(57)【要約】  本発明にかかるＯＮＵ（２−１）は、ＯＬＴへ光波長の割当てを要求するための制御信号を生成する管理制御信号生成部（２１１）と、制御信号の変調に用いる変調周波数を、複数の変調周波数の中から選択する変調周波数選択部（２０９）と、変調周波数選択部（２０９）により選択された変調周波数を用いて制御信号を変調する変調部（２１２）と、変調部（２１２）により変調された制御信号を主信号に重畳して重畳信号を生成する重畳部（２１３）と、重畳信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換部（２１４）と、光信号を、設定された光波長の光信号に変換してＯＬＴへ送信する波長可変光送信部（２１５）と、を備える。
2018003095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親局装置へ光波長の割当てを要求するための制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号の変調に用いる変調周波数を、複数の変調周波数の中から選択する選択部と、
前記選択部により選択された変調周波数を用いて前記制御信号を変調する変調部と、
前記変調部により変調された前記制御信号を、前記親局装置との間で伝送されるデータ信号である主信号に重畳して重畳信号を生成する重畳部と、
前記重畳信号を光信号に変換する変換部と、
前記光信号を、設定された光波長の光信号に変換して前記親局装置へ送信する波長可変光送信部と、
を備えることを特徴とする子局装置。
【請求項２】
前記選択部は、前記複数の変調周波数の中からランダムに前記制御信号の変調に用いる変調周波数を選択することを特徴とする請求項１に記載の子局装置。
【請求項３】
子局装置と、前記子局装置へ光波長を割当てる親局装置とを備える光通信システムであって、
前記子局装置は、
前記親局装置へ光波長の割当てを要求するための制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号の変調に用いる変調周波数を、複数の変調周波数の中から選択する選択部と、
前記選択部により選択された変調周波数を用いて前記制御信号を変調する変調部と、
前記変調部により変調された前記制御信号を、前記親局装置との間で伝送されるデータ信号である主信号に重畳して重畳信号を生成する重畳部と、
前記重畳信号を光信号に変換する変換部と、
前記光信号を、設定された光波長の光信号に変換して前記親局装置へ送信する波長可変光送信部と、
を備え、
前記親局装置は、
前記子局装置から受信した光信号を電気信号に変換する信号変換部と、
前記信号変換部により変換された前記電気信号から前記制御信号の周波数帯の信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号を前記複数の変調周波数のそれぞれに対応する信号に分離する分離部と、
前記分離部により分離された信号に基づいて光波長の割当てを行う割り当て部と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
前記割り当て部は、前記分離部により分離された信号に基づいて、複数の前記子局装置が同一の光波長の割当てを要求していると判断した場合には、同一の光波長の割当てを要求している複数の前記子局装置のうち１つの前記子局装置には、要求された光波長を割当て、同一の光波長の割当てを要求している複数の前記子局装置のうち他の前記子局装置には、要求された光波長以外の未使用の光波長を割当てることを特徴とする請求項３に記載の光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、子局装置が親局装置から割り当てられた光波長を用いて通信を行う光通信システムにおける子局装置および光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮシステムは、親局装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と複数の子局装置であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）とが光ファイバで接続される光通信システムである。ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  ｓｅｃｔｏｒ）  Ｇ９８９.２勧告では、ＰｔＰ（Ｐｏｉｎｔ  ｔｏ  Ｐｏｉｎｔ）  ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮシステムとよばれるＰＯＮシステムであって、波長多重を行うＰＯＮシステムが規定されている。波長多重を行うＰＯＮシステムについては、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ９８９．２の勧告である非特許文献１を参照されたい。【０００３】
ＰｔＰ  ＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、ＯＮＵからＯＬＴへ向かう方向である上り方向とＯＬＴからＯＮＵへ向かう方向である下り方向とにおいて、ＯＮＵごとに異なる光波長を用いて通信を行う。【０００４】
新たなＯＮＵがＰｔＰ  ＷＤＭ−ＰＯＮシステムに接続される際には、下り方向の通信に用いられる光波長である下り光波長と上り方向の通信に用いられる光波長である上り光波長とが決定される。上り光波長および下り光波長が決定されるプロセスを、以下波長設定プロセスと呼ぶ。ＩＴＵ−Ｔでは、波長設定プロセスを次の手順とすることが検討されている。ＯＬＴが使用可能な下り光波長のリストをＯＮＵへ報知する。ＯＮＵは、受信したリストに含まれる光波長の中から１つの下り光波長を選択して、選択された下り光波長に対応する上り光波長で、光波長要求メッセージを送信する。ＯＬＴは、各ＯＮＵから受信した光波長要求メッセージに基づいて、各ＯＮＵへ波長を割り当てる。【０００５】
一方、非特許文献１および非特許文献２に記載されているように、ＰｔＰ  ＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴとＯＮＵとの間で用いられる管理および制御のための信号としてＡＭＣＣ（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれる管理制御信号が用いられることが規定されている。ＡＭＣＣ信号は、送信される情報があらかじめ定められた方式で変調された後、主信号に重畳されて伝送される信号である。なお、主信号は、ＯＬＴからＯＮＵへまたはＯＮＵからＯＬＴへ伝送されるデータ信号が光信号として生成されたものである。ＡＭＣＣ信号が主信号に重畳されて伝送されることにより、ＯＬＴおよびＯＮＵは、主信号で用いる光波長の波長域内で管理および制御のための信号を伝送することができる。すなわち、管理および制御のために専用の光波長域が用いられることなく、管理および制御が実現される。上述した波長設定プロセスも管理および制御のためのプロセスであり、管理および制御のためＡＭＣＣ信号が用いられる場合、波長設定プロセスはＡＭＣＣ信号を用いて実施される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ，“Ｇ．９８９．２（１２／２０１４）  ４０−Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅ  ｐａｓｓｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ２  （ＮＧ−ＰＯＮ２）：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｍｅｄｉａ  ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ（ＰＭＤ）  ｌａｙｅｒ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ”，２０１４年１２月
