(57)【要約】  【課題】  各子ノードに上り通信に対して１波長ずつ異なる波長を割り当てながらも、それらの通信時間を変化させることにより、親ノードに備える光受信器の数を子ノードの数よりも少なくし、且つ高速化も実現する。  【解決手段】  対向する１個の親ノードと８個の子ノードとから構成され、前記８個の子ノードから前記親ノードへ向かう上り方向の光信号に、各々異なる波長が１波長ずつ割り当てられている光ネットワークでの光通信方法において、前記親ノードが２個以上８個未満の光受信器を備え、該光受信器各々の受信波長を時間的に切り替えながら上り光信号を受信し、前記８個の子ノード各々からの送信要求に従って、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定する。【選択図】  図１
2005354252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する１個の親ノードとｎ（ｎ：正の整数）個の子ノードとから構成され、前記ｎ個の子ノードから前記親ノードへ向かう上り方向の光信号に、各々異なる波長が１波長ずつ割り当てられている光ネットワークでの光通信方法において、
前記親ノードに２個以上ｎ個未満の光受信器を備え、
該光受信器各々の受信波長を時間的に切り替えながら上り光信号を受信し、
前記ｎ個の子ノード各々からの送信要求に従って、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定し、該割当時間に対応して前記ｎ個の子ノードの上り光信号送信時間が制御されるようにすることを特徴とする光通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光通信方法において、
前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間の総和を前記光受信器の数で除した時間を前記光受信器全てに同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てることによって、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定することを特徴とする光通信方法。
【請求項３】
請求項１に記載の光通信方法において、
前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てるとき、
該要求送信時間の長いものから順に、最も空き時間の長い光受信器に対して再帰的に割り当てることによって、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定することを特徴とする光通信方法。
【請求項４】
請求項１又は３に記載の光通信方法において、
前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てるとき、
前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間全てを１つ以上の優先クラスに分類し、優先クラス毎に、かつ、高い優先クラスの要求送信時間群から順に割り当てることによって、前記光受信器の受信波長およびその割当時間を決定することを特徴とする光通信方法。
【請求項５】
請求項１に記載の光通信方法において、
前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てるとき、
前記確保した時間よりも総割当時間が長く、超過時間が発生した光受信器に対しては、受信波長およびその割当時間を次に決定する際に、該超過時間を既割当時間として取り扱い、
前記確保した時間よりも総割当時間が短く余剰時間が発生した光受信器に対しては、受信波長およびその割当時間を次に決定する際に、該余剰時間を前記空き時間に加えて取り扱うことを特徴とする光通信方法。
【請求項６】
請求項１又は３に記載の光通信方法において、
前記要求送信時間各々が、単一もしくは複数の、それ以上分割できない単位時間であるフレームから構成され、かつ該フレーム長は必ずしも等しくはなく、
前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てるとき、
最も空き時間の長い光受信器に対して、子ノードの要求送信時間のうち最も長いものを割り当て、その際に該要求送信時間が該空き時間以上の場合には、未割当の該要求送信時間をフレーム毎に分割するという手続を、任意の光受信器の空き時間以下の要求送信時間が存在しなくなるまで再帰的に行った後、
全ての未割当のフレームのうち、フレーム長が最も長いものを、最も空き時間の長い光受信器に対して割り当て、
その際には、該光受信器に割当済みの他の送信時間もしくは該光受信器に割当済みの他のフレームの送信開始時刻もしくは送信終了時刻のうち、同一子ノードのフレームが時間的に重ならない、最も早い送信開始時刻もしくは送信終了時刻に前記フレームを挿入し、
その際に該光受信器において、該フレームを挿入可能な送信開始時刻もしくは送信終了時刻が存在しない場合には、該光受信器へのフレーム割当を実行せずに該フレームを破棄するという手続を、未割当のフレームが存在しなくなるまで再帰的に行うことを特徴とする光通信方法。
【請求項７】
対向する１個の親ノードとｎ（ｎ：正の整数）個の子ノードとから構成され、前記ｎ個の子ノードから前記親ノードへ向かう上り方向の光信号に、各々異なる波長が１波長ずつ割り当てられている光ネットワークの、前記親ノードが備える光伝送装置であって、
２個以上ｎ個未満の光受信器と、
前記各子ノードの上り方向の光信号を受信する際に前記光受信器各々の受信波長を時間的に切り替えるとともに、前記ｎ個の子ノード各々からの送信要求に従って、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定し、該割当時間に対応して前記ｎ個の子ノードの上り光信号送信時間が制御されるようにする制御装置と、
を備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光伝送装置において、
前記制御装置は、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定する際に、前記ｎ個の子ノードの要求送信時間の総和を前記親ノードの有する光受信器数で除した時間を前記光受信器全てに同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノードの要求送信時間を割り当てる機能を備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項９】
請求項７に記載の光伝送装置において、
前記制御装置は、前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てる機能と、
前記確保した時間内に、前記ｎ個の子ノードの要求送信時間を、長いものから順に、最も空き時間の長い光受信器に対して再帰的に割り当てることによって、光受信器の受信波長およびその割当時間を決定する機能と、を備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の光伝送装置において、
前記制御装置は、前記子ノードの要求送信時間全てを１つ以上の優先クラスに分類するとき、優先クラス毎に、かつ、高い優先クラスの要求送信時間群から順に割り当てることによって、前記光受信器の受信波長およびその割当時間を決定する機能とを備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の光伝送装置において、
前記制御装置は、前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てる機能と、
前記確保した時間に対して総割当時間が長くて、超過時間が発生した光受信器に対しては、受信波長およびその割当時間を次に決定する際に、該超過時間を既割当時間として取り扱う機能と、
