JP2007235504A

JP2007235504A - 冗長化端局装置

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Publication number: JP2007235504A
Application number: JP2006054341A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shoji; 浩東海林
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2026-03-01
Also published as: JP4768474B2

Abstract

【課題】ＰＯＮシステムに於ける冗長化端局装置に関し、最小限のコストにより、端局装置の信頼性を向上する。
【解決手段】ｎ台の終端装置２と２：ｎ光カプラ３を介し接続した端局装置４に於いて、２：ｎ光カプラ３と接続した運用系と待機系との冗長構成の光送受信モジュール６，７と、この冗長構成の光送受信モジュール６，７の運用系と待機系との切替えを行う切替部８及びトラフィック制御部９とを含む共通部とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の終端装置と光カプラを介して接続し、光信号送受信部を冗長化した冗長化端局装置に関する。

光ファイバを用いた光信号通信システムは、端局装置と終端装置との間を１対１で接続するシングルスター方式と、端局装置と終端装置との間を１対ｎで接続するダブルスター方式とがある。又ＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システムは、端局装置（ＯＬＴ）−終端装置（ＯＮＵ）が１対ｎで接続されるダブルスター方式である。このＰＯＮシステムは、端局装置（ＯＬＴ）−終端装置（ＯＮＵ）間をＳＴＭ（ＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）方式で通信するＳＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）方式で通信するＢ−ＰＯＮ、Ａ−ＰＯＮ、Ｇ−ＰＯＮ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）方式で通信するＥ−ＰＯＮ、ＧＥ−ＰＯＮ等に大別される。

前述のＧＥ−ＰＯＮシステムに於いて、端局装置（ＯＬＴ）から周期的に同期信号を終端装置（ＯＮＵ）に対して送信し、その同期信号に同期させて各終端装置（ＯＮＵ）は、初期終端装置の登録、追加終端装置の登録、動的帯域割当て等の情報を、端局装置（ＯＬＴ）に送信することにより、端局装置（ＯＬＴ）は終端装置（ＯＮＵ）を認識して、帯域割当てを行う手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。又Ｂ−ＰＯＮ（ＢｒｏａｄｂａｎｄＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）等の光信号伝送システムに於いて、データ伝送するコネクションに対して帯域割当てを行い、送信データ量を、送達確認前に制御する手段も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−２４４１７８号公報特開２００３−２５８８８３号公報

前述の端局装置と終端装置との間を１対ｎで光ファイバ伝送路により接続したＰＯＮシステムに於いては、端局装置と終端装置との間に１対ｎの光分岐及び光合波を行う光カプラを設け、端局装置側からの光信号を光カプラによりｎ個の終端装置に分配し、ｎ個の終端装置からの光信号を光カプラにより合波して端局装置へ送信するものであり、端局装置の光信号の送受信部は、他の制御部等に比較して故障率が一般的に高いものである。この端局装置に於ける光信号送受信部に障害が発生すると、複数の終端装置は光信号の送受信ができなくなる。

そこで、各終端装置と端局装置とをそれぞれ二重化構成とし、ｎ台の二重化終端装置と二重化端局装置とを、２対２ｎの光分岐及び光合波を行う光カプラを介して接続する構成が考えられる。しかし、端局装置を二重化構成としたことによるユーザ側の経済的負担が大きくなる。そこで、端局装置を二重化構成とし、２対ｎの光分岐及び光合波を行う２：ｎ光カプラにより接続した構成が考えられる。図８は、この端局装置を前述のように二重化した場合の概略構成を示すものであり、ユーザ宅内側ネットワーク（パソコン等を含む家庭内ネットワーク等）１０１を終端装置（ＯＮＵ）１０２に接続し、複数の終端装置１０２と光カプラ１０３との間を光ファイバ伝送路により接続し、２：ｎ光カプラ１０３と端局装置（ＯＬＴ）１０４との間を二重化する。又端局装置１０４は、ＯＬＴ（０）系とＯＬＴ（１）系との二重化構成とし、上位ネットワーク１０５に対しては、健全な系を切替接続する。このように、端局装置（ＯＬＴ）１０４を二重化することにより、ＰＯＮシステムの信頼性を向上することができるが、コストアップとなる問題がある。

