(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作中より消費電力量が少ない待機モードに設定可能な複数の光送受信器および複数のコンポーネントを有するネットワークノード装置であって、
前記複数の光送受信器の使用状況と、前記複数の光送受信器と前記複数のコンポーネントとの関連付け情報とを格納する格納手段と、
前記使用状況と前記関連づけ情報とに基づいて、動作中のコンポーネントの数が最小となるように前記複数の光送受信器の動作を選択的に制御する制御手段と、
を有することを特徴とするネットワークノード装置。
【請求項２】
前記制御手段は、光送受信器を新たに動作させる場合および／または動作中の光送受信を待機モードに切り替える場合、動作中の光送受信器の総数に対して動作中となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択して動作させる、ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード装置。
【請求項３】
前記制御手段は、他ネットワークノード装置と通信を行うために光パスを構築する時および／または前記光送受信器を切り替えて使用する時に、動作中の光送受信器の総数に対して動作中となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択して動作させる、ことを特徴とする請求項２に記載のネットワークノード装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記関連づけ情報を用いて、各光送受信器とそれに関連づけて使用するコンポーネントとの組み合わせで前記複数の光送受信器を光送受信器群として管理し、動作中の光送受信器の数が最も多い光送受信器群から未使用の光送受信器を選択することを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記関連づけ情報を用いて、各光送受信器とそれに関連づけて使用するコンポーネントとの組み合わせで前記複数の光送受信器を光送受信器群として管理し、動作中の光送受信器の総数に対して動作状態となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器群を選択し、選択された光送受信器群の中の未使用の光送受信器を選択することを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
【請求項６】
動作中の光送受信器の総数に対し、動作状態となるコンポーネントの数が最小となるよう選択された光送受信器群以外に動作中の第１光送受信器が別のネットワークノード装置と第１光パスを構築して通信を行っている時、前記制御手段が前記第１光送受信器を前記選択された第２光送受信器へ切り替える際、前記第２光送受信器が前記第１光パスを用いることをを特徴とする請求項１−５のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
【請求項７】
動作中の光送受信器の総数に対し、動作状態となるコンポーネントの数が最小となるよう選択された光送受信器群以外に動作中の第１光送受信器が別のネットワークノード装置と第１光パスを構築して通信を行っている時、前記制御手段は、前記第１光送受信器と前記第１光パスとの第１の組み合わせから前記第１パスの代理用光パスと前記選択された第２光送受信器との第２の組み合わせに切り替え、続いて前記第２の組み合わせから前記第１の組み合わせに切り替える２段階の光送受信器の切り替えを行うこと、を特徴とする請求項１−５のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
【請求項８】
動作中より消費電力量が少ない待機モードに設定可能な複数の光送受信器および複数のコンポーネントを有するネットワークノード装置の省電力方法であって、
前記複数の光送受信器の使用状況と、前記複数の光送受信器と前記複数のコンポーネントとの関連付け情報とを格納手段に格納し、
前記使用状況と前記関連づけ情報とに基づいて、動作中のコンポーネントの数が最小となるように前記複数の光送受信器の動作を選択的に制御する、
ことを特徴とする、ネットワークノード装置の省電力方法。
【請求項９】
動作中より消費電力量が少ない待機モードに設定可能な複数の光送受信器および複数のコンポーネントを有するネットワークノード装置が複数接続された光通信システムであって、
各ネットワークノード装置が、前記複数の光送受信器の使用状況と、前記複数の光送受信器と前記複数のコンポーネントとの関連付け情報とを格納する格納手段と、前記使用状況と前記関連づけ情報とに基づいて、動作中のコンポーネントの数が最小となるように前記複数の光送受信器の動作を選択的に制御する制御手段と、を有する、
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項１０】
動作中より消費電力量が少ない待機モードに設定可能な複数の光送受信器および複数のコンポーネントを有するネットワークノード装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記複数の光送受信器の使用状況と、前記複数の光送受信器と前記複数のコンポーネントとの関連付け情報とを格納手段に格納する機能と、
前記使用状況と前記関連づけ情報とに基づいて、動作中のコンポーネントの数が最小となるように前記複数の光送受信器の動作を選択的に制御する機能と、
を前記コンピュータに実現することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２０１２年３月３０日に出願された日本国特許出願：特願２０１２−０７９７８８号の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用を持って本書に組み込まれているものとする。
本発明は光通信システムに係り、特にノード装置およびその省電力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネット利用者数の増加だけでなく、高精細動画の配信の要求やテレビ電話に代表される双方向リアルタイム映像サービスに対する要望から、ネットワークのトラフィック容量は急激に増大すると予想される。【０００３】
これに対して、ネットワークノード装置はスケーラブルな機能拡張性が提案されている。例えば非特許文献１にあるように、常時稼働したままシステム容量を数１００Tbpsまで拡張できるルータシステムが提案されている。【０００４】
また、サービスの多様化に伴いネットワークノード装置の高機能化も進んでいる。例えば、非特許文献２や非特許文献３に示されるように、始点と終点とを結ぶ光パスをあらかじめ設定し確保する事で、経路中間のノードにおいて、光送受信器を用いた電気−光／光−電気（ＯＥ／ＥＯ）変換を省略する機能がある。その他、非特許文献１に示されるような光送受信器の集約装置への導入によるリモート制御の実現である。この集約装置は内部の光パスを電気的に変えることで、配備されている光送受信器の数だけ光パスをリモートで設定できる。この機能はネットワークの使用状況に応じて動的に再構築可能なネットワークにも適用できる。【０００５】
一方で、このトラフィックの増大に対し、光通信ネットワークの消費電力も急激に増加することが予想され、光通信ネットワークの消費電力量の削減が重要になっている（ＥＣＯＣ２００９、Ｐａｐｅｒ５．５．３参照）。光通信ネットワークの省電力化対策としては、たとえば特許文献１のように、トラフィック量の変化に応じてＷＤＭ光のレベルダイヤを最適化し、ＦＥＣ回路をオフしたり訂正処理能力を低減させたりすることでネットワーク全体の消費電力を削減する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１６０１６２号公報
【特許文献２】特許第３６３９３８３号明細書
【特許文献３】特許第４３２８４７８号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｓｃｏ．ｃｏｍ／ｗｅｂ／ＪＰ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｈｓ／ｒｏｕｔｅｒｓ／ｃｒｓ１／ｍｓｓ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ
【非特許文献２】Ｂ．Ｃ．Ｃｏｌｌｉｎｇｓ，Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  ｉｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ２００９，Ｆｒｌｌ２−４
【非特許文献３】“Network Architecture for Optical Path Transport Networks, ”ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖｏ  ｌ４５、Ｉｓｓｕｅ８、１９９７、ｐ９６８−９７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ネットワークノード装置では、シャーシや光送受信器集約装置を１つの基本ブロックとして機能を拡張する。したがって、シャーシや光送受信器集約装置が動作中の場合には、それに付随して光増幅器やクライアント装置の拡張した部分も動作状態に設定する必要がある。これらシャーシや光送受信器集約装置、光増幅器、クライアント装置の拡張した部分の消費電力量は、光送受信器全体の消費電力量に匹敵して大きく、その電力削減は重要である。【０００９】
また、ネットワークの使用状況に応じて使用される光送受信器を切り替えていると、使用される光送受信器がまばらに配置される可能性があり、光送受信器が１台でも動作中であると、シャーシや光送受信器集約装置は動作中に設定する必要があり、電力削減率が低くなってしまう。特に、光送受信器がまばらに配置されると、常時ネットワークノード装置全体に対し空調をかける必要があり、その空調のための消費電力も大きな課題である。【００１０】
そこで、本発明の目的は、光送受信器以外のシャーシや光送受信器集約装置などのコンポーネントに対して消費電力量削減効率の高い省電力方法およびそれを用いたノード装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるネットワークノード装置は、動作中より消費電力量が少ない待機モードに設定可能な複数の光送受信器および複数のコンポーネントを有するネットワークノード装置であって、前記複数の光送受信器の使用状況と、前記複数の光送受信器と前記複数のコンポーネントとの関連付け情報とを格納する格納手段と、前記使用状況と前記関連づけ情報とに基づいて、動作中のコンポーネントの数が最小となるように前記複数の光送受信器の動作を選択的に制御する制御手段と、を有することを特徴とする。【００１２】
本発明による省電力方法は、動作中より消費電力量が少ない待機モードに設定可能な複数の光送受信器および複数のコンポーネントを有するネットワークノード装置の省電力方法であって、前記複数の光送受信器の使用状況と、前記複数の光送受信器と前記複数のコンポーネントとの関連付け情報とを格納手段に格納し、前記使用状況と前記関連づけ情報とに基づいて、動作中のコンポーネントの数が最小となるように前記複数の光送受信器の動作を選択的に制御する、ことを特徴とする。【００１３】
本発明による光通信システムは、動作中より消費電力量が少ない待機モードに設定可能な複数の光送受信器および複数のコンポーネントを有するネットワークノード装置が複数接続された光通信システムであって、各ネットワークノード装置が、前記複数の光送受信器の使用状況と、前記複数の光送受信器と前記複数のコンポーネントとの関連付け情報とを格納する格納手段と、前記使用状況と前記関連づけ情報とに基づいて、動作中のコンポーネントの数が最小となるように前記複数の光送受信器の動作を選択的に制御する制御手段と、を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光送受信器以外のシャーシや光送受信器集約装置などのコンポーネントに対して高い省電力効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明を適用するＷＤＭネットワークの一例を示すネットワーク構成図である。