前記確保した時間に対して総割当時間が短くて、余剰時間が発生した光受信器に対しては、受信波長およびその割当時間を次に決定する際に、該余剰時間を前記空き時間に加えて取り扱う機能と、を備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項１２】
請求項７又は９に記載の光伝送装置において、
前記要求送信時間各々が、単一もしくは複数の、それ以上分割できない単位時間であるフレームから構成され、かつフレーム長は必ずしも等しくはないとき、
前記制御装置は、前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てる機能と、
最も空き時間の長い光受信器に対して、子ノードの要求送信時間のうち最も長いものを割り当て、その際に該要求送信時間が該空き時間以上の場合には、未割当の該要求送信時間をフレーム毎に分割するという手続を、任意の光受信器の空き時間以下の要求送信時間が存在しなくなるまで再帰的に行った後、
全ての未割当のフレームのうち、フレーム長が最も長いものを、最も空き時間の長い光受信器に対して割り当て、
その際には、該光受信器に割当済みの他の送信時間もしくは該光受信器に割当済みの他のフレームの送信開始時刻もしくは送信終了時刻のうち、同一子ノードのフレームが時間的に重ならない、最も早い送信開始時刻もしくは送信終了時刻に前記フレームを挿入し、
その際に該光受信器において、該フレームを挿入可能な送信開始時刻もしくは送信終了時刻が存在しない場合には、該光受信器への割当を実行せずに該フレームを破棄するという手続を、未割当のフレームが存在しなくなるまで再帰的に行う制御機能と、を備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項１３】
対向する１個の親ノードとｎ（ｎ：正の整数）個の子ノードとから構成され、前記親ノードが２個以上ｎ個未満の光受信器を備え、前記ｎ個の子ノードから前記親ノードへ向かう上り方向の光信号に、各々異なる波長が１波長ずつ割り当てられ、該光受信器各々の受信波長を時間的に切り替えながら上り光信号を受信するような光ネットワークでの、通信トラヒックを制御するプログラムにおいて、
前記ｎ個の子ノード各々からの送信要求に従って、前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間の総和を前記受信器の数で除した時間を前記光受信器全てに同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の個ノード各々の要求送信時間を割り当てることによって、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定するステップを有することを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
対向する１個の親ノードとｎ（ｎ：正の整数）個の子ノードとから構成され、前記親ノードが２個以上ｎ個未満の光受信器を備え、前記ｎ個の子ノードから前記親ノードへ向かう上り方向の光信号に、各々異なる波長が１波長ずつ割り当てられ、該光受信器各々の受信波長を時間的に切り替えながら上り光信号を受信するような光ネットワークでの、通信トラヒックを制御するプログラムにおいて、
前記ｎ個子ノードの要求送信時間を割り当てるために、前記光受信器全てに確保された或る時間内に、前記ｎ個の個の要求送信時間を、長いものから順に、最も空き時間の長い光受信器に対して再帰的に割り当てるステップを有することを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプログラムにおいて、
最も空き時間の長い光受信器に対して子ノードの要求送信時間のうち最も長いものを割り当る際に、該要求送信時間が該空き時間以上の場合には、未割当の該要求送信時間をフレーム毎に分割するという手続を任意の光受信器の空き時間以下の要求送信時間が存在しなくなるまで再帰的に行うステップと、
全ての未割当のフレームのうち、フレーム長が最も長いものを最も空き時間の長い光受信器に対して割り当てる際に、該光受信器に割当済みの他の送信時間もしくは該光受信器に割当済みの他のフレームの送信開始時刻もしくは送信終了時刻のうち、同一子ノードのフレームが時間的に重ならない、最も早い送信開始時刻もしくは送信終了時刻に前記フレームを挿入し、該フレームを挿入可能な送信開始時刻もしくは送信終了時刻が存在しない場合には、該光受信器への割当を実行せずに該フレームを廃棄するという手続を、未割当のフレームが存在しなくなるまで再帰的に行うステップと、
を有することを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のプログラムが記録された記録媒体。
【請求項１７】
請求項１４に記載のプログラムが記録された記録媒体。
【請求項１８】
請求項１５に記載のプログラムが記録された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重光通信システムや時分割多重光通信システムにおけるトラフイツク制御を目的とした光通技術に関し、主に１対ｎの双方向光通信の上り通信技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１８〜図２３に従来の光通信方法を示す。図１８はpassive Optical Network（以下ＰＯＮと略す）による従来の光通信方法を説明する図である。光ネットワークは１個の親ノード１０Ａ、ｎ個の子ノード２１〜２ｎ、ｎ分岐スターカプラ３０を備え、親ノード１０Ａとスターカプラ３０が１本の光ファイバ４０で、スターカプラ３０とｎ個の子ノード２１〜２ｎがｎ本の光ファイバ５１〜５ｎで、それぞれ接続された構成をとる。
【０００３】
子ノードから親ノードに向けた通信を「上り通信」、その逆方向の通信を「下り通信」と呼ぶのが一般的であるので、本明細書でも同様の表現を用いる。また、本発明は上り通信に関するもので、特に下り通信方式によらないため、従来技術に関しても便宜上、上り通信のみの説明にとどめる。
【０００４】
各子ノード２１〜２ｎの信号＃１〜＃ｎは時分割多元接続（Time Division Multiple Access：ＴＤＭＡ)により伝送される。その際、各子ノードの信号が時間的に重なって衝突すると、信号の受信が困難になるため、それを回避するように、各子ノード２１〜２ｎは、親ノード１０Ａが指定するタイミングで信号＃１〜＃ｎを送信する。また、各子ノード２１〜２ｎが送信時に占有できる時間を制御することによって各子ノードの上り通信の速度を制御することが出来る。
【０００５】
ＴＤＭＡによる従来のＰＯＮ構成のネットワークにおいては、親ノード１０Ａからスターカプラ３０までの光ファイバ４０を複数の子ノード２１〜２ｎで共有できる。また、１個の伝送装置を親ノード１０Ａに設定するだけで、ｎ個の子ノード２１〜２ｎを賄うことができることから、少ない設備投資および少ない設備設置面積でネットワークを構築できるというメリットがある。
【０００６】
しかし、この通信方式では、親ノード１０Ａが備える上り信号用の受信装置を全子ノードで共有するため、利用している子ノードの数ｎが多い場合に通信速度が低下してしまうという問題があった。また、悪意を持った者による妨害波の影響を受ける可能性があり、その際に妨害者を特定することが難しい。さらに、スターカプラ３０による分岐は、光信号のパワーを分岐することになるため、一般に高い最小受光感度を実現することが難しい超高速伝送を実現するためには、分岐数ｎ（＝子ノード数）を減少させざるを得なくなり、経済効果が薄れてしまうという問題も挙げられる。
【０００７】
図１９はWavelength Division Multiple Access-ＰＯＮ(以下ＷＤＭＡ−ＰＯＮと略す）による光通信方法を説明する図である。前記のＴＤＭＡによるＰＯＮとの大きな違いは、スターカプラ３０の代わりにｎチャネル光合波器６０を用いている点である。このネットワークでは、各子ノード２１〜２ｎの上り通信に対して各々１波長ずつ割り当てられており、各子ノード２１〜２ｎは互いに異なる波長の光を発する送信器をそれぞれ備える必要がある。親ノード１０Ｂは、図２０に示すように、ｎチャネル波長フィルタ１６ならびにｎ個の光受信器Ｒｘ１、Ｒｘ２、・・・、Ｒｘｎを備える必要がある。
