JP6449060B2 - 波長分離多重装置及び光通信システム並びに波長分離多重方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ伝送路を介してユニキャスト通信およびマルチキャスト通信を行う光通信システムに関するものである。

経済的な光アクセスシステムの形態として、受動光ネットワーク（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）がある。図１に示すように、ＰＯＮは１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）９２が複数の光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）９１と光ファイバ伝送路および１対ｎの光合分波器（ｎは自然数）９４を介してポイントツーマルチポイントの通信を行うネットワークである。ＰＯＮシステムの例として、時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を利用したＴＤＭ−ＰＯＮや波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を利用したＷＤＭ−ＰＯＮ、ＴＤＭ技術およびＷＤＭ技術を組み合わせたＴＷＤＭ−ＰＯＮなどが挙げられる。

ＴＤＭ−ＰＯＮの代表的な規格として、ＩＥＥＥ８０２．３にて標準化されたギガビットクラスの１Ｇ−ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ＰＯＮ）および１０ギガビットクラスの１０Ｇ−ＥＰＯＮがある。これらを総称してＥＰＯＮと呼ぶこととする。

図２に、ＥＰＯＮにおけるＯＮＵ９１の機能ブロック図を示す。上り主信号は、ＵＮＩ−ＩＦ（Ｕｓｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１１のポート、ＰＯＮ信号処理部１２、ＰＯＮ−ＩＦ（ＰＯＮ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１３のポートを通過してＯＬＴ９２へと送信される。一方、下り主信号は、ＰＯＮ−ＩＦ１３のポート、ＰＯＮ信号処理部１２、ＵＮＩ−ＩＦ１１のポートを通過してＯＮＵ９１配下のホームゲートウェイやユーザ端末などへ送信される。

ＰＯＮ信号処理部１２には、ＯＬＴ９２に対して上りキュー内のデータ量をＲＥＰＯＲＴメッセージにより報告し、ＯＬＴ９２から上り帯域の割当結果をＧＡＴＥメッセージにより受け取るＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）部１２２が具備されている。上り信号処理部１２１は上りキュー内のデータ量を監視し、ＭＰＣＰ部１２２にキュー長情報を渡す。また、上り信号処理部１２１は、ＧＡＴＥメッセージにより受け取った帯域割当情報、例えば、送信開始時刻や送信終了時刻の情報に基づいてキュー内のフレームをＯＬＴ９２へ送信する。

図３にＥＰＯＮにおけるＯＬＴ９２の機能ブロック図を示す。下り主信号は、ＳＮＩ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート、ＰＯＮ信号処理部２２、ＰＯＮ−ＩＦ２１のポートを通過してＯＮＵ９１へと送信される。一方、上り主信号は、ＰＯＮ−ＩＦ２１のポート、ＰＯＮ信号処理部２２、ＳＮＩ―ＩＦ２２のポートを通過して上位ネットワークのスイッチやルータなどへ送信される。ＰＯＮ信号処理部２２には、ＯＮＵ９１に対して上りキュー内のデータ量をＲＥＰＯＲＴメッセージにより報告させ、上り帯域の割当結果をＧＡＴＥメッセージによりＯＮＵ９１に通知するＭＰＣＰ部２２２と、ＯＮＵ９１から受信したＲＥＰＯＲＴメッセージをもとにＯＮＵ９１内のキューのデータ量を監視し、動的帯域割当（ＤＢＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムにより各ＯＮＵへ送信順番および送信可能なデータ量の割当を行う帯域割当部２２４が具備されている。

近年、ブロードバンドサービスの普及に伴い、ＰＯＮシステムの広帯域化が求められている。例えば、図４のようにＷＤＭ技術を用いることによりＯＮＵ９１毎に１つの通信波長を割り当て、広帯域化を図ったＷＤＭ−ＰＯＮや、ＴＤＭ技術とＷＤＭ技術を組み合わせることにより柔軟で効率的なユーザ多重を実現したＴＷＤＭ−ＰＯＮなどがある。

