WO2026009286A1

WO2026009286A1 - 光ノード装置、トランシーバ及び接続方法

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Publication number: WO2026009286A1
Application number: PCT/JP2024/023794
Authority: WO
Inventors: 康隆木村; 淳一可児; 慎金子; 智暁吉田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2024-07-01
Filing date: 2024-07-01
Publication date: 2026-01-08
Anticipated expiration: 2027-01-01

Abstract

１台以上の通信装置が接続する複数のポートと、入力された光信号を合波又は分波する少なくとも１台の第１波長合分波部を介して少なくとも１つのポートに接続され、１台以上の通信装置との間で制御信号光の送受信を行う１台以上のトランシーバと、を備え、１台以上のトランシーバは、１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、１台以上の通信装置との間で制御信号の送信タイミングを調整する１台以上のタイミング制御部と、１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、１台以上のタイミング制御部により調整された送信タイミングで、１台以上の通信装置宛ての下り制御信号光を送出する１台以上の送信器と、１台以上の送信器から送出される下り制御信号光を、接続された少なくとも１台の第１波長合分波部に出力する１台以上の第２波長合分波と、を備える光ノード装置。

Description

光ノード装置、トランシーバ及び接続方法

　本発明は、光ノード装置、トランシーバ及び接続方法に関する。

　従来の光通信システムでは、通信装置は、通信を行うために通信相手となる通信装置と接続するための光パスを開通する必要がある。図５及び図６は、従来の光通信システムＳにおける光パスの開通方法を説明するための図である。図５に示すように、従来の光通信システムＳは、複数の通信装置２００－１～２００－３と、複数の通信装置３００－１～３００－３と、複数の制御部４００－１～４００－２と、複数の光ノード装置５００－１～５００－２とを備える。

　なお、通信装置２００－１は、光ノード装置５００－１に接続されておらず、通信装置２００－２～２００－３は、光伝送路を介して光ノード装置５００－１に接続され、通信装置３００－１～３００－３は、光伝送路を介して光ノード装置５００－２に接続されているものとする。光ノード装置５００－１と光ノード装置５００－２は、光伝送路で構成される光通信ＮＷ６００を介して接続される。制御部４００－１は、通信装置２００の管理を行うとともに、光ノード装置５００－１の動作を制御する。制御部４００－２は、通信装置３００の管理を行うとともに、光ノード装置５００－２の動作を制御する。

　光ノード装置５００－１～５００－２は、複数の光伝送路と接続され、各々のポートから入力される光信号を、当該ポートに対する接続ポートとして接続関係が設定されているポートに出力する。ポート間の接続関係は任意に変更又は設定することができる。光ノード装置５００－１～５００－２は、複数の通信装置２００，３００からそれぞれ異なるポートへ入力される光信号を多重して、多重信号光を別のポートから光伝送路に出力することもできる。

　ユーザが、通信装置２００－１を光ノード装置５００－１に新たに接続した場合、新たに接続された通信装置（以下「新規接続装置」という。）の初期接続時に、新規接続装置と制御部４００との間で新規接続装置の登録及び認証に必要な情報のやりとりを行ったり、加入者装置管理制御部４２０から新規接続装置に対して、送受信に用いる発光波長を指示することができる。制御部４００と通信装置２００，３００は、制御信号を、主信号光と同じ光伝送路を用いてやりとりしてもよい。例えば、主信号光と異なる波長を用いて制御信号光を送受信する構成や、ＡＭＣＣ(Auxiliary Management and Control Channel)と呼ばれる低速の制御信号を重畳する構成を用いることができる。ＡＭＣＣ信号には、例えば、通信装置が備える光送受信器の送受信波長、送信光強度、温度などを示す状態情報が含まれる。

　新規接続装置の登録及び認証や波長設定等が完了すると、光ノード制御部４１０は、図６に示すように、新規接続装置である通信装置２００－１から送信される光信号が通信相手となる通信装置３００（例えば、通信装置３００－１）へ転送されるように、光ノード装置５００－１のポート間接続の設定を変更する。同様に、制御部４００－２は、通信装置２００－１から送信される光信号が通信相手となる通信装置３００（例えば、通信装置３００－１）へ転送されるように、光ノード装置５００－２のポート間接続の設定を変更する。これにより、図６に示すように通信装置２００－１と通信装置３００－１とを接続する光パスを開通することができる。

国際公開第２０２１／１３１２０２号

S. Kaneko, M. Yoshino, N. Shibata, R. Igarashi, J. Kani, and T. Yoshida, "Photonic Gateway accommodating all types of wavelength paths for digital-coherent and IM-DD user terminals in all-photonic metro-access converged networks", J. Opt. Commun. and Net., vol.16, no.3, pp.304-316, March 2024, doi: http://doi.org/10.1364/JOCN.503093.

　従来、通信装置２００，３００が制御部４００との間で制御信号をやり取りする構成として、図７に示す構成が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。図７では、一例として通信装置２００と制御部４００との間で制御信号をやり取りする構成を示している。図７に示す構成では、通信装置２００と制御部４００との間で主信号光と異なる波長を用いて制御信号光を送受信し、制御信号光は通信装置２００と光ノード装置との間の区間で主信号光と波長多重されて同じ光伝送路を伝送される。

　通信装置用の光トランシーバとしてコヒーレントトランシーバを用いる場合、一般的に、通信装置２００と光ノード装置５００との間を２本の光伝送路で接続し、上り信号光と下り信号光をそれぞれ異なる光伝送路で伝送する２芯伝送のネットワーク構成をとる必要がある。この場合、図７に示すように通信装置２００が備える送信ポートと光ノード装置が備えるポートとを１本の光伝送路で接続し、通信装置２００が備える受信ポートと光ノード装置が備えるポートとを１本の光伝送路で接続することになる。

　コヒーレントトランシーバは、光強度が強い局発光を、入力される光信号と干渉させてビート成分を信号成分として取り出すことにより高い受信感度を得る。送出する光信号用の光源からの出力光の一部を局発光として用いることにより専用の局発光源が不要となり光トランシーバの経済化を図れるため、このような光トランシーバ構成がとられている。上述したコヒーレントトランシーバを用いて１芯双方向伝送をした場合、光伝送路中の反射などにより光トランシーバに戻ってくる上り信号光と局発光とのビート成分が大きな雑音成分となり下り信号の受信特性が大幅に劣化する。そのため、コヒーレントトランシーバを用いる場合には、２芯伝送のネットワーク構成が広く用いられる。

　図７では、２芯伝送を行う通信装置２００－１は、送信ポート側において、波長λ_１の上り制御信号光と波長λ_２の主信号光を不図示の波長合分波部により波長多重して送出する。また、通信装置２００－１は、受信ポート側において、波長λ_１の下り制御信号光と波長λ_２の主信号光を不図示の波長合分波部により分離してそれぞれ受信する。光ノード装置５００は、各通信装置２００が接続するアクセスポート側に、主信号光と制御信号光を合分波する波長合分波部５３０を備える。

　２芯伝送を行う通信装置２００－１の送信ポートから出力された波長多重信号（上り制御信号光と主信号光）は、波長合分波部５３０により分離される。そして、分離された上り制御信号光は、制御用トランシーバ５２０の受信器で受信される。また、上り制御信号光を受信する制御用トランシーバ５２０と同一の制御用トランシーバ５２０の送信器から出力される波長λ_１の下り制御信号光は、波長合分波部５３０により波長λ_２の主信号光と波長多重されて通信装置２００－１に向けて送出される。

　一方、通信装置用の光トランシーバの種別として、互いに波長が異なる上り信号光と下り信号光を１本の異なる光伝送路で伝送する１芯双方向伝送用の光トランシーバがある。この種類の光トランシーバを備えた１芯双方向伝送を行う通信装置２００－２，２００－３を光ノード装置５００に接続した場合、１芯双方向伝送を行う通信装置２００又は光ノード装置５００のいずれかにおいて制御信号光を受信できなくなる。

　例えば、図７において、通信装置２００－２は、光ノード装置５００が備える制御用トランシーバ５２０の送信器が接続される波長合分波部５３０と光伝送路を介して接続されている。この場合、通信装置２００－２は、光ノード装置５００から送信された下り制御信号光を受信できる。一方で、光ノード装置５００は、通信装置２００－２から送信された上り制御信号光を受信できない。

