JP6043253B2 - 光通信装置及び動的波長割当方法 - Google Patents

光通信装置及び動的波長割当方法 Download PDF

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Description

本発明は、波長多重及び時分割多重を組み合わせたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）における、波長組の割り当て方法に関する。
近年の急速なインターネットの普及に伴い、光加入者システムの大容量化、高度化、経済化が求められている中、それを実現する手段としてＰＯＮの研究が進められている。ＰＯＮとは、光受動素子による光合分波器を用いて、１個の局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）及び伝送路の一部を複数の加入者装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）で共有することにより、経済化を図る光通信システムである。
現在、日本では主に１Ｇｂｐｓの回線容量を最大３２ユーザで時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）によって共有する経済的な光加入者システムの一つであるＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）が導入されている。これにより、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）サービスが現実的な料金で提供されるようになった。
また、より大容量のニーズに対応するため、次世代光加入者システムとして、総帯域が１０Ｇｂｐｓ級である１０Ｇ−ＥＰＯＮの研究が進められており、２００９年に国際標準化が完了した。これは、送受信器のビットレートを増大させることにより、光ファイバなどの伝送路部分はＧＥ−ＰＯＮと同一のものを利用しながら、大容量化を実現する光加入者システムである。
さらなる将来には、超高精細映像サービスやユビキタスサービスなど１０Ｇ級を超える大容量が求められることが考えられるが、単純に送受信器のビットレートを１０Ｇ級から４０／１００Ｇ級に増大させるだけでは、システムアップグレードにかかるコストの増大により、実用化が難しいという課題があった。
これを解決する手段として、帯域要求量に応じて局側装置内の送受信器またはその周辺回路を含むインタフェース盤（ラインカード）であるＯＳＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）を段階的に増設することができるように、送受信器に波長可変性を付加し、時分割多重（ＴＤＭ）及び波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を効果的に組み合わせた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。
波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮは非特許文献２にあるように、ユーザの要求に合わせて段階的な総帯域の増設や柔軟な負荷分散が可能となるシステムとして近年注目されており、その段階的な総帯域の増設時に、負荷分散を行うために、ＯＮＵの所属するＯＳＵの変更には動的波長帯域割当アルゴリズムを用いる。動的波長帯域割当（ＤＷＢＡ： Ｄｙｎａｍｉｃ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）は、所属するＯＳＵ内において、ＯＮＵからの上りの動的帯域割当（ＤＢＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）と、所属ＯＳＵを切替える波長切替の組み合わせによって実現される。
図１に本発明に関連する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの一例を示す。波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムは、局側装置（ＯＬＴ）と加入者装置（ＯＮＵ）を備える。ＯＬＴ９１とＯＮＵ９２間はパワースプリッタまたは波長ルータなどの受動光部品９３を用いたｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ構成のＰＯＮトポロジで接続される。
ＯＬＴ９１は、ｍ種の各λ１ｄ，ｕ〜λｍｄ，ｕの波長組を送受信するｍ個のラインカードＯＳＵ１１と、動的波長帯域割当回路１３を備える。ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃ｍはＯＮＵ９２から送信されるλ１ｄ，ｕ〜λｍｄ，ｕのそれぞれの波長信号を送受信する。ＯＬＴ９１にはＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃ｈのｈ台のＯＮＵ９２が接続され、それぞれのＯＮＵ９２は下りと上りの波長の組であるλ１ｄ，ｕ〜λｍｄ，ｕのいずれかの波長の組を用いて送受信する。ＯＮＵ９２はＯＬＴ９１からの指示に従ってλ１ｄ，ｕ〜λｍｄ，ｕの波長を切替えて送受信することができる。
各ＯＮＵ９２には設置されるユーザ宅の通信装置からの上り信号が入力され、ＯＮＵ９２内部の光送受信器で上り光信号として送信される。上り信号はＯＮＵ９２側のパワースプリッタまたは波長ルータからはＯＬＴ９１に向けて１本の光ファイバに多重されるため、上り信号が重ならないよう各ＯＮＵ９２が送信する上り信号の送信時刻、送信継続時間をＯＬＴ９１が算出し、制御する。ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃ｍで受信した上り信号Ｓ１ｕ〜ＳｍｕはＯＬＴ９１内の多重分離部１２にて集約され、一つの上り信号に多重されて中継ネットワーク側に送信される。一方中継ネットワーク側から各ＯＮＵ９２への下り信号は、多重分離部１２にて下り信号に記されている宛先ＯＮＵ情報とＯＮＵ９２の所属するＯＳＵ情報を基に、ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃ｍへの下り信号Ｓ１ｄ〜Ｓｍｄに分離される。分離された下り信号Ｓ１ｄ〜ＳｍｄはＯＳＵ＃１〜＃ｍの有するλ１ｄ，ｕ〜λｍｄ，ｕの波長で、各ＯＮＵ９２に送られる。下り信号は各ＯＳＵ１１の波長で同報されるが、ＯＮＵ９２の送受信波長が所属する各ＯＳＵ１１の送受信波長に設定されているため、ＯＮＵ９２は受信する波長の信号から、自宛の情報を選択し、ＯＮＵ９２からユーザ宅の通信装置へ出力される。
