JP5748372B1 - 波長監視方法、波長監視システム、親ノード及び子ノード - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＯＮＵが割り当てどおりの出力光波長で送信する上りバースト信号光がいずれの光送受信器にて受信されるかを表す論理接続関係を参照し、ＯＮＵが送信する上りバースト信号光が論理接続関係と一致する光送受信器で受信されているか判定し、波長の割り当て通りに設定されているかを監視することを目的とする。【解決手段】本発明は、波長監視方法において、子ノードが送信した信号光を、信号光の波長に応じて選択される光送受信器、信号光に予め含まれたフレームから送信元の子ノードを特定する送信元特定手順と、子ノードと当該子ノードが送信する信号光を受信する光送受信器との対応関係を示す論理接続テーブルを参照し、参照結果から送信元特定手順で特定した子ノードの出力した信号光が、対応関係の一致する光送受信器で受信されているかを判定する判定手順と、を順に行う。【選択図】図５

Description

本発明は、光通信システムにおける波長監視方法、波長監視システム、親ノード及び子ノードに関する。

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（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）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：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）が時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を収容し、経済性に優れたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式により提供されている。

ＴＤＭ−ＰＯＮ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ＯＮＵ１０がＯＳＵ１３より通知された送信許可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（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標） ＰＯＮ）、Ｇ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅ ＰＯＮ）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−ＰＯＮ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：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術の適用が検討されている。図２は、ＴＤＭ−ＰＯＮにＷＤＭ技術を組み合わせたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの一例である。各々のＯＮＵ１０は、光ファイバ伝送路１２を介して波長ルーティング部１５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ＯＮＵ１０間で信号の時間的重なりが、ＯＳＵ１３の数まで許される。そのため、ＯＳＵ１３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。

波長ルーティング部１５の端子のうち同一の端子と光ファイバ伝送路１２を介して接続する各ＯＮＵ１０は、同一のＯＳＵ１３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ＯＮＵ１０とＯＳＵ１３との論理接続は不変であり、各ＯＳＵ１３のトラフィック負荷の状態によらず、異なるＯＳＵ１３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、ＯＮＵ１０に搭載する光送信器として機能する波長可変光送信器２１および光受信器として機能する波長可変光受信器２３に波長可変機能を備えた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが提案されている（図３）。この構成では、ＯＮＵ１０における送受信波長の切替により論理接続するＯＳＵ１３をＯＮＵ単位で変更できる。この機能を用いることにより、高負荷状態であるＯＳＵ１３がある時には、低負荷状態であるＯＳＵ１３へトラフィック負荷が分散するようにＯＮＵ１０−ＯＳＵ１３間の論理接続を変更し、高負荷状態であったＯＳＵ１３の通信品質の劣化を防ぐことができる。

また、ＯＳＵ１３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−ＰＯＮ構成ではＯＳＵ１３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一定の通信品質を確保でき、システム帯域の増設のための設備投資を抑えることができる。

Ｓ． Ｋｉｍｕｒａ， "ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｏｐｔｉｃａｌ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋｓ"，" ＯＥＣＣ２０１０， ６Ａ１−１， ２０１０ 吉田 他， "波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける動的波長切替方式の提案"，" ２０１３年電気情報通信学会総合大会， Ｂ−８−３８， ２０１３ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｖ， ２００９ 更科他, "波長掃引方式を用いた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおけるリンクアップ時間の検討"，"２０１３年電気情報通信学会総合大会, Ｂ−８−３５,２０１３

波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおけるＯＮＵ１０の波長切替方式として、非特許文献２では、非特許文献３にて規定されている１０Ｇ−ＥＰＯＮのＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を拡張した方式が提案されている（図４）。提案方式は、複数ＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）周期と同期するＤＷＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）周期内でＯＮＵ１０−ＯＳＵ１３論理接続が固定となるように各ＯＮＵ１０へ下り波長および上り波長を割り当てる動的波長帯域割当に基づくシステムを想定している。

各ＯＳＵ１３は、同一ＤＷＡ周期内ではＤＢＡ周期ごとに実行されるＤＢＡ計算により自らと論理接続する各ＯＮＵ１０へ上りバースト信号光の送信を許可する時間を決定し、決定した送信許可時間を各ＯＮＵ１０へ通知する。

