JP7439912B2 - 光通信システム及び親局装置 - Google Patents

Description

本発明は、光通信システム及び光通信システムの親局装置に関する。

光通信システムとして、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムが知られている。近年、波長分割多重（WDM: Wavelength Division Multiplexing）技術を利用したＴＷＤＭ（Time and Wavelength Division Multiplexing）－ＰＯＮシステムも提案されている。

非特許文献１は、ＴＷＤＭ－ＰＯＮシステムの一例としてバス型ＷＤＭアクセスシステム（Bus-Topology WDM Access System）を開示している。ＯＬＴ（Optical Line Termination, or Optical Line Terminal）とＯＮＵ（Optical Network Unit）のネットワークトポロジは、バス型トポロジである。このようなバス型ＷＤＭアクセスシステムは、例えば、移動体通信エリアを直線状に展開する際のモバイルフロントホール（MFH: Mobile Fronthaul）に適用される。

非特許文献２は、バス型ＷＤＭアクセスシステムの信頼性を向上させるためのプロテクション方式を開示している。バス型トポロジの場合、幹線ファイバの断線が発生すると、多数のＯＮＵとの通信が切断されるおそれがある。そこで、主系の幹線ファイバと予備系の幹線ファイバとを組み合わせることにより、ループ状の通信経路が構成される。断線が発生していない正常な状況では、予備経路は光スイッチによって遮断され、正常経路だけを介してＯＬＴと各ＯＮＵとの間の通信が行われる。正常経路の一部に断線が発生した場合、正常経路に加えて予備経路も有効化される。そして、ＯＬＴは、正常経路を介した通信が不能となった不通ＯＮＵに対しては、予備経路を介して通信を行う。これにより、正常経路の光ファイバの修復を待つことなく、全ての不通ＯＮＵとの通信を再開することが可能となる。

Harada et al., "Cyclic Wavelength Allocation Scheme Reducing the Number of Wavelengths in Bus-Topology WDM Access Systems," IEICE (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) 2020, B-8-12, p.159, Mar. 2020. Ujikawa et al., "Protection Architecture for Reliable Bus-topology WDM Access Systems," IEICE (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) 2020, B-8-14, p.161, Mar. 2020.

親局装置と複数の子局装置を含む光通信システムにおいて、親局装置は、複数の子局装置の各々との通信を制御する通信制御処理を実行する。その通信制御処理が、親局装置と子局装置との間の「往復伝搬時間（RTT: Round Trip Time）」に基づいて実行される場合を考える。ＲＴＴに基づいて通信制御処理を実行する親局装置は、全ての子局装置に関するＲＴＴを認識しておく必要がある。

例えば、ＰＯＮシステムにおいて、複数の子局装置（ＯＮＵ）から親局装置（ＯＬＴ）への上り通信は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式により行われる。複数のＯＮＵから送信される上り光信号同士が衝突しないように、ＯＬＴは、各ＯＮＵに関するＲＴＴに基づいて、各ＯＮＵからの上り光信号の送信タイミングを制御する。そのために、ＯＬＴは、通信相手となる全てのＯＮＵに関するＲＴＴを予め認識しておく必要がある。そこで、ＯＬＴは、ＯＮＵを登録する登録処理（ディスカバリ）を実行する際に、そのＯＮＵに関するＲＴＴを計測する「レンジング処理」を実行する。

ここで、上述の非特許文献２に開示されているような、予備経路を利用したプロテクション方式について考える。上述の通り、ＯＬＴは、正常経路を介した通信が不能となった不通ＯＮＵに対しては、正常経路の代わりに予備経路を介して通信を行う。そのためには、全ての不通ＯＮＵに対して、レンジング処理を実行し、予備経路を介した通信の場合のＲＴＴを新たに計測することが必要である。このことは、通信再開までに要する時間の増大の一因となる。

本発明の１つの目的は、親局装置と複数の子局装置を含む光通信システムに関し、予備経路を利用したプロテクション方式において通信再開までに要する時間を短縮することができる技術を提供することにある。

本発明の第１の観点は、光通信システムに関連する。
光通信システムは、
ループ状経路に並列に接続された複数の子局装置と、
ループ状経路に接続され、複数の子局装置の各々と通信を行う親局装置と
を備える。
親局装置と各々の子局装置との間の通信経路は、
親局装置から各々の子局装置へループ状経路を第１方向に向かう正常経路と、
親局装置から各々の子局装置へループ状経路を第１方向と反対の第２方向に向かう予備経路と
を含む。
親局装置は、
ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定して、親局装置と各々の子局装置との間の往復伝搬時間（ＲＴＴ：Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を計測するレンジング処理と、
ＲＴＴに基づいて、各々の子局装置との通信を制御する通信制御処理と
を実行する。
正常経路ＲＴＴは、正常経路を介した通信の場合のＲＴＴである。
予備経路ＲＴＴは、予備経路を介した通信の場合のＲＴＴである。
不通子局装置は、複数の子局装置のうち正常経路を介した通信が不能となった子局装置である。
不通子局装置が存在しない場合、親局装置は、正常経路ＲＴＴに基づいて各々の子局装置に対する通信制御処理を実行する。
不通子局装置が検知された場合、親局装置は、レンジング処理を実行して不通子局装置に関する予備経路ＲＴＴを計測し、予備経路ＲＴＴに基づいて不通子局装置に対する通信制御処理を再開する。
第１子局装置は、正常経路ＲＴＴが第１正常経路ＲＴＴである不通子局装置である。
第２子局装置は、正常経路ＲＴＴが第１正常経路ＲＴＴよりも長い第２正常経路ＲＴＴである不通子局装置である。
第１予備経路ＲＴＴは、親局装置と第１子局装置との間の予備経路ＲＴＴである。
第２予備経路ＲＴＴは、親局装置と第２子局装置との間の予備経路ＲＴＴである。
予備経路ＲＴＴを計測するためのレンジング処理において、親局装置は、第１予備経路ＲＴＴが第２予備経路ＲＴＴよりも長くなり、第２予備経路ＲＴＴが第１予備経路ＲＴＴよりも短くなることに基づいて、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズを所定の最大サイズよりも小さく制限する。

本発明の第２の観点は、光通信システムにおいて複数の子局装置の各々と通信を行う親局装置に関連する。
複数の子局装置は、ループ状経路に並列に接続される。
親局装置と各々の子局装置との間の通信経路は、
親局装置から各々の子局装置へループ状経路を第１方向に向かう正常経路と、
親局装置から各々の子局装置へループ状経路を第１方向と反対の第２方向に向かう予備経路と
を含む。
親局装置は、
ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定して、親局装置と各々の子局装置との間の往復伝搬時間（ＲＴＴ：Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を計測するレンジング処理と、
ＲＴＴに基づいて、各々の子局装置との通信を制御する通信制御処理と
を実行する。
正常経路ＲＴＴは、正常経路を介した通信の場合のＲＴＴである。
予備経路ＲＴＴは、予備経路を介した通信の場合のＲＴＴである。
不通子局装置は、複数の子局装置のうち正常経路を介した通信が不能となった子局装置である。
不通子局装置が存在しない場合、親局装置は、正常経路ＲＴＴに基づいて各々の子局装置に対する通信制御処理を実行する。
不通子局装置が検知された場合、親局装置は、レンジング処理を実行して不通子局装置に関する予備経路ＲＴＴを計測し、予備経路ＲＴＴに基づいて不通子局装置に対する通信制御処理を再開する。
第１子局装置は、正常経路ＲＴＴが第１正常経路ＲＴＴである不通子局装置である。
第２子局装置は、正常経路ＲＴＴが第１正常経路ＲＴＴよりも長い第２正常経路ＲＴＴである不通子局装置である。
第１予備経路ＲＴＴは、親局装置と第１子局装置との間の予備経路ＲＴＴである。
第２予備経路ＲＴＴは、親局装置と第２子局装置との間の予備経路ＲＴＴである。
予備経路ＲＴＴを計測するためのレンジング処理において、親局装置は、第１予備経路ＲＴＴが第２予備経路ＲＴＴよりも長くなり、第２予備経路ＲＴＴが第１予備経路ＲＴＴよりも短くなることに基づいて、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズを所定の最大サイズよりも小さく制限する。

