(57)【要約】【課題】波長分割多重方式により収容するユーザ側装置が備える波長リソースの管理を行う回路の規模を小さくする。【解決手段】ＯＬＴ２は、互いに異なる波長で通信を行う複数のＯＳＵ２２を備え、各ＯＳＵ２２と光ファイバ網を介して接続される１以上のＯＮＵ３と波長分割多重方式によって通信を行う。ＯＬＴ２は、波長切替動作の対象となるＯＮＵ３を再起動させる。ＯＮＵ３が再起動後に初期接続を試みる際に、ＯＬＴ２は、切替先の波長の制御信号に利用状況「通信未開始」を設定して配信し、その他の波長の制御信号には利用状況「通信開始済み」を設定して配信する。ＯＮＵ３は、「通信開始済み」が設定された制御信号の波長に基づいて、通信に使用する波長を決定する。【選択図】図１
2019062283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ側装置と、光ファイバ網を介して接続される１以上の前記ユーザ側装置と波長分割多重方式によって通信する収容局側装置とを有する光通信システムであって、
前記収容局側装置は、
前記ユーザ側装置との間でそれぞれ異なる波長の光信号を送受信する複数の第一光送受信部と、
波長切替対象の前記ユーザ側装置に再起動を指示する再起動指示部と、
前記第一光送受信部における前記波長を用いた通信の状況を示す波長使用状況情報を制御信号に設定して配信する配信部とを備え、
前記ユーザ側装置は、
前記収容局側装置との間で光信号を送受信する第二光送受信部と、
自装置が前記光通信システムへ接続した後、及び、前記収容局側装置からの指示により再起動を行った後のそれぞれにおいて、前記収容局側装置から配信された前記制御信号に設定されている前記波長使用状況情報に基づいて自装置が使用する波長を決定し、決定した前記波長を送受信に使用するよう前記第二光送受信部を制御する制御部とを備え、
前記配信部は、波長切替対象の前記ユーザ側装置の切替先の波長の前記波長使用状況情報には通信未開始を設定し、他の波長の前記波長使用状況情報には通信開始済みを設定する、
光通信システム。
【請求項２】
前記ユーザ側装置が新たに前記光通信システムに接続された場合に送信する前記制御信号と、前記再起動指示部が波長切替対象の前記ユーザ側装置に再起動を指示した場合に送信する前記制御信号とは、同じ信号種別の信号である、
請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
前記配信部は、前記ユーザ側装置が新たに前記光通信システムに接続された場合に、前記ユーザ側装置へ使用を許可しない波長の前記波長使用状況情報に通信開始済みを設定する、
請求項１又は請求項２に記載の光通信システム。
【請求項４】
前記配信部は、前記第一光送受信部から、当該第一光送受信部の前記波長使用状況情報を設定した制御信号を配信させ、
前記制御部は、前記光通信システムに接続した後、及び、前記収容局側装置からの指示により再起動した後のそれぞれにおいて、前記波長使用状況情報に通信未開始が設定された前記制御信号を受信するまで、前記第二光送受信部が受信に使用する波長を変更するよう制御する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光通信システム。
【請求項５】
ユーザ側装置と、光ファイバ網を介して接続される１以上の前記ユーザ側装置と波長分割多重方式によって通信する収容局側装置とを有する光通信システムにおける波長リソース管理方法であって、
前記収容局側装置において、
複数の第一光送受信部のそれぞれが、他の前記第一光送受信部とは異なる波長の光信号を前記ユーザ側装置との間で送受信する第一光送受信ステップと、
再起動指示部が、波長切替対象の前記ユーザ側装置に再起動を指示する再起動指示ステップと、
配信部が、前記第一光送受信部における前記波長を用いた通信の状況を示す波長使用状況情報を制御信号に設定して配信する配信ステップとを実行し、
前記ユーザ側装置において、
第二光送受信部が、前記収容局側装置との間で光信号を送受信する第二光送受信ステップと、
制御部が、当該ユーザ側装置が前記光通信システムへ接続した後、及び、前記収容局側装置からの指示により再起動を行った後のそれぞれにおいて、前記収容局側装置から配信された前記制御信号に設定されている前記波長使用状況情報に基づいて自装置が使用する波長を決定し、決定した前記波長を送受信に使用するよう前記第二光送受信部を制御する制御ステップとを実行し、
前記配信ステップでは、波長切替対象の前記ユーザ側装置の切替先の波長の前記波長使用状況情報には通信未開始を設定し、他の波長の前記波長使用状況情報には通信開始済みを設定する、
波長リソース管理方法。
【請求項６】
光ファイバ網を介して接続される１以上のユーザ側装置と波長分割多重方式によって通信する収容局側装置であって、
前記ユーザ側装置との間でそれぞれ異なる波長の光信号を送受信する複数の光送受信部と、
波長切替対象の前記ユーザ側装置に再起動を指示する再起動指示部と、
前記光送受信部における前記波長を用いた通信の状況を示す波長使用状況情報を制御信号に設定して配信する配信部とを備え、
前記配信部は、波長切替対象の前記ユーザ側装置の切替先の波長の前記波長使用状況情報には通信未開始を設定し、他の波長の前記波長使用状況情報には通信開始済みを設定する、
収容局側装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システム、波長リソース管理方法及び収容局側装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、爆発的に増えるトラフィック需要に対応するため、これまで普及してきたＦＴＴＨ（Fiber to the home）サービスを支える光アクセスシステムへの更なる発展として、高速化・高度化を目指した次世代の光アクセスシステムである、40-Gigabit-capable passive optical network（ＮＧ−ＰＯＮ２：Next generation-passive optical network 2）システムが活発に議論されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
