(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加入者側装置と、
前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを振り分けるスイッチと、
前記複数の加入者側装置及び前記スイッチの間に並列に張られており、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを伝送する複数のリンクと、
各リンクが収容する各加入者側装置毎に、下りトラフィックのフレーム間隔より長い一定時間における下りトラフィック負荷を測定する下りトラフィック負荷測定装置と、
各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷が均一となるように、かつ、各加入者側装置の前記一定時間における収容リンクが不変となるように、一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更する収容リンク変更装置と、
を備え、
前記収容リンク変更装置は、
前記一定時間における下りトラフィック負荷が最大である第１のリンクと、前記一定時間における下りトラフィック負荷が最小である第２のリンクと、を判定し、
前記第１のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、前記第２のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、の差分の半分を算出し、
前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記差分の半分に最も近い前記一定時間における下りトラフィック負荷を生じさせる各加入者側装置の組み合わせについて、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更する
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
前記収容リンク変更装置は、
前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記一定時間における下りトラフィック負荷を大きく生じさせる順番に従って、各加入者側装置１台毎について、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更するかどうかを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
前記収容リンク変更装置は、
前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記一定時間における下りトラフィック負荷を大きく生じさせる順番によらず、各加入者側装置１台毎について、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更するかどうかを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項４】
前記収容リンク変更装置は、
前記一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更するときに、各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷の均一性が向上するかどうかを判定し、
各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷の均一性が向上すると判定したときには、前記一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更し、
各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷の均一性が向上しないと判定したときには、収容リンクの変更処理を停止する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光通信システム。
【請求項５】
前記収容リンク変更装置は、
前記一定時間における下りトラフィック負荷が最大である第１のリンクと、前記一定時間における下りトラフィック負荷が最小である第２のリンクと、を判定し、
前記第１のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、前記第２のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、の差分を算出し、
前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記差分の半分に最も近い前記一定時間における下りトラフィック負荷を生じさせる各加入者側装置の組み合わせについて、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更するにあたり、各加入者側装置の前記組み合わせが生じさせる前記一定時間における下りトラフィック負荷が前記差分より小さいかどうかを判定し、
各加入者側装置の前記組み合わせが生じさせる前記一定時間における下りトラフィック負荷が前記差分より小さいと判定したときには、各加入者側装置の前記組み合わせについて、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更し、
各加入者側装置の前記組み合わせが生じさせる前記一定時間における下りトラフィック負荷が前記差分より大きいと判定したときには、収容リンクの変更処理を停止する
ことを特徴とする請求項４に記載の光通信システム。
【請求項６】
前記収容リンク変更装置は、
各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷の均一性を示す値が、予め設定された値に到達していないと判定したときには、収容リンクの変更処理を続行し、
各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷の均一性を示す値が、予め設定された値に到達していると判定したときには、収容リンクの変更処理を停止する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光通信システム。
【請求項７】
前記収容リンク変更装置は、
収容リンクの変更処理における開始時から現時点までの演算量を示す値が、予め設定された値に到達していないと判定したときには、収容リンクの変更処理を続行し、
収容リンクの変更処理における開始時から現時点までの演算量を示す値が、予め設定された値に到達していると判定したときには、収容リンクの変更処理を停止する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光通信システム。
【請求項８】
複数の加入者側装置と、
前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを振り分けるスイッチと、
前記複数の加入者側装置及び前記スイッチの間に並列に張られており、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを伝送する複数のリンクと、
を備える光通信システムにおける負荷分散装置であって、
各リンクが収容する各加入者側装置毎に、下りトラフィックのフレーム間隔より長い一定時間における下りトラフィック負荷を取得する下りトラフィック負荷取得部と、
各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷が均一となるように、かつ、各加入者側装置の前記一定時間における収容リンクが不変となるように、一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更する収容リンク変更部と、
を備え、
前記収容リンク変更部は、
前記一定時間における下りトラフィック負荷が最大である第１のリンクと、前記一定時間における下りトラフィック負荷が最小である第２のリンクと、を判定し、