動的波長帯域割当回路１３は、ＤＷＢＡ計算部１３２、切替指示信号生成部１３３、制御信号送信部１３４、要求信号受信部１３１を備える。要求信号受信部１３１は、各ＯＮＵ９２から送信された帯域要求を含んだ信号を各ＯＳＵを通じて受信する。ＤＷＢＡ計算部１３２は、その要求に基づいて各ＯＮＵ９２に割り当てる上りデータ信号および要求信号の送信時刻及び送信継続時間を算出する。切替指示信号生成部１３３は、その情報を格納した指示信号を生成する。制御信号送信部１３４は、生成した指示信号を、各ＯＳＵ１１を通じて各ＯＮＵ９２へ送信する。これにより、各ＯＳＵ１１は、要求のあったＯＮＵ９２に向けて、波長切替指示とともに、切替先波長とその波長の送信開始時刻及び送信継続時間を送信する。また、ＤＷＢＡ計算部１３２は、ＰＯＮ区間のＯＮＵ９２とＯＳＵ１１の接続情報を管理している。波長を切替えた際、ＤＷＢＡ計算部１３２は、波長を変更したＯＮＵ９２に関して、多重分離部１２が宛先が当該ＯＮＵの下り信号の転送先ＯＳＵ１１を変えるよう多重分離部１２に指示する。
図２にＯＮＵの構成を示す。ＯＮＵ９２は、データ受信部２１、データ送信部２８、上りバッファメモリ２２、下りバッファメモリ２７、宛先解析選択受信部２６、フレーム送出制御部２３、フレーム組立送信部２４、波長可変光送受信器２５、要求帯域計算部３２、要求信号生成部３１、指示信号受信部２９、波長切替制御部３０を備える。
データ受信部２１は、ユーザからの上り信号を受信する。上りバッファメモリ２２は、受信した上り信号を一時的に蓄積する。フレーム送出制御部２３は、指示信号受信部２９から指定された上り信号の送信開始時刻および送信継続時間に従って、上り信号をフレーム組立送信部２４に送る。フレーム組立送信部２４はＰＯＮ構成においてＯＬＴ９１に信号を送信するために必要なフレーム形式を構成し、波長可変光送受信器２５に送る。波長可変光送受信器２５は波長切替制御部３０で指定された波長λ１ｄ，ｕ〜λｍｄ，ｕのいずれかで光信号に変換してＯＬＴ９１へ送信する。ＯＳＵ１１からの下り信号は、波長可変光送受信器２５において、指定された波長を選択して受信し、宛先解析選択受信部２６において下り信号の宛先を解析して自宛の情報のみを選択し、下りバッファメモリ２７に格納する。データ送信部２８は下りバッファメモリ２７に蓄積されている情報をユーザへ下り信号として送信する。
波長可変光送受信器２５は、ＯＬＴ９１からの指示信号を受信して電気信号に変換し、指示信号受信部２９へ送る。指示信号受信部２９は、指示信号の指示内容を解析し、指示信号に波長切替指示、切替先波長及び切替開始時刻が含まれていれば、含まれていた切替開始時刻に切替先波長及び切替実行指示を波長切替制御部３０に送る。波長切替制御部３０は波長切替制御に従って波長可変光送受信器２５の波長を切替える。
また、ＯＬＴ９１はＯＮＵ９２の要求する帯域の情報をＯＮＵ９２から受信して帯域の割当に利用する。その方法はさまざまであるが、例えばこの要求帯域の情報をＯＬＴ９１へ送信するよう指示信号を用いて指示し、その指示に従ってＯＮＵ９２がＯＬＴ９１へ要求帯域の情報を要求信号に記載することもある。その場合、指示信号受信部２９は要求信号送出を要求する指示信号を受信すると、要求信号生成部３１へ要求信号の生成を指示する。要求信号生成部３１は要求帯域計算部３２に要求する帯域を算出するよう指示する。要求帯域計算部３２は上りバッファメモリ２２に蓄積されている上り信号のデータ量を計測しており、そのデータ量に基づき要求帯域量を決定し、要求信号生成部３１へ要求帯域量を送る。要求信号生成部３１は要求量を記載した要求信号を生成し、フレーム送出制御部２３に送る。
前記指示信号には要求信号の送信開始時刻および送信継続時間の情報が含まれていることもある。その場合、指示信号受信部２９はフレーム送出制御部２３に指示信号に含まれていた要求信号の送信開始時刻および送信継続時間の情報を送り、フレーム送出制御部２３は指示された時刻に要求信号をフレーム組立送信部２４に送り、波長可変光送受信器２５を介してＯＬＴ９１へ要求信号を送信する。また、ＯＬＴ９１から送信される指示信号にはＯＮＵ９２がユーザ側から受信した上り信号をＯＬＴ９１へ送信する送信開始時刻および送信継続時間が含まれている。指示信号受信部２９はフレーム送出制御部２３に指示信号に含まれていた上り信号の送信開始時間および送信継続時間の情報を送り、フレーム送出制御部２３は指示された時刻に上り信号を上りバッファメモリ２２からフレームを取り出し、送信継続時間の期間フレーム組立送信部２４に送り、波長可変光送受信器２５を介してＯＬＴ９１へ送信する。
Ｋａｚｕｔａｋａ Ｈａｒａ ｅｔ ａｌ，"Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｏａｄ ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｕｓｉｎｇ ｄｙｎａｍｉｃ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ （ＤＷＢＡ） ｔｏｗａｒｄ １００Ｇｂｉｔ／ｓ−ｃｌａｓｓ−ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ"，Ｔｕ．３．Ｂ．２，ＥＣＯＣ２０１０，２０１０ Ｓ．Ｋｉｍｕｒａ，"ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ Ｆｕｔｕｒｅ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"，６Ａ１−１，ＯＥＣＣ２０１０，２０１０ 玉置他，"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"，電子情報通信学会技術研究報告，ｖｏｌ．１１２，ｎｏ．１１８， ｐｐ．３９−４４，２０１２年７月 太田他、"低遅延なＥＰＯＮを実現する動的帯域割当方式"、電子情報通信学会技術研究報告．ＮＳ、ネットワークシステム、ｖｏｌ．１０２、ｎｏ．２０、ｐｐ．５−８、２００２年４月
非特許文献３においては、環境負荷低減効果、電力削減による経済性をさらに高めるため、背景技術に示した波長割り当て変更手順を用い、ＯＳＵ１１に所属するＯＮＵ９２の割当を変更し、使用しないＯＳＵ１１を電源断またはスリープ状態にすることによる局側装置の省電力動作が可能であることを示している。しかし、具体的なスリープ状態への遷移手順や、ＯＳＵ１１の稼働台数については示されていない。ここで、スリープ状態とは、ＯＳＵ１１の通信を停止する際に供給される電力を完全に遮断せず、ＯＳＵ１１の通信再開を迅速に行うための最低限の電力を供給している状態を指す。