本発明によれば、複数の子局装置がループ状経路に並列に接続される。そのため、予備経路ＲＴＴの大小関係は、正常経路ＲＴＴの大小関係と逆になる。第２子局装置に関する第２正常経路ＲＴＴが第１子局装置に関する第１正常経路ＲＴＴよりも長い場合、第１予備経路ＲＴＴは第２予備経路ＲＴＴよりも長くなり、第２予備経路ＲＴＴは第１予備経路ＲＴＴよりも短くなる。このことに基づいて、親局装置は、予備経路ＲＴＴを計測するためのレンジング処理におけるＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズを、所定の最大サイズよりも小さく制限する。ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズが縮小されるため、予備経路ＲＴＴを計測するためのレンジング処理に要する時間が短縮される。その結果、通信再開までに要する時間が短縮される。また、レンジング処理に伴う上り通信の一時停止及び上り遅延が抑制される。

本発明の実施の形態に係る光通信システムの構成を概略的に示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る光通信システムの正常運用を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る光通信システムにおいてファイバ断線が発生した状況を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る光通信システムの正常経路と予備経路を用いた運用を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る光通信システムにおけるレンジング処理を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定原理を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第１の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第２の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第３の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第４の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第６の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係るＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第６の例を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る光通信システムの構成例を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る光通信システムの親局装置（ＯＬＴ）の構成例を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る光通信システムによる処理例を示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概要
１－１．基本構成
図１は、本実施の形態に係る光通信システム１０の構成を概略的に示している。光通信システム１０は、親局装置１００と複数の子局装置２００を含んでいる。図１に示される例では、光通信システム１０は、ｍ台の子局装置２００－ｉ（ｉ＝０～ｍ－１）を含んでいる。ここで、ｍは２以上の整数である。親局装置１００は、複数の子局装置２００と光ファイバを介して接続されており、複数の子局装置２００の各々と光通信を行う。

以下の説明において、光通信システム１０は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムである。親局装置１００を、以下、「ＯＬＴ（Optical Line Termination, or Optical Line Terminal）１００」と呼ぶ。子局装置２００を、以下、「ＯＮＵ（Optical Network Unit）２００」と呼ぶ。

本実施の形態では、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００のネットワークトポロジは、バス型トポロジである。より詳細には、図１に示されるように、光通信システム１０は、ループ状に配置された幹線ファイバにより構成されるループ状経路３００を含んでいる。ＯＬＴ１００は、ループ状経路３００に接続されている。複数のＯＮＵ２００は、ループ状経路３００に並列に接続されている。

ループ状経路３００が存在するため、ＯＬＴ１００と各ＯＮＵ２００との間の通信経路は、正常経路ＰＮと予備経路ＰＳの２種類を含むことになる。例えば、ＯＬＴ１００から各ＯＮＵ２００へ向かう下り方向を考えたとき、正常経路ＰＮは、ループ状経路３００を第１方向Ｄ１に向かう通信経路である。一方、予備経路ＰＳは、ループ状経路３００を第１方向Ｄ１と反対の第２方向Ｄ２に向かう通信経路である。図１には、例として、ＯＮＵ２００－１に関する正常経路ＰＮと予備経路ＰＳが示されている。

尚、ＯＬＴ１００と各ＯＮＵ２００との間の距離は、正常経路ＰＮを通る場合であっても予備経路ＰＳを通る場合であっても、最大収容距離内に収まっている。最大収容距離は、例えば、２０ｋｍである。

１－２．正常運用
図２は、光通信システム１０の正常運用を説明するための概念図である。正常運用において、ＯＬＴ１００は、正常経路ＰＮを介して各ＯＮＵ２００と通信を行う。そのために、ＯＬＴ１００は、正常経路ＰＮを有効化し、予備経路ＰＳを無効化する。

まず、ＯＬＴ１００は、ＰＯＮネットワークに接続されたＯＮＵ２００との通信リンクを確立するために、ＯＮＵ２００を登録する「登録処理（ディスカバリ）」を実行する。登録処理において、ＯＬＴ１００は、ＰＯＮネットワークに接続されたＯＮＵ２００を検出し、検出した各ＯＮＵ２００に識別子を付与する。ＯＬＴ１００は、付与した識別子を各ＯＮＵ２００に通知し、各ＯＮＵ２００は、通知された識別子を保持する。また、登録処理において、ＯＬＴ１００は、各ＯＮＵ２００とＯＬＴ１００との間の往復伝搬時間（以下、ＲＴＴ（Round Trip Time）と呼ぶ）を計測する「レンジング処理」を実行する。レンジング処理の詳細は、後述される。ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ２００毎に、識別子とＲＴＴを関連付けて保持する。登録処理の完了後、ＯＬＴ１００は、各ＯＮＵ２００との通信を開始する。

ＯＬＴ１００は、複数のＯＮＵ２００の各々との通信を制御する「通信制御処理」を実行する。同じ波長を用いる複数のＯＮＵ２００からＯＬＴ１００への上り通信は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式により行われる。複数のＯＮＵ２００から送信される上り光信号同士が衝突しないように、ＯＬＴ１００は、各ＯＮＵ２００に関するＲＴＴに基づいて、各ＯＮＵ２００からの上り光信号の送信タイミングと送信量を決定する。そして、ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ２００毎に、識別子、送信タイミング、及び送信量を含む送信許可情報を生成する。

ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ２００毎に生成した送信許可情報を送信する。送信許可情報は、正常経路ＰＮを通って複数のＯＮＵ２００に到達する。各ＯＮＵ２００は、送信許可情報に含まれる識別子を参照して、自身に対する送信許可情報を識別する。そして、各ＯＮＵ２００は、送信許可情報で示される送信タイミングと送信量に従って、上り光信号を送信する。各ＯＮＵ２００から送信された上り光信号は、正常経路ＰＮを通ってＯＬＴ１００に到達する。

このように、ＯＬＴ１００は、各ＯＮＵ２００に関するＲＴＴを保持し、そのＲＴＴに基づいて各ＯＮＵ２００との通信を制御する通信制御処理を実行する。便宜上、正常経路ＰＮを介した通信の場合のＲＴＴを、以下、「正常経路ＲＴＴ」と呼ぶ。図２で示される正常運用時、ＯＬＴ１００は、各ＯＮＵ２００に関する正常経路ＲＴＴを保持し、その正常経路ＲＴＴに基づいて各ＯＮＵ２００に対する通信制御処理を実行する。

