特許 7197039 通信装置、通信方法及び光通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-19

(45)【発行日】2022-12-27

(54)【発明の名称】通信装置、通信方法及び光通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/44 20060101AFI20221220BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20221220BHJP

   H04J 14/08 20060101ALI20221220BHJP

   H04B 10/272 20130101ALI20221220BHJP

【ＦＩ】

H04L12/44 B

H04L12/44 200

H04J14/02

H04J14/08

H04B10/272

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022035213

(22)【出願日】2022-03-08

【審査請求日】2022-03-08

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「ポスト５Ｇ情報通信システム基盤強化研究開発事業／先導研究（委託）／光アクセスネットワークの仮想化技術の研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願）

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100180275

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 倫太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100161861

【弁理士】

【氏名又は名称】若林 裕介

(72)【発明者】

【氏名】中平 佳裕

【審査官】浦口 幸宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２５４２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４３５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０１９２２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／４４

Ｈ０４Ｊ １４／０２

Ｈ０４Ｊ １４／０８

Ｈ０４Ｂ １０／２７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の子局との間で、前記複数の子局のそれぞれが収容する加入者端末に提供される複数のサービスのそれぞれを、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかに割り当て、波長毎に複数の時間スロットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号を通信する光通信システムの親局としての通信装置において、
前記複数のサービスのそれぞれを、前記第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当てる資源割当手段と、
前記第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信するＫ個の光終端手段と
を備え、
前記資源割当手段が、
他の波長への移動可能なサービスについては、当該サービスに要求された要求資源量の値と、各波長の資源量の値との比較結果に基づいて、前記要求資源量の値を満たす前記第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当て、
他の波長への移動ができないサービスについては、当該サービスに要求された要求資源量の値と将来必要とされる可能性がある許容量の値とを加えた許容資源量の値と、各波長の資源量の値との比較結果に基づいて、前記要求資源量の値を満たす前記第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当てる
ことを特徴とする通信装置。

【請求項2】

請求項１に示される通信装置において、特に、各波長において、他の波長への移動ができないサービスの許容資源量の合計と、他の波長への移動可能なサービスの要求資源量の合計を、各波長の資源量以下とすることを特徴とする通信装置。

【請求項3】

請求項１に示される通信装置において、各波長に割当てられるサービスの組合せにおいて、他の波長への移動ができないサービスの許容資源量の合計、および、全サービスの要求資源量の合計、のどちらも、その波長の資源量を下回る割当を行うことを特徴とする通信装置。

【請求項4】

請求項２または請求項３に示される通信装置であって、前記資源割当手段が、前記複数のサービスのそれぞれの前記許容資源量の値が大きいものから順番に選択したサービスの前記要求資源量の値又は前記許容資源量の値と、波長番号の小さいものから順番に選択した波長の未割当の資源量の値との比較により、当該サービスを波長に割り当てる
ことを特徴とする通信装置。

【請求項5】

前記資源割当手段が、
前記複数のサービスのうち、他の波長への移動ができないサービスについて、前記許容資源量の値が大きいものから順番に選択したサービスの前記許容資源量の値と、波長番号の小さいものから順番に選択した波長において許容資源量を減じた残りの資源量の値との比較により、残りの資源量の方が多ければ当該サービスを波長に割り当てる操作をそのサービスの割り当てが終わるまで繰り返し、
その後、他の波長への移動可能なサービスについて、前記要求資源量の値が大きいものから順番に波長番号の小さな波長から順に、波長資源量から割当済のサービスの前記許容資源量を減じた残りの資源量と比較し、後者の方が大きければ、当該サービスをその波長に割り当て、残り資源量の方が小さければ、次の波長で当該サービスの残り資源量を比較して割り当てる操作をこのサービスの割り当てが終わるまで繰り返す
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項6】

前記資源割当手段が、更に、前記複数のサービスのそれぞれの要求期間と、前記第１～第Ｋの波長のそれぞれの割当期間とを用いて、前記複数のサービスのそれぞれを、前記第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当てるものであり、
前記資源割当手段が、
他の波長への移動可能なサービスについては、当該サービスの要求期間に亘って、当該サービスの前記要求資源量の値を割当可能な前記第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当て、
他の波長への移動ができないサービスについては、当該サービスの要求期間に将来要求される可能性がある延長期間を加えた期間に亘って、当該サービスの前記許容資源量の値を割当可能な前記第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当てる
ことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の通信装置。

【請求項7】

前記資源割当手段が、前記要求資源量の値に、サービス毎に所定の割合を示す値を乗じた値を用いて、前記許容資源量の値を求めることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の通信装置。

【請求項8】

複数の子局との間で、前記複数の子局のそれぞれが収容する加入者端末に提供される複数のサービスのそれぞれを、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかに割り当て、波長毎に複数の時間スロットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号を通信する光通信システムの親局としての通信方法において、
前記複数のサービスのそれぞれを、前記第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当てる前記資源割当手段が、
他の波長への移動可能なサービスについては、当該サービスに要求された要求資源量の値と、各波長の資源量の値との比較結果に基づいて、前記要求資源量の値を満たす前記第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当て、
他の波長への移動ができないサービスについては、当該サービスに要求された要求資源量の値と将来必要とされる可能性がある許容量の値とを加えた許容資源量の値と、各波長の資源量の値との比較結果に基づいて、前記要求資源量の値を満たす前記第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当てる
ことを特徴とする通信方法。

【請求項9】

親局と、複数の子局との間で、前記複数の子局のそれぞれが収容する加入者端末に提供される複数のサービスのそれぞれを、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかに割り当て、波長毎に複数の時間スロットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号を通信する光通信システムにおいて、
前記親局としての通信装置が、請求項１～６のいずれかに記載の通信装置であることを特徴とする光通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信装置、通信方法及び通信システムに関し、例えば、ＴＷＤＭ－ＰＯＮ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ－Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の資源を共有する光通信システムで、資源割当を行う際に、利用効率を高めながらも、利用者の追加やサービス期間への対応にも柔軟に対応できる通信装置に適用することができる。

【0002】

ここで、「資源割当」には「波長割当」が含まれ、「波長割当」と「資源割当」の両表記は同義である。「波長割当」とは波長資源の全部又は一部の割当を指す。

【0003】

また、資源として時間・波長分割多重（ＴＷＤＭＡ）された帯域の資源を前提とした例を説明するが、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）多重、符号分割多重による帯域資源の共有方法にも適用できる。

【背景技術】

【0004】

特許文献１には、ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）の「波長又は方路のグループ割り振りの変更等に伴う通信断を考慮し、公平な帯域割当を実現できる光通信システム及び光通信方法を提供すること（同段落００２１参照）」を目的として、特許文献１に記載の数式１と数式２による帯域割当を行うことで、波長の割り振りの変更による悪影響（通信断の時間）を小さくできることが開示されている。

【0005】

特許文献１に記載される手法は、どのＯＮＵも波長の割り振りの変更（波長切替）が行なわれることによるパケットの損失は避け得ない事を前提として、その影響を最小化する事を目的としている。

【0006】

しかし、通信中のパケットの損失が許されないサービスも存在する。その様な場合に備えて、特許文献２に記載されている手法が提案されている。

【0007】

特許文献２に記載されている手法は、波長切替を行う間、ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）内部に配置した切替キューに、切替中のＯＮＵ宛の信号を蓄積し、切替完了後に切替キューからＯＮＵ宛の信号を読み出す事で、パケットの損失が生じる事を防いでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１１－２５４２５６号公報

【文献】特開２０１４－１４３５０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

以下に、従来の手法を用いた場合の課題と、その課題に対する解決策、更に解決策を講じたときでも生じ得る新たな課題を説明する。

【0010】

特許文献２の記載技術のように、切替キューを用いる方法は、パケットの損失は防げるが、遅延の制約条件が厳しいサービス（すなわち、遅延の影響が大きいサービス）には使えない可能性がある。

【0011】

この課題に対して次のよう解決策がある。例えば、サービスの要求条件を満たすために必要なＰＯＮ区間での許容遅延時間を求める。そして、「（デバイスの波長切替時間）＋（波長切替制御時間（ＯＮＵ－ＯＬＴ間のネゴシエーション含む））＋（伝搬遅延時間）≦（許容遅延時間）」を満たすか否かを判定し、これを満たせないサービスを含むＯＮＵについては、波長資源の有効活用及び省電力化のための波長切替を行なわないということで解決することができる。