ＯＳＵ稼働台数の削減による省電力効果を最大にするためには、このスリープ化するＯＳＵ数を多くする、すなわち稼働させるＯＳＵ数を最小にすることが望ましい。使用しないＯＳＵ１１とは、通信の用に供しないＯＳＵ１１であるため、通信の状態に合わせてどのように使用するＯＳＵ１１を最小化するか、その具体的な手順の策定が課題となる。また、光加入者システムはコスト低減要求が高く、スリープ状態にするＯＳＵ１１を決めるための手順は、簡易かつ実装が容易であることが求められる。
本発明は、複数の加入者装置と単一の局側装置とをＰＯＮトポロジで接続された光加入者システムにおいて、加入者装置からの要求に応じて局側装置と通信を行うための通信波長を加入者装置に割り当てる際に、簡易かつ実装が容易に稼働させるＯＳＵ数を最小にすることの可能な光通信装置及び動的波長割当方法の提供を目的とする。
本願発明の光通信装置は、
複数の加入者装置と単一の局側装置とがＰＯＮトポロジで接続された光加入者システムにおける前記局側装置として機能する光通信装置であって、
前記加入者装置からの要求に応じて、前記局側装置と通信を行うための通信波長を前記加入者装置に割り当てる動的波長帯域割当回路を備え、
前記動的波長帯域割当回路が、
通信波長のうちの上り又は下りに使用されている使用波長の使用波長数及び通信量を測定する通信量測定部と、
与えられた契機に、前記通信量測定部の測定した通信量を転送するに足りる必要波長数が使用波長数よりも少ないか否かを判定し、必要波長数が使用波長数よりも少ない場合は使用波長のうちのいずれかの波長を使用停止波長に決定するスリープ波長決定部と、
前記使用停止波長を使用していた前記加入者装置を、使用波長のうちの使用停止波長とは異なる波長に切り替える波長切替部と、を備え、
前記波長切替部の切り替えを契機に、前記スリープ波長決定部の決定した使用停止波長の送受信器をスリープ状態に移行する。
本願発明の光通信装置では、前記スリープ波長決定部は、前記通信量測定部の測定した通信量を、前記局側装置の１波長あたりの最大収容可能帯域で按分した数を下回らない最小の整数を算出することで前記必要波長数を求めてもよい。
本願発明の光通信装置では、前記スリープ波長決定部は、前記通信量測定部の測定した各使用波長の通信量と各使用波長の最大収容可能帯域との差分である残帯域を算出し、使用波長のうちのいずれかの通信量が別の使用波長の前記残帯域より小さい場合に、必要波長数が使用波長数よりも少ないと判定し、別の使用波長の前記残帯域より小さいと判定された通信量の使用波長を、前記使用停止波長に決定してもよい。
本願発明の光通信装置では、前記スリープ波長決定部は、前記通信量測定部の測定した各使用波長の通信量を用いて、任意の使用波長から順に、当該使用波長に割り当てられた加入者装置の通信量の総和が、当該使用波長の最大収容可能帯域を超えないよう加入者装置の通信量を割り当て、波長を割り当てるべき加入者装置がなしとなった場合に、必要波長数が使用波長数よりも少ないと判定し、波長を割り当てるべき加入者装置がなしとなった波長を、前記使用停止波長に決定してもよい。
本願発明の光通信装置では、前記動的波長帯域割当回路は、使用波長のうちのいずれかの波長で輻輳が発生した場合、前記スリープ波長決定部及び前記波長切替部の動作を中止させる輻輳処理部をさらに備えてもよい。
本願発明の光通信装置では、前記輻輳処理部は、使用波長のうちのいずれかの波長で輻輳が発生した場合、通信波長のうちの使用していない波長のいずれかを新たな使用波長に決定し、前記波長切替部は、輻輳の発生した波長を使用している加入者装置を、前記新たな使用波長に割り当ててもよい。
本願発明の光通信装置では、前記与えられた契機は、予め定められた一定周期であってもよい。
本願発明の動的波長割当方法は、
複数の加入者装置と単一の局側装置とがＰＯＮトポロジで接続された光加入者システムにおいて、前記局側装置と通信を行うための通信波長を前記局側装置が前記加入者装置に割り当てる動的波長割当方法であって、
通信波長のうちの上り又は下りに使用されている使用波長の使用波長数及び通信量を測定する通信量測定手順と、
与えられた契機に、前記通信量測定手順で測定した通信量を転送するに足りる必要波長数が使用波長数よりも少ないか否かを判定し、必要波長数が使用波長数よりも少ない場合は使用波長のうちのいずれかの波長を使用停止波長に決定するスリープ波長決定手順と、
前記スリープ波長決定手順で決定した使用停止波長を使用していた前記加入者装置を、当該使用停止波長とは異なる使用波長に切り替える波長切替手順と、
前記スリープ波長決定手順で決定した使用停止波長波長の送受信器をスリープ状態に移行するスリープ手順と、
を順に有する。
本願発明の動的波長割当方法では、前記スリープ波長決定手順において、前記通信量測定手順で測定した通信量を、前記局側装置の１波長あたりの最大収容可能帯域で按分した数を下回らない最小の整数を算出することで前記必要波長数を求めてもよい。
本願発明の動的波長割当方法では、前記スリープ波長決定手順において、前記通信量測定部の測定した各使用波長の通信量と各使用波長の最大収容可能帯域との差分である残帯域を算出し、使用波長のうちのいずれかの通信量が別の使用波長の前記残帯域より小さい場合に、必要波長数が使用波長数よりも少ないと判定し、別の使用波長の前記残帯域より小さいと判定された通信量の使用波長を、前記使用停止波長に決定してもよい。
本願発明の動的波長割当方法では、前記スリープ波長決定手順において、前記通信量測定部の測定した各使用波長の通信量を用いて、任意の使用波長から順に、当該使用波長に割り当てられた加入者装置の通信量の総和が、当該使用波長の最大収容可能帯域を超えないよう加入者装置の通信量を割り当て、波長を割り当てるべき加入者装置がなしとなった場合に、必要波長数が使用波長数よりも少ないと判定し、波長を割り当てるべき加入者装置がなしとなった波長を、前記使用停止波長に決定してもよい。
本願発明の動的波長割当方法では、使用波長のうちのいずれかの波長で輻輳が発生した場合、前記スリープ波長決定手順及び前記波長切替手順の動作を中止させる輻輳処理手順を、前記スリープ波長決定手順及び前記波長切替手順と同時に有してもよい。
本願発明の動的波長割当方法では、前記輻輳処理手順において、使用波長のうちのいずれかの波長で輻輳が発生した場合、通信波長のうちの使用していない波長のいずれかを新たな使用波長に決定し、輻輳の発生した波長を使用している加入者装置を、前記新たな使用波長に割り当ててもよい。
本願発明の動的波長割当方法では、前記与えられた契機は、予め定められた一定周期であってもよい。
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、複数の加入者装置と単一の局側装置とをＰＯＮトポロジで接続された光加入者システムにおいて、加入者装置からの要求に応じて局側装置と通信を行うための通信波長を加入者装置に割り当てる際に、簡易かつ実装が容易に稼働させるＯＳＵ数を最小にすることの可能な光通信装置及び動的波長割当方法を提供することができる。
