JP2007135119A - Ｏｌｔ切替え方法、光終端システム及びｏｌｔユニット - Google Patents

Abstract

【課題】
通信断無しで、現用ＯＬＴユニットから予備ＯＬＴユニットに切り替え、ユーザ装置での受信失敗を防ぐ。
【解決手段】
制御ユニット（１０ｃ）は、予備ＯＬＴユニット（１０ｂ）を切替え待機モードで動作させる。切替え待機モードでは、メモリ（３０ｂ）は、現用ＯＬＴユニット（１０ａ）の未出力の下り信号を記憶する。制御ユニット（１０ｃ）からの切替え待機モードから通常モードへの移行の指示に従い、スイッチ（４２ｂ）は、一定期間、アイドルパターン発生装置（５０ａ）からのアイドルパターンを駆動回路（４４ｂ）に供給する。これにより、ユーザのＯＮＵ（２２−１〜２２−ｎ）は、予備ＯＬＴユニット（１０ｂ）から出力される下り信号の受信に備える。切替え待機モードから通常モードへの移行の指示に従い、メモリ（３０ｂ）は、未出力の下り信号をＣＰＵ（３８ｂ）に読み出す。
【選択図】
図１

Description

本発明は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムにおけるセンター局の光終端装置ＯＬＴ（Optical Line terminal）を切り替える方法、光終端システム及びＯＬＴユニットに関する。

ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet Passive Optical Network）による光アクセス方式が普及しつつある。なお、Ethernet及びイーサネットは登録商標である。ＰＯＮでは、センター局に配置される光終端装置ＯＬＴ（Optical Line Terminal）に光ファイバ及び光カップラからなる光伝送路を介して複数のユーザ光終端装置ＯＮＵ（Optical Network Unit）を接続する。ＧＥ−ＰＯＮでは、１本の光ファイバで１６あるいは３２のＯＮＵを収容するのが一般的であるが、規格上、1本の光ファイバで収容可能なＯＮＵ数に上限はなく、６４あるいは１２８のＯＮＵを収容することも可能である。この場合、ＯＬＴが故障すると、６４あるいは１２８のユーザへのサービスが断となる。

昨今、データ通信サービスだけでなく、電話サービスと放送サービスを同時に提供することが行われている。ＯＬＴが故障すると、これらのサービスも使用不能になる。今後、地上波テレビ放送のＩＰ送信も検討されており、ますます、サービス断、特に、ＯＬＴの故障によるサービス断は避けなければならない。

通信機器の障害に備えて、冗長構成を採用することは周知である。例えば、ＰＯＮでは、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８３に冗長構成が規定されている。特許文献１には、ＰＯＮの無瞬断冗長構成が記載されている。特許文献２には、ＩＰ信号（パケット信号）の波長分割多重装置における無瞬断切替え装置が記載されている。
特開平０９−１３０８３４号公報 特開２００４−９６５１４号公報

ＰＯＮでは、ＯＬＴは、各ＯＮＵの識別ＩＤ（ＬＬＩＤ）及び割当帯域等の管理情報を記憶し、この管理情報に基づき各ＯＮＵ及びそのサービスを管理している。ＯＬＴをリブートしたり、交換するときには、ＯＬＴは、通常、接続するＯＮＵを探索するディスカバリー手続きから開始することになり、本来のサービスを開始できるようになるまでには、非常に時間がかかる。

現用系と予備系が、切替えの途中及び前後でこの管理情報を共有すれば、少なくともディスカバリーの手続き又はその一部を省略できる。しかし、切替えに伴い、各ＯＮＵでは、リンク断及びクロック外れが発生し、下りデータフレームのロスも発生する。リンク断は、各ＯＮＵに新たにＬＬＩＤを付与する予備ＯＬＴによる手続きを必要とする。また、クロック外れは、予備ＯＬＴからのクロックに各ＯＮＵが同期する手続きを必要とする。何れも、時間がかかり、無瞬断といえるほどに早期に現用系を予備系に切り替えることができない。勿論、フレームロスで失ったデータは、送信元に再送信を依頼できなければ、回復できないし、再送信を依頼できても、そのための時間ロスは甘受しなければならない。

管理情報を共有する方法、リンク断、クロック外れ及びフレームロスを防ぐ方法は、特許文献１，２には開示されていない。

本発明は、これらの不都合を解消して、迅速に予備系に切り替え可能なＯＬＴ切替え方法、光終端システム及びＯＬＴユニットを提示することを目的とする。

本発明に係るＯＬＴ切替え方法は、単一のＯＬＴユニットが、光伝送路を介して複数のユーザ装置と接続し、当該ユーザ装置を管理するＰＯＮシステムにおいて、現用ＯＬＴユニットを予備ＯＬＴユニットに切り替える方法である。この方法では、現用ＯＬＴユニットと予備ＯＬＴユニットの両方に上位ネットワークからの下り信号を供給し、当該現用ＯＬＴユニットと当該予備ＯＬＴユニットから出力される上位ネットワーク向けの信号を当該上位ネットワークに供給する第１の接続を用意する。当該現用ＯＬＴユニットと当該予備ＯＬＴユニットの両方に当該ＰＯＮシステムの光伝送路からの上り信号を供給し、当該現用ＯＬＴユニットと当該予備ＯＬＴユニットから出力される当該ＰＯＮシステムのユーザ装置向けの信号を当該光伝送路に供給する第２の接続を用意する。当該予備ＯＬＴユニットを、下り信号と上り信号を傍受し、当該下り信号を所定量、メモリに記憶する切替え待機モードで動作させる。当該現用ＯＬＴユニットからの当該上り信号と下り信号の出力を停止する。当該予備ＯＬＴユニットから所定期間、アイドルパターンを当該光伝送路に出力させる。当該予備ＯＬＴユニットから当該メモリに記憶される下り信号を当該光伝送路に出力させる。当該予備ＯＬＴユニットが、当該ユーザ装置を管理する。

