JP6189800B2 - Ｗｄｍ／ｔｄｍ−ｐｏｎシステム及びその動的波長帯域割当方法 - Google Patents

Description

本発明は、波長多重及び時分割多重を組み合わせたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ／Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）システム及びＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおける動的波長帯域割当方法に関する技術である。

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ＯＮＵがＯＳＵ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 ＰＯＮ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）、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ＯＮＵは、光ファイバ伝送路を介して波長ルーティング手段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ＯＮＵ間で信号の時間的重なりが、ＯＳＵの数まで許される。そのため、ＯＳＵ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ＯＮＵは、同一のＯＳＵ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ＯＮＵとＯＳＵとの論理接続は変わらないことが前提であり、各ＯＳＵのトラフィック負荷の状態によらず、異なるＯＳＵ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、ＯＮＵ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型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが提案されている。波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を図３に示す。この構成では、ＯＮＵにおける送受信波長の切替により論理接続するＯＳＵ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ＯＳＵがある時には、低負荷状態であるＯＳＵへトラフィック負荷が分散するようにＯＮＵ−ＯＳＵ間の論理接続を変更し、高負荷状態であったＯＳＵの通信品質の劣化を防ぐことができる。

また、ＯＳＵ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ＯＳＵ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におけるＯＮＵ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。提案あされた波長切替方式を図４に示す。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ＯＮＵ−ＯＳＵ論理接続が固定となるように各ＯＮＵへ下り波長および上り波長を割り当て、同一ＤＷＡ周期内ではＤＢＡ周期（以下、「帯域割当周期」ということもある。）ごとに実行されるＤＢＡ計算により各ＯＮＵへ上り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論理接続先のＯＳＵから各ＯＮＵへ通知する動的波長帯域割当に基づくシステムを想定している。

ＯＮＵ−ＯＳＵ論理接続は上り方向通信の送信要求帯域量や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、割当波長が変更されるＯＮＵ宛に波長切替を指示するＧａｔｅ信号が送信される。ＯＮＵは、波長切替を指示するＧａｔｅ信号を受信した場合、Ｇａｔｅ信号フレーム中に記載された波長切替開始時刻Ｔ１に、波長可変光受信器，波長可変光送信器の設定波長を同じくＧａｔｅ信号フレーム中に記載された割当波長に変更し、波長切替完了後に受信する新たな論理接続先のＯＳＵからＧａｔｅ信号に対して、波長切替完了を報告するＲｅｐｏｒｔ信号を送信する。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。

Ｓ． Ｋｉｍｕｒａ， "ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ Ｆｕｔｕｒｅ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"， ６Ａ１−１， ＯＥＣＣ２０１０， Ｊｕｌｙ， 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"、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−８−３８， ２０１３年３月 "ＩＥＥＥ Ｓｔｄ， Ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ Ｐａｒｔ ３：Ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ （ＣＳＭＡ／ＣＤ） Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ （ＩＥＥＥ ｓｔｄ ８０２．３）"， ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｄｅｃｅｍｂｅｒ， ２００８ Ｈ． Ｎａｋａｍｕｒａ， ｅｔ ａｌ．， "４０Ｇｂｉｔ／ｓ λ−Ｔｕｎａｂｌｅ Ｓｔａｃｋｅｄ−ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ Ｕｓｉｎｇ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ" ， ＯＦＣ２０１１, ＯＴｈＴ４, ２０１１ Ｈ． Ｎａｋａｍｕｒａ, ｅｔ ａｌ．， "４０Ｇｂｉｔ／ｓ−ｃｌａｓｓ−λ−ｔｕｎａｂｌｅ ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ ｕｓｉｎｇ ｔｕｎａｂｌｅ Ｂ−Ｔｘ ａｎｄ ｃｙｃｌｉｃ ＡＷＧ ｒｏｕｔｅｒ ｆｏｒ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｓ"， ＥＣＯＣ２０１２, Ｔｕ．４．Ｂ．３, ２０１２

非特許文献２では波長切替開始時刻Ｔ１の定め方について言及していない。このため、非特許文献２に記載の波長切替方式では、ＤＷＡ周期内の最初のＤＢＡ周期において割当波長が変更されるＯＮＵへ通知された波長切替開始時刻Ｔ１が、直前のＤＷＡ周期内の最後のＤＢＡ周期におけるＤＢＡ計算に基づいて既に割り当てられている上りＤａｔａの送信許可時間より前、または送信許可時間中となることが起こり得る。このような事態が生じた場合のＯＮＵの動作を規定しておく必要があるが、波長切替指示を優先して時刻Ｔ１に波長切替を開始するようにＯＮＵの動作を規定した場合、図５に示すように、波長切替が発生するＤＢＡ周期において上りＤａｔａを送信できなくなる。よって、上りＤａｔａフレームがＯＮＵに入力されてからＯＳＵに向けて出力されるまでの遅延時間が長くなる。これに伴って、ＯＮＵ内でのフレームロスを回避するために、ＯＮＵへ入力された上りＤａｔａフレームをＯＳＵに向けて出力されるまでの間滞留させるバッファのサイズを拡大する必要がある。

一方、ＯＮＵが波長切替指示を無視して実施せず、既に割り当てられている上りＤａｔａの送信許可時間に、元の割当波長で上りＤａｔａを送出するようＯＮＵの動作を規定した場合、図６に示すように、ＯＮＵ内の波長可変受信器および波長可変送信器の設定波長は、波長切替指示を受けたＤＷＡ周期においても、直前のＤＷＡ周期にて割り当てられていた波長となる。しかしながら、波長切替指示を含むＧａｔｅ信号以降の当該ＯＮＵ宛のＧａｔｅ信号は、新たな割当波長で送出される。そのため、当該ＯＮＵは、波長切替指示を含むＧａｔｅ信号以降のＧａｔｅ信号を受信することができなくなり、ＯＮＵ−ＯＳＵ間の論理接続が切断されてしまう。

