(57)【要約】  ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの送信開始時刻補正方法は、局側加入者収容装置が、加入者装置への波長切替を指示する下り信号に、加入者装置が波長切替後に送信する、加入者装置の波長切替の完了を示す上り信号の送信開始時刻を含めて指示する完了指示手順と、加入者装置が、指示に従って波長切替を完了した後、指示された送信開始時刻に波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信する指示完了送信手順と、局側加入者収容装置が、波長切替後に受信した波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻を測定し、波長切替前に想定される波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻に対する波長切替後に受信した波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻の時刻差の２倍の時間を、波長切替前の上り信号の送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻として設定する送信開始時刻補正手順と、を備える。
2016013509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側加入者収容装置と複数の加入者装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記局側加入者収容装置からの指示によって前記加入者装置が伝送波長、送信開始時刻及び送信継続時間を切替えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおける送信開始時刻補正方法であって、
前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置への波長切替を指示する下り信号に、前記加入者装置が前記波長切替後に送信する、前記加入者装置の前記波長切替の完了を示す上り信号の送信開始時刻を含めて指示する完了指示手順と、
前記加入者装置が、指示に従って前記波長切替を完了した後、指示された前記送信開始時刻に前記波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信する指示完了送信手順と、
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻を測定し、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻に対する前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の前記受信時刻の時刻差の２倍の時間を、前記波長切替前の前記上り信号の前記送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻として設定する送信開始時刻補正手順と、
を備えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの送信開始時刻補正方法。
【請求項２】
局側加入者収容装置と複数の加入者装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記局側加入者収容装置からの指示によって前記加入者装置が伝送波長、送信開始時刻及び送信継続時間を切替えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおける送信開始時刻補正方法であって、
前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置への波長切替を指示し、前記加入者装置が、指示に従って前記波長切替を行う波長切替手順と、
前記加入者装置の前記波長切替に予定されている時間の経過後、前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置の前記波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信するよう送信開始時刻を含めて指示する送信指示手順と、
前記加入者装置が、指示された前記送信開始時刻に前記波長切替の完了を示す上り信号を前記切替後の波長で送信する切替完了送信手順と、
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻を測定し、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻に対する前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の前記受信時刻の時刻差を、前記波長切替前の前記上り信号の前記送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻として設定する送信開始時刻補正手順と、
を備えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの送信開始時刻補正方法。
【請求項３】
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信する前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信可能期間を、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信可能期間よりも広げて設定する請求項１又は２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの送信開始時刻補正方法。
【請求項４】
前記局側加入者収容装置が、前記切替後の波長で上り信号伝搬遅延時間を測定するまで、前記送信開始時刻補正手順における前記新たな送信開始時刻の設定を継続する請求項１から３のいずれか１項に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの送信開始時刻補正方法。
【請求項５】
局側加入者収容装置と複数の加入者装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記局側加入者収容装置からの指示によって前記加入者装置が伝送波長、送信開始時刻及び送信継続時間を切替えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムであって、
前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置への波長切替を指示する下り信号に、前記加入者装置が前記波長切替後に送信する、前記加入者装置の前記波長切替の完了を示す上り信号の送信開始時刻を含めて指示し、
前記加入者装置が、指示に従って前記波長切替を完了した後、指示された前記送信開始時刻に前記波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信し、
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻を測定し、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻に対する前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の前記受信時刻の時刻差の２倍の時間を、前記波長切替前の前記上り信号の前記送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻として設定するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステム。
【請求項６】
局側加入者収容装置と複数の加入者装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記局側加入者収容装置からの指示によって前記加入者装置が伝送波長、送信開始時刻及び送信継続時間を切替えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムであって、
前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置への波長切替を指示し、前記加入者装置が、指示に従って前記波長切替を行い、
前記加入者装置の前記波長切替に予定されている時間の経過後、前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置の前記波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信するよう送信開始時刻を含めて指示し、
前記加入者装置が、指示された前記送信開始時刻に前記波長切替の完了を示す上り信号を前記切替後の波長で送信し、
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻を測定し、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻に対する前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の前記受信時刻の時刻差を、前記波長切替前の前記上り信号の前記送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻として設定するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステム。
【請求項７】
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信する前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信可能期間を、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信可能期間よりも広げて設定する請求項５又は６に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステム。
【請求項８】
