特許 6412154 光伝送システム及びリソース最適化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6412154

(24)【登録日】2018年10月5日

(45)【発行日】2018年10月24日

(54)【発明の名称】光伝送システム及びリソース最適化方法

(51)【国際特許分類】

   H04J 3/16 20060101AFI20181015BHJP

   H04J 3/00 20060101ALI20181015BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20181015BHJP

   H04B 10/80 20130101ALI20181015BHJP

【ＦＩ】

   H04J3/16 Z

   H04J3/00 U

   H04J3/00 Q

   H04J14/02 198

   H04B10/80 160

【請求項の数】9

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2016-561940(P2016-561940)

(86)(22)【出願日】2015年11月26日

(86)【国際出願番号】JP2015083224

(87)【国際公開番号】WO2016084893

(87)【国際公開日】20160602

【審査請求日】2016年12月19日

(31)【優先権主張番号】特願2014-241495(P2014-241495)

(32)【優先日】2014年11月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 義朗

(72)【発明者】

【氏名】新宅 健吾

(72)【発明者】

【氏名】大原 拓也

(72)【発明者】

【氏名】北村 圭

(72)【発明者】

【氏名】小谷川 喬

(72)【発明者】

【氏名】濱野 貴文

(72)【発明者】

【氏名】新井 薫

(72)【発明者】

【氏名】横田 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】前田 英樹

【審査官】 谷岡 佳彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１５８０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−００７４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１５７８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３５３３４６４（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００５４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１９９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 吉兼 昇、他，Ｂｅｙｏｎｄ １００Ｇ ＯＴＮインタフェースに関する標準化動向，電子情報通信学会２０１４年通信ソサイエティ大会講演論文集１，２０１４年 ９月，p.SSS-8〜SSS-9，TK-1-4

【文献】 曽根 恭介、他，フレキシブルグリッド光ネットワークにおけるリアルタイムコヒーレント受信器を用いたヒットレス波長デフラグメンテーションの実証実験，電子情報通信学会技術研究報告，日本，２０１３年 １月，Ｖｏｌ．１１２ Ｎｏ．３９５，p.31-36，OCS2012-90

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｊ ３／１６

Ｈ０４Ｂ １０／８０

Ｈ０４Ｊ ３／００

Ｈ０４Ｊ １４／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のクライアント信号を時間多重して一つの伝送フレームが有する複数のタイムスロットのいずれかに収容する時間多重処理部と、
前記時間多重処理部が複数の前記クライアント信号を時間多重する際に前記クライアント信号それぞれを複数の前記タイムスロットのいずれに収容するかを決定するタイムスロット制御部と、
前記複数のクライアント信号が収容された伝送フレームを複数の送信信号に分割する伝送フレーム生成部と、
前記送信信号ごとに設けられた複数のサブキャリア送信部であって、異なる搬送光を用いて、電気信号である複数の前記送信信号を光信号に変換し、変換された光信号を送信する複数のサブキャリア送信部と、
複数の前記サブキャリア送信部それぞれに対応して設けられた複数のサブキャリア受信部であって、対応するサブキャリア送信部から送信された光信号を受信し、当該光信号を受信信号に変換する複数のサブキャリア受信部と、
複数の前記サブキャリア受信部により変換された受信信号を結合して伝送フレームを復元する伝送フレーム終端部と、
前記伝送フレーム終端部により復元された伝送フレームを時間逆多重して複数の前記クライアント信号に分離する時間逆多重処理部と、
複数の前記サブキャリア送信部と複数の前記サブキャリア受信部とに対する電力供給を制御する電源制御部と、
を備え、
前記タイムスロット制御部は、
複数の前記クライアント信号が割り当てられたタイムスロット数を１サブキャリアあたりのタイムスロット数で除して得られる値を使用しているサブキャリアの数から減算した値が１以上である場合、複数のサブキャリアのいずれかに対応するタイムスロットから順に、空きのタイムスロットを設けることなく複数の前記クライアント信号を収容する新たな割り当てを決定し、前記時間多重処理部と前記時間逆多重処理部とに前記新たな割り当てを通知し、前記クライアント信号が割り当てられていない光信号を送受信する前記サブキャリア送信部と前記サブキャリア受信部とに対する電力の供給を前記電源制御部に停止させる光伝送システム。

【請求項2】

複数のクライアント信号を時間多重して一つの伝送フレームが有する複数のタイムスロットのいずれかに収容する時間多重処理部と、
前記時間多重処理部が複数の前記クライアント信号を時間多重する際に前記クライアント信号それぞれを複数の前記タイムスロットのいずれに収容するかを決定するタイムスロット制御部と、
前記複数のクライアント信号が収容された伝送フレームを複数の送信信号に分割する伝送フレーム生成部と、
前記送信信号ごとに設けられた複数のサブキャリア送信部であって、異なる搬送光を用いて、電気信号である複数の前記送信信号を光信号に変換し、変換された光信号を送信する複数のサブキャリア送信部と、
複数の前記サブキャリア送信部それぞれに対応して設けられた複数のサブキャリア受信部であって、対応するサブキャリア送信部から送信された光信号を受信し、当該光信号を受信信号に変換する複数のサブキャリア受信部と、
複数の前記サブキャリア受信部により変換された受信信号を結合して伝送フレームを復元する伝送フレーム終端部と、
前記伝送フレーム終端部により復元された伝送フレームを時間逆多重して複数の前記クライアント信号に分離する時間逆多重処理部と、
複数の前記サブキャリア送信部と複数の前記サブキャリア受信部とに対する電力供給を制御する電源制御部と、
を備え、
前記タイムスロット制御部は、
１サブキャリアあたりのタイムスロット数から１サブキャリアあたりの前記クライアント信号を収容しないタイムスロット数を減算し、減算結果で複数の前記クライアント信号が割り当てられたタイムスロット数を除して得られる値を使用しているサブキャリアの数から減算して得られる値を指標として、タイムスロットの断片化が生じているか否かを判定し、
タイムスロットの断片化が生じていると判定した場合、複数のサブキャリアのいずれかに対応するタイムスロットから順に、空きのタイムスロットを設けることなく複数の前記クライアント信号を収容する新たな割り当てを決定し、前記時間多重処理部と前記時間逆多重処理部とに前記新たな割り当てを通知し、前記クライアント信号が割り当てられていない光信号を送受信する前記サブキャリア送信部と前記サブキャリア受信部とに対する電力の供給を前記電源制御部に停止させる光伝送システム。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の光伝送システムであって、
複数の前記タイムスロットは、前記クライアント信号を収容しない使用不可のタイムスロットを含み、
前記タイムスロット制御部は、前記使用不可のタイムスロットを除いたタイムスロットに前記複数のクライアント信号が収容されるように、前記新たな割り当てを決定する光伝送システム。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載の光伝送システムであって、
前記新たな割り当ては、伝送フレームのオーバーヘッドを用いて前記時間逆多重処理部へ伝送される光伝送システム。

【請求項5】

請求項１又は請求項２に記載の光伝送システムであって、
前記タイムスロット制御部により決定された新たな割り当てを前記時間逆多重処理部へ伝送する制御信号伝送部を更に備える光伝送システム。

【請求項6】

請求項１又は請求項２に記載の光伝送システムであって、
前記タイムスロット制御部は、前記新たな割り当てを複数回に亘り前記時間逆多重処理部へ伝送し、
前記時間逆多重処理部は、同じ新たな割り当てを所定回数受信した場合に当該割り当てに基づいて、前記伝送フレーム終端部により復元された伝送フレームを時間逆多重して複数の前記クライアント信号に分離する光伝送システム。

【請求項7】

請求項１又は請求項２に記載の光伝送システムであって、
前記タイムスロット制御部は、
前記新たな割り当てを決定する際に、前記サブキャリア送信部と前記サブキャリア受信部との複数の組のうちすべての組に共通する制御信号を送受信している組に対応するタイムスロットから順に前記クライアント信号を収容する光伝送システム。

【請求項8】

時間多重処理部が、複数のクライアント信号を時間多重して一つの伝送フレームが有する複数のタイムスロットのいずれかに収容する時間多重処理ステップと、
前記時間多重処理ステップにおいて複数の前記クライアント信号を時間多重する際に前記クライアント信号それぞれを複数の前記タイムスロットのいずれに収容するかを決定するタイムスロット制御ステップと、
前記複数のクライアント信号が収容された伝送フレームを複数の送信信号に分割する伝送フレーム生成ステップと、
前記送信信号ごとに設けられた複数のサブキャリア送信部が、異なる搬送光を用いて、電気信号である複数の前記送信信号を光信号に変換し、変換された光信号を送信するサブキャリア送信ステップと、
複数の前記サブキャリア送信部それぞれに対応して設けられた複数のサブキャリア受信部が、対応するサブキャリア送信部から送信された光信号を受信し、当該光信号を受信信号に変換するサブキャリア受信ステップと、
前記サブキャリア受信ステップにより変換された受信信号を結合して伝送フレームを復元する伝送フレーム終端ステップと、
時間逆多重処理部が、前記伝送フレーム終端ステップにより復元された伝送フレームを時間逆多重して複数の前記クライアント信号に分離する時間逆多重処理ステップと、
複数の前記サブキャリア送信部と複数の前記サブキャリア受信部とに対する電力供給を制御する電源制御ステップと、
を有し、
前記タイムスロット制御ステップは、
複数の前記クライアント信号が割り当てられたタイムスロット数を１サブキャリアあたりのタイムスロット数で除して得られる値を使用しているサブキャリアの数から減算した値が１以上である場合、複数のサブキャリアのいずれかに対応するタイムスロットから順に、空きのタイムスロットを設けることなく複数の前記クライアント信号を収容する新たな割り当てを決定するステップと、
前記時間多重処理部と前記時間逆多重処理部とに前記新たな割り当てを通知するステップと、
前記クライアント信号を割り当てられていない光信号を送受信する前記サブキャリア送信部と前記サブキャリア受信部とに対する電力の供給を停止させるステップと、
を有するリソース最適化方法。