【図２】図２は本発明の第１実施形態による光ノード装置およびその制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は光送受信器使用状況および接続状況の管理情報の一例を示す模式図である。
【図４】図４は選定指標情報の一例を示す模式図である。
【図５】図５は本実施形態による省電力制御方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は図３の管理情報から指示された光パスを削除した後の管理情報を示す模式図である。
【図７】図７は図６の管理情報に指示された光パスを追加した後の管理情報を示す模式図である。
【図８】図８は図７の管理情報で光送受信器の配置転換を行った後の管理情報を示す模式図である。
【図９】図９は、本実施形態による省電力制御を終了した光ノード装置の光送受信器の配置例を示す図である。
【図１０】図１０は本発明の第２実施形態による光ノード装置およびその制御系の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１（Ａ）は方路１３−１〜１３−３に対する光送受信器使用状況および接続状況の管理情報の一例を示す模式図、図１１（Ｂ）は方路１３−４〜１３−６に対する光送受信器使用状況および接続状況の管理情報の一例を示す模式図である。
【図１２】図１２（Ａ）は方路１３−１〜１３−３に対する選定指標情報の一例を示す模式図、図１２（Ｂ）は方路１３−４〜１３−６に対する選定指標情報の一例を示す模式図である。
【図１３】図１３は本発明の第３実施形態によるネットワークノード装置を適用するＷＤＭネットワークの一例を示すネットワーク構成図である。
【図１４】図１４は第３実施形態による光ノード装置およびその制御系の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は第３実施形態における光送受信器切替制御を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は本発明の第４実施形態によるネットワークノード装置を適用するＷＤＭネットワークの一例を示すネットワーク構成図である。
【図１７】図１７は本発明の第５実施形態による光ノード装置、クライアント装置およびその制御系の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１８は第５実施形態における光送受信器使用状況および接続状況の管理情報の一例を示す模式図である。
【図１９】図１９は第５実施形態における選定指標情報の一例を示す模式図である。
【図２０】図２０は第５実施形態におけるパス設定制御を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は第５実施形態における光送受信器切替制御を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は第５実施形態における光パス設定後の光送受信器の使用状況を示す模式図である。
【図２３】図２３は第５実施形態におけるステップ９１１が終了後の光送受信器の使用状況を示す模式図である。
【図２４】図２４は第５実施形態におけるステップ９１２が終了後の光送受信器の使用状況を示す模式図である。
【図２５】図２５は第５実施形態におけるステップ９１３が終了後の光送受信器の使用状況を示す模式図である。
【図２６】図２６は第５実施形態におけるステップ９１４が終了後の光送受信器の使用状況を示す模式図である。
【図２７】図２７は第５実施形態におけるステップ９１５が終了後の光送受信器の使用状況を示す模式図である。
【図２８】図２８は第５実施形態におけるステップ９１６が終了後の光送受信器の使用状況を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態によれば、少なくとも動作中となる光送受信器集約装置やシャーシなどのコンポーネントの数が最小となるように複数の光送受信器を選択する。すなわち、新規に他ネットワークノードと通信を行うために光パスを構築する場合あるいは光送受信器を切り替えて使用する場合に、動作中の光送受信器の総数に対する動作中となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択・動作させる。このような動的省電力制御により、光送受信器以外のシャーシや光送受信器集約装置などのコンポーネントを多数有するネットワークノード装置であっても高い消費電力削減効果を得ることができる。
【００１７】
まず、本発明の実施形態が適用されるネットワークについて説明する。
【００１８】
図１は大容量通信のためのＷＤＭ（波長多重）ネットワークの模式図であり、ネットワークノード装置Ｎは複数のファイバ方路１３と接続され、ＷＤＭネットワークを構築している。ネットワークノード装置Ｎは、クライアントからの電気信号を光信号に変換し、ＷＤＭネットワークを通じて他ネットワークノード間で通信を行う装置であり、主として光ノード装置１０とクライアント装置１２から構成される。光送受信器は光ノード装置１０またはクライアント装置１２のどちらかに少なくとも１つ配置される。
【００１９】
異なる２個のネットワークノード装置Ｎ間で通信を行う場合、ネットワーク制御部１５にて各ネットワークノード装置において使用する信号波長とファイバ方路を決定し、必要な光パス１４を設定する。少なくとも経路終端のネットワークノード装置では以下の２つの動作が行われる。１つは、クライアント装置１２からの信号からＷＤＭネットワーク用の信号への変換動作であり、これは主として光送受信器で行われる。もう１つは、光ノード装置１０で光送受信器を選択し、信号波長で動作させるとともに、光送受信器とファイバ方路１３とを接続する動作である。これによりネットワークノード装置間で光パス１４が構築される。なお、ネットワーク制御部１５の制御方式は、１台のコンピュータで集中管理する方式でも、各ネットワークノード間で分散管理する制御方式でも良い。以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
１．第１実施形態
１．１）光ノード装置
本発明の第１実施形態による光ノード装置では、主として光送受信器の選定および切り替え制御を実行する。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態では、光ノード装置１０に接続される光送受信器２０２を２４台とし、光ノード装置１０がＷＤＭネットワークとファイバ３本で接続され、それぞれがファイバ方路１３−１、１３−２、１３−３であるものとする。光送受信器２０２とファイバ方路１３との間には光送受信器集約装置２０３を２台配置した。
【００２２】
光送受信器集約装置２０３は、本出願人が出願した特願２０１１−１３７５５０号の明細書に記載されたものであり、ＰＬＣ（Ｐｌａｎｅｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）ベースの周回性ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）とマトリクススイッチとを組み合わせた装置である。これは、Ａｄｄ用光送受信器集約装置２０３ＡとＤｒｏｐ用光送受信器集約装置２０３Ｄのペアで１つの光送受信器集約装置２０３を構成する。ここでは、ＷＤＭネットワーク側への接続端子として、Ａｄｄ用光送受信器集約装置２０３ＡとＤｒｏｐ用光送受信器集約装置２０３Ｄ共に、周回性ＡＷＧ側に３つ端子を用意した。また、光送受信器側への接続端子として１２個端子を用意した。
【００２３】
ネットワークノード装置として２４台の光送受信器の接続を実現するため、ＷＤＭネットワーク側の各ファイバ方路にスプリッタ２０６を配置し、２つの光送受信器集約装置２０３のＷＤＭネットワーク側の端子それぞれと接続した。２４台の光送受信器２０２は、２台の光送受信器集約装置２０３のそれぞれに１２台ずつ接続される。
【００２４】
これら複数の光送受信器２０２や複数の光送受信器集約装置２０３は非特許文献１のようなクライアント装置と同様に、複数のシャーシ２０４内に配置される。
【００２５】
図２において、光送受信器は専用のシャーシ２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−４に搭載する構成とした。このように、光送受信器専用のシャーシを用意して１台のシャーシに光送受信器の配備数を最大化すれば、動作中の光送受信器数に対するシャーシの利用数を最小に出来る。すなわち、シャーシに対して消費電力量削減効率を最大にできる。なお、本実施形態では、１つのシャーシ２０４に光送受信器が６台接続される構成とした。
【００２６】
複数の光送受信器２０２、複数の光送受信器集約装置２０３、そして、複数のシャーシ２０４は、光ノード装置制御部２０７と新たに用意した使用光送受信器管理制御部２０８により制御される。また、使用光送受信器管理制御部２０８のためにメモリ２０９を用意し、光送受信器と光ノード装置内コンポーネント（後述する。）の関連性を記録する管理テーブルを用意した。
【００２７】
光ノード装置制御部２０７は主に２つの制御を行う。１つは、ネットワーク制御部１５からの光パス構築に向けた指示に対し、光ノード装置内の設定制御を行う。もう１つは、光ノード装置１０内の未使用となる光送受信器２０２、光送受信器集約装置２０３、そして、シャーシ２０４に対し、消費電力量を抑えて待機させる省電力制御を行う。
【００２８】
使用光送受信器管理制御部２０８は、使用する光送受信器２０２を選定するための制御部である。その選定は、光ノード装置１０内の動作中の光送受信器集約装置２０３、シャーシ２０４の数が最小となるように選定する。このような選定を実行するために、メモリ２０９に図３に示す光送受信器使用状況および接続状況を管理する情報（以下、光送受信器使用状況＆接続状況管理表という。）と、図４に示す選定指標情報（以下、選定指標表という。）を設ける。なお、光ノード装置制御部２０７および使用光送受信器管理制御部２０８は、図示しないメモリに格納されたプログラムをコンプピュータ上で実行することにより同様に機能を実現することもできる。
【００２９】
１．２）光送受信器使用状況＆接続状況管理表
図３に示すように、光送受信器使用状況＆接続状況管理表は、光送受信器が接続されるコンポーネント数に応じて分類・管理するための表である。接続されるコンポーネントは、光パス確立時に動作状態とする必要があるコンポーネントであり、本実施形態では、コンポーネントとして、光送受信器集約装置２０３とシャーシ２０４とを用いる。すなわち、光送受信器使用状況＆接続状況管理表には、図３に示すように、光送受信器列、使用状況列、光送受信器集約装置列、シャーシ列、そして光送受信器群列からなるフィールドが設けられ、各光送受信器の使用状況および接続状況が記録される。ここで、光送受信器群とは、光送受信器集約装置とシャーシの組み合わせが同じ光送受信器を１つの光送受信器群として定義した情報である。すなわち、光送受信器使用状況＆接続状況管理表には、配備中の光送受信器２０２の番号とその使用状況、そして、その光送受信器２０２がつながる光送受信器集約装置２０３とシャーシ２０４の番号が記録され、さらに光送受信器群により各光送受信器がどのグループ（光送受信器集約装置とシャーシの組み合わせ）に属しているかが管理される。本実施形態では、光送受信器群にはＡからＤの４つがあり、また複数の光送受信器集約装置２０３や複数のシャーシ２０４には個体差がないものとする。
【００３０】
１．３）選定指標表
図４に示す選定指標表は、動作中となる光送受信器集約装置、シャーシの数が最小となるように光送受信器を選定するための指標情報が登録されている。本実施形態では、図４に示すように、動作中となる光送受信器の全数とその時に選定される光送受信器群との関係を指標として用いた。
【００３１】
本実施形態での選定指標の導出方法は以下の通りである。