【０００８】
光信号は、子ノード２１〜２ｎから光合波器６０までの各光ファイバ５１〜５ｎ上は各子ノード割当波長λ１、λ２、・・・、λｎのみが伝送され、光合波器６０から親ノード１０Ｂまでの光ファイバ４０上ではＷＤＭ伝送される。図１８のスターカプラ３０によるＰＯＮとは異なり、少ないパワー損失で親ノード１０Ｂに伝送することが出来るだけでなく、各子ノード２１〜２ｎ毎に対応する光受信器が親ノード１０Ｂに存在するために、通信速度の低下が生じることもなく、悪意を持った者による妨害波の影響も受けることもない。
【０００９】
しかしながら、この方式では、前述のように親ノード１０Ｂ側に子ノード２１〜２ｎの数ｎと等しい数の受信器が必要になるため、設備投資の増大、設置面積の増大を招き、高コストになってしまうという問題があった。
【００１０】
前記のＷＤＭＡ−ＰＯＮにおいては既に述べたように、子ノード２１〜２ｎごとに異なる波長を発する光送信器が必要となるために光部品の多品種化を招き、装置コストが高くなるという問題がある。
【００１１】
これを解決する手段として、図２１、図２２に示すように各子ノード２１〜２ｎがＬＥＤやＡＳＥ光源などの、広帯域光源を変調および送信し、各子ノードの波長のみを波長フィルタ７０によりスライスし、各波長のスペクトルスライス光を波長多重して親ノード１０Ｂに伝送する方式が検討されている。これにより、各子ノード２１〜２ｎが同一の光送信器を使用し、光部品コストの削減が可能になる（例えば、非特許文献１参照）。
【００１２】
また、各加入者の上り通信／上り通信双方に１波長ずつ割り当てるような双方向の波長多重通信において、光合分波器としてアレイ導波路回折格子型合分波器（ＡＷＧ）を用い、各加入者に対して上り通信用の波長と下り通信用の波長とを、前記ＡＷＧのＦＳＲだけ離れた関係になるように割り当てることによって、親ノードと各子ノードとの間で１心双方向の波長多重通信を実現する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
しかし、前記２つ（非特許文献１および特許文献１）の従来技術いずれの場合においても親ノードには子ノード数と等しい数だけの光受信器が必要となるために、高コスト化が避けられないという問題は未解決のままである。
【００１４】
また、各子ノードへの下り方向通信（親ノードから子ノードへと信号が流れる通信）それぞれに対して異なる波長を割り当てるＷＤＭ−ＰＯＮにおいて、図２３に示すように親ノード１０Ｃに波長可変光源を１個備え、送信波長を時間的に切り替えることにより、親ノード１０Ｃ側の送信器を１個で賄うという方式（例えば、特許文献２の図１）が提案されているが、ＴＤＭＡによる従来のＰＯＮ構成と同様に通信速度が低下してしまう。
【００１５】
また、上がり方向帯域を割り当てる際に、予め決まった周期毎に各子ノードへの帯域を決定し、また効率向上のために複数の異なる要求帯域を受け付ける方式（例えば、特許文献３，請求項１〜４参照）が提案されている。
【００１６】
【非特許文献１】K.Akimoto,et al.,”Spectrum-Sliced,25-GHz spaced,155Mbps×32channel WDM access”,Proc.CLEO/Pacifc Rim 2001,ThB1-5,pp.II-556〜II-557,Chiba(Japan),July,2001
【特許文献１】特開２００３−１４３０８４号公報
【特許文献２】特開平３−６４１３６号公報
【特許文献３】特開２００３−８７２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
以上のように、ＰＯＮ方式における従来のＴＤＭＡによる上り通信では、１波長を複数の子ノードで共有しているために高速化には限界がある。また、各子ノードに上り通信に対して１波長割り当て、親ノード装置にも子ノードの数と等しい数の受信器を用意すれば高速通信が可能であったが、高コストになってしまう問題があった。
【００１８】
本発明の目的は、各子ノードに上り通信に対して１波長ずつ異なる波長を割り当てながらも、それらの通信時間を変化させることにより、親ノードに備える光受信器の数を子ノードの数よりも少なくし、且つ高速化も実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１にかかるの発明の光通信方法は、対向する１個の親ノードとｎ（ｎ：正の整数）個の子ノードとから構成され、前記ｎ個の子ノードから前記親ノードへ向かう上り方向の光信号に、各々異なる波長が１波長ずつ割り当てられている光ネットワークでの光通信方法において、前記親ノードに２個以上ｎ個未満の光受信器を備え、該光受信器各々の受信波長を時間的に切り替えながら上り光信号を受信し、前記ｎ個の子ノード各々からの送信要求に従って、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定し、該割当時間に対応して前記ｎ個の子ノードの上り光信号送信時間が制御されるようにすることを特徴とする。
【００２０】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の光通信方法において、前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間の総和を前記光受信器の数で除した時間を前記光受信器全てに同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てることによって、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定することを特徴とする。
【００２１】
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載の光通信方法において、前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てるとき、該要求送信時間の長いものから順に、最も空き時間の長い光受信器に対して再帰的に割り当てることによって、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定することを特徴とする。
【００２２】
請求項４にかかる発明は、請求項１又は３に記載の光通信方法において、前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てるとき、前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間全てを１つ以上の優先クラスに分類し、優先クラス毎に、かつ、高い優先クラスの要求送信時間群から順に割り当てることによって、前記光受信器の受信波長およびその割当時間を決定することを特徴とする。
【００２３】
請求項５にかかる発明は、請求項１に記載の光通信方法において、前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てるとき、前記確保した時間よりも総割当時間が長く、超過時間が発生した光受信器に対しては、受信波長およびその割当時間を次に決定する際に、該超過時間を既割当時間として取り扱い、前記確保した時間よりも総割当時間が短く余剰時間が発生した光受信器に対しては、受信波長およびその割当時間を次に決定する際に、該余剰時間を前記空き時間に加えて取り扱うことを特徴とする。
【００２４】
請求項６にかかる発明は、請求項１又は３に記載の光通信方法において、前記要求送信時間各々が、単一もしくは複数の、それ以上分割できない単位時間であるフレームから構成され、かつ該フレーム長は必ずしも等しくはなく、前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てるとき、最も空き時間の長い光受信器に対して、子ノードの要求送信時間のうち最も長いものを割り当て、その際に該要求送信時間が該空き時間以上の場合には、未割当の該要求送信時間をフレーム毎に分割するという手続を、任意の光受信器の空き時間以下の要求送信時間が存在しなくなるまで再帰的に行った後、全ての未割当のフレームのうち、フレーム長が最も長いものを、最も空き時間の長い光受信器に対して割り当て、その際には、該光受信器に割当済みの他の送信時間もしくは該光受信器に割当済みの他のフレームの送信開始時刻もしくは送信終了時刻のうち、同一子ノードのフレームが時間的に重ならない、最も早い送信開始時刻もしくは送信終了時刻に前記フレームを挿入し、その際に該光受信器において、該フレームを挿入可能な送信開始時刻もしくは送信終了時刻が存在しない場合には、該光受信器へのフレーム割当を実行せずに該フレームを破棄するという手続を、未割当のフレームが存在しなくなるまで再帰的に行うことを特徴とする。