ＯＮＵ１０−ＯＳＵ１３論理接続は、上り方向通信の送信要求帯域量や、上り方向通信または下り方向通信のトラフィック量等に応じてＤＷＡ計算により決定され、ＤＷＡ周期内の最初のＤＢＡ周期において、波長切替対象のＯＮＵ１０宛に波長切替を指示するＧａｔｅフレームが送信される。

波長切替対象ＯＮＵ１０は、送受信波長を、Ｇａｔｅフレーム中に記載された波長切替開始時刻Ｔ_１から、同じくＧａｔｅフレーム中に記載された割当波長に切り替え始め、波長切替完了後に受信する新たな論理接続先のＯＳＵ１３からのＧａｔｅフレームに対して、波長切替完了を報告するＲｅｐｏｒｔフレームを送信する。図４は、ＯＮＵ＃１の論理接続先をＯＳＵ＃１からＯＳＵ＃２へ切り替える場合を例示している。

波長切替対象ＯＮＵ１０では、波長切替を指示するＧａｔｅフレームを処理するＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能部２０や、波長可変光送信器２１内の波長可変デバイスや波長制御部の故障や誤動作等により、波長可変光送信器２１の出力光波長が、波長切替を実行した後に、Ｇａｔｅフレームにて指示された新たな上り波長以外となることが起こりうる。出力光波長が誤設定状態であるＯＮＵ１０が送出する上りバースト信号光は、本来の新たな論理接続先ＯＳＵ以外のＯＳＵにて受信される。

図３中のＯＬＴ１８（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）のようにＯＳＵ１３ごとにＭＡＣ機能部３２を有する場合、ＯＬＴ１８は、波長切替対象ＯＮＵ１０から波長切替完了を報告するＲｅｐｏｒｔフレームが本来の新たな論理接続先ＯＳＵ１３で受信されないことにより、当該ＯＮＵ１０の異常を検知できる。

一方、ＯＬＴ１８が図５中に示すように全ＯＮＵ１０を一元的に管理・制御するＭＡＣ機能部３４を有し、各光送受信器４０からの入力フレームがいずれの光送受信器４０で受信されたかをＭＡＣ機能部３４にて認識しない場合、ＯＬＴ１８は、波長切替対象ＯＮＵ１０が送信する波長切替完了を報告するＲｅｐｏｒｔフレームがいずれかの光送受信器４０で受信されたこと自体は分かるが、Ｒｅｐｏｒｔフレームが本来の新たな論理接続先である光送受信器４０で受信されたか否かは監視できない。

そのため、ＯＮＵ１０の出力光波長が誤設定状態であることを検知できない。この場合、出力光波長が誤設定状態であるＯＮＵ１０は、ＯＬＴ１８より通知された上りバースト信号光の送信許可時間に、誤設定された波長で上りバースト信号光を送出する。

この時、誤設定された波長で送出される上りバースト信号光を受信する光送受信器４０において、出力光波長が誤設定状態であるＯＮＵ１０からの上りバースト信号光が到着する同時刻に、正常動作している他ＯＮＵ１０からの上りバースト信号光が到着することが起こりうる。つまり、１台のＯＮＵ１０における出力光波長の誤設定に起因して上りバースト信号光同士の衝突が発生し、正常動作している他ＯＮＵ１０の通信状態に影響を与えることが起こりうる。

前記課題を解決するために、本発明は、ＯＮＵが割り当てどおりの出力光波長で送信する上りバースト信号光がいずれの光送受信器にて受信されるかを表す論理接続関係を参照し、ＯＮＵが送信する上りバースト信号光が論理接続関係と一致する光送受信器で受信されているか判定を行う。