・第１優先は、動作中となるコンポーネント数が最小となる光送受信器の組み合わせを選択する。
・第２優先は、比較する光送受信器群の中で光送受信器数の多いものを選択する。第２優先での選択を加える事で、動作中の光送受信器の増加に対し、動作中となる光送受信器集約装置２０３やシャーシ２０４の数の増加を抑える事が可能となり、より高い省電力効果を実現できる。
【００３２】
図３に示すように、光送受信器２０２は、光送受信器集約装置とシャーシとの組み合わせで４つに群に分類されるので、これらの４つの群は動作中となるコンポーネント数は同じである。そのため、最初に使用する光送受信器は、これら４つの光送受信器群の中で、第２優先である光送受信器の数が最も多い群から選択する。本構成では光送受信器群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれの光送受信器数は６台と同じであるから、どの光送受信器群を選択してもよいが、本実施形態では使用中の光送受信器数が６台までは光送受信器群Ａを選択するものとする。
【００３３】
さらに使用される光送受信器が増えた場合は光送受信器群Ａともう一つの群と組み合わせて、使用されるコンポーネント数が最小となる組み合わせを選択する。本実施形態では、以下の３つの組み合わせ：
・（光送受信器群Ａと光送受信器群Ｂ）
・（光送受信器群Ａと光送受信器群Ｃ）
・（光送受信器群Ａと光送受信器群Ｄ）
【００３４】
から選択する。本実施形態では、光送受信器が１２台まで使用される場合は、１台の光送受信器集約装置２０３と２台のシャーシ２０４のみが使用中となる（光送受信器群Ａと光送受信器群Ｂ）の組み合わせが選択される。
【００３５】
さらに光送受信器が増えた場合も、光送受信器群を１つ増やした組み合わせにおいて使用されるコンポーネント数が最小となる組み合わせを選択していく。図４に例示した選択指標表では、光送受信器が１８台まで使用される場合は光送受信器群ＡとＢとＣから、光送受信器が２４台まで使用される場合は、光送受信器群ＡとＢとＣとＤから選択される。
【００３６】
光送受信器が減った場合でも、動作中となる光送受信器数に応じて、光送受信器が増えた場合に選定した光送受信器群を使用する。ただし、選択する光送受信器群を減らす場合で、且つ、光送受信器群に使用される光送受信器数に違いが無い場合は、動作中の光送受信器が多い光送受信器群を優先して選択しても良い。
【００３７】
例えば、本実施形態では、光送受信器の使用数が１０台から５台に減少した場合、（光送受信器群Ａと光送受信器群Ｂから）通常は光送受信器群Ａが選ばれる。ただし、光送受信器群Ｂの方が動作中の光送受信器が多い場合は、光送受信器群Ｂを選択し、選定指標表を修正してもよい。これにより、動作中となる光送受信器集約装置とシャーシの数が最小となるように光送受信器を切り替える数が減少し、制御の簡略化と作業時間の短縮が可能となる。
【００３８】
図４に示すコンポーネント消費電力量列は、本実施形態で用いた光送受信器集約装置２０３の消費電力量が１００Ｗ、シャーシ２０４の消費電力量が１５０Ｗとしたとき、使用中となる光送受信器集約装置２０３とシャーシ２０４の全消費電力量を示す。このように、使用する光送受信器集約装置とシャーシの数が最小となるようにする事で、消費電力量も最小となる。
【００３９】
光ノード装置制御部２０７と使用光送受信器管理制御部２０８とを連携させることで、光ノード装置の搭載コンポーネントの利用効率を高め、高い省電力効果を有するネットワークノード装置を提供できる。
【００４０】
また、図４に示す選定指定表の作成において、第３の選定条件にその他の方法を用いてもよい。例えば、光送受信器集約装置２０３とシャーシ２０４との組み合わせの中で、消費電力量が最小となる光送受信器群を優先して選択することが望ましい。これにより、光ノード装置全体での更なる消費電力量削減が可能となる。
【００４１】
１．４）動作
図５を参照しながら、ネットワーク制御部１５からの光パス設定・構築指示に対する光ノード装置１０の制御フローを説明する。ここでは説明を複雑化しないために、ネットワーク制御部１５と光ノード装置制御部２０７とのやり取りは最小限に抑えられるものとし、クライアント装置側の動作は記述しない。
【００４２】
初期状態は、図２に示すように、複数の光送受信器２０２の中で、光送受信器２０２−１、２０２−２、２０２−３、２０２−５、２０２−６、２０２−７、２０２−８を動作中とした（図面では黒丸で表示する。）。そして、これら光送受信器２０２と関連する光送受信器集約装置２０３−１とシャーシ２０４−１、２０４−２、２０４−３も動作中とし、残りの光送受信器２０２、光送受信器集約装置２０３、シャーシ２０４を待機中とした。以下、この初期状態において、ネットワーク制御部１５から、光送受信器２０２−２と２０２−３と２０２−７を用いた３つの光パスの設定を解除し、且つ、新規に１つの光パス（ファイバ方路１３−３、波長λ１の信号）を追加する場合の動作例を説明する。
【００４３】
まず、ネットワーク制御部１５から、ネットワークの使用状況に応じて各ノードに対して光パス設定・構築指示が出される。この光パス設定・構築指示はどのような形式でもよく、少なくとも変更されるパスの使用波長、ファイバ方路の情報をもとに指示する。
【００４４】
図５において、ネットワーク制御部１５からの指示が自ネットワークノード装置への指示であるかどうか確認する（動作３０１）。本実施形態では、光ノード装置制御部２０７がネットワーク制御部１５からの指示を受け取り判断する。自ネットワークノード装置への指示が無い場合（動作３０１；なし）、一旦制御を終了し、次のネットワーク制御部１５からの指示を待つ。
【００４５】
自ネットワークノード装置への指示であれば（動作３０１；有り）、その指示に光パスの削除が含まれるかどうか確認する（動作３０２）。本実施形態では、光ノード装置制御部２０７が確認作業を行う。光パスの削除指示が含まれる場合は（動作３０２；有り）、削除する光パスの使用波長・ファイバ方路の情報から、光ノード装置制御部２０７は光ノード装置１０内の内部光パスを確認する。この内部光パスは、動作中の光送受信器２０２と接続しているファイバ方路との間の経路であり、光送受信器集約装置２０３内の光パスも含まれる。そして、削除する光パスの光送受信器２０２の光出力をシャットダウンするとともに、光ノード装置内の内部光パスを解除する（動作３０３）。光パスの削除指示が含まれない場合は（動作３０２；なし）、動作３０３は実行されずに次の動作３０４へ移行する。なお、内部光パス設定方法については問わない。
【００４６】
本動作例では、光送受信器２０２−２、２０２−３、２０２−７の光出力をシャットダウンするとともに、これらの光送受信器が関連する光送受信器集約装置内の光パスも、パス設定を解除し光が通らない状態にする。そして、光パス削除の結果を図３の光送受信器使用状況＆接続状況管理表に反映させる。これにより、図６に示すように、光パスを削除した光送受信器２０２−２，光送受信器２０２−３、光送受信器２０２−７が使用中から未使用に変更される。
【００４７】
続いて、光ノード装置制御部２０７は、ネットワーク制御部１５からの指示に光パスの追加指示が含まれるかどうか確認する（動作３０４）。含まれる場合は（動作３０４；有り）、使用光送受信器管理制御部２０８に対して、使用する光送受信器２０２の選定依頼指示を出し、含まれない場合は（動作３０４；なし）、動作３０７へ移行する。
【００４８】
使用光送受信器管理制御部２０８は、選定依頼指示を受けると、光送受信器使用状況＆接続状況管理表と選定指標表とを参照して、新規光パス設定用の光送受信器を選定する（動作３０５）。本動作例では、光パス追加後の動作中の光送受信器全数は５台であるから、図４の選定指標表から光送受信器群Ａを選択する。次に、光送受信器群Ａの光送受信器の中から図６の光送受信器使用状況＆接続状況管理表から未使用の光送受信器を選択する。ここでは番号の小さい順に選択する制御とし、光送受信器２０２−２を選定するものとする。この結果を光ノード装置制御部２０７に回答すると共に、図７に示すように、光送受信器２０２−２の使用状況のフィールドを使用中に変更する。
【００４９】
光送受信器群の中からの光送受信器の選定は光送受信器番号の小さい順に選定を行ったが、その他の選定方法でもかまわない。例えば、光送受信器群の中で待機中の消費電力量が大きい光送受信器を優先に選定する方法でも良い。これにより、更なる消費電力量の低減が可能となる。
【００５０】
続いて、光ノード装置制御部２０７は、ネットワーク制御部１５からの指示と使用光送受信器管理制御部２０８からの使用光送受信器の指示とに従って、光ノード装置内の内部光パスを設定する（動作３０６）。本動作例では、ネットワーク制御部１５からの指示は、ファイバ方路１３−３、波長λ１の光パス設定指示である。そして、光送受信器管理制御部２０８により光送受信器２０２−２が選定されている。まず、選定された光送受信器２０２−２とファイバ方路３に波長λ１を接続するための光ノード装置内の内部光パスを確認する。この内部光パスには、光送受信器集約装置内の光パスも含まれる。その後、新規光パス追加で新たに使用する光送受信器集約装置２０３やシャーシ２０４がある場合、該当する光送受信器集約装置２０３やシャーシ２０４を使用状態に戻す。次に光送受信器集約装置２０３内の光パスも含む光ノード装置１０内の内部光パスを設定し、光送受信器を動作状態にする。対向するネットワークノードでも同様の制御が行われ、ネットワークノード間で光パスが構築される。
【００５１】
上述した動作３０１〜３０６を実行するだけでは、光送受信器集約装置２０３やシャーシ２０４のネットワークの使用状況に応じた消費電力量削減を高効率で行う事は困難である。これは、動作３０５にて、図４の選定指標表で光送受信器群Ａのみを選定しているにもかかわらず、図７の光送受信器群Ｂの光送受信器２０２−８が動作中になる事から明らかである。すなわち、本来未使用で待機させるはずの光送受信器集約装置２０３やシャーシ２０４が動作中となってしまうのである。そのため、以下の光送受信器の切り替え動作を行う事が重要となる。
【００５２】
まず、動作中の光送受信器の数に対し、動作中の光送受信器集約装置２０３とシャーシ２０４の数が最小かどうか検証を行う（動作３０７）。具体的には、使用光送受信器管理制御部２０８は、動作中の光送受信器全数と図４の選定指標表から、選択されうる光送受信器群を確認する。次に、光送受信器使用状況＆接続状況管理表から、選択されうる光送受信器群以外の光送受信器群の中で、動作中の光送受信器の有無を確認する。動作中の光送受信器が無ければ（動作３０７；ＹＥＳ）、使用される光送受信器集約装置とシャーシの数が最小であるから動作は終了する。一方、光送受信器が確認された場合（動作３０７；ＮＯ）は、その光送受信器を切り替え元の光送受信器として選択し動作３０８に移る。本動作例では光送受信器使用数が５台であるから、選択されうる光送受信器群はＡとなる。そのため、光送受信器群Ａ以外の光送受信器の使用有無を確認する。本動作例では、図７の光送受信器使用状況＆接続状況管理表に示されるように、光送受信器群Ｂの光送受信器２０２−８が使用中である。この光送受信器２０２−８を切り替え元の光送受信器として選択する。
【００５３】
使用光送受信器管理制御部２０８は、選択した切り替え元の光送受信器に対し、光送受信器集約装置２０３とシャーシ２０４の使用数が最小化される切り替え先の光送受信器の選定を行う（動作３０８）。光送受信器の選定方法は上述した動作３０５と同じである。そして、選定した光送受信器を光ノード装置制御部２０７に回答すると共に、図８に示すように光送受信器使用状況＆接続状況管理表を更新する。本動作例では、使用中の全光送受信器数は５台であり光送受信器群Ａが選定される。この光送受信器群Ａの中から未使用な光送受信器２０２−３が選定されたものとする。
【００５４】