また、図４、５に示すように、従来技術においてはＯＮＵ＃１が波長切替を完了してから、上りＤａｔａ信号の送信を開始するまでに、Ｇａｔｅ信号を受信し、波長切替完了および上り信号光の送信許可時間の割当を要求する送信帯域要求情報を含んだＲｅｐｏｒｔ信号を送信し、ＯＳＵ＃２のＧａｔｅ信号による上り信号光送信許可時間の割当を受信してから、上りＤａｔａ信号を送信する。仮にＯＮＵ＃１の波長切替時間がＤＢＡ周期に対して非常に早く完了するとしても、その後上りＤａｔａ信号を開始するまでに最低２ＤＢＡ周期要することとなり、波長切替処理の高速化の妨げになる。

前記課題を解決するために、本発明は、割当波長が変更される加入者側装置の波長切替開始時刻が、上り信号光の送信許可時間と重なることを回避し、上り信号光送信の再開を早めることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、上り通信波長の切替を指示される加入者側装置において、上り信号光の送信許可時間を周期的に割当てられる帯域割当周期のうち、通信波長の切替が行われる帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止して、加入者側装置の波長切替開始時刻が、上り信号光の送信許可時間と重なることを回避する。

具体的には、本発明は、
収容局側装置と複数の加入者側装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記加入者側装置から前記収容局側装置への上り方向の通信に対して、前記収容局側装置が前記加入者側装置に上り通信波長及び上り信号光の送信許可時間を動的に割当てるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの動的波長帯域割当方法であって、
前記複数の加入者側装置のうち、上り通信波長の切替を指示される前記加入者側装置に、上り信号光の送信許可時間を周期的に割当てられる帯域割当周期のうち、通信波長の切替が行われる帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの動的波長帯域割当方法である。

本発明において、
前記通信波長の切替を指示する帯域割当周期の一つ前の帯域割当周期の、前記上り通信波長の切替を指示される加入者側装置への通信帯域割当指示信号に上り信号光の送信許可時間を含まないことによって、通信波長の切替が行われる帯域割当周期帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止する
ことでもよい。

本発明において、
前記通信波長の切替を指示する帯域割当周期の一つ前の帯域割当周期の、前記上り通信波長の切替を指示される加入者側装置への通信帯域割当指示信号を送信しないことによって、通信波長の切替が行われる帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止する
ことでもよい。

本発明において、
上り通信波長の切替を指示される前記加入者側装置に送信される波長切替指示信号には、波長切替開始時刻、前記通信波長の切替が行われる帯域割当周期の次の帯域割当周期に送信する前記上り信号光の波長及び当該上り信号光の送信許可時間を含むこと
が望ましい。

本発明において、
上り通信波長の切替を指示された前記加入者側装置は、波長切替を指示する信号に含まれた上り信号光送信許可時間までに波長切替を完了し、当該送信許可時間に波長切替完了信号を送信すること
が望ましい。

具体的には、本発明は、
収容局側装置と複数の加入者側装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記加入者側装置から前記収容局側装置への上り方向の通信に対して、前記収容局側装置が前記加入者側装置に上り通信波長及び上り信号光の送信許可時間を動的に割当てるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムであって、
前記収容局側装置が、前記複数の加入者側装置のうち、上り通信波長の切替を指示される前記加入者側装置に、上り信号光の送信許可時間を周期的に割当てられる帯域割当周期のうち、通信波長の切替が行われる帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムである。

本発明において、
前記通信波長の切替を指示する帯域割当周期の一つ前の帯域割当周期の、前記上り通信波長の切替を指示される加入者側装置への通信帯域割当指示信号に上り信号光の送信許可時間を含まないことによって、通信波長の切替を指示する帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止する
ことでもよい。

本発明において、
前記通信波長の切替を指示する帯域割当周期の一つ前の帯域割当周期の、前記上り通信波長の切替を指示される加入者側装置への通信帯域割当指示信号を送信しないことによって、通信波長の切替を指示する帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止する
ことでもよい。

本発明において、
上り通信波長の切替を指示される前記加入者側装置に送信される波長切替指示信号には、波長切替開始時刻、前記通信波長の切替が行われる帯域割当周期の次の帯域割当周期に送信する前記上り信号光の波長及び当該上り信号光の送信許可時間を含むこと
が望ましい。

本発明において、
上り通信波長の切替を指示された前記加入者側装置は、波長切替を指示する信号に含まれた上り信号光送信許可時間までに波長切替を完了し、当該送信許可時間に波長切替完了信号を送信すること
が望ましい。

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、割当波長が変更される加入者側装置の波長切替開始時刻が、上り信号光の送信許可時間と重なることを回避し、上り信号光送信の再開を早めることができる。

ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を説明する図である。 本発明のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を説明する図である。 本発明のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を説明する図である。 従来の波長切替方法を説明する図である。 従来の波長切替方法を説明する図である。 従来の波長切替方法を説明する図である。 本発明のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を説明する図である。 本発明のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの波長配置を説明する図である。 本発明のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの波長配置を説明する図である。 本発明のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を説明する図である。 本発明の波長切替方法を説明する図である。 本発明の波長切替方法を説明する図である。 本発明の波長切替方法を説明する図である。 本発明の波長切替方法を説明する図である。