【００２５】
請求項７にかかる発明の光伝送装置は、対向する１個の親ノードとｎ（ｎ：正の整数）個の子ノードとから構成され、前記ｎ個の子ノードから前記親ノードへ向かう上り方向の光信号に、各々異なる波長が１波長ずつ割り当てられている光ネットワークの、前記親ノードが備える光伝送装置であって、２個以上ｎ個未満の光受信器と、前記各子ノードの上り方向の光信号を受信する際に前記光受信器各々の受信波長を時間的に切り替えるとともに、前記ｎ個の子ノード各々からの送信要求に従って、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定し、該割当時間に対応して前記ｎ個の子ノードの上り光信号送信時間が制御されるようにする制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項８にかかる発明は、請求項７に記載の光伝送装置において、前記制御装置は、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定する際に、前記ｎ個の子ノードの要求送信時間の総和を前記親ノードの有する光受信器数で除した時間を前記光受信器全てに同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノードの要求送信時間を割り当てる機能を備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項９にかかる発明は、請求項７に記載の光伝送装置において、前記制御装置は、前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てる機能と、前記確保した時間内に、前記ｎ個の子ノードの要求送信時間を、長いものから順に、最も空き時間の長い光受信器に対して再帰的に割り当てることによって、光受信器の受信波長およびその割当時間を決定する機能と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
請求項１０にかかる発明は、請求項７に記載の光伝送装置において、前記制御装置は、前記子ノードの要求送信時間全てを１つ以上の優先クラスに分類するとき、優先クラス毎に、かつ、高い優先クラスの要求送信時間群から順に割り当てることによって、前記光受信器の受信波長およびその割当時間を決定する機能とを備えることを特徴とする。
【００２９】
請求項１１にかかる発明は、請求項７に記載の光伝送装置において、前記制御装置は、前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てる機能と、前記確保した時間に対して総割当時間が長くて、超過時間が発生した光受信器に対しては、受信波長およびその割当時間を次に決定する際に、該超過時間を既割当時間として取り扱う機能と、前記確保した時間に対して総割当時間が短くて、余剰時間が発生した光受信器に対しては、受信波長およびその割当時間を次に決定する際に、該余剰時間を前記空き時間に加えて取り扱う機能と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
請求項１２にかかる発明は、請求項７又は９に記載の光伝送装置において、前記要求送信時間各々が、単一もしくは複数の、それ以上分割できない単位時間であるフレームから構成され、かつフレーム長は必ずしも等しくはないとき、前記制御装置は、前記光受信器全てに或る時間を同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てる機能と、最も空き時間の長い光受信器に対して、子ノードの要求送信時間のうち最も長いものを割り当て、その際に該要求送信時間が該空き時間以上の場合には、未割当の該要求送信時間をフレーム毎に分割するという手続を、任意の光受信器の空き時間以下の要求送信時間が存在しなくなるまで再帰的に行った後、全ての未割当のフレームのうち、フレーム長が最も長いものを、最も空き時間の長い光受信器に対して割り当て、その際には、該光受信器に割当済みの他の送信時間もしくは該光受信器に割当済みの他のフレームの送信開始時刻もしくは送信終了時刻のうち、同一子ノードのフレームが時間的に重ならない、最も早い送信開始時刻もしくは送信終了時刻に前記フレームを挿入し、その際に該光受信器において、該フレームを挿入可能な送信開始時刻もしくは送信終了時刻が存在しない場合には、該光受信器への割当を実行せずに該フレームを破棄するという手続を、未割当のフレームが存在しなくなるまで再帰的に行う制御機能と、を備えることを特徴と。
【００３１】
請求項１３にかかる発明のプログラムは、対向する１個の親ノードとｎ（ｎ：正の整数）個の子ノードとから構成され、前記親ノードが２個以上ｎ個未満の光受信器を備え、前記ｎ個の子ノードから前記親ノードへ向かう上り方向の光信号に、各々異なる波長が１波長ずつ割り当てられ、該光受信器各々の受信波長を時間的に切り替えながら上り光信号を受信するような光ネットワークでの、通信トラヒックを制御するプログラムにおいて、前記ｎ個の子ノード各々からの送信要求に従って、前記ｎ個の子ノード各々の要求送信時間の総和を前記受信器の数で除した時間を前記光受信器全てに同時に確保し、該確保した時間内に前記ｎ個の個ノード各々の要求送信時間を割り当てることによって、前記光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定するステップを有することを特徴とする。
【００３２】
請求項１４にかかる発明のプログラムは、対向する１個の親ノードとｎ（ｎ：正の整数）個の子ノードとから構成され、前記親ノードが２個以上ｎ個未満の光受信器を備え、前記ｎ個の子ノードから前記親ノードへ向かう上り方向の光信号に、各々異なる波長が１波長ずつ割り当てられ、該光受信器各々の受信波長を時間的に切り替えながら上り光信号を受信するような光ネットワークでの、通信トラヒックを制御するプログラムにおいて、前記ｎ個子ノードの要求送信時間を割り当てるために、前記光受信器全てに確保された或る時間内に、前記ｎ個の個の要求送信時間を、長いものから順に、最も空き時間の長い光受信器に対して再帰的に割り当てるステップを有することを特徴とする。
【００３３】
請求項１５にかかる発明は、請求項１４に記載のプログラムにおいて、最も空き時間の長い光受信器に対して子ノードの要求送信時間のうち最も長いものを割り当る際に、該要求送信時間が該空き時間以上の場合には、未割当の該要求送信時間をフレーム毎に分割するという手続を任意の光受信器の空き時間以下の要求送信時間が存在しなくなるまで再帰的に行うステップと、全ての未割当のフレームのうち、フレーム長が最も長いものを最も空き時間の長い光受信器に対して割り当てる際に、該光受信器に割当済みの他の送信時間もしくは該光受信器に割当済みの他のフレームの送信開始時刻もしくは送信終了時刻のうち、同一子ノードのフレームが時間的に重ならない、最も早い送信開始時刻もしくは送信終了時刻に前記フレームを挿入し、該フレームを挿入可能な送信開始時刻もしくは送信終了時刻が存在しない場合には、該光受信器への割当を実行せずに該フレームを廃棄するという手続を、未割当のフレームが存在しなくなるまで再帰的に行うステップと、を有することを特徴とするプ。
【００３４】
請求項１６にかかる発明の記録媒体は、請求項１３に記載のプログラムが記録されていることを特徴とする。
【００３５】
請求項１７にかかる発明の記録媒体は、請求項１４に記載のプログラムが記録されていることを特徴とする。
【００３６】
