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Die
Erfindung betrifft ein Ersatzumschaltverfahren und eine Ersatzumschaltvorrichtung
für ein PON-
(passives optisches Netzwerk-) System, in dem mehrere ONUs (optische
Netzwerkeinheiten) über
einen Fotokoppler mit einer OLT (optischen Leitungsabschlußeinheit)
sterngeschaltet verbunden sind.
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24 zeigt
die Grundanordnung eines PON-Systems.
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Gemäß 24 ist
in einer OLT 106 ein Sende-/Empfangsabschnitt 101 mit
einem Tor eines Schalters (SW) 104 verbunden, und der Sende-/Empfangsabschnitt 101 ist
mit Sende-/Empfangsabschnitten 103-1 bis 103-n mehrerer
ONUs 107-1 bis 107-n über einen
Fotokoppler 102 und optische Fasern 112-1 bis 112-n verbunden.
Die ONUs 107-1 bis 107-n sind mit der einzelnen
OLT 106 sterngeschaltet verbunden.
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Die
Sende-/Empfangsabschnitte 103-1 bis 103-n der
ONUs 107-1 bis 107-n sind jeweils mit Teilnehmerendgeräten 109-1 bis 109-n verbunden.
Soll der Sende-/Empfangsabschnitt 101 der OLT 106 mit einem
der Teilnehmerendgeräte 109-1 bis 109-n kommunizieren,
steuert ein Steuerabschnitt 110 der OLT 106 die
Umschaltoperation des Schalters 104. Mit dieser Operation
werden identische Signale vom Fotokoppler 102 zu den ONUs 107-1 bis 107-n über die
optischen Fasern 112-1 bis 112-n verteilt, und eine
der ONUs 107-1 bis 107-n extrahiert das Signal nach
Bestimmung, daß das
Signal an sie adressiert ist.
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Angenommen
sei, daß die
ONU 107-1 bestimmt, daß das
Signal an sie adressiert ist. Wird in diesem Fall ein virtueller
Pfad zwischen dem Teilnehmerendgerät 109-1 und dem Sen de-/Empfangsabschnitt 101 der
OLT 106 aufgebaut, kann der Sende-/Empfangsabschnitt 101 der
OLT 106 mit dem Teilnehmerendgerät 109-1 kommunizieren.
Das heißt,
der Sende-/Empfangsabschnitt 101 der OLT 106 kann
mit dem Teilnehmerendgerät 109-1 über den
Fotokoppler 102, die optischen Fasern 112-1 bis 112-n und
den Sende-/Empfangsabschnitt 103-1 der ONU 107-1 kommunizieren.
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25 zeigt
eine Doppelanordnung, die so gestaltet ist, daß sie die Zuverlässigkeit
eines PON-Systems mit einer solchen Anordnung gewährleistet.
In der Doppelanordnung gemäß 25 hat eine
OLT 106 Abschnitte zweier Systeme, d. h. einen 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a und
einen 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101b. Ebenso haben
ONUs 107-1 bis 107-n jeweils Abschnitte zweier
Systeme, d. h. 0-System-Sende-/Empfangsabschnitte 103-1a bis 103-na und 1-System-Sende/Empfangsabschnitte 103-1b bis 103-nb.
Um zwei Systeme auf diese Weise zu implementieren, hat die OLT 106 einen
Selektor (SEL) 105 zusätzlich
zu einem Schalter 104 und einem Steuerabschnitt 110.
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Der
Selektor 105 schaltet selektiv zwischen dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a und 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101b um,
um den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a mit den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitten 103-1a bis 103-na der
ONUs 107-1 bis 107-n über einen Fotokoppler 102a und
optische Fasern 112-1a bis 112-na zu verbinden.
Zusätzlich
ist der 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101b der OLT 106 mit
den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitten 103-1b bis 103-nb der
ONUs 107-1 bis 107-n über optische Fasern 112-1b bis 112-nb verbunden.
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Die
0-System-Sende-/Empfangsabschnitte 103-1a bis 103-na und
1-System-Sende-/Empfangsabschnitte 103-1b bis 103-nb der
ONUs 107-1 bis 107-n werden jeweils durch SELs 108-1 bis 108-n der
ONUs 107-1 bis 107-n gemäß der Auswahl des 0-Systems oder 1-Systems
durch den SEL 105 der OLT 106 ausge wählt. Die
ausgewählten
0-System-Sende-/Empfangsabschnitte 103-1a bis 103-na oder
1-System-Sende-/Empfangsabschnitte 103-1b bis 103-nb werden
jeweils mit Teilnehmerengeräten 109-1 bis 109-n verbunden.
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Angenommen
sei, daß das
PON-System mit dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a und den
0-System-Sende-/Empfangsabschnitten 103-1a bis 103-na,
die zu einem Aktivsystem gehören,
sowie dem 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101b und den
1-System-Sende-/Empfangsabschnitten 103-1b bis 103-nb arbeitet,
die zu einem Reservesystem gehören.
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Zu
beachten ist, daß die
Begriffe "0-System" und "1-System" zugefügt sind,
um die jeweiligen Abschnitte physisch zu identifizieren. Allerdings
gehören
der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a und die 0-System-Sende-/Empfangsabschnitte 103-1a bis 103-na nicht
immer zum Aktivsystem, und der 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101b sowie
die 1-System-Sende-/Empfangsabschnitte 103-1b bis 103-nb gehören nicht
immer zum Reservesystem. Das heißt, das 0-System und 1-System sind für das Aktiv-
und Reservesystem irrelevant. Das Aktivsystem ist ein aktuell verwendetes
System, und das Reservesystem ist ein System, das nach Umschalten
vom Aktivsystem verwendet wird.
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In
der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, daß das 0-System
ein Aktivsystem ist. Gemäß 25 kann
der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a der
OLT 106 jetzt mit den Teilnehmerendgeräten 109-1 bis 109-n über den
Fotokoppler 102a, die 0-System-Sende-/Empfangsabschnitte 103-1a bis 103-na und die SELs 108-1 bis 108-n der
ONUs 107-1 bis 107-n kommunizieren. Angenommen
sei, das ein virtueller Pfad zwischen dem Teilnehmerendgerät 109-1 und
dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a der OLT 106 über den
Fotokoppler 102a und den Sende-/Empfangsabschnitt 103-1a sowie
den SEL 108-1 der ONU 107-1 aufgebaut ist und
daß der
0-System-Sende-/Empfangs abschnitt 101a jetzt mit dem Teilnehmerendgerät 109-1 kommuniziert.
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Tritt
eine Anomalität
auf dem virtuellen Pfad zwischen dem Teilnehmerendgerät 109-1 und
dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a der OLT 106 während dieser
Kommunikation aus einem gewissen Grund auf, werden keine Daten vom
Teilnehmerendgerät 109-1 zum
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a der OLT 106 gesendet.
Dadurch detektiert der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a das
Auftreten der Anomalität
auf dem virtuellen Pfad und sendet ein Warnsignal zum Steuerabschnitt 110.
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Nach
Empfang des Warnsignals gibt der Steuerabschnitt 110 einen
Umschaltbefehl zum SEL 105 aus, um vom 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a auf
den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101b umzuschalten.
Mit dieser Operation werden alle virtuellen Pfade zwischen der OLT 106 und
den Teilnehmerendgeräten 109-1 bis 109-n auf einmal
auf das 1-System umgeschaltet. Das heißt, virtuelle Pfade werden
zwischen dem 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101b der
OLT 106 und den Teilnehmerendgeräten 109-1 bis 109-n über den
Fotokoppler 102b, die optischen Fasern 112-1b bis 112-nb sowie
die 1-System-Sende-/Empfangsabschnitte 103-1b bis 103-nb und
SELs 108-1 bis 108-n der ONUs 107-1 bis 107-n aufgebaut.
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Mit
dieser Operation wird die Kommunikation zwischen der OLT 106 und
dem Teilnehmerendgerät 109-1,
die wegen des Auftretens der Anomalität unterbrochen wurde, nach
Umschalten auf den virtuellen Pfad wieder aufgenommen, der durch
den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101b,
den Fotokoppler 102b, die optische Faser 112-1b sowie
den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 103-1b und den SEL 108-1 der
ONU 107-1 gebildet ist.
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26 zeigt
ein weiteres Beispiel für
die Doppelanordnung eines herkömmlichen
OPN-Systems.