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。

（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、あるＯＮＵの通信波長の切替の実施を判断したＤＢＡ周期に当該ＯＮＵへ送信するＧａｔｅ信号には、上りＤａｔａの送信許可時間を割り当てず、Ｒｅｐｏｒｔ信号の送信許可時間を割り当て、次ＤＢＡ周期に通信波長の切替を指示するＧａｔｅ信号を送信することにより、通信波長の切替の実施を判断したＤＢＡ周期には当該ＯＮＵの上りＤａｔａの送信を禁止する。

本実施形態における動的波長帯域割当方法を図３の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を例に説明する。図３において、局装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）は、それぞれ上り信号光、下り信号光で波長の異なるＯＳＵを備える。ＯＳＵは、波長λＤ_１等の下り信号光を送信する光送信器及び波長λＵ_１の上り信号光を受信する光受信器を備える。ＯＳＵでは、光受信器は波長フィルタで受信する波長を選択する。上り信号光と下り信号光は波長合分波手段で多重分離する。ＯＮＵは、波長λＵ_１等の上り信号光を送信する波長可変の光送信器及び波長λＤ_１等の下り信号光を受信する波長可変の光受信器を備える。ＯＮＵでは、光受信器は波長可変フィルタで受信する波長を可変選択する。上り信号光と下り信号光は波長合分波手段で多重分離する。

なお、本実施形態における動的波長帯域割当方法を適用する波長可変型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をＯＮＵとＯＳＵ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。図７の構成では、図３の構成に比較して、ＯＳＵでは、受信側に波長フィルタは不要で、光送信器の送信波長は波長可変となる。ＯＮＵでは受信側に波長フィルタが不要となる。

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８は下り方向の波長、図９は上り方向の波長を表す。ＯＳＵ及びＯＮＵは図８及び図９に示される波長を送信波長として設定すればよい。

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λＤ_１〜λＤ_Ｍである下り信号光を送出し、波長λＵ_１〜λＵ_Ｍである上り信号光が入力されるＯＬＴが、λＤ_１〜λＤ_Ｍ、λＵ_１〜λＵ_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ＯＬＴから割り当てられる複数のＯＮＵと、光ファイバ伝送路を介して接続されている。ＯＬＴ内の各ＯＳＵは、ＯＳＵごとに相異なる波長である下り信号光を送出し、各ＯＳＵからの下り信号光は、光合分波手段により波長多重された後、光ファイバ伝送路へ出力される。光合分波手段としては、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。

ＯＮＵは、入力される波長多重信号光の中から、ＯＬＴ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（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）やＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）などの受光器の前段に波長可変フィルタを配置し、波長可変フィルタの透過波長を割り当てられた下り波長に応じて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ＯＮＵ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、ＯＮＵは、波長λＵ_１〜λＵ_Ｍの信号光を間欠的に送信可能な波長可変光送信器を備え、ＯＬＴから割り当てられている上り波長で、ＯＬＴから通知された送信許可時間内に上り信号光を送信する。ＯＬＴ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ＯＮＵからのバースト信号光同士が衝突しないように、ＯＬＴが記憶している各ＯＮＵ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。また、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）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連続光を、半導体や二オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）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：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。

光ファイバ伝送路を伝送された上り信号光は、光合分波手段で分岐された後、各々異なる波長の上り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を配置することにより、各ＯＳＵで相異なる波長の上り信号光を選択的に受信することができる。ここで、各ＯＮＵ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信号光を送出することで、ＯＬＴ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ＯＮＵを特定することができる。

ＯＮＵ内およびＯＬＴ内の光受信器として、図１０のように、コヒーレント受信器を用いることも可能である。図３に示すＯＮＵやＯＬＴにおける波長フィルタで波長を選択して受信する構成に対して、図１０に示すＯＮＵやＯＬＴでは、波長可変の局発光源を利用して信号光の波長に同調して受信する。ＯＮＵ内の局発光源の出力光波長は、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、ＯＬＴ内の局発光源の出力光波長は、ＯＳＵごとに相異なるように、λＵ_１〜λＵ_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、光ファイバ伝送路中での許容損失や各ＯＳＵ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ＯＳＵと接続する光合分波手段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。

上記で、説明したＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成は本実施形態以下の実施形態にも適用することができる。

以下に、本実施形態における動的波長帯域割当方法を説明する。
本実施形態における動的波長帯域割当方法では、非特許文献２と同様に、複数ＤＢＡ周期と同期するＤＷＡ周期内でＯＮＵ−ＯＳＵ論理接続が固定となるように各ＯＮＵへ下り波長および上り波長を割り当てる。同一ＤＷＡ周期内ではＤＢＡ周期ごとに実行されるＤＢＡ計算により各ＯＮＵへ上り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論理接続先のＯＳＵから各ＯＮＵへ通知する。

ＯＮＵ−ＯＳＵ論理接続は、上り方向通信の送信要求帯域量や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、割当波長が変更されるＯＮＵ宛に波長切替指示が送信される。上り方向通信において、ＯＮＵは、送信要求帯域量の通知と上りＤａｔａを、各々異なる上り信号光で送信してもよいし、同一の上り信号光で送信してもよい。送信要求帯域量の通知と上りＤａｔａを異なる上り信号光で送信する場合は、各々の上り信号光の送信許可時間がＯＮＵへ通知される。送信要求帯域量の通知と上りＤａｔａを同一の上り信号光で送信する場合は、１個の上り信号光の送信許可時間がＯＮＵへ通知される。

