(57)【要約】【課題】光スイッチ装置を用いた光アクセスネットワークで、同一波長でユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストを実現し、かつ、信号強度の変化量を低減させることを目的とする。【解決手段】ゲートウェイを介して他のネットワークと通信する光回線装置、及び、各々が端末と接続される複数の光ネットワーク装置を含む光アクセスシステムに備わる光通信路切替装置であって、受信した下り光信号に付与された識別子を参照し、当該下り光信号がマルチキャストであるか、又は、ユニキャストであるかを判定し、前記マルチキャストの光信号と、前記ユニキャストの光信号とで、出力する下り光信号の強度を変えることを特徴とする。【選択図】図２
2010057108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートウェイを介して他のネットワークと通信する光回線装置、及び、各々が端末と接続される複数の光ネットワーク装置を含む光アクセスシステムに備わる光通信路切替装置であって、
前記光回線装置と前記複数の光ネットワーク装置との間の光通信路を切り替えて、前記光回線装置と前記光ネットワーク装置の間を接続し、
前記光回線装置から光ネットワーク装置へ送信される下り光信号には、宛先の光ネットワーク装置を識別する識別子であって、ユニキャスト用又はマルチキャスト用に割り当てられた識別子が付与され、
前記光通信路切替装置は、
前記受信した下り光信号に付与された識別子を参照し、当該下り光信号がマルチキャストであるか、又は、ユニキャストであるかを判定し、
前記マルチキャストの光信号と、前記ユニキャストの光信号とで、出力する下り光信号の強度を変えることを特徴とする光通信路切替装置。
【請求項２】
第１下り光スイッチ素子と第２下り光スイッチ素子とを備え、
前記第１下り光スイッチ素子と前記第２下り光スイッチ素子とは、その間に複数経路を形成し、
前記複数経路の各々には利得の異なる光増幅器が含まれ、
前記下り信号に付与された前記識別子がマルチキャストであるか、又は、ユニキャストであるかによって、前記光増幅器を選択し、
前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子は、前記下り光信号が、前記選択された光増幅器を通過するように前記複数経路を制御することを特徴とする請求項１に記載の光通信切替装置。
【請求項３】
前記下り光信号と上り光信号とを分波及び合波し、前記光回線装置と接続される第１分波・合波部と、
前記下り光信号と上り光信号とを分波及び合波し、前記各光ネットワーク装置と接続される複数の第２分波・合波部と、
入力された前記下り光信号を二つに分岐する下り光スプリッタと、
入力された前記上り光信号を二つに分岐する上り光スプリッタと、
一つの入力ポートと複数の出力ポートとを備える前記第１下り光スイッチ素子と、
複数の入力ポートと複数の出力ポートとを備える前記第２下り光スイッチ素子と、
複数の入力ポートと一つの出力ポートとを備える上り光スイッチ素子と、
入力された下り光信号を異なる利得で増幅する複数の前記光増幅器と、
光信号を電気信号に変換する光・電気変換部と、
電気信号を光信号に変換する電気・光変換部と、
前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子を制御する光スイッチ制御部と、を備え、
前記第１分波・合波部は、前記光回線装置からの光信号を前記下り光スプリッタに送り、
前記下り光スプリッタは、前記第１分波・合波部からの光信号を、前記光・電気変換部及び前記第１下り光スイッチ素子に分岐し、
前記第１下り光スイッチ素子が備える各出力ポートは前記光増幅器を介して前記第２下り光スイッチ素子が備える各入力ポートと接続され、
前記第２下り光スイッチ素子の出力は、各々、前記複数の第２分波・合波部に入力され、
前記光回線装置から、前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子との接続を切り替える切替時間と、前記識別子とを含む制御光信号を受信し、
前記光スイッチ制御部は、前記受信した識別子と切替時間とに基づいて、前記下り光信号が特定の利得をもつ前記光増幅器を通過するように、前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子を制御することを特徴とする請求項１に記載の光通信路切替装置。
【請求項４】
前記下り光スプリッタと前記第１下り光スイッチ素子との間に、前記下り光信号を遅延させる遅延部を備えることを特徴とする請求項３に記載の光通信路切替装置。
【請求項５】
前記光スイッチ制御部は、前記光回線装置から送信された前記制御光信号を解析し、前記制御光信号に設定されている前記識別子に基づいて、前記下り光信号が特定の利得をもつ前記光増幅器を通過するように、前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子を制御することを特徴とする請求項４に記載の光通信路切替装置。
【請求項６】
前記第１下り光スイッチ素子と前記第２下り光スイッチ素子との間に、前記光増幅器を通過することによって発生する前記下り光信号の遅延を補償する遅延補償部を備えることを特徴とする請求項３に記載の光通信路切替装置。
【請求項７】
前記下り光スプリッタと前記第１下り光スイッチ素子との間に、さらに光増幅器を備えることを特徴とする請求項３に記載の光通信路切替装置。
【請求項８】
前記光スイッチ制御部は、割り当てられる前記識別子、前記第１下り光スイッチ素子のポート及び前記第２下り光スイッチ素子のポートとの対応を保持し、
前記保持された対応に基づいて、前記下り光信号が特定の利得をもつ前記光増幅器を通過するように、前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子を制御することを特徴とする請求項３に記載の光通信路切替装置。
【請求項９】
前記光回線装置から送信される前記制御光信号に基づいて、前記保持された対応を更新することを特徴とする請求項８に記載の光通信路切替装置。
【請求項１０】
前記光増幅器の配置情報及び利得情報を含む制御光信号を前記光回線装置に送信することを特徴とする請求項２に記載の光通信路切替装置。
【請求項１１】
各々が端末と接続される複数の光ネットワーク装置と光通信路切替装置を介して通信し、他のネットワークと接続される光回線装置であって、
前記光通信路切替装置は、出力する下り光信号の強度を変更可能であって、
前記光回線装置は、
前記光ネットワーク装置に送信される下り光信号には、宛先の光ネットワーク装置の識別子であって、マルチキャスト用及びユニキャスト用に割り当てられた識別子を付与し、
前記宛先アドレスと前記識別子とを対応付け、
前記端末からマルチキャスト管理パケットが送信された場合に、
前記端末から送信されるマルチキャスト管理パケットを参照し、宛先マルチキャストアドレスと、当該マルチキャストアドレスによって下り光信号が送信される前記端末が接続されている前記光ネットワーク装置と、を対応付け、
前記宛先マルチキャストアドレスと前記識別子とを対応付け、
前記宛先マルチキャストアドレスと対応付けられた識別子が付与された前記下り光信号を受信した場合、前記下り光信号送信のための前記光通信路切替装置のスイッチの制御を決定し、
前記決定されたスイッチの制御の情報と、前記宛先マルチキャストアドレスと対応付けられた識別子とを含む、前記光通信路切替装置の変更を要求する制御光信号を前記光通信路切替装置に送信することを特徴とする光回線装置。
【請求項１２】
前記光通信路切替装置がスイッチ制御を開始する時間、及び、前記識別子を含む制御光信号を生成し、前記生成された制御光信号を前記光通信路切替装置に送信することを特徴とする請求項１１に記載の光回線装置。
【請求項１３】
前記光通信路切替装置が備える前記光増幅器の配置情報及び利得情報とを要求する前記制御光信号を前記光通信路切替装置に送信し、
前記光増幅器の配置情報及び利得情報とを要求する前記制御光信号に対する応答を前記光通信路切替装置から受信し、
前記応答に含まれる前記光増幅器の配置情報及び利得情報を保持し、
前記光通信路切替装置が備える光増幅器の配置情報及び利得情報に基づいて、前記光通信路切替装置の変更を要求する制御光信号を生成し、前記生成された制御光信号を前記光通信路切替装置に送信することを特徴とする請求項１１に記載の光回線装置。
【請求項１４】
ゲートウェイを介して他のネットワークと通信する光回線装置、各々が複数の端末と接続される複数の光ネットワーク装置、及び前記光回線装置及び前記光ネットワーク装置と接続される光通信路切替装置、を備える光アクセスシステムであって、
前記光回線装置は、ユニキャスト用及びマルチキャスト用に割り当てられた、下り光信号の宛先の光ネットワーク装置を識別する識別子を前記下り光信号に付与し、当該下り光信号を前記光通信路切替装置に送信し、
前記光通信路切替装置は、
前記光回線装置から送信された前記下り光信号を受信し、
前記受信した下り光信号に付与された識別子を参照し、当該下り光信号がマルチキャストであるか、又は、ユニキャストであるかを判定し、
前記マルチキャストの下り光信号と、前記ユニキャストの下り光信号とで、出力する下り光信号の強度を変えることを特徴とする光アクセスシステム。
【請求項１５】
前記光通信路切替装置は、
下り光信号と上り光信号とを分波及び合波し、前記光回線装置と接続される第１分波・合波部と、
前記下り光信号と上り光信号とを分波及び合波し、前記各光ネットワーク装置と接続される複数の第２分波・合波部と、
入力された前記下り光信号を二つに分岐する下り光スプリッタと、
入力された前記上り光信号を二つに分岐する上り光スプリッタと、
一つの入力ポートと複数の出力ポートとを備える第１下り光スイッチ素子と、
複数の入力ポートと複数の出力ポートとを備える第２下り光スイッチ素子と、
複数の入力ポートと一つの出力ポートとを備える上り光スイッチ素子と、
入力された下り光信号を異なる利得で増幅する複数の前記光増幅器と、
光信号を電気信号に変換する光・電気変換部と、
電気信号を光信号に変換する電気・光変換部と、
前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子を制御する光スイッチ制御部と、を備え、
前記第１分波・合波部は、前記光回線装置からの光信号を前記下り光スプリッタに送り、
前記下り光スプリッタは、前記第１分波・合波部からの光信号を、前記光・電気変換部及び前記第１下り光スイッチ素子に分岐し、
前記第１下り光スイッチ素子が備える各出力ポートは前記光増幅器を介して前記第２下り光スイッチ素子が備える各入力ポートと接続され、
前記第２下り光スイッチ素子の出力は、各々、前記複数の第２分波・合波部に入力され、
前記光回線装置は、
前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子との接続を切り替える切替時間と、前記識別子とを含む制御光信号を生成し、前記生成された制御光信号を前記光通信路切替装置に送信し、
前記光通信路切替装置は、
前記光回線装置から、前記切替時間と、前記識別子とを含む制御光信号を受信し、
前記受信した識別子と切替時間とに基づいて、前記下り光信号が特定の利得をもつ前記光増幅器を通過するように、前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子を制御することを特徴とする請求項１４に記載の光アクセスシステム。