前記第１のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、前記第２のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、の差分の半分を算出し、
前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記差分の半分に最も近い前記一定時間における下りトラフィック負荷を生じさせる各加入者側装置の組み合わせについて、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更する
ことを特徴とする負荷分散装置。
【請求項９】
複数の加入者側装置と、
前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを振り分けるスイッチと、
前記複数の加入者側装置及び前記スイッチの間に並列に張られており、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを伝送する複数のリンクと、
を備える光通信システムにおける負荷分散方法であって、
各リンクが収容する各加入者側装置毎に、下りトラフィックのフレーム間隔より長い一定時間における下りトラフィック負荷を取得する下りトラフィック負荷取得ステップと、
各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷が均一となるように、かつ、各加入者側装置の前記一定時間における収容リンクが不変となるように、一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更する収容リンク変更ステップと、
を順に備え、
前記収容リンク変更ステップは、
前記一定時間における下りトラフィック負荷が最大である第１のリンクと、前記一定時間における下りトラフィック負荷が最小である第２のリンクと、を判定し、
前記第１のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、前記第２のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、の差分の半分を算出し、
前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記差分の半分に最も近い前記一定時間における下りトラフィック負荷を生じさせる各加入者側装置の組み合わせについて、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更する
ことを特徴とする負荷分散方法。
【請求項１０】
複数の加入者側装置と、
前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを振り分けるスイッチと、
前記複数の加入者側装置及び前記スイッチの間に並列に張られており、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを伝送する複数のリンクと、
を備える光通信システムにおける負荷分散プログラムであって、
各リンクが収容する各加入者側装置毎に、下りトラフィックのフレーム間隔より長い一定時間における下りトラフィック負荷を取得する下りトラフィック負荷取得ステップと、
各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷が均一となるように、かつ、各加入者側装置の前記一定時間における収容リンクが不変となるように、一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更する収容リンク変更ステップと、
をコンピュータに順に実行させ、
前記収容リンク変更ステップは、
前記一定時間における下りトラフィック負荷が最大である第１のリンクと、前記一定時間における下りトラフィック負荷が最小である第２のリンクと、を判定し、
前記第１のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、前記第２のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、の差分の半分を算出し、
前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記差分の半分に最も近い前記一定時間における下りトラフィック負荷を生じさせる各加入者側装置の組み合わせについて、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更する
ことを特徴とする負荷分散プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ／Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）において、波長の変更頻度を抑制しつつ、ＯＳＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｕｎｉｔ）毎の下りトラフィック負荷を均一化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
１本の回線の容量を複数のユーザで共有する集線を行うことで、光ファイバや局側装置を複数のユーザで共有することが可能である。その結果、経済的なネットワークの実現が可能となり、高速光アクセス回線が広く普及することとなった。
【０００３】
しかし、近年、ブロードバンドユーザ１人当たりの平均トラフィックの１０００倍以上のトラフィックを発生させるヘビーユーザの存在が確認されており、集線の際にヘビーユーザの帯域占有による局側装置のトラフィック負荷が増大するという課題が生じている。
【０００４】
これに対し、局内装置であるＯＳＵ間でトラフィック負荷の分散が可能である波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの研究が行われている（例えば、非特許文献１参照。）。図１の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成では、ＯＳＵ１と加入者側装置であるＯＮＵ２（Ｏｐｉｔｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）に波長可変レーザを備え、ＯＮＵ２とＯＳＵ１との間の論理接続が変更可能なシステムである。
【０００５】
ＯＮＵ２単位で、論理接続するＯＳＵ１を変更することで、ＯＳＵ１毎のトラフィック負荷を均一化できる。そのため、ヘビーユーザが特定のＯＳＵ１に論理接続されることによるＯＳＵ１のトラフィック負荷を軽減できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｈｉｒｏｔａｋａ  Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｋａｔｓｕｈｉｓａ  Ｔａｇｕｃｈｉ，Ｓｈｉｎｙａ  Ｔａｍａｋｉ，Ｔａｋａｙｕｋｉ  Ｍｉｚｕｎｏ，Ｙａｓｕｙｕｋｉ  Ｈａｓｈｉｚｕｍｅ，Ｔａｋａｓｈｉ  Ｙａｍａｄａ，Ｍｉｋｉｔａｋａ  Ｉｔｏ，Ｈｉｒｏｓｈｉ  Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｓｈｕｎｊｉ  Ｋｉｍｕｒａ  ａｎｄ  Ｎａｏｔｏ  Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ，“４０Ｇｂｉｔ／ｓ−ｃｌａｓｓ―λ―ｔｕｎａｂｌｅ  ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ  ｕｓｉｎｇ  Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｂ−Ｔｘ  ａｎｄ  Ｃｙｃｌｉｃ  ＡＷＧ  Ｒｏｕｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，ＥＣＯＣ，Ｔｕ．４．Ｂ．３，２０１２．
