JP2010093556A - 局側装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冗長構成を有する通信システムにおいて、冗長切り替えを実施する際のシステム停止時間の増大を防ぐことが可能な局側装置および通信方法を提供する。
【解決手段】局側装置２０１は、１または複数の予備光回線ユニットを含み、複数の受動的光ネットワーク３を介して複数の宅側装置２と通信を行なう複数の光回線ユニット１２と、複数の受動的光ネットワーク３と複数の光回線ユニット１２との間の通信経路を切り替える光スイッチ１１とを備え、複数の光回線ユニット１２は、共通の基準タイミング情報に基づいて複数の宅側装置２と通信を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、局側装置および通信方法のうち、特に、局側において回線を終端する複数の光回線ユニット（以下、ＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）と呼ぶ。）が１または複数の予備光回線ユニットを含む局側装置および通信方法に関する。

非特許文献１には、複数の宅側装置が媒体を共有してデータの伝送を行なう媒体共有型通信であるＰＯＮ（Passive Optical Network）の１つの方式であって、ＰＯＮを通過するユーザ情報およびＰＯＮを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット（登録商標）フレームの形式で通信されるＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）と、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））およびＯＡＭ（Operations, Administration and Maintenance）プロトコルとが規定されている。

ＥＰＯＮは、家庭までのネットワークサービスを光ファイバで提供する方式であるＦＴＴＨ（Fiber to the Home）を実現するサービス形態のひとつであり、インターネットのＷｅｂアクセスだけでなく、ＩＰ電話およびＩＰＴＶサービスなど多岐にわたって用いられている。

ＭＰＣＰとは、局側装置（ＯＬＴ（Optical Line Terminal））と宅側装置（ＯＮＵ（Optical Network Unit））との間の制御プロトコルである。ＭＰＣＰに従い、ＯＬＴによるＯＮＵの発見、往復時間（Round Trip Time）の算出、ＯＮＵごとの論理番号の割り振り、および宅側装置から局側装置への通信方式である時分割多重伝送における時間制御処理が行われる。

ＭＰＣＰでは、ＯＬＴが管理するタイムスタンプを絶対時刻としてＯＬＴおよびＯＮＵ間で時刻の同期がとられる。このタイムスタンプは、１６ナノ秒（ｎｓ）ごとにカウントアップされるカウント値である。ＯＮＵおよびＯＬＴのいずれがＭＰＣＰ制御フレームを送信する場合でも、自装置が管理している現在時刻すなわちタイムスタンプ値がＭＰＣＰ制御フレームに書き込まれる。そして、ＯＬＴからＯＮＵへのＭＰＣＰフレーム送信では、ＯＮＵがＯＬＴからのＭＰＣＰフレームに書き込まれているタイムスタンプ値に自装置内の時刻を合わせることにより、自装置内の時刻を絶対時刻に同期させている。

また、ＭＰＣＰでは、初期状態をのぞいて、受信した時刻と自装置内の時刻との間で所定の閾値（ＭＰＣＰの規約では１２８ｎｓ）以上の隔たりがある場合には、論理リンクを自発的に初期状態に戻すタイムスタンプドリフトと呼ばれる制御が行なわれる。
ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４

ところで、一般的にビジネス向けのネットワークサービスでは、高品質サービスを提供するためにシステムの二重化（冗長化）が必須である。また、音声／映像配信サービスでも二重化システムを用いることにより信頼性の高いシステムを提供することができる。二重化システムでは、装置、部品およびネットワークの各々が必要に応じて運用系および待機系を有する冗長構成がとられる。運用しているシステムの一部に障害が発生した場合には、運用系から待機系への冗長切り替えを行なうことにより、障害によるシステム停止時間をできるだけ短くすることが可能となる。

ＥＰＯＮにおいて冗長構成がとられている場合には、運用系から待機系への冗長切り替えを実施する際に運用系ＯＬＴのタイムスタンプ値と待機系ＯＬＴのタイムスタンプ値とが上記の所定の閾値以上異なっているとタイムスタンプドリフトが行なわれる。すなわち、論理リンクを初期状態に戻し、再度ＭＰＣＰに従うハンドシェークを行なう必要があり、障害によるシステム停止時間が長くなってしまう。

それゆえに、本発明の目的は、冗長構成を有する通信システムにおいて、冗長切り替えを実施する際のシステム停止時間の増大を防ぐことが可能な局側装置および通信方法を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる局側装置は、１または複数の予備光回線ユニットを含み、複数の受動的光ネットワークを介して複数の宅側装置と通信を行なう複数の光回線ユニットと、複数の受動的光ネットワークと複数の光回線ユニットとの間の通信経路を切り替える光スイッチとを備え、複数の光回線ユニットは、共通の基準タイミング情報に基づいて複数の宅側装置と通信を行なう。