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In
der Anordnung gemäß 26 sind
Steuerabschnitte 111-1 bis 111-n den ONUs 107-1 bis 107-n in 25 zugefügt. Diese
Steuerabschnitte 111-1 bis 111-n steuern SELs 108-1 bis 108-n,
um zwischen 0-System-Sende-/Empfangsabschnitten 103-1a bis 103-na und
1-System-Sende-/Empfangsabschnitten 103-1b bis 103-nb umzuschalten
(sie auszuwählen).
Da die übrige
Anordnung die gleiche wie in 25 ist,
bezeichnen die gleichen Bezugszahlen wie in 25 die
gleichen Teile in 26, und auf ihre Beschreibung
wird verzichtet.
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Angenommen
sei, daß wie
im Fall von 25 ein Fehler in einer der folgenden
Komponenten des 0-Systems aufgetreten ist: ein Sende-/Empfangsabschnitt 101a,
ein Fotokoppler 102a, optische Fasern 112-1a bis 112-na und
Sende-/Empfangsabschnitte 103-1a bis 103-na von
ONUs 107-1 bis 107-n, während das PON-System mit dem
0-System als Aktivsystem und dem 1-System als Reservesystem arbeitet.
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Der
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101a überwacht ständig Signale zwischen der OLT 106 und
den ONUs 107-1 bis 107-n und benachrichtigt einen
Steuerabschnitt 110 der OLT 106 über eine Anomalität nach Detektieren
einer Signalanomalität. Nach
Empfang der Anomalitätsbenachrichtigung
gibt der Steuerabschnitt 110 einen Umschaltbefehl zu einem
SEL 105 der OLT 106 aus, um den Übertragungspfad
vom 0-System auf das 1-System
umzuschalten. Als Folge wird die Verbindung zwischen der OLT 106 und
den ONUs 107-1 bis 107-n wiederhergestellt, indem
der optische 1-System-Übertragungspfad
verwendet wird.
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Nach
Ausgeben des Umschaltbefehls zum SEL 105 gibt der Steuerabschnitt 110 Umschaltbefehle
zu den ONUs 107-1 bis 107-n über die 1-System-Verbindung
aus, d. h. den SEL 105-1, den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 101b,
den Fotokoppler 102b und die 1-System-Sende-/Empfangsabschnitte 103-1b bis 103-nb der
ONUs 107-1 bis 107-n. Mit diesem Betrieb steuern
die Steuerabschnitte 111-1 bis 111-n der ONUs 107-1 bis 107-n die
Umschaltoperation der SELs 108-1 bis 108-n, um die Über tragungspfade
zu Teilnehmerendgeräten 109-1 bis 109-n wiederherzustellen.
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Aber
auch wenn in jeder der Doppelanordnungen der herkömmlichen
PON-Systeme gemäß 25 und 26 ein
Fehler nur im Sende-/Empfangsabschnitt 103-1a des 0-System-ONU 107-1 auftritt,
der Teil des PON-Systems ist, muß das gesamte PON-System gleichzeitig
vom 0-System auf das 1-System umgeschaltet werden, um einen Kommunikationspfad
wiederherzustellen. Das heißt,
die Umschaltung erfolgt auch für
die ONUs 107-2 bis 107-n, die normal arbeiten.
Als Ergebnis verschlechtert sich die Kommunikationsqualität infolge
kurzer Unterbrechungen u. ä.,
die bei diesem Betrieb verursacht werden.
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In
jeder der Anordnungen der herkömmlichen
PON-Systeme gemäß 25 und 26 sind das
Aktiv- und das Reservesystem physisch voneinander unterschieden,
und das Reservesystem kann solange nicht verwendet werden, bis es
durch den SEL 105 ausgewählt ist. Zusätzlich wird
das Aktivsystem auf das Reservesystem umgeschaltet, indem nur die
physischen Übertragungspfade
ausgetauscht werden, und es wird nur die gleiche Verbindung wie die
vorhergehende Verbindung wiederhergestellt.
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Eine
Teilnehmer-Lichtübertragungsvorrichtung
vom Sterntyp unter Verwendung eines Sternkopplers ist in der
JP-A-05-153053 (Literatur 1) offenbart.
Gemäß der Literatur
1 sind eine Fehlerdetektionsschaltung und eine Fehlerdetektionssignal-Erzeugungsschaltung
mit dem Anschluß auf
einer N-Verzweigungsseite des Sternkopplers mit einer Verzweigung
von 2:N über
einen optischen Richtungskoppler Verbunden. Eine erste stationsseitige Teilnehmer-Lichtübertragungsvorrichtung
ist mit einem Anschluß der
Verzweigungsseite des Sternkopplers verbunden, und eine Fehlerdetektionssignal-Extraktionsschaltung
und eine zweite stationsseitige Teilnehmer-Lichtübertragungsvorrichtung sind mit
dem anderen Anschluß über eine
optische Verzweigungsvorrichtung verbunden. Die erste und zweite
stationsseitige Teilnehmer-Lichtübertragungsvorrichtung
werden durch eine Auswahlschaltung umgeschaltet und gesteuert, die
das Ausgangssignal von der Fehlerdetektionssignal-Extraktionsschaltung empfing.
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Ein
Doppelumschaltsystem unter Verwendung eines Sternkopplers ist in
der
JP-A-10-294753 (Literatur
2) offenbart. Gemäß der Literatur
2 berechnet eine Phasendifferenz-Berechnungseinrichtung eine Empfangsphasendifferenz
zwischen einem Aktivsystem-Sende-/Empfangsabschnitt und einem Reservesystem-Sende-/Empfangsabschnitt
einer teilnehmerseitigen Vorrichtung, während die Empfangszustände des
Aktivsystem-Sende-/Empfangsabschnitts und Reservesystem-Sende-/Empfangsabschnitts
normal sind. Eine Zeigersteuereinrichtung berechnet dann eine Reservesystem-Sendephase mit
Hilfe der berechneten Empfangsphasendifferenz und der Aktivsystem-Sendephase.
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Die
ITU-T-Empfehlung G.983.1 für
optische Breitbandzugangssysteme auf der Grundlage passiver optischer
Netzwerke (PON), veröffentlicht
im Oktober 1998, offenbart ein ATM-PON-System mit Doppelaufbau, in dem mehrere
ONUs #1-#N mit einer OLT durch zwei (den ersten und den zweiten)
Pfad über
jeweils zwei (den ersten und den zweiten) optische Splitter verbunden
sind. Befinden sich gemäß diesem
System mehrere ONUs #1-#N im Kommunikationszustand mit der OLT durch
den ersten Pfad über
den ersten optischen Splitter, schaltet bei Auftreten eines Ausfalls
an beliebigen Punkten, z. B. zwischen der ONU #1 und dem ersten
optischen Splitter, die OLT das PON-LT(1) auf das PON-LT(0) um,
und als Ergebnis wird der Kommunikationspfad zwischen mehreren ONUs
#1-#N und der OLT vom ersten Pfad auf den zweiten Pfad über den
zweiten optischen Splitter umgeschaltet.
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Die
EP-A-0828400 betrifft
ein Kommunikationsnetz, bei dem ein Streckenausfall mit Hilfe von priorisierten
Behebungsklassen behebbar ist. In einem selbstheilenden Netz sind
virtuelle Pfade zwischen Benutzerendgeräten nach unterschied lichen Ausfallbehebungs-Prioritätsgraden
klassifiziert, und Kommunikationsstrecken sind virtuellen Pfaden,
denen durch die Strecken Rechnung getragen wird, und Bandbreiten
zugeordnet, die auf den jeweiligen Strecken verbleiben.