【非特許文献２】Ｋａｚｕｔａｋａ  Ｈａｒａ，Ｈｉｒｏｔａｋａ  Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｓｈｕｎｊｉ  Ｋｉｍｕｒａ，Ｍａｎａｂｕ  Ｙｏｓｈｉｎｏ，Ｓｕｓｕｍｕ  Ｎｉｓｈｉｈａｒａ，Ｓｈｉｎｙａ  Ｔａｍａｋｉ，Ｊｕｎ−ｉｃｈｉ  Ｋａｎｉ，Ｎａｏｔｏ  Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ，ａｎｄ  Ｈｉｓａｙａ  Ｈａｄａｍａ，“Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｌｏａｄ  ｂａｌａｎｃｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｕｓｉｎｇ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  （ＤＷＢＡ）  ｔｏｗａｒｄ  １００Ｇｂｉｔ／ｓ−ｃｌａｓｓ−ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ”，ＥＣＯＣ，Ｔｕ．３．Ｂ．２，２０１０．
【非特許文献３】Ｒａｊ  Ｊａｉｎ，Ａｒｊａｎ  Ｄｕｒｒｅｓｉ，ａｎｄ  Ｇｏｊｋｏ  Ｂａｂｉｃ，“Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ  Ｆａｉｒｎｅｓｓ  Ｉｎｄｅｘ：Ａｎ  Ｅｘｐｌａｉｎａｔｉｏｎ”，ＡＴＭ  Ｆｏｒｕｍ  Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ９９，９９−００４５，１９９９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スイッチＳにおける下りフレームの振り分けにラウンドロビン・アルゴリズムを用いて、フレームの入力順に出力ＯＳＵ１を輪番に決定することにより、ＯＳＵ１毎の下りトラフィック負荷を均一化できる。本明細書では、ＯＳＵ１とスイッチＳの間に位置する回線をリンク３とする。
【０００８】
図２のように、ＯＳＵ１−１〜１−ＫにおいてＯＮＵ２−１〜２−５を宛先とするトラフィックが存在する場合、スイッチＳにおけるフレームの振り分けにラウンドロビン方式を採用してフレームの入力順に出力ＯＳＵ１をＯＳＵ１−１、１−２、・・・、１−Ｋの順に決めることにより、図３のように、一定時間Δｔにおける各ＯＳＵ１の合計トラフィック負荷を均一化できることが分かる。
【０００９】
ラウンドロビン・アルゴリズムでは、ＯＳＵ１毎のトラフィック負荷を分散することはできるが、同じＯＮＵ２を宛先とする下り信号がフレーム毎に違うＯＳＵ１に入力されうるため、下り方向通信のＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続がフレーム毎に変更されうる。
【００１０】
下り方向通信と上り方向通信のＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続を同一とする場合、ＯＮＵ２における送信波長を高頻度で変更する必要がある。これにより、ＯＮＵ２内の波長可変レーザの一例として、ＳＳＧ−ＤＢＲ（Ｓｕｐｅｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ−Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザを用いた場合、電子キャリア注入量の変化による屈折率変化を繰り返すことで、結晶品質が劣化し、故障頻度が高くなる場合があると考えられる。
【００１１】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、波長の変更頻度を抑制しつつ、ＯＳＵ毎の下りトラフィック負荷を均一化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、下りトラフィックのフレーム間隔より長い一定時間において、各リンク毎の下りトラフィック負荷が均一となるように、かつ、各加入者側装置の収容リンクが不変となるように、一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更することとした。なお、本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ及び一般的なリンクアグリゲーションにおいて、適用することができる。
【００１３】
具体的には、本発明は、複数の加入者側装置と、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを振り分けるスイッチと、前記複数の加入者側装置及び前記スイッチの間に並列に張られており、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを伝送する複数のリンクと、各リンクが収容する各加入者側装置毎に、下りトラフィックのフレーム間隔より長い一定時間における下りトラフィック負荷を測定する下りトラフィック負荷測定装置と、各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷が均一となるように、かつ、各加入者側装置の前記一定時間における収容リンクが不変となるように、一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更する収容リンク変更装置と、を備えることを特徴とする光通信システムである。
【００１４】
また、本発明は、複数の加入者側装置と、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを振り分けるスイッチと、前記複数の加入者側装置及び前記スイッチの間に並列に張られており、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを伝送する複数のリンクと、を備える光通信システムにおける負荷分散装置であって、各リンクが収容する各加入者側装置毎に、下りトラフィックのフレーム間隔より長い一定時間における下りトラフィック負荷を取得する下りトラフィック負荷取得部と、各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷が均一となるように、かつ、各加入者側装置の前記一定時間における収容リンクが不変となるように、一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更する収容リンク変更部と、を備えることを特徴とする負荷分散装置である。
【００１５】
また、本発明は、複数の加入者側装置と、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを振り分けるスイッチと、前記複数の加入者側装置及び前記スイッチの間に並列に張られており、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを伝送する複数のリンクと、を備える光通信システムにおける負荷分散方法であって、各リンクが収容する各加入者側装置毎に、下りトラフィックのフレーム間隔より長い一定時間における下りトラフィック負荷を取得する下りトラフィック負荷取得ステップと、各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷が均一となるように、かつ、各加入者側装置の前記一定時間における収容リンクが不変となるように、一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更する収容リンク変更ステップと、を順に備えることを特徴とする負荷分散方法である。
【００１６】
また、本発明は、複数の加入者側装置と、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを振り分けるスイッチと、前記複数の加入者側装置及び前記スイッチの間に並列に張られており、前記複数の加入者側装置に下りトラフィックを伝送する複数のリンクと、を備える光通信システムにおける負荷分散プログラムであって、各リンクが収容する各加入者側装置毎に、下りトラフィックのフレーム間隔より長い一定時間における下りトラフィック負荷を取得する下りトラフィック負荷取得ステップと、各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷が均一となるように、かつ、各加入者側装置の前記一定時間における収容リンクが不変となるように、一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更する収容リンク変更ステップと、をコンピュータに順に実行させることを特徴とする負荷分散プログラムである。