本発明の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの構成図である。 本発明の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの構成図である。 本発明の実施例１におけるＯＳＵ増減設前の状態の一例を示す。 本発明の実施例１におけるＯＳＵ増減後の状態の一例を示す。 本発明の実施例２におけるＯＳＵ増減設前の状態の一例を示す。 本発明の実施例２におけるＯＳＵ増減設後の状態の一例を示す。 本発明の実施例３におけるＯＳＵ増減設前の状態の一例を示す。 本発明の実施例３におけるＯＳＵ増減設後の状態の一例を示す。
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。
本発明に係る光加入者システムは、複数のＯＮＵ９２と単一のＯＬＴ９１とをＰＯＮトポロジで接続した構成を有する。ＯＬＴ９１が各ＯＮＵ９２の波長を決定し、各ＯＮＵ９２がＯＬＴ９１から指示された波長を用いてＯＬＴ９１と通信を行う。ＯＬＴ９１は、本発明に係る光通信装置として機能する。
本発明に係る光通信装置は、動的波長帯域割当回路１３が通信量測定部、スリープ波長決定部、波長切替部及び輻輳処理部と、を備える。本発明に係る動的波長割当方法は、動的波長帯域割当回路１３が、通信量測定手順と、スリープ波長決定手順と、波長切替手順と、スリープ手順と、を順に実行する。スリープ波長決定手順又は波長切替手順と並行して、輻輳処理手順を実行してもよい。スリープ波長決定部、波長切替部及び輻輳処理部は、ＤＷＢＡ計算部１３２に備わる。通信量測定部は、ＯＳＵ１１又は多重分離部１２に備わる。
（実施形態１）
本発明の第１の実施形態は、上り又は下り総トラフィック量をモニタし、ＯＳＵ最大帯域、稼働するＯＳＵ台数、稼働ＯＳＵの総トラフィックに対して、
（数１）
稼働ＯＳＵ台数×ＯＳＵ最大収容可能帯域＞総トラフィック
となる最小のＯＳＵ台数を稼働させ、残りのＯＳＵは電源を遮断、またはスリープ状態へ移行する手順である。
次に本実施形態の動作を説明する。
図３及び図４に本発明の実施形態１における稼働ＯＳＵ台数の増減設の動作を示す。本実施形態においては、ＯＬＴ９１は３台のＯＳＵ１１を搭載し、ＯＳＵ＃１、＃２、＃３はλ１ｄ、λ２ｄ、λ３ｄの下り波長を用いることが可能で、それぞれの波長は下り４０Ｇｂｉｔ／ｓのＴＤＭ−ＰＯＮである。ＯＮＵ９２は５台接続されており、省電力動作実施前のＯＳＵ１１の割当は、ＯＳＵ＃１にＯＮＵ＃１、＃２、ＯＳＵ＃２にＯＮＵ＃３、ＯＳＵ＃３にＯＮＵ＃４、＃５が割り当てられているとする。この場合、使用波長数は３である。ＯＮＵ＃１、＃２、＃３、＃４の下り利用帯域は１０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＯＮＵ＃５の下り利用帯域は２０Ｇｂｉｔ／ｓである。以上の状況を図３に示す。
ＯＬＴ９１のＤＷＢＡ計算部１３２は全ＯＳＵ１１の合算した上り利用帯域を、多重分離部１２は全ＯＳＵ１１の合算下り利用帯域を測定しており、動的波長帯域割当回路１３がＯＳＵ増減設の判断を行う際にこれらの測定値を参照する。ＤＷＢＡ計算部１３２で測定するＯＳＵの利用帯域は、ＯＳＵが占有しているとみなす帯域であれば特に指定しない。例えば、動的波長帯域割当回路１３が参照した時点での瞬時値でもよいし、それ以前の一定期間の平均値でもよいし、一定区間の最大値でもよい。
次に、低消費電力のためのＯＳＵ減設手順について説明する。
まず、動的波長帯域割当回路１３は、通信量測定手順を実行する。具体的には、動的波長帯域割当回路１３は、指定されたタイミングで、多重分離部１２で測定している全ＯＳＵ１１の下り合算トラフィック量を読み出す。本実施形態においてはＯＮＵ＃１〜＃５の利用帯域を合算して６０Ｇｂｉｔ／ｓとなる。
そして、動的波長帯域割当回路１３は、スリープ波長決定手順を実行する。具体的には、ＯＳＵ１１の下りリンク最大収容可能帯域で割り、その数を下回らない最小の整数を求める。本実施形態では最大収容可能帯域をリンクレートの４０Ｇｂｉｔ／ｓと規定する。ただし、最大収容可能帯域は必ずしもリンクレートと等しい必要はない。輻輳を回避することを目的として、リンクレート以下の値とすることも可能である。本実施形態においては、合算トラフィック６０Ｇｂｉｔ／ｓを４０Ｇｂｉｔ／ｓで除算し、その数を下回らない最大の整数は２と算出される。すなわち、必要波長数は２であり、必要波長数が使用波長数よりも少ないため、稼働ＯＳＵの台数を２に減らすと定める。
スリープ波長決定手順では、次に、稼働しているＯＳＵ１１から電源を遮断もしくはスリープ状態に移行させる使用停止波長のＯＳＵ１１を選定する。また、電源を遮断もしくはスリープ状態に移行すると定めた使用停止波長のＯＳＵ１１に所属しているすべてのＯＮＵ９２について、波長切替によって割当を変更する切替先ＯＳＵ１１を定める。この電源を遮断もしくはスリープ状態に移行させるＯＳＵ１１および切替先ＯＳＵ１１の選定方法は本出願において特に指定しない。本実施形態においては、ＯＳＵ＃３をスリーブ状態へ移行させるとし、ＯＮＵ＃４、＃５をＯＳＵ＃２へ波長切替によって所属変更することとする。
次に、動的波長帯域割当回路１３は、波長切替手順を実行する。具体的には、動的波長帯域割当回路１３は、電源を遮断もしくはスリープ状態に移行するＯＳＵ１１に所属しているすべてのＯＮＵ９２の波長切替を実施する。波長切替を実施するＯＮＵ９２の順番は本実施形態では特に指定しない。電源を遮断もしくはスリープ状態に移行するＯＳＵ１１に所属していたＯＮＵ９２がすべて波長切替によって変更された後に、当該ＯＳＵ１１の電源を遮断もしくはスリープ状態に移行させる。本実施形態においては、ＯＮＵ＃４、＃５の下り波長または上り下りの波長組をＯＳＵ＃２へ波長切替を実施し、ＯＳＵ＃３の下り波長または上り下りの波長組に所属するＯＮＵ９２をすべて移行させた後にＯＳＵ＃３をスリープ状態にする。
図４に上記示して省電力動作のための波長切替手順を実施した後の各ＯＳＵ１１の収容状況、下り帯域の利用状況を示す。ＯＳＵ＃２にはＯＮＵ＃３、＃４、＃５が所属し、ＯＳＵ＃３はスリープ状態へ移行する。
上記所属ＯＮＵ９２を波長切替する移行最中に、あるＯＳＵ１１の上り又は下りのどちらかで輻輳が発生した場合は、輻輳処理手順を実行することが好ましい。輻輳処理手順では、ＯＳＵ１１の電源遮断またはスリープ状態への移行を中止する。