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In
der Literatur 1 und 2 findet sich keinerlei Beschreibung zum Umschalten
nur eines virtuellen Pfads, auf dem ein Fehler aufgetreten ist,
auf das Reservesystem, und es wird keinerlei Lösung für das o. g. Problem im Zusammenhang
mit dem Umschalten normaler virtueller Pfade offeriert.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ersatzumschaltverfahren
und eine Ersatzumschaltvorrichtung für ein PON-System bereitzustellen,
die nur einen wiederherzustellenden Pfad auf ein Reservesystem leicht
umschalten können,
ohne die Kommunikation über
normale virtuelle Pfade im PON-System zu beeinflussen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß folgendes bereitgestellt:
ein Ersatzumschaltverfahren für
ein passives optisches Netzwerksystem mit einer optischen Leitungsabschlußeinheit
zum Umschalten zwischen einem ersten Aktivsystem-Sende-/Empfangsabschnitt
und einem ersten Reservesystem-Sende-/Empfangsabschnitt mit Hilfe eines
Schalters, mehreren Netzwerkeinheiten zum selektiven Verbinden zweiter
Aktivsystem-Sende-/Empfangsabschnitte und zweiter Reservesystem-Sende-/Empfangsabschnitte
mit Teilnehmerendgeräten
nach Umschalten der Abschnitte über
Selektoren im Fall einer Kommunikationsanomalität sowie physischen Übertragungspfaden, über die
virtuelle Pfade aufgebaut werden, zum sterngeschalteten Verbinden
der zweiten Aktivsystem-Sende-/Empfangsabschnitte mit dem ersten
Aktivsystem-Sende-/Empfangsabschnitt und ferner zum sterngeschalteten
Verbinden der zweiten Reservesystem-Sende-/Empfangsabschnitte mit
dem ersten Reservesystem-Sende-/Empfangsabschnitt, mit den folgenden Schritten:
Detektieren einer Kommunikationsanomalität auf einem virtuellen Pfad
des Aktivsystem- Übertragungspfads,
der zwischen der optischen Leitungsabschlußeinheit und dem Teilnehmerendgerät über den Übertragungspfad
und die Netzwerkeinheit aufgebaut ist, und nach Detektion einer
Kommunikationsanomalität
auf dem virtuellen Pfad des Aktivsystem-Übertragungspfads erfolgendes
Veranlassen des Schalters, einen virtuellen Pfad auf dem Reservesystem-Übertragungspfad
zwischen der optischen Leitungsabschlußeinheit und dem als Kommunikationspartner
dienenden Teilnehmerendgerät
aufzubauen.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Ersatzumschaltvorrichtung für ein PON-System
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
ein Blockdiagramm virtueller Pfade, die zwischen einer OLT und Teilnehmerendgeräten in der
Ersatzumschaltvorrichtung in 1 aufgebaut sind;
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3 ist
ein Blockdiagramm eines normalen aufgebauten Zustands virtueller
Pfade zwischen der OLT und mehreren Teilnehmerendgeräten in der
Ersatzumschaltvorrichtung von 1;
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4 ist
ein Blockdiagramm zur Erläuterung der
Flüsse
von ATM-Signalen im normalen aufgebauten Zustand in 3;
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5 ist
ein Blockdiagramm eines Zustands, in dem eine Anomalität auf einem
virtuellen Pfad (VP1) im normalen aufgebauten Zustand in 3 aufgetreten
ist;
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6 ist
ein Blockdiagramm eines Zustands, in dem ein neuer virtueller Pfad
(VP2a) aus dem anomalen Zustand in 5 aufgebaut
ist;
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7 ist
ein Blockdiagramm der Flüsse
von ATM-Signalen im aufgebauten Zustand des neuen virtuellen Pfads
(VP2a) in 6;
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8 ist
ein Blockdiagramm des Betriebs eines Selektors einer ONU beim Umschalten
auf den neuen virtuellen Pfad (VP2a) in 6;
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9 ist
ein Blockdiagramm einer Ersatzumschaltvorrichtung für ein PON-System
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung;
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10 ist
ein Blockdiagramm virtueller Pfade, die zwischen einer OLT und Teilnehmerendgeräten in der
Ersatzumschaltvorrichtung in 9 aufgebaut
sind;
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11 ist
ein Blockdiagramm des ersten Einstellbeispiels für virtuelle Pfade in der Ersatzumschaltvorrichtung
in 10;
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12 ist
ein Blockdiagramm des zweiten Einstellbeispiels für virtuelle
Pfade in der Ersatzumschaltvorrichtung in 10;
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13 ist
ein Blockdiagramm des dritten Einstellbeispiels für virtuelle
Pfade in der Ersatzumschaltvorrichtung in 10;
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14 ist
ein Blockdiagramm des vierten Einstellbeispiels für virtuelle
Pfade in der Ersatzumschaltvorrichtung in 10;
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15 ist
ein Blockdiagramm einer Ersatzumschaltvorrichtung für ein PON-System
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung;
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16 ist
ein Blockdiagramm einer Ersatzumschaltvorrichtung für ein PON-System
gemäß der vierten
Ausführungsform
der Erfindung;
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17 ist
ein Blockdiagramm virtueller Pfade, die zwischen einer OLT und Teilnehmerendgeräten in der
Ersatzumschaltvorrichtung in 16 aufgebaut
sind;
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18 ist
ein Blockdiagramm eines normalen aufgebauten Zustands virtueller
Pfade zwischen der OLT und mehreren Teilnehmerendgeräten in der Ersatzumschaltvorrichtung
in 16;
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19 ist
ein Blockdiagramm der Flüsse
von ATM-Signalen im normalen aufgebauten Zustand in 16;
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20 ist
ein Blockdiagramm eines Zustands, in dem eine Anomalität auf einem
virtuellen Pfad (VP1) im normalen aufgebauten Zustand in 16 aufgetreten
ist;
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21 ist
ein Blockdiagramm eines Zustands, in dem ein neuer virtueller Pfad
(VP2a) aus dem anomalen Zustand in 20 aufgebaut
ist;
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22 ist
ein Blockdiagramm der Flüsse
von ATM-Signalen im dem Zustand, in dem der neue virtuelle Pfad
(VP2a) in 21 aufgebaut ist;
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23 ist
ein Blockdiagramm des Betriebs eines Selektors jeder ONU beim Umschalten
auf den neuen virtuellen Pfad (VP2a) in 21;
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24 ist
ein Blockdiagramm der Grundanordnung eines PON-Systems;
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25 ist
ein Blockdiagramm des ersten Beispiels für ein herkömmliches PON-System mit einer
Doppelanordnung; und
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26 ist
ein Blockdiagramm des zweiten Beispiels für ein herkömmliches PON-System mit einer
Doppelanordnung.
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1 zeigt
eine Ersatzumschaltvorrichtung für
ein PON-System gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung. Gemäß 1 beinhaltet
eine OLT 6 einen Schalter 4, einen 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und
einen 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b.
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Der
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b detektieren
die Kommunikationszustände
virtueller Pfade, die zwischen der OLT 6 und Teilnehmerendgeräten 91 bis 9n aufgebaut
sind, die mit ONUs (optischen Netzwerkeinheiten) 71 bis 7n verbunden
sind, und senden Warnsignale zu einem Steuerabschnitt 10.
Der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b sind
mit unterschiedlichen Toren des Schalters 4 verbunden. Der
Schalter 4 schaltet aufzubauende virtuelle Pfade unter
Steuerung des Steuerabschnitts 10 um. Der Schalter 4 und Steuerabschnitt 10 bilden
eine Umschalteinrichtung für
den Aufbau virtueller Pfade.
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Angenommen
sei, daß in
dieser Ausführungsform
virtuelle Pfade ein ATM-PON (PON im asynchronen Übertragungsmodus) bilden. Zu
beachten ist, daß ein
virtueller Pfad ein Bündel
virtueller Kanäle
ist und das Umschalten von Verbindungen mit Hilfe virtueller Kanäle wie zuvor
beschrieben erfolgen kann.
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Der
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b sind jeweils
mit Fotokopplern 2a und 2b verbunden. Der Fotokoppler 2a ist
mit 0-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31a bis 3na der
ONUs 71 bis 7n über optische Fasern 11a bis 1na verbunden.
Das heißt,
die ONUs 71 bis 7n sind mit dem Fotokoppler 2a (dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6) sterngeschaltet verbunden. Ebenso ist der Fotokoppler 2b mit
1-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31b bis 3nb der
ONUs 71 bis 7n über optische Fasern 21b bis 2nb verbunden.
Das heißt,
die ONUs 71 bis 7n sind mit dem Fotokoppler 2b (dem
1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der OLT 6)
sterngeschaltet verbunden.