ＤＷＡ周期内の最初のＤＢＡ周期では、割り当て波長が変更されるＯＮＵに対して、上り信号光の送信許可時間を割り当てず、送信要求帯域量の通知のみ許可する。これによって、その次のＤＢＡ周期において当該ＯＮＵの上り信号光が到達することはない。次ＤＢＡ周期において、当該ＯＮＵへ波長切替指示する。この波長切替指示には、次々ＤＢＡ周期において上りの波長切替完了が到達するよう波長切替開始時間の指示および上り信号光の送信許可がＯＮＵへ通知される。またこの波長切替指示には、次々ＤＢＡ周期において割当変更後の波長で送信する上り信号光の送信許可時間を通知してもよい。さらに、上り波長切替完了通知には、割当変更後の波長において通知する送信要求帯域量が含まれてもよい。

以下、図１１を用いて具体的に説明する。図１１は、各ＯＮＵが、上りＤａｔａを送信する上り信号光とは別の上り信号光で、送信要求帯域量を通知するＲｅｐｏｒｔ信号を送信する場合である。各ＯＳＵは、ＤＢＡ周期の先頭にて受信する各ＯＮＵからのＲｅｐｏｒｔ信号で通知された送信要求帯域量を用いてＤＢＡ計算を行う。また、図１１では、各ＯＳＵが、下りＤａｔａとは別に、波長切替指示や上り信号光の送信許可時間をＯＮＵへ通知するＧａｔｅ信号をＤＢＡ計算後に送信するとした。ＤＷＡ計算は、ＤＷＡ周期内の最初のＤＢＡ周期におけるＤＢＡ計算を開始するまでに終わっていればよく、前のＤＷＡ周期におけるＤＢＡ計算と並行して実行されても、ＤＢＡ計算と時間が重ならないように実行されてもよい。

ここで、ＤＷＡ周期＃Ｌ−１におけるＤＷＡ計算結果によって、ＯＮＵ＃ｋの下り、上り波長をＯＳＵ＃１が送受信するλＤ＿１、λＵ＿１からＯＳＵ＃２が送受信するλＤ＿２、λＵ＿２へ変更する結果が得られたとする。ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１でＯＳＵ＃１はまずＤＢＡ周期＃Ｌ＿２に到達する上りＤａｔａの送信許可をＯＮＵ＃ｋに割り当てず、送信要求帯域量の通知（Ｒｅｐｏｒｔ信号）がＤＢＡ周期＃Ｌ＿２に到達するよう当該Ｒｅｐｏｒｔ信号の送信許可時間の通知のみを含む通信帯域割当指示信号を作成する。ＯＳＵ＃１はこの通知をＤＢＡ周期＃Ｌ＿１のＧａｔｅ信号としてＯＮＵ＃ｋに送信する。次に、ＯＳＵ＃１はＤＢＡ周期＃Ｌ＿２において、ＯＮＵ＃ｋに対してλＤ＿２、λＵ＿２へ波長切替を指示するＧａｔｅ信号を送信する。そのＧａｔｅ信号は、ＯＮＵ＃ｋが波長切替を開始する時間と、波長切替完了後のＤＢＡ周期＃Ｌ＿３のＯＳＵ＃２に波長切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号が到達するように計算された当該Ｒｅｐｏｒｔ信号の送信許可時間を含む通信帯域割当指示信号とする。また、波長切替を指示するＧａｔｅ信号にはＤＢＡ周期＃Ｌ＿３に上り信号光が到着するように計算された当該上りＤａｔａの送信許可時間が含まれてもよい。またＯＳＵ＃２に波長切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号には、ＯＮＵ＃ｋの送信要求帯域量が含まれてもよい。

ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１にてＯＮＵ＃ｋに送信するＧａｔｅ信号に、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿２に到達する上り信号光の送信許可時間を指示せず、ＤＢＡ周期Ｌ＿２にて波長切替を指示するＧａｔｅ信号には割当変更後の波長でＤＢＡ周期＃Ｌ＿３に上り信号光が到達するよう送信許可時間を与えることで、少なくともＯＮＵ＃ｋがＯＳＵ＃１のＤＢＡ周期＃Ｌ＿２に到着するよう送信するＲｅｐｏｒｔ信号の送信完了した時刻から、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿３に到着するよう送信許可が与えられるＲｅｐｏｒｔ信号の送信開始時刻の間に、ＯＮＵ＃ｋが上り信号光を発出することがない。したがって、ＯＮＵ＃ｋが波長切替完了後に切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号をＯＳＵ＃２へ送信する時刻までに、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿２に送信された波長切替指示Ｇａｔｅ信号がＯＮＵ＃ｋに到達し、かつその波長切替が完了するようＯＮＵ＃ｋの波長切替時間が十分短い場合は、ＯＮＵ＃ｋの波長切替時間と上りＤａｔａ送信時間の衝突が発生しないことがわかる。

また、本実施形態においては、ＯＮＵ＃ｋの波長切替がＤＢＡ周期＃Ｌ__３に到着するよう送信される波長切替完了を示すＲｅｐｏｒｔ信号の送信開始までに完了し、波長切替を指示するＧａｔｅ信号にはＤＢＡ周期＃Ｌ＿３に上り信号光が到着するように計算された当該上りＤａｔａの送信許可時間が含まれていることから、波長切替が完了した次のＤＢＡ周期に上りＤａｔａが到達することになり、従来技術よりも波長切替後の上りデータ信号送信再開が早まっていることがわかる。

