JP2007194983A - パッシブ光ネットワーク - Google Patents
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Abstract
【目的】ONUの異常や障害の発生時にONUの光出力停止制御を高速に行い、他のONUの上り通信への妨害を抑えることが可能な光ネットワークを提供する。
【解決手段】上り信号の送信タイミングが上記送信タイミング指定の範囲外となる送信タイミング異常を検出する送信異常検出部と、送信タイミング異常が検出された場合に上り信号の局内装置への送信を停止する送信停止部と、を含む光端末装置を有する。
【選択図】図2
【解決手段】上り信号の送信タイミングが上記送信タイミング指定の範囲外となる送信タイミング異常を検出する送信異常検出部と、送信タイミング異常が検出された場合に上り信号の局内装置への送信を停止する送信停止部と、を含む光端末装置を有する。
【選択図】図2
Description
本発明は、光分岐装置を介して局内装置に複数の光端末装置が接続された光ネットワーク、特に、局内装置への上り信号の送信停止制御機能を有する光端末装置を含む光アクセスネットワークに関する。
FTTH(Fiber To The Home)等による加入者の光アクセスネットワークを提供する方法として、受動装置を利用するパッシブ光ネットワーク(PON:Passive Optical Network)方式がある。
PONは、複数の加入者光端末装置(ONU:Optical Network Unit)を1つの局内装置(OLT:Optical Line Terminal)に収容することにより光アクセスネットワークの低コスト化を図る方法である。つまり、複数の加入者光端末装置ONUによって回線(光ファイバ)及び局内装置OLTを共用することで1ONU当たりの回線コストの低減を図るものである。PONには、例えば、局内装置OLT及び加入者光端末装置ONU間の通信にイーサフレームを用いるE−PON(Ethernet(登録商標)-PON)及び当該区間の通信にATM(Asynchronous Transfer Mode)セルを用いるB−PON(Broadband-PON)などがある。
図1は、PONのネットワークトポロジを表している。例えば、通信会社等の局舎内に置かれた局内装置OLT3からの光ファイバ4は光スプリッタと呼ばれる受動装置5において収容加入者数(nとする)分だけ分岐される。光スプリッタ5からは、さらに各加入者へ光ファイバ6が延び、加入者宅内において加入者光端末装置(以下、単に光端末装置という。)ONU(ONU-1, ... ,ONU-n)と呼ばれる装置にて終端される構成が採られる。なお、光端末装置ONUにはルータ、コンピュータ等の機器が接続され、光端末装置ONUとの間でデータ信号の入出力がなされる。そして、光端末装置ONUを介して当該データ信号の通信が行われる。
次に、局内装置OLT3から各ONUへの信号(下り信号)及び各ONUから局内装置OLT3への信号(上り信号)の伝送方法について説明する。
各ONUから局内装置OLT3への伝送における信号光(上り)と、局内装置OLT3から各ONUへの伝送における信号光(下り)とでは異なる波長が用いられる。すなわち、一本の光ファイバに波長を多重して伝送を行い、双方向での同時通信が可能である。かかる波長多重信号光の波長は所定の規格、例えば、ITU−T勧告等に準拠して定められる。例えば、上りでは1.3μm帯の信号光が、下りでは1.5μm帯の信号光が用いられる。
下り信号の伝送、すなわち局内装置OLT3から各光端末装置ONUへの伝送においては、時分割多重方式(Time Division Multiplexing)又は波長多重方式(Wavelength Division Multiplexing)が用いられる。すなわち、時分割多重方式においては、各ONU(ONU-1, ... ,ONU-n)への下り信号(図1において、それぞれ、(1), (2), ...,(N)として示す)が時分割多重され、光スプリッタ5を経由して放送形式で各ONUへ配信される。そして、各ONUは自己宛の信号のみを抽出することにより受信を行う。
また、波長多重方式においては、各ONUへの信号をONU毎に異なる波長で波長多重して伝送される。そして、各ONUは自己宛の信号を搬送する波長の信号光のみを抽出することにより受信を行う。