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Die
ONUs 71 bis 7n verfügen jeweils über SELs 81 bis 8n zur
Verbindungsherstellung mit den Teilnehmerendgeräten 91 bis 9n durch
Umschalten von den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31a bis 3na auf
die 1-System-Sende-/Empfangsabschnitte 31b bis 3nb (oder
Umschalten in umgekehrter Richtung) in Übereinstimmung mit Umschaltanforderungssignalen,
die von der OLT 6 gesendet werden. Umschaltanforderungssignale
von der OLT 6 werden vom Steuerabschnitt 10 zu
den ONUs 71 bis 7n über die optischen Fasern 11a bis 1na oder
optischen Fasern 21b bis 2nb bei der Umschaltsteuerung
virtueller Pfade durch den Schalter 4 gesendet.
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Als
nächstes
wird der Betrieb der Ersatzumschaltvorrichtung mit dieser Anordnung
beschrieben, wobei angenommen sei, daß das 0-System und 1-System
als Aktivsystem bzw. Reservesystem dienen. 2 zeigt
einen Fall, in dem ein virtueller Pfad aufgebaut ist, um die Kommunikation
zwischen dem Teilnehmerendgerät 91 und
der OLT 6 zu ermöglichen.
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Ist
gemäß 2 der
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der OLT 6 mit
dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31a der ONU 71 über den Fotokoppler 2a und
die optische Faser 11a verbunden, so ist ein virtueller
Pfad VP1a zwischen dem Teilnehmerendgerät 91 und dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 in Übereinstimmung
mit der Einstellung des Schalters 4 aufgebaut. Ist der
1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der OLT 6 mit
dem 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31b der ONU 71 über den
Fotokoppler 2b und die optische Faser 21b verbunden,
so ist ein virtueller Pfad VP1b zwischen dem Teilnehmerendgerät 91 und dem
1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der OLT 6 in Übereinstimmung
mit der Einstellung des Schalters 4 aufgebaut.
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Im
Fall von 2 kann das Teilnehmerendgerät 91 entweder
mit dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a oder dem 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der
OLT 6 kommunizieren.
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Im
folgenden wird die Umschaltoperation von einem virtuellen Aktivsystempfad
im normalen Kommunikationsbetrieb auf einen virtuellen Reservesystempfad
anhand von 3 beschrieben.
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In 3 bezeichnen
die fetten Linien aufgebaute virtuelle Pfade VP1 und VP2. Der virtuelle
Pfad VP1 ist über
die folgende Route aufgebaut: Schalter 4 – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 – Fotokoppler 2a – optische
Faser 11a – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31a der
ONU 71 – SEL 81 – Teilnehmerendgerät 91.
Die Kommunikation wird zwischen dem Teilnehmerendgerät 91 und dem
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der OLT 6 über den
virtuellen Pfad VP1 durchgeführt.
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Der
virtuelle Pfad VP2 ist über
die folgende Route aufgebaut: Schalter 4 – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 – Fotokoppler 2a – optische
Faser 12a – 0-System- Sende-/Empfangsabschnitt 32a der
ONU 72 – SEL 82 – Teilnehmerendgerät 92.
Die Kommunikation wird zwischen dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und dem
Teilnehmerendgerät 92 über den
virtuellen Pfad VP2 durchgeführt.
-
Daher
ist gemäß 3 der
virtuelle Pfad VP1 für
die Kommunikation zwischen der OLT 6 und dem Teilnehmerendgerät 91 zuständig, und
der virtuelle Pfad VP2 ist für
die Kommunikation zwischen der OLT 6 und dem Teilnehmerendgerät 92 zuständig.
-
In
einem solchen normalen Kommunikationszustand arbeitet der Schalter 4 auf
die in 4 gezeigte Weise. Gemäß 4 wird eine
zur ONU 71 zu sendende ATM-Zelle #1 zum 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31a der
ONU 71 über
den Schalter 4, 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a, Fotokoppler 2a und
virtuellen Pfad VP1 gesendet. Eine zum ONU 72 zu sendende
ATM-Zelle #2 wird zum
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 32a der ONU 72 über den
Schalter 4, 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a,
Fotokoppler 2a und virtuellen Pfad VP2 gesendet.
-
In
diesem Fall durchlaufen beide ATM-Zellen #1 und #2 den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6. In Übereinstimmung
mit den Werten von Headern (Anfangskennsätzen) H1 und H2 der ATM-Zellen
#1 und #2 gibt der Schalter 4 die ATM-Zellen #1 und #2 zu den entsprechenden
Toren aus.
-
Tritt
eine Anomalität
(z. B. Trennung) auf dem virtuellen Pfad VP1 zwischen dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31a der
ONU 71 und dem Fotokoppler 2a gemäß der Darstellung
durch ein "X" in 5 im
o. g. normalen Kommunikationszustand auf, trifft nur ein Signal
von der ONU 71 nicht am 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 ein. Daher detektiert der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 eine Anomalität
im Kommunikationszustand des virtuellen Pfads VP1 und sendet ein
Warnsignal zum Steuerabschnitt 10.
-
Nach
Empfang des Warnsignals steuert der Steuerabschnitt 10 den
Schalter 4, um die Einstellung des virtuellen Pfads zu ändern. Mit
dieser Operation schaltet der Schalter 4 den virtuellen
Pfad VP1 auf den virtuellen Pfad VP1a gemäß 6 um. Das heißt, der
virtuelle Pfad VP1a ist über
die folgende Route aufgebaut: 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der
OLT 6 – Fotokoppler 2b – optische
Faser 21b – 1-System-Sende-/
Empfangsabschnitt 31b der ONU 71. Infolge dessen
wird die Kommunikation zwischen der OLT 6 und der ONU 71 wiederaufgenommen.
-
Hierbei
bleibt der virtuelle Pfad VP2 für
die Kommunikation zwischen der OLT 6 und der ONU 72 in
Gebrauch, ohne beeinflußt
zu werden.
-
7 zeigt
die Flüsse
von Signalen durch den Schalter 4 beim Umschalten vom virtuellen
Pfad VP1 auf den virtuellen Pfad VP1a in 6.
-
Gemäß 7 wird
in Übereinstimmung
mit der Einstellung eines virtuellen Pfads im Hinblick auf den Schalter 4 die
zur ONU 71 zu sendende ATM-Zelle #1 zum virtuellen Pfad
VP1a gesendet, der über
die folgende Route gebildet ist: Schalter 4 – 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der
OLT 6 – Fotokoppler 2b – optische
Faser 21b. Die zur ONU 72 zu sendende ATM-Zelle #2 wird zum
virtuellen Pfad VP2 gesendet, der über die folgende Route gebildet
ist: Schalter 4 – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 – Fotokoppler 2a – optische Faser 12a – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 32a der
ONU 72.
-
In
diesem Fall werden in Übereinstimmung mit
den Werten der Header H1 und H2, die den ATM-Zellen #1 und #2 zugefügt sind,
die ATM-Zellen #1 und #2 auf die entsprechenden Tore des optischen
Schalters 4 verteilt.
-
Im
folgenden wird der Betrieb des SEL 81 der ONU 71 beim
o. g. Umschalten vom virtuellen Pfad VP1 auf den virtuellen Pfad
VP1a anhand von 8 beschrieben.
-
Gemäß 8 sendet
der Steuerabschnitt 10 ein Umschaltanforderungssignal für den SEL 81 zur ONU 71 über den
virtuellen Pfad VP1a, der durch die Steueroperation des Schalters 4 aufgebaut
ist. Nach Empfang des Umschaltanforderungssignals von der OLT 6 wählt die
ONU 71 den SEL 81 aus und verbindet ihn über den
1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31b, wodurch sie das
Teilnehmerendgerät 91 mit
dem 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31b über den
SEL 81 verbindet.
-
Mit
dieser Operation wird ein Signal vom 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31b der
ONU 71 zum Teilnehmerendgerät 91 über den
SEL 81 gesendet. Als Ergebnis wird die Kommunikation zwischen
der OLT 6 und dem Teilnehmerendgerät 91 über den
virtuellen Pfad VP1a wiederaufgenommen.
-
9 zeigt
eine Ersatzumschaltvorrichtung für
ein PON-System gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung. Die gleichen Bezugszahlen wie in 1 bezeichnen
die gleichen Teile in 9.
-
Die
Anordnung einer OLT in 9 ist die gleiche wie in 1.
In der OLT 6 sind ein 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und
1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b mit unterschiedlichen
Toren eines Schalters 4 verbunden. Der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 ist mit einem Fotokoppler 2a verbunden und
mit 0-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31a bis 3na von ONUs 71 bis 7n über den
Fotokoppler 2a und optische Fasern 11a bis 11na verbunden.