本発明に係る光終端システムは、現用機である第１のＯＬＴユニットと、予備機である第２のＯＬＴユニットと、当該第１のＯＬＴユニットから当該第２のＯＬＴユニットへの切替えを制御する制御ユニットであって、当該第１のＯＬＴユニットから出力される下り信号の、制御フレームを除くフレームの第１のハッシュ値を計算するハッシュ計算回路を具備する制御ユニットとを具備する光終端システムである。当該第２のＯＬＴユニットが、上位ネットッワークからの下り信号を一時記憶するメモリと、当該上位ネットワークからの下り信号から第２のハッシュ値を計算するハッシュ計算回路と、同じ下り信号の、当該第２のハッシュ値と当該メモリへの書込みアドレスとを記憶するハッシュテーブルと、当該メモリの書込みと読み出しを制御するメモリ制御回路であって、切替え待機モードでは、当該メモリからの読み出しを禁止した状態で、当該制御ユニットで計算される第１のハッシュ値に従い、当該メモリの読み出しアドレスを更新し、通常モードでは、当該メモリから記憶順に記憶信号を読み出させるメモリ制御回路と、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器と、当該制御ユニットからの当該切替え待機モードから当該通常モードへの移行指示に従い、所定期間、当該電気／光変換器にアイドルパターン信号を印加し、その後、当該メモリからの下り信号を当該電気／光変換器に供給する切替え回路とを具備することを特徴とする。

本発明に係るＯＬＴユニットは、上位ネットッワークからの下り信号を一時記憶するメモリと、当該上位ネットワークからの下り信号からハッシュ値を計算するハッシュ計算回路と、同じ下り信号の、当該ハッシュ値と当該メモリへの書込みアドレスとを記憶するハッシュテーブルと、当該メモリを書込みと読み出しを制御するメモリ制御回路であって、切替え待機モードでは、当該メモリからの読み出しを禁止した状態で、制御ユニットからのハッシュ値に従い、当該メモリの読み出しアドレスを更新し、通常モードでは、当該メモリから記憶順に記憶信号を読み出させるメモリ制御回路と、電気信号を光信号に変換する電気／光変換器と、当該制御ユニットからの当該切替え待機モードから当該通常モードへの移行指示に従い、所定期間、当該電気／光変換器にアイドルパターン信号を印加し、その後、当該メモリからの下り信号を当該電気／光変換器に供給する切替え回路とを具備することを特徴とする。

本発明よれば、通信を断することなしに、現用ＯＬＴユニットから予備ＯＬＴユニットに切り替えることができる。切替えに際して、アイドルパターンを送信するので、ユーザ装置は、予備機からの信号の受信に備えることができ、支障なく下り信号を受信できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。センター局に配置される本実施例の光終端システムは、現用光終端（ＯＬＴ）ユニット１０ａと、予備ＯＬＴユニット１０ｂと、制御ユニット１０ｃからなる。現用ＯＬＴユニット１０ａ及び予備ＯＬＴユニット１０ｂの上流側は、スイッチ１２、例えばレイヤ２又はレイヤ３のスイッチに接続する。スイッチ１２は、更に、上位ネットワークに接続する。スイッチ１２の送信（ＴＸ）ポートから出力される下り信号が、所定のフレーム単位、例えば、イーサネット（登録商標）フレーム単位で、現用ＯＬＴユニット１０ａと予備ＯＬＴユニット１０ｂに供給される。スイッチ１２とＯＬＴユニット１０ａ，１０ｂとの間のインターフェースは、１０００Ｂａｓｅ−Ｔ又は１０００Ｂａｓｅ−ＳＸ等がある。

現用ＯＬＴユニット１０ａと予備ＯＬＴユニット１０ｂは、同じ構成と機能からなる。在庫するＯＬＴユニットを一種類で済ますことができ、また、ＯＬＴ１０ａ，１０ｂの何れをも現用機にも予備機にもすることができるからである。現用ＯＬＴユニット１０ａの構成要素には、符号にａを付加し、予備ＯＬＴユニット１０ｂの構成要素には符号にｂを付加する。

各ＯＬＴユニット１０ａ，１０ｂは、現用機として動作しているときの通常モードと、予備機として切替えを待機しているときの切替え待機モードと、通常モードから停止に至る受動モードとを具備する。切替え待機モードでは、上り信号と下り信号を受信するのみで、その受信した信号を出力しない。本実施例では、現用ＯＬＴユニット１０ａが通常モードで動作し、予備ＯＬＴユニット１０ｂが切替え待機モードで動作している。

ＯＬＴユニット１０ａ，１０ｂの下流側は、２：１の光カップラ１４を介して光ファイバ１６に接続する。光カップラ１４は、ＯＬＴユニット１０ａ，１０ｂからの下り信号光を光ファイバ１６に出力し、光ファイバ１６から入力する上り信号光を２分割し、一方の分割上り信号光をＯＬＴユニット１０ａに、他方の分割上り信号光をＯＬＴユニット１０ｂに供給する光素子である。