【0012】

さらに、上述した解決策を用いた場合、システムを省電力化して運用するには、波長を割り当てる際に注意が必要となる。これを図１１に示す例を用いて説明する。

【0013】

図１１（Ａ１）、図１１（Ａ２）、図１１（Ｂ１）、図１１（Ｂ２）の例では、λ１～λ３の３波長のそれぞれに、８個のサービスが割り当てられているものとする。「Ｓｘ（ｘは数字）」はサービス番号を示している。「可」は、波長変更が許される遅延の影響が小さいサービスを示し、「不可」は、波長変更が許されない遅延の影響が大きなサービス（低遅延サービス）を示す。各図において、縦軸は時間の流れを示し、横軸は、各波長の帯域（ｂｉｔ／ｓ）の大きさを示す。

【0014】

例えば、サービスＳ６は波長λ３に割り当てられており、時刻ｔ０から時刻ｔ２を少し超えた時刻まで運用されており、トラヒックが多い時間帯（図１１（Ａ１）参照）に、１波長の３０％程度の帯域を使用していることを示す。また図には示していないが、各ＯＮＵは単数又は複数のサービスを享受しており、１波長でのみ通信できる。そのため、サービスＳ６に参加しているＯＮＵの加入者は、サービスＳ５とサービスＳ７も同時に享受できるが、他のサービスは使用できない。

【0015】

図１１（Ａ２）は、図１１（Ａ１）の状態から、利用者が減ってトラヒックも減少した時間帯（例えば深夜等）になったので、省電力運用のために、波長（ｃｈ）割当を変更した場合を示している。

【0016】

このとき、各サービスをなるべく少ない波長に集め、空になった波長、すなわちＯＬＴにおける波長λ３を運用する機能を停止する事で、ＯＬＴは省電力な運用が可能となる。しかし、サービスＳ３は低遅延サービスなので、波長変更ができない。つまり、波長λ１に移動可能な空き帯域があるにも関わらず、サービスＳ３を波長λ１に変更させることができず、波長λ１とλ２との２波長で運用する。

【0017】

一方で、最初の資源割当時に、図１１（Ｂ１）の例のように、波長λ１に低遅延サービス（サービスＳ１、サービスＳ３、サービスＳ８）を割り当てたとする。この例の場合、トラヒックが少ない時間帯に、図１１（Ｂ２）のように波長（ｃｈ）割当を変更すれば、全てのサービスを波長λ１に変更することができる。従って、ＯＬＴでは、波長λ２とλ３の機能を停止し、波長λ１の機能だけを運用することになるので、ＯＬＴは、より少ない電力で運用できる。

【0018】

上述したように、図１１（Ｂ１）の波長（ｃｈ）割当は、省電力化の観点からは優れているように見える。しかし、このような割当方法は、次のような課題が生じ得る。すなわち、帯域の要求が拡大したとき、及び又は、サービスの時間を延長するときに融通が利きにくいという課題がある。

【0019】

例えば、図１１（Ａ１）の状態で、サービスＳ３に加入したいＯＮＵが急増して、サービスＳ３の帯域を２倍に拡大する要求があったとする。その場合、サービスＳ４を波長λ１に移動させることで対処可能である。他方、図１１（Ｂ１）の状態で、サービスＳ３の帯域を２倍に拡大する場合、他のサービス（サービスＳ１、Ｓ８）も波長変更できず、特にサービスＳ１の帯域に阻まれて、サービスＳ３の帯域拡大の要求は受けられないという課題がある。

【0020】

また例えば、サービスＳ３の運用終了時刻を伸ばしたいという要求があった場合、図１１（Ａ１）の状態であれば、サービスＳ３の時間を伸ばすことは可能である。しかし、図１１（Ｂ１）の状態であれば、時刻ｔ３以降は、帯域の多くがサービスＳ８に割り当てられており、かつ、サービスＳ８を別波長に変更できないので、サービスＳ３の時間を伸ばせないという課題もある。

【0021】

そのため、サービスの帯域拡大要求、及び又は、サービス期間延長要求があったときでも柔軟に波長変更が可能な資源割当を行なうことができる通信装置、通信方法及び光通信システムが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0022】

かかる課題を解決するために、第１の本発明は、複数の子局との間で、複数の子局のそれぞれが収容する加入者端末に提供される複数のサービスのそれぞれを、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかに割り当て、波長毎に複数の時間スロットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号を通信する光通信システムの親局としての通信装置において、複数のサービスのそれぞれを、第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当てる資源割当手段と、第１～第Ｋの波長のいずれかで光通信するＫ個の光終端手段とを備え、資源割当手段が、他の波長への移動可能なサービスについては、当該サービスに要求された要求資源量の値と、各波長の資源量の値との比較結果に基づいて、要求資源量の値を満たす前記第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当て、他の波長への移動ができないサービスについては、当該サービスに要求された要求資源量の値と将来必要とされる可能性がある許容量の値とを加えた許容資源量の値と、各波長の資源量の値との比較結果に基づいて、要求資源量の値を満たす第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当てることを特徴とする。

【0023】

第２の本発明は、複数の子局との間で、複数の子局のそれぞれが収容する加入者端末に提供される複数のサービスのそれぞれを、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかに割り当て、波長毎に複数の時間スロットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号を通信する光通信システムの親局としての通信方法において、複数のサービスのそれぞれを、第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当てる資源割当手段が、他の波長への移動可能なサービスについては、当該サービスに要求された要求資源量の値と、各波長の資源量の値との比較結果に基づいて、要求資源量の値を満たす第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当て、他の波長への移動ができないサービスについては、当該サービスに要求された要求資源量の値と将来必要とされる可能性がある許容量の値とを加えた許容資源量の値と、各波長の資源量の値との比較結果に基づいて、要求資源量の値を満たす第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当てることを特徴とする。

【0024】

第３の本発明は、親局と、複数の子局との間で、前記複数の子局のそれぞれが収容する加入者端末に提供される複数のサービスのそれぞれを、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかに割り当て、波長毎に複数の時間スロットで時分割多重し、時分割多重した各波長を多重化した光信号を通信する光通信システムにおいて、親局としての通信装置が、第１の本発明の通信装置であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、サービスの帯域拡大要求、及び又は、サービス期間延長要求があったときでも柔軟に波長変更が可能な資源割当を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施形態に係る光通信システムの構成と、ＯＬＴ及び各ＯＮＵの内部構成とを示す構成図である。

【図2】実施形態に係る波長（ｃｈ）割当部の内部構成を示す内部構成図である。

【図3】実施形態に係る波長（ｃｈ）割当部による資源割当処理の動作を示すフローチャートである。

【図4】実施形態の資源割当方法を用いたときの各サービスの帯域値の大きさを説明する説明図である。

【図5】実施形態の資源割当方法を説明する説明図である。

【図6】実施形態に係る波長（ｃｈ）割当部による、スケジュールも含めた資源割当処理の動作を示すフローチャートである。

【図7】実施形態のスケジュールも含めた資源割当方法を説明する説明図である。

【図8】変形例における波長（ｃｈ）割当部による資源割当処理の動作を示すフローチャートである（その１）。

【図9】変形例の資源割当方法を説明する説明図である。

【図10】変形例における波長（ｃｈ）割当部による資源割当処理の動作を示すフローチャートである（その２）。

【図11】従来のサービスの資源割当を説明する説明図である。

【図12】変形例の資源割当方法を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明に係る通信装置の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0028】

（Ａ－１）実施形態の構成
図１は、実施形態に係る光通信システムの構成と、ＯＬＴ（親局通信装置）及び各ＯＮＵ（子局通信装置）の内部構成とを示す構成図である。

【0029】

光通信システム５は、大別して、１台のＯＬＴ１と、Ｍ（Ｍは２以上の整数；図１ではＭ＝４）台のＯＮＵ３（３－１～３－４）と、スプリッタ２とを有する。ＯＬＴ１と各ＯＮＵ３とは光ファイバで接続されている。

【0030】

ＯＬＴ１と各ＯＮＵ３との間の光通信方式は、第１～第Ｋ（Ｋは２以上の整数）の波長のいずれかを割り当て、波長毎に複数の時間スロット（タイムスロット）で時分割多重化し、時分割多重化した各波長を多重化した光信号で通信する時間波長分割多重化方式（ＴＷＤＭ－ＰＯＮ）を採用する。

【0031】

この実施形態では、ＯＬＴ１が、第１～第Ｋの波長のうちいずれかの波長を、各ＯＮＵ３が接続する波長として割り当てる場合を例示する。各波長には、所定のタイムスロットが規定されている。使用する波長数及びＯＮＵ３の台数は、実施形態に限定されない。

【0032】

ＯＬＴ１は、コア網側と接続するコア側網ＩＦと、スプリッタ２経由で各ＯＮＵ３と接続する加入者側網ＩＦとの２個の通信網インターフェースを有する。ＯＮＵ３は、スプリッタ２経由でＯＬＴ１と接続するコア側網ＩＦと、加入者網と接続する加入者側網ＩＦの２個の通信網インターフェースを有する。