請求項１８にかかる発明の記録媒体は、請求項１５に記載のプログラムが記録されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、上り通信に関して、親ノードに必要とされる光受信器の数が子ノードの数より少なくかつ２以上であるので、該光受信器の数が少なければより低コストを、多ければより高速化を実現することができ、両者の兼ね合いにより低コスト化と通信の高速化の双方を満足させることができる。
【００３８】
また、ｎ個の子ノード各々の要求送信時間の総和を光受信器の数で除した時間を光受信器全てに同時に確保し、該確保した時間内にｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てることにより、確保した時間内に全ての光受信器の波長割当時間を無理なく納めることができる。
【００３９】
また、確保した時間内にｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てるとき、該要求送信時間の長いものから順に、最も空き時間の長い光受信器に対して再帰的に割り当てることにより、各光受信器への波長割当時間を均等にすることができる。
【００４０】
また、確保した時間内にｎ個の子ノード各々の要求送信時間を割り当てるとき、ｎ個の子ノード各々の要求送信時間全てを１つ以上の優先クラスに分類し、優先クラス毎に、かつ、高い優先クラスの要求送信時間群から順に割り当てることにより、高い優先クラス要求送信時間を確実に割り当てることができる。
【００４１】
また、光受信器各々のうち、確保した時間よりも総割当時間が長く超過時間が発生した光受信器に対しては、次の割当の際に該超過時間を既割当時間として取り扱い、総割当時間が短く余剰時間が発生した光受信器に対しては、次の割当の際に該余剰時間を前記空き時間に加えて取り扱うことにより、光受信器に確保した時間を無駄なく有効に利用することができる。
【００４２】
また、要求送信時間各々がフレームから構成されているときは、最も空き時間の長い光受信器に対して子ノードの要求送信時間のうち最も長いものを割り当て、その際に該要求送信時間が該空き時間以上の場合に、未割当の該要求送信時間をフレーム毎に分割して割り当てることにより、光受信器各々に確保された時間を超過して割り当てることができないときに、上り通信の送信効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明は、１個の親ノードとｎ個の子ノードにより構成される光ネットワークにおいて、子ノードに対して１波長ずつ異なる波長を割り当て、かつそれらの通信時間を変化させることにより通信速度を制御する上り方向通信であり、親ノードに２個以上で子ノードの数より少ない数の光受信器を具備させ、かつ該光受信器各々の受信波長割当を子ノード要求送信時間に応じて変更させることにより、親ノードの光受信器の数で子ノードの通信速度を制御する。以下、各実施例について詳しく説明する。
【実施例１】
【００４４】
図１〜図８は本発明の実施例１を説明するものである。まず、ネットワーク構成とその構成要素について説明する。図１に示すように、光ネットワークは対向する１個の親ノード１０と、８個の子ノード２１〜２８とから構成され、それらの間に８チャネル光合波器８０が配置され、親ノード１０と光合波器８が１本の光ファイバ４０で、光合波器８０と８個の子ノード２１〜２８が８本の光ファイバ５１〜５８で接続された構成をとる。子ノード２１〜２８はそれぞれ、互いに異なる波長の光を発する光送信器（図示せず）を備える。本実施例においては図２に示すように、親ノード１０が２個の光受信器Ｒｘ１，Ｒｘ２と、光信号を各受信器毎に分配する光分岐素子１１と、２個の波長可変フィルタ素子１２（１２Ａ，１２Ｂ）と、制御装置１３と、を上り方向の光伝送装置として備える。制御装置１３は、子ノード各々からの要求送信時間に関する情報を基に、光受信器各々の受信波長およびその割当時間を決定し、併せて波長可変フィルタ１２Ａ，１２Ｂの透過／遮断の波長とその時間を決定・切替制御する。子ノード各々からの要求送信時間に関する情報とは、該要求送信時間の長さ、要求元子ノード、およびその波長の情報などである。
【００４５】
前記波長可変フィルタ素子１２としては、所望の１波長のみを透過させ、かつその波長を高速に（送受信データのフレーム間隔並みの速度で）チューニングするタイプの素子や、図３に示すように、ｎチャネル光合波器１２１とｎチャネル光分波器１２２との間にｎ個のゲート素子１２３を配置し、透過させたい波長のポートに接続されているゲートを「ｏｎ」にし、そうでない波長のポートに接続されているゲートを「ｏｆｆ」にすることにより波長可変フィルタを実現する、ゲートアレイタイプの素子などが考えられる。１２４は入力ポート、１２５は出力ポートである。
【００４６】
前記波長可変フィルタ素子１２として、図３に示した上記ゲートアレイ型を用いた場合を例に、実施例１の動作を説明する。
【００４７】
まず、各子ノード２１〜２８は上り信号の送信時間を親ノード１０に対して要求する。親ノード１０は光受信器Ｒｘ１，Ｒｘ２の各々に対し、各子ノード２１〜２８の要求送信時間をもとに、受信波長およびその割当時間を決定する。
【００４８】
子ノードｋの上り方向信号に関して、送信波長をλｋ（ｋは整数、１≦ｋ≦８）と、送信時間をＢｋと、それぞれ表現する。ある時間周期Ｃ（Ｃ：自然数）において、光受信器Ｒｘ１に波長λ１，λ２，λ３，λ４の信号をその順に割り当てる。同様に光受信器Ｒｘ２に、λ５，λ６，λ７，λ８の信号をその順に割り当てる。
【００４９】
その際は、図４、図５に示すように、制御装置１３は、前記波長可変フィルタ１２Ａ，１２Ｂと光受信器Ｒｘ１，Ｒｘ２を連携して動作させ、各光受信器Ｒｘ１，Ｒｘ２の割当波長を順に切り替えて透過させる。周期Ｃにおいては波長可変フィルタ１２Ａはλ１をＢ１の時間だけ透過させ、次にλ２をＢ２の時間、λ３をＢ３の時間、λ４をＢ４の時間、それぞれ透過させ、光受信器Ｒｘ１は各透過波長λ１〜λ４の光信号を順に受信する。同様に、波長可変フィルタ１２Ｂはλ５をＢ５の時間だけ透過させ、次にλ６をＢ６の時間、λ７をＢ７、λ８をＢ８の時間、それぞれ透過させ、光受信器Ｒｘ２も同様に各透過波長λ５〜λ８の光信号を順に受信する。
【００５０】
また、各光受信器Ｒｘ１，Ｒｘ２に対しては前記の時間周期Ｃに依存せずに、受信波長を切り替えて割り当てることもできる。具体的には図６に示すように、次の周期Ｃ＋１において、光受信器Ｒｘ１に対してλ１をＢ１、λ２をＢ２、λ５をＢ５の時間だけ割り当て、光受信器Ｒｘ２に対してλ６をＢ６、λ７をＢ７、λ８をＢ８の時間だけ割り当てることも可能である。この場合、図７、図８に示すように波長可変フィルタ１２Ａ，１２Ｂの動作もそれに対応して変更される。このように光受信器の受信波長を柔軟に変更できることにより、子ノード２１〜２８の送信時間を光受信器Ｒｘ１，Ｒｘ２に均等に割り振ることが可能になるなどのメリットがある。
【００５１】
また、子ノード２１〜２８の要求送信時間が多くなってきたときにも、光受信器を増設することにより、１つの子ノードが送信できる時間を増大できるので、容易に子ノードの要求を満たすことも出来る。
【実施例２】
【００５２】
本発明の実施例２を説明する。実施例１と同様に、親ノード１０は制御装置１３を備える。制御装置１３について、子ノード各々からの要求送信時間に関する情報を基に、光受信器の受信波長およびその割当時間を決定し、併せて波長可変フィルタ１２の透過／遮断の波長とその時間を決定・切替制御するという機能は実施例１と同様である。
【００５３】
本実施例２では、さらに親ノード１０の制御装置１３が、子ノードからの送信要求時間を受け付け、各光受信器の受信波長およびその割当時間を決定する手続を、ある時間Ｔごとに周期的に行う。
【００５４】
この時、Ｔを決定する手順を説明する。親ノード１０が備える制御装置１３は、まず、各子ノードの全ての総要求送信時間を光受信器の数で除することにより平均を計算し、Ｔavgと定義する。そして、全光受信器に時間Ｔavgを確保し、子ノードの要求する送信時間に応じて各光受信器への割当波長を選択し、その時間を決定する。Ｔavgは、各光受信器の上限を決める基準となる。
【００５５】
