JP7067643B1 - 光通信システム、親局装置、子局装置及び波長切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】子局装置の波長を高速切替する際に、子局装置の上り信号の送信を確実に行えるようにする。【解決手段】本発明は、時間波長分割多重方式の光通信システムにおいて、親局装置は、第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信するＫ個の光終端手段と、子局装置に対する波長切替を制御する波長切替制御手段とを備え、子局装置は、親局装置から指示された波長で受信する波長可変受信手段と、親局装置から指示された波長で送信する波長可変送信手段と、親局装置からの制御情報に基づいて波長切替を制御する子局制御手段とを備え、切替元の光終端手段が、子局装置に対して、異なる切替タイミングで受信波長と送信波長と切り替えることを指示する情報を含む制御情報を送信し、子局制御手段が、制御情報に基づいて、波長可変受信手段と波長可変送信手段の波長切り替える。【選択図】 図１

Description

本発明は、光通信システム、親局装置、子局装置及び波長切替方法に関する。

非特許文献１には、ＴＷＤＭ－ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ － Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）における波長切替方法の標準化技術が開示されている。

図２は、非特許文献１の波長切替手法を説明する説明図である。図２では、ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が、ＯＮＵ３（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）の波長を別波長に切り替える。つまり、Ｓｏｕｃｅ ＯＬＴ ＣＴ（ＯＬＴ制御機能）の波長から、Ｔａｒｇｅｔ ＯＬＴ ＣＴ（ＯＬＴ制御機能）の波長に切り替える場合を示している。

ＯＮＵ３が接続している波長を切り替える際、Ｓｏｕｃｅ ＯＬＴ ＣＴが、ＯＮＵ３に対して、Ｔｕｎｉｎｇ＿Ｃｏｎｔｒｏｌと呼ばれる信号を通知する。Ｔｕｎｉｎｇ＿Ｃｏｎｔｒｏｌには、どのタイミングで、どの波長のＯＬＴ制御機能（Ｔａｒｇｅｔ ＯＬＴ ＣＴ）と通信すべきかに関する情報が含まれている。ここでは切替時刻をＴＯ４とする。

また、ＯＮＵ３は、１２５μｍ秒間隔の下り信号のフレーム同期信号ＰＳｙｎｃやＳＦＣ（Ｓｕｐｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ）信号の受信により、フレーム同期をしている。図３は、ＯＮＵ３の同期状態を示す状態遷移図である。

切替時刻ＴＯ４ ｓｔａｒｔになると、ＯＮＵ３は波長変更を開始する。波長変更期間中、ＯＮＵ３は、切替元波長及び切替先波長の両方の信号を受信できない。したがって、ＯＮＵ３は、下り信号のフレーム同期信号ＰＳｙｎｃ、ＳＦＣ信号を取得できなくなる。すなわち、ＯＮＵ３は、図３の同期状態（Ｓｙｎｃ ｓｔａｔｅ）から、再同期状態（Ｒｅ－ｓｙｎｃ ｓｔａｔｅ）に遷移する。

さらに、ＯＮＵ３は連続してＭ－１回（例えばＭは３）ＰＳｙｎｃ、ＳＦＣを取得できなければ、フレーム同期が完全に外れる。ＯＮＵ３はＨｕｎｔ状態（Ｈｕｎｔ Ｓｔａｔｅ）に遷移する。これは、図２の「Ｏ８．１ Ｏｆｆ Ｓｙｎｃ」と示される状態である。

図２において、Ｓｏｕｃｅ ＯＬＴ ＣＴやＴａｒｇｅｔ ＯＬＴ ＣＴは、ＯＮＵ３に対して、どのタイミングで上り信号を送信するかに関する情報を含むＰＬＯＡＭｕ ｇｒａｎｔ信号を間欠的に送信する。しかし、ＯＮＵ３ではフレーム同期が外れているため、ＯＮＵ３はＰＬＯＡＭｕ ｇｒａｎｔ信号を受信できない。

その後、光デバイスレベルで波長切替が終わると、ＯＮＵ３は「Ｏ８．２ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｌｅａｒｎｉｎｇ状態」となる。この時間では、まず、物理層のビット同期が取られる。次に受信したビット列からフレーム同期信号ＰＳｙｎｃが検出される。ＰＳｙｎｃが検出されると、ＯＮＵ３は、Ｈｕｎｔ状態から同期前状態（Ｐｒｅ－Ｓｙｎｃ Ｓｔａｔｅ）になる（図３参照）。そして、１２５μ秒後、もう一度、ＰＳｙｎｃが受信され、かつＳＦＣが前回の値に「１」を加えた正しい値で受信されると、フレーム同期がとれ、ＯＮＵ３は同期状態となる。

ＯＮＵ３が、Ｔａｒｇｅｔ ＯＬＴ ＣＴから、ＰＬＯＡＭｕ ｇｒａｎｔを正しく受信すると、ＯＮＵは、切替先の波長で、上り信号Ｔｕｎｉｎｇ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ＿ｕ）をＴａｒｇｅｔ ＯＬＴ ＣＴに応答する。これにより、Ｔａｒｇｅｔ ＯＬＴ ＣＴにおいて、ＯＮＵ３の波長が切替されたことを把握する。

その後、Ｔａｒｇｅｔ ＯＬＴ ＣＴとＯＮＵ１との間でさらに下り信号Ｔｕｎｉｎｇ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ＿ｕ）及び上り信号Ｔｕｎｉｎｇ＿Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ＿ｕ）を授受する。また、ＯＮＵ３は、下り信号Ｔｕｎｉｎｇ＿Ｃｏｎｔｒｏｌ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ＿ｄ） ＆ Ｄａｔａ ｇｒａｎｔを受信することによって、ＯＮＵ３においてＴｕｎｉｎｇが完了し、Ｄａｔａ＿ｇｔａｎｔによって加入者情報の送信が可能となる。

ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．９８９．３"４０－Ｇｉｇａｂｉｔ－ｃａｐａｂｌｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＮＧ－ＰＯＮＳ）：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｌａｙｅｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ"

上記の波長切替の操作において波長切替に要する時間が長いと、その間通信が途絶えるので、従来よりも高速に波長切替を行う波長切替手法が望まれている。

非特許文献１の波長切替手法は、比較的低速の既存デバイスを用いる場合を前提としたものである。波長切替速度やビット同期を従来よりも早く処理するデバイスも登場している。このような処理速度が速いデバイスを用いて、非特許文献１の波長切替手法に加え、何らかの手法を用いて１回のフレーム同期信号の受信で、フレーム同期が取れたり、通信路の確認手順を省略できる可能性がある。

しかしながら、そのような場合でも、単にデバイスの波長切替時間や通信路の確認手順を短縮しただけでは通信を回復できない。切替先のＯＳＵがＯＮＵに対して送信帯域を割り当てることができない、波長切替後にＯＮＵが送信すべき上り信号を送信できない、波長切替後にＯＮＵが送信した上り信号が衝突する可能性がある、ＯＮＵが送信した上り信号をＯＳＵが受信できない可能性があるなどの課題が生じ得る。

そこで上記課題に鑑み、本発明は、時間波長分割多重方式を採用した光通信システムにおいて、子局装置の波長を高速切替する際に、子局装置の上り信号の送信処理を確実に行うことができるようにする光通信システム、親局装置、子区局装置及び波長切替方法を提供しようとするものである。

かかる課題を解決するために、第１の本発明は、親局装置と、Ｍ（Ｍは２以上の整数）台の子局装置との間で、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムにおいて、親局装置は、第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信(送受信)するＫ個の光終端手段と、子局装置に対する波長切替を制御する波長切替制御手段とを備え、子局装置は、親局装置から指示された波長で親局装置から情報を受信する波長可変受信手段と、親局装置から指示された波長で親局装置に情報を送信する波長可変送信手段と、親局装置から受信した制御情報に基づいて、波長切替を制御する子局制御手段とを備え、波長切替制御手段の指示により切替元の光終端手段が、波長を切り替える子局装置に対して、受信波長の波長切替に要する時間と切替先波長の信号にクロックが再同期するのに必要な時間とを、親局装置の送信フレーム周期の先頭から遡った時刻を切替開始時刻として指示する情報を含む制御情報を送信し、子局制御手段が、指示された時刻で波長切替を開始し、制御情報に基づいて、波長可変受信手段の受信波長と、波長可変送信手段の送信波長とを切り替え、各子局装置と親局装置との距離が異なっていても、ある子局装置が送信した情報が、親局装置に到着する時刻が等しくなる時刻、又は、親局装置が送信した情報がある子局装置に到着する時刻を、基準時刻とし、その基準時刻に対する差分の情報を、光終端手段が切替開始時刻として通知することを特徴とする。

第２の本発明は、親局装置と、Ｍ台の子局装置との間で、第１～第Ｋの波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムにおいて、親局装置は、第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信するＫ個の光終端手段と、子局装置に対する波長切替を制御する波長切替制御手段とを備え、子局装置は、親局装置から指示された波長で親局装置から情報を受信する波長可変受信手段と、親局装置から指示された波長で親局装置に情報を送信する波長可変送信手段と、親局装置から受信した制御情報に基づいて、波長切替を制御する子局制御手段とを備え、波長切替制御手段の指示により切替元の光終端手段が、波長を切り替える子局装置に対して、受信波長の波長切替に要する時間と切替先波長の信号にクロックが再同期するのに必要な時間とを、親局装置の送信フレーム周期の先頭から遡った時刻を切替開始時刻として指示し、子局制御手段が、親局装置から指示された波長切替時刻から、切替元の光終端手段と切替先の光終端手段とで受信されるフレームの位相のずれの最大値を示す時間と、波長切替ならびにクロックの再同期に要する時間とを加算した時間だけ前の時刻を波長切替開始時刻として、波長可変受信手段及び前記波長可変送信手段に指示することを特徴とする。

第３の本発明は、親局装置と、Ｍ台の子局装置との間で、第１～第Ｋの波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムの親局装置において、第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信するＫ個の光終端手段と、子局装置に対する波長切替を制御する波長切替制御手段とを備え、波長切替制御手段の指示により切替元の光終端手段が、波長を切り替える子局装置に対して、受信波長の波長切替に要する時間と切替先波長の信号にクロックが再同期するのに必要な時間とを、親局装置の送信フレーム周期の先頭から遡った時刻を波長切替時刻として指示する情報を含む制御情報を送信するものであり、各子局装置と親局装置との距離が異なっていても、ある子局装置が送信した情報が、親局装置に到着する時刻が等しくなる時刻、又は、親局装置が送信した情報がある子局装置に到着する時刻を、基準時刻とし、その基準時刻に対する差分の情報を、光終端手段が切替開始時刻として通知することを特徴とする。