　また、例えば、図７において、通信装置２００－３は、光ノード装置５００が備える制御用トランシーバ５２０の受信器が接続される波長合分波部５３０と光伝送路を介して接続されている。この場合、光ノード装置５００は、通信装置２００－３から送信された上り制御信号光を受信できる。一方で、通信装置２００－３は、光ノード装置５００から送信された下り制御信号光を受信できない。すなわち、図７に示す従来の制御信号光の送受信構成では、１芯双方向伝送を行う通信装置２００が制御部４００との間で制御信号をやりとりすることができないという問題があった。
００との間で制御信号をやりとりすることができないという問題があった。

　上記事情に鑑み、本発明は、通信装置の伝送方法の種別によらずに、制御部との間で信号のやり取りを行うことができる技術の提供を目的としている。

　本発明の一態様は、１芯双方向伝送又は２芯伝送を行う１台以上の通信装置と、前記１台以上の通信装置を制御する制御装置との間に備えられる光ノード装置であって、前記１台以上の通信装置が接続する複数のポートと、入力された光信号を合波又は分波する少なくとも１台の第１波長合分波部を介して少なくとも１つのポートに接続され、前記１台以上の通信装置との間で制御信号光の送受信を行う１台以上のトランシーバと、を備え、前記１台以上のトランシーバは、前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、前記１台以上の通信装置との間で制御信号の送信タイミングを調整する１台以上のタイミング制御部と、前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、前記１台以上のタイミング制御部により調整された前記送信タイミングで、前記１台以上の通信装置宛ての下り制御信号光を送出する１台以上の送信器と、前記１台以上の送信器から送出される前記下り制御信号光を、接続された少なくとも１台の前記第１波長合分波部に出力する１台以上の第２波長合分波と、を備える光ノード装置である。

　本発明の一態様は、接続された１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、前記１台以上の通信装置との間で制御信号の送信タイミングを調整する１台以上のタイミング制御部と、前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、前記１台以上のタイミング制御部により調整された前記送信タイミングで、前記１台以上の通信装置宛ての下り制御信号光を送出する１台以上の送信器と、前記１台以上の送信器から送出される前記下り制御信号光を、前記１台以上の通信装置が接続された第１波長合分波部に出力する１台以上の第２波長合分波と、を備えるトランシーバである。

　本発明の一態様は、１芯双方向伝送又は２芯伝送を行う１台以上の通信装置と、前記１台以上の通信装置を制御する制御装置との間に備えられる光ノード装置が行う接続方法であって、前記１台以上の通信装置が接続する複数のポートのうち、入力された光信号を合波又は分波する少なくとも１台の第１波長合分波部を介して少なくとも１つのポートに接続され、前記１台以上の通信装置との間で制御信号光の送受信を行う１台以上のトランシーバが、前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、前記１台以上の通信装置との間で制御信号の送信タイミングを調整し、前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、調整された前記送信タイミングで、前記１台以上の通信装置宛ての下り制御信号光を送出し、前記１台以上の送信器から送出される前記下り制御信号光を、接続された少なくとも１台の前記第１波長合分波部に出力する、接続方法である。

　本発明により、通信装置の伝送方法の種別によらずに、制御部との間で信号のやり取りを行うことが可能となる。

第１の実施形態における光通信システムの構成例を示す図である。第１の実施形態における光通信システムが行う初期接続方法を説明するための図である。第１の実施形態における光通信システムが行う初期接続方法の処理の流れを示すシーケンス図である。第２の実施形態における光通信システムの構成例を示す図である。従来の光通信システムにおける光パスの開通方法を説明するための図である。従来の光通信システムにおける光パスの開通方法を説明するための図である。従来の光通信システムにおける課題を説明するための図である。

（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態における光通信システム１００の構成例を示す図である。光通信システム１００は、光ノード装置１０と、制御部２０を備える。光ノード装置１０には、光伝送路Ｌを介して１台以上の通信装置３０，４０が接続される。光伝送路Ｌは、例えば光ファイバである。図１に示す例では、光ノード装置１０には、光伝送路Ｌを介して３台の通信装置３０，４０が接続されているが、通信装置３０，４０は１台以上であればよい。

　光通信システム１００において、通信装置３０は２芯伝送を行う装置であり、通信装置４０－１，４０－２は１芯双方向伝送を行う装置である。２芯伝送を行う通信装置３０は、送信用と受信用とで異なる光伝送路Ｌ（２本の光伝送路Ｌ）を介して光ノード装置１０に接続される。１芯双方向伝送を行う通信装置４０－１，４０－２は、送受信用で同一の光伝送路Ｌ（１本の光伝送路Ｌ）を介して光ノード装置１０に接続される。

　なお、図１では、説明の簡単化のため記載を省略しているが、光通信システム１００は、図５に示すように複数の光ノード装置と、複数の制御部を備えてもよい。光通信システム１００は、光ノード装置毎に制御部を備えてもよいし、複数の光ノード装置に対して１台の制御部を備えてもよい。光ノード装置１０は、１台の通信装置３０，４０が接続されるポートとは異なるポートにおいて、光伝送路Ｌを介して他の光ノード装置又は通信装置が接続される。以下の実施形態においても同様である。

　以下の説明では、通信装置３０，４０から制御部２０に向かう方向を上り方向とし、制御部２０から通信装置３０，４０に向かう方向を下り方向とする。光ノード装置１０の台数は、特に限定されない。

[光ノード装置１０の構成]
　光ノード装置１０は、波長ネットワークを構成するノード装置であり、１台以上の通信装置３０，４０を収容する。光ノード装置１０は、複数のポート１１と、複数の波長合分波部１２と、複数の制御用トランシーバ１３を備える。なお、図１では、説明の簡単化のため、光ノード装置１０が、制御部２０と各通信装置３０，４０との間で制御信号光の送受信を行うための構成のみを示している。しかし、光ノード装置１０は、光信号を他の光ノード装置又は通信装置に転送するための転送機能も備える。

　複数のポート１１には、光伝送路Ｌを介して１台以上の通信装置３０，４０が接続される。通信装置３０は２芯伝送を行う装置であるため、２本の光伝送路Ｌを介して２つのポート１１に接続される。図１に示す例では、通信装置３０は、２本の光伝送路Ｌを介してポート１１－１とポート１１－２に接続されている。

　通信装置４０－１，４０－２は１芯双方向伝送を行う装置であるため、１本の光伝送路Ｌを介して１つのポート１１に接続される。図１に示す例では、通信装置４０－１は、１本の光伝送路Ｌを介してポート１１－４に接続されている。通信装置４０－２は、１本の光伝送路Ｌを介してポート１１－５に接続されている。なお、各通信装置３０，４０は、光ノード装置１０が備えるいずれかのポート１１であれば、どのポート１１に接続されてもよい。

　波長合分波部１２は、ポート１１毎に設置され、異なる制御用トランシーバ１３に接続される。波長合分波部１２－ｍ（ｍは１以上の整数）は、第１ポートと、第２ポートと、第３ポートを有する。波長合分波部１２－ｍ（ｍは１以上の整数）が有する第１ポートは、光配線を介してポート１１－ｍ（ｍは１以上の整数）に接続される。波長合分波部１２－ｍ（ｍは１以上の整数）が有する第２ポートは、光配線を介して制御用トランシーバ１３－ｍ（ｍは１以上の整数）に接続される。波長合分波部１２－ｍ（ｍは１以上の整数）が有する第３ポートは、光配線を介して転送機能に接続される。

　波長合分波部１２－ｍは、ポート１１－ｍから入力された多重信号光（例えば、上り制御信号光と主信号光の多重信号光）を分離する。波長合分波部１２－ｍは、分離した上り制御信号光を制御用トランシーバ１３－ｍに向けて出力する。波長合分波部１２－ｍは、分離した主信号光を後段の転送機能に出力する。このように、波長合分波部１２－ｍは、第１ポートから入力した多重信号光を分離して第２ポート及び第３ポートから出力する機能を持つ。

　また、波長合分波部１２－ｍは、制御用トランシーバ１３－ｍから出力される下り制御信号光を、転送機能から出力される主信号光と波長多重してポート１１－ｍを介して通信装置３０，４０に向けて出力する。このように、波長合分波部１２－ｍは、第２ポートから入力した光信号（下り制御信号光）と、第３ポートから入力した光信号（主信号光）とを波長多重して第１ポートから出力する機能を持つ。

