り分けＳＷは、上位ＮＷからＯＬＴ１００に入力される下りフレームを、宛先ＯＮＵ２００ごとに異なるバッファ３３へ出力する。バッファ読み出し部３４＃１〜＃Ｍは、ＯＮＵ−ＯＳＵ論理接続テーブルに従って各バッファ３３から下りフレームを読み出し、一対一に接続されたタイミング調整用バッファ３６＃１〜＃Ｍへ出力する。

各々のタイミング調整用バッファ３６は、ＯＳＵ側出力端子＃１〜＃Ｍと一対一に接続する。各タイミング調整用バッファ３６からの下りフレームの吐き出しを制御する吐き出し制御部３７は、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子＃１〜＃Ｎのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００宛の下りフレームを、複数のタイミング調整用バッファ３６が時間的に重なって吐き出さないように連携する。

吐き出し制御部３７は、吐き出しを実行する際に、吐き出しを実行するフレームの宛先ＯＮＵ２００が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するＯＮＵ２００宛の下りフレームの吐き出しを、フレーム長から換算した所要吐き出し時間だけ禁止する旨を、他の吐き出し制御部３７へ通知する。

バッファ３３への入力順にフレームが吐き出されるＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−ＩｎＦｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）方式でタイミング調整用バッファ３６からの吐き出しが行われる場合、吐き出し制御部３７は、タイミング調整用バッファ３６の先頭に位置するフレームの宛先ＯＮＵ２００を認識し、宛先ＯＮＵ２００が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するＯＮＵ２００宛の下りフレームを他のタイミング調整用バッファ３６が吐き出している間は吐き出しを停止し、いずれのタイミング調整用バッファ３６も吐き出していない場合は吐き出しを実行する。

図１１は各吐き出し制御部３７が吐き出し情報を相互に通知し合う構成であるが、各吐き出し制御部３７と接続し各タイミング調整用バッファ３６からの吐き出し情報を把握する統合制御部３５を備え、統合制御部３５が各吐き出し制御部３７へ吐き出しの実行／停止を指示する図１２のような構成でもよい。

上述のフレーム振り分け部３０におけるタイミング調整用バッファ３６からの吐き出しタイミングの制御により、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００宛の下り信号光を複数のＯＳＵ５１が時間的に重なって送出することが発生せず、フレーム振り分け部３０のＯＳＵ側出力端子からＯＳＵ５１を介して光合分波手段へ至る各経路間での経路長差が無視できる場合、異なるＯＮＵ２００を宛先とする下り信号光同士の衝突によりＯＮＵ２００にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。

フレーム振り分け部３０のＯＳＵ側出力端子からＯＳＵ５１を介して光合分波手段へ至る各経路間に経路長差がある場合であっても、吐き出し制御部３７が吐き出しを停止する時間に経路長差の分に相当する時間以上のマージンを上乗せすることで、異なるＯＮＵ２００を宛先とする下り信号光同士の衝突によりＯＮＵ２００にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。

第３の実施形態は、ＯＮＵ２００とＯＳＵ５１との間に波長ルーティング手段２５２が配置され、ＯＮＵ２００内に波長フィルタ等の波長選択手段を具備しない波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２５１において、第２の実施形態ではフレーム振り分け部３０に含まれるタイミング調整用バッファ３６をＯＳＵ５１内に含む構成により、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００を宛先とする、異なるＯＳＵ５１から送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないようにＯＬＴ１００内で下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法である。

フレーム振り分け部３０は、ＯＳＵ５１＃１〜＃Ｍと一対一に接続するＯＳＵ側出力端子＃１〜＃Ｍを有し、上位ＮＷからＯＬＴ１００に入力される下りフレームを、フレームの宛先であるＯＮＵ２００が論理接続するＯＳＵ５１と接続するＯＳＵ側出力端子から出力する。