例えば、ネットワーク構成としては実施例１に記載されたものと同様であるが、子ノードがＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６個存在し（なお、以降では子ノードを２１、２２、・・ではなく、Ａ、Ｂ、・・のように表す。）、親ノード１０に光受信器がＲｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３の３個存在する点が異なる場合（よって、波長可変フィルタも３個存在する）を考える。      
【００５６】
子ノードＡ〜Ｆのそれぞれが要求送信時間を、Ａ：１８、Ｂ：１７、Ｃ：１４、Ｄ：２、Ｅ：３、Ｆ：６とする（単位は任意）。この場合、Ｔavg＝６０÷３＝２０なので、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３の各々に２０の時間を確保し、各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に子ノードＡ〜Ｆの要求送信時間に応じて受信波長およびその時間を割り当てる。
【００５７】
この時、例えば、光受信器Ｒｘ１にＡとＤ、Ｒｘ２にＢとＥ、Ｒｘ３にＣとＦの波長およびその送信時間を割り当てると、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３の各々の全体での総波長割当時間を、確保した時間２０の内に無駄なく納めることが出来る。以上の動作概略を図９に示す。
【００５８】
各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に対して、子ノードＡ〜Ｆの送信時間に応じて受信波長およびその時間を割り当てる際の時間周期をこのようにして決定することにより、子ノードＡ〜Ｆが要求する送信時間の全てを光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３のいずれかに受信させることが可能になる。
【実施例３】
【００５９】
実施例３の動作を示すフローチャートを図１０に、動作の概略図を図９に示す。ネットワーク構成は実施例２と同様で、子ノードがＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６個、親ノード１０の光伝送装置に光受信器がＲｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３の３個存在する（よって、波長可変フィルタも３個存在する）ものとする。また、親ノード１０は制御装置１３を備える。
【００６０】
この制御装置１３について、子ノードからの要求送信時間に関する情報を基に、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３の受信波長およびその割当時間を決定し、併せて３個の波長可変フィルタの透過／遮断の波長とその時間を決定・切替制御するという機能は実施例１、２と同様であるが、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３への受信波長およびその割当時間の決定方法が異なる。
【００６１】
この実施例３では、各子ノードＡ〜Ｆの要求送信時間が子ノードＡ：１８、Ｂ：１７、Ｃ：１４、Ｄ：２、Ｅ：３、Ｆ：６である（単位は任意）。光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に確保する時間Ｔavgを２０とする。
【００６２】
子ノードの要求送信時間に関する情報を前記制御装置１３に入力し、子ノードＡ〜Ｆの要求送信時間を、長いものから順に、各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３のうちもっとも空き時間の多いものに対して、図１０のフローチャートで示すように再帰的に割り当てる。
【００６３】
３つの光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３のそれぞれに割り当てる子ノードＡ〜Ｆの送信時間に関しては例えば、Ｒｘ１には子ノードＡとＤ、Ｒｘ２には子ノードＢとＥ、Ｒｘ３には子ノードＣとＦの波長およびその送信時間をそれぞれ割り当てる。
【００６４】
このような手法によって、受信する波長およびその時間を各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に対して割り当てることにより、各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３への総波長割当時間を均等にすることが出来る。この時、受信する波長およびその時間を選択するために光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に確保する時間を、実施例２で述べたような方法で決定しても良い。
【実施例４】
【００６５】
実施例４の動作を示す。ネットワーク構成は実施例２、３と同様、子ノードがＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６個、親ノード１０の光伝送装置に光受信器がＲｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３の３個存在するもの（よって、波長可変フィルタも３個存在する）とする。また、実施例１〜３と同様、親ノード１０は制御装置１３を備える。
【００６６】
この制御装置１３については、子ノードからの要求送信時間に関する情報を基に、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３の受信波長およびその割当時間を決定し、併せて３個の波長可変フィルタの透過／遮断の波長とその時間を決定・切替制御するという機能は実施例１〜３と同様であるが、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３への受信波長およびその割当時間の決定方法が異なる。
【００６７】
この実施例３では、各子ノードＡ〜Ｆの要求送信時間が子ノードＡ：１８、Ｂ：１７、Ｃ：１４、Ｄ：２、Ｅ：３、Ｆ：６である（単位は任意）。光受信器に確保する時間Ｔavgを２０とする。
【００６８】
この時、例えば２つの優先クラスを用意する。子ノードＡ、Ｄ、Ｆの送信時間は高い優先クラスに分類される。
【００６９】
動作の概略を図１１に示す。まず全ての子ノードＡ〜Ｆの要求送信時間に関する情報を前記制御装置１３Ａに入力する。前記制御装置１３Ａは、高い優先クラスの送信時間である子ノードＡ、Ｄ、Ｆの送信時間を先に、各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３のうちもっとも空き時間の多いものに対して割り当てる。次に、優先クラスの低い子ノードＢ、Ｃ、Ｅの要求送信時間を各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に割り当てる。このようにして、各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３の受信波長およびその割当時間を決定する。
【００７０】
このとき、実施例２において述べたような前記光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に確保される時間の決定方法によっては、子ノードＡ〜Ｆが要求する送信時間全てを前記確保された時間内に納めることが不可能になることも起こりうる。しかし、本実施例において既に述べたように、優先度の高い送信時間を先に光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に対して割り当てることによって、そのような要求送信時間を必ず送信させることが可能になる。その結果、例えば低遅延性が要求されるような情報を子ノードが送信したい時においても、そのような要求をかなえることができるというメリットがある。
【００７１】
この時、光受信器Ｒｘ１への総波長割当時間は２１であり、光受信器に確保した時間Ｔavgである２０を超過してしまう。この超過分は、実施例５や６において説明する手法によっては、確保した時間に依存することなく取り扱うことが可能である。
