(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の宅内装置（ＯＮＵ）を備えた波長多重ＰＯＮシステムにあって光多重分配装置を含む伝送路を介して接続され且つ前記宅内装置からの波長の割当要求に対して波長の割当を実行する局側装置（ＯＬＴ）において、
前記宅内装置からの波長の割当要求に対して予めＤＨＣＰサーバを具備して前記宅内装置に波長及びネットワークアドレスを動的に割当てる波長及びネットワークアドレス割当て手段を有し、
前記波長及びネットワークアドレス割当て手段は、割当てるべき複数の波長及びネットワークアドレスを記憶する波長及びネットワークアドレス記憶手段を有し、システムの立ち上げ時に、前記宅内装置からの割当要求信号に応じて前記波長及びネットワークアドレスを前記波長及びネットワークアドレス記憶手段から呼び出して割当信号として送信する機能を備えていることを特徴とした波長多重ＰＯＮシステムの局側装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の波長多重ＰＯＮシステムの局側装置において、
前記割当要求信号を、前記複数の宅内装置に共通の第１の波長の制御信号として受信する割当要求信号受信手段と、前記割当信号を、前記複数の宅内装置に共通の第２の波長の制御信号として送信する割当信号送信手段とを具備することを特徴とする波長多重ＰＯＮシステムの局側装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載の波長多重ＰＯＮシステムの局側装置において、
前記第１の波長の制御信号で複数の前記宅内装置からの前記割当要求信号が衝突したことを検出する衝突検出手段と、この衝突検出手段が衝突を検出したとき、前記第２の波長の制御信号で前記複数の宅内装置に共通に衝突信号を送信する衝突信号送信手段とを具備することを特徴とする波長多重ＰＯＮシステムの局側装置。
【請求項４】
前記請求項１，２又は３に記載の波長多重ＰＯＮシステムの局側装置において、
前記波長及びネットワークアドレス割当て手段は、前記宅内装置の業務内容ごとに別々の波長及びネットワークアドレスを割当てる機能を備えていることを特徴とした波長多重ＰＯＮシステムの局側装置。
【請求項５】
複数の宅内装置と、この複数の宅内装置と光多重分配装置を含む伝送路を介して接続される局側装置とを含んでなる波長多重ＰＯＮシステムでの前記局側装置による前記宅内装置への波長及びネットワークアドレス割当て方法において、
前記宅内装置からの波長割当要求を受信する割当要求受信工程と、
この受信した割当要求に対して予め装備したＤＨＣＰサーバを用いて前記宅内装置に波長及びネットワークアドレスを動的に割当てる波長割当工程と、
この割当て波長及びネットワークアドレスを前記割当要求にかかる宅内装置に送信する工程であって、割当てるべき複数の波長及びネットワークアドレスを予め記憶しておき、システムの立ち上げ時に前記宅内装置からの割当要求信号に応じて、予め記憶しておいた前記波長及びネットワークアドレスを割当信号として送信する割当波長送信工程と、
を備えことを特徴とする波長及びネットワークアドレス割当て方法。
【請求項６】
複数の宅内装置と、この複数の宅内装置と光多重分配装置を含む伝送路を介して接続される局側装置とを含んでなる波長多重ＰＯＮシステムにあって、前記局側装置による前記宅内装置への波長及びネットワークアドレス割当て方法において、
前記波長多重ＰＯＮシステムの立ち上げ時に前記複数の宅内装置に共通の第１の波長の制御信号を用いて前記宅内装置からの割当要求を受信する割当要求受信工程と、
複数の前記宅内装置から送信された前記割当要求の衝突を検出する衝突検出工程と、
この衝突検出工程で衝突が検出されなかったとき、割当てるべき波長及びネットワークアドレスを波長及びネットワークアドレス記憶手段から読み出す読出し工程と、
この読出し工程で読み出した波長及びネットワークアドレスを割当信号として前記複数の宅内装置に共通の第２の波長の制御信号を用いて前記宅内装置へ送信して割当てる割当信号送信工程と、
を備えたことを特徴とする波長及びネットワークアドレス割当て方法。
【請求項７】
前記請求項６に記載の波長及びネットワークアドレス割当て方法において、
前記衝突検出工程で衝突が検出されたとき、前記第２の波長の制御信号を用いて前記複数の宅内装置に共通の衝突信号を送信する衝突信号送信工程を設けたことを特徴とする波長及びネットワークアドレス割当て方法。
【請求項８】
複数の宅内装置と、この複数の宅内装置と光多重分配装置を含む伝送路を介して接続される局側装置とを含んでなる波長多重ＰＯＮシステムにおける前記局側装置に予め装備したコンピュータに、
前記宅内装置からの波長割当要求を受信処理する割当要求受信処理機能、
この受信処理した割当要求に対して予め装備したＤＨＣＰサーバを用いて前記宅内装置に波長及びネットワークアドレスを動的に割当てる波長割当処理機能、
この割当てた波長及びネットワークアドレスを前記割当要求にかかる宅内装置に送信処理する機能であって、割当てるべき複数の波長及びネットワークアドレスを予め記憶しておき、システムの立ち上げ時に前記宅内装置からの割当要求信号に応じて、予め記憶しておいた前記波長及びネットワークアドレスを割当信号として送信する割当波長送信処理機能、
をプログラム化し、これを実行させるようにしたことを特徴とする波長及びネットワークアドレス割当てプログラム。
【請求項９】
複数の宅内装置と、この複数の宅内装置と光多重分配装置を含む伝送路を介して接続される局側装置とを含んでなる波長多重ＰＯＮシステムにおける前記局側装置に予め装備したコンピュータに、
前記波長多重ＰＯＮシステムの立ち上げ時に前記複数の宅内装置に共通の第１の波長の制御信号を用いて前記宅内装置から送信された割当要求を受信する割当要求受信処理機能、
複数の前記宅内装置から送信された前記割当要求の衝突が検出された場合にこの検出情報を処理する衝突情報処理機能、
前記割当要求の衝突が検出されなかった場合、割当てるべき波長及びネットワークアドレスを波長及びネットワークアドレス記憶手段から読み出す読出し処理機能、
この読み出された波長及びネットワークアドレスを割当信号として前記複数の宅内装置に共通の第２の波長の制御信号を用いて前記宅内装置へ送信して割当てる割当信号送信処理機能、