　波長合分波部１２－ｍは、ポート１１－ｍと光配線を介して接続されている。そのため、上り制御信号光と主信号光の分離、及び、下り制御信号光と主信号光の波長多重は、光信号の送出元又は宛先である通信装置３０，４０の伝送方法の種別(２芯伝送、又は、１芯双方向伝送)によらずに行われる。

　波長合分波部１２－ｍとして、例えば、下り制御信号光の波長及び上り制御信号光の波長を反射し、通信装置３０，４０が送出しうる主信号光の波長帯域を透過する波長特性を有する波長フィルタを用いることができる。波長フィルタの波長特性は、下り制御信号光の波長及び上り制御信号光の波長を透過し、通信装置３０，４０が送出しうる主信号光の波長帯域を反射する特性であってもよい。

　制御用トランシーバ１３は、１芯双方向伝送タイプのトランシーバである。１芯双方向伝送タイプのトランシーバとは、１本の光伝送路Ｌを介して光信号の送受信を行うことができるトランシーバである。制御用トランシーバ１３は、２芯伝送を行う通信装置３０との間では連続光により通信を行う。すなわち、制御用トランシーバ１３は、２芯伝送を行う通信装置３０に対して、下り制御信号光を連続光で送信する。

　制御用トランシーバ１３は、１芯双方向伝送を行う通信装置４０との間では時分割多重により通信を行う。すなわち、制御用トランシーバ１３は、１芯双方向伝送を行う通信装置３０に対して、下り制御信号光をバースト光で送信する。このように、すなわち、制御用トランシーバ１３は、１芯双方向伝送を行う通信装置４０との間において、通信装置４０が制御信号を送信するタイミングと、制御用トランシーバ１３が制御信号を送信するタイミングとが重ならないように送信時間の調整を行って通信を行う。

　制御用トランシーバ１３－ｍは、波長合分波部１３１と、受信器１３２と、送信器１３３と、タイミング制御部１３４を備える。

　波長合分波部１３１は、送信器１３３から送出される下り制御信号光の波長を反射、上り制御信号光の波長を透過する波長特性を有する。波長合分波部１３１は、第１ポートと、第２ポートと、第３ポートを有する。波長合分波部１３１が有する第１ポートは、送信器１３３に接続される。波長合分波部１３１が有する第２ポートは、光配線を介して波長合分波部１２に接続される。波長合分波部１３１が有する第３ポートは、受信器１３２に接続される。

　波長合分波部１３１は、第１のポートに入力される下り制御信号光を第２のポートから波長合分波部１２に向けて出力し、第２のポートに入力される上り制御信号光を第３のポートから受信器１３２に向けて出力する。波長合分波部１３１の波長特性は、下り制御信号光の波長を透過し、上り制御信号光の波長を反射する特性であってもよい。

　受信器１３２は、上り制御信号光を受信する。例えば、受信器１３２は、波長合分波部１３１の第３のポートから出力される上り制御信号光を受信する。受信器１３２は、受信した上り制御信号光を制御部２０に出力する。

　送信器１３３は、下り制御信号光を所定の波長で送出する。送信器１３３は、２芯伝送を行う通信装置３０と、１芯双方向伝送を行う通信装置４０それぞれに対して下り制御信号光を送信する。送信器１３３が２芯伝送を行う通信装置３０に対して下り制御信号光を送信する場合、下り制御信号光は通信装置３０が送信する上り制御信号光とは異なる経路で伝送される。そのため、送信器１３３は、制御部２０から制御信号が得られたタイミングで下り制御信号光は通信装置３０に送信すればよい。

　しかし、送信器１３３が１芯双方向伝送を行う通信装置４０に対して下り制御信号光を送信する場合、下り制御信号光は通信装置４０が送信する上り制御信号光とは同じ経路で伝送される。そのため、１芯双方向伝送を行う通信装置４０と接続している制御用トランシーバ１３は通信装置４０との間で事前に制御信号を送信するタイミングを決定する。例えば、制御用トランシーバ１３は、通信装置４０が上り制御信号光を送信するタイミングと衝突しないタイミング（通信装置４０が上り制御信号光を送信するタイミングとは異なるタイミング）を決定する。

　送信器１３３は、タイミング制御部１３４による送信タイミングで、所定の波長の下り制御信号光を波長合分波部１３１の第１のポートに送出する。これにより、送信器１３３が送信する下り制御信号光と、通信装置４０が送信する上り制御信号光とが異なるタイミングで送信されることになる。光ノード装置１０と通信装置４０とは、時分割多重により通信を行うため、制御信号用送信器４１は光ノード装置１０が制御信号を送信しないタイミングで、上り制御信号光を所定の波長で送出する。

　タイミング制御部１３４は、１芯双方向伝送を行う通信装置４０が光ノード装置１０に接続された場合、通信装置４０との間で制御信号の送信タイミングを調整する。例えば、タイミング制御部１３４は、制御用トランシーバ１３が下り制御信号光を送信する時間帯と、通信装置４０が上り制御信号光を送信する時間帯とが重複しないように、互いの制御信号の送信タイミングを調整する。タイミング制御部１３４は、調整した送信タイミングで、送信器１３３から下り制御信号光を送出させる。例えば、タイミング制御部１３４は、光ノード装置１０が制御信号を送信可能な時間帯において、送信器１３３から下り制御信号光を送出させる。

　なお、光ノード装置１０に接続された通信装置が、１芯双方向伝送を行う通信装置であるか２芯伝送を行う通信装置であるかは、光ノード装置１０に接続した通信装置からの申告により特定することができる。

　図１に示すように、各制御用トランシーバ１３は、異なる波長合分波部１２に接続される。例えば、制御用トランシーバ１３－ｍは、波長合分波部１２－ｍに接続される。制御信号光は、制御用トランシーバ１３と通信装置３０との間において１芯双方向で伝送される。そのため、制御用トランシーバ１３が通信装置３０宛に向けて出力する下り制御信号光の波長と、通信装置３０が制御用トランシーバ１３に向けて出力する上り制御信号光の波長は、互いに異なる波長とすることが望ましい。

　また、各制御用トランシーバ１３が、異なる波長合分波部１２を介してポート１１に接続されているため、各ポート１１と各制御用トランシーバ１３は１対１で対応付けることができる。すなわち、ポート１１－ｍには制御用トランシーバ１３－ｍが接続されていると対応付けることができる。

　なお、制御用トランシーバ１３に向けて出力する上り制御信号光の波長は、２芯伝送を行う通信装置３０と１芯双方向伝送を行う通信装置４０－１，４０－２とで共通であってもよい。なお、第１の実施形態では、通信装置３０，４０の伝送方法の種別によらず、制御用トランシーバ１３が送信する下り制御信号光の波長をλ_１とし、通信装置３０が送信する上り制御信号光の波長をλ_１としている。

[制御部２０の構成]
　制御部２０は、光ノード装置１０の制御と、通信装置３０，４０の制御とを行う。ここで、光ノード装置１０の制御とは、例えば制御用トランシーバ１３による下り制御信号光の送信制御や、転送機能におけるポート間の接続設定（例えば、転送経路の設定）等である。通信装置３０，４０の制御とは、例えば新規接続装置との間での認証及び登録等の処理、通信装置３０，４０に対する発光波長の割り当て、光停止指示及び波長変更の指示等である。

　制御部２０は、光ノード装置１０に接続される通信装置３０，４０（例えば、既に光ノード装置１０に接続されている通信装置３０，４０や、新規接続装置を含む）に対する上述した制御を行う。さらに制御部２０は、通信装置３０，４０が、通信相手となる加入者装置との間で通信を行えるように、光ノード装置１０における経路制御等を行う。さらに制御部２０は、各制御用トランシーバ１３と接続しており、各制御用トランシーバ１３から下り制御信号光を送信させる。

　さらに、制御部２０は、制御用トランシーバ１３で受信された上り制御信号光に基づいて、新規接続装置が接続されたポートを特定する。上述したように、各ポート１１と各制御用トランシーバ１３は１対１で対応付けられる。そのため、制御部２０は、上り制御信号光が受信された制御用トランシーバ１３に対応付けられるポート１１に新規接続装置が接続していると認識することができる。

