(57)【要約】【課題】本発明は、トラフィックに許容される故障率以下に瞬断を抑止する光通信システム及び光通信方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る光通信システムは、複数のＯＮＵ−Ａ（１１−１−Ａ）と一つのＯＬＴ（２１−１）間で時間領域及び複数の波長領域を共用し、光スプリッタ１２を利用して信号光を送受信する光通信システムであって、ＯＬＴ（２１−１）は、ＯＮＵ−Ａ（１１−１−Ａ）の光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）の通信状態を監視して光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）ごとの故障率を算出し、故障率が予め定められた一定値未満であれば、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に割り当てる波長の切り替えを可能にし、故障率が一定値以上であれば、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に割り当てる波長の切り替えを抑止する光通信システムである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光加入者側装置と一つの局側装置間で時間領域及び複数の波長領域を共用し、受動光分岐回路を利用して信号光を送受信する光通信システムであって、
前記局側装置は、
前記加入者側装置の光送信機の通信状態を監視して前記光送信機ごとの故障率を算出し、
切り替えした場合の前記故障率が予め定められた一定値未満であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の切り替えを可能にし、
切り替えした場合の前記故障率が前記一定値以上であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の切り替えを抑止する光通信システム。
【請求項２】
前記局側装置は、
前記加入者側装置の光送信機が通信中であるか否か、及び、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の所定の通信時間における切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を監視し、
通信中における波長の切り替えに起因する故障率を前記光送信機ごとに算出する請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
複数の光加入者側装置と一つの局側装置間で時間領域及び複数の芯線領域を共用し、受動光分岐回路を利用して信号光を送受信する光通信システムであって、
前記局側装置は、
前記加入者側装置の光送信機の通信状態を監視して前記光送信機ごとの故障率を算出し、
切り替えした場合の前記故障率が予め定められた一定値未満であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の切り替えを可能にし、
切り替えした場合の前記故障率が前記一定値以上であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の切り替えを抑止する光通信システム。
【請求項４】
前記局側装置は、
前記加入者側装置の光送信機が通信中であるか否か、及び、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の所定の通信時間における切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を監視し、
通信中における芯線の切り替えに起因する故障率を前記光送信機ごとに算出する請求項３に記載の光通信システム。
【請求項５】
前記予め定められた一定値は、
前記加入者側装置の光送信機に許容される故障率から、前記光通信システムで想定される故障率を差し引いた故障率であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光通信システム。
【請求項６】
複数の光加入者側装置と一つの局側装置間で時間領域及び複数の波長領域を共用し、受動光分岐回路を利用して信号光を送受信する光通信方法であって、
前記局側装置は、
前記加入者側装置の光送信機の通信状態を監視して前記光送信機ごとの故障率を算出し、
切り替えした場合の前記故障率が予め定められた一定値未満であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の切り替えを可能にし、
切り替えした場合の前記故障率が前記一定値以上であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の切り替えを抑止する光通信方法。
【請求項７】
前記局側装置は、
前記加入者側装置の光送信機が通信中であるか否か、及び、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の所定の通信時間における切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を監視し、
通信中における波長の切り替えに起因する故障率を前記光送信機ごとに算出する請求項６に記載の光通信方法。
【請求項８】
複数の光加入者側装置と一つの局側装置間で時間領域及び複数の芯線領域を共用し、受動光分岐回路を利用して信号光を送受信する光通信方法であって、
前記局側装置は、
前記加入者側装置の光送信機の通信状態を監視して前記光送信機ごとの故障率を算出し、