をプログラム化し、これを実行させるようにしたことを特徴とする波長及びネットワークアドレス割当てプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重光アクセスネットワークにおける局側装置、当該局側装置で実行される波長とネットワークアドレスの割当て方法、及びそのプログラムに係り、特に、波長分割多重のＰＯＮ（Passive Optical Network）システムの局側装置、このシステムでの波長及びネットワークアドレスの割当て方法、及びそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの急速な普及によりアクセス回線のブロードバンド化が大きな課題となっている。ブロードバンドアクセス回線としては既にＡＤＳＬ、ケーブルモデム等のいろいろな方式が実用化されているが、より一層の広帯域化に向けてはPassive Optical Network（ＰＯＮ）が注目されている。
ＰＯＮは、径路の途中で光分岐結合器（Optical Splitter）を用いて、１本の光ファイバーを複数のユーザで共有するネットワークである。一般には、エンドユーザー宅には宅内装置（以下ＯＮＵで表す。：Optical Network Unit）が設置され、局には局側装置（以下「ＯＬＴ( Optical Line Terminator)」で表す）が設置され、両者は光ファイバおよび光分岐結合器を介して接続される。
【０００３】
各ユーザのパソコンはＯＮＵを介してネットワークに接続され、さらにＯＬＴを経て上位ネットワーク及びインターネットに接続される。上り方向の信号（波長は通常1.3 μm
帯）と下り方向の信号（波長は通常1.5 μm 帯）は波長多重されるため、双方向1 芯の光ファイバで接続することができる。さらに最近では波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）の技術を利用し、各ＯＮＵに個別の波長を割当てる波長多重ＰＯＮの研究が進められている（例えば非特許文献１参照。）。
また、ネットワーク・パラメータの自動設定を行なうクライアント／サーバ型のプロトコルとしてはＤＨＣＰが知られている。このプロトコルは、各クライアントに起動時に動的にＩＰアドレスなどのパラメータを割当てて通知を行ない、終了時に割当てたＩＰアドレスなどのパラメータを回収するものである（例えば非特許文献２参照。）。
【０００４】
【非特許文献１】”Broadcast digital video delivered over WDM passive optical networks ” Iannone, P.P.; Reichmann, K.C.; Frigo, N.J.;Photonics Technology Letters, IEEEVolume 8, Issue 7, July 1996 Page （s ）:930〜932 ）
【非特許文献２】IETF文書  RFC2131, RFC2132、Dynamic Host Configuration Protocol
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の波長多重ＰＯＮシステムでは光信号の波長を機器のスイッチあるいはオペレーションシステムを介してマニュアルで設定していたため、設定に手間がかかり、設定間違いが発生する可能性があった。また、信号と波長の対応関係が予めスタティックに決定されていなければならないという必要があった。また、通信を行うにあたっては各ＯＮＵにネットワークアドレスを設定しておく必要があり、波長の設定とは別にこの設定も行うこととなり、複雑さや設定時間の増大を招くと言う問題点があり、また、使用されていないＯＮＵにも波長を割当てているため波長資源の無駄を招くことになるという問題があった。更に、必要に応じてひとつのＯＮＵに複数の波長を割当てる場合には、一層、設定の複雑さや手間が増大するという不都合があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来例の有する不都合を改善し、とくに波長及びネットワークアドレスとを同時に割り当てると共に、当該割当（動的に割当てる設定）の手間を削減し且つ波長資源の節約を図った波長多重ＰＯＮシステムの局側装置、波長及びネットワークアドレスの割当て方法、及びそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を実現するため、本発明にかかる波長多重ＰＯＮシステムの局側装置は、複数の宅内装置（ＯＮＵ）を備えた波長多重ＰＯＮシステムにあって光多重分配装置を含む伝送路を介して接続され且つ前記宅内装置からの波長の割当要求に対して波長の割当を実行する局側装置（ＯＬＴ）において、前記宅内装置からの波長の割当要求に対して予めＤＨＣＰサーバを具備して前記宅内装置に波長及びネットワークアドレスを動的に割当てる波長及びネットワークアドレス割当て手段を有することを特徴とする。
これにより、システムの接続が確立した後からでも、波長とネットワークアドレスを動的に同時に割当てるようにしたので、不要な宅内装置に無理に割当でることもなく、波長の割当をより柔軟にすることがき、ネットワーク資源を活用することができ、また、これによりシステムの立ち上げの時間を短縮することができる。
【０００８】
ここで、前述した波長及びネットワークアドレス割当て手段は、割当てるべき複数の波長及びネットワークアドレスを記憶する波長及びネットワークアドレス記憶手段を有し、システムの立ち上げ時に、前記宅内装置からの割当要求信号に応じて前記波長及びネットワークアドレスを前記波長及びネットワークアドレス記憶手段から呼び出して割当信号として送信する機能を備えた構成とする。
これにより、波長及びネットワークアドレスの割当てを、記憶手段を介在させて効率的に、無駄なく行うことができ、装置の立ち上げ時間を短縮して、ネットワーク資源を有効に活用することができる。
【０００９】
又、上記波長多重ＰＯＮシステムの局側装置は、前述した割当要求信号を前記複数の宅内装置に共通の第１の波長の制御信号として受信する割当要求信号受信手段と、前記割当信号を前記複数の宅内装置に共通の第２の波長の制御信号として送信する割当信号送信手段とを、更に備えた構成としてもよい。