一方、上り信号の伝送、すなわち各光端末装置ONUから局内装置OLT3への伝送方法にも時分割多重方式及び波長多重方式があるが、時分割多重方式を用いた場合に以下のような問題が生じる。
上り信号の時分割多重伝送方式においては、局内装置OLT3は各ONUに対して、予め各ONU(ONU-1, ... ,ONU-n)からの上り信号(図1において、それぞれ、<1>, <2>, ...,<N>として示す)の送信タイミングを指示し、各ONUは当該指示の送信タイミングでバースト的に光信号を送信する。また、当該送信タイミング以外ではONUの光出力を停止させる。これにより各ONUからの上り光バースト信号は光スプリッタ5において合流し、時分割多重されて局内装置OLT3へ伝送される。
ここで、OLT3から各ONUに指示される送信タイミングは、各ONUからの上り光バースト信号が光スプリッタ5で合流する際に衝突しないように、OLT3において予め計算されて各ONUに指示される。
従来、ONUにおいて異常が発生した場合、ONUから発せられる警報をOLT3が収集してONUの異常を検出し、警報を発しているONU内の光モジュールの光出力を強制停止させるための制御信号をそのONUに送出する。警報を発しているONUは、当該制御信号を受信すると、光モジュールの光出力を停止する。これにより、故障したONUの上り信号が他のONUの上り信号に衝突して他のONUの上り方向通信を妨げることを回避することができる(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−154956号公報(第3頁、図1)
しかしながら、従来技術においては、局内装置OLT側で光端末装置ONUの出力異常を検出した後、OLTは警報処理を行ってからONUに対して上り方向光出力を停止させる指示を行う。従って、ONUにおいて異常が発生してからそのONUの光出力が停止されるまで一定の時間がかかり、その間、他のONUの上り通信が妨害され続けるという事態になる。
また、ONU内部において故障が発生してONUからOLTに警報通知すべき場合において、ONU内部の故障検出部又は警報発生部自体が故障してOLTに正しく警報が通知されない場合がある。
さらに、ONUの下り信号処理部が故障して、OLTからの光出力停止指令に基づく光出力強制停止制御が正常に働かない場合がある。
上記の場合、他のONUの上り通信を妨害してしまうという問題があった。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ONUの異常や障害の発生時にONUの光出力停止制御を高速に行い、他のONUの上り通信への妨害を抑えることが可能な光ネットワークを提供することにある。さらに、従来では光出力停止制御が働かないような異常なONUの故障モードが生じた場合であっても他のONUの上り通信への妨害を回避することが可能な光ネットワークを提供することを目的とする。
本発明の光ネットワークは、局内装置と、局内装置に上り信号を時分割多重伝送する複数の光端末装置とを含み、光端末装置は局内装置から供給される送信タイミング指定に従って上り信号を送信するパッシブ光ネットワーク(PON)であって、光端末装置は、上り信号の送信タイミングが上記送信タイミング指定の範囲外となる送信タイミング異常を検出する送信異常検出部と、送信タイミング異常が検出された場合に上り信号の局内装置への送信を停止する送信停止部と、を有することを特徴としている。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する図において、実質的に同一又は等価な構成要素、部分には同一の参照符を付している。
図2は本発明によるパッシブ光ネットワーク(PON)の加入者光端末装置ONU(Optical Network Unit)10の構成を模式的に示すブロック図である。
局内装置OLT(Optical Line Terminal)側の光入出力端11はカプラ12に接続されている。カプラ12は、局内装置OLT3から光端末装置ONU10に入力された下り光信号のうち波長λ1の光信号のみを分離して下り信号処理部14に供給する。
