JP2017143378A - 通信装置及び波長割当方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続距離の短いＯＮＵと接続距離の長いＯＮＵとを同時に収容する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、接続距離の短いＯＮＵの構成を複雑化させることなく、上り通信の遅延を抑制すること。【解決手段】実施形態の通信装置は、複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記複数の子ノードから親ノードである自装置への上り通信に用いられる上り通信波長を、前記複数の子ノードに対して動的に割当てる通信装置であって、前記複数の子ノードに関して自装置との間の最短伝搬時間を取得する最短伝搬時間取得手段と、前記最短伝搬時間の大きさが近い子ノード同士を同じ波長に割当てる波長割当手段と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、光通信における波長分割多重技術に関する。

アクセスラインの高速化のニーズの高まりにより、世界的にＦＴＴＨ（Fiber To The Home）の普及が進んでいる。一般に、ＦＴＴＨサービスはＰＯＮ（Passive Optical Network）方式で提供される。ＰＯＮ方式は、１つの収容局側装置（ＯＳＵ：Optical Subscriber Unit）が種々の多重化方式を用いて複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を収容する方式である。ＰＯＮ方式は、光通信に係るリソースを複数のＯＮＵで共有できるため経済的に優れている。このようなＰＯＮ方式の一つとして、ＯＮＵの通信を時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）によって多重化するＴＤＭ−ＰＯＮがある。

図１６は、ＴＤＭ−ＰＯＮのシステム構成の概略を示す図である。図１６は、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個のＯＮＵと、１つのＯＳＵとを備えるＴＤＭ−ＰＯＮの例を示す。図１６は、ＯＮＵ＿１〜ＯＮＵ＿Ｎから同じタイミングで送信されたデータ（図中の＃１〜＃Ｎで示される）が、時分割多重によって光ファイバ伝送路を伝搬する様子を表している。図に示されるように、ＴＤＭ−ＰＯＮでは、上り通信の帯域は各ＯＮＵ間で共有される。ここでいう上り通信とは、ＯＮＵからＯＳＵに向かう方向の通信のことであり、図１６における矢印が示す方向の通信である。また、これとは逆に、ＯＳＵからＯＮＵに向かう方向の通信を下り通信という。各ＯＮＵによる上り通信の光信号は、光合分波手段により合成されて光ファイバ伝送路に送出される。

ＯＳＵは、動的帯域割当（ＤＢＡ：Dynamic Bandwidth Allocation）を実行することにより各ＯＮＵの送信許可期間を決定し、各ＯＮＵに通知する。各ＯＮＵは、ＯＳＵから通知された送信許可期間内に信号光を送信することにより上り通信を行う。図１６は、ＯＮＵ＿１、ＯＮＵ＿２、ＯＮＵ＿ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）、ＯＮＵ＿Ｎの順に割り当てられた送信許可期間で上り通信が行われている状況を示している。このように、ＴＤＭ−ＰＯＮでは、各ＯＮＵが、それぞれに割り当てられた送信許可期間に基づいて間欠的に信号光を送信することにより、上り通信において各ＯＮＵの信号光が衝突することを回避することができる。

図１７は、ＤＢＡの動作例を示す図である。ＯＮＵ＿１〜ＯＮＵ＿Ｎは、ｇｒａｎｔで通知される送信許可期間内に、ｄａｔａとｒｅｑｕｅｓｔとをＯＳＵに送信する。ＯＳＵは、ＯＮＵ＿１〜ＯＮＵ＿Ｎから送信された全てのｒｅｑｕｅｓｔに基づいてＤＢＡを実行することにより、ＯＮＵ＿１〜ＯＮＵ＿Ｎに対して通知する送信許可期間を算出する。ＯＳＵは、算出された送信許可期間を通知するためのｇｒａｎｔをＯＮＵ＿１〜ＯＮＵ＿Ｎに送信する。ＯＳＵは、このようなｇｒａｎｔの送信を所定の間隔（以下、「ＤＢＡ周期」という。）で実行する。図１７では、ｃｙｃｌｅで示される期間がＤＢＡ周期を表している。図１７に示されるようなｒｅｑｕｅｓｔ／ｇｒａｎｔ方式のＤＢＡには、ＤＢＡ周期が、ＯＳＵと各ＯＮＵとの間の往復遅延時間（以下、ＲＴＴ（Round Trip Time）という。）のうちの最大値よりも長くなる、という性質がある。図１７の例では、ＤＢＡ周期は、ＯＮＵ＿ＮのＲＴＴよりも長くなる。

一方で、映像配信サービスの高度化や、大容量ファイルをアップロード／ダウンロードするアプリケーションの登場等により、ＰＯＮのさらなる高速化が求められている。一般に、ＴＤＭ−ＰＯＮの高速化にはラインレートの拡張が必要になる。しかしながら、ラインレートの拡張は、受信特性の著しい劣化を招く可能性がある。受信特性の劣化を抑制するためには送受信機の高機能化が必要となり、経済面での課題を生じる。これらの理由から、ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて１０Ｇｂｉｔｓ／ｓｅｃを超える高速化をラインレートの拡張により実現することは難しい。

そこで、１０Ｇｂｉｔｓ／ｓｅｃを超える大容量化を実現すべく、ＴＤＭ−ＰＯＮに対して波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術を適用することが検討されている。非特許文献１には、各ＯＮＵに搭載される光送信器及び光受信器に波長可変機能を備えた、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが提案されている。

図１８は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのシステム構成の概略を示す図である。各ＯＮＵは、光ファイバ伝送路及び光合分波手段を介して、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）のＯＳＵを備えるＯＬＴに接続される。各ＯＮＵは、ＯＬＴによっていずれかのＯＳＵに対応づけられ、対応するＯＳＵに対して論理的な接続（以下、「論理接続」という。）を行うことによって通信を行う。この論理接続は、各ＯＮＵが、ＯＬＴによって個々に割り当てられる波長で光信号を送受信することによって実現される。この波長は、上り通信及び下り通信のそれぞれについて割り当てられる。

例えば、図１８は、ＯＮＵ＿１の上り通信の波長（以下、「上り波長」という。）にλ_ｕ１が割り当てられ、ＯＮＵ＿ｎ及びＯＮＵ＿Ｎの上り波長にλ_ｕｍが割り当てられた状態を表している。ここで、ＯＳＵ＿１にはλ_ｕ１が、ＯＳＵ＿ｍにはλ_ｕｍが予め設定されていると仮定する。この場合、各ＯＮＵの送信データは、ＷＤＭによって上り波長間で多重化されるとともに、同一波長間ではＴＤＭによって多重化されて光ファイバ伝送路に送出される。そのため、図１８の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、光ファイバ伝送路は、最大でＯＳＵの台数の分（換言すれば上り波長の数の分）のデータを多重化して同時に伝送することができる。このように、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、ＯＳＵを増設することによって、光ファイバ伝送路の１波長あたりのラインレートを拡張することなくシステム帯域を拡張することができる。

また、ＯＮＵとＯＳＵとの論理接続は、各ＯＮＵに割り当てる波長の切り替え（以下、「波長切替」という。）により各ＯＮＵ単位で変更することが可能である。非特許文献２では、ＯＮＵとＯＳＵと間の論理接続を負荷の状況に応じて変更することで通信品質の劣化を抑制する動的帯域割当方法（ＤＷＡ：Dynamic Wavelength Allocation）が提案されている。例えば、ＯＬＴは、あるＯＳＵが高負荷状態にある場合には、低負荷状態である他のＯＳＵにトラヒックが分散されるように論理接続を変更する。このようなＤＷＡにより各ＯＮＵの波長割当を行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、システム帯域を有効に活用することができるため一定の通信品質を確保することが可能となる。その結果、システム帯域の拡張に係るＣＡＰＥＸ（Capital Expenditure）を抑えることができる。

また、非特許文献３には、ＣＡＰＥＸ及びＯＰＥＸ（Operating Expense）の更なる削減を目的とした信号強度補償方法や、バースト送受信器の改良によるＰＯＮ方式の長延化（Long-Reach ＰＯＮ方式）が提案されている。

図１９は、従来のＰＯＮ方式とLong-Reach ＰＯＮ方式との比較を示す図である。従来のＰＯＮ方式においては、光ファイバ伝送路の最大到達距離の制限のため、第１ＯＮＵ＿１〜第１ＯＮＵ＿ｎを収容するＯＬＴ＿１と、第２ＯＮＵ＿１〜第２ＯＮＵ＿ｎを収容するＯＬＴ＿２とがそれぞれ必要であった。これに対して、Long-Reach ＰＯＮ方式においては、光ファイバ伝送路の最大到達距離を延長することにより、第１ＯＮＵ＿１〜第１ＯＮＵ＿ｎ及び第２ＯＮＵ＿１〜第２ＯＮＵ＿ｎの全てをＯＬＴ＿１のみに収容することが可能となる。このように、Long-Reach ＰＯＮ方式では、従来のＰＯＮ方式と比較して、ＯＮＵの収容に必要となるＯＬＴの数が低減されるため、ＣＡＰＥＸ及びＯＰＥＸを削減することができる。