続いて、光ノード装置制御部２０７は、選定された切り替え元の光送受信器と切り替え先の光送受信器の切り替えを行う（動作３０９）。この切り替えは光ノード装置１０内の内部光パスの切り替えにより行う。まず切り替え元の光送受信器の光パス情報（ファイバ方路と波長）を確認する。次に、切り替え先の光送受信器とファイバ方路との光ノード装置内の内部光パスの設定を確認する。そして、切り替え元の光送受信器とファイバ方路間の光ノード装置１０内の内部光パス設定を解除するとともに、切り替え元の光送受信器の光出力をシャットダウンする。そして、切り替え先の光送受信器とファイバ方路とを接続する光ノード装置１０内の内部光パスを設定するとともに、切り替え先の光送受信器の光出力のシャットダウンを解除する。本動作例では、光送受信器２０２−８から光送受信器２０２−３に切り替わる。
【００５５】
続いて、光ノード装置制御部２０７は、未使用となった光送受信器集約装置とシャーシに対し消費電力量を抑えた状態で待機させる（動作３１０）。本動作例では、図９に示すように、新たにシャーシ２０４−３の１台を新たに待機させる。
【００５６】
１．５）効果
上述したように、使用光送受信器管理制御部２０８を用意し、動作３０１〜３１０を実行することで、動作中となる光送受信器集約装置とシャーシの数を最小にすることができる。そして、未使用となる光送受信器集約装置とシャーシに対して消費電力量を抑えた状態で待機させることでネットワークの使用状況に応じた高効率の動的省電力制御機能が実現できる。また、動作３０７〜３１０での光送受信器の切り替えでは、切り替え前後においてＷＤＭネットワークでの光パスの波長とファイバ経路は同じである。
【００５７】
本実施形態によれば、以下の２つの利点がある。１つは、光パス構築時に最適に設定された光パスを維持できる点である。通常、光パスはコストや消費電力が最小となるように設定される。この最適に設定された光パスを維持できる事は、ネットワーク全体の消費電力量低減につながる。２つ目は、次世代ネットワークにおいて負荷が重い経路計算を追加で行う必要が無い点である。この負荷を抑えられるという事は、ネットワーク制御部１５での消費電力量も抑えられ、更なる消費電力量の削減が期待できる。
【００５８】
２．第２実施形態
２．１）構成
上述した第１実施形態では制約フリーの光送受信器集約装置を用いているが、制約の有する光送受信器集約装置においても実現可能である。本発明の第２実施形態として、方路制約のある光送受信器集約装置を用いた場合のネットワークノード装置について説明する。
【００５９】
図１０において、光ノード装置１０ａは方路数６に対応できるものとする。光送受信器集約装置は第１実施形態と同じ構成とし、１つの光送受信器集約装置４０３−１はファイバ方路１３−１、１３−２、１３−３に、もう１つの光送受信器集約装置４０３−２はファイバ方路１３−４、１３−５、１３−６にそれぞれ接続される。また、それぞれの光送受信器集約装置４０３が接続する光送受信器２０２は１２台ずつとした。また、１つのシャーシに光送受信器は６台配置される構成とした。そして、第１実施形態と同様に使用光送受信器管理制御部４０８とメモリ４０９を用意した。
【００６０】
本実施形態では、例えば光送受信器２０２−１はファイバ方路１３−４、１３−５、１３−６に接続する事が出来ない。この方路制約のため、メモリ４０９には光送受信器と光ノード装置内コンポーネントの関連性を記録する管理テーブルが光送受信器集約装置毎に設けられている。具体的には、図１１（Ａ）はファイバ方路１３−１、１３−２、１３−３が関連する光パス用の光送受信器使用状況＆接続状況管理表、図１１（Ｂ）はファイバ方路１３−４、１３−５、１３−６が関連する光送受信器使用状況＆接続状況管理表である。また図１２（Ａ）はファイバ方路１３−１、１３−２、１３−３用の選定指標表であり、図１２（Ｂ）はファイバ方路１３−４、１３−５、１３−６の選定指標表となる。
【００６１】
本実施形態では、１つのファイバ方路に対して１つの光送受信器集約装置のみが接続されるため、光送受信器使用状況＆接続状況管理表で光送受信器集約装置への接続状況を管理する必要がない。よって、光送受信器使用状況＆接続状況管理表は、図１１に示すように、光送受信器列、使用状況、および光送受信器群列（シャーシ列）の３つのフィールドで管理し、選定指標表は、図１２に示すように、使用光送受信器数と選定光送受信器群の２つのフィールドで管理する。第１実施形態と同様に選定指標表は作成される。すなわち、ファイバ方路１３−１、１３−２、１３−３が関連する光パス用の選定指標は、図１２（Ａ）に示すように、光送受信器数が６台までは光送受信器群Ａの中から、それ以上の場合は光送受信器群Ａと光送受信器群Ｂの中から光送受信器を選択する指標である。ファイバ方路１３−４、１３−５、１３−６が関連する光パス用の選定指標は、光送受信器数が６台までは光送受信器群Ｃの中から、それ以上の場合は光送受信器群Ｃと光送受信器群Ｄの中から光送受信器を選択する指標である。その他の構成は第１実施形態と同じであるから詳細は省略する。
【００６２】
２．２）動作
第２実施形態の制御フローは第１実施形態と類似しているので、図５を参照しながら、第１実施形態と異なる点に着目して説明する。光ノード装置１０ａの初期状態は、図１０に示すように、光送受信器２０２−１、２０２−２、２０２−３、２０２−５、２０２−６が使用中であるものとする。そして、光送受信器集約装置４０３−１とシャーシ４０４−１、４０４−２とが使用中とし、その他の光送受信器集約装置４０３−２とシャーシ４０４−３、４０４−４、４０４-５は待機中であるとする。以下、一例として、ファイバ方路１３−２とファイバ方路１３−５に、それぞれ１つの光パスを追加する動作を説明する。なお、図５において動作３０１から３０５は第１実施形態と同じであるから説明は省略する。
【００６３】
動作３０５の光送受信機器選定の制御方法も第１実施形態と基本的に同じであるが、方路制約があるため、新規光パス指示に対し、接続するファイバ方路毎に対応する光送受信器使用状況＆接続状況管理表と選定指標表を参照して光送受信器の選定を行う。本動作例では、ファイバ方路１３−２の光パスに関しては光送受信器群Ａの中から光送受信器２０２−４を、ファイバ方路１３−５の光パスに関しては光送受信器群Ｃの中から光送受信器２０２−１３を選定した。
【００６４】
動作３０５で選定された光送受信器を用いて、新規２本の光パスを設定する場合を考える。この場合、ファイバ方路１３−５への光パス追加に関しては、これまで未使用であった光送受信器集約装置４０３−２とシャーシ４０４−４が使われるため、それぞれ使用状態に戻す。その後、第１実施形態と同様に、ファイバ方路１３−５への光パスを設定する。ファイバ方路１３−２への光パス追加は第１実施形態と同じであるから説明は省略する。
動作３０７から３１０に関しては第１実施形態と同じであるから説明は省略する。
【００６５】
２．３）効果
叙述したように、第２実施形態によれば、ネットワークの使用状況に応じて光送受信器だけでなく、使用されるシャーシの数を最小限に抑える事が可能となる。すなわち、シャーシの消費電力量を効率よく低減することが可能となる。
【００６６】
なお、光送受信器集約装置にその他の制約がある場合でも、制約のあるパス設定が生じたときに使用光送受信器管理制御部がその制約と光送受信器使用状況＆接続状況管理表をもとに選定指標表を最適化することでネットワークの使用状況に応じてネットワークノード装置の消費電力量の更なる低減が可能となる。
【００６７】
３．第３実施形態
上述した第１および第２実施形態での光パスの切り替え時間は、図５の動作３０９において約３５ｍｓｅｃである。この切替に要する時間は、光送受信器集約装置内の光スイッチの切替時間５ｍｓｅｃと、光スイッチ切替後の光送受信器間で同期を回復するために要する時間３０ｍｓｅｃとの合計である。
【００６８】
ところで、ＷＤＭネットワークでのサービス断は、わずかな時間でも大容量のデータを失うため、その損失は大きい。そのため、ネットワーク上のサービス断につながる光送受信器の切り替え時間は可能な限り小さく抑える必要がある。光パスの切り替え時間の目安としては、故障時の障害回復時間で必要な障害検知から５０ｍｓｅｃの回復時間が一つの目安となる。ただし、任意の光送受信器の切り替えにおいては、さらに高速である事が望ましく、１０ｍｓｅｃ以下、望ましくは１桁以上高速な５ｍｓｅｃ以下が望ましい。
そこで、本発明の第３実施形態として、消費電力の低減に加えて光送受信器の高速切り替えを可能にする制御方法について説明する。
【００６９】
３．１）システム
図１３に示すように、ネットワークノード装置Ｎ１とＮ２との間に既存の光パス１４とは異なる代理光パス１４ａを用意し、光パス１４から代理光パス１４ａへ、続いて代理光パス１４ａから光パス１４へという２段階の切り替え制御を行う。以下、ネットワークノード装置として図１４に示す光ノード装置１０ｃを例示して、本実施形態について詳細に説明する。
【００７０】
光送受信器の切り替えにおいて、光ノード装置制御部２０７は、ネットワーク制御部１５ｃおよびクライアント装置１２と連携し、既存光パス１４とは異なる代理光パス１４ａを新たに用意する。既存光パス１４と代理光パス１４ａとは始点と終点は同じであり、自ネットワークノード装置Ｎ１と対向のネットワークノード装置Ｎ２とを接続する光パスであり、それぞれ異なる光送受信器を用いて構築される。また、この２つの光パスは、少なくとも中間のノード装置か使用信号波長のどちらかが異なる。すなわち、自ネットワークノード装置Ｎ１では、代理光パス１４ａと既存光パス１４との間で、信号波長またはファイバ方路のどちらか１つが異なる。
【００７１】
光ノード装置制御部２０７は、まず既存パス１４から代理光パス１４ａに切り替えてから、再度既存光パス１４に切り替える制御を行う。この切り替えは、事前に切り替え先の光パスを予備系光パスとして設定してからクライアント装置１２にて切り替える。予備系光パスとは、運用中（切り替え元）の光パスと同じ信号の通信を行う光パスのことである。予備系光パスへの切り替えは、クライアント装置１２での電気的な切り替えで可能であり、電気スイッチでの切り替え（特許文献２参照）や信号のラベル情報を用いた切り替え（特許文献３参照）が既に提案されている。本実施形態ではラベルスイッチによる切り替えを採用するものとする。続いて、使用光送受信器管理制御部２０８は、代理光パス１４ａから既存光パス１４への２回目の切り替え時に、すでに述べたように、使用される光送受信器集約装置２０３とシャーシ２０４の数が最小となるように光送受信器を選択する。
【００７２】
この２段階での光送受信器切り替え方式で５ｍｓｅｃの切り替え時間を実現できる。本実施形態での光送受信器の切り替え時間は、クライアント装置１２での電気的な光パス設定の切り替えに要する時間と、２つの光パスの経路長差に起因する遅延時間とが主な要因である。前者の電気的な切り替えは数マイクロ秒での切り替えが可能である。一方、後者の経路長差に起因する遅延は、ネットワークノード装置間の距離が約８０ｋｍから長くて５００ｋｍ程度、光ファイバ中の光の速度が２００，０００，０００ｍ／ｓとすれば、２．５ｍｓｅｃ程度である。よって、２回光パスを切り替えることを考慮しても合計５ｍｓｅｃの切り替えが実現できる。
【００７３】
また、既存光パス１４を用いることで、第１実施形態と同様に、光パス構築時に最適に設定された光パスを維持できる。通常、光パスはコストや消費電力が最小となるように設定されるので、最適に設定された既存光パスを維持できることはネットワーク全体の消費電力量低減につながる。
【００７４】
３．２）動作
図１５を参照しながら、第３実施形態での光送受信器の切り替え制御を説明するが、まず図１４に示すような初期状態にあるものとする。ここでは光送受信器２０２−８が使用されているため、動作中の光送受信器全数に対し、動作中の光送受信器集約装置とシャーシの数は最小とならない。以下、自ネットワークノード装置Ｎ１において、光送受信器２０２−８はファイバ方路１３−２に接続され信号の波長がλＡ、代理光パスはファイバ方路１３−３で信号の波長がλＢであるとして説明する。
【００７５】
図１５において、動作中の光送受信器の数に対し、動作中の光送受信器集約装置２０３とシャーシ２０４の数が最小かどうか検証を行う（動作５０１）。この検証方法は第１実施例における図５の動作３０７と同じであるから詳細は省略する。最小であれば（動作５０１；ＹＥＳ）、切り替え動作を終了するが、本動作例では光送受信器２０２−８が使用されているので最小とならない（動作５０１；ＮＯ）。
【００７６】