前記局側加入者収容装置が、前記切替後の波長で上り信号伝搬遅延時間を測定するまで、前記新たな送信開始時刻の設定を継続する請求項５から７のいずれか１項に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重及び時分割多重を組み合わせたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ／Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）システム及びＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおける、上り信号送信開始時刻補正方法に関する技術である。
本願は、２０１４年７月２２日に日本へ出願された特願２０１４−１４８６２４号に基づいて優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年の急速なインターネットの普及に伴い、アクセスサービスシステムの大容量化、高度化、経済化が求められている中、それを実現する手段としてＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの研究が進められている。ＰＯＮ（受動光ネットワーク）とは、光受動素子による光合分波器を用いて、１個の局側加入者収容装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）及び伝送路の一部を複数の加入者装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）で共有することにより、経済化を図る光通信システムである。【０００３】
現在、日本では主に１Ｇｂｐｓ（Ｇｉｇａ  ｂｉｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）の回線容量を最大３２ユーザで時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）によって共有する経済的な光加入者システム、ＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）が導入されている。これにより、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）サービスが現実的な料金で提供されるようになった。【０００４】
また、より大容量のニーズに対応するため、次世代光加入者システムとして、総帯域が１０Ｇｂｐｓ級である１０Ｇ−ＥＰＯＮの研究が進められており、２００９年に国際標準化が完了した。これは、送受信器のビットレートを増大させることにより、光ファイバなどの伝送路部分はＧＥ−ＰＯＮと同一のものを利用しながら、大容量化を実現する光加入者システムである。【０００５】
さらなる将来には、超高精細映像サービスやユビキタスサービスなど１０Ｇ級を超える大容量が求められることが考えられるが、単純に送受信器のビットレートを１０Ｇ級から４０／１００Ｇ級に増大させるだけでは、システムアップグレードにかかるコストの増大により、実用化が難しいという課題があった。【０００６】
これを解決する手段として、帯域要求量に応じてＯＬＴ内の送受信器を段階的に増設することができるように、送受信器に波長可変性を付加し、時分割多重（ＴＤＭ）及び波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を効果的に組み合わせた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。【０００７】
波長可変型のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムは、非特許文献２にあるように、ユーザの要求に合わせて段階的な総帯域の増設や柔軟な負荷分散が可能となるシステムとして近年注目されており、その段階的な総帯域の増設時に、負荷分散によりＯＬＴに所属するラインカード（ＯＳＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｕｎｉｔ）を変更するには、動的波長帯域割当アルゴリズムを用いる。動的波長帯域割当（ＤＷＢＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ａｎｄ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）は、所属するＯＳＵ内において、ＯＮＵからの上りの動的帯域割当（ＤＢＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）と、所属ＯＳＵを切替える波長切替の組み合わせによって実現される。【０００８】
図１、図２および図１２に波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステム、およびそれを構成する局側加入者収容装置（ＯＬＴ）１００と加入者装置（ＯＮＵ）２００の構成を示す。ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００間はパワースプリッタまたは波長ルータ１４０、１５０を用いたｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ構成のＰＯＮトポロジで接続される。【０００９】
図１においてＯＬＴ１００は各λ１ｄ，ｕ〜λｍｄ，ｕの波長組の信号を送受信するラインカードＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃ｍのＯＳＵ１２０と動的波長帯域割当回路１１０と多重分離部１３０で構成される。ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃ｍのＯＳＵ１２０はＯＮＵ２００との間でλ１ｄ，ｕ〜λｍｄ，ｕのそれぞれの波長組の信号を送受信する。ＯＬＴ１００にはＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃ｈのｈ台のＯＮＵ２００が接続され、それぞれのＯＮＵ２００は下りと上りの波長の組であるλ１ｄ，ｕ〜λｍｄ，ｕのいずれかの波長の組を用いて送受信する。ＯＮＵ２００はＯＬＴ１００からの指示に従ってλ１ｄ，ｕ〜λｍｄ，ｕの波長組の信号を切替えて送受信することができる。【００１０】
各ＯＮＵ２００には、各ＯＮＵ２００が設置されるユーザ宅の通信装置（図示省略）からの上り信号が入力され、上り信号はＯＮＵ２００内部の光送受信器で上り光信号として送信される。上り信号は、ＯＮＵ２００側のパワースプリッタまたは波長ルータ１５０からはＯＬＴ１００に向けて１本の光ファイバに多重される。このため、上り信号が重ならないよう各ＯＮＵ２００が送信する上り信号の送信時刻および送信継続時間をＯＬＴ１００が算出し、制御する。ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃ｍのＯＳＵ１２０で受信した上り信号１〜ｍはＯＬＴ１００内の多重分離部１３０にて集約され、一つの上り信号に多重されて中継ネットワーク３００側に送信される。一方、中継ネットワーク３００側から各ＯＮＵ２００への下り信号は、多重分離部１３０にて下り信号に記されている宛先ＯＮＵ情報とＯＮＵ２００の所属するＯＳＵ情報を基に、ＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃ｍのＯＳＵ１２０への下り信号１〜ｍに分離される。分離された下り信号１〜ｍはＯＳＵ＃１〜ＯＳＵ＃ｍの有するλ１ｄ〜λｍｄの波長で、各ＯＮＵ２００に送られる。下り信号は各ＯＳＵ１２０の波長で同報されるが、ＯＮＵ２００の送受信波長が、ＯＮＵ２００の所属する各ＯＳＵ１２０の送受信波長に設定されているため、ＯＮＵ２００は受信する波長の信号から自ＯＮＵ宛の情報を選択し、選択した情報をユーザ宅の通信装置へ出力する。【００１１】
動的波長帯域割当回路１１０は、ＤＷＢＡ計算部１１２、切替指示信号生成部１１１、制御信号送信部１１３、要求信号受信部１１４から成る。各ＯＮＵ２００から送信された帯域要求を含んだ信号を各ＯＳＵ１２０を通じて要求信号受信部１１４で受信し、その要求に基づいて各ＯＮＵ２００に割当てる上りデータ信号ならびに要求信号の送信時刻および送信継続時間をＤＷＢＡ計算部１１２で算出し、その情報を格納した指示信号を切替指示信号生成部１１１で生成し、指示信号を制御信号送信部１１３から各ＯＳＵ１２０を通じて各ＯＮＵ２００へ送信する。また、ＤＷＢＡ計算部１１２は１つのパワースプリッタまたは波長ルータ１５０に接続されているＯＮＵ２００とＯＳＵ１２０の接続情報を管理している。波長を切替えた際、ＤＷＢＡ計算部１１２は、波長を変更したＯＮＵ２００に関して、宛先が当該ＯＮＵ２００の下り信号の転送先ＯＳＵ１２０を多重分離部１３０が変えるよう多重分離部１３０に指示する。【００１２】
図１２は、図１に対して、ＯＳＵ＃ｎ＋１からＯＳＵ＃ｍが別のＯＬＴ＃２に配備され、かつ、ＯＬＴ＃１とＯＬＴ＃２が物理的に異なる場所に配置された例である。このように、物理的に異なる場所にＯＳＵ１２０を配置することで、局舎全体が被災するといった大規模被災に対しても、別の局舎が無事であれば、波長切替によってユーザの通信を継続させることができる。この時、ＯＬＴ＃１のＯＮＵ制御をＯＬＴ＃２へ受け渡し、またはその逆へ受け渡す必要があるため、ＯＬＴ＃１の動的波長帯域割当回路１１０とＯＬＴ＃２の動的波長帯域割当回路１１０の間にその制御信号を送受信する制御信号用リンクが接続される。図１２では、ＯＬＴ＃１とＯＬＴ＃２を直接接続するリンクを示したが、中継ネットワーク３００を介してＯＬＴ＃１とＯＬＴ＃２を接続してもよい。図１２の構成では、ＯＬＴ１００側に配備されるパワースプリッタまたは波長ルータ１４０とＯＳＵ＃１からＯＳＵ＃ｎとの間のそれぞれのファイバ長と、パワースプリッタまたは波長ルータ１４０とＯＳＵ＃ｎ＋１からＯＳＵ＃ｍとの間のそれぞれのファイバ長が大きく異なることが想定される。【００１３】
図２にＯＮＵの構成を示す。ＯＮＵはデータ受信部２１１、データ送信部２２３、上りバッファメモリ２１２、下りバッファメモリ２２２、宛先解析選択受信部２２１、フレーム送出制御部２１３、フレーム組立送信部２１４、波長可変光送受信器２０１、要求帯域計算部２０５、要求信号送出部２０４、指示信号受信部２０２、波長切替制御部２０３を含んで構成される。【００１４】