Der 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der
OLT 6 ist mit einem Fotokoppler 2b verbunden und
mit 1-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31b bis 3nb der ONUs 71 bis 7n über den
Fotokoppler 2b und optische Fasern 21b bis 2nb verbunden.
-
In
dieser Verbindungsanordnung tauscht der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 Signale mit den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31a bis 3na der
ONUs 71 bis 7n aus. Der Fotokoppler 2a verzweigt
ein optisches Signal vom 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a in
Signale zu den optischen Fasern 11a bis 11na,
um sie zu den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31a bis 3na in
den ONUs 71 bis 7n zu senden. Gleichermaßen tauscht
der 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der OLT 6 Signale
mit den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31b bis 3nb der
ONUs 71 bis 7n aus. Der Fotokoppler 2b verzweigt
ein optisches Signal vom 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b in Signale
zu den optischen Fasern 21b bis 2nb, um sie zu
den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31b bis 3nb der
ONUs 71 bis 7n zu senden.
-
Die
ONUs 71 bis 7n beinhalten jeweils SELs 81 bis 8n wie
in der Anordnung gemäß 1.
Die SELs 81 bis 8n wählen Signale von den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31a bis 3na oder 1-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31b bis 3nb aus
und geben sie zu Teilnehmerendgeräten 91 bis 9n aus.
Der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der OLT 6 haben
die Funktion, Signale ständig
zu überwachen.
Mit dieser Funktion detektieren der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und
1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b jeweils eine Anomalität auf einem Übertragungspfad
und benachrichtigen den Steuerabschnitt 10 über die
Anomalität.
-
Nach
Empfang der Anomalitätsbenachrichtigung
vom 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a oder 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b gibt der
Steuerabschnitt 10 ein Umschaltsteuersignal zum Schalter 4 aus.
Nach Empfang des Umschaltsteuersignals vom Steuerabschnitt 10 unterscheidet der
Schalter 4 Headerinformationen und gibt eine eingegebene
ATM-Zelle zu einem entsprechenden Tor aus.
-
Die
ONUs 71 bis 7n beinhalten jeweils Steuerabschnitte 111 bis 11n.
Die 0-System-Sende-/Empfangsabschnitte 31a bis 3na und
1-System-Sende-/Empfangsabschnitte 31b bis 3nb der
ONUs 71 bis 7n benachrichtigen die Steuerabschnitte 111 bis 11n über Umschaltanforderungssignale,
die von der OLT 6 über Übertragungspfade
gesendet werden. Nach Benachrichtigung über die Umschaltanforderungssignale
führen
die Steuerabschnitte 111 bis 11n eine Umschaltsteuerung
an den SELs 81 bis 8n durch.
-
Soll
daher gemäß 10 ein
virtueller Pfad aufgebaut werden, um Signale mit dem Teilnehmerendgerät 91 über die
ONU 71 auszutauschen, können
eine den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der OLT 6 durchlaufende
Route, d. h. ein virtueller Pfad VP1a, und eine den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der
OLT 6 durchlaufende Route, d. h. ein virtueller Pfad VP1b,
selektiv verwendet werden.
-
Fällt bei
dieser Anordnung daher eines der Übertragungselemente aus, die
den virtuellen Aktivsystempfad bilden, wird der virtuelle Reservesystempfad
durch Umschalten der virtuellen Pfade am Schalter 4 ausgewählt, wodurch
die Kommunikation mit dem Zielteilnehmerendgerät über einen Übertragungspfad wiederhergestellt
wird, der sich vom ausgefallenen Pfad physisch unterscheidet.
-
Da
der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b mit
unterschiedlichen Toren des Schalters 4 in der OLT 6 verbunden
sind, können
die beiden virtuellen Pfade VP1a und VP1b so eingestellt sein, daß sie unterschiedliche
Bänder
haben. Da zusätzlich
die Ressourcen der beiden Systeme, d. h. des 0-Systems und 1-Systems,
selektiv verwendet werden können, läßt sich
eines der Systeme, über
das ein aktiver virtueller Pfad aufzubauen ist, beliebig bestimmen.
Mit Hilfe dieser Merkmale kann eine flexible Netzwerkgestaltung
gemäß der nachfolgenden
Beschreibung realisiert werden.
-
Im
ersten Beispiel für
diesen Fall wird ein virtueller Reservesystempfad mit einem schmaleren Band
als das eines virtuellen Aktivsystempfads über eine Route erstellt, und
das Restband wird für
Dienste verwendet. Durch Einstellen einer solchen Begrenzung, daß minimale
Dienste im Fehlerfall auf diese Weise gewährleistet sind, wird das den
physischen Ressourcen des 0-Systems und 1-Systems zugewiesene Gesamtband
effektiv verteilt. Dies ermöglicht, ein
breiteres Band für Dienste
als in einem Fall zu verwenden, in dem die Ressourcen nur eines
Systems voll genutzt werden.
-
Da
Fehler nicht immer auf allen virtuellen Pfaden im Betrieb auf einmal
auftreten, besteht im zweiten Beispiel keine Notwendigkeit, ein
Band zum Einstellen virtueller Reservesystempfade für alle virtuellen
Aktivsystempfade ständig
zu gewährleisten. Das
heißt,
ein bestimmtes Band wird als gemeinsames Reserveband für alle virtuellen
Pfade im Betrieb gewährleistet
und nur für
einen virtuellen Pfad verwendet, auf dem ein Fehler aufgetreten
ist, um einen virtuellen Reservesystempfad einzustellen.
-
Damit
kann das Band verbreitert werden, das für Dienste verwendet werden
kann, vergleicht man dies mit einem Fall, in dem ein Band für virtuelle
Reservesystempfade in Eins-zu-Eins-Entsprechung
zu allen virtuellen Aktivsystempfaden gewährleistet wird. Ist ein breiteres
Band als das gemeinsame Reserveband erforderlich, falls Fehler auf
mehreren virtuellen Pfaden auf einmal aufgetreten sind, wird das Band
für virtuelle
Pfade im Normalbetrieb begrenzt, um ein notwendiges Band für virtuelle
Pfade zu gewährleisten.
-
Im
dritten Beispiel wird kein Band zum Einstellen virtueller Reservesystempfade
während
des Normalbetriebs gewährleistet,
und ein für
physische Ressourcen zugelassenes maximales Band wird für Dienste
verwendet. Ein Band für
andere normale virtuelle Pfade wird im Fehlerfall begrenzt, um ein
für virtuelle
Reservesystempfade notwendiges Band zu gewährleisten, wodurch virtuelle
Reservesystempfade aufgebaut werden.
-
Im
vierten Beispiel trägt
ein einzelnes System Teilnehmern Rechnung, die keinen Doppelschutz
erfordern, sowie Teilnehmern, die Doppelschutz erfordern.
-
Im
folgenden wird der Betrieb der zweiten Ausführungsform mit dieser Anordnung
beschrieben. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß die Anzahl
von ONUs vier beträgt,
d. h. n = 4.
-
11 zeigt
ein Beispiel dafür,
wie ein erster virtueller Pfad eingestellt wird. 11 zeigt
einen Zustand, in dem der virtuelle Pfad VP1a für die ONU 71 mit Hilfe
des 0-Systems aufgebaut
ist und ein virtueller Pfad VP2a für die ONU 72 aufgebaut
ist. In diesem Zustand tauscht die OLT 6 Signale mit den
Teilnehmerendgeräten 91 und 92 über die
virtuellen Pfade VP1a und VP2a aus. Hierbei wählen die SELs 81 und 82 der
ONUs 71 und 72 den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31a bzw. 32a aus.
-
Zusätzlich sind
virtuelle Pfade VP3a und VP4a für
die ONUs 73 bzw. 74 mit Hilfe des 1-Systems aufgebaut.
In diesem Zustand tauscht die OLT 6 Signale mit den Teilnehmerendgeräten 93 und 94 über die
virtuellen Pfade VP3a und VP4a aus. Hierbei wählen die SELs 83 und 84 der
ONUs 73 und 74 den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 33b bzw. 34b aus.
-
Andererseits
sind virtuelle Reservesystempfade VP3b und VP4b, die den virtuellen
Pfaden VP3a und VP4a entsprechen, mit Hilfe des 0-Systems eingestellt.
Zusätzlich
sind virtuelle Reservesystempfade VP1b und VP2b, die den virtuellen
Pfaden VP1a und VP2a entsprechen, mit Hilfe des 1-Systems eingestellt.