光ファイバ１６以下は、ＰＯＮシステムの光伝送路と各ユーザのＯＮＵ２２−１〜２２−ｎからなる。即ち、光ファイバ１６の他端は１：ｎの光カップラ１８に接続する。光カップラ１８は、光ファイバ１６からの下り信号光をｎ分割、各分割信号光を光ファイバ２０−１〜２０−ｎに出力する。各光ファイバ２０−１〜２０−ｎの他端は、各ユーザの光終端装置（ＯＮＵ）２２−１〜２２−ｎに接続する。

光カップラ１２、光ファイバ１６及び光カップラ１８からなる部分は、広義には、２：Ｎの光カップラを構成する。従って、この部分を２：Ｎの単一の光カップラに変更してもよいことはいうまでもない。また、一本の光ファイバの光軸に沿って複数の１：２の光カップラを配置することより、各ユーザを収容するようにしてもよい。

各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎは、上り信号光を光ファイバ２０−１〜２０−ｎに出力する。上り光信号は、現用ＯＬＴユニット（例えば、１０ａ）に宛てた管理信号と、上位ネットワークに接続する機器に宛てたデータ信号を搬送する。ＯＬＴユニット１０ａに宛てた信号は、論理リンク確立のための制御信号及び応答信号などを含む。光カップラ１８は、各光ファイバ２０−１〜２０−ｎからの上り光信号を光ファイバ１６に出力する。光カップラ１４は光ファイバ１６からの上り光信号を２分割し、一方をＯＬＴユニット１０ａのＷＤＭ（波長分割多重）光カップラ５６ａに供給し、他方をＯＬＴユニット１０ｂのＷＤＭ光カップラ５６ｂに供給する。

ＯＬＴ１０ａの基本動作と構成を説明する。スイッチ１２からの下り信号フレームは、バッファとしてのメモリ３０ａとハッシュ計算回路３２ａに入力する。メモリ３０ａは、メモリ制御回路３４ａの制御下に、順次、スイッチ１２からの下り信号フレームを記憶する。

通常モードでは、メモリ制御回路３４ａは、メモリ３０ａの記憶域を循環的に利用するリングバッファとしてメモリ３０ａを動作させ、記憶データを順次、ＣＰＵ３６ａに出力する。ハッシュ計算回路３２ａ及びハッシュテーブル３６ａは、通常モードでは使用されない。

他方、切替え待機モードでは、メモリ制御回路３４ａは、メモリ３０ａの記憶域に循環的に、スイッチ１２からの下り信号フレームを書き込んでいくだけであり、記憶データを読み出さない。但し、メモリ３０ａの読み出しアドレスは、ＣＰＵ３８ａからの指示に従い、逐次、更新される。メモリ３０ａの読み出されなかった下り信号上に、新しい下り信号が上書きされる。ＣＰＵ３８ａからの読み出し許可に従い、メモリ制御回路３４ａは、その時点の読み出しアドレス以降の記憶信号をメモリ３０ａからＣＰＵ３８ａに読み出す。

ハッシュ計算回路３２ａは、フレーム単位でスイッチ１２からの下り信号フレームのハッシュ値を計算する。ハッシュテーブル３６ａは、ハッシュ計算回路３２ａで計算されたハッシュ値と、そのフレームのメモリ３０ａの書込みアドレスとを対応付けて、記憶する。ハッシュテーブル３６ａは勿論、メモリ３０ａにその時点で記憶されている下り信号についてのみ、ハッシュ値と書込みアドレスの対応を記憶すればよい。

メモリ３０ａから読み出された下り信号は、ＣＰＵ３８ａに入力する。この下り信号は、配下のＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに宛てた信号と、上位ネットワークからＯＬＴユニット１０ａに宛てた制御信号、応答信号及び承認信号などの、ＯＬＴユニット１０ａと上位ネットワークとのネゴシエーションに関わる信号とを含む。ＣＰＵ３８ａは、メモリ３０ａからの下り信号の内、ＯＬＴユニット１０ａに宛てた信号（制御信号、応答信号及び承認信号などを含む）を取り込み、それ以外の、配下のＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに宛てた信号を下りバッファ４０ａに出力する。ＣＰＵ３８ａはまた、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに対する制御信号（論理リンクの登録や帯域割当てに使用されるＧａｔｅフレーム等）を下りバッファ４０ａに出力する。下りバッファ４０ａ内で、下り信号はレートを調節され、優先度順に出力順を制御される。ＣＰＵ３８ａはまた、上位ネットワークからＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに宛てた下り信号の種別等を盗み見（スヌープ）する。

クロック発生装置４８ａは、下り信号の伝送レートに応じた周波数、例えば、１．２５ＧＨｚの発振器を内蔵し、当該周波数のクロックを発生する。アイドルパターン発生装置５０ａは、クロック発生回路４８ａからのクロックに従い、ＩＥＥＥ８０２．３に規定されている、規格上／Ｉ２／と呼ばれているアイドルパターン（”００１１１１１０１０ ０１１０１１０１０１”）を繰り返し発生する。下りバッファ４０ａは、クロック発生装置４８ａの出力クロックに従い、記憶データをスイッチ４２ａに読み出す。スイッチ４２ａは、通常は、バッファ４０の出力に接続しているが、切替え待機モードから通常モードへの移行の際に、所定期間だけ、アイドルパターン発生装置５０ａの出力に接続する。

スイッチ４２ａにより選択された下りバッファ４０ａの出力信号又はクロック発生装置５０ａからのクロックが、駆動回路４４ａに印加される。駆動回路４４ａは、スイッチ４２ａからの信号に従い電気／光変換器としてのレーザダイオード４６ａを駆動する。