以上より、割当波長が変更されるＯＮＵの波長切替開始時刻が上り信号光の送信許可時間と重なることを回避し、上り信号光の送信再開を早めることができる。

（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、あるＯＮＵの通信波長の切替の実施を判断したＤＢＡ周期に当該ＯＮＵへ送信するＧａｔｅ信号を送信せず、次ＤＢＡ周期に通信波長の切替を指示するＧａｔｅ信号を送信することにより、通信波長の切替の実施を判断したＤＢＡ周期には当該ＯＮＵの上りＤａｔａの送信を禁止する。

想定するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのシステム構成は第１の実施形態と同様である。波長切替時間がＤＢＡ周期と比べて十分に短い波長可変光受信器および波長可変光送信器をＯＮＵに搭載して、波長切替および上り信号光の送信をＤＢＡ周期時間以下で行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮである。本実施形態は、第１の実施形態と比較して、ＤＷＡ周期＃ＬにおけるＧａｔｅ信号の送信手順が異なる。

本方式においても、第１の実施形態と同様に、図１２に示すＤＷＡ周期＃Ｌ−１におけるＤＷＡ計算結果によって、ＯＮＵ＃ｋの下り、上り波長をＯＳＵ＃１が送受信するλＤ＿１、λＵ＿１からＯＳＵ＃２が送受信するλＤ＿２、λＵ＿２へ変更する結果が得られたとする。しかし、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１でＯＳＵ＃１は通信帯域割当指示信号としてのＧａｔｅ信号をＯＮＵ＃ｋに送信しない。次に、ＯＳＵ＃１はＤＢＡ周期＃Ｌ＿２において、ＯＮＵ＃ｋに対してλＤ＿２、λＵ＿２へ波長切替を指示するＧａｔｅ信号を送信する。そのＧａｔｅ信号は、ＯＮＵ＃ｋが波長切替を開始する時間と、波長切替完了後のＤＢＡ周期＃Ｌ＿３のＯＳＵ＃２に波長切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号が到達するように計算された当該Ｒｅｐｏｒｔ信号の送信許可時間を含む通信帯域割当指示信号とする。また、波長切替を指示するＧａｔｅ信号にはＤＢＡ周期＃Ｌ＿３に上り信号光が到着するように計算された当該上りＤａｔａの送信許可時間が含まれてもよい。この時にＯＳＵ＃２がＤＢＡ周期＃Ｌ＿３に到着するよう波長切替後のＯＮＵ＃ｋに割り当てる送信許可時間は、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿２のＤＢＡ計算によって算出され、その際に用いられるＯＮＵ＃ｋの送信要求帯域量はＤＢＡ周期＃Ｌ＿１においてＯＮＵ＃ｋから通知されたＲｅｐｏｒｔ信号にて通知される量を基に計算する。またＯＳＵ＃２に波長切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号には、ＯＮＵ＃ｋの送信要求帯域量が含まれてもよい。

ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１にてＯＳＵ＃１がＯＮＵ＃ｋに対してＧａｔｅ信号を送信せず、ＤＢＡ周期Ｌ＿２にて波長切替を指示するＧａｔｅ信号には割当変更後の波長でＤＢＡ周期＃Ｌ＿３に上り信号光が到達するよう送信許可時間を与えることで、少なくともＯＮＵ＃ｋのＤＢＡ周期＃Ｌ＿２の先頭からＯＳＵ＃１-ＯＮＵ＃１間の伝搬遅延時間分遡った時刻から、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿３に到着するよう送信許可が与えられるＲｅｐｏｒｔ信号の送信開始時刻の間に、ＯＮＵ＃ｋが上り信号光を発出することがない。したがって、ＯＮＵ＃ｋが波長切替完了後に切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号をＯＳＵ＃２へ送信する時刻までに、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿２に送信された波長切替指示Ｇａｔｅ信号がＯＮＵ＃ｋに到達し、かつその波長切替が完了する程度にＯＮＵ＃ｋの波長切替時間が十分短い場合は、ＯＮＵ＃ｋの波長切替時間と上りＤａｔａ送信時間の衝突が発生しないことがわかる。

また、本実施形態においては、ＯＮＵ＃ｋの波長切替がＤＢＡ周期＃Ｌ__３に到着するよう送信される波長切替完了を示すＲｅｐｏｒｔ信号の送信開始までに完了し、波長切替を指示するＧａｔｅ信号にはＤＢＡ周期＃Ｌ＿３に上り信号光が到着するように計算された当該上りＤａｔａの送信許可時間が含まれていることから、波長切替が完了した次のＤＢＡ周期に上りＤａｔａが到達することになり、従来技術よりも波長切替後の上りデータ信号送信再開が早まっていることがわかる。

以上より、割当波長が変更されるＯＮＵの波長切替開始時刻が上り信号光の送信許可時間と重なることを回避し、上り信号光の送信再開を早めることができることが分かる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、あるＯＮＵの通信波長の切替の実施を判断したＤＢＡ周期に当該ＯＮＵへ送信するＧａｔｅ信号には、上りＤａｔａの送信許可時間を割り当てず、Ｒｅｐｏｒｔ信号の送信許可時間を割り当て、次ＤＢＡ周期に通信波長の切替を指示するＧａｔｅ信号を送信することにより、通信波長の切替の実施を判断したＤＢＡ周期には当該ＯＮＵの上りＤａｔａの送信を禁止する。

想定するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのシステム構成は、波長切替時間がＤＢＡ周期と比べて十分に短い波長可変光受信器および波長可変光送信器をＯＮＵに搭載して、波長切替および上り信号光の送信をＤＢＡ周期時間以下で行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮである。