下り信号処理部14における下り信号の処理に関して、以下により詳細に説明する。波長λ1の光信号は下り信号処理部14の下り光/電気(O/E)変換器15において電気信号に変換され、制御情報抽出部16に供給される。当該下り信号には伝送すべき主たる信号である主信号(情報データ信号)の他に各種の情報、指令等を含む制御情報が含まれている。制御情報抽出部16は当該制御情報を下り信号から抽出する。
制御情報抽出部16において抽出された制御情報には、局内装置OLT3から光端末装置ONU10に対して発せられた送信許可指令が含まれている。送信許可指令は、そのONU10に対する送信開始時刻と送信継続期間(又は送信終了時刻)とを含む指令である。すなわち、送信許可指令は、当該ONU10が上り信号を送信(出力)可能な送信タイミングを指定している。以下においては、かかる送信タイミングを指定する信号を送信タイミング指定信号(TMG)と称する。また、制御情報抽出部16において、局内装置OLT3から光端末装置ONU10に対して発せられた上り信号送信停止指令(USC)が抽出される。当該上り信号送信停止指令(USC)は、後述するように当該ONU10に対して上り信号の送信停止を指示する指令である。後述するように、送信タイミング指定信号TMGは上りバッファ読出制御部22に供給され、上り信号送信停止指令USCはOR回路28に供給される。
制御情報抽出部16から出力された下り主信号は下り主信号バッファ17に供給され、加入者側出力端子19を介してONU10に接続された、例えばルータ、コンピュータ等の機器に送出される。これにより、当該光端末装置ONU10を介して局内装置OLT3からのデータ信号の受信が行われる。
一方、上り信号は加入者側入力端子20を介して上り主信号バッファ21に供給される。上り信号の送信タイミングは局内装置OLT3の指示に従うことが必要である。従って、バッファ読出制御部22は、OLT3からの送信タイミング指定信号TMGに基づいて上り主信号バッファ21からの読み出しを行うための読出信号(以下、リード信号という。)RDを生成する。上り主信号バッファ21は、当該リード信号RDに基づいて上り主信号を上り主信号バッファ21から読み出し、上り電気/光(E/O)変換器23に供給する。
上りE/O変換器23は、上り主信号を波長λ2の光信号に変換し、カプラ12に供給する。カプラ12は波長λ2の光信号のみを選択的にOLT側の光入出力端11に出力する。従って、当該波長λ2の上り光信号はOLT3に伝送される。これにより、当該光端末装置ONU10を介して局内装置OLT3へのデータ信号等の送信が行われる。
光端末装置ONU10には、ONU内部の故障を検出するONU故障検出部24が設けられている。ONU故障検出部24は故障を検出すると、警報信号ALを発生して上り主信号バッファ21に供給する。上り主信号バッファ21は、警報信号ALの受信に応答して上り主信号に当該警報信号ALを付加する。そして、警報信号ALは上りE/O変換器23において波長λ2の光信号に変換され、カプラ12を経由してOLT側の光入出力端11に出力され、局内装置OLT3に伝送される。このようにして、ONU10に故障が生じた場合に局内装置OLT3に警報が発せられる。
局内装置OLT3は、警報信号を受信し、その警報信号を発したONU10の光出力を停止するために、上り信号出力停止を指示する制御コマンド(送信停止指令(USC))をそのONU10に対して発する。上記したように、局内装置OLT3から発せられた送信停止指令(USC)は制御情報抽出部16において抽出される。送信停止指令USCは、論理OR演算をなすOR回路28に供給される。OR回路28は複数の入力端を有し、いずれか1の入力端に送信停止指令又は送信停止を表す送信停止信号(後述する)を受けると上りE/O変換器23にその出力を停止させる出力禁止信号DISを供給する。すなわち、上りE/O変換器23は、出力禁止信号DISを受信する端子(DIS)を有し、出力禁止信号DISの受信に応答して上り信号の出力を停止する機能を有する。
なお、上りE/O変換器23が出力禁止信号DISに応答して上り信号出力を停止する機能を有する場合を例に説明するが、これに限らない。例えば、個別のE/O変換部及びその出力を停止させる出力停止部、又は個別のE/O変換部及びそのE/O変換部への主信号(電気信号)の入力停止部が接続された構成としても良い。このようにして、局内装置OLT3の指示によって、警報を発したONUに対して、その光出力送信を停止する処理がなされる。