切り替えした場合の前記故障率が予め定められた一定値未満であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の切り替えを可能にし、
切り替えした場合の前記故障率が前記一定値以上であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の切り替えを抑止する光通信方法。
【請求項９】
前記局側装置は、
前記加入者側装置の光送信機が通信中であるか否か、及び、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の所定の通信時間における切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を監視し、
通信中における芯線の切り替えに起因する故障率を前記光送信機ごとに算出する請求項８に記載の光通信方法。
【請求項１０】
前記予め定められた一定値は、
前記加入者側装置の光送信機に許容される故障率から、前記光通信システムで想定される故障率を差し引いた故障率であることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の光通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光送信機を複数のグループに振り分けて収容する通信システム、特に波長分割多重技術又は芯線多重を用いた光通信システム及び光通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
経済的な高速アクセスネットワークを実現するための光ネットワークとしてＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）が知られている。ＰＯＮはアクセスネットワークで従来用いられているのと同様な安価なＳｉＧｅ−ＢｉＣＭＯＳプロセス、強度変調−直接検波、時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を想定すると、電子デバイスの制約により１０Ｇｂｉｔ／ｓが１つの上限と考えられている。
【０００３】
そこで、更なる高速化を図るため、ユーザ多重に波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）や芯線（方路）多重を適用する技術も提案されている。しかし、波長分割多重を用いる技術は、ユーザごとに異なる波長を用いるため、ユーザ側機器であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）の更改及びユーザ数分の波長の割当及び制御が必要であり、かつ局側装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）にユーザ数分の光送光受信機（２０−１）が必要となるため、コスト上昇という課題が発生する。芯線多重は、芯線分だけ光送光受信機（２０−１）と芯線が必要になるため、コスト上昇という課題が発生する。
【０００４】
この課題に対し、ユーザ全体に割り当てうる総帯域を拡張する総帯域拡張方式として、ＯＮＵを複数グループに分別し、グループ間で波長分割多重し、グループ内で時分割多重するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ方式（例えば、非特許文献１参照。）がある。これは、波長を複数のＯＮＵで共用することで、総帯域拡張に伴うコスト上昇という課題を解決している。
【０００５】
また、冗長構成のための予備芯線を現用芯線として利用する方式（例えば、非特許文献２参照。）がある。この方式は、冗長芯線を活用することで、総帯域拡張に伴うコスト上昇という課題を解決している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「総帯域拡張型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮと動的波長帯域割当の一提案」、吉野學、原一貴、中村浩崇、木村俊二、吉本直人、雲崎清美（日本電信電話株式会社、アクセスサービスシステム研究所）、２００９年電子情報通信学会総合大会、通信講演論文集２、４２６ページ
【非特許文献２】「ＡＴＭ−ＰＯＮのプロテクション方式及び動的帯域割当との連携動作の検討」、吉田俊和、向井宏明、岩崎充佳、浅芝慶弘、一番ケ瀬広、横谷哲也、２００１年５月ＣＳ方式研究会電子情報通信学会技術研究報告ｖｏｌ．１０１（５３）：ＣＳ２００１−２１，ｐｐ．２５−３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ＯＮＵの使用する波長又は芯線を切り替える際、切り替えに要する時間が伝送フレームの間隔よりも長い場合がある。電話やＴＶ放送などのようにリアルタイム性が重要視されるアプリケーションデータの場合、切り替えに要する時間が長いと、受信が瞬断する課題もある。このようなトラフィックの場合、例えば、稼働率９９．９９９％、即ち故障率０．００１％が要求される。そのため、切り替えに際して瞬断する回数が多くなると要求される稼働率を満足することはできない課題があった。
【０００８】
図６に、従来の光通信システムにおける故障率の一例を示す。切り替えを行う時刻ｔ１以前は、光通信システム自体の故障率である。切り替えに伴い、故障と看做される瞬断が発生し、見掛けの故障率は上昇する。そして、切り替え後の時間の経過と共に、見掛けの故障率は上昇する。切り替え後の見掛けの故障率が十分に低下する前に切り替えを繰り返すと、徐々に見掛けの故障率は上昇し、ついには許容故障率を超過する。このように、故障率を考慮せずに切り替えた場合、見掛けの故障率が時刻ｔ４に許容故障率を超過する。
