JP6777750B2 - 光伝送システム及び波長割当方法 - Google Patents

Description

本発明は、光伝送システム及び波長割当方法に関する。
本願は、２０１６年９月２８日に、日本に出願された特願２０１６−１８９６７７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

現在のモバイル網では、陸上に固定的に設置された無線基地局が携帯電話やスマートフォンに代表される移動無線端末と通信を行う。これに対して、移動無線端末の通信を列車やバス等の移動体に設置される無線基地局（以下「車載局」という。）が集約し、この無線基地局が陸上に設置された無線基地局（以下「陸上局」という。）と通信を行う構成が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。一般に、車載局を搭載する列車やバス等の移動体は歩行者と比較して高速移動する。そのため、以下では、列車やバス等の移動体を高速移動体と定義することにより、歩行者等の低速な移動体と区別する。

図７は、従来のモバイル網の具体例を示す概略図である。図７は、上位ネットワーク１０に所属する通信機器１１−１〜１１−３と車載局１との通信が、陸上局２−１〜２−３及び上位装置３によって中継されるモバイル網を示す。図７は、進行方向に移動中の車載局１の通信が陸上局２−１及び上位装置３によって上位ネットワーク１０側に中継される様子を示している。車載局１は陸上局２−１が管理する無線通信範囲２１（以下「セル」という。）に所属している。車載局１の進行方向には、車載局１の進路を覆うセル２１、セル２２、セル２３が隣接して存在する。車載局１は、進行方向への移動に伴って所属するセルを切り替えることにより、上位ネットワーク１０側との通信を維持することができる。以下、陸上局２−１〜２−３を特に区別する必要がない場合、陸上局２−１〜２−３を一般化して陸上局２と記載する。

各陸上局２と上位装置３とを接続する光ファイバは、設置される陸上局２の数だけ敷設される必要がある。そのため、車載局１の進路の全てが覆われるようなセルを形成するためには多くのコストを要する。また、ある陸上局２と上位装置３との間の光ファイバの伝送帯域は、対応するセルに存在する車載局１との通信のみに使用される。図７に示すように、車載局１は所属するセルを切り替えながら移動していくため、光ファイバの帯域利用効率は必ずしも高いとはいえず、費用対効果の向上が望まれていた。

このような課題に対して、陸上局２と上位装置３との間の光ネットワークを複数の陸上局２で共有することで、光ネットワークの帯域利用効率を向上させるとともに、光ファイバの敷設コストを低減させることを可能にする技術が提案されている。その代表的な方法として、マスユーザ向けに広く導入されているＴＤＭ−ＰＯＮ（時分割多重光通信ネットワーク：Time Division Multiplexing - Passive Optical Network）及びＷＤＭ−ＰＯＮ（波長分割多重光通信ネットワーク：Wavelength Division Multiplexing - Passive Optical Network）を拡張したＰＯＮシステムや、ＴＤＭ−ＰＯＮ及びＷＤＭ−ＰＯＮを複合したＰＯＮシステムによってモバイル網を実現する方法が提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献２及び３参照）。

図８は、拡張されたＰＯＮシステムによって構成されたモバイル網の具体例を示す概略図である。図８は、各陸上局２と上位装置３との間の光伝送路がＰＯＮシステムで実現されたモバイル網を示している。図８に示すＰＯＮシステムは、陸上局２−１〜２−３をＰＯＮシステムに接続するＯＮＵ（光終端装置：Optical Network Unit）７−１〜７−３と、ＯＮＵ７−１〜７−３を集約する光カプラ８と、上位装置３をＰＯＮシステムに接続するとともに光カプラ８を介してＯＮＵ７−１〜７−３と通信するＯＬＴ（光端局装置：Optical Line Terminal）９と、を備える。このように構成されたモバイル網では、陸上局２と上位装置３との間の光ファイバの一部を複数のセルで共用することができる。以下、ＯＮＵ７−１〜７−３を特に区別する必要がない場合、ＯＮＵ７−１〜７−３を一般化してＯＮＵ７と記載する。

