JP6104827B2 - Ｔｗｄｍ−ｐｏｎシステム及びその波長制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、波長可変の光アクセスネットワークシステムにおける波長切替に関するものである。特に、本発明は、親局光通信装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）及び子局光通信装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）が光伝送路を介して１対Ｎの通信を行い、かつ各光通信装置が通信波長を自由に可変とする受動光ネットワーク(ＴＷＤＭ−ＰＯＮ：Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ)の波長切替えに関するものである。

将来の広帯域で柔軟、かつ無線基地局の統合などの通信網のさらなる発展につながる波長・時分割多重によるＴＷＤＭ−ＰＯＮでは、ＯＬＴがその利用波長を切替える際に、無線システムの低遅延な伝送仕様に対応した波長制御技術を提供することが望まれている。

現在、ブロードバンドサービスの増加に伴って、光ファイバを用いたＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）の加入者数は急激に増加している。通信事業者ビルからお客様宅までの光アクセスネットワークにおいては、経済性に優れたポイント・ツー・マルチポイント通信を行うＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムが広く用いられている。ＰＯＮシステムはＰＤＳ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｒ）型の光線路構成を有しており、通信事業者ビルに設置されたＯＬＴ、ＯＬＴに接続された基幹光ファイバ、基幹光ファイバを複数に光分岐する光スプリッタ、加入者宅に設置されたＯＮＵ、及びＯＮＵと１対１で対応する分岐光ファイバを備えている。

一方、携帯電話等の無線セルラーシステムにおいても、爆発的な普及により、広帯域で効率のよい無線アクセスネットワーク構成が必要である。また、無線アクセスネットワークにおいては、基地局を、信号処理部（ＢＢＵ：Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ Ｕｎｉｔ）とＲＦ部（ＲＲＨ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）に分離させ、物理的に離れた構成とする事が検討されている。このＢＢＵ−ＲＲＨのネットワークにおいて、一つのＢＢＵが複数のＲＲＨを収容する形態をとる事もできる。これにより、各ＲＲＨに必要なＢＢＵを一箇所に集約する事ができ、運用・設置コストの削減ならびに複数ＲＲＨ間の高度な協調動作が可能となる。

上記のような１つのＢＢＵが複数のＲＲＨを収容する構成として、ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔではなく、一部光ファイバを共有する構成が考えられている。いわゆるＦＴＴＨで利用されているＰＯＮ構成である。このＰＯＮシステムの適用において、通信方式として、ＴＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ−ＰＯＮ）やＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ−ＰＯＮ）などのＰＯＮ技術を用いて、光ファイバ導入コストを下げることが考えられている。特にＷＤＭとＴＤＭを併用したＴＷＤＭ−ＰＯＮを用いれば、各ＯＮＵ、ＯＬＴが任意の波長をとりながら効率的なＮＷ構成をリアルタイムに構築できるため、非常に効率的なネットワークを構成できる（例えば、非特許文献１参照。）。

このＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムではＯＬＴ−ＯＮＵ間で波長を切替えながら通信をする。この波長切替えのため、ＯＮＵ内の波長可変フィルタの透過波長を変えるなどの光デバイス制御が必要である。

Ｄ． Ｉｉｄａ， ｅｔ ａｌ．， "ａ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ＴＷＤＭ−ＰＯＮ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ，" ＡＰＭＰ２０１３， ＴｕＡ−３

ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムではＯＬＴ−ＯＮＵ間の波長を切替えるため、ＯＮＵ内の波長可変フィルタ等の光デバイスの波長設定を通信中も変更する必要がある。しかし、無線アクセスネットワークでの通信においては、規格により非常に低遅延な通信特性が求められる。具体的には数百μｓｅｃ程度の遅延しか許されない。しかし光デバイス、例えば、波長可変フィルタの波長切替には、ｍｓｅｃオーダの遅延を要し、対応が困難である。

このような課題を解決するために、低遅延でＯＬＴ−ＯＮＵ間の波長を切替えることのできるＴＷＤＭ−ＰＯＮ波長制御方法及びＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムを提供することを目的とする。

