JP2009171329A - データ伝送システム、加入者側装置および局側装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可変長のデータ伝送を行う受動光網であって冗長接続された受動光網内において、無瞬断で通信経路の切り替えを行うデータ伝送システムを得ること。
【解決手段】ＯＮＵ２−１は、ＯＬＴから現用系と予備系を介して送られてくるパケットのうち、正常な状態のパケットを選択して自装置の下位側へ送信する選択部７４と、現用系と予備系から送られてくるパケットがＯＬＴから自装置まで到達するのに要する時間の差分である到達差分時間に基づいて、パケットの到達所要時間が短い方の系から送られてくるパケットを到達差分時間だけ遅らせて選択部７４に入力させ、パケットの到達所要時間が短い方の系へ送るパケットを、到達差分時間だけ遅らせてＯＬＴへ送信させる制御部７３と、を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と加入者側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）との間を２重化して接続した受動的網（ＰＯＮ：Passive Optical Network）でデータ伝送を行うデータ伝送システム、加入者側装置および局側装置に関するものである。

ＰＯＮに関する技術として、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．５（「A Broadband Optical Access System with Enhanced Survivability」）がある。このＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．５には、１つのＯＬＴと複数のＯＮＵが各々０系と１系で２重化接続されたデータ転送システムの技術が記載されている。このデータ転送システムでは、ＯＬＴおよび各ＯＮＵが、それぞれ０系と１系の２つのＰＯＮ ＬＴ（Line Terminal）を有している。また、ＯＬＴとＯＮＵの途中にある光スプリッタにも、０系と１系の２つがある。そして、ＯＬＴの０系のＰＯＮ ＬＴを０系の光スプリッタを介してＯＮＵの０系のＰＯＮ ＬＴと光ファイバで接続し、ＯＬＴの１系のＰＯＮ ＬＴを１系の光スプリッタを介してＯＮＵの１系のＰＯＮ ＬＴと光ファイバで接続している。

ＯＬＴとＯＮＵが０系の通信経路を用いてデータ伝送（情報伝送）を行っている際に、０系の光ファイバで故障が発生すると、ＯＬＴとＯＮＵは、１系の通信経路に切り替えてデータ伝送を行う。このとき、故障の検出に所定の時間を要すること、０系と１系とでは通信経路の長さが異なるので０系と１系とではデータの伝送時間に差があること、通信経路の切り替え処理に所定の時間（切り替え後の系に対する往復時間の測定など）を要することなどに起因して、通信経路の切り替えにはデータの損失が必ず生じることとなる。

例えば、ＯＬＴが所定のＯＮＵに接続された０系で信号断（ＬＯＳｉ）を所定時間（detection time）かけて検出すると、ＯＬＴは所定のガード時間（ＰＯＰＵＰ guard time）の後に、１系の往復時間の測定（ranging）動作（ＰＯＰＵＰ procedure）にはいる。そして、ＯＬＴは、１系の往復時間の測定が済むと（Ranging success）、０系から１系に通信経路を切り替える。この結果、ＬＯＳｉの検出時間、ＰＯＰＵＰのガード時間、ＰＯＰＵＰ動作の完了時間までの間、ＯＬＴとＯＮＵの間でサービス断になる。このため、ＰＯＮを用いたデータ転送システムでは、迅速に通信経路を切り替えてサービス断時間を極力少なくする必要がある。

例えば、特許文献１に記載のデータ通信システムでは、データを送信する複数のデータ送信装置と、データ送信装置に対してデータ送信を許可するデータ送信許可信号を出力する複数のデータ受信装置とを有するデータ通信システムにおいて、各データ受信装置は、複数のデータ受信装置間で同じ内容のデータ送信許可信号を生成し、生成したデータ送信許可信号を複数のデータ受信装置間で同じ出力タイミングで各データ送信装置に対して出力している。

特開２００２−１９８９８４号公報

しかしながら、上記従来の技術は、ＡＴＭ−ＰＯＮのように固定長フレームを送受信することを前提とした技術であるので、可変長（非固定長）のデータを送受信する受動光網に対しては、現用系と予備系との間の下り信号の位相差を検出できなかった。このため、可変長のデータを送受信する受動光網には対応できないという問題があった。

また、現用系と予備系との間の上り信号の位相差を吸収するためには、ＯＬＴが現用系と予備系の距離差を吸収するよう現用系と予備系のＯＮＵに値の異なる固定遅延を設定する必要があった。このため、ＯＮＵにＯＬＴから固定遅延を設定できない受動光網には対応できないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可変長のデータ伝送を行う受動光網であって冗長接続された受動光網内において、無瞬断で通信経路の切り替えを行うデータ伝送システム、加入者側装置および局側装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、局側装置と複数の加入者側装置との間をそれぞれ現用系および予備系によって冗長接続した受動光網内で、前記局側装置と前記各加入者側装置とが前記現用系または前記予備系の少なくとも一方の通信経路を用いて可変長のデータ伝送を行うデータ伝送システムにおいて、前記加入者側装置は、前記局側装置から前記現用系を介して送られてくるパケットまたは前記局側装置から前記予備系を介して送られてくるパケットのうち、正常な状態のパケットを選択して自装置の下位側へ送信する加入者側選択部と、前記現用系から送られてくるパケットが前記局側装置から自装置まで到達するのに要する現用系到達所要時間と前記予備系から送られてくるパケットが前記局側装置から自装置まで到達するのに要する予備系到達所要時間との差分である到達差分時間に基づいて、前記局側装置からパケットを受信する際に、前記現用系および前記予備系のうち前記パケットの到達所要時間が短い方の系から送られてくるパケットを、前記到達差分時間だけ遅らせて前記加入者側選択部に入力するよう制御し、前記局側装置へパケットを送信する際に、前記現用系および前記予備系のうち前記パケットの到達所要時間が短い方の系へ送るパケットを、前記到達差分時間だけ遅らせて前記局側装置へ送信するよう制御する制御部と、を備え、前記局側装置は、前記加入者側装置から前記現用系を介して送られてくるパケットまたは前記加入者側装置から前記予備系を介して送られてくるパケットのうち、正常な状態のパケットを選択して自装置の上位側へ送信する局側選択部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、現用系および予備系のうちパケットの到達所要時間が短い方の系で送受信するパケットを所定時間だけ遅らせているので、可変長のデータ伝送を行う受動光網内において、無瞬断で通信経路の切り替えを行うことが可能になるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかるデータ伝送システム、加入者側装置および局側装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明の実施の形態にかかるデータ伝送システムの構成を示す図である。図１では、２重化されたＰＯＮ（受動光網）の接続構成を示している。データ伝送システム１００は、例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．５のＴｙｐｅ−Ｃの冗長構成を有した通信システムである。データ伝送システム１００では、ＯＮＵ（加入者側装置）やＯＬＴ（局側装置）が、０系と１系から送られてくるパケットを、各系で同時に受信できるようＯＮＵがパケットの送受信タイミングを制御するとともに、ＯＮＵやＯＬＴが正常な系のパケットを用いてデータの送受信を行う。

データ伝送システム１００は、センタ装置（局装置）であるＯＬＴ１、リモート装置（光回線終端装置）であるＯＮＵ２−１〜２−Ｎ（Ｎは自然数）、光ファイバ３Ａ，３Ｂ、光ファイバ３Ａ，３Ｂを分岐する光スプリッタ４Ａ，４Ｂ、光ファイバ５Ｂ−１〜５Ｂ−Ｎを有している。

データ伝送システム１００では、ＯＬＴ１が光ファイバ３Ａを介して光スプリッタ４Ａに接続されるとともに、ＯＬＴ１が光ファイバ３Ｂを介して光スプリッタ４Ｂに接続されている。また、光スプリッタ４Ａは、光ファイバ５Ａ−１〜５Ａ−Ｎを介してＯＮＵ２−１〜２−Ｎに接続するとともに、光スプリッタ４Ｂは、光ファイバ５Ｂ−１〜５Ｂ−Ｎを介してＯＮＵ２−１〜２−Ｎに接続している。