本発明は、前述の従来の問題点を解決するものであり、故障率等を考慮して、重要な部分のみを二重化し、最小限のコストにより信頼性を向上することを目的とする。

本発明の光送受信装置は、ｎ台の終端装置と２：ｎ光カプラを介し接続した端局装置に於いて、前記２：ｎ光カプラと接続した運用系と待機系との冗長構成の光送受信モジュールと、該冗長構成の光送受信モジュールの運用系と待機系との切替制御及び送受信制御を行う共通部とを備えている。

又前記運用系と待機系との光送受信モジュールは、それぞれ光信号送信用のレーザダイオードと、該レーザダイオードの駆動回路と、該レーザダイオードの劣化監視部と、光信号受信用のフォトダイオードと、該フォトダイオードの出力信号による入力レベル監視部とを含む構成を有し、前記共通部は、前記運用系と待機系との光送受信モジュールを切替える切替部と、トラフィックを制御するトラフィック制御部と、前記劣化監視部と前記入力レベル監視部とからの監視信号と前記トラフィック制御部からの制御信号とを基に、前記切替部の切替制御を行う切替シーケンサ部とを含む構成を有するものである。

ＰＯＮシステムに於ける端局装置を、光送受信モジュールを現用系と待機系との冗長構成とし、共通部に含まれている切替部により、現用系の光送受信モジュールに障害が発生した場合に、待機系に切替えて、光送受信処理を継続するものであり、光送受信モジュールのみを冗長化することにより、コストを抑えて端局装置の信頼性を向上することができる。

本発明の冗長化端局装置は、図１を参照して説明すると、ｎ台の終端装置２と２：ｎ光カプラ３を介し接続した端局装置４に於いて、２：ｎ光カプラ３と接続した運用系と待機系との冗長構成の光送受信モジュール６，７と、この冗長構成の光送受信モジュール６，７の運用系と待機系との切替えを行う切替部８及びトラフィック制御部９とを含む共通部とを備えている。

図１は、本発明の実施例１の概略説明図であり、１はユーザ宅内側ネットワーク（パソコン等を含むユーザ宅内のネットワーク）、２は終端装置（ＯＮＵ）、３は２：ｎ光カプラ、４は端局装置（ＯＬＴ）、５は上位ネットワーク、６，７は光送受信モジュール（ＰＭＤ（０）系，ＰＭＤ（１）系）、８は切替部、９はトラフィック制御部を示す。端局装置４は、光送受信モジュール６，７を冗長化構成とし、上位ネットワーク５側との間の送受信処理手段は、光送受信モジュール６，７に対して共通化されている。

光送受信モジュール６，７と切替部８とトラフィック制御部９とを含む冗長化端局装置４を構成したものであり、運用系と待機系との冗長化した光送受信モジュール６，７は、それぞれ送信用のレーザダイオードと、受信用のフォトダイオ−ドと、駆動回路と、劣化検出部とを含み、光送受信モジュール６，７の何れか一方を切替部８により切替えて現用系とし、他方を待機系とするものであり、現用系の障害発生検出により待機系に切替えることにより、光送受信を継続することができる。又トラフィック制御部９は、複数の終端装置との間のトラフィック監視によりタイミング制御等を行うものである。従って、端局装置４は、レーザダイオードやフォトダイオード等を含む光送受信モジュール６，７のみを二重化し、その他の構成は、一重構成の従来例と同様な構成の共通部とするものである。従って、運用系と待機系との光送受信モジュール６，７による冗長化により、ＰＯＮシステムに於ける端局装置の信頼性を、最小限のコストにより向上することができる。

図２は、前述の端局装置４の説明図であり、図１と同一符号は同一部分を示し、１０は切替シーケンサ部、１１は冗長部、１２は共通部、１３はコネクタを示す。又８ａ，８ｂは切替部の中の下り主信号切替部及び上り主信号切替部を示す。ｎ台の終端装置２と２：ｎ光カプラ３を介して端局装置４とを光伝送路により接続する。この端局装置４の冗長部１１は、光送受信モジュール６，７を含み、共通部１２とコネクタ１３を介して接続される場合を示す。なお、コネクタ１３以外の他の接続手段で相互間の接続を行うことができる。又共通部１２は、終端装置側への下り主信号切替部８ａと、上位ネットワーク側への上り主信号切替部８ｂと、トラフィック制御部９と、切替シーケンサ部１０とを含む構成を有するものである。