第４の本発明は、親局装置と、Ｍ台の子局装置との間で、第１～第Ｋの波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムの子局装置において、親局装置から指示された波長で親局装置から情報を受信する波長可変受信手段と、親局装置から指示された波長で親局装置に情報を送信する波長可変送信手段と、親局装置から受信した制御情報に基づいて、波長切替を制御する子局制御手段とを備え、子局制御手段が、親局装置から、受信波長の波長切替に要する時間と切替先波長の信号にクロックが再同期するのに必要な時間とを、前記親局装置の送信フレーム周期の先頭から遡った時刻として指示を受ける共に、異なる切替タイミングで受信波長と送信波長と切り替えることを指示する情報を含む制御情報に基づいて、指示された時刻で波長切替を開始し、波長可変受信手段の受信波長と、波長可変送信手段の送信波長とを切り替え、各子局装置と親局装置との距離が異なっていても、ある子局装置が送信した情報が、親局装置に到着する時刻が等しくなる時刻、又は、親局装置が送信した情報がある子局装置に到着する時刻を、基準時刻とし、その基準時刻に対する差分の情報として、切替開始時刻が親局装置から通知されることを特徴とする。

第５の本発明は、親局装置と、Ｍ台の子局装置との間で、第１～第Ｋの波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットでまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムの子局装置において、親局装置から指示された波長で親局装置から情報を受信する波長可変受信手段と、親局装置から指示された波長で親局装置に情報を送信する波長可変送信手段と、親局装置から受信した制御情報に基づいて、波長切替を制御する子局制御手段とを備え、子局制御手段が、親局装置から指示された波長切替時刻から、親局装置における切替元の光終端手段と切替先の光終端手段とのフレームの位相のずれの最大値を示す時間と、波長切替ならびにクロックの再同期に要する時間とを加算した時間だけ前の時刻を波長切替開始時刻として、波長可変受信手段及び波長可変送信手段に指示することを特徴とする。

第６の本発明は、親局装置と、Ｍ台の子局装置との間で、第１～第Ｋの波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムの波長切替方法において、親局装置は、第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信するＫ個の光終端手段と、子局装置に対する波長切替を制御する波長切替制御手段とを備え、子局装置は、親局装置から指示された波長で親局装置から情報を受信する波長可変受信手段と、親局装置から指示された波長で親局装置に情報を送信する波長可変送信手段と、親局装置から受信した制御情報に基づいて、波長切替を制御する子局制御手段とを備え、切替制御手段の指示により、切替元の前記光終端手段が、波長を切り替える子局装置に対して、受信波長の波長切替に要する時間と切替先波長の信号にクロックが再同期するのに必要な時間とを、親局装置の送信フレーム周期の先頭から遡った時刻を波長切替時刻として指示する情報を含む制御情報を送信し、子局制御手段が、指示された時刻で波長切替を開始し、制御情報に基づいて、波長可変受信手段の受信波長と、波長可変送信手段の送信波長とを切り替え、各子局装置と親局装置との距離が異なっていても、ある子局装置が送信した情報が、親局装置に到着する時刻が等しくなる時刻、又は、親局装置が送信した情報がある子局装置に到着する時刻を、基準時刻とし、その基準時刻に対する差分の情報を、光終端手段が切替開始時刻として通知することを特徴とする。

なお、前記における波長切替を開始する時刻は、同じ時刻を、後述するＳｔａｒｔ ｔｉｍｅ ｔ＝０を基準時刻として指示しても良い。

本発明によれば、時間波長分割多重方式を採用した光通信システムにおいて、子局装置の波長を高速切替する際に、子局装置の上り信号の送信処理を確実に行うことができる。

実施形態に係る光通信システムの構成と、ＯＬＴ（親局通信装置）及び各ＯＮＵ（子局通信装置）の内部構成とを示す構成図である。 非特許文献１に示されている光波長切替デバイスを用いた光波長切替手続の手法を示すシーケンス図である。 従来のＯＮＵが下り信号を同期するときの同期状態遷移図である。 実施形態に係る高速波長切替処理の動作を説明するタイムチャートである。

（Ａ）主たる実施形態
以下では、本発明に係る光通信システム、親局装置、子局装置及び波長切替方法の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（Ａ－１）基本概念
上述したように、非特許文献１には、ＴＷＤＭ－ＰＯＮにおける波長切替方法の標準化技術が開示されている。

しかしながら、非特許文献１に記載の波長切替方式は、比較的低速の既存デバイスを用いる場合を前提としたものである。デバイス性能が向上しており、処理速度が速いデバイスによれば、波長切替処理やビット同期などの処理が従来よりも速くなる。さらに、何らかの工夫により１回のフレーム同期信号の受信でフレーム同期がとれたり、通信路の確認手順を省略して通信を開始させたりすることができる可能性がある。

しかし、以下のような課題が生じ得る。

課題０：最も適切な波長切替時刻が何時であるかの知見がない。

課題１：切替先波長のＯＳＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）には、新たに収容するＯＮＵのキュー長情報が存在しない。そのため、切替先波長のＯＳＵは、新たなＯＮＵに対して送信帯域を割当てることができない。

課題２：親局からの距離が異なる子機が複数存在する中で、切替時刻を定期的に指示すると、波長間でフレーム同期の位相にずれがある可能性がある。つまり、子局が親局からのフレームのヘッダを受信する時刻が異なるので、切替にはそれを配慮する必要がある事と、これに加えて切替前と切替後の波長間でクロックが異なることを前提に切替時刻を設定する必要がある。後者に関して更に説明すると、ＯＮＵが切替前波長のフレーム周期に基づいて波長切替を行うと、切替先波長のフレーム周期が切替元波長より進んでおり、切替を完了した時刻には、切替先波長のフレーム周期の先頭時刻に対して遅れてしまうことが生じ得る。すなわち、切替先波長のフレームの先頭を受信できず、そのフレームで受信信すべき信号を受信できない可能性がある。

課題３：ＯＮＵにおいて、受信波長と送信波長とを同時に切り替えると、切替前波長の送信中に波長切替されてしまうことがある。そうすると、ＯＮＵは送信信号を本来送信すべき切替前の光波長で送信できず、さらに、切替先波長で他のＯＮＵの信号と衝突する可能性がある。

課題４：送信波長のクロックとして受信波長の光信号のクロックを用いる場合、クロックのビット同期の位相が変わってしまう可能性がある。

そこで、本発明は、上述した課題に対して、以下のような手法を用いて解決しようとするものである。なお、以下の（ｏ）～（ｄ）の全てが必須というものではなく、（ｏ）～（ｄ）のうちいずれか１又は複数の組み合わせを用いることができる。

（ｏ）課題０を解決する手法例である。受信波長の切替時刻に関して、波長切替を行った際、通信を開始するのに必要な最低限の条件を、ビット同期とフレーム同期の確立と考えた場合、送信できな無駄時間を最小にするには、受信フレームのヘッダが到着する直前に波長切替が完了する事が望ましい。そこで波長切替の開始時刻を、受信光波長のフレームの先頭に対して、光デバイスの波長切替時間とビット同期が確立するまでの時間を加えた時間を遡った時刻とする事が望ましい。また送信光波長の切替時刻に関して、切替先光波長の光信号の送信可能時刻はフレームヘッダ内のＢｗＭａｐに格納されていることから、送信できない時間を最小化する観点で、ＯＮＵが送信する際に使用するＳｔａｒｔＴｉｍｅ Ｔ＝０の直前に切替が完了する事が望しい。そこで波長切替の開始時刻をＳｔａｒｔ ｔｉｍｅ ｔ＝０から光デバイスの波長切替時間とビット同期が確立するまでの時間を加えた時間を遡った時刻とする事が望ましい。なお、前記切替開始時刻はデバイスの特性のばらつきを加味したマージンを含めて求めるとより好適である。

（ａ）課題１を解決する手法例である。例えば、（ａ－１）切替先波長のＯＳＵは、波長切替を行うＯＮＵのキュー長情報を、切替前波長のＯＳＵから取得する。（ａ－２）切替先波長のＯＳＵは、何らかの手法で、ＯＮＵのキュー長情報を推定する。（ａ－３）切替先波長のＯＳＵは、ＯＮＵのキュー長情報として、所定の固定値を用いる。（ａ－１）～（ａ－３）のいずれかの手法を用いることで、ＯＳＵのＤＢＡは、ＯＮＵの上り帯域の割当計算を行うことができる。

（ｂ）課題２を解決する手法例である。まず、切替える時刻は、ＯＮＵが送信する際に使用するＳｔａｒｔＴｉｍｅ Ｔ＝０の時刻を基準として指示することで、距離による差を等価できる。次にＯＮＵは、切替前と切替後との波長間でフレームの位相がずれていても波長切替時刻が遅れないように、フレーム位相の最大ずれ値に同期に必要な時間を加えた値で得られる時刻よりも前の時刻を、波長切替時刻と指定する。

（ｃ）課題３を解決する手法例である。送信波長と受信波長の波長切替時刻をずらし、受信波長の切替後も、送信側は切替前波長のＢｗＭａｐで割り当てられた時刻の送信が終わるまでは、波長切替を行わないようにする。あるいは、送信波長と受信波長とを同時切替する場合には、ＯＳＵ間でＢｗＭａｐで同一波長で重複が無いように割当を行う。

（ｄ）課題４を解決する手法例である。上りのクロックは、下りのクロックをそのまま使うのではなく、上りの波長が切替わるまで、切替前波長のクロックの周期を保持し続けて、そのクロックで送信を続ける。

（Ａ－２）実施形態の構成
図１は、実施形態に係る光通信システムの構成と、ＯＬＴ（親局通信装置）及び各ＯＮＵ（子局通信装置）の内部構成とを示す構成図である。

光通信システム５は、大別して、１台のＯＬＴ１と、Ｍ（Ｍは２以上の整数；図１ではＭ＝４）台のＯＮＵ３（３－１～３－４）と、スプリッタ２とを有する。また、ＯＬＴ１と各ＯＮＵ３との間は光ファイバで接続されている。