続いて、光ノード装置制御部２０７は、ネットワーク制御部１５ｃに対して光送受信器を切り替えるための代理光パス設定を依頼する（動作５０２）。ネットワーク制御部１５ｃは、パス設定依頼を受けると、ネットワークの使用状況に基づいて代理光パスのための経路計算を実施し、代理光パスに関連するネットワークノード装置に対して代理光パス設定指示をだす。ただし、ネットワーク制御部１５ｃは、既存光パス１４への２回目の切り替えがあるので、既存光パス１４を光送受信器切替動作が終了するまで維持する。具体的には、光ノード装置制御部２０７は、ファイバ方路１３−２、信号波長λＡに関する既存光パス１４を切り替えるための代理光パス設定依頼をネットワーク制御部１５ｃへ送信し、ネットワーク制御部１５ｃはパス設定依頼に対し経路計算を実施し、ネットワークノード装置Ｎ１に対してファイバ方路１３−３、信号波長λＢの光パス設定指示を出すと共に切り替え元の光パス１４を維持する。
【００７７】
続いて、代理光パス設定指示を受けた各ネットワークノード装置は当該ネットワークノード装置内の光パスを構築し代理光パスを設定する（動作５０３）。具体的には、光ノード装置制御部２０７は、ネットワーク制御部１５ｃからの代理光パス設定指示に従って、使用する光送受信器の選定を使用光送受信器管理制御部２０８に指示する。使用光送受信器管理制御部２０８は、２個光送受信器を選定し、光ノード装置制御部２０７に回答する。光送受信器は、まず使用される光送受信器集約装置とシャーシの数が最小となる光送受信器が選択される。次に、代理光パス用の光送受信器が選択される。その後、光ノード装置制御部２０７は、選定された代理光パス用の光送受信器を用いて光ノード装置１０ｃ内の内部光パスを設定する。設定の詳細は第１実施形態と同じであるから省略する。また、使用される光送受信器集約装置とシャーシの数が最小となる光送受信器の選定方法も図５の動作３０５で説明したものと同じであるから説明は省略する。
【００７８】
代理光パス用の光送受信器は、使用されている光送受信器のある光送受信器群の中から、使用される光送受信器集約装置とシャーシの数が最小となる光送受信器を除いた未使用の光送受信器から選定される。本動作例では、使用される光送受信器集約装置とシャーシの数が最小となる光送受信器として光送受信器２０２−３を、代理光パス１４ａ用に光送受信器２０２−７を選定するものとする。そして、代理光パスとして、光送受信器２０２−７とファイバ方路１３−３とを接続する光ノード装置内の内部光パスを設定し、その後光送受信器２０２−７の光出力シャットダウンを解除する。代理光パス１４ａに関連する全てのノードでの設定が完了し代理光パス１４ａの設定が確認された後、ネットワーク制御部１５ｃに代理光パス１４ａの設定完了を通知する。
【００７９】
続いて、光ノード装置制御部２０７は、ネットワーク制御部１５ｃとクライアント装置１２の両方に対し、代理光パス１４ａを、運用中の光パス１４のバックアップである予備系光パスとしてプロテクション設定する（動作５０４）。ネットワーク制御部１５ｃは、関連するすべてのノードに対してバックアップパスの設定を指示、予備系光パスを構築する。
【００８０】
次に、光ノード装置制御部２０７は、クライアント装置とともに運用中の光パス１４から予備系光パスである代理光パス１４ａに切り替えることで光送受信器を第１回目の切り替えを行う（動作５０５）。この切り替えには、光信号に付加される、光パス情報を示すラベルが利用される。運用中の光パス１４と予備系の代理光パス１４ａには同じ信号がそれぞれの光パスを示すラベルを付加された状態で通信されている。ただし、クライアント装置１２は運用中のラベルを管理し、運用中として管理しているラベルの信号のみを実際に他ノード間で通信する。このクライアント装置で管理している運用中のラベルを光パス１４に関するラベルから、代理光パス１４ａに関するラベルにスイッチすることで光パスの切り替えが行われる。光パスの切り替え後、切り替え元の光ノード装置１０ｃ内の光パスの設定を解除する。本動作例では、切り替え元の光送受信器２０２−８を待機状態にするとともに、光送受信器２０２−８を用いた光ノード装置内の内部光パスの設定を解除する。予備系光パスとして設定していた代理光パス１４ａに関する光送受信器２０２−７は動作中のままであり、光送受信器２０２−７を用いた光ノード装置内の光パスも設定されたままである。
【００８１】
次に、光ノード装置制御部２０７は、動作５０３で既に選定済みの使用される光送受信器集約装置とシャーシの数を最小化するための光送受信器と、元の光パス１４とを接続する光ノード装置内の内部光パスを設定する（動作５０６）。本動作例では、光送受信器２０２−３とファイバ方路１３−２とを接続する光ノード装置１０ｃ内の内部光パスが設定され、光送受信器２０２−３を動作状態とする。代理光パス１４ａ用の光送受信器２０２−７は動作中のままである。
【００８２】
続いて、光ノード装置制御部２０７は、ネットワーク制御部１５ｃとクライアント装置１２の両方に対し、元の光パス１４を、運用中の代理光パス１４ａのバックアップである予備系光パスとして設定する（動作５０７）。ネットワーク制御部１５ｃは、関連するすべてのノードに対してバックアップパスの設定を指示し予備系光パスを構築する。
【００８３】
最後に光ノード装置制御部２０７は、クライアント装置とともに運用中の代理光パス１４ａから予備系光パスである既存光パス１４に切り替える（動作５０８）。切り替え方法は上述した動作５０５と同様である。その後、代理光パス１４ａの設定を解除すると共に、未使用となった光送受信器集約装置とシャーシに対し消費電力量を抑えた状態で待機させる。本動作例では、光パスの切り替え後、代理光パス１４ａ用の光送受信器２０２−７を待機状態にするとともに、光送受信器２０２−７を用いた光ノード装置内の光パスの設定も解除する。
【００８４】
３．３）効果
上述した動作５０１から５０８により、ネットワークの使用状況に応じて、使用される光送受信器集約装置とシャーシの数が最小となるように制御することができる。さらに、予備系光パスを利用した２段階での光送受信器の切り替えを行うことで、光パス間の光路差に起因する信号間の位相遅延が数ｍｓｅｃという高速切り替えが可能となる。これにより、信号の非導通時間を最小限に抑える事が可能となる。
【００８５】
４．第４実施形態
４．１）システム構成
図１６に示すように、光ネットワークシステムのネットワーク制御部１５ｄは、障害が発生した時を考慮して、運用中の光パス１６に対しバックアップ用の光パス１７を用意することで高い信頼性を実現している。このバックアップ用の光パス１７は１本の運用光パス１６に対して１本用意されていてもよいし、Ｎ本の運用光パス１６に対し共用で１本用意されていてもよい。このバックアップ用の光パス１７は、運用中の光パス１６に障害が発生した事を考慮し、通常、光パス１６とは異なるファイバを通して設定される。
【００８６】
本発明の第４実施形態では、このような高信頼性を有する光ネットワークシステムを利用してネットワーク制御部への負荷を抑えた光パス切り替制御を達成する。以下、ネットワークノード装置の構成としては、上述した第３実施形態と同じ構成（図１４）を用いるものとする。ただし、第３実施形態で説明した光ノード装置制御部２０７と使用光送受信器管理制御部２０８の制御内容が第４実施形態では異なっている。第４実施形態では、光パスの切り替え時に用いる代理光パスとしてバックアップ用の光パス１７を用いることで、第３実施形態においてネットワーク制御部が行っていた代理光パス設定のための経路計算が不要となり、光パス切り替え時のネットワーク制御部への負荷を小さく抑えることができる。
【００８７】
さらに、既存光パス１６から代理光パス１７に切り替えるときに、既存光パス１６は代理光パス１７の予備系光パスとして設定され、また、代理光パス１７は、既に設定されているバックアップ用の光パスとしても管理される。この光パス切り替え時に障害が生じた場合、代理光パス１７は既に設定されているバックアップ用の光パスとして障害回復を優先する。これにより、光パス切り替え中に障害が生じても、既存の光ネットワークシステムと同等の障害回復動作を実現でき、高いネットワークの信頼性を実現することができる。
【００８８】
以下に光送受信器切り替え中に光ネットワークシステムに障害が生じた場合の動作を述べる。代理光パス１７が運用状態でない場合は、既存の障害回復動作と同じであり説明は省略する。そのため、代理光パス１７が運用中に障害が生じた時の障害回復動作を、既存の障害回復動作と異なる動作を中心に説明する。
【００８９】
まず、代理光パス１７がバックアップとして設定されている運用中の光パス１６に障害が生じたときの動作と、運用中の代理光パス１７自体に障害が生じた場合の動作を説明する。なお、代理光パス１７がバックアップとして設定されている運用中の光パスには、既存光パス１４も含まれる。
【００９０】
４．２）動作
ネットワーク制御部１５ｃは、障害発生を検知すると、運用光パス１６の信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするネットワークノード装置、ここでは自ネットワークノード装置Ｎ１と対向ネットワークノード装置Ｎ２に対して障害回復を指示する。この２つのネットワークノード装置での動作は同じであるから、以下、図１４に示す構成の参照番号を用いて自ネットワークノード装置Ｎ１の動作を説明する。
【００９１】
自ネットワークノード装置Ｎ１の光ノード装置１０ｃは、ネットワーク制御部１５ｃからの障害回復指示を受信すると、運用光パス１６で運用していた信号を、予備系光パスとして設定していたバックアップ光パス１７で運用する。予備系光パスとしての切り替えであるから光パス自体の切り替えは数ｍｓｅｃ以下の高速で行うことができる。本実施形態では、１ｍｓｅｃの切り替え時間を実現した。その後、障害が生じた光パスに対する、代理光パス１７を用いた障害回復動作を実施する。障害回復動作は、光送受信器２０２の設定や、光ノード装置１０ｃ内の光パスの設定およびクライアント装置の設定で行うが、既知の方式であるから説明は省略する。
【００９２】
光パス１７への切り替え時間である数ｍｓｅｃは、光ネットワークシステムで要求される障害回復時間５０ｍｓｅｃ以下という基準に比べて十分小さい。本実施形態においても、運用中の光パス障害に対し４０ｍｓｅｃ以下の障害回復時間を実現できる。なお、障害が生じた光パスが既存光パス１４の場合は数ｍｓｅｃと更なる高速な障害回復が可能である。これは、既存光パス１４と代理光パス１７とでそれぞれが同じ信号の通信を行っているためである。そのため、予備系光パスとしての波長切り替えと同等の障害回復が実現できる。本実施形態によれば、代理光パス１７の予備系光パスとして設定されている既存光パス１６で障害回復を実施すると、１ｍｓｅｃの切り替え時間を実現することができる。
【００９３】
このように、本実施形態では、上述した第１から第３実施形態と同様に、ネットワークの使用状況に応じた高効率の動的省電力制御機能が実現できると共に、ネットワーク制御部１５ｃへの負荷も抑えられる。さらに、光送受信器切り替え時間を５ｍｓｅｃ以下と短時間に抑えながら、且つ、光送受信器切り替え時においても高速な障害回復機能を実現でき、高いネットワークの信頼性も有する。
【００９４】
５．第５実施形態
上記第３および第４実施形態でも述べた様に、光送受信器の切り替えにおける信号の遮断は大容量のネットワークシステムに大きな影響を及ぼすため、その遮断時間は小さいほど望ましい。さらに、光送受信器の任意の切り替えを行う場合は、さらに遮断時間への要求は厳しくなり、キャリアによっては遮断時間の無い無瞬断が要求される。また、ネットワークノード装置の中でクライアント装置の占める消費電力量は大きく、クライアント装置に対しても高い省電力制御を導入することが重要である。
【００９５】
そこで、本発明の第５実施形態は、光送受信器切り替え時の無瞬断化という課題を解決するものであり、クライアント装置の光パスの無瞬断切り替え機能を用いることで光パス切り替え時の信号の遮断をなくすことができる。また、クライアント装置のシャーシとスイッチ部の一部を光送受信器群と連動させて動的に省電力制御を行う。さらに、光送受信器の搭載されたクライアント装置のシャーシを１０個単位で一つのシャーシ群としてまとめて個別空調を実施し、シャーシ群の中の光送受信器が全て未使用状態になると、この空調の設定温度を上げて消費電力を下げる省電力機能を実装してもよい。これらにより、更なる高効率の省電力効果を得ることができる。