【００７２】
今回は優先クラスが２つの場合であるが、優先クラスを３つ以上用意する場合においても、高い優先クラスの要求送信時間群から順に、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３への割当を行うという動作は変わらない。
【００７３】
またこのとき、上に述べた動作と組み併せて、実施例３のように要求送信時間の長いものから順に、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に割り当てても良い。具体的には図１２に示すように、優先度の高い送信時間を長いものから順に光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に対して割り当て、その後で優先されない送信時間も同様に、長いものから順に光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に対して割り当てる。つまり、結果として光受信器Ｒｘ１には子ノードＡとＥ、Ｒｘ２には子ノードＤとＢ、Ｒｘ３には子ノードＦとＣの波長および送信時間を割り当てる。
【００７４】
このように、優先される送信時間を前記確保された時間内に確実に送信させ、かつ、各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３間での総波長割当時間の均等化も併せて実現可能である。
【実施例５】
【００７５】
本発明の実施例５を説明する。ネットワーク構成および装置構成は実施例４と同じとする。また、親ノード１０は制御装置１３を備える。この制御装置１３につては、子ノードからの要求送信時間に関する情報を基に、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３の受信波長およびその割当時間を決定し、併せて３個の波長可変フィルタの透過／遮断の波長とその時間を決定・切替制御するという機能は実施例１〜４と同様であるが、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３への受信波長およびその割当時間の決定方法が異なる。
【００７６】
この実施例５では、実施例４においても少し述べたように、親ノード１０の光伝送装置が備える各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に対して、各子ノードの送信時間に応じて受信する波長およびその時間を割り当てる際には、光受信器への総波長割当時間を光受信器に確保した時間内に納めることが出来ずに超過が起こる状況も生じうる。
【００７７】
例えば、図１１に示すように実施例４においては、光受信器Ｒｘ１への総波長割当時間は当該光受信器Ｒｘ１に対して確保した時間Ｔavg：２０を超過する。このように、ある子ノードの要求送信時間を光受信器に割り当てる結果、確保した時間を超過してしまうような要求送信時間（例えば、実施例４において、図１７を用いて説明した時の光受信器Ｒｘ１における子ノードＥの要求送信時間）の取り扱い方としては、(1)全て割り当てる、(2)確保した時間内に納まる分だけ分割して割り当てる、(3)全て破棄する、の３つが考えられる。上記(3)のように全てを廃棄するのは、上り通信の送信効率低下を招くくので望ましくない。
【００７８】
そこで、本実施例においては、親ノード１０が備える制御装置１３は、(1)のようにそのような要求送信時間が光受信器に対して確保した時間Tavgを超過することを許容し、光受信器に対して全て割り当てる。この方法により、上り通信の送信効率低下を抑制できる。その分、次の周期において光受信器に確保する時間を利用するため、次の周期においては、超過分を該光受信器に割り当てることが出来ないが、それは以下に述べるような方法で、空き時間を有効利用すれば対応可能である。
【００７９】
図１１に示すように実施例４においては、光受信器Ｒｘ２への総波長割当時間は全光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に対してそれぞれ確保した時間２０に達せず、空き時間が存在する。この空き時間も、空いたままでは上り通信の送信効率を招くので望ましくない。
【００８０】
そこで、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に確保した時間Ｔavgに対して、総波長割当時間が満たずに時間が余った光受信器に関しては、次の周期に、その余剰時間を光受信器に割当可能な時間として空き時間に加えて取り扱う。また、前記確保した時間よりも総割当時間が長く超過時間が発生した光受信器に対しては、次の周期に、該超過時間を既割当時間として取り扱う。それにより、子ノードの上り通信に関する送信効率を向上させることが可能である。
【００８１】
以上実施例５の概略を、図１３に示す。このとき、親ノード１０は３つの光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３を備え、子ノードの数は８個とする。子ノードｋ（ｋ：８以下の自然数）が上り方向の通信に用いる波長をλｋ、子ノードｋの送信時間をＢｋとする。
【００８２】
実施例５の方法によれば、光受信器に確保した時間を無駄なく有効に利用できるので、子ノードの上り通信における送信効率低下を抑制可能である。
【実施例６】
【００８３】
実施例６の動作を説明する。ネットワーク構成は実施例４と同様、子ノードがＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６個、親ノード１０の光伝送装置に光受信器がＲｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３の３個存在する（よって、波長可変フィルタも３個存在する）ものとする。また、実施例１〜５と同様、親ノード１０は制御装置１３を備える。
【００８４】
この制御装置１３としては、子ノードからの要求送信時間に関する情報を基に、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３の受信波長およびその割当時間を決定し、併せて３個の波長可変フィルタの透過／遮断の波長とその時間を決定・切替制御するという機能は実施例１〜５と同様であるが、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３への受信波長およびその割当時間の決定方法が異なる。また、制御装置１３内に要求送信時間を単位時間（フレームと定義する）単位で扱う制御装置１３Ａを備える。
【００８５】
この実施例６では、各子ノードＡ〜Ｆの要求送信時間はＡ：１８、Ｂ：１７、Ｃ：１４、Ｄ：８、Ｅ：３、Ｆ：６（単位は任意）とし、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に確保する時間Ｔavgを実施例２で述べた方法で計算し、２２（単位は任意）とする。
【００８６】
ただし、本実施例においては実施例５とは異なり、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に対する総波長割当時間が予め確保された時間Ｔavgを超過することを許可しない。このとき、要求送信時間の各々は、単一もしくは複数のフレームから構成され、前記フレームはそれ以上分割できず、かつその長さが必ずしも等しくはないものとする。
【００８７】
本実施例において、各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に受信する波長およびその時間を割り当てる際のフローチャートを図１４に示す。
【００８８】
まず全ての子ノードＡ〜Ｆの要求送信時間に関する情報を前記制御装置１３に入力する。各子ノードＡ〜Ｆの要求送信時間を長いものから順に空き時間が最も多い光受信器に対して再帰的に割り当てていく。つまり、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｅの順で、光受信器Ｒｘ１には子ノードＡ、Ｒｘ２には子ノードＢ、Ｒｘ３には子ノードＣとＤの波長および送信時間を割り当てるが、子ノードＤの要求送信時間の次に長い、子ノードＦの要求送信時間を割り当てられるほど多い空き時間を有している光受信器がこの時点で存在しない。