-
In
einem Normalfall wird die Kommunikation mit Hilfe der virtuellen
Pfade VP1a, VP2a, VP3a und VP4a durchgeführt. Treten Fehler auf den
jeweiligen virtuellen Pfaden VP1a, VP2a, VP3a und VP4a auf, weist
der Steuerabschnitt 10 der OLT 6 den Schalter 4 an,
auf die virtuellen Reservesystempfade VP1b, VP2b, VP3b und VP4b
umzuschalten und sie wieder mit den entsprechenden ONUs zu verbinden.
-
Der
Steuerabschnitt 10 sendet Umschaltanforderungssignale für die SELs 81 und 82 zu
den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitten 31b und 32b der
ONUs 71 und 72 mit Hilfe der virtuellen Reservesystempfade
VP1b bzw. VP2b. Hierbei sendet der Steuerabschnitt 10 Umschaltanforderungssignale
für die
SELs 83 und 84 zu den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitten 33a und 34a der
ONUs 73 und 74 mit Hilfe der virtuellen Reservesystempfade VP3b
bzw. VP4b.
-
Die
Sende-/Empfangsabschnitte 31b, 32b, 33a und 34a der
ONUs 71 bis 74 empfangen die Umschaltanforderungssignale
von der OLT6 und benachrichtigen die Steuerabschnitte 111 bis 114 über die
Signale. Nach Empfang dieser Benachrichtigungen schalten die jeweiligen
Steuerabschnitte 111 bis 114 die SELs 81 bis 84 um,
um die Kommunikation mit Zielteilnehmerendgeräten wiederaufzunehmen.
-
Angenommen
sei, daß der
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der
OLT 6 jeweils ein Band von "100" haben
und die Bänder
wie folgt zugeordnet sind:
virtueller Pfad VP1a = 40
virtueller
Pfad VP2a = 40
virtueller Pfad VP3a = 40
virtueller Pfad
VP4a = 40
virtueller Pfad VP1b = 10
virtueller Pfad VP2b
= 10
virtueller Pfad VP3b = 10
virtueller Pfad VP4b =
10
-
In
diesem Fall kann jedes der Teilnehmerendgeräte 91 bis 94 nur
ein Band von "10" im Fehlerfall verwenden,
kann aber ein Band von "40" im Normalbetrieb
verwenden. Das heißt,
ein Band von "160
(= 40 × 4)" kann insgesamt für Dienste
verwendet werden. Daher können
Dienste über
ein Band von "100" hinaus bereitgestellt
werden, das durch volle Nutzung eines Systems im herkömmlichen
Ansatz erhalten wird, und Schutz vor Fehlern kann garantiert werden.
-
Als
nächstes
wird das zweite Einstellbeispiel für virtuelle Pfade anhand von 12 beschrieben. Wie
im ersten Einstellbeispiel für
virtuelle Pfade sind die virtuellen Pfade VPla bis VP4a jeweils
für die
Teilnehmerendgeräte 91 bis 94 eingestellt.
In diesem Zustand ist ein virtueller Pfad VP6 eingestellt, um den virtuellen
Pfad VPla oder VP2a umzuschalten, der anomal wurde. Zusätzlich ist
ein virtueller Pfad VP5 eingestellt, um den virtuellen Pfad VP3a
oder VP4a umzuschalten, der anomal wurde.
-
Angenommen
sei, daß der
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der
OLT 6 jeweils ein Band von "100" haben
und die jeweiligen Bänder
wie folgt zugeordnet sind:
virtueller Pfad VP1a = 33
virtueller
Pfad VP2a = 33
virtueller Pfad VP3a = 33
virtueller Pfad
VP4a = 33
virtueller Pfad VP5 = 33
virtueller Pfad VP6
= 33
-
In
diesem Fall beträgt
im Normalbetrieb das Gesamtband, das für Dienste verwendet werden kann, "132 (= 33 × 4)". Das heißt, Dienste
können über ein
Band von "100" hinaus bereitgestellt
werden, das durch volle Nutzung eines Systems im herkömmlichen
Ansatz erhalten wird.
-
Wird
in diesem Einstellbeispiel einer der virtuellen Pfade VP1a und VP2a
anomal, kann der virtuelle Pfad durch direktes Umschalten auf den
virtuellen Pfad VP6 wiederhergestellt werden. Werden zudem beide
virtuellen Pfade VP1a und VP2a auf einmal anomal, werden die jeweiligen
virtuellen Pfade wieder so eingestellt, daß sich die Teilnehmerendgeräte 91 bis 94 ein
Band von "100" teilen, das durch den
1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der OLT 6 bereitgehalten
wird. Mit diesem Betrieb kann Schutz vor Fehlern garantiert werden.
Gleiches trifft auf die Schaltoperation für die virtuellen Pfade VP3a und
VP4a im Fehlerfall zu.
-
Im
folgenden wird das dritte Einstellbeispiel für virtuelle Pfade anhand von 13 beschrieben. Wie
im ersten Ein stellbeispiel für
virtuelle Pfade sind die virtuellen Pfade VP1a bis VP4a für die Teilnehmerendgeräte 91 bis 94 eingestellt.
-
Angenommen
sei, daß der
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der
OLT 6 jeweils ein Band von "100" haben
und die jeweiligen Bänder
wie folgt zugeordnet sind:
virtueller Pfad VP1a = 50
virtueller
Pfad VP2a = 50
virtueller Pfad VP3a = 50
virtueller Pfad
VP4a = 50
-
In
diesem Fall beträgt
im Normalbetrieb das Gesamtband, das für Dienste verwendet werden kann, "200 (= 50 × 4)". Das heißt, Dienste
können über ein
Band von "100" hinaus bereitgestellt
werden, das durch volle Nutzung eines Systems im herkömmlichen
Ansatz erhalten wird.
-
In
diesem Einstellbeispiel ist kein Band vorab eingestellt, um einen
virtuellen Pfad neu einzustellen, wenn er anomal wird. Bei jedem
Auftreten einer Anomalität
auf einem virtuellen Pfad wird das Band, das durch normale virtuelle
Pfade verwendet wurde, begrenzt, und der Bandüberschuß wird genutzt, den anomalen
virtuellen Pfad wiederherzustellen. Dies ermöglicht, Schutz vor Fehlern
zu garantieren.
-
Als
nächstes
wird das vierte Einstellbeispiel für virtuelle Pfade anhand von 14 beschrieben. Wie
im ersten Einstellbeispiel für
virtuelle Pfade sind die virtuellen Pfade VP1a bis VP4a für die Teilnehmerendgeräte 91 bis 94 eingestellt.
Angenommen sei, daß kein
Schutzbedarf nur für
Dienste besteht, die das Teilnehmerendgerät 92 erhält. Daher
erfordert die ONU 72 nur einen Sende-/Empfangsabschnitt (der
1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 32a wird in 14 verwendet).
-
In
diesem Einstellbeispiel wird die Kommunikation mit Hilfe der virtuellen
Pfade VP1a, VP2a, VP3a und VP4a im Normalbetrieb durchgeführt. Treten
Fehler auf den virtuellen Pfaden VP1a, VP3a und VP4a mit Ausnahme
des virtuellen Pfads VP2a auf, weist der Steuerabschnitt 10 der
OLT 6 den Schalter 4 an, auf die virtuellen Reservesystempfade
VP1b, VP3b und VP4b umzuschalten, um die Kommunikation mit den Zielteilnehmerendgeräten wiederaufzunehmen.
-
Auch
in diesem Fall können
virtuelle Aktiv- und Reservesystempfade in beliebigen Bändern innerhalb
des Bereichs des maximalen Bands eingestellt werden, das durch die
physischen Ressourcen bereitgehalten wird.
-
Wie
zuvor beschrieben, werden in der zweiten Ausführungsform virtuelle Pfade
durch den Schalter 4 umgeschaltet, ohne physisch unterschiedliche
Systeme zwischen einem Aktivsystem und einem Reservesystem zu unterscheiden.
Da dies ermöglicht,
einen Reservesystempfad zu einer Ziel-ONU über physisch unterschiedliche Übertragungspfade
aufzubauen, kann die Netzwerkgestaltung mit einem hohen Freiheitsgrad
durchgeführt werden.