　また、制御部２０は、各通信装置３０，４０が光伝送路Ｌを介して接続する光ノード装置１０のポートに関するポート管理情報を保持する。例えば、ポート管理情報には、光ノード装置１０が備える複数のポート１１のうち、ペアとなるポートを示す情報が登録されている。したがって、制御部２０は、新規接続装置と接続しているポート１１を特定した場合、特定したポート１１とペアになっている他のポート１１を特定することができる。以下、ペアとなっている２つのポート１１を１対のポート１１と記載する場合もある。

[２芯伝送を行う通信装置３０の構成]
　通信装置３０は、２芯伝送を行う。通信装置３０は、制御信号用送信器３１と、制御信号用受信器３２と、主信号用送信器３３と、主信号用受信器３４と、波長合分波部３５と、波長合分波部３６を備える。

　制御信号用送信器３１は、制御信号の送信に用いられる送信器である。制御信号用送信器３１は、上り制御信号光を所定の波長で送出する。制御信号用受信器３２は、制御信号の受信に用いられる受信器である。制御信号用受信器３２は、光ノード装置１０から送信された下り制御信号光を受信する。制御信号用受信器３２は、光信号を検波及び復調する機能を持つ。

　主信号用送信器３３は、主信号の送信に用いられる送信器である。主信号用送信器３３は、通信相手の通信装置に向けて主信号光を送出する。通信装置３０が備える主信号用送信器３３が送出する主信号光の波長は、制御部２０が通信装置３０に対して割り当てて、制御部２０から通知されてもよい。波長の通知は、下り制御信号として通知することが可能である。主信号用受信器３４は、主信号の受信に用いられる受信器である。主信号用受信器３４は、通信相手の通信装置から送出された主信号光を受信する。

　なお、２芯伝送を行う通信装置３０が、光信号用の光源からの出力光の一部を局発光として用いる構成である場合、送信波長と受信波長は同じ波長が割り当てられる。一例として、２芯伝送を行う通信装置３０には、送信波長と受信波長として波長λ_２が割り当てられているものとして説明する。

　波長合分波部３５は、通信装置３０の送信ポートに接続される。送信ポートは、光信号の送信に利用されるポートである。波長合分波部３５は、制御信号用送信器３１から送出される上り制御信号光と、主信号用送信器３３から送出される主信号光を波長多重し、多重信号光を送信ポートから光ノード装置１０に向けて出力する。

　波長合分波部３６は、通信装置３０の受信ポートに接続される。受信ポートは、光信号の受信に利用されるポートである。波長合分波部３６は、光ノード装置１０側から入力される多重信号光（例えば、下り制御信号光と主信号光の多重信号光）を分離する。波長合分波部３６は、分離した下り制御信号光を制御信号用受信器３２に出力し、分離した主信号光を主信号用受信器３４に出力する。

　ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）等の伝送装置で構成される２芯伝送に基づく現行の伝送ネットワークでは２本の光伝送路を同じ波長の監視制御信号を用いて監視する構成が多く用いられるが、図１の構成で上り制御信号光の波長と下り制御信号光の波長が異なる場合、２芯伝送を行う通信装置３０と光ノード装置１０を接続する２本の光伝送路に互いに異なる波長の制御信号光が伝送される。

　２芯伝送を行う通信装置３０を光ノード装置１０に接続するためには、２本の光伝送路Ｌを引き込んで通信装置３０の送信ポート及び受信ポートにそれぞれ接続することになる。この際、ユーザは、制御部２０にペアとして登録されている未使用の１対の光伝送路Ｌを通信装置３０の送信ポート及び受信ポートに接続する。この時、ユーザは、１対の光伝送路Ｌのうちいずれを通信装置３０の送信ポートに接続してもよい。

[１芯双方向伝送を行う通信装置４０の構成]
　通信装置４０は、１芯双方向伝送を行う。１芯双方向伝送を行う通信装置４０は、制御信号用送信器４１と、制御信号用受信器４２と、主信号用送信器４３と、主信号用受信器４４と、波長合分波部４５と、タイミング制御部４６を備える。

　制御信号用送信器４１は、制御信号の送信に用いられる送信器である。制御信号用送信器４１は、タイミング制御部４６により指示された送信タイミングで、上り制御信号光を所定の波長で送出する。通信装置４０と光ノード装置１０とは、時分割多重により通信を行うため、制御信号用送信器４１は光ノード装置１０が制御信号を送信しないタイミングで、上り制御信号光を所定の波長で送出する。

　制御信号用受信器４２は、制御信号の受信に用いられる受信器である。制御信号用受信器４２は、光ノード装置１０から送信された下り制御信号光を受信する。通信装置４０と光ノード装置１０とは、時分割多重により通信を行うため、制御信号用受信器４２は、制御信号用送信器４１が上り制御信号を送信しないタイミングで下り制御信号光を受信する。制御信号用受信器４２は、光信号を検波及び復調する機能を持つ。

　ここで通信装置４０－１，４０－２には、制御信号の送信波長及び制御信号の受信波長として、波長λ_１が割り当てられているものとする。１芯双方向伝送を行う通信装置４０が備えるタイミング制御部４６と、制御用トランシーバ１３が備えるタイミング制御部１３４との間で上り制御信号と下り制御信号の送信時間の調整を行うことで時分割多重による制御信号の１芯双方向伝送を実現する。

　主信号用送信器４３は、主信号の送信に用いられる送信器である。主信号用送信器３３は、通信相手の通信装置に向けて主信号光を送出する。通信装置３０が備える主信号用送信器３３が送出する主信号光の波長は、制御部２０が通信装置３０に対して割り当てて、制御部２０から通知されてもよい。波長の通知は、下り制御信号として通知することが可能である。主信号用受信器３４は、主信号の受信に用いられる受信器である。主信号用受信器３４は、通信相手の通信装置から送出された主信号光を受信する。

　通信装置４０－１及び４０－２が備える主信号用送信器４３が送出する主信号光の波長は、制御部２０が通信装置４０に対して割り当てて、制御部２０から通知されてもよい。波長の通知は、下り制御信号として通知することが可能である。

　なお、通信装置４０－１及び４０－２は、一般的に送信波長と受信波長を変えて波長多重するか、送信波長と受信波長を送信する時間が重ならないように時分割多重することが必要である。一例として、通信装置４０－１には、主信号の送信波長としてλ_３が割り当てられ、主信号の受信波長λ_３´が割り当てられているものとして説明する。また、一例として、通信装置４０－２には、主信号の送信波長としてλ_４が割り当てられ、主信号の受信波長λ_４´が割り当てられているものとして説明する。これにより、主信号は波長多重により１芯双方向伝送が実現される。

　波長合分波部４５は、通信装置４０の送受信ポートに接続される。送受信ポートは、光信号の送信及び受信の両方に利用されるポートである。波長合分波部４５は、制御信号用送信器４１から送出される上り制御信号光と、主信号用送信器４３から送出される主信号光を波長多重し、多重信号光を送受信ポートから光ノード装置１０に向けて出力する。波長合分波部４５は、光ノード装置１０側から入力される多重信号光（例えば、下り制御信号光と主信号光の多重信号光）を分離する。波長合分波部４５は、分離した下り制御信号光を制御信号用受信器４２に出力し、分離した主信号光を主信号用受信器４４に出力する。

　タイミング制御部４６は、光ノード装置１０に接続された場合、光ノード装置１０との間で制御信号の送信タイミングを調整する。例えば、タイミング制御部４６は、制御用トランシーバ１３が下り制御信号光を送信する時間帯と、通信装置４０が上り制御信号光を送信する時間帯とが重複しないように、互いの制御信号の送信タイミングを調整する。タイミング制御部４６は、調整した送信タイミングで、制御信号用送信器４１から上り制御信号光を送出させる。例えば、タイミング制御部４６は、通信装置４０が制御信号を送信可能な時間帯において、制御信号用送信器４１から上り制御信号光を送出させる。

　１芯双方向伝送を行う通信装置４０を光ノード装置１０に接続する場合には、未使用の光伝送路Ｌの中から１本を引き込んで通信装置４０の送受信ポートに接続することになる。

　光パス開通前の通信装置３０，４０は、光ノード装置１０に新たに接続されると、制御部２０との間で、登録及び認証や光パス開通に必要な情報のやりとりを行う。光パス開通に必要な情報とは、例えば送受信に利用する波長の情報や、通信対象となる通信装置を示す情報等である。通信装置３０，４０は、制御部２０に対する上り制御信号光を、主信号光とは異なる波長の光信号として出力してもよい。通信装置３０，４０は、例えば加入者宅内に設置されるＯＮＵ（Optical Network Unit）である。