図２０は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを長延化した例を示す図である。図２０に示す波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮは、ＯＳＵ＿１及びＯＳＵ＿２を備えるＯＬＴと、ＯＮＵ＿１〜ＯＮＵ＿４と、を備える。長延化により、ＯＬＴは、自身から比較的近い距離にあるＯＮＵ（ＯＮＵ＿１及びＯＮＵ＿４）の集合であるＯＮＵ集合＿１と、自身から比較的遠い距離にあるＯＮＵ（ＯＮＵ＿２及びＯＮＵ＿３）の集合であるＯＮＵ集合＿２と、を同時に収容する。

図２１は、図２０に示した波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、ＯＳＵ＿１及びＯＳＵ＿２が実施するＤＢＡの動作例を示す図である。なお、ここでは、ＯＮＵ＿１及びＯＮＵ＿２はＯＳＵ＿１に論理接続し、ＯＮＵ＿３及びＯＮＵ＿４はＯＳＵ＿２に論理接続していると仮定する。図２１（Ａ）はＯＳＵ＿１のＤＢＡの動作例を示し、図２１（Ｂ）はＯＳＵ＿２のＤＢＡの動作例を示す。図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）の各図において、ＯＳＵの横軸と各ＯＮＵとの横軸と間の距離は、ＯＳＵと各ＯＮＵとの間の距離（以下、「接続距離」という。）に対応している。

このような波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮに、非特許文献２に記載の波長割当方法を適用することを考えた場合、各ＯＮＵの接続距離が考慮されないため、接続距離の長いＯＮＵと、接続距離が短いＯＮＵとに対して同一波長が割り当てられてしまう場合がある。この場合、ＤＢＡ周期は、接続距離の長いＯＮＵのＲＴＴに引きずられて長くなってしまう。そのため、非特許文献２に記載の波長割当方法を波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮに適用した場合、同一波長を割り当てた各ＯＳＵに収容される全てのＯＮＵで、上り通信の遅延が増大するという課題があった。

例えば、図２１においては、接続距離の短いＯＮＵ＿１と、接続距離の長いＯＮＵ＿２とが同時に同じＯＳＵ＿１に収容され、接続距離の短いＯＮＵ＿４と、接続距離の長いＯＮＵ＿３とが同時に同じＯＳＵ＿２に収容される。この場合、ＯＳＵ＿１においては、接続距離の長いＯＮＵ＿２のＲＴＴに引きずられてＤＢＡ周期が長くなり、ＯＳＵ＿２においては、接続距離の長いＯＮＵ＿３のＲＴＴに引きずられてＤＢＡ周期が長くなる。

この課題を解決するため、非特許文献３では、複数のスレッド（ｔｈｒｅａｄ）でＤＢＡを交互に実施するマルチスレッドＤＢＡ（multi-thread ＤＢＡ）が提案されている。なお、ここでいうスレッドとは、ｒｅｑｕｅｓｔとｇｒａｎｔとの呼応関係を意味している。

図２２は、図２１に示したＯＳＵ＿１によるマルチスレッドＤＢＡの動作例を示す図である。図２２の動作例は、ＯＳＵ＿１が、２つのスレッド（ｔｈｒｅａｄ＿ａ、ｔｈｒｅａｄ＿ｂ）を並行して実施する例である。まず、ＯＳＵ＿１は、ＯＮＵ＿１及びＯＮＵ＿２に対して、ｃｙｃｌｅ＃ｎ−２のｇｒａｎｔを送信する。ｃｙｃｌｅ＃ｎ−２は、ｔｈｒｅａｄ＿ａのＤＢＡ周期である。続いて、ＯＳＵ＿１は、ｃｙｃｌｅ＃ｎ−２で送信したｔｈｒｅａｄ＿ａのｇｒａｎｔに対する応答（ｒｅｑｕｅｓｔ）をＯＮＵ＿１及びＯＮＵ＿２から受信する前に、ＯＮＵ＿１及びＯＮＵ＿２に対してｃｙｃｌｅ＃ｎ−１のｇｒａｎｔを送信する。

その後、ＯＳＵ＿１は、ｃｙｃｌｅ＃ｎ−２で送信したｔｈｒｅａｄ_ａのｇｒａｎｔに対する応答（ｒｅｑｕｅｓｔ）をＯＮＵ＿１及びＯＮＵ＿２から受信する。ＯＳＵ＿１は、受信されたｔｈｒｅａｄ_ａのｒｑｕｅｓｔに基づいてＤＢＡを実行し、ｔｈｒｅａｄ＿ａの次のＤＢＡ周期であるｃｙｃｌｅ＃ｎにおける送信許可期間を決定する。ＯＳＵ＿１は、決定した送信許可期間を通知するｃｙｃｌｅ＃ｎのｇｒａｎｔをＯＮＵ＿１及びＯＮＵ＿２に対して送信する。以上の動作を繰り返すことで、マルチスレッドＤＢＡでは、ＤＢＡが複数のスレッドで交互に実行される。このように、マルチスレッドＤＢＡは、ＤＢＡ周期を実質的に短くすることができるため、上り通信における遅延の増大を抑制することができる。

S.Kimura,"WDM/TDM-PON Technologies for Future Flexible Optical Access Networks," OECC2010,6A-1,2010. Y.Senoo, et al., "Dynamic load-balancing by monitoring traffic volume for λ-tunable WDM/TDM-PON," IEICE Communications Express, vol.2, No.11, pp.501-506, 2013. S.Huan,et al., "Long-Reach Optical Access Networks: A Survey of Research Challenges, Demonstrations, and Bandwidth Assignment Mechanisms," IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol.12, No.1, 2010. R.Jain, et al., "A quantitative measure of fairness and discrimination for resource allocation in shared computer systems," DEC Research, Tech. Rep. TR―301, 1984. 田所将志、他、"１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムを用いたカスケードＰＯＮの検討"、電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集、B-8-47,2014

しかしながら、マルチスレッドＤＢＡでは、ｇｒａｎｔ重複が発生する可能性がある。ｇｒａｎｔ重複とは、ＯＮＵに設定されたあるスレッドの送信許可期間が終了する前に、他のスレッドの送信許可期間が設定された状態のことである。

図２３は、ｇｒａｎｔ重複の具体例を示す図である。例えば、図２３では、ｔｈｒｅａｄ＿ａのｃｙｃｌｅ ＃ｎ−２で設定された送信許可期間が終了する前に、ＯＮＵ＿１に対してｔｈｒｅａｄ＿ｂのｇｒａｎｔ（ｃｙｃｌｅ ＃ｎ−１）が送信されている。このような場合、ＯＮＵ＿１には、ｃｙｃｌｅ ＃ｎ−２のｇｒａｎｔによって通知される情報（以下、「ｇｒａｎｔ情報」という。）と、ｃｙｃｌｅ ＃ｎ−１のｇｒａｎｔ情報とを同時に保持する機構が必要となる。

図２３からも分かるように、このようなｇｒａｎｔ重複は、１つのＯＳＵに収容される各ＯＮＵの間で接続距離に大きな開きがある場合に生じる。換言すれば、ｇｒａｎｔ重複の発生は、接続距離の違いにより、同じＯＳＵに収容されるＯＮＵのＲＴＴにおける最小値と最大値との差が大きいことに起因していると言える。

このように、従来、接続距離の短いＯＮＵと接続距離の長いＯＮＵとを同時に収容する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、接続距離の短いＯＮＵの構成が複雑化させることなく、上り通信の遅延を抑制することができないという課題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、接続距離の短いＯＮＵと接続距離の長いＯＮＵとを同時に収容する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、接続距離の短いＯＮＵの構成を複雑化させることなく、各ＯＮＵの上り通信の遅延を抑制することができる技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記複数の子ノードから親ノードである自装置への上り通信に用いられる上り通信波長を、前記複数の子ノードに対して動的に割当てる通信装置であって、前記複数の子ノードに関して自装置との間の最短伝搬時間を取得する最短伝搬時間取得手段と、前記最短伝搬時間の大きさが近い子ノード同士を同じ波長に割当てる波長割当手段と、を備える。

本発明の一態様は、上記の通信装置であって、前記波長割当手段は、前記最短伝搬時間に基づいて並び替えられた前記子ノードの先頭から順に、前記子ノードを、前記通信波長ごとにあらかじめ定められた数ずつ前記通信波長に割当てる。

本発明の一態様は、上記の通信装置であって、前記波長割当手段は、前記通信波長ごとにあらかじめ定められた前記最短波長伝搬時間の上限または下限に基づいて、前記子ノードを前記通信波長に割当てる。