ユーザからの上り信号はデータ受信部２１１で受信され、上りバッファメモリ内２１２に一時的に蓄積される。フレーム送出制御部２１３は指示信号によって指定された上り信号の送信時刻および送信継続時間に従って、上り信号をフレーム組立送信部２１４に送る。フレーム組立送信部２１４はＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成においてＯＬＴに信号を送信するために必要な形式のフレームを構成し、フレームを波長可変光送受信器２０１に送る。波長可変光送受信器２０１は波長切替制御部２０３で指定された波長λ１ｕ〜λｍｕのいずれかの光信号にフレームを変換し、光信号をＯＬＴ１００へ送信する。波長可変光送受信器２０１において、指定された波長を選択してＯＳＵ１２０からの下り信号を受信し、宛先解析選択受信部２２１において下り信号の宛先を解析して自ＯＮＵ宛の情報のみを選択し、選択した情報を下りバッファメモリ２２２に格納する。データ送信部２２３は下りバッファメモリ２２２に蓄積されている情報をユーザへ下り信号として送信する。【００１５】
波長可変光送受信器２０１は、ＯＬＴ１００からの指示信号を受信し、指示信号を電気信号に変換し、電気信号を指示信号受信部２０２へ送る。指示信号受信部２０２は指示信号の指示内容を解析し、指示信号に波長切替指示、切替後の波長および切替開始時刻が含まれていれば、指定された時刻に切替先波長と切替実行指示を波長切替制御として波長切替制御部２０３に送る。波長切替制御部２０３は波長切替制御に従って波長可変光送受信器２０１の波長を切替える。【００１６】
また、ＯＬＴ１００はＯＮＵ２００の要求する帯域の情報をＯＮＵ２００から受信し、受信した情報を帯域の割当に利用する。その方法はさまざまであるが、例えば、この要求帯域の情報をＯＬＴ１００へ送信するようＯＬＴ１００が指示信号を用いてＯＮＵ２００へ指示し、その指示に従ってＯＮＵ２００がＯＬＴ１００へ要求帯域の情報を要求信号に記載することもある。その場合、指示信号受信部２０２は要求信号送出を要求する指示信号を受信すると、要求信号送出部２０４へ要求信号の生成を指示する。要求信号送出部２０４は要求帯域計算部２０５に要求する帯域を算出するよう指示する。要求帯域計算部２０５は上りバッファメモリ２１２に蓄積されている上り信号のデータ量を計測しており、そのデータ量に基づき要求帯域量を決定し、要求信号送出部２０４へ要求帯域量を送る。要求信号送出部２０４は要求帯域量を記載した要求信号を生成し、要求信号をフレーム送出制御部２１３に送る。【００１７】
指示信号には要求信号の送出開始時刻および送信継続時間の情報が含まれていることもある。その場合、指示信号受信部２０２はフレーム送出制御部２１３へ指示信号に含まれていた要求信号の送出開始時刻および送信継続時間の情報を送り、フレーム送出制御部２１３は指示された時刻に要求信号をフレーム組立送信部２１４に送り、フレーム組立送信部２１４は波長可変光送受信器２０１を介してＯＬＴ１００へ要求信号を送信する。また、ＯＬＴ１００から送信される指示信号にはＯＮＵ２００がユーザ側から受信した上り信号をＯＬＴへ送信する送信開始時刻および送信継続時間が含まれている。要求信号送出部２０４はフレーム送出制御部２１３へ指示信号に含まれていた上り信号の送信開始時間および送信継続時間の情報を送り、フレーム送出制御部２１３は指示された時刻に上りバッファメモリ２１２から上り信号のフレームを取り出し、送信継続時間の期間だけフレームをフレーム組立送信部２１４に送り、フレーム組立送信部２１４は波長可変光送受信器２０１を介してＯＬＴ１００へフレームを送信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Ｋａｚｕｔａｋａ  Ｈａｒａ  ｅｔ  ａｌ，  “Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｌｏａｄ  ｂａｌａｎｃｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｕｓｉｎｇ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  （ＤＷＢＡ）  ｔｏｗａｒｄ  １００Ｇｂｉｔ／ｓ−ｃｌａｓｓ−ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ”，  Ｔｕ．３．Ｂ．２，  ＥＣＯＣ２０１０，  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，  ２０１０
【非特許文献２】Ｓ．  Ｋｉｍｕｒａ，  “ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，  ６Ａ１−１，  ＯＥＣＣ２０１０，  Ｊｕｌｙ，  ２０１０
【非特許文献３】玉置他、“次世代光アクセスネットワークに向けた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ”、電子情報通信学会技術研究報告、ｖｏｌ．  １１２，  ｎｏ．  １１８，  ｐｐ．  ３９−４４，  ２０１２年７月
【非特許文献４】“ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ，  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  Ｐａｒｔ  ３：Ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｅｎｓｅ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  （ＣＳＭＡ／ＣＤ）  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  （ＩＥＥＥ  ｓｔｄ  ８０２．３）”，  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  ２００８
【非特許文献５】吉田他、“波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける動的波長切替方式の提案”、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−８−３８，  ２０１３年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
非特許文献４には、ＯＮＵ２００からのＲｅｐｏｒｔフレームによる帯域割当要求に応じて、ＯＳＵ１２０に所属する各ＯＮＵ２００の上りデータフレームの送信開始時刻および送信継続時間を計算し、ＯＳＵ１２０またはＯＬＴ１００がＧａｔｅフレームによってその送信開始時刻および送信継続時間をＯＮＵ２００に通知する規定が記載されている。また、非特許文献４には、ＯＬＴ１００の時刻情報（Ｌｏｃａｌ  Ｔｉｍｅ）をＯＮＵに送信するＧａｔｅフレーム等の制御用フレームに記載して送信し、ＯＮＵ２００は制御用フレームを受信するごとに、当該フレームに記載のあるＬｏｃａｌ  Ｔｉｍｅに自ＯＮＵの時刻を同期させる規定が記載されている。非特許文献５では、これらＧａｔｅフレームおよびＲｅｐｏｒｔフレームを波長切替指示や切替完了メッセージとして拡張した、ＯＮＵ２００の波長切替による所属ＯＳＵ１２０の変更手順が提案されている。【００２０】
（関連技術１）
図３はＧａｔｅフレームおよびＲｅｐｏｒｔフレームを用いて波長切替を行う手順の１つめの関連技術である。ＯＬＴ１００にはλ１ｄ，ｕの波長組を使用するＯＳＵ＃１およびλ２ｄ，ｕの波長組を用いるＯＳＵ＃２が実装され、ＯＮＵ＃１は当初λ１ｄ，ｕの波長組でＯＳＵ＃１に所属しているとする。ＧａｔｅフレームおよびＲｅｐｏｒｔフレームの送受信を行い、各ＯＮＵ２００に対する上りフレームの割当計算を行う周期をＤＷＢＡ周期と呼び、図３ではｉ番目のＤＷＢＡ周期の長さをＴ＿ｄｗｂａ＿ｉとしている。また、ＯＮＵ＃１の所属するＯＳＵ１２０をＯＳＵ＃１からＯＳＵ＃２へ変更するために、ＯＮＵ＃１に波長切替を指示することをＯＬＴ１００が判断したとする。またＯＮＵ２００は非特許文献４に記載のように、ＯＳＵ１２０からのＧａｔｅフレームを受信する度に、Ｇａｔｅフレームに記載されているＬｏｃａｌ  Ｔｉｍｅに同期するとする。また、ＯＳＵ１２０はすべてＯＬＴ１００内共通の時刻に同期しているとする。【００２１】
まず、ＯＳＵ＃１からＯＮＵ＃１へ波長切替を指示するＧａｔｅフレーム（Ｔｕｎｉｎｇ  Ｇａｔｅフレーム）ｇ１＿ｉが送信される。ｇ１＿ｉには波長切替開始時刻Ｔ＿１と切替先波長すなわちλ２ｄ，ｕの情報、波長切替後にＯＳＵ＃２へＯＮＵ＃１が送信するＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームであるｒｅｐ１＿ｉ＋１の送信する時刻Ｔｓｒおよび送信継続時間が記載されている。ＯＮＵ＃１は指定された時刻Ｔ＿１から波長切替を開始する。ＯＮＵ＃１が波長切替に要する最大時間をＴ＿ｌｍａｘとすると、Ｔ＿１からＴ＿ｌｍａｘ経過後にはＯＮＵ＃１はλ２ｄ，ｕに切替完了している。その後、波長λ２ｕでＯＮＵ＃１の時刻Ｔｓｒに送信されたＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ１＿ｉ＋１は、ＯＬＴ１００の時刻ＴｒｒにてＯＳＵ＃２に受信され、ＯＳＵ＃２はこのＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームの受信を以て、ＯＮＵ＃１の波長切替の完了を認識する。Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームには、ＯＮＵ＃１の帯域要求情報を記載し、その情報を用いてＴ＿ｄｗｂａ＿ｉ＋１周期における上り信号の帯域割当計算を行ってもよい。【００２２】
ＯＳＵ＃１がＴｕｎｉｎｇ  Ｇａｔｅフレームｇ１＿ｉにて記載する、Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームの送信時刻Ｔｓｒは、ＯＮＵ＃１がＧａｔｅフレームに記載のＬｏｃａｌ  Ｔｉｍｅに同期していることを前提とし、ＯＳＵ＃２が時刻ＴｒｒにてＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信するよう、Ｔｒｒから片道伝搬遅延時間を差し引いて指定される。そのため、非特許文献４に記載のように、ＯＮＵ＃１の初期接続時に片道伝搬遅延又は往復伝搬遅延ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）を測定する。そして、ＯＳＵ＃２に所属する他のＯＮＵ２００の上りフレームが当該時刻Ｔｓｒから送信可能時間（送信継続時間）の間には到着しないよう、ＯＳＵ＃２は各ＯＮＵ２００へのＧａｔｅフレームに指示する上りフレームの送信開始時刻Ｔｓｒおよび送信可能時間を計算して各ＯＮＵ２００に割り当てている。波長切替用のＧａｔｅフレームおよびＲｅｐｏｒｔフレームだけでなく、非特許文献４にあるように、通常のＧａｔｅフレームおよびＲｅｐｏｒｔフレームや、上りフレームの送信タイミングに関しても、このような制御と同じ制御を行っている。これは、ＰＯＮの時分割多重アクセス方式において異なるＯＮＵ２００からの上りフレームがＯＳＵ１２０で衝突しないための重要な制御方法である。【００２３】