図３は、図２に於ける冗長部１１の説明図であり、６，７は光送受信モジュール、２１，２２は光送受信部、２３，２４はレーザダイオードの駆動回路（ＬＤＤｒｉｖｅｒ）、２５，２６はフォトダイオードの振幅制限増幅器（ＬｉｍｉｔＡｍｐ．）、２７，２８はレーザダイオード劣化監視部（ＬＤ劣化（電流異常）監視部）、２９，３０は入力レベル監視部、３１，３２は光結合分岐部、３３，３４はモニタフォトダイオードを含むレーザダイオード（ＬＤ）、３５，３６は前置増幅器を含むフォトダイオード（ＰＤ）を示す。

光結合分岐部３１，３２と図２に示す２：ｎ光カプラ３とを２本の光伝送路により接続し、冗長部１１と図２に示す共通部１２とをコネクタ等を介して接続する。レーザダイオード駆動回路２３，２４は、レーザダイオード３３，３４の光出力レベルが所定値となるように、モニタフォトダイオードの検出信号に応じてレーザダイオード３１，３２の駆動信号を制御するものであり、レーザダイオード３１，３２の劣化により駆動電流が増加するものであるから、レーザダイオード劣化監視部２７，２８により、レーザダイオード３３，３４が劣化したか否かを監視することができる。又フォトダイオード３５，３６の出力信号は、振幅制限増幅器２５，２６により所定の振幅となるように増幅するものであるが、フォトダイオード３５，３６の劣化により所定の振幅を維持できないような状態を、入力レベル監視部２９，３０により監視するものである。

図４は、図２に於ける端局装置の共通部１２の説明図であり、コネクタ１３側の（ａ）〜（ｊ）は、図３の（ａ）〜（ｊ）と対応して接続されることを示し、下り主信号切替部８ａと上り主信号切替部８ｂとは、切替シーケンサ部１０の制御により、光送受信モジュール６，７（図２及び図３参照）を切替えるものであり、又トラフィック制御部９は、ＰＯＮトラフィック制御部４１と、バッファ部４２と、送受信部（ＰＭＤ部）４３とを含む構成を有するものである。この送受信部４３を介して上位ネットワークと接続する。又切替シーケンサ部１０には、光送受信モジュール６，７の切替時のレーザダイオードのオンタイムの最大値とオフタイムの最大値との和を、０系と１系との切替時の光信号の衝突を回避する為の値を示すＳＥＬＴＶとして通知する。なお、冗長構成の運用系と待機系とを、０系と１系として説明する。又ＴＸＥＩＮは下り主信号、ＴＸＥ００，ＴＸＥ０１は０系及び１系の下り主信号、ＵＰＤ１０，ＵＰＤ１１は０系及び１系の上り主信号、ＵＰＤ０は上り主信号、ＴＸＥＳＥＬＡ，ＴＸＥＳＥＬＢ，ＵＰＤＳＥＬＡ，ＵＰＤＳＥＬＢは制御信号、ＸＬＤＡＬＭ０，ＸＬＤＡＥＭ１はレーザダイオード劣化監視部２７，２８からの監視信号、ＳＤ０，ＳＤ１は入力レベル監視部２９，３０からの監視信号、ＲＰＵＴＡＬＬはＰＯＮトラフィック制御部４１からの終端装置側からの要求帯域が閾値以上の時に通知する信号、ＲＥはバッファ部４２に対する制御信号を示す。

図５は、切替動作の説明図であり、（Ａ）は前述の共通部１２の下り主信号切替部８ａに、切替シーケンサ部１０から入力する制御信号ＴＸＥＳＥＬＡ，ＴＸＥＳＥＬＢの論理に従って、下り主信号ＴＸＥＩＮの切替えが行われる例を示し、下り主信号切替部８ａは、制御信号ＴＸＥＳＥＬＡ，ＴＸＥＳＥＬＢが共に“０”の場合は、中間点のＴＸＥＯＮに切替え、“０”，“１”の場合は０系を選択し（ＴＸＥ００）、“１”，“０”の場合は１系を選択し（ＴＸＥ０１）、“１”，“１”は未使用とする。

又図５の（Ｂ）は、上り主信号切替部８ｂの切替論理を示し、切替シーケンサ部１０からの制御信号ＵＰＤＳＥＬＡ，ＵＰＤＳＥＬＢが共に“０”の場合、上り主信号切替部８ｂの中間点のＵＰＤＩＮに切替え、“０”，“１の場合は、０系を選択し（ＵＰＤ１０）、”１“，”０“の場合は、１系を選択し（ＵＰＤ１１）、共に”１“は未使用とする。切替シーケンサ部１０は、下り主信号切替部８ａと上り主信号切替部８ｂとに制御信号を入力して、０系と１系との光送受信モジュールの切替えを行うものである。