また、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の波長を切替える状況下では、柔軟な運用をするために、予備系を備える必要がある。このような課題を解決するために、柔軟な運用のできる予備系を備えるＴＷＤＭ−ＰＯＮシステム及びその波長制御方法を提供することをも目的とする。

本発明では、通信パスが確保されているＯＮＵの第一の光送受信部を通して、第一の光送受信部とは異なる波長に設定した第二の光送受信部を起動し、第二の光送受信部の起動完了後、第二の光送受信部で通信パスを確保してから、第一の光送受信部をシャットダウンする。

具体的には、本発明は、
第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続されたＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムの波長制御方法であって、
同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第一のラインカードから前記第一の光送受信部を通して、前記第一の光送受信部とは異なる波長セットに設定した前記第二の光送受信部を起動し、
前記第二の光送受信部の起動完了後、前記異なる波長セットで前記第二のラインカードと前記第二の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
前記新たな通信パスを確保した後、前記第一の光送受信部をシャットダウンする
ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長制御方法である。

具体的には、本発明は、
第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続されたＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであって、
同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第一のラインカードから前記第一の光送受信部を通して、前記第一の光送受信部とは異なる波長セットに設定した前記第二の光送受信部を起動し、
前記第二の光送受信部の起動完了後、前記異なる波長セットで前記第二のラインカードと前記第二の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
前記新たな通信パスを確保した後、前記第一の光送受信部をシャットダウンする
ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムである。

本発明により、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムは低遅延でＯＬＴ−ＯＮＵ間の波長を切替えることができる。

また、本発明では、通信パスが確保されているＯＮＵの第二の光送受信部を通して、第二の光送受信部と同じ波長に設定した第一の光送受信部を起動し、第一の光送受信部の起動完了後、第一の光送受信部で通信パスを確保してから、第二の光送受信部をシャットダウンする。

具体的には、本発明は、
第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続されたＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムの波長制御方法であって、
同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第二のラインカードから前記第二の光送受信部を通して、前記第二の光送受信部と同じ波長セットに設定した前記第一の光送受信部を起動し、
前記第一の光送受信部の起動完了後、前記同じ波長セットで前記第二のラインカードと前記第一の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
前記新たな通信パスを確保した後、前記第二の光送受信部をシャットダウンする
ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長制御方法である。

具体的には、本発明は、
第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続されたＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであって、
同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第二のラインカードから前記第二の光送受信部を通して、前記第二の光送受信部と同じ波長セットに設定した前記第一の光送受信部を起動し、
前記第一の光送受信部の起動完了後、前記同じ波長セットで前記第二のラインカードと前記第一の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
前記新たな通信パスを確保した後、前記第二の光送受信部をシャットダウンする
ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムである。

本発明により、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムは柔軟な運用のできる予備系を備えることができる。

さらに、本発明では、通信パスが確保されている第一の光送受信部を通して、第一の光送受信部とは異なる波長に設定した第二の光送受信部を起動し、第二の光送受信部の起動完了後、第二の光送受信部で通信パスを確保してから、第一の光送受信部をシャットダウンする。続いて、通信パスが確保されている第二の光送受信部を通して、第二の光送受信部と同じ波長に設定した第一の光送受信部を起動し、第一の光送受信部の起動完了後、第一の光送受信部で通信パスを確保してから、第二の光送受信部をシャットダウンする。

具体的には、本発明は、
第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続され、前記光ファイバとの間の分岐比が第一の光送受信部より第二の光送受信部が小さく、第二の光送受信部には送受信する光信号を光増幅する光増幅器を有するＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムの波長制御方法であって、
同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第一のラインカードから前記第一の光送受信部を通して、前記第一の光送受信部とは異なる波長セットに設定した前記第二の光送受信部を起動し、
前記第二の光送受信部の起動完了後、前記異なる波長セットで前記第二のラインカードと前記第二の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
前記新たな通信パスを確保した後、前記第一の光送受信部をシャットダウンし、
同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第二のラインカードから前記第二の光送受信部を通して、前記第二の光送受信部と同じ波長セットに設定した前記第一の光送受信部を起動し、
前記第一の光送受信部の起動完了後、前記同じ波長セットで前記第二のラインカードと前記第一の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
前記新たな通信パスを確保した後、前記第二の光送受信部をシャットダウンする
ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長制御方法である。