しかし、図１や図１２にあるように各ＯＳＵ１２０から、ＯＬＴ１００側に設置されるパワースプリッタまたは波長ルータ１４０までの距離が異なると、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００の距離がＯＳＵ１２０によっては異なることになり、波長切替後にＯＬＴ１００と波長切替を行ったＯＮＵ２００のＲＴＴが変わることになる。また、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮではＯＳＵ１２０ごとに異なる波長組を用いることを想定している。例えば、ＯＳＵ＃１で用いるλ１ｄ，ｕとＯＳＵ＃２で用いるλ２ｄ，ｕでは波長が異なることから、たとえＯＳＵ＃１からＯＮＵ＃１の光ファイバ長と、ＯＳＵ＃２からＯＮＵ＃１の光ファイバ長が同じであったとしても、光ファイバの波長分散（以下、「ファイバ分散」と略記することがある）の影響で、λ１ｄ，ｕを用いた時とλ２ｄ，ｕを用いた時ではＲＴＴが変わる。次に、これが、図３に示した関連技術１の波長切替後の上り信号のタイミング制御に与える課題を説明する。【００２４】
まず、Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ＿ｉ＋１を送信する場合について図４を参照して説明する。図４は、簡単のために、ＯＳＵ＃１とＯＳＵ＃２は同じ位置に配置されているとし、λ２ｄ，ｕに波長切替をすると、フレームが経由するファイバ経路の変更およびファイバ分散によってＯＬＴとＯＮＵ♯１とのＲＴＴが変わることで、ＯＮＵ＃１がＯＮＵ＃１’へ仮想的に遠くなる場合、および、ＯＮＵ＃１がＯＮＵ＃１’’へ仮想的に近くなる場合を示している。ＯＮＵ＃１’の位置では、Ｔｕｎｉｎｇ  Ｇａｔｅフレームｇ＿ｉで指示された送信開始時刻ＴｓｒでＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ１’＿ｉ＋１を送信すると、ＯＳＵ＃２が受信を想定している時刻Ｔｒｒよりも遅れてＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ１’＿ｉ＋１が到達することになる。この遅れ時間をＴ’ｕｌａｇとすると、Ｔ’ｕｌａｇはＯＮＵ＃１’からλ２ｕで信号を送信したときに当該信号がＯＮＵ＃１の位置に到達する時間に等しい。同様にＯＮＵ＃１’’では、Ｔｕｎｉｎｇ  Ｇａｔｅフレームｇ＿ｉで指示された送信開始時刻ＴｓｒでＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ１’’＿ｉ＋１を送信すると、ＯＳＵ＃２が受信を想定している時刻ＴｒｒよりもＴ’’ｕｌａｇ早まってＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ１’’＿ｉ＋１が到達することになる。Ｔ’’ｕｌａｇはＯＮＵ＃１からλ１ｕで信号を送信したときに当該信号がＯＮＵ＃１’’に到達する時間に等しい。この時、ＯＳＵ＃２の上り信号タイミング制御において、ｒｅｐ１＿ｉ＋１に隣接した前後に他のＯＮＵ２００の上りフレームを受信するよう制御している場合は、当該の他のＯＮＵ２００の上りフレームと、ｒｅｐ１’＿ｉ＋１やｒｅｐ１’’＿ｉ＋１が衝突し、Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信できない、すなわちＯＮＵ＃１の波長切替の完了を認識することができない。【００２５】
また、Ｔｒｒの前後に上り信号が偶然存在せず、Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームが受信できたとしても、上りデータの受信にも別の課題が発生する。図５はその様子を示した図である。ＯＮＵ＃１’およびＯＮＵ＃１’’の定義は、図４と同様である。【００２６】
図５はｒｅｐ１＿ｉ＋１を受信した後の、上り信号の割当について記載している。ＯＳＵ＃２はＧａｔｅフレームｇ１＿ｉ＋１に、ＯＳＵ＃２のＬｏｃａｌ  ＴｉｍｅであるＴｇ２＿ｉ＋１、ＯＮＵ＃１が上り信号を送信する時刻Ｔｓｒおよび送信継続時間を記載してＯＮＵ＃１に送信する。ＯＳＵ＃２は、ＯＮＵ＃１が図５のＯＮＵ＃１の位置でｇ１＿ｉ＋１を受信し、ＯＮＵ＃１の時刻がＴｇ２＿ｉ＋１に同期することを想定している。しかし、実際は、ＯＮＵ＃１がＯＮＵ＃１’またはＯＮＵ＃１’’の位置にあるため、下り波長λ２ｄによるＯＮＵ＃１’とＯＮＵ＃１との到達時間差Ｔ’ｄｌａｇまたはＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃１’’との到達時間差Ｔ’’ｄｌａｇを以てＴｇ２＿ｉ＋１に同期することになる。そのため、上りデータフレームｄａｔａ１＿ｉ＋１の送信を開始する時刻は本来Ｔｓｒが指定されているはずが、実際は、ｄａｔａ１’’＿ｉ＋１が時刻ＴｓｒよりもＴ’’ｄｌａｇ早い時刻Ｔ’’ｓｒに送信され、または、ｄａｔａ１’＿ｉ＋１が時刻ＴｓｒよりもＴ’ｄｌａｇ遅れた時刻Ｔ’ｓｒに送信されることになる。また、上りデータフレームであるｄａｔａ１’＿ｉ＋１は同時にＯＮＵ＃１から送信した場合に比べてＴ’ｕｌａｇ遅い到着時間差を有し、ｄａｔａ１’’＿ｉ＋１はＴ’’ｕｌａｇ早い到着時間差を有する。このため、ＯＳＵ＃２に到着する上りデータフレームは、ＯＮＵ＃１’’の場合はＯＳＵ＃２が想定する受信時刻ＴｒｒよりもＴ’’ｄｌａｇ＋Ｔ’’ｕｌａｇ早まって受信され、ＯＮＵ＃１’の場合はＴ’ｄｌａｇ＋Ｔ’ｕｌａｇ遅く受信される。この時、ＯＳＵ＃２の上り信号タイミング制御において、ｄａｔａ１＿ｉ＋１に隣接した前後に他のＯＮＵ２００の上りフレームを受信するよう制御している場合は、当該の他のＯＮＵ２００の上りフレームと、ｄａｔａ１’＿ｉ＋１やｄａｔａ１’’＿ｉ＋１が衝突し、上りデータフレームを受信できない、すなわちＯＮＵ＃１の上りフレームを受信できないことになる。【００２７】
（関連技術２）
図６はＧａｔｅフレームおよびＲｅｐｏｒｔフレームを用いて波長切替を行う手順の非特許文献５に記載のもう一つの例である。本手順の特徴は、ＯＮＵ２００の波長切替に要する時間Ｔ＿ｌｍａｘが複数ＤＷＢＡ周期に跨る場合に対応しているところである。ＯＬＴ１００のＯＳＵ＃１およびＯＳＵ＃２の用いる波長組や、ＯＮＵ＃１が当初に所属するＯＳＵ、ＤＷＢＡ周期の定義は図３と同様である。また、図３と同様に、ＯＮＵ＃１の所属するＯＳＵ１２０をＯＳＵ＃１からＯＳＵ＃２へ変更するために、周期Ｔ＿ｄｗｂａ＿ｉ−ｌにおいてＯＮＵ＃１に波長切替を指示することをＯＬＴ１００が判断したとする。またＯＮＵ２００はＧａｔｅフレームを受信する度に、Ｇａｔｅフレームに記載されている時刻情報（Ｌｏｃａｌ  Ｔｉｍｅ）に同期する。また、ＯＳＵ１２０はすべてＯＬＴ１００内共通の時刻に同期しているとする。【００２８】
図６の例においてはまず、ＯＳＵ＃１からＯＮＵ＃１へ波長切替を指示するＧａｔｅフレーム（Ｔｕｎｉｎｇ  Ｇａｔｅフレーム）ｇ１＿ｉ−ｌが送信される。ｇ１＿ｉ−ｌには波長切替開始時間Ｔ＿１と切替先波長すなわちλ２ｄ，ｕの情報が記載されている。ＯＮＵ＃１はＴ＿１から波長切替を開始する。ＯＮＵ２００が波長切替に要する最大時間をＴ＿ｌｍａｘとすると、Ｔ＿１からＴ＿ｌｍａｘ経過後にはＯＮＵ＃１はλ２ｄ，ｕに切替を完了している。次に、ＯＳＵ＃２は、ＯＮＵ＃１の波長切替完了を確認するために、波長λ２ｄでＯＮＵ＃１宛にＧａｔｅフレームｇ１＿ｉ＋１を送信する。このＧａｔｅフレームを波長切替手順が完了するまで、複数ＤＷＢＡ周期の間送信することにより、Ｔ＿ｌｍａｘにばらつきがあるＯＮＵ２００に対しても、ＯＮＵ２００それぞれの波長切替時間を正確に把握することなく波長切替の完了確認を行うことができる。ｇ１＿ｉ＋１にはＯＮＵ＃１が波長切替を完了したことを示すＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームの送信開始時刻Ｔｓｒと送信継続時間が記載されている。ｇ１＿ｉ＋１を受信したＯＮＵ＃１は、波長λ２ｕで時刻ＴｓｒにＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ１＿ｉ＋２を送信する。ｒｅｐ１＿ｉ＋２はＯＬＴ１００の時刻ＴｒｒにてＯＳＵ＃２にて受信され、ＯＳＵ＃２はこのＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームの受信を以てＯＮＵ＃１の波長切替の完了を認識する。Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームには、ＯＮＵ＃１の帯域要求情報を記載し、ＯＳＵ＃２はその帯域要求情報を用いてＴ＿ｄｗｂａ＿ｉ＋２周期における上りフレームの割当計算を行ってもよい。【００２９】
ＯＳＵ＃１がＧａｔｅフレームｇ１＿ｉ＋１にて記載する、Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームの送信開始時刻Ｔｓｒは、図３に示した例と同様に、ＯＮＵ＃１がＧａｔｅフレームに記載のＬｏｃａｌ  Ｔｉｍｅに同期していることを前提とし、ＯＳＵ＃２が時刻ＴｒｒにてＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信するよう、Ｔｒｒから片道伝搬遅延時間を差し引いて指定される。そのため、非特許文献４に記載のように、ＯＮＵ＃１の初期接続時に片道伝搬遅延もしくは往復伝搬遅延時間ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）を測定する。そして、ＯＳＵ＃２に所属する他のＯＮＵ２００の上りフレームが当該時刻Ｔｓｒから送信可能時間（送信継続時間）の間には到着しないよう、ＯＳＵ＃２は各ＯＮＵ２００へのＧａｔｅフレームに指示する上りフレームの送信開始時刻および送信可能時間を計算して各ＯＮＵ２００に割り当てている。【００３０】
しかし、図１にある各ＯＳＵ１２０から、ＯＬＴ１００側に設置されるパワースプリッタまたは波長ルータ１４０までの距離が異なると、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００の距離がＯＳＵ１２０によっては異なることになり、ＯＬＴ−ＯＮＵ間のＲＴＴが変わることになる。また、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮではＯＳＵ１２０ごとに異なる波長組を用いる。例えばＯＳＵ＃１で用いるλ１ｄ，ｕとＯＳＵ＃２で用いるλ２ｄ，ｕでは波長が異なることから、同じ光ファイバに信号を通過させた場合でも、光ファイバの分散の影響で、λ１ｄ，ｕを用いた時とλ２ｄ，ｕを用いた時ではＯＬＴ−ＯＮＵ間のＲＴＴが変わることがわかる。これが図６に示した波長切替における上り信号のタイミング制御に与える課題を説明する。【００３１】