現行のＦＴＴＨで適用されている１Ｇ−ＥＰＯＮ（Gigabit-Ethernet passive optical network）では、１波長を複数加入者で共有している。これに対してＮＧ−ＰＯＮ２では、図５に示すようなＴＷＤＭ−ＰＯＮ（Time and wavelength division multiplexing-PON）システムの技術が採用されており、複数波長を複数加入者間で動的に共有すること（動的波長切替）で通信容量拡大を柔軟に達成することが可能である。
【０００４】
図５に示すＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムは、１台のＯＬＴ（Optical Line Terminal）と複数台のＯＮＵ（Optical Network Unit)とを有している。複数台のＯＮＵをそれぞれ、ＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２、…と記載する。また、ＯＬＴが備える複数台のＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）をそれぞれＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｍと記載する。同図では、Ｍ＝４の場合を示している。光信号の送受信に使用する波長は、ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｍでそれぞれ異なる。ＯＬＴからＯＮＵ方向の信号を下り信号、ＯＮＵからＯＬＴ方向の信号を上り信号とする。
【０００５】
ＷＤＭ（Wavelength division multiplexing）を採用するシステムにおいては、波長リソースの管理・監視が重要である。ＮＧ−ＰＯＮ２システムでは、各下り信号に、個別波長情報が監視制御信号として重畳されている。個別波長情報は、当該波長、伝送レート、対応する上り信号の波長・伝送レート、及びその波長セットがあるＯＮＵとの通信を既に開始しているかどうかを示す利用状況が埋め込まれている。
【０００６】
ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、初期接続と波長切替の２つの波長リソース管理動作をサポートする必要がある。以下に、初期接続ならびに波長切替についてそれぞれ方式の具体例を述べる。
【０００７】
図６は、ＯＮＵの初期接続に関わる波長リソース管理動作（例えば、非特許文献２参照）を示すシーケンス図である。ここでは、ＯＳＵ＃１は下り信号に波長λｄ１を、上り信号に波長λｄ１に対応する波長λｕ１を使用し、ＯＳＵ＃２は下り信号に波長λｄ２を、上り信号に波長λｄ２に対応する波長λｕ２を使用するものとする。
【０００８】
例えば、図５におけるＯＮＵ＃１は、短波長側の波長λｄ１に波長可変フィルタの透過帯域を設定する。ＯＳＵ＃１は、個別波長情報を設定した制御信号を、波長λｄ１を用いて送信する。個別波長情報には、上述した利用状況の情報が埋め込まれている。ＯＮＵ＃１は、波長λｄ１の制御信号を受信し、埋め込まれた個別波長情報を確認する。ここでは、ＯＳＵ＃１に他のＯＮＵが接続されていない状態であるため、波長λｄ１の個別波長情報には、利用状況「通信未開始」が設定されている。従って、ＯＮＵ＃１は、波長λｄ１を利用可能であると判断し、波長λｄ１に対応する上り波長λｕ１を用いて上り信号を出力するよう波長可変レーザの設定を変更する。ＯＮＵ＃１は、波長λｕ１を用いて上り光信号の接続要求を送信する。
【０００９】
ＯＳＵ＃１は、波長λｕ１により送信された接続要求を検知すると、波長λｕ１に対応した波長λｄ１を用いて接続要求承認を返送し、ＯＮＵ＃１との通信を開始する。ＯＳＵ＃１は、波長λｄ１の利用状況を「通信開始済み」に変更する。これにより、ＯＳＵ＃１は、波長λｄ１により配信する個別波長情報についても、利用状況を「通信開始済み」に変更する。
【００１０】
次いで、ＯＮＵ＃２が接続されたとする。まず、ＯＮＵ＃２は、波長使用状況を把握するため各波長の利用状況を確認する。ＯＮＵ＃２は、始めに波長λｄ１から接続を試みるために、波長可変フィルタの透過波長を波長λｄ１に設定する。ＯＮＵ＃２は、ＯＳＵ＃１から送信された波長λｄ１の制御信号を受信し、個別波長情報に設定された利用状況を確認する。ＯＮＵ＃２は、波長λｄ１の利用状況が「通信開始済み」であるため、別の波長を使う必要があると判断出来る。その後、ＯＮＵ＃２は、波長可変フィルタの透過波長を波長λｄ２に設定する。ＯＮＵ＃２は、ＯＳＵ＃２から送信された波長λｄ２の制御信号を受信し、個別波長情報に設定された利用状況を確認する。ＯＮＵ＃２は、波長λｄ２の利用状況が「通信未開始」であるため、波長λｄ２を利用可能であると判断する。ＯＮＵ＃２は、波長λｄ２に対応する上り波長λｕ２を用いて上り信号を出力するよう波長可変レーザの設定を変更する。ＯＮＵ＃２は、波長λｕ２を用いて上り光信号の接続要求を送信する。
【００１１】
ＯＳＵ＃２は、波長λｕ２により送信された接続要求を検知すると、波長λｕ２に対応した波長λｄ２を用いて接続要求承認を返送し、ＯＮＵ＃２との通信を開始する。ＯＳＵ＃２は、波長λｄ２の利用状況を「通信開始済み」に変更する。これにより、ＯＳＵ＃２は、波長λｄ２により配信する個別波長情報についても、利用状況を「通信開始済み」に変更する。
【００１２】
なお、ＯＳＵが保持及び配信する個別波長情報に含まれる利用状況は、当該ＯＳＵと接続しているＯＮＵへ再起動を指示することにより、「通信開始済み」から「通信未開始」の状態へと変更される。