各ＯＳＵ５１は、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子＃１〜＃Ｎのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００宛の下り信号光を複数のＯＳＵ５１が時間的に重なって送出しないように連携しながら、フレーム振り分け部３０のＯＳＵ側出力端子を経て入力される下りフレームを電気／光変換して出力する。

フレーム振り分け部３０およびＯＳＵ５１の構成例を図１３に示す。なお、ＯＳＵ５１内の構成は下り方向通信に関する機能のみを図示した。フレーム振り分け部３０内の振り分けＳＷは、上位ＮＷからＯＬＴ１００に入力される下りフレームを、宛先ＯＮＵごとに異なるバッファ３３へ出力する。

バッファ読み出し部３４＃１〜＃Ｍは、ＯＮＵ−ＯＳＵ論理接続テーブルに従って各バッファ３３から下りフレームを読み出し、一対一に接続されたＯＳＵ側出力端子＃１〜＃Ｍへ出力する。バッファ読み出し部３４＃ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）は、ＯＳＵ５１＃ｍと論理接続する各ＯＮＵ用のバッファ３３にラウンドロビン方式などにより読み出し順を割り振り、読み出し順に従って下りフレームを読み出す。

ＯＳＵ側出力端子を経て各ＯＳＵ５１に入力された下りフレームは、各ＯＳＵ５１が備えるタイミング調整用バッファ３６へ入力される。各タイミング調整用バッファ３６からの下りフレームの吐き出しを制御する吐き出し制御部３７は、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子＃１〜＃Ｎのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００宛の下りフレームを、複数のタイミング調整用バッファ３６が時間的に重なって吐き出さないように連携する。

バッファ３３への入力順にフレームが吐き出されるＦＩＦＯ方式でタイミング調整用バッファ３６からの吐き出しが行われる場合、吐き出し制御部３７は、タイミング調整用バッファ３６の先頭に位置するフレームの宛先ＯＮＵ２００を認識し、宛先ＯＮＵ２００が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するＯＮＵ２００宛の下りフレームを他のタイミング調整用バッファ３６が吐き出している間は吐き出しを停止し、いずれのタイミング調整用バッファ３６も吐き出していない場合は吐き出しを実行する。

図１３は各吐き出し制御部３７が吐き出し情報を相互に通知し合う構成であるが、各吐き出し制御部３７と接続し各タイミング調整用バッファ３６からの吐き出し情報を把握する統合制御部３５を備え、統合制御部３５が各吐き出し制御部３７へ吐き出しの実行／停止を指示する図１４のような構成でもよい。なお、図１４においても図１３と同様に、ＯＳＵ内の構成は下り方向通信に関する機能のみを図示した。

上位ＮＷにおけるＯＮＵ識別子とＰＯＮにおけるＯＮＵ識別子が異なる場合は、ＯＬＴ１００内にて識別子変換が必要となるが、識別子変換部をバッファ読み出し部３４より上位ＮＷ側に設けても、バッファ読み出し部３４よりＯＳＵ側もしくはＯＳＵ５１内に設けてもよい。識別子変換部をバッファ読み出し部３４より上位ＮＷ側に設ける場合、バッファ読み出し部３４はＰＯＮにおけるＯＮＵ識別子とＯＳＵ５１との対応テーブルを参照する。

識別子変換部をバッファ読み出し部３４よりＯＳＵ側もしくはＯＳＵ５１内に設ける場合は、バッファ読み出し部３４は上位ＮＷにおけるＯＮＵ識別子とＯＳＵ５１との対応テーブルを参照する。上位ＮＷ，ＰＯＮにおけるＯＮＵ識別子として、ＶＬＡＮ−ＩＤ，ＬＬＩＤ，ＭＡＣアドレス等を用いることが可能である。