図６及び図７は動作状態の遷移を示す状態遷移説明図であり、図６は状態１〜５、図７は状態１と状態６〜９の遷移を示し、光送受信モジュール６，７の何れか一方を０系、他方を１系とする。ＯＬＴ電源ＯＮとして示すように、端局装置の電源投入により、例えば、初期値として、１系運用準備の状態１となる。その時、ＴＸＥＳＥＬＡ（ＰＭＤ（０）系送信（ＰＯＮネットワーク側へ送信））＝０、ＵＰＤＳＥＬＡ（ＰＭＤ（０）系送信（ＰＯＮネットワーク側から受信））＝０（ディセーブル）とし、又ＴＸＥＳＥＬＢ（ＰＭＤ（１）系送信（ＰＯＮネットワーク側へ送信））＝１（イネーブル）とし、ＵＰＤＳＥＬＢ（ＰＭＤ（１）系送信（ＰＯＮネットワーク側から受信））＝１（イネーブル）とし、バッファ部４２に対する制御信号ＲＥ＝０とする。

電源立ち上げ後、（ＸＬＤＡＬＭ０＆ＳＤ０＝１）として示すように、レーザダイオード劣化監視部２７の監視信号ＸＬＤＡＬＭ０と入力レベル監視部２９の監視信号ＳＤ０との論理和（＆）が“１”且つ、（ＸＬＤＡＬＭ１＆ＳＤ１＝１）として示すように、レーザダイオード劣化監視部２８の監視信号ＸＬＤＡＬＭ１と入力レベル監視部３０の監視信号ＳＤ１との論理和（＆）が“１”となると、図６に示す０系仮運用／１系通信断の状態２に遷移し、ＴＸＥＳＥＬＡ＝１，ＴＸＥＳＥＬＢ＝０，ＵＰＤＳＥＬＡ＝１、ＵＰＤＳＥＬＢ＝０，ＲＥ＝１とする。この状態２に於いて、（ＸＬＤＡＬＭ１＆ＳＤ１＝１）且つ（ＸＬＤＡＬＭ０＆ＳＤ０＝１）となると、状態３に遷移し、又（ＸＬＤＡＬＭ１＆ＳＤ１＝０）且つ（ＸＬＤＡＬＭ０＆ＳＤ０＝１）の場合は、状態２を維持する。又（ＸＬＤＡＬＭ０＆ＳＤ０＝０）且つ（ＸＬＤＡＬＭ１＝０）の場合は、最初の状態１に遷移する。

状態３に於いては、０系運用／１系予備となり、０系は仮運用から実運用の状態となり、ＴＸＥＬＥＬＡ＝１，ＴＸＥＳＥＬＢ＝０，ＵＰＤＳＥＬＡ＝１、ＵＰＤＳＥＬＢ＝０，ＲＥ＝１の状態となる。そして、ＸＬＤＡＬＭ０とＳＤ０との論理和が“１”且つＸＬＤＡＬＭ１が“１”の場合は、状態３を維持する。この状態３の運用状態時に、ＸＬＤＡＬＭ１とＳＤ１との論理和が“０”となった場合、状態４の０系→１系切替準備１に遷移する。又ＸＬＤＡＬＭ０とＳＤ０との論理和が“０”且つＸＬＤＡＬＭ１が“０”となった場合は、最初の状態１に遷移する。

状態４の切替準備状態時に、ＰＯＮトラフィック制御部４１からの信号ＲＰＵＴＡＬＬ＝１となっている間は、状態４を維持する。この状態４の時に、ＲＰＵＴＡＬＬ＝０となった時、状態５に遷移する。又状態４から状態５に遷移する時に、ＳＥＬＴｉｍｅｒの動作開始とする。切替準備状態時にＸＬＤＡＬＭ０とＳＤ０との論理和が“０”且つＸＬＤＡＬＭ１が“０”となった場合は、状態１に遷移する。

状態５の０系→１系切替準備２に於いて、ＴＸＥＳＥＬＡ，ＴＸＥＳＥＬＢ共に“０”とし、下りフレーム送信を停止し、ＳＥＬＴｉｍｅｒが満了（ＳＥＬＴＶ）するまで状態５を維持する。ＳＥＬＴｉｍｅｒが満了すると、状態７へ遷移する。又ＸＬＤＡＬＭ０とＳＤ０との論理和が“０”且つＸＬＤＡＬＭ１が“０”となった場合は、状態１に遷移する。