図７は、あるＯＮＵ２００と各ＯＳＵ１２０との間の距離差（あるＯＮＵ２００と各ＯＳＵ１２０を結ぶ光ファイバの長さの差。以下、「ファイバ距離差」または「光ファイバ距離差」と呼ぶ）またはファイバ分散によって生じる上り光信号の到着時間差が影響し、上り信号ｒｅｐ１＿ｉ＋２の送信開始時刻がどのように変化するかについて記載している。図７は、図４および図５と同様に、ＯＳＵ＃１とＯＳＵ＃２は同じ位置に配置されているとし、λ２ｄ，ｕに波長切替することによってフレームが経由するファイバ経路の変更もしくはファイバ分散によってＯＬＴ−ＯＮＵ間のＲＴＴが変わることにより、ＯＮＵ＃１がＯＮＵ＃１’へ仮想的に遠くなる場合、および、ＯＮＵ＃１がＯＮＵ＃１’’へ仮想的に近くなる場合を示している。ＯＳＵ＃２は波長切替の完了したＯＮＵ＃１に対して、Ｇａｔｅフレームｇ１＿ｉ＋１に、ＯＳＵ＃２のＬｏｃａｌ  ＴｉｍｅであるＴｇ２＿ｉ＋１、ＯＮＵ＃１が上り信号を送信する時刻Ｔｓｒおよび送信継続時間を記載してＯＮＵ＃１に送信する。ＯＳＵ＃２は、ＯＮＵ＃１が図７のＯＮＵ＃１の位置でｇ１＿ｉ＋１を受信し、ＯＮＵ＃１の時刻をＴｇ２＿ｉ＋１に同期することを想定している。しかし、実際は、ＯＮＵ＃１がＯＮＵ＃１’またはＯＮＵ＃１’’の位置にあるため、下り波長λ２ｄによるＯＮＵ＃１’とＯＮＵ＃１との到達時間差Ｔ’ｄｌａｇまたはＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃１’’との到達時間差Ｔ’’ｄｌａｇを以てＴｇ２＿ｉ＋１に同期することになる。そのため、上りＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ１＿ｉ＋２の送信を開始する時刻は本来Ｔｓｒが指定されているはずが、実際は、ｒｅｐ１’’＿ｉ＋２が時刻ＴｓｒよりもＴ’’ｄｌａｇ早い時刻Ｔ’’ｓｒに送信され、または、ｒｅｐ１’＿ｉ＋２が時刻ＴｓｒよりもＴ’ｄｌａｇ遅れた時刻Ｔ’ｓｒに送信されることになる。また、ＯＮＵ＃１’’からの上りＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームであるｒｅｐ１’’＿ｉ＋２は同時刻にＯＮＵ＃１から送信した場合に比べてＴ’’ｕｌａｇ早い到着時間差を有し、ＯＮＵ＃１’からのｒｅｐ１’＿ｉ＋２はＴ’ｕｌａｇだけ遅い到着時間差を有する。このため、ＯＳＵ＃２に到着する上りＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームは、ＯＮＵ＃１’’の場合はＯＳＵ＃２が想定する受信時刻ＴｒｒよりもＴ’’ｄｌａｇ＋Ｔ’’ｕｌａｇ早まって受信され、ＯＮＵ＃１’の場合はＴ’ｄｌａｇ＋Ｔ’ｕｌａｇ遅れて受信される。この時、ＯＳＵ＃２の上り信号タイミング制御において、ｒｅｐ１＿ｉ＋２に隣接した前後に他のＯＮＵ２００の上りフレームを受信するよう制御している場合は、当該の他のＯＮＵ２００の上りフレームと、ｒｅｐ１’＿ｉ＋２やｒｅｐ１’’＿ｉ＋２が衝突し、上りＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信できない、すなわちＯＮＵ＃１の波長切替の完了を認識できないことになる。【００３２】
図７における到着時間差による上りフレームの衝突は、その時刻Ｔｓｒの差が補正されない限り、当該Ｒｅｐｏｒｔフレームのみならず、その後の上りデータフレームに関しても同様に発生する。【００３３】
以上２つの関連技術を例に挙げて示した課題はＯＮＵ＃１の上り通信に支障をきたすだけでなく、ＯＮＵ＃１の上りフレームに隣接する、他のＯＮＵ２００の上り通信のフレーム損の要因となるため、ＯＳＵ＃２に所属する他ユーザの通信にも影響を与えてしまう。【００３４】
前記課題を解決するために、本発明は、波長切替後に局側加入者収容装置で上り信号が衝突することを回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
上記目的を達成するために、局側加入者収容装置が、波長切替後に受信した波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻を測定し、波長切替前に想定される波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻に対する波長切替後に受信した波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻の時刻差の２倍の時間を、波長切替前の上り信号の送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻として設定する。【００３６】
具体的には、本発明は、
局側加入者収容装置と複数の加入者装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記局側加入者収容装置からの指示によって前記加入者装置が伝送波長、送信開始時刻及び送信継続時間を切替えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおける送信開始時刻補正方法であって、
前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置への波長切替を指示する下り信号に、前記加入者装置が前記波長切替後に送信する、前記加入者装置の前記波長切替の完了を示す上り信号の送信開始時刻を含めて指示する完了指示手順と、
前記加入者装置が、指示に従って前記波長切替を完了した後、指示された前記送信開始時刻に前記波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信する指示完了送信手順と、
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻を測定し、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻に対する前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の前記受信時刻の時刻差の２倍の時間を、前記波長切替前の前記上り信号の前記送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻として設定する送信開始時刻補正手順と、
を備えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの送信開始時刻補正方法である。【００３７】
具体的には、本発明は、
局側加入者収容装置と複数の加入者装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記局側加入者収容装置からの指示によって前記加入者装置が伝送波長、送信開始時刻及び送信継続時間を切替えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおける送信開始時刻補正方法であって、
前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置への波長切替を指示し、前記加入者装置が、指示に従って前記波長切替を行う波長切替手順と、
前記加入者装置の前記波長切替に予定されている時間の経過後、前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置の前記波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信するよう送信開始時刻を含めて指示する送信指示手順と、
前記加入者装置が、指示された前記送信開始時刻に前記波長切替の完了を示す上り信号を前記切替後の波長で送信する切替完了送信手順と、
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻を測定し、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻に対する前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の前記受信時刻の時刻差を、前記波長切替前の前記上り信号の前記送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻として設定する送信開始時刻補正手順と、
を備えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの送信開始時刻補正方法である。【００３８】
本発明において、
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信する前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信可能期間を、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信可能期間よりも広げて設定する。【００３９】
本発明において、
前記局側加入者収容装置が、前記切替後の波長で上り信号伝搬遅延時間を測定するまで、前記送信開始時刻補正手順における前記新たな送信開始時刻の設定を継続する。【００４０】
具体的には、本発明は、
局側加入者収容装置と複数の加入者装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記局側加入者収容装置からの指示によって前記加入者装置が伝送波長、送信開始時刻及び送信継続時間を切替えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムであって、
前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置への波長切替を指示する下り信号に、前記加入者装置が前記波長切替後に送信する、前記加入者装置の前記波長切替の完了を示す上り信号の送信開始時刻を含めて指示し、
前記加入者装置が、指示に従って前記波長切替を完了した後、指示された前記送信開始時刻に前記波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信し、