国際公開第２０１４／０７７１６８号

安田浩人、森岡康史、森広芳文、須山 聡、シンキユン、奥村幸彦、"5G将来無線アクセスネットワークにおけるムービングセルの実現法"、信学技報、RCS2014-3、2014年4月 T. Tashiro, S. Kuwano, J. Terada, T. Kawamura, N. Tanaka, S. Shigematsu, and N. Yoshimoto, "A Novel DBA Scheme for TDM-PON based Mobile Fronthaul," Proc. OFC2014, Tu3F.3, Mar. 2014 K. Honda, T. Kobayashi, T. Shimada, J. Terada, A. Otaka, "WDM Passive Optical Network Managed with Embedded Pilot Tone for Mobile Fronthaul," Proc. ECOC2015, We. 3. 4. 4., Sept. 2015 妹尾由美子、金子慎、浅香航太、鈴木謙一、大高明浩、"波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける波長切替遅延がＤＢＡ周期無依存な波長切替シーケンスの提案"、信学総大、B-8-47、2016年3月

しかしながら、複数の陸上局２と上位装置３との間をＷＤＭ−ＰＯＮで接続した場合、各陸上局２と接続されたＯＮＵ７には、ＯＮＵ７によって使用される光信号の波長が陸上局２の位置とは無関係に割り当てられる。

図９は、複数の陸上局２と上位装置３との間がＷＤＭ−ＰＯＮで接続されたモバイル網において、各セルに対応するＯＮＵ７に対する波長割当結果の具体例を示す図である。図９に示す例は、高速移動体の進行方向に隣接するＯＮＵ７−１１〜７−１８に対して、λ_１〜λ_４の波長が割り当てられた例である。図８の例に示されるように、複数の陸上局２と上位装置３との間がＷＤＭ−ＰＯＮで接続された場合、ＯＮＵ７−１２とＯＮＵ７−１３、又は、ＯＮＵ７−１７とＯＮＵ７−１８のように、隣接するＯＮＵ７に対して同一の波長が割り当てられる可能性がある。このような波長割当が行われた場合、光通信のスループットが低下する可能性がある。図９に示す例では、セル２０−１２及びセル２０−１３に高速移動体が存在している状況において、λ_２以外の波長は未使用であるにも関わらず、波長λ_２の光通信のみにトラヒックが集中し、波長λ_２の帯域を２つのセル２０−１２及びセル２０−１３で共有するため、スループットの低下が生じる可能性がある。

上記事情に鑑み、本発明は、移動する無線端末局の通信を中継する光通信システムにおいて、スループットの低下を抑制することができる技術を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様における光伝送システムは、複数の無線通信システムを結合する光伝送システムであって、各前記無線通信システムの物理的な配置に基づいて、隣り合う前記無線通信システムが接続された光終端装置に対して異なる波長を割り当てる波長割当部を備える。

本発明の第２の態様によれば、上記の第１の態様における光伝送システムは、各前記無線通信システムのトラヒックに関するトラヒック情報を取得するトラヒックモニタ部と、前記トラヒック情報に基づいて、前記光終端装置の物理的な配置を推定する接続順序取得部と、自システムに接続された前記光終端装置数を示す接続数情報を取得する接続数情報取得部と、各前記無線通信システムが接続された前記光終端装置に割り当てられた波長の情報を示す波長情報を記憶する波長情報記憶部と、をさらに備える。

本発明の第３の態様によれば、上記の第２の態様における光伝送システムは、前記接続順序取得部によって推定された前記光終端装置の物理的な配置を示す配置情報を、自システムの光端局装置に登録する登録部をさらに備える。

本発明の第４の態様によれば、上記の第２又は第３の態様の光伝送システムにおいて、前記接続順序取得部は、前記光終端装置の物理的な配置を光端局装置と前記光終端装置との間の距離に基づいて推定する。

本発明の第５の態様によれば、上記の第１から第４の態様のいずれか一つの態様の光伝送システムにおいて、前記波長割当部は、前記複数の無線通信システム間を移動する端末装置のトラヒック情報に基づいてトラヒックが発生していない前記光終端装置を推定し、推定された前記光終端装置を停止状態に遷移させる。

本発明の第６の態様によれば、上記の第１から第４の態様のいずれか一つの態様の光伝送システムにおいて、前記波長割当部は、前記光終端装置に設定可能な波長のうち、前記光終端装置に隣接する他の前記光終端装置に現在設定されている波長の次に長い又は短い波長を前記光終端装置に割り当てる。