【請求項9】

時間多重処理部が、複数のクライアント信号を時間多重して一つの伝送フレームが有する複数のタイムスロットのいずれかに収容する時間多重処理ステップと、
前記時間多重処理ステップにおいて複数の前記クライアント信号を時間多重する際に前記クライアント信号それぞれを複数の前記タイムスロットのいずれに収容するかを決定するタイムスロット制御ステップと、
前記複数のクライアント信号が収容された伝送フレームを複数の送信信号に分割する伝送フレーム生成ステップと、
前記送信信号ごとに設けられた複数のサブキャリア送信部が、異なる搬送光を用いて、電気信号である複数の前記送信信号を光信号に変換し、変換された光信号を送信するサブキャリア送信ステップと、
複数の前記サブキャリア送信部それぞれに対応して設けられた複数のサブキャリア受信部が、対応するサブキャリア送信部から送信された光信号を受信し、当該光信号を受信信号に変換するサブキャリア受信ステップと、
前記サブキャリア受信ステップにより変換された受信信号を結合して伝送フレームを復元する伝送フレーム終端ステップと、
時間逆多重処理部が、前記伝送フレーム終端ステップにより復元された伝送フレームを時間逆多重して複数の前記クライアント信号に分離する時間逆多重処理ステップと、
複数の前記サブキャリア送信部と複数の前記サブキャリア受信部とに対する電力供給を制御する電源制御ステップと、
を有し、
前記タイムスロット制御ステップは、
１サブキャリアあたりのタイムスロット数から１サブキャリアあたりの前記クライアント信号を収容しないタイムスロット数を減算し、減算結果で複数の前記クライアント信号が割り当てられたタイムスロット数を除して得られる値を使用しているサブキャリアの数から減算して得られる値を指標として、タイムスロットの断片化が生じているか否かを判定するステップと、
タイムスロットの断片化が生じていると判定した場合、複数のサブキャリアのいずれかに対応するタイムスロットから順に、空きのタイムスロットを設けることなく複数の前記クライアント信号を収容する新たな割り当てを決定するステップと、
前記時間多重処理部と前記時間逆多重処理部とに前記新たな割り当てを通知するステップと、
前記クライアント信号を割り当てられていない光信号を送受信する前記サブキャリア送信部と前記サブキャリア受信部とに対する電力の供給を停止させるステップと、
を有するリソース最適化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光伝送システム及びリソース最適化方法に関する。
本願は、２０１４年１１月２８日に日本へ出願された特願２０１４−２４１４９５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

大容量の広域光転送網であるＯＴＮ（Optical Transport Network）では、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）やイーサネット（登録商標）などにおける様々なクライアント信号を収容して転送する。近年では、クライアント信号のトラヒックの増加が顕著であり、それに伴いＯＴＮも高速化に対応するよう標準化が進められてきた（例えば、非特許文献１参照）。そして現在では、１００Ｇ超（Ｂ１００Ｇ、Ｇはギガビット毎秒）のＯＴＮ技術であるＯＴＵＣｎ（Ｃｎは１００Ｇ×ｎを表す。）が検討されている（例えば、非特許文献２参照）。ＯＴＵＣｎでは、１光チャネルの伝送容量が従来のＯＴＵ（Optical channel Transport Unit）よりも広帯域となる。しかし、光信号の送受信機に用いられる電子回路の動作速度の関係から、これまでのように１光チャネルの帯域においてシングルキャリア伝送を拡張して大容量化を図ることは困難である。そこで、ＯＴＵＣｎでは、１光チャネルの帯域において複数の光サブキャリアを用いたマルチキャリア伝送によって大容量化を実現することが検討されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】"Interfaces for the optical transport network", ITU-T G.709/Y.1331, February 2012

【非特許文献2】大原拓也、「ＯＴＮインタフェース技術および標準化動向」、２０１４年 電子情報通信学会総合大会 通信講演論文集２、ＢＩ−５−１、ＳＳ−４７−ＳＳ−４８、２０１４年３月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

シングルキャリア伝送を用いた光伝送装置では、複数のクライアント信号を時間多重するために、ＳＤＨやＯＴＮなどにおけるフレーム構造において規定されているタイムスロット（トリビュタリスロットともいう）単位でクライアント信号が割り当てられている。電気パスの開通と削除とに応じて、タイムスロットに対するクライアント信号の割り当てと解除とが繰り返されると、タイムスロットの割り当てにフラグメンテーション（タイムスロットの断片化）が発生する。図２３は、フラグメンテーションの一例を示す図である。同図に示す割り当てでは、すべてのクライアント信号が連続するタイムスロットを利用する場合が示されているが、不連続のタイムスロットにクライアント信号を割り当てることもできる。

【0005】

一方、上述のマルチキャリア伝送では、電気パスの開通と削除とが繰り返し行われてタイムスロットの割り当てにフラグメンテーションが発生した場合、マルチキャリア伝送に用いるサブキャリア数が伝送しているクライアント信号のトラフィックに対して過剰になり、リソースを浪費してしまうことがある。

【0006】

上記事情に鑑み、本発明は、時間多重を用いたマルチキャリア伝送においてリソースの利用効率を向上させる光伝送システム及びリソース最適化方法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】

【0007】

本発明の一態様は、複数のクライアント信号を時間多重して一つの伝送フレームが有する複数のタイムスロットのいずれかに収容する時間多重処理部と、前記時間多重処理部が複数の前記クライアント信号を時間多重する際に前記クライアント信号それぞれを複数の前記タイムスロットのいずれに収容するかを決定するタイムスロット制御部と、前記複数のクライアント信号が収容された伝送フレームを複数の送信信号に分割する伝送フレーム生成部と、前記送信信号ごとに設けられた複数のサブキャリア送信部であって、異なる搬送光を用いて、電気信号である複数の前記送信信号を光信号に変換し、変換された光信号を送信する複数のサブキャリア送信部と、複数の前記サブキャリア送信部それぞれに対応して設けられた複数のサブキャリア受信部であって、対応するサブキャリア送信部から送信された光信号を受信し、当該光信号を受信信号に変換する複数のサブキャリア受信部と、複数の前記サブキャリア受信部により変換された受信信号を結合して伝送フレームを復元する伝送フレーム終端部と、前記伝送フレーム終端部により復元された伝送フレームを時間逆多重して複数の前記クライアント信号に分離する時間逆多重処理部と、複数の前記サブキャリア送信部と複数の前記サブキャリア受信部とに対する電力供給を制御する電源制御部と、を備え、前記タイムスロット制御部は、複数のサブキャリアのいずれかに対応するタイムスロットから順に、空きのタイムスロットを設けることなく複数の前記クライアント信号を収容する新たな割り当てを決定し、前記時間多重処理部と前記時間逆多重処理部とに前記新たな割り当てを通知し、前記クライアント信号が割り当てられていない光信号を送受信する前記サブキャリア送信部と前記サブキャリア受信部とに対する電力の供給を前記電源制御部に停止させる光伝送システムである。

【0008】

好ましくは、上記の光伝送システムにおいて、複数の前記タイムスロットは、前記クライアント信号を収容しない使用不可のタイムスロットを含み、前記タイムスロット制御部は、前記使用不可のタイムスロットを除いたタイムスロットに前記複数のクライアント信号が収容されるように、前記新たな割り当てを決定する。

【0009】

好ましくは、上記の光伝送システムにおいて、前記タイムスロット制御部は、伝送フレームにおける複数のタイムスロットにおいてクライアント信号の割り当てにタイムスロットの断片化が生じているか否かを判定し、タイムスロットの断片化が生じていると判定したときに、前記新たな割り当てを決定する。

【0010】

好ましくは、上記の光伝送システムにおいて、前記新たな割り当ては、伝送フレームのオーバーヘッドを用いて前記時間逆多重処理部へ伝送される。

【0011】

好ましくは、上記の光伝送システムにおいて、前記タイムスロット制御部により決定された新たな割り当てを前記時間逆多重処理部へ伝送する制御信号伝送部を更に備える。

【0012】

好ましくは、上記の光伝送システムにおいて、前記タイムスロット制御部は、前記新たな割り当てを複数回に亘り前記時間逆多重処理部へ伝送し、前記時間逆多重処理部は、同じ新たな割り当てを所定回数受信した場合に当該割り当てに基づいて、前記伝送フレーム終端部により復元された伝送フレームを時間逆多重して複数の前記クライアント信号に分離する。

【0013】

好ましくは、上記の光伝送システムにおいて、前記タイムスロット制御部は、前記新たな割り当てを決定する際に、前記サブキャリア送信部と前記サブキャリア受信部との複数の組のうちすべての組に共通する制御信号を送受信している組に対応するタイムスロットから順に前記クライアント信号を収容する。

【0014】

また、本発明の一態様は、時間多重処理部が、複数のクライアント信号を時間多重して一つの伝送フレームが有する複数のタイムスロットのいずれかに収容する時間多重処理ステップと、前記時間多重処理ステップにおいて複数の前記クライアント信号を時間多重する際に前記クライアント信号それぞれを複数の前記タイムスロットのいずれに収容するかを決定するタイムスロット制御ステップと、前記複数のクライアント信号が収容された伝送フレームを複数の送信信号に分割する伝送フレーム生成ステップと、前記送信信号ごとに設けられた複数のサブキャリア送信部が、異なる搬送光を用いて、電気信号である複数の前記送信信号を光信号に変換し、変換された光信号を送信するサブキャリア送信ステップと、複数の前記サブキャリア送信部それぞれに対応して設けられた複数のサブキャリア受信部が、対応するサブキャリア送信部から送信された光信号を受信し、当該光信号を受信信号に変換するサブキャリア受信ステップと、前記サブキャリア受信ステップにより変換された受信信号を結合して伝送フレームを復元する伝送フレーム終端ステップと、時間逆多重処理部が、前記伝送フレーム終端ステップにより復元された伝送フレームを時間逆多重して複数の前記クライアント信号に分離する時間逆多重処理ステップと、複数の前記サブキャリア送信部と複数の前記サブキャリア受信部とに対する電力供給を制御する電源制御ステップと、を有し、前記タイムスロット制御ステップは、複数のサブキャリアのいずれかに対応するタイムスロットから順に、空きのタイムスロットを設けることなく複数の前記クライアント信号を収容する新たな割り当てを決定するステップと、前記時間多重処理部と前記時間逆多重処理部とに前記新たな割り当てを通知するステップと、前記クライアント信号を割り当てられていない光信号を送受信する前記サブキャリア送信部と前記サブキャリア受信部とに対する電力の供給を停止させるステップと、を有するリソース最適化方法である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、伝送フレームのタイムスロットの割り当てで生じる割り当ての断片化を解消し、クライアント信号の送受信を行わないサブキャリア送信部及びサブキャリア受信部に対する電力供給を停止させることにより、リソースの利用効率を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態を適用可能なＯＴＮフレーマ１００の機能ブロック図である。

【図2】ＯＴＵＣｎのフレーム構造を示す図である。

【図3】ＯＴＬＣｎ．ｎのフレーム構造を示す図である。

【図4A】光信号の伝送に用いられる光チャネルを示す図である。

【図4B】光信号の伝送に用いられる光チャネルを示す図である。

【図4C】光信号の伝送に用いられる光チャネルを示す図である。

【図4D】光信号の伝送に用いられる光チャネルを示す図である。

【図5】本発明に係る第１の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。

【図6】第１の実施形態における時間多重処理部３２の構成を示すブロック図である。

【図7】第１の実施形態における時間逆多重処理部４３の構成を示すブロック図である。

【図8】電気パス信号を割り当てるタイムスロットを変更する際の処理を示すフローチャートである。

【図9】電気パス信号を割り当てるタイムスロットを変更する際の異なる処理を示すフローチャートである。

【図10A】電気パス信号を割り当てるタイムスロットの変更の一例を示す図である。

【図10B】電気パス信号を割り当てるタイムスロットの変更の一例を示す図である。

【図10C】電気パス信号を割り当てるタイムスロットの変更の一例を示す図である。

【図11】光送信装置３０及び光受信装置４０の動作例を示す図である。

【図12A】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図12B】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図13A】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの異なる一例を示す図である。

【図13B】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの異なる一例を示す図である。

【図14A】電気パス信号を割り当てるタイムスロットの変更の他の例を示す図である。

【図14B】電気パス信号を割り当てるタイムスロットの変更の他の例を示す図である。

【図14C】電気パス信号を割り当てるタイムスロットの変更の他の例を示す図である。

【図15A】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図15B】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図15C】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図15D】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図15E】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図15F】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図16A】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図16B】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図16C】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図16D】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図16E】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図16F】ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。