非特許文献１に示されているように、ＷＤＭ−ＰＯＮにおいては、トラヒック量に応じて起動させる送受信機の数を変更する帯域アグリゲーション技術によりＯＬＴ９２の省電力化を図ることができる。

例えば、１台のＯＬＴ９２にｎ台のＯＮＵ９１が波長分離多重装置９３を介して接続されているとし、ＯＬＴ９２は（ｎ＋１）個の波長で下り信号を送信可能であるとする。波長λ_ｄ，ｕ１からλ_ｄ，ｕｎを各ＯＮＵ９１に割り当て、波長λ_ｄ，ｂを全ＯＮＵ９１が受信可能なブロードキャスト波長とする。下り信号の送信レートに対してしきい値を設け、送信レートがしきい値以上となった場合には波長λ_ｄ，ｕ１からλ_ｄ，ｕｎを用いて下り信号を送信し、送信レートがしきい値以下となった場合には波長λ_ｄ，ｂのみを用いて下り信号を送信する。

波長λ_ｄ，ｕ１からλ_ｄ，ｕｎを用いる場合はＷＤＭ−ＰＯＮに相当し、波長λ_ｄ，ｂを用いる場合はＴＤＭ−ＰＯＮに相当する。つまり、トラヒックが少ない状態ではＴＤＭ−ＰＯＮの構成で運用することで、使用しない送信機を低消費電力のスリープ状態に移行させ、ＯＬＴ９２の消費電力を低減する。

このような帯域アグリゲーション方式は、例えば以下のような物理構成で実現できる。例えば、周回性を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）を利用したＷＤＭ−ＰＯＮの場合には、図５のように、波長分離多重装置９３において波長分離部３１および光合分波部３２を利用し、さらにブロードキャスト波長λ_ｄ，ｂを追加することで下り波長をｎ台のＯＮＵで共用できる。波長分離部３１は、例えば（ｎ＋１）×（ｎ＋１）のＡＷＧである。光合分波部３２は、例えば１×ｎのパワースプリッタである。

図５の例では、使用する波長数がｎのＷＤＭ−ＰＯＮの構成と使用する波長数が１のＴＤＭ−ＰＯＮの構成を切り替える場合について説明したが、非特許文献２に示されているように、任意数のＯＮＵ９１宛のマルチキャスト波長を用意することで、より効率的にＯＬＴ９２の省電力化を図ることができる。

例えば、マルチキャスト通信可能なＷＤＭ−ＰＯＮは図６のように構成することができる。波長λ_ｄ，ｍ１からλ_ｄ，ｍｋがマルチキャスト通信に用いる波長である。例えば、λ_ｄ，ｍ１をＯＮＵ＃１およびＯＮＵ＃２の２ノードへのマルチキャスト通信に用いることができる。

下り信号に対する波長分離多重装置の構成例を図７に示す。ＯＬＴ９２から送信された下り信号は、波長分離部３１によりユニキャスト波長、マルチキャスト波長に分離される。ユニキャスト波長はそれぞれ宛先ＯＮＵ９１に対応した出力ポートに波長多重部３３を介して接続される。マルチキャスト波長は、宛先ＯＮＵ数に応じて光合分波部３２により分波され、宛先ＯＮＵ９１に対応した出力ポートに接続される。例えば、ＯＮＵ＃１およびＯＮＵ＃２の２ノードへのマルチキャスト波長の場合、２分岐パワースプリッタにより分波し、光合分波回路３２の１つの出力をＯＮＵ＃１宛の出力ポートへ、もう１つの出力をＯＮＵ＃２宛の出力ポートへ接続する。

ユニキャスト通信、マルチキャスト通信、ブロードキャスト通信が混在した光ネットワークにおいては、宛先ＯＮＵ数によってパワー分岐数が異なるため光損失が変動してしまい、ＯＮＵ側にダイナミックレンジの大きな受信機を配備しなければならない。そこで、特許文献１では、ＴＤＭ型の光アクセスシステムにおいて光スイッチと光増幅器を組み合わせた光パワー損失補償回路が提案されている。