【００１７】
この構成によれば、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ又は一般的なリンクアグリゲーションにおいて、波長又はリンクの変更頻度を抑制しつつ、ひいては、ＯＮＵ内の波長可変レーザの故障頻度を低くしつつ、ＯＳＵ毎又はリンク毎の下りトラフィック負荷を均一化することができる。なお、負荷分散装置及び負荷分散方法は、コンピュータ及び負荷分散プログラムにより、負荷分散処理を実現することができる。そして、負荷分散プログラムは、記録媒体に記録することもできて、ネットワークを通して提供することもできる。
【００１８】
また、本発明は、前記収容リンク変更装置は、前記一定時間における下りトラフィック負荷が最大である第１のリンクと、前記一定時間における下りトラフィック負荷が最小である第２のリンクと、を判定し、前記第１のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、前記第２のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、の差分の半分を算出し、前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記差分の半分に最も近い前記一定時間における下りトラフィック負荷を生じさせる各加入者側装置の組み合わせについて、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更することを特徴とする光通信システムである。
【００１９】
この構成によれば、各リンク毎の一定時間（下りトラフィックのフレーム間隔より長い）における下りトラフィック負荷の均一性を、最大限に向上させることができる。
【００２０】
また、本発明は、前記収容リンク変更装置は、前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記一定時間における下りトラフィック負荷を大きく生じさせる順番に従って、各加入者側装置１台毎について、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更するかどうかを判定することを特徴とする光通信システムである。
【００２１】
この構成によれば、収容リンクを変更するＯＮＵを、最小台数に抑えられる。
【００２２】
また、本発明は、前記収容リンク変更装置は、前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記一定時間における下りトラフィック負荷を大きく生じさせる順番によらず、各加入者側装置１台毎について、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更するかどうかを判定することを特徴とする光通信システムである。
【００２３】
この構成によれば、収容リンクを変更するＯＮＵを、簡便に選択可能である。
【００２４】
また、本発明は、前記収容リンク変更装置は、前記一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更するときに、各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷の均一性が向上するかどうかを判定し、各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷の均一性が向上すると判定したときには、前記一部の又は全ての加入者側装置について、収容リンクを変更し、各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷の均一性が向上しないと判定したときには、収容リンクの変更処理を停止することを特徴とする光通信システムである。
【００２５】
この構成によれば、各リンク毎の一定時間（下りトラフィックのフレーム間隔より長い）における下りトラフィック負荷の均一性を、誤って劣化させないようにできる。
【００２６】
また、本発明は、前記収容リンク変更装置は、前記一定時間における下りトラフィック負荷が最大である第１のリンクと、前記一定時間における下りトラフィック負荷が最小である第２のリンクと、を判定し、前記第１のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、前記第２のリンクの前記一定時間における下りトラフィック負荷と、の差分を算出し、前記第１のリンクを収容リンクとする各加入者側装置のうち、前記差分の半分に最も近い前記一定時間における下りトラフィック負荷を生じさせる各加入者側装置の組み合わせについて、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更するにあたり、各加入者側装置の前記組み合わせが生じさせる前記一定時間における下りトラフィック負荷が前記差分より小さいかどうかを判定し、各加入者側装置の前記組み合わせが生じさせる前記一定時間における下りトラフィック負荷が前記差分より小さいと判定したときには、各加入者側装置の前記組み合わせについて、前記第１のリンクから前記第２のリンクへと収容リンクを変更し、各加入者側装置の前記組み合わせが生じさせる前記一定時間における下りトラフィック負荷が前記差分より大きいと判定したときには、収容リンクの変更処理を停止することを特徴とする光通信システムである。
【００２７】
この構成によれば、各リンク毎の一定時間（下りトラフィックのフレーム間隔より長い）における下りトラフィック負荷の均一性を、誤って劣化させないようにできる。
【００２８】
また、本発明は、前記収容リンク変更装置は、各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷の均一性を示す値が、予め設定された値に到達していないと判定したときには、収容リンクの変更処理を続行し、各リンク毎の前記一定時間における下りトラフィック負荷の均一性を示す値が、予め設定された値に到達していると判定したときには、収容リンクの変更処理を停止することを特徴とする光通信システムである。
【００２９】
この構成によれば、下りトラフィック負荷の均一性が確保された時点で、収容リンクの変更処理を早めに終了させることができる。
【００３０】
また、本発明は、前記収容リンク変更装置は、収容リンクの変更処理における開始時から現時点までの演算量を示す値が、予め設定された値に到達していないと判定したときには、収容リンクの変更処理を続行し、収容リンクの変更処理における開始時から現時点までの演算量を示す値が、予め設定された値に到達していると判定したときには、収容リンクの変更処理を停止することを特徴とする光通信システムである。
【００３１】
この構成によれば、下りトラフィック負荷の変動幅が少ない短時間内に、収容リンクの変更処理を早めに終了させることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、波長の変更頻度を抑制しつつ、ＯＳＵ毎の下りトラフィック負荷を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来技術の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す図である。
【図２】従来技術のラウンドロビン・アルゴリズムの手順を示す図である。
【図３】従来技術のラウンドロビン・アルゴリズムの手順を示す図である。
【図４】実施形態１の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す図である。
【図５】実施形態１の周回性ＡＷＧの波長振り分け特性を示す図である。
【図６】実施形態１の収容リンク変更処理を示すフローチャートである。
【図７】実施形態１の収容リンク変更処理の手順を示す図である。