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、トラフィックに許容される故障率以下に瞬断を抑止する光通信システム及び光通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る光通信システム及び光通信方法は、切り替えに要する時間が長く、通信が瞬断した時は、当該トラフィックの許容する故障率から通信システムの想定される故障率を差し引いた故障率未満となるように、切り替えを抑止することで、許容する故障率以下に品質劣化を抑制することとした。
【００１１】
具体的には、本発明に係る光通信システムは、複数の光加入者側装置と一つの局側装置間で時間領域及び複数の波長領域を共用し、受動光分岐回路を利用して信号光を送受信する光通信システムであって、前記局側装置は、前記加入者側装置の光送信機の通信状態を監視して前記光送信機ごとの故障率を算出し、切り替えした場合の前記故障率が予め定められた一定値未満であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の切り替えを可能にし、切り替えした場合の前記故障率が前記一定値以上であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の切り替えを抑止する光通信システムである。
【００１２】
故障率が一定値を超えないように、波長の切り替えを抑止させることができる。これにより、トラフィックに許容される故障率以下に瞬断を抑止する光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【００１３】
本発明に係る光通信システムでは、前記局側装置は、前記加入者側装置の光送信機が通信中であるか否か、及び、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の所定の通信時間における切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を監視し、通信中における波長の切り替えに起因する故障率を前記光送信機ごとに算出することが好ましい。
【００１４】
具体的には、本発明に係る光通信システムは、複数の光加入者側装置と一つの局側装置間で時間領域及び複数の芯線領域を共用し、受動光分岐回路を利用して信号光を送受信する光通信システムであって、前記局側装置は、前記加入者側装置の光送信機の通信状態を監視して前記光送信機ごとの故障率を算出し、切り替えした場合の前記故障率が予め定められた一定値未満であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の切り替えを可能にし、切り替えした場合の前記故障率が前記一定値以上であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の切り替えを抑止する光通信システムである。
【００１５】
故障率が一定値を超えないように、芯線の切り替えを抑止させることができる。これにより、トラフィックに許容される故障率以下に瞬断を抑止する光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【００１６】
本発明に係る光通信システムでは、前記局側装置は、前記加入者側装置の光送信機が通信中であるか否か、及び、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の所定の通信時間における切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を監視し、通信中における芯線の切り替えに起因する故障率を前記光送信機ごとに算出することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る光通信システムでは、前記予め定められた一定値は、前記加入者側装置の光送信機に許容される故障率から、前記光通信システムで想定される故障率を差し引いた故障率であることが好ましい。
【００１８】
具体的には、本発明に係る光通信方法は、複数の光加入者側装置と一つの局側装置間で時間領域及び複数の波長領域を共用し、受動光分岐回路を利用して信号光を送受信する光通信方法であって、前記局側装置は、前記加入者側装置の光送信機の通信状態を監視して前記光送信機ごとの故障率を算出し、切り替えした場合の前記故障率が予め定められた一定値未満であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の切り替えを可能にし、切り替えした場合の前記故障率が前記一定値以上であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の切り替えを抑止する光通信方法である。
【００１９】
故障率が一定値を超えないように、波長の切り替えを抑止させることができる。これにより、トラフィックに許容される故障率以下に瞬断を抑止する光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【００２０】
本発明に係る光通信方法では、前記局側装置は、前記加入者側装置の光送信機が通信中であるか否か、及び、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる波長の所定の通信時間における切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を監視し、通信中における波長の切り替えに起因する故障率を前記光送信機ごとに算出することが好ましい。