ＯＬＴ１と各ＯＮＵ３との間の光通信方式は、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかを割り当て、波長毎の複数の時間スロット（タイムスロット）で時分割多重化し、時分割多重化した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重化方式（ＴＷＤＭ－ＰＯＮ）を採用する。

この実施形態において、ＯＬＴ１が、λ１、λ２の２波長（Ｋ＝２）のうちいずれかの波長を、各ＯＮＵ３が接続する波長として割り当てる場合を例示する。λ１及びλ２の各波長には、所定のタイムスロットが規定されている。使用する波長数及びＯＮＵ３の台数は、実施形態に限定されない。

ＯＬＴ１は、コア網と接続するコア側網ＩＦと、スプリッタ２経由で各ＯＮＵ３と接続する加入者側網ＩＦとの２個の通信網インターフェースを有する。ＯＮＵ３は、スプリッタ２経由でＯＬＴ１と接続するコア側網ＩＦと、加入者網と接続する加入者側網ＩＦの２個の通信網インターフェースを有する。

ＯＬＴ１は、下り信号（ＯＬＴ１からＯＮＵ３に向けた信号）を、全ＯＮＵ３に放送的に送信する。λ１、λ２の各波長には、１又は複数のＯＮＵ３宛の信号が含まれている。したがって、ＯＮＵ３は、受信した１波長の中から、自局宛のＰＬＯＡＭ等の制御信号や加入者向けのユーザデータを抽出する。

ＯＮＵ３は、加入者向けのユーザデータについては、加入者端末に転送する。

ＯＮＵ３は、上り信号（ＯＮＵ３からＯＬＴ１に向けた信号）を、ＯＬＴ１から指示された波長で、ＯＬＴ１から指示されたタイミングで送信する。したがって、他のＯＮＵ３が送信する上り信号との衝突を防ぐことができる。

（Ａ－２－１）ＯＬＴの詳細な構成
ＯＬＴ１は、共通制御部１１、振分ＳＷ１２、波長毎のＯＳＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）１３－１及び１３－２、合分波部１４を有する。

［共通制御部１１］
共通制御部１１は、例えば障害管理、構成管理、加入者・課金管理、性能管理、セキュリティ管理など光通信システム５における光通信処理を管理し、各ＯＮＵ３との間の光通信を制御する。

共通制御部１１は、各ＯＮＵ３が使用する波長を指示し、ＯＳＵ１３のいずれかに各ＯＮＵ３を収容させることを設定する。共通制御部１１は、各ＯＮＵ３が接続する波長を別波長にＯＳＵ１３に高速切替させる高速切替制御部１１１を有する。

高速切替制御部１１１は、ＯＮＵ３が接続する波長の高速切替時に、対象とするＯＮＵ３を特定する情報、当該ＯＮＵ３の移行先の波長、移行先の波長への切替時刻（切替タイミング）に関する情報等を含む高速切替制御情報を、ＯＳＵ１３に通知する。高速切替制御部１１１は、高速切替用切替時刻指示部１１１ａと、ＯＮＵ上り帯域指定部１１１ｂとを有する。

高速切替用切替時刻指示部１１１ａは、ＯＮＵ３が接続する波長を別波長に高速切替する際に、移行先の波長に切り替える切替時刻を、ＯＳＵ１３に指示する。

ＯＮＵ上り帯域指定部１１１ｂは、波長の高速切替対象のＯＮＵ３の上り帯域を、ＯＳＵ１３に指定する。

［振分ＳＷ］
振分ＳＷ１２は、コア網と接続しており、コア網とＯＳＵ１３との間のパケットの送受信を中継するスイッチである。

振分ＳＷ１２は、コア網から加入者向けのユーザデータのパケットを受信すると、パケットに含まれているデータを解析する。振分ＳＷ１２は、パケットがＯＮＵ３宛のユーザデータであるとき、共通制御部１１から通知されたＯＮＵ３の収容先に関する情報に基づいて、当該ＯＮＵ３を収容しているＯＳＵ１３に対して、当該パケットを転送する。また、振分ＳＷ１２は、ＯＳＵ１３－１又はＯＳＵ１３－２から受け取ったユーザデータを含むパケットを受け取ると、そのパケットをコア網に送信する。

［ＯＳＵ］
ＯＳＵ１３（１３－１及び１３－２）は、各ＯＮＵ３との間で授受する光信号を終端する光終端部である。ＯＳＵ１３は、共通制御部１１からの指示に従って、１又は複数のＯＮＵ３を収容する。ＯＳＵ１３は、共通制御部１１から、各ＯＮＵ３の上り信号の送信帯域に関する情報を受け取り、その情報に基づいて、ＯＮＵ３の上り方向の帯域に応じたタイムスロットを割り当てる。また、ＯＳＵ１３は、各ＯＮＵ３の送信可能時間（送信を許容する時刻情報）を通知するとともに、各ＯＮＵ３に割り当てたタイムスロットの割当情報を管理する。

また、ＯＳＵ１３は、共通制御部１１の高速切替制御部１１１から高速切替用の制御情報を取得して、ＯＮＵ３の高速波長処理を行う。ＯＳＵ１３は、高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１と、フレーム組立・分解部１３２とを有する。

高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１は、高速切替制御部１１１からの高速切替制御情報に基づいて、波長の高速切替対象とするＯＮＵ３を特定し、そのＯＮＵ３の移行先の波長と、移行先波長への切替時刻に関する情報とを含む高速切替指示情報（ＢｗＭａｐ）を作成する。

例えば、高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１は、高速切替用フレームのフレームヘッダに、ＢｗＭａｐを挿入する。また例えば、高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１は、ＯＮＵ３との間でフレーム同期を確立するため、フレーム同期信号ＰＳｙｎｃを、高速切替用フレームのフレームヘッダに挿入する。高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１は、作成した高速切替用フレームのフレームヘッダをフレーム組立・分解部１３２に与える。

フレーム組立・分解部１３２は、コア網からのユーザデータ又は共通制御部１１からの高速切替用の制御データをペイロードに含め、高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１からＢｗＭａｐを含むフレームヘッダを付与してフレームを作成する。フレーム組立・分解部１３２は、フレームを光信号に変換して合分波部１４に与える。

また、フレーム組立・分解部１３２は、合分波部１４から受信した光信号を電気信号に変換して、フレームデータを分解する。フレーム組立・分解部１３２は、フレームを分解して、共通制御部１１に与えるべきデータを共通制御部１１に与える。

［合分波部］
合分波部１４は、ＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２から送信された光信号（「信号光」とも呼ぶ。）を波長多重して、波長多重化した光信号を送出する。これにより、波長多重化された光信号がスプリッタ２を介して各ＯＮＵ３に送信される。また、合分波部１４は、スプリッタ２を介して、光信号を受光すると、光信号を分波し、分波した光信号をＯＳＵ１４－１及びＯＳＵ１４－２に与える。

（Ａ－２－２）ＯＮＵの詳細な構成
ＯＮＵ３（３－１～３－４）は、制御部３１、合分波部３２、波長可変光送信部３３、波長可変光受信部３４、高速切替用クロック部３５、フレーム組立・分解部３６を有する。

制御部３１は、ＯＮＵ３における光通信処理を司るものである。制御部３１は、フレーム組立・分解部３６により分解されたフレームを解析して、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４の動作を制御する。なお、波長切替時の制御部３１の動作は、実施形態の動作の欄で説明する。

合分波部３２は、スプリッタ２を介して受信した光信号から、割り当てられた波長の信号を分離して、波長可変光受信部３４に与える。また、合分波部３２は、波長可変光送信部３３からの光信号を送信する。

波長可変光受信部３４は、制御部３１から指定された波長の信号を電気信号に変換し、クロックを抽出して３Ｒ（Ｒｅ－ｇｅｎｅｒａｔｅ，Ｒｅ－ｓｈａｐｅ，Ｒｅ－ｔｉｍｉｎｇ）を行い、フレーム組立・分解部３６に与える。

波長可変光送信部３３は、フレーム組立・分解部３６から送信すべきフレームを、制御部３１から指定された波長の光信号に変換して、合分波部３２に与える。波長可変光送信部３３は、ＯＳＵ１３から受信したＢｗＭａｐで指示された時刻に、上りフレームを送信する。

フレーム組立・分解部３６は、高速切替用クロック部３５からのクロック信号に基づいて、送信すべきフレームを組み立てたり、受信したフレームを分解する。フレーム組立・分解部３６は、加入者側網から受信した上り信号をペイロードに挿入してフレームを組み立てる。

高速切替用クロック部３５は、状況に応じて適切な位相のクロックを、フレーム組立・分解部３６と波長可変光送信部３３に与える。

（Ａ－３）実施形態の動作
図４は、実施形態に係る高速波長切替処理の動作を説明するタイムチャートである。

図４において、時間は左から右に流れる。図４では、ＯＬＴ１におけるＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２の送信及び受信のフレームの列（上側の４個）と、ＯＮＵ３の送信及び受信のフレームの列（下側の２個）とを示している。フレームの周期は、灰色と白色で交互に塗り分けることで表現している。

フレームの列の内部の小さな四角形は１２５μ秒で繰り返される固定フレームの中の位置を示すために便宜上５分割して示したものである。これを便宜上タイムスロットと呼ぶ。Ｇ．９８９．３では、ユーザ情報の長さは（ある制約の範囲内で）自由に設定可能で、固定的なタイムスロットは存在しない。情報を送受信する時刻を示すために便宜的に用いている。

図４に示されるＯＮＵ３－１は、ＯＬＴ１に接続する複数のＯＮＵ３のうち、波長切替を行うＯＮＵであり、ＯＬＴ１から最も遠い位置に存在している場合を例示している。

光ファイバで接続しているＯＬＴ１とＯＮＵ３との間の伝搬遅延時間は、距離に比例する。また、あるＯＮＵ３がＯＬＴ１に上り信号を送信する際、上り信号の衝突を回避するため、他のＯＮＵ３は上り信号の送信を待機する必要がある。送信可能な時刻はＯＬＴ１が指示するので、各ＯＮＵ３は指示された時間以外の時間は送信してはいけない。

この実施形態では、ＯＬＴ１から最も遠い位置に存在しているＯＮＵ３－１の送受信時刻を例示する。そして最も遠い位置にいるＯＮＵ３－１の伝搬遅延時間を基準にして、他のＯＮＵ３の送信時刻と導出方法を例示する。