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻を測定し、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻に対する前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の前記受信時刻の時刻差の２倍の時間を、前記波長切替前の前記上り信号の前記送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻として設定するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムである。【００４１】
具体的には、本発明は、
局側加入者収容装置と複数の加入者装置とがＰＯＮトポロジで接続され、前記局側加入者収容装置からの指示によって前記加入者装置が伝送波長、送信開始時刻及び送信継続時間を切替えるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムであって、
前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置への波長切替を指示し、前記加入者装置が、指示に従って前記波長切替を行い、
前記加入者装置の前記波長切替に予定されている時間の経過後、前記局側加入者収容装置が、前記加入者装置の前記波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信するよう送信開始時刻を含めて指示し、
前記加入者装置が、指示された前記送信開始時刻に前記波長切替の完了を示す上り信号を前記切替後の波長で送信し、
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻を測定し、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信時刻に対する前記波長切替後に受信した前記波長切替の完了を示す前記上り信号の前記受信時刻の時刻差を、前記波長切替前の前記上り信号の前記送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻として設定するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムである。【００４２】
本発明において、
前記局側加入者収容装置が、前記波長切替後に受信する前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信可能期間を、前記波長切替前に想定される前記波長切替の完了を示す前記上り信号の受信可能期間よりも広げて設定する。【００４３】
本発明において、
前記局側加入者収容装置が、前記切替後の波長で上り信号伝搬遅延時間を測定するまで、前記新たな送信開始時刻の設定を継続する。【００４４】
なお、上記本発明の各態様は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、波長切替後に局側加入者収容装置で上り信号が衝突することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態における波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態における波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの構成を説明する図である。
【図３】ＥＰＯＮ方式を用いた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの上り送信タイミングの指定例である。
【図４】ＥＰＯＮ方式を用いた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの上りＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレーム送信タイミングの課題を説明する図である。
【図５】ＥＰＯＮ方式を用いた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの上りフレーム送信タイミングの課題を説明する図である。
【図６】非特許文献５におけるＯＮＵの上り送信タイミングの指定の例を説明する図である。
【図７】非特許文献５におけるＯＮＵの上りフレーム送信タイミングの課題を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態における上りフレーム到着時刻補正方法を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態における上りフレーム到着時刻補正方法を説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態における上りフレーム到着時刻補正方法を説明する図である。
【図１１】本発明の実施形態における上りフレーム到着時刻補正方法を説明する図である。
【図１２】本発明の実施形態における波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は本発明の例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。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。
【００４８】
（実施形態１）
本実施形態１のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴと複数のＯＮＵとがＰＯＮトポロジで接続され、ＯＬＴからの指示によってＯＮＵが送受信波長、送信開始時刻及び送信継続時間を切替える。ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムで次の手順を実行する。完了指示手順では、ＯＬＴが、ＯＮＵへの波長切替を指示する下り信号に、ＯＮＵが波長を切替えた後に送信する、ＯＮＵの波長切替の完了を示す上り信号の送信開始時刻を含めて指示する。指示完了送信手順では、ＯＮＵが、指示に従って波長切替を完了した後、指示された送信開始時刻に波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信する。送信開始時刻補正手順では、ＯＬＴが、波長切替後に受信した波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻を測定し、波長切替前に想定される波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻に対する波長切替後に受信した波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻の時刻差の２倍を、波長切替前の上り信号の送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻とする。
【００４９】
（実施形態１−１）
具体的には、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムは次の手順を実行する。波長切替後のＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信するために、波長切替後の光ファイバ経路長の変化および分散による影響を勘案したある一定時間の範囲内で当該Ｒｅｐｏｒｔフレームが前後して到着しても当該Ｒｅｐｏｒｔフレームを受信可能になるように、ＯＮＵに割り当てるフレーム受信可能期間を関連技術１に対して広げて設定する。当該Ｒｅｐｏｒｔフレーム受信時に、当該Ｒｅｐｏｒｔフレーム受信時刻の、波長切替前の波長で想定される受信時刻からの差を測定する。以降、ＯＮＵの波長切替後の片道伝搬遅延時間又は往復伝搬遅延時間が再測定されるまで、Ｇａｔｅフレームにて指定する当該ＯＮＵの上りフレーム送信開始時刻として、波長切替前に算出していた時刻に波長切替後のＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレーム受信で測定した到着時間差の２倍の時間を足した時刻を指示する。
【００５０】
本実施形態のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を説明する。本実施形態のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの構成は図１および図２と同様である。また、波長切替の手順では、図３と同様に、ＯＳＵ＃１からＯＮＵ＃１へ波長切替を指示するＧａｔｅフレーム（Ｔｕｎｉｎｇ  Ｇａｔｅフレーム）ｇ１＿ｉが送信される。ｇ１＿ｉには波長切替開始時間Ｔ＿１と切替先波長すなわちλ２ｄ，ｕの情報、波長切替後にＯＳＵ＃２へ切替完了フレームであるＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ１＿ｉ＋１を送信する時刻Ｔｓｒおよび送信継続時間が記載されている。ＯＮＵ＃１はＴ＿１から波長切替を開始する。波長切替に要する最大時間をＴ＿ｌｍａｘとすると、Ｔ＿１からＴ＿ｌｍａｘ経過後にはＯＮＵ＃１はλ２ｄ，ｕに切替完了している。その後、波長λ２ｕでＯＮＵ＃１の時刻Ｔｓｒに送信されたＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ１＿ｉ＋１は、ＯＬＴ１００の時刻ＴｒｒにてＯＳＵ＃２に受信され、ＯＳＵ＃２はこのＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームの受信を以てＯＮＵ＃１の波長切替の完了を認識する。Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームには、ＯＮＵ＃１の帯域要求情報を記載し、ＯＳＵ＃２はその帯域要求情報を用いてＴ＿ｄｗｂａ＿ｉ＋１周期における上り信号の帯域割当計算を行ってもよい。
【００５１】
次に本実施形態のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの動作を説明する。図８および図９に本実施形態における上りフレーム到着時刻補正方法を示す。図８は補正時間差を取得する方法を示し、図９は取得した補正時間差を用いて実際に補正する方法を示している。
【００５２】