【図17A】ＯＴＮにおけるタイムスロット使用状況テーブルを示す図である。

【図17B】ＯＴＮにおけるタイムスロット使用状況テーブルを示す図である。

【図18】ＯＴＵｋのフレーム構造を示す図である。

【図19】ＯＤＵｋのフレーム構造を示す図である。

【図20】第２の実施形態における光送信装置３０及び光受信装置４０の動作例を示す図である。

【図21】第３の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。

【図22】第４の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。

【図23】フラグメンテーションの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態を適用可能なＯＴＮフレーマ１００の機能ブロック図である。同図に示すＯＴＮフレーマ１００は、１００Ｇ超（Ｂ１００Ｇ、Ｇはギガビット毎秒）の伝送を行うためのＯＴＮの規格であるＯＴＵＣｎ（Ｃｎは１００×ｎを表す。ｎは２以上の整数。）により通信を行う。同図においては、ｎ＝４の場合、すなわち、ＯＴＮフレーマ１００がＯＴＵＣ４により通信を行う場合の例を示している。

【0018】

ＯＴＮトランスポート技術では、様々な通信方式のクライアント信号を収容し、光伝送により転送する。ＯＴＮでは、固定フレーム構造を利用し、ＧｂＥ（ギガビット・イーサネット（登録商標））を収容できる最小単位のＯＤＵ０（ＯＤＵ：Optical channel Data Unit）により、１．２５ＧのＴＳ（Tributary Slot、タイムスロットともいう。）単位で（すなわち、その倍数により）クライアント信号を扱う。ＯＴＮは、ＳＤＨと同様のパス管理、ＯＡＭ（Operations, Administration, Maintenance）機能、プロテクション機能を提供する。

【0019】

ＯＴＮフレーマ１００は、複数のクライアント信号が多重されたｎ×１００Ｇの１光チャネルの信号を分離し、ｎ個の１００Ｇのパラレル信号を生成する。これらのｎ個のパラレル信号は複数の光サブキャリアによりマルチキャリア伝送されるが、物理的には、１つのパラレル信号が１つの光サブキャリアにより伝送されてもよく、複数のパラレル信号が１つの光サブキャリアにより伝送されてもよい。マルチキャリア伝送とは、１チャネルの信号を複数の光サブキャリアを使ってパラレル伝送することにより、１チャネルを大容量化する通信方式である。マルチキャリア伝送では、対地（接続先）ごとにサブキャリアを高密度多重し、電気的に分離する。１つのパラレル信号が１つの光サブキャリアにより伝送される場合、その光サブキャリアの帯域は１００Ｇであり、２つのパラレル信号が１つの光サブキャリアにより伝送される場合、その光サブキャリアの帯域は２００Ｇである。光伝送には、４ＳＣ−ＤＰ−ＱＰＳＫ（4 SubCarrier-Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）や、２ＳＣ−ＤＰ−１６ＱＡＭ（2 SubCarrier-Dual Polarization-Quadrature Amplitude Modulation）などが用いられる。

【0020】

図１に示すように、ＯＴＮフレーマ１００は、送信処理部１１０と受信処理部１５０とを備える。送信処理部１１０は、クライアント信号受信部１２０と多重処理部１３０とライン側送信処理部１４０とを備える。

【0021】

クライアント信号受信部１２０は、受信部１２１とマッピング部１２２とＯＨ処理部１２３とを備える。受信部１２１は、クライアント信号を受信する。マッピング部１２２は、受信部１２１が受信した１クライアント信号をＬＯ−ＯＤＵ（Lower Order Optical channel Data Unit）フレームのペイロードにマッピングする。ＯＨ処理部１２３は、マッピング部１２２がクライアント信号を設定したＬＯ−ＯＤＵフレームにＯＨ（オーバーヘッド）を付加する。ＯＨ処理部１２３は、ＬＯ−ＯＤＵフレームの電気パス信号を、ＯＤＵ−スイッチ（以下、「ＯＤＵ−ＳＷ」と記載）２１０に出力する。ＯＤＵ−ＳＷ２１０は、他のＯＴＮフレーマ１００とも接続されており、電気パス信号のパス交換を行う。

【0022】

多重処理部１３０は、多重化部１３１とフレーミング部１３２とを備える。多重化部１３１は、ＯＤＵ−ＳＷ２１０から受信した電気パス信号をＬＯ−ＯＤＵフレームに設定する。多重化部１３１は、ＬＯ−ＯＤＵフレームを一旦ＯＤＴＵ（Optical channel Data Tributary Unit）フレームにマッピングした後、複数のＯＤＴＵフレームを時間多重してＨＯ−ＯＤＵ（Higher Order ODU）であるＯＤＵＣｎフレームを生成する。フレーミング部１３２は、多重化部１３１が生成したＯＤＵＣｎフレームにＯＨとＦＥＣ（forward error correction：前方誤り訂正）を付加してＯＴＵＣｎフレームを生成する。フレーミング部１３２は、ＯＴＵＣｎフレームの信号をライン側送信処理部１４０に出力する。

【0023】

ライン側送信処理部１４０は、インタリーブ部１４１と、ＯＨ処理部１４２−１〜１４２−ｎと、マルチレーン送信部１４３−１〜１４３−ｎとを備える。
インタリーブ部１４１は、多重処理部１３０からＯＴＵＣｎフレームの信号を受信し、受信したｎ×１００ＧのＯＴＵＣｎフレームの信号をバイトインタリーブして、ｎ個のＯＴＬＣｎ．ｎフレームの信号を生成する。ＯＴＬＣｎ．ｎフレームは、１００Ｇのパラレル信号のフレームである。ｉ個目のＯＴＬＣｎ．ｎフレームを、ＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉフレーム（ｉは１以上ｎ以下の整数）と記載する。インタリーブ部１４１は、生成したｎ個のＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉフレームをそれぞれＯＨ処理部１４２−ｉに出力する。

【0024】

ＯＨ処理部１４２−１〜１４２−ｎは、インタリーブ部１４１から受信したＯＴＬＣｎ．ｎフレームにＯＨを設定する。ＯＨ処理部１４２−ｉは、ＯＨを設定したＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉフレームを、マルチレーン送信部１４３−ｉに出力する。
マルチレーン送信部１４３−１〜１４３−ｎは、ＯＨ処理部１４２−１〜１４２−ｎから受信したＯＴＬＣｎ．ｎフレームのパラレル信号を送信機２２０に出力する。例えば、マルチレーン送信部１４３−ｉは、４本の２８Ｇの電気配線を使用してパラレルにＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉフレームのパラレル信号を送信機２２０に出力する。各送信機２２０は、それぞれ異なる波長の光サブキャリアを使用する。送信機２２０は、受信したパラレル信号を電気信号から光信号に変換し、マルチキャリア伝送する。なお、複数のマルチレーン送信部１４３−ｉが１つの送信機２２０に接続されてもよい。ｊ個（ｊは２以上ｎ以下）のマルチレーン送信部１４３−ｉが１つの送信機２２０に接続される場合、その送信機２２０は、ｊ×１００Ｇの光サブキャリアによりｊ個のパラレル信号を伝送する。

【0025】

受信処理部１５０は、ライン側受信処理部１６０と分離処理部１７０とクライアント信号送信部１８０とを備える。

【0026】

ライン側受信処理部１６０は、マルチレーン受信部１６１−１〜１６１−ｎとＯＨ処理部１６２−１〜１６２−ｎとデインタリーブ部１６３とを備える。
マルチレーン受信部１６１−１〜１６１−ｎは、受信機２３０がマルチキャリア伝送により受信した光信号を電気信号として受信する。受信機２３０は、それぞれ異なる波長の光サブキャリアによる光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換してマルチレーン受信部１６１−１〜１６１−ｎへ出力する。マルチレーン受信部１６１−ｉは、例えば４本の２８Ｇの電気配線を使用して受信機２３０からパラレルに受信した電気信号を、ＯＨ処理部１６２−ｉに出力する。

【0027】

ＯＨ処理部１６２−１〜１６２−ｎは、ＯＴＬＣｎ．ｎフレームのＯＨに設定されているＦＡＳ（Frame Alignment Signal）やＭＦＡＳ（Multi Frame Alignment Signal）に基づいて、受信した信号からフレームの先頭を検出する。ＯＨ処理部１６２−ｉは、先頭位置を検出することにより、遅延時間差を補償して受信信号からＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉフレームを抽出し、デインタリーブ部１６３に出力する。
デインタリーブ部１６３は、ＯＨ処理部１６２−１〜１６２−ｎから受信したＯＴＬＣｎ．ｎ＃１フレーム〜ＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｎフレームをデインタリーブし、１つのＯＴＵＣｎフレームを生成する。

【0028】

分離処理部１７０は、デフレーミング部１７１及び逆多重化部１７２を備える。デフレーミング部１７１は、デインタリーブ部１６３が生成したＯＴＵＣｎフレームの信号をＦＥＣ復号し、復号したＯＴＵＣｎフレームからＬＯ−ＯＤＵフレームが時間多重されたＯＤＵＣｎフレームを抽出して逆多重化部１７２に出力する。逆多重化部１７２は、デフレーミング部１７１が抽出したＯＤＵＣｎフレームの信号から各クライアント信号が設定されたＬＯ−ＯＤＵフレームを抽出し、ＬＯ−ＯＤＵフレームの電気パス信号をＯＤＵ−ＳＷ２１０に出力する。

【0029】

クライアント信号送信部１８０は、ＯＨ処理部１８１とデマッピング部１８２と送信部１８３とを備える。ＯＨ処理部１８１は、ＯＤＵ−ＳＷ２１０から電気パス信号を受信し、受信した電気パス信号からＬＯ−ＯＤＵフレームを復号する。ＯＨ処理部１８１は、ＬＯ−ＯＤＵフレームに対してＯＨに関する処理を行い、デマッピング部１８２に出力する。デマッピング部１８２は、ＯＨ処理部１８１からＬＯ−ＯＤＵフレームの電気パス信号を受信し、受信した電気パス信号からクライアント信号を抽出して送信部１８３に出力する。送信部１８３は、デマッピング部１８２が抽出したクライアント信号を送信する。

【0030】

なお、クライアント信号受信部１２０と多重処理部１３０とは、ＯＤＵ−ＳＷ２１０を介さずに、ＬＯ−ＯＤＵフレームの電気パス信号を直接入出力してもよい。また、分離処理部１７０とクライアント信号送信部１８０とは、ＯＤＵ−ＳＷ２１０を介さずに、ＬＯ−ＯＤＵフレームの電気パス信号を直接入出力してもよい。

【0031】

図２は、ＯＴＵＣｎのフレーム構造を示す図である。ＯＴＵＣｎは、ＯＤＵＣｎにＦＡＣｎＯＨ、ＯＴＵＣｎＯＨ、ＯＰＵＣｎＯＨ及びＯＴＵＣｎＦＥＣを付加して生成される。ＯＴＵＣｎのフレーム構造は、４行、４０８０×ｎ列で表記される。なお、図２は、行あたり２５６バイトのＦＥＣを付加する場合を示している。