　図１に示す構成では、２芯伝送を行う通信装置３０は、１台の制御用トランシーバ１３（例えば、制御用トランシーバ１３－１）に向けて制御信号用送信器３１から上り制御信号光を送出し、他の１台の制御用トランシーバ１３（例えば、制御用トランシーバ１３－２）が送出する下り制御信号光を制御信号用受信器３２で受信することができる。すなわち、２芯伝送を行う通信装置３０は、２台の制御用トランシーバ１３を用いて制御部２０との間で制御信号をやりとりすることができる。

　また、１芯双方向伝送を行う通信装置４０－１，４０－２は、２芯伝送を行う通信装置３０との通信に用いられる制御用トランシーバ１３と同様の機能を持つ１台の制御用トランシーバ１３（例えば、制御用トランシーバ１３－４，１３－５）との間で、上り制御信号光と下り制御信号光を時分割多重で１芯双方向伝送することにより、制御部２０との間で制御信号をやりとりすることができる。

（初期接続方法）
　次に図２を用いて、新たな通信装置３０，４０が光ノード装置１０に接続された場合に、制御部２０が新規接続装置に対して認証及び登録の処理を行うための初期接続方法について説明する。

（初期接続方法）
　第１の実施形態における初期接続方法は、新規接続装置が、認証及び登録のために制御信号を制御部２０とやり取りする際に、伝送方法の種別（１芯双方向伝送又は２芯伝送）を申告することによって初期接続を行う方法である。図２は、第１の実施形態における光通信システム１００が行う初期接続方法を説明するための図である。

　図２では、２芯伝送を行う通信装置３０と、１芯双方向伝送を行う通信装置４０－１，４０－２が、光ノード装置１０に新たに接続された場合を示している。初期接続方法を説明するにあたり、一対のポート１１は予めポート管理情報に登録されているものとする。例えば、一対のポート１１として、ポート１１－１とポート１１－２のペア、ポート１１－３とポート１１－４のペア、ポート１１－５とポート１１－６のペアがポート管理情報に一対のポート１１として登録されているとする。

　まず、２芯伝送を行う通信装置３０が光ノード装置１０に新たに接続されたとする。例えば、通信装置３０が、光ノード装置１０のポート１１－１，１１－２に光伝送路Ｌを介して接続されたとする。２芯伝送を行う通信装置３０が光ノード装置１０に接続された場合、通信装置３０の制御信号用送信器３１は、自装置の伝送方法の種別(２芯伝送)を示す種別情報を含む上り制御信号を光信号に変換して上り制御信号光として送出する。

　通信装置３０から送出された上り制御信号光は、光ノード装置１０のポート１１－１に入力される。ポート１１－１と波長合分波部１２－１を介して接続する制御用トランシーバ１３－１は、通信装置３０の制御信号用送信器３１－１から送出される上り制御信号光を受信することができる。制御用トランシーバ１３－１の受信器１３２は、上り制御信号光を検波及び復調することによって得られた上り制御信号を制御部２０に出力する。制御部２０は、上り制御信号に含まれる種別情報により、通信装置３０が２芯伝送を行う通信装置であることを認識できる。

　制御部２０は、通信装置３０が２芯伝送を行う通信装置である場合、ポート管理情報を参照し、上り制御信号光を受信した制御用トランシーバ１３－１と波長合分波部１２－１を介して接続するポート１１－１とペアとして登録されているポート１１を特定する。そして、制御部２０は、特定したポート１１－２と波長合分波部１２－２を介して接続する制御用トランシーバ１３－２から、通信装置３０宛の下り制御信号を送出させる。これにより、２芯伝送を行う通信装置３０は、２台の制御用トランシーバ１３－１，１３－２を用いて制御部２０との間で制御信号のやりとりを開始することができる。その結果、制御部２０は、通信装置３０の認証及び登録の処理を進めることができる。

　なお、制御部２０からの制御により、光ノード装置１０は通信装置３０の送信器が接続するポート１１－１と波長合分波部１２－１を介して接続する制御用トランシーバ１３－１の送信器１３３の発光を停止してもよい。

　次に、１芯双方向伝送を行う通信装置４０－１が光ノード装置１０に新たに接続されたとする。例えば、通信装置４０－１が、光ノード装置１０のポート１１－４に光伝送路Ｌを介して接続されたとする。１芯双方向伝送を行う通信装置４０－１が光ノード装置１０に接続された場合、通信装置４０－１の制御信号用送信器４１－１は、自装置の伝送方法の種別(１芯双方向伝送)を示す種別情報を含む上り制御信号を光信号に変換して上り制御信号光として送出する。

　通信装置４０－１から送出された上り制御信号光は、光ノード装置１０のポート１１－４に入力される。光ノード装置１０は、ポート１１毎に、波長合分波部１２を介して１芯双方向伝送用の制御用トランシーバ１３を備えている。そのため、１芯双方向伝送を行う通信装置４０－１が接続された場合、通信装置４０－１がいずれのポート１１と接続するかに関わらず、光ノード装置１０が備えるいずれかの制御用トランシーバ１３は通信装置４０－１が送出する上り制御信号光を受信することができる。制御用トランシーバ１３－４の受信器１３２は、上り制御信号光を検波及び復調することによって得られた上り制御信号を制御部２０に出力する。制御部２０は、上り制御信号に含まれる種別情報により、通信装置４０－１が１芯双方向伝送を行う通信装置であることを認識できる。

　制御部２０は、通信装置４０－１が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合、通信装置４０－１が接続されている制御用トランシーバ１３－４に対して１芯双方向伝送を行う通信装置であることを通知する。その結果、制御用トランシーバ１３－４は、接続されている通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置であることを把握することができる。これにより、通信装置４０－１のタイミング制御部４６－１と、制御用トランシーバ１３のタイミング制御部１３４との間で制御信号の送信タイミングの調整を行うことができる。したがって、時分割多重による制御信号の１心双方向通信が可能となる。

　これにより、１芯双方向伝送を行う通信装置４０－１は、１台の制御用トランシーバ１３－４を用いて制御部２０との間で制御信号のやりとりを開始することができる。制御用トランシーバ１３－４は、２芯伝送を行う通信装置３０との通信に用いられるものと同じ構成を備える制御用トランシーバ１３である。その結果、制御部２０は、通信装置３０の認証及び登録の処理を進めることができる。

　なお、制御部２０からの制御により、光ノード装置１０は通信装置４０－１の送信器が接続するポート１１－４のペアとして登録されているポート１１－３と波長合分波部１２－３を介して接続する制御用トランシーバ１３－３の送信器１３３の発光を停止してもよい。

　さらに、光ノード装置１０は、通信装置４０－１からの申告により通信装置４０－１が１芯双方向伝送を行う通信装置であることを把握した場合、通信装置４０－１が接続するポート１１－４のペアとしてポート管理情報に登録されている登録されているポート１１－３のペアリングを解消してもよい。この場合、ペアを解消したポート１１－３は未使用状態のままであるため、制御部２０はこの後に新たに接続する１芯双方向伝送を行う通信装置４０を接続するポート１１として用いてもよい。

　なお、図２では記載を省略しているが、上記の初期接続方法における手順の間、通信装置４０内の主信号用送信器４３は発光していてもよい。

　上述した初期接続方法では、新たな通信装置３０が光ノード装置１０に接続された場合、通信装置３０の伝送方法の種別(２芯伝送又は１芯双方向伝送)によらずに上り制御信号光がいずれかの制御用トランシーバ１３で受信され、制御部２０は新たな通信装置３０の種別を認識できる。その結果、制御部２０は、新たな通信装置３０が下り制御信号を受信できるよう、制御用トランシーバ１３を制御することができる。そのため、初期接続手順を進めることができる。

　図３は、第１の実施形態における光通信システム１００が行う初期接続方法の処理の流れを示すシーケンス図である。
　ユーザが、２本の光伝送路Ｌを通信装置３０に接続することによって光ノード装置１０に接続したとする（ステップＳ１０１）。その結果、図２に示すように、通信装置３０の波長合分波部３５が、光伝送路Ｌを介して光ノード装置１０のポート１１－１に接続され、通信装置３０の波長合分波部３６が、光伝送路Ｌを介して光ノード装置１０のポート１１－２に接続されたとする。