【００８９】
そこで、子ノードＦの要求送信時間を、該送信時間を構成するフレームに分割し、該フレームに関する情報を制御装置１３Ａに入力する。該フレームに関する情報とは、フレーム長、該フレームの要求元子ノードおよびその波長や、実施例４において述べた優先度の情報などである。
【００９０】
前記制御装置１３には子ノードＥの要求送信時間が未割当のまま残っているので、引き続き最も空き時間の多い光受信器Ｒｘ２に振り分け、次にフレーム毎に分割された未割当の要求送信時間を割り当てていく。ここまでの動作の様子を、図１５に示す。
【００９１】
次に、フレーム毎に分割された未割当の子ノードＦの要求送信時間も同様に、該フレーム長が最も長いものを、最大の空き時間を有する光受信器に対して再帰的に割り当てる。この子ノードＦは長さ３のフレームＦ３、長さ２のフレームＦ２、長さ１のフレームＦ１からなるものとする。
【００９２】
この時、まず、最長フレームである、子ノードＦの長さ３フレームＦ３を、最大の空き時間を有する光受信器Ｒｘ１に割り当てる。光受信器Ｒｘ１における該フレームＦ３（子ノードＦの要求送信時間、長さ：３）の送信開始時刻は、同一子ノードのフレームが時間的に重ならない、最も早い送信開始時刻もしくは送信終了時刻に挿入する。従って、光受信器Ｒｘ１における最も最初の位置、つまり子ノードＡの送信開始時刻に該フレームを挿入する。
【００９３】
次に、長さ２のフレームＦ２を、最大の空き時間を有する光受信器Ｒｘ２に対して割り当てる。光受信器Ｒｘ２における該フレームＦ２（子ノードＦの要求送信時間、長さ：２）を挿入する位置は、光受信器Ｒｘ２に割当済みの送信時間の送信開始時刻もしくは送信終了時刻のうち、既割当の子ノードＦのフレームと時間的に重ならない、かつ最も早い送信開始時刻である、子ノードＥの送信開始時刻である。
【００９４】
最後に、長さ１のフレームＦ１を、最大の空き時間を有する光受信器Ｒｘ１に対して割り当てる。光受信器Ｒｘ１における該フレームＦ１（子ノードＦの要求送信時間、長さ：１）の送信開始時刻は、光受信器Ｒｘ１に割当済みの送信時間の送信開始時刻もしくは送信終了時刻のうち、全ての既割当の子ノードＦのフレームと時間的に重ならない、かつ最も早い送信開始時刻である、子ノードＡの送信終了時刻である。
【００９５】
以上により未割当のフレームがなくなったので、この時点で光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に各子ノードの要求送信時間およびフレームを割り当てる処理を終了とする。
【００９６】
上記において述べたような手続きによって、各子ノードＡ〜Ｆの要求送信時間を光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に割り当てることにより、各光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３に確保された時間を出来るだけ有効に使用することが出来る。また、実施例５において述べたような、光受信器に確保された時間を超過して子ノードの要求送信時間を割り当てることは許容しないが、次の波長割当時に、余った分の時間を光受信器に割当可能な時間として加えて取り扱うことは上り通信の送信効率向上の観点からは有効である。
【００９７】
実施例３〜６における、光受信器Ｒｘ１〜Ｒｘ３の受信波長およびその割当時間を決定し、割り当てる際の全ての制御機能は、親ノード１０の光伝送装置の記憶部に記録されたプログラムを実行することで実現するようになっている。記憶部は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリやＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成されるものとする。また、前記記憶部とは、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。
【００９８】
また、前記プログラムは、このプログラムを記憶装置などに格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により、他のコンピュータシステムに伝送されても良い。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネットなどのネットワークや電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、前記プログラムは、前述した処理の一部を実現するためのものであっても良い。
【００９９】
なお、以上の各実施例においては、ある時間Ｔを確保するために、各子ノードの全ての総要求送信時間を光受信器の数で除することにより平均時間Ｔavgを算出してこれを使用したが、この時間Ｔの算出方法はこれに限られるものではなく、他の手法で決めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施例１のネットワーク構成を説明する図である。
【図２】実施例１の親ノードの構成を説明する図である。
【図３】波長可変フィルタ（ゲートアレイタイプ）の構成例を説明する図である。
【図４】実施例１、周期Ｃにおける波長可変フィルタ１２Ａの動作を説明する図である。
【図５】実施例１、周期Ｃにおける波長可変フィルタ１２Ｂの動作を説明する図である。
【図６】実施例１における光受信器間の割当波長変更動作を説明する図である。
【図７】実施例１、周期Ｃ＋１における波長可変フィルタ１２Ａの動作を説明する図である。
【図８】実施例１、周期Ｃ＋１における波長可変フィルタ１２Ｂの動作を説明する図である。
【図９】実施例２、３の動作を説明する図である。
【図１０】実施例３における動作の基となるフローチャートを示す図である。
【図１１】実施例４の動作を説明する図である。
【図１２】実施例３に記載の技術と組み合わせたときの実施例４の動作を説明する図である。
【図１３】実施例５の動作を説明する図である。
【図１４】実施例６における動作の基となるフローチャートを示す図である。
【図１５】実施例６における制御装置１３の波長割当動作を説明する図である。
【図１６】実施例６における制御装置１３Ａの波長割当動作を説明する図である。
【図１７】実施例６における制御装置１３Ａの波長割当動作を説明する図である。
【図１８】ＴＤＭＡ−ＰＯＮを説明する図である。
【図１９】ＷＤＭＡ−ＰＯＮを説明する図である。
【図２０】ＷＤＭＡ−ＰＯＮにおける親ノードの構成を説明する図である。
【図２１】スペクトルスライスによるＷＤＭＡ−ＰＯＮを説明する図である。
【図２２】スペクトルスライスによるＷＤＭＡ−ＰＯＮにおける光スペクトルを説明する図であって、(a)は子ノード−波長フィルタ間の光スペクトルを説明する図、(b)は波長フィルタ−親ノード間の光スペクトルを説明する図である。
【図２３】ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのネットワーク構成を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：親ノード、１１：光分岐素子、１２（１２Ａ，１２Ｂ）：波長可変フィルタ、１２１：ｎチャネル光分波器、１２２：ｎチャネル光合波器、１２３：ゲート素子、１２４：入力ポート、１２５：出力ポート、１３，１３Ａ：制御装置、１６：ｎチャネル波長フィルタ、Ｒｘ１〜Ｒｘ３：光受信器
２１〜２ｎ、Ａ〜Ｆ：子ノード
３０：ｎ分岐スターカプラ
４０、５１〜５ｎ：光ファイバ
６０：ｎチャネル光合波器
７０：ｎチャネル波長フィルタ
８０：８チャンネル光合波器
【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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【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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