好ましくは、予備光回線ユニットはタイミング情報を有し、予備光回線ユニット以外の光回線ユニットは、予備光回線ユニットが有するタイミング情報を基準タイミング情報として複数の宅側装置と通信を行なう。

好ましくは、基準タイミング情報は時刻を示し、局側装置は、各々が、光回線ユニットを収容するための筐体を含み、かつ時刻を示すタイミング情報を有する複数の子装置を備え、複数の光回線ユニットは、各子装置の筐体に分けて収容され、光回線ユニットは、対応の子装置のタイミング情報に基づいて複数の宅側装置と通信を行ない、子装置は、基準タイミング情報とすべきタイミング情報が他の子装置のタイミング情報である場合には、他の子装置に時刻の問い合わせを行ない、他の子装置に時刻の問い合わせを送った時刻、他の子装置の回答に含まれる他の子装置が問い合わせを受けた時刻、回答に含まれる他の子装置が回答を送った時刻、および回答を受けた時刻に基づいて自己のタイミング情報の示す時刻を修正する。

好ましくは、局側装置は、各々が、光回線ユニットを収容するための筐体と、クロックを生成し、与えられた制御電圧に基づいてクロックの周波数を変更する電圧制御発振器とを含み、かつ電圧制御発振器によって生成されたクロックに基づいてタイミング情報を生成する複数の子装置を備え、複数の光回線ユニットは、各子装置の筐体に分けて収容され、光回線ユニットは、対応の子装置のタイミング情報に基づいて複数の宅側装置と通信を行ない、子装置は、基準タイミング情報とすべきタイミング情報が他の子装置のタイミング情報である場合には、他の子装置における電圧制御発振器によって生成されたクロックと、自己の電圧制御発振器によって生成されたクロックとの周波数偏差を算出し、算出した周波数偏差に基づいて自己の電圧制御発振器に制御電圧を与える。

より好ましくは、タイミング情報は時刻を示し、子装置は、基準タイミング情報とすべきタイミング情報が他の子装置のタイミング情報である場合には、他の子装置に時刻の問い合わせを行ない、他の子装置から回答を受けた受信時刻と回答に基づいて算出した受信時刻との差、および前回他の子装置に時刻の問い合わせを送った時刻と今回他の子装置に時刻の問い合わせを送った時刻との差に基づいて周波数偏差を算出する。

好ましくは、局側装置は、各々が、光回線ユニットを収容するための筐体を含み、かつタイミング情報を有する複数の子装置を備え、複数の光回線ユニットは、各子装置の筐体に分けて収容され、複数の子装置は、各タイミング情報のうちのいずれか１つを選択して基準タイミング情報とし、基準タイミング情報を有する子装置が運用を停止する場合には、基準タイミング情報を他のタイミング情報に切り替える。

好ましくは、基準タイミング情報は時刻を示し、複数の光回線ユニットの各々は、時刻を示すタイミング情報を有し、自己のタイミング情報に基づいて複数の宅側装置と通信を行ない、光回線ユニットは、基準タイミング情報とすべきタイミング情報が他の光回線ユニットのタイミング情報である場合には、他の光回線ユニットに時刻の問い合わせを行ない、他の光回線ユニットにタイミング情報の問い合わせを送った時刻、他の光回線ユニットの回答に含まれる他の光回線ユニットが問い合わせを受けた時刻、回答に含まれる他の光回線ユニットが回答を送った時刻、および他の光回線ユニットから回答を受けた時刻に基づいて自己のタイミング情報の示す時刻を修正する。

好ましくは、複数の光回線ユニットの各々は、クロックを生成し、与えられた制御電圧に基づいてクロックの周波数を変更する電圧制御発振器を含み、電圧制御発振器によって生成されたクロックに基づいてタイミング情報を生成し、生成したタイミング情報に基づいて複数の宅側装置と通信を行ない、光回線ユニットは、基準タイミング情報とすべきタイミング情報が他の光回線ユニットのタイミング情報である場合には、他の光回線ユニットにおける電圧制御発振器によって生成されたクロックと、自己の電圧制御発振器によって生成されたクロックとの周波数偏差を算出し、算出した周波数偏差に基づいて自己の電圧制御発振器に制御電圧を与える。

より好ましくは、タイミング情報は時刻を示し、光回線ユニットは、基準タイミング情報とすべきタイミング情報が他の光回線ユニットのタイミング情報である場合には、他の光回線ユニットに時刻の問い合わせを行ない、他の光回線ユニットから回答を受けた受信時刻と回答に基づいて算出した受信時刻との差、および前回他の光回線ユニットに時刻の問い合わせを送った時刻と今回他の光回線ユニットに時刻の問い合わせを送った時刻との差に基づいて周波数偏差を算出する。