【非特許文献２】ＩＴＵ−Ｔ，“Ｄｒａｆｔ  Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ  １  ｔｏ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８９．２（２０１４）（ｆｏｒ  Ｃｏｎｓｅｎｔ,  ３  Ｊｕｌｙ  ２０１５）”，Ｊｕｌｙ  ２０１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非特許文献１に記載のＡＭＣＣ信号を用いて波長設定プロセスを実施する場合、複数のＯＮＵが一斉に、同じ上り光波長を用いて光波長要求メッセージを送信すると、複数のＯＮＵから送信された光信号同士が衝突する。これにより、ＯＬＴは、ＯＮＵから正しく信号を受信することができず光波長要求メッセージに対する応答を送信することができない。この場合、ＯＮＵは、ＯＬＴからの応答を受信できないため、再度、光波長要求メッセージを送信することになる。光波長要求メッセージの再送は、他のＯＮＵが上り光波長を変更するまで繰り返されることになる。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の子局装置が同一波長で親局装置に波長の割り当て要求を送信した場合であっても、光波長要求メッセージの再送を抑制することができる子局装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる子局装置は、親局装置へ光波長の割当てを要求するための制御信号を生成する制御信号生成部と、制御信号の変調に用いる変調周波数を、複数の変調周波数の中から選択する選択部と、を備える。本発明にかかる子局装置は、さらに、選択部により選択された変調周波数を用いて制御信号を変調する変調部と、変調部により変調された制御信号を、親局装置との間で伝送されるデータ信号である主信号に重畳して重畳信号を生成する重畳部と、重畳信号を光信号に変換する変換部と、光信号を、設定された光波長の光信号に変換して親局装置へ送信する波長可変光送信部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる子局装置は、複数の子局装置が同一波長で親局装置に波長の割り当て要求を送信した場合であっても、光波長要求メッセージの再送を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかる光通信システムの構成例を示す図
【図２】ＯＬＴの機能構成例を示す図
【図３】ＯＮＵの機能構成例を示す図
【図４】実施の形態の管理制御信号の生成方法および重畳方法を説明するための図
【図５】ＯＬＴおよびＯＮＵのハードウェア構成例を示す図
【図６】ＯＮＵにおける波長設定処理手順の一例を示すフローチャート
【図７】ＯＬＴにおける波長設定処理手順の一例を示すフローチャート
【図８】波長管理テーブルの一例を示す図
【図９】実施の形態の波長設定処理の一例を示すシーケンス図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかる子局装置および光通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態．
図１は、本発明にかかる光通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる光通信システム１００は、親局装置であるＯＬＴ１と、子局装置であるＯＮＵ２−１〜２−ｍとを備える。ｍは１以上の整数である。ＯＮＵ２−１〜２−ｍは、同一の構成を有する。図１では、ＯＮＵ２−１，ＯＮＵ２−２およびＯＮＵ２−ｍの３つのＯＮＵを図示しているが、ｍは３以上に限定されず、上述した通りｍは１以上であればよい。以下、ＯＮＵ２−１〜２−ｍを個別に区別せずに示す場合には、ＯＮＵ２と記載する。
【００１４】
ＯＬＴ１は、光ファイバ５によりスプリッタ３と接続される。スプリッタ３は、複数の光ファイバ４によりＯＮＵ２−１〜２−ｍとそれぞれ接続される。複数の光ファイバ４はＯＮＵ２−１〜２−ｍと１対１に接続される。スプリッタ３は、ＯＬＴ１から送信され光ファイバ５により伝送された光信号を分岐させて複数の光ファイバ４に送出するとともに、ＯＮＵ２−１〜２−ｍのそれぞれから送信され光ファイバ４により伝送された光信号を合波して光ファイバ５へ送信する。なお、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−ｍとの間に、さらに、中継器をはじめとする装置が存在していてもよい。
【００１５】
また、ＯＮＵ２−１は、ユーザ端末６に接続される。ユーザ端末６との間の通信回線は、有線回線であってもよく無線回線であってもよい。なお、ＯＮＵ２−１以外のＯＮＵ２もユーザ端末６に接続されるが、ＯＮＵ２−１以外のＯＮＵ２が接続されるユーザ端末６の図示は省略している。
【００１６】
本実施の形態の光通信システム１００は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ９８９．２勧告に基づいたＰｔＰ  ＷＤＭ−ＰＯＮシステムである。本実施の形態の光通信システム１００では、ＯＬＴ１とＯＮＵ２との間の通信では、上り方向および下り方向の両方向において、ＯＮＵ２ごとに異なる光波長が用いられる。以下、上り方向に伝送される光信号を上り光信号と呼び、下り方向に伝送される光信号を下り光信号と呼ぶ。詳細には、ＯＮＵ２が上り方向の通信に用いる光波長である上り光波長はＯＮＵ２ごとに異なり、ＯＮＵ２が下り方向の通信に用いる光波長である下り光波長はＯＮＵ２ごとに異なる。
【００１７】
ＯＬＴ１とＯＮＵ２との間では、ＯＬＴ１とのＯＮＵ２との間で伝送されるデータ信号である主信号が伝送される。詳細には、上り方向の主信号である上りデータ信号は、ユーザ端末６から送信されてＯＮＵ２により受信される。ＯＮＵ２は、上りデータ信号を光ファイバ４、スプリッタ３および光ファイバ５を介してＯＬＴ１へ送信する。ＯＬＴ１は、上りデータ信号を上位ネットワークへ送信する。上位ネットワークでは、受信した上りデータ信号を宛先に転送する処理が実施される。下り方向の主信号である下りデータ信号は、上位ネットワークからＯＬＴ１により受信される。ＯＬＴ１は、下りデータ信号を光ファイバ５、スプリッタ３および光ファイバ４を介してＯＮＵ２へ送信する。ＯＮＵ２は、ユーザ端末６へ下りデータ信号を送信する。
【００１８】
ＯＬＴ１とのＯＮＵ２との間では、主信号に加えて管理制御信号が伝送される。本実施の形態の管理制御信号は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８９．２勧告により規定されるＡＭＣＣ信号である。ＡＭＣＣ信号は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パイロットトーン方式により主信号に重畳される。ＡＭＣＣ信号を重畳する際の変調度は、１０％程度以下とし、主信号特性に影響を与えないレベルとする。なお、変調度は、ＡＭＣＣ信号が重畳された後の光信号の強度の包絡線の最大値、最小値および平均値を、それぞれＰmax、ＰminおよびＰaverageとするとき、１００×（Ｐmax−Ｐmin）／Ｐaverage％である。
【００１９】
ＩＴＵ−Ｔでは、一例として、ＲＦパイロットトーン方式におけるＲＦパイロットキャリアの周波数ＦCを５００ＫＨｚとし、ＡＭＣＣ信号の変調方式をＯＯＫとすることが検討されている。本実施の形態においても、ＡＭＣＣ信号として生成される管理制御信号は、ＲＦパイロットトーン方式により主信号に重畳される。ただし、詳細は後述するが、ＯＮＵ２から送信される管理制御信号がＡＭＣＣ信号として生成される際のＲＦパイロットキャリアの周波数は、複数の周波数から選択される。以下、本実施の形態では、ＲＦパイロットトーン方式におけるＲＦパイロットキャリアの周波数を変調周波数と呼ぶ。
【００２０】
新たなＯＮＵ２が、ＯＬＴ１と接続されると、上り光波長および下り光波長の設定を要求する光波長要求メッセージを送信する。光波長要求メッセージは、管理制御信号としてＯＮＵ２からＯＬＴ１へ送信される。新たにＯＬＴ１に接続されるＯＮＵ２は、使用可能な上り光波長のなかから選択した上り光波長を用いて、主信号に光波長要求メッセージが重畳された光信号を送信する。この際、複数のＯＮＵ２が同一の上り光波長を用いて光信号を送信すると、光信号同士が衝突する。このため、ＯＬＴ１は、光信号を正常に受信できないため、光波長要求メッセージも正しく受信できず、ＯＬＴ１はＯＮＵ２に応答することができない。
【００２１】
本実施の形態では、ＯＮＵ２が、管理制御信号が生成される際の変調周波数を複数の変調周波数から選択するようにしている。これにより、ＯＬＴ１は、複数のＯＮＵ２から同一の光波長の光信号を受信した場合でも、これらの光信号に重畳されている管理制御信号の変調周波数が異なっていれば、管理制御信号を正しく受信することができる。
【００２２】
次に、ＯＬＴ１の機能構成について説明する。図２は、ＯＬＴ１の機能構成例を示す図である。図２に示すように、ＯＬＴ１は、波長合分波器１１と、ＣＴ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）１２−１〜１２−ｎとを備える。ｎは２以上の整数である。図２では、ＣＴ１２−１、ＣＴ１２−２およびＣＴ１２−ｎの３つのＣＴを図示しているが、ｎは３以上に限定されず、上述した通りｎは２以上であればよい。以下、ＣＴ１２−１〜１２−ｎを個別に区別せずに示す場合には、ＣＴ１２と記載する。
【００２３】