【0033】

ＯＬＴ１は、下り信号（ＯＬＴ１からＯＮＵ３に向けた信号）を、全ＯＮＵ３に放送的に送信する。ＯＬＴ１が使用する各波長には、１又は複数のＯＮＵ３宛の信号が含まれている。したがって、ＯＮＵ３は、受信した１つの波長の中から、自局宛のＰＬＯＡＭ等の制御信号、加入者向けのユーザデータを抽出する。

【0034】

ＯＮＵ３は、加入者向けのユーザデータについては、加入者端末に転送する。ＯＮＵ３は、上り信号（ＯＮＵ３からＯＬＴ１に向けた信号）を、ＯＬＴ１から指示された波長で、ＯＬＴ１から指示されたタイミングで送信する。したがって、他のＯＮＵ３が送信する上り信号との衝突を防ぐことができる。

【0035】

（Ａ－１－１）ＯＬＴ１の詳細な構成
ＯＬＴ１は、共通制御部１１、振分ＳＷ１２、波長毎のＯＳＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）１３（１３－１及び１３－２）、合分波部１４を有する。

【0036】

［共通制御部１１］
共通制御部１１は、例えば障害管理、構成管理、加入者・課金管理、性能管理、セキュリティ管理など光通信システム５における光通信処理を管理し、各ＯＮＵ３との間の光通信を制御する。

【0037】

共通制御部１１は、各ＯＮＵ３が使用する波長をＯＳＵ１３に指示する。また、共通制御部１１は、ＯＳＵ１３のそれぞれにどのＯＮＵ３を収容させるかを各ＯＳＵ１３に設定する。また、共通制御部１１は、ＯＮＵ３宛のサービスに係る情報が適切なＯＳＵ１３に届くようにするため、振分ＳＷ１２に対して各ＯＮＵ３宛のサービスの情報が、同ＯＮＵ３が使用する波長のＯＳＵ１３に送られるように設定する。

【0038】

共通制御部１１は、各ＯＮＵ３が享受するサービスを、どの波長で提供するかを規定する波長（ｃｈ）割当部１１０を有する。

【0039】

なお、光通信システム５としてのＰＯＮは、波長多重でなく、符号多重を採用してもよい。ＰＯＮが符号多重を採用する場合、波長ではなく、符号チャネル（ｃｈ）に読み替えればよい。

【0040】

波長（ｃｈ）割当部１１０の詳細な説明は、動作の項で行なうが、波長（ｃｈ）割当部１１０は、サービス毎に必要な帯域を満たすように各波長の資源をサービスに割当てる。波長（ｃｈ）割当部１１０がサービス毎に割り当てた割当結果に基づいて、共通制御部１１は、サービスに使用するＯＳＵ１３に情報が届くように振分ＳＷ１２からの情報の出力方路と、各ＯＮＵ１３の波長を設定する。

【0041】

ここで、サービスとは、光通信システム５を利用して、加入者端末に提供される通信サービスである。例えば、サービスは、動画やＷＥＢといった一般的なアプリケーションでも良いし、ネットワークスライスの様な通信サービスでも良い。一般的に、通信サービスには、要求帯域等が規定されている。この実施形態では、各通信サービスの要求帯域等に関する情報が、ＯＬＴ１に保持又は通知されているものとする。

【0042】

図２は、実施形態に係る波長（ｃｈ）割当部１１０の内部構成を示す内部構成図である。

【0043】

図２に示すように、波長（ｃｈ）割当部１１０は、波長（ｃｈ）・サービス情報保持部１１１と、波長（ｃｈ）割当計算部１１２を有する。また波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、サービス割当使用帯域指定部１１３を有する。

【0044】

波長（ｃｈ）・サービス情報保持部１１１は、必須情報として、波長（ｃｈ）別帯域情報、サービス別帯域情報、サービス別波長（ｃｈ）変更可否情報、サービス別帯域マージン情報を保持する。また、波長（ｃｈ）・サービス情報保持部１１１は、オプション情報として、サービス別割当期間情報、サービス別割当期間マージン情報、資源共有可否情報、資源共有時最大提供帯域情報を保持する。なお、必須情報及びオプション情報は、上述した情報に限らず、他の情報を保持するようにしてもよい。

【0045】

波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、波長（ｃｈ）・サービス情報保持部１１１に保持されている情報を用いて、どの波長（ｃｈ）に、サービスを割り当てるかを計算するものである。

【0046】

サービス割当使用帯域指定部１１３は、波長（ｃｈ）計算を行なう際、波長（ｃｈ）にサービスを割り当てる際に、サービスの帯域の値を、どの値にするか決めるものである。

【0047】

また、近年、ＰＯＮの仮想化技術が進み、この波長（ｃｈ）割当部１１０及び共通制御部１１のそれぞれの機能が、ＯＬＴ１の物理的な装置の外部に分散配置される場合がある。この様に分散配置されて、物理的に別の装置に実装される場合も、論理的には同じシステムの一部と読み替えて実装可能である。

【0048】

［振分ＳＷ］
振分ＳＷ１２は、コア網と接続しており、コア網とＯＳＵ１３との間のパケットの送受信を中継するスイッチである。

【0049】

振分ＳＷ１２は、コア網から加入者向けのユーザデータのパケットを受信すると、パケットに含まれているデータを解析する。振分ＳＷ１２は、パケットがＯＮＵ３宛のユーザデータであるとき、共通制御部１１から通知されたＯＮＵ３の収容先に関する情報に基づいて、当該ＯＮＵ３を収容しているＯＳＵ１３に対して、当該パケットを転送する。また、振分ＳＷ１２は、ＯＳＵ１３－１又はＯＳＵ１３－２から受け取ったユーザデータを含むパケットを受け取ると、そのパケットをコア網に送信する。

【0050】

［ＯＳＵ］
ＯＳＵ１３（１３－１及び１３－２）は、各ＯＮＵ３との間で授受する光信号を終端する光終端部である。例えば、ＯＳＵ１３－１は波長λ１を送受信し、ＯＳＵ１３－２は波長λ２を送受信し、複数のＯＮＵ３のそれぞれは、ＯＳＵ１３－１とＯＳＵ１３－２のいずれかと通信する。

【0051】

ＯＳＵ１３は、共通制御部１１からの指示に従って、１又は複数のＯＮＵ３を収容する。ＯＳＵ１３は、共通制御部１１から、各ＯＮＵ３の上り信号の送信帯域に関する情報を受け取り、その情報に基づいて、ＯＮＵ３の上り方向の帯域に応じたタイムスロットを割り当てる。この割当に関して共通制御部１１から指示されるＯＮＵ３の送信帯域は、各ＯＮＵ３個別の帯域の場合もあれば、複数台のＯＮＵ３で共有するサービス別の帯域が指示され、ＯＮＵ３から通知される上りの要求に応じてＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）機能で適切に割り振る場合もある。また、ＯＳＵ１３は、各ＯＮＵ３の送信可能時間（送信を許容する時刻情報）を共通制御部１１に通知するとともに、各ＯＮＵ３に割り当てたタイムスロットの割当情報を管理する。

【0052】

また、ＯＳＵ１３は、ＯＳＵ制御部１３１、固定波長送受信部１３２を有する。

【0053】

ＯＳＵ制御部１３１は、ＯＳＵ１３の動作を制御する。ＰＯＮでは、複数のＯＮＵ３が共通の線路を用いるため、上り信号が衝突しないように、ＯＳＵ１３は、各ＯＮＵ３が送信すべき時刻を、各ＯＮＵ３に指示する。その際、ＯＳＵ制御部１３１は、共通制御部１１の波長（ｃｈ）割当部１１０から取得した資源割当の割当情報に基づいて、時間表に相当するＢｗＭＡＰを作成する。

【0054】

固定波長送受信部１３２は、コア網からのユーザデータ又は共通制御部１１からの制御データをペイロードに含め（なお、制御データはヘッダ部に挿入される場合もある。)、ＯＳＵ制御部１３１からのＢｗＭａｐをフレームヘッダを付与してフレームを作成する。そして、固定波長送受信部１３２はフレームを光信号に変換して合分波部１４に与える。

【0055】

また、固定波長送受信部１３２は、合分波部１４から受信した光信号を電気信号に変換して、フレームデータを抽出し、共通制御部１１に与えるべきデータを共通制御部１１に与える。

【0056】

［合分波部］
合分波部１４は、ＯＳＵ１３（１３－１及び１３－２）から送信された光信号（「信号光」とも呼ぶ。）を波長多重して、波長多重化した光信号を送出する。これにより、波長多重化された光信号がスプリッタ２を介して各ＯＮＵ３に送信される。また、合分波部１４は、スプリッタ２を介して、光信号を受光すると、光信号を分波し、分波した光信号をＯＳＵ１３－１及びＯＳＵ１３－２に与える。