ＯＬＴ１は、他局と接続する伝送路（局内／局間伝送路）６ｓ，６ｒによって他局と接続している。伝送路６ｓは、ＯＬＴ１からみた送信側の伝送路であり、伝送路６ｒはＯＬＴ１からみた受信側の伝送路である。ＯＮＵ２−１〜２−Ｎは、それぞれ伝送路（端末側伝送路）７ｓ−１〜７ｓ−Ｎ、伝送路７ｒ−１〜７ｒ−Ｎ（端末側伝送路）によって下位側と接続している。伝送路７ｓ−１〜７ｓ−Ｎは、それぞれＯＮＵ２−１〜２−Ｎからみた送信側の伝送路であり、伝送路７ｒ−１〜７ｒ−Ｎは、それぞれＯＮＵ２−１〜２−Ｎからみた受信側の伝送路である。

ＯＬＴ１は、０系ＰＯＮ終端部（ＰＯＮ伝送路終端部）１０Ａと、１系ＰＯＮ終端部（ＰＯＮ伝送路終端部）１０Ｂと、ＳＷ（スイッチ部）１１と、ＮＮＩ（局内／局間インタフェース）１２と、を含んで構成されている。

ＯＮＵ２−１〜２−Ｎは、それぞれ０系ＰＯＮ終端部２０Ａ−１〜２０Ａ−Ｎと、１系ＰＯＮ終端部２０Ｂ−１〜２０Ｂ−Ｎと、ＳＷ２１−１〜２１−Ｎと、ＵＮＩ（ユーザネットワークインタフェース）２２−１〜２２−Ｎと、を含んで構成されている。

ＯＬＴ１の０系ＰＯＮ終端部１０Ａは、０系のＰＯＮ ＬＴであり、ＯＬＴ１の１系ＰＯＮ終端部１０Ｂは、１系のＰＯＮ ＬＴである。０系ＰＯＮ終端部１０Ａは、光ファイバ３Ａを介して光スプリッタ４Ａと接続されており、１系ＰＯＮ終端部１０Ｂは、光ファイバ３Ｂを介して光スプリッタ４Ｂと接続されている。

また、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎの０系ＰＯＮ終端部２０Ａ−１〜２０Ａ−Ｎは、０系のＰＯＮ ＬＴであり、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎの１系ＰＯＮ終端部２０Ｂ−１〜２０Ｂ−Ｎは、１系のＰＯＮ ＬＴである。０系ＰＯＮ終端部２０Ａ−１〜２０Ａ−Ｎは、それぞれ光ファイバ５Ａ−１〜５Ａ−Ｎを介して光スプリッタ４Ａと接続されており、１系ＰＯＮ終端部２０Ｂ−１〜２０Ｂ−Ｎは、それぞれ光ファイバ５Ｂ−１〜５Ｂ−Ｎを介して光スプリッタ４Ｂと接続されている。

現在使われている主なＰＯＮとして、ＧＥ−ＰＯＮやＧ−ＰＯＮなどがある。本実施の形態のデータ伝送システム１００には、以下に示すＧＥ−ＰＯＮやＧ−ＰＯＮなどを適用する。
［ＧＥ−ＰＯＮ］
IEEE Std 802.3, “Carrier sense multiple access with collision detection （CSMD/CD） access method and physical layer specifications,” December 9, 2005.（旧：IEEE Std 802.3ah）
［ＩＴＵ−Ｔ］
ITU-T Recommendation G.984.3, "Gigabit-capable Passive Optical Networks （GPON）: Transmission Convergence Layer Specification," 2003.

データ伝送システム１００にＧＥ−ＰＯＮを適用する場合、ＯＮＵ２−１〜２−ＮとＯＬＴ１の間で送受信されるパケットは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームなどのフレームである。また、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎでは、０系と１系に到着する同一フレームの到着時刻の差分を、ＧＡＴＥフレーム（送信許可メッセージ）を用いて算出する。このフレームの到着時刻の差分算出は、ＯＬＴ１がＯＮＵ２−１〜２−Ｎとの間のフレーム送受信の往復時間の測定を行う際（ディスカバリに用いるＧＡＴＥメッセージの場合）にも、ディスカバリが終了してから用いるＧＡＴＥメッセージの場合にも行う。

データ伝送システム１００では、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜２−Ｎがともに時計（図示せず）を有している。ＯＬＴ１の時計が示す時刻とＯＮＵ２−１〜２−Ｎの時計が示す時刻とは、それぞれＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜２−Ｎとの間をパケットが往復するのに要する時間（往復差分時間）の半分（到達差分時間）だけずれている。本実施の形態では、データ伝送システム１００にＧＥ−ＰＯＮを適用する場合、ＯＬＴ１の時計が示す時刻とＯＮＵ２−１〜２−Ｎの時計が示す時刻との差を考慮して、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎに送信時刻と送信継続時間を与える。そして、データ伝送システム１００では、送信時刻と送信継続時間に基づいて、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームの送信タイミングを制御する。

また、データ伝送システム１００にＧ−ＰＯＮを適用する場合、ＯＮＵ２−１〜２−ＮとＯＬＴ１の間で送受信されるパケットは、フレーム内で定義されたフィールドの情報である。下りのフレームは１２５μｓごとに定義さており、フレーム内にフィールドが定義されている。上りのフレームは、下りのフレームを基準にして、システムで定義する最大往復時間と、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜２−Ｎとの間の往復時間と、からフレームの位相が決められ、その位相でフィールドが定められる。また、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎにおいて０系と１系の同一フレームの到着時刻の差分はフレームごとに算出される。ＯＬＴ１がＯＮＵ２−１〜２−Ｎとの間で送受信するフレームの往復時間の測定はレンジング（Ranging）と呼ばれる。ＯＬＴ１は、データ伝送システム１００で定義する最大往復時間と、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜２−Ｎとの間で想定したフレームの往復時間と、から、下りのフレームに対してフレームの基準を与える。そして、ＯＬＴ１は、この基準に対するタイムスロット開始位置とタイムスロット終了位置をＯＮＵ２−１〜２−Ｎに与え、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎは、このタイムスロットを用いて情報（ＧＥＭやＡＴＭ）の送信を制御する。

ところで、ＰＯＮでは、ＯＮＵの送信制御を行うために、ＯＬＴとＯＮＵの往復時間ＲＴＴ（round Trip Time）の測定を行う。したがって、データ伝送システム１００では、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜２−Ｎの間のフレームの往復時間ＲＴＴの測定を行う。

ここでは、往復時間ＲＴＴの測定処理として、ＩＥＥＥ ８０２．３で規定されているＧＥ−ＰＯＮにおける往復時間ＲＴＴの測定処理について説明する。すなわち、データ伝送システム１００にＧＥ−ＰＯＮを適用した場合の往復時間ＲＴＴの測定処理について説明する。

ＧＥ−ＰＯＮでは、新たにＰＯＮに接続されたＯＮＵを検出するために、ディスカバリを周期的に行う。データ伝送システム１００では、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜２−Ｎの往復時間ＲＴＴを測定することと、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎに論理リンクの識別番号であるＬＬＩＤ（Logical Link Identifier）を割り振ることと、を周期的に行う。

ディスカバリ操作において、ＲＴＴの測定に関わるのは、ディスカバリＧＡＴＥメッセージとＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱメッセージである。これらのメッセージの中では、メッセージの識別番号フィールド（Ｏｐｃｏｄｅ）およびタイムスタンプフィールドが定義されている。タイムスタンプフィールドには、フレーム（メッセージ）を送信した時刻ｔ１が格納される。なお、ここでの時刻は、ＯＬＴ１や各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎが有している時計によって計時された時刻である。また、ディスカバリＧＡＴＥメッセージ内では、送信開始時刻ｔ２と送信継続時間Ｔ２が定義されている。