　しかし、制御部２０においては、光ノード装置１０の複数のポート１１のうち、いずれのポート１１に通信装置３０が接続されているのかは把握できない。通信装置３０は、光ノード装置１０に接続した後、種別情報を含む上り制御信号を生成する。通信装置３０の制御信号用送信器３１－１は、生成した上り制御信号を光信号に変換して上り制御信号光として送出する（ステップＳ１０２）。

　通信装置３０の制御信号用送信器３１－１から送出された上り制御信号光は、光ノード装置１０のポート１１－１に入力される。ポート１１－１に入力された上り制御信号光は、波長合分波部１２－１により制御用トランシーバ１３－１に向けて出力される。制御用トランシーバ１３－１の波長合分波部１３１は、波長合分波部１２－１から出力された上り制御信号光を受信器１３２に出力する。受信器１３２は、上り制御信号光を検波及び復調する。受信器１３２は、復調後の上り制御信号を不図示の制御線を介して制御部２０に出力する（ステップＳ１０３）。

　制御部２０は、上り制御信号の受信に応じて、新規接続装置が光ノード装置１０に接続されたことを把握する。さらに、制御部２０は、上り制御信号に含まれる種別情報により、通信装置３０が２芯伝送を行う通信装置であることを認識する（ステップＳ１０４）。また、制御部２０は、上り制御信号を出力した受信器１３２を備える制御用トランシーバ１３－１に対応付けられているポート１１－１に新規接続装置が接続されたと特定する。

　通信装置３０が２芯伝送を行う場合には、送信用に利用する光伝送路Ｌと受信用に利用する光伝送路Ｌとが異なる。したがって、上り制御信号光が入力されたポート１１－１には、通信装置３０の送信ポートが接続されていることになる。そこで、制御部２０は、特定したポート１１－１が新規接続装置の送信ポートと接続していると認識することができる。

　なお、ポート１１に入力される光を検知する光検知部がポート１１毎に備えられ、制御部２０が光検知部の検知結果に基づいて新規接続装置が接続されたポート１１を特定してもよい。この場合、光の入力を検知した光検知部は、光検知部を識別するための識別情報と、光の入力を検知したことを示す情報（例えば、光強度の値）を含むポート識別情報を制御部２０に送信する。制御部２０が、光検知部の識別情報と各ポート１１とを対応付けた情報を保持することで、ポート識別情報に含まれる光検知部の識別情報に基づいて、光が入力されたポート１１を特定することができる。なお、光検知部が、光入力を検知する対象は、上り制御信号光であってもよいし、主信号光であってもよい。

　その後、制御部２０は、ポート管理情報を参照し、特定したポート１１－１のペアとして登録されているポート１１－２を特定する。通信装置３０の送信ポートと受信ポートには、一対のポート１１が光伝送路Ｌを介して接続されている。そのため、ポート１１－１のペアとして登録されているポート１１－２には、通信装置３０の受信ポートが接続されていることになる。そこで、制御部２０は、特定したポート１１－２と波長合分波部１２－２を介して接続する制御用トランシーバ１３－２から、下り制御信号を送信させる。これにより、制御部２０は、通信装置３０との間で認証及び登録や光パス開通に必要な情報を含む制御信号光のやり取りを行う（ステップＳ１０５）。

　次に、ユーザが、１本の光伝送路Ｌを通信装置４０－１に接続することによって光ノード装置１０に接続したとする（ステップＳ１０６）。その結果、図２に示すように、通信装置４０－１の波長合分波部４５－１が、光伝送路Ｌを介して光ノード装置１０のポート１１－４に接続されたとする。

　しかし、制御部２０においては、光ノード装置１０の複数のポート１１のうち、いずれのポート１１に通信装置４０－１が接続されているのかは把握できない。通信装置４０－１は、光ノード装置１０に接続した後、種別情報を含む上り制御信号を生成する。通信装置４０－１の制御信号用送信器４１－１は、生成した上り制御信号を光信号に変換して上り制御信号光として送出する（ステップＳ１０７）。

　通信装置４０－１の制御信号用送信器４１－１から送出された上り制御信号光は、光ノード装置１０のポート１１－４に入力される。ポート１１－４に入力された上り制御信号光は、波長合分波部１２－４により制御用トランシーバ１３－４に向けて出力される。制御用トランシーバ１３－４の波長合分波部１３１は、波長合分波部１２－４から出力された上り制御信号光を受信器１３２に出力する。受信器１３２は、上り制御信号光を検波及び復調する。受信器１３２は、復調後の上り制御信号を不図示の制御線を介して制御部２０に出力する（ステップＳ１０８）。

　制御部２０は、上り制御信号の受信に応じて、新規接続装置が光ノード装置１０に接続されたことを把握する。さらに、制御部２０は、上り制御信号に含まれる種別情報により、通信装置４０－１が１芯双方向伝送を行う通信装置であることを認識する（ステップＳ１０９）。また、制御部２０は、上り制御信号を出力した受信器１３２を備える制御用トランシーバ１３－４に対応付けられているポート１１－４に新規接続装置が接続されたと特定する。

　通信装置４０－１が１芯双方向伝送を行う場合には、送信用に利用する光伝送路Ｌと受信用に利用する光伝送路Ｌとは同一である。そこで、制御部２０は、特定したポート１１－４と波長合分波部１２－４を介して接続する制御用トランシーバ１３－４から、下り制御信号を送信させる。制御部２０は、種別情報を含む下り制御信号を制御用トランシーバ１３－４に出力する（ステップＳ１１０）。

　制御用トランシーバ１３－４のタイミング制御部１３４は、制御部２０から出力された下り制御信号に含まれる種別情報に基づいて、接続されている通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置４０であることを把握する。タイミング制御部１３４は、通信装置４０－１との間で制御信号の送信時間（送信タイミング）を調整する（ステップＳ１１０）。タイミング制御部１３４は、調整により決定された送信時間帯において、制御部２０から出力された下り制御信号を送信器１３３に送信させる。これにより、制御部２０は、光ノード装置１０を介して、通信装置４０－１との間で認証及び登録や光パス開通に必要な情報を含む制御信号光のやり取りを時分割多重により行う（ステップＳ１１１）。なお、光ノード装置１０と通信装置４０－１との間では、時分割多重により光パス開通に必要な情報以外の制御信号のやり取りも行われる。

　以上のように構成された光通信システム１００によれば、光ノード装置１０が、複数のポート１１と、少なくとも１台の波長合分波部１２を介して少なくとも１つのポート１１に接続され、１台以上の通信装置３０，４０との間で制御信号光の送受信を行う１台以上の制御用トランシーバ１３を備える。各制御用トランシーバ１３は、通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置４０である場合に、通信装置４０との間で制御信号の送信タイミングを調整するタイミング制御部１３４と、通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置４０である場合に、タイミング制御部１３４により調整された送信タイミングで、通信装置４０宛ての下り制御信号光を送出する送信器１３３と、送信器１３３から送出される下り制御信号光を、接続された波長合分波部１２に出力する波長合分波部１３１と、を備える。

　上記構成のように、光ノード装置１０は、各ポートに対応付けて１芯双方向伝送用の制御用トランシーバ１３を備える。これにより、２芯伝送を行う通信装置３０から送信された上り制御信号光であっても、１芯双方向伝送を行う通信装置３０から送信された上り制御信号光であっても、制御部２０に対して上り制御信号を転送することができる。また、光ノード装置１０は、１芯双方向伝送を行う通信装置４０が接続された場合には、制御信号の送信タイミングを調整し、上り制御信号光と下り制御信号光とが同じタイミングで送信されないように制御する。これにより、光ノード装置１０は、上りと下りの制御信号の衝突を回避することができる。そのため、接続される通信装置３０，４０の伝送方法の種別（１芯双方向伝送又は２芯伝送）によらずに、制御部２０との間で制御信号のやり取りが可能になる。

　光ノード装置１０は、ポート１１を、２芯伝送を行う通信装置３０との接続用のポートと、１芯双方向伝送を行う通信装置３０との接続用のポートに分けて管理する必要がない。そのため、通信装置３０の伝送方法の種別によらず、未使用のポートに新たな通信装置を接続することができる。