これにより、共通の波長を用いて、割当要求信号及び割当信号を送受信することができ、ネットワーク資源を有効に活用して制御を行うことが可能な波長多重ＰＯＮシステムの局側装置を実現することができる。
【００１０】
更に、上記波長多重ＰＯＮシステムの局側装置は、前述した第１の波長の制御信号で複数の前記宅内装置からの前記割当要求信号が衝突したことを検出する衝突検出手段と、この衝突検出手段が衝突を検出したとき、前記第２の波長の制御信号で前記複数の宅内装置に共通に衝突信号を送信する衝突信号送信手段とを、更に備えた構成としてもよい。
これにより、割当要求信号の衝突処理を比較的簡単な構成で、容易に行うことが可能な波長多重ＰＯＮシステムの局側装置を実現することができる。
【００１１】
ここで、前述した波長及びネットワークアドレス割当て手段を、前記宅内装置の業務内容ごとに別々の波長及びネットワークアドレスを割当てる機能を備えた構成としてもよい。
これにより、アプリケーション別に波長及びネットワークアドレスを割当てて、複数コネクションの同時高速通信を実現することが可能な波長多重ＰＯＮシステムの局側装置を実現することができる。
【００１２】
又、上記目的を達成するため、本発明にかかる波長及びネットワークアドレス割当て方法は、複数の宅内装置と、この複数の宅内装置と光多重分配装置を含む伝送路を介して接続される局側装置とを含んでなる波長多重ＰＯＮシステムでの前記局側装置による前記宅内装置への波長及びネットワークアドレス割当て方法において、前記宅内装置からの波長割当要求を受信する割当要求受信工程と、この受信した割当要求に対して予め装備したＤＨＣＰサーバを用いて前記宅内装置に波長及びネットワークアドレスを動的に割当てる波長割当工程と、この割当て波長及びネットワークアドレスを前記割当要求にかかる宅内装置に送信する割当波長送信工程とを備えたことを特徴とする。
これにより、波長とネットワークアドレスを動的に同時に割当てることも可能となり、より柔軟にネットワーク資源を活用することができ、また、装置の立ち上げの時間を短縮することができる。
【００１３】
更に、上記目的を達成するため、本発明にかかる波長及びネットワークアドレス割当て方法は、複数の宅内装置と、この複数の宅内装置と光多重分配装置を含む伝送路を介して接続される局側装置とを含んでなる波長多重ＰＯＮシステムにあって、前記局側装置による前記宅内装置への波長及びネットワークアドレス割当て方法において、前記波長多重ＰＯＮシステムの立ち上げ時に前記複数の宅内装置に共通の第１の波長の制御信号を用いて前記宅内装置からの割当要求を受信する割当要求受信工程と、複数の前記宅内装置から送信された前記割当要求の衝突を検出する衝突検出工程と、この衝突検出工程で衝突が検出されなかったとき、割当てるべき波長及びネットワークアドレスを波長及びネットワークアドレス記憶手段から読み出す読出し工程と、この読出し工程で読み出した波長及びネットワークアドレスを割当信号として前記複数の宅内装置に共通の第２の波長の制御信号を用いて前記宅内装置へ送信して割当てる割当信号送信工程とを備えたことを特徴とする。
これにより、波長及びネットワークアドレスの割当要求および割当を、効率的に行うことができ、装置の立ち上げ時間を短縮して、ネットワーク資源を有効に活用することが可能となる。
【００１４】
ここで、前述した衝突検出工程で衝突が検出されたとき前記第２の波長の制御信号を用いて前記複数の宅内装置に共通の衝突信号を送信する衝突信号送信工程を設けてもよい。
【００１５】
又、上記目的を達成するため、本発明にかかる波長及びネットワークアドレス割当てプログラムでは、複数の宅内装置と、この複数の宅内装置と光多重分配装置を含む伝送路を介して接続される局側装置とを含んでなる波長多重ＰＯＮシステムにおける前記局側装置に予め装備したコンピュータに、前記宅内装置からの波長割当要求を受信処理する割当要求受信処理機能と、この受信処理した割当要求に対して予め装備したＤＨＣＰサーバを用いて前記宅内装置に波長及びネットワークアドレスを動的に割当てる波長割当処理機能と、この割当てた波長及びネットワークアドレスを前記割当要求にかかる宅内装置に送信処理する割当波長送信処理機能とをプログラム化し、これを実行させるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
更に、上記目的を達成するため、本発明にかかる波長及びネットワークアドレス割当てプログラムでは、複数の宅内装置と、この複数の宅内装置と光多重分配装置を含む伝送路を介して接続される局側装置とを含んでなる波長多重ＰＯＮシステムにおける前記局側装置に予め装備したコンピュータに、前記波長多重ＰＯＮシステムの立ち上げ時に前記複数の宅内装置に共通の第１の波長の制御信号を用いて前記宅内装置から送信された割当要求を受信する割当要求受信処理機能と、複数の前記宅内装置から送信された前記割当要求の衝突が検出された場合にこの検出情報を処理する衝突情報処理機能、
前記割当要求の衝突が検出されなかった場合に割当てるべき波長及びネットワークアドレスを波長及びネットワークアドレス記憶手段から読み出す読出し処理機能と、この読み出された波長及びネットワークアドレスを割当信号として前記複数の宅内装置に共通の第２の波長の制御信号を用いて前記宅内装置へ送信して割当てる割当信号送信処理機能と、をプログラム化し、これを実行させるようにしたことを特徴とする。
このようにしても、前述した波長多重ＰＯＮシステムの局側装置の場合とほぼ同等に機能するコンピュータプログラムを得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上のように構成し機能するので、これによると、波長とネットワークアドレスとを同時に且つ動的に無駄なく割当てるようにしたので、波長とネットワークアドレスの資源を節約することができ、更に網制御の効率化を成し得るという従来にない優れた波長多重ＰＯＮシステムの局側装置、波長及びネットワークアドレスの割当て方法、及びそのプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って説明する。
ここで、まず最初に、本実施形態の技術的な基礎となっているＰＯＮシステムについて、その概略を説明し、その後に、本実施形態の内容を具体的に説明する。