【0057】

（Ａ－１－２）ＯＮＵの詳細な構成
ＯＮＵ３（３－１～３－４）は、ＯＮＵ制御部３１、合分波部３２、波長可変光送信部３３、波長可変光受信部３４、フレーム組立・分解部３５を有する。

【0058】

ＯＮＵ制御部３１は、フレーム組立・分解部３５により分解されたフレームを解析して、波長可変光送信部３３及び波長可変光受信部３４の動作を制御する。

【0059】

１芯方式の場合、１本の光ファイバを上り下りの送受信の両方で用いるのでその上り下りの信号の合分波を行う機能が合分波部３２であり、スプリッタ２を介して受信した下りの光信号を波長可変光受信部３４に与えるとともに、波長可変光送信部３３からの光信号をスプリッタ２に送信する。

【0060】

波長可変光受信部３４は、ＯＮＵ制御部３１から指定された波長の信号を電気信号に変換し、フレーム組立・分解部３５に与える。

【0061】

波長可変光送信部３３は、フレーム組立・分解部３５から送信すべきフレームを、ＯＮＵ制御部３１から指定された波長の光信号に変換して、合分波部３２に送信する。波長可変光送信部３３は、ＯＳＵ１３から受信したＢｗＭａｐで指示された時刻に、上りフレームを送信する。

【0062】

フレーム組立・分解部３５は、クロック信号に基づいて、送信すべきフレームを組み立てたり、受信したフレームを分解する。フレーム組立・分解部３５は、加入者側網から受信した上り信号をペイロードに挿入して上りフレームを組み立てる。

【0063】

（Ａ－２）実施形態の動作
（Ａ－２－１）全体動作
光通信システム５としてのＰＯＮでは、複数のＯＮＵ３が共通の線路を用いる為、上り信号が衝突しない様に、各ＯＮＵ３の送信すべき時刻を、ＯＳＵ１３が各ＯＮＵ３に指示する。その際、ＯＳＵ制御部１３１がＢｗＭａｐを作成する。

【0064】

コア網側からＯＮＵ３に送信される加入者宛情報は、振分ＳＷ１２から、宛先ＯＮＵが送受信する波長のＯＳＵ１３に送られる。固定波長送受信部１３２は、フレームのペイロード部に加入者宛情報のデータを付与し、フレームのヘッダ部にＢｗＭａｐを付与する。ＯＳＵ１３から加入者宛てに送信されたフレームは、合分波部１４で合波され、スプリッタ２に送信される。

【0065】

スプリッタ２では、信号が全ＯＮＵ３に放送的に分配される。ＯＮＵ３にコア網から入力された光信号は、合分波部３２で分波され、波長可変光受信部３４に送られる。波長可変光受信部３４は、指定された光波長の信号を受信して電気信号に変換し、フレーム組立・分解部３５に、クロック信号とともに送られる。フレーム組立・分解部３５は、ＢｗＭａｐ等の制御信号をＯＮＵ制御部３１に、本ＯＮＵ宛の加入者宛情報だけをＯＮＵ３の加入者側網ＩＦへ送る。同じ波長の別ＯＮＵ宛の情報はここで廃棄される。

【0066】

他方、加入者からの上り信号は、ＯＮＵ３のフレーム組立・分解部３５に送られ、ＯＮＵ制御部３１で作られる制御信号と共に、上りフレームに搭載される。上りのフレームは、ＢｗＭａｐで指示された時刻に波長可変光送信部３３から送信される。

【0067】

上り信号は、合分波部１４により、送信波長毎に割り当られたＯＳＵ１３に送られる。ＯＳＵ１３の固定波長送受信部１３２により上り信号が受信されると、固定波長送受信部１３２により抽出された制御情報は、ＯＳＵ制御部１３１及び共通制御部１１に送られる。上り信号に含まれる加入者が送信した情報は、コア網側網ＩＦからコア網に送信される。

【0068】

（Ａ－２－２）波長（ｃｈ）割当処理
以下に、波長（ｃｈ）割当部１１０による、サービスへの波長（ｃｈ）割当処理の動作を図面を参照しながら詳細に説明する。

【0069】

まず、オペレータにより、サービスをどの波長（ｃｈ）に割り当てるかの割当計算を行なうための基本的な情報が、波長（ｃｈ）・サービス情報保持部１１１に入力される。

【0070】

波長（ｃｈ）の割当計算に必須な情報は、各波長(ｃｈ)がどれだけの帯域を有しているかを示す波長(ｃｈ)別帯域情報、各サービスがそのサービスを当面の加入者に提供するのに必要な帯域であるサービス別帯域情報、そのサービスの波長(ｃｈ)を別波長(ｃｈ)に変更してよいか否かを示すサービス別波長(ｃｈ)変更可否情報、このサービスの帯域が例えば加入者の増加により、将来どの程度拡大するかを見込んだサービス別帯域マージン情報を有する。

【0071】

なお、サービス別波長（ｃｈ）変更可否情報は、既存技術を適用することができ、例えば、サービスの要求条件を満たすために必要なＰＯＮ区間での許容遅延時間を求める。そして、「（デバイスの波長切替時間）＋（波長切替制御時間（ＯＮＵ－ＯＬＴ間のネゴシエーション含む））＋（伝搬遅延時間）≦（許容遅延時間）」を満たすか否かを判定して「可」又は「不可」を設定したものとする。

【0072】

また、波長（ｃｈ）の割当計算のオプションの情報は、サービス別割当期間情報、サービス別の割当期間がどの程度まで延長される可能性があるかを示すサービス別割当期間マージン情報、例えば深夜等のあまり使用されてない時間にサービスを使用するとき、他のサービスに帯域使用を許可するか否かを示す資源共有可否情報、資源共有可否情報で他のサービスへの帯域使用を許可する場合、最大でどれだけ他のサービスに帯域を貸し与えるかを示す資源共有時最大提供帯域を有する。

【0073】

図３は、実施形態に係る波長（ｃｈ）割当部１１０による波長（ｃｈ）割当処理の動作を示すフローチャートである。

【0074】

波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、波長を割り当てていない未割当サービスのうち、帯域の値が最大のサービスを読み出す（ステップＳ１０１）。

【0075】

ここで、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、当該サービスに要求されている要求帯域の値（例えば、サービス別帯域情報の値）と、将来必要になる可能性がある帯域マージンの値（例えば、サービス別帯域マージン情報の値）とを加えた値を、当該サービスの帯域の値とする。そして、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、サービス毎の帯域の値を比較して、その帯域値が最も大きいサービスを選択する。

【0076】

なお、通信資源には様々な要素があり、例えば、通信資源が通信帯域である場合、波長の帯域の値を「資源量の値」、当該サービスに要求されている要求帯域の値を「要求資源量の値」、将来必要になる可能性がある帯域マージンの値を「許容量の値」、要求帯域の値とマージンの値とを加算した値を「許容資源量の値」とも呼ぶ。

【0077】

次に、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、複数の波長（ｃｈ）の中から、波長番号が最小の波長（ｃｈ）を選択する（ステップＳ１０２）。

【0078】

この実施形態では、未割当サービスがあるときには、波長番号が小さいものから順に割当可能か否かを判断するため、ステップＳ１０２に例示するように、波長番号が小さいものを選択するようにしている。

【0079】

波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、選択した波長（ｃｈ）に割り当て可能な帯域の値を導出する（ステップＳ１０３）。

【0080】

例えば、サービスが割り当てられていない波長（ｃｈ）については、波長（ｃｈ）別帯域情報に基づいて、当該波長（ｃｈ）の割り当て可能な帯域の値を求めることができる。また例えば、当該波長（ｃｈ）に他のサービスが割り当てられている場合には、当該波長（ｃｈ）の波長（ｃｈ）別帯域情報の値から、既に割り当てられている他のサービスのサービス別帯域情報の値を減算して、当該波長（ｃｈ）の割り当て可能な帯域の値（すなわち、残りの帯域）（帯域Ａ）を求めることができる。

【0081】

ここで（帯域Ａ）は２つの場合に分けられる。第１の場合は、その波長における「資源量」から、割り当て済みの全サービスの「要求資源量」を合計して減算した（残帯域Ａ１）を用いる場合である。第２の場合は、（残帯域Ａ１）と、その波長の「資源量」から波長変更不可のサービスの「許容資源量」の合計を減じた値とを比較し、小さい方を（残帯域Ａ２）として用いる場合である。第１の場合すなわち残帯域Ａ１は波長変更可能なサービスの割当時に、第２の場合すなわち残帯域Ａ２は、波長変更不可のサービスの割当時に用いる。