【請求項１６】
前記光通信路切替装置は、前記下り光スプリッタと前記第１下り光スイッチ素子との間に、前記下り光信号を遅延させる遅延部を備え、
前記光スイッチ制御部は、
前記光回線装置から送信された下り光信号を解析し、前記下り光信号に付与されている前記識別子に基づいて、前記下り光信号が特定の利得をもつ前記光増幅器を通過するように、前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子を制御することを特徴とする請求項１５に記載の光アクセスシステム。
【請求項１７】
前記光回線装置は、
前記光通信路切替装置がスイッチ制御を開始する時間、及び、前記識別子を含む制御光信号を生成し、前記生成された制御光信号を前記光通信路切替装置に送信し、
前記光通信路切替装置は、
割り当てられる前記識別子と、前記第１下り光スイッチ素子のポート及び前記第２下り光スイッチ素子のポートとの対応を保持し、
前記光通信路切替装置がスイッチ制御を開始する時間、及び、前記識別子とを含む制御光信号を受信した場合、前記保持される対応を参照し、当該制御光信号に含まれる前記識別子と一致する下りスイッチ制御情報を取得し、
当該制御光信号に含まれる前記スイッチ制御を開始する時間と、前記取得された下りスイッチ制御情報とに基づいて、前記下り光信号が特定の利得をもつ前記光増幅器を通過するように、前記第１下り光スイッチ素子及び前記第２下り光スイッチ素子を制御することを特徴とする請求項１５に記載の光アクセスシステム。
【請求項１８】
前記端末は、マルチキャストグループ管理パケットを送信し、
前記光回線装置は、
前記端末から送信されたマルチキャストグループ管理パケットを参照し、
宛先マルチキャストアドレスと、マルチキャストで下り光信号が送信される前記端末が接続されている前記光ネットワーク装置と、を対応付け、
前記宛先マルチキャストアドレスと対応付けられた識別子が付与された前記下り光信号を受信した場合、下り光信号送信のための前記光通信路切替装置のスイッチ制御を決定し、
前記決定されたスイッチ制御の情報と、前記宛先マルチキャストアドレスと対応付けられた識別子とを含む、前記光通信路切替装置の変更を要求する制御光信号を前記光通信路切替装置に送信し、
前記前記光通信路切替装置は、
割り当てられる前記識別子と、前記第１下り光スイッチ素子のポート及び前記第２下り光スイッチ素子のポートとの対応を保持し、
前記光回線装置から、前記決定されたスイッチ制御情報と、前記宛先マルチキャストアドレスと対応付けられた識別子とを含む、前記光通信路切替装置の変更を要求する制御光信号を受信した場合、当該制御光信号に含まれる前記スイッチ制御情報と前記識別子とに基づいて、前記保持される対応を更新することを特徴とする請求項１５に記載の光アクセスシステム。
【請求項１９】
前記光回線装置は、前記光通信路切替装置が備える前記光増幅器の配置情報及び利得情報とを要求する前記制御光信号を前記光通信路切替装置に送信し、
前記光通信路切替装置は、
前記光通信路切替装置が備える前記光増幅器の配置情報及び利得情報とを要求する前記制御光信号を受信し、
前記光通信路切替装置が備える前記光増幅器の配置情報及び利得情報とを含む光通信路切替装置構成応答光信号を生成し、
前記生成された光通信路切替装置構成応答光信号を前記光回線装置に送信し、
前記光回線装置は、
前記光通信路切替装置構成応答光信号を受信し、前記受信した前記光通信路切替装置構成応答光信号に含まれる、前記光通信路切替装置が備える前記光増幅器の配置情報及び利得情報とを保持し、
前記光通信路切替装置が備える光増幅器の配置情報及び利得情報に基づいて、前記光通信路切替装置の変更を要求する制御光信号を生成し、前記生成された制御光信号を前記光通信路切替装置に送信することを特徴とする請求項１５に記載の光アクセスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信路切替装置を用いた光アクセスネットワークにおいて、ユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストを実現するための光通信路切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光回線装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と光ネットワーク装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）との間に光スイッチ装置を用いるアクティブ光アクセスシステムが考案されている。
【０００３】
従来のＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、光スプリッタを用いるために、分岐数（ＯＮＵの最大収容数）に反比例して、ＯＮＵに到達する光電力が減衰する。したがって、分岐数が多い場合に、伝送距離に制約が生じる問題、つまり、距離延伸性の問題がある。また、ＯＬＴからＯＮＵへの下り方向の光信号は全てのＯＮＵに分配されるために暗号化が不可欠であり、仮に暗号化したとしても通信の秘匿性（回線秘匿性）には限界がある。
【０００４】
前述のアクティブアクセスシステムでは、光信号を光スイッチ装置で切り替えて各ＯＮＵに送信されるため前述したような距離延伸性、回線秘匿性ＰＯＮの問題を解決することができる。
【０００５】
しかし、同報性が必要なマルチキャスト又はブロードキャスト信号が送信される場合、ＯＬＴはＯＮＵ毎下り方向の光信号をコピーして送信する必要があり、帯域の利用効率が低下する問題がある。
【０００６】
前述の問題を解決する方法として、下り通信において、第１波長の光信号をユニキャスト用として使い、第２波長の光信号をマルチキャスト及びブロードキャスト用として使い、光スイッチ装置によって分波する。さらに、ユニキャスト用の信号は、光スイッチ装置内の光スイッチ素子によって、光信号の通信路が切り替えられ、所定のＯＮＵに送信される。また、マルチキャスト及びブロードキャスト用の信号は、光スプリッタ、又はマルチキャスト及びブロードキャストが可能な光スイッチ装置を用いて複数のＯＮＵへ送出される（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。
【０００７】
特許文献１及び非特許文献１には、前述の光スプリッタ又はマルチキャストが可能な光スイッチ装置を用いて光信号を分岐することによる損失によって発生する距離延伸性の劣化を、第２波長のマルチキャスト及びブロードキャスト用の下り光信号に光増幅器を用いて防止する方法が記述されている。
【０００８】
特許文献１によれば、下り通信において、複数ポートに同時に光信号が出力可能な光スイッチを用いることによって、同一波長でユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストを実現できることが記載されている。
【特許文献１】特開２００７−６７９５２号公報
【非特許文献１】Ｎｏｍｕｒａ  ｅｔ  ａｌ，  ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  Ｖｏｌ．Ｅ８９−Ｂ，Ｎｏ．１１  ｐｐ．３０２１−３０３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前述した従来技術には以下のような問題点がある。
【００１０】
下り通信でユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストを同一の波長を用いて実現する場合、ＯＮＵが受信する信号の強度は、ユニキャスト、マルチキャスト又はブロードキャストによって大きく変化する。また、マルチキャストで同報するＯＮＵ数が変化することによって、ＯＮＵが受信する信号の強度が大きく変化する。
【００１１】
また、ＰＯＮにおいては、ＯＮＵの受信する下り信号は連続信号であるが、光スイッチ装置を用いた光アクセスネットワークにおいては、ＯＮＵが受信する下り信号はバースト信号である。したがって、光スイッチ装置を用いた光アクセスネットワークにおいて、ＯＮＵは、信号強度が大きく変化するバースト信号を受信する。信号強度の変化が大きい信号を受信するために、ＯＮＵは、感度の範囲が大きく、高速に感度を切り替えることができる受信機が必要となる。すなわち、従来ＰＯＮで使用されてきたＯＮＵの受信機に比べて高価な受信機が必要になる。
【００１２】
前述した問題を解決するためには、ＯＮＵが受信する信号の強度の変化の大きさを低減する必要がある。具体的には、下り通信において、同時に光信号を送信するＯＮＵの数に応じて、送信される光信号を適切な利得で増幅する機能を光スイッチ装置が備える必要がある。
【００１３】
本発明は、前述した問題を鑑みたものである。本発明の目的は、光アクセスネットワークにおいて、同一波長でユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストを同時に実現し、かつ、ＯＮＵが受信する光信号の信号強度の変化量を低減させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、ゲートウェイを介して他のネットワークと通信する光回線装置、及び、各々が端末と接続される複数の光ネットワーク装置を含む光アクセスシステムに備わる光通信路切替装置であって、前記光回線装置と前記複数の光ネットワーク装置との間の光通信路を切り替えて、前記光回線装置と前記光ネットワーク装置の間を接続し、前記光回線装置から光ネットワーク装置へ送信される下り光信号には、宛先の光ネットワーク装置を識別する識別子であって、ユニキャスト用又はマルチキャスト用に割り当てられた識別子が付与され、前記光通信路切替装置は、前記受信した下り光信号に付与された識別子を参照し、当該下り光信号がマルチキャストであるか、又は、ユニキャストであるかを判定し、前記マルチキャストの光信号と、前記ユニキャストの光信号とで、出力する下り光信号の強度を変えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光アクセスネットワークにおいて、同一波長でユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストを実現し、かつ、光ネットワーク装置が受信する光信号の強度の変化量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には、同一の符号が付与されている。
【００１７】
［第1の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態におけるアクセスネットワークの構成を説明する図である。
【００１８】
アクセスネットワークは、バックボーンネットワーク６、ゲートウェイ（ＧＷ）５、アクセス網及び端末１（１−１〜１−ｎ）を備える。アクセス網は、ＧＷ５を介してバックボーンネットワーク６に接続される。また、端末１−１〜１−ｎは、各々、アクセス網に接続される。
【００１９】
アクセス網は、ＯＬＴ４、光スイッチ装置（ＯＳＷ）３、及び複数のＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）を備える。ＯＬＴ４はＧＷ５を介してバックボーンネットワーク６と接続され、ＯＳＷ３は光ファイバ８を介してＯＬＴ４と接続され、また、ＯＮＵ１（１−１〜１−ｎ）は、各々、光ファイバ７（７−１〜７−ｎ）を介してＯＳＷ３に接続される。
【００２０】