複数の光回線ユニットの各々は、タイミング情報を有し、自己のタイミング情報に基づいて複数の宅側装置と通信を行ない、複数の光回線ユニットは、各タイミング情報のうちのいずれか１つを選択して基準タイミング情報とし、基準タイミング情報を有する光回線ユニットが運用を停止する場合には、基準タイミング情報を他のタイミング情報に切り替える。

またこの発明の別の局面に係わる局側装置は、複数の宅側装置と、複数の受動的光ネットワークを介して複数の宅側装置と通信を行なう局側装置と、局側装置と複数の受動的光ネットワークとの間に設けられた光スイッチとを備えた光ネットワークシステムにおける局側装置であって、１または複数の予備光回線ユニットを含み、複数の受動的光ネットワークを介して複数の宅側装置と通信を行なう複数の光回線ユニットと、光スイッチを制御することにより、複数の受動的光ネットワークと複数の光回線ユニットとの間の通信経路を切り替える制御部とを含み、複数の光回線ユニットは、共通の基準タイミング情報に基づいて複数の宅側装置と通信を行なう。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信方法は、複数の宅側装置と、１または複数の予備光回線ユニットを含みかつ複数の受動的光ネットワークを介して複数の宅側装置と通信を行なう複数の光回線ユニットと、複数の受動的光ネットワークと複数の光回線ユニットとの間の通信経路を切り替えるための光スイッチとを備えた光ネットワークシステムにおける通信方法であって、複数の光回線ユニットが、共通の基準タイミング情報を取得するステップと、複数の光回線ユニットが、共通の基準タイミング情報に基づいて複数の宅側装置と通信を行なうステップとを含む。

本発明によれば、冗長構成を有する通信システムにおいて、冗長切り替えを実施する際のシステム停止時間の増大を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。

図１を参照して、ＰＯＮシステム３０１は、局側装置２０１と、光ファイバである（２×ｎ−１）本のＰＯＮ回線１〜ｎ−１（３−１〜３−ｎ−１），ｎ＋１〜２ｎ（３−ｎ＋１〜３−２ｎ）と、（２×ｎ−１）個の光カプラ４−１〜４−ｎ−１，４−ｎ＋１〜４−２ｎと、複数の宅側装置（ＯＮＵ）２と、基準タイミング情報生成部５１とを備える。局側装置２０１は、光スイッチ１１と、子装置１０１Ａ，１０１Ｂとを含む。子装置１０１Ａは、ｎ個のＯＳＵ１〜ｎ（１２−１〜１２−ｎ）と、制御部１３Ａとが収容された筐体Ｋ１を含む。子装置１０１Ｂは、ｎ個のＯＳＵｎ＋１〜２ｎ（１２−ｎ＋１〜１２−２ｎ）と、制御部１３Ｂとが収容された筐体Ｋ２を含む。ｎは２以上の自然数である。なお、局側装置２０１は、３個以上の子装置を含む構成であってもよい。

局側装置２０１は、（２×ｎ−１）本のＰＯＮ回線１〜ｎ−１（３−１〜３−ｎ−１），ｎ＋１〜２ｎ（３−ｎ＋１〜３−２ｎ）に接続され、この（２×ｎ−１）本のＰＯＮ回線を終端する。ＰＯＮ回線１〜ｎ−１（３−１〜３−ｎ−１），ｎ＋１〜２ｎ（３−ｎ＋１〜３−２ｎ）は、光カプラ４−１〜４−ｎ−１，４−ｎ＋１〜４−２ｎにそれぞれ接続されており、これらの光カプラを介して複数の宅側装置２に接続されている。

局側装置２０１は、（２×ｎ−１）：１の冗長構成を有している。すなわち、（２×ｎ）個のＯＳＵ１２のうち、ＯＳＵ１〜ｎ−１（１２−１〜１２−ｎ−１），ＯＳＵｎ＋１〜２ｎ（１２−ｎ＋１〜１２−２ｎ）が運用系（現用）ＯＳＵであり、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）が待機系（予備）ＯＳＵである。なお、局側装置２０１は、２個以上の待機系ＯＳＵを含む構成であってもよい。

以下、子装置１０１Ａ，１０１Ｂの各々を子装置１０１と称する場合がある。ＯＳＵ１〜ｎ（１２−１〜１２−ｎ），ＯＳＵｎ＋１〜２ｎ（１２−ｎ＋１〜１２−２ｎ）の各々をＯＳＵ１２と称する場合がある。制御部１３Ａおよび１３Ｂの各々を制御部１３と称する場合がある。ＰＯＮ回線１〜ｎ−１（３−１〜３−ｎ−１），ｎ＋１〜２ｎ（３−ｎ＋１〜３−２ｎ）の各々をＰＯＮ回線３と称する場合がある。光カプラ４−１〜４−ｎ−１，４−ｎ＋１〜４−２ｎの各々を光カプラ４と称する場合がある。