（Ａ－３－１）高速波長切替前の光通信処理
まず、高速波長切替前のＯＳＵ１３－１とＯＮＵ３－１の間の送受信処理の動作を説明する。

ＯＮＵ３－１はＯＳＵ１３－１に収容されている。ＯＮＵ３－１は、波長λ１で、ＯＳＵ１３－１と通信を行う。

図４において、時刻ｔ１は、ＯＳＵ１３－１がＯＮＵ３－１にフレームを送信するフレーム周期の先頭時刻とする。

周期的に送信されるフレームの先頭にはフレームヘッダ部があり、フレームヘッダ部には、高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１により作成されたＢｗＭａｐが含まれる。フレームを受信するＯＮＵ３－１から見ると、ＯＮＵ３－１は、フレーム受信毎に、ＢｗＭａｐを取得する。

タイムスロット列の四角形に記載した数字「１」は、ＯＳＵ３－１がフレームのフレームヘッダ部を送信した位置である。フレームヘッダ部の送信時間長は、１個タイムスロットの時間（２５μ秒）と一致しないが、ここでは説明便宜上、フレームヘッダ部を送信した位置をタイムスロット「１」と表記している。

なお、フレームヘッダ部の後にペイロードがあり、フレームヘッダ部が送信された後に、ペイロードが送信される。ペイロードには各ＯＮＵ３宛の加入者間の通信情報（以降、加入者情報と呼ぶ。）が搭載されている。

時刻ｔ３で、ＯＳＵ１３－１が送信したフレームのフレームヘッダ部が、ＯＮＵ３－１に到着する。

ＯＮＵ３－１は、タイムスロット「２」で、フレームのフレームヘッダ部を受信し、フレームヘッダ部に含まれているＢｗＭａｐを取得する。また、ＯＮＵ３－１は、ＢｗＭａｐに基づいて、ＯＮＵ３－１がＯＬＴ１に向けて上り信号を送信する時刻を取得する。図４では、ＯＮＵ３－１が上り信号を送信時刻を、時刻ｔ５としている。

ここで、ＯＳＵ１３－１に収容されている各ＯＮＵ３が上り信号を送信する時刻を取得する手法を説明する。各ＯＮＵ３が上り信号を送信すると、上り信号が衝突してしまうことがある。そのため、最も遠いＯＮＵ３－１がＢｗＭａｐを受信して最速で返信可能な時刻であるＳｔａｒｔＴｉｍｅ Ｔ＝０と呼ばれる時刻を基準にして、各ＯＮＵ３は上り信号の送信を待機する。ＢｗＭａｐには、ＳｔａｒｔＴｉｍｅ Ｔ＝０と呼ばれる時刻を基準にしたＯＮＵ３の送信可能時刻が示されている。

例えば、ＯＳＵ１３－１が、最も遠い位置に存在しているＯＮＵ３－１に対して下り信号を送信する。ＯＳＵ１３－１が送信した光信号は、伝搬遅延して、ＯＮＵ３－１に到着する。仮にＯＬＴ１とＯＮＵ３－１との間の距離を２０ｋｍとした場合、２０ｋｍの光ファイバを経由して光信号が届くまでの時間を約１００μ秒とする。

ＳｔａｒｔＴｉｍｅ Ｔ＝０の時刻は、ＯＬＴ１からフレーム（フレームヘッダ部）をＯＮＵ３－１が受信した時刻から、ＯＮＵ３－１が返信開始までに要する遅延時間を加算した時刻とする。この返信開始までの遅延時間は、少なくとも、最大応答時間（ＲｓｐＴｉｍｅｍａｘ）と、ランダム最大遅延時間（ＲｏｎｄｏｍＤｅｌａｙｍａｘ）と、マージン時間とを加算した時間とすることができる。これらの定義はＩＴＵ－Ｔ Ｇ．９８９．３に示されているため省略する。

例えば、ＯＮＵ３－１の返信開始までの遅延時間が、ＲｓｐＴｉｍｅｍａｘ（例：３６μ秒）＋ＲｏｎｄｏｍＤｅｌａｙｍａｘ（例：４８μ秒）＋マージン（例５μ秒）の合計の時間Ａ（例：８９μ秒）とする。そうすると、ＯＮＵ３－１が上り信号を最も早く送信可能な時刻は、フレーム（フレームヘッダ部）を受信した時刻ｔ３に、返信開始までの遅延時間（例えば８９μ秒）を加算した時刻となる。仮に、上り信号の時刻表であるＢＷＭａｐに示されるＯＮＵ３－１の待ち時間を０とする場合、時刻ｔ３に返信開始までの遅延時間を加算した時刻が、ＯＮＵ３－１の送信可能な時刻となる。図４の例では、時刻ｔ５が、ＯＮＵ３－１が上り信号を送信できる時刻ＳｔａｒｔＴｉｍｅ Ｔ＝０となる。

ＯＳＵ１３－１が作成するＢｗＭａｐには、各ＯＮＵ３が送信を開始すべき時刻（ＳｔａｒｔＴｉｍｅ）と情報量（ＦＳ ｂｕｒｓｔ ｓｉｚｅ）が含まれている。各ＯＮＵ３は、ＢｗＭａｐに含まれている送信可能な情報量と、送信可能な時刻に従って、保持している情報をＯＳＵ１３－１に送信することができる。ＯＳＵ１３－１と各ＯＮＵ３の距離は異なるため、その事を加味せずに切替時刻を指示すると、切替前波長と切替先波長で送受信すべきフレームが、受信できなかったり、別波長で送信されてしまう危険があるが、このＳｔａｒｔＴｉｍｅ Ｔ＝０を基準に設定する事でその危険を防ぐことが出来る。

ところで、ここでは、ＯＮＵ３－１はしばらく通信をしていない状態であり、ＯＳＵ１３－１は送信可能な情報量を最小値（例えばゼロ）としているものとする。また、ＯＳＵ１３－１は、他のＯＮＵ３に帯域を割り当てている。

このような状況で、ＯＮＵ３－１の送信可能な時刻の寸前で、多量の上り情報がＯＮＵ３－１に到着したとする。ＯＮＵ３－１の送信可能な情報量は最小値であり、ＯＮＵ３－１に割り当てられている帯域は十分でなく、ＯＮＵ３－１は保持している情報の一部しか送信できない。ＯＮＵ３－１がＯＳＵ１３－１に送信できるのは、「多量の情報が蓄積されているので長い送信可能時間（タイムスロット）の割当を要求する」ことを示す割当要求情報である。割当要求情報は、例えば、ＯＮＵ３－１のキュー長情報を含ませることができる。そのため、時刻ｔ５で、ＯＮＵ３－１は、例えばキュー長情報を含む割当要求情報をＯＳＵ１３－１に送信する。

ＯＮＵ３－１が送信した割当要求情報を含む上りフレームは、上りの伝搬遅延時間を経て、時刻ｔ６にＯＳＵ１３－１に到着する。ＯＳＵ１３－１は、前記上りフレームのタイムスロット「４」に含まれるＯＮＵ３－１からの割当要求情報を受信する。

ここで、ＯＬＴ１から最も遠くに位置しているＯＮＵ３－１のＳｔａｒｔＴｉｍｅについては上述した。そこで、以下では、そのＯＮＵ３－１よりも近くに位置しているＯＮＵ３－２のＳｔａｒｔＴｉｍｅについて説明する。

例えば、ＯＮＵ３－２のＳｔａｒｔＴｉｍｅは、ＯＬＴ１から最も遠い位置にあるＯＮＵ３－１の返信開始までの遅延時間を基準にして導出する。例えば、ＯＮＵ３－２が下りのフレームの先頭を受信してから返信できるまでの最小の遅延時間を「時間Ａ」とする。また、ＯＮＵ３－２とＯＮＵ３－１との距離に基づく伝搬遅延時間の差を「時間Ａ１」とする。このとき、ＯＮＵ３－２のＳｔａｒｔＴｉｍｅＴ＝０の時刻は、ＯＮＵ３－２がフレームを受信した時刻に、時間Ａ＋（時間Ａ１×２）を加えた時刻とすることができる。つまり、ＯＮＵ３－２が、返信開始までの待機する時間は、時間Ａに、ＯＮＵ３－１とＯＮＵ３－２とが離れている距離で生じる光信号の伝搬遅延時間（時間Ａ１）を２倍した時間を加えた時間とする。

したがって、ＯＮＵ３－２が、ＯＮＵ３－２にとってのＳｔａｒｔＴｉｍｅＴ＝０の時刻で、上り信号をＯＳＵ１３－１に向けて送信すると、ＯＮＵ３－２が送信した信号は、ＯＮＵ３－１と同じく時刻ｔ６に、ＯＳＵ１３－１に到着することになる。

なお、タイムスロット「１」に含まれるＢｗＭａｐで示される送信可能時間は、時刻ｔ５から１２５μ秒の時間であり、次の１２５μ秒の間は、時刻ｔ１から１２５μ秒後のフレームヘッダに搭載されている。

ＯＳＵ１３－１は、各ＯＮＵ３が送信した割当要求情報を受信する。ＯＳＵ１３－１は、各ＯＮＵ３からの送信要求量に基づいて、各ＯＮＵ３に割り当てる送信可能量を計算（ＤＢＡ計算）する。ＯＳＵ１３－１は、計算した各ＯＮＵ３に割り当てる送信可能量を含むＢｗＭａｐを、フレームヘッダ部に挿入してフレームヘッダ部を組み立てる。なお、ＯＳＵ１３－１が各ＯＮＵ３に割り当てる送信可能量の計算は、既存のＤＢＡ計算の手法を適用できるので、ここでの詳細な説明は省略する。

例えば、ＤＢＡ計算をしてフレームヘッダ部の組み立てるまでの時間が２００μ秒であったとする。ＯＳＵ１３－１は、１２５μ秒間隔のフレーム周期に従ってフレームを送信する。したがって、ＯＳＵ１３－１は、タイムスロット「８」の位置で、次のＢｗＭａｐを含むフレームヘッダを送信する。