１－３．プロテクション
続いて、本実施の形態に係る光通信システム１０のプロテクション手法について説明する。

図３は、正常経路ＰＮにおいてファイバ断線が発生した状況を説明するための概念図である。バス型トポロジの場合、ファイバ断線が発生すると、多数のＯＮＵ２００との通信が切断されるおそれがある。図３で示される例の場合、ＯＮ２００－０とＯＮＵ２００－１との間の区間でファイバ断線が発生している。その結果、ＯＮＵ２００－１～ＯＮＵ２００－（ｍ－１）との通信が切断される。正常経路ＰＮを介した通信が不能となったＯＮＵ２００を、以下、「不通ＯＮＵ２００－ｊ」と呼ぶ。図３に示される例では、ＯＮＵ２００－１～ＯＮＵ２００－（ｍ－１）の各々が不通ＯＮＵ２００－ｊである（ｊ＝１～ｍ－１）。本実施の形態によれば、不通ＯＮＵ２００－ｊとの通信を早期に再開（復旧）するために、上述の予備経路ＰＳが用いられる。

図４は、正常経路ＰＮと予備経路ＰＳを用いた光通信システム１０の運用を説明するための概念図である。ＯＬＴ１００は、正常経路ＰＮに加えて予備経路ＰＳも有効化する。ファイバ切断点よりも手前のＯＮＵ２００－０に対しては、ＯＬＴ１００は、正常経路ＰＮを介して通信を行う。一方、不通ＯＮＵ２００－ｊ（ｊ＝１～ｍ－１）に対しては、ＯＬＴ１００は、正常経路ＰＮの代わりに予備経路ＰＳを介して通信を行う。これにより、正常経路ＰＮの光ファイバの修復を待つことなく、全ての不通ＯＮＵ２００－ｊとの通信を再開することが可能となる。

但し、不通ＯＮＵ２００－ｊに対する通信制御処理を実行するためには、予備経路ＰＳを介した通信の場合のＲＴＴが必要である。予備経路ＰＳを介した通信の場合のＲＴＴを、以下、「予備経路ＲＴＴ」と呼ぶ。ＯＬＴ１００は、通信制御処理を再開する前に、全ての不通ＯＮＵ２００－ｊに関する予備経路ＲＴＴを認識する必要がある。そこで、ＯＬＴ１００は、各不通ＯＮＵ２００－ｊに関する予備経路ＲＴＴを計測するために、各不通ＯＮＵ２００－ｊに対してレンジング処理を実行する。レンジング処理の詳細は、後述される。予備経路ＲＴＴの取得後、ＯＬＴ１００は、予備経路ＲＴＴに基づいて、各々の不通ＯＮＵ２００－ｊに対する通信制御処理を再開する。

尚、ＯＬＴ１００は、不通ＯＮＵ２００－ｊが検知された後も、不通ＯＮＵ２００－ｊに関する登録情報（識別子，正常経路ＲＴＴ）を削除することなく保持する。不通ＯＮＵ２００－ｊの識別子は変わらないので、識別子を更新する必要はない。

２．レンジング処理
図５は、ＲＴＴを計測するためのレンジング処理を説明するための概念図である。図５の横軸は、時間を表している。以下、特に、不通ＯＮＵ２００－ｊに関する予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）を計測するためのレンジング処理について説明する。ＯＬＴ１００は、レンジング要求信号を不通ＯＮＵ２００－ｊに送信する。レンジング要求信号は、予備経路ＰＳを通って不通ＯＮＵ２００－ｊに到達する。レンジング要求信号を受け取った不通ＯＮＵ２００－ｊは、応答信号をＯＬＴ１００に返信する。尚、図５では、不通ＯＮＵ２００－ｊにおける遅延時間の図示は省略されている。応答信号は、予備経路ＰＳを通ってＯＬＴ１００に到達する。ＯＬＴ１００は、レンジング要求信号の送信時刻と応答信号の受信時刻から、不通ＯＮＵ２００－ｊに関する予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）を算出する。

レンジング処理の実行前には、予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）は不明であるため、不通ＯＮＵ２００－ｊからの応答信号がどのタイミングでＯＬＴ１００に返ってくるかは分からない。不通ＯＮＵ２００－ｊからの応答信号と他のＯＮＵ２００（正常経路ＰＮを介して接続されているＯＮＵ２００）からの上り光信号との衝突を防止するために、通常のレンジング処理の場合と同様に、「ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗ」が設定される。ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗは、レンジング処理の対象である不通ＯＮＵ２００－ｊからの応答信号を受け付けるための期間である。そのＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの期間、他のＯＮＵ２００からの上り通信は一時的に停止する。ＯＬＴ１００は、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗ内に受け取った応答信号に基づいて、予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）を算出する。

ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの基本的な設定方法は、次の通りである。不通ＯＮＵ２００－ｊに関して、想定される予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）の範囲が考慮される。想定される予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）の最大値を、以下、「想定最大値（Tj_max）」と呼ぶ。一方、想定される予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）の最小値を、以下、「想定最小値（Tj_min）」と呼ぶ。また、不通ＯＮＵ２００－ｊからの応答信号に割り当てられるＧｒａｎｔサイズも考慮される。結果として、図５に示されるように、予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）を計測するためのＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズは、想定最小値（Tj_min）から想定最大値（Tj_max）までの期間に割当Ｇｒａｎｔサイズを加えたものとなる。

一例として、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの最大設定を考える。最大設定では、想定最小値（Tj_min）及び想定最大値（Tj_max）は、それぞれ、所定の最小値（T_MIN）及び所定の最大値（T_MAX）である。所定の最小値（T_MIN）は、例えば、距離０ｋｍに相当するＲＴＴ、すなわち０μｓである。一方、所定の最大値（T_MAX）は、光通信システム１０の最大収容距離に相当するＲＴＴである。例えば、最大収容距離が２０ｋｍである場合、所定の最大値（T_MAX）は約２００μｓである。この最大設定の場合、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズは、所定の最大サイズ（デフォルトサイズ）となる。

このように、ＯＬＴ１００は、予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）の想定最大値（Tj_max）と想定最小値（Tj_min）に基づいて、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズを設定する。そして、ＯＬＴ１００は、設定したＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗに基づいてレンジング処理を実行し、不通ＯＮＵ２００－ｊに関する予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）を計測する。

しかしながら、全ての不通ＯＮＵ２００－ｊに関して予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）を新たに計測するためには、ある程度の時間が必要となる。このことは、通信再開までに要する時間の増大の一因となる。特に、上述の最大設定の場合、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズが所定の最大サイズとなり、通信再開までに要する時間が増大する。また、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの期間、他のＯＮＵ２００からの上り通信を一時的に停止させる必要がある。その結果、正常経路ＰＮにおける上り通信が一時停止し、上り遅延が発生する。

そこで、本実施の形態は、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズを縮小（制限）することができる技術を提供する。ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズが縮小されると、レンジング処理に要する時間が短縮される。その結果、通信再開までに要する時間が短縮される。また、レンジング処理に伴う上り通信の一時停止及び上り遅延が抑制される。