制御部１３Ａは、子装置１０１Ａの全体的な制御を行なう。制御部１３Ｂは、子装置１０１Ｂの全体的な制御を行なう。

光スイッチ１１は、制御部１３Ａおよび１３Ｂからの指示に従い、（２×ｎ）個のＯＳＵ１〜２ｎ（１２−１〜１２−２ｎ）と、（２×ｎ−１）本のＰＯＮ回線１〜ｎ−１（３−１〜３−ｎ−１），ｎ＋１〜２ｎ（３−ｎ＋１〜３−２ｎ）との間の通信経路を切り替える。

ＯＳＵ１〜２ｎ（１２−１〜１２−２ｎ）は、上りフレームを上位ネットワークすなわち（２×ｎ）本のアップリンク１〜２ｎへそれぞれ送信するとともに、アップリンク１〜２ｎからの下りフレームをそれぞれ受信する。

基準タイミング情報生成部５１は、たとえば局側装置２０１が配置されている局舎とは別の局舎に配置されており、子装置１０１Ａにおける制御部１３Ａおよび子装置１０１Ｂにおける制御部１３Ｂへ基準タイミング情報ＲＥＦとしてたとえば基準クロックを送信する。

図２は、光スイッチ１１の構成を示す図である。
図２を参照して、光スイッチ１１においては、ＰＯＮ側の（２×ｎ−１）本の光ファイバと、ＯＳＵ１２側の（２×ｎ−１）本の光ファイバとが対向して配置されている。以下、これらの（２×ｎ−１）組の光ファイバを運用系光ファイバと呼ぶ。

ＯＳＵ１２側の各光ファイバの端面近くにコリメートレンズ２３−１〜２３−２ｎが配置され、ＰＯＮ回線３側の各光ファイバの端面近くにコリメートレンズ２４−１〜２４−ｎ−１，２４−ｎ＋１〜２４−２ｎが配置されており、通常状態では対向している光ファイバ間で光空間伝送が行なわれる。（２×ｎ−１）組の運用系光ファイバによる（２×ｎ−１）本の光軸は、同一平面上で平行となるように配置される。

可動ミラー２２は、アクチュエータ２１によって駆動され、（２×ｎ−１）本の光ファイバ３−１〜３−ｎ−１，３−ｎ＋１〜３−２ｎの光軸と直交する軸上を移動する。可動ミラー２２は、運用系光ファイバによる（２×ｎ−１）本の光軸と可動ミラー２２の移動軸との各交点、および待機系光ファイバの端面付近のうちのいずれかに位置する。アクチュエータ２１は、制御部１３からの制御信号に従い、可動ミラー２２を上記（２×ｎ）個の位置のいずれかに移動させる。なお、制御部１３からの制御信号は、ＯＳＵ冗長切り替えの有無および待機系ＯＳＵと接続するＰＯＮ回線３の番号を示し、アクチュエータ２１はこの制御信号に基づいて可動ミラー２２を移動させる。

可動ミラー２２は、運用系光ファイバの光軸に対して４５°だけ傾いており、ＰＯＮ回線３側の光ファイバからの光線を、可動ミラー２２の移動軸方向に反射する。可動ミラー２２で反射された光線は、コリメートレンズ２３−ｎを介して予備系光ファイバ５に入射される。

また、予備系光ファイバ５からの光線は可動ミラー２２で反射され、可動ミラー２２の位置に対応するＰＯＮ回線３側の光ファイバに入射されるので、可動ミラー２２の位置に対応するＰＯＮ回線３側の光ファイバと予備系光ファイバ５との間で光空間伝送を行なうことができる。

図３は、ＯＳＵの構成を示すブロック図である。
図３を参照して、ＯＳＵ１２は、ＩＦ部３１と、制御ＩＦ部３２と、受信処理部３３と、送信処理部３４と、ＰＯＮ送受信部３５と、ローカル制御部３６と、上りフレームを蓄積するＦＩＦＯ３７と、下りフレームを蓄積するＦＩＦＯ３８とを含む。

ＰＯＮ送受信部３５は、光ファイバを介して光スイッチ１１に接続され、この光ファイバ上で双方向通信が行なえるように、特定の波長、たとえば１３１０ｎｍ帯の上り光信号を受信し、電気信号に変換して受信処理部３３に出力するとともに、送信処理部３４から出力される電気信号を別波長、たとえば１４９０ｎｍ帯の下り光信号に変換して送信する。