【００２１】
具体的には、本発明に係る光通信方法は、複数の光加入者側装置と一つの局側装置間で時間領域及び複数の芯線領域を共用し、受動光分岐回路を利用して信号光を送受信する光通信方法であって、前記局側装置は、前記加入者側装置の光送信機の通信状態を監視して前記光送信機ごとの故障率を算出し、切り替えした場合の前記故障率が予め定められた一定値未満であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の切り替えを可能にし、切り替えした場合の前記故障率が前記一定値以上であれば、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の切り替えを抑止する光通信方法である。
【００２２】
故障率が一定値を超えないように、芯線の切り替えを抑止させることができる。これにより、トラフィックに許容される故障率以下に瞬断を抑止する光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【００２３】
本発明に係る光通信方法では、前記局側装置は、前記加入者側装置の光送信機が通信中であるか否か、及び、前記加入者側装置の光送信機に割り当てる芯線の所定の通信時間における切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を監視し、通信中における芯線の切り替えに起因する故障率を前記光送信機ごとに算出することが好ましい。
【００２４】
本発明に係る光通信方法では、前記予め定められた一定値は、前記加入者側装置の光送信機に許容される故障率から、前記光通信システムで想定される故障率を差し引いた故障率であることが好ましい。
【００２５】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、トラフィックに許容される故障率以下に瞬断を抑止する光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態に係る光通信システムの一例を示す構成概略図である。
【図２】Ｘ点における光送信機からの信号光のタイムチャートの一例を表す。
【図３】本実施形態に係る故障率の一例を示す。
【図４】本実施形態の光通信システムを説明する概念図である。
【図５】Ｘ点における光送信機からの信号光のタイムチャートの一例を表す。
【図６】従来の光通信システムにおける故障率の一例を示す
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る光通信システムの一例を示す構成概略図である。本実施形態に係る光通信システムは、複数の光加入者側装置としてのＯＮＵ−Ａ（１１−１−Ａ）及びＯＮＵ−Ｂ（１１−１−Ｂ）及びＯＮＵ−Ｃ（１１−１−Ｃ）と、局側装置としてのＯＬＴ（２１−１）と、受動光分岐回路としての光スプリッタ１２と、を備える。
【００３０】
本実施形態に係る光通信システムは、ＯＮＵ−Ａ〜Ｃ（１１−１−Ａ〜Ｃ）とＯＬＴ（２１−１）間で時間領域及び複数の波長領域を共用し、光スプリッタ１２を含む光伝送路を介して信号光を送受信する。光通信システムは、例えば、ＰＯＮへの適用が代表的であるが、ＰＯＮ以外のパッシブツリーなども適用できる。
【００３１】
本実施形態に係る光通信システムは、制御器（不図示）を備え、本実施形態に係る光通信方法を実行する。制御器（不図示）は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）の通信状態を監視して光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）ごとの故障率を算出し、切り替えした場合の故障率が予め定められた一定値未満であれば、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に割り当てる波長の切り替えを可能にし、切り替えした場合の故障率が一定値以上であれば、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に割り当てる波長の切り替えを抑止する。以下、本実施形態に係る光通信システム及び光通信方法について、具体的に説明する。
【００３２】
制御器（不図示）は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）の通信状態を監視可能な位置に接続されている。例えば、光スプリッタ１２とＯＬＴ（２１−１）との光伝送路に接続される。制御器（不図示）は、例えば、ＯＬＴ（２１−１）に配置される。
【００３３】
ＯＮＵ−Ａ（１１−１−Ａ）は、光送信機Ａ（１０−１−Ａ）を備える。ＯＮＵ−Ｂ（１１−１−Ｂ）及びＯＮＵ−Ｃ（１１−１−Ｃ）についても同様である。ＯＬＴ（２１−１）は、光合分波器（２５）と、受光器ａ（２２−１−ａ）と、受光器ｂ（２２−１−ｂ）と、を備える。光合分波器（２５）は、例えば、波長フィルタである。受光器ａ，ｂ（２２−１−ａ，ｂ）は、例えば、フォトダイオードである。ここでは、ＯＮＵ−Ａ〜Ｃ（１１−１−Ａ〜Ｃ）に搭載される光受信機（２０−１）、ＯＬＴ（２１−１）に搭載される光送信機は省略している。
【００３４】