【図８】実施形態１の収容リンク変更処理の手順を示す図である。
【図９】実施形態１の収容リンク変更処理の手順を示す図である。
【図１０】実施形態２の収容リンク変更処理を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態２の収容リンク変更処理の手順を示す図である。
【図１２】実施形態３の移動ＯＮＵ選択処理を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態３の移動ＯＮＵ選択処理を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態４の移動ＯＮＵ選択処理を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態５の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す図である。
【図１６】実施形態５のリンクアグリゲーションの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３５】
（実施形態１）
本発明における実施形態１について以下に説明する。図４に示す実施形態１では、光通信システムは、上位ネットワークＮに繋がるスイッチＳと、本発明の動的負荷分散手法を用いてＯＮＵ２単位でＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続を決定する負荷分散装置Ｂと、複数のＯＳＵ１と、複数のＯＮＵ２と、複数のリンク３と、複数のＯＳＵ１と複数の光スプリッタの間に位置する波長ルータＲから構成される。
【００３６】
波長ルータＲは、入力ポートと信号波長から出力ポートが一意に決まる波長振り分け機能を有する。ある一つの入力ポートから入力された複数の波長は、波長ごとに異なる出力ポートから出力される。波長ルータＲとしては、例えば、図５のような波長周回性を有するＮ×Ｍポート周回性ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）が考えられる。
【００３７】
ＯＳＵ１内に波長可変レーザを搭載し、送信波長を変更することにより、下り方向通信においてＯＮＵ２単位でＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続が変更可能で、トラフィック負荷状態に応じて振り分け先ＯＳＵ１を変更することができる。
【００３８】
スイッチＳの出力ポートを下りフレームの宛先であるＯＮＵ２単位で動的に変更することで、ＯＳＵ１毎の下りトラフィック負荷を均一化することができる。スイッチＳの出力ポートの変更は、例えば、スイッチＳの内部に持つスイッチングテーブルの書替えを行い、そのスイッチングテーブルに従って、信号を出力ポートに振り分けることで実現する。
【００３９】
図４では、波長ルータＲとＯＮＵ２との間に１個の光スプリッタを直列に配置しているが、複数個を直列に配置してもよい。波長ルータＲの代わりに、非特許文献２のように、１×ＮポートＡＷＧと光スプリッタを組み合わせた構成を配置することも可能である。
【００４０】
波長ルータＲの代わりに、光スプリッタ（不図示）を配置することも可能である。下り方向通信及び上り方向通信は、以下のように行われる。
【００４１】
下り方向通信では、各ＯＳＵ１はＯＳＵ１ごとに固有の波長である下り信号光を送出し、各ＯＮＵ２は波長可変フィルタ等を用いて、入力される波長多重信号光からＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続に基づく下り波長を選択的に受信する。選択的に受信する波長を切り替えることにより、下り方向通信のＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続を変更できる。
【００４２】
上り方向通信では、各ＯＮＵ２はＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続に基づく上り波長の上り信号光を送出し、各ＯＳＵ１は波長可変フィルタ等を用いて、入力される波長多重信号光からＯＳＵ１ごとに固有の波長を選択的に受信する。ＯＮＵ２内の波長可変レーザの波長を変更することにより、上り方向通信のＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続を変更できる。
【００４３】
実施形態１では、新たに、波長可変ＯＳＵ１内にカウンタ１１を備える。カウンタ１１にて測定するＯＮＵ２毎の一定時間（下りトラフィックのフレーム間隔より長い）におけるトラフィック負荷を用いて、ＯＳＵ１毎の一定時間における総トラフィック負荷が均一に近づくように、ＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続を変更する。カウンタ１１は、ＯＮＵ２単位の一定時間におけるトラフィック負荷を測定できればよく、波長可変ＯＳＵ１内、スイッチＳ内、波長可変ＯＮＵ２内、負荷分散装置Ｂ内やそれ以外に備えてもよい。
【００４４】
本発明の動的負荷分散手法の手順を以下に要約する。本発明の動的負荷分散手法は、負荷分散装置Ｂ内の下りトラフィック負荷取得部Ｂ１及び収容リンク変更部Ｂ２が行う。
【００４５】
（１）トラフィック負荷が最も多いＯＳＵ１から、一定時間（下りトラフィックのフレーム間隔より長い）におけるトラフィック負荷が所定量に最も近いＯＮＵ２の組み合わせを選別し、トラフィック負荷が最も少ないＯＳＵ１へ移動させる。
【００４６】
（２）  （１）の操作を行った後に、ＯＳＵ１毎の負荷を算出し直し、トラフィック負荷が最も多いＯＳＵ１から、一定時間におけるトラフィック負荷が所定量に最も近いＯＮＵ２の組み合わせを再び選別し、トラフィック負荷が最も少ないＯＳＵ１へ移動させる。
【００４７】
（３）  （１）及び（２）の操作を、目標とする均一性に到達しているか、これ以上均一性が向上しない場合まで繰り返し、移動する全ＯＮＵ２を決定する。目標とする均一性に到達しているかの判断例としては、トラフィック負荷が最も多いＯＳＵ１のトラフィック負荷がトラフィック負荷が最も少ないＯＳＵ１のトラフィック負荷の何倍以下であるというような指標を設け、その倍率を設定することで判断できる。
【００４８】
（４）一定時間毎に論理接続するＯＳＵ１を変更する全ＯＮＵ２を決定した後に、一度に全ＯＮＵ２の論理接続ＯＳＵ１の変更を行うことで、一定時間におけるＯＳＵ１間のトラフィック負荷の公平化を行う。
【００４９】
図６は、本発明の実施形態１の動的負荷分散手法の概要を示すフローチャート図である。トラフィック負荷算出手順では手順Ｓ１を実行し、論理接続ＯＳＵ１を変更するＯＮＵ２の決定手順では手順Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６を実行し、変更可否の判定手順では手順Ｓ５を実行し、変更処理の終了手順では手順Ｓ２を実行する。
【００５０】
手順Ｓ１：ＯＮＵ２ごとの一定時間（下りトラフィックのフレーム間隔より長い）におけるトラフィック負荷を用いて、ＯＳＵ１−１〜１−Ｋのトラフィック負荷を算出する。
【００５１】
手順Ｓ２：目標とする均一性を満たしているか否かを判定する。例えば、トラフィック負荷が最大の第１のＯＳＵ１と、トラフィック負荷が最小の第２のＯＳＵ１と、のトラフィック負荷を用いて判定してもよい。均一性を満たしている場合は変更処理を終了し、均一性を満たしていない場合は手順Ｓ３へ移行する。
【００５２】
手順Ｓ３：第１のＯＳＵ１のトラフィック負荷と第２のＯＳＵ１のトラフィック負荷の差分の半分を算出し、移動量とする。
【００５３】
手順Ｓ４：第１のＯＳＵ１に論理接続されているＯＮＵ２の中から、手順Ｓ３で求めた移動量にトラフィック負荷が最も近いＯＮＵ２の組み合わせを選択する。
【００５４】
手順Ｓ５：手順Ｓ４で選択したＯＮＵ２の組み合わせのトラフィック負荷を移動させたときに、均一性が向上するか否かを判定する。具体的には、手順Ｓ４で選択したＯＮＵ２の組み合わせのトラフィック負荷が、第１のＯＳＵ１と第２のＯＳＵ１のトラフィック負荷の差分以下であるか否かを判定する。均一性が向上する場合は手順Ｓ６へ移行し、均一性が低下する場合は変更処理を終了する。
【００５５】