また、前記波長割り当ての変更を中止した後、またはＯＳＵ１１が電源を遮断もしくはスリープ状態に移行した後に、あるＯＳＵ１１の上りまたは下りで輻輳が発生した場合は、輻輳処理手順を実行し、電源を遮断もしくはスリープ状態に移行したＯＳＵ１１を使用状態に回復させ、輻輳発生したＯＳＵ１１からＯＮＵ９２を波長切替えすることで負荷分散が可能になる。この時、再起動させるＯＳＵ１１の選定方法は本実施形態では特に指定しない。一度電源遮断もしくはスリープ状態にしたＯＳＵ１１を再起動するには時間がかかると想定されるが、非特許文献４に示されるような要求信号に応じて動的に帯域を割り当てる動的帯域割当計算による上り、多重分離部１２による下り、それぞれの公平制御を有することで、輻輳時における割当帯域の公平性は保つことができる。
本実施形態の説明においては、所属ＯＳＵ変更の判断に下り割当波長およびトラフィックに着目して説明したが、上り割当波長およびトラフィックにおいても同様に行うことが可能である。ただし、上りの場合は上りの総トラフィック量の算出は、ＤＷＢＡ計算部１３２において動的に帯域割当を計算した結果を集約した全ＯＳＵ１１の上り割当帯域の合算値か、多重分離部１２から中継ネットワークに出力されるポートにおける出力帯域を測定した値を用いる。
また、本実施形態においては、波長切替を実施する際には、下り波長の切替について記載したが、下り波長の切替と同時に上り波長も切替えることにより上り下り共に所属するＯＳＵ１１を変更することも可能である。これは上り波長の切替においても同様である。
本実施形態によって、以下の効果が期待できる。
本発明は、動作させるＯＳＵ１１の数を、下りの総トラフィック量を１つのＯＳＵ１１の下り最大帯域で割った数を下回らない最小の整数とすることで、下りトラフィックをすべて通過させ、かつ最小のＯＳＵ数を稼働させるというＯＳＵ１１の省電力動作が可能になる。
また、電源遮断またはスリープ状態へ移行するＯＳＵ１１を定め、そのＯＳＵ１１に所属するＯＮＵ９２を、電源遮断またはスリープ状態へ移行しないＯＳＵ１１へ波長切替によって順次移行させたのちに、そのＯＳＵ１１の電源を遮断またはスリープ状態に移行することで、各ＯＮＵ９２の通信トラフィックを可能な限り乱すことなく、省電力動作への移行が可能になる。特に波長切替動作が無瞬断で行えるのであれば、省電力動作への移行はユーザトラフィックへの影響なく行える。
また、ＯＮＵ９２の波長割り当て変更の実施中に、ＯＳＵ１１の上りまたは下り帯域の輻輳が発生した場合には即座に割り当て変更を中止し、波長割り当て変更もしくは中止後にＯＳＵ１１の上りまたは下り帯域の輻輳が発生した場合には電源を遮断またはスリープ状態となっていたＯＳＵ１１を再稼働させることが好ましい。輻輳の発生したＯＳＵ１１から再稼働した新たな使用波長のＯＳＵ１１へＯＮＵ９２を波長変更させるため、上りトラフィック量の増加に合わせた総帯域の拡張が可能になる。
また、本実施形態では下り、または上りの総利用帯域を測定している。この上り、下りの帯域測定はそれぞれ１か所で測定するため実現が比較的容易であり、本実施形態の適用が容易になるという利点がある。
また、本実施形態において、ＯＳＵ１１の減設の契機を任意に与え、その契機におけるトラフィック量の測定結果を用いて稼働ＯＳＵ台数を決定する。この契機を定期的に与えることで、常時稼働ＯＳＵ台数を必要最小数に保つことが可能になる。また、あるＯＳＵ１１のトラフィック量が増加した際には、電源を遮断もしくはスリープ状態にあったＯＳＵ１１を再起動させる、またはＯＳＵ減設を中止することが好ましい。これにより、通信トラフィック量の変化に応じて使用するＯＳＵ数を増減させ、かつ稼働ＯＳＵ台数が概ね最小となる局側装置の省電力動作が可能になる。
（実施形態２）
本発明の第２の実施形態は、上り又は下りトラフィック量をＯＳＵ１１毎にモニタしており、空き帯域があればＯＳＵ１１に割り当てられているＯＮＵ９２をすべて割り当て変更させ、移行元ＯＳＵ１１は電源を遮断またはスリープ状態へ移行する。
次に本実施形態の動作を説明する。
図５及び図６に本発明の第２の実施形態におけるＯＳＵ１１の増減設の動作を示す。本実施形態においては、ＯＬＴ９１は３台のＯＳＵ１１を搭載し、ＯＳＵ＃１、＃２、＃３はλ１ｄ、λ２ｄ、λ３ｄの波長を用いることが可能で、それぞれの波長は下り４０Ｇｂｉｔ／ｓのＴＤＭ−ＰＯＮである。ＯＮＵ９２は５台接続されており、省電力動作実施前のＯＳＵ１１の割当は、ＯＳＵ＃１にＯＮＵ＃１、＃２、ＯＳＵ＃２にＯＮＵ＃３、ＯＳＵ＃３にＯＮＵ＃４、＃５が割り当てられているとする。この場合、使用波長数は３である。ＯＮＵ＃１、＃２、＃３、＃４の下り利用帯域は１０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＯＮＵ＃５の下り利用帯域は２０Ｇｂｉｔ／ｓである。以上の状況を図５に示す。
ＯＬＴ９１のＤＷＢＡ計算部１３２または各ＯＳＵ１１は、各ＯＳＵ１１から多重分離部１２へ転送される上り信号の利用帯域を、多重分離部１２または各ＯＳＵ１１は各ＯＳＵ１１への下り信号の利用帯域を測定しており、動的波長帯域割当回路１３がＯＳＵ増減設の判断を行う際に参照する。ＤＷＢＡ計算部１３２で測定する各利用帯域は、ＯＳＵが占有しているとみなす帯域であれば特に指定しない。例えば、動的波長帯域割当回路１３が参照した時点での瞬時値でもよいし、それ以前の一定期間の平均値でもよいし、一定区間の最大値でもよい。
次に、低消費電力のためのＯＳＵ減設手順について説明する。まず、動的波長帯域割当回路１３は、指定されたタイミングで多重分離部１２または各ＯＳＵ１１で測定している各ＯＳＵ１１の下りトラフィック量を読み出す。本実施形態においてはＯＳＵ＃１が２０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＯＳＵ＃２が１０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＯＳＵ＃３が３０Ｇｂｉｔ／ｓとなる。また、各ＯＳＵ１１の最大収容可能帯域と利用帯域の差分である残帯域を求める。本実施形態では最大収容可能帯域をリンクレートと等しい４０Ｇｂｉｔ／ｓとし、残帯域は、ＯＳＵ＃１が２０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＯＳＵ＃２が４０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＯＳＵ＃３が１０Ｇｂｉｔ／ｓとなる。ただし、最大収容可能帯域は必ずしもリンクレートと等しい必要はない。輻輳を回避することを目的として、リンクレート以下の値とすることも可能である。
次に、使用しているＯＳＵ１１から電源を遮断、もしくはスリープ状態に移行させるＯＳＵを１１選定する。このとき、電源を遮断もしくはスリープ状態に移行させるＯＳＵ１１の利用帯域が切替先のＯＳＵの残帯域未満となるように切替先ＯＳＵ１１を選ぶ。以上の条件を満たすＯＳＵ１１が存在しない場合は、移行の手順は実施しない。