【００１９】
（ＰＯＮシステムの基本構成）
図１９及び図２０に、ＰＯＮシステムの基本構成と信号のやり取りを示す。
この図１９及び図２０において、符号401 は局側装置（ＯＬＴ）、符号301 は宅内装置（ＯＮＵ）、符号501 は光分岐結合器（Optical Splitter）、符号601 は光ファイバである。
【００２０】
この図１９及び図２０に示すように、エンドユーザ宅にはＯＮＵ301 が設置され、局にはＯＬＴ401 が設置される。このＯＮＵ301 とＯＬＴ401 とは光ファイバ601 及び光分岐結合器501 を介して接続されている。  各ユーザのパソコンはＯＮＵ301 を介してネットワークに接続され、更にＯＬＴ401 を経て上位ネットワーク及びインターネットに接続される。上り方向の信号（波長は通常1.3 μm 帯）と下り方向の信号（波長は通常1.5 μm帯）は波長多重されるため、双方向１芯の光ファイバで接続される。
図１９及び図２０では、ＯＮＵ301 が３台接続された場合の信号の流れを示しており、図１９が下り方向の信号を、図２０が上り方向の信号を示す。数字付きの四角が各ＯＮＵ301 宛てのならびに各ＯＮＵ301 発の信号のフレームを表している。
【００２１】
更に、最近では図２１及び図２２に示すように、波長分割多重（WDM ：Wavelength Division Multiplexing）の技術を利用し、各ＯＮＵ301 に個別の波長を割当てる波長多重ＰＯＮの研究が進められている。図２１及び図２２において、符号301 、401 、501 及び601 は図１９及び図２０と同じものを示している。
波長多重ＰＯＮにおいては、下り方向の信号は各ＯＮＵ301 に予め割当てられた個別の波長を多重した信号がＯＬＴ401 からブロードキャストで送信される。各ＯＮＵ301 は波長フィルタを用いて自装置宛の波長の信号のみを取り込む。又、各ＯＮＵ301 からの上り方向の信号は個別の波長で送信され、光分岐結合器501 で合流し波長多重されてＯＬＴ401 に到着する。ＯＬＴ401 は分光器を用いて各ＯＮＵ301 からの信号を分離し、個別に受信する。
【００２２】
図２１及び図２２はＯＮＵ301 が３台接続された場合の信号の流れを示しており、図２１が下り方向の信号、図２２が上り方向の信号を示す。
λid（ｉ＝１，２，３）が各ＯＮＵ301 宛ての下り信号を示し、λiu（ｉ＝１，２，３）が各ＯＮＵ301 発の上り信号を示す。又、（λid）（ｉ＝１，２，３）は各ＯＮＵ301
から出力される電気信号を、（λiu）（ｉ＝１，２，３）は各ＯＮＵ301 へ入力される電気信号を、それぞれ示す。これらはパソコンやワークステーションなどの端末に接続される。
【００２３】
波長多重ＰＯＮを構成するに当たっては、個々のＯＮＵ301 について、上りと下りの信号に固有の波長を割当てなければならない。この割当を行うために、予めシステム起動前に各ＯＮＵ301 及びＯＬＴ401 に対して波長の設定を行っておく必要がある。この設定はオペレーションシステムを介して、或いは機器に対して直接マニュアルで行うことができるが、いずれにしても人手を介するために複雑であり、また時間を要し、かつ設定間違いが発生する可能性もある。このため、ひとつのＯＮＵ301 に複数の波長を割当てる場合には更に複雑さが増大し、設定に要する時間が長くなるという問題があった。また、波長割当に加えて各ＯＮＵ301 及びＯＬＴ401 にはネットワークアドレス（IPアドレス）を設定する必要がある。
【００２４】
図２３はＯＮＵ301 の構成例を示す。この図２３で符号301 はＯＮＵ本体、符号302 はＯＮＵ301への入力電気信号、符号303 はＯＮＵ301 からの出力電気信号、符号304 はＯＬＴ401 につながる光ファイバ及びそれを通る光信号を、それぞれ示す。この図２３は、波長の設定を直接機器に対してマニュアルで行う従来の例を示している。ここで符号305は設定のためのスイッチ、符号306 はスイッチインタフェース回路、符号307 及び308 は光ファイバおよびその光信号、符号309 は光分岐結合器、符号310 は電気光変換部、符号311 は波長制御回路、符号312 は光電気変換部、符号313 はメモリ、符号314 及び315 は波長制御信号を、それぞれ示す。
【００２５】
スイッチ305 で設定される情報はスイッチインタフェース回路306 を通じて波長制御回路311 に伝わりメモリ313 に格納されると同時に、この情報に基づいて波長制御信号314、315 を介して電気光変換部310 、光電気変換部312 の特定の光波長が設定される。
電気光変換部310 では入力電気信号302 を設定された波長の光信号に変換し、ファイバ307 に送出する。一方、波長多重された光信号304 が入力される光電気変換部312 では設定された波長の光信号のみを選択し電気信号303 に変換する。
光信号307 はＯＮＵ301 の上り信号としてファイバ304 に送出され、ファイバ304 の下り信号は光信号308 として光電気変換部312 に入力される。
【００２６】
図２４はＯＬＴ401 の構成例を示したものである。
この図２４で、符号401 はＯＬＴ本体、符号402 は上位装置と接続するための光ファイバ及びその信号、符号403は光分岐結合器を介して各ＯＮＵ301 に接続される光ファイバ及びその光信号を、それぞれ示す。符号404 は設定のためのスイッチ、符号405 はスイッチインタフェース回路、符号406 は制御部、符号407 はメモリ、符号408 、409 、416 及び417 は電気光変換部、符号410 ，411 ，414 及び415 は光電気変換部、符号412 ，413は主信号処理部、符号418 は光分岐器、符号419 は光結合器、符号420 ，421 ，425 及び426 は光ファイバ及びその信号、符号422 及び427 は光分岐結合器、符号423 は光結合器、符号424 は光分岐器である。
【００２７】
スイッチ404 で設定される波長の情報はスイッチインタフェース回路405 を通じて制御部406 に到達する。波長の情報はメモリ407 に格納されるとともに、各光電気変換部414，415 ，410 ，411 、及び各電気光変換部408 ，409 ，416 ，417 に設定される。