【００１３】
次に、図７を用いて、図６に示す初期接続後に波長切替を行うときの動作について説明する。図７は、初期接続後の波長切替に関わる波長リソース管理動作（例えば、非特許文献２参照）を示すシーケンス図である。この波長切替動作においては、ＯＮＵが送受信する波長を変更することで、接続先のＯＳＵが切り替わる。
【００１４】
初めに切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵへＯＮＵ情報の引き渡しが行われる。その後、切替元ＯＳＵから、波長切替の対象であり、かつ、当該ＯＳＵと接続中のＯＮＵに対して、指定時間に別波長へ切り替えるよう要求する波長切替要求を送出する。波長切替対象のＯＮＵは、波長切替要求受信後に、切替が可能（ACK：Acknowledgement）であるか不可能（NACK：Negative acknowledgement）であるかの応答メッセージを返送する。
【００１５】
ＯＮＵは、切替が可能である場合、波長切替要求で通知された指定時間に波長切替動作を実施し、切替先ＯＳＵへ完了報告を送信する。切替先ＯＳＵは、受信した上り信号に基づいて完了報告を送信したＯＮＵを検知すると、完了報告の送信元のＯＮＵに完了確認メッセージを送信する。その後、切替先ＯＳＵは、切替元ＯＳＵに対してもＯＮＵ切替完了を報告する。これにより波長切替処理が終了する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】"G.989.1 : 40-Gigabit-capable passive optical networks (NG-PON2): General requirements"，ITU-T，2013年，p.4-5
【非特許文献２】"G.989.3 : 40-Gigabit-capable passive optical networks (NGPON2):Transmission convergence layer specification"，ITU-T，2015年，p.97-98, 182-184
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムでは、波長リソース管理動作をサポートする必要がある。しかし、上述した従来技術の波長リソース管理では、初期接続と波長切替とで別々のメッセージ処理が用いられているため、各処理を個別に実装する必要がある。よって、ＯＬＴ（収容局側装置）、ＯＮＵ（ユーザ側装置）の双方とも回路規模が大きくなってしまうという課題があった。
【００１８】
上記事情に鑑み、本発明は、波長分割多重方式により収容するユーザ側装置が備える波長リソースの管理を行う回路の規模を小さくすることができる光通信システム、波長リソース管理方法及び収容局側装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一態様は、ユーザ側装置と、光ファイバ網を介して接続される１以上の前記ユーザ側装置と波長分割多重方式によって通信する収容局側装置とを有する光通信システムであって、前記収容局側装置は、前記ユーザ側装置との間でそれぞれ異なる波長の光信号を送受信する複数の第一光送受信部と、波長切替対象の前記ユーザ側装置に再起動を指示する再起動指示部と、前記第一光送受信部における前記波長を用いた通信の状況を示す波長使用状況情報を制御信号に設定して配信する配信部とを備え、前記ユーザ側装置は、前記収容局側装置との間で光信号を送受信する第二光送受信部と、前記光通信システムへ接続した後、及び、前記収容局側装置からの指示により再起動を行った後のそれぞれにおいて、前記収容局側装置から配信された前記制御信号に設定されている前記波長使用状況情報に基づいて自装置が使用する波長を決定し、決定した前記波長を送受信に使用するよう前記第二光送受信部を制御する制御部とを備え、前記配信部は、波長切替対象の前記ユーザ側装置の切替先の波長の前記波長使用状況情報には通信未開始を設定し、他の波長の前記波長使用状況情報には通信開始済みを設定する。
【００２０】
本発明の一態様は、上述した光通信システムであって、前記ユーザ側装置が新たに前記光通信システムに接続された場合に送信する前記制御信号と、前記再起動指示部が波長切替対象の前記ユーザ側装置に再起動を指示した場合に送信する前記制御信号とは、同じ信号種別の信号である。
【００２１】
本発明の一態様は、上述した光通信システムであって、前記配信部は、前記ユーザ側装置が新たに前記光通信システムに接続された場合に、前記ユーザ側装置へ使用を許可しない波長の前記波長使用状況情報に通信開始済みを設定する。
【００２２】
本発明の一態様は、上述した光通信システムであって、前記配信部は、前記第一光送受信部から、当該第一光送受信部の前記波長使用状況情報を設定した制御信号を配信させ、前記制御部は、前記光通信システムに接続した後、及び、前記収容局側装置からの指示により再起動した後のそれぞれにおいて、前記波長使用状況情報に通信未開始が設定された前記制御信号を受信するまで、前記第二光送受信部が受信に使用する波長を変更するよう制御する。
【００２３】