又電源立ち上げ後、ＸＬＤＡＬＭ０とＳＤ０との論理和が“０”且つＸＬＤＡＬＭ１とＳＤ１との論理和が“１”の場合、状態６（図７参照）に遷移し、ＴＸＥＳＥＬＡ，ＵＰＤＳＥＬＡをディセーブルとし、又ＴＸＥＳＥＬＢ，ＵＰＤＳＥＬＢをイネーブルとし、１系仮運用／０系通信断とする。この状態６に於いて、ＸＬＤＡＬＭ０とＳＤ０との論理和が“１”の場合、状態７に遷移し、１系運用／０系予備となる。又ＸＬＤＡＬＭ０とＳＤ０との論理和が“０”の場合、状態７に遷移せず、状態６を維持する。又状態６からＸＬＤＡＬＭ０とＳＤ０との論理和が“０”になった場合、状態１に遷移する。

状態７の１系運用状態に於いて、ＸＬＤＡＬＭ１とＳＤ１との論理和が“１”且つＸＬＤＡＬＭ０が“１”の場合は、状態７を維持する。又状態７に於いて、ＸＬＤＡＬＭ１とＳＤ１との論理和が“０”となった場合、状態８の１系→０系切替準備１に遷移する。又ＸＬＤＡＬＭ１とＳＤ１との論理和が“０”且つＸＬＤＡＬＭ１が“０”となった場合は、状態１に遷移する。

状態８に於いて、ＲＰＵＴＡＬＬ＝１となっている間は、状態８を維持する。この状態８に於いて、ＲＰＵＴＡＬＬ＝０となった時は、状態９に遷移する。又状態８から状態９に遷移する時に、ＳＥＬＴｉｍｅｒを開始させる。切替準備状態時にＸＬＤＡＬＭ１とＳＤ１との論理和が“０”且つＸＬＤＡＬＭ０が“０”となった場合は、状態１に遷移する。状態９の１系→０系切替準備２に於いて、ＴＸＥＳＥＬＡ，ＴＸＥＳＥＬＢ共に“０”とし、下りフレーム送信を停止して、ＳＥＬＴｉｍｅｒが満了（ＳＥＬＴＶ）するまで状態９を維持する。ＳＥＬＴｉｍｅｒが満了すると、状態３へ遷移する。又ＸＬＤＡＬＭ０とＳＤ０との論理和が“０”且つＸＬＤＡＬＭ１が“０”となった場合は、状態１に遷移する。

本発明の実施例１の概略説明図である。本発明の実施例１の端局装置の説明図である。本発明の実施例１の冗長部の説明図である。本発明の実施例１の共通部の説明図である。本発明の実施例１の切替動作説明図である。本発明の実施例１の状態遷移説明図である。本発明の実施例１の状態遷移説明図である。従来例の説明図である。

符号の説明

２終端装置（ＯＮＵ）
３光カプラ
４端局装置（ＯＬＴ）
５上位ネットワーク
６，７光送受信モジュール
８切替部
８ａ下り主信号切替部
８ｂ上り主信号切替部
９トラフィック制御部
１０切替シーケンサ部
１１冗長部
１２共通部
１３コネクタ

Claims

ｎ台の終端装置と２：ｎ光カプラを介し接続した端局装置に於いて、
前記２：ｎ光カプラと接続した運用系と待機系との冗長構成の光送受信モジュールと、
該冗長構成の光送受信モジュールの運用系と待機系との切替制御及び送受信制御を行う共通部と
を備えたことを特徴とする冗長化端局装置。
前記運用系と待機系との光送受信モジュールは、それぞれ光信号送信用のレーザダイオードと、該レーザダイオードの駆動回路と、該レーザダイオードの劣化監視部と、光信号受信用のフォトダイオードと、該フォトダイオードの出力信号による入力レベル監視部とを含む構成を有し、前記共通部は、前記運用系と待機系との光送受信モジュールを切替える切替部と、トラフィックを制御するトラフィック制御部と、前記劣化監視部と前記入力レベル監視部とからの監視信号と前記トラフィック制御部からの制御信号とを基に、前記切替部の切替制御を行う切替シーケンサ部とを含む構成を有することを特徴とする請求項１記載の冗長化端局装置。