本実施例においては、図2に示すように、ONU10には送信タイミング異常検出部30及び送信停止信号生成部31が設けられている。送信タイミング異常検出部30はONU10の光出力を停止すべき異常状態を検出し、異常検出信号TAを送信停止信号生成部31に供給する。送信停止信号生成部31は、送信タイミング異常検出部30からの異常検出信号TAに応答して送信停止信号TSSを生成し、OR回路28に供給する。
そして、送信停止信号TSSがOR回路28に供給された場合には、OR回路28からの出力禁止信号DISによって上り信号の出力が停止される。すなわち、ONU10から局内装置OLT3への送信が停止される。これによって、OLT3からの光出力停止指令が無い場合であっても、他のONUの上り通信への妨害、衝突を回避することが可能となる。
さらに、本実施例における、送信タイミング異常検出部30及び送信停止信号生成部31の構成及び動作についてより具体的に説明する。
図3に示すように、送信タイミング異常検出部30は、O/E変換器32及び送信タイミング比較器33から構成されている。上りE/O変換器23の光信号出力は当該光信号出力をモニタするO/E変換器32に供給される。O/E変換器32において上りE/O変換器23からの光信号出力は電気信号に変換され、変換後の電気信号は送信タイミング比較器33に供給される。
送信タイミング比較器33は、当該変換後の電気信号から実際の送信タイミングを表す送信タイミング信号TOPを生成する。さらに、送信タイミング比較器33は、OLT3からの送信タイミング指定信号(以下、単にタイミング指定信号ともいう。)TMGをリファレンス信号として送信タイミング信号TOPと比較する。送信タイミング比較器33は、送信タイミング信号TOPをタイミング指定信号TMGと比較した結果、タイミング指定信号TMGに指定されているタイミング(図4における時刻T1〜T2の期間)から外れている場合には、送信タイミングの異常であると判断して送信タイミング異常信号TAを生成する。
図4は、送信タイミングの正常、異常を模式的に説明する図である。より具体的には、上りE/O変換器23の光信号出力の実際の送信開始時刻(Ts)及び終了時刻(Te)の間の期間(時刻Ts〜Teの期間)である送信タイミング(送信期間)がOLT3からのタイミング指定信号TMGに指定されている指定送信タイミング(T1〜T2の期間)と比較される。送信タイミング(Ts〜Teの期間)が指定送信タイミング(T1〜T2の期間)以内である場合、すなわち、送信タイミング信号がTOP(1),TOP(2)のような場合には、本来OLT3へ送信すべきタイミングで実際の上り光信号が送信されているので、他のONUの上り通信への妨害、衝突は生じない。従って、送信タイミング異常信号TAは生成されない。
一方、送信タイミング(Ts〜Teの期間)が指定送信タイミング(T1〜T2の期間)から外れている場合、すなわち、送信タイミング信号がTOP(3),TOP(4),又はTOP(5)のような場合には、送信タイミングは異常であり、送信タイミング異常信号TAが生成される。そして異常検出信号TAに応答して送信停止信号TSSが生成され、OR回路28に供給される。OR回路28からは出力禁止信号DISが出力され、出力禁止信号DISによって上り信号の出力が停止される。すなわち、ONU10から局内装置OLT3への送信が停止される。これによって、OLT3からの光出力停止指令が無い場合であっても、他のONUの上り通信への妨害、衝突を回避することが可能となる。
上記したように、送信タイミングが正常でないONU10の上り光出力信号のみを停止させることで、OLT3に接続された他のONUの上り方向通信を正常に保つことができる。従来方式と異なり、ONU10内部で送信タイミング異常検出処理及び上り送信停止処理を行う。また、警報をOLT3に通知した後、OLT3の指令によって送信停止を行うのと異なり、ONU10の異常が生じた場合に自律的かつ迅速に上り送信の停止を行うことができる。また、これらの送信タイミング異常検出処理及び送信停止処理をハードウエハで行うことにより高速に光信号の送信停止を行うことができる。
図5は、本発明の実施例2である光ネットワークに用いられる光端末装置ONU10の構成を模式的に示すブロック図である。