ＣＴ１２−１〜１２−ｎは、ＯＬＴ１から送信される下り光信号を生成して、波長合分波器１１へ出力し、波長合分波器１１から出力された上り光信号を電気信号に変換する。ＣＴ１２−１〜１２−ｎは、互いに異なる上り波長の上り光信号に対応するとともに、互いに異なる下り波長の下り光信号に対応する。すなわち、ＣＴ１２−１〜１２−ｎがそれぞれ生成する下り光信号の下り光波長は互いに異なり、ＣＴ１２−１〜１２−ｎがそれぞれ処理する上り光信号の上り光波長は互いに異なる。ＣＴ１２−１〜１２−ｎが、それぞれどの上り光波長および下り光波長に対応するかはあらかじめ定められている。ＣＴ１２−１，１２−２，…，１２−ｎにそれぞれ対応する上り波長をλu1，λu2，…，λunとし、ＣＴ１２−１，１２−２，…，１２−ｎにそれぞれ対応する下り波長をλd1，λd2，…，λdnとする。
【００２４】
波長合分波器１１は、光ファイバ４、スプリッタ３および光ファイバ５を介してＯＮＵ２−１〜２−ｎから受信した上り光信号を、λu1からλunまでのｎ個の各光波長の光信号に分離し、分離した光信号を、対応するＣＴ１２−１〜１２−ｎへ出力する。また、波長合分波器１１は、ＣＴ１２−１〜１２−ｎから出力される下り光信号を合波して、合波後の下り光信号を、光ファイバ５へ出力する。
【００２５】
ＣＴ１２−１は、光受信部１０３と、Ｏ／Ｅ（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ）変換部１０４と、データ信号処理部１０５と、分離部１０６と、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部１０７と、変調周波数分離部１０８と、管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎと、光波長割り当て部１１０と、管理制御信号生成部１１１と、変調部１１２と、重畳部１１３と、Ｅ／Ｏ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ／Ｏｐｔｉｃａｌ）変換部１１４と、光送信部１１５と、を備える。
【００２６】
ＣＴ１２−１の光受信部１０３は、波長合分波器１１から光波長λu1の上り光信号を受信し、光信号を増幅させまたは減衰させてＯ／Ｅ変換部１０４へ出力する。ＣＴ１２−１のＯ／Ｅ変換部１０４は、光受信部１０３から出力された光信号を電気信号に変換し、データ信号処理部１０５および分離部１０６へ出力する。すなわち、信号変換部であるＯ／Ｅ変換部１０４は、ＯＮＵ２から受信した光信号を電気信号に変換する。
【００２７】
データ信号処理部１０５は、Ｏ／Ｅ変換部１０４から出力された電気信号を、主信号として扱い、主信号に対する受信処理を実施する。Ｏ／Ｅ変換部１０４から出力された電気信号は、管理制御信号が重畳された主信号である。管理制御信号は主信号の伝送特性に影響を与えない程度の変調度で重畳されているため、管理制御信号が重畳されたまま主信号の受信処理を行うことができる。主信号に対する受信処理とは、例えば、上位ネットワークへ送信するための形式変換、および上位ネットワークへ送信するまでのバッファリングである。
【００２８】
分離部１０６は、Ｏ／Ｅ変換部１０４から出力された電気信号から管理制御信号の変調周波数帯の信号を分離し、分離した信号をＡＤ変換部１０７へ出力する。すなわち、分離部１０６は、Ｏ／Ｅ変換部１０４により変換された電気信号から光波長メッセージの周波数帯の信号を抽出する抽出部である。本実施の形態では、上述したように管理制御信号はＡＭＣＣ信号である。また、ＯＮＵ２は、管理制御信号の変調周波数を複数の変調周波数のなかから選択可能である。管理制御信号の変調周波数帯は、管理制御信号の変調周波数として選択可能な複数の変調周波数を含む周波数帯である。ここでは、管理制御信号の変調周波数として選択可能な周波数の数をｎ個とし、管理制御信号の変調周波数として選択可能な複数の変調周波数をｆ1，ｆ2，…,ｆnとする。したがって、管理制御信号の変調周波数帯は、変調周波数ｆ1，ｆ2，…,ｆnを含む周波数帯である。なお、ｆ1＜ｆ2＜…＜ｆnである。ここでは、変調周波数ｆ1，ｆ2，…,ｆnは、周波数軸上で等間隔であるとする。すなわち、ｆ2−ｆ1＝ｆ3−ｆ2＝…であるとする。ただし、変調周波数ｆ1，ｆ2，…,ｆnは、周波数上で等間隔でなくてもよい。分離部１０６による管理制御信号の変調周波数帯の信号の分離には、例えば、ローパスフィルタを用いて管理制御信号の変調周波数帯の信号を抽出する方法を用いる。
【００２９】
ＡＤ変換部１０７は、分離部１０６からアナログ信号として出力された管理制御信号をデジタル信号へ変換し、デジタル信号を変調周波数分離部１０８へ出力する。
【００３０】
変調周波数分離部１０８は、ＡＤ変換部１０７から出力されたデジタル信号を、変調周波数ｆ1，ｆ2，…,ｆnをそれぞれ含む周波数帯の信号に分離し、分離した信号を管理制御信号処理部１０９へ出力する。すなわち、変調周波数分離部１０８は、分離部１０６により抽出された信号を複数の変調周波数のそれぞれに対応する信号に分離する。例えば、ｆ1−Δｆ以上であり、かつｆ1＋Δｆ未満の周波数帯の信号を、ｆ1を含む周波数帯の信号とし、ｆ2−Δｆ以上であり、かつｆ2＋Δｆ未満の周波数帯の信号をｆ2を含む周波数帯の信号とする。このように、各周波数よりΔｆ低い周波数以上かつ各周波数よりΔｆ高い周波数未満までを各周波数を含む周波数帯の信号とする。Δｆは、（ｆ2−ｆ1）／２以下であるとする。
【００３１】
変調周波数分離部１０８は、図２に示すように、例えば、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１１６と、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ−Ｆｉｌｔｅｒ）１１７−１〜１１７−ｎと、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  ＦＦＴ）部１１８−１〜１１８−ｎとにより構成される。ＦＦＴ部１１６は、ＡＤ変換部１０７から出力されたデジタル信号に対して高速フーリエ変換を行うことにより、ＡＤ変換部１０７から出力されたデジタル信号を時間領域信号から周波数領域信号へ変換する。ＦＦＴ部１１６は、周波数領域信号のうち、変調周波数ｆ1，ｆ2，…,ｆnを含む周波数帯の信号を、対応するＢＰＦ１１７−１〜１１７−ｎへそれぞれ出力する。なお、ＢＰＦ１１７−１，ＢＰＦ１１７−２，…，１１７−ｎは、それぞれ変調周波数ｆ1，ｆ2，…,ｆnに対応する。
【００３２】
ＢＰＦ１１７−１〜１１７−ｎは、ＦＦＴ部１１６から出力された信号から、自身が対応する変調周波数の信号を分離し、分離した信号を対応するＩＦＦＴ部１１８−１〜１１８−ｎへそれぞれ出力する。例えば、ｆ1に対応するＢＰＦ１１７−１は、ＦＦＴ部１１６から出力された信号から、周波数ｆ1の信号を分離する。さらに、ＩＦＦＴ部１１８−１〜１１８−ｎは、入力された信号に対して逆フーリエ高速変換を行うことにより、入力された信号を周波数領域信号から時間領域信号へ変換し、時間領域信号を対応する管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎへそれぞれ出力する。
【００３３】
管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎは、ＩＦＦＴ部１１８−１〜１１８−ｎから出力された信号を復調して、復調結果に基づいた管理および制御処理を実施する。管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎは、光波長要求メッセージに格納されたＯＮＵ２のシリアルナンバーの認証を行い、認証に成功すると、光波長要求メッセージの送信元のＯＮＵ２へ識別情報であるＯＮＵ−ＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）を付与する。さらに、管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎは、ＩＦＦＴ部１１８−１〜１１８−ｎから出力された信号を復調して得られた復調結果が光波長要求メッセージである場合、光波長要求メッセージを受信したことを光波長割り当て部１１０へ通知する。この通知では、管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎは、割り当てが要求された上り光波長を示すインデックスと送信元のＯＮＵ２を示す情報とが光波長割り当て部１１０へ通知される。送信元のＯＮＵ２を示す情報は、光波長要求メッセージの送信元のＯＮＵ２に割り当てたＯＮＵ−ＩＤであってもよいし、光波長要求メッセージに格納されたＯＮＵ２のシリアルナンバーであってもよい。
【００３４】
