JP6043255B2 - 光通信装置及びその省電力方法 - Google Patents

Description

本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける光通信装置及びその省電力方法に関する。

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（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、ＯＳＵ８１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ＯＮＵ９２がＯＳＵ８１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（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ＯＮＵ９２は、光ファイバ伝送路９０を介して波長ルーティング手段９４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ＯＮＵ９２間で信号の時間的重なりが、ＯＳＵ８１の数まで許される。そのため、ＯＳＵ８１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９４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ＯＮＵ９２は、同一のＯＳＵ８１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ＯＮＵ９２とＯＳＵ８１との論理接続は不変であり、各ＯＳＵ８１のトラフィック負荷の状態によらず、異なるＯＳＵ８１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、ＯＮＵ９２に波長可変機能を有する波長可変光送信器２１および波長可変光受信器２３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、ＯＮＵ９２における送受信波長の切替により論理接続するＯＳＵ８１をＯＮＵ９２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ＯＳＵ８１がある時には、低負荷状態であるＯＳＵ８１へトラフィック負荷が分散するようにＯＮＵ９２−ＯＳＵ８１間の論理接続を変更し、高負荷状態であったＯＳＵ８１の通信品質の劣化を防ぐことができる。また、ＯＳＵ８１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ＯＳＵ８１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。

波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮは、上述のように、ＯＮＵ９２における送受信波長の切替により論理接続するＯＳＵ８１をＯＮＵ９２単位で変更する機能を有するため、非特許文献２に記載されているように、トラフィック状態に応じて動作ＯＳＵ数を可変とすることもできる。動作しているＯＳＵ８１の合計ＯＳＵ帯域と比べて、システムにおける総トラフィック量が少ない時には動作ＯＳＵ数を削減し、動作を停止するＯＳＵ８１内の機能ブロックへの電力供給を停止することにより、ＯＬＴ９１の省電力化を実現できる（図４）。

Ｓ． Ｋｉｍｕｒａ， "ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｏｐｔｉｃａｌ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，" ＯＥＣＣ２０１０， ６Ａ１−１， 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，" 信学技報Ｖｏｌ．１１２， Ｎｏ．１１８， ｐｐ．３９−４４， ２０１２年７月

波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、トラフィック状態に応じて動作ＯＳＵ数を削減する際には、波長可変性を用いて、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していたＯＮＵ９２を、動作を継続するＯＳＵ８１のうちのいずれかと新たに論理接続させる。この時、動作を継続するＯＳＵ８１と論理接続するＯＮＵ数が増加する。そのため、下り方向通信では、動作を継続するＯＳＵ８１へ上位ネットワークから流入する下りトラフィック量が増大し、動作を継続するＯＳＵ８１への下りトラフィックの流入速度がＯＳＵ帯域を超えることにより、ＯＬＴ９１内でパケットロスが発生することが懸念される。また、上り方向通信では、動作を継続するＯＳＵ８１に対する各ＯＮＵ９２からの上り送信要求帯域の総量が増大し、ＯＮＵ９２あたりの上り送信要求帯域量に対する帯域割当量が減少することにより、ＯＮＵ９２内でのバッファリング時間が拡大し、上り方向通信の遅延が増大することが懸念される。

そのため、トラフィック状態に応じて動作ＯＳＵ数を削減してＯＬＴ９１の省電力化を図る際には、動作を継続するＯＳＵ８１の通信品質へ与える影響が小さくなるように、動作を停止するＯＳＵ８１を決める方法が求められる。しかしながら、非特許文献２では、トラフィック状態に応じて動作ＯＳＵ数を削減する際の、動作を停止するＯＳＵ８１の決め方について記載されていない。

本発明に係る省電力方法は、
複数の終端装置を備える親ノードが複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記子ノードと前記終端装置の少なくとも一方が備える波長可変機能により、前記子ノードが前記終端装置のうちの任意の１台と論理接続することが可能な光通信システムにおける省電力方法であって、
動作する前記終端装置の数をＫ台（Ｋは２以上の整数）削減する際に、前記終端装置ごとのトラフィック負荷に基づいて、動作を停止する前記終端装置として、前記トラフィック負荷が最小である１台を選定して、動作する前記終端装置の数を１台削減することをＫ回繰り返す。