手順Ｓ６：手順Ｓ４で選択したＯＮＵ２の組み合わせを第２のＯＳＵ１へ移動させる。
【００５６】
本発明では、手順Ｓ２において、ＯＳＵ１毎のトラフィック負荷の均一性評価指標として、数１で定義されるＦａｉｒｎｅｓｓ  Ｉｎｄｅｘ（ｆ）（例えば、非特許文献３参照。）を用いる。ＯＳＵ１−１〜１−Ｋのトラフィック負荷をＸ１〜ＸＫとする。
【数１】
0005639246.tif 000002
【００５７】
ｆは０から１の間をとり、ｆが大きいほどＯＳＵ１間のトラフィック負荷は均一性が高い。そこで、ｆが最も早く最大値である１に近づくように、論理接続ＯＳＵ１を変更するＯＮＵ２を選別する手法を提案する。
【００５８】
ここで、Ｘｉ＞Ｘｊの時、ｉ番目のＯＳＵ１からｊ番目のＯＳＵ１へトラフィック負荷ａが移動した場合のＦａｉｒｎｅｓｓ  Ｉｎｄｅｘをｆ’とすると、ｆ’は数２で表わされる。
【数２】
0005639246.tif 000003
【００５９】
次に、ＯＮＵ２のトラフィック負荷を移動させることにより、ＯＳＵ１間のトラフィック負荷の均一性の改善される効果の指標Δｆ（＝ｆ’−ｆ）を考える。１台のＯＮＵ２ずつ当該ＯＮＵ２の収容ＯＳＵ１を変更し、ｆが最も早く最大値である１に近づくように、Δｆが最大となるＯＮＵ２のトラフィック負荷の移動を繰り返す逐次的な処理を行う。この操作により，最小のＯＮＵ２の移動台数で最大のｆを得ることができる。
【００６０】
続いて、Δｆを数３に示す。
【数３】
0005639246.tif 000004
【００６１】
数３で表したΔｆにおいて、ｆはＯＮＵ２のトラフィック負荷の移動により変化しないため、Δｆを最大にするためには、ｆ’を最大とすればよい。数２で表したｆ’において、数４のｇ（ａ）のみがＯＮＵ２のトラフィック負荷の移動により変化するため、ｆ’を最大にするためには、数４のｇ（ａ）が最小となればよい。
【数４】
0005639246.tif 000005
【００６２】
ｇ（ａ）は、下に凸の二次関数であるので、ａ＝（Ｘｉ−Ｘｊ）／２のときに最小となる。また、ａ＝（Ｘｉ−Ｘｊ）／２のとき、ｇ（ａ）は、−１／２（Ｘｉ−Ｘｊ）２となり、Ｘｉ−Ｘｊが最大となるときに最小となる。
【００６３】
つまり、トラフィック負荷Ｘｉが最大の第１のＯＳＵ１から、トラフィック負荷Ｘｊが最小の第２のＯＳＵ１へと、第１のＯＳＵ１と第２のＯＳＵ１のトラフィック負荷の差分の半分（Ｘｉ−Ｘｊ）／２にトラフィック負荷が最も近いＯＮＵ２の組み合わせのトラフィック負荷を移動させた場合に、最小のｇ（ａ）、つまり、最大のΔｆを得ることができる。
【００６４】
ここで、実際に移動するＯＮＵ２の組み合わせのトラフィック負荷と、トラフィック負荷が最大の第１のＯＳＵ１とトラフィック負荷が最小の第２のＯＳＵ１のトラフィック負荷の差分の半分（ａ）と、の差は、ＯＮＵ２の使用状況により変化するため、常にΔｆ＞０となるとは限らず、ｆが減少する移動を行ってしまう可能性がある。この場合、ＯＳＵ１の変更を行うＯＮＵ２の台数を最小とすることはできない。そこで、ｆが減少するような移動を行わないよう、すなわちΔｆ＞０となる条件を算出し、制限を追加する。
【００６５】
まず、数３を数５のように変形する。
【数５】
0005639246.tif 000006
【００６６】
数５において、｛−２ａ（ａ−（Ｘｉ−Ｘｊ））｝の以外は全て正であるので、｛−２ａ（ａ−（Ｘｉ−Ｘｊ））｝＞０、つまり、ａ（ａ−（Ｘｉ−Ｘｊ））＜０の時に、Δｆ＞０となる。ａ（ａ−（Ｘｉ−Ｘｊ））はａに関して下に凸の二次関数であるため、Δｆ＞０となる条件は０＜ａ＜Ｘｉ−Ｘｊである。このため、手順Ｓ５において、トラフィック負荷Ｘｉが最大の第１のＯＳＵ１とトラフィック負荷Ｘｊが最小の第２のＯＳＵ１のトラフィック負荷の差分Ｘｉ−Ｘｊより、手順Ｓ３で求めたａが小さいことを判定することによって、手順Ｓ３で求めたａを移動させた場合に均一性が向上していることを確認することができる。
【００６７】
図７に、実施形態１における動的負荷分散手法を用いて、ＯＮＵ２毎に論理接続されるＯＳＵ１の決定を行った場合の一例を示す。ＯＳＵ１が１−１、１−２、１−３と３つあり、ＯＮＵ２−１〜２−１０がトラフィックを発生させており、ＯＳＵ１−１がＯＮＵ２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６を収容しており、ＯＳＵ１−２がＯＮＵ２−７、２−８、２−９、２−１０を収容している場合を想定する。
【００６８】
図中の破線の四角は、各ＯＳＵ１の最大容量を示し、図中の実線の四角は、一定時間（下りトラフィックのフレーム間隔より長い）におけるＯＮＵ２毎の測定したトラフィック負荷を示す。動的負荷分散計算の１ループ目が開始する状態では、一定時間におけるＯＳＵ１毎の測定したトラフィック負荷は、ＯＳＵ１−１ではＸ１、ＯＳＵ１−２ではＸ２、ＯＳＵ１−３ではＸ３であり、Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３＝０である（手順Ｓ１）。
【００６９】
続いて、目標とする均一性を満たしているか判定を行った結果、目標とする均一性を満たしていないと判断して（手順Ｓ２においてＮＯ）、処理を続ける。目標とする均一性の指標は、一例として、Ｘ１≦１．０５×Ｘ３を用いた。
【００７０】
続いて、（Ｘ１−Ｘ３）／２を算出する（手順Ｓ３）。続いて、ＯＳＵ１−１に論理接続されるＯＮＵ２のトラフィック負荷のなかで、ＯＳＵ１毎のトラフィック負荷Ｘｋの均一性を最も向上させる移動量（Ｘ１−Ｘ３）／２に対して、最も近い値であるＯＮＵ２−３、２−６のトラフィック負荷の組み合わせを選択する（手順Ｓ４）。
【００７１】
続いて、ＯＮＵ２−３、２−６のトラフィック負荷の合計がＸ１−Ｘ３以下となることから（手順Ｓ５においてＹＥＳ）、ＯＮＵ２−３、２−６のトラフィック負荷を移動させた場合、均一性は向上すると判断する。続いて、ＯＮＵ２−３、２−６のトラフィック負荷を、トラフィック負荷が最小のＯＳＵ１−３に移動する（手順Ｓ６）。その後、最初の手順Ｓ１へ戻り、動的負荷分散計算の１ループ目が終了する。
【００７２】
この一連の手順を、目標とする均一性が満たされるか、または、ＯＮＵ２を移動させても均一性が向上しないと判断されるまで繰り返す。ここでは、１ループ目の計算開始前には、ＯＮＵ２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６がＯＳＵ１−１に論理接続されており、ＯＮＵ２−７、２−８、２−９、２−１０がＯＳＵ１−２に論理接続されている。そして、３ループ目の計算終了後には、ＯＮＵ２−１、２−２、２−４、２−５がＯＳＵ１−１に論理接続されており、ＯＮＵ２−８、２−９、２−１０がＯＳＵ１−２に接続されており、ＯＮＵ２−３、２−６、２−７がＯＳＵ１−３に論理接続されている。そして、３ループ目で繰り返しが打ち切られている。よって、論理接続するＯＳＵ１を変更するＯＮＵ２は、ＯＮＵ２−３、２−６、２−７と決定される。
【００７３】
図８に、図６及び図７のような動的負荷分散手法を用いて、動的負荷分散を実現するための論理接続ＯＳＵ１の変更手順の一例を示す。
【００７４】
まず、例えば、各ＯＳＵ１のカウンタ１１が、一定時間（下りトラフィックのフレーム間隔より長い）におけるＯＮＵ２毎のトラフィック負荷を測定する。
【００７５】
次に、下りトラフィック負荷取得部Ｂ１が、一定時間におけるトラフィック負荷の測定結果を集めた後に、収容リンク変更部Ｂ２は、本動的負荷分散手法を用いて、ＯＮＵ２毎の論理接続ＯＳＵ１を決定する。その後、決定したＯＮＵ２と論理接続ＯＳＵ１の関係に基づいて、波長選択ＯＮＵ２、波長選択ＯＳＵ１、スイッチＳに切替を指示する。
【００７６】
下りトラフィックでは、スイッチＳでの出力ポートの変更と、ＯＳＵ１−ＯＮＵ２間の論理接続の変更により、ＯＮＵ２の収容されるリンク３を時間的に変える。上りトラフィックでは、ＯＳＵ１−ＯＮＵ２間の論理接続の変更により、ＯＮＵ２の収容されるリンク３を時間的に変える。この手順を毎一定時間周期繰り返し、収容リンク３の変更を行うことで、リンク３毎のトラフィック負荷を公平化する。
【００７７】