光電気変換部414 ，415 ，410 ，411 では、波長多重された信号からそれぞれ設定された波長の光信号のみを選択し電気信号に変換する。また、電気光変換部408 ，409 ，416，417 では、それぞれの電気信号を設定された波長の光信号に変換する。
主信号処理部412 ，413 では、オーバヘッドやタグの付け替え、信号の入れ替えやコピー、フィルタリングなどのレイヤ1 〜3 、場合によってはレイヤ4 の処理が必要に応じて行われる。
【００２８】
各ＯＮＵ301 から出力された上り信号は途中の光分岐結合器501 で波長多重され、光信号403 としてＯＬＴ401に入力され、ＯＬＴ401 内の光分岐結合器427 、光分岐器424を介して光電気信号変換部410 ，411 に入力される。ここで予め設定された波長の光信号のみが選択され電気信号に変換される。
各電気信号は主信号処理部413 で必要な処理を受けた後、再び電気光変換部416 ，417によって予め設定された波長の光信号に変換され、光結合器419 、光分岐結合器422 を通って上位装置へと出力される。
【００２９】
一方、上位装置から入力される光信号402 は、ＯＬＴ401内の光分岐結合器422 、光分岐器418 を通り、電気光変換部414 、415 で予め設定された波長の光信号が選択され、電気信号に変換される。各電気信号は主信号処理部412 で必要な処理を受けた後、再び電気光変換部408 ，409 によって予め設定された波長の光信号に変換され、光結合器423 、光分岐結合器427 を通って各ＯＮＵ301 に通じる光ファイバ403 に出力される。
【００３０】
ところで、以上説明した従来の波長多重ＰＯＮシステムでは、光信号の波長を機器のスイッチあるいはオペレーションシステムを介してマニュアルで設定しているため、設定の手間がかかり、設定間違いが発生する可能性があった。また、信号と波長の対応関係が予めスタティックに決定されていなければならないという必要があった。
【００３１】
更に又、通信を行うにあたっては各ＯＮＵ301 に予めネットワークアドレスを設定しておく必要があり、波長の設定とは別にこの設定も行う必要があるため、設定の複雑さや設定時間の増大を招くと言う問題点があり、また、使用されていないＯＮＵ301 にも波長を割当てることになるため、波長資源の無駄を招く等の問題をも有していた。
更に、必要に応じてひとつのＯＮＵ301 に複数の波長を割当てる場合には、一層、設定の複雑さや手間が増大する。
【００３２】
本発明では、前述したように、このような問題に対処して、波長多重ＰＯＮの波長及びネットワークアドレスの割当に動的自動割当処理を導入することにより、設定を簡単にして、波長及びネットワークアドレスの資源を節約し、かつ網制御を高速・効率化し、更に、コネクション単位（アプリケーション別）に波長を割当てることを可能にして、高スループットの通信を実現する局側装置、波長とネットワークアドレスの割当て方法及びそれを実現するプログラムを提供することを目的としている。
【００３３】
（本実施形態の構成）
図１及び図２に本実施形態におけるＰＯＮシステムの構成と信号のやり取りを示す。図１及び図２において、符号101 は宅内装置（ＯＮＵ）、符号201 は局側装置（ＯＬＴ）、符号501 は光分岐結合器（Optical Splitter）、符号601 は光ファイバである。
図１及び図２において、λid（i=1,2,3 ）が各ＯＮＵ101宛ての下り主信号を示し、λiu（i=1,2,3 ）が各ＯＮＵ101 発の上り主信号を示す。また、λcdは下り方向の制御信号、λcuは上り方向の制御信号を示す。これらの制御信号λcd、λcuの波長はＯＬＴ201 及び全てのＯＮＵ101 で共通に使用される。また、（λid）（i=1,2,3 ）は各ＯＮＵ101 から出力される電気信号、（λiu）（i=1,2,3 ）は各ＯＮＵ101へ入力される電気信号を示し、これらはパソコンやワークステーションなどの端末に接続される。
【００３４】
波長多重ＰＯＮを構成するに当たって、個々のＯＮＵ101 について、上りと下りの信号に固有の波長を割当てなければならないことは従来と同じであるが、本実施形態ではこの割当を装置が自立的かつ動的に行う構成を有している。
【００３５】
図３は、本発明を適用したＯＮＵ101 の構成例を示している。
図３において、符号101 はＯＮＵ本体、符号102 はＯＮＵ101 への入力電気信号、符号103 はＯＮＵからの出力電気信号、符号104 はＯＬＴ201 につながる光ファイバ及びそれを通る光信号である。また、符号107 及び108 は光ファイバおよびその光信号、符号109は光分岐結合器、符号110 及び114 は電気光変換部、符号111 は制御部、符号112 及び115 は光電気変換部、符号113 はメモリ、符号116 及び117 は波長制御信号、符号118 及び119 光ファイバ及びそれを通る光信号である。
前述した図２３との差は、この図３の例では、波長をマニュアルで設定するスイッチ305 及びインタフェース回路306 が無いこと、波長割当を行うための制御信号を送受信する電気光変換部114 、光電気変換部115 が追加されていること、制御部111 に前記制御信号をコントロールする機能が追加されていることである。
【００３６】
図４は、本発明を適用したＯＬＴ201 の構成例を示したものである。
図４において、符号201 はＯＬＴ本体、符号202 は上位装置と接続するための光ファイバ及びその信号、符号203は光分岐結合器を介して各ＯＮＵ101 に接続される光ファイバ及びその光信号を示す。符号206 は制御部、符号207 は波長及びネットワークアドレス部、符号208 ，209 ，216 ，217 及び230 は電気光変換部、符号210 ，211 ，214 ，215 及び231 は光電気変換部、符号212 ，213 は主信号処理部、符号218 は光分岐器、符号219は光結合器、符号220 ，221 ，225 及び226 は光ファイバ及びその信号、符号222 及び227 は光分岐結合器、符号223 は光結合器、符号224 は光分岐器である。
【００３７】