本発明の第７の態様における波長割当方法は、複数の無線通信システムを結合する光伝送システムが行う波長割当方法であって、各前記無線通信システムの物理的な配置に基づいて、隣り合う前記無線通信システムが接続された光終端装置に対して異なる波長を割り当てるステップを有する。

本発明は、移動する無線端末局の通信を中継する光通信システムにおいて、スループットの低下を抑制することが可能となる。

第一実施形態のＰＯＮシステムによって構成されたモバイル網の具体例を示す図である。 第一実施形態のＯＬＴの機能構成の具体例を示すブロック図である。 第一実施形態のＰＯＮシステムが各ＯＮＵの配置情報に基づいて波長割当を行う処理の流れを示すフローチャートである。 第一実施形態のＰＯＮシステムにおける波長割当の動作例を示す図である。 ＯＮＵの物理的な配置の具体例を示す図である。 第二実施形態のＰＯＮシステムがＯＮＵの追加時に行う第二の波長割当処理の流れを示すフローチャートである。 従来のモバイル網の具体例を示す概略図である。 従来の拡張されたＰＯＮシステムによって構成されたモバイル網の具体例を示す概略図である。 複数の陸上局と上位装置との間がＷＤＭ−ＰＯＮで接続されたモバイル網において、各セルに対応するＯＮＵに対する従来方法による波長割当結果の具体例を示す図である。

＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態のＰＯＮシステム２００（光伝送システムの一例）によって構成されたモバイル網（無線通信システムの一例）の具体例を示す図である。ＰＯＮシステム２００は、ＯＬＴ１００（光端局装置）と、従来同様のＯＮＵ７（光終端装置）及び光カプラ８とを備える。

図２は、ＯＬＴ１００の機能構成の具体例を示すブロック図である。ＯＬＴ１００は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。ＯＬＴ１００は、プログラムの実行によって第一入出力部１０１、第二入出力部１０２、ＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）１０３、多重分離部１０４及び波長割当部１０５を備える装置として機能する。なお、ＯＬＴ１００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

第一入出力部１０１は、上位装置３との間で通信信号を入出力する。具体的には、第一入出力部１０１−１が送信信号を出力し、第一入出力部１０１−２が受信信号を入力する。ＯＬＴ１００と上位装置３との間の通信は、光ファイバを介した光通信であってもよいし、メタルケーブル等を介した他の有線通信であってもよい。

第二入出力部１０２は、光ファイバを介して光カプラ８との間で光信号を入出力する。第二入出力部１０２は、ＯＮＵ７ごとに異なる波長の光信号を多重化して出力する。第二入出力部１０２は、光カプラ８から出力された光信号をＯＳＵ１０３−１〜１０３−ｎのそれぞれに出力する。ここで、ｎは１以上の整数であり、ＯＬＴ１００が通信するＯＮＵ７の数である。なお、ＯＬＴ１００は、ｎ以上のＯＳＵを備えてもよい。

ＯＳＵ１０３−１〜１０３−ｎは、それぞれ異なる波長の光信号を送受信する。具体的には、ＯＳＵ１０３−ｉ（１≦ｉ≦ｎ）は、第二入出力部１０２から出力された光信号から、自身に対応する波長を持つ光信号を分離する。ＯＳＵ１０３−ｉは、分離された光信号を電気信号に変換して多重分離部１０４に出力する。以下、ＯＳＵ１０３−１〜１０３−ｎを特に区別する必要がない場合、ＯＳＵ１０３−１〜１０３−ｎを一般化してＯＳＵ１０３と記載する。

各ＯＳＵ１０３によって受信される光信号には、各ＯＮＵ７に対する波長の割り当てに必要な制御情報が含まれる。例えば、制御情報には、波長割当の制御信号であるλ−ｔｕｎｉｎｇ ｇａｔｅ信号等の情報が含まれる（例えば、非特許文献４参照）。各ＯＳＵ１０３は、受信信号に含まれる制御情報を波長割当部１０５に出力する。