レーザダイオード４６ａの出力光は、光スイッチ５２ａを介して光分波器５４ａに入力する。通常モードでは、ＣＰＵ３８ａは、スイッチ５２ａを閉成状態に制御している。切替え待機モードでは、間違って下り信号光を出力してしまうのを防ぐために、ＣＰＵ３８ａは、駆動回路４４ａを停止させ、且つ／または、スイッチ５２ａを開放状態に制御する。

光分波器５４ａは、ＰＯＮの光伝送路に出力される下り信号光をモニタするために設けられており、光スイッチ５２ａからの下り信号の９９％をＷＤＭ光カップラ５６に供給し、残りを制御ユニット１０ｃに供給する。ＷＤＭ光カップラ５６ａは、光分波器５４ａからの下り信号光を光カップラ１４に供給する。この下り信号光は、光カップラ１４、光ファイバ１６、光カップラ１８及び光ファイバ２０−１〜２０−ｎからなるＰＯＮの光伝送路を介して各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに入射する。

各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎは、上り信号光を光ファイバ２０−１〜２０−ｎに出力する。上り光信号は、現用ＯＬＴユニット（例えば、１０ａ）に宛てた信号と、上位ネットワークに接続する機器に宛てた信号を搬送する。ＯＬＴユニット１０ａに宛てた信号は、論理リンク確立のための制御信号及び応答信号などを含む。光カップラ１８は、各光ファイバ２０−１〜２０−ｎからの上り光信号を光ファイバ１６に出力する。光カップラ１４は光ファイバ１６からの上り光信号を２分割し、一方をＯＬＴユニット１０ａのＷＤＭ光カップラ５６ａに供給し、他方をＯＬＴユニット１０ｂのＷＤＭ光カップラ５６ｂに供給する。

ＷＤＭ光カップラ５６ａは、光カップラ１４からの上り信号光をフォトダイオード等の光／電気変換器５８ａに供給する。光／電気変換器５８ａは、ＷＤＭ光カップラ５６ａからの上り信号光を電気信号である上り信号に変換する。この上り信号は、バッファ６０ａを介してＣＰＵ３８ａに供給される。ＣＰＵ３８ａは、上り信号の内、ＯＬＴユニット１０ａ宛ての信号（ＬＬＩＤ登録要求及び帯域要求など）を取り込み、上位ネットワーク宛ての上り信号を盗み見（スヌープ）する。通常モードでは、ＣＰＵ３８ａは、バッファ６０ａからの信号のうち、上位ネットワーク宛ての上り信号をスイッチ１２に供給するが、切替え待機モードでは、スイッチ１２に供給せずにＦＩＦＯバッファに蓄えた後、破棄する。

ＣＰＵ３８ａは、各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎについてＩＧＭＰスヌーピング（Ｓｎｏｏｐｉｎｇ）テーブル及びＭＡＣアドレステーブルを格納する記憶装置を具備する。切替え待機モードでは、現用機になったときに備えて、ＣＰＵ３８ａは、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎから現用ＯＬＴユニットへの上り信号の傍受結果によりＩＧＭＰスヌーピング（Ｓｎｏｏｐｉｎｇ）テーブル及びＭＡＣアドレステーブルを逐次、更新する。ＧＥ−ＰＯＮでは、現用ＯＬＴユニットと同じアルゴリズムで動作する予備ＯＬＴユニットは、現用ＯＬＴユニットからＯＮＵ２２−１〜２２−ｎへのメッセージを傍受しなくても、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎから現用ＯＬＴユニットへの上り信号、特にＲＥＰＯＲＴフレームなどの管理信号を傍受するだけで、現用ＯＬＴユニットによるＯＮＵ２２−１〜２２−ｎの管理内容を把握できる。

制御ユニット１０ｃの構成と基本動作を説明する。光分波器５４ａの分波光は、光分波器７２で２分割され、一方の分割光がパワーモニタ７０ａに入力し、他方の分割光が、ＯＬＴユニット１０ａからＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに向けて出力される下り信号のモニタのために、光／電気変換器７４に入力する。光／電気変換器７４は入力する下り信号光を電気信号に変換する。フレーム化回路７６は、光／電気変換器７４から出力される下り信号を所定のフレーム、例えば、イーサネット（登録商標）フレームにまとめる。フレーム化回路７６から出力される下り信号のフレームはＧａｔｅフレームを含むので、Ｇａｔｅフレーム削除回路７８が、フレーム化回路７６で生成されるフレームからＧａｔｅフレームを削除する。ハッシュ計算回路８０は、Ｇａｔｅフレーム削除回路７８から出力される各フレームのハッシュ値を算出する。

また、予備ＯＬＴユニット１０ｂの光分波器５４ｂからの分波光は、パワーモニタ７０ｂに入力する。パワーモニタ７０ａ，７０ｂは、モニタ結果のパワー値を制御回路８２に供給する。制御回路８２は、パワーモニタ７０ａ，７０ｂのモニタ結果により、ＯＬＴユニット１０，ａ１０ｂの下り信号光出力の状態を監視する。

制御回路８２はまた、ハッシュ計算回路８０により計算されたハッシュ値を予備ＯＬＴユニット（ここでは、ＯＬＴユニット１０ｂ）のＣＰＵ３８ｂに供給する。

通常モードでの現用ＯＬＴユニット１０ａの動作を説明する。スイッチ４２ａは、常時、下りバッファ４０ａの出力に接続し、スイッチ５２ａは、常時、閉成している。スイッチ１２からの下り信号フレームは、メモリ３０ａでバッファされて、ＣＰＵ３８ａに入力する。ＣＰＵ３８ａは、メモリ３０ａからの下り信号の内、現用ＯＬＴユニット１０ａに宛てた信号（制御信号、応答信号及び承認信号などを含む）を取り込み、それ以外の、配下のＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに宛てた信号を下りバッファ４０ａに出力する。ＣＰＵ３８ａはまた、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに対する制御信号を下りバッファ４０ａに出力する。