Als Folge können
virtuelle Aktivsystempfade durch effizientes Nutzen begrenzter physischer
Ressourcen bereitgestellt werden, und virtuelle Reservesystempfade
können
in Übereinstimmung
mit Diensten flexibel erstellt werden.
-
15 zeigt
eine Ersatzumschaltvorrichtung für
ein PON-System gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung.
-
Gemäß 15 sind
in einer OLT 6 Sende-/Empfangsabschnitte 11 bis 13 mit
unterschiedlichen Toren eines Schalters 4 verbunden. Der
Sende-/Empfangsabschnitt 11 der OLT 6 ist mit
Sende-/Empfangsabschnitten 311a bis 31na von ONUs 711 bis 71n über einen
Fotokoppler 21 verbunden. Der Sende-/Empfangsabschnitt 12 der
OLT 6 ist mit Sende-/Empfangsabschnitten 321a bis 32na von ONUs 721 bis 72n über einen
Fotokoppler 22 verbunden. Der Sende-/Empfangsabschnitt 13 ist
mit Sende-/Empfangsabschnitten 311b bis 31nb der ONUs 711 bis 71n und
Sende-/Empfangsabschnitten 321b bis 32nb der ONUs 721 bis 72n über einen
Fotokoppler 23 verbunden.
-
Im
Normalbetrieb sind virtuelle Pfade für Teilnehmerendgeräte 911 bis 91n über den
Sende-/Empfangsabschnitt 11 der OLT 6 eingestellt.
Zusätzlich
sind virtuelle Pfade für
Teilnehmerendgeräte 921 bis 92n über den
Sende-/Empfangsabschnitt 12 der OLT 6 eingestellt.
Man geht davon aus, daß diese virtuellen
Pfade selten auf einmal anomal werden. Aus diesem Grund wird bei
jedem Auftreten einer Anomalität
auf einem virtuellen Aktivsystempfad ein virtueller Reservesystempfad
erneut eingestellt, indem das Band verwendet wird, das durch den
Sende-/Empfangsabschnitt 13 bereitgehalten wird. Das heißt, die
Sende-/Empfangsabschnitte 11 und 12 dienen als
0-System-Sende-/Empfangsabschnitte,
wogegen der Sende-/Empfangsabschnitt 13 als 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt
dient.
-
Mit
dieser Anordnung kann der einzelne Sende-/Empfangsabschnitt 13 für Schutz
der ONUs 711 bis 71n und 721 bis 72n sorgen,
die mit den Sende-/Empfangsabschnitten 11 und 12 in
der OLT 6 verbunden sind. Zu beachten ist, daß die Anzahl
von Sende-/Empfangsabschnitten in der OLT 6 vier oder mehr
betragen kann und die Anzahl von ONU-Gruppen drei oder mehr betragen
kann.
-
16 zeigt
eine Ersatzumschaltvorrichtung für
ein PON-System gemäß der vierten
Ausführungsform
der Erfindung.
-
Die
vierte Ausführungsform
ist eine Abwandlung der ersten Ausführungsform. Insbesondere sind Steuerabschnitte 111 bis 11n in
den ONUs 71 bis 7n in 1 zusätzlich angeordnet,
und die Steuerabschnitte 111 bis 11n führen eine
selektive Steuerung an SELs 81 bis 8n durch, um
0-System-Sende-/Empfangsabschnitte 31a bis 3na und
1-System-Sende-/Empfangsabschnitte 31b bis 3nb der
ONUs 71 bis 7n umzuschalten. Die übrige Anordnung
ist die gleiche wie in 1. Die gleichen Bezugszahlen
wie in 1 bezeichnen die gleichen Teile in 16,
und eine Beschreibung davon erübrigt
sich.
-
Im
folgenden wird der Betrieb der Ersatzumschaltvorrichtung mit dieser
Anordnung beschrieben.
-
Ist
gemäß 17 ein
0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a einer OLT 6 mit einem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31a der
ONU 71 über
einen Fotokoppler 2a und eine optische Faser 11a verbunden,
so ist ein virtueller Pfad VP1a zwischen einem Teilnehmerendgerät 91 und
dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der OLT 6 gemäß der Einstellung
eines Schalters 4 aufgebaut. Ist ein 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der OLT 6 mit
dem 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31b der ONU 71 über einen
Fotokoppler 2b und eine optische Faser 21b verbunden,
so ist ein virtueller Pfad VP1b zwischen dem Teilnehmerendgerät 91 und
dem 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der OLT 6 gemäß der Einstellung
des Schalters 4 aufgebaut.
-
Im
Fall von 17 kann das Teilnehmerendgerät 91 sowohl
mit dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a als auch mit
dem 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der OLT 6 kommunizieren.
-
Als
nächstes
wird die Umschaltoperation von einem virtuellen Aktivsystempfad
im normalen Kommunikationsbetrieb auf einen virtuellen Reservesystempfad
anhand von 18 beschrieben.
-
Gemäß 18 bezeichnen
die fetten Linien aufgebaute virtuelle Pfade VP1 und VP2. Der virtuelle
Pfad VP1 ist über
die folgende Route aufgebaut: Schalter 4 – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 – Fotokoppler 2a – optische
Faser 11a – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31a der
ONU 71 - SEL 81 – Teilnehmerendgerät 91.
Die Kommunikation wird zwischen dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und
dem Teilnehmerendgerät 91 über den
virtuellen Pfad VP1 durchgeführt.
Der virtuelle Pfad VP2 ist über
die folgende Route aufgebaut: Schalter 4 – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 – Fotokoppler 2a – optische
Faser 12a – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 32a in
einer ONU 72 – SEL 82 – Teilnehmerend gerät 92.
Die Kommunikation wird zwischen dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a und
dem Teilnehmerendgerät 92 über den
virtuellen Pfad VP2 durchgeführt.
-
Daher
ist im Fall von 18 der virtuelle Pfad VP1 für die Kommunikation
zwischen der OLT 6 und dem Teilnehmerendgerät 91 zuständig, und
der virtuelle Pfad VP2 ist für
die Kommunikation zwischen der OLT 6 und dem Teilnehmerendgerät 92 zuständig.
-
In
einem solchen normalen Kommunikationszustand gemäß 18 arbeitet
der Schalter 4 auf die in 19 gezeigte
Weise. Wie 4 zeigt 19 die
Signalflüsse.
Insbesondere wird eine zur ONU 71 zu sendende ATM-Zelle
#1 zum 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31a der ONU 71 über den
Schalter 4, 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a,
Fotokoppler 2a und virtuellen Pfad VP1 gesendet. Eine zur
ONU 72 zu sendende ATM-Zelle #2 wird zum 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 32a der
ONU 72 über
den Schalter 4, 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a,
Fotokoppler 2a und virtuellen Pfad VP2 gesendet.
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In
diesem Fall durchlaufen beide ATM-Zellen #1 und #2 den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a.
Zusätzlich
hat der Schalter 4 die Funktion, die ATM-Zellen #1 und
#2 zu entsprechenden Toren des Schalters 4 in Übereinstimmung
mit den Werten von Headern H1 und H2 der ATM-Zellen #1 und #2 auszugeben.
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Angenommen
sei, daß im
normalen Kommunikationszustand gemäß 18 eine
Anomalität
(z. B. Trennung) auf dem virtuellen Pfad VP1 zwischen dem Fotokoppler 2a und
dem 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31a der
ONU 71 gemäß der Darstellung
durch ein "X" in 20 auftritt.
In diesem Fall trifft nur ein Signal von der ONU 71 nicht
am 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a in der OLT 6 ein.
Der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der OLT 6 detektiert
die Anomalität
im Kommunikationszustand des virtuellen Pfads VP1 und sendet ein Warnsignal
zum Steuerabschnitt 10 der OLT 6.
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Nach
Empfang des Warnsignals vom 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a steuert
der Steuerabschnitt 10 den Schalter 4, um die
Einstellung virtueller Pfade zu ändern.
Als Folge schaltet der Schalter 4 den virtuellen Pfad VP1
auf den virtuellen Pfad VP1a gemäß 21 um.
Das heißt,
der virtuelle Pfad VP1a ist über
die folgende Route aufgebaut: 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b der
OLT 6 – Fotokoppler 2b – optische
Faser 21b – 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31b der
ONU 71. Infolge dessen kann die Kommunikation zwischen
der OLT 6 und der ONU 71 wiederaufgenommen werden.