多重分離部１０４は、上位装置３及びＯＳＵ１０３との間で信号の多重化又は分離を行う。具体的には、上位装置３は、複数のＯＮＵ７宛ての送信信号を多重化してＯＬＴ１００へ送信する。そのため、多重分離部１０４は、第一入出力部１０１を介して受信された上位装置３の送信信号を、その宛先である個々のＯＮＵ７ごとの送信信号に分離する。多重分離部１０４は、分離された個々の送信信号を、各ＯＮＵ７に対応づけられたＯＳＵ１０３に出力する。また、多重分離部１０４は、各ＯＳＵ１０３から出力された電気信号を多重化し、多重化された個々の電気信号の宛先に応じてスイッチングする。ここでいうスイッチングとは、宛先情報に基づいて受信データを中継する処理を意味する。スイッチングは、レイヤ２における中継処理（スイッチング）で実現されてもよいし、レイヤ３における中継処理（ルーティング）で実現されてもよい。多重分離部１０４は、波長割当部１０５から出力される波長情報に基づいて送信信号の宛先を識別することにより、下り方向のスイッチングを行う。

波長割当部１０５は、個々のＯＮＵ７に対して自装置との通信に用いられる光信号の波長を割り当てる。波長割当部１０５は、制御信号受信部１０６、トラヒックモニタ部１０７、接続順序取得部１０８、接続数情報取得部１０９、波長情報記憶部１１０、波長割当計算部１１１、波長切替指示信号生成部１１２及び制御信号送信部１１３を備える。

制御信号受信部１０６は、各ＯＳＵ１０３から制御情報を取得する。制御信号受信部１０６は、取得した制御情報を波長割当計算部１１１に出力する。

トラヒックモニタ部１０７は、各ＯＳＵ１０３から制御情報を取得する。トラヒックモニタ部１０７は、取得した制御情報に基づいて、各ＯＮＵ７のトラヒックを監視する。具体的には、トラヒックモニタ部１０７は、セル間を移動する高速移動体に搭載された車載局１（端末装置）上り通信又は下り通信のトラヒック量（トラヒック情報の一例）をＯＮＵ７ごとにカウントする機能を有する。トラヒックモニタ部１０７は、各ＯＮＵ７のトラヒックに基づいて、ＯＮＵ７の物理的な配置に関する情報（以下「配置情報」という。）を生成する。トラヒックモニタ部１０７は、生成した配置情報を接続順序取得部１０８に出力する。すなわち、トラヒックモニタ部１０７は、高速移動体が通過するセルにおいて生じるデータトラヒックの推移を特定する。配置情報は、各ＯＮＵ７に接続される陸上局２のセルの配置と高速移動体の移動経路とに基づいた各ＯＮＵ７のデータトラヒックの推移を示す。セルは、各陸上局２により管理される無線通信範囲であり、陸上局２と車載局１とが無線通信できる領域である。

接続順序取得部１０８は、トラヒックモニタ部１０７から出力される配置情報に基づいて各ＯＮＵ７の接続順序を示す接続順序情報を生成する。接続順序取得部１０８は、生成した接続順序情報を波長割当計算部１１１に出力する。接続順序取得部１０８は、高速移動体が移動する際に通過するセルの順序を配置情報に基づいて特定し、特定したセルの順序に基づいてＯＮＵ７の順序を決定してもよい。ＯＮＵ７の順序は、高速移動体（車載局１）が通過する各セルの陸上局２に接続されたＯＮＵ７に、データトラヒックが発生する順序としてもよい。接続順序取得部１０８は、決定したＯＮＵ７の順序を示す情報を接続順序情報として波長割当計算部１１１へ出力してもよい。なお、配置情報はＯＬＴ１００内部の記憶領域に予め記憶されてもよい。この場合、接続順序取得部１０８は、このＯＬＴ１００内部の記憶領域にアクセスすることによって配置情報を取得可能である。配置情報は、ネットワークや記憶媒体を介して取得されてもよい。この場合、ＯＬＴ１００は、ネットワークや記憶媒体を介して配置情報を取得する配置情報取得部（登録部の一例）を備えても良い。この場合、配置情報取得部は、ネットワークや記憶媒体を介して取得された配置情報を、ＯＬＴ１００内部の記憶領域に記憶させる。

接続数情報取得部１０９は、陸上局２と接続されたＯＮＵ数を示す接続数情報を取得する。接続数情報は、ＯＬＴ１００が有する内部の記憶領域に予め記憶されている。

波長情報記憶部１１０は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。波長情報記憶部１１０は波長情報を記憶する。波長情報は、各ＯＮＵ７と、各ＯＮＵ７に割り当てられた波長との対応関係を示す情報である。