ＯＳＷ３は、ポート３０Ａ及びポート３０Ｂ（３０Ｂ−１〜３０Ｂ−ｎ）を備え、ポート３０Ａから光ファイバ８を介してＯＬＴ４に接続され、ポート３０Ｂ（３０Ｂ−１〜３０Ｂ−ｎ）から光ファイバ７（７−１〜７−ｎ）を介してＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）に接続される。具体的には、ＯＳＷ３は、ポート３０Ａ−１から光ファイバ７−１を介してＯＮＵ２−１に接続され、ポート３０Ａ−２から光ファイバ７−２を介してＯＮＵ２−２に接続され、また、ポート３０Ａ−ｎから光ファイバ７−ｎを介してＯＮＵ２−ｎに接続される。
【００２１】
また、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）は、各々端末１（１−１〜１−ｎ）に接続される。具体的には、ＯＮＵ２−１は端末１−１に接続され、ＯＮＵ２−２は端末１−２に接続され、また、ＯＮＵ２−ｎは端末１−ｎに接続される。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施形態のＯＳＷ３を説明するブロック図である。
【００２３】
ＯＳＷ３は、光スイッチ制御部３００、上り光スイッチ素子３１０、下り光スイッチ素子３２０、３２１、光増幅器３３０、遅延部３４０、光スプリッタ３５０、３５１、光−電気信号変換部（Ｏ／Ｅ）３６０、電気−光信号変換部（Ｅ／Ｏ）３６１、及び分波・合波部３７０、３７１を備える。
【００２４】
本実施形態では、ＯＬＴ４から送信される下りの光信号には第１波長を用い、ＯＮＵ２から送信される上りの光信号には第２波長を用いる。
【００２５】
分波・合波部３７０は、ポート３０Ａと接続されており、ＯＬＴ４から送信された下り光信号を光スプリッタ３５０に送信する。また、分波・合波部３７０は、光スプリッタ３５１から送信される上り光信号を受信して、受信した上り光信号をＯＬＴ４に送信する。
【００２６】
光スプリッタ３５０は、分波・合波部３７０から送信された光信号を二つに分岐する。分岐された光信号は、Ｏ／Ｅ３６０及び遅延部３４０にそれぞれ送信される。
【００２７】
遅延部３４０は、光スプリッタ３５０から入力された下り光信号を一定時間遅延させた後、当該下り光信号を下り光スイッチ素子３２０に送信する。
【００２８】
遅延部３４０を備える理由は、遅延部３４０から下り光スイッチ素子３２０に光信号が送信される前に、光スイッチ制御部３００が下り光スイッチ素子３２０と下り光スイッチ素子３２１との間の通信路を決定し、決定された通信路に関する情報を含む制御信号を下り光スイッチ素子３２０、３２１に送信する時間を確保するためである。なお、具体的な光スイッチ制御部３００の処理については、後述する。遅延部３４０は、例えば、長い光ファイバによって実現することができ、必要な遅延時間は、光ファイバの長さによって決定される。
【００２９】
Ｏ／Ｅ３６０は、光スプリッタ３５０から送信された下り光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を光スイッチ制御部３００に送信する。
【００３０】
下り光スイッチ素子３２０は、１個の入ポートＤ１とｍ個の出ポートＤ２−１〜Ｄ２−ｍを備える。遅延部３４０から送信された下り光信号は、入ポートＤ１を通過して、下り光スイッチ素子３２０が受信する。下り光スイッチ素子３２０は、光スイッチ制御部３００から送信された制御信号に基づいて、下り光スイッチ素子３２０内の通信路を切り替え、受信した下り光信号を所定の出ポートＤ２（Ｄ２−１〜Ｄ２−ｍ）から送信する。なお、送信される下り光信号は、複数の出ポートＤ２（Ｄ２−１〜Ｄ２−ｍ）から送信されてもよい。
【００３１】
出ポートＤ２−１から送信された下り光信号は、下り光スイッチ素子３２１の入ポートＤ３−1に送信される。出ポートＤ２−２〜Ｄ２−ｍから送信された下り光信号は、各々光増幅器３３０−１〜光増幅器３３０−（ｍ−１）に送信される。
【００３２】
光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））は、各々異なる利得を持っており、下り光スイッチ素子３２０から受信した下り光信号を各々の利得に応じて増幅する。増幅された下り光信号は、下り光スイッチ素子３２１の入ポートＤ３（Ｄ３−２からＤ３−ｍ）を通過して下り光スイッチ素子３２１に送信される。例えば、光増幅器３３０−１から送信された下り光信号は入ポートＤ３−２を通過し、光増幅器３３０−２から送信された下り光信号は入ポートＤ３−３を通過し、光増幅器３３０−（ｍ−１）から送信された下り光信号は入ポートＤ３−ｍを通過して下り光スイッチ素子３２１に送信される。
【００３３】
下り光スイッチ素子３２１は、ｍ個の入ポートＤ３−１〜Ｄ３−ｍとｎ個の出ポートＤ４−１〜Ｄ４−ｎとを備える。各々の出ポートＤ４（Ｄ４−１〜Ｄ４−ｎ）は、各々の分波・合波部３７１（３７１−１〜３７１−ｎ）に接続される。具体的には、出ポートＤ４―１は分波・合波部３７１−１に接続され、出ポートＤ４―２は分波・合波部３７１−２に接続され、出ポートＤ４―３は分波・合波部３７１−３に接続され、出ポートＤ４―ｎは分波・合波部３７１−ｎに接続される。下り光スイッチ素子３２１は、下り光スイッチ素子３２０又は光増幅器３３０から下り光信号を受信する。下りスイッチ素子３２１は、光スイッチ制御部３００からの制御信号に基づいて、下りスイッチ素子３２１内の通信路を切り替え、受信した下り光信号を所定の出ポートＤ４（Ｄ４−１〜Ｄ４−ｎ）から送信する。各々の出ポートＤ４（Ｄ４−１〜Ｄ４−ｎ）から送信された下り光信号は、出ポートＤ４（Ｄ４−１〜Ｄ４−ｎ）に接続されている分波・合波部３７１に送信される。なお、送信される下り光信号は、複数の出ポートＤ４（Ｄ４−１〜Ｄ４−ｎ）から送信されてもよい。例えば、入力ポートＤ３−２から出ポートＤ４−１、Ｄ４−２及びＤ４−３とを接続するように通信路が切り替えられることによって、複数の分波・合波部３７１（３７１−１〜３７１−ｎ）に下り光信号が送信される。
【００３４】
分波・合波部３７１（３７１−１〜３７１−ｎ）は、各々、下り光スイッチ素子３２１の出ポートＤ４（Ｄ４−１〜Ｄ４−ｎ）と接続され、また、ポート３０Ｂ（３０Ｂ−１〜３０Ｂ−ｎ）に接続される。前述したポート３０Ｂ（３０Ｂ−１〜３０Ｂ−ｎ）は、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）に接続される。また、分波・合波部３７１（３７１−１〜３７１−ｎ）は、各々、上り光スイッチ素子３１０の入ポートＵ１（Ｕ１−１〜Ｕ１−ｎ）に接続される。分波・合波部３７１（３７１−１〜３７１−ｎ）は、下り光スイッチ素子３２１から下り光信号を受信し、ポート３０Ｂ（３０Ｂ−１〜３０Ｂ−ｎ）に接続されているＯＮＵ２に受信した下り光信号を送信する。また、各分波・合波部３７１（３７１−１〜３７１−ｎ）は、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）から送信された上り光信号を受信し、受信した上り光信号を上り光スイッチ素子３１０に送信する。
【００３５】
上り光スイッチ素子３１０は、ｎ個の入ポートＵ１−１〜Ｕ１−ｎと１個の出ポートＵ２とを備える。上り光スイッチ素子３１０は、分波・合波部３７１（３７１−１〜３７１−ｎ）から上り光信号を受信し、光スイッチ制御部３００から送信された制御信号に基づいて、上り光スイッチ素子３１０内の通信路を切り替え、受信した上り光信号を出ポートＵ２からパケット単位に光スプリッタ３５１に送信する。
【００３６】
Ｅ／Ｏ３６１は、光スイッチ制御部３００から受信した電気信号を上り光信号に変換し、変換した光信号を光スプリッタ３５１に送信する。
【００３７】
光スプリッタ３５１は、上り光スイッチ素子３１０からの上りの光信号及びＥ／Ｏ３６１からの光信号とを重ね合わせ、重ね合わせた光信号を分波・合波部３７０に送信する。
【００３８】
光スイッチ制御部３００は、Ｏ／Ｅ３６０から電気信号を受信し、受信した電気信号のフレームを解析し、解析結果に基づいて下り光スイッチ素子３２０、３２１及び上り光スイッチ素子３１０を制御する。また、光スイッチ制御部３００は、ＯＬＴ４に制御情報を送信する場合、Ｅ／Ｏ３６１に制御情報を含む電気信号を送信する。
【００３９】
本発明は、下り光スイッチ素子３２０、３２１との間に光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））を備えることを特徴とする。光スイッチ制御部３００が後述する処理を行うことによって、ＯＳＷ３は、所望の信号強度の光信号をＯＮＵ２に送信することができる。
【００４０】
図３は、本発明の第１の実施形態のＯＬＴ４を説明するブロック図である。
【００４１】
ＯＬＴ４は、制御部４００、上り信号処理部４１０、下り信号処理部４２０、Ｏ／Ｅ４６０、Ｅ／Ｏ４６１及び分波・合波部４７０を備える。また、ＯＬＴ４は、光ファイバ８を介してＯＳＷ３と接続される入出力ポートと、ＧＷ５と接続される入出力ポートとを備える。
【００４２】
下り信号処理部４２０は、ゲートウェイインタフェース部（ＧＷ−ＩＦ）４８０から送信された電気信号を受信し、受信した電気信号にＯＬＴ４とＯＳＷ３との間で使用されるヘッダ情報を付与し、ヘッダ情報が付与された電気信号をＥ／Ｏ４６１に送信する。なお、電気信号に付与されるヘッダについては、図５を用いて後述する。
【００４３】
Ｅ／Ｏ４６１は、下り信号処理部４２０から送信された電気信号を受信し、受信した電気信号を下り光信号に変換し、変換された下り光信号を分波・合波部４７０に送信する。
【００４４】
分波・合波部４７０は、Ｅ／Ｏ４６１から送信された下り光信号を、光ファイバ８を介してＯＳＷ３に送信する。また、分波・合波部４７０は、光ファイバ８を介してＯＳＷ３から送信された上り光信号を受信し、受信した上り光信号をＯ／Ｅ４６０に送信する。
【００４５】
Ｏ／Ｅ４６０は、分波・合波部４７０から送信された上り光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を上り信号処理部４１０に送信する。
【００４６】
上り信号処理部４１０は、Ｏ／Ｅ４６０から送信された電気信号を受信し、受信した電気信号をＧＷ−ＩＦ４８０に送信する。また、上り信号処理部４１０は、制御部４００が実行する処理において必要なフレームを制御部４００に入力する。入力されるフレームは、例えば、ＯＳＷ３が送信した制御フレーム、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）が送信したＭＰＣＰフレーム、または、端末１（１−１〜１−ｎ）が送信したマルチキャストグループ管理パケットなどである。
【００４７】
ＧＷ−ＩＦ４８０は、上り信号処理部４１０から送信された電気信号を、ＧＷ５で使用される信号に変換し、変換された信号をＧＷ５に送信する。また、ＧＷ−ＩＦ４８０は、ＧＷ５から送信された信号を受信し、受信した信号を下り信号処理部４２０に送信する。
【００４８】
制御部４００は、上り信号処理部４１０から送信された電気信号を受信し、受信した電気信号から、制御種別を判定し、判定された制御種別ごとに処理を実行する。また、制御部４００は、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）またはＯＳＷ３を制御するための制御フレームを生成し、生成された制御フレームを下り信号処理部４２０に送信する。なお、ＯＬＴ４の具体的に処理については、図２０及び図２１を用いて後述する。
【００４９】