【0082】

次に、波長（ｃｈ）割当計算部１１２では、サービス割当使用帯域指定部１１３が、当該サービスのサービス別波長（ｃｈ）変更可否情報に基づいて、当該サービスが波長（ｃｈ）変更可能か否かを判断する（ステップＳ１０４）。

【0083】

そして、当該サービスが波長（ｃｈ）変更可能であるとき（ステップＳ１０４／Ｙｅｓ）、サービス割当使用帯域指定部１１３は、当該サービスの帯域を、サービス別帯域情報の値とする（ステップＳ１０５）。

【0084】

他方、当該サービスが波長（ｃｈ）変更可能でないとき（ステップＳ１０４／Ｎｏ）、サービス割当使用帯域指定部１１３は、当該サービスの帯域を、サービス別帯域情報の値と、サービス別帯域マージン情報の値とを加算した値とする（ステップＳ１０６）。

【0085】

そして、当該波長（ｃｈ）に当該サービスを割り当て可能であるかを判断するために、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、サービス割当使用帯域指定部１１３に指定されたサービス帯域の値と、波長（ｃｈ）の割当可能な残りの帯域（帯域Ａ）の値とを比較する（ステップＳ１０７）。ここで用いる（帯域Ａ）は、当該サービスが波長変更可能な場合は（残帯域Ａ１）を、当該サービスが波長変更不可の場合は（残帯域Ａ２）を用いる。

【0086】

波長（ｃｈ）の割当可能な残りの帯域の値が、サービス割当使用帯域指定部１１３に指定されたサービス帯域の値よりも大きい場合（ステップＳ１０７／Ｙｅｓ）、当該波長（ｃｈ）に当該サービスを割り当てることが可能なので、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は当該サービスを当該波長（ｃｈ）に割り当てる（ステップＳ１０８）。

【0087】

そして、他に未割当のサービスがあれば（ステップＳ１０９／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１に移行して、他の未割当サービスについて処理を繰り返し行なう。他に未割当のサービスがなければ（ステップＳ１０９／Ｎｏ）、全てのサービスについて波長（ＣＨ）割当が成功したと判断し（ステップＳ１１０）、処理を終了する。

【0088】

ステップＳ１０７で、波長（ｃｈ）の割当可能な残りの帯域の値が、サービス割当使用帯域指定部１１３に指定されたサービス帯域の値以下の場合（ステップＳ１０７／Ｎｏ）、当該波長（ｃｈ）に当該サービスを割り当てることが不可能なので、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、別の波長（ｃｈ）を選択するため、次に波長番号の小さい波長（ｃｈ）が存在するか否かを確認する（ステップＳ１１１）。

【0089】

そして、次に波長番号の小さい波長（ｃｈ）があれば（ステップＳ１１１／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に移行して、処理を繰り返す。他方、次に波長番号が小さい波長（ｃｈ）がなければ、すなわち全ての波長で波長（ｃｈ）割当ができなければ（ステップＳ１１１／Ｎｏ）、波長（ｃｈ）割当は失敗したと判断し（ステップＳ１１２）、処理を終了する。

【0090】

上述したように、割当対象とするサービスが、低遅延サービス等のように遅延に大きな影響を及ぼすものであり、他の波長（ｃｈ）への変更ができないものである場合、「サービス別帯域情報の値とサービス別帯域マージン情報の値（以下、単に「マージン」とも呼ぶ。）とを加算した値」を、当該サービスの帯域の値とする。これにより、マージンを考慮した帯域で資源割当をしているので、将来、当該サービスの帯域要求が拡大されたときでも、波長（ｃｈ）変更をせずに、拡大要求後の帯域でサービスを提供することができる。

【0091】

他方、割当対象とするサービスが、他の波長（ｃｈ）への変更が可能である場合には、サービス別帯域情報の値を、当該サービスの帯域の値とする。これにより、遅延を許可できるサービスについては、波長（ｃｈ）の残帯域に応じて、割り当て可能な波長（ｃｈ）に変更（移動）して割り当てることができる。

【0092】

実施形態によるサービスの波長（ｃｈ）割当の方法を、図４及び図５を用いて説明する。

【0093】

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において、サービスを識別するため、例えば「ｓＸ（Ｘは数字）」はＸの識別番号を持つサービスＸであることを示している。「可」は、波長（ｃｈ）変更が可能であることを示しており、「不可」は、波長（ｃｈ）変更ができないことを示している。また、「塗りつぶした四角」の横幅（横の長さ）は、当該サービスの要求帯域を示し、その縦の長さは、当該サービスの割当期間を示している。「塗りつぶしていない四角」の横幅（横の長さ）は、当該サービスのサービス別帯域のマージンを示し、その縦の長さは、当該サービスのサービス別割当期間のマージンを示している。

【0094】

図４（Ａ）に例示するように、各サービスの要求帯域の値が大きい順にサービスを並べると、「Ｓ１」＞「Ｓ２」＞「Ｓ３」＞「Ｓ４」＞「Ｓ５」となる。

【0095】

他方、実施形態のように、波長（ｃｈ）変更不可のサービスについては、要求帯域の値にマージンを加算した値を帯域の値とし、波長（ｃｈ）変更可のサービスについては、要求帯域の値を帯域の値として、帯域の値の大きい順にサービスを並べると、図４（Ｂ）のように、「Ｓ４」＞「Ｓ１」＞「Ｓ５」＞「Ｓ２」＞「Ｓ３」となる。このように、図４（Ａ）と比較して、波長に割り当てるサービスの帯域値の大きさが異なる。更に、以下のように、波長に割り当てるサービスの順番も異なる。

【0096】

図５は、図３に例示するフローに従って、「Ｓ１」～「Ｓ６」の各サービスを、波長１～波長３のいずれかの波長（ｃｈ）に割り当てる処理を示している。

【0097】

まず、「Ｓ４」の帯域の値が最も大きいので「Ｓ４」が選択される。このとき、「Ｓ４」は波長（ｃｈ）変更不可なので、「Ｓ４」の帯域の値は、要求帯域の値にマージン値が加算された値で判断される。波長番号の小さい波長λ１の残帯域の値と、「Ｓ４」の帯域の値とが比較されると、波長λ１の残帯域の値が「Ｓ４」の帯域の値より大きいので、波長λ１に「Ｓ４」を割り当て可能であるので、波長λ１に「Ｓ４」が割り当てられる。

【0098】

次に帯域の値が大きい「Ｓ１」が選択される。「Ｓ１」は波長（ｃｈ）変更可なので、ここで使用する「Ｓ１」の帯域の値は、要求帯域の値であり、割り当て可能な残帯域はＡ１が用いられる。波長λ１に割り当て可能な残帯域、「Ｓ１」の帯域の値とが比較されると、波長λ１の残帯域の方が大きいため、波長λ１に「Ｓ１」を割り当てる。

【0099】

次に帯域の大きい「Ｓ５」が選択される。「Ｓ５」は波長（ｃｈ）変更不可なので、「Ｓ５」の帯域の値は、要求帯域の値にマージン値が加算された値で、波長の残帯域は（残帯域Ａ２）で判断される。この時点で波長λ１にはサービスＳ４とＳ１が割当済で、残帯域は、図５のＲ１とＲ２を比較して小さい方であるＲ２が（残帯域Ａ２）として比較される。残帯域（Ａ２）の値は「Ｓ５」の帯域の値より小さく、「Ｓ５」の帯域を割り当てられないので、波長λ２が選択される。そして、波長λ２の残帯域（帯域Ａ２）の値と、「Ｓ５」の帯域の値とが比較されて、波長λ２の残帯域の値が「Ｓ５」の帯域の値より大きいので、波長λ３に「Ｓ５」が割り当てられる。

【0100】

次に帯域の大きい「Ｓ２」が選択される。「Ｓ２」は波長（ｃｈ）変更可なので、「Ｓ２」の帯域の値は、要求帯域の値であり、波長の残帯域は（帯域Ａ１）が用いられる。波長番号の小さい波長λ１の残帯域の値と、「Ｓ２」の帯域の値とが比較され、波長λ１の残帯域の値が「Ｓ２」の帯域の値より大きいので、波長λ１に「Ｓ２」が割り当てられる。

【0101】

つぎに「Ｓ３」が選択される。「Ｓ３」は波長（ｃｈ）変更可なので、「Ｓ３」の帯域の値は、要求帯域の値であり、波長の残帯域は（帯域Ａ１）が用いられる。波長λ１に割り当て可能な残帯域がわずかなので、その次に波長番号が小さい波長λ２が選択される。波長λ２の残帯域の値が「Ｓ３」の帯域の値より大きいので、波長λ２に「Ｓ３」が割り当てられる。「Ｓ６」についても「Ｓ３」と同じ割当が行われる。