クロック発生装置４８ａは、下り信号の伝送レートに応じた周波数のクロックを発生する。下りバッファ４０ａは、クロック発生装置４８ａの出力クロックに従い、記憶データをスイッチ４２ａに読み出す。下りバッファ４０ａからの下り信号は、駆動回路４４ａに印加され、駆動回路４４ａは、下り信号に従いレーザダイオード４６ａを駆動する。

レーザダイオード４６ａの出力光は、光スイッチ５２ａを介して光分波器５４ａに入力する。光分波器５４ａは、光スイッチ５２ａからの下り信号パワーの９９％をＷＤＭ光カップラ５６に供給し、残りを制御ユニット１０ｃの光分波器７２に供給する。ＷＤＭ光カップラ５６ａは、光分波器５４ａからの下り信号光を光カップラ１４に供給する。この下り信号光は、光カップラ１４、光ファイバ１６、光カップラ１８及び光ファイバ２０−１〜２０−ｎからなるＰＯＮの光伝送路を介して各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに入射する。

ＷＤＭ光カップラ５６ａは、光カップラ１４からの上り信号光をフォトダイオード等の光／電気変換器５８ａに供給する。光／電気変換器５８ａは、ＷＤＭ光カップラ５６ａからの上り信号光を電気信号である上り信号に変換する。この上り信号は、バッファ６０ａを介してＣＰＵ３８ａに供給される。ＣＰＵ３８ａは、上り信号の内、現用ＯＬＴユニット１０ａ宛ての信号を取り込み、上位ネットワーク宛ての上り信号を盗み見（スヌープ）する。ＣＰＵ３８ａは、バッファ６０ａからの信号のうち、上位ネットワーク宛ての上り信号をスイッチ１２に供給する。

このとき、制御ユニット１０ｃでは、光分波器５４ａからの分割光は、光分波器７２で２分割され、一方の分割光がパワーモニタ７０ａに入力し、他方の分割光が光／電気変換器７４に入力する。光／電気変換器７４は光分波器７２からの下り信号光を電気信号に変換する。フレーム化回路７６は、光／電気変換器７４から出力される下り信号を所定のフレームにまとめる。Ｇａｔｅフレーム削除回路７８が、フレーム化回路７６で生成されるフレームからＧａｔｅフレームを削除する。ハッシュ計算回路８０は、Ｇａｔｅフレーム削除回路７８から出力される各フレームのハッシュ値を算出する。制御回路８２は、ハッシュ計算回路８０により計算されたハッシュ値を予備ＯＬＴユニット１０ｂのＣＰＵ３８ｂに供給する。

切替え待機モードでの予備ＯＬＴユニット１０ｂの動作を説明する。切替え待機モードでは、ＣＰＵ３８ｂは、スイッチ５２ｂを開放し、スイッチ４２ｂをバッファ４０ｂの出力側に接続している。但し、バッファ４０ｂは、実質的に出力停止状態にある。

メモリ３０ｂは、メモリ制御回路３４ｂの制御下に、順次、スイッチ１２からの下り信号フレームを循環的に記憶する。メモリ制御回路３４ｂは、メモリ３０ｂからの記憶データの読み出しを停止している。ハッシュ計算回路３２ｂは、フレーム単位で下り信号フレームのハッシュ値を計算する。ハッシュテーブル３６ｂは、下り信号フレームのハッシュ値と書込みアドレスとを対応付けて、記憶する。

ＣＰＵ３８ｂは、制御回路８２からのハッシュ値と同じ値のハッシュ値をハッシュテーブル３６ｂから検索し、同じハッシュ値のフレームを記憶するアドレスをハッシュテーブル３６ｂから読み出す。ＣＰＵ３８ｂは、メモリ３０ｂの読み出しアドレスを、メモリ３０ｂ上で同じハッシュ値を持つフレームの次のフレームのアドレスを示すように、メモリ制御回路３４ｂに指示する。これにより、ＯＬＴユニット１０ａから出力された下り信号フレームは、予備ＯＬＴユニット１０ｂのメモリ３０ｂから削除される。

ＷＤＭ光カップラ５６ｂは、光カップラ１４からの上り信号光をフォトダイオード等の光／電気変換器５８ｂに供給する。光／電気変換器５８ｂは、ＷＤＭ光カップラ５６ｂからの上り信号光を電気信号である上り信号に変換する。この上り信号は、バッファ６０ｂを介してＣＰＵ３８ｂに供給される。ＣＰＵ３８ｂは、上り信号の内、ＯＬＴユニット１０ａ宛ての信号を取り込み、上位ネットワーク宛ての上り信号を盗み見（スヌープ）しつつ、破棄する。即ち、ＣＰＵ３８ｂは、上位ネットワークへの上り信号をスイッチ１２に供給しない。盗み見の結果により、ＣＰＵ３８ｂは、各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎについて、ＩＧＭＰスヌーピング（Ｓｎｏｏｐｉｎｇ）テーブル及びＭＡＣアドレステーブルを更新する。