本発明の一態様は、ユーザ側装置と、光ファイバ網を介して接続される１以上の前記ユーザ側装置と波長分割多重方式によって通信する収容局側装置とを有する光通信システムにおける波長リソース管理方法であって、前記収容局側装置において、複数の第一光送受信部のそれぞれが、他の前記第一光送受信部とは異なる波長の光信号を前記ユーザ側装置との間で送受信する第一光送受信ステップと、再起動指示部が、波長切替対象の前記ユーザ側装置に再起動を指示する再起動指示ステップと、配信部が、前記第一光送受信部における前記波長を用いた通信の状況を示す波長使用状況情報を制御信号に設定して配信する配信ステップとを実行し、前記ユーザ側装置において、第二光送受信部が、前記収容局側装置との間で光信号を送受信する第二光送受信ステップと、制御部が、当該ユーザ側装置が前記光通信システムへ接続した後、及び、前記収容局側装置からの指示により再起動を行った後のそれぞれにおいて、前記収容局側装置から配信された前記制御信号に設定されている前記波長使用状況情報に基づいて自装置が使用する波長を決定し、決定した前記波長を送受信に使用するよう前記第二光送受信部を制御する制御ステップとを実行し、前記配信ステップでは、波長切替対象の前記ユーザ側装置の切替先の波長の前記波長使用状況情報には通信未開始を設定し、他の波長の前記波長使用状況情報には通信開始済みを設定する。
【００２４】
本発明の一態様は、光ファイバ網を介して接続される１以上のユーザ側装置と波長分割多重方式によって通信する収容局側装置であって、前記ユーザ側装置との間でそれぞれ異なる波長の光信号を送受信する複数の光送受信部と、波長切替対象の前記ユーザ側装置に再起動を指示する再起動指示部と、前記光送受信部における前記波長を用いた通信の状況を示す波長使用状況情報を制御信号に設定して配信する配信部とを備え、前記配信部は、波長切替対象の前記ユーザ側装置の切替先の波長の前記波長使用状況情報には通信未開始を設定し、他の波長の前記波長使用状況情報には通信開始済みを設定する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、波長分割多重方式により収容するユーザ側装置が備える波長リソースの管理を行う回路の規模を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一の実施形態による光アクセスシステムの構成図である。
【図２】同実施形態による光アクセスシステムにおける未使用波長への波長切替動作を示すシーケンス図である。
【図３】第二の実施形態による光アクセスシステムにおける通信開始済波長への波長切替動作を示すシーケンス図である。
【図４】同実施形態による光アクセスシステムにおける通信開始済波長への波長切替動作を示すシーケンス図である。
【図５】従来技術によるＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成図である。
【図６】従来技術によるＯＮＵの初期接続に関わる波長リソース管理動作を示すシーケンス図である。
【図７】従来技術による波長切替の動作を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
[第一の実施形態] 
図１は、本発明の第一の実施形態による光アクセスシステム１の構成図である。光アクセスシステム１は、例えば、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムである。光アクセスシステム１は、１台のＯＬＴ２と、Ｎ台（Ｎは１以上の整数）のＯＮＵ３と、波長合分波器４と、光パワースプリッタ５とを有している。Ｎ台のＯＮＵ３をそれぞれ、ＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃Ｎと記載する。波長合分波器４と光パワースプリッタ５とは光ファイバ６により接続され、光パワースプリッタ５とＯＮＵ＃ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の整数）とは、光ファイバ７−ｎにより接続される。例えば、光アクセスシステム１は、ＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃Ｎの下位に接続される装置と、ＯＬＴ２の上位に接続される装置との間の通信を中継する。
【００２９】
ＯＬＴ２は、収容局側装置である。ＯＬＴ２は、監視制御部２１と、Ｍ台（Ｍは２以上の整数）のＯＳＵ（Optical Subscriber Unit：光回線終端装置）２２とを備える。以下では、Ｍ台のＯＳＵ２２をそれぞれ、ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｍと記載する。監視制御部２１は、ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｍの監視及び制御を行うことにより、光アクセスシステム１における波長リソース管理等を実現する。ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｍはそれぞれ、波長合分波器４と接続される。ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｍはそれぞれ、光信号を終端する。ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｍは、波長合分波器４から受信した上りの光信号を電気信号に変換し、下りの電気信号を光信号に変換して波長合分波器４へ出力する。
【００３０】
図１では、ＯＳＵ２２の数Ｍが４である場合を例に示している。ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃４は、下り光信号として、それぞれ波長λｄ１から波長λｄ４までの光を連続送信して接続待機状態を取る。これらの波長は、例えばλｄ１＜λｄ２＜λｄ３＜λｄ４とする。また、対応する上り信号の波長は、下り信号の波長とペアになっており、λｄ１−λｕ１、λｄ２−λｕ２、λｄ３−λｕ３、λｄ４−λｕ４と定められている。本実施形態では４波長としているが、波長数に制限はなく、これより小さくても、あるいは大きくてもよい。
【００３１】
ＯＮＵ３は、ユーザ側装置である。ＯＮＵ３は、監視制御部３１と、光トランシーバ３２とを備える。監視制御部３１は、波長リソース管理を行う。光トランシーバ３２は、波長可変型の波長透過フィルタ（以下、波長可変フィルタ）及び波長可変レーザを内蔵する。光トランシーバ３２は、監視制御部３１の制御に従って、波長可変フィルタが通過させる波長及び波長可変レーザが出力する波長を変更する。