なお、以下の説明では、タイムスタンプに入る時刻をｔ１で表し、ｔ１の時刻の区別が必要な場合に、ｔ１＿ｉ（ｉは０または自然数）のように表すことによってｔ１の時刻を区別する。同様に、送信開始時刻ｔ２の区別が必要な場合に送信開始時刻ｔ２をｔ２＿ｉで表し、送信継続時間Ｔ２の区別が必要な場合に送信継続時間Ｔ２をＴ２＿ｉで表す。

なお、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４シリーズのＧ−ＰＯＮも、ＧＥ−ＰＯＮと同様な方法によって往復時間ＲＴＴの測定処理を行なうので、ここではＧ−ＰＯＮに対する往復時間ＲＴＴの測定処理の説明を省略する。

つぎに、ＯＬＴ１の構成について説明する。図２は、本実施の形態に係るＯＬＴの構成を示すブロック図である。０系ＰＯＮ終端部１０Ａは、合波・分波部３１Ａ、電気／光変換部３２Ａ、送信処理部３３Ａ、光／電気変換部３４Ａ、受信処理部３５Ａを有している。１系ＰＯＮ終端部１０Ｂは、合波・分波部３１Ｂ、電気／光変換部３２Ｂ、送信処理部３３Ｂ、光／電気変換部３４Ｂ、受信処理部３５Ｂを有している。ＳＷ１１は、受信バッファ４１Ａ，４１Ｂ、制御部４２、選択部（選択回路）４３を有し、ＮＮＩ１２は、インタフェース変換部５１，５２を有している。

合波・分波部３１Ａ，３１Ｂは、それぞれＯＮＵ２−１〜２−Ｎへ送る信号を受信側の信号と合波して光ファイバ３Ａ，３Ｂに出力し、光ファイバ３Ａ，３Ｂからの信号を分波して光／電気変換部３４Ａ，３４Ｂに送る。

電気／光変換部３２Ａ，３２Ｂは、電気信号を光信号に変換し、光／電気変換部３４Ａ，３４Ｂは、光信号を電気信号に変換する。送信処理部３３Ａ，３３Ｂは、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎに送る信号（パケット）に対してＰＯＮに応じた処理を行ない、受信処理部３５Ａ，３５Ｂは、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎからの信号（パケット）に対してＰＯＮに応じた処理を行なう。受信処理部３５Ａ，３５Ｂは、ＰＯＮに応じた受信処理として、例えばパケットの正常性のチェックを行う。

受信バッファ４１Ａ，４１Ｂは、光ファイバ３Ａ，３Ｂを介して０系、１系から送られたパケットの到着時間の差を吸収して選択部４３に入力する。換言すると、受信バッファ４１Ａ，４１Ｂは、現用系（現用系到達所要時間）で送られてくるパケットがＯＬＴ１からＯＮＵ２−１まで到達するのに要する時間と、予備系（予備系到達所要時間）で送られてくるパケットがＯＬＴ１からＯＮＵ２−１まで到達するのに要する時間と、の時間差がなくなるよう、現用系からのパケットと予備系からのパケットを同時に選択部４３に入力する。

制御部４２は、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎとの間のディスカバリを制御する。また、制御部４２は、受信処理部３５Ａ，３５Ｂの動作（パケットの正常性のチェック結果）に基づいて選択部４３を制御する。選択部（センタ側選択部）４３は、制御部４２からの指示に基づいて、光ファイバ３Ａ，３Ｂからのパケットのうち正常なパケットを選択してインタフェース変換部５２に送る。

インタフェース変換部５１は、伝送路６ｒからの信号をＯＬＴ１内で行われる処理に適した信号に変換し、インタフェース変換部５２は、ＯＬＴ１内の信号を他のＯＬＴへ送出するのに適した信号に変換して伝送路６ｓへ送出する。

ここで、ＯＬＴ１の動作手順について説明する。伝送路６ｒからの信号は、インタフェース変換部５１に入力され、インタフェース変換部５１でＯＬＴ１内で行われる処理に適した信号に変換されるとともに、変換された信号がＳＷ１１で２つに分岐される。分岐された２つの信号は、それぞれ送信処理部３３Ａ，３３Ｂに送られて、送信処理部３３Ａ，３３ＢでＰＯＮに応じた所定の処理が施される。ＰＯＮに応じた処理（送信処理）が施された信号は、それぞれ電気／光変換部３２Ａ，３２Ｂに送られて、電気／光変換部３２Ａ，３２Ｂで電気信号から光信号に変換される。光信号に変換された信号は、それぞれ合波・分波部３１Ａ，３１Ｂで受信側の信号と合波されて光ファイバ３Ａ，３Ｂに出力される。

一方、光ファイバ３Ａ，３Ｂからの信号は、合波・分波部３１Ａ，３１Ｂに入力されて、合波・分波部３１Ａ，３１Ｂで分波される。合波・分波部３１Ａ，３１Ｂで分波された信号は、それぞれ光／電気変換部３４Ａ，３４Ｂに送られて、光／電気変換部３４Ａ，３４Ｂで光信号から電気信号に変換される。電気信号に変換された信号は、それぞれ受信処理部３５Ａ，３５Ｂに送られて、受信処理部３５Ａ，３５ＢでＰＯＮに応じた所定の処理（受信処理）が施される。受信処理部３５Ａ，３５Ｂは、ＰＯＮに応じた受信処理として、例えば、信号のパケット（ＧＥ−ＰＯＮの場合はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレーム）の識別処理、パケットの正常性のチェックを行う。

パケットの正常性は、例えばクロック断、伝送路の符号誤り率劣化、８Ｂ／１０Ｂ符号違反、ＬＬＩＤ用の符号誤り検出のＣＲＣ−８のビット誤り検出、フレームのフレームチェックシーケンスであるＣＲＣ−３２のビット誤り検出などに基づいて判定される。

ＰＯＮに応じた処理が施された信号（パケット）は、それぞれ受信バッファ４１Ａ，４１Ｂに入力される。このとき、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎの０系、１系から送られたそれぞれのパケットは、受信バッファ４１Ａ，４１Ｂの直前でほぼ同時に到着する。そして、０系、１系から送られたパケットの僅かな到着時間の差は、受信バッファ４１Ａ，４１Ｂで吸収されて、選択部４３に入力される。制御部４２は、受信処理部３５Ａ，３５Ｂで行ったパケットの正常性のチェック結果に基づいて、選択部４３に正常なパケット（０系のパケットまたは１系のパケットの何れか）を選択させる。この正常なパケットの選択は、選択部４３でパケット毎に行なわれる。選択部４３で選択された正常な方（０系または１系）のパケットは、インタフェース変換部５２で他のＯＬＴへ送出するのに適した信号に変換されて伝送路６ｓへ送られる。

つぎに、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎの構成について説明する。なお、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎは同様の構成を有するので、ここではＯＮＵ２−１（ＯＮＵ＃１）を例にとって説明する。図３は、本実施の形態に係るＯＮＵの構成を示すブロック図である。

０系ＰＯＮ終端部２０Ａ−１は、合波・分波部６１Ａ、光／電気変換部６２Ａ、受信処理部６３Ａ、電気／光変換部６４Ａ、送信処理部６５Ａを有している。１系ＰＯＮ終端部２０Ｂ−１は、合波・分波部６１Ｂ、光／電気変換部６２Ｂ、受信処理部６３Ｂ、電気／光変換部６４Ｂ、送信処理部６５Ｂを有している。ＳＷ２１−１は、受信バッファ７１Ａ，７１Ｂ、送信バッファ７２Ａ，７２Ｂ、制御部７３、選択部（選択回路）７４を有し、ＵＮＩ２２−１は、インタフェース変換部８１，８２を有している。