また、管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎは、定期的に光波長通知メッセージを生成して変調部１１２へ送信する。光波長通知メッセージには、ＣＴ１２−１が使用可能な光波長に関する情報である波長情報とＯＬＴ１から送信される光信号のパワーを示す情報である出力パワー情報とが含まれる。波長情報は、チャネルインデックス、下り光波長および上り光波長で構成される。上述した通り、ＯＬＴ１では、ＣＴ１２ごとに下り光波長および上り光波長が定められている。チャネルインデックスは、下り光波長および上り光波長の組み合わせを識別するためのインデックスである。例えば、λu1およびλd1の組み合わせのチャネルインデックスはＣ1であり、λu2およびλd2の組み合わせのチャネルインデックスはＣ2であり、というように、チャネルインデックスは、ＣＴ１２に対応する下り光波長および上り光波長の組み合わせごとに定められている。なお、ＣＴ１２−２〜１２−ｎにおいて生成される光波長通知メッセージには、ＣＴ１２−２〜１２−ｎにそれぞれ対応するチャネルインデックス、下り光波長および上り光波長が格納される。
【００３５】
光波長割り当て部１１０は、各ＯＮＵ２から受信した光波長要求メッセージに基づいてＯＮＵ２へ光波長を割当てる。すなわち、光波長割り当て部１１０は、変調周波数分離部１０８により分離された信号に基づいて光波長の割当てを行う割り当て部である。管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎの中の１つから光波長要求メッセージを受信したことを通知されると、要求されている光波長が、他のＯＮＵ２により使用されているか否かを判断する。光波長割り当て部１１０は、ＯＮＵ２と該ＯＮＵ２へ割り当てた光波長との対応を管理している。光波長割り当て部１１０は、管理している対応に基づいて、要求されている光波長が使用されているか否かを判断することができる。光波長割り当て部１１０は、要求されている光波長が使用されていない場合、要求された光波長の使用を許可するメッセージである光波長使用許可メッセージを送信するように管理制御信号生成部１１１へ通知する。光波長使用許可メッセージには、割り当てたＯＮＵのシリアルナンバーと、付与したＯＮＵ−ＩＤとが格納される。
【００３６】
光波長割り当て部１１０は、要求されている光波長が、他のＯＮＵ２により使用されている場合、使用されていない光波長である未使用波長のうちの１つを選択し、選択した光波長を割り当てることを示す光波長割り当て通知メッセージを送信するように管理制御信号生成部１１１へ通知する。光波長割り当て通知メッセージは、割り当てたＯＮＵのシリアルナンバーと、付与したＯＮＵ−ＩＤと、割り当てた上り光波長と下り光波長のセットを示すチャネルインデックスと上り光波長と下り光波長とを含む。光波長割り当て部１１０が、未使用波長のうちの１つを選択する方法は、どのような方法を用いてもよいが、例えば、あらかじめ光波長ごとに優先順位を定めておき、優先順位の高い順に選択する方法が考えられる。
【００３７】
光波長割り当て部１１０は、同時に複数の管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎから光波長要求メッセージを受信したことを通知されると、要求された光波長が使用されていない場合、これら複数の通知に対応する送信元のＯＮＵ２のうちの１つに、要求された光波長を割り当てる。そして、光波長割り当て部１１０は、光波長使用許可メッセージを送信するように管理制御信号生成部１１１へ通知する。また、光波長割り当て部１１０は、上記の複数の通知に対応する送信元のＯＮＵ２のうち他のＯＮＵ２には、未使用波長のうちの１つを割り当てる。そして、光波長割り当て部１１０は、光波長割り当て通知メッセージを送信するように管理制御信号生成部１１１へ通知する。
【００３８】
制御信号生成部である管理制御信号生成部１１１は、光波長割り当て部１１０からの通知に基づいてメッセージを生成し、生成したメッセージを変調部１１２へ出力する。光波長割り当て部１１０から光波長割り当て通知メッセージの生成を指示された場合、管理制御信号生成部１１１は、光波長割り当て通知メッセージを生成する。すなわち、制御信号生成部である管理制御信号生成部１１１は、ＯＬＴ１へ光波長の割当てを要求するための制御信号である光波長割り当て通知メッセージを生成する。変調部１１２は、管理制御信号生成部１１１から受信したメッセージをＯＯＫにより変調し、変調後の信号を管理制御信号として重畳部１１３へ出力する。
【００３９】
重畳部１１３は、変調部１１２から出力された管理制御信号を、上位ネットワークから受信した電気信号である主信号に重畳することにより、管理制御信号が重畳された主信号をＥ／Ｏ変換部１１４へ出力する。Ｅ／Ｏ変換部１１４は、重畳部１１３から電気信号として出力された信号を波長λd1の光信号に変換し、光送信部１１５へ出力する。光送信部１１５は、Ｅ／Ｏ変換部１１４から出力された光信号を増幅させまたは減衰させて波長合分波器１０１へ出力する。
【００４０】
ＣＴ１２−２〜ＣＴ１２−ｎもＣＴ１２−１と同様の機能構成を有する。ただし、ＣＴ１２−２〜ＣＴ１２−ｎの光受信部１０３および光送信部１１５は、受信および送信する光信号の光波長がＣＴ１２ごとに定められる。例えば、ＣＴ１２−２における光受信部１０３が受信する光信号の光波長はλu2であり、ＣＴ１２−２における光送信部１１５が出力する光信号の光波長はλd2である。
【００４１】
次に、ＯＮＵ２−１の機能構成について説明する。図３は、ＯＮＵ２の機能構成例を示す図である。ＯＮＵ２−２〜ＯＮＵ２−ｍの機能構成はＯＮＵ２−１の機能構成と同一である。ＯＮＵ２−１は、図３に示すように、波長合分波器２１と、波長可変光受信部２０２と、Ｏ／Ｅ変換部２０３と、データ信号処理部２０４と、分離部２０５と、ＡＤ変換部２０６と、復調部２０７と、管理制御信号処理部２０８と、変調周波数選択部２０９と、出力パワー決定部２１０と、管理制御信号生成部２１１と、変調部２１２と、重畳部２１３と、Ｅ／Ｏ変換部２１４と、波長可変光送信部２１５と、出力パワー変更部２１６とを備える。
【００４２】
波長合分波器２１は、ＯＬＴ１から送信された光信号を、光ファイバ５、スプリッタ３および光ファイバ４を介して受信し、受信した光信号を波長可変光受信部２０２へ出力する。また、波長合分波器２１は、波長可変光送信部２１５から送信された光信号を、出力パワー変更部２１６を経由して受信し、光ファイバ４、スプリッタ３および光ファイバ５を介してＯＬＴ１へ送信する。
【００４３】
波長可変光受信部２０２は、自身が受信する光信号の光波長すなわち受信波長を変更可能である。波長可変光受信部２０２は、入力された光信号から、設定された受信波長の光信号を抽出してＯ／Ｅ変換部２０３へ出力する。波長可変光受信部２０２は、波長合分波器２１から出力される光信号のうちの１つの波長の信号を受信してＯ／Ｅ変換部２０３へ出力する。波長可変光受信部２０２は、ＯＮＵ２−１が新たにＯＬＴ１へ接続される場合は、受信する光信号の光波長を調整して、１つの波長の信号を受信する。詳細には、波長可変光受信部２０２は、まず、受信する光信号の光波長を初期値に設定し、管理制御信号処理部２０８から、管理制御信号を抽出できたことを通知された場合、調整を終了し、管理制御信号を抽出できたことを通知されない場合、光信号の受信光波長を調整する、すなわち受信光波長を変更する。波長可変光受信部２０２は、管理制御信号を抽出できたことを通知されるまで受信光波長の変更を継続し、管理制御信号を抽出できたことを通知されると調整を終了する。これにより、調整が終了した時点で、波長可変光受信部２０２は、波長合分波器２１から出力される光信号のうちの１つの波長の信号を受信することになる。
【００４４】
また、波長可変光受信部２０２は、管理制御信号処理部２０８からの指示に基づいて受信光波長を変更し、変更した光波長の光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換してＯ／Ｅ変換部２０３へ出力する。Ｏ／Ｅ変換部２０３は、波長可変光受信部２０２から出力される光信号を電気信号に変換し、データ信号処理部２０４および分離部２０５に出力する。
【００４５】
データ信号処理部２０４は、Ｏ／Ｅ変換部２０３から出力された電気信号を、主信号として扱い、主信号に対する受信処理を実施する。データ信号処理部２０４における主信号に対する受信処理とは、例えば、ユーザ端末６へ送信するための形式変換、およびユーザ端末６へ送信するまでのバッファリングである。
【００４６】
分離部２０５は、Ｏ／Ｅ変換部２０３から出力された電気信号から管理制御信号の周波数帯域の信号を分離し、分離した信号をＡＤ変換部２０６へ出力する。なお、下り方向については、管理制御信号の変調周波数は１つに定められているため、分離部２０５は、この１つの変調周波数を含む帯域の信号を分離すればよい。ＡＤ変換部２０６は、分離部２０５からアナログ信号として出力される管理制御信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号を復調部２０７へ出力する。
【００４７】