なお、ＯＳＵ１３－１は、ＯＮＵ３－１から情報受信したタイムスロット「４」後の最初と次のフレーム送信開始時のタイムスロット「６」や「７」で、「４」の情報に基づくＤＢＡ計算結果のＢｗＭａｐをフレームヘッダ部の送信はできない。「４」はＯＮＵ３－１が最短で応答した場合だが、他のＯＮＵ３からの要求はその後に到着するので全てのＯＮＵからの要求の受信完了時刻から「８」の開始までの時間が２００μ秒未満だからである。

他方、ＯＮＵ３－１は、タイムスロット「９」で、ＯＳＵ１３－１からの情報を受信する。他のＯＮＵ３の送信要求量が多くなければ、ＢｗＭａｐには、ＯＮＵ３の送信時刻と、十分に長い送信可能量が示されている。したがって、例えば、ＯＮＵ３－１の送信開始時刻がＴ＝０であれば、ＯＮＵ３－１は、タイムスロット「１０」で上り信号を送信する。ＯＳＵ１３－１は、タイムスロット「１１」で、ＯＮＵ３からの情報を受信する。

（Ａ－３－２）高速波長切替処理
次に、この実施形態の高速波長切替処理の動作を説明する。

高速波長切替の開始指示は、様々な手法を適用できる。例えば、外部からの指示としてもよいし、又は、システム内部で事前に規定したポリシーに基づくものとしてもよい。高速波長切替の開始指示では、高速波長切替の対象とするＯＮＵ３－１を特定すること、移行先の波長を特定することなどが必要となる。ＯＮＵ３－１が接続している波長をλ１からλ２に時刻ｔ１３で変更する場合を例示する。

まず、タイムスロット「Ａ」で、ＯＳＵ１３－１は、波長λ１で、ＢｗＭａｐを含むフレームヘッダ部をＯＮＵ３－１に送信する。他方、タイムスロット「Ｃ」で、ＯＮＵ３－１は、波長λ１で、ＯＳＵ１３－１からフレームヘッダ部を受信する。

ＯＮＵ３－１が、フレームヘッダ部の受信後、波長λ１で、最も早く上り信号を送信できるのはタイムスロット「Ｅ」であり、最も遅く上り信号を送信できるのはタイムスロット「Ｆ」である。

タイムスロット「Ｅ」で、ＯＮＵ３－１がλ１で上り信号を送信すると、タイムスロット「Ｇ」で、ＯＳＵ１３－１はλ１で情報を受信する。他方、タイムスロット「Ｆ」で、ＯＮＵ３－１がλ１で上り信号を送信すると、タイムスロット「Ｈ」で、ＯＳＵ１３－１はλ１で情報を受信する。

タイムスロット「Ａ」でフレームヘッダ部が送信された後、加入者情報が含まれるペイロードが送信される。そうすると、タイムスロット「Ａ」～タイムスロット「Ｂ」の間で、加入者情報を含むペイロードが送信され、タイムスロット「Ｃ」からタイムスロット「Ｄ」までの間で、加入者情報を含むペイロードがＯＮＵ３に到着する。

ただし、これはＯＮＵ３－１で波長切替を時刻ｔ１３に行う場合、厳密には正確ではない。例えば、ＯＳＵ１３－１の高速切替用切替時刻指示部１１１ａが、ＯＮＵ３－１宛ての情報を、あるフレームの境である時刻ｔ１３を境にタイムスロット「Ａ」から「Ｂ」の時間内は波長λ１のＯＳＵ１３－１から送信し、それ以降は、波長λ２のＯＳＵ１３－２からタイムスロット「ａ」に続くフレームで送信する指示を出したとする。

この指示により、例えばＯＳＵ１３－１は、時刻ｔ１１（ＯＳＵ１３－１の搭載クロックで時刻ｔ１１ａ）の直前に、波長λ１でＯＮＵ３－１にタイムスロット「Ｂ」で情報を送信する。

またＯＳＵ１３－２は、時刻ｔ１１（ＯＳＵ１３－２の搭載クロックで時刻ｔ１１ｂ）の直後であるタイムスロット「ａ」に、波長λ２で、ＯＮＵ３－１に対して、情報を送信したとする。このとき、波長λ２で、ＯＳＵ１３－２が送信した信号は、時刻ｔ１３で到着する。そうすると、ＯＮＵ３－１が、移行先波長のλ２で、フレームヘッドを受信できるようにするためには、時刻ｔ１３までに、ＯＮＵ３－１はλ２への波長切替が終了していることが必要となる。

ここで、ＯＮＵ３－１が、波長切替を開始してから、ビット同期が確立して、λ２で受信可能とするまでの時間（以下では、「波長切替作業時間」とも呼ぶ。）を「時間Ｂ」とする。また、時刻ｔ１３から時間Ｂだけ遡った時刻を時刻Ｔ１２とする。時刻ｔ１３までに、ＯＮＵ３－１が波長切替を終了しているためには、遅くとも時刻ｔ１２までに、ＯＮＵ３－１は波長切替を開始していなければならない。

つまり、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間、ＯＮＵ３－１はλ１とλ２の両方を使用できず、ＯＮＵ３－１は、ＯＳＵ１３－１がλ１で送信したタイムスロット「Ｂ」の内部の情報で時刻ｔ１２以降に届く信号は受信できない。ＯＮＵ３－１が波長切替開始からビット同期が確立してλ２で受信可能とするまでの時間を時間Ｂとすると、時間Ｂが２５μ秒を超える場合、タイムスロット「Ｂ」以前の情報も受信できない。

そこで、ＯＬＴ１の高速切替制御部１１１は、時刻ｔ１２以降に、ＯＳＵ１３－１及び１３－２がＯＮＵ３－１に対して情報を送信しないように、振分ＳＷ１２を切り替える。フレーム組立・分解部１３２は、ＯＮＵ３－１宛の情報が、時刻ｔ１２以降に届くことが無いようにペイロードに情報を格納する。

例えば、ＯＮＵ３－１が波長切替開始からビット同期が確立してλ２で受信可能とするまでの時間（「時間Ｂ」）は、ＯＬＴ１の高速切替制御部１１１に事前に設定されている。そして、高速切替制御部１１１は、ＯＮＵ３－１の波長切替時刻をＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２に指示する。このとき、高速切替制御部１１１は、波長切替時刻（例えば時刻ｔ１３）から時間Ｂだけ遡った時刻（例えば時刻ｔ１２）を導出する。

そして、高速切替制御部１１１は、時刻ｔ１２から時間Ｂが経過する時刻ｔ１３までの間、ＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２がＯＮＵ３－１に向けた情報を送信しないように、振分ＳＷ１２の動作を切り替える（この処理を「機能１」と呼ぶ。）。

また、高速切替制御部１１１は、時刻ｔ１２から時間Ｂが経過する時刻ｔ１３までの間、ＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２のフレーム組立・分解部１３２に対して、ＯＮＵ３－１宛に送信しないように指示する（この処理を「機能２」と呼ぶ。）。これを受けて、フレーム組立・分解部１３２は、ＯＮＵ－１３宛の情報をキューメモリに蓄積し、下りフレームのペイロードに搭載しない。

高速切替制御部１１１は、機能１と機能２の両方を行うようにしてもよいし、又は、機能１と機能２のいずれかを行うようにしてもよい。

また、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間、ＯＮＵ３－１宛の光信号の送信をしないようにできるのであれば、高速切替制御部１１１は、他の方法を用いてもよい。

上述した例では、高速切替制御部１１１が、ＯＮＵ３－１の波長切替に要する時間（時間Ｂ）を保持している場合を例示したが、ＯＳＵ１３が、ＯＮＵ３－１の波長切替に要する時間（時間Ｂ）を保持し、時刻ｔ１２を導出するようにしてもよい。さらに、ＯＳＵ１３が、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間、ＯＮＵ３－１宛の光信号の送信をしないようにしてもよい。

（Ａ－３－３）波長切替後の上り信号の衝突回避
次に、ＯＮＵ３－１が送信波長と受信波長とを同時に切り替えたときに、切替前の送信波長で送信中に波長切替されてしまうことがある課題を述べる。その場合、送信信号が届かないばかりか、切替先波長で、送信信号が衝突してしまうことが生じ得る（課題３に相当）。

図４を用いて具体例を説明する。例えば、図４において、時刻ｔ１３が波長切替時刻とする。時刻ｔ１３で、ＯＮＵ３－１が、送信波長と受信波長とを同時に切り替えたとする。このとき、時刻ｔ１３よりも前のタイムスロット「Ｅ」において、ＯＮＵ３－１は、切替前の波長λ１で、上り信号を送信しているものとする。

このような場合、時刻ｔ１３で、ＯＮＵ３－１が、送信波長と受信波長とを同時にλ２に切り替えてしまうと、送信の途中で波長が変わってしまう。つまりタイムスロット「Ｅ」の情報は波長λ１でＯＳＵ１３－１に、タイムスロット「Ｆ」の情報は波長λ２でＯＳＵ１３－２に届いてしまう。タイムスロット「Ｆ」の情報をタイムスロット「Ｈ」で届くのを待っているＯＳＵ１３－１には情報が届かず上りフレームロスのエラーとなる。また、ＯＮＵ３－１は、切替前の波長λ１のＢｗＭａｐで割り当てられたタイムスロットに基づいて、波長λ１で送信することが前提となっている。そのため誤って切替後の波長λ２で送信すると、波長λ２で送信タイミングが重複する他のＯＮＵ３が送信した信号と衝突してしまうことが生じ得る。

そこで、ＯＬＴ１は、ＯＳＵ３に送信の失敗及び又は衝突を回避するための指示を出す。ここでは、以下の３つの方法を例示する。

（第１の方法）
第１の方法は、ＯＳＵ１３が、制御情報としてのＢｗＭａｐを用いて、時刻ｔ１２からＯＮＵ３－１が波長切替終了時刻までの間、ＯＮＵ３－１の送信許可を除外する方法である。

第１の方法は、ＯＮＵ３－１が、指定された波長切替時刻で、受信波長と送信波長とを同時に切り替える場合も対処できるる。

ＯＮＵ３－１が時刻ｔ１２で波長切替を開始すると、理想的には時刻ｔ１３で波長切替が終了するが、部品の性能のばらつき等による不具合を防ぐため、Ｔ１２にマージンを含めた時間を用いて時刻ｔ１２を求めるとより好適である。

ＯＬＴ１では、高速切替制御部１１１の高速切替用切替時刻指示部１１１ａが、ＯＮＵ３－１の高速波長切替時刻を時刻ｔ１３として、ＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２に指示する。