数十ｎｓオーダでの高速切替が可能である波長可変光受信器、波長可変光送信器が、それぞれ非特許文献４、非特許文献５にて提案されている。このように波長切替時間がＤＢＡ周期と比べて十分に短い波長可変光受信器および波長可変光送信器を用いることにより、波長切替に加え、Ｒｅｐｏｒｔ信号や上りＤａｔａ等の上り信号光の送信をＤＢＡ周期時間以下で行うことが可能となる。

ＯＮＵ−ＯＳＵ論理接続は、上り方向通信の送信要求帯域量や下り方向通信のトラフィック量等に応じて、毎ＤＢＡ周期ごとにＤＷＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）計算により決定され、各ＯＮＵ宛に割当波長と送信許可時間が通知される。割当波長が変更されるＯＮＵは、波長切替を行った後に、送信許可時間内に上り信号光を送出する。割当波長が変更されないＯＮＵは、波長切替を行わずに、前ＤＢＡ周期と同じ上り波長で、送信許可時間内に上り信号光を送出する。上り方向通信において、ＯＮＵは、送信要求帯域量の通知と上りＤａｔａを、各々異なる上り信号光で送信してもよいし、同一の上り信号光で送信してもよい。送信要求帯域量の通知と上りＤａｔａを異なる上り信号光で送信する場合は、各々の上り信号光の送信許可時間がＯＮＵへ通知される。送信要求帯域量の通知と上りＤａｔａを同一の上り信号光で送信する場合は、１個の上り信号光の送信許可時間がＯＮＵへ通知される。

本方式においても、第１の実施形態と同様に、図１３に示すように、ＤＷＢＡ周期＃ＬにおけるＤＷＢＡ計算結果によって、ＯＮＵ＃ｋの下り、上り波長をＯＳＵ＃１が送受信するλＤ＿１、λＵ＿１からＯＳＵ＃２が送受信するλＤ＿２、λＵ＿２へ変更する結果が得られたとする。ＤＷＢＡ周期＃ＬでＯＳＵ＃１はまずＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋１に到達する上りＤａｔａの送信許可をＯＮＵ＃ｋに割り当てず、送信要求帯域量の通知（Ｒｅｐｏｒｔ信号）がＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋１に到達するよう当該Ｒｅｐｏｒｔ信号の送信許可時間の通知のみを含む通信帯域割当指示信号を作成する。ＯＳＵ＃１はこの通知をＤＷＢＡ周期＃ＬのＧａｔｅ信号としてＯＮＵ＃ｋに送信する。次に、ＯＳＵ＃１はＤＢＡ周期＃Ｌ＋１において、ＯＮＵ＃ｋに対してλＤ＿２、λＵ＿２へ波長切替を指示するＧａｔｅ信号を送信する。そのＧａｔｅ信号は、ＯＮＵ＃ｋが波長切替を開始する時間と、波長切替完了後のＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２のＯＳＵ＃２に波長切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号が到達するように計算された当該Ｒｅｐｏｒｔ信号の送信許可時間を含む通信帯域割当指示信号とする。また、波長切替を指示するＧａｔｅ信号にはＤＷＢＡ周期＃Ｌ_＋２に上り信号光が到着するように計算された当該上りＤａｔａの送信許可時間が含まれてもよい。またＯＳＵ＃２に波長切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号には、ＯＮＵ＃ｋの送信要求帯域量が含まれてもよい。

ＤＷＢＡ周期＃Ｌ_にてＯＮＵ＃ｋに送信するＧａｔｅ信号に、ＤＷＢＡ周期＃Ｌ_＋１に到達する上りＤａｔａの送信許可時間を指示せず、ＤＷＢＡ周期Ｌ_＋１にて波長切替を指示するＧａｔｅ信号には割当変更後の波長でＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２に上りＤａｔａが到達するよう送信許可時間を与えることで、少なくともＯＮＵ＃ｋがＯＳＵ＃１のＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋１に到着するよう送信するＲｅｐｏｒｔ信号の送信完了した時刻から、ＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２に到着するよう送信許可が与えられるＲｅｐｏｒｔ信号の送信開始時刻の間に、ＯＮＵ＃ｋが上りＤａｔａを発出することがない。したがって、ＯＮＵ＃ｋが波長切替完了後に切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号をＯＳＵ＃２へ送信する時刻までに、ＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋１に送信された波長切替指示Ｇａｔｅ信号がＯＮＵ＃ｋに到達し、かつ波長切替が完了する程度にＯＮＵ＃ｋの波長切替時間が十分短い場合は、ＯＮＵ＃ｋの波長切替時間と上りＤａｔａ送信時間の衝突が発生しないことがわかる。

また、本実施形態においては、ＯＮＵ＃ｋの波長切替がＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２に到着するよう送信される波長切替完了を示すＲｅｐｏｒｔ信号の送信開始までに完了し、波長切替を指示するＧａｔｅ信号にはＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２に上り信号光が到着するように計算された当該上りＤａｔａの送信許可時間が含まれていることから、波長切替が完了した次のＤＷＢＡ周期に上りＤａｔａが到達することになり、従来技術よりも波長切替後の上りデータ信号送信再開が早まっていることがわかる。

以上より、割当波長が変更されるＯＮＵの波長切替開始時刻が上り信号光の送信許可時間と重なることを回避し、上り信号光の送信再開を早めることができることが分かる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、あるＯＮＵの通信波長の切替の実施を判断したＤＢＡ周期に当該ＯＮＵへ送信するＧａｔｅ信号を送信せず、次ＤＢＡ周期に通信波長の切替を指示するＧａｔｅ信号を送信することにより、通信波長の切替の実施を判断したＤＢＡ周期には当該ＯＮＵの上りＤａｔａの送信を禁止する。