図６は、本実施の形態に係るＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定原理を説明するための概念図である。図６には、２つの不通ＯＮＵ２００－ｊに関する正常経路ＲＴＴ（Tj_normal）と予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）が示されている。便宜上、一方の不通ＯＮＵ２００－ｊを「第１ＯＮＵ２００－ａ」と呼び、他方の不通ＯＮＵ２００－ｊを「第２ＯＮＵ２００－ｂ」と呼ぶ。ＯＬＴ１００と第１ＯＮＵ２００－ａ（第１子局装置）との間の正常経路ＲＴＴ及び予備経路ＲＴＴを、以下、それぞれ、「第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）」及び「第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）」と呼ぶ。ＯＬＴ１００と第２ＯＮＵ２００－ｂ（第２子局装置）との間の正常経路ＲＴＴ及び予備経路ＲＴＴを、以下、それぞれ、「第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）」及び「第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）」と呼ぶ。

図６に示されるように、第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）は第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）よりも短く、第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）は第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）よりも長いとする。この場合、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）は第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）よりも長くなり、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）は第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）よりも短くなると考えられる。ＯＮＵ２００がループ状経路３００に並列に接続されているため、予備経路ＲＴＴの大小関係は、正常経路ＲＴＴの大小関係と逆になるのである。

ＯＬＴ１００は、不通ＯＮＵ２００－ｊが検知された後も、不通ＯＮＵ２００－ｊに関する正常経路ＲＴＴ（Tj_normal）を削除することなく保持する。従って、ＯＬＴ１００は、第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）と第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）の大小関係から、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）と第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の大小関係を想定することができる。そして、ＯＬＴ１００は、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）と第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の大小関係を考慮して、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズを制限する。

例えば、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）が第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）よりも短くなるため、少なくとも第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）は、最大収容距離に相当する所定の最大値（T_MAX）よりも短くなると想定される。従って、ＯＬＴ１００は、少なくとも第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の想定最大値（Tb_max）を、最大収容距離に相当する所定の最大値（T_MAX）よりも小さく設定することができる。第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の想定最大値（Tb_max）が所定の最大値（T_MAX）よりも小さくなるため、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）を計測する際のＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズが、最大設定の場合の所定の最大サイズよりも小さくなる。

他の例として、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）が第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）よりも長くなるため、少なくとも第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）は、所定の最小値（T_MIN）よりも長くなると想定される。従って、ＯＬＴ１００は、少なくとも第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）の想定最小値（Ta_min）を、所定の最小値（T_MIN）よりも大きく設定することができる。第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）の想定最小値（Ta_min）が所定の最小値（T_MIN）よりも大きくなるため、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）を計測する際のＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズが、最大設定の場合の所定の最大サイズよりも小さくなる。

以上に説明されたように、本実施の形態によれば、ＯＮＵ２００－ｉ（ｉ＝０～ｍ－１）がループ状経路３００に並列に接続されているため、予備経路ＲＴＴの大小関係は、正常経路ＲＴＴの大小関係と逆になる。第２ＯＮＵ２００－ｂに関する第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）が第１ＯＮＵ２００－ａに関する第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）よりも長い場合、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）は第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）よりも長くなり、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）は第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）よりも短くなる。このことに基づいて、ＯＬＴ１００は、予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）を計測する際のＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズを所定の最大サイズ（デフォルトサイズ）よりも小さく制限する。ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズが縮小されるため、予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）を計測するためのレンジング処理に要する時間が短縮される。その結果、通信再開までに要する時間が短縮される。また、レンジング処理に伴う上り通信の一時停止及び上り遅延が抑制される。

３．ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の様々な例
以下、本実施の形態に係るＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の様々な例を説明する。

３－１．第１の例
図７は、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第１の例を説明するための概念図である。第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）は、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）よりも短くなる。従って、ＯＬＴ１００は、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の想定最大値（Tb_max）を、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）の想定最大値（Ta_max）よりも小さく設定する。特に、図７に示されるように、ＯＬＴ１００は、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）を計測した後、計測した第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）を第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の想定最大値（Tb_max）として設定する。

一例として、既出の図３及び図４で示された状況、すなわち、ＯＮ２００－０とＯＮＵ２００－１との間の区間でファイバ断線が発生した状況を考える。この状況では、ＯＮＵ２００－１～ＯＮＵ２００－（ｍ－１）が、不通ＯＮＵ２００－ｊ（ｊ＝１～ｍ－１）である。

まず、ＯＬＴ１００は、不通ＯＮＵ２００－ｊの中で正常経路ＲＴＴが最も短かったＯＮＵ２００－１に関するＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定する。ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ２００－１に関する予備経路ＲＴＴ（T1_protect）の想定最大値（T1_max）を、最大収容距離に相当する所定の最大値（T_MAX）に設定する。そして、ＯＬＴ１００は、設定されたＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗに基づいて、ＯＮＵ２００－１に関する予備経路ＲＴＴ（T1_protect）を計測する。

続いて、ＯＬＴ１００は、正常経路ＲＴＴが次に短かったＯＮＵ２００－２に関するＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定する。このとき、ＯＮＵ２００－１が「第１ＯＮＵ２００－ａ」に相当し、ＯＮＵ２００－２が「第２ＯＮＵ２００－ｂ」に相当する。ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ２００－２に関する第２予備経路ＲＴＴ（T2_protect）の想定最大値（T2_max）を、ＯＮＵ２００－１に関して計測された第１予備経路ＲＴＴ（T1_protect）に設定する。そして、ＯＬＴ１００は、設定されたＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗに基づいて、ＯＮＵ２００－２に関する第２予備経路ＲＴＴ（T2_protect）を計測する。

続いて、ＯＬＴ１００は、正常経路ＲＴＴが次に短かったＯＮＵ２００－３に関するＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定する。このとき、ＯＮＵ２００－２が「第１ＯＮＵ２００－ａ」に相当し、ＯＮＵ２００－３が「第２ＯＮＵ２００－ｂ」に相当する。ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ２００－３に関する第２予備経路ＲＴＴ（T3_protect）の想定最大値（T3_max）を、ＯＮＵ２００－２に関して計測された第１予備経路ＲＴＴ（T2_protect）に設定する。そして、ＯＬＴ１００は、設定されたＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗに基づいて、ＯＮＵ２００－３に関する第２予備経路ＲＴＴ（T3_protect）を計測する。

同様の処理が、正常経路ＲＴＴが最も長かったＯＮＵ２００－（ｍ－１）まで順番に繰り返される。「第１ＯＮＵ２００－ａ、第１予備経路ＲＴＴ」と「第２ＯＮＵ２００－ｂ、第２予備経路ＲＴＴ」のペアは、ＯＮＵ２００－１からＯＮＵ２００－（ｍ－１）に向けて順番にシフトする。そして、ＯＮＵ２００－１からＯＮＵ２００－（ｍ－１）に向かうにつれて、予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）の想定最大値（Tj_max）は小さくなる。言い換えれば、ＯＮＵ２００－１からＯＮＵ２００－（ｍ－１）に向かうにつれて、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズは小さくなる。

このように、第１の例によれば、ＯＬＴ１００は、第１ＯＮＵ２００－ａに関する第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）の想定最大値（Ta_max）を、所定の最大値（T_MAX）以下に設定する。更に、ＯＬＴ１００は、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）が第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）よりも短くなることに基づいて、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の想定最大値（Tb_max）を、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）の想定最大値（Ta_max）よりも小さく設定する。これにより、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）を計測するためのＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズは、所定の最大サイズよりも小さくなる。

３－２．第２の例
図８は、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第２の例を説明するための概念図である。第２の例は、第１の例の変形例である。第１の例と重複する説明は、適宜省略する。