波長割当計算部１１１は、接続順序取得部１０８から取得される接続順序情報、制御信号受信部１０６から出力される制御信号、接続数情報取得部１０９から出力される接続数情報、波長情報記憶部１１０から取得される波長情報に基づいて各ＯＮＵ７に対する波長割当計算を行う。波長割当計算部１１１は、波長割当計算によって新たな波長情報を生成する。波長割当計算部１１１は、波長情報記憶部１１０に記憶された波長情報を、生成した新たな波長情報で更新する。また、波長割当計算部１１１は、生成した波長情報を多重分離部１０４及び波長切替指示信号生成部１１２に出力する。

波長切替指示信号生成部１１２は、波長割当計算部１１１から出力された波長情報に基づいて、波長情報が示す各波長への切替を対応するＯＮＵ７に指示するための波長切替指示信号を生成する。波長切替指示信号生成部１１２は、生成した波長切替指示信号を制御信号送信部１１３に出力する。

制御信号送信部１１３は、波長切替指示信号生成部１１２から出力された波長切替指示信号を、波長の切替を指示する対象のＯＳＵ１０３に送信する。波長切替指示信号を受信した各ＯＮＵ１０３は、自身に設定されている波長を、波長切替指示信号が示す波長に切り替えるとともに、自身に対応するＯＮＵ７に対して自身に設定した波長への切り替えを指示する。

図３は、第一実施形態のＰＯＮシステム２００が各ＯＮＵ７の配置情報に基づいて波長割当を行う処理の流れを示すフローチャートである。まず、初期状態においては、各ＯＮＵ７の物理的な配置の状況が不明であるため、波長割当計算部１１１は、従来同様の波長割当計算によって各ＯＮＵ７に波長を割り当てる（ステップＳ１０１）。

接続順序取得部１０８が、ステップＳ１０１において割り当てられた波長での通信の状況で得られる配置情報に基づいて接続順序情報を生成する。波長割当計算部１１１は、接続順序取得部１０８、接続数情報取得部１０９及び波長情報記憶部１１０から、接続順序情報及び接続数情報を取得する（ステップＳ１０２）。

波長割当計算部１１１は、自装置に接続されたＯＮＵ７の中から、いずれか一台のＯＮＵ７を波長割当の対象（以下「対象ＯＮＵ」という。）として選択する（ステップＳ１０３）。波長割当計算部１１１は、選択された対象ＯＮＵに隣接するＯＮＵ７（以下「隣接ＯＮＵ」という。）の波長情報を波長情報記憶部１１０から取得する（ステップＳ１０４）。隣接ＯＮＵは、接続順序情報が示すＯＮＵ７の順序において、対象ＯＮＵの直前のＯＮＵ７と対象ＯＮＵの直後のＯＮＵ７とである。

波長割当計算部１１１は、取得した隣接ＯＮＵの波長情報に基づいて、対象ＯＮＵに対して２つの隣接ＯＮＵに割り当てられた波長と重複することなく割り当てることが可能な波長が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。対象ＯＮＵに対して隣接ＯＮＵの波長と重複することなく割り当てることが可能な波長が存在しない場合（ステップＳ１０５−ＮＯ）、波長割当計算部１１１は、対象ＯＮＵについては、隣接ＯＮＵと重複しない波長を割り当てることができないケース（以下「割当不可能パターン」という。）であることを波長情報記憶部１１０に記憶されている波長情報に登録する（ステップＳ１０６）。波長割当計算部１１１は、ステップＳ１０３に処理を戻し、割当不可能パターン以外でＯＮＵ７に対する波長割当処理をやり直す（ステップＳ１０７）。

対象ＯＮＵに対して隣接ＯＮＵと重複することなく割り当てることが可能な波長が存在する場合（ステップＳ１０５−ＹＥＳ）、波長割当計算部１１１は、当該波長を対象ＯＮＵに対して割り当てる（ステップＳ１０８）。