上記目的を達成するため、本発明では、ＯＬＴにおいて、各ＯＮＵの出力光波長が上り波長の割り当て通りに設定されているかを監視する。

具体的には、本発明に係る波長監視方法は、
複数の子ノードが予め割り当てられた波長の信号光を、光ファイバ伝送路を介して接続された親ノードで内包する複数の光送受信器に送信する子ノード送信手順と、
前記子ノードが送信した前記信号光を、前記信号光の波長に応じて選択される前記光送受信器が受信し、前記信号光に予め含まれたフレームから送信元の子ノードを特定する送信元特定手順と、
前記子ノードと当該子ノードが送信する信号光を受信する光送受信器との対応関係を示す論理接続テーブルを参照し、参照結果から前記送信元特定手順で特定した子ノードの出力した信号光が、対応関係の一致する前記光送受信器で受信されているかを判定する判定手順と、を順に行う。

本発明に係る波長監視方法では、
前記判定手順において前記論理接続テーブルの参照結果による対応関係が不一致である場合、前記親ノードは、フレームの送信元である子ノードへ、信号光の送信を許可する制御指示の通知を停止してもよい。

本発明に係る波長監視方法では、
前記判定手順において前記論理接続テーブルの参照結果による対応関係が不一致である場合、前記親ノードは、フレームの送信元である子ノードの登録を削除してもよい。

本発明に係る波長監視方法では、
前記判定手順において前記論理接続テーブルの参照結果による対応関係が不一致である場合、前記親ノードは、フレームの送信元である子ノードへ波長の切替を指示してもよい。

本発明に係る波長監視方法では、
前記判定手順を行った後で、前記親ノードから前記子ノードへ送出された制御信号に応じて波長を再設定する探索手順をさらに有し、
前記再設定した波長の信号光を前記親ノードが受信するまで波長の再設定を繰り返してもよい。

具体的には、本発明に係る波長監視システムは、
予め割り当てられた波長の信号光を、光ファイバ伝送路を介して接続された親ノードで内包する複数の光送受信器に複数の子ノードが送信する波長監視システムであって、
前記親ノードは、
前記子ノードが送信した前記信号光を、前記信号光の波長に応じて選択される前記光送受信器が受信した前記信号光に予め含まれたフレームから送信元の子ノードを特定する送信元特定部と、
前記子ノードと、当該子ノードが送信する信号光を受信する光送受信器との対応関係を示す論理接続テーブルを参照し、参照結果から前記送信元特定部で特定した子ノードの出力した信号光が、対応関係の一致する前記光送受信器で受信されているかを判定する判定部と、を備える。

具体的には、本発明に係る親ノードは、
光ファイバ伝送路を介して接続された複数の子ノードが予め割り当てられた波長で送信した信号光を受信する複数の光送受信器と、
前記信号光の波長に応じて選択される前記光送受信器が受信した前記信号光に予め含まれたフレームから送信元の子ノードを特定する送信元特定部と、
前記子ノードと、当該子ノードが送信する信号光を受信する光送受信器との対応関係を示す論理接続テーブルを参照し、参照結果から前記送信元特定部で特定した子ノードの出力した信号光が、対応関係の一致する前記光送受信器で受信されているかを判定する判定部と、を備える。

具体的には、本発明に係る子ノードは、
波長監視システムに用いられる子ノードであって、
光ファイバ伝送路を介して接続された親ノードが内包する複数の光送受信器に対し、外部からの制御指示に応じて予め割り当てられた波長の信号光を送信する。

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、ＯＮＵが割り当てどおりの出力光波長で送信する上りバースト信号光がいずれの光送受信器にて受信されるかを表す論理接続関係を参照し、ＯＮＵが送信する上りバースト信号光が論理接続関係と一致する光送受信器で受信されているか判定を行うことができる。

ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す一例である。 ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す一例である。 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける波長切替方式を示すタイミングチャートの一例である。 本実施形態に係る波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す一例である。 本実施形態に係る波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す一例である。 本実施形態に係る波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す一例である。 波長ルーティング部の入出力特性（下り波長）を示す表の一例である。 波長ルーティング部の入出力特性（上り波長）を示す表の一例である。 本実施形態に係るコヒーレントを用いた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す一例である。 本実施形態に係るＯＬＴの構成を示す一例である。 本実施形態に係る波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける動的波長帯域割当方式を示すタイミングチャートの一例である。 本実施形態に係るＯＮＵが波長誤設定状態から回復を示す第１のタイミングチャートの一例である。 本実施形態に係るＯＮＵが波長誤設定状態から回復を示す第２のタイミングチャートの一例である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。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、波長監視システムは、親ノード及び複数の子ノードを備え、親ノードは、送信元特定部及び判定部を備える。波長監視方法は、子ノード送信手順と送信元特定手順と判定手順と探索手順、を順に行う。