【００９６】
５．１）構成
図１７に示すように、本実施形態によるネットワークノード装置Ｎは光ノード装置１０ｄとクライアント装置１２ｄからなる。クライアント装置１２ｄはネットワークの容量の増加に伴いクライアント装置自体の拡張が可能な、複数のシャーシで構成される装置を用いる。クライアント装置１２ｄの光送受信器６０２は、クライアント信号をＷＤＭネットワークに適した信号に変換する機能を有し、クライアント装置１２ｄのシャーシ７０４に配置される。光送受信器６０２は、光ノード装置１０ｄの光送受信器集約装置６０３に直接接続される。その他の光ノード装置の構成は第１実施形態と同じである。第１実施形態と同様に、シャーシには光送受信器６０２を優先して配置する光送受信器専用のシャーシ７０４−１、７０４−２、７０４−３、７０４−４を用意し、本実施形態ではそれぞれ６台ずつ光送受信器６０２が配置されている。
【００９７】
ネットワークノード装置Ｎの通信容量を増加する場合は、クライアント装置１２ｄに搭載する光送受信器６０２と、必要に応じて光送受信器専用のシャーシを増設する。そして、光送受信器６０２の増設分を収容する光送受信器集約装置６０３を増設する。そして、電気スイッチ／ルータ部８０１もシャーシ７０４の増加に応じて必要なシャーシ関連スイッチ機能部８０４を拡張すると共に、ラベルスイッチのラベル管理部８０２やメモリ６０９を更新する。
【００９８】
そして、光送受信器６０２、光送受信器集約装置６０３、シャーシ７０４、そしてシャーシ関連スイッチ機能部８０４には、未使用時に消費電力を抑えた状態で待機する機能を用意し、ネットワークノード装置制御部６０７はその動作状態を制御する機能を組み込んでいる。なお、光送受信器集約装置６０３には、その損失を補償する光増幅器が組み込まれており、その光増幅器も光送受信器集約装置とともに省電力状態で待機する。
【００９９】
さらに、ネットワークノード装置制御部６０７には、第１実施形態での光ノード装置制御部２０７と同様に、ネットワーク制御部１５ｄからの光パス設定の指示に対し、ネットワークノード装置内の設定を行う機能を有する。
【０１００】
また、ネットワークノード装置制御部６０７には、光パス設定時に、使用光送受信器管理制御部６０８と連携し、設定中の光パスに使用される光送受信器集約装置６０３、シャーシ７０４、そしてシャーシ関連スイッチ機能部８０４の数が最小となるように使用する光送受信器を選定する機能も有する。これにより、ネットワークノード装置の光送受信器集約装置６０３、シャーシ７０４、そしてシャーシ関連スイッチ機能部８０４の利用効率を向上させることができ、且つ、未使用となる光送受信器集約装置６０３、シャーシ７０４およびシャーシ関連スイッチ機能部８０４に対し、消費電力を抑えた状態にすることで、高い省電力効果を有するネットワークノード装置を提供できる。
【０１０１】
なお、使用光送受信器管理制御部６０８が管理するメモリ６０９内の情報は、第１実施形態と同じ構成とし、図１８に示す光送受信器使用状況＆接続状況管理表と、図１９に示す選定指標表を用意した。それぞれ第１実施形態と同じ構成であるから説明は省略する。なお、第１実施形態では管理していないシャーシ関連スイッチ機能部８０４に関しては、シャーシと１対１で対応するため、シャーシ列で管理している。
【０１０２】
また、本実施形態による光送受信器の切り替えは、第４実施形態と同様に、光ネットワークシステムでのバックアップパスを利用した２段階での光送受信器切り替え方式が採用される。さらに、クライアント装置１２ｄの電気スイッチ／ルータ部８０１には運用中の光パスから予備系の光パスに切り替える時に無瞬断で切り替えられる機能が設けられている。この無瞬断切り替え機能は通常のクライアント装置にすでに実装されているものであり、運用中の光パスのデータと予備系の光パスのデータをメモリへ格納する。そして、それぞれの位相差をそろえてからデータを読みだすことで無瞬断切り替えを実現する機能である。これにより信号の遮断時間を無くす事が可能となる。
【０１０３】
また、本実施形態では、光パスの設定と光送受信器６０２の切り替えとが別々に制御され、ネットワーク構成を高速変更可能である。大容量のデータを取り扱う光ネットワークシステムでは、ネットワークの構成の変更が必要となったときには、出来るだけ早くその変更を実現する必要がある。ネットワークの再構成に時間がかかると、その遅延の分だけ大容量のデータを失う事になるためである。
【０１０４】
ネットワーク再構成の高速化のため、ネットワーク制御部１５ｄから光パス設定の指示を受けた場合、ネットワークノード装置制御部６０７はその指示を優先して実施する。一方、光送受信器６０２の切り替えは、ネットワークノード装置制御部６０７が定期的にネットワーク制御部１５ｄにネットワーク全体での光パス設定状況を確認し、ネットワーク制御部１５ｄの負荷が小さい時間帯に実施することとした。また、１度に切り替える光送受信器の数を１台として切り替え制御を簡略化した。これにより、ネットワークの再構成時に、光送受信器切り替えによる遅延をなくすことができる。さらに、ネットワーク再構築時のネットワーク制御部１５ｄの負荷を抑えることもでき、ネットワーク全体での消費電力量を削減できる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、バックアップ用の光送受信器は動作中として管理する。バックアップ用の光送受信器は高速に起動する必要があり、この高速起動性を実現するためには、光送受信器集約装置６０３、シャーシ７０４、シャーシ関連スイッチ機能部８０４も高速で起動する必要があるからである。しかしながら、これら複数のコンポーネントに対し、高速な起動性を考慮した省電力制御を行うと、制御が複雑になり起動時間が遅くなる。また、制御が複雑化し、その制御自体の消費電力も大きくなってしまう。一方で、これら光送受信器集約装置６０３、シャーシ７０４、シャーシ関連スイッチ機能部８０４で高速起動を実現するためには、オフにできる機能が少なく省電力効果が小さい。そこで、バックアップ用の光送受信器を動作中として管理し、それに関連する光送受信器集約装置６０３、シャーシ７０４、シャーシ関連スイッチ機能部８０４も動作状態にすることで、省電力制御を簡素化し制御時間の短縮と制御のための消費電力量の低減を図った。ただし、バックアップ用の光送受信器は省電力状態で待機することは可能である。
【０１０６】
５．２）動作
次に、図２０の光パス設定・構築と図２１の光送受信器切り替え時の動作フローを参照して、ネットワークノード装置Ｎにおけるネットワークノード装置制御部６０７と使用光送受信器管理制御部６０８の動作について説明する。光パス設定に関する動作以外のネットワークノード装置の動作に関しては省略している。また、第１〜第４実施形態にて説明された部分に関しても省略する。
【０１０７】
まず、初期状態として、図１７に示すように、複数の光送受信器６０２の中で光送受信器６０２−１、６０２−２、６０２−３、６０２−５、６０２−６、６０２−７および６０２−８を動作中とし、これら光送受信器６０２と関連する光送受信器集約装置６０３−１とシャーシ７０４−１、７０４−２も動作中、シャーシと関連するクライアント装置のシャーシ関連スイッチ機能部８０４−１、８０４−２も動作中とした。そして、残りの複数の光送受信器６０２と、光送受信器集約装置６０３−２、シャーシ７０４−３、７０４−４、そして、シャーシ関連スイッチ機能部８０４−３，８０４−４を待機状態とした。
【０１０８】
以下に次の３つの動作について説明する。
（ａ）初期状態での光送受信器切り替え制御
（ｂ）光パス設定制御：ネットワーク制御部１５ｄから光送受信器６０２−２、６０２−３および６０２−７を用いた３つの光パスを削除し、且つ、新規に１つの光パスを追加する光パス設定指示があった時の動作
（ｃ）上記（ｂ）の削除／設定後の光送受信器切り替え制御
【０１０９】
５．２．ａ）初期状態での光送受信器切り替え制御
まず、動作中の光送受信器の全数に対し、使用される光送受信器集約装置６０３とシャーシ７０４の数が最小となっているかどうか検証を行うが、これは図５の動作３０７と同じである。
【０１１０】
使用光送受信器管理制御部６０８は、図１９に示す選定指標表から、動作中の光送受信器の全数から使用光送受信器数フィールドの行を選択し、その行の選定光送受信器群の項目から使用すべき光送受信器群を確認する。続いて、図１８に示す光送受信器使用状況＆接続状況管理表から、選択された光送受信器群以外の光送受信器を確認し、その中で使用中の項目があれば、後述するネットワークスケジュール調整を行う（図２１の動作９０８参照）。使用中の項目が無ければ、使用される光送受信器集約装置とシャーシの数が最小であるから、一定時間待機した後に上記検証動作（図５の動作３０７と同じ）に戻る。本動作例では、光送受信器使用数が７台のため、光送受信器群ＣとＤの中から使用中の光送受信器の有無を確認する。今回は使用中の光送受信器がないので、一定時間待機した後、再度光送受信器内部配置検証を行う。
【０１１１】
５．２．ｂ）光パス設定制御
まず、ネットワークノード装置制御部６０７は、ネットワーク制御部１５ｄから光パス設定・構築指示があると、その処理を光パス切り替え制御（図２１）より優先して実施する。
【０１１２】
図２０において、ネットワーク制御部１５ｄからの指示を受信すると、ネットワークノード装置制御部６０７は自装置への指示の有無を確認する（動作９０１）。自装置への指示であれば（動作９０１；有り）、当該光パス設定指示に光パスの削除指示があるか否かを確認する（動作９０２）。自装置への指示が無ければ（動作９０１；なし）、図２１に示す光パス切り替え制御の動作９０７へ移行する（接続子Ｃ）。
【０１１３】
受信した光パス設定指示に光パスの削除指示があれば（動作９０２；有り）、ネットワークノード装置制御部６０７は、削除する光パスの使用波長・ファイバ方路情報を元に、削除する光パスの光送受信器６０２を待機させるとともに、クライアント装置の設定とネットワークノード装置Ｎ内の内部光パス設定を解除する（動作９０３）。そして、使用光送受信器管理制御部６０８は光送受信器使用状況＆接続状況管理表の使用状況列に光送受信器の変更を記録する。光パスの削除がない場合は（動作９０２；なし）、動作９０３を実行せずに次の動作９０４へ移る。本動作例では、光送受信器６０２−２、６０２−３、６０２−７を待機させるともに、これら光送受信器に関連するクライアント装置の設定と、光ノード装置内の内部光パスの設定を解除する。また、光送受信器使用状況＆接続状況管理表の光送受信器６０２−２、６０２−３、６０２−７の使用状況を未使用に変更する。
【０１１４】
続いて、ネットワークノード装置制御部６０７は、ネットワーク制御部１５ｄからの光パス設定・構築指示に光パスの追加指示があるか否かを確認する（動作９０４）。
【０１１５】
光パスの追加指示有りの場合は（動作９０４；有り）、使用光送受信器管理制御部６０８は、新規光パス用の光送受信器を選定する（動作９０５）。続いて、ネットワークノード装置制御部６０７は、ネットワーク制御部１５ｄからの指示と使用光送受信器管理制御部６０８での使用光送受信器の指示に従って、ネットワークノード装置Ｎ内の光パスを追加設定する（動作９０６）。この時、必要に応じて光送受信器集約装置６０３、シャーシ７０４、そして、シャーシ関連スイッチ機能部８０４も動作状態にする。その後、図２１に示す光パス切り替え制御の動作９０７へ移行する（接続子Ｃ）。光パスの追加指示がなければ（動作９０４；なし）、そのまま図２１に示す光パス切り替え制御の動作９０７へ移行する（接続子Ｃ）。
【０１１６】
たとえば、本動作例では、光パス追加後の使用光送受信器数が５台であるから、図１９の選定指標表に従って、まず光送受信器群Ａを選択し、次に光送受信器群Ａの中で未使用の光送受信器を選択する。ここでは、未使用光送受信器の中から光パス削除中の光送受信器を除く管理番号の小さいものを選択するように制御されるので、光送受信器６０２−４が選択される。光パス削除中の光送受信器を選択肢から除くことで、光パス削除のための待機時間の遅延をなくすことができ、光パス追加動作が高速化される。そして、光送受信器使用状況＆接続状況管理表の光送受信器６０２−４の使用状況フィールドを動作中に変更する。このように、まずネットワークノード装置制御部６０７が光ノード装置１０ｄ内の内部光パスを設定し、その後、光送受信器６０２−４を動作状態に設定する。そして、次に述べるように、図２１に示す光送受信器切り替え制御へ移行し、必要に応じて光送受信器を切り替える。