【0032】

ＯＴＵＣｎの（（７＋７＋２）×ｎ＋１）〜３８２４×ｎ列目のＯＰＵＣｎペイロード（Payload）には、クライアント信号がマッピングされる。ＯＴＵＣｎフレームの１〜（７＋７＋２）×ｎ列目には、ＯＨが設定される。ＯＨにおける１行目の１〜７×ｎ列目には、ＦＡＣｎＯＨが設定される。ＦＡＣｎＯＨは、フレーム同期に必要な情報を含む。ＯＨにおける１行目の（７×ｎ＋１）〜１４×ｎ列目にはＯＴＵＣｎＯＨが設定される。ＯＴＵＣｎＯＨは、光チャネルのセクション監視情報を収容する。ＯＨにおける２〜４行目の１〜１４×ｎ列目には、ＯＤＵＣｎＯＨが設定される。ＯＤＵＣｎＯＨは、光チャネルのパス管理運用情報を収容する。（１４×ｎ＋１）〜１６×ｎ列目には、ＯＰＵＣｎＯＨが設定される。ＯＰＵＣｎＯＨは、クライアント信号のマッピング／デマッピングに必要な情報などを収容する。３８２４×ｎ＋１〜４０８０×ｎ列目には、ＯＴＵＣｎＦＥＣが設定される。ＯＴＵＣｎＦＥＣは、ＦＥＣ用のパリティチェックバイトを収容する。一般的に、行あたりＲバイトのＦＥＣが付加される場合、３８２４×ｎ＋１〜（３８２４＋Ｒ）×ｎ列目にＦＥＣが設定される。

【0033】

図３は、ＯＴＬＣｎ．ｎのフレーム構造を示す図である。ＯＴＬＣｎ．ｎは、４行、４０８０列で表記される。ＯＴＬＣｎ．ｎ＃１〜ＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｎは、バイトインタリーブによりＯＴＵＣｎフレームを分割して得られる。ＯＴＵＣｎのＯＰＵＣｎペイロードは、ＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉの１７〜３８２４列目のＯＰＵＣｎ．ｎ＃ｉペイロードにマッピングされる。

【0034】

ＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉの１〜１６列目には、ＯＨが設定される。ＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉのＯＨは、ＯＴＵＣｎＯＨ等に基づいて設定される。１行目の１〜７列目には、ＦＡＬＣｎ．ｎ＃ｉＯＨが設定される。ＦＡＬＣｎ．ｎ＃ｉＯＨは、フレーム同期に必要な情報を含む。１行目の８〜１４列目には、ＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉＯＨが設定される。ＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉＯＨは、光チャネルのセクション監視情報を収容する。２〜４行目の１〜１４×ｎ列目には、ＯＤＬＣｎ．ｎ＃ｉＯＨが設定される．ＯＤＬＣｎ．ｎ＃ｉＯＨは、光チャネルのパス管理運用情報を収容する。１５〜１６列目には、ＯＰＬＣｎ．ｎ＃ｉＯＨが設定される。ＯＰＬＣｎ．ｎ＃ｉＯＨは、クライアント信号のマッピング／デマッピングに必要な情報などを収容する。３８２５〜４０８０列目には、ＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉＦＥＣが設定される。ＯＴＬＣｎ．ｎ＃ｉＦＥＣは、ＦＥＣ用のパリティチェックバイトを収容する。

【0035】

図４Ａ〜図４Ｄは、光信号の伝送に用いられる光チャネルを示す図である。図４Ａは、４００Ｇの光信号を一つの光キャリアによりシリアル伝送する場合の光チャネルを示す図であり、図４Ｂは、４００Ｇの光信号を４つの光サブキャリアによりパラレル伝送（マルチキャリア伝送）する場合の光チャネルを示す図である。電子回路では動作速度の制約から、図４Ａに示すように、１光キャリアによりシリアル伝送することができる帯域の容量を、１００Ｇを超えて拡張し続けることは困難である。そこでＯＴＵＣｎでは、１００Ｇ超の帯域を複数の光サブキャリアによりパラレル伝送することにより、電子回路の動作速度の制約を受けずに広帯域伝送を実現する。このパラレル伝送には、偏波多重、多値変調などが用いられる。変調方式によって、光サブキャリアの帯域は異なる。

【0036】

図４Ｂは、４００Ｇの１光チャネルを、１００Ｇの４光サブキャリアによりパラレル伝送した場合の例であり、図４Ｃは、４００Ｇの１光チャネルを、２００Ｇの２光サブキャリアによりパラレル伝送した場合の例である。また、マルチキャリア伝送は、ｎを変化させることにより、図４Ｄに示すように、１００Ｇ単位で伝送帯域を増加させていくことができるフレキシビリティを有する。

【0037】

（第１の実施形態）
図５は、本発明に係る第１の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、第１の実施形態における光伝送システムは、光送信装置３０と光受信装置４０と伝送路５０（光ファイバ）とを備える。また、図５には、光送信装置３０及び光受信装置４０において用いられるフレーム構造が示されている。

【0038】

光送信装置３０は、複数のクライアント収容部３１と時間多重処理部３２と伝送フレーム生成部３３とｉ個のサブキャリア送信部３４−１〜３４−ｉとＴＳ（タイムスロット）制御部３５と電源制御部３６とを備える。クライアント収容部３１は、図１におけるクライアント信号受信部１２０に相当する。時間多重処理部３２は、図１におけるＯＤＵ−ＳＷ２１０及び多重化部１３１に相当する。伝送フレーム生成部３３は、図１におけるフレーミング部１３２及びライン側送信処理部１４０に相当する。サブキャリア送信部３４−１〜３４−ｉそれぞれは、図１における送信機２２０に相当する。第１の実施形態における光送信装置３０は、ＴＳ制御部３５と電源制御部３６とを備えている構成が、図１に示したＯＴＮフレーマ１００における送信処理部１１０の構成と異なっている。

【0039】

クライアント収容部３１は、クライアント信号を受信し、受信したクライアント信号を電気パスのフレーム構造に収容する。例えばＯＴＮにおいては、ＯＤＵが電気パスのフレーム構造として用いられる。クライアント収容部３１は、クライアント信号を収容した電気パス信号を時間多重処理部３２へ出力する。

【0040】

時間多重処理部３２は、複数のクライアント収容部３１それぞれから出力される電気パス信号を時間多重化する。時間多重処理部３２は、入力した複数の電気パス信号それぞれを、伝送フレームが有する複数のタイムスロットのいずれかに対して割り当て、割り当てたタイムスロットに電気パス信号を収容する。時間多重処理部３２は、伝送フレームのタイムスロットに電気パス信号を収容することで、電気パス信号を時間多重化する。時間多重処理部３２は、電気パス信号の容量などに応じて、電気パス信号を一つ又は複数のタイムスロットに割り当てる。

【0041】

図６は、第１の実施形態における時間多重処理部３２の構成を示すブロック図である。同図に示すように、時間多重処理部３２は、複数のスタッフ付加部３２１と複数の書込処理部３２２とバッファメモリ３２３とを備える。

【0042】

複数のスタッフ付加部３２１は、クライアント収容部３１それぞれに対応して設けられている。各スタッフ付加部３２１は、対応するクライアント収容部３１が出力する電気パス信号を入力する。スタッフ付加部３２１は、入力した電気パス信号に対してスタッフバイトを付加して、当該電気パス信号を収容するタイムスロットの容量と同一の容量に調整する。スタッフ付加部３２１は、スタッフバイトが付加された電気パス信号を書込処理部３２２へ出力する。

【0043】

複数の書込処理部３２２それぞれは、スタッフ付加部３２１それぞれに対応して設けられている。各書込処理部３２２は、対応するスタッフ付加部３２１からスタッフバイトが付加された電気パス信号を入力する。書込処理部３２２は、電気パスごとに定められたタイムスロットに対応する書き込みアドレスと、データとを組み合わせてバッファメモリ３２３に出力して、当該アドレスに対応する領域に当該データを書き込む。各書込処理部３２２は、ＴＳ制御部３５から書き込みアドレスを取得する。バッファメモリ３２３に書き込むデータは、スタッフバイトが付加された電気パス信号である。

【0044】

バッファメモリ３２３は、伝送フレームが有するタイムスロットの容量よりも大きい記憶容量を有する。バッファメモリ３２３は、各書込処理部３２２によって入力されるデータを記憶し、１伝送フレームの周期ごとに記憶しているデータを伝送フレーム生成部３３へ出力する。なお、バッファメモリ３２３は、各書込処理部３２２によって書き込まれたデータを伝送フレーム生成部３３へ順次出力してもよい。

【0045】

時間多重処理部３２は、上記の構成を有することにより、複数のクライアント収容部３１それぞれから出力されるＬＯ−ＯＤＵを、ＨＯ−ＯＤＵにおけるタイムスロットに割り当て、割り当てたタイムスロットにＬＯ−ＯＤＵを収容する。ＨＯ−ＯＤＵとしてＯＤＵＣｎを用いる場合には、ＯＤＵＣｎが有しているｎ×８０個の１．２５Ｇのタイムスロットに対して、ＬＯ−ＯＤＵを割り当てることになる。ＬＯ−ＯＤＵとしてＯＤＵ２が用いられるとき、ＯＤＵ２が約１０Ｇの帯域を有しているので８個のタイムスロットにＯＤＵ２を割り当ててＯＤＵ２を収容することになる。また、ＬＯ−ＯＤＵとしてＯＤＵ３が用いられるとき、ＯＤＵ３が約４０Ｇの帯域を有しているので３１個のタイムスロットにＯＤＵ３を割り当ててＯＤＵ３を収容することになる。なお、ＯＤＵＣｎがｎ×８０個の１．２５Ｇのタイムスロットを有する構成は一例であり、ＯＤＵＣｎが有するタイムスロット当たりの容量は、前述の１．２５Ｇ以外であってもよい。

【0046】

図５に戻り、光送信装置３０の構成についての説明を続ける。伝送フレーム生成部３３は、時間多重処理部３２から出力される１伝送フレーム分のデータに対して、オーバーヘッド情報を付加したり、誤り訂正符号を付加したりする。伝送フレーム生成部３３は、データにオーバーヘッド情報及び誤り訂正符号を付加して得られた信号を、伝送に用いるサブキャリアの数に分配した送信信号を生成する。伝送フレーム生成部３３は、生成した送信信号を、それぞれに対応するサブキャリア送信部３４−１〜３４−ｉへ出力する。

【0047】

サブキャリア送信部３４−１〜３４−ｉそれぞれは、伝送フレーム生成部３３から出力される送信信号に対して電気−光変換を行い、電気−光変換で得られた光信号をサブキャリア信号として出力する。サブキャリア送信部３４−１〜３４−ｉそれぞれから出力されるサブキャリア信号は、互いに異なる波長の搬送光を用いて生成される。サブキャリア送信部３４−１〜３４−ｉから出力されるサブキャリア信号は、伝送路５０を介して、光受信装置４０へ伝送される。複数のサブキャリア信号が伝送される際、一般的には同一経路の同一光ファイバが用いられるが、同一経路の異なる光ファイバを用いることもできるし、異なる経路の光ファイバを用いることもできる。