【００３２】
波長合分波器４は、ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃４それぞれから出力された波長λｄ１〜λｄ４の下り光信号を合波して光ファイバ６に出力する。光パワースプリッタ５は、光ファイバ６を伝送した下り光信号を光ファイバ７−１〜７−Ｎに分配する。また、光パワースプリッタ５は、ＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃Ｎそれぞれから出力され、光ファイバ７−１〜７−Ｎを伝送した上り光信号を合波して光ファイバ６に出力する。波長合分波器４は、光ファイバ６により伝送された上り光信号を波長により分波して、波長λｕ１〜λｕ４の光をそれぞれＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃４に出力する。
【００３３】
次に、光アクセスシステム１の動作を説明する。光アクセスシステム１は、図６に示した従来技術と同様に初期接続動作を行う。この初期接続動作により、光アクセスシステム１に新規に接続したＯＮＵ＃ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の整数）は、自装置が使用可能な波長の探索を実施し、「通信未開始」の状態であるＯＳＵ２２に対して初期接続を試みる。
【００３４】
具体的には、各ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｍはそれぞれ、波長λｄ１〜λｄＭを用いて自装置における個別波長情報を設定した制御信号を送信する。ＯＮＵ＃ｎは、ｍ＝１を初期値とし、以下の処理を行う。すなわち、ＯＮＵ＃ｎの監視制御部３１は、光トランシーバ３２が備える波長可変フィルタの透過帯域を波長λｄｍに設定する。ＯＮＵ＃ｎの光トランシーバ３２は、ＯＳＵ＃ｍが送信した波長λｄｍの制御信号を受信する。ＯＮＵ＃ｎの監視制御部３１は、光トランシーバ３２が受信した制御信号に埋め込まれた個別波長情報の利用状況に「通信開始済み」が設定されていれば、ｍの値をｍ＋１に更新し、波長可変フィルタの透過帯域を波長λｄｍに設定する処理から繰り返す。
【００３５】
一方、ＯＮＵ＃ｎの監視制御部３１は、波長λｄｍにより受信した制御信号の利用状況に「通信未開始」が設定されていれば、波長λｄｍを利用可能であると判断する。ＯＮＵ＃ｎの監視制御部３１は、光トランシーバ３２が備える波長可変レーザを、波長λｄｍに対応する上り波長λｕｍに設定し、接続要求をＯＳＵ＃ｍに返送する。波長合分波器４は、波長λｕｍの接続要求をＯＳＵ＃ｍに出力する。ＯＳＵ＃ｍは、波長λｕｍの接続要求を検知し、波長λｕｍに対応した波長λｄｍを用いて接続要求承認を返送し、ＯＮＵ＃ｎとの通信を開始する。ＯＳＵ＃ｍは、波長λｄｍの利用状況を「通信開始済み」に変更する。これにより、初期接続動作は終了する。
【００３６】
次に、上記の初期接続動作後に、波長切換えによりＯＳＵ＃ｍ（ｍは１以上Ｍ以下の整数）に収容されているＯＮＵ＃ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の整数）を、通信未開始であるＯＳＵ＃ｊ（ｊ≠ｍ、ｊは１以上Ｍ以下の整数）へ収容替えする場合の波長切替動作について説明する。以下では、波長切替対象のＯＮＵ＃ｎが波長切替前の波長を用いて接続している、すなわち、収容替え前に接続しているＯＳＵ＃ｍを切替元のＯＳＵ＃ｍと記載し、波長切替後の波長を用いて接続する、すなわち、収容替え後に接続するＯＳＵ＃ｊを切替先のＯＳＵ＃ｊとも記載する。
【００３７】
図２は、光アクセスシステム１における未使用波長への波長切替動作を示すシーケンス図である。同図では、ＯＳＵ＃１、＃２、＃３がそれぞれ、ＯＮＵ＃１、＃２、＃３と通信しており、ＯＳＵ＃１に収容されているＯＮＵ＃１を、ＯＳＵ＃４へ収容替えする場合の例を示している。なお、ＯＮＵ＃２〜ＯＮＵ＃３については記載を省略している。
【００３８】
ＯＬＴ２の監視制御部２１は、切替元のＯＳＵ＃１と切替先のＯＳＵ＃４とのそれぞれに、ＯＮＵ＃１の波長切替を行うよう指示する波長切替指示を通知する（ステップＳ１０５）。これにより、ＯＳＵ＃１とＯＳＵ＃４との間で、ＯＮＵ情報の引き渡しが行われる（ステップＳ１１０）。ＯＮＵ情報は、切替元のＯＳＵ＃１がＯＮＵ＃１と行っている通信を、波長切替後も切替先のＯＳＵ＃４で継続するために必要な情報である。ＯＳＵ＃１は、ＯＮＵ＃１に波長λｄ１により再起動指示を送信する（ステップＳ１１５）。ＯＮＵ＃１の監視制御部３１は、光トランシーバ３２が受信した再起動指示に従って、再起動する(ステップＳ１２０）。ここで、従来技術とは異なり、ＯＳＵ＃１は、ＯＮＵ＃１の再起動後も、利用状況を「通信開始済み」としたまま継続する（ステップＳ１２５）。
【００３９】
ＯＮＵ＃１の監視制御部３１は、再起動した後に、波長使用状況の把握を行う（ステップＳ１３０）。具体的には、ＯＮＵ＃１の監視制御部３１は、再度初期接続を試み、短波長側の波長λｄ１を波長可変フィルタに設定し、波長λｄ１の利用状況を確認する。ＯＳＵ＃１は、波長λｄ１を使用してないものの、利用状況「通信開始済み」を継続しているため、利用状況に「通信開始済み」を設定した個別波長情報を制御信号により配信する。また、ＯＳＵ＃２、＃３はそれぞれ、ＯＮＵ＃２、＃３と通信を行っているため、利用状況に「通信開始済み」を設定した個別波長情報を制御信号により配信する（ステップＳ１３５）。一方で、ＯＳＵ＃４は、利用状況に「通信未開始」を設定した個別波長情報を制御信号により配信する（ステップＳ１４０）。
【００４０】