受信処理部３３は、ＰＯＮ送受信部３５から受けた電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じて制御ＩＦ部３２、ローカル制御部３６またはＦＩＦＯ３７にフレームを振り分ける。具体的には、ユーザフレームをＦＩＦＯ３７に出力し、ループバック試験などの特殊な制御フレームをローカル制御部３６に出力し、その他一般の制御フレームを制御ＩＦ部３２に出力する。

また、受信処理部３３は、どのロジカルリンクからフレームをいつ受信するかを示すグラント情報を送信処理部３４から受け、グラント情報に示されていない受信フレームを廃棄するようにしてもよい。

ＩＦ部３１は、ＦＩＦＯ３７に蓄積された上りフレームをアップリンクへ送信するとともに、アップリンクから受信した下りフレームをＦＩＦＯ３８に蓄積する。

送信処理部３４は、ＦＩＦＯ３８、制御ＩＦ部３２またはローカル制御部３６が送信すべきフレーム／メッセージを有する場合、優先順位に従ってそのフレーム／メッセージを受け取り、フレームを組み立ててＰＯＮ送受信部３５に出力する。また、送信処理部３４は、制御ＩＦ部３２からのメッセージに含まれるグラント情報を受信処理部３３に出力する。

制御ＩＦ部３２は、受信処理部３３から受けたメッセージを制御部１３に出力するとともに、制御部１３から受けたメッセージを送信処理部３４に出力する。このとき、制御ＩＦ部３２は、制御部１３の信号形式と内部信号形式との変換を行なう。

原則として、ＰＯＮを管理運用するための制御プロトコルは制御部１３が終端する。ただし、制御部１３の処理負荷を軽減するために、特定のプロトコルはローカル制御部３６が終端する。本発明の実施の形態においては、ＯＡＭの一種である宅側装置２に対するループバック試験は、制御部１３からの指示に従ってローカル制御部３６が行なう。すなわち、ローカル制御部３６は、ループバック試験モードの設定、ループバック試験フレームの生成、ループバックによって返ってきたフレームの検査、結果の通知およびループバックモードの解除を行なう。

ＰＯＮ送受信部３５は、送信フレーム数、受信フレーム数および受信信号の符号エラー数などの統計情報を収集し、制御ＩＦ部３２を介して制御部１３に通知する。この統計情報は、冗長切り替えの判断などを行なう際に使用される。たとえば、受信信号の符号エラー数が多い場合には、待機系ＯＳＵに切り替えるなどの制御が行なわれる。

また、ＰＯＮ送受信部３５は、自らの送信光レベルをモニタしており、故障および発光素子の経年劣化によって送信光レベルが規定範囲外となった場合に、制御ＩＦ部３２を介して制御部１３に警報を通知する。

また、受信処理部３３は、フレーム種別ごとの受信フレーム数などの統計情報を収集し、制御ＩＦ部３２を介して制御部１３に通知する。同様に、送信処理部３４は、フレーム種別ごとの送信フレーム数などの統計情報を収集し、制御ＩＦ部３２を介して制御部１３に通知する。

図４は、制御部１３の構成を示す機能ブロック図である。図５は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置が起動処理および冗長切り替えを行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

図４を参照して、制御部１３は、通信制御部６１と、カウンタ６４と、ＰＬＬ部６５とを含む。

図５を参照して、局側装置２０１が起動されると、子装置１０１Ａにおける制御部１３Ａおよび子装置１０１Ｂにおける制御部１３Ｂは、基準タイミング情報ＲＥＦを取得する。より詳細には、制御部１３における通信制御部６１は、基準タイミング情報生成部５１から送信された基準クロックを受信する（ステップＳ１）。

ＰＬＬ部６５は、通信制御部６１によって受信された基準クロックに同期し、かつ基準クロックより周波数の高いクロックを生成してカウンタ６４へ出力する。

カウンタ６４は、ＰＬＬ部６５から受けたクロックに基づいてカウントアップするタイムスタンプＴＳＰを各ＯＳＵ１２へ出力する。すなわち、制御部１３Ａおよび１３Ｂは、タイムスタンプＴＳＰをＯＳＵ１〜ｎ（１２−１〜１２−ｎ）およびＯＳＵｎ＋１〜２ｎ（１２−ｎ＋１〜１２−２ｎ）へそれぞれ出力する（ステップＳ３）。

運用系ＯＳＵであるＯＳＵ１〜ｎ−１（１２−１〜１２−ｎ−１），ＯＳＵｎ＋１〜２ｎ（１２−ｎ＋１〜１２−２ｎ）は、制御部１３Ａおよび１３Ｂから受けたタイムスタンプＴＳＰに基づいて、対応のＰＯＮ回線３を介して複数の宅側装置２と通信を行なう（ステップＳ５）。そして、各運用系ＯＳＵに異常が発生していない場合には（ステップＳ７でＮＯ）、各運用系ＯＳＵと各宅側装置２との間で通信が継続される。