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Hierbei
bleibt der für
die Kommunikation zwischen der OLT 6 und der ONU 72 verwendete
virtuelle Pfad VP2 in Gebrauch, ohne beeinflußt zu werden.
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22 zeigt
die Flüsse
von Signalen über den
Schalter 4 beim Umschalten vom virtuellen Pfad VP1 auf
den virtuellen Pfad VP1a in 6.
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Gemäß 22 wird
in Übereinstimmung
mit der Einstellung eines virtuellen Pfads für den Schalter 4 die
zur ONU 71 zu sendende ATM-Zelle #1 zum virtuellen Pfad
VP1a gesendet, der durch die folgende Route gebildet ist: Schalter 4 – 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b in
der OLT 6 – Fotokoppler 2b – optische
Faser 21b. Die zur ONU 72 zu sendende ATM-Zelle
#2 wird zum virtuellen Pfad VP2 gesendet, der durch die folgende
Route gebildet ist: Schalter 4 – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 – Fotokoppler 2a – optische
Faser 12a – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 32a der
ONU 72.
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In Übereinstimmung
mit den Werten der Header H1 und H2, die den Zellen zugefügt sind, werden
diese ATM-Zellen #1 und #2 auf die entsprechenden Tore des Schalters 4 verteilt.
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Im
folgenden wird der Betrieb des SEL 81 der ONU 71 beim
o. g. Umschalten vom virtuellen Pfad VP1 auf den virtuellen Pfad
VP1a anhand von 23 beschrieben.
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Gemäß 23 steuert
der Steuerabschnitt 10 der OLT 6 den Schalter 4 und
sendet ein Umschaltanforderungssignal zur ONU 71 über den
auf die zuvor beschriebene Weise aufgebauten virtuellen Pfad VP1a.
Nach Empfang des Umschaltanforderungssignals von der OLT 6 benachrichtigt
der 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31b der ONU 71 den
Steuerabschnitt 111 über
das SEL-Umschaltsignal.
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Nach
Empfang des SEL-Umschaltsignals gibt der Steuerabschnitt 111 ein
Umschaltsteuersignal zum SEL 81 der ONU 71 aus.
In Übereinstimmung
mit dem Umschaltsteuersignal von der ONU 71 schaltet der
SEL 81 den 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31a der
ONU 71 auf den 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31b um
und verbindet das Teilnehmerendgerät 91 mit dem 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31b über den
SEL 81. Mit dieser Operation wird ein Signal vom 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 31b der
ONU 71 zum Teilnehmerendgerät 91 über den
SEL 81 gesendet. Infolge dessen kann die Kommunikation
zwischen der OLT 6 und dem Teilnehmerendgerät 91 über den
virtuellen Pfad VP1a wiederaufgenommen werden.
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Da
gemäß der vierten
Ausführungsform
die Steuerabschnitte 111 bis 11n der ONUs 71 bis 7n die Umschaltsteuerung
am 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt
und 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt zuverlässiger durchführen, kann
die Kommunikation zwischen jedem Teilnehmerendgerät und der
OLT zuverlässig
aufgebaut werden, und ein Netzwerk läßt sich flexibel gestalten.
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In
jeder zuvor beschriebenen Ausführungsform
werden optische Übertragungspfade,
die durch die Fotokoppler 2a und 2b sowie die
optischen Fasern 11a bis 1na und 21b bis 2nb gebildet
sind, als Übertragungspfade
verwendet. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und
kann auf einen Fall angewendet sein, in dem ein Koaxialkabel oder eine
andere Art von metallischer Leitung als Übertragungspfad zum Einsatz
kommt.
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In
jeder zuvor beschriebenen Ausführungsform
ist eine Anomalität
infolge von Trennung des virtuellen Pfads VP1 als Beispiel für einen
anomalen Kommunikationszustand angenommen. Zusätzlich zu diesem anomalen Zustand
kann die Erfindung aber auch auf anomale Zustände angewendet sein, in denen
z. B. ein oder mehrere der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitte 31a bis 3na und
1-System-Sende-/Empfangsabschnitte 31b bis 3nb der ONUs 71 bis 7n ausgefallen,
der Fotokoppler 2a und 2b ausgefallen und der
SELs 81 bis 8n ausgefallen sind.
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Soll
in jeder zuvor beschriebenen Ausführungsform der virtuelle Pfad
VP1 auf den virtuellen Pfad VP1a mit Hilfe des ATM-Systems umgeschaltet werden,
wird diese Umschaltoperation durch Verteilen von ATM-Zellen #1 und
#2 auf Tore des Schalters 4 in Übereinstimmung mit den Werten
der Header H1 und H2 der ATM-Zellen #1 und #2 durchgeführt. Allerdings
ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auf ein PON-System
im STM (synchronen Übertragungsmodus)
angewendet sein. In diesem Fall kann ein virtueller Pfad durch Bestimmen
spezifischer Tore des Schalters 4, für die Daten bestimmt sind,
in Übereinstimmung
mit den Zeitschlitzen von Rahmen aufgebaut werden, die vom Steuerabschnitt 10 in
einem vorbestimmten Zyklus ausgegeben werden.
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Jede
zuvor beschriebene Ausführungsform wurde
im Zusammenhang mit dem Auftreten einer Anomalität auf dem virtuellen Pfad VP1
beschrieben. Aber auch bei Auftreten einer Anomalität anderswo, z.
B. in der optischen Faser 22b vor dem Aufbau eines virtuellen
Pfads, kann ein virtueller Pfad durch Umschalten des Schalters 4 aufgebaut
werden, um Kommunikation zwischen der OLT 6 und dem Teilnehmerendgerät 92 zu
ermöglichen.
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Detektiert
in diesem Fall der 1-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1b in
der OLT 6 die Anomalität
in der optischen Faser 22b, während der virtuelle Pfad VP2
gemäß 21 nicht
aufgebaut ist, und gibt ein Warnsignal aus, steuert der Steuerabschnitt 10 den
Schalter 4, um Tore umzuschalten. Mit dieser Operation
wird der virtuelle Pfad VP2 durch die folgende Route aufgebaut:
Schalter 4 – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 1a der
OLT 6 – Fotokuppler 2a – optische
Faser 12a – 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 32a der
ONU 72. Zugleich wird der 0-System-Sende-/Empfangsabschnitt 32a der
ONU 72 durch den SEL 82 ausgewählt und mit dem Teilnehmerendgerät 92 verbunden.
Dies ermöglicht
die Kommunikation zwischen dem Teilnehmerendgerät 92 und der OLT 6.
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In
jeder zuvor beschriebenen Ausführungsform
werden virtuelle Pfade im Fall einer Anomalität in einer optischen Faser,
d. h. auf einem Übertragungspfad,
eines Systems umgeschaltet. Allerdings können die virtuellen Pfade zwischen
der OLT 6 und den ONUs 71 bis 7n durch
den Schalter 4 gleichzeitig umgeschaltet werden.
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Senden
in diesem Fall die 0-System-Sende-/Empfangsabschnitte 31a bis 3na der
ONUs 71 bis 7n gleichzeitig Warnsignale als Anzeige
für Kommunikationsanomalitäten, schaltet
der Steuerabschnitt 10 der OLT 6, der diese Warnsignale
empfangen hat, gleichzeitig die Tore des Schalters 4 um,
um die virtuellen Pfade vom Aktivsystem zwischen der OLT 6 und
den ONUs 71 bis 7n auf das Reservesystem gleichzeitig
umzuschalten. Geben zudem die ONUs 71 bis 7n,
die auf Signale zugegriffen haben, die von der OLT 6 verteilt
wurden, gleichzeitig Warnsignale aus, kann der Steuerabschnitt 10 vorbestimmte
Tore des Schalters 4 nach Empfang der Signale gleichzeitig
umschalten.
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Wie
zuvor beschrieben, läßt sich
im Ersatzumschaltverfahren und in der Ersatzumschaltvorrichtung
für das
PON-System gemäß der Erfindung
nur ein widerherzustellender Pfad problemlos auf einen Reservesystempfad
umschalten, ohne die Kommunikation über einen normalen virtuellen
Pfad im PON-System zu beeinflussen, und die Kommunikation kann fortgesetzt
werden. Dies ermöglicht,
virtuelle Pfade leicht umzuschalten, ohne eine kurze Unterbrechung
u. ä. wie
in normalen Vorrichtungen zu verursachen.