本発明に係る省電力方法では、動作する前記終端装置の数を１台削減する際に、動作を停止する前記終端装置と論理接続していた全ての前記子ノードの論理接続先を、動作を継続する前記終端装置のうちの１台に変更してもよい。

本発明に係る省電力方法は、
複数の終端装置を備える親ノードが複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記子ノードと前記終端装置の少なくとも一方が備える波長可変機能により、前記子ノードが前記終端装置のうちの任意の１台と論理接続することが可能な光通信システムにおける省電力方法であって、
動作する前記終端装置の数をＫ台（Ｋは１以上の整数）削減する際に、前記終端装置ごとのトラフィック負荷に基づいて、動作を停止する前記終端装置として、前記トラフィック負荷が１〜Ｋ番目に小さいＫ台を選定して、動作する前記終端装置の数を一度にＫ台削減する。

本発明に係る省電力方法では、動作を停止する前記終端装置と論理接続していた前記子ノードのうち同一の前記終端装置と論理接続していた全ての前記子ノードの新たな論理接続先を、動作を継続する前記終端装置のうちの同一の１台に変更してもよい。

本発明に係る省電力方法では、前記終端装置の前記トラフィック負荷が、過去の一定時間内に前記終端装置に流入する、当該終端装置と論理接続する各々の前記子ノードを宛先とする個々のトラフィックの総量であってもよい。

本発明に係る省電力方法では、前記終端装置の前記トラフィック負荷が、過去の一定時間内に前記終端装置に流入する、当該終端装置と論理接続する各々の前記子ノードを送信元とする個々のトラフィックの総量であってもよい。

本発明に係る省電力方法では、前記終端装置の前記トラフィック負荷が、前記子ノードから前記親ノードへの上り方向通信において当該終端装置と論理接続する各々の前記子ノードが要求する上り送信要求帯域の過去の一定時間内における総量であってもよい。

本発明に係る光通信装置は、
複数の終端装置を備える親ノードが複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記子ノードと前記終端装置の少なくとも一方が備える波長可変機能を用いて、前記子ノードが前記終端装置のうちの任意の１台と論理接続することが可能な光通信システムにおける前記親ノードとして機能する光通信装置であって、
動作する前記終端装置の数をＫ台（Ｋは２以上の整数）削減する際に、前記終端装置ごとのトラフィック負荷に基づいて、動作を停止する前記終端装置として、前記トラフィック負荷が最小である１台を選定して、動作する前記終端装置の数を１台削減することをＫ回繰り返す。

本発明に係る光通信装置は、
複数の終端装置を備える親ノードが複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記子ノードと前記終端装置の少なくとも一方が備える波長可変機能を用いて、前記子ノードが前記終端装置のうちの任意の１台と論理接続することが可能な光通信システムにおける前記親ノードとして機能する光通信装置であって、
動作する前記終端装置の数をＫ台（Ｋは１以上の整数）削減する際に、前記終端装置ごとのトラフィック負荷に基づいて、動作を停止する前記終端装置として、前記トラフィック負荷が１〜Ｋ番目に小さいＫ台を選定して、動作する前記終端装置の数を一度にＫ台削減する。

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、動作を継続するＯＳＵ８１の通信品質へ与える影響が小さくなるように、動作を停止するＯＳＵ８１を決めることができる。

ＴＤＭ−ＰＯＮの構成の一例を示す。 ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成の一例を示す。 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの第１の構成例を示す。 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける省電力動作の一例を示す。 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの第２の構成例を示す。 波長ルーティング手段の下り方向の入出力特性の一例を示す。 波長ルーティング手段の上り方向の入出力特性の一例を示す。 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの第３の構成例を示す。 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの第４の構成例を示す。 第１の実施形態における省電力方法の第１の説明図である。 第１の実施形態における省電力方法の第２の説明図である。 第２の実施形態における省電力方法の第１の説明図である。 第２の実施形態における省電力方法の第２の説明図である。