以上の条件を満たすＯＳＵ１１がある場合、電源を遮断もしくはスリープ状態に移行させるＯＳＵ１１に所属するすべてのＯＮＵ９２を切替先のＯＳＵ１１へ移行させると定める。上記の条件を満たすのであれば、電源を遮断もしくはスリープ状態に移行させるＯＳＵ１１および切替先ＯＳＵ１１の選定手順は本実施形態では特に指定しない。本実施形態においては、使用帯域が３０Ｇｂｉｔ／ｓのＯＳＵ＃３をスリープ状態へ移行させると定め、ＯＮＵ＃４、＃５を残帯域が３０Ｇｂｉｔ／ｓのＯＳＵ＃２へ波長切替によって所属変更することとする。
次に、動的波長帯域割当回路１３は、電源を遮断もしくはスリープ状態に移行するＯＳＵ１１に所属しているすべてのＯＮＵ９２の波長切替を実施する。波長切替を実施するＯＮＵ９２の順番は本出願では特に指定しない。電源を遮断もしくはスリープ状態に移行するＯＳＵ１１に所属していたＯＮＵ９２がすべて波長切替によって変更された後に、当該ＯＳＵ１１の電源を遮断もしくはスリープ状態に移行させる。本実施形態においては、ＯＮＵ＃４、＃５をＯＳＵ＃２へ波長切替を実施し、ＯＳＵ＃３に所属するＯＮＵ９１をすべて移行させた後にＯＳＵ＃３をスリープ状態にする。
図６に省電力波長切替手順を実施した後の各ＯＳＵ１１の収容状況及び下り帯域の利用状況を示す。ＯＳＵ＃２にはＯＮＵ＃３、＃４、＃５が所属し、ＯＳＵ＃３はスリープ状態へ移行することになる。
上記所属ＯＮＵ９２を波長切替する移行最中に、あるＯＳＵ１１の上り又は下りのどちらかで輻輳が発生した場合は、ＯＳＵ１１の電源遮断またはスリープ状態への移行を中止する。また、前記波長割り当ての変更を中止した後、またはＯＳＵ１１が電源を遮断もしくはスリープ状態に移行した後に、あるＯＳＵ１１の上りまたは下りで輻輳が発生した場合は、電源を遮断もしくはスリープ状態に移行したＯＳＵ１１を使用状態に回復させ、輻輳が発生したＯＳＵ１１からＯＮＵ９２を波長切替えすることで負荷分散が可能になる。この時、再起動させるＯＳＵ１１の選定方法は本実施形態では特に指定しない。一度電源遮断もしくはスリープ状態にしたＯＳＵ１１を再起動するには時間がかかると想定されるが、非特許文献４に示されるような要求信号に応じて動的に帯域を割り当てる動的帯域割当計算による上り、多重分離部１２による下り、それぞれの公平制御を有することで、輻輳時における割当帯域の公平性は保つことができる。
本実施形態の説明においては、所属ＯＳＵ変更の判断に下り割当波長およびトラフィックに着目して説明したが、上り割当波長およびトラフィックにおいても同様に行うことが可能である。ただし、上りにおけるＯＳＵ１１毎の上りトラフィック量の算出は、ＤＷＢＡ計算部１３２において動的に帯域割当を計算した結果を各ＯＳＵごとに集約した上り割当帯域の合算値か、各ＯＳＵ１１から多重分離部１２に出力されるポートにおける出力帯域を測定した値を用いる。
また、本実施形態においては、波長切替を実施する際には、下り波長の切替について記載したが、下り波長の切替と同時に上り波長も切替えることにより上り下り共に所属するＯＳＵ１１を変更することも可能である。これは上り波長の切替においても同様である。
本実施形態によって、以下の効果が期待できる。
本発明は、電源遮断またはスリープ状態へ移行するＯＳＵ１１の利用帯域が、切替先のＯＳＵ１１の残帯域より小さい場合、電源遮断またはスリープ状態へ移行するＯＳＵ１１に所属する全てのＯＮＵ９２を、切替先のＯＳＵ１１へ移行させることにより、割当変更によってトラフィックがＯＳＵ１１の最大帯域を超え、フレーム損が発生することなく、稼働するＯＳＵ１１を減らす省電力動作が可能になる。
また、電源遮断またはスリープ状態へ移行するＯＳＵ１１を定め、そのＯＳＵ１１に所属するＯＮＵ９２を、電源遮断またはスリープ状態へ移行しないＯＳＵ１１へ波長切替によって順次移行させた後に、そのＯＳＵ１１の電源を遮断またはスリープ状態に移行することで、各ＯＮＵ９２の通信トラフィックを可能な限り乱すことなく、省電力動作への移行が可能になる。特に波長切替動作が無瞬断で行えるのであれば、省電力動作への移行はユーザトラフィックへの影響なく行える。さらに、本実施形態においては電源遮断またはスリープ状態へ移行するＯＳＵ１１に所属するＯＮＵ９２すべてを、１つのＯＳＵ１１へ移行させる。したがって、移行にかかわらない別のＯＳＵ１１（図５及び図６におけるＯＳＵ＃１に相当する）ではＯＮＵ９２の増減が発生せず、ユーザトラフィックへの影響が全くないという利点がある。
また、ＯＮＵ９２の波長割り当て変更の実施中に、ＯＳＵ１１の上りまたは下り帯域の輻輳が発生した場合には即座に割り当て変更を中止し、波長割り当て変更もしくは中止後にＯＳＵ１１の上りまたは下り帯域の輻輳が発生した場合には、電源を遮断またはスリープ状態となっていたＯＳＵ１１を再稼働させることが好ましい。輻輳の発生したＯＳＵ１１から再稼働したＯＳＵ１１へＯＮＵ９２を波長変更させるため、上りトラフィック量の増加に合わせた総帯域の拡張が可能になる。
また、本実施形態では下り、または上りの各ＯＳＵ１１の利用帯域を測定している。この上り、下りの帯域測定はそれぞれＯＳＵ１１毎に１か所で測定するため実現が比較的容易であり、本実施形態の適用が容易になるという利点がある。
また、本実施形態において、ＯＳＵ減設の契機を任意に与え、その契機におけるトラフィック量の測定結果を用いて稼働ＯＳＵ台数を決定する。この契機を定期的に与えることで、常時稼働ＯＳＵ台数を小数に保つことが可能になる。また、あるＯＳＵ１１のトラフィック量が増加した際には、電源を遮断もしくはスリープ状態にあったＯＳＵ１１を再起動させる、またはＯＳＵ減設を中止することが好ましい。これにより、通信トラフィック量の変化に応じて使用するＯＳＵ数を増減させ、かつ稼働ＯＳＵ台数が概ね少ないという局側加入者収容装置の省電力動作が可能になる。
（実施形態３）
本発明の第３の実施形態は、上り又は下りトラフィック量をＯＮＵ９２毎にモニタし、空き帯域にＯＮＵ９２ごと割当変更させる。割当ＯＮＵ９２がなくなったＯＳＵ１１は電源を遮断するかまたはスリープ状態へ移行する。
次に本実施形態の動作を説明する。
図７及び図８に本発明の第３の実施形態におけるＯＳＵ１１の増減設の動作を示す。本実施形態においては、ＯＬＴ９１は３台のＯＳＵ１１を搭載し、ＯＳＵ＃１、＃２、＃３はλ１ｄ、λ２ｄ、λ３ｄの波長を用いることが可能で、それぞれの波長は下り４０Ｇｂｉｔ／ｓのＴＤＭ−ＰＯＮである。 ＯＮＵ９２は５台接続されており、省電力動作実施前のＯＳＵ割当は、ＯＳＵ＃１にＯＮＵ＃１、＃２、ＯＳＵ＃２にＯＮＵ＃３、ＯＳＵ＃３にＯＮＵ＃４、＃５が割り当てられているとする。ＯＮＵ＃１、＃２、＃３、＃４の下り利用帯域を１０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＯＮＵ＃５の下り利用帯域を２０Ｇｂｉｔ／ｓである。以上の状況を図７に示す。