ＯＮＵ＃１の監視制御部３１は、ＯＳＵ＃１から波長λｄ１により配信された個別波長情報に利用状況「通信開始済み」が設定されているため、「ＯＳＵ＃１は他のＯＮＵと通信開始済み」と判断する。続いて、ＯＮＵ＃１の監視制御部３１は、光トランシーバ３２が備え得る波長可変フィルタの透過帯域を順に長波長へと変更することにより、波長λｄ２以降の利用状況を順番に確認する。波長λｄ１、λｄ２、及びλｄ３は、それら波長により通知された個別波長情報に含まれる利用状況により、「通信開始済み」と確認できる。そのため、ＯＮＵ＃１の監視制御部３１は、これら波長に対応した波長λｕ１、λｕ２、及びλｕ３については波長可変レーザに設定せず、これら波長の上り光信号を送信しない。
【００４１】
ＯＮＵ＃１の監視制御部３１は、ＯＳＵ＃４から波長λｄ４により配信された個別波長情報に利用状況「通信未開始」が設定されていることを確認することで、ＯＳＵ＃４と通信可能と判断する。ＯＮＵ＃１の監視制御部３１は、光トランシーバ３２が備える波長可変レーザを、波長λｄ４に対応する上り波長λｕ４に設定し（ステップＳ１４５）、接続要求をＯＳＵ＃４に返送する（ステップＳ１５０）。
【００４２】
ＯＳＵ＃４は、波長λｕ４により送信された上り信号を検知し、ＯＮＵ＃１からの接続要求信号であることを確認する。その後、ＯＳＵ＃４は、波長λｕ４に対応した波長λｄ４を用いて接続要求承認を返送し、ＯＮＵ＃１との通信を開始する（ステップＳ１５５）。ＯＳＵ＃４は、波長λｄ４の利用状況を「通信開始済み」とする。ＯＳＵ＃４は、監視制御部２１及び切替元のＯＳＵ＃１に対して波長切替動作が完了したことを報告する（ステップＳ１６０）。切替元のＯＳＵ＃１は、切替先のＯＳＵ＃４から波長切替完了の報告を受信すると、波長λｄ１の利用状況を「通信未開始」へと変更する（ステップＳ１６５）。
【００４３】
本実施形態の適用により、初期接続と波長切替におけるＯＮＵの動作ならびに使用するメッセージを共通化させ、波長リソース管理における負荷を低減することが可能となる。これにより実装上の負担を軽減させ、光通信システムの経済化を図ることが可能である。
【００４４】
また、上記の情報の送受信において各ＯＳＵ２２がＯＮＵ３に制御信号を送信する方法として、２種類の方式が考えられる。１種類目は主信号をＸ−ＧＥＭ  ｆｒａｍｅ等でカプセル化し、そのヘッダー部分の監視制御領域を利用して制御信号を設定する方式である。２種類目は主信号とは別に物理的な監視制御チャネルを設ける方式である。これは、例えば、以下の参考文献１に記載されている。ＯＳＵ２２は、主信号の信号成分に対して干渉しない周波数領域に、監視制御信号の重畳を行う。後者に関しては、主信号から独立した監視制御機構が構築可能となる。
【００４５】
（参考文献１）Kazuaki Honda, Takayuki Kobayashi, Susumu Nishihara, Tatsuya Shimada, Jun Terada, and Akihiro Otaka, “Experimental Analysis of LTE Signals in WDM-PON Managed by Embedded Pilot Tone”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 29, NO. 5, MARCH 1, 2017, p. 431-434
【００４６】
尚、図２に示すフローでは、ＯＳＵ２２の数Ｍが４、ＯＮＵ３の数Ｎが３の場合を例に説明したが、波長切替動作を各ＯＮＵ３について１台毎に実施することで、ＯＳＵ２２の数が任意のＭ台、ＯＮＵ３の数が任意のＮ台の場合へと拡張することが可能である。また、「通信未開始」のＯＳＵ２２が複数台存在する場合、ＯＮＵ３が再起動中のＯＬＴ２の動作として、ＯＬＴ２は意図的に接続先ＯＳＵ２２以外の全てあるいは一部のＯＳＵ２２の波長使用状況を「通信未開始」から「通信開始済み」と変更し、ＯＮＵ３に消去法的に切替先の波長を選択させることも可能である。消去法的に切替先の波長を選択するとは、ＯＮＵ３の監視制御部３１が、利用状況「通信開始済み」の制御信号を受信した場合は、利用状況「通信未開始」の制御信号を受信するまで、光トランシーバ３２が備える波長可変フィルタの透過帯域を変更していくことである。
【００４７】
また、ＯＬＴ２の監視制御部２１は、初期接続動作において、新たに光アクセスシステム１に接続されたＯＮＵ＃ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の整数）に所定の波長λｄｍ（ｍは１以上Ｍ以下の整数）による通信を許可する場合、ＯＳＵ＃ｍ以外のＯＳＵ＃ｐ（ｐ≠ｍ、ｐは１以上Ｍ以下の整数）に対して、利用状況「通信開始済み」を設定した制御信号を送信するよう指示してもよい。なお、通信を許可する波長λｄｍの数は１つのみでもよく複数でもよい。例えば、通信未開始であれば、波長λｄ２〜λｄ４のいずれを接続先としてもよい場合、ｍ＝２〜４となる。ＯＮＵ＃ｍは、波長λｄｍの実際の利用状況を設定した制御信号を送信し、ＯＮＵ＃ｐは、利用状況「通信開始済み」を設定した制御信号を送信する。光アクセスシステム１は、図２のステップＳ１３０〜ステップＳ１５５と同様の処理を行い、新たに接続されたＯＮＵ＃ｎの監視制御部３１は、波長λｄｍにより利用状況「通信未開始」が設定された制御信号を受信するまで、光トランシーバ３２が備える波長可変フィルタの透過帯域を変更する。ＯＳＵ＃ｍは、ＯＬＴ２の監視制御部２１及びＯＳＵ＃ｐにＯＮＵ＃ｎの接続完了を通知し、いずれのＯＮＵとも通信していないＯＳＵ＃ｐは利用状況を「通信未開始」に変更する。
【００４８】
［第二の実施形態］
第一の実施形態では、空き波長へ切替えることによりＯＮＵの収容先を変更した。本実施形態では、通信開始済みの波長へ切替ることによりＯＮＵの収容先を変更する。以下では、第一の実施形態との差分を中心に説明する。
【００４９】