上述の通り、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）は、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）よりも短くなる。ＯＬＴ１００は、まず、第１ＯＮＵ２００－ａに関する第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）を計測する。その後、ＯＬＴ１００は、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の想定最大値（Ta_max）を、計測された第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）よりも差ΔＴａｂ’だけ小さく設定する。

より詳細には、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）と第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）との間のＲＴＴ差は、第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）と第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）との間のＲＴＴ差ΔＴａｂに相当する。ＯＬＴ１００は、第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）と第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）から、ＲＴＴ差ΔＴａｂを算出する。更に、ＯＬＴ１００は、ＲＴＴ差ΔＴａｂ以下となるように、差ΔＴａｂ’を設定する。差ΔＴａｂ’は、ＲＴＴ差ΔＴａｂと同じであってもよい。そして、ＯＬＴ１００は、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の想定最大値（Tb_max）を、計測された第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）よりも差ΔＴａｂ’だけ小さく設定する。

第２の例によれば、第１の例の場合と同様の効果が得られる。

３－３．第３の例
図９は、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第３の例を説明するための概念図である。ＯＮＵ２００－０（第３子局装置）に関する正常経路ＲＴＴ（T0_normal）は、全てのＯＮＵ２００の中で最小である。従って、ＯＮＵ２００－０に関する予備経路ＲＴＴ（T0_protect）は、全てのＯＮＵ２００の中で最大となる。その最小の正常経路ＲＴＴ（T0_normal）を、以下、「第３正常経路ＲＴＴ」と呼ぶ。また、その最大の予備経路ＲＴＴ（T0_protect）を、以下、「第３予備経路ＲＴＴ」と呼ぶ。

少なくとも第２ＯＮＵ２００－ｂに関する第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）は、第３予備経路ＲＴＴ（T0_protect）よりも短くなる。第３予備経路ＲＴＴ（T0_protect）と第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）との間のＲＴＴ差は、第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）と第３正常経路ＲＴＴ（T0_normal）との間のＲＴＴ差ΔＴｂ０に相当する。ＯＬＴ１００は、第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）と第３予備経路ＲＴＴ（T0_normal）から、ＲＴＴ差ΔＴｂ０を算出する。そして、ＯＬＴ１００は、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の想定最大値（Tb_max）を、所定の最大値（T_MAX）よりもＲＴＴ差ΔＴｂ０だけ小さく設定する。その結果、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）を計測するためのＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズは、所定の最大サイズよりも小さくなる。

ＯＬＴ１００は、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）の想定最大値（Ta_max）を、同様に設定してもよい。具体的には、ＲＴＴ差ΔＴａｘは、第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）と第３正常経路ＲＴＴ（T0_normal）との間の差である。ＯＬＴ１００は、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）の想定最大値（Ta_max）を、所定の最大値（T_MAX）よりもＲＴＴ差ΔＴａ０だけ小さく設定してもよい。

３－４．第４の例
図１０は、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第４の例を説明するための概念図である。第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）は、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）よりも長くなる。このことは、少なくとも第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）は、所定の最小値（T_MIN）よりも長いことを意味する。従って、ＯＬＴ１００は、少なくとも第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）の想定最小値（Ta_min）を、所定の最小値（T_MIN）よりも大きく設定する。これにより、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）を計測する際のＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズが、所定の最大サイズよりも小さくなる。

第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）の想定最小値（Ta_min）を設定するために、例えば、ＯＮＵ２００－（ｍ－１）（第４子局装置）について考える。ＯＮＵ２００－（ｍ－１）に関する正常経路ＲＴＴ（T(m-1)_normal）は、全てのＯＮＵ２００の中で最大である。従って、ＯＮＵ２００－（ｍ－１）に関する予備経路ＲＴＴ（T(m-1)_protect）は、全てのＯＮＵ２００の中で最小となる。その最大の正常経路ＲＴＴ（T(m-1)_normal）を、以下、「第４正常経路ＲＴＴ」と呼ぶ。また、その最小の予備経路ＲＴＴ（T(m-1)_protect）を、以下、「第４予備経路ＲＴＴ」と呼ぶ。

少なくとも第１ＯＮＵ２００－ａに関する第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）は、第４予備経路ＲＴＴ（T(m-1)_protect）よりも長くなる。第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）と第４予備経路ＲＴＴ（T(m-1)_protect）との間のＲＴＴ差は、第４正常経路ＲＴＴ（T(m-1)_normal）と第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）との間のＲＴＴ差ΔＴａｘに相当する。ＯＬＴ１００は、第４正常経路ＲＴＴ（T(m-1)_normal）と第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）から、ＲＴＴ差ΔＴａｘを算出する。あるいは、ＯＬＴ１００は、隣接する２つのＯＮＵ２００間の正常経路ＲＴＴの差を第１ＯＮＵ２００－ａからＯＮＵ２００－（ｍ－１）までの範囲にわたって積算することによって、ＲＴＴ差ΔＴａｘを算出してもよい。そして、ＯＬＴ１００は、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）の想定最小値（Ta_min）を、所定の最小値（T_MIN）よりもＲＴＴ差ΔＴａｘだけ大きく設定する。その結果、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）を計測する際のＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズが、所定の最大サイズよりも小さくなる。

ＯＬＴ１００は、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の想定最小値（Tb_min）を、同様に設定してもよい。具体的には、ＲＴＴ差ΔＴｂｘは、第４正常経路ＲＴＴ（T(m-1)_normal）と第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）との間の差である。ＯＬＴ１００は、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の想定最小値（Tb_min）を、所定の最小値（T_MIN）よりもＲＴＴ差ΔＴｂｘだけ大きく設定してもよい。

３－５．第５の例
上述の第１～第３の例のいずれかと第４の例とを組み合わせることも可能である。この場合、予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）の想定最大値（Tj_max）は、第１～第３の例のいずれかにおいて説明された手法によって設定される。一方、予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）の想定最小値（Tj_min）は、第４の例において説明された手法によって設定される。第５の例によれば、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズが更に縮小される。

３－６．第６の例
図１１は、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの設定方法の第６の例を説明するための概念図である。ＯＬＴ１００は、まず、第１ＯＮＵ２００－ａに関する第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）を計測する。その後、ＯＬＴ１００は、計測した第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）に基づいて、第２ＯＮＵ２００－ｂに関する第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の範囲を推定する（絞り込む）。

より詳細には、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）は、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）よりも短くなる。第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）と第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）との間のＲＴＴは、第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）と第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）との間のＲＴＴ差ΔＴａｂに相当する。ＯＬＴ１００は、第２正常経路ＲＴＴ（Tb_normal）と第１正常経路ＲＴＴ（Ta_normal）から、ＲＴＴ差ΔＴａｂを算出する。そして、ＯＬＴ１００は、計測した第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）とＲＴＴ差ΔＴａｂに基づき、誤差も考慮して、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の範囲を推定する（絞り込む）。

図１２は、誤差の要因の一例を説明するための概念図である。各ＯＮＵ２００－ｉ（ｉ＝０～ｍ－１）とループ状経路３００との間の接続距離Ｆｉは、最小長Ｆ＿ｍｉｎと最大長Ｆ＿ｍａｘとの間の範囲に存在する。その接続距離Ｆｉの変動範囲が、推定される第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の誤差の原因となる。ＯＬＴ１００は、接続距離Ｆｉの変動範囲に起因する誤差も考慮して、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の範囲を推定する。