【0048】

ＴＳ制御部３５は、時間多重処理部３２及び伝送フレーム生成部３３との間で制御情報を入出力する。ＴＳ制御部３５と時間多重処理部３２との間における制御情報には、バッファメモリ３２３へデータを書き込む際の書き込みアドレスや、各書込処理部３２２に対して書き込みアドレスの変更を指示する情報などが含まれる。ＴＳ制御部３５は、タイムスロット使用状況テーブルを有しており、当該テーブルに基づいて書き込みアドレスを各書込処理部３２２へ指示する。ＴＳ制御部３５と伝送フレーム生成部３３との間における制御情報には、サブキャリア送信部３４−１〜３４−ｉのうち伝送に用いるサブキャリア送信部３４を指定する情報などが含まれる。ＴＳ制御部３５は、タイムスロット使用状況テーブルに基づいて、伝送に用いるサブキャリア送信部３４と伝送に用いないサブキャリア送信部３４とを電源制御部３６へ通知する。電源制御部３６は、伝送に用いるサブキャリア送信部３４に対して電力を供給し、伝送に用いないサブキャリア送信部３４に対して電力の供給を停止する制御を行う。

【0049】

光受信装置４０は、ｉ個のサブキャリア受信部４１−１〜４１−ｉと伝送フレーム終端部４２と時間逆多重処理部４３と複数のクライアント再生部４４とＴＳ制御部４５と電源制御部４６とを備える。サブキャリア受信部４１−１〜４１−ｉそれぞれは、図１における受信機２３０に相当する。伝送フレーム終端部４２は、図１におけるライン側受信処理部１６０及びデフレーミング部１７１に相当する。時間逆多重処理部４３は、図１における逆多重化部１７２及びＯＤＵ−ＳＷ２１０に相当する。クライアント再生部４４は、図１におけるクライアント信号送信部１８０に相当する。

【0050】

サブキャリア受信部４１−１〜４１−ｉそれぞれは、サブキャリア送信部３４−１〜３４−ｉに対応して設けられている。サブキャリア受信部４１−１〜４１−ｉは、対応するサブキャリア送信部３４−１〜３４−ｉから送信されたサブキャリア信号を受信する。サブキャリア受信部４１−１〜４１−ｉは、受信したサブキャリア信号に対して光−電気変換を行い、光電気変換で得られた電気信号を受信信号として伝送フレーム終端部４２へ出力する。

【0051】

伝送フレーム終端部４２は、サブキャリア受信部４１−１〜４１−ｉそれぞれから出力される受信信号を結合して伝送フレームを復元する。伝送フレーム終端部４２は、受信信号を結合する際に、各受信信号のフレームの境界を検出し、フレーム間の伝送遅延に差がある場合にはその差を補償（デスキュー；de-skew）する。伝送フレーム終端部４２は、復元した伝送フレームのオーバーヘッド情報を読み出し、伝送フレームに付加されている誤り訂正符号を用いた誤り訂正復号を行う。伝送フレーム終端部４２は、復号した１伝送フレーム分のデータを時間逆多重処理部４３へ出力する。なお、伝送フレーム終端部４２は、サブキャリア受信部４１−１〜４１−ｉそれぞれの受信信号に対して個々に誤り訂正復号を行った後に、誤り訂正復号された受信信号を結合して伝送フレームを復元してもよい。

【0052】

時間逆多重処理部４３は、伝送フレーム終端部４２から出力されるデータに対して逆多重化し、複数の電気パス信号に分離する。時間逆多重処理部４３は、分離して得られた複数の電気パス信号を対応するクライアント再生部４４へ出力する。

【0053】

図７は、第１の実施形態における時間逆多重処理部４３の構成を示すブロック図である。同図に示すように、時間逆多重処理部４３は、バッファメモリ４３１と複数の読出処理部４３２と複数のスタッフ削除部４３３とを備える。

【0054】

バッファメモリ４３１は、伝送フレーム終端部４２から入力されるデータを、入力された順序で記憶する。バッファメモリ４３１は、読出処理部４３２から指定される読み出しアドレスで指定される記憶領域に記憶されているデータを、当該読出処理部４３２へ出力する。読み出しアドレスで指定される記憶領域は、伝送フレームのタイムスロットに対応する。

【0055】

複数の読出処理部４３２それぞれは、電気パスに対応して設けられている。読出処理部４３２は、対応する電気パスに割り当てられているタイムスロットのデータをバッファメモリ４３１から取得する。読出処理部４３２に対応する電気パスに割り当てられているタイムスロットに対応する読み出しアドレスは、ＴＳ制御部４５から各読出処理部４３２へ入力される。読出処理部４３２は、ＴＳ制御部４５から取得した読み出しアドレスをバッファメモリ４３１へ出力して、当該読み出しアドレスの記憶領域に記憶されているデータを取得してスタッフ削除部４３３へ出力する。

【0056】

複数のスタッフ削除部４３３それぞれは、電気パスに対応して設けられている。スタッフ削除部４３３は、対応する電気パスに割り当てられている読出処理部４３２から出力されるデータを入力する。スタッフ削除部４３３は、入力したデータに附加されているスタッフバイトを削除して元の電気パス信号を取り出し、取り出した電気パス信号をクライアント再生部４４へ出力する。

【0057】

図５に戻り、光受信装置４０の構成についての説明を続ける。複数のクライアント再生部４４それぞれは、電気パスに対応して設けられている。クライアント再生部４４は、対応する電気パスの電気パス信号をスタッフ削除部４３３から入力する。クライアント再生部４４は、入力した電気パス信号からクライアント信号を取り出して送信する。

【0058】

ＴＳ制御部４５は、伝送フレーム終端部４２及び時間逆多重処理部４３との間で制御情報を入出力する。ＴＳ制御部４５と伝送フレーム終端部４２との間における制御情報には、サブキャリア受信部４１−１〜４１−ｉのうち伝送に用いるサブキャリア受信部４１を指定する情報などが含まれる。ＴＳ制御部４５は、伝送に用いるサブキャリア受信部４１と伝送に用いないサブキャリア受信部４１とを電源制御部４６へ通知する。電源制御部４６は、伝送に用いるサブキャリア受信部４１に対して電力を供給し、伝送に用いないサブキャリア受信部４１に対して電力の供給を停止する制御を行う。ＴＳ制御部４５と時間逆多重処理部４３との間における制御情報には、バッファメモリ４３１からデータを読み出す際の読み出しアドレスや、各読出処理部４３２に対して読み出しアドレスの変更を指示する情報などが含まれる。

【0059】

上述の構成を有する光送信装置３０及び光受信装置４０を備える光伝送システムにおいて、伝送フレームにおいて電気パス信号を配置するタイムスロットを変更する際の動作を説明する。光送信装置３０のＴＳ制御部３５は、時間多重処理部３２に対して一定時間後（Ｔフレーム後）にタイムスロットの割り当ての変更を実施する指示をする。時間多重処理部３２は、ＴＳ制御部３５の指示に基づいて、Ｔフレーム分の時間が経過した後に伝送フレームの境界においてタイムスロットの割り当て変更を実施する。

【0060】

また、ＴＳ制御部３５は、伝送フレーム生成部３３が付加するオーバーヘッド情報を用いて、光受信装置４０に対してタイムスロットの割り当ての変更を一定時間後に実施することを通知する。光受信装置４０の伝送フレーム終端部４２は、タイムスロットの割り当てを変更する通知が伝送フレームのオーバーヘッド情報に含まれていることを検出すると、当該通知をＴＳ制御部４５へ出力する。ＴＳ制御部４５は、タイムスロットの割り当てを変更する通知が伝送フレーム終端部４２から入力されると、当該通知を時間逆多重処理部４３へ出力する。時間逆多重処理部４３は、Ｔフレーム分の時間が経過した後に伝送フレームの境界においてタイムスロットの割り当て変更を実施する。

【0061】

図８は、電気パス信号を割り当てるタイムスロットを変更する際の処理を示すフローチャートである。光伝送システムにおいて、タイムスロットの割り当てを変更する処理は、光伝送システムの管理者による開始指示を受け付けた場合、伝送フレームのタイムスロットのフラグメンテーション（タイムスロットの断片化）の度合いを示す指標が閾値を超えた場合、毎日あるいは毎週、毎月などの指定されたタイミングにおいて実行される。フラグメンテーションの度合いを示す指標としては、例えば、式（１）を用いて算出される値を用いるようにしてもよい。
（使用サブキャリア数）−（（使用タイムスロット数）／（１サブキャリアあたりのタイムスロット数）） …（１）

【0062】

例えば、使用サブキャリア数が４であり、電気パス信号を割り当てたタイムスロット数が２０であり、１サブキャリアあたりのタイムスロット数が１０である場合、フラグメンテーションの度合いを示す指標は、（４−（２０／１０））＝２となる。この指標は、節約しうるサブキャリア数を示しているので、指標が１以上の場合にはフラグメンテーションを解消することにより、リソースの利用効率を向上させることができる。

【0063】

光伝送システムにおいて、タイムスロットの割り当てを変更する処理が開始されると、光送信装置３０のＴＳ制御部３５は、伝送フレームのタイムスロットに対する各電気パス信号の割り当てを取得する（ステップＳ１０１）。ＴＳ制御部３５は、伝送フレームのタイムスロットに対する各電気パス信号の割り当てを変更し、フラグメンテーションを解消する新たなタイムスロットの割り当てを決定する（ステップＳ１０２）。

【0064】

ＴＳ制御部３５は、決定したタイムスロットの割り当てとタイムスロットの割り当てを変更する通知とを伝送フレーム生成部３３へ出力し、伝送フレーム生成部３３を介して割り当て及び変更の通知を光受信装置４０へ送信する。光受信装置４０において、伝送フレーム終端部４２は、光送信装置３０から受信した伝送フレームのオーバーヘッド情報に、タイムスロットの割り当てと変更の通知とを検出すると、検出した割り当て及び通知をＴＳ制御部４５へ出力する（ステップＳ１０３）。なお、タイムスロットの割り当てを変更する通知には、タイムスロットの割り当てを変更するタイミングを示す情報（Ｔフレーム後を示す情報）が含まれる。

【0065】

光送信装置３０のＴＳ制御部３５は、タイムスロットの割り当てを変更するフレームに対する処理が実行される前に、新たな割り当てを時間多重処理部３２へ通知し、タイムスロットに対する割り当ての変更を実施させる。光受信装置４０のＴＳ制御部４５は、タイムスロットの割り当てを変更するフレームに対する処理が実行される前に、新たな割り当てを時間逆多重処理部４３へ通知し、タイムスロットに対する割り当ての変更を実施させる（ステップＳ１０４）。

【0066】

ＴＳ制御部３５は、新たな割り当てにおいて電気パス信号が割り当てられたタイムスロットを伝送しないサブキャリア送信部３４に対する電力の供給を停止させる制御を、電源制御部３６に対して行う。同様に、ＴＳ制御部４５は、新たな割り当てにおいて電気パス信号が割り当てられたタイムスロットを伝送しないサブキャリア受信部４１に対する電力の供給を停止させる制御を、電源制御部４６に対して行う（ステップＳ１０５）。