波長割当計算部１１１は、全てのＯＮＵ７について波長割当が行われたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。全てのＯＮＵ７について波長割当が行われた場合（ステップＳ１０９−ＹＥＳ）、波長割当計算部１１１はＯＮＵ７に対する波長割当処理を終了する。いずれかのＯＮＵ７について波長割当が行われていない場合（ステップＳ１０９−ＮＯ）、波長割当計算部１１１は、波長情報に登録されていない隣接ＯＮＵに対象ＯＮＵを変更（ステップＳ１１０）して、ステップＳ１０３に処理を戻すことにより、他のＯＮＵ７に対する波長割当処理を実行する。

なお、全てのＯＮＵ７に対する波長割当処理を終了した結果、隣接するＯＮＵ７に対して異なる波長が割り当てられなかった場合、波長割当計算部１１１は、隣接するＯＮＵ７に対して同一の波長が割り当てられるケースが最も少なくなるような割り当てパターンを計算し、算出された割り当てパターンを波長割当処理の結果として出力する。

このように構成された第一実施形態のＰＯＮシステム２００では、各ＯＳＵ１０３によって受信された上り信号又は下り信号をトラヒックモニタ部１０７が監視する。高速移動体の場合、線路や道路等に沿って移動するため、各ＯＳＵ１０３のデータトラヒックは高速移動体の移動に応じた推移を見せる。すなわち、各ＯＳＵ１０３のデータトラヒックの推移は各ＯＮＵ７の物理的な配置を示すと考えられる。そのため、トラヒックモニタ部１０７は、このようなデータトラヒックの推移を示す情報を配置情報として接続順序取得部１０８に出力する。接続順序取得部１０８は、配置情報が示すデータトラヒックの推移に基づいて、ＯＮＵ７の物理的な接続の順序を示す接続順序情報を生成する。

波長割当計算部１１１は、このように生成される接続順序情報と、自装置に接続されたＯＮＵ７の数を示す接続数情報とに基づいて、ＯＮＵ７の物理的な配置を識別することができる。波長割当計算部１１１は、このように識別されるＯＮＵ７の物理的な配置に基づいて、隣接するＯＮＵ７で異なる波長が割り当てられるように、各ＯＮＵ７の波長割当を行う。

図４は、第一実施形態のＰＯＮシステム２００における波長割当の動作例を示す図である。初期状態において従来方法による波長割当が図９に示す例のように行われた場合を想定する。初期状態において、隣接するＯＮＵ７−１２及びＯＮＵ７−１３に同じ波長λ_２が割り当てられ、隣接するＯＮＵ７−１７及びＯＮＵ７−１８に同じ波長λ_４が割り当てられている。

この場合、実施形態の方法による波長割当が行われることによって、隣接するＯＮＵ７−１２及びＯＮＵ７−１３に対する波長切り替えと、隣接するＯＮＵ７−１７及びＯＮＵ７−１８に対する波長切り替えが行われる。図４の例に示すように、ＯＮＵ７−１１及び７−１３に対して波長λ_２が、ＯＮＵ７−１２及び７−１５に対して波長λ_１が、ＯＮＵ７−１４及び７−１７に対して波長λ_３が、ＯＮＵ７−１６及び７−１８に対して波長λ_４が、それぞれ割り当てられる。このように、本実施形態の方法で波長割当が行われることにより、隣接する全てのＯＮＵ７に異なる波長が割り当てることができる。そのため、第一実施形態のＰＯＮシステム２００は、特定の波長の光通信のみにトラヒックが集中し、スループットの低下が生じることを抑制することができる。

＜変形例＞
上記実施形態では、ＯＮＵ７の物理的な接続順序を示す情報（接続順序情報）がトラヒックの推移に基づいて生成される例について説明したが、接続順序情報を生成する方法はこの例に限定されない。接続順序情報は、予めＯＬＴ１００に記憶されていてもよい。この場合、接続順序情報は、ＯＮＵ７の設置に応じて手動で更新されてもよい。また、接続順序情報は、ＯＬＴ−ＯＮＵ間のＲＴＴ（Round trip time）に基づいて生成されてもよい。図５は、ＯＮＵ７の物理的な配置の具体例を示す図である。図５に示されるように、ＯＮＵ７がＯＬＴ１００を起点として高速移動体の進行方向に一次元的に配置される場合、ＯＮＵ７の物理的な接続順序は、ＯＬＴ１００と各ＯＮＵ７との間のＲＴＴの大きさによって識別可能である。これは、一般にＲＴＴが、ＯＬＴ１００と各ＯＮＵ７との間の距離に相関するためである。