具体的には、本発明は、
第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続され、前記光ファイバとの間の分岐比が第一の光送受信部より第二の光送受信部が小さく、第二の光送受信部には送受信する光信号を光増幅する光増幅器を有するＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであって、
同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第一のラインカードから前記第一の光送受信部を通して、前記第一の光送受信部とは異なる波長セットに設定した前記第二の光送受信部を起動し、
前記第二の光送受信部の起動完了後、前記異なる波長セットで前記第二のラインカードと前記第二の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
前記新たな通信パスを確保した後、前記第一の光送受信部をシャットダウンし、
同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第二のラインカードから前記第二の光送受信部を通して、前記第二の光送受信部と同じ波長セットに設定した前記第一の光送受信部を起動し、
前記第一の光送受信部の起動完了後、前記同じ波長セットで前記第二のラインカードと前記第一の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
前記新たな通信パスを確保した後、前記第二の光送受信部をシャットダウンする
ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムである。

本発明により、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムは低遅延でＯＬＴ−ＯＮＵ間の波長を切替えることができ、かつ、柔軟な運用のできる予備系を備えることができる。

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。

本発明により、光デバイスの波長切替に遅延があったとしても、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムは通信を継続したままＯＬＴ−ＯＮＵ間の波長を切替えることができる。あるいは、柔軟な運用のできる予備系を備えることができる。

本発明のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。 本発明のＯＮＵの構成を示すブロック図である。 本発明によるＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長切替の手順を示すフローチャートである。 本発明によるＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長切替の手順を示すシーケンス図である。 本発明によるＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長切替の手順を示すフローチャートである。 本発明によるＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長切替の手順を示すシーケンス図である。 本発明によるＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長切替の手順を示すフローチャートである。 本発明によるＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長切替の手順を示すシーケンス図である。

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。

（実施形態１）
本発明のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を図１に示す。ＯＬＴ４、複数のＯＮＵ５及び光スプリッタ３でＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムを構成する。ＯＬＴ４は、光信号を分岐する分岐光回路２３、光送信機能及び光受信機能を含むラインカード（ＬＣ：Ｌｉｎｅ Ｃａｒｄ）２６、ＯＬＴ４と外部の装置とＬＣ２６との間で信号を授受する多重分離部２７、ＬＣ２６とＯＮＵ５との間のＴＷＤＭを制御する動的波長帯域割当回路２８を備える。分岐光回路２３は、波長に依存することなく光信号を分岐合流するものでも、波長セットに応じて光信号を波長分波合波するものでもよい。

ＬＣ２６は複数備えられ、それぞれ、任意の波長セットの光信号で送受信することが可能である。各ＯＮＵ５は、通信する相手のＬＣ２６の波長セットに応じてＯＮＵ５内の波長可変フィルタの透過波長を設定し、受信する光信号の波長を限定する。また、各ＯＮＵ５は、通信する相手のＬＣ２６の波長セットに応じて送信する光信号の波長を設定する。これにより、送受信する波長セットごとに仮想的なＰＯＮを構成することができる。各ＯＮＵ５は全て異なる波長セットである必要はなく、複数のＯＮＵ５で同じ波長セットを使うことも可能であり、その波長セットのＯＮＵ５のＰＯＮ内では従来のＴＤＭによってアクセス制御を行う。このように、ＷＤＭとＴＤＭを併用しているためＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムと呼ばれる。

本発明のＯＮＵ５の構成を図２に示す。ＯＮＵ５は、複数の光送受信部９、光分岐回路１０及び切替部１５を有する。光送受信部９は、波長可変レーザで送信する光信号の波長を可変とする光送信部１２、光信号を受信する光受信部１４、光受信部１４の受信する光信号の波長を限定する波長可変フィルタ１３、波長差を利用して送信する光信号と受信する光信号を波長合波分波する波長合分波器１１を含む。簡単のため、光送受信部９は２つとしているが、３つ以上でもよい。