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。

本実施形態に係る光通信システムは、親ノードとして機能するＯＬＴ９１と、子ノードとして機能するＯＮＵ９２を備える。ＯＳＵ８１が親ノードに備わる終端装置として機能する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいてトラフィック状態に応じて動作ＯＳＵ数をＫ台（Ｋは１以上の整数）削減する際に、ＯＬＴ９１にて測定した過去の一定時間におけるＯＳＵ８１あたりのトラフィック量または論理接続する各ＯＮＵ９２からのＯＳＵ８１に対する上り送信要求帯域の総量に基づき、動作を停止するＯＳＵ８１として、ＯＳＵ８１あたりのトラフィック量または上り送信要求帯域の総量が最少であるＯＳＵ８１を選定して、動作ＯＳＵ数を１台削減することをＫ回繰り返すことにより、動作ＯＳＵ数の削減が動作を継続するＯＳＵ８１の通信品質へ与える影響を小さく保つ省電力方法である。なお、本実施形態においては、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していたＯＮＵ９２が新たに論理接続するＯＳＵ８１の決め方については限定しない。

本実施形態における省電力方法は図３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省電力方法が適用される波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ―ＰＯＮ構成は図３に限らず、ＯＳＵ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９７をＯＮＵ９２とＯＬＴ９１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９７としては、波長周回性を有し入出力特性が図６および図７で表わされるＮ×Ｍ ＡＷＧなどがこれにあたる。また、本実施形態における省電力方法は、ＡＷＧや薄膜フィルタなどの波長ルーティング手段９４と光合分波手段９６とを組み合わせた構成（図８）へ適用することも可能である。

図３の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、ＯＳＵ＃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ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）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ＯＬＴ９１から割り当てられる複数のＯＮＵ９２と、光ファイバ伝送路９０を介して接続されている。ＯＬＴ９１内の各ＯＳＵ８１は、ＯＳＵ８１ごとに相異なる波長である下り信号光を送出し、各ＯＳＵ８１からの下り信号光は、光合分波手段９６により波長多重された後、光ファイバ伝送路９０へ出力される。光合分波手段９６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。

ＯＮＵ９２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、ＯＬＴ９１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３のように、ＰＩＮ−ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）やＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）などの受光器２３２の前段に波長可変フィルタ２３１を配置し、割り当てられた下り波長に応じて波長可変フィルタ２３１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ＯＮＵ９２は、ＬＬＩＤ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、ＯＮＵ９２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、ＯＬＴ９１から割り当てられている上り波長で、ＯＬＴ９１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。ＯＬＴ９１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ＯＮＵ９２からのバースト信号光同士が衝突しないように、ＯＬＴ９１が記憶している各ＯＮＵ９２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、ＤＢＲ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９０を伝送された上りバースト信号光は、光合分波手段９６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ＯＳＵ＃１〜＃Ｍへ入力される。図３のように、バースト信号対応のＰＩＮ―ＰＤやＡＰＤなどの受光器１３２の前段に透過波長が光受信器ごとに相異なる波長フィルタ１３１を配置することにより、各ＯＳＵ８１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ＯＮＵ９２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、ＯＬＴ９１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ＯＮＵ９２を特定することができる。

ＯＮＵ９２内およびＯＬＴ９１内の光受信器として、図９のように、コヒーレント受信器１７及び２７を用いることも可能である。この場合、ＯＮＵ９２内の局発光源２６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、ＯＬＴ９１内の局発光源１６の出力光波長は、ＯＳＵ８１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９０中での許容損失や各ＯＳＵ８１と接続する光合分波手段９６における許容損失を増大できる。光ファイバ伝送路９０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ＯＮＵ９２数の拡大を図ることができる。また、各ＯＳＵ８１と接続する光合分波手段９６において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。更には、コヒーレント受信の適用により波長フィルタが不要となるため、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、本実施形態における省電力方法を、動作を停止するＯＳＵ８１を、ＯＳＵ８１あたりの下りトラフィック量に基づいて選定する場合を例に説明する。なお、動作を停止するＯＳＵ８１は、ＯＳＵ８１あたりの上りトラフィック量や、論理接続する各ＯＮＵ９２からのＯＳＵ８１に対する上り送信要求帯域の総量に基づいて選定してもよい。