復調部２０７は、デジタル信号を変調された信号を復調し、復調結果を管理制御信号処理部２０８へ出力する。管理制御信号処理部２０８は、復調部２０７から出力された復調結果に応じた管理および制御処理を実施する。管理制御信号処理部２０８は、復調部２０７から出力された復調結果が光波長通知メッセージだった場合は、光波長通知メッセージに格納されている下り光波長のうちのいずれかの光波長を受信波長に設定するように波長可変光送信部２１５へ通知する。さらに、管理制御信号処理部２０８は、復調部２０７から出力された復調結果が光波長通知メッセージだった場合、変調周波数選択部２０９および出力パワー決定部２１０へ動作開始を指示する。
【００４８】
管理制御信号処理部２０８は、復調部２０７から出力された復調結果が光波長割り当て通知メッセージだった場合は、通知された上り光波長および下り光波長をそれぞれ波長可変光送信部２１５および波長可変光受信部２０２へ通知する。その後、管理制御信号処理部２０８は、ＯＬＴ１との間の通信を開始する。ＯＬＴ１との間の通信の手順は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ９８９．２勧告に従った手順をはじめとしてＰｔＰ  ＷＤＭ−ＰＯＮシステムに適用可能な任意の手順を用いることができるため、ＯＬＴ１との間の通信の手順の説明を省略する。さらに、管理制御信号処理部２０８は、復調部２０７から出力された復調結果が光波長使用許可メッセージだった場合は、波長可変光送信部２１５における送信波長、および波長可変光受信部２０２における受信波長の設定を変更せず、ＯＬＴ１との間の通信を開始する。
【００４９】
管理制御信号処理部２０８は、ＯＬＴ１との間の管理および制御処理のための処理を実施し、ＯＬＴ１へメッセージを送信する場合に、管理制御信号生成部２１１へメッセージの生成を指示する。例えば、管理制御信号処理部２０８は、ＯＮＵ２−１が新たにＯＬＴ１へ接続された場合、すなわちＯＮＵ２−１が使用する上り光波長および下り光波長が決定されていない場合、光波長の割り当てを要求する光波長要求メッセージの生成を管理制御信号生成部２１１へ指示する。
【００５０】
選択部である変調周波数選択部２０９は、管理制御信号処理部２０８から動作開始を指示されると、光波長要求メッセージを送信するための管理制御信号の変調周波数を、複数の変調周波数であるｆ1，ｆ2，…,ｆnのなかからランダムに１つの変調周波数を選択する。すなわち、選択部である変調周波数選択部２０９は、光波長要求メッセージの変調に用いる変調周波数を、複数の変調周波数の中から選択する。具体的には、変調周波数選択部２０９は、複数の変調周波数の中からランダムに、光波長要求メッセージの変調に用いる変調周波数を選択する。ランダムに変調周波数を選択する方法としては、例えば擬似乱数を発生させてランダムに変調周波数を選択する方法を用いる。変調周波数選択部２０９は、選択された変調周波数を変調部２１２へ通知する。なお、変調周波数の選択は、選択された変調周波数がＯＮＵ２間でなるべく重複しないように選択されればよく、ランダムに選択される例に限定されない。例えば、ＯＮＵ２のシリアルナンバーに基づいてあらかじめ定めた規則により算出された数値に基づいて変調周波数ｆ1，ｆ2，…,ｆnのなかから変調周波数を選択するなどの方法を用いてもよい。
【００５１】
出力パワー決定部２１０は、ＯＮＵ２−１から送信された上り光信号のＯＬＴ１における受信パワーのレベルを一定に保つために、ＯＮＵ２−１の出力パワーを決定し、決定した出力パワーを出力パワー変更部２１６へ通知する。
【００５２】
ＯＬＴ１におけるパワーレベルを一定に保つための制御はどのような手順で行われもよいが、例えば、次のような手順で実施される。出力パワー決定部２１０は、ＯＬＴ１から受信した光信号のパワーのレベルをＯ／Ｅ変換部２０３から取得し、ＯＬＴ１から受信した光波長通知メッセージに格納されている出力パワー情報を管理制御信号処理部２０８から取得する。そして、出力パワー決定部２１０は、Ｏ／Ｅ変換部２０３から取得したパワーのレベルと管理制御信号処理部２０８から取得した出力パワー情報が示す出力パワーとの差を算出する。出力パワー決定部２１０により算出された差は、下り方向の伝送において、ＯＬＴ１とＯＮＵ２との間の伝送により減衰した量である。上り方向と下り方向とで、同じようにパワーの劣化が生じると仮定すると、上記の差は、上り方向の伝送において減衰する量の推定値として用いることができる。
【００５３】
出力パワー決定部２１０は、あらかじめ定められた出力パワーに、算出した差を加算した値を出力パワーとして決定する。ＯＮＵ２−１から送信された上り光信号のＯＬＴ１における受信パワーの目標値はあらかじめ定められているとし、出力パワー決定部２１０は、目標値に上記の差の絶対値を加算した値を出力パワーとして決定する。管理制御信号処理部２０８から取得した出力パワー情報が示す出力パワーに、上記の差を加えたＯＬＴがＯＮＵからの信号を受信するパワーをＯＬＴが期待するレベルになるように差分を考慮して出力パワーを決定する。出力パワーを決定すると、出力パワー変更部２１６へ出力パワーを通知する。
【００５４】
管理制御信号生成部２１１は、管理制御信号処理部２０８からの指示に基づいてメッセージを管理制御信号として生成し、生成した管理制御信号を変調部２１２へ出力する。変調部２１２は、変調周波数選択部２０９から通知された変調周波数で管理制御信号生成部２１１から出力された管理制御信号をＯＯＫ変調し、変調後の管理制御信号を重畳部２１３へ出力する。変調部２１２は、管理制御信号処理部２０８から光波長メッセージの生成を指示された場合、変調周波数選択部２０９により選択された変調周波数を用いて光波長メッセージを変調する。なお、光波長メッセージ以外のメッセージを送信する際には、変調部２１２は、あらかじめ定められた変調周波数を用いて変調を行ってもよい。
【００５５】
重畳部２１３は、変調部２１２から出力された変調後の管理制御信号を、ユーザ端末６から受信した電気信号である主信号に重畳し、Ｅ／Ｏ変換部２１４へ出力する。すなわち、重畳部２１３は、管理制御信号が光波長メッセージである場合、変調部２１２により変調された光波長メッセージを主信号に重畳して重畳信号を生成する。変換部であるＥ／Ｏ変換部２１４は、重畳部２１３により電気信号として生成された重畳信号を光信号に変換し、波長可変光送信部２１５へ出力する。波長可変光送信部２１５は、Ｅ／Ｏ変換部２１４より変換された光信号を、設定された送信波長の光信号に変換して出力パワー変更部２１６へ出力する。出力パワー変更部２１６は、出力パワー決定部２１０からの通知に基づいて波長可変光送信部２１５から出力される光信号の出力パワーを変更し、波長合分波器２１へ出力する。すなわち、波長可変光送信部２１５は、Ｅ／Ｏ変換部２１４より変換された光信号を、出力パワー変更部２１６および波長合分波器２１を介してＯＬＴ１へ送信する。
【００５６】
ここで、本実施の形態のＯＮＵ２における管理制御信号の生成方法と変調周波数について説明する。図４は、本実施の形態の管理制御信号の生成方法および重畳方法を説明するための図である。図４の横軸は時間である。図４の一段目は、ユーザ端末６から出力される主信号の光強度の包絡線を太線の矩形で示している。ユーザ端末６から出力される主信号は実際には包絡線で示した範囲で光強度は変動しており、図４は主信号の光強度の包絡線を示している。図４の二段目は、管理制御信号生成部２１１から出力される管理制御信号の一例を示している。管理制御信号のビットレートであるデータ速度は、例えば４ｋＨｚ程度である。図４では、管理制御信号生成部２１１からデータ値“１００１”を示す管理制御信号が出力された例を示している。この例では、管理制御信号は、データ値が“１”の場合がハイレベル、データ値が“０”の場合がローレベルとなる電気信号である。
【００５７】
図４の三段目は、図４の二段目に示した管理制御信号が変調部２１２により変調された結果である変調後の管理制御信号である変調信号を示している。図に示す正弦波は、変調周波数選択部２０９から通知された変調周波数のＲＦパイロットキャリアを示している。ここでは、上述したように、変調方式としてＯＯＫを用いることから、図４の三段目では、管理制御信号がハイレベルの場合は、ＲＦパイロットキャリアがオンとなり、ＲＦパイロットキャリアが現れる。管理制御信号がローレベルの場合は、ＲＦパイロットキャリアがオフとなり、ＲＦパイロットキャリアは現れない。図４の四段目は、図４の三段目に示した変調後の管理制御信号が重畳された後の主信号、すなわちＯＮＵ２から送信される光信号の一例を示す図である。ＯＮＵ２から送信される光信号は、変調後の管理制御信号が重畳されることにより、一段目に示す主信号の包絡線にＲＦパイロットキャリアによる変動が加わっている。なお、図４は、各信号をわかりやすくした模式図であり、実際のデータ信号のデータ速度、変調度および変調周波数を示すものではない。
【００５８】
次に、ＯＬＴ１およびＯＮＵ２のハードウェア構成について説明する。図５は、ＯＬＴ１およびＯＮＵ２のハードウェア構成例を示す図である。
【００５９】
図５に示すように、ＯＬＴ１は、波長合分波器１１と、ＣＴ１２−１〜１２−ｎとを備える。波長合分波器１１の機能は上述したため説明を省略する。波長合分波器１１は、光導波路または薄膜フィルタを有する光学素子である。