切替え待機モードの予備ＯＬＴユニット１０ｂでは、現用ＯＬＴ１０ａユニットから未出力の下り信号が、メモリ３０ｂに保存される。

このように、ＯＬＴユニット１０ａを現用機とし、ＯＬＴユニット１０ｂを予備機として場合、現用ＯＬＴユニット１０ａは、通常モードで動作し、具体的には、上述のように、上位ネットワークからＯＮＵ２２−１〜２２−ｎへの下り信号とＯＮＵ２２−１〜２２−ｎから上位ネットワークへの上り信号を中継し、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎの論理リンクの登録及び送信帯域の付与等を管理している。また、予備ＯＬＴユニット１０ｂは、切替え待機モードで、下り信号と上り信号を傍受している。制御ユニット１０ｃの制御装置８２は、回路７４〜８０により、ＯＬＴユニット１０ａから光カップラ１４に出力される下り信号のモニタを実行している。

現用ＯＬＴユニット１０ａから予備ＯＬＴユニット１０ｂへの切替え手順と動作を説明する。ユーザの遠隔からの指示、図示しない操作装置による指示、又は、下り信号光を出力できないような現用ＯＬＴ１０ａユニットの障害の検知に従い、制御ユニット１０ｃの制御装置８２は、以下の手順で、現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴユニット１０ｂに切り替える。

予備ＯＬＴユニット１０ｂは、切替え待機モードでは、上述のように動作して、スイッチ１２からＯＮＵ２２−１〜２２−ｎへの下り信号の内の最近の一定データ量分を常時、メモリ３０ｂに記憶し、且つ、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎから現用ＯＬＴユニット１０ａ及び上位ネットワークへの上り信号を傍受して、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎの動作内容、及び現用ＯＬＴユニット１０ａによるＯＮＵ２２−１〜２２−ｎの管理内容を傍受している。スイッチ４２ｂはバッファ４０ｂの出力に接続し、スイッチ５２ｂは開放されている。勿論、クロック発生装置４８ｂ及びアイドルパターン発生装置５０ｂは動作しており、クロック発生装置４８ｂは、所定周波数のクロックを発生している。

回路７４〜８０は、上述したように、現用ＯＬＴユニット１０ａのレーザダイオード４６ａから出力される下り信号光の内で、Ｇａｔｅフレーム以外のフレームについて、ハッシュ値を計算する。制御装置８２は、計算されたハッシュ値を予備ＯＬＴユニット１０ｂのＣＰＵ３８ｂに供給する。予備ＯＬＴユニット１０ｂのＣＰＵ３８ｂは、制御装置８２からのハッシュ値を、ハッシュテーブル３６ｂに記憶される複数のハッシュ値と比較し、一致するハッシュ値に対応するアドレスの次のアドレスを読み出しアドレスとして指し示すように、メモリ制御回路３４ｂを制御する。勿論、このとき、読み出しアドレスを変更するだけであり、メモリ３０ｂからの読み出しは不能（Disable）になっている。このようにして、現用ＯＬＴユニット１０ａから下り信号が出力される度に、メモリ３０ｂの読み出しアドレスが、未出力の下り信号を指し示すように更新される。

制御ユニット１０ｃは、予備ＯＬＴユニット１０ｂのメモリ３０ｂにおける下り信号のバッファリングが正常に動作していることと、予備ＯＬＴユニット１０ｂが上り信号を傍受できていることを確認し、その後、現用ＯＬＴユニット１０ａに受動モードへの移行を指示し、予備ＯＬＴユニット１０ｂには通常モードへの移行を指示する。

受動モードでは、ＯＬＴユニット１０ａは、下り信号光をそのフレーム単位で出力完了した時点で、下り信号光の出力を停止し、スイッチ５２ａを開放する。また、現用ＯＬＴユニット１０ａは、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎへの新たな帯域の割当てを停止する。帯域割当ての停止により、各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎは、上り信号を出力できなくなる。受動モードは、管理情報を記憶するだけで、実質的に機能を停止した状態であり、予備機への切替え完了を待機するモードである。勿論、現用ＯＬＴユニット１０ａの下り信号光出力系が故障している場合、又は、現用ＯＬＴユニット１０ａ全体が故障した場合、実際上、ＯＬＴユニット１０ａは、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに制御信号を送信できないし、下り信号光を出力できない。

通常モードへの移行の指示に従い、予備ＯＬＴユニット１０ｂのＣＰＵ３８ｂは、上り信号の上位ネットワークへの中継に備えて、スイッチ１２への出力ポートを開放する。

ＣＰＵ３８ｂはまた、レーザダイオード４６ｂからの光信号出力に備えて、スイッチ５２ｂを閉成し、スイッチ４２ｂをアイドルパターン発生装置５０ｂの側に所定期間、例えば２μｓ程度、接続する。これにより、所定期間、アイドルパターン信号光が各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに供給される。アイドルパターン信号光をデータ信号光の前に各ＯＮＭＵ２２−１〜２２−ｎに送信することで、各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎは、以後に受信する下り信号の同期検出に備えることができる。

スイッチ４２ｂを下りバッファ４０ｂの出力側に戻した後、ＣＰＵ３８ｂは、読み出しアドレスの示す記憶位置以降の、メモリ３０ｂに記憶されている下り信号を読み出し、下りバッファ４０ｂに供給する。即ち、メモリ３０ｂをバッファとして動作させる。これにより、予備ＯＬＴユニット１０ｂは、上位ネットワークから各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎの下り信号を中継する役目を果たす。