一方、制御部１３Ａおよび１３Ｂは、いずれかの運用系ＯＳＵに異常が発生した場合には（ステップＳ７でＹＥＳ）、待機系ＯＳＵへの冗長切り替えを行なう。より詳細には、制御部１３Ａおよび１３Ｂは、光スイッチ１１を制御することにより、異常が発生した運用系ＯＳＵと対応のＰＯＮ回線３との接続を遮断し、待機系ＯＳＵと異常が発生した運用系ＯＳＵに対応するＰＯＮ回線３とを接続する（ステップＳ９）。

そして、待機系ＯＳＵであるＯＳＵｎ（１２−ｎ）は、制御部１３Ａから受けたタイムスタンプＴＳＰに基づいて、異常が発生した運用系ＯＳＵに対応するＰＯＮ回線３を介して複数の宅側装置２と通信を行なう（ステップＳ１１）。

ところで、ＥＰＯＮにおいて冗長構成がとられている場合には、運用系から待機系への冗長切り替えを実施する際、運用系ＯＬＴのタイムスタンプ値と待機系ＯＬＴのタイムスタンプ値とが所定の閾値以上異なるとタイムスタンプドリフトが行なわれる。このため、障害によるシステム停止時間が長くなってしまう。

しかしながら、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、運用系ＯＳＵであるＯＳＵ１〜ｎ−１（１２−１〜１２−ｎ−１），ＯＳＵｎ＋１〜２ｎ（１２−ｎ＋１〜１２−２ｎ）および待機系ＯＳＵであるＯＳＵｎ（１２−ｎ）は、共通の基準タイミング情報ＲＥＦに同期したタイムスタンプＴＳＰに基づいて複数の宅側装置２と通信を行なう。このような構成により、運用系ＯＳＵのタイムスタンプＴＳＰと待機系ＯＳＵのタイムスタンプＴＳＰとを同期させることができるため、運用系から待機系への冗長切り替えを実施する際にタイムスタンプドリフトが行なわれることを防ぐことができる。すなわち、運用系から待機系への冗長切り替えを実施する際に、論理リンクを初期状態に戻し、再度ＭＰＣＰに従うハンドシェークを行なう必要がなくなり、障害によるシステム停止時間が長くなることを防ぐことができる。したがって、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、冗長構成を有する通信システムにおいて、冗長切り替えを実施する際のシステム停止時間の増大を防ぐことができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムと比べて基準タイミング情報の取得方法を変更したＰＯＮシステムに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムと同様である。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。

図６を参照して、ＰＯＮシステム３０２は、本発明の第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムと比べて、局側装置２０１の代わりに局側装置２０２を備え、さらに、通信制御部５２を備える。

基準タイミング情報生成部５１は、たとえば局側装置２０１が配置されている局舎とは別の局舎に配置されており、たとえば同じ局舎に配置されている通信制御部５２へ基準タイミング情報ＲＥＦとしてたとえば基準クロックを送信する。

通信制御部５２は、基準タイミング情報生成部５１から受けた基準クロックに基づいてカウントアップするタイムスタンプＴＳＰを生成する。

子装置１０１Ａにおける制御部１３Ａおよび子装置１０１Ｂにおける制御部１３Ｂは、通信制御部５２へタイムスタンプの問い合わせを行ない、通信制御部５２からタイムスタンプＴＳＰを取得する。そして、制御部１３Ａおよび１３Ｂは、タイムスタンプＴＳＰをＯＳＵ１〜ｎ（１２−１〜１２−ｎ）およびＯＳＵｎ＋１〜２ｎ（１２−ｎ＋１〜１２−２ｎ）へそれぞれ出力する。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第３の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムと比べて基準タイミング情報の取得方法を変更したＰＯＮシステムに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムと同様である。

図７は、本発明の第３の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。

図７を参照して、ＰＯＮシステム３０３は、本発明の第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムと比べて、基準タイミング情報生成部５１を備えない構成である。

図８は、本発明の第３の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける制御部の構成を示すブロック図である。

図８を参照して、制御部１３Ａは、通信制御部６１Ａと、制御電圧生成部６２Ａと、ＶＣＯ（Voltage Control Oscillator）６３Ａと、カウンタ６４Ａとを含む。制御部１３Ｂは、通信制御部６１Ｂと、制御電圧生成部６２Ｂと、ＶＣＯ６３Ｂと、カウンタ６４Ｂとを含む。

以下、通信制御部６１Ａおよび６１Ｂの各々を通信制御部６１と称する場合がある。制御電圧生成部６２Ａおよび６２Ｂの各々を制御電圧生成部６２と称する場合がある。ＶＣＯ６３Ａおよび６３Ｂの各々をＶＣＯ６３と称する場合がある。カウンタ６４Ａおよび６５Ｂの各々をカウンタ６４と称する場合がある。