【００６０】
図５に示すように、ＣＴ１２−１は、光受信器１２１と、光送信器１２２と、第１のプロセッサ１２３と、第２のプロセッサ１２４と、第１のメモリ１２５と、第２のメモリ１２６と、ミキサ１２７と、ＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ−Ｆｉｌｔｅｒ）１２８とを有する。
【００６１】
第１のプロセッサ１２３は、主信号に関する処理を実施するプロセッサである。第１のプロセッサ１２３は、上位ネットワークから電気信号として受信した下りデータ信号をミキサ１２７へ出力する。また、第１のプロセッサ１２３は、光受信器１２１から入力された電気信号を上位ネットワークへ送信する。第１のプロセッサ１２３は、光受信器１２１から入力された電気信号を一旦第１のメモリ１２５へ格納し、第１のメモリ１２５から読み出した電気信号を上位ネットワークへ送信してもよい。また、第１のプロセッサ１２３は、上位ネットワークから受信した電気信号を一旦第１のメモリ１２５へ格納し、第１のメモリ１２５から読み出した電気信号をミキサ１２７へ出力してもよい。
【００６２】
第２のプロセッサ１２４は、管理制御信号に関する処理を実施するプロセッサである。第２のプロセッサ１２４は、ＯＬＴ１とＯＮＵ２との間の管理および制御処理のための信号である管理制御信号を生成して、ミキサ１２７へ出力する。また、第２のプロセッサ１２４は、ＬＰＦ１２８から出力される管理制御信号に対して信号の内容に応じた管理および制御処理を実施する。
【００６３】
ミキサ１２７は、第１のプロセッサ１２３から出力された下りデータ信号と第２のプロセッサ１２４から出力された管理制御信号とを重畳し、重畳した信号を光送信器１２２へ出力する。
【００６４】
光送信器１２２は、ミキサ１２７から出力される信号を光波長がλd1の光信号に変換して波長合分波器１１へ出力する。
【００６５】
光受信器１２１は、波長合分波器１１により分離された光波長がλu1の光信号を電気信号に変換してＬＰＦ１２８および第１のプロセッサ１２３へ出力する。
【００６６】
ＬＰＦ１２８は、光受信器１２１から入力された電気信号から管理制御信号を分離するために、管理制御信号の周波数帯の信号を抽出し、抽出した信号を第２のプロセッサ１２４へ出力する。
【００６７】
ＣＴ１２−２〜ＣＴ１２−ｎもＣＴ１２−１と同様のハードウェア構成を有する。ただし、光受信器１２１および光送信器１２２が、受信および送信する光信号の光波長は、ＣＴ１２ごとに定められた光波長である。例えば、ＣＴ１２−２における光受信器１２１が受信する光信号の光波長はλu2であり、ＣＴ１２−２における光送信器１２２が出力する光信号の光波長はλd2である。
【００６８】
次に、ＯＮＵ２−１のハードウェア構成について説明する。ＯＮＵ２−２〜ＯＮＵ２−ｍのハードウェア構成は、ＯＮＵ２−１のハードウェア構成と同一である。ＯＮＵ２−１は、波長合分波器２１と、波長可変光送信器２２と、波長可変光受信器２３と、第１のプロセッサ２４と、第２のプロセッサ２５と、第１のメモリ２６と、第２のメモリ２７と、ミキサ２８と、ＬＰＦ２９と、を有する。
【００６９】
波長合分波器２１の機能は上述したため説明を省略する。波長合分波器２１は、光導波路または薄膜フィルタを有する光学素子である。
【００７０】
第１のプロセッサ２４は、主信号に関する処理を実施するプロセッサである。第１のプロセッサ２４は、ユーザ端末６から電気信号として受信した上りデータ信号をミキサ２８へ出力する。また、第１のプロセッサ２４は、波長可変光受信器２３から入力された電気信号をユーザ端末６へ送信する。第１のプロセッサ２４は、波長可変光受信器２３から入力された電気信号を一旦第１のメモリ２６へ格納し、第１のメモリ２６から読み出した電気信号をユーザ端末６へ送信してもよい。また、第１のプロセッサ２４は、ユーザ端末６から受信した電気信号を一旦第１のメモリ２６へ格納し、第１のメモリ２６から読み出した電気信号をミキサ２８へ出力してもよい。
【００７１】
第２のプロセッサ２５は、管理制御信号に関する処理を実施するプロセッサである。第２のプロセッサ２５は、ＯＬＴ１とＯＮＵ２との間の管理および制御処理のための信号である管理制御信号を生成して、ミキサ２８へ出力する。また、第２のプロセッサ２５は、ＬＰＦ２９から出力される管理制御信号に対して信号の内容に応じた管理および制御処理を実施する。
【００７２】
ミキサ２８は、第１のプロセッサ２４から出力された上りデータ信号と第２のプロセッサ２５から出力された管理制御信号とを重畳し、重畳した信号を波長合分波器２１へ出力する。
【００７３】
波長可変光送信器２２は、ミキサ２８から出力される信号を第２のプロセッサ２５から指示された光波長の光信号に変換して波長合分波器２１へ出力する。
【００７４】
波長可変光受信器２３は、波長合分波器２１から出力される光信号のうち、第２のプロセッサ２５から指示された光波長の光波長を電気信号に変換してＬＰＦ２９および第１のプロセッサ２４へ出力する。
【００７５】
ＬＰＦ２９は、波長可変光受信器２３から入力された電気信号から管理制御信号を分離し、分離した信号を第２のプロセッサ２５へ出力する。
【００７６】
図２に示した機能構成と図５に示したハードウェア構成との対応は以下の通りである。ＯＬＴ１における光受信部１０３およびＯ／Ｅ変換部１０４は、光受信器１２１により実現される。データ信号処理部１０５は、第１のプロセッサ１２３および第１のメモリ１２５により実現される。分離部１０６は、ＬＰＦ１２８により実現される。ＡＤ変換部１０７、変調周波数分離部１０８、管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎ、光波長割り当て部１１０、管理制御信号生成部１１１および変調部１１２は、第２のプロセッサ１２４および第２のメモリ１２６により実現される。重畳部１１３は、ミキサ１２７により実現される。Ｅ／Ｏ変換部１１４および光送信部１１５は、光送信器１２２により実現される。
【００７７】
図３に示した機能構成と図５に示したハードウェア構成との対応は以下の通りである。ＯＮＵ２−１における波長可変光受信部２０２およびＯ／Ｅ変換部２０３は、波長可変光受信器２３により実現される。データ信号処理部２０４は、第１のプロセッサ２４および第１のメモリ２６により実現される。分離部２０５は、ＬＰＦ２９により実現される。ＡＤ変換部２０６、復調部２０７、管理制御信号処理部２０８、変調周波数選択部２０９、出力パワー決定部２１０、管理制御信号生成部２１１および変調部２１２は、第２のプロセッサ２５および第２のメモリ２７により実現される。重畳部２１３は、ミキサ２８により実現される。Ｅ／Ｏ変換部２１４、波長可変光送信部２１５および出力パワー変更部２１６は、波長可変光送信器２２により実現される。
【００７８】
次に、本実施の形態の波長設定処理について説明する。図６は、ＯＮＵ２における波長設定処理手順の一例を示すフローチャートである。ＯＮＵ２は、ＯＬＴ１へ新たなに接続される場合をはじめとして、自身が使用する上り光波長および下り光波長が決定されていないときに、波長設定処理を開始する。
【００７９】
図６に示すように、まず、ＯＮＵ２は、波長可変光受信部２０２の受信波長を設定し（ステップＳ１）、ＯＬＴ１から光波長通知メッセージを受信したか否かを判断する（ステップＳ２）。具体的には、波長可変光受信部２０２は、ステップＳ１の初回の実施時には、受信波長をあらかじめ定めた初期値に設定する。ステップＳ２では、管理制御信号処理部２０８が、復調部２０７から出力された復調結果を解析して、復調結果がＯＬＴ１から送信された光波長通知メッセージであるかを判断する。ＯＬＴ１は、ブロードキャストにより定期的に光波長通知メッセージを送信する。このため、ステップＳ２では、管理制御信号処理部２０８は、光波長通知メッセージが送信される周期より長い一定期間、光波長通知メッセージの受信を待ち受ける。
【００８０】
ＯＬＴ１から光波長通知メッセージを受信できなかった場合（ステップＳ２  Ｎｏ）、ＯＮＵ２は、波長可変光受信部２０２の受信波長を変更し（ステップＳ３）、ステップＳ１へ戻る。具体的には、ステップＳ３では、管理制御信号処理部２０８が、波長可変光受信部２０２へ受信波長を変更するよう指示する。２回目以降のステップＳ１では、波長可変光受信部２０２は、前回のステップＳ１で設定した受信波長と異なる受信波長を設定する。例えば、初期値を、波長可変光受信部２０２が設定可能な最短の受信波長に設定しておき、波長可変光受信部２０２は、波長の変更が指示されるたびに、受信波長を現在設定されている受信波長より１段階長い受信波長に設定する。受信波長の変更方法はこの例に限定されず、初期値を波長可変光受信部２０２が設定可能な最長の受信波長に設定しておき、変更のたびに１段階短い受信波長とするなど、他の方法を用いてもよい。
【００８１】