図４は、本発明の第１の実施形態のＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）を説明するブロック図である。
【００５０】
ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）は、制御部２００、上り信号処理部２１０、下り信号処理部２２０、Ｏ／Ｅ２６０、Ｅ／Ｏ２６１、分波・合波部２７０及びユーザネットワークインタフェース部（ＵＮ−ＩＦ）２８０とを備える。また、各々のＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）は、各々の端末１（１−１〜１−ｎ）と接続される入出力ポート２０Ａ（２０Ａ−１〜２０Ａ−ｎ）と、各々の光ファイバ７（７−１〜７−ｎ）を介してＯＳＷ３のポート３０Ｂ（３０Ｂ−１〜３０Ｂ−ｎ）と接続される入出力ポート２０Ｂ（２０Ｂ−１〜２０Ｂ−ｎ）とを備える。
【００５１】
分波・合波部２７０は、Ｅ／Ｏ２６１から送信された上り光信号を受信し、受信した上り光信号を光ファイバ７（７−１〜７−ｎ）を介して接続されるＯＳＷ３に送信する。
【００５２】
Ｏ／Ｅ２６０は、分波・合波部２７０から送信された下り光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を下り信号処理部２２０に入力する。
【００５３】
下り信号処理部２２０は、Ｏ／Ｅ２６０から送信された電気信号を受信し、受信した電気信号をＵＮ−ＩＦ２８０に送信する。また、下り信号処理部２２０は、制御部２００が実行する処理において必要なフレームを制御部２００に入力する。入力されるフレームは、例えば、ＭＰＣＰフレームなどである。
【００５４】
ＵＮ−ＩＦ２８０は、下り信号処理部２２０から送信された下りフレームを端末１（１−１〜１−ｎ）とのインタフェースに規定される信号に変換し、変換された信号を端末１（１−１〜１−ｎ）に送信する。また、ＵＮ−ＩＦ２８０は、端末１（１−１〜１−ｎ）から送信された信号を受信し、受信した信号を上り信号処理部２１０に送信する。
【００５５】
上り信号処理部２１０は、ＵＮ−ＩＦ２８０から送信された信号を受信し、受信した信号にＯＬＴ４とＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）との間で使用されるヘッダ情報を付与し
、ヘッダ情報が付与された信号をＥ／Ｏ２６１に送信する。
【００５６】
Ｅ／Ｏ２６１は、上り信号処理部２１０から送信された電気信号を受信し、受信した電気信号を上り光信号を電気信号に変換し、変換された上り光信号を分波・合波部２７０に送信する。
【００５７】
制御部２００は、下り信号処理部２２０から送信された電気信号を受信し、受信した電気信号から、制御種別を判定し、判定された制御種別ごとに処理を実行する。また、制御部２００は、ＯＬＴ４に送信するＭＰＣＰフレームを生成し、生成されたＭＰＣＰフレームを上り信号処理部２１０に入力する。
【００５８】
以上が本発明の第１の実施形態の装置構成である。以下、本発明において、各装置（例えば、ＯＬＴ４とＯＳＷ３との）間で使用されるフレームについて説明する。
【００５９】
図５は、本発明の第１の実施形態における、ＯＬＴ４とＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）との間で使用されるフレームフォーマットを説明する図である。
【００６０】
ＯＬＴ４とＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）との間で使用されるフレームフォーマット９０は、ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．３ＴＭ−２００５で規定されているＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）(Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）と同じフレームフォーマットを使用する。フレームフォーマット９０は、Ｐｒｅａｍｂｌｅ９１０、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）９２０、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）９３０、Ｐａｙｌｏａｄ種別又はＰａｙｌｏａｄ長を示すＴｙｐｅ／Ｌｅｎｇｔｈフィールド９４０、Ｐａｙｌｏａｄ９５０、及びフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）９６０の各フィールドを含む。
【００６１】
Ｐｒｅａｍｂｌｅ９１０は、予約フィールド（Ｒｅｓｅｒｖｅ）９１１及び９１３、ＳＬＤ（Ｓｔａｒｔ  ｏｆ  ＬＬＩＤ  Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）９１２、論理識別子（ＬＬＩＤ）９１４、及び、符号誤りチェックを行うＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）９１５の各フィールドを含む。
【００６２】
Ｐａｙｌｏａｄ９５０には、ＯＬＴ４とＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）との間で使用される制御情報、ＯＬＴ４とＯＳＷ３との間で使用される制御情報、または、端末１（１−１〜１−ｎ）もしくはＧＷ５から送信されたデータが入る。
【００６３】
図６は、本発明の第１の実施形態における、ＯＬＴ４とＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）との間で使用される制御フレームフォーマットを説明する図である。
【００６４】
本実施の形態における制御フレームフォーマットは、ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．３ＴＭ−２００５で規定されているＭＰＣＰＤＵと同一のフレームフォーマットを用いる。Ｐａｙｌｏａｄ９５０には、命令コード９５１、タイムスタンプ９５２及びデータ９５３が含まれる。
【００６５】
図７は、本発明の第１の実施形態における、ＯＬＴ４とＯＳＷ３との間で使用されるＯＳＷ管理制御フレームフォーマットを説明する図である。
【００６６】
本実施の形態におけるＯＳＷ管理制御フレームフォーマットは、命令コード９５１Ａ、タイムスタンプ９５２Ａ、ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１及びＯＳＷ管理制御データ９５３Ａ−２が含まれる。なお、図７では、フレームフォーマット９０のＰａｙｌｏａｄ９５０のみを示している。
【００６７】
命令コード９５１Ａは、ＯＳＷ管理制御を示す値を格納する。ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１は、ＯＬＴ４からＯＳＷ３への管理制御、及びＯＳＷ３からＯＬＴ４への管理制御の種類を識別するための値を格納する。ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−２は、ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１に設定された管理制御の種別ごとに所定の制御データを格納する。
【００６８】
図８は、本発明の第１の実施形態におけるＯＳＷ構成通知を示すシーケンス図である。
【００６９】
第１の実施形態において、ＯＬＴ４は、下り光信号が最適な利得の光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））を通過するように、ＯＳＷ３を制御するためにはＯＳＷ３の装置構成、すなわち、ＯＳＷ３が備える光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））の利得に関する情報（以下、ＯＳＷ構成情報と呼ぶ）を取得する必要がある。なお、具体的な処理については、図１２を用いて後述する。
【００７０】
第１の実施形態におけるＯＬＴ４は、前述した情報を取得するためにＯＳＷ３に対し、ＯＳＷ構成要求を含むＯＳＷ管理制御フレーム（図１０参照）を送信する（１００１）。前述したフレームを受信したＯＳＷ３は、ＯＳＷ構成管理テーブル（図９参照）からＯＳＷ構成情報を取得して、取得されたＯＳＷ構成情報を含むＯＳＷ構成要求応答フレーム（図１１参照）をＯＬＴ４に送信する（１００２）。
【００７１】
図９は、本発明の第１の実施形態におけるＯＳＷ構成管理テーブル１１００の一例を示す説明図である。ＯＳＷ構成管理テーブル１１００は、ＯＳＷ３の光スイッチ制御部３００が保持している。
【００７２】
ＯＳＷ構成管理テーブル１１００は、下りスイッチ間ポート番号１１０１及び利得１１０２を含む。
【００７３】
下りスイッチ間ポート番号１１０１は、下り光スイッチ素子３２０と下り光スイッチ素子３２１との間のポート番号を格納する。例えば、出ポートＤ２−１と入ポートＤ３−１とにおける下りスイッチ間ポート番号１１０１は１となる。。
【００７４】
利得１１０２は、下りスイッチ間ポート番号１１０１に対応する光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））の利得を格納する。なお、利得は、具体的な数値（ｄＢ）でもよいし、倍率でもよい。また、図２において、下りスイッチ間ポート番号１１０１が１のものについては、光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））が接続されていないため、利得１１０２の値Ａ１は０ｄＢである。また、第１の実施形態において、利得は、Ａ１＜Ａ２＜・・・＜Ａｍの関係を満たす。
【００７５】
図１０は、本発明の第１の実施形態におけるＯＳＷ構成要求を含むＯＳＷ管理制御フレームを説明する図である。
【００７６】
ＯＳＷ構成要求を含むＯＳＷ管理制御フレームは、命令コード９５１Ｂ、タイムスタンプ９５２Ｂ、ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ｂ−１及びＯＳＷ管理制御データ９５３Ｂ−２が含まれる。
【００７７】
命令コード９５１Ｂは、ＯＳＷ管理制御を示す値を格納する。ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ｂ−１は、ＯＳＷ構成要求を示す値を格納する。ＯＳＷ管理制御データ９５３Ｂ−２は、未使用であることを示す値である０を格納する。なお、図１０では、フレームフォーマット９０のＰａｙｌｏａｄ９５０のみを示している。
【００７８】
図１１は、本発明の第１の実施形態におけるＯＳＷ構成情報を含むＯＳＷ構成要求応答フレームを説明する図である。
【００７９】
ＯＳＷ構成情報を含むＯＳＷ構成要求応答フレームは、命令コード９５１Ｃ、タイムスタンプ９５２Ｃ、ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ｃ−１及びＯＳＷ管理制御データ９５３Ｃ−２を含む。
【００８０】
命令コード９５１Ｃは、ＯＳＷ管理制御を示す値を格納する。ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ｃ−１は、ＯＳＷ構成応答を示す値を格納する。ＯＳＷ管理制御データ９５３Ｃ−２は、下り光スイッチ素子３２０と下り光スイッチ素子３２１との間のポート数と、下りスイッチ間ポート番号１１０１及び利得１１０２とを格納する。なお、図１１では、フレームフォーマット９０のＰａｙｌｏａｄ９５０のみを示している。