想定するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのシステム構成は第３の実施形態と同様である。波長切替時間がＤＢＡ周期と比べて十分に短い波長可変光受信器および波長可変光送信器をＯＮＵに搭載して、波長切替および上り信号光の送信をＤＢＡ周期時間以下で行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、割当波長が変更されるＯＮＵの波長切替開始時刻が上り信号光の送信許可時間と重なることを回避し、上り信号光送信の再開を早める別の動的波長帯域割当方法である。本実施形態は、第３の実施形態と比較して、ＤＷＢＡ周期＃ＬにおけるＧａｔｅ信号の送信手順が異なる。

本方式においても、第１の実施形態と同様に、図１４に示すＤＷＢＡ周期＃ＬにおけるＤＷＢＡ計算結果によって、ＯＮＵ＃ｋの下り、上り波長をＯＳＵ＃１が送受信するλＤ＿１、λＵ＿１からＯＳＵ＃２が送受信するλＤ＿２、λＵ＿２へ変更する結果が得られたとする。しかし、ＤＷＢＡ周期＃ＬでＯＳＵ＃１は通信帯域割当指示信号としてのＧａｔｅ信号をＯＮＵ＃ｋに送信しない。次に、ＯＳＵ＃１はＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋１において、ＯＮＵ＃ｋに対してλＤ＿２、λＵ＿２へ波長切替を指示するＧａｔｅ信号を送信する。そのＧａｔｅ信号は、ＯＮＵ＃ｋが波長切替を開始する時間と、波長切替完了後のＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２のＯＳＵ＃２に波長切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号が到達するように計算された当該Ｒｅｐｏｒｔ信号の送信許可時間を含む通信帯域割当指示信号とする。また、波長切替を指示するＧａｔｅ信号にはＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２に上り信号光が到着するように計算された当該上りＤａｔａの送信許可時間が含まれてもよい。この時にＯＳＵ＃２がＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２に到着するよう波長切替後のＯＮＵ＃ｋに割り当てる送信許可時間は、ＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋１の ＤＢＡ計算によって算出され、その際に用いられるＯＮＵ＃ｋの送信要求帯域量はＤＷＢＡ周期＃ＬにおいてＯＮＵ＃ｋから通知されたＲｅｐｏｒｔ信号にて通知される量を基に計算する。またＯＳＵ＃２に波長切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号には、ＯＮＵ＃ｋの送信要求帯域量が含まれてもよい。

ＤＷＢＡ周期＃ＬにてＯＳＵ＃１がＯＮＵ＃ｋに対してＧａｔｅ信号を送信せず、ＤＢＡ周期Ｌ＋１にて波長切替を指示するＧａｔｅ信号には割当変更後の波長でＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２に上り信号光が到達するよう送信許可時間を与えることで、少なくともＯＮＵ＃ｋのＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋１の先頭からＯＳＵ＃１-ＯＮＵ＃１間の伝搬遅延時間分遡った時刻から、ＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２に到着するよう送信許可が与えられるＲｅｐｏｒｔ信号の送信開始時刻の間に、ＯＮＵ＃ｋが上り信号光を発出することがない。したがって、ＯＮＵ＃ｋが波長切替完了後に切替完了を通知するＲｅｐｏｒｔ信号をＯＳＵ＃２へ送信する時刻までに、ＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋１に送信された波長切替指示Ｇａｔｅ信号がＯＮＵ＃ｋに到達し、かつその波長切替が完了する程度にＯＮＵ＃ｋの波長切替時間が十分短い場合は、ＯＮＵ＃ｋの波長切替時間と上りＤａｔａ送信時間の衝突が発生しないことがわかる。

また、本実施形態においては、ＯＮＵ＃ｋの波長切替がＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２に到着するよう送信される波長切替完了を示すＲｅｐｏｒｔ信号の送信開始までに完了し、波長切替を指示するＧａｔｅ信号にはＤＷＢＡ周期＃Ｌ＋２に上り信号光が到着するように計算された当該上りＤａｔａの送信許可時間が含まれていることから、波長切替が完了した次のＤＷＢＡ周期に上りＤａｔａが到達することになり、従来技術よりも波長切替後の上りデータ信号送信再開が早まっていることがわかる。

以上より、割当波長が変更されるＯＮＵの波長切替開始時刻が上り信号光の送信許可時間と重なることを回避し、上り信号光の送信再開を早めることができることが分かる。

本発明に係る動的波長帯域割当技術は、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムに適用することができる。

Claims (4)