【0102】

「Ｓ６」の波長（ｃｈ）割当後、未割当のサービスがないので割当成功となり、処理は終了する。なお、仮に、未割当サービスが残ったまま、波長の選択ができないときには割当失敗となり、処理は終了する。

【0103】

（Ａ－２－３）サービス割当時間も含めた資源割当処理
次に、サービスの割当時間のスケジュールも含めた資源割当処理を、図６及び図７を用いて説明する。

【0104】

図６は、実施形態に係る波長（ｃｈ）割当部１１０による資源割当処理の動作を示すフローチャートである。

【0105】

波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、波長を割り当てていない未割当サービスのうち、帯域の値が大きいものからサービスを読み出す（ステップＳ２０１）。

【0106】

ここでも、図３の場合と同様に、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、サービスの要求帯域値とマージン値を加算した値を用いて、帯域の大きさを判断する。

【0107】

次に、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、複数の波長（ｃｈ）の中から、波長番号が最小の波長（ｃｈ）を選択する（ステップＳ２０２）。

【0108】

波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、選択した波長（ｃｈ）の割り当て可能な帯域の値と、割り当て可能な時間（割当開始時刻から終了時刻までの時間）とを導出する（ステップＳ２０３）。

【0109】

次に、波長（ｃｈ）割当計算部１１２では、サービス割当使用帯域指定部１１３が、当該サービスのサービス別波長（ｃｈ）変更可否情報に基づいて、当該サービスが波長（ｃｈ）変更可能か否かを判断する（ステップＳ２０４）。

【0110】

そして、当該サービスが波長（ｃｈ）変更可能であるとき（ステップＳ２０４／Ｙｅｓ）、サービス割当使用帯域指定部１１３は、当該サービスの帯域を、サービス別帯域情報の値とし、当該サービスの割当時間を、サービス別割当期間情報の値とする（ステップＳ２０５）。

【0111】

他方、当該サービスが波長（ｃｈ）変更可能でないとき（ステップＳ２０４／Ｎｏ）、サービス割当使用帯域指定部１１３は、当該サービスの帯域を、サービス別帯域情報の値と、サービス別帯域マージン情報の値とを加算した値とし、当該サービスの割当時間を、サービス別割当期間の値とサービス別割当期間マージン情報の値とを加算した値とする（ステップＳ２０６）。

【0112】

そして、当該波長（ｃｈ）に当該サービスを割り当て可能であるかを判断するために、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、波長（ｃｈ）に、未割当サービスの割当期間の空きがあり、かつ、波長（ｃｈ）の残りの帯域の値が未割当サービスの帯域の値よりも大きいか否かが判断される（ステップＳ２０７）。

【0113】

波長（ｃｈ）に、未割当サービスの割当期間の空きがあり、かつ、波長（ｃｈ）の残りの帯域の値が未割当サービスの帯域の値よりも大きい場合（ステップＳ２０７／Ｙｅｓ）、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は当該サービスを当該波長（ｃｈ）に割り当てる（ステップＳ２０９）。

【0114】

その後、他に未割当のサービスがあれば（ステップＳ２１０／Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１に移行して、他の未割当サービスについて処理を繰り返し行なう。他に未割当のサービスがなければ（ステップＳ２１０／Ｎｏ）、全てのサービスについて波長（ｃｈ）割当が成功したと判断し（ステップＳ２１１）、処理を終了する。

【0115】

ステップＳ２０７で、波長（ｃｈ）に、未割当サービスの割当期間の空きがない、又は、波長（ｃｈ）の残りの帯域の値が未割当サービスの帯域の値以下の場合（ステップＳ２０７／Ｎｏ）、ステップＳ２１２に移行する。

【0116】

ステップＳ２１２では、当該波長（ｃｈ）に当該サービスを割り当てることが不可能なので、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、別の波長（ｃｈ）を選択するため、次に波長番号の小さい波長（ｃｈ）が存在するか否かを確認する（ステップＳ２１２）。

【0117】

そして、次に波長番号の小さい波長（ｃｈ）があれば（ステップＳ２１２／Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に移行して、処理を繰り返す。他方、次に波長番号が小さい波長（ｃｈ）がなければ（ステップＳ２１２／Ｎｏ）、波長（ｃｈ）割当は失敗したと判断し（ステップＳ２１３）、処理を終了する。なお、（３－２－３）においても、残り帯域の値は、（Ａ－２－２）で述べた（帯域Ａ１)および(帯域Ａ２)を求め、割当てるサービス波長変更が可能なサービスは（帯域Ａ１）を、波長変更不可のサービスの場合は（帯域Ａ２）を用いる。

【0118】

図７は、図６に例示するフローに従って、「Ｓ１」～「Ｓ６」の各サービスを、波長１～波長３のいずれかの波長（ｃｈ）に割り当てる処理を示している。Ｓ１～Ｓ３は波長変更不可のサービス、Ｓ４～Ｓ６は波長変更可能なサービスである。Ｓ１～Ｓ６は各々Ｔ２，Ｔ０，Ｔ１，Ｔ３，Ｔ０，Ｔ４の時刻からサービスが開始されるものとする。また、Ｓ４～Ｓ５は時間の延長が生じる可能性あるサービス，それ以外は時間の延長が生じる可能性のないサービスを示している。

【0119】

まず、「Ｓ４」の帯域の値が最も大きいので「Ｓ４」が選択される。このとき、「Ｓ４」は波長（ｃｈ）変更不可なので、「Ｓ４」の帯域の値は、要求帯域の値にマージン値が加算された値で判断され、「Ｓ４」の割当時間は、スケジューリングされた割当時間に、将来延長される可能性があるマージン時間を加算した値で判断される。また、波長番号が最も小さい波長λ１が選択される。波長λ１では、「Ｓ４」の割当時間に割り当て可能であり、かつ、波長λ１の残帯域の値が「Ｓ４」の帯域の値より大きい。従って、この場合、波長λ１に「Ｓ４」を割り当て可能なので、波長λ１に「Ｓ４」が割り当てられる。

【0120】

次に帯域の値が大きい「Ｓ１」が選択される。「Ｓ１」は波長（ｃｈ）変更可なので、「Ｓ１」の帯域の値は要求帯域の値で判断され、「Ｓ１」の割当時間はスケジューリングされた割当時間で判断される。波長番号が最も小さい波長λ１において、「Ｓ１」の割当時間が「Ｓ４」のマージンの時間と一部重複するが「Ｓ１」は波長変更可能なので、後に「Ｓ１」の帯域が伸びても別の波長に移動できるので、、波長λ１に「Ｓ１」を割り当てる。

【0121】

次に帯域の大きい波長（ｃｈ）変更不可の「Ｓ５」が選択される。「Ｓ５」は波長（ｃｈ）変更不可なので、「Ｓ５」の帯域の値は、要求帯域の値にマージン値が加算された値で判断され、「Ｓ５」の割当時間は、スケジューリングされた割当時間に、将来延長される可能性があるマージン時間を加算した値で判断される。波長番号が最も小さい波長λ１では、「Ｓ５」の割当時間が「Ｓ４」の時間と一部重複するため、波長λ１に「Ｓ５」を割り当てることができない。したがって、その次に波長番号が小さい波長λ２が選択される。波長λ２では、「Ｓ５」の割当時間が空であり、かつ、波長λ２の残帯域の値が「Ｓ５」の帯域の値より大きいので、波長λ２に「Ｓ５」が割り当てられる。

【0122】

次に帯域の値が大きい「Ｓ２」が選択される。「Ｓ２」は波長（ｃｈ）変更可なので、「Ｓ１」と「Ｓ４」の帯域の値は要求帯域の値で判断され、「Ｓ１」と「Ｓ４」の割当時間はスケジューリングされた割当時間で判断され、「Ｓ２」の割当時間はスケジューリングされた割当時間で判断される。波長番号が最も小さい波長λ１で、「Ｓ２」の割当時間に割り当て可能であり、かつ、波長λ１の残帯域の値が「Ｓ２」の帯域の値より大きい。従って、この場合、波長λ１に「Ｓ２」を割り当て可能なので、波長λ１に「Ｓ２」が割り当てられる。次に帯域の大きい「Ｓ３」が選択される。「Ｓ３」は波長（ｃｈ）変更可なので、「Ｓ３」の帯域の値は、要求帯域の値である。波長番号が最も小さい波長λ１では、「Ｓ３」の割当時間は、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４が存在し、かつ、波長λ１の残帯域の値が「Ｓ３」の帯域の値より小さい。従って、この場合、波長λ１に「Ｓ３」を割り当て不可能なので、次に波長番号の小さな波長λ２で割当可能か調べる。波長λ２には「Ｓ５」が存在するが、マージンを含まない帯域と時間で比較すれば良く、Ｓ４の要求帯域と割当時間以外に「Ｓ４」の帯域を必要な時間確保できるため、波長λ２に「Ｓ３」が割り当てられる。