高速切替制御部１１１は、ＯＮＵ３－１が波長切替開始から波長切替終了するまでの時間（時間Ｂ）を事前に保持している。したがって、高速切替制御部１１１は、時刻ｔ１３から時間Ｂだけ遡った時刻ｔ１２を導き、ＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２に指示する。なお、ＯＳＵ１３－１がＯＮＵ３－１の波長切替に要する時間（時間Ｂ）を保持し、ＯＳＵ１３－２がＯＮＵ３－１の波長切替開始時刻である時刻ｔ１２を導出するようにしてもよい。

ＯＳＵ１３－１では、高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１が、高速切替制御部１１１から取得した情報に基づいて、波長切替時刻が時刻ｔ１３であることを考慮したＢｗＭａｐを作成する。すなわち、ＯＮＵ３－１に送信可能として割り当てる時間に、時刻ｔ１２～ｔ１５が含まれないＢｗＭａｐを作成する。

その後、ＯＳＵ１３－１のフレーム組立・分解部１３２が、ＢｗＭａｐを含むフレームヘッダ部を組み立てる。図４では、タイムスロット「Ａ」で、ＯＳＵ１３－１が、λ１で、フレームヘッダ部を送信する。

ＯＮＵ３－１は、タイムスロット「Ｃ」で、ＯＳＵ１３－１が送信したフレームヘッダ部を受信する。ＯＮＵ３では、フレーム組立・分解部３６が、受信したフレームヘッダ部を分解する。また、制御部３１は、時刻ｔ１２以降に送信許可を含まないＢｗＭａｐを受信し、そのＢｗＭａｐで指定された時刻のみ送信する。そのため、ＯＮＵ１３－１は時刻ｔ１２から時刻ｔ１５までの間、上り信号の送信をしない。

ＯＮＵ３－１において、制御部３１は、時刻ｔ１３までに、受信波長と送信波長とを同時切替するため、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４に波長切替を指示する。これを受けて、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４は、λ１からλ２への波長切替を行う。

時刻ｔ１３までには、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４が、λ１からλ２への波長切替が終了している。他方、タイムスロット「ａ」で、切替先のＯＳＵ１３－２が、波長λ２のＢｗＭａｐを含むフレームヘッダ部を送信する。ＯＮＵ３ではλ２への波長切替が終了しているので、タイムスロット「ｂ」で、ＯＳＵ１３－２がλ２で送信したフレームヘッダ部を受信できる。その後、ＯＮＵ３－１は、λ２で送信及び受信を行う。

上述したように、第１の方法は、ＯＳＵ１３－１の高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１は、波長切替開始から波長切替終了までの間、ＯＮＵ３－１が上り信号を送信しないＢｗＭＡＰを作成する。これにより当該ＢｗＭａｐを受信したＯＮＵ３－１は、波長切替開始から波長切替終了までの間、上り信号を送信しない。これにより、ＯＮＵ３－１が送信波長と受信波長とを同時切替する場合、波長切替開始時から波長切替終了時までの間に生じ得る、送信失敗及び又は衝突を回避することができる。

（第２の方法）
第２の方法は、ＯＳＵ１３－１が、λ１のＯＮＵ３－１の送信可能時間と、切替先のλ２で割り当てている他のＯＮＵ３の送信可能時間とが重複しているか否かを確認して、上り信号の衝突を回避する方法である。

ここでも、波長切替が完了し、切替先波長での通信が始まる時刻を時刻ｔ１３とする。

この例の場合、ＯＬＴ１では、高速切替制御部１１１の高速切替用切替時刻指示部１１１ａが、ＯＮＵ３－１の高速波長切替時刻を時刻ｔ１３として、ＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２に指示する。そして、タイムスロット「Ａ」で、ＯＳＵ１３－１は、λ１でＢｗＭａｐを含むフレームヘッダ部を送信する。ここで、指定した波長切替時刻である時刻ｔ１３よりも前のとき、ＢｗＭａｐは、切替前の波長λ１で送信することを前提としている。また、時刻ｔ１２以降はλ１での送信可能時刻を含まない。一方で時刻ｔ１３以降で、ＯＮＵ３－１がλ２で送信した上り信号の衝突を回避するため、切替前波長λ１で受信したＢｗＭａｐに示されたＯＮＵ３－１の送信可能時刻が、切替先波長λ２のＢｗＭａｐでは重複なく、どのＯＮＵ３も送信しない時間とする。

その実現方法として、例えば、ＯＬＴ１において、ＯＳＵ１３－１は、ＯＮＵ１３－２に対して、λ１でのＯＮＵ３－１の送信可能時間が、λ２で他のＯＮＵ３に割り当てた時間と重複しているか否かを確認する。

そして、λ１のＯＮＵ３－１の送信可能時間が、λ２における他のＯＮＵ３に割り当てた時間と重複していない場合、ＯＳＵ１３－１の高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１は、ＯＮＵ３－１に対して、波長切替終了後、送信しても衝突しない送信開始時刻と送信情報量をＢｗＭａｐに挿入する。

なお、ＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２とのネゴシエーションの手法は、特に限定されず様々な手法を適用できる。例えば、ＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２とが互いに情報の授受が可能な方法としてもよいし、また例えば、共通制御部１１が、ＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２に対して指示可能な方法としてもよい。いずれにしても、ＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２とが互いの波長のＢｗＭａｐを確認することができればよい。あるいは、すべてのＯＳＵ１３のＢｗＭａｐをどこかで一括して作成し、各ＯＳＵ１３に配布しても良い。

ＯＮＵ３－１は、タイムスロット「Ｃ」で、ＯＳＵ１３－１が送信したフレームヘッダ部を受信する。ＯＮＵ３－１では、フレーム組立・分解部３６が、受信したフレームヘッダ部を分解する。また、制御部３１は、ＢｗＭａｐを解析して、波長切替時刻が時刻ｔ１３であることと、送信すべき時刻と情報量を知る。

ＯＮＵ３－１において、制御部３１は、時刻ｔ１３までに、受信波長と送信波長とを切替るため、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４に波長切替を指示する。これを受けて、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４は、λ１からλ２への波長切替を開始する。

波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４が、λ１からλ２への波長切替が終了する。

ここで、ＢｗＭａｐに、送信波長切替終了後も、送信開始時刻と情報量が含まれている場合、ＯＮＵ３－１は、波長切替が終了した時刻ｔ１３以降、λ２で、上り信号を送信する。この場合、λ１のＢｗＭａｐで割り当てられたＯＮＵ３－１の送信可能時間は、λ２における他のＯＮＵ３の送信可能時間と重複していない。したがって、ＯＮＵ３－１がλ２で送信した上り信号が、他のＯＮＵの信号との衝突を回避できる。

（第３の方法）
第３の方法は、ＯＳＵ１３－１が、受信波長と送信波長との各切替時刻を別の時刻で指定する方法である。

例えば、ＯＬＴ１では、高速切替制御部１１１の高速切替用切替時刻指示部１１１ａが、ＯＮＵ３－１の高速波長切替時刻を時刻ｔ１３として、ＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２に指示する。ＯＳＵ１３－１では、高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１が、ＢｗＭａｐを作成する。ＯＮＵ３－１が使用するＢｗＭａｐは切替前は波長λ１のタイムスロット「Ａ」に、切替後は波長λ２のタイムスロット「ａ」に含まれる。

ここで、高速切替用切替時刻指示部１１１aは、フレーム組立分解部１３２に指示して、受信波長と送信波長とで異なる切替時刻の情報をフレームヘッダに挿入する。

受信波長と送信波長との切替時刻を別にする方法は、様々な方法を適用できる。例えば、高速切替制御部１１１は、受信波長の切替時刻を時刻ｔ１３とし、他方、送信波長の切替時刻を、送信フレーム周期の終点時刻（例えば、時刻ｔ１４）としてもよい。

ここで、留意する点は、送信波長の切替完了時刻が時刻ｔ１５以降、すなわち当該フレーム周期の終点時刻以降とならないようにすることと、切替前のＢｗＭａｐにおいて指示される送信可能時刻は、タイムスロット「Ｅ」から「Ｆ」までであるが、波長切替に要する時間を「時間Ｚ」と呼ぶと、時間Ｚはゼロではないので、時刻ｔ１５から時間Ｚを遡った時刻ｔ１４までの時間を含めてはいけない点である。

そして、タイムスロット「Ａ」で、ＯＳＵ１３－１は、λ１のＢｗＭａｐを含むフレームヘッダ部を送信する。

ＯＮＵ３－１は、タイムスロット「Ｃ」で、ＯＳＵ１３－１が送信したフレームヘッダ部を受信する。ＯＮＵ３－１では、フレーム組立・分解部３６が、受信したフレームヘッダ部を分解する。また、制御部３１は、ＢｗＭａｐを解析して、受信波長と送信波長とで異なる切替時刻の情報を取得する。なお、すべ手の実施例で共通するが、切替時刻を指示する情報は、タイムスロット「Ａ」のフレームヘッダに搭載せず、別の時刻に通知しても良い。

ＯＮＵ３－１において、制御部３１は、ＢｗＭａｐに含まれている情報に基づいて、受信波長と送信波長と別々のタイミングで切り替えることを、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４に指示する。

例えば、受信波長の切替時刻が時刻ｔ１３であれば、時刻ｔ１３までに、波長可変光受信部３４は、受信波長をλ１からλ２に切り替える。このとき、ＯＮＵ３－１の波長切替開始から波長切替終了までの時間が時間Ｂであれば、波長可変光受信部３４は、時刻ｔ１３から時間Ｂだけ遡った時刻ｔ１２で波長切替を開始する。また、送信波長の切替時刻が時刻ｔ１５であれば、時刻ｔ１５までに、波長可変光送信部３３は、送信波長をλ１からλ２に切り替える。このとき、波長可変光送信部３３は、時刻ｔ１５から時間Ｂだけ遡った時刻ｔ１４で波長切替を開始する。

ここで、この例の場合、送信波長の切替開始時刻ｔ１４が、当該フレーム周期の末尾時刻である。したがって、ＯＮＵ３－１は、切替前のλ１で、λ１のＢｗＭａｐに基づいて上り信号を送信することになる。そのため、ＯＮＵ３－１が切替先のλ２で上り信号を送信しないので、λ２での上り信号の衝突も回避できる。