特開２０１０−５７１０８号公報

Ｍａｓａｓｈｉ Ｔａｄｏｋｏｒｏ， Ｒｙｏｇｏ Ｋｕｂｏ， Ｓｕｓｕｍｕ Ｎｉｓｈｉｈａｒａ， Ｔａｋａｓｈｉ Ｙａｍａｄａ ａｎｄ Ｈｉｒｏｔａｋａ Ｎａｋａｍｕｒａ，"Ａｄａｐｔｉｖｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｓｈａｒｅｄ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｆｏｒ ｅｎｅｒｇｙ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ"，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ， ＣＯＩＮ ２０１２，Ｙｏｋｏｈａｍａ，Ｊａｐａｎ，ＷＦ．２，ｐｐ．１−２，Ｍａｙ ２０１２． 市川匠，上杉拓矢，久保亮吾，"アクセスネットワーク向けマルチキャストＡＷＧルータの一構成法"，電子情報通信学会光通信システムシンポジウム講演予稿集，三島，Ｐ−１５，ｐ．３４，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０１４．

しかしながら、非特許文献２では、マルチキャスト波長を利用した波長ルーティングシステムにおける光パワー損失補償回路の具体的な構成は明らかにされていない。また、特許文献１のようにパケットに付与された識別子に基づいて光増幅器の増幅率を決定すると、波長分離多重装置においてパケット解析を行う必要があるため、処理遅延が発生してしまうという課題があった。さらに、光スイッチ制御のための制御メッセージのやり取りが必要となり、通信帯域を圧迫してしまうという課題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、マルチキャスト通信が可能な波長ルーティングシステムにおいて、処理遅延を増加させず、かつ通信帯域を圧迫させることなく、各受信ノードにおける光受信パワーを維持することにある。

本発明に係る波長分離多重装置は、
１つの送信ノードと複数の受信ノードの間に接続され、前記送信ノードから送信された波長多重光信号を前記複数の受信ノードの少なくともいずれかへ転送する波長分離多重装置であって、
前記波長多重光信号の送信先のノード数に応じて定められた波長帯域ごとに、前記送信ノードから送信された前記波長多重光信号を分離する第１の波長分離部と、
前記第１の波長分離部で分離された各波長帯域の光信号を、前記波長帯域ごとに定められた増幅率で増幅する光増幅部と、
前記光増幅部で増幅された各波長帯域の光信号を、前記受信ノードに応じて定められた通信波長に分離する第２の波長分離部と、
前記第２の波長分離部で分離された各波長帯域における各通信波長の光信号を、前記ノード数に分岐する光合分波部と、
前記光合分波部で分岐された各波長帯域における各通信波長の光信号を、前記受信ノードごとに多重化する波長多重部と、
を備える。

本発明に係る波長分離多重装置では、前記ノード数が等しくかつ前記受信ノードが異なる通信波長は、前記波長帯域内において互いに隣接し、前記光増幅部は、前記ノード数が等しくかつ前記受信ノードが異なる通信波長の光信号を一括して増幅してもよい。

本発明に係る波長分離多重装置では、前記受信ノードに到達したときの光信号の強度が当該受信ノードにおける最小受光感度以上になるように前記光増幅部の増幅率を調整する増幅率調整部をさらに備えていてもよい。

本発明に係る波長分離多重装置では、前記増幅率調整部は、前記ノード数が等しい前記受信ノードのうち、自装置からの距離が最大となる前記受信ノードに到達したときの光信号の強度が当該受信ノードにおける最小受光感度以上となるように、前記光増幅部の増幅率を調整してもよい。

本発明に係る光通信システムは、
光信号を送信する送信ノードと、
前記光信号を受信する受信ノードと、
前記送信ノード及び前記受信ノードを接続する光ファイバ伝送路に接続された本発明に係る波長分離多重装置と、
を備える。