本実施形態における省電力方法では、トラフィック状態に応じて動作ＯＳＵ数をＫ台削減する際に、動作を停止する１台のＯＳＵ８１を選定し、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していた全てのＯＮＵ９２の論理接続先を、動作を継続するＯＳＵ８１のうちの１台に変更することをＫ回繰り返す。動作を停止する１台のＯＳＵ８１を選定する際には、動作を停止する時刻より前の一定時間内に流入した下りトラフィック量が最も少ないＯＳＵ８１を選定する。ここで、ＯＬＴ９１では、過去の一定時間内に各ＯＳＵ８１に流入した下りトラフィック量を、所定の時間間隔で測定している。下りトラフィック量を測定する場所は、上位ネットワークからＯＬＴ９１へ流入する下りトラフィックがトラフィックの宛先であるＯＮＵ９２の論理接続先であるＯＳＵ８１ごとに振り分けられる前であっても、後であってもよい。

上述の手順を、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０及び図１１は、Ｋ＝２の場合である。ある時刻Ｔ_０において、ＯＬＴ９１が動作ＯＳＵ数を２（＝Ｋ）台削減すると決定した場合、１台目に動作を停止するＯＳＵとして、Ｔ_０−Δｔ〜Ｔ_０の間に流入した下りトラフィック量が最も少ないＯＳＵ＃１を選定し、動作を停止するＯＳＵ＃１と論理接続していたＯＮＵ＃１〜＃３の論理接続先を、動作を継続するＯＳＵ＃２に変更する。
その後、図１１に示すように、２台目に動作を停止するＯＳＵとして、Ｔ_１−Δｔ〜Ｔ_１（Ｔ_１−Δｔ＞Ｔ_０）の間に流入した下りトラフィック量が最も少ないＯＳＵ＃３を選定し、動作を停止するＯＳＵ＃３と論理接続していたＯＮＵ＃７〜＃９論理接続先を、動作を継続するＯＳＵ＃４に変更する。

ＯＳＵ８１へ流入する下りトラフィック量は、短時間だけ離れた時刻間で高い相関を有するため、直近の測定時間内にＯＳＵ８１に流入した下りトラフィック量が少ないほど、短時間だけ離れた次の測定時間内に同一のＯＳＵ８１に流入する下りトラフィック量が少なくなることが予測される。ここで、１台のＯＳＵ８１と論理接続するＯＮＵ数が十分に多い場合、ＯＳＵ８１へ流入する下りトラフィックの時間特性には、各ＯＮＵ９２を宛先とする個々の下りトラフィックの時間特性が表れないため、ＯＳＵ８１へ流入する下りトラフィック量が短時間だけ離れた時刻間で有する相関は、ＯＳＵ８１間で同程度となる。そのため、直近の測定時間内に流入する下りトラフィック量が少ないＯＳＵ８１ほど、短時間だけ離れた次の測定時間内に流入する下りトラフィック量が少なくなることが予測される。

よって、動作を停止するＯＳＵ８１として、上述のように直近の測定時間内に流入した下りトラフィック量が最も少ないＯＳＵ８１を選定することにより、他のＯＳＵ８１を選定する場合と比べて、短時間だけ離れた次の測定時間内にＯＬＴ９１に流入することが予測される、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していた各ＯＮＵ９２を宛先とする全ての下りトラフィックの総量が最少となる。そのため、動作ＯＳＵ数を削減した際に、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していた全てのＯＮＵ９２の新たな論理接続先となるＯＳＵ８１の通信品質に与える影響を小さく保つことが期待できる。