図５に示す本実施形態では、ＯＮＵ１０がＯＬＴ１８から割り当てられた上り波長で上りバースト信号光を送信する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのＯＬＴ１８において、ＯＮＵ１０が送信する上りバースト信号光をＯＬＴ１８が備える複数の光送受信器４０のうちの１台が受信する。

本実施形態に係る波長監視方法は、上りバースト信号光を受信したＯＬＴ１８は、ＯＮＵ１０が割り当て通りの出力光波長で送信する上りバースト信号光がいずれの光送受信器４０にて受信されるかを表す論理接続テーブルの論理接続関係を参照して、ＯＮＵ１０が送信する上りバースト信号光が論理接続関係と一致する光送受信器４０で受信されているかを判定することにより、ＯＮＵ１０の出力光波長が割り当て通りに設定されていることを監視する。例えば、本実施形態に係る波長監視方法では、判定手順が論理接続テーブルの論理接続関係を参照し、ＯＬＴ１８で受信した上りバースト信号光との論理接続関係を判定してもよい。

本実施形態における波長監視方法は図５の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ―ＰＯＮ構成に適用される。なお、本実施形態における波長監視方法が適用される波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ―ＰＯＮ構成は図５に限らず、例えば、図６に示す、ＯＮＵ１０とＯＬＴ１８との間に、ＡＷＧや薄膜フィルタなどの波長ルーティング手段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部２６及び光合分波部２７とが配置された構成へ適用することも可能である。

ＯＬＴ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として機能する波長ルーティング部３６をＯＮＵ１０とＯＬＴ１８との間に配置した図７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としては、波長周回性を有し入出力特性が図８および図９で表わされるＮ×Ｍ ＡＷＧなどがこれにあたる。

図５の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、光送受信器４０＃１〜＃Ｍ（Ｍは１以上の整数）を備え、波長λ_Ｄ＿１〜λ_Ｄ＿Ｍである下り信号光を送出し、波長λ_Ｕ＿１〜λ_Ｕ＿Ｍである上りバースト信号光が入力されるＯＬＴ１８が、λ_Ｄ＿１〜λ_Ｄ＿Ｍ、λ_Ｕ＿１〜λ_Ｕ＿Ｍから１つずつの波長をそれぞれ下り波長と上り波長としてＯＬＴ１８から割り当てられる複数のＯＮＵ１０と、光ファイバ伝送路１２を介して接続されている。

ＯＬＴ１８内の各光送受信器４０は、光送受信器４０ごとに相異なる波長である下り信号光を送出し、各光送受信器４０からの下り信号光は、光合分波部２７により波長多重された後、光ファイバ伝送路１２へ出力される。光合分波部２７としては、光ファイバまたはＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等により作成された光カプラなどがこれにあたる。

ＯＮＵ１０内の波長可変光受信器２３は、入力される波長多重信号光の中から、ＯＬＴ１８から割り当てられている下り波長である下り信号光を選択的に受信する。図５のように、ＰＩＮ−ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）やＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）などの受光器２４の前段に波長選択部として機能する波長可変フィルタ２５を配置し、割り当てられた下り波長に応じて波長選択部の透過波長を変化させることにより、所望の波長の下り信号光を選択的に受信することができる。各ＯＮＵ１０は、ＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）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、ＯＮＵ１０は、波長λ_Ｕ＿１〜λ_Ｕ＿Ｍの信号光を間欠的に送信可能な波長可変光送信器２１を備え、ＯＬＴ１８から割り当てられている上り波長で、ＯＬＴ１８から通知された送信許可時間内に上りバースト信号光を送信する。ＯＬＴ１８から通知される送信許可時間は、同じ上り波長を割り当てられている異なるＯＮＵ１０からのバースト信号光同士が衝突しないように、ＯＬＴ１８が記憶している各ＯＮＵ１０との間でのフレーム往復伝搬時間（ＲＴＴ：Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を考慮して決定される。