本発明に係る波長分離多重方法は、
１つの送信ノードと複数の受信ノードの間に接続され、前記送信ノードから送信された波長多重光信号を前記複数の受信ノードの少なくともいずれかへ転送する波長分離多重方法であって、
第１の波長分離部が、前記波長多重光信号の送信先のノード数に応じて定められた波長帯域ごとに、前記送信ノードから送信された前記波長多重光信号を分離し、
光増幅部が、前記第１の波長分離部で分離された各波長帯域の光信号を、前記波長帯域ごとに定められた増幅率で増幅し、
第２の波長分離部が、前記光増幅部で増幅された各波長帯域の光信号を、前記受信ノードに応じて定められた通信波長に分離し、
光合分波部が、前記第２の波長分離部で分離された各波長帯域における各通信波長の光信号を、前記波長帯域に応じた前記ノード数に分岐し、
波長多重部が、前記光合分波部で分岐された各波長帯域における各通信波長の光信号を、前記受信ノードごとに多重化する。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明は、受信ノード数の異なる通信に対して異なる波長を配置することにより、波長分離多重装置におけるパケット解析および外部装置との制御プロトコルを必要とせずに、波長情報に基づいて光パワー損失を推定できるようになるため、処理遅延の増加および通信帯域の圧迫を回避できる。

ＰＯＮシステムの構成の一例である。 ＥＰＯＮにおけるＯＮＵの構成の一例である。 ＥＰＯＮにおけるＯＬＴの構成の一例である。 ＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成の一例である。 ＷＤＭ−ＰＯＮにおけるブロードキャスト波長の追加例を示す。 ＷＤＭ−ＰＯＮにおけるマルチキャスト通信の一例を示す。 関連する波長分離多重装置の構成の一例である。 本発明の実施形態に係る波長配置例である。 実施形態１に係る波長分離多重装置の構成の一例である。 波長グループと増幅率の変換テーブルの一例である。 実施形態２に係る光通信システムの一例である。 実施形態２に係る波長分離多重装置の構成の一例である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
本実施形態に係る光通信システムは、光信号を送信する送信装置と、光信号を受信する受信装置と、送信装置及び受信装置を接続する光伝送路に接続された波長分離多重装置と、を備える。本実施形態に係る光通信システムは、１つの送信ノードと複数の受信ノードがポイントツーマルチポイントの形態で接続される光ネットワークである。本実施形態に係る波長分離多重装置は、入力側のポートに１つの送信ノードが接続され、出力側のポートに複数の受信ノードが接続されている。

本実施形態に係る光通信システムは、例えば、図６に示すような、１つのＯＬＴ９２と複数のＯＮＵ９１が光伝送路で接続されたＰＯＮシステムである。この場合、波長分離多重装置９３の入力側のポートが送信装置として機能するＯＬＴ９２に接続され、波長分離多重装置９３の出力側のポートが受信装置として機能するＯＮＵ９１に接続される。

送信ノードとして機能するＯＬＴ９２は波長多重光信号を送信し、受信ノードとして機能するＯＮＵ９１は波長多重光信号を受信する。以下、本実施形態に係る光通信システムが、図６に示すようなＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴ９２からＯＮＵ９１へ下り信号を送信する場合について説明する。

本実施形態における下り信号の送信波長配置例を図８に示す。波長帯域は、送信先のノード数である受信ノード数に応じて定められている。例えば、受信ノード数が１であるユニキャスト通信用の波長帯域を波長グループＷ１に定め、受信ノード数が２のマルチキャスト通信用の波長帯域を波長グループＷ２に定め、・・・受信ノード数がｎのブロードキャスト通信用の波長帯域を波長グループＷｎに定める。受信ノード数が２以上の波長帯域は、例えばＴバンドやＯバンドが含まれる１．０〜１．３μｍを用いる。