切替部１５は、光送受信部９の切替に応じて、ＯＮＵ５の外部との装置の間で、通信する信号を切替える。

本実施形態のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、同じ波長セットで通信パスが確保されているＬＣ２６＃１から光送受信部９＃１を通して、光送受信部９＃１とは異なる波長セットに設定した光送受信部９＃２を起動し、光送受信部９＃２の起動完了後、前記異なる波長セットでＬＣ２６＃２と光送受信部９＃２との間で新たな通信パスを確保し、新たな通信パスを確保した後、光送受信部９＃１をシャットダウンする。

ＯＬＴ４とＯＮＵ５との間で通信波長を切替える手順を説明する。ＯＬＴ４とＯＮＵ５に分けたフローチャートを図３に、ＯＬＴ４とＯＮＵ５との間のシーケンス図を図４に示す。図４において、（ ）で表した動作は、図３の（ ）のステップの実行を表す。

ステップ（１）
ステップ（１）で、ＯＬＴ４が通信波長を波長セット１から波長セット２に切替えると判断する。例えば、ＯＮＵ５＃ｎ内の光送受信部９＃１が波長セット１でＯＬＴ４内のＬＣ２６＃１と通信している状況において、波長セット１での通信量が増加したために波長を切替える、ＲＲＨを現在とは違うスモールセル群に属させる、又は、現在とは異なる無線システムで使用させたいなどの理由で、ＯＮＵ５＃ｎとの通信を波長セット１から波長セット２に切替えなければならないと、ＯＬＴ４が判断する。
ＯＮＵ５の光送受信部９のうち、波長切替先の光送受信部９＃２はスリープ状態にあるため利用することができない。

ステップ（２）
ステップ（２）で、ＯＬＴ４が波長セット１によるＬＣ２６♯１からＯＮＵ５＃ｎの光送受信部９♯１への通信パスを通して、ＯＮＵ５＃ｎの光送受信部９♯２を波長セット２で起動するよう指示する。

ステップ（３）
ステップ（３）で、ＯＮＵ５♯ｎは光送受信部９♯２を波長セット２で起動する。

ステップ（４）
ＯＬＴ４内のＬＣ２６＃２は波長セット２で通信をしている。ステップ（４）で、通常のＴＷＤＭの帯域制御の仕組みに従い、ＯＬＴ４はＬＣ２６＃２に、波長セット２によるＬＣ２６♯２からＯＮＵ５♯ｎの光送受信部９♯２への通信パスを通して、 ＯＮＵ５♯ｎの光送受信部９♯２へ送信許可信号と送信スケジュールを送信させる。

ステップ（５）
ステップ（５）で、波長セット２で起動したＯＮＵ５♯ｎの光送受信部９♯２は、送信許可信号と送信スケジュールを受信する。ＯＮＵ５♯ｎは、受信した送信スケジュールに応じて、光送受信部９♯２から波長セット２のＰＯＮへの参加希望信号を送信する。

ステップ（６）
ステップ（６）で、ＯＬＴ４が参加希望信号を受信すると、波長セット２のＬＣ２６♯２に対して、波長セット２の光送受信部９♯２の送信帯域及び送信タイミングが波長セット１の光送受信部９♯１と同じになるように、ＧＡＴＥ信号を送信させる。そもそも、波長セット２に余裕があるために、波長切替えして波長セット１から波長セット２への切替先としているので、このような帯域とタイミングの制御は波長セット２内で可能である。
さらに、波長セット１のＬＣ２６♯１に対して、波長セット１の光送受信部９♯１をシャットダウンするＧＡＴＥ信号を送信させる。

ステップ（７）
ステップ（７）で、ＯＮＵ５♯ｎは、波長セット２によるＬＣ２６♯２から光送受信部９♯２へのＧＡＴＥ信号を受信すると、 光送受信部９＃２がＬＣ２６♯２との間で波長セット２による通信を引き継ぐ。
一方、波長セット１によるＬＣ２６♯１から光送受信部９♯１へのＧＡＴＥ信号を受信すると、光送受信部９♯１をシャットダウンする。光送受信部９♯１のシャットダウンには、光送受信部９♯１への電源供給を遮断したり、クロック供給を遮断したりすることで実現できる。これ以降は、光送受信部９♯１を次の波長切替先として扱うことができる。