例えば、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，・・・という下りフレームが続いていて、ＯＬＴユニット１０ａが下りフレームａ，ｂ，ｃの下り信号光を光カップラ１４に出力している場合に、ＯＬＴユニット１０ｂは、下りフレームｃに続く、下りフレームｄ，ｅ，ｆ，・・・の下り信号光を光カップラ１４に出力する。

各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎは、ＯＬＴユニット１０ａからの下りフレームａ，ｂ，ｃを受信し、２μ秒だけ、ＯＬＴユニット１０ｂからのクロックを受信し、その後に、ＯＬＴユニット１０ｂからの下りフレームｄ，ｅ，ｆ，・・・を受信する。現用ＯＬＴユニット１０ａから予備ＯＬＴユニット１０ｂへの切替えの間に、予備ＯＬＴユニット１０ｂからの下り信号に同期するクロックを予めＯＮＵ２２−１〜２２−ｎに送信するので、各ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎは、予備ＯＬＴユニット１０ｂからの下り信号光を支障なく受信できる。

勿論、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎが、下りフレームを重複して受信しても良い場合には、切替え待機モードでのメモリ３０ｂの読出しアドレス管理で、現用ＯＬＴユニット１０ａから出力済みの下り信号を重複して記憶するようにしてもよい。この場合、現用ＯＬＴユニット１０ａの下り信号光の出力停止のタイミングが厳密でなくても良くなる。例えば、フレームｄが重複してメモリ３０ｂに記憶される場合、現用ＯＬＴユニット１０ａは、下りフレームｄの信号光を出力途中で、出力を停止しても良い。

予備ＯＬＴユニット１０ｂは、切替え待機モードで、上り信号を傍受していることで取得した情報を使って、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎの論理リンクの登録及び送信帯域の付与等の、ＯＮＵ２２−１〜２２−ｎの管理を引き継ぐ。

予備ＯＬＴユニット１０ｂは、管理を正しく引き継げたことを確認すると、以後、通常モードで動作し、通常モードへの移行完了を制御ユニット１０ｃの制御装置８０に通知する。制御装置８０は、ＯＬＴユニット１０ｂからの通常モードへの移行完了の通知に従い、ＯＬＴユニット１０ａに受動モードから完全停止への移行、又はシャットダウンを指示する。

このようにして、本実施例では、上位ネットワークとＯＮＵ２２−１〜２２−ｎ間の通信を実質的に阻害することなしに、ＯＬＴを交換できる。予備ＯＬＴユニット１０ｂがＯＮＵ２２−１〜２２−ｎの管理を引き継ぐので、ＯＬＴの交換に通常伴う回線断が生じない。

ＯＬＴユニット１０ａからＯＬＴユニット１０ｂへの切替えと同様に、ＯＬＴユニット１０ｂからＯＬＴユニット１０ａへの切替えを行いたい場合には、要素７２乃至８０と同じ機能の要素を分波器５４ｂの分波光に対しても設けておく。

ＯＬＴユニット１０ａ，１０ｂは、クロック発生装置４８ａ，４８ｂを共用しても、又は、クロック発生装置４８ａ，４８ｂとアイドルパターン発生装置５０ａ，５０ｂを共用してもよい。例えば、制御ユニット１０ｃにクロック発生装置４８ａ，４８ｂに対応するクロック発生装置と、アイドルパターン発生装置５０ａ，５０ｂに対応するアイドルパターン発生装置を設け、このクロック発生装置の発生するクロックをバッファ４０ａ，４０ｂに供給し、アイドルパターン発生装置の発生するアイドルパターンをスイッチ４２ａ，４２ｂに供給する。

上記実施例を、複数台の現用機と１台の予備機を並列に配置し、任意の現用機を予備機に切り替える構成に拡張できることは明らかである。例えば、Ｌ２スイッチ又はＬ３スイッチと、現用機及び予備機との間に、切り替え対象の現用機に予備機を並列化できるセレクタを配置し、現用機及び予備機と光カップラ１４に相当する光カップラとの間に、切り替え対象の現用機に予備機を並列化できるセレクタ光セレクタを配置すればよい。

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。

符号の説明

１０ａ，１０ｂ：光終端ユニット（ＯＬＴユニット）
１０ｃ：制御ユニット
１２：Ｌ２スイッチ
１４：光カップラ
１６：光ファイバ
１８：光カップラ
２０−１〜２０−ｎ：光ファイバ
２２−１〜２２−ｎ：光終端装置（ＯＮＵ）
３０ａ，３０ｂ：メモリ
３２ａ，３２ｂ：ハッシュ計算回路
３４ａ，３４ｂ：メモリ制御回路
３６ａ，３６ｂ：ハッシュテーブル
３８ａ，３８ｂ：ＣＰＵ
４０ａ，４０ｂ：下りバッファ
４２ａ，４２ｂ：スイッチ
４４ａ，４４ｂ：駆動回路
４６ａ，４６ｂ：レーザダイオード（電気／光変換器）
４８ａ，４８ｂ：クロック発生装置
５０ａ，５０ｂ：アイドルパターン発生装置
５２ａ，５２ｂ：光スイッチ
５４ａ，５４ｂ：光分波器
５６ａ，５６ｂ：ＷＤＭ光カップラ
５８ａ，５８ｂ：光／電気変換器
６０ａ，６０ｂ：上りバッファ
７０ａ，７０ｂ：パワーモニタ
７２：光分波器
７４：光／電気変換器
７６：フレーム化回路
７８：Ｇａｔｅフレーム削除回路
８０：ハッシュ計算回路
８２：制御回路

Claims (7)