ＯＬＴ９１のＤＷＢＡ計算部１３２または多重分離部１２は各ＯＮＵ９２の上り利用帯域を、多重分離部１２は各ＯＮＵ９２の下り利用帯域を測定しており、動的波長帯域割当回路１３がＯＳＵ増減設の判断を行う際に参照する。ＤＷＢＡ計算部１３２で測定する各利用帯域は、ＯＮＵが占有しているとみなす帯域であれば特に指定しない。例えば、動的波長帯域割当回路１３が参照した時点での瞬時値でもよいし、それ以前の一定期間の平均値でもよいし、一定区間の最大値でもよい。
次に、低消費電力のためのＯＳＵ減設手順について説明する。まず、動的波長帯域割当回路１３は、指定されたタイミングで多重分離部１２で測定している各ＯＮＵ９２の下りトラフィック量を読み出す。次に、各ＯＳＵ１１の最大収容可能帯域と利用帯域の差分である残帯域を求める。本実施形態においては、ＯＳＵ＃１は２０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＯＳＵ＃２が４０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＯＳＵ＃３が１０Ｇｂｉｔ／ｓとなる。また、本実施形態では最大収容可能帯域をリンクレートと等しい４０Ｇｂｉｔ／ｓとするが、必ずしもリンクレートと等しい必要はない。輻輳を回避することを目的として、リンクレート以下の値とすることも可能である。
次に、各ＯＮＵ９２がＯＳＵ＃１から順にＯＳＵ１１の下りの最大収容可能帯域を超えなくなるまでＯＮＵ９２を収容するよう、各ＯＮＵ９２の所属ＯＳＵ１１を再配置する。この時、測定によって得られたＯＮＵ９２の下り利用帯域を用いて、波長割り当て変更後のＯＳＵ１１の下り最大収容可能帯域を超えないよう波長の再割り当てが行われるのであれば、再割当を定めるＯＳＵ１１の選択順序は問わない。ＯＮＵ９２の再配置を定めた結果、所属ＯＮＵ９２がなくなるＯＳＵ１１を、電源遮断もしくはスリープ状態に移行させるＯＳＵ１１と決定する。本実施形態においては、ＯＳＵ＃１にＯＮＵ＃１、＃２、＃５を所属するとし、ＯＳＵ＃２にＯＮＵ＃３、＃４を所属させるとし、所属ＯＮＵ９２がなくなるＯＳＵ＃３をスリープ状態へ移行させると定める。
次に、動的波長帯域割当回路１３は、所属ＯＳＵ１１が変更となるすべてのＯＮＵ９２の波長切替を実施する。波長切替を実施するＯＮＵ９２の順番は本実施形態では特に指定しない。電源を遮断もしくはスリープ状態に移行するＯＳＵ１１に所属していたＯＮＵ９２がすべて波長切替によって変更された後に、当該ＯＳＵ１１の電源を遮断もしくはスリープ状態に移行させる。本実施形態においては、ＯＮＵ＃４、＃５をＯＳＵ＃２、ＯＳＵ＃１へ波長切替を実施し、ＯＳＵ＃３に所属するＯＮＵ９２をすべて移行させた後にＯＳＵ＃３をスリープ状態にする。
図８に省電力波長切替手順を実施した後の各ＯＳＵ１１の収容状況及び下り帯域の利用状況を示す。ＯＳＵ＃１にはＯＮＵ＃１、＃２、＃５、ＯＳＵ＃２にはＯＮＵ＃３、＃４が所属し、ＯＳＵ＃３はスリープ状態へ移行する。
上記所属ＯＮＵ９２を波長切替する移行最中に、あるＯＳＵ１１の上り又は下りのどちらかで輻輳が発生した場合は、ＯＳＵ１１の電源遮断またはスリープ状態への移行を中止する。また、前記波長割り当ての変更を中止した後、またはＯＳＵ１１が電源を遮断もしくはスリープ状態に移行した後に、あるＯＳＵ１１の上りまたは下りで輻輳が発生した場合は、電源を遮断もしくはスリープ状態に移行したＯＳＵ１１を使用状態に回復させ、輻輳発生したＯＳＵ１１からＯＮＵ９２を波長切替えすることで負荷分散が可能になる。この時、再起動させるＯＳＵ１１の選定方法は本実施形態では特に指定しない。一度電源遮断もしくはスリープ状態にしたＯＳＵ１１を再起動するには時間がかかると想定されるが、非特許文献４に示されるような要求信号に応じて動的に帯域を割り当てる動的帯域割当計算による上り、多重分離部１２による下り、それぞれの公平制御を有することで、輻輳時における割当帯域の公平性は保つことができる。
本実施形態の説明においては、所属ＯＳＵ変更の判断に下り割当波長およびトラフィックに着目して説明したが、上り割当波長およびトラフィックにおいても同様に行うことが可能である。ただし、上りのＯＮＵ９２ごと上りトラフィック量の算出は、ＤＷＢＡ計算部１３２におけるＯＳＵ１１毎の上り割当帯域の値または多重分離部１２を通過した各ＯＮＵ９２毎の上り信号の帯域を測定した値を用いる。
また、本実施形態においては、波長切替を実施する際には、下り波長の切替について記載したが、下り波長の切替と同時に上り波長も切替えることにより上り下り共に所属するＯＳＵ１１を変更することも可能である。これは上り波長の切替においても同様である。
本実施形態によって、以下の効果が期待できる。
本発明は、各ＯＮＵ９２のトラフィック測定量から、各ＯＳＵ１１の波長割当を再配置するため、稼働させるＯＳＵ台数を各ＯＳＵ１１の最大帯域を超えない範囲で最小にすることが可能となる。したがって、移行によってトラフィックがＯＳＵ１１の最大帯域を超え、フレーム損が発生することなく、稼働するＯＳＵ台数を最小にする省電力動作が可能になる。
また、電源遮断またはスリープ状態へ移行するＯＳＵ１１を定め、そのＯＳＵ１１に所属するＯＮＵ９２を、電源遮断またはスリープ状態へ移行しないＯＳＵ１１へ波長切替によって順次移行させたのちに、そのＯＳＵ１１の電源を遮断またはスリープ状態に移行することで、各ＯＮＵ９２の通信トラフィックを可能な限り乱すことなく、省電力動作への移行が可能になる。特に波長切替動作が無瞬断で行えるのであれば、省電力動作への移行はユーザトラフィックへの影響なく行える。
また、ＯＮＵ９２の波長割り当て変更の実施中に、ＯＳＵ１１の上りまたは下り帯域の輻輳が発生した場合には即座に割り当て変更を中止し、波長割り当て変更もしくは中止後にＯＳＵの上りまたは下り帯域の輻輳が発生した場合には電源を遮断またはスリープ状態となっていたＯＳＵ１１を再稼働させることが好ましい。輻輳の発生したＯＳＵ１１から再稼働したＯＳＵ１１へＯＮＵ９２を波長変更させるため、上りトラフィック量の増加に合わせた総帯域の拡張が可能になる。
また、本実施形態において、ＯＳＵ減設の契機を任意に与え、その契機におけるトラフィック量の測定結果を用いて稼働ＯＳＵ台数を決定する。この契機を定期的に与えることで、常時稼働ＯＳＵ台数を最小に保つことが可能になる。また、あるＯＳＵ１１のトラフィック量が増加した際には、電源を遮断もしくはスリープ状態にあったＯＳＵ１１を再起動させる、またはＯＳＵ減設を中止することが好ましい。これにより、通信トラフィック量の変化に応じて使用するＯＳＵ数を増減させ、かつ稼働ＯＳＵ台数が概ね最小という局側装置の省電力動作が可能になる。