ＶＣＯ６３は、クロックＲＣＬＫを生成してカウンタ６４へ出力し、制御電圧生成部６２から受けた制御電圧に基づいてクロックＲＣＬＫの周波数を変更する。

カウンタ６４は、ＶＣＯ６３から受けたクロックＲＣＬＫの立ち上がりエッジ等をカウントし、カウント値を示すタイムスタンプＴＳＰを自己の子装置１０１における各ＯＳＵ１２および通信制御部６１へ出力する。

制御電圧生成部６２は、通信制御部６１から受けた制御信号に基づいて、制御電圧のレベルを変更する。

通信制御部６１は、他の子装置１０１における通信制御部６１との通信、制御電圧生成部６２への制御信号の出力、およびカウンタ６４のカウント初期値の設定を行なう。

［起動時同期処理］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置の起動時における同期処理について図面を用いて説明する。

図９は、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置が初期時刻の設定を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

ここでは、子装置１０１Ａが起動する際の動作について説明する。子装置１０１Ｂがすでに起動済みの場合には、子装置１０１Ｂにおける各ＯＳＵ１２は、制御部１３Ｂが生成したタイムスタンプＴＳＰに基づいて宅側装置２と通信を行なっている。また、子装置１０１Ａの起動直後においては、子装置１０１Ａにおける各ＯＳＵ１２は、制御部１３Ａが生成した仮のタイムスタンプＴＳＰに基づいて宅側装置２と通信を行なっている。すなわち、子装置１０１Ａの起動直後においては、子装置１０１Ａと子装置１０１Ｂとは同期しておらず、異なるタイミング情報に基づいて動作している。

図９を参照して、まず、制御部１３Ａは、子装置１０１Ａにおける各ＯＳＵ１２に対して種々の起動処理を行なう（ステップＳ２１）。

次に、制御部１３Ａは、他の子装置１０１Ｂが起動済みである場合には（ステップＳ２３でＹＥＳ）、子装置１０１Ｂに対して現在時刻すなわちタイムスタンプの問い合わせ処理を行なう（ステップＳ２５）。

図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る制御部による現在時刻の問い合わせ処理および時刻経過を示す図である。

図１０を参照して、制御部１３Ａにおける通信制御部６１Ａは、制御部１３Ｂにおける通信制御部６１Ｂへメッセージを送信する。この時、通信制御部６１Ａは、このメッセージに現在時刻ｔ０すなわちカウンタ６４Ａから受けた最新のタイムスタンプＴＳＰの値を入れる。

通信制御部６１Ｂは、通信制御部６１Ａからのメッセージを受信すると、受信した時刻Ｔ０すなわち通信制御部６１Ａからのメッセージを受信した時にカウンタ６４Ｂから受けたタイムスタンプＴＳＰの値をメッセージに入れる。

そして、通信制御部６１Ｂは、通信制御部６１Ａへメッセージを送信する。この時、通信制御部６１Ｂは、このメッセージを送信する時刻Ｔ１すなわち通信制御部６１Ａへメッセージを送信する時にカウンタ６４Ｂから受けたタイムスタンプＴＳＰの値をメッセージに入れる。

通信制御部６１Ａは、通信制御部６１Ｂからのメッセージを受信すると、受信した時刻ｔ１すなわち通信制御部６１Ｂからのメッセージを受信した時にカウンタ６４Ａから受けたタイムスタンプＴＳＰの値を記憶する。

再び図９を参照して、制御部１３Ａは、現在時刻の問い合わせに対する制御部１３Ｂからの回答に基づいて現在時刻の再設定処理を行なう、すなわち自己のタイムスタンプＴＳＰの修正処理を行なう（ステップＳ２７）。

より詳細には、再び図１０を参照して、通信制御部６１Ａは、通信制御部６１Ｂから受信したメッセージに含まれる時刻ｔ０、Ｔ０およびＴ１ならびに記憶している時刻ｔ１から、制御部１３Ａおよび１３Ｂ間のメッセージの伝達に要した往復時間ＲＴＴを算出する。すなわち、ＲＴＴ＝（ｔ１−ｔ０）−（Ｔ１−Ｔ０）である。

そして、通信制御部６１Ａは、通信制御部６１Ｂからのメッセージを受信した時刻は、通信制御部６１Ｂがメッセージを送信した時刻Ｔ１から往復時間ＲＴＴの半分が経過した時刻であると推測できるため、時刻ｔ１において現在時刻として設定すべき時刻はＴ１＋ＲＴＴ／２であると判断する。そして、通信制御部６１Ａは、記憶している時刻ｔ１とＴ１＋ＲＴＴ／２とに基づいて現在時刻を再設定する、すなわちタイムスタンプＴＳＰの値を修正し、修正値をカウンタ６４Ａに初期値として設定する。カウンタ６４Ａは、通信制御部６１Ａによって新たに設定された初期値からカウントアップを行なう。