合波・分波部６１Ａ，６１Ｂは、ＯＬＴ１へ送る信号を受信側の信号と合波して光ファイバ５Ａ−１，５Ｂ−１に出力し、光ファイバ５Ａ−１，５Ｂ−１からの信号を分波して光／電気変換部６２Ａ，６２Ｂに送る。

光／電気変換部６２Ａ，６２Ｂは、光信号を電気信号に変換し、電気／光変換部６４Ａ，６４Ｂは、電気信号を光信号に変換する。送信処理部６５Ａ，６５Ｂは、ＯＬＴ１に送る信号（パケット）に対してＰＯＮに応じた処理を行ない、受信処理部６３Ａ，６３Ｂは、ＯＬＴ１からの信号（パケット）に対してＰＯＮに応じた処理を行なう。受信処理部６３Ａ，６３Ｂは、ＰＯＮに応じた受信処理として、例えばパケットの正常性のチェックを行う。また、受信処理部６３Ａ，６３Ｂは、所定のパケットを受信したか否かを監視し、この所定のパケットの到着を受信した場合には、受信したことを通知する信号を制御部７３に入力する。

受信バッファ７１Ａ，７１Ｂは、制御部７３から選択部７４に送るパケットにδの遅延を与える指示が送られてきた場合に、選択部７４に送るパケットにδの遅延を与える。送信バッファ７２Ａ，７２Ｂは、制御部７３からＯＬＴ１に送るパケットにδの遅延を与える指示が送られてきた場合に、送信処理部６５Ａ，６５Ｂに送るパケットにδの遅延を与える。

制御部７３は、ＯＬＴ１との間のディスカバリを制御する。また、制御部７３は、受信処理部６３Ａ，６３Ｂの動作（パケットの正常性のチェック結果）に基づいて選択部７４を制御する。また、制御部７３は、受信処理部６３Ａ，６３Ｂの動作（パケットの到着時刻）に基づいて、受信バッファ７１Ａ，７１Ｂ、送信バッファ７２Ａ，７２Ｂを制御する。

制御部７３は、予め設定しておいた所定のパケットが到着したことの通知を受信処理部６３Ａ，６３Ｂから受けると、このパケットが０系に到着した時刻とパケットが１系に到着した時刻との差δを算出する。制御部７３は、早く到着した方の系に対してパケットの送出をδだけ遅延させる指令を、受信バッファ７１Ａ，７１Ｂ、送信バッファ７２Ａ，７２Ｂに送る。

選択部（リモート側選択部）７４は、制御部７３からの指示に基づいて、受信バッファ７１Ａ，７１Ｂからのパケットのうち正常なパケットを選択してインタフェース変換部８１に送る。インタフェース変換部８１は、ＯＮＵ２−１内の信号を下位側へ送出するのに適した信号に変換して伝送路７ｓ−１へ送出し、インタフェース変換部８２は、伝送路７ｒ−１からの信号をＯＮＵ２−１内で行われる処理に適した信号に変換して、送信バッファ７２Ａ，７２Ｂに送る。

ここで、ＯＮＵ２−１の動作手順について説明する。光ファイバ５Ａ−１，５Ｂ−１からの信号は、合波・分波部６１Ａ，６１Ｂに入力されて、合波・分波部６１Ａ，６１Ｂで分波される。合波・分波部３１Ａ，３１Ｂで分波された信号は、それぞれ光／電気変換部６２Ａ，６２Ｂに送られて、光／電気変換部６２Ａ，６２Ｂで光信号から電気信号に変換される。

電気信号に変換された信号は、それぞれ受信処理部６３Ａ，６３Ｂに送られて、受信処理部６３Ａ，６３ＢでＰＯＮに応じた所定の処理（受信処理）が施される。ＰＯＮに応じた処理が施された信号（パケット）は、それぞれ受信バッファ７１Ａ，７１Ｂに入力される。また、受信処理部６３Ａ，６３Ｂは、ＯＬＴ１から送られてくる予め定めたパケット（ＧＥ−ＰＯＮではＧＡＴＥメッセージ）を受信すると、このパケットの到着を知らせる信号を制御部７３に入力する。また、受信処理部６３Ａ，６３Ｂは、ＯＬＴ１からの０系のパケット、１系のパケットをそれぞれ常に監視し、パケットが正常か否かを制御部７３に通知する。

制御部７３は、予め設定しておいた所定のパケットが到着したことの通知を受信処理部６３Ａ，６３Ｂから受けると、０系からのパケットの到着時刻と１系からのパケットの到着時刻との差δを算出する。そして、制御部７３は、早く到着した方の系に対してδの遅延を与える指令を、受信バッファ７１Ａ，７１Ｂ、送信バッファ７２Ａ，７２Ｂに対して送る。

これにより、受信バッファ７１Ａまたは受信バッファ７１Ｂは、制御部７３からの指示にしたがって、選択部７４に送るパケットにδの遅延を与えて選択部７４における０系と１系の信号の位相を同じにする。また、制御部７３は、受信処理部６３Ａ，６３Ｂで行ったパケットの正常性のチェック結果に基づいて、選択部７４に正常な方（０系または１系）のパケットを選択するよう指示する。

選択部７４では、０系と１系の信号（パケット）が同時に到着するとともに、制御部７３から選択部７４への選択指示は常に正常な方のパケットを選ばせる指示であるので、データ伝送システム１００では、無瞬断で０系と１系の切り替えを実現できる。なお、無瞬断での切り替えは、現在選択している系が正常でなくなった場合であって、選択していない系が正常な場合に行われる。選択部７４で選択された正常なパケットは、インタフェース変換部８１で下位側へ送出するのに適した信号に変換されて伝送路７ｓ−１へ送られる。

一方、伝送路７ｒ−１からの信号は、インタフェース変換部８２に入力され、インタフェース変換部８２でＯＮＵ２−１内で行われる処理に適した信号に変換されるとともに、変換された信号がＳＷ２１−１で２つに分岐される。分岐された２つの信号は、それぞれ送信バッファ７２Ａ，７２Ｂに送られる。

送信バッファ７２Ａまたは送信バッファ７２Ｂは、制御部７３からの指示に基づいて、送信処理部６５Ａ，６５Ｂに送るパケットにδの遅延を与えて、ＯＬＴの０系ＰＯＮ終端部１０Ａと１系ＰＯＮ終端部１０Ｂの信号の位相を同じにする。

送信バッファ７２Ａ，７２Ｂからの信号は、送信処理部６５Ａ，６５Ｂに送られて、送信処理部６５Ａ，６５ＢでＰＯＮに応じた所定の処理が施される。ＰＯＮに応じた処理（送信処理）が施された信号は、それぞれ電気／光変換部６４Ａ，６４Ｂに送られて、電気／光変換部６４Ａ，６４Ｂで電気信号から光信号に変換される。光信号に変換された信号は、それぞれ合波・分波部６１Ａ，６１Ｂで受信側の信号と合波されて光ファイバ５Ａ−１，５Ｂ−１に出力される。

つぎに、データ伝送システム１００のディスカバリの動作について説明する。図４は、ディスカバリの動作を説明するための図である。ここでは、ディスカバリの動作の一例としてＯＬＴ１とＯＮＵ２−１との間で行なわれるディスカバリについて説明する。

ＯＬＴ１の制御部４２は、ディスカバリＧＡＴＥメッセージを、０系と１系の両方に同時送信する。ここでのディスカバリＧＡＴＥメッセージは、ＧＡＴＥ［ＭＡＣ ｃｏｎｔｒｏｌ；ＯＬＴ ＭＡＣ ａｄｒｅｓｓ；ｔ１＿１，ｔ２＿１，Ｔ２＿１］、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ（ＬＬＩＤ）である。すなわち、ここでのディスカバリＧＡＴＥメッセージは、ブロードキャストで送信される制御フレームであり、送信元ＭＡＣアドレスがＯＬＴ１であり、タイムスタンプがｔ１＿１、送信開始時刻がｔ２＿１、送信継続時間がＴ２＿である。そして、ディスカバリＧＡＴＥメッセージ内には、ブロードキャストＬＬＩＤが付与されている。