ＯＬＴ１から光波長通知メッセージを受信できた場合（ステップＳ２  Ｙｅｓ）、ＯＮＵ２は、波長可変光送信部２１５の送信波長を設定する（ステップＳ４）。具体的には、管理制御信号処理部２０８が、ＯＬＴ１から受信した光波長通知メッセージにより通知された上り波長を波長可変光送信部２１５の送信波長に設定する。
【００８２】
次に、ＯＮＵ２は、変調周波数を選択する（ステップＳ５）。具体的には、変調周波数選択部２０９が、変調周波数ｆ1，ｆ2，…,ｆnのなかからランダムに１つを選択し、変調部２１２へ指示する。次に、ＯＮＵ２は、出力パワーを設定する（ステップＳ６）。具体的には、ＯＮＵ２は、上述したように、パワーレベルを一定に保つための制御を実施する。
【００８３】
次に、ＯＮＵ２は、光波長要求メッセージを送信する（ステップＳ７）。具体的には、管理制御信号処理部２０８は、割り当てを要求する上り光波長および下り波長を管理制御信号生成部２１１へ通知するとともに、光波長要求メッセージの生成を管理制御信号生成部２１１へ指示する。このとき通知される要求する上り光波長および下り光波長は、それぞれ波長可変光送信部２１５に設定されている送信波長、および波長可変光受信部２０２に設定されている受信波長である。管理制御信号生成部２１１は、指示に基づいて光波長要求メッセージを生成し、変調部２１２へ出力する。変調部２１２は、ステップＳ５で選択された変調周波数で、光波長要求メッセージを変調して重畳部２１３へ出力する。以降、重畳部２１３は、主信号と変調された光波長要求メッセージとを重畳してＥ／Ｏ変換部２１４へ出力する。以降、変調された光波長要求メッセージは主信号に重畳されて、Ｅ／Ｏ変換部２１４、波長可変光送信部２１５、出力パワー変更部２１６および波長合分波器２１を介してＯＬＴ１へ送信される。
【００８４】
次に、ＯＮＵ２は、光波長要求メッセージを送信してから一定時間以内に、光波長使用許可メッセージを受信したか否かを判断する（ステップＳ８）。具体的には、管理制御信号処理部２０８が、光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長使用許可メッセージを受信したか、否かを判断する。
【００８５】
光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長使用許可メッセージを受信した場合（ステップＳ８  Ｙｅｓ）、ＯＮＵ２は、ＯＬＴ１との間の通信を開始する（ステップＳ９）。光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に、光波長使用許可メッセージを受信しなかった場合（ステップＳ８  Ｎｏ）、ＯＮＵ２は、光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長割り当て通知メッセージを受信したか否かを判断する（ステップＳ１０）。具体的には、管理制御信号処理部２０８が、光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長割り当て通知メッセージを受信したか、否かを判断する。光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長割り当て通知メッセージを受信しない場合（ステップＳ１０  Ｎｏ）、ステップＳ８へ戻る。または、光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長割り当て通知メッセージを受信しない場合（ステップＳ１０  Ｎｏ）、ステップＳ１へ戻るようにしてもよい。
【００８６】
光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長割り当て通知メッセージを受信した場合（ステップＳ１０  Ｙｅｓ）、ＯＮＵ２は、光波長割り当て通知メッセージに格納された下り波長および上り波長をそれぞれ受信波長および送信波長に設定し（ステップＳ１１）、ステップＳ９へ進む。具体的には、ステップＳ１１では、管理制御信号処理部２０８が、光波長割り当て通知メッセージに格納された上り波長を波長可変光送信部２１５へ通知して、波長可変光送信部２１５が通知された上り波長を送信波長に設定する。また、管理制御信号処理部２０８が、光波長割り当て通知メッセージに格納された下り波長を波長可変光受信部２０２へ通知して、波長可変光受信部２０２が通知された下り波長を受信波長に設定する。
【００８７】
図７は、ＯＬＴ１における波長設定処理手順の一例を示すフローチャートである。ＯＬＴ１の各ＣＴ１２は、ＯＮＵ２から光信号を受信すると（ステップＳ２１  Ｙｅｓ）、管理制御信号を分離する（ステップＳ２２）。具体的には、ステップＳ２では、分離部１０６が、Ｏ／Ｅ変換部１０４から出力される電気信号から管理制御信号を分離する。管理制御信号は、ＡＤ変換部１０７を介して、変調周波数分離部１０８へ入力される。
【００８８】
次に、ＯＬＴ１の各ＣＴ１２は、管理制御信号を周波数領域信号に変換する（ステップＳ２３）。具体的には、変調周波数分離部１０８が管理制御信号を周波数領域信号に変換する。次に、ＯＬＴ１の各ＣＴ１２は、周波数領域信号を周波数帯ごとに分離する（ステップＳ２４）。具体的には、上述したように、変調周波数分離部１０８が、周波数領域信号を変調周波数ｆ1，ｆ2，…,ｆnをそれぞれ含む周波数帯の信号に分離する。
【００８９】
次に、ＯＬＴ１の各ＣＴ１２は、分離された信号をそれぞれ時間領域信号へ変換する（ステップＳ２５）。具体的には、上述したように、変調周波数分離部１０８が、分離された信号をそれぞれ時間領域信号へ変換する。
【００９０】
次に、ＯＬＴ１の各ＣＴ１２は、各時間領域信号のなかに光波長要求メッセージが有るか否かを判断する（ステップＳ２６）。具体的には、管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎが、それぞれ変調周波数分離部１０８から入力された時間領域信号を解析し、時間領域信号が光波長要求メッセージであるか否かを判断する。管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎが、時間領域信号が光波長要求メッセージであると判断した場合には、光波長割り当て部１１０へ、光波長要求メッセージを出力する。
【００９１】
各時間領域信号のなかに光波長要求メッセージが有る場合（ステップＳ２６  Ｙｅｓ）、ＯＬＴ１の各ＣＴ１２は、光波長が重複するか否かを判断する（ステップＳ２７）。具体的には、光波長割り当て部１１０が、１つの管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎから光波長要求メッセージを受け取った場合には、波長管理テーブルに基づいて、受け取った光波長要求メッセージにより割り当てが要求された上り光波長および下り光波長が使用中であるか否かを判断する。図８は、波長管理テーブルの一例を示す図である。図８に示すように、波長管理テーブルには、上り光波長および下り光波長の組ごとに、使用中であるかまたは未使用であるかを示す情報が格納される。光波長割り当て部１１０が、波長管理テーブルに基づいて、受け取った光波長要求メッセージにより割り当てが要求された上り光波長および下り光波長が使用中であると判断した場合、光波長が重複すると判断する。また、光波長割り当て部１１０が、２つ以上の管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎから光波長要求メッセージを受け取り、かつこれらの光波長要求メッセージのうちの２つ以上が同一の上り光波長および下り光波長の割り当てを要求していた場合も光波長が重複すると判断する。例えば、波長管理テーブルが更新されると各ＣＴ１２が他のＣＴ１２へ更新された波長管理テーブルを通知することにより、波長管理テーブルが共有される。
【００９２】
光波長が重複しない場合（ステップＳ２７  Ｎｏ）、ＯＬＴ１の各ＣＴ１２は、光波長使用許可メッセージを、光波長要求メッセージの送信元のＯＮＵ２へ送信し（ステップＳ２８）、ステップＳ２１へ戻る。具体的には、光波長割り当て部１１０が、光波長使用許可メッセージを生成するよう管理制御信号生成部１１１へ指示する。管理制御信号生成部１１１は、指示に基づいて光波長使用許可メッセージを生成して、変調部１１２へ出力する。光波長使用許可メッセージは、変調部１１２、重畳部１１３、Ｅ／Ｏ変換部１１４、光送信部１１５および波長合分波器１１を介して光波長使用許可メッセージの送信元のＯＮＵ２へ送信される。
【００９３】
光波長が重複する場合（ステップＳ２７  Ｙｅｓ）、光波長の割り当てを実施し（ステップＳ２９）、ＯＬＴ１の各ＣＴ１２は、光波長割り当て通知メッセージを光波長要求メッセージの送信元のＯＮＵ２へ送信し（ステップＳ３０）、ステップＳ２１へ戻る。具体的には、光波長割り当て部１１０が、波長管理テーブルを参照して、未使用の上り光波長および下り光波長のなかから１組を選択する。そして、光波長割り当て部１１０は、選択した上り光波長および下り光波長を割り当てたことを通知する光波長割り当て通知メッセージを生成するよう管理制御信号生成部１１１へ指示する。管理制御信号生成部１１１は、指示に基づいて光波長割り当て通知メッセージを生成して、変調部１１２へ出力する。光波長割り当て通知メッセージは、変調部１１２、重畳部１１３、Ｅ／Ｏ変換部１１４、光送信部１１５および波長合分波器１１を介して光波長要求メッセージの送信元のＯＮＵ２へ送信される。