波長可変光送信器２１として、分布帰還型（ＤＦＢ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）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や、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、外部からの制御信号により発光するレーザを切り替える高速波長切替が可能な構成がこれにあたる。

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：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）変調器、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）変調器などを用いて外部変調する構成も可能である。

波長可変光源としては、出力光波長が異なる連続光（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーザをアレイ状に配置し、外部からの制御信号により出力光波長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：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザや外部共振器型レーザなどを波長可変光源として用いることも可能である。

光ファイバ伝送路１２を伝送された上りバースト信号光は、光合分波部２７で分岐された後、各々異なる波長の上りバースト信号光を選択的に受信する光送受信器４０＃１〜＃Ｍへ入力される。図５のように、バースト信号対応のＰＩＮ―ＰＤやＡＰＤなどの受光器２４の前段に透過波長が光送受信器４０ごとに相異なる波長フィルタ３０を配置することにより、各光送受信器４０で相異なる波長の上りバースト信号光を選択的に受信することができる。ここで、各ＯＮＵ１０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めた上りバースト信号光を送出することで、ＯＬＴ１８における送信元特定部は、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ＯＮＵ１０を特定することができる。

図１０に示すように、ＯＮＵ１０内の光受信器として機能する波長可変光受信器２３およびＯＬＴ内の光受信器２９として、コヒーレント受信器４５、４７を用いることも可能である。この場合、ＯＮＵ１０内の局発光源４４の出力光波長は、割り当てられている下り信号光の波長近傍に設定される。一方、ＯＬＴ１８内の局発光源４６の出力光波長は、光送受信器４０ごとに相異なるように、λ_Ｕ＿１〜λ_Ｕ＿Ｍのいずれか１つの波長の近傍に設定される。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１２中での許容損失や各光送受信器４０と接続する光合分波部２７における許容損失を増大できる。

光ファイバ伝送路１２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、各光送受信器４０と接続する光合分波部２７において許容される分岐損失の増大により光送受信器数を拡大できるため、システム総帯域を拡張できる。更には、コヒーレント受信の適用により波長フィルタとして機能する波長可変フィルタ２５および波長フィルタ３０が不要となるため、波長フィルタの特性に制限されずに隣接波長間隔を狭窄化することも可能である。

以下に、図１１に示す本実施形態における波長監視方法を説明する。本実施形態では、ＯＬＴ１８内に、各ＯＮＵ１０の出力光波長が上り波長の割り当て通りに設定されているかを監視する論理接続監視部５１を備える。論理接続監視部５１は、動的波長割当計算により決定されるＯＬＴ１８内の各光送受信器４０と各ＯＮＵ１０との論理接続テーブルに示す論理接続関係を把握している。論理接続関係は、ＯＮＵ１０が割り当て通りの出力光波長で送信する上りバースト信号光がいずれの光送受信器４０にて受信されるかを表す。

判定部として機能する論理接続監視部５１は、把握している論理接続テーブルに示す論理接続関係を参照して、入力される上りフレームの送信元であるＯＮＵ１０が送信する上りバースト信号光が論理接続関係と一致する光送受信器４０で受信されているかを判定する。上りフレームが送信元ＯＮＵ１０と本来論理接続する光送受信器４０と異なる光送受信器４０から入力された場合に、論理接続監視部５１は送信元ＯＮＵ１０の出力光波長が誤って設定されていると認識する。

フレームの送信元ＯＮＵ１０は、例えば、ＬＬＩＤ等により特定できる。ここで、子ノード送信手順において、ＯＮＵ１０は、上りバースト信号光を送信し、送信元特定手順が、フレームの送信元ＯＮＵ１０を特定してもよい。ＯＬＴ１８の構成例を図１１に示す。図１１では、論理接続監視部５１が、ＭＡＣ機能部３４内に配置され、各光送受信器４０と各ＯＮＵ１０との論理接続テーブルに示す論理接続関係を決定する動的波長割当計算を実行する動的波長帯域割当制御部５５と接続している。