【0123】

次に帯域の大きい波長（ｃｈ）変更不可の「Ｓ６」が選択される。「Ｓ６」は波長（ｃｈ）変更不可なので、「Ｓ６」の帯域の値は、要求帯域の値にマージン値が加算された値で判断され、「Ｓ６」の割当時間は、スケジューリングされた割当時間に、将来延長される可能性があるマージン時間を加算した値で判断される。波長番号が最も小さい波長λ１では、「Ｓ６」の割当時間が「Ｓ４」の時間と一部重複するため、波長λ１に「Ｓ６」を割り当てることができない。したがって、その次に波長番号が小さい波長λ２が選択される。波長λ２では、「Ｓ６」の割当時間に波長λ２の残帯域の値が「Ｓ６」の帯域の値より大きな値を取り得るので、波長λ２に「Ｓ６」が割り当てられる。

【0124】

「Ｓ６」の波長（ｃｈ）割当後、未割当のサービスがないので割当成功となり、処理は終了する。なお、仮に、未割当サービスが残ったまま、波長の選択ができないときには割当失敗となり、処理は終了する。

【0125】

なお、上記の資源割当が成功しても、実際に帯域やサービス期間の追加要求があった場合に、割当が出来ない場合があり得る。これを防ぐには、波長変更不可のサービスは上記割当の波長で、波長変更可能なサービスは波長の変更が許されるが、全サービスで許容資源量いっぱいまで資源を使った場合でも資源割当が可能な組み合わせが存在する事を確認する事で実現できる。

【0126】

（Ａ－２－４）資源割当処理の変形例（その１）
図３～図５を用いて説明した波長（ｃｈ）割当部１１０による、サービスへの波長（ｃｈ）割当処理の変形例を例示する。

【0127】

図８は、波長（ｃｈ）割当部１１０による資源割当処理の変形例を示すフローチャートである。図８では、図３と同一の処理には同一符号を付している。この変形例の説明では、図３の処理との重複を避けるため、図３の処理との差分を中心に説明する。

【0128】

なお図８及び図９は、サービス及び波長（ｃｈ）の帯域の値に基づいて資源割当をする場合を例示するが、スケジューリングされた割当期間も含めて資源割当する場合にも同様に適用できる。

【0129】

まず、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、複数の波長（ｃｈ）の中から、波長番号が最小の波長（ｃｈ）を選択する（ステップＳ３０１）。

【0130】

次に、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、未割当サービスのうち、帯域値の大きいものから順にサービスを読み出す（ステップＳ３０２）。

【0131】

波長（ｃｈ）割当計算部１１２では、サービス割当使用帯域指定部１１３が、当該サービスのサービス別波長（ｃｈ）変更可否情報に基づいて、当該サービスが波長（ｃｈ）変更可能か否かを判断する（ステップＳ１０４）。

【0132】

そして、当該サービスが波長（ｃｈ）変更可能であるとき（ステップＳ１０４／Ｙｅｓ）、サービス割当使用帯域指定部１１３は、当該サービスの帯域を、サービス別帯域情報の値とする（ステップＳ１０５）。

【0133】

他方、当該サービスが波長（ｃｈ）変更可能でないとき（ステップＳ１０４／Ｎｏ）、サービス割当使用帯域指定部１１３は、当該サービスの帯域を、サービス別帯域情報の値と、サービス別帯域マージン情報の値とを加算した値とする（ステップＳ１０６）。

【0134】

そして、当該波長（ｃｈ）に当該サービスを割り当て可能であるかを判断するために、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は、サービス割当使用帯域指定部１１３に指定されたサービス帯域の値と、波長（ｃｈ）の割当可能な残りの帯域の値とを比較する（ステップＳ１０７）。

【0135】

波長（ｃｈ）の割当可能な残りの帯域の値が、サービス割当使用帯域指定部１１３に指定されたサービス帯域の値よりも大きい場合（ステップＳ１０７／Ｙｅｓ）、当該波長（ｃｈ）に当該サービスを割り当てることが可能なので、波長（ｃｈ）割当計算部１１２は当該サービスを当該波長（ｃｈ）に割り当てて（ステップＳ１０８）、その後ステップＳ３０９に移行する。

【0136】

他方、波長（ｃｈ）の割当可能な残りの帯域の値が、サービス割当使用帯域指定部１１３に指定されたサービス帯域の値以下の場合（ステップＳ１０７／ＮＯ）、サービスの波長（ｃｈ）割当を行わずにステップＳ３０９に移行する。

【0137】

そして、他に未割当のサービスがあれば（ステップＳ３０９／Ｙｅｓ）、ステップＳ３１０に移行する。他に未割当のサービスがなければ（ステップＳ３０９／Ｎｏ）、全てのサービスについて波長（ｃｈ）割当が成功したと判断し（ステップＳ３１３）、処理を終了する。

【0138】

ステップＳ３１０では、波長（ｃｈ）割当計算部１１２が、現在の波長（ｃｈ）の残帯域より小さい帯域の値を持つ未割当サービスを選択可能であるか判断する（ステップＳ３１０）。そして、選択可能であれば（ステップＳ３１０／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に移行して、繰り返し処理を行なう。他方、選択できない場合（ステップＳ３１０／Ｎｏ）、ステップＳ３１１に移行する。

【0139】

ステップＳ３１１では、波長（ｃｈ）割当計算部１１２が、別の波長（ｃｈ）を選択するため、波長番号の小さい順に別の波長（ｃｈ）を選択可能か判断する（ステップＳ３１１）。

【0140】

別の波長（ｃｈ）があれば（ステップＳ３１１／Ｙｅｓ）、波長番号の小さいものから順に波長（ｃｈ）を選択して、ステップＳ３０２に移行して、処理を繰り返す。他方、別の波長（ｃｈ）がなければ（ステップＳ３１１／Ｎｏ）、波長（ｃｈ）割当は失敗したと判断し（ステップＳ１１２）、処理を終了する。なお、資源割当処理の変形例（その１）においても、残り帯域の値は、（Ａ－２－２）で述べた(帯域Ａ１)および(帯域Ａ２)を求め、割当てるサービスの波長変更が可能なサービスは（帯域Ａ１）を、波長変更不可のサービスの場合は（帯域Ａ２）を用いる。

【0141】

図９は、図８に例示する処理フローに従って、「Ｓ１」～「Ｓ６」の各サービスを、波長１～波長３のいずれかの波長（ｃｈ）に割り当てる処理を示している。

【0142】

まず、波長番号が最も小さい波長λ１が選択される。次に、帯域値の最も大きい「Ｓ４」が選択される。このとき、図３の場合と同様に、「Ｓ４」は波長（ｃｈ）変更不可なので、「Ｓ４」の帯域の値は、要求帯域の値にマージン値が加算された値で判断される。そして、波長λ１の残帯域の値と、「Ｓ４」の帯域の値とが比較され、波長λ１の残帯域の値が「Ｓ４」の帯域の値より大きいので、波長λ１に「Ｓ４」を割り当てられる。

【0143】

次に、未割当サービスが存在し、未割当サービスのうち、当該波長λ１の残り帯域値より小さい帯域値を持つサービスとして「Ｓ１」が選択される。「Ｓ１」は波長（ｃｈ）変更可なので、「Ｓ１」の帯域の値は、要求帯域の値である。波長λ１の残帯域の値と、「Ｓ１」の帯域の値とが比較され、波長λ１の残帯域の値が「Ｓ１」の帯域の値より大きいので、波長λ１に「Ｓ１」が割り当てられる。

【0144】

次に、未割当サービスで帯域の大きな「Ｓ５」は、波長変更不可なので、当該波長λ１の残帯域はＡ２が使用され、「Ｓ５」の帯域はこれより大きいため、割当ができない。

【0145】

次に、未割当サービスで帯域の大きな「Ｓ２」は、波長変更可能なので、当該波長λ１の残帯域はＡ１が使用され、「Ｓ２」の帯域はこれより小さいため波長λ２に割り当てられる。

【0146】

次に、未割当のサービスは他にも存在するが、波長λ１の残りの帯域値よりも小さい帯域値を持つサービスは存在しない。したがって、次に波長番号が小さい波長λ２が選択される。そして、未割当サービスのうち、帯域値が大きい「Ｓ５」が選択される。「Ｓ５」は波長（ｃｈ）変更不可なので、「Ｓ１」の帯域の値は、要求帯域とマージンをあわせた「許容資源量の値」である。波長λ２の残帯域Ａ２の値と、「Ｓ５」の帯域の値とが比較され、波長λ２の残帯域Ａ２の値が「Ｓ５」の帯域の値より大きいので、波長λ２に「Ｓ１」が割り当てられる。