ステップ（８）
ステップ（８）で、ＯＬＴ４は波長セット２で通信を継続し、波長セット１の光送受信部９♯１からのリクエスト信号が届かなくなると、波長セット１のＰＯＮから光送受信部９♯１を除外する。

これらの制御は全てＯＬＴ４の動的波長帯域割当回路２８のスケジューリング制御により、他の通信、特にすでに別のＬＣ２６により通信が行われている波長セット２の通信に影響を与えないようなタイミングで実行される。

このようにして、光デバイスの波長切替に遅延があったとしても、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムは通信を継続したままＯＬＴ−ＯＮＵ間の波長を切替えることができる。

（実施形態２）
本実施形態のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成は実施形態１のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムと同様である。

本実施形態のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、同じ波長セットで通信パスが確保されているＬＣ２６＃１から光送受信部９＃１を通して、光送受信部９＃１とは異なる波長セットに設定した光送受信部９＃２を起動し、光送受信部＃２の起動完了後、前記異なる波長セットでＬＣ２６＃２と光送受信部９＃２との間で新たな通信パスを確保し、新たな通信パスを確保した後、光送受信部９＃１をシャットダウンする。

ＯＬＴ４とＯＮＵ５との間で通信波長を切替える手順を説明する。ＯＬＴ４とＯＮＵ５に分けたフローチャートを図５に、ＯＬＴ４とＯＮＵ５との間のシーケンス図を図６に示す。図６において、（ ）で表した動作は、図５の（ ）のステップの実行を表す。

ステップ（１）
ステップ（１）で、ＯＬＴ４が通信波長を波長セット１から波長セット２に切替えると判断する。例えば、ＯＮＵ５＃ｎ内の光送受信部９＃１が波長セット１でＯＬＴ４内のＬＣ２６＃１と通信している状況において、波長セット１での通信量が増加したために波長を切替える、ＲＲＨを現在とは違うスモールセル群に属させる、又は、現在とは異なる無線システムで使用させたいなどの理由で、ＯＮＵ５＃ｎとの通信を波長セット１から波長セット２に切替えなければならないと、ＯＬＴ４が判断する。
ＯＮＵ５の光送受信部９のうち、波長切替先の光送受信部９＃２はスリープ状態にあるため利用することができない。

ステップ（２）
ステップ（２）で、ＯＬＴ４が波長セット１によるＬＣ２６♯１からＯＮＵ５＃ｎの光送受信部９♯１への通信パスを通して、ＯＮＵ５＃ｎの光送受信部９♯２を波長セット２で起動するよう指示する。

ステップ（３）
ステップ（３）で、ＯＮＵ５♯ｎは光送受信部９♯２を波長セット２で起動を開始する。
ＯＮＵ５♯ｎは、光送受信部９♯２が波長セット２で起動するまで、波長セット１の光送受信部９♯１で通信を継続している。

ステップ（４）
ＯＬＴ４内のＬＣ２６＃２は波長セット２で送信しているが、ＯＮＵ５＃ｎの光送受信部９＃２が起動していないため、ＬＣ２６＃１とＯＮＵ５＃ｎの光送受信部９＃１の間だけで通信されている。
ステップ（４）で、ＯＬＴ４が波長セット１によるＯＮＵ５＃ｎの光送受信部９＃１からの送信希望信号に応じて、波長セット１によるＬＣ２６♯１からＯＮＵ５♯ｎの光送受信部９♯１への通信パスを通して、 ＯＮＵ５♯ｎの光送受信部９♯１へ送信許可と送信スケジュールを指示するＧＡＴＥ信号を送信させる。
同時に、ＯＬＴ４が波長セット２によるＬＣ２６♯２からＯＮＵ５♯ｎの光送受信部９♯２への通信パスを通して、 ＯＮＵ５♯ｎの光送受信部９♯２へ上記と同じ送信許可と送信スケジュールを指示するＧＡＴＥ信号を送信させる。