本実施形態の光アクセスシステム１の構成は、図１に示す第一の実施形態の光アクセスシステム１と同様である。本実施形態では、ＯＳＵ２２の数Ｍと、ＯＮＵ３の数Ｎとが同じ４である場合を例に説明する。光アクセスシステム１は、第一の実施形態と同様に初期接続動作を行う。初期接続動作後、光アクセスシステム１は、波長切換えによりＯＳＵ＃ｍ（ｍは１以上Ｍ以下の整数）に収容されているＯＮＵ＃ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の整数）を、ＯＮＵ＃ｋ（ｋ≠ｎ、ｋは１以上Ｎ以下の整数）を収容中のＯＳＵ＃ｊ（ｊ≠ｍ、ｊは１以上Ｍ以下の整数）へ収容替えする。
【００５０】
図３及び図４は、光アクセスシステム１における通信開始済波長への波長切替動作を示すシーケンス図である。同図では、初期接続動作によって、ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃４はそれぞれ、ＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃４と通信を行っており、波長切換えによりＯＳＵ＃１に収容されているＯＮＵ＃１を、ＯＮＵ＃４を収容中のＯＳＵ＃４へ収容替えする場合の例を示している。
【００５１】
ＯＬＴ２の監視制御部２１は、切替元のＯＳＵ＃１と切替先のＯＳＵ＃４のそれぞれに対して、ＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃４の波長を交換する形式の切替を行うよう指示する波長切替指示を通知する（ステップＳ２０５）。ＯＳＵ＃１とＯＳＵ＃４のうち、番号が大きいＯＳＵ＃４は、接続中のＯＮＵ＃４に対して上り信号停止指示を行う（ステップＳ２１０）。ＯＳＵ＃１とＯＳＵ＃４との間で、ＯＮＵ情報の引き渡しが行われる（ステップＳ２１５）。ＯＮＵ情報は、切替元のＯＳＵ＃１がＯＮＵ＃１と行っている通信を、波長切替後も切替先のＯＳＵ＃４で継続するために必要な情報である。その後、ＯＳＵ＃４は、波長の利用状況を「通信未開始」に変更する（ステップＳ２２０）。ＯＮＵ＃４の監視制御部３１は、光トランシーバ３２がＯＳＵ＃４から送信された上り信号停止指示を受信すると、上り信号の出力を停止し、制御信号の受信のみを行う（ステップＳ２２５）。
【００５２】
ステップＳ２３０〜ステップＳ２８０の処理は、図２に示す第一の実施形態のステップＳ１１５〜ステップＳ１６５と同様の処理である。すなわち、ＯＳＵ＃１はＯＮＵ＃１に再起動指示を出力する（ステップＳ２３０）。ＯＮＵ＃１の監視制御部３１は、光トランシーバ３２が受信した再起動指示に従って、再起動する（ステップＳ２３５）。ＯＳＵ＃１は、利用状況を「通信開始済み」のまま継続する（ステップＳ２４０）。ＯＮＵ＃１は、再起動後に、波長使用状況の把握を行う（ステップＳ２４５）。ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃３は、利用状況「通信開始済み」が設定された個別波長情報を配信し（ステップＳ２５０）、ＯＳＵ＃４は、利用状況「通信未開始」を設定した個別波長情報を配信する（ステップＳ２５５）。ＯＮＵ＃１は、波長可変フィルタの透過帯域を波長λｄ１、λｄ２、λｄ３に設定したときに利用状況「通信開始済み」の個別波長情報を受信し、波長λｄ４に設定したときに利用状況「通信未開始」の個別波長情報を受信する。ＯＮＵ＃１は、波長可変レーザを波長λｕ４に設定し（ステップＳ２６０）、接続要求をＯＳＵ＃４に返送する（ステップＳ２６５）。ＯＳＵ＃４は、ＯＮＵ＃１から波長λｕ４により送信された接続要求信号を受信すると、波長λｄ４を用いて接続要求承認を返送し、ＯＮＵ＃１との通信を開始する（ステップＳ２７０）。ＯＳＵ＃４は、波長λｄ４の利用状況を「通信開始済み」とする。ＯＳＵ＃４は、監視制御部２１及びＯＳＵ＃１に対して波長切替動作が完了したことを報告し（ステップＳ２７５）、ＯＳＵ＃１は、波長λｄ１の利用状況を「通信未開始」へと変更する（ステップＳ２８０）。
【００５３】
なお、ステップＳ２７０において、ＯＳＵ＃４は、ＯＮＵ＃１への接続要求承認を、ユニキャスト形式の制御信号により通知する。ＯＳＵ＃４は、波長切替完了を報告した後、利用状況を「通信開始済み」へと変更する（ステップＳ２８５）。
【００５４】
続いて、図４において、ＯＳＵ＃４は、ＯＮＵ＃４に対して再起動指示を送信する（ステップＳ３０５）。ＯＮＵ＃４の監視制御部３１は、光トランシーバ３２が受信した再起動指示に従って、再起動する(ステップＳ３１０）。ＯＮＵ＃４の監視制御部３１は、再起動した後に、波長使用状況の把握を行う（ステップＳ３１５）。具体的には、ＯＮＵ＃４の監視制御部３１は、再度初期接続を試み、短波長側である波長λｄ１を波長可変フィルタに設定し、波長λｄ１の利用状況を確認する。ＯＳＵ＃１は、利用状況に「通信未開始」を設定した個別波長情報を制御信号により配信する（ステップＳ３２０）。
【００５５】
ＯＮＵ＃４の監視制御部３１は、ＯＳＵ＃１から波長λｄ１により配信された個別波長情報に設定されている利用状況が「通信未開始」であることを確認し、ＯＳＵ＃１と通信可能と判断する。ＯＮＵ＃１の監視制御部３１は、光トランシーバ３２が備える波長可変レーザを、波長λｄ１に対応する上り波長λｕ１に設定し（ステップＳ３２５）、接続要求をＯＳＵ＃１に返送する（ステップＳ３３０）。
【００５６】
ＯＳＵ＃１は、波長λｕ１により送信された上り信号を検知し、ＯＮＵ＃４からの接続要求信号であることを確認した後に、波長λｕ１に対応した波長λｄ１を用いて接続要求承認を返送し、ＯＮＵ＃４との通信を開始する（ステップＳ３３５）。ＯＳＵ＃１は、波長λｄ１の利用状況を「通信開始済み」とする。ＯＳＵ＃１は、監視制御部２１及びＯＳＵ＃４に対して波長切替動作が完了したことを報告し（ステップＳ３４０）、波長λｄ１の利用状況を「通信開始済み」へと再度変更する（ステップＳ３４５）。なお、ＯＳＵ＃１が利用状況を「通信開始済み」と変更するタイミングは、監視制御部２１ならびにＯＳＵ＃４への完了報告前でも良い。