【0147】

次に、未割当サービスが存在し、未割当サービスのうち、当該波長λ２の残り帯域値より小さい帯域値を持つサービスとして「Ｓ３」が選択される。「Ｓ３」は波長（ｃｈ）変更可なので、「Ｓ３」の帯域の値は、要求帯域の値である。波長λ２の残帯域Ａ１の値と、「Ｓ３」の帯域の値とが比較され、波長λ２の残帯域Ａ１の値が「Ｓ３」の帯域の値より大きいので、波長λ２に「Ｓ３」が割り当てられる。

【0148】

次に、未割当サービスのうち、帯域値が大きい「Ｓ６」が選択される。「Ｓ６」は波長（ｃｈ）変更可能なので、「Ｓ５」の帯域の値は、要求帯域の値で判断される。そして、波長λ２の残帯域Ａ１の値と、「Ｓ６」の帯域の値とが比較され、波長λ３の残帯域Ａ１が「Ｓ６」の帯域の値より大きいので、波長λ２に「Ｓ６」を割り当てられる。

【0149】

「Ｓ６」の波長（ｃｈ）割当後、未割当のサービスがないので割当成功となり、処理は終了する。なお、仮に、未割当サービスが残ったまま、波長の選択ができないときには割当失敗となり、処理は終了する。

【0150】

（Ａ－２－５）資源割当処理の変形例（その２）
図１０は、波長（ｃｈ）割当部１１０による資源割当処理の変形例を示すフローチャートである。

【0151】

ここまでの実施例では、主に初期割当を行う場合に特に好適な方法を述べたが、ここでは、割当が行われた後、あるサービスの帯域やサービス区間が増える（マージンを使用する）場合や、減る場合に好適な方法を示す。すなわち、波長変更不可のサービスは波長を変更せず、波長変更可のサービスは変更する場合もあり得る割当方法を示す。この割当は、資源再配置とも呼ばれる。

【0152】

図１０では、図３と同一の処理には同一符号を付している。この変形例の説明では、図３の処理との重複を避けるため、図３の処理との差分を中心に説明する。

【0153】

なお図１０は、サービス及び波長（ｃｈ）の帯域の値に基づいて資源割当をする場合を例示するが、スケジューリングされた割当期間も含めて資源割当する場合にも同様に適用できる。

【0154】

この変形例は、サービス別波長（ｃｈ）変更可否情報に基づいて、波長（ｃｈ）変更可のサービスを取り除き、波長（ｃｈ）変更不可のサービスはそのままの波長で、帯域の増減を行なう。

【0155】

つまり、図１０に例示するように、波長（ｃｈ）割当計算部１１２が、不割当サービスのうち、波長（ｃｈ）変更不可のサービスから順番に読み出す（ステップＳ４０１）。

【0156】

このとき、複数の波長（ｃｈ）変更不可のサービスがある場合には、帯域値が大きい順に、波長（ｃｈ）変更不可のサービスを読み出す。そして、波長（ｃｈ）変更不可のサービスについて、図３と同様に、Ｓ１０２以降の処理を行なって波長（ｃｈ）割当を行なう。この段階で、資源割当が出来なければ、割当失敗であるが、増加される帯域や使用期間がマージンの範囲内であれば、割当は成功するはずである。

【0157】

波長（ｃｈ）変更不可の全てのサービスについて資源割当が終了した後、波長（ｃｈ）変更可のサービスについて、図１０の処理に従って、資源割当を行なう。この場合も同様に、帯域値の大きいサービス（波長（ｃｈ）変更可のサービス）から順番に選択する。また、波長（ｃｈ）についても波長番号が小さいものから順番に選択して割り当てを行なう。

【0158】

未割当のサービスがなくなれば、割当成功。未割当のサービスが残ったまま、割当可能な波長がなくなれば、割当失敗となる。なお、ここでも、残り帯域の値は、（Ａ－２－２）で述べた(残帯域Ａ１)および(残帯域Ａ２)を求め、割当てるサービス波長変更が可能なサービスは（残帯域Ａ１）を、波長変更不可のサービスの場合は（残帯域Ａ２）を用いる。

【0159】

（Ａ－２－６）資源割当処理の変形例（その３）
（ａ）上述した資源割当処理では、波長（ｃｈ）変更不可のサービスの帯域値に関して、要求帯域値（サービス別帯域情報の値）にマージンの値（サービス別帯域マージン情報の値）を加算した値を用いるものとして説明した。

【0160】

しかし、これに限定されず、何割かの固定マージン率を設定し、そのマージン率を乗じて使用してもよい。例えば、サービス別帯域マージン情報として０．５を設定し、要求帯域に０．５を乗算して得た値を、要求帯域値に加算するようにしてもよい。

【0161】

なお、（Ａ－２－６）では、サービスの拡大要求帯域に関するマージン値を例示したが、サービスの割当期間に関するマージン値についても同様に適用できようできる。

【0162】

（ｂ）上述した資源割当処理では、将来の帯域拡大や提供期間の延長に対応する資源割当に適用する方法を述べた。しかし、これに限らず、例えば、要求帯域＋マージンおよび要求帯域を、要求帯域および実使用帯域と読み替えて帯域割当を行い、実使用帯域が小さい時は、なるべく少ない波長資源での割当を行い省電力に運用する方法として利用する事もできる。

【0163】

（ｃ）上述では、帯域の拡大や利用期間の延長に対処可能という条件を満たす範囲で可能な限り帯域利用効率を向上させる割当方法について述べた。ここでは、帯域利用効率は上記の例ほど高くないが、波長変更不可のサービスの帯域の増加において、『高速に』帯域を増やせる割当方法を図１２を用いて説明する。

【0164】

これまでは、波長変更可能なサービスは、波長変更不可のサービスの許容値（マージン）に割り当てることを許していたが、ここでは図１２に示すようにそれを許さない。すなわち、残帯域を、その波長の資源量から、波長可変サービスの場合は要求資源量を、波長変更が不可のサービスの場合は許容帯域量を減じた値を用いる。資源割当の際も、波長可変サービスの場合は要求資源量を、波長変更が不可のサービスの場合は許容帯域量を減じた値を用いて残帯域と比較する。この方法を用いれば、波長変更可能サービスの波長を変更するのは、波長可変サービスの帯域かサービスの提供期間が増えた場合だけで、波長変更不可のサービスの帯域やサービスの提供期間が増えた場合は行われないため、波長切替の回数を減らしたり、波長変更が可能なサービスの帯域を増やすまでの時間を短くできるという効果がある。

【0165】

（Ａ－３）実施形態の効果
以上のように、この実施形態によれば、将来的に必要な資源（例えば、波長、割当期間等）を増やしたい場合に、それを受け入れ可能な確率が多く、かつ、使用する資源の利用効率の高い波長（ｃｈ）資源の割当が可能な通信装置を構築する事ができる。

【0166】

実施形態によれば、サービスの帯域拡大要求、及び又は、サービス期間延長要求があったときでも柔軟に波長変更が可能な資源割当を行なうことができる。

【符号の説明】

【0167】

１…ＯＬＴ、２…スプリッタ、３（３－１～３－４）…ＯＮＵ、５…光通信システム、
１１…共通制御部、１１０…波長（ｃｈ）割当部、１１１…サービス情報保持部、１１２…割当計算部、１１３…サービス割当使用帯域指定部、
１２…振分スイッチ（ＳＷ）、１３（１３－１～１３－２）…ＯＳＵ、１３１…ＯＳＵ制御部、１３２…固定波長送受信部、１４…合分波部、
３１…ＯＮＵ制御部、３２…合分波部、３３…波長可変光送信部、３４…波長可変光受信部、３５…フレーム組立・分解部。

【要約】

【課題】サービスの帯域拡大要求、及び又は、サービス期間延長要求があったときでも柔軟に波長変更が可能な資源割当を行なえるようにする。
【解決手段】本発明は、加入者端末に提供される複数のサービスのそれぞれを、第１～第Ｋの波長のいずれかに割り当て、時間波長分割多重化方式の光通信システムの親局装置において、資源割当手段が、他の波長への移動可能なサービスについては、当該サービスの要求資源量の値と、各波長の資源量の値との比較結果に基づいて、要求資源量の値を満たす波長に割り当て、他の波長への移動ができないサービスについては、当該サービスの要求資源量の値と将来必要とされる可能性がある許容量の値とを加えた許容資源量の値と、各波長の資源量の値との比較結果に基づいて、要求資源量の値を満たす波長に割り当てる。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】