本発明の一態様は、複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記複数の子ノードから親ノードである自装置への上り通信に用いられる上り通信波長を、前記複数の子ノードに対して動的に割当てる通信装置が行う波長割当方法であって、前記複数の子ノードに関して自装置との間の最短伝搬時間を取得する最短伝搬時間取得ステップと、前記最短伝搬時間の大きさが近い子ノード同士を同じ波長に割当てる波長割当ステップと、を有する。

本発明により、接続距離の短いＯＮＵと接続距離の長いＯＮＵとを同時に収容する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、接続距離の短いＯＮＵの構成を複雑化させることなく、各ＯＮＵの上り通信の遅延を抑制することが可能となる。

実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのシステム構成の具体例を示す図である。 実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ１００において、ＯＳＵ１−１及びＯＳＵ１−２が実施するＤＢＡの動作例を示す図である。 実施形態の波長割当方法の説明において使用する記号類を説明する図である。 実施形態のＯＬＴ２の機能構成の具体例を示すブロック図である。 第１実施形態の波長割当方法の具体例を示すフローチャートである。 第１実施形態の波長割当方法の実施例を示す図である。 第２実施形態の波長割当方法の具体例を示すフローチャートである。 第２実施形態の波長割当方法の実施例を示す図である。 第５実施形態の波長割当方法の具体例を示すフローチャートである。 第５実施形態の波長割当方法の実施例を示す図である。 第６実施形態の波長割当方法の具体例を示すフローチャートである。 第６実施形態の波長割当方法の実施例を示す図である。 第７実施形態の波長割当方法の具体例を示すフローチャートである。 第７実施形態の波長割当方法の実施例を示す図である。 第９実施形態のＰＯＮシステムの構成の具体例を示す図である。 ＴＤＭ−ＰＯＮのシステム構成の概略を示す図である。 ＤＢＡの動作例を示す図である。 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのシステム構成の概略を示す図である。 従来のＰＯＮ方式とLong-Reach ＰＯＮ方式との比較を示す図である。 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを長延化した例を示す図である。 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおけるＤＢＡの動作例を示す図である。 マルチスレッドＤＢＡの動作例を示す図である。 ｇｒａｎｔ重複の具体例を示す図である。

［第１実施形態］
＜概略＞
以下に記載する実施形態の波長割当方法は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、接続距離のばらつきが小さいＯＮＵの集合に同一波長を割当てることで、接続距離の短いＯＮＵの構成を複雑化させることなく、上り通信における遅延の増大を抑制する方法である。

図１は、実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのシステム構成の具体例を示す図である。図１に示す波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ１００は、複数のＯＳＵ１を備えるＯＬＴ２（親ノード、通信装置）を備え、複数のＯＮＵ３（子ノード）を収容する。各ＯＳＵ１及び各ＯＮＵ３は、光合分波手段１０を介して光ファイバ伝送路２０に接続される。複数のＯＮＵ３は、接続距離に応じて複数のＯＮＵ集合のうちのいずれかに分類される。各ＯＮＵ集合は、ＯＬＴ２が備えるいずれかのＯＳＵ１に対応づけられ、各ＯＮＵ３は、所属するＯＮＵ集合に対応するＯＳＵ１によって決定された波長で上り通信又は下り通信を行う。

例えば、図１には、複数のＯＮＵ集合の例としてＯＮＵ集合１０１及び１０２が示されている。ＯＮＵ集合１０２は、ＯＮＵ集合１０１よりも接続距離の長いＯＮＵ３を収容するＯＮＵ集合である。図１は、ＯＳＵ１−１はＯＮＵ集合１０１に対応しており、ＯＳＵ１−２はＯＮＵ集合１０２に対応している場合の例である。この場合、ＯＮＵ集合１０１に所属するＯＮＵ３−１及びＯＮＵ３−４は、ＯＳＵ１−１によって割り当てられた上り通信波長λ_ｕ１及び下り通信波長λ_ｄ１で光信号の送受信を行う。一方、ＯＮＵ集合１０２に所属するＯＮＵ３−２及びＯＮＵ３−３は、ＯＳＵ１−２によって割り当てられた上り通信波長λ_ｕ２及び下り通信波長λ_ｄ２で光信号の送受信を行う。

図２は、実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ１００において、ＯＳＵ１−１及びＯＳＵ１−２が実施するＤＢＡの動作例を示す図である。図２（Ａ）はＯＳＵ１−１（図中のＯＳＵ＿１）の動作例を示し、図２（Ｂ）はＯＳＵ１−２（図中のＯＳＵ＿２）の動作例を示す。なお、図２のＯＮＵ＿１〜ＯＮＵ＿４は、それぞれ図１のＯＮＵ３−１〜ＯＮＵ３−４に対応し、図２のＯＳＵ＿１及びＯＳＵ＿２は、それぞれ図１のＯＳＵ１−１及びＯＳＵ１−２に対応している。

ここで、図２（Ａ）において破線で示されたＯＮＵ＿２の横軸は、従来の波長割当方法によって、接続距離の長いＯＮＵ＿２がＯＳＵ＿１に割り当てられた場合を想定したＤＢＡの動作を示している。同様に、図２（Ｂ）において破線で示されたＯＮＵ＿４の横軸は、従来の波長割当方法によって、接続距離の短いＯＮＵ＿４がＯＳＵ＿２に割り当てられた場合を想定したマルチスレッドＤＢＡの動作を示している。このように、従来の波長割当方法では、接続距離の長いＯＮＵと接続距離の短いＯＮＵとが同じＯＳＵに収容される可能性があった。そのため、従来の波長割当方法を用いた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、ＯＳＵのＤＢＡ周期が長くなってしまい、通信遅延が増大する可能性があった。また、マルチスレッドＤＢＡを行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、ＯＮＵのＲＴＴに大きな開きが生じ、ｇｒａｎｔ重複を発生させてしまう可能性があった。

これに対して、実施形態の波長割当方法では、接続距離のばらつきが小さいＯＮＵの集合に対して同じ波長が割り当てられる。例えば、図２において、ＯＳＵ＿１は、ＯＮＵ＿２の代わりにＯＮＵ＿４を収容することになる。これにより、ＯＳＵ＿１に収容される各ＯＮＵのＲＴＴの最大値が短くなるため、ＤＢＡ周期を短くすることができる。同様に、図２において、ＯＳＵ＿２は、ＯＮＵ＿４の代わりにＯＮＵ＿２を収容することになる。これにより、ＯＳＵ＿２に収容される各ＯＮＵのＲＴＴにおいて、最小値と最大値との差が小さくなるため、マルチスレッドＤＢＡにおけるｇｒａｎｔ重複の発生を抑制することができる。このような実施形態の波長割当方法によれば、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮに収容されるＯＮＵの構成を複雑化させることなく、上り通信の遅延の増大を抑制することが可能になる。

なお、図２では、接続距離の長いＯＮＵを収容するＯＳＵ１＿２でマルチスレッドＤＢＡを実施する例を示したが、実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮは、これに制限されるものではない。マルチスレッドＤＢＡは、接続距離の短いＯＮＵを収容するＯＳＵ１−１で実施されてもよいし、ＯＳＵ＿１及びＯＳＵ＿２の両方で実施されてもよい。また、ＲＴＴの短縮によって、いずれのＯＳＵにおいても十分に短いＤＢＡ周期が実現される場合には、いずれのＯＳＵにおいてもマルチスレッドＤＢＡを実施しなくてもよい。

図３は、実施形態の波長割当方法の説明において使用する記号類を説明する図である。図３は、実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ１００を抽象化した図である。ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ１００は、Ｍ（Ｍは１以上の整数）個のＯＳＵ１と、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個のＯＮＵ３と、光合分波手段１０と、光ファイバ伝送路２０と、を備える。Ｒ_ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）は、ＯＮＵ３−ｎのＲＴＴを示す。ｘ_ｎは、ＯＮＵ３−ｎが論理接続するＯＳＵ１の識別子（以下、「接続情報」という。）を示す。例えば、ｘ_１＝１は、ＯＮＵ３−１がＯＳＵ１−１と論理接続することを示す接続情報である。したがって、ＯＮＵ３−ｎに対する波長割当とは、ＯＮＵ３−ｎの接続情報ｘ_ｎを決定することに対応する。すなわち、実施形態の波長割当方法は、接続距離が近しいＯＮＵ３同士を同じＯＳＵ１に割り当てる接続情報ｘ_ｎのリスト｛ｘ_ｎ｝（以下、「波長割当リスト」という。）を決定する方法に対応する。

図４は、実施形態のＯＬＴ２の機能構成の具体例を示すブロック図である。ＯＬＴ２は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、ＯＬＴプログラムを実行する。ＯＬＴ２は、ＯＬＴプログラムの実行によって信号中継部２１、波長割当部２２（波長割当手段）及びＭ個のＯＳＵ１を備える装置として機能する。なお、ＯＬＴ２の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や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てもよい。ＯＬＴプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−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である。ＯＬＴプログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