【００８１】
次に、下りフレーム送信時の具体的な処理について説明する。
【００８２】
図１２は、本発明の第１の実施形態における下りフレーム送信時を説明するシーケンス図である。
【００８３】
ＧＷ５は、下りフレームをＯＬＴ４に送信する（１２０１）。
【００８４】
ＯＬＴ４は、ＧＷ５から下りフレームを受信し、受信した下りフレームの宛先ＭＡＣアドレスと宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００（図１３参照）とを参照し、ＬＬＩＤを決定する（１２０２）。さらに、決定されたＬＬＩＤに基づき、下りフレームのＰｒｅａｍｂｌｅ９１０にフレームを付与し、当該下りフレームをＯＳＷ３に送信する（１２０３）。なお、付与されるフレームには、決定されたＬＬＩＤが含まれる。
【００８５】
下りフレームを受信したＯＳＷ３の光スイッチ制御部３００は、受信した下りフレームを解析し、下りフレームのＰｒｅａｍｂｌｅ９１０に含まれたＬＬＩＤに基づいて、下り光スイッチ素子３２０、３２１の切り替え制御処理を実行する（１２０４）。切り替え制御処理は、ＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００（図１４参照）を用いて実行される。
【００８６】
下りフレームは、切り替え制御処理によって切り替えられた通信路を通過してＤＡ９２０で指定された端末１（１−１〜１−ｎ）に接続されるＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）に送信され（１２０５）、さらに、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）に接続される端末１（１−１〜１−ｎ）に送信される（１２０６）。
【００８７】
図１３は、本発明の第１の実施形態における宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００の一例を示す図である。
【００８８】
宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００は、宛先ＭＡＣアドレス１３０１及びＬＬＩＤ１３０２を含む。
【００８９】
宛先ＭＡＣアドレス１３０１は、下りフレームが送信される端末１（１−１〜１−ｎ）、及びＯＮＵのＭＡＣアドレスを格納する。ＬＬＩＤ１３０２は、論理的な接続を示すＬＬＩＤを格納する。なお、ＬＬＩＤ１３０２は、ユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャストそれぞれに異なる範囲の値が用いられる。
【００９０】
図１４は、本発明の第１の実施形態におけるＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００の一例を示す図である。
【００９１】
ＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００は、ＬＬＩＤ１４０１、第１光スイッチポート管理ビット列１４０２及び第２光スイッチポート管理ビット列１４０３とを含む。
【００９２】
ＬＬＩＤ１４０１は、宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００のＬＬＩＤ１３０２と同一の値を格納する。
【００９３】
第１光スイッチポート管理ビット列１４０２は、下り光スイッチ素子３２０と下り光スイッチ素子３２１との間の接続を示すｍ個のビットから構成される。各ビットの番号は、下りスイッチ間ポート番号１１０１と対応している。各ビットは、ポートが接続される場合、「１」を格納し、ポートが接続されない場合、「０」を格納する。
【００９４】
第２光スイッチポート管理ビット列１４０３は、下り光スイッチ素子３２０の出ポートＤ４（Ｄ４−１〜Ｄ４−ｎ）の接続を示すｎ個のビットから構成さえる。各ビットは、ポートが接続される場合「１」を格納し、ポートが接続されない場合「０」が格納される。
【００９５】
ユニキャストの場合、第２光スイッチポート管理ビット列１４０３は、一つのビットのみに「１」が格納される。例えば、ＬＬＩＤ＿Ｕ１の下りフレームは、下り光スイッチ素子３２０の出ポートＤ２−１から下り光スイッチ素子３２１の入ポートＤ３−１へ送信され、さらに、下り光スイッチ素子３２１の出ポートＤ４−２から分波・合波部３７１−２へ送信される。
【００９６】
マルチキャストの場合、第２光スイッチポート管理ビット列１４０３は、複数のビットに「１」が格納される。例えば、ＬＬＩＤ＿Ｍ１の下りフレームは、下り光スイッチ素子３２０の出ポートＤ２−２から光増幅器３３０−１を介して下り光スイッチ素子３２１の入ポートＤ３−２に送信され、さらに、下り光スイッチ素子３２１の出ポートＤ４−１、Ｄ４−２から分波・合波部３７１−１、分波・合波部３７１−２へ送信される。
【００９７】
ブロードキャストの場合、第２光スイッチポート管理ビット列１４０３は、全て「１」が格納される。例えば、ＬＬＩＤ＿Ｂｋの下りフレームは、下り光スイッチ素子３２０の出ポートＤ２−ｍから光増幅器３３０−（ｍ−１）を介して下り光スイッチ素子３２１の入ポートＤ３−ｍに送信され、さらに、下り光スイッチ素子３２１の出ポートＤ４−１、Ｄ４−２、・・・、Ｄ４−ｎから分波・合波部３７１−１、分波・合波部３７１−２、・・・、分波・合波部３７１−ｎへ送信される。
【００９８】
ＯＮＵ２（２−１〜２―ｎ）の数が増加するにつれて、より利得の大きい光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−ｎ）を通過するようにすれば、ＯＮＵ２（２−１〜２―ｎ）が受信する信号の強度差を低減させることができる。
【００９９】
図１５は、本発明の第１の実施形態におけるマルチキャストグループ管理メッセージ送信時を説明するシーケンス図である。
【０１００】
端末１（１−１〜１−ｎ）からマルチキャスト管理メッセージ（図１６参照）が送信される（１５０１）。当該マルチキャスト管理メッセージは、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）、ＯＳＷ３及びＯＬＴ４を経由してＧＷ５に送信される。
【０１０１】
図１６は、本発明の第１の実施形態におけるマルチキャスト管理メッセージパケットのフォーマットを説明する図である。
【０１０２】
マルチキャスト管理メッセージのフォーマットは、ＩＥＴＦ  ＲＦＣ２３２６で規定されているＩＧＭＰｖ２のパケットフォーマットを用いる。
【０１０３】
マルチキャスト管理メッセージのフォーマットは、ＩＰヘッダ９５４、タイプ９５５、最大応答時間９５６、チェックサム９５７及びグループアドレス９５８を含む。
【０１０４】
タイプ９５５は、ＩＧＭＰパケットの種別を表し、加入（Ｒｅｐｏｒｔ）または離脱（Ｌｅａｖｅ）を示す値を格納する。グループアドレス９５８は、端末１（１−１〜１−ｎ）が加入または離脱したいＩＰアドレスを格納する。
【０１０５】
ＯＬＴ４は、ＩＰヘッダ９５４内のプロトコル番号によって、受信した上りフレームがマルチキャストグループ管理メッセージであるか否かを判定することができる。また、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）が特定のＬＬＩＤを用いてマルチキャストグループ管理メッセージを送信している場合、ＯＬＴ４は、当該ＬＬＩＤによってマルチキャスト管理メッセージであるか否かを判定できる。
【０１０６】
図１５の説明に戻る。
【０１０７】
ＯＬＴ４は、マルチキャスト管理メッセージをスヌーピングし、マルチキャスト管理メッセージを解析する。ＯＬＴ４は、マルチキャスト管理メッセージのグループアドレス９５８から宛先ＭＡＣアドレスを決定し、ＭＡＣアドレス−ＯＮＵテーブル１６００（図１７参照）を更新する（１５０２）。
【０１０８】
図１７は、本発明の第１の実施形態のＭＡＣアドレス−ＯＮＵテーブル１６００の一例を示す説明図である。
【０１０９】
ＭＡＣアドレス−ＯＮＵテーブル１６００は、宛先ＭＡＣアドレス１６０１、登録ＯＮＵ１６０２及び登録ＯＮＵ数１６０３を含む。
【０１１０】
宛先ＭＡＣアドレス１６０１は、図１３の宛先ＭＡＣアドレス１３０１におけるマルチキャストＭＡＣアドレスを格納する。
【０１１１】
登録ＯＮＵ１６０２は、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）を識別する番号を格納する。例えば、ＯＮＵ２−１の登録ＯＮＵ１６０２は「１」が格納され、ＯＮＵ２−２の登録ＯＮＵ１６０２は「２」が格納される。
【０１１２】
登録ＯＮＵ数１６０３は、登録ＯＮＵ１６０２に登録されているＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）の数を格納する。例えば、宛先ＭＡＣアドレス１６０１がマルチキャストＭＡＣａｄｄｒ＿１のエントリに対して、登録ＯＮＵ１６０２は「１」が登録されているので、登録ＯＮＵ数１６０３は「１」となる。宛先ＭＡＣアドレス１６０１がマルチキャストＭＡＣａｄｄｒ＿２のエントリに対して、登録ＯＮＵ１６０２は「１、３、４」が登録されているので、登録ＯＮＵ数１６０３は「３」となる。また、宛先ＭＡＣアドレス１６０１がマルチキャストＭＡＣａｄｄｒ＿ｊのエントリに対して、登録されているＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）がないため登録ＯＮＵ１６０２は「０」となり、登録ＯＮＵ数１６０３は「０」となる。
【０１１３】
なお、登録ＯＮＵ数１６０３が「０」のエントリについては、規定の時間を越えても登録ＯＮＵ数１６０３が「０」のままであれば、エントリを削除してもよい。また、エントリを削除した宛先ＭＡＣアドレス１６０１については、図１３の宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブルの当該宛先ＭＡＣアドレス１６０１に対応するＬＬＩＤのエントリを削除してもよい。不要なエントリを削除することによって、ＯＬＴ４が使用するメモリ量を削減することができる。
【０１１４】
図１５の説明に戻る。
【０１１５】
ＯＬＴ４は、ステップ１５０２で更新した宛先ＭＡＣアドレス１６０１から宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００を参照し、該当するＬＬＩＤを検索する。さらに、ＯＬＴ４は、登録ＯＮＵ数１６０３から当該ＬＬＩＤに対応する下り光スイッチ素子３２０の制御を決定する。具体的には、登録ＯＮＵ数１６０３が大きい場合、所望の下り光信号の強度が得られるように下り光スイッチ素子３２０の出ポートＤ１（Ｄ１−１〜Ｄ１−ｍ）を決定する。つまり、下り光信号が通過する光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））が決定される。
【０１１６】
また、登録ＯＮＵ１６０２から当該ＬＬＩＤに対応する下り光スイッチ素子３２１の制御を決定する。具体的には、下り光信号が所定のＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）に送信されるように下り光スイッチ素子３２１の出ポートＤ４（Ｄ４−１〜Ｄ４−ｍ）が決定される。
【０１１７】