【０１１７】
５．２．ｃ）光送受信器切り替え制御
上述した光パス設定後に、光送受信器の使用状況が図２２に示すようになっているものとして、以下、光送受信器切り替え制御について、図２１と図２２〜図２８を参照しながら詳細に説明する。
【０１１８】
まず、動作中の光送受信器の全数に対し、使用される光送受信器集約装置６０３とシャーシ７０４の数が最小となっているかどうか検証を行う（動作９０７）。この検証動作９０７は図５の動作３０７と同じであるから説明は省略する。本動作例では光送受信器使用数が５台であるから、光送受信器群ＢとＣとＤの中から使用中の光送受信器の有無を確認し、この例では光送受信器６０２−８が使用中のため、動作９０７の検証結果は「有り」となる。
【０１１９】
続いて、ネットワークノード装置制御部６０７は、ネットワーク制御部１５ｄの負荷状況を確認する（動作９０８、９０９）。ネットワーク制御部１５ｄは、負荷が高く光送受信器の切り替え余力がないと、切り替え不可としてＮｏの信号を返し、負荷が小さく光送受信器の切り替えが可能な場合は光送受信器切り替え時間を確保しＯＫの信号を返す。したがって、ネットワークノード装置制御部６０７は、ネットワーク制御部１５ｄからの信号を確認し、Ｎｏの場合は一定時間経過後、動作９０８を繰り返し、ＯＫの場合は次の動作９１０へ移行する。
【０１２０】
続いて、ネットワークノード装置制御部６０７はネットワーク制御部１５ｄに対し、光送受信器切り替えに用いる代理光パスの設定を依頼する。ネットワーク制御部１５ｄは、切り替えを行う光送受信器６０２が使われている光パス１６に対するバックアップパス１７を確認し、このバックアップパス１７を代理光パスとして設定する。ネットワークノード装置制御部６０７はネットワーク制御部１５ｄからバックアップパスの情報と代理光パスの設定完了通知を受け取る（動作９１０）。本動作例では、光送受信器の使用状況は図２２に示すとおりである。
【０１２１】
続いて、ネットワークノード装置制御部６０７は使用光送受信器管理制御部６０８に対して代理光パスに対する光送受信器の選定指示を出し、使用光送受信器管理制御部６０８は、光送受信器使用状況＆接続状況管理表における切り替えを行う光送受信器６０２と同じ光送受信器群から未使用の光送受信器を選択する。その後、ネットワークノード装置制御部６０７は光ノード装置１０ｄ内の光パスを設定し、選定した光送受信器を動作状態にして代理光パスを確立する（動作９１１）。本動作例では、光送受信器群Ｂの未使用光送受信器として、光送受信器６０２−７を選定する。そして、光送受信器集約装置６０３−１を設定し、光ノード装置１０ｄ内の光パスを確立する。さらに、光送受信器６０２−７を動作状態にする。対向ネットワークノード装置Ｎ２でも同様に設定され代理光パスが確立される。本動作後の光送受信器の動作状況は図２３に示すとおりである。
【０１２２】
次に、ネットワーク制御部１５ｄは、光パス１６を運用系光パスとして、代理光パス１７をその予備系光パスとしてプロテクションの設定を行う（動作９１２）。そして、ネットワークノード装置制御部６０７はクライアント装置に対してプロテクションの設定を行い、クライアント装置では２つの光パスに関連する２つの光送受信器からの受信信号をプロテクション部１８０３に入れる。プロテクション部８０３では、それぞれの信号をメモリへ格納する。そして、位相差を揃えてデータを読み出し受信することで、無瞬断での切り替えを可能とする。このプロテクション設定は対向ネットワークノード装置Ｎ２でも行う。本動作後の光送受信器の動作状況は図２４に示すとおりである。
【０１２３】
続いて、ネットワークノード装置制御部６０７は、クライアント装置１２ｄに対し、光パス１６から予備系光パスである代理光パス１７を運用中に無瞬断で切り替える（動作９１３）。元の光パス１６は、代理光パス１７のバックアップとして次の設定まで待機する。本動作例では、この時点で光送受信器６０２−７および代理光パス１７にて運用されている。その他の運用されている光パスも含めると、光送受信器群Ａと光送受信器群Ｂ両方が使われている状況となる。本本動作後の光送受信器の動作状況は、図２５に示す通りである。
【０１２４】
続いて、ネットワークノード装置制御部６０７は、最終切り替え先の光パスの送受信器を選定し確立する（動作９１４）。使用光送受信器管理制御部６０８は、図１８の光送受信器使用状況＆接続状況管理表と図１９の選定指標表をもとに選定する。選定方法は、第１実施形態と同じである。そして、元の光パス１６を最終切り替え先の光パスとしてネットワーク制御部１５ｄに光パス設定を依頼する。ネットワーク制御部１５ｄでは、既に確保している切り替え元の光パス１６を光パス切り替えに用いる事を関連ノードに通知し、設定する。その後ネットワークノード装置制御部６０７は、新たに選定された光送受信器を動作状態にして光パスを確立する。この確立した光パス１６は代理光パス１７のバックアップとした。そして、光ノード装置１０ｄ内の内部光パス設定を解除し、光送受信器６０２−８もバックアップとしての設定を解除する。本動作例では、最終切り替え先として、未使用の光送受信器の中から番号の小さい光送受信器６０２−２を選定する。本動作後の光送受信器の動作状況は図２６に示すとおりである。
【０１２５】
次に、ネットワーク制御部１５ｄは、光パス１７を運用系光パスとして、代理光パス１６をその予備系光パスとしてプロテクションの設定を行う（動作９１５）。そして、ネットワークノード装置制御部６０７は動作９１２と同様にクライアント装置に対してプロテクションの設定を行う。本動作後の光送受信器の動作状況は図２７に示すとおりである。
【０１２６】
続いて、ネットワークノード装置制御部６０７は、クライアント装置１２ｄにて、光パス１６から予備系光パスである代理光パス１７を運用中に無瞬断で切り替え、代理光パス１７に関する設定を解除する（動作９１６）。そして、未使用となる光送受信器集約装置、シャーシ、シャーシ関連スイッチ機能部に対し電力をおさえた待機状態に設定する。本動作例での光送受信器の使用状況は、図２８に示すように、光送受信器群Ａの光送受信器のみが使用される。そのため、光送受信器Ｂに関連するシャーシ７０４−２、シャーシ関連スイッチ機能部８０４−２は電力を抑えた待機状態となる。
【０１２７】
このように、本実施形態によれば、クライアント装置とも連携を行うことで、更なる光送受信器に関連する装置の効率的な電力制御が可能となる。また、既存光送受信器をバックアップ用に適時設定することで、光送受信器切り替え動作中においても、切り替え前と同等の障害回復制御が実現できる。これによりネットワークの高い信頼性も提供できる。
【０１２８】
なお、バックアップ用で待機する光送受信器で、他ネットワークノードと通信を行っていない光送受信器に対しては、光送受信器切り替え時にネットワーク制御部１５ｄに確認することなく、切り替えを行う。
【０１２９】
６．効果
以上説明したように、本発明の第１〜第５実施形態によれば次の効果を得ることができる。
【０１３０】
第１の効果は、光送受信器と関連するコンポーネント、すなわち光送受信器集約装置やシャーシなどの使用効率を上げ、未使用となったコンポーネントの消費電力量を抑えて待機させることで、ネットワークノード装置の消費電力を大きく低減させることができる。
第２の効果は、光送受信器切り替えにおけるネットワーク制御の負荷を小さくできるので、ネットワーク全体での省電力化が実現できる。
第３の効果は、光送受信器切り替えにおけるサービス断時間を小さく抑えることができるのでネットワークの高信頼性を実現できる。
第４の効果は、光送受信器切り替えにおけるサービス断を無くすことができるのでネットワークの更なる高信頼性を実現できる。
第５の効果は、クライアント装置と連動して省電力制御を実施することで、ネットワークノード装置の高い省電力機能を実現できる。
【０１３１】
７．付記
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
（付記１）
動作中より消費電力量が少ない待機モードに設定可能な複数の光送受信器および複数のコンポーネントを有するネットワークノード装置であって、
前記複数の光送受信器の使用状況と、前記複数の光送受信器と前記複数のコンポーネントとの関連付け情報とを格納する格納手段と、
前記使用状況と前記関連づけ情報とに基づいて、動作中のコンポーネントの数が最小となるように前記複数の光送受信器の動作を選択的に制御する制御手段と、
を有することを特徴とするネットワークノード装置。
（付記２）
前記制御手段は、光送受信器を新たに動作させる場合および／または動作中の光送受信を待機モードに切り替える場合、動作中の光送受信器の総数に対して動作中となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択して動作させる、ことを特徴とする付記１に記載のネットワークノード装置。
（付記３）
前記制御手段は、他ネットワークノード装置と通信を行うために光パスを構築する時および／または前記光送受信器を切り替えて使用する時に、動作中の光送受信器の総数に対して動作中となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択して動作させる、ことを特徴とする付記２に記載のネットワークノード装置。
（付記４）
前記制御手段は、前記関連づけ情報を用いて、各光送受信器とそれに関連づけて使用するコンポーネントとの組み合わせで前記複数の光送受信器を光送受信器群として管理し、動作中の光送受信器の数が最も多い光送受信器群から未使用の光送受信器を選択することを特徴とする付記１−３のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
（付記５）
前記制御手段は、前記関連づけ情報を用いて、各光送受信器とそれに関連づけて使用するコンポーネントとの組み合わせで前記複数の光送受信器を光送受信器群として管理し、動作中の光送受信器の総数に対して動作状態となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器群を選択し、選択された光送受信器群の中の未使用の光送受信器を選択することを特徴とする付記１−３のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
（付記６）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作状態となるコンポーネントの数が最小となるよう選択された光送受信器群以外に動作中の第１光送受信器が別のネットワークノード装置と第１光パスを構築して通信を行っている時、前記制御手段が前記第１光送受信器を前記選択された第２光送受信器へ切り替える際、前記第２光送受信器が前記第１光パスを用いることをを特徴とする付記１−５のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
（付記７）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作状態となるコンポーネントの数が最小となるよう選択された光送受信器群以外に動作中の第１光送受信器が別のネットワークノード装置と第１光パスを構築して通信を行っている時、前記制御手段は、前記第１光送受信器と前記第１光パスとの第１の組み合わせから前記第１パスの代理用光パスと前記選択された第２光送受信器との第２の組み合わせに切り替え、続いて前記第２の組み合わせから前記第１の組み合わせに切り替える２段階の光送受信器の切り替えを行うこと、を特徴とする付記１−５のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
（付記８）
前記第２光パスは前記第１光パスのバックアップ用であることを特徴とする付記７に記載のネットワークノード装置。
（付記９）