また、ＯＮＵ９１ごとに各波長帯域内の波長が通信波長として割り当てられている。例えば、波長グループＷ１において、ＯＮＵ＃１へのユニキャスト波長をλ_ｄ，ｕ１、ＯＮＵ＃２へのユニキャスト波長を波長λ_ｄ，ｕ２、・・・、ＯＮＵ＃ｎへのユニキャスト波長をλ_ｄ，ｕｎとする。また、波長グループＷ２において、２ノードへのマルチキャスト波長として、λ_ｄ，ｍ１、λ_ｄ，ｍ２、・・・、λ_{ｄ，ｍｋ１}を用意する。２ノードへのマルチキャスト波長はｎノードから２ノードを選択する組合せ数存在し、最大でｎ×（ｎ−１）／２個となる。例えば、マルチキャスト波長λ_ｄ，ｍ１をＯＮＵ＃１およびＯＮＵ＃２へのマルチキャスト通信に用いる。

波長グループＷ３において、３ノードへのマルチキャスト波長として、λ_{ｄ，ｍ（ｋ１＋１）}、λ_{ｄ，ｍ（ｋ１＋２）}、・・・、λ_{ｄ，ｍｋ２}を用意する。３ノードへのマルチキャスト波長はｎノードから３ノードを選択する組合せ数存在し、最大でｎ×（ｎ−１）×（ｎ−２）／６個となる。例えば、マルチキャスト波長λ_{ｄ，ｍ（ｋ１＋１）}をＯＮＵ＃１およびＯＮＵ＃２およびＯＮＵ＃３へのマルチキャスト通信に用いる。

さらに、ｎ個のノードへのブロードキャスト通信用にブロードキャスト波長λ_ｄ，ｍｋを用意する。ブロードキャスト波長λ_ｄ，ｍｋは全てのＯＮＵ９１において受信可能な波長である。

波長分離多重装置９３において、受信ノード数が同一のユニキャスト波長およびマルチキャスト波長の波長分離および光増幅を容易にするため、受信ノード数が同一のユニキャスト通信又はマルチキャスト通信には、各ＯＮＵ＃１〜＃ｎに割り当てる通信波長として、隣接した波長を利用することが望ましい。例えば、図８に示すように、波長グループＷ２内でＯＮＵ＃１〜＃ｎに割り当てられる波長λ_ｄ，ｍ１、λ_ｄ，ｍ２、・・・、λ_{ｄ，ｍｋ１}は、隣接していることが好ましい。ただし、波長分離多重装置９３において各波長の合分波を適切に行うことができれば、これらの波長を必ずしも隣接させる必要はない。

任意の１ノードへの送信に利用するユニキャスト波長を波長グループＷ１、任意の２ノードへのマルチキャスト波長を波長グループＷ２、・・・Ｗｎノードへのブロードキャスト波長を波長グループＷｎとする。各波長グループ間には波長分離部３１による分離を容易にするため保護帯域（ＧＢ：Ｇｕａｒｄ Ｂａｎｄ）を設けることが望ましい。また、各波長グループの開始波長λ_ｄ，ｕ１、λ_ｄ，ｍ１、λ_{ｄ，ｍ（ｋ１＋１）}、・・・、λ_ｄ，ｍｋの間隔Ｃを、一定周波数間隔又は一定波長間隔とすることが望ましい。

本実施形態における下り信号に対する波長分離多重装置９３の構成例を図９に示す。ＯＬＴ９２から送信された下り信号は波長分離多重装置９３を介してＯＮＵ＃１からＯＮＵ＃ｎのいずれかのノードへ伝送される。

波長分離多重装置９３は、波長分離部３１、光増幅部３４−１〜３４−ｎ、波長分離部３５、光合分波部３２、波長多重部３３、増幅率調整部３６を備える。波長分離部３１は、波長多重された下り信号を、各波長グループに分離する。波長グループは、送信先のノード数に応じて定められた波長帯域になっている。