光端末装置ONU10には、上記したように、ONU内部の故障を検出するONU故障検出部24が設けられている。ONU故障検出部24は故障を検出すると、警報信号ALを発生して上り主信号バッファ21に供給する。
ONU故障検出部24は、ONU内部で実行される処理及び回路における故障を検出する。より具体的には、ONU内部で実行される処理や機能としては、例えば、ユーザインタフェース機能、OLTインタフェース機能、優先制御機能等がある。これらの機能には上り信号処理部の機能、下り信号処理部14の機能、上り及び下りに共通の機能がある。
ONU故障検出部24は、下り信号処理部14による信号処理における故障を検出する下り信号処理故障検出部34を有する。下り信号処理故障検出部34は、例えば、メモリチェック機能(パリティ機能)、主信号導通チェック機能、誤りチェック機能等の故障検出機能を有する。
下り信号処理部14において何らかの故障が発生した場合には、制御情報抽出部16によって抽出された送信タイミング指定情報は保証されないこととなる。ONU10内において、送信タイミング指定信号TMGが誤った場合又は不正確な場合には、実質的に送信タイミング異常となる場合が生じる。
そこで、下り信号処理故障検出部34は、下り信号処理部14における故障を検出した場合には、ONU10の光出力を停止すべき異常状態を検出したものとみなして、送信タイミング異常の発生を表す異常検出信号TAを送信停止信号生成部31に供給する。すなわち、下り信号処理故障検出部34は、送信タイミング異常検出部30と同様の機能として働く。
送信停止信号生成部31は、下り信号処理故障検出部34からの異常検出信号TAに応答して送信停止信号TSSを生成し、OR回路28に供給する。上記した実施例と同様に、OR回路28からの出力禁止信号DISによって上りE/O変換器23の出力が停止される。これによって、OLT3からの光出力停止指令が無い場合であっても、ONU10内に他のONUの上り通信を妨害したり、他のONUの上り信号と衝突する異常が発生した場合にはONU10から局内装置OLT3への送信が停止される。従来における、警報をOLT3に通知した後にOLT3の指令によって送信停止を行うのと異なり、ONU10の異常が生じた場合に自律的かつ迅速に上り送信の停止を行うことができる。
さらに、また、下り信号処理部14において故障が発生した場合には、通常、局内装置OLT3からONU10に対して発せられた上り信号送信停止指令(USC)を正確に抽出又は認識することができない。つまり、下り信号処理故障検出部34は、送信異常検出部として働く。従って、下り信号処理部14において故障が検出された場合には、上りE/O変換器23の出力が停止される。これによって、ONU10がOLT3からの送信停止指令を認識できない事態となった場合であっても、ONU10内に他のONUの上り通信を妨害したり、他のONUの上り信号と衝突する異常が発生した場合にはONU10から局内装置OLT3への送信が停止される。
上記したように、ONU10が、送信タイミングが保証されない異常状態、又はOLT3からの送信停止指令を認識できない事態において、そのONU10の上り光出力信号のみを停止させることができる。従って、その他のONUの上り方向通信を正常に保つことができる。上記実施例と同様に、ONU10内で異常が生じた場合に自律的かつ迅速に上り送信の停止を行うことができる。また、これらの異常検出処理及び送信停止処理をハードウエハで行うことにより高速に光信号の送信停止を行うことができる。
図6は、本発明の実施例3である光ネットワークの光端末装置ONU10の構成を模式的に示すブロック図である。
光端末装置ONU10にはONU内部の故障を検出するONU故障検出部24が設けられているが、さらに、故障検出部障害監視回路35が設けられている。ここで、故障検出部障害監視回路35は、ONU故障検出部24の障害監視を行い、障害が検出された場合には異常検出信号TAを送信停止信号生成部31に供給する。
ONU10内部において何らかの故障、障害が発生して送信タイミング異常などの送信異常が生じる可能性がある場合には、そのONU10からOLT3に警報通知する必要がある。このような場合において、ONU故障検出部24自体に故障が生じていると、OLT3に正しく警報通知がなされない。つまり、ONU故障検出部24の内部故障によってONU故障検出部24が故障を検出できなかったり、故障検出ができた場合であっても故障検出信号又は警報を発生・通知することができない場合が生じる。