信号中継部２１は、ＯＳＵ１と波長割当部２２の間で信号を中継する機能を持つ。波長割当部２２は、実施形態の波長割当方法でＤＢＡを実行することによって、各ＯＮＵ３に割り当てる波長を決定する。より具体的には、波長割当部２２は、各ＯＮＵ３の性質情報に基づいて、各ＯＮＵ３に割り当てるＯＳＵ１を決定する。性質情報とは、ＲＴＴやトラヒック量、遅延量などの各ＯＮＵ３の通信に関する情報である。なお、性質情報は、これらの情報に限定されず、ＯＮＵ３の通信に関する情報であれば他のどのような情報であってもよい。例えば、性質情報は、過去に行われた波長切替の履歴を示す情報であってもよい。また、性質情報は、ＯＳＵ１が各ＯＮＵ３との通信を監視することによって取得されてもよいし、ＯＳＵ１が各ＯＮＵ３で取得された個別の性質情報を収集することによって取得されてもよい。波長割当部２２は、ＤＢＡの結果を、信号中継部２１を介して各ＯＳＵ１に出力する。

ＯＳＵ１は、波長割当部２２によって実行されたＤＢＡの結果に基づいて波長切替を行うことにより、各ＯＮＵ３の論理接続を解除又は確立することができる。また、ＯＳＵ１は、波長切替を行った後、必要に応じて、後続するＤＢＡの設定変更を実施することができる。ここでいうＤＢＡの設定変更とは、例えば、ＤＢＡ周期の変更やｔｈｒｅａｄ数の変更などであり、ＤＢＡの動作を変更するための設定変更であればどのような設定変更であってもよい。

実施形態の波長割当方法は、最短伝搬時間取得手順と、波長割当手順と、を有する。最短伝搬時間取得手順は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ１００に収容される各ＯＮＵ３のＲＴＴを取得する手順である。波長割当手順は、ＲＴＴが近しいＯＮＵ３同士を同じ波長に割当てる手順である。以下、実施形態の波長割当方法における最短伝搬時間取得手順及び波長割当手順について詳細に説明する。

＜詳細＞
図５は、第１実施形態の波長割当方法の具体例を示すフローチャートである。第１実施形態の波長割当方法は、各ＯＳＵ１が収容するＯＮＵ３の数（以下、「収容数」という。）に基づいて波長割当を行う方法である。ここで第１実施形態のＯＬＴ２には、予め各ＯＳＵ１−ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）の収容数Ｋ_ｍが設定されている。図６は、第１実施形態の波長割当方法の実施例を示す図である。図６は、ＯＮＵ３の数Ｎ及びＯＳＵ１の数Ｍが、Ｎ＝６及びＭ＝２である場合の例である。この場合、各ＯＳＵ１の収容数として、収容数Ｋ_１＝３及びＫ_２＝３が予めＯＬＴ２に設定されていると仮定する。以下、図６の実施例を参照し、図５のフローチャートの詳細を説明する。

まず、波長割当部２２は、最短伝搬時間取得手順を実施し、１以上のＯＮＵ３のＲＴＴを取得する。波長割当部２２は、取得した各ＯＮＵ３のＲＴＴに基づいてＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝を生成する（ステップＳ１０１）。例えば、波長割当部２２は、図６（Ａ）のような配列で示されるＲＴＴリストを生成する。図６（Ａ）において、ｎは各ＯＮＵ３の識別子に対応し、Ｒ_ｎはｎで識別されるＯＮＵ３のＲＴＴの値を表す。すなわち、図６（Ａ）は、ＯＬＴ２に収容されるＯＮＵ３が６台（すなわちＮ＝６）である場合に取得されるＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝を示している。なお、ここでは、各要素の並びは任意であってよい。図６（Ａ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝は、各要素が識別子ｎの順に並べられた場合の例である。

続いて、波長割当部２２は、ステップＳ１０１において生成されたＲＴＴリストを用いて、波長割当手順を実施する。まず、波長割当部２２は、各ＯＮＵ３のＲＴＴの値に応じて、ＲＴＴリストの要素の並び替えを行う（ステップＳ１０２）。具体的には、図６（Ｂ）に示されるように、波長割当部２２は、ＲＴＴの値の小さい順にＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝の各要素を並び替える。ＲＴＴの値は、ＯＬＴ２とＯＮＵ３との間の接続距離に相関すると考えられる。そのため、ここでの各要素の並び替えは、各ＯＮＵ３を接続距離が短い順、すなわちＯＬＴ２に近い順に並び替えることに相当する。

続いて、波長割当部２２は、処理対象とするＯＳＵ１を示す変数ｉを１に初期化する（ステップＳ１０３）。波長割当部２２は、ＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝の各要素のうち、先頭からＫ_ｉ個の要素に対応するＯＮＵ３の接続情報をｘ_ｎ＝ｉと決定し（ステップＳ１０４）、先頭からＫ_ｉ個の要素をＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝から削除する（ステップＳ１０５）。波長割当部２２は、変数ｉをインクリメントし（ステップＳ１０６）、インクリメント後の変数ｉの値が、ＯＮＵ３の数Ｍ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。インクリメント後の変数ｉの値がＭより大きい場合（ステップＳ１０７−ＮＯ）、波長割当部２２は、波長割当処理を終了する。一方、インクリメント後の変数ｉがＭ以下である場合（ステップＳ１０７−ＹＥＳ）、波長割当部２２はステップＳ１０４に処理を戻し、全てのＯＳＵ１に対するＯＮＵ３の波長割当が完了するまで、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７の処理を繰り返し実行する。

具体的には、波長割当部２２は、変数ｉ＝１であるとき、図６（Ｂ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝の先頭からＫ_１（＝３）個の要素に対応するＯＮＵ３の接続情報をｘ_ｎ＝１と決定する。これにより、初期状態の波長割当リストを示す図６（Ｃ）が図６（Ｄ）のように更新される。続いて、波長割当部２２は、図６（Ｂ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝の先頭からＫ_１（＝３）個の要素を削除して、図６（Ｅ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝を生成する。そして、波長割当部２２は、変数ｉをインクリメントしてｉ＝２とすることにより、処理対象のＯＳＵ１をＯＳＵ１−２に変更する。

同様に、波長割当部２２は、変数ｉ＝２であるとき、図６（Ｅ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝の先頭からＫ_２（＝３）個の要素に対応するＯＮＵ３の接続情報をｘ_ｎ＝２と決定する。これにより、図６（Ｄ）に示される波長割当リストが図６（Ｆ）のように更新される。続いて、波長割当部２２は、図６（Ｅ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝の先頭からＫ_２（＝３）個の要素を削除して、図６（Ｇ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝を生成する。そして、波長割当部２２は、変数ｉをインクリメントしてｉ＝３とし、変数ｉがＭ（＝２）より大きいこと、すなわち、全てのＯＳＵ１についての処理を完了したことを判定して波長割当手順を終了する。

このように構成された第１実施形態のＯＬＴ２は、ＯＳＵ１ごとに設定された収容数に基づいて各ＯＮＵ３に対する波長割当を行う波長割当部２２を備える。このような構成を備えることにより、第１実施形態のＯＬＴ２は、接続距離の短いＯＮＵと接続距離の長いＯＮＵとを同時に収容する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステム１００において、ＯＬＴ２に比較的近い距離にあるＯＮＵの構成を複雑化させることなく、上り通信の遅延を抑制することができる。

さらに本実施形態の波長割当方法では、予め各ＯＳＵ１の収容数Ｋ_ｍを適切に設定しておくことで、各ＯＳＵ１間の収容数が平均化され、各ＯＳＵ１間の公平性を確保することができる。

［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の波長割当方法の具体例を示すフローチャートである。第２実施形態の波長割当方法は、各ＯＳＵ１が収容するＯＮＵ３のＲＴＴの許容範囲に基づいて波長割当を行う方法である。ここで第２実施形態のＯＬＴ２には、予め各ＯＳＵ１−ｍの許容範囲の最小値Ｒ_{ｍ＿ｍｉｎ}（下限）及び最大値Ｒ_{ｍ＿ｍａｘ}（上限）が設定されている。図８は、第２実施形態の波長割当方法の実施例を示す図である。図８は、ＯＮＵ３の数Ｎ及びＯＳＵ１の数Ｍが、Ｎ＝６及びＭ＝２である場合の例である。この場合、ＯＳＵ１−１の許容範囲として最小値Ｒ_{１＿ｍｉｎ}＝０及び最大値Ｒ_{１＿ｍａｘ}＝１００が、ＯＳＵ１−２の許容範囲として最小値Ｒ_{２＿ｍｉｎ}＝０及び最大値Ｒ_{２＿ｍａｘ}＝２００が予めＯＬＴ２に設定されていると仮定する。以下、図８の実施例を参照し、図７のフローチャートの詳細を説明する。