この例の図２４との差は、この図４の例では、波長をマニュアルで設定するスイッチ404 及びインタフェース回路405 が無いこと、波長割当を行うための制御信号を送受信する電気光変換部230 、光電気変換部231 が追加されていること、制御部206 に前記制御信号をコントロールする機能が追加されていること、波長及びネットワークアドレス部207 がメモリ機能に加えて波長及びネットワークアドレス（この例ではＩＰアドレス）の動的割当機能を有していることである。
具体的には、波長及びネットワークアドレス部207 にＤＨＣＰサーバ2071の機能が搭載されている。また、波長及びネットワークアドレス部207 の波長及びネットワークアドレス記憶手段2072には、設定可能な複数の波長およびネットワークアドレスが予めプールされている。ＤＨＣＰはネットワークアドレスを含むネットワーク設定を自動的に行なうプロトコルである。
【００３８】
図５に、本実施形態における制御部206 と波長及びネットワークアドレス部207 の機能ブロック図を示す。
この図５において、制御部206 は、上り方向の制御信号（波長は各ＯＮＵ101 に共通のλcu）として送られてくる割当要求信号の光電気変換器231 で電気信号に変換された信号から割当要求を検出する割当要求信号受信手段2065と、この割当要求信号が衝突したことを検出する衝突検出手段2064とを有している。
【００３９】
割当要求信号受信手段2065は、割当要求信号が衝突なしに受信された場合にこの割当要求信号を波長及びネットワークアドレス部207 に送る。これを受けて、波長及びネットワークアドレス部207 のＤＨＣＰサーバ2071は波長及びネットワークアドレス記憶手段2072から波長割当情報を１つ読み出してこれを割当信号送信手段2062に送り、割当信号送信手段2062は、この波長割当情報を電気光変換部230 で変換して下り方向の制御信号（波長は各ＯＮＵ101 に共通のλcd）として送信する。
割当要求信号が衝突した場合は、衝突検出手段2064がこれを検出して、衝突信号送信手段2063に通知し、衝突信号送信手段2063は、これを受けて衝突信号を下り方向の制御信号として同報で各ＯＮＵ101 に送信する。
なお、制御部206 には、制御部制御手段2061が含まれ、制御部206 内の各機能手段を制御すると共に、主信号処理部212 ，213 の制御、電気光変換部208 ，209 及び光電気変換部210 ，211 への波長割当などを行なう。
【００４０】
波長及びネットワークアドレス部207 の波長及びネットワークアドレス記憶手段2072に格納される波長割当情報の一例を図６に示す。また、図７にさらに他の波長割当情報の例を示す。
図６の例では、波長割当情報はネットワークアドレス（図６の例ではＩＰアドレス）、波長（上りと下りのペア）、ＯＮＵのハードウェアアドレスの組合せで管理される。
図７の例では、波長割当情報はアプリケーション識別情報（図７の例ではTCP/UDP ポート番号の上り下りのペア）、ネットワークアドレス（図７の例ではＩＰアドレス）、波長（上りと下りのペア）、ＯＮＵのハードウェアアドレス（図７の例ではＮＡＣアドレス）の組合せで管理される。
【００４１】
図８に、更に他の波長割当情報の例を示す。この例では、１つのアプリケーションの中に複数のストリームあるいはチャンク（chunk ）を含んでおり（図８の例ではストリームＩＤ）、それぞれ個別の波長（上り下りのペア波長）を割当てた場合をしめしている。
実際には、IETFで規定されるＳＣＴＰ（IETF文書  RFC2960: Stream Control Transmission Protocol ）を用いるアプリケーションや、IEEE Communication Maga 図ine :April 2005 p.114 H.Hsieh et al  Pararell Transport: A New Transport Layer Paradigm for Enabling Internet Quality of Serviceで提案されるパラレルＴＣＰを用いたアプリケーションやQoS （ Quality of Service ）制御を波長資源の有効利用を図りながら実現する構成を示している。さらにＰＯＮネットワークの負荷状態を監視する手段を具備し、負荷状態に応じた動的波長割当を実行する構成とすることも可能である。
【００４２】
次に、上記実施形態の全体的な動作を説明する。
ここで、本発明にかかる波長及びネットワークアドレス割当方法についても、その動作を説明する。
図９に波長及びネットワークアドレス割当の際のＯＬＴ201 の制御部206の動作を表すフローチャートを、図１０に波長及びネットワークアドレス割当の際のＯＮＵ101 の動作を表すフローチャートを示す。
図２においてシステム立ち上げ時に各ＯＮＵ101 は上り方向の制御信号（波長は共通のλcu）を用いて波長及びネットワークアドレスの割当要求をＯＬＴ201 に送信する（図１０ステップ２０１）。ＯＬＴ201 の制御部206はこのＯＮＵ101 からの割当て要求を受信する（図９ステップ１０１）。
【００４３】
この時、複数のＯＮＵ101 からの要求が衝突する可能性があるが、それはＯＬＴ201 側で検出可能である。衝突を検出した場合（図９ステップ１０２）には、ＯＬＴ201 から全ＯＮＵ101に対して下りの制御信号（波長は共通のλcd）を用いて衝突信号を送信する（図９ステップ１０６）。この衝突信号を受信したＯＮＵ101 （図１０ステップ２０２）はランダムな時間の経過後（図１０ステップ２０５）に再度割当要求を送信する（図１０ステップ２０１）。
【００４４】
図１１〜図１４に本システムでのシステム構成と信号のやり取りを示す。図１１〜図１４で、符号101 は宅内装置（ＯＮＵ）、符号201 は局側装置（ＯＬＴ）、符号501 は光分岐結合器（Optical Splitter）、符号601 は光ファイバである。
図１３はＯＮＵ1 とＯＮＵ２が同時に割当要求を送信し信号が衝突している様子を示し、図１４はそれに対してＯＬＴ201 が衝突信号を送信している様子を示す。
【００４５】
一方、図１１はＯＮＵ1 のみが割当要求を送信している様子を示し、図１２はそれに対してＯＬＴ201 が応答、すなわち割当情報を送信している様子を示す。衝突無くＯＮＵ１からの割当て要求を受信した場合（図９ステップ１０２）には、ＯＬＴ201 の制御部206