ＯＮＵ−Ａ〜Ｃ（１１−１−Ａ〜Ｃ）は、加入者宅に設置されている。光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）は、割り当てられた波長の信号光を出力する。割り当てられた波長は、選択可能な複数の波長のうちの１波長である。出力された信号光は、光ファイバを伝達し、光スプリッタ（１２）で結合される。光伝送路は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）からの信号光を波長分割多重且つ時分割多重して光受信機（２０−１）へ結合する。光合分波器（２５）は、光伝送路からの信号光を波長毎に分波して出力する。受光器ａ，ｂ（２２−１−ａ，ｂ）は、光合分波器（２５）からの信号光をそれぞれ受光する。これにより、光受信機（２０−１）は、複数の波長毎に光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）からの信号光を受信する。
【００３５】
制御器（不図示）は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に対して信号光を送信できる波長と時間を割り当てる。例えば、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）は、２波長（λ１、λ２）の中から割り当てられた所定の１波長で信号光を出力する。このように制御器（不図示）が光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に波長と時間を割り当てることで、割当帯域が決定される。
【００３６】
光伝送路は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）からの信号光を合波して光受信機（２０−１）に結合する。ここで、異なる波長の信号光は同時に受信できるが、同一波長の光信号を同時に受信することはできない。そこで、制御器（不図示）は同一波長の信号光が同時に光受信機（２０−１）に到着しないように、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に対して通信可能時間を指定する必要がある。
【００３７】
図２は、Ｘ点における光送信機からの信号光のタイムチャートの一例を表す。送信割当は、縦方向が光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に与えられた送信波長領域であり、横方向が光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に与えられた送信割当時間を示す。光送信機Ａ（１０―１−Ａ）は、波長λ１の信号光を時間ｔ１から時間ｔ２までの割当時間領域で送信し、波長λ２の信号光を時間ｔ２＋Δｔから時間ｔ３までの割当時間領域で送信する。光送信機Ｂ（１０―１−Ｂ）は、波長λ２の信号光を時間ｔ１から時間ｔ２までの割当時間領域で送信する。光送信機Ｃ（１０―１−Ｃ）は、波長λ１の信号光を時間ｔ２から時間ｔ３までの割当時間領域で送信する。このように、本実施形態の光通信システムは、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）からの信号光を波長分割多重且つ時分割多重をして光受信機（２０−１）に結合する。このように、本実施形態の光通信システムは、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）からの信号光を波長分割多重且つ時分割多重をして光受信機（２０−１）に結合する。
【００３８】
この場合、制御器（不図示）は、時間ｔ１で光送信機Ａ（１０―１−Ａ）に波長λ１の信号光を出力するよう指示し、光送信機Ｂ（１０―１−Ｂ）に波長λ２の信号光の送出を出力するよう指示し、光送信機Ｃ（１０―１−Ｃ）に信号光の送出を止めるように指示する。制御器（不図示）は、時間ｔ２で光送信機Ａ（１０―１−Ａ）に送出する波長を切り替えて、波長λ１の代りに、波長λ２の信号光の送出を出力するよう指示し、光送信機Ｂ（１０―１−Ｂ）に波長λ２の信号光の送出を止めるように指示し、光送信機Ｃ（１０―１−Ｃ）に波長λ１の信号光を送出するように指示する。光送信機Ａ（１０―１−Ａ）は、波長切り替えの指示に従い、切り替えに要する時間Δｔ経過後に波長λ２の信号光を送出する。
【００３９】
ここで、切り替えに要する時間Δｔは、制御器（不図示）が光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に指示を伝達するに要する時間を含めても良い。また、制御器（不図示）は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）から光受信機（２０−１）までの伝送距離が異なる場合、合波したときに重ならないように信号光間の間隔を調整する。信号光がフレームで構成されている場合、制御器（不図示）はフレーム間隔を調整することになる。
【００４０】
なお、図１では、３つの光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）と２波長で例示しているが、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）の数は増減してもよいし、波長分割多重する波長の数も３以上であってよい。また、図１では、１つの光受信機（２０−１）側が波長分割多重した信号を受信しているが、光受信機（２０−１）は複数であってもよい。さらに、本光通信システムは双方向通信のシステムであってもよい。上述のように本光通信システムは、制御器（不図示）が光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に対して信号光を送出できる波長と時間を割り当てている。このように制御器（不図示）が光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に割り当てた波長と時間で通信可能な通信量が割当帯域である。