光増幅部３４−１〜３４−ｎは、波長グループごとに定められた増幅率で、下り信号を増幅する。同一波長グループ内の信号は受信ノード数が同一であるため、後段の光増幅部３４−１〜３４−ｎによって一括して増幅を行う。例えば波長グループＷ１に対しては増幅率Ｇ_１の光増幅部３４−１により増幅を行い、波長グループＷ２に対しては増幅率Ｇ_２の光増幅部３４−２により増幅を行う。ただし、光増幅部３４−１〜３４−ｎは、増幅率の異なる複数の光増幅器を並べた光増幅器アレイであっても構わないし、可変増幅率の光増幅器であっても構わない。

波長分離部３５は、光増幅部３４−１〜３４−ｎで増幅された各波長帯域の光信号を、ＯＮＵ９１に応じて定められた通信波長に分離する。例えば、ＯＮＵ＃１およびＯＮＵ＃２に割り当てられている波長λ_ｄ，ｍ１を分離する。これにより、ユニキャスト波長およびマルチキャスト波長を分離する。

ユニキャスト通信に用いられる波長グループＷ１に含まれる各波長λ_ｄ，ｕ１、λ_ｄ，ｕ２、・・・、λ_ｄ，ｕｎはそれぞれＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２、・・・、ＯＮＵ＃ｎ宛の出力ポートに接続される。マルチキャスト通信に用いられる波長グループＷ１に含まれる各通信波長は、光合分波部３２に出力される。

光合分波部３２は、マルチキャスト波長を受信ノード数に応じてパワースプリッタなどによりパワー分岐する。分岐数は、例えば、受信ノード数が２であれば２分岐とし、受信ノード数が３であれば３分岐又は４分岐とする。

例えば、波長λ_ｄ，ｍ１をＯＮＵ＃１およびＯＮＵ＃２へのマルチキャスト通信に用いる場合は、受信ノード数が２である波長グループＷ２に含まれるため、光合分波回路内の２分岐パワースプリッタにより光パワーを分岐する。そして、１つの光合分波部３２からの出力をＯＮＵ＃１宛の波長多重装置出力ポートである波長多重部３３に接続し、もう１つの光合分波部３２からの出力をＯＮＵ＃２宛の波長多重装置出力ポートである波長多重部３３に接続する。

波長多重部３３−１〜３３−ｎは、各ＯＮＵ宛の波長を合波し、多重された下り信号を各ＯＮＵ＃１〜＃ｎへ送信する。例えば、ＯＮＵ＃１に接続されている波長多重部３３−１は、波長グループＷ１においてＯＮＵ＃１に割り当てられている波長λ_ｄ，ｕ１と、波長グループＷ２においてＯＮＵ＃１に割り当てられている波長λ_ｄ，ｍ１と、波長グループＷ３においてＯＮＵ＃１に割り当てられている波長λ_{ｄ，ｍ（ｋ１＋１）}と、を合波する。これにより、ＯＮＵ＃１に送信される波長多重光信号に、ユニキャスト通信用の信号やマルチキャスト通信用の信号を多重化する。

増幅率調整部３６は、波長情報に基づいて各光増幅部３４−１〜３４−ｎの増幅率を調整する。波長情報は、例えば、波長毎又は波長グループである。この場合、例えば、図１０のように、波長毎又は波長グループ毎にあらかじめ増幅率を対応させた変換テーブルを作成しておく。増幅率は、後段の光合分波部３２における光パワー分岐数、波長分離多重装置９３からＯＮＵ９１までの光パワー損失と、ＯＮＵ９１における最小受光感度に応じて決定される。

増幅率調整部３６は、各ＯＮＵ９１が波長グループＷ２に含まれる通信波長の光信号を受信したときに、すべてのＯＮＵ９１において最小受光感度以上の光受信パワーとなるように、光増幅部３４−２の増幅率を調整することが好ましい。これにより、推定される光パワー損失に基づいて光増幅部３４−１〜３４−ｎの増幅率を適切に設定し、受信ノードにおける光受信パワーを最小受光感度以上に維持することができる。