図８において、まずＯＳＵ＃２は波長切替完了後に波長切替完了を示すＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信するための時間を、関連技術のｒｅｐ１＿ｉ＋１の到着時刻および継続時間ではなく、ファイバ距離差や分散によって発生する最大到着時間差Ｔｄｉｆｆ以下であれば当該Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームが前後して到着しても当該Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信できるよう確保する。したがってＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信するために必要な継続時間をＴｒｒｅｐとすると、関連技術ではＯＬＴ１００の時刻Ｔｒｒから時刻Ｔｒｒ＋ＴｒｒｅｐまでをＯＮＵ＃１のｒｅｐ１＿ｉ＋１フレーム受信用として確保していたのに対して、本実施形態では、時刻Ｔｒｒ−Ｔｄｉｆｆから時刻Ｔｒｒ＋Ｔｄｉｆｆ＋ＴｒｒｅｐまでをＯＮＵ＃１のＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信するための時間として設定する。
【００５３】
次に、ＯＳＵ＃２は、実際にＯＮＵ＃１からＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームが到着した時刻Ｔｒｒａｃを測定し、波長切替前にＯＮＵ＃１からＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームが到着する時刻Ｔｒｒに対する差分Ｔｕｌａｇを算出する。すなわち、
Ｔｕｌａｇ=Ｔｒｒ−Ｔｒｒａｃ  （１）
である。このＴｕｌａｇは図４に示す通り、波長切替によって仮想的に近くなったＯＮＵ＃１’’に対してはＴ’’ｕｌａｇに等しく、正の値となる。また、Ｔｕｌａｇは、波長切替によって仮想的に遠くなったＯＮＵ＃１’に対してはＴ’ｕｌａｇに等しく、負の値となる。
【００５４】
次に、図９を用いて本実施形態におけるＯＮＵ＃１の送信開始時刻の補正方法を説明する。関連技術１の図５に示した通り、上りデータフレームをＯＳＵ＃２の時刻Ｔｒｒに到着させるためには、ファイバ経路変更もしくはファイバ分散によって生じる到着時間差を補正したＯＮＵ＃１の送信開始時刻を与えればよい。ＯＮＵ＃１の上りフレーム伝搬遅延差は図８で説明したとおりＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレーム受信時にＴｕｌａｇとして測定している。
【００５５】
また、ＯＮＵ＃１の時刻は波長切替後にＧａｔｅフレームｇ１＿ｉ＋１に記載のＬｏｃａｌ  ＴｉｍｅであるＴｇ２＿ｉ＋１に同期することで、Ｔ’ｄｌａｇまたはＴ’’ｄｌａｇの時刻ずれが発生する。すなわちＯＮＵ＃１’’においては、ｇ１＿ｉ＋１で指示する送信開始時刻をＴｓｒ＋Ｔ’’ｄｌａｇ＋Ｔ’’ｕｌａｇとし、ＯＮＵ＃１’においては、ｇ１＿ｉ＋１で指示する送信開始時刻をＴｓｒ＋Ｔ’ｄｌａｇ＋Ｔ’ｕｌａｇとすればよいことがわかる。
【００５６】
さらに、Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレーム受信において測定したＴｕｌａｇの値を使って、波長切替後のＯＮＵ＃１が上りフレームの送信を開始する時刻として、波長切替前のＯＮＵ＃１において計算される送信開始時刻Ｔｓｒを、
Ｔｓｒ＋２×Ｔｕｌａｇ    （２）
となるよう補正した値をＧａｔｅフレームに記載する。なぜなら、図８のＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレーム受信において、本来想定されるＯＮＵ＃１の位置からの到着時間からの時間差Ｔｕｌａｇを測定しているが、Ｔ’ｄｌａｇおよびＴ’’ｄｌａｇは測定していないため直接使用できない。しかし、通常、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００が配置される場合においては、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００間の距離は数十ｋｍ程度であり、ファイバ分散による時間差が無視できるほど小さいとすれば、ある１つのＯＳＵ１２０に対しては、Ｔ’ｄｌａｇはＴ’ｕｌａｇにほぼ等しく、Ｔ’’ｄｌａｇはＴ’’ｕｌａｇにほぼ等しいと考えられる。
【００５７】
そこで、Ｔｕｌａｇを用いた式２の補正を用いて波長切替後の伝搬時間差を吸収する。図９に、ｇ１＿ｉ＋１のＧａｔｅフレームに記載される時刻によって、ＯＮＵ＃１’’およびＯＮＵ＃１’のように到着時間差が生じている状態のＯＮＵ２００から送信される上りデータフレームｄａｔａ１’’＿ｉ＋１およびｄａｔａ１’＿ｉ＋１が、ＯＳＵ＃２が想定する時刻Ｔｒｒに到着する様子を示している。
【００５８】
（実施形態１−２）
本実施形態におけるＯＮＵ＃１の上りフレーム送信開始時間の補正は、Ｔｕｌａｇの差が解消されるまででよい。非特許文献４には、初期接続手順であるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ処理時にＯＳＵ１２０とＯＮＵ２００の伝搬遅延時間測定を行う方法が記載されており、波長切替実施後にこの測定を実施することで、Ｔｒｒの計算を切替後の波長に即して行うことが可能になり、この時点でＴｕｌａｇによる補正は不要になる。また、図７において存在するＴ’ｓｒおよびＴ’’ｓｒのような、ＯＮＵ２００の時刻の誤差は、伝搬遅延時間測定によって解決され、ＯＮＵ２００の時刻同期を回復させる。
【００５９】
（実施形態１の効果）
本実施形態では、波長切替前後に生じるファイバ距離差やファイバ分散による到着時間差を±Ｔｄｉｆｆまで補正することができるため、波長切替後にＯＳＵ１２０に到着する上りフレームが、その前後に到着する別の上りフレームと衝突することを回避し、正常な上りバースト通信を行うことが可能になる。
【００６０】
また、上りフレームの衝突の回避は、波長切替前後の到着時間差を許容できるよう、常に、当該ＯＮＵ２００の上りフレーム割当時間に対して、予想されるフレーム到着時刻の前後にＴ’ｄｌａｇ＋Ｔ’ｕｌａｇまたはＴ’’ｄｌａｇ＋Ｔ’’ｕｌａｇより変動の大きい時間幅の空白区間を持たせることによっても可能である。しかし、その場合は、上りのフレームの平均間隔が広がることになり、上りデータ転送効率が下がることになる。本実施形態によれば、本実施形態で測定する上りＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームの到着時間差の測定精度およびＧａｔｅフレームによる時刻同期精度が十分高い場合には、前述した空白区間が不要なため、上り伝送効率を向上できる。
【００６１】
さらに、本実施形態によれば、ＯＳＵ１２０の光ファイバ距離差およびファイバ分散による上りフレームの到着時間差を、±Ｔｄｉｆｆ以下までなら補正できる。したがって、ＯＳＵ１２０間の光ファイバ距離差およびファイバ分散を許容できる波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムとすることができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、ＯＮＵ＃１における時刻同期の誤差、例えば図７におけるＴ’ｓｒやＴ’’ｓｒが発生した状態は解消されない。すなわち、ＯＮＵ２００の時刻同期という観点では誤差を発生させたまま運用することになる。したがって、本実施形態の補正後に、切替後の波長において伝搬遅延時間を測定し、補正を取りやめることで、ＯＮＵ２００の時刻同期の誤差を早期に解消するとともに通常の同期および上りフレーム送信開始時刻制御に戻すことができる。
【００６３】
（実施形態２）
本実施形態２のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ１００と複数のＯＮＵ２００とがＰＯＮトポロジで接続され、ＯＬＴ１００からの指示によってＯＮＵ２００が送受信波長、送信開始時刻及び送信継続時間を切替える。ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムで次の手順を実行する。波長切替手順では、ＯＬＴ１００が、ＯＮＵ２００への波長切替を指示し、ＯＮＵ２００が、指示に従って波長切替を行う。送信指示手順では、ＯＮＵ２００の波長切替に予定されている時間の経過後、ＯＬＴ１００が、ＯＮＵ２００の波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信するよう送信開始時刻を含めて指示する。切替完了送信手順では、ＯＮＵ２００が、指示された送信開始時刻に波長切替の完了を示す上り信号を切替後の波長で送信する。送信開始時刻補正手順では、ＯＬＴ１００が、波長切替後に受信した波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻を測定し、波長切替前に想定される波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻に対する波長切替後に受信した波長切替の完了を示す上り信号の受信時刻の時刻差を、波長切替前の上り信号の送信開始時刻に加えた時刻を新たな送信開始時刻とする。
【００６４】
（実施形態２−１）
具体的には、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムは次の手順を実行する。波長切替後のＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信するために、波長切替後の光ファイバ経路長の変化および分散による影響を勘案したある一定時間の範囲内で当該Ｒｅｐｏｒｔフレームが前後して到着しても当該Ｒｅｐｏｒｔフレームを受信可能になるように、ＯＮＵ２００に割り当てるフレーム受信可能期間を広げて設定する。当該Ｒｅｐｏｒｔフレーム受信時に、当該Ｒｅｐｏｒｔフレーム受信時刻の、波長切替前の波長で想定される受信時刻からの時間差を測定する。以降、ＯＮＵ２００の波長切替後の片道伝搬遅延時間又は往復伝搬遅延時間が再測定されるまで、Ｇａｔｅフレームにて指定する当該ＯＮＵ２００の上りフレーム送信開始時刻として、波長切替前に算出していた時刻に、波長切替後のＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレーム受信で測定した到着時間差を足した時刻を指示する。
【００６５】