制御部４２からのディスカバリＧＡＴＥメッセージは、０系ＰＯＮ終端部１０Ａ、１系ＰＯＮ終端部１０Ｂを介して光ファイバ３Ａ，３Ｂに送出される（ｓ１０）。データ伝送システム１００の切り替え系の構成は（１＋１）構成であるので、０系と１系には同じ情報が流れる。

データ伝送システム１００の０系と１系には経路差があるので、ＯＬＴ１からのディスカバリＧＡＴＥメッセージは、０系と１系とで異なる時刻にＯＮＵ２−１に到着する。ＯＮＵ２−１は、０系と１系のそれぞれにおいて、このディスカバリＧＡＴＥメッセージを受信する。具体的には、ＯＮＵ２−１の０系ＰＯＮ終端部２０Ａ−１が、光ファイバ５Ａ−１を介して０系のディスカバリＧＡＴＥメッセージを受信し、ＯＮＵ２−１の１系ＰＯＮ終端部２０Ｂ−１が、光ファイバ５Ｂ−１を介して１系のディスカバリＧＡＴＥメッセージを受信する。

そして、０系ＰＯＮ終端部２０Ａ−１の受信処理部６３Ａは、ディスカバリＧＡＴＥメッセージの到着を知らせる信号を制御部７３に入力し、１系ＰＯＮ終端部２０Ｂ−１の受信処理部６３Ｂは、ディスカバリＧＡＴＥメッセージの到着を知らせる信号を制御部７３に入力する。

ＯＮＵ２−１の制御部７３は、ディスカバリＧＡＴＥメッセージの到着を知らせる通知を受信処理部６３Ａ，６３Ｂから受けると、ＯＮＵ２−１の制御部７３は、０系から到着したディスカバリＧＡＴＥメッセージの到着時刻と１系から到着したディスカバリＧＡＴＥメッセージの到着時刻とを測定する。そして、制御部７３は、０系と１系のうち先に到着したディスカバリＧＡＴＥメッセージと後に到着したディスカバリＧＡＴＥメッセージとの到着時刻の差δを算出する。

制御部７３は、０系と１系のディスカバリＧＡＴＥメッセージのうち後から到着したディスカバリＧＡＴＥメッセージのタイムスタンプｔ１＿１をＯＮＵ２−１の時計に合わせる。換言すると、制御部７３は、ＯＮＵ２−１の時計を、遅く到着したパケット（フレーム）に搭載されたタイムスタンプｔ１＿１に合わせる。

この後、ＯＮＵ２−１の制御部７３は、０系と１系の各々に対して、通常のディスカバリのように、ＯＬＴ１にＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージを送信する。制御部７３からのＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージは、０系ＰＯＮ終端部２０Ａ−１、１系ＰＯＮ終端部２０Ｂ−１を介して光ファイバ５Ａ−１，５Ｂ−１に送出される。

このとき、０系ではディスカバリＧＡＴＥメッセージに書かれていた送信開始時刻ｔ２＿１にランダム時間ｄ０を与えた時刻ｔ１＿２（＝ｔ２＿１＋ｄ０）のタイミングで、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージのタイムスタンプをｔ１＿２としたメッセージを送信する。具体的には、ＯＮＵ２−１の制御部７３は、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージのタイムスタンプをｔ１＿２としたメッセージを、時刻ｔ１＿２のタイミングで０系ＰＯＮ終端部２０Ａ−１を介して光ファイバ５Ａ−１に送出する（ｓ２０）。

光ファイバ５Ａ−１に送出されるＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージは、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱ［ＭＡＣ ｃｏｎｔｒｏｌ，ＯＬＴ ＭＡＣ ａｄｒｅｓｓ，ｔ１＿２］、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ（ＬＬＩＤ）である。すなわち、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージは、ブロードキャストで送信される制御フレームであり、送信元ＭＡＣアドレスがＯＮＵ２−１であり、タイムスタンプがｔ１＿２である。そして、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージ内にはブロードキャストＬＬＩＤが付与されている。

また、１系ではディスカバリＧＡＴＥメッセージに書かれていた送信開始時刻ｔ２＿１にランダム時間ｄ１を与えた時刻ｔ１＿３（＝ｔ２＿１＋ｄ１）のタイミングで、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージのタイムスタンプをｔ１＿３としたメッセージを送信する。具体的には、ＯＮＵ２−１の制御部７３は、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージのタイムスタンプをｔ１＿３としたメッセージを、時刻ｔ１＿３のタイミングで１系ＰＯＮ終端部２０Ｂ−１を介して光ファイバ５Ｂ−１に送出する（ｓ３０）。

光ファイバ５Ｂ−１に送出されるＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージは、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱ［ＭＡＣ ｃｏｎｔｒｏｌ，ＯＬＴ ＭＡＣ ａｄｒｅｓｓ，ｔ１＿３］、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ（ＬＬＩＤ）である。すなわち、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージは、ブロードキャストで送信される制御フレームであり、送信元ＭＡＣアドレスがＯＮＵ２−１であり、タイムスタンプがｔ１＿３である。そして、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージ内にはブロードキャストＬＬＩＤが付与されている。

ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１からのＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージを０系と１系とでそれぞれ独立に受信する。具体的には、ＯＬＴ１の０系ＰＯＮ終端部１０Ａが光ファイバ３Ａを介して０系のＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージを受信し、ＯＬＴ１の１系ＰＯＮ終端部１０Ｂが、光ファイバ３Ｂを介して１系のＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージを受信する。

そして、ＯＬＴ１の制御部４２は、０系と１系の各々の往復時間ＲＴＴ０、ＲＴＴ１を求める。具体的には、制御部４２は、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージの０系と１系の各々の到着時刻ｔ３＿０、ｔ３＿１を測定する。そして、制御部４２は、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージのタイムスタンプに書きまれた０系の値ｔ１＿２と、１系の値ｔ１＿３を抽出して、０系と１系の各々の往復時間ＲＴＴ０＝ｔ３＿０−ｔ１＿２、ＲＴＴ１＝ｔ３＿１−ｔ１＿３を求める。この後の制御部４２では、ＧＡＴＥメッセージを送信する際には、値が大きい方の往復時間をもとにして、ＯＮＵ２−１への送信開始時刻ｔ２、送信継続時間Ｔ２を指定する。

ＯＬＴ１には登録がなされていない複数のＯＮＵからＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージが届く。０系、１系においてこのＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージが同一のＯＮＵからのものであるか否かの識別を行う必要がある。このため、ＯＬＴ１は、例えばＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージに掲載された送信元ＭＡＣアドレスに基づいて、０系と１系とで同一のＯＮＵからＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージが送られたか否かを判断する。

ＯＬＴ１では、ＯＮＵ２−１から０系と１系を介してＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージを受信した後、制御部４２が同一のＲＥＧＩＳＴＥＲを、０系と１系の両方に同時送信する。このとき、制御部４２は、受信したＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージに対応するＯＮＵ２−１にＬＬＩＤを付与する。具体的には、ここでのＲＥＧＩＳＴＥＲは、ＲＥＧＩＳＴＥＲ［ＯＮＵ ＭＡＣ ａｄｒｅｓｓ，ＯＬＴ ＭＡＣ ａｄｒｅｓｓ；ｔ１＿４，ＬＬＩＤ］、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ（ＬＬＩＤ）である。すなわち、ＲＥＧＩＳＴＥＲは、送信先ＭＡＣアドレスがＯＮＵ２−１であり、送信元ＭＡＣアドレスがＯＬＴ１であり、タイムスタンプがｔ１＿４である。そして、ＲＥＧＩＳＴＥＲ−ＲＥＱメッセージ内にはブロードキャストＬＬＩＤが付与されている。