【0067】

なお、割り当ての変更後に、電気パス信号が割り当てられたタイムスロットを伝送しないサブキャリア送信部３４とサブキャリア受信部４１とが存在しない場合、ＴＳ制御部３５及びＴＳ制御部４５は、電源制御部３６及び電源制御部４６に対する制御を行わずに、タイムスロットの割り当てを変更する処理を終了させる。

【0068】

図９は、電気パス信号を割り当てるタイムスロットを変更する際の異なる処理を示すフローチャートである。図８に示す処理が使用するサブキャリアの削減を伴う処理であるのに対して、図９に示す処理は、使用するサブキャリアの増加を伴う処理である。

【0069】

光伝送システムにおいて、タイムスロットの割り当てを変更する処理が開始されると、光送信装置３０のＴＳ制御部３５は、伝送フレームのタイムスロットに対する各電気パス信号の割り当てを取得する（ステップＳ２０１）。ＴＳ制御部３５は、新たな電気パス信号の追加又は既存の電気パス信号の容量を増加させるために、伝送フレームのタイムスロットに対する電気パス信号の割り当てを変更し、新たなタイムスロットの割り当てを決定する（ステップＳ２０２）。

【0070】

ＴＳ制御部３５は、決定したタイムスロットの割り当てとタイムスロットの割り当てを変更する通知とを伝送フレーム生成部３３へ出力し、伝送フレーム生成部３３を介して割り当て及び変更の通知を光受信装置４０へ送信する。光受信装置４０において、伝送フレーム終端部４２は、光送信装置３０から受信した伝送フレームのオーバーヘッド情報に、タイムスロットの割り当てと割り当てを変更する通知とを検出すると、検出した割り当て及び通知をＴＳ制御部４５へ出力する（ステップＳ２０３）。

【0071】

ＴＳ制御部３５は、新たな割り当てにおいて電気パス信号が割り当てられたタイムスロットを伝送するサブキャリア送信部３４のうち電力の供給が停止されているサブキャリア送信部３４に対して電力の供給を開始させる制御を、電源制御部３６に対して行う。同様に、ＴＳ制御部４５は、新たな割り当てにおいて電気パス信号が割り当てられたタイムスロットを伝送するサブキャリア受信部４１のうち電力の供給が停止されているサブキャリア受信部４１に対して電力の供給を開始させる制御を、電源制御部４６に対して行う。（ステップＳ２０４）。

【0072】

ＴＳ制御部３５及びＴＳ制御部４５は、伝送フレーム生成部３３及び伝送フレーム終端部４２に対して、電力の供給が開始されたサブキャリア送信部３４及びサブキャリア受信部４１の正常性を確認させる（ステップＳ２０５）。

【0073】

光送信装置３０のＴＳ制御部３５は、タイムスロットの割り当てを変更するフレームに対する処理が実行される前に、新たな割り当てを時間多重処理部３２へ通知し、タイムスロットに対する割り当ての変更を実施させる。光受信装置４０のＴＳ制御部４５は、タイムスロットの割り当てを変更するフレームに対する処理が実行される前に、新たな割り当てを時間逆多重処理部４３へ通知し、タイムスロットに対する割り当ての変更を実施させる（ステップＳ２０６）。

【0074】

図１０Ａ〜図１０Ｃは、電気パス信号を割り当てるタイムスロットの変更の一例を示す図である。同図に示す例では、１サブキャリアあたり１００Ｇの伝送をしており、４つのサブキャリア（ＳＣ＃１〜ＳＣ＃４）で４００Ｇの伝送をしている。１個のタイムスロットの容量を１０Ｇとし、各サブキャリアに１０個のタイムスロットが含まれている。図１０Ａ〜図１０Ｃにおいては、縦軸がサブキャリアを表し、横軸がタイムスロットを表している。図１０Ａは、４００Ｇの信号に多重されている電気パスの開通と削除とが繰り返し行われてフラグメンテーションが生じている場合を示している。この場合、実際に伝送しているトラフィック（電気パス信号）が少ないにも拘わらず、すべてのサブキャリアを用いて伝送を行う必要があり、リソースを浪費している。具体的には、４０個のタイムスロットのうち２０個のタイムスロット、すなわち２００Ｇ分のトラフィックしか収容していないが、４つのサブキャリアすべてを動作させているためリソースを浪費しているといえる。

【0075】

図１０Ｂは、図１０Ａに示したタイムスロットの割り当てに対して変更を行った後のタイムスロットの割り当てを示している。４つの電気パス信号に対するタイムスロットの割り当てを変更したことにより、２つのサブキャリア（ＳＣ＃３、ＳＣ＃４）に対して電気パス信号を割り当てずとも、４つの電気パス信号を伝送することが可能になっている。このとき、図１０Ｃに示すように、２つのサブキャリア（ＳＣ＃３、ＳＣ＃４）に対応するサブキャリア送信部３４及びサブキャリア受信部４１への電力の供給を停止することで、リソースの利用効率を向上させることができる。

【0076】

図１０Ａに示したタイムスロットの割り当てでは、式（１）で算出されるフラグメンテーションの度合いを示す指標が（４−（２０／１０））＝２である。図１０Ｃに示したタイムスロットの割り当てでは、式（１）で算出されるフラグメンテーションの度合いを示す指標が（２−（２０／１０））＝０である。このように、タイムスロットの割り当ての変更により、リソースの利用効率が向上している。

【0077】

図１１は、光送信装置３０及び光受信装置４０の動作例を示す図である。同図において、横軸は時間を表している。光送信装置３０は、伝送フレーム＃１において、切替情報を光受信装置４０へ通知する。切替情報には、タイムスロットの新たな割り当てと、当該割り当てを用いた多重化に切り替えるタイミングを示す情報とが含まれる。なお、タイムスロットの新たな割り当てに代えて、タイムスロットの現在の割り当てとタイムスロットの新たな割り当てとにおける変更の箇所を示す情報を切替情報に含めてもよい。図１１に示す例では、伝送フレーム＃ｎと伝送フレーム＃ｎ＋１との境界で、タイムスロットに対する電気パス信号の割り当てを切り替える。すなわち、図１１に示す例では、ｎ伝送フレーム後に割り当てを切り替えることを示す情報が切替情報に含まれる。

【0078】

伝送フレーム＃ｎまでは、光送信装置３０は、タイムスロットの現在の割り当てに基づいて電気パス信号を伝送フレームにおいて時間多重化する。伝送フレーム＃ｎ＋１以降は、光送信装置３０は、タイムスロットの新たな割り当てに基づいて電気パス信号を伝送フレームにおいて時間多重化する。

【0079】

図１２Ａ〜図１２Ｂは、ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。同図には、図１０Ａに示した割り当てに対応するタイムスロット使用状況テーブルが示されている。タイムスロット使用状況テーブルには、タイムスロットごとに、当該タイムスロットに割り当てられている電気パス信号が対応付けられている。電気パス信号が割り当てられていないタイムスロットには、使用されていないことを示す「空き」が対応付けられている。図１３Ａ〜図１３Ｂは、ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの異なる一例を示す図である。同図では、図１０Ｂに示した割り当てに対応するタイムスロット使用状況テーブルが示されている。

【0080】

ここで、ＴＳ制御部３５がタイムスロットに対する電気パス信号の割り当てを変更する際に新たな割り当てを決定する手順について、図１２Ａ〜図１２Ｂ及び図１３Ａ〜図１３Ｂを用いて説明する。以下の説明において、サブキャリアＳＣ＃１のタイムスロットＴＳ＃１を先頭のタイムスロットとし、サブキャリアＳＣ＃４のタイムスロットＴＳ＃１０を最後尾のタイムスロットとする。

【0081】

ＴＳ制御部３５は、新たな割り当てを決定する際、最後尾のタイムスロットから順に先頭のタイムスロットに向かって、タイムスロットに割り当てられている電気パス信号を探索する。図１２Ａ〜図１２Ｂの例では、サブキャリアＳＣ＃４のタイムスロットＴＳ＃１０から順に探索を開始すると、サブキャリアＳＣ＃４のタイムスロットＴＳ＃９に電気パス信号（Client Signal #2）を検出する。

【0082】

ＴＳ制御部３５は、タイムスロットに割り当てられている電気パス信号を検出すると、先頭のタイムスロットから順に電気パス信号が割り当てられていないタイムスロットを探索する。図１２Ａ〜図１２Ｂの例では、サブキャリアＳＣ＃１のタイムスロットＴＳ＃１から順に探索を開始すると、サブキャリアＳＣ＃１のタイムスロットＴＳ＃６に電気パス信号が割り当てられていないタイムスロットを検出する。

【0083】

ＴＳ制御部３５は、電気パス信号が割り当てられていないタイムスロットを検出すると、当該タイムスロットに検出した電気パス信号を割り当てる。図１２Ａ〜図１２Ｂの例では、検出した電気パス信号（Client Signal #2）を、サブキャリアＳＣ＃１のタイムスロットＴＳ＃６に割り当てることになる。

【0084】

ＴＳ制御部３５は、この処理を繰り返して行い、電気パス信号が割り当てられたタイムスロットを先頭側に集約させるとともに、電気パス信号が割り当てられていないタイムスロットを最後尾側に集約させる。ＴＳ制御部３５が処理を繰り返すことにより、図１２Ａ〜図１２Ｂの例ではサブキャリアＳＣ＃４のタイムスロットＴＳ＃２〜ＴＳ＃５の電気パス信号（Client Signal #4）の割り当てがサブキャリアＳＣ＃１のタイムスロットＴＳ＃７〜ＴＳ＃１０へ変更される。また、サブキャリアＳＣ＃３のタイムスロットＴＳ＃６〜ＴＳ＃１０の電気パス信号（Client Signal #3）の割り当てがサブキャリアＳＣ＃２のタイムスロットＴＳ＃１〜ＴＳ＃５へ変更される。この結果、電気パス信号（Client Signal #1〜#4）に対するタイムスロットの新たな割り当てが、図１３Ａ〜図１３Ｂに示す割り当てに決定される。

【0085】

次に、電気パス信号を割り当てるタイムスロットの変更に関する他の例について説明する。

【0086】

最初に、この他の例に関する背景について説明する。光サブキャリアの変調方式は、波長リソースおよび装置コストの観点からはサブキャリア数が少ないものが好ましい。しかし、変調方式を決定する際には、実際に伝送する距離よりも伝送可能な距離（伝送距離）の長い変調方式が選択される。

【0087】

伝送距離は変調方式によって異なり、ＱＰＳＫ＞８ＱＡＭ＞１６ＱＡＭの順である。ＱＰＳＫの伝送レートは基本レート×２ビットであり、８ＱＡＭの伝送レートは基本レート×３ビットであり、１６ＱＡＭの伝送レートは、基本レート×４ビットである。光伝送帯域を一定としたとき、サブキャリア数は、ＱＰＳＫ＞８ＱＡＭ＞１６ＱＡＭの順である。

【0088】

Ｂ１００Ｇ伝送では、基本レートとして２５Ｇが一般的に用いられている。また、例えば１ＳＣ−ＤＰ−８ＱＡＭの場合、伝送帯域は、１（ＳＣ）×２（ＤＰ）×３×２５＝１５０Ｇとなり、１００Ｇ単位のクライアント信号を収容する際の整合性が悪い。このため、１６ＱＡＭで伝送不可能かつ８ＱＡＭで伝送可能な距離であっても、ＱＰＳＫが用いられることが多かった。