したがって、本発明による動的負荷分散手法は、一定時間毎の収容リンク３の変更によりリンク３毎のトラフィック負荷の公平化が可能であり、下り方向通信のＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続を、フレーム間隔より長い一定時間毎に変更するのであって、フレーム毎に変更するのではないため、波長変更の頻度を抑制できる。よって、下り方向通信と上り方向通信のＯＮＵ２−ＯＳＵ１論理接続を同一とする場合、ＯＮＵ２における送信波長の変更頻度を抑制することが可能で、ＯＮＵ２内の波長可変レーザの故障頻度を低くできる。
【００７８】
ところで、図６の手順Ｓ１は、ＯＮＵ２の台数と同じオーダーの計算量であるため、ＯＮＵ２の総数が大きい場合は計算量が大きくなる。よって、アルゴリズムを短時間内に終了させる必要がある場合、図４の負荷分散装置Ｂの回路規模が大きくなってしまう。
【００７９】
一方で、実施形態１では、手順Ｓ４でリンク３を変更するＯＮＵ２を出来るかぎり複数選択することで、手順Ｓ１を行う回数を削減し、アルゴリズム終了までの計算時間を短くできる。ここで、手順Ｓ４でリンク３を変更するＯＮＵ２を出来るかぎり複数選択することで、手順Ｓ１を行う回数を削減可能な一例を示す。
【００８０】
図７と同じトラフィックモデルに対して、手順Ｓ４でリンク３を変更するＯＮＵ２を１つだけ選択する場合を図９に示す。図６の手順Ｓ１〜Ｓ６を１ループ行うことで、ＯＮＵ２−６の移動が決定し、続いて図６の手順Ｓ１〜Ｓ６を１ループ行うことで、ＯＮＵ２−３の移動が決定し、続いて図６の手順Ｓ１〜Ｓ６を１ループ行うことで、ＯＮＵ２−７の移動が決定し、４ループめで動作を終了する。つまり、図９では、動作終了までに図６の処理を４ループ繰り返し、手順Ｓ１が４回行われる。一方で、図７では、動作終了までに図６の処理を３ループ繰り返し、手順Ｓ１が３回行われる。
【００８１】
従って、手順Ｓ４でリンク３を変更するＯＮＵ２を出来るかぎり複数選択する場合は、手順Ｓ４でリンク３を変更するＯＮＵ２を１つだけ選択する場合に比べて、手順Ｓ１を行う回数が少ない。また、この回数の削減は、ＯＮＵ２の台数が多くなるほど顕著となる。
【００８２】
（実施形態２）
図１０は、本発明の実施形態２の動的負荷分散手法の概要を示すフローチャート図である。論理接続ＯＳＵ１を変更するＯＮＵ２の決定に関しては、実施形態２でも実施形態１と同様にＦａｉｒｎｅｓｓ  ｉｎｄｅｘ（ｆ）を用いて行うが、実施形態１では手順Ｓ２において均一性の指標を見て処理の終了判断を行うのに対し、実施形態２では手順Ｓ７において演算量を見て処理の終了判断を行う。
【００８３】
例えば、演算量の基準値として予め設定された演算時間を規定し、開始時から現時点までの演算時間が予め設定された演算時間を超えていたら、処理を終了することが考えられる。また、演算量の基準値として予め設定されたフローチャートの繰り返し回数を規定し、開始時から現時点までのフローチャートの繰り返し回数が予め設定されたフローチャートの繰り返し回数を超えていたら、処理を終了することも考えられる。
【００８４】
実施形態２に実施形態１を組み合わせて、均一性の指標（手順Ｓ２）と演算量（手順Ｓ７）の両方を見て、どちらかの基準を超えた場合に処理の終了判断を行うとしてもよい。手順Ｓ７のような終了判断を行うことで、演算量を見て、トラフィック負荷の変化が少ない短時間内に動的負荷分散計算を終了させることもでき、手順Ｓ２のような終了判断を行うことで、均一性の指標を見て、予め設定された演算量より少ない演算量でもって目標とする均一性を達成した場合に、その時点で動的負荷分散計算を終了させることもできる。
【００８５】
図１１に、図１０の動的負荷分散手法を用いてＯＮＵ２毎の論理接続ＯＳＵ１の変更を行った時の一例を示す。基本的には、図７と同様であるが、例えば、図１０のフローチャートの１ループめで予め設定された演算時間を超えた場合、その時点で動的負荷分散の計算を終了し、論理接続するＯＳＵ１を変更するＯＮＵ２は、予め設定された演算時間内に論理接続するＯＳＵ１の変更が決定したＯＮＵ２−３、２−６のみと決定する。
【００８６】
実施形態２では、処理能力の低い割当回路を用いた場合も、トラフィック負荷の変化が少ない短時間内で計算を終了させることで、トラフィック負荷の公平化を行うことが可能である。また、予め設定された演算時間によっては、途中で計算が終了してしまい、実施形態２では実施形態１に比べて十分な均一性を得ることができない場合も考えられるが、数１のＦａｉｒｎｅｓｓ  Ｉｎｄｅｘに基づいて、ＯＳＵ１間のトラフィック負荷の均一性の改善効果が最大となる処理を繰り返しているため、予め設定された演算時間の中では、最大の均一性を得ることができる。
【００８７】
（実施形態３）
実施形態３は、図６の手順Ｓ４において、出来るかぎり複数のＯＮＵ２を選択する方法である。実施形態３における手順Ｓ４の詳細なフローチャートを図１２、１３に示す。
【００８８】
まず、ＯＮＵ２のトラフィック負荷をソートした後に、トラフィック負荷が手順Ｓ３で求めた移動量より小さく且つ最も近いＯＮＵ２の組み合わせを選択するにあたり、降順に１ＯＮＵ２ずつ選択するかどうかを判断していく。また、トラフィック負荷が手順Ｓ３で求めた移動量より小さく且つ最も近いＯＮＵ２の組み合わせと、トラフィック負荷が手順Ｓ３で求めた移動量よりも大きいＯＮＵ２と、の比較も行う。
【００８９】
次に、各手順について、以下に説明する。
【００９０】
手順Ｓ１１：第１のＯＳＵ１に収容されるＯＮＵ２のトラフィック負荷を昇順にソートし、昇順にＯＮＵ２の番号（ｋ＝０、１、２、・・・、Ｋ）をつける。
【００９１】
手順Ｓ１２：トラフィック負荷が手順Ｓ３で求めたトラフィック負荷より小さく且つ最も近いＯＮＵ２の番号ｈを選択する。手順Ｓ１３：各ＯＮＵ２について収容リンク３の変更の可否を判別するためのパラメータｋをｋ＝ｈと設定する。
【００９２】
手順Ｓ１４：ｋが０と等しいか否かを判定する。ｋが０と等しい場合は、手順Ｓ２６へ移行し、ｋが０と等しくない場合は、手順Ｓ１５へ移行する。
【００９３】
ここで、ｋが０と等しい場合とは、トラフィック負荷が手順Ｓ３で求めたトラフィック負荷より小さく且つ最も近いＯＮＵ２が、第１のＯＳＵ１に収容されるＯＮＵ２のうち、トラフィック負荷が最小であるＯＮＵ２である場合である。よって、この場合には、収容リンク３の変更を行うＯＮＵ２の台数は、１台のみとなる。
【００９４】
そして、ｋが０と等しくない場合とは、トラフィック負荷が手順Ｓ３で求めたトラフィック負荷より小さく且つ最も近いＯＮＵ２が、第１のＯＳＵ１に収容されるＯＮＵ２のうち、トラフィック負荷が最小でないＯＮＵ２である場合である。よって、この場合には、収容リンク３の変更を行うＯＮＵ２の台数は、出来るかぎり複数とできる。
【００９５】
手順Ｓ１５：選択したＯＮＵ２のトラフィック負荷を合計する。手順Ｓ１６：手順Ｓ１５で求めたトラフィック負荷の合計が、手順Ｓ３で求めた移動量より小さいか否かを判定する。手順Ｓ１５で求めたトラフィック負荷の合計が、手順Ｓ３で求めた移動量より小さい場合は、手順Ｓ１７へ移行し、手順Ｓ１５で求めたトラフィック負荷の合計が、手順Ｓ３で求めた移動量より大きい場合は、手順Ｓ１８へ移行する。
【００９６】
手順Ｓ１７：現在参照しているＯＮＵ２を、第２のＯＳＵ１へ収容を変更するＯＮＵ２として選択する。つまり、手順Ｓ１５で求めたトラフィック負荷の合計が、手順Ｓ３で求めた移動量より小さい場合のみ、手順Ｓ１７を行う。
【００９７】
手順Ｓ１８：ｋが０と等しいか否かを判定する。ｋが０と等しい場合は、手順Ｓ２１へ移行し、ｋが０と等しくない場合は、手順Ｓ１９へ移行する。
【００９８】
手順Ｓ１９：ｋの値を１だけ小さくする。手順Ｓ２０：ＯＮＵ２の番号ｋを選択する。そして、手順Ｓ１５に再び戻り、上述の手順を再び行う。
【００９９】
手順Ｓ２１〜Ｓ２５は、手順Ｓ１４でｋが０に等しくない場合に、つまり、収容リンク３の変更を行うＯＮＵ２の台数は出来るかぎり複数とできる場合に、手順Ｓ１８でｋが０に等しくなったときに、つまり、トラフィック負荷が最小であるＯＮＵ２について収容リンク３の変更を行うか否かを判定し終わったときに、行う手順である。
【０１００】
手順Ｓ２１：手順Ｓ１７で選択したＯＮＵ２のトラフィック負荷の合計と、手順Ｓ３で求めた移動量と、の差分の絶対値を算出する。手順Ｓ２２：ｈ＋１番目のＯＮＵ２のトラフィック負荷と、手順Ｓ３で求めた移動量と、の差分の絶対値を算出する。手順Ｓ２３：手順Ｓ２１の算出値及び手順Ｓ２２の算出値の大小を判別する。