この時、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していた全てのＯＮＵ９２の新たな論理接続先となるＯＳＵ８１として、直近の測定時間内に流入した下りトラフィック量が２番目に少ないＯＳＵ８１を選定する場合に、他のＯＳＵ８１を選定する場合と比べて、短時間だけ離れた次の測定時間内にＯＬＴ９２に流入することが予測される、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していた全てのＯＮＵ９２の新たな論理接続先であるＯＳＵ８１と論理接続するＯＮＵ９２を宛先とする全ての下りトラフィックの総量が最少となる。そのため、動作ＯＳＵ数を削減した後にＯＬＴ９１内でパケットロスが発生する確率を最小とすることができる。

ここで、動作を停止するＯＳＵ８１として選定したＯＳＵ８１へ直近の測定時間内に流入した下りトラフィックの平均流入速度と、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していた全てのＯＮＵ９２の新たな論理接続先となるＯＳＵ８１へ直近の測定時間内に流入した下りトラフィック量の平均流入速度との和が、ＯＳＵ帯域またはＯＳＵ帯域の何割かとなるように設定した閾値を超過する場合は、動作ＯＳＵ数をそれ以上削減しないという判断を加えることも可能である。

本実施形態における省電力方法により、トラフィック状態に応じて動作ＯＳＵ数をＫ台削減する際に、動作ＯＳＵ数の削減が動作を継続するＯＳＵ８１の通信品質へ与える影響を小さく保つことが期待できる。また、本実施形態における省電力方法では、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していた各ＯＮＵ９２の新たな論理接続先を決定する際に、ＯＮＵ９２ごとのトラフィック量や上り送信要求帯域量に基づいてＯＮＵ単位で決定するのではなく、ＯＳＵ８１あたりのトラフィック量または論理接続する各ＯＮＵ９２からのＯＳＵ８１に対する上り送信要求帯域の総量に基づいて全てのＯＮＵ９２を別の１台のＯＳＵ８１と新たに論理接続させる。そのため、ＯＮＵ９２ごとのトラフィック量や上り送信要求帯域量を測定・記憶する必要がある方法と比べて、ＯＬＴ９１のハードウェアの性能・規模に対する要求が緩和される。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいてトラフィック状態に応じて動作ＯＳＵ数をＫ台（Ｋは１以上の整数）削減する際に、ＯＬＴ９１にて測定した過去の一定時間におけるＯＳＵ８１あたりのトラフィック量または論理接続する各ＯＮＵ９２からのＯＳＵ８１に対する上り送信要求帯域の総量に基づき、動作を停止するＯＳＵ８１として、ＯＳＵ８１あたりのトラフィック量または上り送信要求帯域の総量が１〜Ｋ番目に少ないＫ台のＯＳＵ８１を選定して、動作ＯＳＵ数を一度にＫ台削減することにより、動作ＯＳＵ数の削減が動作を継続するＯＳＵ８１の通信品質へ与える影響を小さく保つ省電力方法である。なお、本実施形態においては、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していたＯＮＵ９２が新たに論理接続するＯＳＵ８１の決め方については限定しない。

以下に、本実施形態における省電力方法を、動作を停止するＯＳＵ８１を、ＯＳＵ８１あたりの下りトラフィック量に基づいて選定する場合を例に説明する。なお、動作を停止するＯＳＵ８１は、ＯＳＵ８１あたりの上りトラフィック量や、論理接続する各ＯＮＵ９２からのＯＳＵ８１に対する上り送信要求帯域の総量に基づいて選定してもよい。

本実施形態における省電力方法では、トラフィック状態に応じて動作ＯＳＵ数をＫ台削減する際に、動作を停止するＯＳＵ８１として、動作を停止する時刻より前の一定時間内に流入した下りトラフィック量が１〜Ｋ番目に少ないＫ台のＯＳＵ８１を選定する。ここで、ＯＬＴ９２では、過去の一定時間内に各ＯＳＵ８１に流入した下りトラフィック量を、所定の時間間隔で測定している。下りトラフィック量を測定する場所は、上位ネットワークからＯＬＴ９１へ流入する下りトラフィックがトラフィックの宛先であるＯＮＵ９２の論理接続先であるＯＳＵ８１ごとに振り分けられる前であっても、後であってもよい。