【００４１】
制御器（不図示）は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）の通信状態を監視する。例えば、制御器（不図示）は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）が通信中であるか否かを監視するとともに、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）に割り当てる波長の所定の通信時間における切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を監視する。このとき、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）の許容故障率も監視する。
【００４２】
例えば、制御器（不図示）は、伝送するトラフィックの種類と通信中か否かを識別する。トラフィックの種類から、当該トラフィックの許容故障率を判別する。トラフィックの種類がＧＥ−ＰＯＮの上りトラフィックの場合であれば、トラフィックの許容故障率は、データフレームからＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  ＩＤ）とＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）タグのユーザプライオリティビット（優先度）を読み出すことで識別できる。また、当該トラフィックの伝送がＳＩＰ等の制御フレームにより開始し、終了されるようなトラフィックの種類であれば、トラフィックの許容故障率は、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の制御フレームによりトラフィックの種別を識別することができる。
【００４３】
通信中か否かは、一定時間における同一のＬＬＩＤやＶＬＡＮタグのユーザプライオリティビットのフレーム数が所定の値以上であるか、一定時間の間に同一のＬＬＩＤやＶＬＡＮタグのユーザプライオリティビットのフレームがバッファに蓄積されたかで判定することができる。ＳＩＰ等の制御フレームにより開始し、終了されるようなトラフィックであれば、通信が開始され終了するまでの間は通信中であると判定することができる。
【００４４】
なお、フレームの導通又はバッファへの蓄積の有無を利用する方法は電話等のトラフィックで無音時間中は信号光を送出しない機器への対応の観点から、ＳＩＰ等の制御フレームを利用する方法は開始又は終了を意味するＳＩＰ等の制御フレームの欠落による通信中か否かを誤判定する可能性を減らすために、相互に併用することが望ましい。
【００４５】
制御器（不図示）は、通信中における波長の切り替えに起因する故障率を光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）ごとに算出する。例えば、制御器（不図示）は、当該トラッフィクの通信中の所定の通信時間における波長の切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を積算し、過去所定の時間における回数や通信断時間から対応する故障率を算出する。そして、算出した故障率が予め定められた一定値を超過したか否かを判定する。算出した故障率が予め定められた一定値を超過中は、切り替えを抑止する。算出した故障率が予め定められた一定値を下回ると抑止を解除する。
【００４６】
新たに切り替えを行った場合に算出された故障率が予め定められた一定値を上回る際は波長の切り替えを抑止する。新たに切り替えを行った場合に算出されうる故障率が予め定められた一定値を下回る際は、波長の切り替えの抑止を解除することが望ましい。
【００４７】
図３は、本実施形態に係る故障率の一例を示す。切り替え後の時間の経過と共に、見掛けの故障率は上昇する。しかし、時間ｔ２の切り替え以降から時間ｔ４の間に次の切り替えを行うと、許容故障率を超過する。この場合、制御部は波長の切り替えを抑止する。次に切り替えを行っても、許容しうる故障率を超過しなくなるまで、見掛けの故障率が下がった時間ｔ４の後（本図では１回切り替えを休止）、次の切り替えを行う。このため、見掛けの故障率は許容しうる故障率を超過しない。
【００４８】
ここで、予め定められた一定値は、トラフィックの種類に応じて設定する。例えば、予め定められた一定値は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）で伝送するトラフィックに許容される故障率から、光通信システムで想定される故障率を差し引いた故障率である。通信システムは波長により冗長化が図られており、通信システムの想定される故障率が十分に低い場合は、トラフィックの許容する故障率から通信システムの想定される故障率を差し引かなくても良い。またこの場合、故障率を算出する際に、当該トラフィックが通信していない時の切り替えによる見掛け上の故障率の上昇は計上しなくて良い。
【００４９】
トラフィックが映像放送等であり、チャネル切り替えが識別できる場合がある。この場合、波長を切り替えない場合のチャネル切り替えに要する時間が、波長の切り替えに要する時間に対して十分に大きければ、チャネル切り替え最中の波長の切り替えによる見掛け上の故障率の上昇は計上しなくて良い。また、上記の説明では、単一の光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）は、同時に単一の波長でのみ通信する例で説明したが、同時に複数の波長を用いて通信する場合の同様である。