ＯＬＴ４は、前述した処理によって決定されたスイッチ制御情報を含むＯＳＷ管理制御メッセージをＯＳＷ３に送信する（１５０３）。具体的には、ＬＬＩＤ−光スイッチ素子制御情報変更要求フレーム（図１８参照）が送信される。
【０１１８】
当該ＯＳＷ管理制御メッセージを受信したＯＳＷ３は、受信したＯＳＷ管理制御メッセージを解析し、解析結果に基づきＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００を更新する（１５０４）。
【０１１９】
図１８は、本発明の第１の実施形態における、ＯＬＴ４が送信するＬＬＩＤ−光スイッチ素子制御情報変更要求フレームを説明する図である。
【０１２０】
ＬＬＩＤ−光スイッチ素子制御情報変更要求フレームは、ＯＬＴ４が、マルチキャストグループ管理メッセージを解析した結果に基づき、下り光スイッチ素子３２０、３２１の制御を変更するときに、図１４のＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００を更新するために送信されるフレームである。
【０１２１】
ＬＬＩＤ−光スイッチ素子制御情報変更要求フレームは、命令コード９５１Ｄ、タイムスタンプ９５２Ｄ、ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ｄ−１及びＯＳＷ管理制御データ９５３Ｄ−２を含む。
【０１２２】
命令コード９５１Ｄは、ＯＳＷ管理制御を示す値を格納する。ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ｄ−１は、ＬＬＩＤ−光スイッチ更新を示す値を格納する。
【０１２３】
ＯＳＷ管理制御データ９５３Ｄ−２は、ＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００の更新対象の対象ＬＬＩＤ、更新する第１光スイッチポート管理ビット列１４０２及び更新する第２光スイッチポート管理ビット列１４０３を格納する。
【０１２４】
図１９は、本発明の第１の実施形態における、下りフレーム受信時のＯＳＷ３の動作を説明するフローチャートである。
【０１２５】
ＯＳＷ３は、下りフレームを受信し（１７０１）、受信した下りフレームを解析する（１７０２）。ＯＳＷ３は、解析結果から受信した下りフレームがＯＳＷ３宛であるか否かを判定する（１７０３）。例えば、ＯＳＷ３宛用にＬＬＩＤを割り当てることによって、ＯＳＷ３が下りフレームのＰｒｅａｍｂｌｅ９１０のＬＬＩＤ９１４を参照し、ＯＳＷ３宛であるか否かが判定される。また、ＯＳＷ３の入ポートにＭＡＣアドレスを割り当てることによって、ＯＳＷ３が下りフレームのＤＡ９２０を参照し、ＯＳＷ３宛であるか否かが判定される。
【０１２６】
ＯＳＷ３宛であると判定された場合、つまり、ＯＳＷ制御フレームである場合、ＯＳＷ３は、当該ＯＳＷ制御フレームのＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１を解析し、ＯＳＷ管理制御種別を判定する（１７０４）。具体的には、ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１に格納されている値が、ＬＬＩＤ−光スイッチ更新を表す値であるか、ＯＳＷ構成要求を表す値であるか、又は、その他の制御を表す値であるかが判定される。
【０１２７】
ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１に格納されている値が、ＬＬＩＤ−光スイッチ更新を表す値であると判定された場合、つまり、ＬＬＩＤ−光スイッチ素子制御情報変更要求フレームである場合、ＯＳＷ３は、受信したＬＬＩＤ−光スイッチ素子制御情報変更要求フレームのＯＳＷ管理制御データ９５３Ｄ−２を参照し、ＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００を更新する（１７０５）。なお、ステップ１５０４と同一の処理である。
【０１２８】
ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１に格納されている値が、ＯＳＷ構成要求を表す値であると判定された場合、つまり、ＯＳＷ構成要求を含むＯＳＷ管理制御フレームである場合、ＯＳＷ３は、ＯＳＷ構成情報を含むＯＳＷ構成要求応答フレームを生成し、生成された当該ＯＳＷ構成情報を含むＯＳＷ構成要求応答フレームをＯＬＴ４に送信する（１７０６）。
【０１２９】
ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１に格納されている値が、その他の制御を表す値であると判定された場合、ＯＳＷ３は、該当する値に応じた制御を実行する（１７０７）。
【０１３０】
ステップ１７０３において、ＯＳＷ３宛でないと判定された場合、ＯＳＷ３は、受信した下りフレームがＭＰＣＰフレームであるか否かを判定する（１７０８）。ＭＰＣＰフレームは、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）に送信するときに用いられるフレームであるため、前述した判定によって、受信した下りフレームがＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）宛であるか、又は、端末宛であるかが判定される。なお、ＭＰＣＰではＴｙｐｅ／Ｌｅｎｇｔｈ９４０の値が０ｘ８８０８であり、ＩＰではＴｙｐｅ／Ｌｅｎｇｔｈ９４０の値が０ｘ０８００である。
【０１３１】
受信した下りフレームがＭＰＣＰであると判定された場合、つまり、受信した下りフレームがＭＰＣＰフレーム（ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）に送信するときに用いられるフレーム）である場合、ＯＳＷ３は、ＭＰＣＰ制御を実行する（１７０９）。ＭＰＣＰ制御においては、ＯＳＷ３は、さらにＭＰＣＰフレームを解析し、上り光スイッチ素子３１０の制御を実行する。ＯＳＷ３は、ＭＰＣＰ制御を実行した後にステップ１７１０に進む。
【０１３２】
受信した下りフレームがＭＰＣＰでないと判定された場合、つまり、端末１（１−１〜１−ｎ）に送信されるフレームである場合、ＯＳＷ３は、当該受信した下りフレームを解析し、当該下りフレームにおけるＰｒｅａｍｂｌｅ９１０のＬＬＩＤ９１４と一致するエントリをＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００から検索する（１７１０）。
【０１３３】
ＯＳＷ３は、該当するエントリのＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００を参照し、下り光スイッチ素子３２０、３２１を制御する（１７１１）。具体的には、ＯＳＷ３の光スイッチ制御部３００がＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００を参照し、該当するＬＬＩＤの第１光スイッチポート管理ビット列１４０２及び第２光スイッチポート管理ビット列１４０３から下り光スイッチ素子３２０、３２１の制御を決定し、決定された制御情報がそれぞれ下り光スイッチ素子３２０、３２１に送信され、下り光スイッチ素子３２０、３２１が受信した制御情報に基づいてスイッチの接続を実行する。これによって、所望の信号強度をもつ光信号を端末１（１−１〜１−ｎ）に送信することができる。
【０１３４】
図２０は、本発明の第１の実施形態における、下りフレームを送信するときのＯＬＴ４の動作を説明するフローチャートである。
【０１３５】
ＯＬＴ４は、ＧＷ−ＩＦ４８０から下りフレームを受信すると（１８０１）、受信した下りフレームを解析し（１８０２）、宛先ＭＡＣアドレスを調べる。ＯＬＴ４は、宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００を参照し、当該宛先ＭＡＣアドレスと一致するエントリを検索し（１８０３）、一致するエントリのＬＬＩＤ１３０２からＬＬＩＤを決定する（１８０４）。ＯＬＴ４は、決定されたＬＬＩＤをフィールドに持つＰｒｅａｍｂｌｅ９１０を受信した下りフレームに付与し、当該下りフレームをＯＳＷ３に送信する（１８０５）。
【０１３６】
図２１は、本発明の第１の実施形態における、上りフレームを受信したときのＯＬＴ４の動作を説明するフローチャートである。
【０１３７】
ＯＬＴ４は、上りフレームを受信すると（１９０１）、上りフレームを解析し（１９０２）、受信した上りフレームがＯＬＴ４宛であるか否かを判定する（１９０３）。当該判定は、宛先ＭＡＣアドレスを用いて行う。また、ＯＬＴ４は、ＯＬＴ４宛の上りフレームに特定のＬＬＩＤを割り当てることによって判定してもよい。
【０１３８】
受信した上りフレームがＯＬＴ４宛であると判定された場合、ＯＬＴ４は、受信した上りフレームがＭＰＣＰフレームであるか否かを判定する（１９０４）。当該判定は、命令コード９５１の値を用いて行う。
【０１３９】
受信した上りフレームがＭＰＣＰフレームであると判定された場合、ＯＬＴ４は、ＭＰＣＰ制御を実行する（１９０５）。
【０１４０】
受信した上りフレームがＭＰＣＰフレームでないと判定された場合、つまり、受信した上りフレームがＯＳＷ管理制御フレームである場合、ＯＬＴ４は、受信した上りフレームのＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１を参照し、ＯＳＷ管理制御種別を判定する（１９０６）。
【０１４１】
ＯＳＷ管理制御種別がＯＳＷ構成応答を示す値であると判定された場合、ＯＬＴ４は、ＯＳＷ構成取得制御を実行する（１９０７）。具体的には、ＯＬＴ４は、ＯＳＷ管理制御データ９５３Ｃ−２を解析し、ＯＳＷ構成管理テーブル１１００に解析結果を登録する。
【０１４２】
ＯＳＷ管理制御種別が他の制御を示す値であると判定された場合、ＯＬＴ４は、当該値に応じた制御を実行する（１９０８）。
【０１４３】
ステップ１９０３において、受信した上りフレームがＯＬＴ４宛でないと判定された場合、つまり、受信した上りフレームがＧＷ５宛の上りフレームであると判定された場合、ＯＬＴ４は、受信した上りフレームを解析し、解析されたＳＡ９３０（送信元のＭＡＣアドレス）とＬＬＩＤ９１４に基づいて、宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００を更新する（１９０９）。
【０１４４】
次に、ＯＬＴ４は、受信した上りフレームをＧＷ５に送信する（１９１０）。
【０１４５】
さらに、ＯＬＴ４は、受信した上りフレームの解析結果から受信した上りフレームがマルチキャストグループ管理メッセージであるか否かを判定する（１９１１）。
【０１４６】
受信した上りフレームがマルチキャストグループ管理メッセージでないと判定された場合、ＯＬＴ４は、処理を終了する。
【０１４７】
受信した上りフレームがマルチキャストグループ管理メッセージであると判定された場合、ＯＬＴ４は、さらに受信した上りフレームを解析する（１９１２）。具体的には、ＯＬＴ４は、タイプ９５５、グループアドレス９５８を調べる。ＩＧＭＰｖ２メッセージの場合、グループアドレス９５８は、ＩＰマルチキャストアドレスであるため。対応するＭＡＣアドレスに変換される。
【０１４８】
ＯＬＴ４は、前述の解析結果とグループアドレス９５８と一致するＭＡＣアドレスを持つエントリをＭＡＣアドレス−ＯＮＵテーブル１６００から検索し、該当するエントリを更新する（１９１３）。
【０１４９】