動作を停止するＫ台のＯＳＵ８１と論理接続していたＯＮＵ９２の論理接続先は、動作を継続する他のＫ’台（１≦Ｋ’≦Ｋ）のＯＳＵ８１に変更される。この時、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していたＯＮＵ９２のうち同一のＯＳＵ８１と論理接続していた全てのＯＮＵ９２の新たな論理接続先が同じＯＳＵ８１となるようにする。Ｋ’＝Ｋの時は、新たな論理接続先であるＯＳＵ８１は、元々の論理接続先であったＯＳＵ８１ごとに分散する。また、Ｋ’＝１の時は、動作を停止するＫ台のＯＳＵ８１と論理接続していた全てのＯＮＵ９２の新たな論理接続先が、同じＯＳＵ８１となる。

上述の手順を、図１２を用いて説明する。図１２は、Ｋ＝２、Ｋ’＝２の場合である。ある時刻Ｔ_０において、ＯＬＴ９１が動作ＯＳＵ数を２（＝Ｋ）台削減すると決定した場合、動作を停止する２台のＯＳＵ８１として、Ｔ_０−Δｔ〜Ｔ_０の間に流入した下りトラフィック量が最も少ないＯＳＵ＃１と２番目に少ないＯＳＵ＃２を選定し、動作を停止するＯＳＵ＃１、＃２と論理接続していたＯＮＵ＃１〜＃３、＃４〜＃６の論理接続先を、それぞれ、動作を継続するＯＳＵ＃３、＃４に変更する。ここで、図１３のように、Ｋ＝２、Ｋ’＝１として、動作を停止するＯＳＵ＃１、＃２と論理接続していたＯＮＵ＃１〜＃３、＃４〜＃６の論理接続先を、同じＯＳＵ＃３に変更することも可能である。

第１の実施形態内で述べたトラフィックの有する相関性により、動作を停止するＫ台のＯＳＵ８１として、上述のように直近の測定時間内に流入した下りトラフィック量が１〜Ｋ番目に少ないＫ台のＯＳＵ８１を選定することにより、他のＯＳＵ８１を選定する場合と比べて、短時間だけ離れた次の測定時間内に、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していたＯＮＵ９２の新たな論理接続先であるＯＳＵ８１に流入することが予測される下りトラフィックの総量が最少となる。そのため、動作ＯＳＵ数を削減した際に、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していたＯＮＵ９２の新たに論理接続先となるＯＳＵ８１の通信品質に与える影響を小さく保つことが期待できる。

Ｋ’＝Ｋの時は、直近の測定時間内に流入した下りトラフィック量が１、２、…、Ｋ番目に少ないＯＳＵ８１と論理接続していたＯＮＵの新たな論理接続先となるＯＳＵ８１として、直近の測定時間内に流入した下りトラフィック量が２Ｋ、２Ｋ−１、…、Ｋ＋１番目に少ないＯＳＵ８１をそれぞれ選定する場合に、他のＯＳＵ８１を選定する場合と比べて、短時間だけ離れた次の測定時間内にＯＬＴ９１に流入することが予測される、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していたＯＮＵ９２の新たな論理接続先である各ＯＳＵ８１へ流入する下りトラフィックの総量が最少となる。そのため、動作ＯＳＵ数を削減した後にＯＬＴ９２内でパケットロスが発生する確率を最小とすることができる。

ここで、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していたＯＮＵ９２の新たな論理接続先となるＯＳＵ８１へ直近の測定時間内に流入した下りトラフィック量の平均流入速度と、当該ＯＮＵ９２の元々の論理接続先であったＯＳＵ８１へ直近の測定時間内に流入した下りトラフィックの平均流入速度との和が、ＯＳＵ帯域またはＯＳＵ帯域の何割かとなるように設定した閾値を超過する場合は、動作ＯＳＵ数を削減しないという判断を加えることも可能である。