さらに、ＯＬＴ９２と各ＯＮＵ９１との間の距離を考慮しても構わない。各波長グループにおいて最大距離となる波長に対する増幅率を採用することができる。例えば、波長グループＷ２において、各ＯＮＵ９１での最小受光感度以上の受信が可能な増幅率がＧ_２１、Ｇ_２２、・・・、Ｇ_２ｋ１であり、最大距離となる波長に対する増幅率がＧ_２１の場合、光増幅部３４−２の増幅率Ｇ_２としてＧ_２１を採用する。また、Ｇ_２１＞Ｇ_２２＞・・・＞Ｇ_２ｋ１である場合、光増幅部３４−２の増幅率Ｇ_２としてＧ_２１を採用してもよい。

ただし、変換テーブルは、送受信ノード間の距離の変更又は受信ノード数の変更に応じて、各波長又は各波長グループに対応した増幅率を再設定可能であることが望ましい。また、遠隔地から波長分離多重装置９３にアクセスして再設定可能であることが望ましい。再設定のための波長分離多重装置９３へのアクセス方法としては、制御用のインタフェースを利用してもよいし、ＯＬＴ９２又はＯＮＵ９１との通信インタフェースを利用してもよい。なお、光増幅部３４−１〜３４−ｎの設置による消費電力の増大を抑えるため、各光増幅部３４−１〜３４−ｎの増幅率は、受信ノードにおいて最小受光感度以上での光パワー受信が可能でありかつできるだけ小さな値に設定することが望ましい。

（実施形態２）
実施形態１では、１つの親ノードであるＯＬＴと複数の子ノードであるＯＮＵがポイントツーマルチポイントの形態で接続されるＷＤＭ−ＰＯＮの下り通信への適用について説明したが、本実施形態では、ＷＤＭ技術を用いたあらゆるポイントツーマルチポイントネットワークのマルチキャスト通信に適用する。また、実施形態１のポイントツーマルチポイントネットワークを複数並列に構築することで、全ノードがフルメッシュの形態で接続される光ネットワークにおける任意のノードと別の任意のノードとの間のマルチキャスト通信へ適用する。

図１１に、本実施形態に係る光通信システムの一例を示す。本実施形態に係る光通信システムは、ノード９０がフルメッシュの形態で接続されている。各ノード９０は、ネットワークと波長分離多重装置９３を介して接続される。

本実施形態における波長分離多重装置９３の構成は、実施形態１で説明した図９に示す構成と同様である。ただし、本実施形態では、波長分離多重装置９３の接続関係が異なる。例えば、ノード＃１に接続される波長分離多重装置９３は、図９におけるＯＬＴ９２がノード＃１となり、図９におけるＯＮＵ９１がノード＃２〜＃５となる。ノード＃５に接続される波長分離多重装置９３は、図９におけるＯＬＴ９２がノード＃５となり、図９におけるＯＮＵ９１がノード＃１〜＃４となる。他のノード＃２，＃３，＃４についても同様である。

したがって、実施形態１に係る発明は、全ノードがフルメッシュの形態で接続される光ネットワークにおける任意のノードと別の任意のノードとの間のマルチキャスト通信にも適用することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る発明は、波長分割多重ネットワークにおいて分岐数に応じたユニキャスト／マルチキャスト／ブロードキャスト用波長を別に用意し、中継ノードである波長分離多重装置９３において波長情報に基づいて光信号の強度を増幅する。波長分離部３５の分岐数に応じて連続的に波長を配置することで中継ノードにおける信号分離・増幅を容易にする。このように、本実施形態に係る発明は、送信波長により分岐数を特定することが可能になるため、送信ノードと中継ノードとの間のメッセージ交換が不要となる。また、中継ノードにおいて、識別子を認識するためのパケット解析が不要となる。したがって、本発明により、送信ノードと中継ノードとの間のメッセージ交換に要する遅延および中継ノードにおける処理遅延の増加を回避しつつ、受信ノードにおける光強度のばらつきを低減することができる。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１１：ＵＮＩ−ＩＦ
１２：ＰＯＮ信号処理部
１２１：上り信号処理部
１２２：ＭＰＣＰ部
１２３：下り信号処理部
１３：ＰＯＮ−ＩＦ
２１：ＰＯＮ−ＩＦ
２２：ＰＯＮ信号処理部
２２１：上り信号処理部
２２２：ＭＰＣＰ部
２２３：下り信号処理部
２２４：帯域割当部
２３：ＳＮＩ−ＩＦ
３１：波長分離部
３２：光合分波部
３３−１、３３−２、３３−ｎ：波長多重部
３４−１、３４−２、３４−ｎ：光増幅部
３５：波長分離部
３６：増幅率調整部
９０：ノード
９１：ＯＮＵ
９２：ＯＬＴ
９３：波長分離多重装置
９４：光合分波器
９５：光ファイバ伝送路