ステップ（５）
ステップ（５）で、ＯＮＵ５♯ｎは、光送受信部９♯２が起動すると、受信した送信スケジュールに応じて、光送受信部９♯２が波長セット２で通信を引き継ぐ。
同時に、ＯＮＵ５♯ｎは、光送受信部９♯１をシャットダウンする。

ステップ（６）
ステップ（６）で、波長セット２のＬＣ２６♯２が光送受信部９＃２からの信号を受信すると、ＯＬＴ４は波長セット２のＬＣ２６♯２に対して、通信を継続させる。
同時に、ＯＬＴ４は波長セット１のＰＯＮからＯＮＵ５♯ｎの光送受信部９＃１を除外する。

これらの制御は全てＯＬＴ４の動的波長帯域割当回路２８のスケジューリング制御により、他の通信、特にすでに別のＬＣ２６により通信が行われている波長セット２の通信に影響を与えないようなタイミングで実行される。

このようにして、光デバイスの波長切替に遅延があったとしても、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムは通信を継続したままＯＬＴ−ＯＮＵ間の波長を切替えることができる。

（実施形態３）
本実施形態のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成は実施形態１のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムと同様である。

本実施形態のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、同じ波長セットで通信パスが確保されているＬＣ２６＃２から光送受信部９＃２を通して、光送受信部９＃２と同じ波長セットに設定した光送受信部９＃１を起動し、光送受信部９＃１の起動完了後、前記同じ波長セットでＬＣ２６＃２と光送受信部９＃１との間で新たな通信パスを確保し、新たな通信パスを確保した後、光送受信部９＃２をシャットダウンする。

ＯＬＴ４とＯＮＵ５との間で通信波長を切替える手順を説明する。ＯＬＴ４とＯＮＵ５に分けたフローチャートを図７に、ＯＬＴ４とＯＮＵ５との間のシーケンス図を図８に示す。図８において、（ ）で表した動作は、図７の（ ）のステップの実行を表す。

ステップ（１）
ステップ（１）で、ＯＬＴ４がＯＮＵ５♯ｎとの通信を同じ波長セットで光送受信部９♯２から光送受信部９♯１に切替えると判断する。例えば、光送受信部９♯１に切り替えて光送受信部９♯２を保守したい、ＯＮＵ５＃ｎとの通信を予備系の光送受信部９♯２から現用系の光送受信部９♯１に切り替えたいなどの理由で、同じ波長セットでＯＮＵ５＃ｎとの通信を光送受信部９♯２から光送受信部９♯１に切替えなければならないと、ＯＬＴ４が判断する。
このとき、ＯＮＵ５の光送受信部９＃１はスリープ状態にあるため、そのままでは利用することができない。

ステップ（２）
ステップ（２）で、ＯＬＴ４が波長セット２によるＬＣ２６♯２からＯＮＵ５＃ｎの光送受信部９♯２への通信パスを通して、ＯＮＵ５＃ｎの光送受信部９♯１を波長セット２で起動するよう指示する。

ステップ（３）
ステップ（３）で、ＯＮＵ５♯ｎは光送受信部９♯１を波長セット２で起動する。

ステップ（４）
ステップ（４）で、ＯＬＴが波長セット２によるＬＣ２６♯２からＯＮＵ５♯ｎの光送受信部９♯１への通信パスを通して、 ＯＮＵ５♯ｎの光送受信部９♯１へ送信許可信号と送信スケジュールを送信させる。

ステップ（５）
ステップ（５）で、ＯＮＵ５♯ｎは、受信した送信スケジュールに応じて、光送受信部９♯１から光波長セット２のＰＯＮへの参加希望信号を送信する。
一方、光送受信部９♯２は通信を継続する。

ステップ（６）
ステップ（６）で、ＯＬＴが参加希望信号を受信すると、波長セット２のＬＣ２６♯２に対して、光送受信部９♯２と送信帯域及び送信タイミングが同じになるように、光送受信部９♯１ に向けてＧＡＴＥ信号を送信させる。
さらに、波長セット２のＬＣ２６♯２に対して、光送受信部９♯２をシャットダウンするよう光送受信部９♯２に向けてＧＡＴＥ信号を送信させる。