動的波長割当計算は、固定時間間隔で周期的に実行されても、トラフィック状況等をトリガーに不定期に実行されてもよい。また、図１２に示す動的波長帯域割当方式のように、帯域割当周期ごとに、動的波長割当計算を実行し、波長切替対象ＯＮＵ１０が、波長切替を実行した後に、次の帯域割当周期にＯＬＴ１８に到着するように、新たな割当波長で上りバースト信号光を送信する場合にも適用できる。この場合、ＯＮＵ１０内に搭載する波長可変デバイスの波長切替に要する時間は、帯域割当周期と比べて十分に短い。

ＯＮＵ１０の出力光波長の誤設定を認識した場合、ＭＡＣ機能部３４は、出力光波長が誤設定状態であるＯＮＵ１０へは上りバースト信号光の送信許可時間を割り当てず、以降、当該ＯＮＵ１０が、誤設定された波長で上りバースト信号光を送出することは起こらない。この結果、誤設定された波長で送出される上りバースト信号光を受信する光送受信器４０において、出力光波長が誤設定状態であるＯＮＵ１０からの上りバースト信号光が到着する同時刻に、正常動作している他ＯＮＵ１０からの上りバースト信号光が到着することを回避できる。

つまり、１台のＯＮＵ１０における出力光波長の誤設定に起因して上りバースト信号光同士の衝突が発生し、正常動作している他ＯＮＵ１０の通信状態に影響を与えることを回避できる。出力光波長が誤設定状態であるＯＮＵ１０が上りバースト信号光の送信を再開するためには、波長誤設定状態から回復する必要がある。この方法として、ＯＬＴ１８側で予め登録されているＯＮＵ１０の接続情報を削除した上で探索手順であるディスカバリ手順を再実行する過程で、波長を再設定する方法が考えられる。

この時、例えば、ＯＮＵ１０が一定時間以上に渡って上りバースト信号光の送信許可時間が割り当てられていないことを検知した場合に、ＯＬＴ１８との接続情報を削除し、ディスカバリ手順を再実行する機能を、ＯＮＵ１０内のＭＡＣ機能部３４に実装しておく必要がある。

波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける探索手順であるディスカバリ手順では、未登録ＯＮＵ１０の登録処理を開始するために、ＯＮＵ１０の受信波長が、未登録ＯＮＵ１０に対して登録要求を送信する旨を指示する探索信号の波長と一致していることが要求される。しかし、未登録ＯＮＵ１０が受信波長を下り波長帯域の全範囲に渡って周期的に掃引する関連技術に係る波長掃引方式（例えば、非特許文献４、参照。）により、未登録ＯＮＵ１０が受信波長を下り波長のうちの少なくとも１波長にて送信される探索信号の波長と一致させ、ＯＬＴ１８への登録処理を開始できる。

探索手順であるディスカバリ手順では、未登録ＯＮＵ１０は、光送信器の出力光波長を探索信号または探索信号とは別の制御信号で通知される割当波長に設定し、ＯＬＴ１８は、ディスカバリ手順の過程で、未登録ＯＮＵ１０から送信された割当波長通りの上りバースト信号光を受信することにより、未登録ＯＮＵ１０の出力光波長が正しく設定されていることを確認する。

出力光波長が誤設定状態であるＯＮＵ１０は、ディスカバリ手順の過程で波長を再設定することにより、波長誤設定状態から脱し、ディスカバリ手順の完了後に信号の送受信を再開できる。図１３は、下り上り波長を（λ_Ｄ＿１，λ_Ｕ＿１）から（λ_Ｄ＿２，λ_Ｕ＿２）に切り替える際に出力光波長がλ_Ｕ＿３に誤設定されたＯＮＵ１０が、ディスカバリ手順を経て、波長誤設定状態から回復する様子を示している。