【００９４】
光波長割り当て部１１０が、２つ以上の管理制御信号処理部１０９−１〜１０９−ｎから光波長要求メッセージを受け取り、かつこれらの光波長要求メッセージのうちの２つ以上が同一の上り光波長および下り光波長の割り当てを要求していた場合は、同一の上り光波長および下り光波長の割り当てを要求したＯＮＵ２のうち１つに光波長使用許可メッセージを送信し、同一の上り光波長および下り光波長の割り当てを要求したＯＮＵ２のうち他のＯＮＵ２に、上述した手順で光波長割り当て通知メッセージを送信する。以上のように、光波長割り当て部１１０は、変調周波数分離部１０８により分離された信号に基づいて、複数のＯＮＵ２が同一の光波長の割当てを要求していると判断した場合には、同一の光波長の割当てを要求している複数のＯＮＵ２のうち１つのＯＮＵ２には、要求された光波長を割当て、同一の光波長の割当てを要求している複数のＯＮＵ２のうち他のＯＮＵ２には、要求された光波長以外の未使用の光波長を割当てる。
【００９５】
また、ステップＳ２１で、光信号を受信していない場合（ステップＳ２１  Ｎｏ）、ＯＬＴ１は、ステップＳ２１を繰り返す。ステップＳ２６で、光波長要求メッセージが無い場合（ステップＳ２６  Ｎｏ）、ＯＬＴ１のＣＴ１２は、受信した管理制御信号である各メッセージに応じた処理を実施し（ステップＳ３１）、ステップＳ２１へ戻る。
【００９６】
図９は、本実施の形態の波長設定処理の一例を示すシーケンス図である。図９では、ＯＮＵ２−１およびＯＮＵ２−２が同一の上り波長および下り波長の割り当てを要求する例を説明する。なお、図９において、各メッセージの後の括弧内に示された光波長は各メッセージが送信される光波長を示す。また、各メッセージの後の括弧内に示された変調周波数は、各メッセージの変調に用いられた変調周波数を示す。まず、ＯＮＵ２−１およびＯＮＵ２−２は、それぞれ波長可変光受信部２０２を調整する（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。ステップＳ１０１およびステップＳ１０２の処理は、図６に示したステップＳ１、ステップＳ２およびステップＳ３に相当する。
【００９７】
ＯＬＴ１は、ブロードキャストにより光波長通知メッセージを送信する（ステップＳ１０３）。これらの光波長通知メッセージは、ＯＬＴ１のＣＴ１２−１，１２−２，…，１２−ｎからそれぞれλd1，λd2，…，λdnの光波長で送信される。ＯＮＵ２−１は、ステップＳ１０１の調整により、λd1，λd2，…，λdnのうちいずれか１つの光波長の光波長通知メッセージを受信する。ここでは、ＯＮＵ２−１は、λd1の光波長で送信された光波長通知メッセージを受信したとする。このため、ＯＮＵ２−１は、送信波長をλd1に対応する上り波長であるλu1に設定する（ステップＳ１０４）。同様に、ＯＮＵ２−２も、λd1の光波長で送信された光波長通知メッセージを受信し送信波長をλd1に対応する上り波長であるλu1に設定する（ステップＳ１０８）。
【００９８】
次に、ＯＮＵ２−１は、変調周波数としてｆ1を選択し（ステップＳ１０５）、出力パワーを決定し（ステップＳ１０６）、光波長要求メッセージを送信する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７で送信される光波長要求メッセージは、変調周波数ｆ1で変調され、主信号に重畳されて、λu1の光波長で送信される。
【００９９】
ＯＮＵ２−２は、変調周波数としてｆ2を選択し（ステップＳ１０９）、出力パワーを決定し（ステップＳ１１０）、光波長要求メッセージを送信する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１０で送信される光波長要求メッセージは、変調周波数ｆ2で変調され、主信号に重畳されて、λu1の光波長で送信される。
【０１００】
ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１およびＯＮＵ２−２から送信された光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換した後、変調周波数分離を実施する（ステップＳ１１２）。具体的には、変調周波数分離部１０８が、変調周波数ごとに信号を分離する。
【０１０１】
ＯＬＴ１は、変調周波数分離後の信号に基づいて、光波長の重複を判断する（ステップＳ１１３）。ここでは、ＯＮＵ２−１およびＯＮＵ２−２から送信された光波長要求メッセージで、同一の上り光波長および下り光波長の割当てが要求されていることから、ＯＬＴ１は、光波長の重複ありと判断する。ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１に対しては、光波長使用許可メッセージを送信すると決定し、ＯＮＵ２−２に対しては、光波長を割り当てる（ステップＳ１１４）。ここでは、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−２にλd2およびλu2を割当てたとする。そして、ＯＬＴ１は、光波長使用許可メッセージをＯＮＵ２−１に送信し（ステップＳ１１５）、光波長割り当て通知メッセージをＯＮＵ２−２に送信する（ステップＳ１１６）。これにより、ＯＮＵ２−１は、λd1およびλu1を用いてＯＬＴ１と通信を開始する（ステップＳ１１７）。一方、ＯＮＵ２−２は、光波長割り当て通知メッセージに基づいて受信波長をλd2に設定するとともに送信波長をλu2に設定し設定する（ステップＳ１１８）。その後、ＯＮＵ２−２は、λd2およびλu2を用いてＯＬＴ１と通信を開始する（ステップＳ１１９）。
【０１０２】
以上のように、本実施の形態では、ＯＮＵ２が、光波長要求メッセージを管理制御信号として送信する際に、管理制御信号を、ランダムに選択された変調周波数を用いて変調して、主信号に重畳して送信するようにした。そして、ＯＬＴ１は、受信した光信号を電気信号に変換した後に、管理制御信号を分離し、分離した管理制御信号を変調周波数ごとに分離して、変調周波数ごとに分離された信号をそれぞれ解析するようにした。このため、ＯＮＵ２が送信した光信号の上り光波長が重複している場合でも変調周波数が重複しなければ、ＯＬＴ１は変調周波数ごとの分離により、ＯＮＵ２ごとに管理制御信号を解析することができる。複数のＯＮＵ２が同一波長でＯＬＴ１に波長の割り当て要求を送信した場合であっても、光波長要求メッセージの再送を抑制することができる。
【０１０３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  ＯＬＴ、２−１〜２−ｍ  ＯＮＵ、３  スプリッタ、４，５  光ファイバ、６  ユーザ端末、１１，２１  波長合分波器、１２−１〜１２−ｎ  ＣＴ、２２  波長可変光送信器、２３  波長可変光受信器、２４，１２３  第１のプロセッサ、２５，１２４  第２のプロセッサ、２６，１２５  第１のメモリ、２７，１２６  第２のメモリ、２８，１２７  ミキサ、２９，１２８  ＬＰＦ、１０３  光受信部、１０４  Ｏ／Ｅ変換部、１０５  データ信号処理部、１０６  分離部、１０７  ＡＤ変換部、１０８  変調周波数分離部、１０９−１〜１０９−ｎ  管理制御信号処理部、１１０  光波長割り当て部、１１１  管理制御信号生成部、１１２  変調部、１１３  重畳部、１１４  Ｅ／Ｏ変換部、１１５  光送信部、１２１  光受信器、１２２  光送信器、２０２  波長可変光受信部、２０３  Ｏ／Ｅ変換部、２０４  データ信号処理部、２０５  分離部、２０６  ＡＤ変換部、２０７  復調部、２０８  管理制御信号処理部、２０９  変調周波数選択部、２１０  出力パワー決定部、２１１  管理制御信号生成部、２１２  変調部、２１３  重畳部、２１４  Ｅ／Ｏ変換部、２１５  波長可変光送信部、２１６  出力パワー変更部。
【図１】
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【図２】
2018003095.tif 000004
【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】
2018003095.tif 000010
【図９】
2018003095.tif 000011
【国際調査報告】
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2018003095.tif 000013
2018003095.tif 000014
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