ＯＬＴ１００は、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）の推定範囲に応じたサイズのＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定する。これにより、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズが縮小される。そして、ＯＬＴ１００は、そのＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗに基づいて、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）を計測する。

例えば、ＯＬＴ１００は、上述の第４の例で説明された手法に従って、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）を計測するためのＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定し、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）を計測する。その後、ＯＬＴ１００は、本例の手法に従って、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）を計測するためのＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定し、第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）を計測する。

尚、接続距離Ｆｉが全て同じである場合、誤差は無視できる。また、接続距離Ｆｉの変動範囲が、タイムスタンプドリフトの閾値に相当する距離（例えばＥＰＯＮの場合、１６ＴＱ＝２５６ｎｓに相当する約２５ｍ）以下である場合も、誤差は無視できる。誤差が無視できる場合、ＯＬＴ１００は、レンジング処理を行うことなく、第１予備経路ＲＴＴ（Ta_protect）とＲＴＴ差ΔＴａｂから求められる第２予備経路ＲＴＴ（Tb_protect）をそのまま使用してもよい。

４．光通信システムの構成例
図１３は、本実施の形態に係る光通信システム１０の構成例を示す概念図である。本例では、光通信システム１０は、波長分割多重（WDM）技術を利用したＴＷＤＭ（Time and Wavelength Division Multiplexing）－ＰＯＮシステムである。

光通信システム１０は、ＯＬＴ１００、複数のＯＮＵ２００－ｉ（ｉ＝０～ｍ－１）、光ファイバ（３００Ｎ、３００Ｓ、３１０、３２０－ｉ）、光合分岐器４１０、４２０－ｉ、及び光スイッチ４３０を備えている。光合分岐器４１０、４２０－ｉは、例えば、光スプリッタ（パワースプリッタ）である。

ＯＬＴ１００は、幹線ファイバ３１０を介して、光合分岐器４１０に接続されている。光合分岐器４１０において、幹線ファイバ３１０は、主系幹線ファイバ３００Ｎと予備系幹線ファイバ３００Ｓに分岐している。それら主系幹線ファイバ３００Ｎと予備系幹線ファイバ３００Ｓがループ状につながることにより、ループ状経路３００が構成されている。主系幹線ファイバ３００Ｎを経由する通信経路が、上述の正常経路ＰＮに相当する。一方、予備系幹線ファイバ３００Ｓを経由する通信経路が、上述の予備経路ＰＳに相当する。

複数のＯＮＵ２００－ｉは、ループ状経路３００（主系幹線ファイバ３００Ｎ）に並列に接続されている。より詳細には、主系幹線ファイバ３００Ｎ上に、複数の光合分岐器４２０－ｉが順番に配置されている。複数のＯＮＵ２００－ｉは、それぞれ、複数の支線ファイバ３２０－ｉを介して、複数の光合分岐器４２０－ｉに接続されている。好適には、複数の支線ファイバ３２０－ｉの長さは、実質的に同じである。ここで、「長さが実質的に同じ」とは、長さが同じ、もしくは、長さのばらつきが無視できるほど小さいことを意味する。

光合分岐器４１０は、幹線ファイバ３１０から入力される下り光信号を、主系幹線ファイバ３００Ｎと予備系幹線ファイバ３００Ｓに分配する。また、光合分岐器４１０は、主系幹線ファイバ３００Ｎ及び予備系幹線ファイバ３００Ｓから入力される上り光信号を、幹線ファイバ３１０に出力する。

光合分岐器４２０－ｉは、一方側の幹線ファイバから入力される光信号を、他方側の幹線ファイバと支線ファイバ３２０－ｉに分配する。また、光合分岐器４２０－ｉは、支線ファイバ３２０－ｉから入力される光信号を、両側の幹線ファイバに分配する。

光スイッチ４３０は、主系幹線ファイバ３００Ｎ及び予備系幹線ファイバ３００Ｓ上に設けられている。光スイッチ４３０は、主系幹線ファイバ３００Ｎ上の光信号の通過を許可／遮断することによって、正常経路ＰＮを有効化／無効化する。同様に、光スイッチ４３０は、予備系幹線ファイバ３００Ｓ上の光信号の通過を許可／遮断することによって、予備経路ＰＳを有効化／無効化する。この光スイッチ４３０の設定は、ＯＬＴ１００によって切り替えられる。

図１４は、ＯＬＴ１００の構成例を示す概念図である。ＯＬＴ１００は、複数のチャネル終端装置１１０－ｘ（ｘ＝０～ｎ－１）と波長合分波器１２０を含んでいる。ここで、ｎは、２以上の整数である。チャネル終端装置１１０は、ＯＬＴ－ＣＴ（Channel Termination）あるいはＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）とも呼ばれる。

複数のチャネル終端装置１１０－ｘには、それぞれ異なる波長が割り当てられる。つまり、複数のチャネル終端装置１１０－ｘは、それぞれ異なる波長の光信号を用いて通信を行う。より詳細には、チャネル終端装置１１０－ｘは、波長λ_Ｄｘの下り光信号を用いて下り通信を行い、波長λ_Ｕｘの上り光信号を用いて上り通信を行う。波長λ_Ｄｘと波長λ_Ｕｘは異なっている。

波長合分波器１２０は、複数のチャネル終端装置１１０－ｘに接続されている。波長合分波器１２０は、複数のチャネル終端装置１１０－ｘのそれぞれから出力される波長λ_Ｄｘの下り光信号を合波して下りＷＤＭ信号を生成し、下りＷＤＭ信号を幹線ファイバ３１０に出力する。下りＷＤＭ信号は、複数のＯＮＵ２００－ｉに配信される。

各ＯＮＵ２００－ｉは、波長可変機能を有しており、いずれかのチャネル終端装置１１０－ｘ（波長λ_Ｄｘ，λ_Ｕｘ）に割り当てられる。各ＯＮＵ２００－ｉは、下りＷＤＭ信号から、割り当てられた波長λ_Ｄｘの下り光信号を抽出する。また、各ＯＮＵ２００－ｉは、割り当てられた波長λ_Ｕｘの上り光信号を送信する。波長合分波器１２０は、幹線ファイバ３１０から入力される様々な波長の上り光信号を分波し、波長λ_Ｕｘの上り光信号をチャネル終端装置１１０－ｘに出力する。このようにして、チャネル終端装置１１０－ｘとＯＮＵ２００－ｉとの間の通信が行われる。

尚、複数のチャネル終端装置１１０－ｘのそれぞれと波長合分波器１２０との間の接続距離は、実質的に同じであるとする。「接続距離が実質的に同じ」とは、接続距離が同じ、もしくは、接続距離のばらつきが無視できるほど小さいことを意味する。

チャネル終端装置１１０は、制御部１１１を含んでいる。制御部１１１は、登録処理（ディスカバリ）を行い、通信相手となる１以上のＯＮＵ２００を登録する。また、制御部１１１は、ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定してレンジング処理を実行する。制御部１１１は、記憶部１１３を含んでいる。記憶部１１３には、通信相手となるＯＮＵ２００に関する識別子とＲＴＴが関連付けられて格納される。