本実施形態のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を説明する。本実施形態のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの構成は図１および図２と同様である。また、波長切替の手順では、図６と同様に、ＯＳＵ＃１からＯＮＵ＃１へ波長切替を指示するＧａｔｅフレーム（Ｔｕｎｉｎｇ  Ｇａｔｅフレーム）ｇ１＿ｉ−ｉが送信される。ｇ１＿ｉ−ｉには波長切替開始時間Ｔ＿１と切替先波長すなわちλ２ｄ，ｕの情報が記載されている。ＯＮＵ＃１はＴ＿１から波長切替を開始する。波長切替に要する最大時間をＴ＿ｌｍａｘとすると、Ｔ＿１からＴ＿ｌｍａｘ経過後にはＯＮＵ＃１はλ２ｄ，ｕに切替完了している。
【００６６】
次に波長切替後にＯＮＵ＃１が所属するＯＳＵ＃２は、ＯＮＵ＃１の波長切替完了を確認するために、波長λ２ｄでＯＮＵ＃１宛にＧａｔｅフレームｇ１＿ｉ＋１を送信する。ｇ１＿ｉ＋１にはＯＮＵ＃１が波長切替を完了したことを示すＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームの送信開始時刻Ｔｓｒと送信継続時間が記載されている。その後、波長λ２ｕでＯＮＵ＃１の時刻Ｔｓｒに送信されたＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームｒｅｐ１＿ｉ＋２が、ＯＬＴ１００の時刻ＴｒｒにてＯＳＵ＃２に受信され、ＯＳＵ＃２はこのＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームの受信を以てＯＮＵ＃１の波長切替の完了を認識する。Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームには、ＯＮＵ＃１の帯域要求情報を記載し、ＯＳＵ＃２はその帯域要求情報を用いてＴ＿ｄｗｂａ＿ｉ＋２周期における上り信号の帯域割当計算を行ってもよい。
【００６７】
図１０に本実施形態における上りフレーム到着時刻補正方法、すなわち補正時間差を取得する方法を示している。取得した補正時間差を用いて実際に補正する方法を図１１に示す。
【００６８】
図１０において、まずＯＳＵ＃２は波長切替完了後に波長切替完了を示すＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信するための時間を、関連技術のｒｅｐ１＿ｉ＋２の到着時刻および継続時間ではなく、ファイバ距離差や分散によって発生する最大到着時間差Ｔｄｉｆｆ以下であれば当該Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームが前後して到着しても当該Ｒｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信できるよう確保する。したがってＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信するために必要な継続時間をＴｒｒｅｐとすると、関連技術ではＯＬＴ１００の時刻Ｔｒｒから時刻Ｔｒｒ＋ＴｒｒｅｐまでをＯＮＵ＃１のＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレーム受信用として確保していたのに対して、本実施形態では、時刻Ｔｒｒ−Ｔｄｉｆｆから時刻Ｔｒｒ＋Ｔｄｉｆｆ＋ＴｒｒｅｐまでをＯＮＵ＃１のＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームを受信するための時間として設定する。
【００６９】
次に、ＯＳＵ＃２は、実際にＯＮＵ＃１からＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームが到着した時刻Ｔｒｒａｃを測定し、波長切替前にＯＮＵ＃１からのＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームが到着する時刻Ｔｒｒに対する差分Ｔｌａｇを算出する。すなわち
Ｔｌａｇ=Ｔｒｒ−Ｔｒｒａｃ    （３）
このＴｌａｇは図５に示す通り、波長切替によって仮想的に近くなったＯＮＵ＃１’’に対してはＴ’’ｕｌａｇ＋Ｔ’’ｄｌａｇに等しく、正の値となる。また、Ｔｌａｇは、波長切替によって仮想的に遠くなったＯＮＵ＃１’に対してはＴ’ｕｌａｇ＋Ｔ’ｄｌａｇに等しく、負の値となる。
【００７０】
次に、図１１を用いて本実施形態におけるＯＮＵ＃１の送信開始時刻の補正方法を説明する。関連技術２の図６に示した通り、上りデータフレームをＯＳＵ＃２の時刻Ｔｒｒに到着させるためには、ファイバ距離差もしくはファイバ分散によって生じる時間差を補正して、ＯＮＵ＃１の送信開始時刻を与えればよい。ＯＮＵ＃１の上りフレーム往復伝搬遅延差は図１０で説明したとおりＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレーム受信時にＴｌａｇとして測定している。すなわちＯＮＵ＃１’’においては、ｇ１＿ｉ＋２で指示する送信開始時刻をＴｓｒ＋Ｔｌａｇとし、ＯＮＵ＃１’においても、ｇ１＿ｉ＋２で指示する送信開始時刻をＴｓｒ＋Ｔｌａｇとすればよいことがわかる。したがって、波長切替後のＯＮＵ＃１が上りフレームの送信を開始する時刻として、波長切替前のＯＮＵ＃１において計算される送信開始時刻Ｔｓｒを、
Ｔｓｒ＋Ｔｌａｇ                （４）
となるよう補正した値をＧａｔｅフレームに記載する。このように、本実施形態では測定したＴｌａｇを用いた式４の補正を用いて波長切替後の伝搬時間差を吸収することができる。
【００７１】
図１１に、ｇ１＿ｉ＋２のＧａｔｅフレームに記載される時刻によって、ＯＮＵ＃１’’およびＯＮＵ＃１’のように到着時間差が生じている状態のＯＮＵ２００から送信される上りデータフレームｄａｔａ１’’＿ｉ＋２およびｄａｔａ１’＿ｉ＋２が、ＯＳＵ＃２が想定する時刻Ｔｒｒに到着する様子を示している。
【００７２】
（実施形態２−２）
本実施形態におけるＯＮＵ＃１の上りフレーム送信開始時間の補正は、Ｔｌａｇの差が解消されるまででよい。非特許文献４には、初期接続手順であるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ処理時にＯＳＵ１２０とＯＮＵ２００の伝搬遅延時間測定を行う方法が記載されており、波長切替実施後にこの測定を実施することで、Ｔｒｒの計算を切替後の波長に即して行うことが可能になり、この時点でＴｌａｇによる補正は不要になる。また、図１０において存在するＴ’ｓｒおよびＴ’’ｓｒのような、ＯＮＵ２００の時刻の誤差は、伝搬遅延時間測定によって解決され、ＯＮＵ２００の時刻同期を回復させる。
【００７３】
（実施形態２の効果）
本実施形態では、波長切替前後に生じるファイバ距離差やファイバ分散による到着時間差を±Ｔｄｉｆｆまで補正することができるため、波長切替後にＯＳＵ１２０に到着する上りフレームが、その前後に到着する別の上りフレームと衝突することを回避し、正常な上りバースト通信を行うことが可能になる。
【００７４】
また、上りフレームの衝突の回避は、波長切替前後の到着時間差を許容できるよう、常に、当該ＯＮＵ２００の上りフレーム割当時間に対して、予想されるフレーム到着時刻の前後にＴ’ｄｌａｇ＋Ｔ’ｕｌａｇまたはＴ’’ｄｌａｇ＋Ｔ’’ｕｌａｇより変動の大きい時間幅の空白区間を持たせることによっても可能である。しかし、その場合は、上りのフレームの平均間隔が広がることになり、上りデータ転送効率が下がることになる。本実施形態によれば、本実施形態で測定する上りＲｅｐｏｒｔ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）フレームの到着時間差の測定精度およびＧａｔｅフレームによる時刻同期精度が十分高い場合には、前述した空白区間が不要なため、上り伝送効率を向上できる。
【００７５】
さらに、本実施形態によれば、ＯＳＵ１２０の光ファイバ距離差およびファイバ分散による上りフレームの到着時間差を、±Ｔｄｉｆｆ以下までなら補正できる。したがって、ＯＳＵ１２０間の光ファイバ距離差およびファイバ分散を許容できる波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムとすることができる。
【００７６】
なお、本実施形態では、ＯＮＵ＃１における時刻同期の誤差、例えば図１０におけるＴ’ｓｒやＴ’’ｓｒが発生した状態は解消されない。すなわち、ＯＮＵ２００の時刻同期という観点では誤差を発生させたまま運用することになる。したがって、本実施形態の補正後に、切替後の波長において伝搬遅延時間を測定し、補正を取りやめることで、ＯＮＵ２００の時刻同期の誤差を早期に解消するとともに通常の同期および上りフレーム送信開始時刻制御に戻すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係る送信開始時刻補正技術は、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムに適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１００  局側加入者収容装置（ＯＬＴ）
１１０  動的波長帯域割当回路
１１１  切替指示信号生成部
１１２  ＤＷＢＡ計算部
１１３  制御信号送信部
１１４  要求信号受信部
１２０  ラインカード（ＯＳＵ）
１３０  多重分離部
１４０、１５０  パワースプリッタまたは波長ルータ
２００  加入者装置（ＯＮＵ）
２０１  波長可変光送受信器
２０２  指示信号受信部
２０３  波長切替制御部
２０４  要求信号送出部
２０５  要求帯域計算部
２１１  データ受信部
２１２  上りバッファメモリ
２１３  フレーム送出制御部
２１４  フレーム組立送信部
２２１  宛先解析選択受信部
２２２  下りバッファメモリ
２２３  データ送信部
３００  中継ネットワーク
【図１】
2016013509.tif 000003
【図２】
2016013509.tif 000004
【図３】
2016013509.tif 000005
【図４】
2016013509.tif 000006
【図５】
2016013509.tif 000007
【図６】
2016013509.tif 000008
【図７】
2016013509.tif 000009
【図８】
2016013509.tif 000010
【図９】
2016013509.tif 000011
【図１０】
2016013509.tif 000012
【図１１】
2016013509.tif 000013
【図１２】
2016013509.tif 000014
【国際調査報告】
2016013509.tif 000015
2016013509.tif 000016