その後、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４が、λ１からλ２への波長切替が終了する。

上述したように、受信波長と送信波長の切替時刻を別々とすることにより、ＯＮＵ３－１がλ２で上り信号を送信したときの送信失敗や衝突を回避できる。

（Ａ－３－４）ＯＮＵのキュー長情報の取得
例えば、高速波長切替時刻を時刻ｔ１３とする。ＯＳＵ１３－１は、高速切替用ＢｗＭａｐ作成部１３１は、λ１からλ２への切替を時刻ｔ１３に行う指示を含むＢｗＭａｐを作成する。

そして、タイムスロット「Ａ」で、ＯＳＵ１３－１は、上述したＢｗＭａｐを含むフレームヘッダ部を送信し、タイムスロット「Ｃ」で、ＯＮＵ３は、λ１で、ＯＳＵ１３－１からのフレームヘッダ部を受信する。

時刻ｔ１１（ＯＳＵ１３－２の搭載クロックで時刻ｔ１１ｂ）で、切替先のＯＳＵ１３－２は、波長λ２で、ＯＮＵ３－１に対して、λ２でのＢｗＭａｐを送信する。このとき、ＯＳＵ１３－２は、ＯＮＵ３－１のキュー長情報（例えば、割当要求情報に含まれる情報）を取得していないので、ＯＳＵ１３－２はＯＮＵ３－１が必要とする送信帯域を導出できない（課題１に相当）。

そこで、ＯＳＵ１３－２がＯＮＵ３－１のキュー長情報を取得する手法を説明する。具体的には、以下に例示するいずれかの手法を行う。

第１の方法は、切替先のＯＳＵ１３－２が、切替元のＯＳＵ１３－１から、少なくともＯＮＵ３－１のキュー長情報を含む情報を取得する手法である。

例えば、λ１の受信の列の「１１」と書かれたスロットで、ＯＳＵ１３－１は、ＯＮＵ３のキュー長情報を取得するので、ＯＳＵ１３－２は、ＯＳＵ１３－１から、ＯＮＵ３－１のキュー長情報を取得する方法を適用できる。なお、ＯＳＵ１３－２は、ＯＮＵ３－１のキュー長情報に限らず、ＯＮＵ３の送信帯域を計算（ＤＢＡ計算）するために必要な情報を、切替元のＯＳＵ１３－１から取得するようにしてもよい。

なお、ＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２とが互いに情報の授受が可能な方法としてもよいし、また例えば、共通制御部１１が、ＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２に対して指示可能な方法としてもよい。いずれにしても、ＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２とが相互に情報の授受が可能な構成としてもよい。

第２の方法は、ＯＳＵ１３－２が、ＯＮＵ３－１のキュー長情報を推定する手法である。

例えば、時刻ｔ１１前では、ＯＳＵ１３－１がＯＮＵ３－１の送信帯域量を割り当てている。したがって、ＯＳＵ１３－２は、時刻ｔ１１の直前でＯＳＵ１３－１がＯＮＵ３－１に割り当てていた送信帯域量に基づいて、ＯＮＵ３－１のキュー長情報を推定し、その推定したキュー長情報を用いて、ＯＮＵ３－１の送信帯域量を導出する方法を適用できる。

また例えば、時刻ｔ１１の直前のＯＮＵ３－１の送信帯域量だけでなく、時刻ｔ１１から過去に向かって所定時間内における、ＯＳＵ１３－１がＯＮＵ３－１に対して割り当てた送信帯域量の推移データに基づいて、ＯＮＵ３－１のキュー長情報を推定する。すなわち、ＯＮＵ３－１に割り当てた送信帯域量の増加率若しくは減少率などの推移データから、ＯＳＵ１３－２は、ＯＮＵ３－１のキュー長情報を推定してもよい。なお、キュー長情報の推定方法は、上述した例に限定されない。

第３の方法は、ＯＳＵ１３－２が、ＯＮＵ３－１のキュー長情報を、所定の固定値とする手法である。

例えば、ＯＳＵ１３－２は、すべての帯域量を、収容している全てのＯＮＵ３で割って得た値を、ＯＮＵ３－１に割り当てる送信帯域量としてもよい。なお、固定値の導出方法は、上述した例に限定されない。

なお、ＯＳＵ１３－２は、上述の例のいずれかの方法を用いることができる。また、ＯＳＵ１３－２が、ＯＳＵ１３－１から情報を取得できない、又は、ＯＳＵ１３－１からの情報を用いない場合、タイムスロット「ｄ」で、ＯＳＵ１３－２は、ＯＮＵ３－１が送信したキュー長情報を含む情報を受信でき、ＤＢＡ計算が可能となる。ＤＢＡ計算で反映された情報は、フレームヘッダ部が送信されるタイムスロット「ｇ」までのフレームヘッダ全てに適用される。

上述したように、切替先のＯＳＵ１３－２は、ＯＮＵ３－１のキュー長情報を取得することができるので、切替先のＯＳＵ１３－２のＤＢＡは、ＯＮＵ３－１の上り帯域の計算することができる。

（Ａ－３－５）波長間のフレーム位相のずれ解消
次に、ＯＬＴ１における、ＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２とのクロックは完全に同期していないことがある。つまり、ＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２のクロックが微妙にずれている可能性がある。例えば、ＯＳＵ１３－２のクロックが、ＯＳＵ１３－１のクロックよりも進んでいるとする。

図４において、時刻ｔ１２で、ＯＮＵ３－１がλ１からλ２に波長切替を開始し、時刻ｔ１３以降、ＯＮＵ３－１がλ２で受信しようとする。波長切替の終了前まで、ＯＮＵ３－１はＯＳＵ１３－１のクロックで動作し、波長切替終了後、ＯＮＵ３－１はＯＳＵ１３－２のクロックで動作する。

例えば、ＯＳＵ１３－２のクロックが、ＯＳＵ１３－１のクロックよりも進んでいる場合、ＯＳＵ１３－１のクロックの時刻ｔ１３で、ＯＮＵ３－１がλ２に波長切替したとき、ＯＳＵ１３－２のクロックによる時刻が、ＯＳＵ１３－１のクロックの時刻ｔ１３を過ぎてしまっており、そのフレーム周期で上り情報を送信できない可能性が生じ得る。

なお、その場合、次のフレーム周期でＯＮＵ３－１はフレームを送信可能であるが、その分送信すべきフレームの送信処理が遅れてしまう（課題２に相当）。

そこで、この実施形態では、波長切替を行うＯＮＵ３－１が波長切替の際、切替先のＯＳＵ１３－２と、切替元のＯＳＵ１３－２とが完全同期していない場合にも対応するため、ＯＮＵ３－１は、両者のフレームの位相の最大位相差（ずれたクロックの数の最大値）を見込んで切替動作を行う。

例えば、ＯＮＵ３－１において、フレーム組立・分解部３６が、受信したフレームヘッダ部を分解して制御部３１に与える。制御部３１は、波長切替時刻が時刻ｔ１３であることを取得する。

ここで、ＯＮＵ３－１における波長切替開始から波長切替終了までの波長切替時間を「時間Ｂ」とする。また、ＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２とのフレームの位相の最大位相差の値を「Ｘ」とする。

この場合、制御部３１は、最大位相差のＸに波長切替時間（時間Ｂ）を加えた時間だけ時刻ｔ１３から遡った時刻よりも前の時刻を切替開始時刻とする。

制御部３１は、切替開始時刻を、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４に与えて波長切替を指示する。波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４は、指示された切替開始時刻で、波長切替を開始する。

このように、ＯＮＵ３－１は、ＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２のフレームの位相の最大位相差を見込んで波長切替動作を行うことで、ＯＳＵ１３－１及び０ＳＵ１３－２のクロックが完全同期していないときでも対応できる。また、波長切替終了後に、切替先波長λ２でのフレーム先頭位置が過ぎてしまうことも回避できる。

（Ａ－３－６）送信波長のクロック維持
一般的な通信機では、子機の送信クロックは、親機のクロックに同期させている。また、上述したように、ＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２とのクロックが完全に同期していない可能性もある。その場合の課題と解決策を述べる。

例えば、波長切替時刻を時刻ｔ１３とする。ＯＮＵ３－１において、ＢｗＭａｐを解析した制御部３１は、受信波長の切替開始時刻を時刻ｔ１２とし、送信波長の切替開始時刻を時刻ｔ１４として、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４に波長切替を指示する。

このような場合に、ＯＮＵ３の送信クロックを、切替先のＯＳＵ１３－２のクロックに同期させてしまうと、時刻ｔ１２以降、ＯＮＵ３－１の送信波長はλ１のままであるが、送信に使用するクロックは、波長λ２のクロック（ＯＳＵ１３－２のクロック）となってしまう。そのため、それ以降の信号はＯＳＵ１３－２で受信できなくなる。

そこで、ＯＮＵ３－１は、送信波長が切り替わるまで、切替前のクロックを保持し続けて、送信波長のクロックの位相が変わらないようにする。

例えば、上述した例の場合、時刻ｔ１４で、波長可変光送信部３３が、送信波長の切替を開始する。それまではλ１が送信波長である。高速切替用クロック部３５は、波長可変光送信部３３が送信波長を切り替えるまで、λ１のクロック（ＯＳＵ１３－１のクロック）を維持する。そして、高速切替用クロック部３５は、波長可変光送信部３３が送信波長を切り替えたことを確認すると、送信波長のクロックを、λ２のクロック（ＯＳＵ１３－２のクック）に同期させる。

上述したように、送信波長が切り替えられるまで、切替前のクロックを自走させて保持することで、ＯＳＵ側での上り信号の受信が可能となる。

（Ａ－４）実施形態の効果
以上のように、実施形態によれば、以下のような効果を奏する。

この実施形態によれば、切替先のＯＳＵは、波長切替対象のＯＮＵのキュー長情報を取得できるので、切替先のＯＳＵのＤＢＡは、ＯＮＵの上り帯域を計算できる。そのため、波長切替後に、ＯＮＵは、上りトラフィックを送信できる。

この実施形態によれば、ＯＳＵと各ＯＮＵの間で距離に差があっても支障なく、送受信ができない無駄な時間が少ない切替タイミングを得る事が可能となる。また、波長間でフレームの位相がずれていても、フレーム位相のずれを見込んだ波長切替時刻とすることで、波長切替時刻が遅れてしまうこと防止できる。