上述の各ＯＳＵ５１内におけるタイミング調整用バッファ３６からの吐き出しタイミングの制御により、波長ルーティング手段２５２の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するＯＮＵ２００宛の下り信号光を複数のＯＳＵ５１が時間的に重なって送出することが発生せず、ＯＳＵ５１から光合分波手段へ至る各経路間での経路長差が無視できる場合、異なるＯＮＵ２００を宛先とする下り信号光同士の衝突によりＯＮＵ２００にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。

ＯＳＵ５１から光合分波手段へ至る各経路間に経路長差がある場合であっても、吐き出し制御部３７が吐き出しを停止する時間に経路長差の分に相当する時間以上のマージンを上乗せすることで、異なるＯＮＵ２００を宛先とする下り信号光同士の衝突によりＯＮＵ２００にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。

本発明の情報通信産業に適用することができる。

１２：波長合分波手段（ＯＮＵ側）
１６：コヒーレント受信器（ＯＳＵ側）
１８：波長可変光送信器（ＯＮＵ側）
２０：光送信機（ＯＮＵ側）
２１：光受信器（ＯＮＵ側）
２２：光受信器（ＯＳＵ側）
２３：波長可変光受信器（ＯＳＵ側）
２４：波長可変光送信器（ＯＳＵ側）
２６：波長合分波手段（ＯＳＵ側）
２７：コヒーレント受信器（ＯＮＵ側）
２８：局発光源
３０：フレーム振り分け部
３１：ＭＵＸ
３２：振り分けスイッチ
３３：バッファ
３４：バッファ読み出し部
３５：統合制御部
３６：タイミング調整用バッファ
３７：吐き出し制御部
５１：ＯＳＵ
１００：ＯＬＴ
２００：ＯＮＵ
２５０：ＴＤＭ−ＰＯＮシステム
２５１：波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステム
２５２：波長ルーティング手段

Claims

複数の子ノードと、
フレーム振り分け部が前記複数の子ノードへの下りフレームを光送信器に振り分け、前記光送信器が下りフレームを前記子ノードに送信する親ノードと、
前記親ノードから送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、前記子ノードと光ファイバ伝送路を介して複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つの端子が接続され、前記光送受信器側端子より入力された下りフレームを当該下りフレームの波長に応じた前記光ファイバ伝送路側端子に出力する波長ルーティング手段と、
を備えるＰＯＮシステムの下りフレーム送信タイミング制御方法であって、
前記フレーム振り分け部が前記光送信器へ下りフレームを振り分ける際に、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整するタイミング調整手順を有することを特徴とする送信タイミング制御方法。
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光送信器から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整することを特徴とする請求項１に記載の送信タイミング制御方法。
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光送信器に入力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整することを特徴とする請求項１に記載の送信タイミング制御方法。
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記フレーム振り分け部から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整することを特徴とする請求項１に記載の送信タイミング制御方法。
前記親ノードは、入力された下りフレームを振り分け先の前記光送信器ごとに蓄積するタイミング調整用バッファをさらに備え、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが、異なる前記タイミング調整用バッファから出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整することを特徴とする請求項３または４に記載の送信タイミング制御方法。
前記親ノードは、前記タイミング調整用バッファの出力タイミングを調整する吐き出し制御部をさらに備え、
前記タイミング調整手順において、前記吐き出し制御部は、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームを、異なる前記タイミング調整用バッファから異なる時間に出力させることを特徴とする請求項５に記載の送信タイミング制御方法。
複数の子ノードと、
フレーム振り分け部が前記複数の子ノードへの下りフレームを光送信器に振り分け、前記光送信器が下りフレームを前記子ノードに送信する親ノードと、
前記親ノードから送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、前記子ノードが光ファイバ伝送路を介して複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つの端子と接続され、前記光送受信器側端子より入力された下りフレームを当該下りフレームの波長に応じた前記光ファイバ伝送路側端子に出力する波長ルーティング手段と、
を備えるＰＯＮシステムであって、
前記フレーム振り分け部が前記光送信器へ下りフレームを振り分ける際に、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整するタイミング調整機能を有することを特徴とするＰＯＮシステム。