図１３では、一定時間以上に渡って上りバースト信号光の送信許可時間が割り当てられていないことを検知したＯＮＵ１０が、下り波長の掃引を開始し、波長λ_Ｄ＿１である探索信号で通知された上り方向通信の割当波長λ_Ｕ＿１に出力光波長を再設定した後に、再度受信する探索信号に対して登録要求である登録要求信号を波長λ_Ｕ＿１で送信することにより、出力光波長が誤って設定されていたＯＮＵ１０は、波長誤設定状態から脱し、ディスカバリ手順の完了後に信号の送受信の再開が可能となる。

ＯＬＴ１８が波長可変光送信器２１の出力光波長を通知する探索信号または探索信号とは別の制御信号にて通知する割当波長が特定の波長である場合は、出力光波長を当該波長へ正しく設定できないＯＮＵ１０は信号の送受信を再開できないが、ＯＬＴ１８が、異なる波長可変光送信器２１の出力光波長を通知する探索信号または探索信号とは別の制御信号を、同タイミングまたは順に送信することにより、波長誤設定状態であったＯＮＵ１０は、波長可変光送信器２１の出力光波長を、少なくとも１波長に波長を正しく設定できれば、信号の送受信が可能となる。

ＯＮＵ１０内のＭＡＣ機能部３４や、波長可変光送信器２１内の波長可変デバイスや波長制御部が故障しており、出力光波長を割り当て通りの波長に再設定できない場合には、ＯＬＴ１８への再登録が完了しないために、当該ＯＮＵ１０は信号の送受信を再開できず、正常動作している他ＯＮＵ１０の通信状態に影響を与えることはない。

出力光波長が誤設定状態であるＯＮＵ１０が波長誤設定状態から回復する別の方法として、ＯＬＴ１８内のＭＡＣ機能部３４が、当該ＯＮＵ１０へ波長切替を指示する方法が考えられる。波長切替指示に従って波長を再設定することにより、上り波長が誤設定されていたＯＮＵ１０は、波長誤設定状態から回復することができる。

ＯＬＴ１８は、新たな割当波長通りの上りバースト信号光を受信することにより、当該ＯＮＵ１０が波長誤設定状態から脱したことを確認し、上りバースト信号光の送信許可時間の割り当てを再開する。図１４は、下り上り波長を（λ_Ｄ＿１，λ_Ｕ＿１）から（λ_Ｄ＿２，λ_Ｕ＿２）に切り替える際に出力光波長がλ_Ｕ＿３に誤設定されたＯＮＵ１０が、出力光波長をλ_Ｕ＿３からλ_Ｕ＿１に切り替える再度の波長切替を経て、波長誤設定状態から回復する様子を示している。

ＯＬＴ１８が波長切替を指示した後も、新たな割当波長通りの上りバースト信号光の受信がＯＬＴ１８にて確認できない時は、更に他の上り波長への切替を指示し、いずれの上り波長を割り当てた場合においても上りバースト信号光が受信されないことを確認するまで波長切替を繰り返すことも可能である。これにより、波長誤設定状態であったＯＮＵ１０は、波長可変光送信器２１の出力光波長を、少なくとも１波長に波長を正しく設定できれば、信号の送受信が可能となる。なお、探索手順は、判定手順において信号光の送信を許可する制御指示の通知を停止し又は、フレームの送信元である子ノードの登録を削除し又は、フレームの送信元である子ノードへ波長の切替を指示した後で、探索手順を繰り返してもよい。

ＯＮＵ１０内のＭＡＣ機能部３４や、波長可変光送信器２１内の波長可変デバイスや波長制御部が故障しており、出力光波長を割り当て通りの波長に再設定できない場合には、上りバースト信号光の送信許可時間の割り当てが再開されないために、当該ＯＮＵ１０は信号の送受信を再開できず、正常動作している他ＯＮＵ１０の通信状態に影響を与えることはない。

図１３、図１４は波長切替の際に出力光波長の誤設定が発生した場合であるが、本実施形態における波長監視方法を用いて、波長切替に関係なくＯＮＵ１０の波長誤設定が発生した場合においても、ＯＬＴ１８内の論理接続監視部５１は送信元ＯＮＵ１０の出力光波長が誤って設定されていることを認識できる。