この実施形態によれば、受信波長と送信波長の切替時刻を別々とすることにより、ＯＮＵが切替先波長で上り信号を送信したときの送信失敗や衝突を回避できる。

この実施形態によれば、送信波長が切り替えられるまで、切替前のクロックを自走させて保持することで、ＯＳＵ側での上り信号の受信が可能となる。

５…光通信システム、１…ＯＬＴ、１１…共通制御部、１１１…高速切替制御部、１１１ａ…高速切替用切替時刻指示部、１１１ｂ…ＯＮＵ上り帯域指定部、１２…振分ＳＷ、１３（１３－１，１３－２）…ＯＳＵ、１３１…高速切替用ＢｗＭａｐ作成部、１３２…フレーム組立・分解部、１４…合分波部、３（３－１～３－４）…ＯＮＵ、３１…制御部、３２…合分波部、３３…波長可変光送信部、３４…波長可変光受信部、３５…高速切替用クロック部、３６…フレーム組立・分解部。

Claims (12)

1. 親局装置と、Ｍ（Ｍは２以上の整数）台の子局装置との間で、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムにおいて、
   前記親局装置は、
   第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信するＫ個の光終端手段と、
   前記子局装置に対する波長切替を制御する波長切替制御手段と
   を備え、
   前記子局装置は、
   前記親局装置から指示された波長で前記親局装置から情報を受信する波長可変受信手段と、
   前記親局装置から指示された波長で前記親局装置に情報を送信する波長可変送信手段と、
   前記親局装置から受信した制御情報に基づいて、波長切替を制御する子局制御手段と
   を備え、
   切替元の前記光終端手段が、波長を切り替える前記子局装置に対して、受信波長の波長切替に要する時間と切替先波長の信号にクロックが再同期するのに必要な時間とを、前記親局装置の送信フレーム周期の先頭から遡った時刻を切替開始時刻として指示する情報を含む制御情報を送信し、
   前記子局制御手段が、指示された時刻で波長切替を開始し、前記制御情報に基づいて、前記波長可変受信手段の受信波長と、前記波長可変送信手段の送信波長とを切り替え、
   前記各子局装置と前記親局装置との距離が異なっていても、ある子局装置が送信した情報が、前記親局装置に到着する時刻が等しくなる時刻、又は、前記親局装置が送信した情報がある子局装置に到着する時刻を、基準時刻とし、その基準時刻に対する差分の情報を、前記光終端手段が前記切替開始時刻として通知する
   ことを特徴とする光通信システム。
2. 前記切替元の前記光終端手段が、波長を切り替える前記子局装置が波長切替の開始から完了するまでの時間を含まない時間を前記子局装置の送信可能時刻とする制御情報を送信し、
   前記子局制御手段が、前記制御情報に基づいて、前記波長可変受信手段及び前記波長可変送信手段の波長を指示された波長に切り替え、前記波長可変送信手段に対して、波長切替が完了するまで切替先波長で送信させない
   ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
3. 前記切替元の前記光終端手段が、切替元波長での前記子局装置の送信可能時間と、切替先波長で他の子局装置に割り当てた送信可能時間とが重複しているか否かを確認し、重複しているときに、切替先波長で前記他の子局装置に割り当てている送信可能時間を含まない時間を送信可能時刻とする制御情報を送信し、
   前記子局制御手段が、前記制御情報に基づいて、前記波長可変受信手段及び前記波長可変送信手段の波長を指示された波長に切り替え、前記波長可変送信手段に対して、波長切替が完了するまで切替先波長で送信させない
   ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
4. 前記切替元の前記光終端手段が、受信波長の切替時刻と送信波長の切替時刻とを異なる時刻に指定した情報を含む制御情報を送信し、
   前記子局制御手段が、前記制御情報に基づいて、前記波長可変受信手段の受信波長と、前記波長可変送信手段の送信波長とを切り替える
   ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
5. 前記子局制御手段が、前記親局装置から指示された波長切替時刻から、前記切替元の前記光終端手段と切替先の前記光終端手段とで送信される光信号のフレームの位相のずれの最大値を示す時間と、波長切替ならびにクロックの再同期に要する時間とを加算した時間だけ前の時刻を波長切替開始時刻として、前記波長可変受信手段及び前記波長可変送信手段に指示する
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の光通信システム。
6. 切替先の前記光終端手段が、前記子局装置の波長切替前に、前記子局装置のキュー長情報を取得して、前記子局装置の上り情報の送信帯域を割り当てることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の光通信システム。
7. 受信波長切替後、前記波長可変送信手段が、受信波長切替前の送信波長のクロックを、送信波長を切り替えるまで保持することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の光通信システム。
8. 親局装置と、Ｍ（Ｍは２以上の整数）台の子局装置との間で、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムにおいて、
   前記親局装置は、
   第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信するＫ個の光終端手段と、
   前記子局装置に対する波長切替を制御する波長切替制御手段と
   を備え、
   前記子局装置は、
   前記親局装置から指示された波長で前記親局装置から情報を受信する波長可変受信手段と、
   前記親局装置から指示された波長で前記親局装置に情報を送信する波長可変送信手段と、
   前記親局装置から受信した制御情報に基づいて、波長切替を制御する子局制御手段と
   を備え、
   切替元の前記光終端手段が、波長を切り替える前記子局装置に対して、受信波長の波長切替に要する時間と切替先波長の信号にクロックが再同期するのに必要な時間とを、前記親局装置の送信フレーム周期の先頭から遡った時刻を波長切替時刻として指示し、
   前記子局制御手段が、前記親局装置から指示された波長切替時刻から、前記切替元の前記光終端手段と切替先の前記光終端手段とで受信されるフレームの位相のずれの最大値を示す時間と、波長切替ならびにクロックの再同期に要する時間とを加算した時間だけ前の時刻を波長切替開始時刻として、前記波長可変受信手段及び前記波長可変送信手段に指示する
   ことを特徴とする光通信システム。
9. 親局装置と、Ｍ（Ｍは２以上の整数）台の子局装置との間で、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムの親局装置において、
   第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信するＫ個の光終端手段と、
   前記子局装置に対する波長切替を制御する波長切替制御手段と
   を備え、
   切替元の前記光終端手段が、波長を切り替える前記子局装置に対して、受信波長の波長切替に要する時間と切替先波長の信号にクロックが再同期するのに必要な時間とを、親局装置の送信フレーム周期の先頭から遡った時刻として指示する共に、異なる切替タイミングで受信波長と送信波長と切り替えることを指示する情報を含む制御情報を送信するものであり、
   前記各子局装置と前記親局装置との距離が異なっていても、ある子局装置が送信した情報が、前記親局装置に到着する時刻が等しくなる時刻、又は、前記親局装置が送信した情報がある子局装置に到着する時刻を、基準時刻とし、その基準時刻に対する差分の情報を、前記光終端手段が切替開始時刻として通知する
   ことを特徴とする親局装置。
10. 親局装置と、Ｍ（Ｍは２以上の整数）台の子局装置との間で、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムの子局装置において、
    前記親局装置から指示された波長で前記親局装置から情報を受信する波長可変受信手段と、
    前記親局装置から指示された波長で前記親局装置に情報を送信する波長可変送信手段と、
    前記親局装置から受信した制御情報に基づいて、波長切替を制御する子局制御手段と
    を備え、
    前記子局制御手段が、前記親局装置から、受信波長の波長切替に要する時間と切替先波長の信号にクロックが再同期するのに必要な時間とを、前記親局装置の送信フレーム周期の先頭から遡った時刻を波長切替時刻として指示する情報を含む制御情報に基づいて、指示された時刻で波長切替を開始し、前記波長可変受信手段の受信波長と、前記波長可変送信手段の送信波長とを切り替えるものであり、
    前記各子局装置と前記親局装置との距離が異なっていても、ある子局装置が送信した情報が、前記親局装置に到着する時刻が等しくなる時刻、又は、前記親局装置が送信した情報がある子局装置に到着する時刻を、基準時刻とし、その基準時刻に対する差分の情報として、切替開始時刻が前記親局装置から通知される
    ことを特徴とする子局装置。
11. 親局装置と、Ｍ（Ｍは２以上の整数）台の子局装置との間で、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットでまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムの子局装置において、
    前記親局装置から指示された波長で前記親局装置から情報を受信する波長可変受信手段と、
    前記親局装置から指示された波長で前記親局装置に情報を送信する波長可変送信手段と、
    前記親局装置から受信した制御情報に基づいて、波長切替を制御する子局制御手段と
    を備え、
    前記子局制御手段が、前記親局装置から指示された波長切替時刻から、前記親局装置における切替元の光終端手段と切替先の光終端手段とのフレームの位相のずれの最大値を示す時間と、波長切替ならびにクロックの再同期に要する時間とを加算した時間だけ前の時刻を波長切替開始時刻として、前記波長可変受信手段及び前記波長可変送信手段に指示する
    ことを特徴とする子局装置。
12. 親局装置と、Ｍ（Ｍは２以上の整数）台の子局装置との間で、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロットまたは可変長のパケットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重方式を採用した光通信システムの波長切替方法において、
    前記親局装置は、
    第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信するＫ個の光終端手段と、
    前記子局装置に対する波長切替を制御する波長切替制御手段と
    を備え、
    前記子局装置は、
    前記親局装置から指示された波長で前記親局装置から情報を受信する波長可変受信手段と、
    前記親局装置から指示された波長で前記親局装置に情報を送信する波長可変送信手段と、
    前記親局装置から受信した制御情報に基づいて、波長切替を制御する子局制御手段と
    を備え、
    切替元の前記光終端手段が、波長を切り替える前記子局装置に対して、受信波長の波長切替に要する時間と切替先波長の信号にクロックが再同期するのに必要な時間とを、前記親局装置の送信フレーム周期の先頭から遡った時刻を波長切替時刻として指示する情報を含む制御情報を送信し、
    前記子局制御手段が、指示された時刻で波長切替を開始し、前記制御情報に基づいて、前記波長可変受信手段の受信波長と、前記波長可変送信手段の送信波長とを切り替え、
    前記各子局装置と前記親局装置との距離が異なっていても、ある子局装置が送信した情報が、前記親局装置に到着する時刻が等しくなる時刻、又は、前記親局装置が送信した情報がある子局装置に到着する時刻を、基準時刻とし、その基準時刻に対する差分の情報を、前記光終端手段が切替開始時刻として通知する
    ことを特徴とする波長切替方法。

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