ここでのＲＥＧＩＳＴＥＲは、ＯＮＵ２−１に対してのメッセージであり、０系と１系の区別無く、（１＋１）構成の信号の送信方式の条件にしたがって、同時に送信される。具体的には、制御部４２からのＲＥＧＩＳＴＥＲは、０系ＰＯＮ終端部１０Ａ、１系ＰＯＮ終端部１０Ｂを介して光ファイバ３Ａ，３Ｂに送出される（ｓ４０）。

ＯＮＵ２−１は、ＯＬＴ１からのＲＥＧＩＳＴＥＲを光ファイバ５Ａ−１，５Ｂ−１を介して受信する。本実施の形態のＯＮＵ２−１の制御部７３は、０系と１系のうち早く到着したパケットの側（系）に遅延δを与える。具体的には、制御部７３は、０系と１系のうちパケットが早く到着した方の系に対してδの遅延を与える指令を、受信バッファ７１Ａ，７１Ｂ、送信バッファ７２Ａ，７２Ｂに対して送る。例えば、０系でのパケットが１系でのパケットよりも早く到着した場合、制御部７３は、０系に対応する受信バッファ７１Ａ、送信バッファ７２Ａに、δの遅延を与えるよう指示する。これにより、受信バッファ７１Ａまたは受信バッファ７１Ｂは、制御部７３からの指示にしたがって、パケットにδの遅延を与えて選択部７４に送る。

また、ＯＮＵ２−１の０系ＰＯＮ終端部２０Ａ−１、１系ＰＯＮ終端部２０Ｂ−１では、受信処理部６３Ａ，６３Ｂが、ＯＬＴ１からの０系のパケット、１系のパケットを監視し、パケットが正常か否かを制御部７３に通知する。

制御部７３は、受信処理部６３Ａ，６３Ｂで行ったパケットの正常性のチェック結果に基づいて、選択部７４に正常な方のパケットを選択するよう指示する。選択部７４は、受信バッファ７１Ａ，７１Ｂのパケットのうち正常な方のパケット（ＲＥＧＩＳＴＥＲ）を選択してインタフェース変換部８１へ送る。このとき、ＯＮＵ２−１の制御部７３は、選択部７４からインタフェース変換部８１へ出力されるＲＥＧＩＳＴＥＲからＬＬＩＤを抽出することによって、ＬＬＩＤを取得する。

受信バッファ７１Ａ，７１Ｂが制御部７３にδの遅延を与えるよう指示された後、ＯＮＵ２−１の選択部７４では０系と１系に届く同一のパケットの位相が合うこととなる。したがって、制御部７３は、０系のパケットと１系のパケットのうち、正常な方のパケットを選択して、ＵＮＩ２２−１側に通過させるよう選択部７４（ＳＥＬ）を制御すれば、無瞬断で０系と１系の切り替えを実現できる。

この後、ＯＮＵ２−１では、０系と１系のうちパケットの到着が早い方の系にδだけ遅らせて０系と１系に同一パケットを送信する。具体的には、制御部７３が、０系と１系のうちパケットが早く到着した方の系に対してδの遅延を与える指令を、送信バッファ７２Ａ，７２Ｂに対して送る。例えば、０系でのパケットが１系でのパケットよりも早く到着した場合、制御部７３は、０系に対応する送信バッファ７２Ａに、δの遅延を与えるよう指示する。これにより、ＯＮＵ２−１が０系と１系に送信するパケットは、ＯＬＴ１に同時に到着することとなる。

ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１にＲＥＧＩＳＴＥＲを送信した後、ＯＬＴ１の制御部４２は、０系と１系とで同時にＧＡＴＥメッセージ（ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを要求するＧＡＴＥ）を送信する。このとき、制御部４２は、往復時間の長い方のＲＴＴを用いて、ＯＮＵ２−１への送信開始時刻ｔ２＿２、送信継続時間Ｔ２＿２を決定する。

ここでのＧＡＴＥメッセージは、ＧＡＴＥ［ＭＡＣ ｃｏｎｔｒｏｌ；ＯＬＴ ＭＡＣ ａｄｒｅｓｓ；ｔ１＿５，ｔ２＿２，Ｔ２＿２］、Ｕｎｉｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ（ＬＬＩＤ）である。すなわち、ＧＡＴＥメッセージは、ブロードキャストで送信される制御フレームであり、送信元ＭＡＣアドレスがＯＬＴ１であり、タイムスタンプがｔ１＿５、送信開始時刻がｔ２＿２、送信継続時間がＴ２＿２である。そして、ディスカバリＧＡＴＥメッセージ内には、ユニキャストＬＬＩＤが付与されている。

制御部４２からのＧＡＴＥメッセージは、０系ＰＯＮ終端部１０Ａ、１系ＰＯＮ終端部１０Ｂを介して光ファイバ３Ａ，３Ｂに送出される（ｓ５０）。ＯＮＵ２−１の制御部７３は、このＧＡＴＥメッセージに対しても到着時間を計測し、到着時間の差Δを算出する。この後、制御部７３は、全てのＧＡＴＥメッセージの到着ごとに、到着時間の差Δを算出し、算出した到着時間の差δを用いて受信バッファ７１Ａ，７１Ｂ、送信バッファ７２Ａ，７２Ｂを制御する。そして、制御部７３は、算出した到着時間の差δを用いて、受信したＧＡＴＥメッセージからタイムスタンプｔ１＿５、送信時刻ｔ２＿２、送信継続時間Ｔ２＿２を取得する。

そして、ＯＮＵ２−１では、自身の時計をタイムスタンプｔ１＿５に合わせる。このとき、既に０系と１系の経路差によって生じる到着時間の差δが、パケットの到着が早い方の系に設定してあるので、ここでも自身の時計はパケット到着が遅い方の系に自動的に合わせられることとなる。例えば、１系からのパケットの到着が０系からのパケットの到着よりも遅い場合、制御部７３は、１系に到着したＧＡＴＥメッセージのタイムスタンプｔ１＿５を用いてＯＮＵ２−１の時計を合わせる。この後、ＯＮＵ２−１の制御部７３は、０系と１系とで同時にＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを送信する（ｓ６０）。

ここでのＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫは、は、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫ［ＭＡＣ ｃｏｎｔｒｏｌ；ＯＮＵ ＭＡＣ ａｄｒｅｓｓ；ｔ１＿６］、Ｕｎｉｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ（ＬＬＩＤ）である。すなわち、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫは、ブロードキャストで送信される制御フレームであり、送信元ＭＡＣアドレスがＯＮＵ２−１であり、タイムスタンプがｔ１＿６である。そして、ディスカバリＧＡＴＥメッセージ内には、ユニキャストＬＬＩＤが付与されている。ＯＮＵ２−１は、パケット到着の早い方の系から送るＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを、パケット到着の遅い方の系から送るＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫよりもδだけ遅延させてＯＬＴ１に送信する。

このように、本実施の形態では、ＯＮＵ２−１がＯＬＴ１からパケットを受信する際には、パケット到着の早い方の系から受信するパケットをδだけ遅延させて受信処理し、ＯＮＵ２−１がＯＬＴ１へパケットを送信する際にはパケット到着の早い方の系へ送信するパケットをδだけ遅延させて送信処理している。このため、パケット到着の早い方の系でＯＬＴ１とＯＮＵ２−１の間を往復するパケットは、パケット到着の遅い方の系でＯＬＴ１とＯＮＵ２−１の間を往復するパケットよりも２δ＝Δだけ遅延することとなる。

ＯＮＵ２−１ではメッセージを送信する際、０系と１系のうちパケットの到着が早い方の系をδだけ遅らせてパケットを送信しているので、ＯＬＴ１では、０系と１系とで同時にＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫメッセージを受信する。ＯＬＴ１の選択部４３は、０系と１系（受信バッファ４１Ａと受信バッファ４１Ｂ）のうち、パケットが正常な方のＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫメッセージを選択して、インタフェース変換部５２に送る。これにより、ＯＮＵ２−１でのディスカバリ（登録）が終了する。