ステップ（７）
ステップ（７）ＯＮＵ５♯ｎは波長セット２によるＬＣ２６♯２から光送受信部９♯１へのＧＡＴＥ信号を受信すると、光送受信部９♯１とＬＣ２６♯２との間で波長セット２による通信を引き継ぐ。
一方、ＯＮＵ５♯ｎは波長セット２によるＬＣ２６♯２から光送受信部９♯２へのＧＡＴＥ信号を受信すると、光送受信部９♯２をシャットダウンする。これ以降は、光送受信部９♯２を次の切替先として扱うことができる。

ステップ（８）
ステップ（８）で、ＯＬＴ４は波長セット２で通信を継続し、波長セット２の光送受信部９♯２からのリクエスト信号が届かなくなると、波長セット２のＰＯＮから光送受信部９♯２を除外する。

これらの制御は全てＯＬＴ４の動的波長帯域割当回路２８のスケジューリング制御により、ＬＣ２６により通信が行われている波長セット２の通信に影響を与えないようなタイミングで実行される。

このようにして、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムは柔軟な運用のできる予備系を備えることができる。

実施形態３のここまでの手順を実施形態１又は２の後に実行してもよい。この場合は、実施形態１の効果に加え、予備系の光送受信部９♯２を利用して波長セット１から波長セット２への波長切替ができ、波長切替の完了後、現用系の光送受信部９♯１に切戻すことができる。

特に、予備系の光送受信部９♯２に光増幅器を持たせることが好ましい。例えば、図２における、光ファイバとの間の光分岐回路１０の分岐比が光送受信部９♯１より光送受信部９♯２が小さく、光送受信部９♯２には送受信する光信号を光増幅する光増幅器を持たせ、光分岐回路１０によるパワー低下を補償する。

光増幅器を持たせることで予備の光送受信部９♯２による暫定の通信が可能であり、かつ波長切替時のみでの利用とすることで、光増幅器への電源供給もその時だけにすれば大きな消費電力増加にならない。また、現用の光送受信部９♯１のコスト増加を小さくすることが可能である。

（実施形態４）
本実施形態は、実施形態１から３で説明したＴＷＤＭ−ＰＯＮシステム又はＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長制御方法を携帯電話などの無線セルラーシステムへの適用を想定する。

携帯電話などの移動通信のトラフィック量は急増しており、今後の無線セルラーシステムは、主に通信の制御信号のみを扱うマクロセルと、ユーザのデータ通信を扱う大量のスモールセルによる多層構造によるネットワークが考慮されている。

実施形態１、実施形態２、実施形態３の場合、ＯＮＵ５内の別の光送受信部９を起動して波長切替等を行った。多層的な無線セルラーシステムにおいては、隣接するスモールセル内で最も帯域に余裕がある波長セットで動作しているＰＯＮへの切替を想定し、そのＰＯＮの波長セットへの波長切替が考えられる。

また、同じく多層的な無線セルラーシステムとして、ユーザデータ信号を扱ういわゆるスモールセルを複数包含する、制御信号を扱っているマクロセル内のＯＮＵ５に切替用の光送受信部９を具備させ、同等の手順でこの光送受信部９への切替が可能である。既存の通信への影響を抑える実施形態１、実施形態２、実施形態３も同様に利用可能である。

本実施形態の２つの光送受信部９はあくまで、別セルでの通信や役割外の通信に利用するので、実施形態３の説明の通り、もう一度手順を踏んで元の光送受信部９に通信を切戻すことが好ましい。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種種の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

例えば、携帯電話などの無線端末の基地局間ネットワークに限った話ではなく、固定系ネットワークにおいても適応することも可能である。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

３：光スプリッタ
４：ＯＬＴ
５：ＯＮＵ
９：光送受信部
１０：光分岐回路
１１：波長合分波器
１２：光送信部
１３：波長可変フィルタ
１４：光受信部
１５：切替部
２３：光信号を分岐する分岐光回路
２６：ラインカード
２７：多重分離部
２８：動的波長帯域割当回路