まず、波長割当部２２は、最短伝搬時間取得手順を実施し、１以上のＯＮＵ３のＲＴＴを取得する。波長割当部２２は、取得した各ＯＮＵ３のＲＴＴに基づいてＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝を生成する（ステップＳ２０１）。ＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝は、第１実施形態の波長割当方法と同様の方法で生成されてよい。例えば、波長割当部２２は、図８（Ａ）のような配列で示されるＲＴＴリストを生成する。

続いて、波長割当部２２は、ステップＳ２０１において生成されたＲＴＴリストを用いて、波長割当手順を実施する。まず、波長割当部２２は、処理対象とするＯＳＵ１を示す変数ｉを１に初期化する（ステップＳ２０２）。波長割当部２２は、ＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝の各要素のうち、ＲＴＴの値が許容範囲内である要素に対応するＯＮＵ３の接続情報をｘ_ｎ＝ｉと決定し（ステップＳ２０３）、これらの要素をＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝から削除する（ステップＳ２０４）。波長割当部２２は、変数ｉをインクリメントし（ステップＳ２０５）、インクリメント後の変数ｉの値が、ＯＮＵ３の数Ｍ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。インクリメント後の変数ｉの値がＭより大きい場合（ステップＳ２０５−ＮＯ）、波長割当部２２は、波長割当処理を終了する。一方、インクリメント後の変数ｉがＭ以下である場合（ステップＳ２０５−ＹＥＳ）、波長割当部２２はステップＳ２０３に処理を戻し、全てのＯＳＵ１に対するＯＮＵ３の波長割当が完了するまで、ステップＳ２０３〜ステップＳ２０５の処理を繰り返し実行する。

具体的には、波長割当部２２は、変数ｉ＝１であるとき、図８（Ａ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝の各要素のうち、Ｒ_{１＿ｍｉｎ}≦Ｒ_ｎ≦Ｒ_{１＿ｍａｘ}（すなわち、０≦Ｒ_ｎ≦１００）を満たす要素に対応するＯＮＵ３−ｎ（ｎ＝１、３、５）の接続情報をｘ_ｎ＝１と決定する。これにより、初期状態の波長割当リストを示す図８（Ｂ）が図８（Ｃ）のように更新される。続いて、波長割当部２２は、図８（Ａ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝からｎ＝１、３、５の要素を削除して、図８（Ｄ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝を生成する。そして、波長割当部２２は、変数ｉをインクリメントしてｉ＝２とすることにより、処理対象のＯＳＵ１をＯＳＵ１−２に変更する。

同様に、波長割当部２２は、変数ｉ＝２であるとき、図８（Ｄ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝の要素のうち、Ｒ_{２＿ｍｉｎ}≦Ｒ_ｎ≦Ｒ_{２＿ｍａｘ}（すなわち、０≦Ｒ_ｎ≦２００）を満たす要素に対応するＯＮＵ３−ｎ（ｎ＝２、４、６）の接続情報をｘ_ｎ＝２と決定する。これにより、図８（Ｃ）に示される波長割当リストが図８（Ｅ）のように更新される。続いて、波長割当部２２は、図８（Ｄ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝からｎ＝２、４、６の要素を削除して、図８（Ｆ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝を生成する。そして、波長割当部２２は、変数ｉをインクリメントしてｉ＝３とし、変数ｉがＭ（＝２）より大きいこと、すなわち、全てのＯＳＵ１についての処理を完了したことを判定して波長割当手順を終了する。

なお、ＯＬＴ２には、Ｒ_{ｍ＿ｍｉｎ}及びＲ_{ｍ＿ｍａｘ}のいずれか一方のみが予め設定されてもよい。例えば、Ｒ_{ｍ＿ｍａｘ}のみが設定されている場合は、ステップＳ２０３において接続情報を決定する対象となるＯＮＵ３の条件をＲ_ｎ≦Ｒ_{ｍ＿ｍａｘ}としてもよい。また、Ｒ_{ｍ＿ｍｉｎ}のみが設定されている場合は、同条件をＲ_{ｍ＿ｍｉｎ}≦Ｒ_ｎとしてもよい。また、Ｒ_{ｍ＿ｍｉｎ}及びＲ_{ｍ＿ｍａｘ}は、必ずしも全てのＯＳＵ１について設定されている必要はない。例えば、ある変数ｉによって示されるＯＳＵ１についてＲ_{ｍ＿ｍｉｎ}及びＲ_{ｍ＿ｍａｘ}が設定されていない場合は、そのＯＳＵ１についての波長割当処理を行わずに変数ｉをインクリメントし、次のＯＳＵ１についての波長割当手順を実施してもよい。

このように構成された第２実施形態のＯＬＴ２は、ＯＳＵ１ごとに設定されたＲＴＴの許容範囲に基づいて各ＯＮＵ３に対する波長割当を行う波長割当部２２を備える。このような構成を備えることにより、第２実施形態のＯＬＴ２は、第１実施形態のＯＬＴ２と同様の効果を奏することができる。

また、第１実施形態のＯＬＴ２は、各ＯＮＵ３のＲＴＴの相対的な大小関係に基づいて波長割当を行うため、一部のＯＮＵ３に追加又は削除が発生した場合において、既存のＯＮＵ３に対する波長割当に大幅な変更が発生しうるという課題があった。これに対して、第２実施形態のＯＬＴ２は、各ＯＮＵ３のＲＴＴの絶対値に基づいて波長割当を行うため、一部のＯＮＵ３に追加又は削除が発生した場合であっても、既存のＯＮＵ３の波長割当に変更が生じないという利点を有する。

［第３実施形態］
第３実施形態の波長割当方法は、ＯＮＵ３のＲＴＴに基づく評価関数を最適化（例えば、最小化又は最大化）する波長割当リストを求めることによって波長割当を行う方法である。第３実施形態の波長割当方法は、上記評価関数を最適化する波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を求めることによって波長割当を行う波長割当手順を実施する点で第１実施形態又は第２実施形態の波長割当方法と異なる。なお、第３実施形態の波長割当方法における最短伝搬時間取得手順は、第１実施形態又は第２実施形態の波長割当方法における最短伝搬時間取得手順と同様である。

具体的には、波長割当部２２は、ＯＮＵ３のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝と、各ＯＳＵ１について決定される波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝とに基づいて表される評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値が最適値（最小値又は最大値）をとる波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を求める。ここで、評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）は、ＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝及び波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を用いて表される関数であって、各ＯＮＵ３とＯＬＴ２との間の接続距離のばらつきの指標値を表す関数であればどのような関数であってもよい。例えば、評価関数ｆは、次の式（１）によって表される。

式（１）において、σ_ｍ ^２は、ＯＳＵ１−ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）によって収容される全てのＯＮＵ３−ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に関するＲＴＴ（Ｒ_ｎ）の分散値を表す。すなわち、式（１）によって示される評価関数ｆは、ＯＬＴ２が備える全てのＯＳＵ１の分散値σ_ｍ ^２の総和を示す関数である。なお、式（１）のＩ（評価式）は指示関数であり、括弧内の評価式が真の場合に１を示し、評価式が偽の場合に０を示す。波長割当部２２は、式（１）の値を最小化する｛ｘ_ｎ｝を求めることで、各ＯＳＵ１に収容されるＯＮＵ３間の接続距離のばらつきが、ＯＬＴ２の全体で最小化されるように波長割当を行うことができる。

また、例えば、評価関数ｆは、次の式（２）によって表されてもよい。

式（２）において、ｆ_ｍは、ＯＳＵ１−ｍに収容される全てのＯＮＵ３−ｎのＲＴＴ（Ｒ_ｎ）に関するfairness indexを表す。すなわち、式（２）によって示される評価関数ｆは、ＯＬＴ２が備える全てのＯＳＵ１についてのfairness indexｆ_ｍの総和を示す関数である。波長割当部２２は、式（２）の値を最小化する｛ｘ_ｎ｝を求めることで、各ＯＳＵ１に収容されるＯＮＵ３間の接続距離のばらつきが、ＯＬＴ２の全体で最小化されるように波長割当を行うことができる。

このように構成された第３実施形態のＯＬＴ２は、ＯＮＵ３のＲＴＴに基づく評価関数を最適化（例えば、最小化又は最大化）する波長割当リストを求めることによって波長割当を行う波長割当部２２を備える。このような構成を備えることにより、第３実施形態のＯＬＴ２は、第１実施形態のＯＬＴ２と同様の効果を奏することができる。

また、第１実施形態及び第２実施形態のＯＬＴ２には、収容数やＲＴＴの許容範囲等のパラメータが適切に設定されない場合において、接続距離のばらつきが大きいＯＮＵ３に対して同一波長が割り当てられるという課題があった。これに対して、第３実施形態のＯＬＴ２は、上記のパラメータを予め設定される必要がないため、より適切に波長割当を行うことができるという利点を有する。