ディスカバリの済んだＯＮＵ２−１は、ＯＬＴ１から通常のＧＡＴＥメッセージを受け、ＧＡＴＥメッセージで指定された送信開始時刻にＧＡＴＥメッセージで指定された送信継続時間だけパケットを送信する。このとき、ＯＮＵ２−１は、０系と１系のうちパケット到着の早い方の系から送られてくるパケットをδだけ遅らせて受信するので、ＯＬＴ１からのパケットは選択部７４の直前までは０系と１系のパケットが同時に到着する。また、ＯＮＵ２−１は、０系と１系のうちパケットの到着が早い方の系へ送るパケットをδだけ遅らせて送信するので、ＯＮＵ２−１から送信するパケットは、ＯＬＴ１の選択部４３の直前までは０系と１系のパケットが同時に到着することになる。

ＯＬＴ１の選択部４３やＯＮＵ２−１の選択部７４へは０系と１系のパケットが同時に到着するので、選択部４３や選択部７４では、０系と１系のうち正常な方のパケットをパケットごとに選べば、０系と１系の少なくとも一方が正常であれば、無瞬断で０系と１系の通信経路の切り替えが可能になる。

ここで、本実施の形態の主たる特徴であるＯＬＴ１とＯＮＵ２−１との間のパケットの送受信タイミングについて説明する。図５は、パケットの送受信タイミングを説明するための図である。

ＯＮＵ２−１では、ＯＬＴ１から送信されるＧＡＴＥメッセージ（ディスカバリで用いるＧＡＴＥメッセージおよび通常のＧＡＴＥメッセージ）ごとに、０系と１系から送られてくるパケットの到着時刻の時間差δを測定している。そして、ＯＮＵ２−１は、ＯＮＵ２−１内で動作する時計をパケットの到着が遅い方の系のタイムスタンプに合わせる。

例えば、図５では、１系で送られてくるパケットの到着時刻が０系から送られてくるパケットの到着時刻よりも時間差δだけ遅れている場合を示している。このため、ＯＮＵ２−１は、ＯＮＵ２−１内で動作する時計を１系のタイムスタンプに合わせる。

ＯＮＵ２−１は、パケットを送信する際には、パケットの到着が早い方の系（０系）でδだけ遅らせてパケットを送信する。これにより、ＯＬＴ１へは、０系と１系とで同時にパケットを到着させる。

例えば、０系でδだけ遅らせることなくＯＮＵ２−１でＯＬＴ１からのパケットを受信し、０系でδだけ遅らせることなくＯＮＵ２−１からＯＬＴ１へパケットを送信すると、ＯＬＴ１は、０系のパケットをｔ３＿０でＯＮＵ２−１から受信することとなる。また、ＯＬＴ１は、１系のパケットをｔ３＿１でＯＮＵ２−１から受信することとなる。ｔ２からｔ３＿０までの時間が０系での往復遅延時間ＲＴＴ０であり、ｔ２からｔ３＿１までの時間が１系での往復遅延時間ＲＴＴ１である。そして、往復遅延時間ＲＴＴ１と往復遅延時間ＲＴＴ０との差ΔがＯＬＴ１の０系で受信するパケットと１系で受信するパケットの到達遅延時間の差となる。

本実施の形態では、０系でδだけ遅らせてＯＮＵ２−１でＯＬＴ１からのパケットを受信し、０系でδだけ遅らせてＯＮＵ２−１からＯＬＴ１へパケットを送信しているので、ＯＬＴ１は、０系と１系のパケットをともにｔ３＿１でＯＮＵ２−１から受信することとなる。したがって、往復遅延時間ＲＴＴ１と往復遅延時間ＲＴＴ０との差Δは０となり、ＯＬＴ１では０系からのパケットと１系からのパケットを同時に受信することが可能となる。

また、ＯＮＵ２−１は、パケットを受信する際には、パケットの到着が早い方の系でδ（Δ／２）だけ遅らせてパケットを受信するので、ＯＮＵ２−１の選択部７４へは、０系と１系とで同時にパケットを到着させることができる。選択部７４に同時に到着したパケットは、選択部７４でパケットごとに正常な方が選択される。このように、ＯＮＵ２−１は、パケットの到着が早い方の系に対して各々δだけパケットの送信処理や受信処理を遅らせるので、ＯＬＴ１に接続されている全てのＯＮＵ２−１〜２−ＮからのパケットをＯＬＴ１に０系と１系とで同時に到着させることが可能となる。さらに、ＯＬＴ１からＯＮＵ２−１〜２−Ｎに届くパケットは、０系と１系とで同時に到着させることが可能となる。

なお、δを導くための情報をＯＬＴ１がＯＮＵ２−１に通知してもよい。この場合、ＯＮＵ２−１では、δを測定する機能が不要となる。図５に示すように、ディスカバリで測定される０系と１系におけるパケットの往復時間の差Δは、０系と１系でのＧＡＴＥメッセージの到着時刻の差δの２倍である。Δ＝２δであるので、ＯＬＴ１は、ディスカバリで測定される０系と１系のＲＴＴの差Δと、ＲＴＴのうち時間が短い方の系の情報と、をＯＮＵ２−１に送ればよい。ＯＮＵ２−１は、ＯＬＴ１からのΔに基づいてδを算出する。これにより、ＯＮＵ２−１ではパケットを受信する際にＲＴＴの短い方の系にδを与え、パケットを送信する際にＲＴＴの短い方の系にδを与えることができる。

また、ＯＬＴ１は、ディスカバリで測定される０系と１系のＲＴＴの差Δからδを算出し、算出したδと、ＲＴＴのうち時間が短い方の系の情報と、をＯＮＵ２−１に送ってもよい。これにより、ＯＮＵ２−１はパケットを受信する際にＲＴＴの短い方の系にδを与え、パケットを送信する際にＲＴＴの短い方の系にδを与えることができる。

ＯＮＵ２−１に、０系と１系のＲＴＴの差Δと、ＲＴＴのうち時間が短い方の系の情報を与えるのは、情報（パケットを送受信する際に用いる差δ）の更新を可能にするためであり、例えばＯＬＴ１からのＧＡＴＥメッセージを利用する。これらの情報は、ＯＮＵ２−１でＧＡＴＥメッセージを受信するごとに更新されることとなる。

なお、現在のＩＥＥＥ ８０２．３で定義されているＧＡＴＥメッセージには、０系と１系のＲＴＴの差Δや、ＲＴＴのうち時間が短い方の系の情報を格納するためのフィールドが用意されていないので、これらの情報を格納するためのフィールドをＧＡＴＥメッセージ内に追加する必要がある。

なお、本実施の形態では、δやΔを算出するために、ＯＬＴ１からＯＮＵ２−１に送られるＧＡＴＥメッセージを用いたが、ＧＡＴＥメッセージ以外のフレームを用いてもよい。例えば、データ伝送システム１００内で新たなメッセージを定義し、このメッセージ内にタイムスタンプｔ１、送信開始時刻ｔ２、送信継続時間Ｔ２を設定する。そして、ＯＮＵ２−１では、この新たに定義したメッセージを用いてδやΔを算出する。

また、本実施の形態では、データ伝送システム１００にＧＥ−ＰＯＮやＧ−ＰＯＮを適用する場合について説明したが、データ伝送システム１００には、可変遅延で可変長のデータ伝送を行う他のＰＯＮを適用してもよい。

このように、実施の形態によれば、ＯＮＵ２−１からＯＬＴ１へパケットを送信する際に、０系と１系のうちパケットの到着が早い方の系から送信するパケットをδだけ遅らせるので、ＯＬＴ１では、ＯＮＵ２−１からのパケットを０系と１系で同時に受信することが可能となる。また、ＯＮＵ２−１がＯＬＴ１からパケットを受信する際に、０系と１系のうちパケットの到着が早い方の系から受信するパケットをδだけ遅らせて選択部７４に入力するので、ＯＮＵ２−１では、ＯＬＴ１からのパケットを０系と１系で同時に受信することが可能となる。