また、制御部１１１は、各ＯＮＵ２００との通信を制御する通信制御処理を行う。具体的には、制御部１１１は、各ＯＮＵ２００に関するＲＴＴに基づいて、各ＯＮＵ２００からの上り光信号の送信タイミングと送信量を決定する。そして、制御部１１１は、ＯＮＵ２００毎に、識別子、送信タイミング、及び送信量を含む送信許可情報（Ｇｒａｎｔ）を生成する。制御部１１１は、ＯＮＵ２００毎に生成した送信許可情報を送信する。各ＯＮＵ２００は、送信許可情報で示される送信タイミングと送信量に従って、上り光信号を送信する。

更に、制御部１１１は、異常検知部１１５を含んでいる。異常検知部１１５は、正常経路ＰＮ（主系幹線ファイバ３００Ｎ）におけるファイバ断線の発生を検知する。すなわち、異常検知部１１５は、正常経路ＰＮを介した通信が不能となった不通ＯＮＵ２００－ｊを検知する。

例えば、異常検知部１１５は、上述の送信許可情報を送信した後、送信相手のＯＮＵ２００からの上り光信号の受信状況をモニタする。送信許可情報の送信後、一定時間以内に上り光信号を受信しない場合、異常検知部１１５は、当該ＯＮＵ２００が不通ＯＮＵ２００－ｊになったと判断する。

他の例として、ダイイングギャスプ（DyingGasp）信号を受け取ることなく複数のＯＮＵ２００からの上り光信号がほぼ同時に（一定時間内に）途絶した場合、異常検知部１１５は、ファイバ断線が発生したと判断してもよい。更に他の例として、ある距離（ＲＴＴ）よりも遠い複数のＯＮＵ２００からの上り光信号がほぼ同時に（一定時間内に）途絶した場合、異常検知部１１５は、ファイバ断線が発生したと判断してもよい。更に他の例として、異常検知部１１５は、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）を利用して試験を行うことによって、ファイバ断線を検知してもよい。

チャネル終端装置１１０（制御部１１１）の機能は、光信号を送受信する光トランシーバ、光トランシーバの制御及び各種情報処理を行うコントローラ、等により実現される。典型的には、コントローラは、プロセッサ及びメモリを含む。プロセッサがメモリに格納された通信制御プログラムを実行することにより、チャネル終端装置１１０の機能が実現される。通信プログラムは、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。コントローラは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、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。

図１５は、本実施の形態に係る光通信システム１０による処理例を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、ＯＬＴ１００は、光スイッチ４３０を操作することによって、正常経路ＰＮを有効化し、予備経路ＰＳを無効化する。各チャネル終端装置１１０－ｘは、通信相手となる１以上のＯＮＵ２００を登録する。このとき、チャネル終端装置１１０－ｘは、各ＯＮＵ２００に識別子を付与し、また、各ＯＮＵ２００に関する正常経路ＲＴＴを計測する。各ＯＮＵ２００に関する正常経路ＲＴＴと識別子は、記憶部１１３に格納される。つまり、各チャネル終端装置１１０－ｘは、登録されたＯＮＵ２００に関する正常経路ＲＴＴと識別子を記憶部１１３に保持する。

以上により、正常運用の準備が完了する。その後、主信号通信が開始する。

ステップＳ１０において、各チャネル終端装置１１０－ｘは、登録されたＯＮＵ２００と正常経路ＰＮを介して通信を行う。このとき、各チャネル終端装置１１０－ｘは、保持している正常経路ＲＴＴに基づいて、各ＯＮＵ２０に対する通信制御処理を実行する。尚、各チャネル終端装置１１０－ｘは、正常経路ＲＴＴを定期的に計測して更新してもよい。

ステップＳ２０において、各チャネル終端装置１１０－ｘ（異常検知部１１５）は、正常経路ＰＮにおいてファイバ断線が発生したか否かを判定する。言い換えれば、各チャネル終端装置１１０－ｘは、不通ＯＮＵ２００－ｊが発生したか否かを判定する。不通ＯＮＵ２００－ｊが存在しない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、処理は、ステップＳ１０に戻る。一方、少なくとも１つの不通ＯＮＵ２００－ｊが検知された場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ２１に進む。尚、不通ＯＮＵ２００－ｊが検知された後も、各チャネル終端装置１１０－ｘは、不通ＯＮＵ２００－ｊに関する登録情報（識別子，正常経路ＲＴＴ）を削除することなく保持する。

ステップＳ２１において、ＯＬＴ１００は、光スイッチ４３０を操作することによって、正常経路ＰＮに加えて予備経路ＰＳも有効化する。

ステップＳ２２において、不通ＯＮＵ２００－ｊと通信を行っていたチャネル終端装置１１０－ｚは、不通ＯＮＵ２００－ｊに関するＲＴＴを切り替える。具体的には、チャネル終端装置１１０－ｚは、上述のようにＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定してレンジング処理を実行することにより、不通ＯＮＵ２００－ｊに関する予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）を計測する。そして、チャネル終端装置１１０－ｚは、不通ＯＮＵ２００－ｊに関するＲＴＴを、正常経路ＲＴＴ（Tj_normal）から予備経路ＲＴＴ（Tj_protect）に切り替える。尚、不通ＯＮＵ２００－ｊの識別子は変わらないので、識別子を更新する必要はない。

ステップＳ３０において、チャネル終端装置１１０－ｚは、予備経路ＰＳを介して不通ＯＮＵ２００－ｊと通信を行うことにより、通信を再開する。より詳細には、チャネル終端装置１１０－ｚは、ステップＳ２２で算出された予備経路ＲＴＴに基づいて、不通ＯＮＵ２００－ｊに対する通信制御処理を再開する。

５．その他
本実施の形態に係る光通信システム１０は、ＰＯＮシステムに限定されない。ループ状経路３００を有し、ＲＴＴに基づいて通信制御処理を実行する光通信システムであれば、本実施の形態に係る手法を適用可能である。

本実施の形態に係る光通信システム１０は、例えば、移動体通信エリアを直線状あるいは面的に展開する際のモバイルフロントホール（MFH: Mobile Fronthaul）に適用される。

１０…光通信システム， １００…ＯＬＴ（親局装置）， １１０…チャネル終端装置， １１１…制御部， １１３…記憶部， １１５…異常検知部， １２０…波長合分波器， ２００…ＯＮＵ（子局装置）， ２００－ｊ…不通ＯＮＵ， ３００…ループ状経路， ３００Ｎ…主系幹線ファイバ， ３００Ｓ…予備系幹線ファイバ， ３１０…幹線ファイバ， ３２０…支線ファイバ， ４１０…光合分岐器， ４２０ 光合分岐器， ４３０ 光スイッチ， ＰＮ…正常経路， ＰＳ…予備経路

Claims (8)