1. 収容局側装置と複数の加入者側装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記加入者側装置から前記収容局側装置への上り方向の通信に対して、前記収容局側装置が前記加入者側装置に上り通信波長及び上り信号光の送信許可時間を動的に割当てるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの動的波長帯域割当方法であって、
   前記複数の加入者側装置のうち、上り通信波長の切替を指示される前記加入者側装置に、上り信号光の送信許可時間を周期的に割当てられる帯域割当周期のうち、通信波長の切替が行われる帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止する上り信号光送信禁止手順と、
   前記収容局側装置が上り通信波長の切替を指示する波長切替指示信号を前記加入者側装置へ送信する波長切替指示手順と、
   前記加入者側装置が上り通信波長の切替が完了したことを通知する波長切替完了信号を前記収容局側装置へ送信する波長切替完了通知手順と、
   を行っており、
   前記上り信号光送信禁止手順では、前記通信波長の切替を指示する帯域割当周期の一つ前の帯域割当周期の、前記上り通信波長の切替を指示される加入者側装置への通信帯域割当指示信号に上り信号光の送信許可時間を含まないことによって、通信波長の切替が行われる帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止し、
   前記波長切替指示手順で送信する前記波長切替指示信号には、波長切替開始時刻、前記通信波長の切替が行われる帯域割当周期の次の帯域割当周期に送信する前記上り信号光の波長及び当該上り信号光の送信許可時間が含まれ、
   前記波長切替完了通知手順で送信する前記波長切替完了信号には、上り通信波長の切替を完了した前記加入者側装置が要求する送信要求帯域量が含まれる
   ことを特徴とするＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの動的波長帯域割当方法。
2. 収容局側装置と複数の加入者側装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記加入者側装置から前記収容局側装置への上り方向の通信に対して、前記収容局側装置が前記加入者側装置に上り通信波長及び上り信号光の送信許可時間を動的に割当てるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの動的波長帯域割当方法であって、
   前記複数の加入者側装置のうち、上り通信波長の切替を指示される前記加入者側装置に、上り信号光の送信許可時間を周期的に割当てられる帯域割当周期のうち、通信波長の切替が行われる帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止する上り信号光送信禁止手順と、
   前記収容局側装置が上り通信波長の切替を指示する波長切替指示信号を前記加入者側装置へ送信する波長切替指示手順と、
   前記加入者側装置が上り通信波長の切替が完了したことを通知する波長切替完了信号を前記収容局側装置へ送信する波長切替完了通知手順と、
   を行っており、
   前記上り信号光送信禁止手順では、前記通信波長の切替を指示する帯域割当周期の一つ前の帯域割当周期の、前記上り通信波長の切替を指示される加入者側装置への通信帯域割当指示信号を送信しないことによって、通信波長の切替が行われる帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止し、
   前記波長切替指示手順で送信する前記波長切替指示信号には、波長切替開始時刻、前記通信波長の切替が行われる帯域割当周期の次の帯域割当周期に送信する前記上り信号光の波長及び当該上り信号光の送信許可時間が含まれ、
   前記波長切替完了通知手順で送信する前記波長切替完了信号には、上り通信波長の切替を完了した前記加入者側装置が要求する送信要求帯域量が含まれる
   ことを特徴とするＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの動的波長帯域割当方法。
3. 収容局側装置と複数の加入者側装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記加入者側装置から前記収容局側装置への上り方向の通信に対して、前記収容局側装置が前記加入者側装置に上り通信波長及び上り信号光の送信許可時間を動的に割当てるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムであって、
   前記収容局側装置が、前記複数の加入者側装置のうち、上り通信波長の切替を指示される前記加入者側装置に、上り信号光の送信許可時間を周期的に割当てられる帯域割当周期のうち、通信波長の切替が行われる帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止する上り信号光送信禁止手段と、
   前記収容局側装置が上り通信波長の切替を指示する波長切替指示信号を前記加入者側装置へ送信する波長切替指示手段と、
   前記加入者側装置が上り通信波長の切替が完了したことを通知する波長切替完了信号を前記収容局側装置へ送信する波長切替完了通知手段と、
   を備え、
   前記上り信号光送信禁止手段は、前記通信波長の切替を指示する帯域割当周期の一つ前の帯域割当周期の、前記上り通信波長の切替を指示される加入者側装置への通信帯域割当指示信号に上り信号光の送信許可時間を含まないことによって、通信波長の切替を指示する帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止し、
   前記波長切替指示手段が送信する前記波長切替指示信号には、波長切替開始時刻、前記通信波長の切替が行われる帯域割当周期の次の帯域割当周期に送信する前記上り信号光の波長及び当該上り信号光の送信許可時間が含まれ、
   前記波長切替完了通知手段が送信する前記波長切替完了信号には、上り通信波長の切替を完了した前記加入者側装置が要求する送信要求帯域量が含まれる
   ことを特徴とするＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステム。
4. 収容局側装置と複数の加入者側装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記加入者側装置から前記収容局側装置への上り方向の通信に対して、前記収容局側装置が前記加入者側装置に上り通信波長及び上り信号光の送信許可時間を動的に割当てるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムであって、
   前記収容局側装置が、前記複数の加入者側装置のうち、上り通信波長の切替を指示される前記加入者側装置に、上り信号光の送信許可時間を周期的に割当てられる帯域割当周期のうち、通信波長の切替が行われる帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止する上り信号光送信禁止手段と、
   前記収容局側装置が上り通信波長の切替を指示する波長切替指示信号を前記加入者側装置へ送信する波長切替指示手段と、
   前記加入者側装置が上り通信波長の切替が完了したことを通知する波長切替完了信号を前記収容局側装置へ送信する波長切替完了通知手段と、
   を備え、
   前記上り信号光送信禁止手段は、前記通信波長の切替を指示する帯域割当周期の一つ前の帯域割当周期の、前記上り通信波長の切替を指示される加入者側装置への通信帯域割当指示信号を送信しないことによって、通信波長の切替を指示する帯域割当周期には上り信号光の送信を禁止し、
   前記波長切替指示手段が送信する前記波長切替指示信号には、波長切替開始時刻、前記通信波長の切替が行われる帯域割当周期の次の帯域割当周期に送信する前記上り信号光の波長及び当該上り信号光の送信許可時間が含まれ、
   前記波長切替完了通知手段が送信する前記波長切替完了信号には、上り通信波長の切替を完了した前記加入者側装置が要求する送信要求帯域量が含まれる
   ことを特徴とするＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステム。

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