1. 単一のＯＬＴユニットが、光伝送路を介して複数のユーザ装置と接続し、当該ユーザ装置を管理するＰＯＮシステムにおいて、現用ＯＬＴユニット（１０ａ）を予備ＯＬＴユニット（１０ｂ）に切り替える方法であって、
   当該現用ＯＬＴユニット（１０ａ）と当該予備ＯＬＴユニット（１０ｂ）の両方に上位ネットワークからの下り信号を供給し、当該現用ＯＬＴユニット（１０ａ）と当該予備ＯＬＴユニット（１０ｂ）から出力される上位ネットワーク向けの信号を当該上位ネットワークに供給する第１の接続を用意し、
   当該現用ＯＬＴユニットと当該予備ＯＬＴユニットの両方に当該ＰＯＮシステムの光伝送路からの上り信号を供給し、当該現用ＯＬＴユニットと当該予備ＯＬＴユニットから出力される当該ＰＯＮシステムのユーザ装置向けの信号を当該光伝送路に供給する第２の接続（１４）を用意し、
   当該予備ＯＬＴユニットを、下り信号と上り信号を傍受し、当該下り信号を所定量、メモリに記憶する切替え待機モードで動作させ、
   当該現用ＯＬＴユニットからの当該上り信号と下り信号の出力を停止し、
   当該予備ＯＬＴユニットから所定期間、アイドルパターンを当該光伝送路に出力させ、
   当該予備ＯＬＴユニットから当該メモリに記憶される下り信号を当該光伝送路に出力させ、
   当該予備ＯＬＴユニットが、当該ユーザ装置を管理する
   ことを特徴とするＯＬＴ切替え方法。
2. 当該現用ＯＬＴユニットから出力される下り信号の内の所定の信号から第１のハッシュ値を計算し、
   当該切替え待機モードで、当該予備ＯＬＴユニットに当該上位ネットワークから入力する当該下り信号から第２のハッシュ値を計算し、
   同じ下り信号の、当該第２のハッシュ値と当該メモリへの書込みアドレスとをハッシュテーブルに記憶し、
   当該第１のハッシュ値と当該第２のハッシュ値の比較により、当該メモリの読み出しアドレスを変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載のＯＬＴ切替え方法。
3. 現用機である第１のＯＬＴユニット（１０ａ）と、
   予備機である第２のＯＬＴユニット（１０ｂ）と、
   当該第１のＯＬＴユニットから当該第２のＯＬＴユニットへの切替えを制御する制御ユニット（１０ｃ）であって、当該第１のＯＬＴユニットから出力される下り信号の、制御フレームを除くフレームの第１のハッシュ値を計算するハッシュ計算回路（８０）を具備する制御ユニット
   とを具備する光終端システムであって、
   当該第２のＯＬＴユニット（１０ｂ）が、
   上位ネットッワークからの下り信号を一時記憶するメモリ（３０ｂ）と、
   当該上位ネットワークからの下り信号から第２のハッシュ値を計算するハッシュ計算回路（３２ｂ）と、
   同じ下り信号の、当該第２のハッシュ値と当該メモリへの書込みアドレスとを記憶するハッシュテーブル（３６ｂ）と、
   当該メモリを書込みと読み出しを制御するメモリ制御回路であって、切替え待機モードでは、当該メモリからの読み出しを禁止した状態で、当該制御ユニットで計算される第１のハッシュ値に従い、当該メモリの読み出しアドレスを更新し、通常モードでは、当該メモリから記憶順に記憶信号を読み出させるメモリ制御回路（３４ｂ）と、
   電気信号を光信号に変換する電気／光変換器（４６ｂ）と、
   当該制御ユニットからの当該切替え待機モードから当該通常モードへの移行指示に従い、所定期間、当該電気／光変換器にアイドルパターン信号を印加し、その後、当該メモリからの下り信号を当該電気／光変換器に供給する切替え回路（４２ｂ，３８ｂ）
   とを具備することを特徴とする光終端システム。
4. 当該第２のＯＬＴユニットが、当該アイドルパターンを発生するアイドルパターン発生装置（５０ｂ）を具備することを特徴とする請求項３に記載の光終端システム。
5. 当該制御ユニットが、当該アイドルパターンを発生するアイドルパターン発生装置を具備することを特徴とする請求項３に記載の光終端システム。
6. 上位ネットッワークからの下り信号を一時記憶するメモリ（３０ｂ）と、
   当該上位ネットワークからの下り信号からハッシュ値を計算するハッシュ計算回路（３２ｂ）と、
   同じ下り信号の、当該ハッシュ値と当該メモリへの書込みアドレスとを記憶するハッシュテーブル（３６ｂ）と、
   当該メモリの書込みと読み出しを制御するメモリ制御回路であって、切替え待機モードでは、当該メモリからの読み出しを禁止した状態で、制御ユニットからのハッシュ値に従い、当該メモリの読み出しアドレスを更新し、通常モードでは、当該メモリから記憶順に記憶信号を読み出させるメモリ制御回路（３４ｂ）と、
   電気信号を光信号に変換する電気／光変換器（４６ｂ）と、
   当該制御ユニットからの当該切替え待機モードから当該通常モードへの移行指示に従い、所定期間、当該電気／光変換器にアイドルパターン信号を印加し、その後、当該メモリからの下り信号を当該電気／光変換器に供給する切替え回路（４２ｂ，３８ｂ）
   とを具備することを特徴とするＯＬＴユニット。
7. 更に、当該アイドルパターンを発生するアイドルパターン発生装置（５０ｂ）を具備することを特徴とする請求項６に記載のＯＬＴユニット。

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