【００５０】
以上のようにして、本実施形態の光通信システムは、トラフィックの要求する品質を確保しつつ、複数のユーザを複数の送受信器に振り分けて収容して総帯域を拡張する光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【００５１】
（実施形態２）
図４は、本実施形態の光通信システムを説明する概念図である。本光通信システムと図１の光通信システムとの違いは、各光送信機を複数の波長に振り分けて収容する代りに、複数の芯線に振り分けて収容するところである。
【００５２】
本実施形態に係る光通信システムは、制御器（不図示）を備え、本実施形態に係る光通信方法を実行する。制御器（不図示）は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）の通信状態を監視して光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）ごとの故障率を算出し、故障率が予め定められた一定値未満であれば、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）に割り当てる芯線の切り替えを可能にし、故障率が一定値以上であれば、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）に割り当てる芯線の切り替えを抑止する。以下、本実施形態に係る光通信システム及び光通信方法について、具体的に説明する。
【００５３】
制御器（不図示）は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）の通信状態を監視可能な位置に接続されている。例えば、光スプリッタ１２とＯＬＴ（２１−２）との光伝送路に接続される。制御器（不図示）は、例えば、ＯＬＴ（２１−２）に配置される。
【００５４】
制御器は、実施形態１における波長を芯線に読み替えれば同様である。制御器は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）に対して信号光を送信できる芯線と時間を割り当てる。例えば、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）は、２芯線（Ｈ１、Ｈ２）の中から割り当てられた所定の１芯線で信号光を出力する。このように制御器（不図示）が光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）に芯線と時間を割り当てることで、割当帯域が決定される。
【００５５】
光通信システムは、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）、複数の光伝送路、光受信機（２０−２）及び制御器（不図示）を備える。光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）は各ユーザに所有されており、選択可能な複数の芯線のうちの１芯線に光信号を出力する。光受信機（２０−２）は、複数の芯線毎に光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）からの光信号を受信する。光伝送路は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）からの光信号を時分割多重して芯線毎にそれぞれ光受信機（２０−２）へ結合する。
【００５６】
制御器は、実施形態１における波長を芯線に読み替えれば同様である。制御器は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）に対して、芯線毎に時分割多重で帯域を割り当てる。例えば、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）は、２芯線（Ｈ１、Ｈ２）の中から割り当てられた所定の１芯線で信号光を出力する。光送信機Ａ（１０−２−Ａ）は芯線Ｈ１で信号光を送信可能領域で送信する。光送信機Ｂ（１０−２−Ｂ）は芯線Ｈ１の信号光を送信可能領域で送信する。光送信機Ｃ（１０−２−Ｃ）は芯線Ｈ２の信号光を送信可能領域で送信する。
【００５７】
光伝送路は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）からの信号光をそれぞれ光受信機（２０−２）に結合する。ここで、異なる芯線の信号光は同時に受信できるが、同一芯線の光信号を同時に受信することはできない。そこで、制御器は同一芯線の信号光が同時に光受信機（２０−２）に到着しないように、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）に対して通信可能時間を指定する必要がある。
【００５８】
図５に、Ｘ点における光送信機からの信号光のタイムチャートの一例を表す。横軸は時間であり、縦軸は芯線又は帯域である。制御器は、時間ｔ１で光送信機Ａに芯線Ｈ１の信号光を出力するよう指示し、光送信機Ｂに芯線Ｈ２の信号光の送出を出力するよう指示し、光送信機Ｃに信号光の送出を止めるように指示する。制御器は、時間ｔ２で光送信機Ａに送出する芯線を切り替えて、芯線Ｈ１の代りに、芯線Ｈ２の信号光の送出を出力するよう指示し、光送信機Ｂに芯線Ｈ２の信号光の送出を止めるように指示し、光送信機Ｃに芯線Ｈ１の信号光を送出するように指示する。光送信機Ａは、芯線切り替えの指示に従い、切り替えに要する時間Δｔ経過後に芯線Ｈ２の信号光を送出する。このように、図４に示す光通信システムは、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）からの信号光を芯線多重且つ時分割多重をして光受信機（２０−２）に結合する。