この場合においても、ＭＡＣ機能部３４が上り波長が誤設定状態であるＯＮＵ１０へ上りバースト信号光の送信許可時間を割り当てないことにより、１台のＯＮＵ１０における出力光波長の誤設定に起因して上りバースト信号光同士の衝突が発生し、正常動作している他ＯＮＵ１０の通信状態に影響を与えることを回避できる。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１０：ＯＮＵ
１１、１４、２６、２７：光合分波部
１２：光ファイバ伝送路
１３：ＯＳＵ
１５、１６、３６：波長ルーティング部
１８：ＯＬＴ
２０、３２、３４：ＭＡＣ機能部
２１、４１：波長可変光送信器
２２、２８：波長合分波部
２３：波長可変光受信器
２４：受光器
２５：波長可変フィルタ
２９、３５、３７：光受信器
３０：波長フィルタ
３１：受光器
３３：光送信器
４０：光送受信器
４４、４６：局発光源
４５、４７：コヒーレント受信器
５１：論理接続監視部
５２：制御フレームデータ分離部
５３：制御フレームデータ合流部
５４：ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ
５５：動的波長帯域割当制御部
５６：制御フレーム
５７：データフレーム

Claims (7)

1. 複数の子ノードが予め割り当てられた波長の信号光を、光ファイバ伝送路を介して接続された親ノードで内包する複数の光送受信器に送信する子ノード送信手順と、
   前記子ノードが送信した前記信号光を、前記信号光の波長に応じて選択される前記光送受信器が受信し、前記信号光に予め含まれたフレームから送信元の子ノードを特定する送信元特定手順と、
   前記子ノードと当該子ノードが送信する信号光を受信する光送受信器との対応関係を示す論理接続テーブルを参照し、参照結果から前記送信元特定手順で特定した子ノードの出力した信号光が、対応関係の一致する前記光送受信器で受信されているかを判定する判定手順と、を
   順に行うことを特徴とする波長監視方法。
2. 前記判定手順において前記論理接続テーブルの参照結果による対応関係が不一致である場合、前記親ノードは、フレームの送信元である子ノードへ、信号光の送信を許可する制御指示の通知を停止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の波長監視方法。
3. 前記判定手順において前記論理接続テーブルの参照結果による対応関係が不一致である場合、前記親ノードは、フレームの送信元である子ノードの登録を削除する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波長監視方法。
4. 前記判定手順において前記論理接続テーブルの参照結果による対応関係が不一致である場合、前記親ノードは、フレームの送信元である子ノードへ波長の切替を指示する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波長監視方法。
5. 前記判定手順を行った後で、前記親ノードから前記子ノードへ送出された制御信号に応じて波長を再設定する探索手順をさらに有し、
   前記再設定した波長の信号光を前記親ノードが受信するまで波長の再設定を繰り返す
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の波長監視方法。
6. 予め割り当てられた波長の信号光を、光ファイバ伝送路を介して接続された親ノードで内包する複数の光送受信器に複数の子ノードが送信する波長監視システムであって、
   前記親ノードは、
   前記子ノードが送信した前記信号光を、前記信号光の波長に応じて選択される前記光送受信器が受信した前記信号光に予め含まれたフレームから送信元の子ノードを特定する送信元特定部と、
   前記子ノードと、当該子ノードが送信する信号光を受信する光送受信器との対応関係を示す論理接続テーブルを参照し、参照結果から前記送信元特定部で特定した子ノードの出力した信号光が、対応関係の一致する前記光送受信器で受信されているかを判定する判定部と、を
   備えることを特徴とする波長監視システム。
7. 光ファイバ伝送路を介して接続された複数の子ノードが予め割り当てられた波長で送信した信号光を受信する複数の光送受信器と、
   前記信号光の波長に応じて選択される前記光送受信器が受信した前記信号光に予め含まれたフレームから送信元の子ノードを特定する送信元特定部と、
   前記子ノードと、当該子ノードが送信する信号光を受信する光送受信器との対応関係を示す論理接続テーブルを参照し、参照結果から前記送信元特定部で特定した子ノードの出力した信号光が、対応関係の一致する前記光送受信器で受信されているかを判定する判定部と、を
   備えることを特徴とする親ノード。

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