さらに、ＯＬＴ４は、更新されたエントリのＭＡＣアドレスと一致するエントリを宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００から検索し、該当するエントリを更新する（１９１４）。ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００が更新時にエントリが追加又は削除される場合、ＯＬＴ４は、該当するエントリをＭＡＣアドレス−ＯＮＵテーブル１６００に追加又は該当するエントリをＭＡＣアドレス−ＯＮＵテーブル１６００から削除する。
【０１５０】
ＯＬＴ４は、更新されたＭＡＣアドレス−ＯＮＵテーブル１６００に基づいて、下り光スイッチ素子３２０、３２１の制御を決定し（１９１５）、決定された制御情報を含むＯＳＷ管理制御メッセージをＯＳＷ３に送信する（１９１６）。なお、ステップ１９１５及びステップ１９１６は、ステップ１４０３と同一の処理が実行される。
【０１５１】
第１の実施形態によれば、ＯＬＴ４がＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）に送信される光信号の信号種別（ユニキャスト、マルチキャスト及びブロードキャスト）からＯＳＷ３の制御情報を生成し、生成され制御情報を含むＯＳＷ管理制御メッセージをＯＳＷ３に送信し、ＯＳＷ３がＯＬＴ４から送信されるＯＳＷ管理制御メッセージに基づいて、下り光スイッチ素子３２０、３２１を制御することによって、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）は所望の信号強度を有する光信号を受信することができる。
【０１５２】
第１の実施形態では、複数のポートにそれぞれ利得の異なる光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））を設けていたが、本発明はこれに限定されない。
【０１５３】
下り光スイッチ素子３２０と下り光スイッチ素子３２１との間に利得を変化させることができる可変光増幅器を設け、所望の信号強度を実現してもよい。この場合、光スイッチ制御部３００は、ＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００の代わりに、ＬＬＩＤと利得との対応関係を示すテーブルを保持しており、当該テーブルを用いて所望の信号強度の下り光信号になるように可変光増幅器を制御する。
【０１５４】
また、下り光スイッチ素子３２０と下り光スイッチ素子３２１との間に、異なる減衰率をもつ複数の減衰器を設けてもよい。この場合、入力された下り光信号を増幅する光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））を下り光スイッチ素子３２０の前段に設けるとよい。また、光スイッチ制御部３００は、ＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００の代わりに、ＬＬＩＤと減衰率との対応関係を示すテーブルを保持しており、当該テーブルを用いて所望の信号強度の下り光信号になるように下り光スイッチ素子３２０、３２１を制御する。また、減衰器は、可変減衰器であってもよい。
【０１５５】
［第２の実施形態］
以下、第１の実施形態との差異を主に、第２の実施形態について説明する。
【０１５６】
図２２は、本発明の第２の実施形態のＯＳＷ３を説明するブロック図である。
【０１５７】
第２の実施形態のＯＳＷ３は、第１の実施のＯＳＷ３と比べ、光スプリッタ３５０と下り光スイッチ素子３２０との間に遅延部３４０を備えない点が異なる。
【０１５８】
遅延部３４０を備える場合と比べ、遅延部３４０として光ファイバなどを設ける必要がないため、ＯＳＷ３を小型化することができる。
【０１５９】
第１の実施形態では、ＯＳＷ３は、ＯＬＴ４から送信された下りフレームに含まれるＬＬＩＤを参照して、下り光スイッチ素子３２０、３２１を制御していたが、ＯＳＷ３が遅延部３４０を備えていないため、前述したような処理を実行することができない。
【０１６０】
第２の実施形態では、ＯＬＴ４が下りフレーム送信の前に、ＯＳＷ切替制御フレームを送信し、ＯＳＷ３は、受信した切替制御フレームに基づいて下り光スイッチ素子３２０、３２１の制御を実行する。
【０１６１】
図２３は、第２の実施形態における下りフレーム送信時を説明するシーケンス図である。
【０１６２】
ＧＷ５は、下りフレームをＯＬＴに送信する（２００１）。
【０１６３】
ＯＬＴ４は、ＧＷ５から下りフレームを受信し、受信した下りフレームの宛先ＭＡＣアドレスと宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００とを参照し、ＬＬＩＤを決定する（２００２）。
【０１６４】
ＯＬＴ４は、決定されたＬＬＩＤから下り光スイッチ素子３２０、３２１の制御情報を生成し、生成された制御情報を含むＯＳＷ切替制御フレーム（図２４参照）をＯＳＷ３に送信する（２００３）。当該ＯＳＷ切替制御フレームには、下り光スイッチ素子３２０、３２１の接続を切り替える時刻を示す切替時刻情報９５３Ｅ−３（図２４参照）が含まれている。
【０１６５】
ＯＳＷ切替制御フレームを受信したＯＳＷ３は、受信したＯＳＷ切替制御フレームを解析し、受信したＯＳＷ切替制御フレームに含まれる切替時刻情報９５３Ｅ−３に基づいて、下り光スイッチ素子３２０、３２１の切り替えスケジューリングを実行し、所定の時刻でＯＳＷ３は下り光スイッチ素子３２０、３２１の切替処理を実行する（２００４）。
【０１６６】
前述の処理と所定の時間が経過した後にＯＬＴ４は、下りフレームをＯＳＷ３に送信する（２００５）。これは、ＯＳＷ３が、受信したＯＳＷ切替制御フレームを解析するのに要する時間を考慮したためである。
【０１６７】
ＯＳＷ３は、切替処理によって接続されたＯＮＵ２（２−１〜２―ｎ）に、受信した下りフレームを送信する（２００６）。さらに、ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）に接続される端末１（１−１〜１−ｎ）に送信される（２００７）。
【０１６８】
図２４は、本発明の第２の実施形態における、ＯＳＷ切替制御フレームを説明する図である。
【０１６９】
ＯＳＷ切替制御フレームは、命令コード９５１Ｅ、タイムスタンプ９５２Ｅ、制御対象９５３Ｅ−１、対象ＬＬＩＤ９５３Ｅ−２及び切替時刻情報９５３Ｅ−３を含む。
【０１７０】
命令コード９５１Ｅは、スイッチ切り替えを示す値を格納する。制御対象９５３Ｅ−１
は、制御対象である光スイッチ素子を示す値を格納する。具体的には、上り光スイッチ素子３１０が制御対象である場合「０」が格納され、下り光スイッチ素子３２０、３２１が制御対象である場合「１」が格納される。以下、特に区別しない場合、上り光スイッチ素子３１０及び下り光スイッチ素子３２０、３２１を単に光スイッチ素子と呼ぶ。
【０１７１】
対象ＬＬＩＤ９５３Ｅ−２は、光スイッチ素子の切り替え対象であるフレームのＬＬＩＤを格納する。切替時刻情報９５３Ｅ−３は、光スイッチ素子の切替処理の実行を開始する時刻と、切り替えられた光スイッチ素子の接続状態を維持する時間を格納する。接続状態を維持する時間の代わりにフレーム長を格納してもよい。ＯＳＷ３がフレーム解析時にフレーム長を計算する場合、接続状態を維持する時間及びフレーム長を格納しなくてもよい。
【０１７２】
図２５は、本発明の第２の実施形態における、下りフレームを受信したときのＯＳＷ３の動作を説明するフローチャートである。
【０１７３】
ＯＳＷ３は、下りフレームを受信し（２１０１）、受信した下りフレームを解析する（２１０２）。ＯＳＷ３は、解析結果から受信した下りフレームがＯＳＷ３宛であるか否かを判定する（２１０３）。例えば、ＯＳＷ３宛用にＬＬＩＤを割り当てることによって、ＯＳＷ３は、下りフレームのＰｒｅａｍｂｌｅ９１０のＬＬＩＤ９１４を参照し、ＯＳＷ３宛であるか否かを判定する。また、ＯＳＷ３の入ポートにＭＡＣアドレスを割り当てることによって、ＯＳＷ３は、下りフレームのＤＡ９２０を参照し、ＯＳＷ３宛であるか否かを判定してもよい。
【０１７４】
ＯＳＷ３宛であると判定された場合、ＯＳＷ３は、受信した下りフレームがスイッチ切替制御フレームであるか、又は、ＯＳＷ管理制御フレームであるかを判定する（２１０４）。具体的には、ＯＳＷ３は、受信した下りフレームの命令コード９５１を参照して、スイッチ切替制御フレームであるか、又は、ＯＳＷ管理制御フレームであるかを判定する。
【０１７５】
受信した下りフレームがスイッチ切替制御フレームであると判定された場合、ＯＳＷ３は、スイッチ切替制御フレームを解析し（２１０５）、制御対象を判定する（２１０６）。具体的には、ＯＳＷ３は、スイッチ切替制御フレームの制御対象９５３Ｅ−１を参照し、上り光スイッチ素子３１０が制御対象であるか、又は、下り光スイッチ素子３２０、３２１が制御対象であるかを判定する。
【０１７６】
制御対象が上り光スイッチ素子３１０であると判定された場合、ＯＳＷ３は、上り光スイッチ素子３１０の制御処理を実行する（２１０８）。
【０１７７】
制御対象が下り光スイッチ素子３２０、３２１であると判定された場合、ＯＳＷ３は、下り光スイッチ素子３２０、３２１の制御処理を実行する（２１０７）。当該制御処理は、ステップ２００５と同様の処理である。上り光スイッチ素子３１０の制御においてもＬＬＩＤから入ポートＵ１の切替処理が実行される。
【０１７８】
ステップ２１０４において、受信した下りフレームがＯＳＷ管理制御フレームであると判定された場合、ＯＳＷ３は、当該ＯＳＷ管理制御フレームのＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１を解析し（２１０９）、ＯＳＷ管理制御種別を判定する（２１１０）。具体的には、ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１に格納されている値が、ＬＬＩＤ−光スイッチ更新を表す値であるか、ＯＳＷ構成要求を表す値であるか、又は、その他の制御を表す値であるかが判定される。
【０１７９】
ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１に格納されている値が、ＬＬＩＤ−光スイッチ更新を表す値であると判定された場合、つまり、ＬＬＩＤ−光スイッチ素子制御情報変更要求フレームである場合、ＯＳＷ３は、ステップ１５０４と同様に、受信したＬＬＩＤ−光スイッチ素子制御情報変更要求フレームのＯＳＷ管理制御データ９５３Ｄ−２を参照し、ＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブル１４００を更新する（２１１１）。
【０１８０】
ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１に格納されている値が、ＯＳＷ構成要求を表す値であると判定された場合、つまり、ＯＳＷ構成要求を含むＯＳＷ管理制御フレームである場合、ＯＳＷ３は、ＯＳＷ構成情報を含むＯＳＷ構成要求応答フレームを生成し、生成された当該ＯＳＷ構成情報を含むＯＳＷ構成要求応答フレームをＯＬＴ４に送信する（２１１２）。
【０１８１】
ＯＳＷ管理制御種別コード９５３Ａ−１に格納されている値が、その他の制御を表す値であると判定された場合、ＯＳＷ３は、該当する値に応じた制御を実行する（２１１３）。
【０１８２】
図２６は、本発明の第２の実施形態における、下りフレームを送信するときのＯＬＴ４の動作を説明するフローチャートである。
【０１８３】