本実施形態における省電力方法により、トラフィック状態に応じて動作ＯＳＵ数をＫ台削減する際に、動作ＯＳＵ数の削減が動作を継続するＯＳＵ８１の通信品質へ与える影響を小さく保つことが期待できる。また、本実施形態における省電力方法では、動作を停止するＯＳＵ８１と論理接続していた各ＯＮＵの新たな論理接続先を決定する際に、ＯＮＵごとのトラフィック量や上り送信要求帯域量に基づいてＯＮＵ９２単位で決定するのではなく、ＯＳＵ８１あたりのトラフィック量または論理接続する各ＯＮＵ９２からのＯＳＵ８１に対する上り送信要求帯域の総量に基づいて全てのＯＮＵを別の１台のＯＳＵ８１と新たに論理接続させる。そのため、ＯＮＵ９２ごとのトラフィック量や上り送信要求帯域量を測定・記憶する必要がある方法と比べて、ＯＬＴ９１のハードウェアの性能・規模に対する要求が緩和される。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１１：光送信器
１２：波長合分波手段
１３：光受信器
１４：波長可変光送信器
１５：波長可変光受信器
１６：局発光源
１７：コヒーレント受信器
２１：波長可変光送信器
２２：波長合分波手段
２３：波長可変光受信器
２４：光受信器
２５：光送信器
２６：局発光源
２７：コヒーレント受信器
８１：ＯＳＵ
９０：光ファイバ伝送路
９１：ＯＬＴ
９２：ＯＮＵ
９３、９６：光合分波手段
９４、９５、９７：波長ルーティング手段
１３１：波長フィルタ
１３２：受光器
２３１：波長可変フィルタ
２３２：受光器

Claims (6)

1. 複数の終端装置を備える親ノードが複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記子ノードと前記終端装置の少なくとも一方が備える波長可変機能により、前記子ノードが前記終端装置のうちの任意の１台と論理接続することが可能な光通信システムにおける省電力方法であって、
   動作する前記終端装置の数をＫ台（Ｋは２以上の整数）削減する際に、前記終端装置ごとのトラフィック負荷に基づいて、動作を停止する前記終端装置として、前記トラフィック負荷が最小である１台を選定して、動作する前記終端装置の数を１台削減することをＫ回繰り返すことを特徴とする省電力方法。
2. 動作する前記終端装置の数を１台削減する際に、動作を停止する前記終端装置と論理接続していた全ての前記子ノードの論理接続先を、動作を継続する前記終端装置のうちの１台に変更することを特徴とする請求項１に記載の省電力方法。
3. 前記終端装置の前記トラフィック負荷が、過去の一定時間内に前記終端装置に流入する、当該終端装置と論理接続する各々の前記子ノードを宛先とする個々のトラフィックの総量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の省電力方法。
4. 前記終端装置の前記トラフィック負荷が、過去の一定時間内に前記終端装置に流入する、当該終端装置と論理接続する各々の前記子ノードを送信元とする個々のトラフィックの総量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の省電力方法。
5. 前記終端装置の前記トラフィック負荷が、前記子ノードから前記親ノードへの上り方向通信において当該終端装置と論理接続する各々の前記子ノードが要求する上り送信要求帯域の過去の一定時間内における総量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の省電力方法。
6. 複数の終端装置を備える親ノードが複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記子ノードと前記終端装置の少なくとも一方が備える波長可変機能を用いて、前記子ノードが前記終端装置のうちの任意の１台と論理接続することが可能な光通信システムにおける前記親ノードとして機能する光通信装置であって、
   動作する前記終端装置の数をＫ台（Ｋは２以上の整数）削減する際に、前記終端装置ごとのトラフィック負荷に基づいて、動作を停止する前記終端装置として、前記トラフィック負荷が最小である１台を選定して、動作する前記終端装置の数を１台削減することをＫ回繰り返すことを特徴とする光通信装置。

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