波長割当計算部１１１は、ＯＮＵ７に設定可能な波長のうち、そのＯＮＵ７に隣接する他のＯＮＵ７に現在設定されている波長の次に長い又は短い波長をＯＮＵ７に割り当ててもよい。このような方法で波長割当を行うことにより、ＯＮＵ７に対する波長割当の掃引時間を短縮することが可能となる。

＜第二実施形態＞
ＷＤＭ−ＰＯＮシステムの運用では、ＯＮＵの追加が発生する可能性がある。このようなＯＮＵの追加時に第一実施形態の波長割当方法が適用された場合、トラヒックが生起しているＯＮＵ７に対して波長割当が行われる。その結果、波長の切り替えが発生し、その間の送受信が停止されることによる通信遅延やスループットの低下が発生する可能性がある。そのため、第二実施形態のＰＯＮシステム２００は、ＯＮＵ７の追加が発生した場合には、第一実施形態とは異なる第二の波長割当処理を、ＯＮＵ７の追加の際の割り込み処理として実行する。なお、第二実施形態のＰＯＮシステム２００の構成は、第一実施形態のＰＯＮシステム２００と同様である。

図６は、第二実施形態のＰＯＮシステム２００がＯＮＵ７の追加時に行う第二の波長割当処理の流れを示すフローチャートである。なお、図６の説明において、図３と同様の処理には同じ符号を付すことにより説明を省略する。

まず、ＯＮＵ７の追加時において、第二の波長割当処理が割り込み処理として実行される。接続数情報取得部１０９は、接続数情報を再取得する（ステップＳ２０１）。接続数情報取得部１０９は、再取得された接続数情報を波長割当計算部１１１に出力する。波長割当計算部１１１は、接続順序情報及び波長情報を取得する（ステップＳ２０２）。

波長割当計算部１１１は、追加されたＯＮＵ７（以下「追加ＯＮＵ」という。）とその隣接ＯＮＵとで異なる波長の割り当てが可能か否かを判定する（ステップＳ２０３）。追加ＯＮＵとその隣接ＯＮＵとで異なる波長の割り当てが可能でない場合（ステップＳ２０３−ＮＯ）、波長割当計算部１１１は、信号の送受信が行われているＯＮＵ７について、既に割り当てられている波長を波長情報に登録する（ステップＳ２０４）。波長割当計算部１１１は、波長情報に登録されていないＯＮＵ７の中から、いずれか一台のＯＮＵ７を対象ＯＮＵとして選択する（ステップＳ２０５）。

ステップＳ２０３において、追加ＯＮＵとその隣接ＯＮＵとで異なる波長の割り当てが可能である場合（ステップＳ２０３−ＹＥＳ）、波長割当計算部１１１は、割り当て可能な波長を追加ＯＮＵに割り当てる（ステップＳ２０６）。

このように構成された第二実施形態のＰＯＮシステム２００では、ＯＮＵ７の追加が行われた場合、追加ＯＮＵに対して隣接ＯＮＵと異なる波長の割り当てが可能であるか否かを波長割当計算部１１１が判定する。異なる波長の割り当てが可能である場合、波長割当計算部１１１は、その波長を追加ＯＮＵに割り当てる。異なる波長の割り当てが可能でない場合、波長割当計算部１１１は、トラヒックが生起しているＯＮＵ７については波長を変更することなく波長情報に登録する。波長情報に登録されていないＯＮＵ７を対象ＯＮＵとして第一実施形態と同様の波長割当を行う。このような第二の波長割当処理をＯＮＵ７の追加の際に割り込み処理として波長割当計算部１１１が実行することにより、トラヒックが生起しているＯＮＵ７で波長の切り替えが行われることを抑制することができる。

＜変形例＞
波長割当計算部１１１は、使用されていないＯＮＵ７の機能の全て又は一部を動作させない状態（停止状態）に遷移させるように構成されてもよい。このような制御によって、ＯＬＴ１００はＰＯＮシステム２００の消費電力を低減することができる。