ＯＬＴ４は、ＧＷ−ＩＦ４８０から下りフレームを受信すると（２２０１）、受信した下りフレームを解析し（２２０２）、宛先ＭＡＣアドレスを調べる。ＯＳＷ３は、宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブル１３００を参照し、当該宛先ＭＡＣアドレスと一致するエントリを検索し（２２０３）、一致するエントリのＬＬＩＤ１３０２からＬＬＩＤを決定する（２２０４）。
【０１８４】
ＯＬＴ４は、決定されたＬＬＩＤから下り光スイッチ素子３２０、３２１の制御情報を生成し、生成された制御情報を含むスイッチ切替制御フレームをＯＳＷ３に送信する（２２０５）。前述の処理は、ステップ２２０３と同様の処理である。
【０１８５】
さらに、ＯＬＴ４は、決定されたＬＬＩＤをフィールドに持つＰｒｅａｍｂｌｅ９１０を受信した下りフレームに付与し、当該下りフレームをＯＳＷ３に送信する（２２０６）。
【０１８６】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、ＯＳＷ３は、遅延部３４０が不要となるため、ＯＳＷ３の小型化が可能となる。
【０１８７】
［第３の実施形態］
図２７は、本発明の第３の実施形態のＯＳＷ３を説明するブロック図である。
【０１８８】
第１の実施形態および第２の実施形態では、下り光スイッチ素子３２０と下り光スイッチ素子３２１との間に光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））を設置していた。しかし、利得の異なる光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））を用いるため、接続される通信路によって、下り光信号の遅延が異なる可能性がある。
【０１８９】
そのため、下り光スイッチ素子３２０と下り光スイッチ素子３２０との間にｍ個の遅延補償部３８０（３８０−０〜３８０−（ｍ−１））を設けて、通信路によって発生する遅延の差を低減させる。遅延補償部３８０（３８０−０〜３８０−（ｍ−１））は、例えば、長さの異なる光ファイバによって光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））と下り光スイッチ素子３２１とを接続することによって実現する。ただし、遅延補償部３８０−０は、光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））が接続されていないので出ポートＤ１−１と入ポートＤ２−１とに直接接続される。
【０１９０】
以上説明したように、第３の実施形態によれば、利得の異なる光増幅器３３０（３３０−１〜３３０−（ｍ−１））を用いても、通信路の間で発生する遅延の差が小さくすることができる。
【０１９１】
［第４の実施形態］
図２８は、本発明の第４の実施形態のＯＳＷ３を説明するブロック図である。
【０１９２】
光スプリッタ３５０と下り光スイッチ素子３２０との間に、光増幅器３３２が設置されている点が他の実施形態と異なる。
【０１９３】
一般に下り光スイッチ素子を用いると、光損失が生じる場合がある。そのため、下り光スイッチ素子を２つに用いることによって、光損失が増大し、ＯＬＴ４−ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）間の距離を大きくできなくなる可能性がある。この光損失を補償するために、さらに、光増幅器３３２を設けることによって、下り光信号の信号強度を増幅させる。光増幅器３３２の利得は、下り光スイッチ素子で生じる光損失に基づいて決定される。
【０１９４】
以上説明したように、第４の実施形態によれば、複数の下り光スイッチ素子を用いても、ＯＬＴ４−ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）間の距離に制限が生じないようにすることができる。
【０１９５】
［第５の実施形態］
図２９は、本発明の第５の実施形態のＯＳＷ３を説明するブロック図である。
【０１９６】
ＯＳＷ３は、下り光スイッチ素子３２２を備える点が他の実施形態を異なる。
【０１９７】
下り光スイッチ素子３２１はｐ個の出ポートＤ４（Ｄ４−１〜Ｄ４−ｐ）を備え、下り光スイッチ素子３２２はｐ個の入ポートＤ５（Ｄ５−１〜Ｄ５−ｐ）及びｎ個の出ポート（Ｄ６−１〜Ｄ６−ｎ）を備える。また、下り光スイッチ素子３２１と下り光スイッチ素子３２２との間には、光増幅器３３１（３３１−１〜３３１−（ｐ−１））が接続される。光増幅器３３１（３３１−１〜３３１−（ｐ−１））は、各々異なる利得をもつ。
【０１９８】
以上説明したように、第５の実施形態によれば、利得選択の範囲が大きくなり、ＯＳＷ３は、より適切な信号強度を持つ下り光信号を出力できる。また、下り光スイッチ素子及び、光増幅器を追加して、より利得選択の範囲を大きくしてもよい。
【０１９９】
本発明の各実施形態においては、宛先アドレスとして、ＭＡＣアドレスを用いていたが、ＩＰアドレスを用いて処理してもよい。
【０２００】
また、本発明の各実施形態においては、ＥＰＯＮベースのフレームフォーマットを用いていたが、ＧＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ベースのフレームフォーマットを用いてもよい。その場合は、ＬＬＩＤをＧＥＭ（ＧＰＯＮ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ）のｐｏｒｔＩＤに置換えればよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０１】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるアクセスネットワークの構成を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のＯＳＷを説明するブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のＯＬＴを説明するブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のＯＮＵを説明するブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における、ＯＬＴとＯＮＵとの間で使用されるフレームフォーマットを説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における、ＯＬＴとＯＮＵとの間で使用される制御フレームフォーマットを説明する図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における、ＯＬＴとＯＳＷとの間で使用されるＯＳＷ管理制御フレームフォーマットを説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるＯＳＷ構成通知を示すシーケンス図である。
【図９】第１の実施形態におけるＯＳＷ構成管理テーブルの一例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態におけるＯＳＷ構成要求を含むＯＳＷ管理制御フレームを説明する図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態におけるＯＳＷ構成情報を含むＯＳＷ構成要求応答フレームを説明する図である。
【図１２】第１の実施形態における下りフレーム送信時を説明するシーケンス図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態における宛先ＭＡＣアドレス−ＬＬＩＤ管理テーブルの一例を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態におけるＬＬＩＤ−光スイッチ素子管理テーブルの一例を示す図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態におけるマルチキャストグループ管理メッセージ送信時を説明するシーケンス図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態におけるマルチキャスト管理メッセージパケットのフォーマットを説明する図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態のＭＡＣアドレス−ＯＮＵテーブルの一例を示す説明図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態における、ＯＬＴが送信するＬＬＩＤ−光スイッチ素子制御情報変更要求フレームを説明する図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態における、下りフレーム受信時のＯＳＷの動作を説明するフローチャートである。フローチャート図
【図２０】本発明の第１の実施形態における、下りフレームを送信するときのＯＬＴの動作を説明するフローチャートである。
【図２１】本発明の第１の実施形態における、上りフレームを受信したときのＯＬＴの動作を説明するフローチャートである。
【図２２】本発明の第２の実施形態のＯＳＷを説明するブロック図である。
【図２３】第２の実施形態における下りフレーム送信時を説明するシーケンス図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態における、スイッチ切替制御フレームを説明する図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態における、下りフレームを受信したときのＯＳＷの動作を説明するフローチャートである。
【図２６】本発明の第２の実施形態における、下りフレームを送信するときのＯＬＴの動作を説明するフローチャートである。
【図２７】本発明の第３の実施形態のＯＳＷを説明するブロック図である。
【図２８】本発明の第４の実施形態のＯＳＷを説明するブロック図である。
【図２９】本発明の第５の実施形態のＯＳＷを説明するブロック図である。
【符号の説明】
【０２０２】
１−１〜１−ｎ  端末
２−１〜２−ｎ  光ネットワーク装置（ＯＮＵ）
３  光スイッチ装置（ＯＳＷ）
４  光回線装置（ＯＬＴ）
５  ゲートウェイ（ＧＷ）
６  バックボーンネットワーク
７−１〜７−ｎ  光ファイバ
８  光ファイバ
２００  制御部
２１０  上り信号処理部
２２０  下り信号処理部
２６０  光・電気変換部（Ｏ／Ｅ）
２６１  電気・光変換部（Ｅ／Ｏ）
２７０  分波・合波部
２８０  ユーザネットワークインタフェース（ＵＮ−ＩＦ）
３００  光スイッチ制御部
３１０  上り光スイッチ素子
３２０、３２１、３２２  下り光スイッチ素子
３３０−１〜３３０−（ｍ−１）  光増幅器
３３１−１〜３３１−（ｐ−１）  光増幅器
３３２  光増幅器
３４０  遅延部
３５０、３５１  光スプリッタ
３６０  光・電気変換部（Ｏ／Ｅ）
３６１  電気・光変換部（Ｅ／Ｏ）
３７０  分波・合波部
３７１−１〜３７１−ｎ  分波・合波部
３８０−０〜３８０−ｎ  遅延補償部
４００  制御部
４１０  上り信号処理部
４２０  下り信号処理部
４６０  光・電気変換部（Ｏ／Ｅ）
４６１  電気・光変換部（Ｅ／Ｏ）
４７０  分波・合波部
４８０  ゲートウェイインタフェース（ＧＷ−ＩＦ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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