【００５７】
なお、上述した実施形態では、初期接続時及び波長切替時にＯＮＵ３の監視制御部３１が、利用状況「通信未開始」の制御信号を受信するまで、初期値１からＭに達するまでｍの値を１ずつ増加させながら波長可変フィルタに波長λｄｍを設定する場合を説明したが、波長λｄ１〜λｄＭのうち波長可変フィルタに設定する波長の順序を任意としてもよい。例えば、長波長から短波長の順に設定してもよく、ランダムな順、使用頻度に基づく順に波長を選択して設定してもよい。
【００５８】
上述したように、ＯＬＴは、複数のＯＳＵを備えており、これらＯＳＵと光ファイバ網を介して接続される１以上のＯＮＵと、波長分割多重方式によって通信を行う。ＯＬＴは、ＯＮＵに波長切替動作を実行させる際に、対象となるＯＮＵを再起動させる。ＯＮＵは、再起動後に再度初期接続を試みる際に、ＯＬＴは波長使用情報を適切に設定することで、ＯＮＵに切替先となる波長を消去法的に選択させるように、波長切替を制御する。具体的には、ＯＬＴは、切替先の波長の制御信号に利用状況「通信未開始」を設定して配信し、その他の波長の制御信号には利用状況「通信開始済み」を設定して配信する。これにより、ＯＮＵに切替先の波長での通信を開始させることができる。従って、波長切替動作を初期接続動作と共通にすることができるため、波長リソース管理における負荷が軽減され、ＯＮＵの回路規模を削減することが可能となる。
【００５９】
以上説明した実施形態によれば、光通信システムは、ユーザ側装置と収容局側装置とを有する。光通信システムは例えば光アクセスシステム１であり、ユーザ側装置は例えばＯＮＵ３であり、収容局側装置は例えばＯＬＴ２である。収容局側装置は、光ファイバ網を介して接続される１以上のユーザ側装置と、波長分割多重方式によって通信する。
【００６０】
収容局側装置は、複数の第一光送受信部と、再起動指示部と、配信部とを備える。複数の第一光送受信部は、例えば、ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｎである。複数の第一光送受信部は、ユーザ側装置との間でそれぞれ異なる波長の光信号を送受信する。再起動指示部は、例えば、監視制御部２１及びＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｎである。再起動指示部は、波長切替対象のユーザ側装置に再起動を指示する。配信部は、例えば、監視制御部２１及びＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃Ｎである。配信部は、各第一光送受信部における波長使用状況情報を制御信号に設定してユーザ側装置に配信する。配信部は、波長切替対象のユーザ側装置の切替先の波長の波長使用状況情報には通信未開始を設定し、他の波長の波長使用状況情報には通信開始済みを設定する。
【００６１】
なお、配信部は、ユーザ側装置が新たに光通信システムに接続された場合に、ユーザ側装置へ使用を許可しない波長の波長使用状況情報に通信開始済みを設定してもよい。
ユーザ側装置が新たに光通信システムに接続された場合に送信する制御信号と、再起動指示部が波長切替対象のユーザ側装置に再起動を指示した場合に送信する制御信号とは、同じ信号種別の信号である。
【００６２】
ユーザ側装置は、第二光送受信部と、制御部とを備える。第二光送受信部は、例えば、光トランシーバ３２である。第二光送受信部は、収容局側装置との間で光信号を送受信する。制御部は、例えば、監視制御部３１である。制御部は、自装置が光通信システムへ接続した後、及び、収容局側装置からの指示により再起動を行った後のそれぞれにおいて、収容局側装置から配信された制御信号に設定されている波長使用状況情報に基づいて自装置が使用する波長を決定し、決定した波長を送受信に使用するよう第二光送受信部を制御する。例えば、収容局側装置の配信部は、各第一光送受信部から、当該第一光送受信部の波長使用状況情報を設定した制御信号を配信させる。ユーザ側装置の制御部は、光通信システムに接続した後、及び、収容局側装置からの指示により再起動した後のそれぞれにおいて、波長使用状況情報に通信未開始が設定された制御信号を受信するまで、第二光送受信部が受信に使用する波長を変更するよう制御する。
【００６３】
なお、ＯＬＴ２、ＯＮＵ３は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、収容局側装置用の監視制御プログラム、ユーザ側装置用の監視制御プログラムそれぞれを実行することによって監視制御部２１、監視制御部３１を備える装置として機能する。なお、監視制御部２１、監視制御部３１の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されても良い。収容局側装置用の監視制御プログラム、ユーザ側装置用の監視制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。収容局側装置用の監視制御プログラム、ユーザ側装置用の監視制御プログラムは、電気通信回線を介して送信されても良い。
【００６４】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１…光アクセスシステム，  ２…ＯＬＴ，  ３…ＯＮＵ，  ４…波長合分波器，  ５…光パワースプリッタ，  ６…光ファイバ，  ７−１〜７−Ｎ…光ファイバ，  ２１…監視制御部，  ２２…ＯＳＵ，  ３１…監視制御部，  ３２…光トランシーバ
【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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