波長割当計算部１１１は、他のサービスを同一のＷＤＭ−ＰＯＮ上に収容し、ＯＮＵ７に割り当て可能な波長のうち使用されない余剰の波長を他のサービスの通信用に用いるように構成されてもよい。ここでいうサービスとは、ＰＯＮシステム２００によって実現されるサービスを意味する。例えば、本実施形態のＰＯＮシステム２００が実現するサービスは図１に示したモバイル網である。その意味で、他のサービスには、マス向けのＦＴＴＨ(Fiber to the home)やＭ２Ｍ(Machine to Machine)等のサービスが挙げられる。

実施形態の波長割当方法は、ＷＤＭ−ＰＯＮとＴＤＭ−ＰＯＮとの両方を組み合わせたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮに対しても適用可能である。

上述した実施形態におけるＯＬＴ１００をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）に適用可能である。

１…車載局、２，２−１〜２−３…陸上局、３…上位装置、７，７−１〜７−１８…ＯＮＵ（Optical Network Unit）、８…光カプラ、９…ＯＬＴ（Optical Line Terminal）、１０…上位ネットワーク、１１−１〜１１−３…通信機器、２０−１１〜２０−１８，２１，２２，２３…セル、１００…ＯＬＴ、１０１，１０１−１，１０１−２…第一入出力部、１０２…第二入出力部、１０３，１０３−１〜１０３−ｎ…ＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）、１０４…多重分離部、１０５…波長割当部、１０６…制御信号受信部、１０７…トラヒックモニタ部、１０８…接続順序取得部、１０９…接続数情報取得部、１１０…波長情報記憶部、１１１…波長割当計算部、１１２…波長切替指示信号生成部、１１３…制御信号送信部、２００…ＰＯＮ（Passive Optical Network）システム

Claims (8)

1. 複数の無線基地局を結合する光伝送システムであって、
   前記複数の無線基地局間を移動する端末装置の通信によるトラヒックに関するトラヒック情報を取得するトラヒックモニタ部と、
   前記トラヒック情報に基づいて、前記複数の無線基地局に接続された光終端装置の物理的な配置を推定する推定部と、
   前記光終端装置の物理的な配置に基づいて、隣り合う前記無線基地局が接続された前記光終端装置に対して異なる波長を割り当てる波長割当部と、
   を備える光伝送システム。
2. 自システムに接続された前記光終端装置数を示す接続数情報を取得する接続数情報取得部と、
   前記複数の無線基地局に接続された前記光終端装置に割り当てられた波長の情報を示す波長情報を記憶する波長情報記憶部と、
   をさらに備える、
   請求項１に記載の光伝送システム。
3. 前記推定部は、前記トラヒック情報が示すトラヒックの推移に基づいて生成される前記光終端装置の物理的な配置を示す配置情報に基づいて、前記光終端装置の接続順序を示す接続順序情報を生成し、
   前記波長割当部は、前記接続順序情報、前記接続数情報及び前記波長情報に基づいて前記光終端装置に対して割り当てる波長を決定する、
   請求項２に記載の光伝送システム。
4. 前記波長割当部は、前記トラヒック情報に基づいてトラヒックが発生していない前記光終端装置を推定し、推定された前記光終端装置を停止状態に遷移させ、トラヒックが発生している光終端装置については波長を変更することなく前記波長情報に登録する、
   請求項２又は３に記載の光伝送システム。
5. 前記配置情報を、自システムの光端局装置に登録する登録部をさらに備える、
   請求項３に記載の光伝送システム。
6. 前記推定部は、前記光終端装置の物理的な配置を光端局装置と前記光終端装置との間の距離に基づいて推定する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の光伝送システム。
7. 前記波長割当部は、前記光終端装置に設定可能な波長のうち、前記光終端装置に隣接する他の前記光終端装置に現在設定されている波長の次に長い又は短い波長を前記光終端装置に割り当てる、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の光伝送システム。
8. 複数の無線基地局を結合する光伝送システムが行う波長割当方法であって、
   前記複数の無線基地局間を移動する端末装置の通信によるトラヒックに関するトラヒック情報を取得するステップと、
   前記トラヒック情報に基づいて、前記複数の無線基地局に接続された光終端装置の物理的な配置を推定するステップと、
   前記光終端装置の物理的な配置に基づいて、隣り合う前記無線基地局が接続された前記光終端装置に対して異なる波長を割り当てるステップと、
   を有する波長割当方法。

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