は波長及びネットワークアドレス部207 に割当て要求を転送し（図９ステップ１０３）、波長及びネットワークアドレス部207 から波長とネットワークアドレスを受信する（図９ステップ１０４）。
そうして、受信した波長とネットワークアドレスを割当情報としてＯＮＵ101 に送信する（図９ステップ１０５）。このとき、割当情報は全ＯＮＵ１にブロードキャストされるが、この中にはＯＮＵ1 のハードウェアアドレスが含まれているため、ＯＮＵ1 のみが取り込むことができる。
【００４６】
この割当て動作をブロック図の上で見ると、ＯＮＵ101 の構成を示す図３のブロック図において、システム立ち上げ時に、ＯＮＵ101 の制御部111は割当要求信号を電気光変換部114 を通じて光ファイバ104 に送信する。ＯＬＴ201 からの応答信号は光ファイバ104から受信し、光電気変換部115を通じて制御部111 が受信する。電気光変換部114 、光電気変換部115 には制御用の固定波長λcu、λcdが設定されている。ＯＬＴ201 から受け取る割当波長は電気光変換部110 及び光電気変換部112 に設定されるとともにメモリ111 にも格納される。  また、ＯＬＴ201 から受け取るネットワークアドレスもメモリ113 に格納されてその後の通信に使用される。
【００４７】
また、ＯＬＴ201 の構成を示す図４のブロック図において、ＯＮＵ101 からの割当要求は光ファイバ203 から光電気変換部231 を通じて制御部206 が受信する。制御部206 は割当要求を波長及びネットワークアドレス割当部207 に転送し、波長及びネットワークアドレス割当部207 から波長とネットワークアドレスを受信する。制御部206 は受信した波長とネットワークアドレスの情報を電気光変換部230 を通じて光ファイバ203 に送信する。波長及びネットワークアドレスの割当は波長及びネットワークアドレス部207 のＤＨＣＰサーバ2071によって行われる。
制御部206 が光電気変換部231 を通じて複数ＯＮＵ101 からの要求の衝突を検出した場合、制御部206 は光電気変換部230 を介して衝突信号を203 に送信する。光電気変換部231 及び電気光変換部230 は制御用の固定波長λcu、λcdが設定されている。
なお、このような波長及びネットワークアドレス割当方法をＯＬＴ201 制御部206 のコンピュータに実行させるプログラムも本発明の対象とするものである。
【００４８】
図１５はＤＨＣＰメッセージの一般的なフォーマットを示している。このメッセージがＵＤＰ（User Datagram Protocol）データグラムに格納され、さらにＩＰデータグラムに収容される。OPTIONの領域の使用方法には規定があり、図１６はサブネットマスクとＤＨＣＰメッセージタイプをOPTIONフィールドに収容している様子を示す。本発明においてはさらにSite Specific Use として予約されているCode番号（例えば128 や129 ）を使用して波長情報をOPTIONフィールドに収容する。
【００４９】
図１７は一台のＯＮＵ101 にひとつのネットワークアドレスと上り下りそれぞれひとつずつの波長λ1u、λ1dを割当てる場合を示す。CODEを「128 」、長さを４バイトとし、それぞれ16ビットで上りと下りの波長を指定する。ネットワークアドレスは YOUR IP ADDRESSに格納される。
図６はＤＨＣＰサーバ207 が内部で管理する割当テーブルを示す。ネットワーク（ＩＰ）アドレス、波長の組、ハードウェア（ＭＡＣ）アドレスがセットで管理される。
【００５０】
図１８は割当可能な波長が豊富にプールされている場合などにアプリケーション別に波長を割当てる例を示す。アプリケーションの識別にはＴＣＰ（Transmission Control Protocol）またはＵＤＰのポート番号を使用する。上りと下りのポート番号一組に対して上り下りの波長一組を割当てる。ポート番号情報は、主信号処理部212 ，213 でＴＣＰ又はＵＤＰデータグラムのヘッダを参照することで入手され制御部206 に転送される。CODEを「129 」、長さをこの例では16バイトとし、それぞれ16ビットで上りと下りのポート番号と波長を指定する。
【００５１】
図７はＤＨＣＰサーバ2071が内部で管理する割当テーブルを示す。ポート番号の組、ネットワーク（ＩＰ）アドレス、波長の組、ハードウェア（ＭＡＣ）アドレスがセットで管理される。なお、使用されていないＯＮＵ101 については割当並びに割当の更新は行われず、その分の波長とネットワークアドレスはＤＨＣＰサーバにプールされる。
以上の説明では、波長及びネットワークアドレスの割当をＯＮＵ101 単位で行うように述べたが、必要に応じてＯＮＵ101 が持つ業務内容（アプリケーション）ごとに、別々に波長及びネットワークアドレスを割当てることも可能である。
【００５２】
以上のように、本発明にかかる波長及びネットワークアドレス割当方法では、波長とネットワークアドレスを同時に割当てることができ、装置立ち上げの時間を短縮することができる。また、動的割当処理を導入することにより、波長及びネットワークアドレスの資源を節約することができる。また、ＯＮＵ101 単位のみならずアプリケーション別に波長及びネットワークアドレスを割当てることも可能であり、これによって、複数コネクションの同時高速通信が実現できるという効果がある。また、設定の手間と誤りが無くなり装置メンテナンスのコストが削減される。
【００５３】
実施例はＴＣＰ（又はＵＤＰ）／ＩＰのネットワークを用いて説明したが、それ以外のネットワーク、例えばＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode ）やＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）の波長多重ＰＯＮに本発明を適用することも可能である。前者の場合は波長と回線番号、後者の場合は波長および仮想回線番号VC（Virtual Circuit）またはVP（Virtual Path）を動的に割当てることが可能となる。さらにX.25やフレームリレーのネットワークに使用することも可能である。その場合の割当方法はＡＴＭの場合に準ずる。
【００５４】