［第４実施形態］
第４実施形態の波長割当方法は、ＯＮＵ３の性質情報に基づく第１の波長割当方法の評価関数（以下、「第１評価関数」という。）と、ＯＮＵ３のＲＴＴに基づく評価関数（以下、「第２評価関数」という。）と、の線形和で表される評価関数を最適化（例えば、最小化又は最大化）する波長割当リストを求めることによって波長割当を行う方法である。ここでいう、第１の波長割当方法とは、第１の波長割当結果に対する評価関数（第１評価関数）を有し、第１の波長割当結果に基づいて得られる第２の波長割当結果であって、第１評価関数の値を最適化する波長割当結果を最終的な波長割当結果として採用する波長割当方法である。第４実施形態の波長割当方法は、このような第１の波長割当方法における第１評価関数と、第２評価関数との２つの評価関数に基づいて波長割当を行う波長割当手順を実施する点で第１〜第３実施形態の波長割当方法と異なる。なお、第４実施形態の波長割当方法における最短伝搬時間取得手順は、第１〜第３実施形態の波長割当方法における最短伝搬時間取得手順と同様である。

具体的には、波長割当部２２は、第１評価関数ｇ（｛ｘ_ｎ｝）と、ＯＮＵ３のＲＴＴに基づく第２評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）と、の線形和を最適化する波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を求める。ここでは、第１評価関数ｇ（｛ｘ_ｎ｝）として、例えば、各ＯＳＵ１−ｍにおける総トラヒック量Ｔ_ｍのfairness indexを用いる。この場合、第１評価関数ｇ（｛ｘ_ｎ｝）は、例えば以下の式（３）のように表される。波長割当部２２は、式（３）の値を最小化する｛ｘ_ｎ｝を求めることで、各ＯＳＵ１のトラヒック量に不公平が生じないように波長割当を行うことができる。

また、例えば、第１評価関数ｇとして、第３実施形態で説明した式（２）が用いられてもよい。波長割当部２２は、式（２）の値を最小化する｛ｘ_ｎ｝を求めることで、各ＯＳＵ１に収容されるＯＮＵ３間の接続距離のばらつきが、ＯＬＴ２の全体で最小化されるように波長割当を行うことができる。

したがって、本実施形態の波長割当方法の評価関数は、例えば、次の式（４）のように表すことができる。

よって、波長割当部２２は、式（４）の値を最小化する｛ｘ_ｎ｝を求めることで、各ＯＳＵ１のトラヒック量に生じる不公平を抑制しつつ、各ＯＳＵ１に収容されるＯＮＵ３間の接続距離のばらつきが抑制されるように波長割当を行うことができる。ここで、式（４）におけるα（＞０）は、波長割当結果に対する第１評価関数ｇ及び第２評価関数ｆの寄与の度合いを調整するパラメータである。そのため、αを大きく設定するほど、接続距離のばらつきの抑制が優先された波長割当結果が得られ、αを小さく設定するほど、トラヒック量の不公平の抑制が優先された波長割当結果が得られる。

なお、式（４）の第一評価関数は、性質情報として各ＯＮＵ３のトラヒック量Ｔ_ｎを用いているが、第一評価関数に用いられる性質情報には、トラヒック量Ｔ_ｎのほか、ＲＴＴや遅延量、波長切替履歴などの他の性質情報が用いられてもよい。

このように構成された第４実施形態のＯＬＴ２は、第１評価関数及び第２評価関数の２つの評価関数に基づいて波長割当を行う波長割当部２２を備える。このような構成を備えることにより、第４実施形態のＯＬＴ２は、第１実施形態のＯＬＴ２と同様の効果を奏することができる。

また、第４実施形態のＯＬＴ２は、接続距離に基づく評価基準だけでなく、他の評価基準をも考慮した波長割当を行うことができる。これにより、第４実施形態のＯＬＴ２は、より適切かつ柔軟な波長割当が可能となる。なお、第１評価関数ｇ（｛ｘ_ｎ｝）は、波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝に基づく評価関数であればどのような関数であってもよい。また、第２評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）は、ＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝と波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝とに基づく評価関数であればどのような関数であってもよい。

［第５実施形態］
図９は、第５実施形態の波長割当方法の具体例を示すフローチャートである。第５実施形態の波長割当方法は、第１の波長割当方法によって得られた波長割当結果（以下、「第１の波長割当結果」という。）に対して、ＯＮＵ３の性質情報に基づく評価関数を用いた修正を行って最終的な波長割当結果を得る方法である。ここでの第１の波長割当方法には、第１〜第４実施形態の波長割当方法が用いられてもよいし、１以上のＯＮＵ３に対して波長割当を行う方法であれば他のどのような波長割当方法が用いられてもよい。例えば、第１の波長割当方法は、第４の実施形態に記載した第１の波長割当方法であってもよいし、ＯＮＵ３に対して無作為に波長を割当てる方法であってもよい。

図１０は、第５実施形態の波長割当方法の実施例を示す図である。図１０は、ＯＮＵ３の数Ｎ及びＯＳＵ１の数Ｍが、それぞれＮ＝６及びＭ＝２である場合の例である。また、ここでは、評価関数を、各ＯＳＵ１の総トラヒック量Ｔ_ｍの分散値を示す関数とした場合の実施例について説明する。この場合、例えば、評価関数ｆは次の式（５）によって表される。

式（５）の評価関数は、性質情報として各ＯＮＵ３のトラヒック量Ｔ_ｎを用いているが、評価関数に用いられる性質情報には、トラヒック量Ｔ_ｎのほか、ＲＴＴや遅延量、波長切替履歴などの他の性質情報が用いられてもよい。以下、図１０の実施例を参照し、図９のフローチャートの詳細を説明する。

まず、波長割当部２２は、第１の波長割当方法を実施する（ステップＳ３０１）。これにより、第１の波長割当結果が得られる。続いて、波長割当部２２は、第１の波長割当結果として得られた波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝と、トラヒック量リスト｛Ｔ_ｎ｝とを用いて評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値を求める（ステップＳ３０２）。続いて、波長割当部２２は、波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝のうちの１つ以上のｘ_ｎの値を変更したリスト｛ｘ_ｎ’｝を生成し、生成したリスト｛ｘ_ｎ’｝を用いて評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値を求める（ステップＳ３０３）。

そして、波長割当部２２は、評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値と、評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値とを比較することにより、｛ｘ_ｎ｝及び｛ｘ_ｎ’｝のいずれの波長割当リストが優れているかを判定する（ステップＳ３０４）。例えば、評価関数ｆが式（５）によって表される場合、評価関数ｆ（Ｔ_ｎの分散値の合計）の値をより小さくする波長割当リストほど、優れた波長割当リストであると考えられる。そのため、波長割当部２２は、評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値が評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値よりも小さい場合には｛ｘ_ｎ’｝の方が優れた波長割当リストであると判定し、評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値が評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値よりも大きい場合には｛ｘ_ｎ｝の方が優れた波長割当リストであると判定する。

例えば、図１０（Ａ）に示されるトラフィック量リスト｛Ｔ_ｎ｝と、図１０（Ｂ）に示される波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝とが取得された場合、波長割当部２２は、ｘ_ｎ＝１に対応するＴ_ｎ（ｎ＝１、２、３）の分散値と、ｘ_ｎ＝２に対応するＴ_ｎ（ｎ＝４、５、６）の分散値との和を算出する。その結果、ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）＝１６００となる。続いて、波長割当部２２は、｛ｘ_ｎ｝の一部の要素の値（例えば、ｎ＝１、５）を変更し、図１０（Ｃ）に示される波長割当リスト｛ｘ_ｎ’｝を生成する。波長割当部２２は、ｘ_ｎ’＝１に対応するＴ_ｎ（ｎ＝２、３、５）の分散値と、ｘ_ｎ’＝２に対応するＴ_ｎ（ｎ＝１、４、６）の分散値との和を算出する。その結果、ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）＝０となる。この場合、波長割当部２２は、｛ｘ_ｎ’｝が｛ｘ_ｎ｝よりも優れた波長割当リストであると判定する。

｛ｘ_ｎ’｝の方が優れた波長割当リストである場合、すなわち評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値が評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値よりも小さい場合（ステップＳ３０４−ＹＥＳ）、波長割当部２２は、波長割当リスト｛ｘ_ｎ’｝を最終的な波長割当結果として採用する（ステップＳ３０５）。一方、｛ｘ_ｎ｝の方が優れた波長割当リストである場合、すなわち評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値が評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値よりも大きい場合（ステップＳ３０４−ＮＯ）、波長割当部２２は、波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を最終的な波長割当結果として採用する（ステップＳ３０６）。

なお、評価関数ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）は、波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝とトラヒック量リスト｛Ｔ_ｎ｝とに基づく評価関数であれば他のどのような関数であってもよい。また、評価関数ｆは、式（５）のように、波長割当リストが優れていることを値の小ささによって示す関数であってもよいし、これとは逆に、波長割当リストが優れていることを値の大きさによって示す関数であってもよい。評価関数ｆが、波長割当リストが優れていることを値の大きさによって示す関数である場合、ステップＳ３０４の条件判定式は、ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）＞ｆ（｛Ｔ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）となる。