　光通信システム１００では、制御部２０が、１芯双方向伝送を行う通信装置３０が接続したポート１１のペアとなっている他のポート１１のペアリングを解消する。そして、未使用となる他のポート１１を、別の新たな１芯双方向伝送を行う通信装置と接続できるようにすることにより、２芯伝送を行う通信装置３０との接続用のポートと１芯双方向伝送を行う通信装置を混在収容する構成において、光ノード装置１０のポートを無駄なく使用することができる。そのため、利便性を向上させることができる。

（第２の実施形態）
　第１の実施形態では、光ノード装置が、制御用トランシーバをポート毎に備える構成を示した。第２の実施形態では、一対のポートに対応する毎に制御用トランシーバを備える構成について説明する。

　図４は、第２の実施形態における光通信システム１００ａの構成例を示す図である。光通信システム１００ａは、光ノード装置１０ａと、制御部２０を備える。光ノード装置１０ａには、光伝送路Ｌを介して１台以上の通信装置３０，４０が接続される。図４に示す例では、光ノード装置１０ａには、光伝送路Ｌを介して３台の通信装置３０，４０が接続されているが、通信装置３０，４０は１台以上であればよい。光通信システム１００ａにおいて、通信装置３０は２芯伝送を行う装置であり、通信装置４０－１，４０－２は１芯双方向伝送を行う装置である。

　光ノード装置１０ａは、波長ネットワークを構成するノード装置であり、１台以上の通信装置３０，４０を収容する。光ノード装置１０ａは、複数のポート１１と、複数の波長合分波部１２と、複数の制御用トランシーバ１３ａを備える。なお、図４では、説明の簡単化のため、光ノード装置１０ａが制御部２０と通信装置３０，４０との間で制御信号光の送受信を行うための構成のみを示している。しかし、光ノード装置１０ａは、光信号を他の光ノード装置又は通信装置に転送するための転送機能も備える。

　光ノード装置１０ａは、制御用トランシーバ１３に代えて制御用トランシーバ１３ａを備える点で光ノード装置１０と構成が異なる。光ノード装置１０ａのその他の構成は、光ノード装置１０と同様である。以下、光ノード装置１０ａとの相違点を中心に説明する。

　波長合分波部１２は、ポート１１毎に設置され、一対のポート用の制御用トランシーバ１３ａに接続される。波長合分波部１２は、一対のポート用の制御用トランシーバ１３ａに接続される点を除けば第１の実施形態と同様の処理を行う。

　一対のポート用の制御用トランシーバ１３ａとは、２つのポート１１それぞれにおいて光信号の送受信を行うことが可能なトランシーバである。そのため、１台の制御用トランシーバ１３ａは、１対のポート１１に接続する２台の波長合分波部１２に接続される。例えば、１対のポート１１が、ポート１１－１とポート１１－２である場合、制御用トランシーバ１３ａ－１は、ポート１１－１に接続する波長合分波部１２－１と、ポート１１－２に接続する波長合分波部１２－２に接続される。

　また、制御用トランシーバ１３ａは、異なる波長合分波部１２を介して１対のポート１１に接続されているため、１対ポート１１には制御用トランシーバ１３ａが接続されていると対応付けることができる。

　制御用トランシーバ１３ａは、波長合分波部１３１と、受信器１３２と、送信器１３３と、タイミング制御部１３４と、波長合分波部１３５と、受信器１３６と、送信器１３７と、タイミング制御部１３８を備える。波長合分波部１３１、受信器１３２、送信器１３３及びタイミング制御部１３４は、１つのポート１１で光信号を送受信するために利用される。波長合分波部１３５、受信器１３６、送信器１３７及びタイミング制御部１３８は、ペアとなる他のポート１１で光信号を送受信するために利用される。

　そのため、タイミング制御部１３４は、接続されている通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置４０である場合、送信器１３３における下り制御信号光の送信タイミングを制御する。タイミング制御部１３８は、接続されている通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置４０である場合、送信器１３７における下り制御信号光の送信タイミングを制御する。

　一例として、波長合分波部１２－１，１２－２に接続する制御用トランシーバ１３ａを例に説明すると、波長合分波部１３１、受信器１３２、送信器１３３及びタイミング制御部１３４は、ポート１１－１で光信号を送受信するために利用される。また、波長合分波部１３５、受信器１３６、送信器１３７及びタイミング制御部１３８は、ポート１１－２で光信号を送受信するために利用される。

　このように、制御用トランシーバ１３ａは、波長合分波部と送信器と受信器とタイミング制御部の組み合わせを２対備える。制御部２０は、制御用トランシーバ１３ａが備える波長合分波部と送信器と受信器とタイミング制御部の組み合わせ毎に、いずれのポート１１に対応するのかを示す情報を保持していてもよい。例えば、波長合分波部１３１、受信器１３２、送信器１３３及びタイミング制御部１３４の組み合わせはポート１１－１に対応し、波長合分波部１３５、受信器１３６、送信器１３７及びタイミング制御部１３８の組み合わせはポート１１－２に対応するといったような情報を保持していてもよい。

　また、上記の例は一例であり、１つの制御用トランシーバ１３ａが備える２対の波長合分波部、受信器、送信器及びタイミング制御部の組み合わせは別の組み合わせであってもよい。このような場合であっても、いずれの組み合わせがどのポート１１に対応しているのかを示す情報を制御部２０が保持しておけばよい。

　第２の実施形態における光通信システム１００ａにおける初期接続方法は、制御用トランシーバ１３ａの構成が異なる点以外は第１の実施形態と同様である。以下、一例を示す。

（第２の実施形態における初期接続方法）
　ユーザが、２本の光伝送路Ｌを通信装置３０に接続することによって光ノード装置１０ａに接続したとする。その結果、図４に示すように、通信装置３０の波長合分波部３５が、光伝送路Ｌを介して光ノード装置１０ａのポート１１－１に接続され、通信装置３０の波長合分波部３６が、光伝送路Ｌを介して光ノード装置１０ａのポート１１－２に接続されたとする。

　しかし、制御部２０においては、光ノード装置１０ａの複数のポート１１のうち、いずれのポート１１に通信装置３０が接続されているのかは把握できない。通信装置３０は、光ノード装置１０ａに接続した後、種別情報を含む上り制御信号を生成する。通信装置３０の制御信号用送信器３１は、生成した上り制御信号を光信号に変換して上り制御信号光として送出する。

　通信装置３０の制御信号用送信器３１から送出された上り制御信号光は、光ノード装置１０ａのポート１１－１に入力される。ポート１１－１に入力された上り制御信号光は、波長合分波部１２－１により制御用トランシーバ１３ａ－１に向けて出力される。制御用トランシーバ１３ａ－１の波長合分波部１３１は、波長合分波部１２－１から出力された上り制御信号光を受信器１３２に出力する。受信器１３２は、上り制御信号光を検波及び復調する。受信器１３２は、復調後の上り制御信号を不図示の制御線を介して制御部２０に出力する。

　制御部２０は、上り制御信号の受信に応じて、新規接続装置が光ノード装置１０ａに接続されたことを把握する。さらに、制御部２０は、上り制御信号に含まれる種別情報により、通信装置３０が２芯伝送を行う通信装置であることを認識する。また、制御部２０は、上り制御信号を出力した受信器１３２を備える制御用トランシーバ１３ａ－１に対応付けられているポート１１－１に新規接続装置が接続されたと特定する。

　その後、制御部２０は、ポート管理情報を参照し、特定したポート１１－１のペアとして登録されているポート１１－２を特定する。通信装置３０の送信ポートと受信ポートには、一対のポート１１が光伝送路Ｌを介して接続されている。そのため、ポート１１－１のペアとして登録されているポート１１－２には、通信装置３０の受信ポートが接続されていることになる。そこで、制御部２０は、特定したポート１１－２に対応する制御用トランシーバ１３ａ－１の送信器１３７から、下り制御信号光を送信させる。なお、いずれのポート１１にいずれ制御用トランシーバ１３ａの送信器が対応するのかはあらかじめ情報として保持されていてもよい。これにより、制御部２０は、通信装置３０との間で認証及び登録や光パス開通に必要な情報を含む制御信号光のやり取りを行う。

　次に、ユーザが、１本の光伝送路Ｌを通信装置４０－１に接続することによって光ノード装置１０ａに接続したとする。その結果、図４に示すように、通信装置４０－１の波長合分波部４５－１が、光伝送路Ｌを介して光ノード装置１０ａのポート１１－４に接続されたとする。