【００５９】
ここで、切り替えに要する時間Δｔは、制御器が芯線を変更する装置、本実施例では光送信機と離れたところにある場合は、当該装置が送受信に係る芯線を変更する装置に制御器からの指示を伝達するに要する時間を含めても良い。また、制御器は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）から光受信機（２０−２）までの伝送距離が異なる場合、それらの信号光が重ならないように信号光間の間隔を調整する。信号光がフレームで構成されている場合、制御器はフレーム間隔を調整することになる。
【００６０】
光受信機（２０−２）は、光伝送路からの光を芯線毎にそれぞれ受光する複数の受光器ａ、ｂと、を有する。受光器ａ、ｂは、例えば、フォトダイオードである。受光器ａ、ｂは、それぞれ受光した信号光を電気信号として出力する。
【００６１】
なお、図４では、３つの光送信機と２芯線で例示しているが、光送信機の数は増減してもよいし、芯線多重する芯線の数も３以上であってよい。また、図３では２つの光受信機（２０−２）側が芯線多重した信号を受信しているが、光受信機（２０−２）は複数であってもよい。さらに、本光通信システムは双方向通信のシステムであってもよい。
【００６２】
上述のように本光通信システムは、制御器が光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）に対して信号光を送出できる芯線と時間を割り当てている。このように制御器が光送信機に割り当てた芯線と時間で通信可能な通信量が割当帯域となる。
【００６３】
制御器（不図示）は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）の通信状態を監視する。例えば、制御器（不図示）は、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）が通信中であるか否かを監視するとともに、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）に割り当てる芯線の所定の通信時間における切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を監視する。このとき、光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）の許容故障率も監視する。具体例については実施形態１と同様である。
【００６４】
制御器（不図示）は、通信中における芯線の切り替えに起因する故障率を光送信機Ａ〜Ｃ（１０−２−Ａ〜Ｃ）ごとに算出する。例えば、制御器（不図示）は、当該トラッフィクの通信中の所定の通信時間における芯線の切り替え回数又は通信時間当たりの通信断時間を積算し、過去所定の時間における回数又は通信断時間から対応する故障率を算出する。そして、算出した故障率が予め定められた一定値を超過したか否かを判定する。算出した故障率が予め定められた一定値を超過中は、切り替えを抑止する。算出した故障率が予め定められた一定値を下回ると抑止を解除する。
【００６５】
新たに切り替えを行った場合に算出された故障率が予め定められた一定値を上回る際は芯線の切り替えを抑止する。新たに切り替えを行った場合に算出されうる故障率が予め定められた一定値を下上回る際は、芯線の切り替えの抑止を解除することが望ましい。
【００６６】
トラフィックが映像放送等であり、チャネル切り替えが識別できる場合がある。この場合、芯線を切り替えない場合のチャネル切り替えに要する時間が、芯線の切り替えに要する時間に対して十分に大きければ、チャネル切り替え最中の芯線の切り替えによる見掛け上の故障率の上昇は計上しなくて良い。
【００６７】
トラフィックが映像放送等であり、チャネル切り替えが識別できる場合がある。この場合、芯線を切り替えない場合のチャネル切り替えに要する時間が、芯線の切り替えに要する時間に対して十分に大きければ、チャネル切り替え最中の芯線の切り替えによる見掛け上の故障率の上昇は計上しなくて良い。
【００６８】
以上のようにして、本実施形態の光通信システムは、トラフィックの要求する品質を確保しつつ、複数のユーザを複数の送受信器に振り分けて収容して総帯域を拡張する光通信システム及び光通信方法を提供することができる。
【００６９】
また、上記の説明では、単一の光送信機Ａ〜Ｃ（１０−１−Ａ〜Ｃ）は、同時に単一の芯線でのみ通信する例で説明したが、同時に複数の芯線を用いて通信する場合も同様であるし、本発明の第１の実施形態と本実施形態を組み合わせた場合も同様である。なお、割り当てに際して、ＯＮＵ−ＯＬＴ間の距離差、波長分散、複数の芯線間の距離差に伴う伝達時間の差を考慮して、同時に送信できない場合の送信機の送信時間が重複しないように、同時に受信できない場合の受信機に到着する信号の到着時間同士が重複しないように割り当てる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０−１−Ａ〜Ｃ、１０−２−Ａ〜Ｃ：光送信機Ａ〜Ｃ
１１−１−Ａ〜Ｃ、１１−２−Ａ〜Ｃ：ＯＮＵ−Ａ〜Ｃ
１２：光スプリッタ
２０−１、２０−２：光受信機
２１−１、２１−２：ＯＬＴ
２２−１−ａ，ｂ、２２−２−ａ，ｂ：受光器ａ，ｂ
２５：光合分波器
【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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