Claims (8)

1. 第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続されたＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムの波長制御方法であって、
   同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第一のラインカードから前記第一の光送受信部を通して、前記第一の光送受信部とは異なる波長セットに設定した前記第二の光送受信部を起動し、
   前記第二の光送受信部の起動完了後、前記異なる波長セットで前記第二のラインカードと前記第二の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
   前記新たな通信パスを確保した後、前記第一の光送受信部をシャットダウンする
   ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長制御方法。
2. 第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続されたＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムの波長制御方法であって、
   同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第二のラインカードから前記第二の光送受信部を通して、前記第二の光送受信部と同じ波長セットに設定した前記第一の光送受信部を起動し、
   前記第一の光送受信部の起動完了後、前記同じ波長セットで前記第二のラインカードと前記第一の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
   前記新たな通信パスを確保した後、前記第二の光送受信部をシャットダウンする
   ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長制御方法。
3. 第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続され、前記光ファイバとの間の分岐比が第一の光送受信部より第二の光送受信部が小さく、第二の光送受信部には送受信する光信号を光増幅する光増幅器を有するＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムの波長制御方法であって、
   同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第一のラインカードから前記第一の光送受信部を通して、前記第一の光送受信部とは異なる波長セットに設定した前記第二の光送受信部を起動し、
   前記第二の光送受信部の起動完了後、前記異なる波長セットで前記第二のラインカードと前記第二の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
   前記新たな通信パスを確保した後、前記第一の光送受信部をシャットダウンし、
   同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第二のラインカードから前記第二の光送受信部を通して、前記第二の光送受信部と同じ波長セットに設定した前記第一の光送受信部を起動し、
   前記第一の光送受信部の起動完了後、前記同じ波長セットで前記第二のラインカードと前記第一の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
   前記新たな通信パスを確保した後、前記第二の光送受信部をシャットダウンする
   ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長制御方法。
4. 第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続されたＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであって、
   同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第一のラインカードから前記第一の光送受信部を通して、前記第一の光送受信部とは異なる波長セットに設定した前記第二の光送受信部を起動し、
   前記第二の光送受信部の起動完了後、前記異なる波長セットで前記第二のラインカードと前記第二の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
   前記新たな通信パスを確保した後、前記第一の光送受信部をシャットダウンする
   ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステム。
5. 第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続されたＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであって、
   同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第二のラインカードから前記第二の光送受信部を通して、前記第二の光送受信部と同じ波長セットに設定した前記第一の光送受信部を起動し、
   前記第一の光送受信部の起動完了後、前記同じ波長セットで前記第二のラインカードと前記第一の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
   前記新たな通信パスを確保した後、前記第二の光送受信部をシャットダウンする
   ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステム。
6. 第一のラインカード及び第二のラインカードを有するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とそれぞれ第一の光送受信部及び第二の光送受信部を有する複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続され、前記光ファイバとの間の分岐比が第一の光送受信部より第二の光送受信部が小さく、第二の光送受信部には送受信する光信号を光増幅する光増幅器を有するＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであって、
   同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第一のラインカードから前記第一の光送受信部を通して、前記第一の光送受信部とは異なる波長セットに設定した前記第二の光送受信部を起動し、
   前記第二の光送受信部の起動完了後、前記異なる波長セットで前記第二のラインカードと前記第二の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
   前記新たな通信パスを確保した後、前記第一の光送受信部をシャットダウンし、
   同じ波長セットで通信パスが確保されている前記第二のラインカードから前記第二の光送受信部を通して、前記第二の光送受信部と同じ波長セットに設定した前記第一の光送受信部を起動し、
   前記第一の光送受信部の起動完了後、前記同じ波長セットで前記第二のラインカードと前記第一の光送受信部との間で新たな通信パスを確保し、
   前記新たな通信パスを確保した後、前記第二の光送受信部をシャットダウンする
   ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステム。
7. 請求項４、５又は６のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムを構成するＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）。
8. 請求項４、５又は６のＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムを構成するＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）。

Images