このように構成された第５実施形態のＯＬＴ２は、第１の波長割当方法によって取得された第１の波長割当結果に対して、ＯＮＵ３の性質情報に基づく評価関数を用いた修正を行って最終的な波長割当結果を得る波長割当部２２を備える。このような構成を備えることにより、第５実施形態のＯＬＴ２は、第１実施形態のＯＬＴ２と同様の効果を奏することができる。さらに、第５実施形態のＯＬＴ２は、第１〜第４実施形態のＯＬＴ２に対して、第１の波長割当方法に任意の波長割当方法を用いることができるという利点を有する。

［第６実施形態］
図１１は、第６実施形態の波長割当方法の具体例を示すフローチャートである。第６実施形態の波長割当方法は、第５実施形態の波長割当方法と同様に、第１の波長割当方法によって得られた第１の波長割当結果に対して、ＯＮＵ３の性質情報に基づく評価関数を用いた修正を行って最終的な波長割当結果を得る方法である。第６実施形態の波長割当方法は、ＯＮＵ３のトラヒック量に代えて、ＯＮＵ３のＲＴＴを波長割当結果の修正に用いる点で第５実施形態の波長割当方法と異なる。ここでの第１の波長割当方法には、第１〜第５実施形態の波長割当方法が用いられてもよいし、１以上のＯＮＵ３に対して波長割当を行う方法であれば他のどのような波長割当方法が用いられてもよい。例えば、第１の波長割当方法は、第４の実施形態に記載した第１の波長割当方法であってもよいし、ＯＮＵ３に対して無作為に波長を割り当てる方法であってもよい。

図１２は、第６実施形態の波長割当方法の実施例を示す図である。図１２は、ＯＮＵ３の数Ｎ及びＯＳＵ１の数Ｍが、それぞれＮ＝６及びＭ＝２である場合の例である。また、ここでは、評価関数を、各ＯＳＵ１のＲＴＴの分散値の総和を示す関数とした場合の実施例について説明する。なお、評価関数ｆには、式（２）に示したfairness indexの総和を示す関数が用いられてもよい。以下、図１２の実施例を参照し、図１１のフローチャートの詳細を説明する。

まず、波長割当部２２は、第１の波長割当方法を実施する（ステップＳ４０１）。これにより、第１の波長割当結果が得られる。続いて、波長割当部２２は、第１の波長割当結果として得られた波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝と、ＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝とを用いて評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値を求める（ステップＳ４０２）。続いて、波長割当部２２は、波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝のうちの１つ以上のｘ_ｎの値を変更したリスト｛ｘ_ｎ’｝を生成し、生成したリスト｛ｘ_ｎ’｝を用いて評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値を求める（ステップＳ４０３）。

そして、波長割当部２２は、評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値と、評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値とを比較することにより、｛ｘ_ｎ｝及び｛ｘ_ｎ’｝のいずれの波長割当リストが優れているかを判定する（ステップＳ４０４）。例えば、評価関数ｆが式（６）によって表される場合、評価関数ｆ（Ｒ_ｎの分散値の合計）の値をより小さくする波長割当リストほど、優れた波長割当リストであると考えられる。そのため、波長割当部２２は、評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値が評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値よりも小さい場合には｛ｘ_ｎ’｝の方が優れた波長割当リストであると判定し、評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値が評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値よりも大きい場合には｛ｘ_ｎ｝の方が優れた波長割当リストであると判定する。

例えば、図１２（Ａ）に示されるＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝と、図１２（Ｂ）に示される波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝とが取得された場合、波長割当部２２は、ｘ_ｎ＝１に対応するＲ_ｎ（ｎ＝１、２、３）の分散値と、ｘ_ｎ＝２に対応するＲ_ｎ（ｎ＝４、５、６）の分散値との和を算出する。その結果、ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）＝２５００となる。続いて、波長割当部２２は、｛ｘ_ｎ｝の一部の要素の値（例えば、ｎ＝２、５）を変更し、図１２（Ｃ）に示される波長割当リスト｛ｘ_ｎ’｝を生成する。波長割当部２２は、ｘ_ｎ’＝１に対応するＲ_ｎ（ｎ＝１、３、５）の分散値と、ｘ_ｎ’＝２に対応するＲ_ｎ（ｎ＝２、４、６）の分散値との和を算出する。その結果、ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）＝１１０２５となる。この場合、波長割当部２２は、｛ｘ_ｎ’｝が｛ｘ_ｎ｝よりも優れた波長割当リストであると判定する。

｛ｘ_ｎ’｝の方が優れた波長割当リストである場合、すなわち評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値が評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値よりも小さい場合（ステップＳ４０４−ＹＥＳ）、波長割当部２２は、波長割当リスト｛ｘ_ｎ’｝を最終的な波長割当結果として採用する（ステップＳ４０５）。一方、｛ｘ_ｎ｝の方が優れた波長割当リストである場合、すなわち評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）の値が評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）の値よりも大きい場合（ステップＳ４０４−ＮＯ）、波長割当部２２は、波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を最終的な波長割当結果として採用する（ステップＳ４０６）。

なお、評価関数ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）は、波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝とＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝とに基づく評価関数であれば他のどのような関数であってもよい。また、評価関数ｆは、式（６）のように、波長割当リストが優れていることを値の小ささによって示す関数であってもよいし、これとは逆に、波長割当リストが優れていることを値の大きさによって示す関数であってもよい。評価関数ｆが、波長割当リストが優れていることを値の大きさによって示す関数である場合、ステップＳ４０４の条件判定式は、ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ’｝）＞ｆ（｛Ｒ_ｎ｝，｛ｘ_ｎ｝）となる。

このように構成された第６実施形態のＯＬＴ２は、第１の波長割当方法によって取得された第１の波長割当結果に対して、ＯＮＵ３の性質情報に基づく評価関数を用いた修正を行って最終的な波長割当結果を得る波長割当部２２を備える。このような構成を備えることにより、第６実施形態のＯＬＴ２は、第５実施形態のＯＬＴ２と同様の効果を奏することができる。

［第７実施形態］
図１３は、第７実施形態の波長割当方法の具体例を示すフローチャートである。第７実施形態の波長割当方法は、第１の波長割当方法によって得られた第１の波長割当結果を初期値とし、ＯＮＵ３の性質情報を利用して、ＲＴＴが近しいＯＮＵ同士が同一クラスターに属するようクラスタリングすることによって最終的な波長割当結果を得る方法である。クラスタリングのアルゴリズムには、どのようなアルゴリズムが用いられてもよい。例えば、参考文献（C. Bishop, “Pattern Recognition and Machine Learning,” Springer, 2011.）に記載のｋ−ｍｅａｎｓ法が用いられてもよい。また、クラスタリングに用いる性質情報は、ＲＴＴやトラヒック量のほか、遅延量、波長切替履歴などの他の性質情報が用いられてもよい。また、ここでの第１の波長割当方法には、第１〜第６実施形態の波長割当方法が用いられてもよいし、１以上のＯＮＵ３に対して波長割当を行う方法であれば他のどのような波長割当方法が用いられてもよい。例えば、第１の波長割当方法は、第４の実施形態に記載した第１の波長割当方法であってもよいし、ＯＮＵ３に対して無作為に波長を割り当てる方法であってもよい。

図１４は、第７実施形態の波長割当方法の実施例を示す図である。図１４は、ＯＮＵ３の数Ｎ及びＯＳＵ１の数Ｍが、それぞれＮ＝６及びＭ＝２である場合の例である。また、ここでは、クラスタリングのアルゴリズムにｋ−ｍｅａｎｓ法を用いている。以下、図１４の実施例を参照し、図１３のフローチャートの詳細を説明する。

まず、波長割当部２２は、第１の波長割当方法を実施する（ステップＳ５０１）。これにより、第１の波長割当結果が得られる。続いて、波長割当部２２は、第１の波長割当結果として得られた波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝とＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝とを用いて、各波長に割り当てられたＯＮＵ３のＲＴＴの平均（以下、「平均ＲＴＴ」という。）Ｒ_{ａｖｅｒａｇｅ，ｍ}を計算する（ステップＳ５０２）。

続いて、波長割当部２２は、各ＯＮＵ３が、それぞれのＲＴＴに最も近い平均ＲＴＴを持つ波長に割り当てられるように波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を更新する（ステップＳ５０３）。なお、ここで、波長割当部２２は、波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を直接的に更新するのではなく、現在の波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を維持したまま、更新後の波長割当リスト｛ｘ_ｎ’｝を生成する。