以上のように、本実施形態にあっては、波長とネットワークアドレスとを同時に且つ動的に無駄なく割当てるようにしたので、波長とネットワークアドレスの資源を節約することができ、更に網制御の効率化を図ることができ、また、ＯＮＵ単位のみならず、アプリケーション別に波長を割当てることも可能になり、複数コネクションの同時高速通信を実現することができるという効果が生まれる。
【００５５】
更に、セッション又はコネクション単位に動的に複数の波長の割当てや開放が行なえるので、波長資源のより有効な活用が可能になり、１つのコネクション内に複数のストリームを持つアプリケーションや、ＱｏＳ（サービス品質）への柔軟な対応が可能になる。又、アプリケーションやネットワークの負荷に応じた柔軟な波長割当をリアルタイムに行うことが可能になり、ネットワーク資源の有効利用と輻輳防止をはかることができる。更に、設定の手間を削減でき、これにより設定の誤りがなくなり、システムメンテナンスのコストを削減することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、以上のように波長多重ＰＯＮシステムでの波長とネットワークアドレスの動的な自動割当て方法を実現するものであるので、光通信を利用する通信業界、ＩＴ産業分野などで広く利用される可能性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明にかかる実施形態におけるＰＯＮシステム構成と信号のやり取りを示す図で、下り主信号の流れを示す説明図である。
【図２】本発明にかかる実施形態におけるＰＯＮシステム構成と信号のやり取りを示す図で、上り主信号の流れを示す説明図である。
【図３】本実施例における宅内装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施例における局側装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に開示した局側装置の機能を示す機能ブロック図である。
【図６】図４に開示した局側装置のメモリに格納される波長割当情報の一例を示す説明図である。
【図７】図４に開示した局側装置のメモリに格納される波長割当情報の他の例を示す説明図である。
【図８】図４に開示した局側装置のメモリに格納される波長割当情報の更に他の例を示す説明図である。
【図９】図４に開示した局側装置の制御部における波長及びネットワークアドレス割り当て時の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図３に開示した宅内装置の波長及びネットワークアドレス割り当て時の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図３に開示した宅内装置の割当て要求時の信号のやり取りを示す説明図である。
【図１２】図３に開示した宅内装置の割当て要求に対する局側装置の信号のやり取りを示す説明図である。
【図１３】図３に開示した宅内装置の割当て要求で衝突があった場合の信号のやり取りを示す説明図である。
【図１４】図３に開示した宅内装置の割当て要求で衝突があった場合の局側装置の信号のやり取りを示す説明図である。
【図１５】ＤＨＣＰメッセージの一般的なフォーマットを示す図である。
【図１６】サブネットマスクとＤＨＣＰメッセージタイプをOPTIONフィールドに収容しているＤＨＣＰメッセージのフォーマットの例を示す説明図である。
【図１７】一台の宅内装置に一つのネットワークアドレスと上り下りそれぞれ一つずつの波長を割当てる場合のＤＨＣＰメッセージのフォーマットを示す説明図である。
【図１８】アプリケーション別に波長を割当てる場合のＤＨＣＰメッセージのフォーマットを示す図である。
【図１９】従来のＰＯＮシステムの基本構成と信号のやり取りを示す図で、下り方向の信号の流れを示す説明図である。
【図２０】従来のＰＯＮシステムの基本構成と信号のやり取りを示す図で、上り方向の信号の流れを示す説明図である。
【図２１】従来の波長分割多重ＰＯＮシステムの構成と信号のやり取りを示す図で、下り方向の多重信号の流れを示す説明図である。
【図２２】従来の波長分割多重ＰＯＮシステムの構成と信号のやり取りを示す図で、上り方向の多重信号の流れを示す説明図である。
【図２３】従来の宅内装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】従来の局側装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  宅内装置（ＯＮＵ）
２０１  局側装置（ＯＬＴ）
２０６  制御部
２０７  波長及びネットワークアドレス部
５０１  光分岐結合器
６０１  光ファイバ
２０６１  制御部制御手段
２０６２  割当信号送信手段
２０６３  衝突信号送信手段
２０６４  衝突検出手段
２０６５  割当要求信号受信手段
２０７１  ＤＨＣＰ  サーバ
２０７２  波長及びネットワークアドレス記憶手段
【図１】
0004747915.tif 000002
【図２】
0004747915.tif 000003
【図３】
0004747915.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004747915.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004747915.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004747915.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004747915.tif 000014
【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】
0004747915.tif 000019
【図１９】
0004747915.tif 000020
【図２０】
0004747915.tif 000021
【図２１】
0004747915.tif 000022
【図２２】
0004747915.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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