1. ループ状経路に並列に接続された複数の子局装置と、
   前記ループ状経路に接続され、前記複数の子局装置の各々と通信を行う親局装置と
   を備え、
   前記親局装置と前記各々の子局装置との間の通信経路は、
   前記親局装置から前記各々の子局装置へ前記ループ状経路を第１方向に向かう正常経路と、
   前記親局装置から前記各々の子局装置へ前記ループ状経路を前記第１方向と反対の第２方向に向かう予備経路と
   を含み、
   前記親局装置は、
   ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定して、前記親局装置と前記各々の子局装置との間の往復伝搬時間（以下、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）と呼ぶ）を計測するレンジング処理と、
   前記ＲＴＴに基づいて、前記各々の子局装置との通信を制御する通信制御処理と
   を実行し、
   前記ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗは、前記レンジング処理の対象である子局装置からの応答信号を受け付けるための期間であり、前記ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの期間、前記レンジング処理の対象ではない子局装置からの上り通信は一時的に停止し、
   正常経路ＲＴＴは、前記正常経路を介した前記通信の場合の前記ＲＴＴであり、
   予備経路ＲＴＴは、前記予備経路を介した前記通信の場合の前記ＲＴＴであり、
   不通子局装置は、前記複数の子局装置のうち前記正常経路を介した前記通信が不能となった子局装置であり、
   前記不通子局装置が存在しない場合、前記親局装置は、前記正常経路ＲＴＴに基づいて前記各々の子局装置に対する前記通信制御処理を実行し、
   前記不通子局装置が検知された場合、前記親局装置は、前記レンジング処理を実行して前記不通子局装置に関する前記予備経路ＲＴＴを計測し、前記予備経路ＲＴＴに基づいて前記不通子局装置に対する前記通信制御処理を再開し、
   第１子局装置は、前記正常経路ＲＴＴが第１正常経路ＲＴＴである前記不通子局装置であり、
   第２子局装置は、前記正常経路ＲＴＴが前記第１正常経路ＲＴＴよりも長い第２正常経路ＲＴＴである前記不通子局装置であり、
   第１予備経路ＲＴＴは、前記親局装置と前記第１子局装置との間の前記予備経路ＲＴＴであり、
   第２予備経路ＲＴＴは、前記親局装置と前記第２子局装置との間の前記予備経路ＲＴＴであり、
   前記予備経路ＲＴＴを計測するための前記レンジング処理において、前記親局装置は、前記第１予備経路ＲＴＴが前記第２予備経路ＲＴＴよりも長くなり、前記第２予備経路ＲＴＴが前記第１予備経路ＲＴＴよりも短くなることに基づいて、前記ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズを所定の最大サイズよりも小さく制限する
   光通信システム。
2. 請求項１に記載の光通信システムであって、
   前記予備経路ＲＴＴを計測するための前記レンジング処理において、前記親局装置は、前記予備経路ＲＴＴの想定最大値と想定最小値に基づいて、前記ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの前記サイズを設定し、
   前記親局装置は、
   前記第１予備経路ＲＴＴの前記想定最大値を、所定の最大値以下に設定し、
   前記第２予備経路ＲＴＴが前記第１予備経路ＲＴＴよりも短くなることに基づいて、前記第２予備経路ＲＴＴの前記想定最大値を、前記第１予備経路ＲＴＴの前記想定最大値よりも小さく設定する
   光通信システム。
3. 請求項２に記載の光通信システムであって、
   前記第１予備経路ＲＴＴを計測した後、前記親局装置は、前記第２予備経路ＲＴＴの前記想定最大値を、前記計測された第１予備経路ＲＴＴ以下に設定する
   光通信システム。
4. 請求項２に記載の光通信システムであって、
   第３子局装置は、前記正常経路ＲＴＴが前記複数の子局装置の中で最小の第３正常経路ＲＴＴである子局装置であり、
   前記親局装置は、前記第２予備経路ＲＴＴの前記想定最大値を、前記所定の最大値よりも前記第２正常経路ＲＴＴと前記第３正常経路ＲＴＴとの間の差だけ小さく設定する
   光通信システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光通信システムであって、
   前記予備経路ＲＴＴを計測するための前記レンジング処理において、前記親局装置は、前記予備経路ＲＴＴの想定最大値と想定最小値に基づいて、前記ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの前記サイズを設定し、
   前記親局装置は、前記第１予備経路ＲＴＴが前記第２予備経路ＲＴＴよりも長くなることに基づいて、前記第１予備経路ＲＴＴの前記想定最小値を、所定の最小値よりも大きく設定する
   光通信システム。
6. 請求項５に記載の光通信システムであって、
   第４子局装置は、前記正常経路ＲＴＴが前記複数の子局装置の中で最大の第４正常経路ＲＴＴである子局装置であり、
   前記親局装置は、前記第１予備経路ＲＴＴの前記想定最小値を、前記所定の最小値よりも前記第４正常経路ＲＴＴと前記第１正常経路ＲＴＴとの間の差だけ大きく設定する
   光通信システム。
7. 請求項１に記載の光通信システムであって、
   ＲＴＴ差は、前記第２正常経路ＲＴＴと前記第１正常経路ＲＴＴとの間の差であり、
   前記第１予備経路ＲＴＴを計測した後、前記親局装置は、
   前記計測された第１予備経路ＲＴＴと前記ＲＴＴ差に基づいて、前記第２予備経路ＲＴＴの範囲を推定し、
   前記第２予備経路ＲＴＴの前記推定された範囲に応じた前記ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定して、前記第２予備経路ＲＴＴを計測する
   光通信システム。
8. 光通信システムにおいて複数の子局装置の各々と通信を行う親局装置であって、
   前記複数の子局装置は、ループ状経路に並列に接続され、
   前記親局装置と前記各々の子局装置との間の通信経路は、
   前記親局装置から前記各々の子局装置へ前記ループ状経路を第１方向に向かう正常経路と、
   前記親局装置から前記各々の子局装置へ前記ループ状経路を前記第１方向と反対の第２方向に向かう予備経路と
   を含み、
   前記親局装置は、
   ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗを設定して、前記親局装置と前記各々の子局装置との間の往復伝搬時間（以下、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）と呼ぶ）を計測するレンジング処理と、
   前記ＲＴＴに基づいて、前記各々の子局装置との通信を制御する通信制御処理と
   を実行し、
   前記ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗは、前記レンジング処理の対象である子局装置からの応答信号を受け付けるための期間であり、前記ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗの期間、前記レンジング処理の対象ではない子局装置からの上り通信は一時的に停止し、
   正常経路ＲＴＴは、前記正常経路を介した前記通信の場合の前記ＲＴＴであり、
   予備経路ＲＴＴは、前記予備経路を介した前記通信の場合の前記ＲＴＴであり、
   不通子局装置は、前記複数の子局装置のうち前記正常経路を介した前記通信が不能となった子局装置であり、
   前記不通子局装置が存在しない場合、前記親局装置は、前記正常経路ＲＴＴに基づいて前記各々の子局装置に対する前記通信制御処理を実行し、
   前記不通子局装置が検知された場合、前記親局装置は、前記レンジング処理を実行して前記不通子局装置に関する前記予備経路ＲＴＴを計測し、前記予備経路ＲＴＴに基づいて前記不通子局装置に対する前記通信制御処理を再開し、
   第１子局装置は、前記正常経路ＲＴＴが第１正常経路ＲＴＴである前記不通子局装置であり、
   第２子局装置は、前記正常経路ＲＴＴが前記第１正常経路ＲＴＴよりも長い第２正常経路ＲＴＴである前記不通子局装置であり、
   第１予備経路ＲＴＴは、前記親局装置と前記第１子局装置との間の前記予備経路ＲＴＴであり、
   第２予備経路ＲＴＴは、前記親局装置と前記第２子局装置との間の前記予備経路ＲＴＴであり、
   前記予備経路ＲＴＴを計測するための前記レンジング処理において、前記親局装置は、前記第１予備経路ＲＴＴが前記第２予備経路ＲＴＴよりも長くなり、前記第２予備経路ＲＴＴが前記第１予備経路ＲＴＴよりも短くなることに基づいて、前記ＱｕｉｅｔＷｉｎｄｏｗのサイズを所定の最大サイズよりも小さく制限する
   親局装置。

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