そして、ＯＮＵ２−１とＯＬＴ１では、０系と１系から受信したパケットのうち、正常な方のパケットを選択して用いるので、ＰＯＮ区間が故障等で０系と１系の何れか一方の伝送路（アクセス区間の光ファイバが）が断となった場合であっても、無瞬断でデータ伝送を継続することが可能となる。したがって、データ伝送システム１００内でデータを欠損させることがなくなり、信頼度の高いサービスの提供が可能となる。

これにより、データ通信のサービス上、データ伝送システム１００に全く影響を与えることなく、データ通信のサービスを提供することが可能になる。また、道路工事などで光ファイバを移設するような必要が生じた際（支障移転）にも、データ伝送システム１００では、ユーザに全く迷惑をかけることなくデータ通信を継続させることが可能となる。現状では、支障移転を行う際には、ユーザとの長い交渉の末、夜中に支障移転の工事を行なう必要がある。本実施の形態のデータ伝送システム１００では、このような支障移転の際にユーザとの交渉を行うことなく、任意の日時に支障移転を実施することが可能となり、ネットワークの運用が飛躍的に向上する。

また、ＯＮＵ２−１で、δの算出を行なう場合には、簡易な構成のＯＬＴ１によって、データ伝送システム１００内で無瞬断のデータ伝送を行うことが可能となる。また、ＯＬＴ１がＯＮＵ２−１にΔを送る場合には、簡易な構成のＯＮＵ２−１によって、データ伝送システム１００内で無瞬断のデータ伝送を行うことが可能となる。

また、データ伝送システム１００内では、ＧＡＴＥメッセージを用いて時間差δを算出するための情報を送受信しているので、既存のＧＡＴＥメッセージを用いて効率良く容易に時間差δを算出することが可能となる。

以上のように、本発明にかかるデータ伝送システム、加入者側装置および局側装置は、冗長接続した受動光網内で行う可変長のデータ伝送に適している。

本発明の実施の形態にかかるデータ伝送システムの構成を示す図である。 本実施の形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。 本実施の形態に係るＯＮＵの構成を示すブロック図である。 ディスカバリの動作を説明するための図である。 パケットの送受信タイミングを説明するための図である。

符号の説明

１ ＯＬＴ
２−１〜２−Ｎ ＯＮＵ
３Ａ，３Ｂ，５Ａ−１〜５Ａ−Ｎ，５Ｂ−１〜５Ｂ−Ｎ 光ファイバ
４Ａ，４Ｂ 光スプリッタ
６ｓ，６ｒ，７ｓ−１〜７ｓ−Ｎ，７ｒ−１〜７ｒ−Ｎ 伝送路
１０Ａ，２０Ａ−１〜２０Ａ−Ｎ ０系ＰＯＮ終端部
１０Ｂ，２０Ｂ−１〜２０Ｂ−Ｎ １系ＰＯＮ終端部
１１，２１−１〜２１−Ｎ ＳＷ
１２ ＮＮＩ
２２−１〜２２−Ｎ ＵＮＩ
３１Ａ，３１Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ 合波・分波部
３２Ａ，３２Ｂ，６４Ａ，６４Ｂ 電気／光変換部
３３Ａ，３３Ｂ，６５Ａ，６５Ｂ 送信処理部
３４Ａ，３４Ｂ，６２Ａ，６２Ｂ 光／電気変換部
３５Ａ，３５Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ 受信処理部
４１Ａ，４１Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ 受信バッファ
４２，７３ 制御部
４３，７４ 選択部
５１，５２，８１，８２ インタフェース変換部
７２Ａ，７２Ｂ 送信バッファ
１００ データ伝送システム

Claims (6)

1. 局側装置と複数の加入者側装置との間をそれぞれ現用系および予備系によって冗長接続した受動光網内で、前記局側装置と前記各加入者側装置とが前記現用系または前記予備系の少なくとも一方の通信経路を用いて可変長のデータ伝送を行うデータ伝送システムにおいて、
   前記加入者側装置は、
   前記局側装置から前記現用系を介して送られてくるパケットまたは前記局側装置から前記予備系を介して送られてくるパケットのうち、正常な状態のパケットを選択して自装置の下位側へ送信する加入者側選択部と、
   前記現用系から送られてくるパケットが前記局側装置から自装置まで到達するのに要する現用系到達所要時間と前記予備系から送られてくるパケットが前記局側装置から自装置まで到達するのに要する予備系到達所要時間との差分である到達差分時間に基づいて、前記局側装置からパケットを受信する際に、前記現用系および前記予備系のうち前記パケットの到達所要時間が短い方の系から送られてくるパケットを、前記到達差分時間だけ遅らせて前記加入者側選択部に入力するよう制御し、前記局側装置へパケットを送信する際に、前記現用系および前記予備系のうち前記パケットの到達所要時間が短い方の系へ送るパケットを、前記到達差分時間だけ遅らせて前記局側装置へ送信するよう制御する制御部と、
   を備え、
   前記局側装置は、
   前記加入者側装置から前記現用系を介して送られてくるパケットまたは前記加入者側装置から前記予備系を介して送られてくるパケットのうち、正常な状態のパケットを選択して自装置の上位側へ送信する局側選択部と、
   を備えることを特徴とするデータ伝送システム。
2. 前記加入者側装置の前記制御部は、前記現用系到達所要時間と前記予備系到達所要時間とを測定するとともに、測定結果に基づいて前記到達差分時間を算出することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送システム。
3. 前記局側装置は、前記現用系を用いて自装置と前記加入者側装置との間をパケットが往復するのに要する時間と前記予備系を用いて自装置と前記加入者側装置との間をパケットが往復するのに要する時間との差分を往復差分時間として算出するとともに、算出した往復差分時間に関する情報を前記加入者側装置に送り、
   前記加入者側装置の制御部は、前記局側装置から送られてくる前記往復差分時間に関する情報を用いて前記到達差分時間を算出することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送システム。
4. 前記加入者側装置の制御部は、前記局側装置から送られてくる送信許可メッセージを用いて前記到達差分時間を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のデータ伝送システム。
5. 受動光網内で局側装置と現用系および予備系によって冗長接続されるとともに、前記現用系または前記予備系の少なくとも一方の通信経路を用いて前記局側装置と可変長のデータ伝送を行う加入者側装置において、
   前記局側装置から前記現用系を介して送られてくるパケットまたは前記局側装置から前記予備系を介して送られてくるパケットのうち、正常な状態のパケットを選択して自装置の下位側へ送信する加入者側選択部と、
   前記現用系から送られてくるパケットが前記局側装置から自装置まで到達するのに要する現用系到達所要時間と前記予備系から送られてくるパケットが前記局側装置から自装置まで到達するのに要する予備系到達所要時間との差分である到達差分時間に基づいて、前記局側装置からパケットを受信する際に、前記現用系および前記予備系のうち前記パケットの到達所要時間が短い方の系から送られてくるパケットを、前記到達差分時間だけ遅らせて前記加入者側選択部に入力するよう制御し、前記局側装置へパケットを送信する際に、前記現用系および前記予備系のうち前記パケットの到達所要時間が短い方の系へ送るパケットを、前記到達差分時間だけ遅らせて前記局側装置へ送信するよう制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする加入者側装置。
6. 受動光網内で複数の加入者側装置との間をそれぞれ現用系および予備系によって冗長接続されるとともに、前記現用系または前記予備系の少なくとも一方の通信経路を用いて前記各加入者側装置と可変長のデータ伝送を行う局側装置において、
   前記加入者側装置から前記現用系を介して送られてくるパケットまたは前記加入者側装置から前記予備系を介して送られてくるパケットのうち、正常な状態のパケットを選択して自装置の上位側へ送信する局側選択部を備えることを特徴とする局側装置。

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