前記複数の光送受信器は、複数の光送受信器専用シャーシに分けて搭載されていることを特徴とする付記１−８のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
（付記１０）
前記制御手段は、他ネットワークノードとの通信を行う光パスの構築制御と、動作中の光送受信器の総数に対し動作中となる前記コンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択的に動作させる選択制御とが分離され、前記光パス構築制御が前記選択制御より優先させることを特徴とする付記９に記載のネットワークノード装置。
（付記１１）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作中となる前記シャーシの数が最小となるように光送受信器を切り替える制御は、光送受信器１台毎に行う事を特徴とする付記１０に記載のネットワークノード装置。
（付記１２）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作中となる前記シャーシの数が最小となるように光送受信器を切り替える制御は、ネットワーク全体の制御の負荷が小さい時に実施する事を特徴とする付記１０または１１に記載のネットワークノード装置。
（付記１３）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作中となる前記シャーシの数が最小となるように光送受信器を切り替える制御は、定期的にネットワーク全体の制御部に負荷状況を確認することを特徴とする付記１２に記載のネットワークノード装置。
（付記１４）
バックアップ用で待機している光送受信器を動作中として管理・制御することを特徴とする付記９−１３のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
（付記１５）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作中となる前記シャーシの数が最小となるように光送受信器を設定した後、関連する光送受信器集約装置、光増幅器、クライアント装置のシャーシと入出力インターフェースに対しても消費電力量を抑えて待機させることを特徴とする付記９−１４のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
（付記１６）
複数のシャーシをエリア毎に分割して空調を実施する構成とし、動作中の光送受信器の総数に対し、動作中となる前記シャーシの数が最小となるように光送受信器を設定した後、分割されたエリアの中で動作中となるシャーシの数に応じて空調の消費電力を調整し省電力制御を行うことを特徴とする付記９−１５のいずれか１項に記載のネットワークノード装置。
（付記１７）
動作中より消費電力量が少ない待機モードに設定可能な複数の光送受信器および複数のコンポーネントを有するネットワークノード装置の省電力方法であって、
前記複数の光送受信器の使用状況と、前記複数の光送受信器と前記複数のコンポーネントとの関連付け情報とを格納手段に格納し、
前記使用状況と前記関連づけ情報とに基づいて、動作中のコンポーネントの数が最小となるように前記複数の光送受信器の動作を選択的に制御する、
ことを特徴とする、ネットワークノード装置の省電力方法。
（付記１８）
光送受信器を新たに動作させる場合および／または動作中の光送受信を待機モードに切り替える場合、動作中の光送受信器の総数に対して動作中となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択して動作させる、ことを特徴とする付記１７に記載の省電力方法。
（付記１９）
他ネットワークノード装置と通信を行うために光パスを構築する時および／または前記光送受信器を切り替えて使用する時に、動作中の光送受信器の総数に対して動作中となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択して動作させる、ことを特徴とする付記１８に記載の省電力方法。
（付記２０）
前記関連づけ情報を用いて、各光送受信器とそれに関連づけて使用するコンポーネントとの組み合わせで前記複数の光送受信器を光送受信器群として管理し、動作中の光送受信器の数が最も多い光送受信器群から未使用の光送受信器を選択することを特徴とする付記１７−１９のいずれか１項に記載の省電力方法。
（付記２１）
前記関連づけ情報を用いて、各光送受信器とそれに関連づけて使用するコンポーネントとの組み合わせで前記複数の光送受信器を光送受信器群として管理し、動作中の光送受信器の総数に対して動作状態となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器群を選択し、選択された光送受信器群の中の未使用の光送受信器を選択することを特徴とする付記１７−１９のいずれか１項に記載の省電力方法。
（付記２２）
動作中より消費電力量が少ない待機モードに設定可能な複数の光送受信器および複数のコンポーネントを有するネットワークノード装置が複数接続された光通信システムであって、
各ネットワークノード装置が、前記複数の光送受信器の使用状況と、前記複数の光送受信器と前記複数のコンポーネントとの関連付け情報とを格納する格納手段と、前記使用状況と前記関連づけ情報とに基づいて、動作中のコンポーネントの数が最小となるように前記複数の光送受信器の動作を選択的に制御する制御手段と、を有する、
ことを特徴とする光通信システム。
（付記２３）
前記制御手段は、光送受信器を新たに動作させる場合および／または動作中の光送受信を待機モードに切り替える場合、動作中の光送受信器の総数に対して動作中となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択して動作させる、ことを特徴とする付記２２に記載の光通信システム。
（付記２４）
前記制御手段は、他ネットワークノード装置と通信を行うために光パスを構築する時および／または前記光送受信器を切り替えて使用する時に、動作中の光送受信器の総数に対して動作中となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択して動作させる、ことを特徴とする付記２３に記載の光通信システム。
（付記２５）
前記制御手段は、前記関連づけ情報を用いて、各光送受信器とそれに関連づけて使用するコンポーネントとの組み合わせで前記複数の光送受信器を光送受信器群として管理し、動作中の光送受信器の数が最も多い光送受信器群から未使用の光送受信器を選択することを特徴とする付記２２−２４のいずれか１項に記載の光通信システム。
（付記２６）
前記制御手段は、前記関連づけ情報を用いて、各光送受信器とそれに関連づけて使用するコンポーネントとの組み合わせで前記複数の光送受信器を光送受信器群として管理し、動作中の光送受信器の総数に対して動作状態となるコンポーネントの数が最小となるように光送受信器群を選択し、選択された光送受信器群の中の未使用の光送受信器を選択することを特徴とする付記２２−２４のいずれか１項に記載の光通信システム。
（付記２７）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作状態となるコンポーネントの数が最小となるよう選択された光送受信器群以外に動作中の第１光送受信器が別のネットワークノード装置と第１光パスを構築して通信を行っている時、前記制御手段が前記第１光送受信器を前記選択された第２光送受信器へ切り替える際、前記第２光送受信器が前記第１光パスを用いることをを特徴とする付記２２−２６のいずれか１項に記載の光通信システム。
（付記２８）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作状態となるコンポーネントの数が最小となるよう選択された光送受信器群以外に動作中の第１光送受信器が別のネットワークノード装置と第１光パスを構築して通信を行っている時、前記制御手段は、前記第１光送受信器と前記第１光パスとの第１の組み合わせから前記第１パスの代理用光パスと前記選択された第２光送受信器との第２の組み合わせに切り替え、続いて前記第２の組み合わせから前記第１の組み合わせに切り替える２段階の光送受信器の切り替えを行うこと、を特徴とする付記２２−２６のいずれか１項に記載の光通信システム。
（付記２９）
前記第２光パスは前記第１光パスのバックアップ用であることを特徴とする付記２８に記載の光通信システム。
（付記３０）
前記複数の光送受信器は、複数の光送受信器専用シャーシに分けて搭載されていることを特徴とする付記２２−２９のいずれか１項に記載の光通信システム。
（付記３１）
前記制御手段は、他ネットワークノードとの通信を行う光パスの構築制御と、動作中の光送受信器の総数に対し動作中となる前記コンポーネントの数が最小となるように光送受信器を選択的に動作させる選択制御とが分離され、前記光パス構築制御が前記選択制御より優先させることを特徴とする付記３０に記載の光通信システム。
（付記３２）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作中となる前記シャーシの数が最小となるように光送受信器を切り替える制御は、光送受信器１台毎に行う事を特徴とする付記３１に記載の光通信システム。
（付記３３）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作中となる前記シャーシの数が最小となるように光送受信器を切り替える制御は、ネットワーク全体の制御の負荷が小さい時に実施する事を特徴とする付記３１または３２に記載の光通信システム。
（付記３４）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作中となる前記シャーシの数が最小となるように光送受信器を切り替える制御は、定期的にネットワーク全体の制御部に負荷状況を確認することを特徴とする付記３３に記載の光通信システム。
（付記３５）
バックアップ用で待機している光送受信器を動作中として管理・制御することを特徴とする付記２２−３４のいずれか１項に記載の光通信システム。
（付記３６）
動作中の光送受信器の総数に対し、動作中となる前記シャーシの数が最小となるように光送受信器を設定した後、関連する光送受信器集約装置、光増幅器、クライアント装置のシャーシと入出力インターフェースに対しても消費電力量を抑えて待機させることを特徴とする付記２２−３５のいずれか１項に記載の光通信システム。
（付記３７）
複数のシャーシをエリア毎に分割して空調を実施する構成とし、動作中の光送受信器の総数に対し、動作中となる前記シャーシの数が最小となるように光送受信器を設定した後、分割されたエリアの中で動作中となるシャーシの数に応じて空調の消費電力を調整し省電力制御を行うことを特徴とする付記２２−３６のいずれか１項に記載の光通信システム。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明の活用は、光を用いた通信ネットワーク全てにおいて適用が可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０、１０ｄ  光ノード装置
１２、１２ｄ  クライアント装置
１３  方路
１４  光パス
１４ａ  代理光パス
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ  ネットワーク制御部
１６  運用光パス
１７  バックアップ光パス
２０２，６０２  光送受信器
２０３、４０３、６０３  光送受信器集約装置
２０３Ａ、４０３Ａ、６０３Ａ  Ａｄｄ用光送受信器集約装置
２０３Ｄ、４０３Ｄ、６０３Ｄ  Ｄｒｏｐ用光送受信器集約装置
２０４、４０４、７０４  シャーシ
２０６、６０６  スプリッタ
２０７、４０７  光ノード装置制御部
２０８、４０８、６０８  使用光送受信器管理制御部
２０９、４０９、６０９  メモリ
【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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