本発明にかかる動的波長割当方式は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、稼働するＯＳＵ数を削減することでシステムの消費電力を低減するための、ＯＮＵの再割り当てを行う波長の割当方法および手順を提供できる。
１１：ＯＳＵ
１２：多重分離部
１３：動的波長帯域割当回路
２１：データ受信部
２２：上りバッファメモリ
２３：フレーム送出制御部
２４：フレーム組立送信部
２５：波長可変光送受信器
２６：宛先解析選択受信部
２７：下りバッファメモリ
２８：データ送信部
２９：指示信号受信部
３０：波長切替制御部
３１：要求信号生成部
３２：要求帯域計算部
９１：ＯＬＴ
９２：ＯＮＵ
９３：光部品
１３１：要求信号受信部
１３２：ＤＷＢＡ計算部
１３３：切替指示信号生成部
１３４：制御信号送信部

Claims (6)

  1. 複数の加入者装置と単一の局側装置とがＰＯＮトポロジで接続された光加入者システムにおける前記局側装置として機能する光通信装置であって、
    前記加入者装置からの要求に応じて、前記局側装置と通信を行うための通信波長を前記加入者装置に割り当てる動的波長帯域割当回路を備え、
    前記動的波長帯域割当回路が、
    通信波長のうちの上り又は下りに使用されている使用波長の使用波長数及び通信量を測定する通信量測定部と、
    与えられた契機に、前記通信量測定部の測定した通信量を、前記局側装置の１波長あたりの最大収容可能帯域で按分した数を下回らない最小の整数を算出することで前記通信量測定部の測定した通信量を転送するに足りる必要波長数を求め、前記必要波長数が使用波長数よりも少ないか否かを判定し、必要波長数が使用波長数よりも少ない場合は使用波長のうちのいずれかの波長を使用停止波長に決定するスリープ波長決定部と、
    前記使用停止波長を使用していた前記加入者装置を、使用波長のうちの使用停止波長とは異なる波長に切り替える波長切替部と、を備え、
    前記波長切替部の切り替えを契機に、前記スリープ波長決定部の決定した使用停止波長の送受信器をスリープ状態に移行する光通信装置。
  2. 複数の加入者装置と単一の局側装置とがＰＯＮトポロジで接続された光加入者システムにおける前記局側装置として機能する光通信装置であって、
    前記加入者装置からの要求に応じて、前記局側装置と通信を行うための通信波長を前記加入者装置に割り当てる動的波長帯域割当回路を備え、
    前記動的波長帯域割当回路が、
    通信波長のうちの上り又は下りに使用されている使用波長の使用波長数及び通信量を測定する通信量測定部と、
    与えられた契機に、前記通信量測定部の測定した各使用波長の通信量と各使用波長の最大収容可能帯域との差分である残帯域を算出し、使用波長のうちのいずれかの通信量が別の使用波長の前記残帯域より小さい場合に、必要波長数が使用波長数よりも少ないと判定し、必要波長数が使用波長数よりも少ない場合は別の使用波長の前記残帯域より小さいと判定された通信量の使用波長を、使用停止波長に決定するスリープ波長決定部と、
    前記使用停止波長を使用していた前記加入者装置を、使用波長のうちの使用停止波長とは異なる波長に切り替える波長切替部と、を備え、
    前記波長切替部の切り替えを契機に、前記スリープ波長決定部の決定した使用停止波長の送受信器をスリープ状態に移行する光通信装置。
  3. 複数の加入者装置と単一の局側装置とがＰＯＮトポロジで接続された光加入者システムにおける前記局側装置として機能する光通信装置であって、
    前記加入者装置からの要求に応じて、前記局側装置と通信を行うための通信波長を前記加入者装置に割り当てる動的波長帯域割当回路を備え、
    前記動的波長帯域割当回路が、
    通信波長のうちの上り又は下りに使用されている使用波長の使用波長数及び通信量を測定する通信量測定部と、
    与えられた契機に、前記通信量測定部の測定した各使用波長の通信量を用いて、任意の使用波長から順に、当該使用波長に割り当てられた加入者装置の通信量の総和が、当該使用波長の最大収容可能帯域を超えないよう加入者装置の通信量を割り当て、波長を割り当てるべき加入者装置がなしとなった場合に、前記通信量測定部の測定した通信量を転送するに足りる必要波長数が使用波長数よりも少ないと判定し、必要波長数が使用波長数よりも少ない場合は波長を割り当てるべき加入者装置がなしとなった波長を、使用停止波長に決定するスリープ波長決定部と、
    前記使用停止波長を使用していた前記加入者装置を、使用波長のうちの使用停止波長とは異なる波長に切り替える波長切替部と、を備え、
    前記波長切替部の切り替えを契機に、前記スリープ波長決定部の決定した使用停止波長の送受信器をスリープ状態に移行する光通信装置。
  4. 複数の加入者装置と単一の局側装置とがＰＯＮトポロジで接続された光加入者システムにおける前記局側装置として機能する光通信装置であって、
    前記加入者装置からの要求に応じて、前記局側装置と通信を行うための通信波長を前記加入者装置に割り当てる動的波長帯域割当回路を備え、
    前記動的波長帯域割当回路が、
    通信波長のうちの上り又は下りに使用されている使用波長の使用波長数及び通信量を測定する通信量測定部と、
    与えられた契機に、前記通信量測定部の測定した通信量を転送するに足りる必要波長数が使用波長数よりも少ないか否かを判定し、必要波長数が使用波長数よりも少ない場合は使用波長のうちのいずれかの波長を使用停止波長に決定するスリープ波長決定部と、
    前記使用停止波長を使用していた前記加入者装置を、使用波長のうちの使用停止波長とは異なる波長に切り替える波長切替部と、
    使用波長のうちのいずれかの波長で輻輳が発生した場合、前記スリープ波長決定部及び前記波長切替部の動作を中止させる輻輳処理部と、を備え、
    前記波長切替部の切り替えを契機に、前記スリープ波長決定部の決定した使用停止波長の送受信器をスリープ状態に移行する光通信装置。
  5. 前記動的波長帯域割当回路は、
    使用波長のうちのいずれかの波長で輻輳が発生した場合、前記スリープ波長決定部及び前記波長切替部の動作を中止させる輻輳処理部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光通信装置。
  6. 前記輻輳処理部は、
    使用波長のうちのいずれかの波長で輻輳が発生した場合、通信波長のうちの使用していない波長のいずれかを新たな使用波長に決定し、
    前記波長切替部は、輻輳の発生した波長を使用している加入者装置を、前記新たな使用波長に割り当てる
    ことを特徴とする請求項４または５に記載の光通信装置。
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