【０１０１】
手順Ｓ２４：手順Ｓ２１の算出値が手順Ｓ２２の算出値より小さい場合には、手順Ｓ１７で選択したＯＮＵ２の組み合わせを収容リンク３を変更するＯＮＵ２として決定する。
【０１０２】
手順Ｓ２５：手順Ｓ２１の算出値が手順Ｓ２２の算出値より大きい場合には、ｈ＋１番目のＯＮＵ２を収容リンク３を変更するＯＮＵ２として決定する。
【０１０３】
手順Ｓ２６〜Ｓ３０は、手順Ｓ１４でｋが０に等しい場合に、つまり、収容リンク３の変更を行うＯＮＵ２の台数は１台のみとなる場合に、行う手順である。
【０１０４】
手順Ｓ２６：０番目のＯＮＵ２のトラフィック負荷と、手順Ｓ３で求めた移動量と、の差分の絶対値を算出する。手順Ｓ２７：１番目のＯＮＵ２のトラフィック負荷と、手順Ｓ３で求めた移動量と、の差分の絶対値を算出する。手順Ｓ２８：手順Ｓ２６の算出値及び手順Ｓ２７の算出値の大小を判別する。
【０１０５】
手順Ｓ２９：手順Ｓ２６の算出値が手順Ｓ２７の算出値より小さい場合には、０番目のＯＮＵ２を収容リンク３を変更するＯＮＵ２として決定する。
【０１０６】
手順Ｓ３０：手順Ｓ２６の算出値が手順Ｓ２７の算出値より大きい場合には、１番目のＯＮＵ２を収容リンク３を変更するＯＮＵ２として決定する。
【０１０７】
実施形態３では、収容リンク３を変更するＯＮＵ２を、最小台数に抑えられる。
【０１０８】
（実施形態４）
実施形態４は、図６の手順Ｓ４において、出来るかぎり複数のＯＮＵ２を選択する方法である。実施形態４における手順Ｓ４の詳細なフローチャートを図１４に示す。
【０１０９】
ここでは、ＯＮＵ２のトラフィック負荷をソートすることなく、トラフィック負荷が手順Ｓ３で求めた移動量より小さく且つ最も近いＯＮＵ２の組み合わせを選択するにあたり、１台のＯＮＵ２ずつ選択するかどうかを判断していく。
【０１１０】
次に、各手順について、以下に説明する。
【０１１１】
手順Ｓ３１：第１のＯＳＵ１に収容されるＯＮＵ２のトラフィック負荷を昇順にソートすることなく、ＯＮＵ２の番号（ｋ＝０、１、２、・・・、Ｋ）をつける。
【０１１２】
手順Ｓ３２：各ＯＮＵ２について収容リンク３の変更の可否を判別するためのパラメータｋをｋ＝Ｋと設定し、ＯＮＵ２の番号Ｋを選択する。
【０１１３】
手順Ｓ３３：選択したＯＮＵ２のトラフィック負荷を合計する。手順Ｓ３４：手順Ｓ３３で求めたトラフィック負荷の合計が、手順Ｓ３で求めた移動量より小さいか否かを判定する。手順Ｓ３３で求めたトラフィック負荷の合計が、手順Ｓ３で求めた移動量より小さい場合は、手順Ｓ３５へ移行し、手順Ｓ３３で求めたトラフィック負荷の合計が、手順Ｓ３で求めた移動量より大きい場合は、手順Ｓ３６へ移行する。
【０１１４】
手順Ｓ３５：現在参照しているＯＮＵ２を、第２のＯＳＵ１へ収容を変更するＯＮＵ２として選択する。つまり、手順Ｓ３３で求めたトラフィック負荷の合計が、手順Ｓ３で求めた移動量より小さい場合のみ、手順Ｓ３５を行う。
【０１１５】
手順Ｓ３６：ｋが０と等しいか否かを判定する。ｋが０と等しい場合は、手順Ｓ３９へ移行し、ｋが０と等しくない場合は、手順Ｓ３７へ移行する。
【０１１６】
手順Ｓ３７：ｋの値を１だけ小さくする。手順Ｓ３８：ＯＮＵ２の番号ｋを選択する。そして、手順Ｓ３３に再び戻り、上述の手順を再び行う。
【０１１７】
手順Ｓ３９：手順Ｓ３５で選択したＯＮＵ２の組み合わせを収容リンク３を変更するＯＮＵ２として決定する。
【０１１８】
実施形態４では、収容リンク３を変更するＯＮＵ２を、簡便に選択可能である。実施形態４では、実施形態３と比べて、トラフィック量が手順Ｓ３で求めた移動量に最も近いＯＮＵ２の群を選択することや、選択するＯＮＵ２の群に含まれるＯＮＵ２の数を少なくすることはできないが、図１２の手順の中で計算時間が最も大きいソート手順Ｓ１１を削減することができ、複数のＯＮＵ２の選択に必要な計算時間を短縮することができる。
【０１１９】
（実施形態５）
図４において、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮは、ＯＮＵ２毎に選択する波長を変更することで、同一のＯＮＵ２でも異なるＯＳＵ１へ論理接続することができる。つまり、図１５のように、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮは、同一の入力ポートでも異なる出力ポートから出力させることが可能であり、光スイッチ機能部Ｐとして機能する。
【０１２０】
そこで、図４のシステム構成は、図１５のように、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを用いた光スイッチ機能部Ｐと、上位ネットワークＮに繋がるスイッチＳと、の間で、複数のリンク３が平行に張られているシステムと見ることができる。このようなシステムでは、２つのスイッチＰ、Ｓ間で並行して張られた複数のリンク３を統合して、論理的に１本のリンク３のように取り扱うリンクアグリゲーション技術を用いることができる。
【０１２１】
そこで、本発明における動的負荷分散手法は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを用いた場合だけに関わらず、リンクアグリゲーションの状態が確立されたネットワークにおいて、各リンク３のトラフィック負荷に応じた負荷分散を行う手法としても適用できる。
【０１２２】
図１６にリンクアグリゲーションの構成に本発明における動的負荷分散手法を適用した場合を示す。図１６では、図１５で波長可変ＯＳＵ１内に備えたカウンタ１１を光スイッチ機能部Ｐ内に備え、ＯＮＵ２毎のトラフィック負荷を測定する。カウンタ１１は、ＯＮＵ２毎の一定時間（下りトラフィックのフレーム間隔より長い）におけるトラフィック負荷を測定できればよく、光スイッチ機能部Ｐ内にあってもよく、光スイッチ機能部Ｐ外にあってもよい。図１６でも、図１５と同様に、負荷分散装置Ｂを備え、負荷分散装置Ｂ内で行う本発明における動的負荷分散計算によって、２つのスイッチＰ、Ｓの使用ポートを変更し、ＯＮＵ２毎に論理接続するリンクを変更する。
【０１２３】
本発明による動的負荷分散手法を用いることで、各リンク３のトラフィック負荷を公平化する際に使用ポートの変更頻度を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明の光通信システム、負荷分散装置、負荷分散方法及び負荷分散プログラムは、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ又は一般的なリンクアグリゲーションにおいて、波長又はリンクの変更頻度を抑制しつつ、ひいては、ＯＮＵ内の波長可変レーザの故障頻度を低くしつつ、ＯＳＵ毎又はリンク毎の下りトラフィック負荷を均一化することができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１：ＯＳＵ
２：ＯＮＵ
３：リンク
１１：カウンタ
Ｎ：上位ネットワーク
Ｓ：スイッチ
Ｒ：波長ルータ
Ｂ：負荷分散装置
Ｂ１：下りトラフィック負荷取得部
Ｂ２：収容リンク変更部
Ｐ：光スイッチ機能部
【要約】
【課題】本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、波長の変更頻度を抑制しつつ、ＯＳＵ毎の下りトラフィック負荷を均一化することを目的とする。
【解決手段】本発明は、複数のＯＮＵ２と、複数のＯＮＵ２に下りトラフィックを振り分けるスイッチＳと、複数のＯＮＵ２及びスイッチＳの間に並列に張られており、複数のＯＮＵ２に下りトラフィックを伝送する複数のリンク３と、各リンク３が収容する各ＯＮＵ２毎に、下りトラフィックのフレーム間隔より長い一定時間における下りトラフィック負荷を取得し、各リンク３毎の一定時間における下りトラフィック負荷が均一となるように、かつ、各ＯＮＵ２の一定時間における収容リンク３が不変となるように、一部の又は全てのＯＮＵ２について、収容リンク３を変更する負荷分散装置Ｂと、を備えることを特徴とする光通信システムである。
【選択図】図４【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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