本実施例においては、故障検出部障害監視回路35は、ONU故障検出部24の障害監視を行い、OLT3に警報通知する必要がある所定の障害が検出された場合には異常検出信号TAを発する。異常検出信号TAは送信停止信号生成部31に供給される。
送信停止信号生成部31は、障害監視回路35からの異常検出信号TAに応答して送信停止信号TSSを生成し、OR回路28に供給する。上記した実施例と同様に、OR回路28からの出力禁止信号DISによって上りE/O変換器23の出力が停止される。このようにして、送信タイミングが正常でなくなった可能性のあるONU10の上り光出力信号のみを停止することで、他のONUの上り通信の妨害や他のONUの上り信号との衝突を回避することができる。従って、ONU10の故障検出、警報発生機能に異常が生じた場合に自律的かつ迅速に上り送信の停止を行うことができる。
以上、詳細に説明したように、上り光信号の送信タイミング異常などの送信異常が生じうるONUにおいて、自律的かつ迅速に上り方向送信の停止を行うことができる。従って、その他のONUの上り通信への妨害をより短時間に抑えることができる。さらに、異常なONUに対して働かないような故障モードに対しても、他のONUの上り通信への妨害を回避することができ、ONU及びPONシステムの信頼性を向上できる。
なお、PONシステムのONUの全てが上記した実施例に示したONUである必要はない。すなわち、局内装置OLTに接続されたONUのうち少なくとも1つが上記した実施例に示したONUであるように構成されたPONシステムであればよい。
なお、上記した実施例は例示に過ぎない。また、上記した実施例を適宜改変及び組み合わせて適用することが可能である。
10 光端末装置
14 下り信号処理部
16 制御情報抽出部
23 E/O変換器
24 ONU故障検出部
30 送信タイミング異常検出部
31 送信停止信号生成部
33 送信タイミング比較器
34 下り信号処理故障検出部
35 故障検出部障害監視回路
14 下り信号処理部
16 制御情報抽出部
23 E/O変換器
24 ONU故障検出部
30 送信タイミング異常検出部
31 送信停止信号生成部
33 送信タイミング比較器
34 下り信号処理故障検出部
35 故障検出部障害監視回路
Claims (4)
- 局内装置と、前記局内装置に上り信号を時分割多重伝送する複数の光端末装置とを含み、前記光端末装置は前記局内装置から供給される送信タイミング指定に従って前記上り信号を送信するパッシブ光ネットワークであって、
前記光端末装置は、前記上り信号の送信タイミングが前記送信タイミング指定の範囲外となる送信タイミング異常を検出する送信異常検出部と、前記送信タイミング異常が検出された場合に前記上り信号の前記局内装置への送信を停止する送信停止部と、を有することを特徴とする光ネットワーク。 - 前記光端末装置は、前記上り信号の送信タイミングを前記上り信号から検出する送信タイミング検出部を有し、前記送信異常検出部は、前記送信タイミングと前記局内装置から供給された送信タイミング指定とを比較して前記送信タイミング異常を検出することを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク。
- 前記光端末装置は、前記局内装置から供給された下り信号を処理する下り信号処理部の障害を検出する下り信号障害検出部を有し、前記送信停止部は、前記下り信号処理部の障害が検出された場合に前記上り信号の送信を停止することを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク。
- 前記光端末装置は、前記光端末装置の所定の故障を検出して該故障検出を表す警報信号を前記局内装置に送信する故障検出部と、前記故障検出部の障害を検出する障害監視部と、を有し、前記送信停止部は前記故障検出部の障害を検出した場合に前記上り信号の送信を停止することを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク。
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