【0089】

近年、25G/50G Ethernet（登録商標）や、５Ｇ単位で帯域が可変なFlexEthernetなど、１００Ｇ未満のクライアント信号の規格が制定されている。１００Ｇ未満のクライアント信号の増加によって８ＱＡＭの整合性が改善されるため、８ＱＡＭの利用機会は増加する。

【0090】

しかし、光サブキャリアの帯域によらずＯＴＵＣｎフレームは１００Ｇ単位であるため、光サブキャリアの帯域が１００Ｇの倍数でない場合、端数の帯域を考慮しなくてはならない。例えば、１ＳＣ−ＤＰ−８ＱＡＭの場合、光サブキャリアの帯域は１５０Ｇであるため、ＯＴＵＣ２フレームのうち、５０Ｇの帯域（タイムスロット）は使用不可として、クライアント信号の収容を行わない領域（タイムスロット）を明示する必要がある。

【0091】

１個のＯＴＬＣ４．４フレームの帯域は１００Ｇである。１個のタイムスロットの帯域を５Ｇとし、２個のＯＴＬＣ４．４フレームを１組とすると、その帯域およびタイムスロット数は最大で２００Ｇ、４０タイムスロットとなる。１サブキャリア当たり１５０Ｇの情報を収容する場合、３０個のタイムスロット（１５０Ｇ）を使用可能に設定し、残り１０個のタイムスロット（５０Ｇ）を使用不可に設定する。

【0092】

ＯＴＬＣ４．４フレームの本数をｎとし、使用可能なタイムスロット数をＭとしたとき、ＯＴＵＣｎ−Ｍと表記する。例えば、２個のＯＴＬＣ４．４フレームで３０個のタイムスロットを使用可能な場合、ＯＴＵＣ２−３０と表記する。

【0093】

一般に、サブキャリア数をＮ、１サブキャリアの帯域をＢＷＳＣ（Ｇビット毎秒）、１タイムスロットの帯域をＢＷＴＳ（Ｇビット毎秒）としたとき、
Ｍ＝Ｎ×Ｃｅｉｌ（ＢＷＳＣ／ＢＷＴＳ）
ｎ＝Ｎ×Ｃｅｉｌ（ＢＷＳＣ／１００）
となる。なお、Ｃｅｉｌ（ｘ）は、ｘ以上の最小の整数を与える関数である。

【0094】

図１４Ａ〜図１４Ｃは、以上のような背景に鑑みた場合において、電気パス信号を割り当てるタイムスロットの変更の例を示している。同図において、丸印と斜線を組み合わせた記号の付けられたタイムスロットが、使用不可の帯域（タイムスロット）を示している。同図に示す例では、１サブキャリアあたり１５０Ｇの伝送をしており、３つのサブキャリア（ＳＣ＃１〜ＳＣ＃３）で４５０Ｇの伝送をしている。

【0095】

１サブキャリアあたり２個のＯＴＬＣ４．４フレームが必要であるため、４５０Ｇの伝送には、６本（３組）のＯＴＬＣ４．４フレームが必要となる。すなわち、図１４Ａ〜図１４Ｃは、ＯＴＵＣ６−９０の場合を示している。

【0096】

なお、使用可能なタイムスロット（もしくは、使用不可のタイムスロット）は、各組のＯＴＬＣ４．４の中で任意に配置することが可能とする。また、収容する情報がない場合、使用可能なタイムスロットは空きとする。

【0097】

図１４Ａは、電気パスの開通と削除とが繰り返し行われて、タイムスロットの割り当てにフラグメンテーションが生じている状態を示している。使用可能な９０個のタイムスロットのうち、５２個（２６０Ｇ）でしかクライアント信号を収容していないが、３つのサブキャリアすべてを動作させているため、リソースを浪費している。

【0098】

図１４Ｂは、図１４Ａに示したタイムスロットの割り当てに対して変更を行った後のタイムスロットの割り当てを示している。図１４Ｂでは、１つのサブキャリア（ＳＣ＃３）に対して電気パス信号を割り当てなくとも、４つの電気パス信号を伝送することが可能になっている。このとき、図１４Ｃに示すように、１つのサブキャリア（ＳＣ＃３）に対応するサブキャリア送信部３４およびサブキャリア受信部４１への電力の供給を停止することで、リソースの利用効率を向上させることができる。

【0099】

なお、フラグメンテーションの度合いを示す指標としては、例えば、式（２）により算出される値を用いることができる。
（使用サブキャリア数）−（（使用タイムスロット数）／（１サブキャリアあたりのタイムスロット数−１サブキャリアあたりの使用不可なタイムスロット数）） …（２）
ＴＳ制御部３５が新たな割り当てを決定する手順は、図１２Ａ〜図１３Ｂを参照して説明した手順と基本的に同じである。前述した手順との違いは、電気パス信号が割り当てられているタイムスロットに加えて、使用不可のタイムスロットを探索する点、および、同じ個数（図示した例では１０個）の使用不可なタイムスロットが各サブキャリアに含まれるようにしている点である。また、同一のサブキャリア内では、使用可能なタイムスロットの位置と使用不可のタイムスロットの位置を交換しても構わないため、図１４Ｂおよび図１４Ｃでは、一部の位置について、空きのタイムスロットと使用不可のタイムスロットを交換した後の状態を示している。
また、タイムスロット使用状況テーブルにおけるタイムスロットの割り当ての情報には、使用不可なタイムスロットの位置の情報が含まれる。

【0100】

図１５Ａ〜図１５Ｆは、ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。同図には、図１４Ａに示した割り当てに対応するタイムスロット使用状況テーブルが示されている。

【0101】

図１６Ａ〜図１６Ｆは、ＴＳ制御部３５が有するタイムスロット使用状況テーブルの一例を示す図である。同図には、図１４Ｂに示した割り当てに対応するタイムスロット使用状況テーブルが示されている。

【0102】

なお、この他の例の場合、サブキャリア送信部３４は、タイムスロット使用状況テーブルに基づいて、使用不可のタイムスロットを除いたタイムスロットの信号を光信号に変換し、得られた光信号をサブキャリア信号として出力する。

【0103】

次に、図１７Ａ〜図１７Ｂは、ＯＴＮにおけるタイムスロット使用状況テーブルを示す図である。ＯＴＮでは、同図に示すようなＭＳＩ（Multiplex Structure Identifier）が用いられている。光送信装置３０のＴＳ制御部３５は、図１２Ａ〜図１２Ｂ、図１３Ａ〜図１３Ｂ、図１５Ａ〜図１５Ｆ、図１６Ａ〜図１６Ｆ、又は図１７Ａ〜図１７Ｂに示したタイムスロット使用状況テーブルと、電気パス信号に対するタイムスロットの割り当てを変更するタイミング情報とを、伝送フレームのオーバーヘッド情報の空き領域などを用いて光受信装置４０のＴＳ制御部４５へ通知する。

【0104】

ＯＴＮの場合、図１８又は図１９に示すオーバーヘッドの空き領域（RES（Reservation）byteや、GCC（General Communication Channel））などを用いることにより、ＴＳ制御部３５からＴＳ制御部４５への通知がなされる。図１８は、ＯＴＵｋのフレーム構造を示す図である。ＯＴＵｋフレーム構造では、１行目の１１列目から１４列目までのＯＴＵｋＯＨにおけるＧＣＣ０やＲＥＳを、通知に用いることができる。図１９は、ＯＤＵｋのフレーム構造を示す図である。ＯＤＵｋフレーム構造では、ＯＤＵｋＯＨにおける２行目の１列目から２列目までのＲＥＳや、４行目の１列目から４列目までにおけるＧＣＣ１及びＧＣＣ２、４行目の９列目から１４列目までのＲＥＳなどを、通知に用いることができる。

【0105】

ＯＴＮの場合、ＭＳＩにはビットエラーへの耐性を高めるための保護段数が設けられており、光受信装置４０は、新たなタイムスロット使用状況テーブル（ＭＳＩ）の通知において、光送信装置３０から一定回数同じＭＳＩを受け取った後に、新しいＭＳＩとして使用を開始する。また、ＭＳＩは、マルチフレームと呼ばれる複数の伝送フレームを使用して光送信装置３０から光受信装置４０へ通知されるため、マルチフレームが一巡するまでの待ち時間が生じてしまう場合がある。ＯＴＮの場合、２５６フレームに１回、ＭＳＩを通知している。したがって、このような過渡状態では、図１１に示したように、光受信装置４０において伝送フレーム＃ｎ＋１から伝送フレーム＃ｎ＋ｍまでの間は時間多重信号を正しく時間逆多重化して電気パス信号を分離することできず、信号断となる。伝送フレーム＃ｎ＋ｍ＋１以降において、光受信装置４０は、新しいＭＳＩを用いて伝送フレームに対する時間逆多重化により電気パス信号を分離することができる。

【0106】

サブキャリア送信部３４及びサブキャリア受信部４１に対する電力供給を停止した後の信号の扱いについては、以下の動作が考えられる。図１０Ｃで示したように、４つのサブキャリアでトータル４００Ｇの容量を有する伝送路において、２つのサブキャリアの電力供給を停止して伝送路の容量を２００Ｇにした場合、この伝送路の容量を４００Ｇとして扱うようにしてもよい。この場合、ネットワーク管理システムは、この伝送路の容量を４００Ｇとして扱うことができる。トラフィックが増加して２００Ｇを超えるときには、光送信装置３０と光受信装置４０とがバックグランドで、電力供給が停止されているサブキャリア送信部３４及びサブキャリア受信部４１に対して電力供給を再開して、増加したクライアント信号を収容するようにする。ネットワーク管理システムは、サブキャリアの利用停止及び利用再開についての制御を行うことなく、管理を行うことが可能となる。

【0107】

また、別の動作としては、サブキャリアの利用を停止した後に、この伝送路の容量を２００Ｇとして扱うようにしてもよい。この場合、ネットワーク管理システムは、サブキャリアの利用停止による容量減少を検出することになる。トラフィックが増加したときには、サブキャリアの利用を再開させるとともに２００Ｇから３００Ｇ又は４００Ｇへ容量を変更する。ＯＴＮを例にすると、前者の動作はサブキャリアの利用停止後もＯＴＵＣ４の伝送路のまま扱うことに相当し、後者の動作はサブキャリアの利用停止後にＯＴＵＣ４の伝送路からＯＴＵＣ２の伝送路に変更することに相当する。

【0108】

マルチキャリア伝送においては、各サブキャリアで伝送する信号の各々に信号管理用のオーバヘッドバイトが設けられているフレーム構造が用いられることがある。このフレーム構造では、いずれかのサブキャリアが伝送路を代表するサブキャリアとしてオーバーヘッド情報を有する場合や、すべてのサブキャリアが同一のオーバーヘッド情報を有する場合、あるいはオーバーヘッド情報の種別によりそれらが混在している場合がある。タイムスロットのフラグメンテーションを解消した際にサブキャリアに対する電力供給を停止するときには、オーバーヘッド情報の扱いにも考慮しなければならない。