　しかし、制御部２０においては、光ノード装置１０ａの複数のポート１１のうち、いずれのポート１１に通信装置４０－１が接続されているのかは把握できない。通信装置４０－１は、光ノード装置１０ａに接続した後、種別情報を含む上り制御信号を生成する。通信装置４０－１の制御信号用送信器４１－１は、生成した上り制御信号を光信号に変換して上り制御信号光として送出する。

　通信装置４０－１の制御信号用送信器４１－１から送出された上り制御信号光は、光ノード装置１０ａのポート１１－４に入力される。ポート１１－４に入力された上り制御信号光は、波長合分波部１２－４により制御用トランシーバ１３ａ－２に向けて出力される。制御用トランシーバ１３ａ－２の波長合分波部１３５は、波長合分波部１２－４から出力された上り制御信号光を受信器１３６に出力する。受信器１３６は、上り制御信号光を検波及び復調する。受信器１３６は、復調後の上り制御信号を不図示の制御線を介して制御部２０に出力する。

　制御部２０は、上り制御信号の受信に応じて、新規接続装置が光ノード装置１０ａに接続されたことを把握する。さらに、制御部２０は、上り制御信号に含まれる種別情報により、通信装置４０－１が１芯双方向伝送を行う通信装置であることを認識する。また、制御部２０は、上り制御信号を出力した受信器１３６を備える制御用トランシーバ１３ａ－２に対応付けられているポート１１－４に新規接続装置が接続されたと特定する。

　通信装置４０－１が１芯双方向伝送を行う場合には、送信用に利用する光伝送路Ｌと受信用に利用する光伝送路Ｌとは同一である。そこで、制御部２０は、特定したポート１１－４と波長合分波部１２－４を介して接続する制御用トランシーバ１３ａ－２から、下り制御信号を送信させる。制御部２０は、種別情報を含む下り制御信号を制御用トランシーバ１３ａ－２に出力する。

　制御用トランシーバ１３ａ－２のタイミング制御部１３８は、制御部２０から出力された下り制御信号に含まれる種別情報に基づいて、接続されている通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置４０であることを把握する。タイミング制御部１３８は、通信装置４０－１との間で制御信号の送信時間（送信タイミング）を調整する。タイミング制御部１３８は、調整により決定された送信時間帯において、制御部２０から出力された下り制御信号を送信器１３７に送信させる。これにより、制御部２０は、光ノード装置１０ａを介して、通信装置４０－１との間で認証及び登録や光パス開通に必要な情報を含む制御信号光のやり取りを時分割多重により行う。なお、光ノード装置１０ａと通信装置４０－１との間では、時分割多重により光パス開通に必要な情報以外の制御信号のやり取りも行われる。

　以上のように構成された光通信システム１００ａによれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

　さらに光通信システム１００ａでは、光ノード装置１０ａが、一対のポート１１毎に、１芯双方向伝送が可能なトランシーバを２対備えている１台の制御用トランシーバ１３ａを備える。これにより、第１の実施形態のように、ポート１１毎に個別の制御用トランシーバを備えなくてよい。

　上述した実施形態における制御部２０の一部の機能部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（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

　また、「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（Read Only Memory）、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。また上記プログラムは、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すで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、光パスを開通するための技術に適用できる。

１０、１０ａ…光ノード装置，　１１、１１－１～１１－６…ポート，　１２、１２－１～１２－６、３５、３６、４５－１～４５－２、１３１…波長合分波部，　１３、１３－１～１３－６、１３ａ…制御用トランシーバ，　２０…制御部，　３０、４０、４０－１～４０－２…通信装置，　３１、４１－１～４１－２…制御信号用送信器，　３２、４２－１～４２－２…制御信号用受信器，　３３、４３－１～４３－２…主信号用送信器，　３４、４４－１～４４－２…主信号用受信器，　４６－１～４６－２、１３４…タイミング制御部，　１００、１００ａ…光通信システム，　１３２…受信器，　１３３…送信器

Claims

　１芯双方向伝送又は２芯伝送を行う１台以上の通信装置と、前記１台以上の通信装置を制御する制御装置との間に備えられる光ノード装置であって、
　前記１台以上の通信装置が接続する複数のポートと、
　入力された光信号を合波又は分波する少なくとも１台の第１波長合分波部を介して少なくとも１つのポートに接続され、前記１台以上の通信装置との間で制御信号光の送受信を行う１台以上のトランシーバと、
　を備え、
　前記１台以上のトランシーバは、
　前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、前記１台以上の通信装置との間で制御信号の送信タイミングを調整する１台以上のタイミング制御部と、
　前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、前記１台以上のタイミング制御部により調整された前記送信タイミングで、前記１台以上の通信装置宛ての下り制御信号光を送出する１台以上の送信器と、
　前記１台以上の送信器から送出される前記下り制御信号光を、接続された少なくとも１台の前記第１波長合分波部に出力する１台以上の第２波長合分波と、
　を備える光ノード装置。
　前記１台以上のタイミング制御部は、
　前記１台以上の通信装置が送信する上り制御信号光の送信タイミングと、前記１台以上の送信器が送信する下り制御信号光の送信タイミングとが異なるように制御信号の送信タイミングを調整する、
　請求項１に記載の光ノード装置。
　前記１台以上の送信器は、前記１台以上の通信装置が２芯伝送を行う通信装置である場合には、前記１台以上の通信装置宛ての下り制御信号光を連続光として送出する、
　請求項１又は２に記載の光ノード装置。
　前記１台以上のトランシーバは、
　新たに接続された前記１台以上の通信装置が２芯伝送を行う通信装置である場合、新たに接続された前記１台以上の通信装置から送信された上り制御信号光が入力されたポートとペアとして登録されているポートから前記下り制御信号光を、新たに接続された前記１台以上の通信装置に向けて送出する、
　請求項１又は２に記載の光ノード装置。
　前記１台以上のトランシーバは、
　新たに接続された前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合、新たに接続された前記１台以上の通信装置から送信された上り制御信号光が入力されたポートから前記下り制御信号光を、新たに接続された前記１台以上の通信装置に向けて送出する、
　請求項１又は２に記載の光ノード装置。
　前記１台以上のトランシーバは、
　前記１台以上の受信器と、前記１台以上の送信器と、前記１台以上の第２波長合分波と、前記１台以上のタイミング制御部をそれぞれ複数備え、
　新たに接続された前記１台以上の通信装置が２芯伝送を行う通信装置である場合、新たに接続された前記１台以上の通信装置から送信された上り制御信号光が入力されたポートとペアとして登録されているポートに対応する送信器から前記下り制御信号光を、新たに接続された前記１台以上の通信装置に向けて送出し、
　新たに接続された前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合、新たに接続された前記１台以上の通信装置から送信された前記上り制御信号光が入力されたポートに対応する送信器から前記下り制御信号光を、新たに接続された前記１台以上の通信装置に向けて送出する、
　請求項１又は２に記載の光ノード装置。
　接続された１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、前記１台以上の通信装置との間で制御信号の送信タイミングを調整する１台以上のタイミング制御部と、
　前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、前記１台以上のタイミング制御部により調整された前記送信タイミングで、前記１台以上の通信装置宛ての下り制御信号光を送出する１台以上の送信器と、
　前記１台以上の送信器から送出される前記下り制御信号光を、前記１台以上の通信装置が接続された第１波長合分波部に出力する１台以上の第２波長合分波と、
　を備えるトランシーバ。
　１芯双方向伝送又は２芯伝送を行う１台以上の通信装置と、前記１台以上の通信装置を制御する制御装置との間に備えられる光ノード装置が行う接続方法であって、
　前記１台以上の通信装置が接続する複数のポートのうち、入力された光信号を合波又は分波する少なくとも１台の第１波長合分波部を介して少なくとも１つのポートに接続され、前記１台以上の通信装置との間で制御信号光の送受信を行う１台以上のトランシーバが、
　前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、前記１台以上の通信装置との間で制御信号の送信タイミングを調整し、
　前記１台以上の通信装置が１芯双方向伝送を行う通信装置である場合に、調整された前記送信タイミングで、前記１台以上の通信装置宛ての下り制御信号光を送出し、
　前記１台以上の送信器から送出される前記下り制御信号光を、接続された少なくとも１台の前記第１波長合分波部に出力する、
　接続方法。