続いて、波長割当部２２は、更新前の波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝と更新後の波長割当リスト｛ｘ_ｎ’｝とが等しいか否かを判定する（ステップＳ５０４）。更新前の波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝と更新後の波長割当リスト｛ｘ_ｎ’｝とが等しくない場合（ステップＳ５０４−ＮＯ）、波長割当部２２は、現在の波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を波長割当リスト｛ｘ_ｎ’｝で置き換えることによって波長割当リストの更新を確定させる（ステップＳ５０５）。波長割当部２２は、波長割当リストの更新を確定させるとステップＳ５０２に処理を戻し、更新後の波長割当リストに対してステップＳ５０２〜Ｓ５０４の処理を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ５０４において、更新前の波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝と更新後の波長割当リスト｛ｘ_ｎ’｝とが等しい場合（ステップＳ５０４−ＹＥＳ）、波長割当部２２は、現在の波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を最終的な波長割当結果として採用する（ステップＳ５０６）。

具体的には、性質情報として図１４（Ａ）のＲＴＴリスト｛Ｒ_ｎ｝が得られ、第１の波長割当結果として図１４（Ｂ）の波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝が得られた場合、ｍ＝１及びｍ＝２の波長に対応する平均ＲＴＴは、それぞれＲ_{ａｖｅｒａｇｅ，１}＝９３．３、Ｒ_{ａｖｅｒａｇｅ，２}＝１４０となる。このとき、ｎ＝２で識別されるＯＮＵ３のＲＴＴは１２０であり、Ｒ_{ａｖｅｒａｇｅ，１}よりもＲ_{ａｖｅｒａｇｅ，２}に近いが、第１の波長割当結果ではｍ＝１の波長に割り当てられている。このような場合、波長割当部２２は、ｎ＝２に対応する接続情報ｘ_ｎが、ＲＴＴ（Ｒ_ｎ）に最も近い平均ＲＴＴを持つ波長（ｍ＝２）に対応するように波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝を更新する。

同様に、ｎ＝５で識別されるＯＮＵ３のＲＴＴは１００であり、Ｒ_{ａｖｅｒａｇｅ，２}よりもＲ_{ａｖｅｒａｇｅ，１}に近いが、第１の波長割当結果ではｍ＝２の波長に割り当てられている。この場合、波長割当部２２は、｛ｘ_２｝＝５とする。このような操作が行われることによって、波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝は図１４（Ｃ）のように更新される。さらに、図１４（Ｃ）の波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝に対して同様の処理を繰り返し実行することにより、図１４（Ｄ）に示される波長割当リスト｛ｘ_ｎ｝が最終的な波長割当結果として得られる。

［第８実施形態］
第８実施形態の波長割当方法は、第１〜第７実施形態のうちの少なくとも一つの実施形態の波長割当方法を第１の波長割当方法として得られる第１の波長割当結果に対して、第２の波長割当方法の評価関数（以下、「第２評価関数」という。）を用いた修正を行って最終的な波長割当結果を得る方法である。ここでいう、第２の波長割当方法とは、第１の波長割当結果に対する評価関数（第２評価関数）を有し、第１の波長割当結果に基づいて得られる第２の波長割当結果であって、第２評価関数の値を最適化する波長割当結果を最終的な波長割当結果として採用する波長割当方法である。

［第９実施形態］
図１５は、第９実施形態のＰＯＮシステムの構成の具体例を示す図である。第９実施形態のＰＯＮシステムはカスケードＰＯＮ２００である。カスケードＰＯＮ２００は、複数のＰＯＮがカスケード接続されることにより構成される多段構造のＰＯＮシステムである。図１５は、親となるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ２１０（以下、「親ＰＯＮ」という。）に対して、子となる通常のＰＯＮ２２０（以下、「子ＰＯＮ」という。）が接続された例である。カスケードＰＯＮ２００において、子ＰＯＮのＯＮＵから送出された信号は、その子ＰＯＮのＯＬＴ及び親ＰＯＮのＯＮＵを介して親ＰＯＮのＯＬＴに到達する。

このように構成されるカスケードＰＯＮでは、必要に応じた任意の数のＰＯＮをカスケード接続することにより、光通信網を柔軟に拡張することができる。そのため、カスケードＰＯＮは、大規模な集合住宅やテナントビル、商業施設等に対する高速なブロードバンドサービスの提供を効率的に実現することができる。さらに、カスケードＰＯＮは、大規模なＭ２Ｍ（Machine to Machine）端末の収容サービスを、より心数の少ない光アクセス線路で提供することができる。

図１５において、親ＰＯＮ２１０は、ＯＳＵ１−１及びＯＳＵ１−２を含むＯＬＴ２と、ＯＮＵ３−１〜３−４と、を備えている。ここで、ＯＮＵ３−１、３−２及び３−４はＯＬＴ２から比較的近い距離にあり、ＯＮＵ３−３はＯＬＴ２から比較的遠い距離にあると仮定する。子ＰＯＮ２２０は親ＰＯＮ２１０のＯＮＵ３−２と接続するＯＬＴ４と、ＯＬＴ４に収容されるＯＮＵ３−５及び３−６と、を備える。

この場合、カスケードＰＯＮ２００におけるＤＢＡの方式には、親ＰＯＮ２１０と子ＰＯＮ２２０とがそれぞれ独立してＤＢＡを実施する第１の方式と、親ＰＯＮ２１０と子ＰＯＮ２２０とが連携してＤＢＡを実施する第２の方式とがある。本実施形態では、カスケードＰＯＮ２００におけるＤＢＡの実施の方式として第１の方式を想定し、さらに、子ＰＯＮ２２０のＯＮＵ５と親ＰＯＮ２１０のＯＬＴ２とが直接的にｒｅｑｕｅｓｔ／ｇｒａｎｔをやり取りする方式を想定する。

このような想定のカスケードＰＯＮ２００は、ＯＬＴ２が、比較的近い距離にあるＯＮＵ３と、比較的遠い距離にあるＯＮＵ３−３、３−５及び３−６とに対して波長割当を行う構成であると仮想することができる。そのため、カスケードＰＯＮ２００において従来方法での波長割当を行った場合、各ＯＮＵ３とＯＬＴ２との間の距離のばらつきに起因してＤＢＡ周期が長くなってしまう可能性がある。一方で、第１〜第８実施形態で説明した波長割当方法は、各ＯＮＵ３の性質情報に基づいて波長割当を行う方法である。そのため、第１〜第８実施形態の波長割当方法は、ＯＮＵ３とＯＬＴ２とが直接的にｒｅｑｕｅｓｔ／ｇｒａｎｔをやり取りする構成、すなわち、ＯＬＴ２が各ＯＮＵ３についての性質情報を取得可能な構成のカスケードＰＯＮ２００に対しても適用可能である。そして、カスケードＰＯＮ２００に対して第１〜第８実施形態の波長割当方法が適用されることにより、ＯＬＴ２とＯＮＵ３との間に接続距離のばらつきが生じるカスケードＰＯＮ２００においても、ＯＬＴ２に比較的近い距離にあるＯＮＵの構成を複雑化させることなく、上り通信の遅延を抑制することができる。
＜変形例＞

上述した実施形態におけるＯＬＴ２をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能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、ＣＤ−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。さらに「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、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能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く、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

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。

１００…ＴＤＭ−ＰＯＮ、 ２…ＯＬＴ、 ２１…信号中継部、 ２２…波長割当部、 ３，３−１〜３−６…ＯＮＵ、 ４…ＯＬＴ（子ＰＯＮ）、 １０…光合分波手段、 ２０…光ファイバ伝送路、 １０１，１０２…ＯＮＵ集合、 ２００…カスケードＰＯＮ、 ２１０…親ＰＯＮ、 ２２０…子ＰＯＮ

Claims (4)

1. 複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記複数の子ノードから親ノードである自装置への上り通信に用いられる上り通信波長を、前記複数の子ノードに対して動的に割当てる通信装置であって、
   前記複数の子ノードに関して自装置との間の最短伝搬時間を取得する最短伝搬時間取得手段と、
   前記最短伝搬時間の大きさが近い子ノード同士を同じ波長に割当てる波長割当手段と、
   を備える通信装置。
2. 前記波長割当手段は、前記最短伝搬時間に基づいて並び替えられた前記子ノードの先頭から順に、前記子ノードを、前記通信波長ごとにあらかじめ定められた数ずつ前記通信波長に割当てる、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記波長割当手段は、前記通信波長ごとにあらかじめ定められた前記最短波長伝搬時間の上限または下限に基づいて、前記子ノードを前記通信波長に割当てる、
   請求項１に記載の通信装置。
4. 複数の子ノードと光ファイバ伝送路を介して接続され、前記複数の子ノードから親ノードである自装置への上り通信に用いられる上り通信波長を、前記複数の子ノードに対して動的に割当てる通信装置が行う波長割当方法であって、
   前記複数の子ノードに関して自装置との間の最短伝搬時間を取得する最短伝搬時間取得ステップと、
   前記最短伝搬時間の大きさが近い子ノード同士を同じ波長に割当てる波長割当ステップと、
   を有する波長割当方法。

Images