【0109】

例えば、特定のサブキャリアのみがオーバーヘッド情報を有している場合、当該サブキャリアを代表サブキャリアとして扱い、代表サブキャリアに対する電力供給を継続するように、タイムスロットに対する割り当ての変更を行う。具体的には、代表サブキャリアに対応するタイムスロットに対して優先的に電気パス信号を割り当てたり、代表サブキャリアに対する電力供給を停止するときには電気パス信号が割り当てられているサブキャリアを代表サブキャリアに変更したりする。

【0110】

以上のように、第１の実施形態における光伝送システムによれば、電気パスの開通と削除とが繰り返し行われるなどして、マルチキャリア伝送におけるタイムスロットの割り当てにフラグメンテーションが発生した場合に、タイムスロットに対する電気パス信号の割り当てを変更する。このとき、電気パス信号が割り当てられていないサブキャリアがあれば、当該サブキャリアに対応するサブキャリア送信部３４及びサブキャリア受信部４１の動作を停止させることにより、リソースの利用効率を向上させることができる。

【0111】

（第２の実施形態）
第１の実施形態における光伝送システムでは、タイムスロットに対する割り当てを変更する際に一定回数同じＭＳＩを受け取った後に新しいＭＳＩとして使用を開始するという保護期間や伝送マルチフレームの一巡待ち時間などにより、光受信装置４０において信号断が生じていた（図１１）。第２の実施形態における光伝送システムでは、タイムスロットに対する電気パス信号の割り当てを変更する際に信号断が生じさせない動作をする。第２の実施形態における光受信装置４０では、タイムスロット使用状況テーブルを切り替える際において保護期間の設定を一時的に解除し、一定回数同じＭＳＩを受け取らずともＭＳＩの変更を行う。

【0112】

図２０は、第２の実施形態における光送信装置３０及び光受信装置４０の動作例を示す図である。同図において、横軸は時間を表している。光受信装置４０は、伝送フレーム＃１から伝送フレーム＃ｎまでにおいて、更新されたタイムスロット使用状況テーブルを受け取る。光受信装置４０は、伝送フレーム＃ｎ以降に保護期間を設けずに伝送フレーム＃ｎ＋１から、更新されたタイムスロット使用状況テーブルを用いて伝送フレームに対する逆多重化により電気パス信号を分離する。

【0113】

なお、タイムスロット使用状況テーブルの伝送におけるビットエラー耐性を高めるために、伝送フレーム＃１から伝送フレーム＃ｎまでにおいて、光送信装置３０は、更新したタイムスロット使用状況テーブルを複数回に亘り光受信装置４０へ送信するようにしてもよい。これにより、タイムスロット使用状況テーブルの伝送においてビットエラーが生じた場合においても、光受信装置４０で誤った逆多重化が行われることを防ぐことができる。また、光送信装置３０において、伝送マルチフレームの一巡待ち期間が含まれるように、更新したタイムスロット使用状況テーブルに基づいた多重化を開始するタイミングを設定して、事前にタイムスロット使用状況テーブルを光受信装置４０へ伝送するようにしてもよい。

【0114】

伝送フレーム＃ｎと伝送フレーム＃ｎ＋１との境界では、ＴＳ制御部３５が各書込処理部３２２に対して書き込みアドレスを変更するとともに、ＴＳ制御部４５が各読出処理部４３２に対して読み出しアドレスを変更することにより、タイムスロット使用状況テーブルの切り替えを実施する。

【0115】

第２の実施形態における光伝送システムによれば、タイムスロットに対する電気パス信号の割り当てにおけるフラグメンテーションを解消する際に、信号断を生じさせずにタイムスロット使用状況テーブルを切り替えることができる。

【0116】

（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態における光伝送システムでは、主信号としての伝送フレームのオーバーヘッドを利用して切替情報を伝送していた。第３の実施形態における光伝送システムでは、主信号とは別の波長の信号であるスーパーバイザリチャネルや他の通信路を用いて、切替情報を伝送する。図２１は、第３の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、第３の実施形態における光伝送システムは、光送信装置３０Ａと光受信装置４０Ａと伝送路５０とを備える。

【0117】

光送信装置３０Ａは、複数のクライアント収容部３１と時間多重処理部３２と伝送フレーム生成部３３とｉ個のサブキャリア送信部３４−１〜３４−ｉとＴＳ（タイムスロット）制御部３５と電源制御部３６と制御信号送信部３９とを備える。光送信装置３０Ａにおいて、光送信装置３０が備える構成要素と同じ構成要素に対しては同じ符号を付して、その説明を省略する。制御信号送信部３９は、ＴＳ制御部３５から切替情報を入力し、当該切替情報を伝送路５０と異なる経路で光受信装置４０Ａへ送信する。ＴＳ制御部３５は、切替情報を伝送フレーム生成部３３へ出力することに代えて、切替情報を制御信号送信部３９へ出力する。

【0118】

光受信装置４０Ａは、ｉ個のサブキャリア受信部４１−１〜４１−ｉと伝送フレーム終端部４２と時間逆多重処理部４３と複数のクライアント再生部４４とＴＳ制御部４５と電源制御部４６と制御信号受信部４９とを備える。光受信装置４０Ａにおいて、光受信装置４０が備える構成要素と同じ構成要素に対しては同じ符号を付して、その説明を省略する。制御信号受信部４９は、制御信号送信部３９が送信する切替情報を受信し、当該切替情報をＴＳ制御部４５へ出力する。ＴＳ制御部４５は、伝送フレーム終端部４２から切替情報を入力することに代えて、切替情報を制御信号受信部４９から入力する。

【0119】

第３の実施形態における光伝送システムによれば、タイムスロットに対する電気パス信号の割り当てにおけるフラグメンテーションを解消する際に、任意のタイミングで切替情報を伝送し、信号断を生じさせずにタイムスロット使用状況テーブルを切り替えることができる。

【0120】

（第４の実施形態）
第１、第２及び第３の実施形態における光伝送システムに対して波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）を適用してもよい。第４の実施形態における光伝送システムは、波長分割多重を適用した光伝送システムである。図２２は、第４の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、第４の実施形態における光伝送システムは、複数の光送信装置３０と波長多重部６１と伝送路５０と波長分離部６２と複数の光受信装置４０とを備える。第４の実施形態における光送信装置３０及び光受信装置４０は、第１の実施形態における光送信装置３０及び光受信装置４０（図５）と同じ構成であるので、重複する説明を省略する。

【0121】

波長多重部６１は、光送信装置３０それぞれが出力する異なる波長の光信号を多重して１つの伝送路５０（光ファイバ）へ出力する。波長分離部６２は、伝送路５０から受信した光信号を波長ごとに分離し、波長ごとに分離した光信号を所定数の光信号ごとに光受信装置４０へ出力する。このように、マルチキャリア伝送で用いられる複数のサブキャリアを波長多重して伝送することにより、１つの伝送路５０における伝送容量を向上させることができる。なお、光伝送システムは、光送信装置３０及び光受信装置４０に代えて、光送信装置３０Ａ及び光受信装置４０Ａを備えてもよい。

【0122】

なお、上述した各実施形態における光伝送システムでは、電気パス信号のタイムスロットに対する割り当ての変更を実行するタイミングを一定時間後（Ｔフレーム後）と指定する構成について説明した。しかし、これに限ることなく他の手法でタイミングを指定してもよい。例えば、各伝送フレームに一意に識別できる識別子が割り振られている場合には、伝送フレームの識別子でタイミングを指定してもよい。

【0123】

また、上述した各実施形態の光伝送システムにおいて、タイムスロットに対する割り当てを変更する際に、電源の供給が停止されるサブキャリア送信部３４及びサブキャリア受信部４１の組をラウンドロビン・スケジューリングで選択してもよい。電源の供給を停止するサブキャリアを平均的に選択することにより、サブキャリア送信部３４及びサブキャリア受信部４１の稼働時間を平均化して装置の使用期間を延ばすことができる。特に光通信において用いられるレーザ発振器は通電時間に応じて使用期間が短くなるので、通電時間を平均化することによりシステム全体の使用期間を延ばすことができる。

【0124】

また、上述した各実施形態では、図２，図３，図１８に示されるように、ＦＥＣ（誤り訂正符号）が含まれたフレーム構造を有するフレームを使用する場合を例に挙げて説明した。しかし、上述した各実施形態において、ＦＥＣが含まれないフレーム構造を有するフレームを使用するようにしてもよい。この場合、フレーミング部１３２、デフレーミング部１７１、伝送フレーム生成部３３、伝送フレーム終端部４２では、ＦＥＣに関係する処理（ＦＥＣ（誤り訂正符号）の付加，ＦＥＣ復号（誤り訂正復号））を行わない。また、この場合、ＦＥＣに関係する処理は、例えば、送信機２２０および受信機２３０で行うようにしてもよい。

【0125】

上述した実施形態における光送信装置及び光受信装置をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、光送信装置及び光受信装置が備える構成要素それぞれを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ（Compact Disc）−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のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した構成要素の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した構成要素をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。また、光送信装置及び光受信装置は、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るものであってもよい。

【0126】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0127】

本発明は、マルチキャリア伝送においてリソースの利用効率を向上させる用途にも適用できる。

【符号の説明】

【0128】

３０，３０Ａ…光送信装置、３１…クライアント収容部、３２…時間多重処理部、３３…伝送フレーム生成部、３４，３４−１，３４−２，３４−４，３４−ｉ…サブキャリア送信部、３５…ＴＳ制御部、３６…電源制御部、３９…制御信号送信部、４０，４０Ａ…光受信装置、４１，４１−１，４１−２，４１−３，４１−ｉ…サブキャリア受信部、４２…伝送フレーム終端部、４３…時間逆多重処理部、４４…クライアント再生部、４５…ＴＳ制御部、４６…電源制御部、４９…制御信号受信部、５０…伝送路、６１…波長多重部、６２…波長分離部、１００…フレーマ、１１０…送信処理部、１２０…クライアント信号受信部、１２１…受信部、１２２…マッピング部、１２３…ＯＨ処理部、１３０…多重処理部、１３１…多重化部、１３２…フレーミング部、１４０…ライン側送信処理部、１４１…インタリーブ部、１４２，１４２−１，１４２−２，１４２−３，１４２−４，１４２−ｉ…ＯＨ処理部、１４３，１４３−１，１４３−２，１４３−３，１４３−４，１４３−ｉ…マルチレーン送信部、１５０…受信処理部、１６０…ライン側受信処理部、１６１−１，１６１−２，１６１−３，１６１−４，１６１−ｉ…マルチレーン受信部、１６２−１，１６２−２，１６２−３，１６２−４，１６２−ｉ…ＯＨ処理部、１６３…デインタリーブ部、１７０…分離処理部、１７１…デフレーミング部、１７２…逆多重化部、１８０…クライアント信号送信部、１８１…ＯＨ処理部、１８２…デマッピング部、１８３…送信部、２２０…送信機、２３０…受信機、３２１…スタッフ付加部、３２２…書込処理部、３２３…バッファメモリ、４３１…バッファメモリ、４３２…読出処理部、４３３…スタッフ削除部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図15D】

【図15E】

【図15F】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図16D】

【図16E】

【図16F】

【図17A】

【図17B】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】