Claims (6)

1. １つの送信ノードと複数の受信ノードの間に接続され、前記送信ノードから送信された波長多重光信号を前記複数の受信ノードの少なくともいずれかへ転送する波長分離多重装置であって、
   前記波長多重光信号の送信先のノード数に応じて定められた波長帯域ごとに、前記送信ノードから送信された前記波長多重光信号を分離する第１の波長分離部と、
   前記第１の波長分離部で分離された各波長帯域の光信号を、前記波長帯域ごとに定められた増幅率で増幅する光増幅部と、
   前記光増幅部で増幅された各波長帯域の光信号を、前記受信ノードに応じて定められた通信波長に分離する第２の波長分離部と、
   前記第２の波長分離部で分離された各波長帯域における各通信波長の光信号を、前記ノード数に分岐する光合分波部と、
   前記光合分波部で分岐された各波長帯域における各通信波長の光信号を、前記受信ノードごとに多重化する波長多重部と、
   を備える波長分離多重装置。
2. 前記ノード数が等しくかつ前記受信ノードが異なる通信波長は、前記波長帯域内において互いに隣接し、
   前記光増幅部は、前記ノード数が等しくかつ前記受信ノードが異なる通信波長の光信号を一括して増幅する、
   請求項１に記載の波長分離多重装置。
3. 前記受信ノードに到達したときの光信号の強度が当該受信ノードにおける最小受光感度以上になるように前記光増幅部の増幅率を調整する増幅率調整部をさらに備える、
   請求項１又は２に記載の波長分離多重装置。
4. 前記増幅率調整部は、前記ノード数が等しい前記受信ノードのうち、自装置からの距離が最大となる前記受信ノードに到達したときの光信号の強度が当該受信ノードにおける最小受光感度以上となるように、前記光増幅部の増幅率を調整する、
   請求項３に記載の波長分離多重装置。
5. 光信号を送信する送信ノードと、
   前記光信号を受信する受信ノードと、
   前記送信ノード及び前記受信ノードを接続する光ファイバ伝送路に接続された請求項１から４のいずれかに記載の波長分離多重装置と、
   を備える光通信システム。
6. １つの送信ノードと複数の受信ノードの間に接続され、前記送信ノードから送信された波長多重光信号を前記複数の受信ノードの少なくともいずれかへ転送する波長分離多重方法であって、
   第１の波長分離部が、前記波長多重光信号の送信先のノード数に応じて定められた波長帯域ごとに、前記送信ノードから送信された前記波長多重光信号を分離し、
   光増幅部が、前記第１の波長分離部で分離された各波長帯域の光信号を、前記波長帯域ごとに定められた増幅率で増幅し、
   第２の波長分離部が、前記光増幅部で増幅された各波長帯域の光信号を、前記受信ノードに応じて定められた通信波長に分離し、
   光合分波部が、前記第２の波長分離部で分離された各波長帯域における各通信波長の光信号を、前記波長帯域に応じた前記ノード数に分岐し、
   波長多重部が、前記光合分波部で分岐された各波長帯域における各通信波長の光信号を、前記受信ノードごとに多重化する、
   波長分離多重方法。

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