再び図９を参照して、一方、制御部１３Ａは、他の子装置１０１Ｂが起動していない場合には（ステップＳ２３でＮＯ）、上記のようなタイムスタンプの同期処理を行なわない。

以上のように、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置と同様に、共通の基準タイミング情報すなわち複数の子装置１０１のうちのいずれかのタイムスタンプＴＳＰに基づいて複数の宅側装置２と通信を行なう。より詳細には、局側装置２０１は、時刻を示すタイミング情報すなわちタイムスタンプＴＳＰをそれぞれ有する子装置１０１Ａおよび１０１Ｂを備える。各子装置１０１におけるＯＳＵ１２は、自己の子装置１０１のタイムスタンプＴＳＰに基づいて複数の宅側装置２と通信を行なう。

そして、制御部１３は、基準タイミング情報とすべきタイミング情報が他の子装置１０１のタイミング情報である場合には、他の子装置１０１における制御部１３に時刻の問い合わせを行なう。そして、制御部１３は、他の子装置１０１に時刻の問い合わせを送った時刻、他の子装置１０１の回答に含まれる他の子装置１０１が問い合わせを受けた時刻、他の子装置１０１の回答に含まれる他の子装置１０１が回答を送った時刻、および他の子装置１０１の回答を受けた時刻に基づいて自己のタイミング情報の示す時刻を修正する、すなわち自己のタイムスタンプＴＳＰの初期値を新たに設定する。

このような構成により、基準タイミング情報生成部５１を設けることなく、各子装置１０１のタイムスタンプＴＳＰを同期させることができるため、子装置１０１間に跨って運用系ＯＳＵのタイムスタンプＴＳＰと待機系ＯＳＵのタイムスタンプＴＳＰとを同期させることができる。これにより、運用系から待機系への冗長切り替えを実施する際にタイムスタンプドリフトが行なわれることを防ぐことができる。すなわち、運用系から待機系への冗長切り替えを実施する際に、論理リンクを初期状態に戻し、再度ＭＰＣＰに従うハンドシェークを行なう必要がなくなり、障害によるシステム停止時間が長くなることを防ぐことができる。したがって、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置では、冗長構成を有する通信システムにおいて、冗長切り替えを実施する際のシステム停止時間の増大を防ぐことができる。さらに、基準タイミング情報生成部５１を設ける必要がないため、システムの小型化を図ることができる。

［定常時同期処理］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置の定常時における同期処理について図面を用いて説明する。

起動時に前述のタイムスタンプの同期処理を行なっても、時間の経過とともに各子装置１０１のタイムスタンプＴＳＰの値がずれる場合がある。

この要因の１つとしては、タイムスタンプＴＳＰをカウントアップさせているクロックＲＣＬＫの周波数偏差がある。たとえばＩＥＥＥ８０２．３で規格化されているイーサネット（登録商標）のインタフェースクロックは、その周波数偏差が最大±１００ｐｐｍまで許容されている。この場合、たとえば１秒間で最大２００マイクロ秒の時刻誤差が生じる可能性がある。

定常状態に移行してからの各子装置１０１の現在時刻のずれを防ぐために、起動時と同様の基準タイミング情報ＲＥＦとして使用されているタイムスタンプＴＳＰの問い合わせ処理およびタイムスタンプＴＳＰの修正処理を一定周期で行なう方法が考えられる。

しかしながら、ＯＳＵ１２が宅側装置２と通信中にタイムスタンプＴＳＰの値がいきなり変更されると、前述したタイムスタンプドリフトが行なわれ、ＯＳＵ１２および宅側装置２間の通信が切れてしまう場合がある。

そこで、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置では、以下のような定常時同期処理を行なうことにより、上記問題点を解決する。

図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置がクロックの周波数補正を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

ここでは、子装置１０１Ｂが基準タイミング情報を有している、すなわち、子装置１０１Ａが子装置１０１Ｂに対してタイムスタンプの問い合わせ処理を行なう場合について説明する。

図１１を参照して、まず、子装置１０１Ａにおける制御部１３Ａは、基準タイミング情報とすべきタイムスタンプＴＳＰが他の子装置１０１ＢのタイムスタンプＴＳＰであることから（ステップＳ３１でＹＥＳ）、現在時刻が予め定められた同期処理時刻になると（ステップＳ３３でＹＥＳ）、子装置１０１Ｂに対して現在時刻すなわちタイムスタンプの問い合わせ処理を行なう（ステップＳ３５）。このタイムスタンプの問い合わせ処理は、起動時における同期処理と同様である。

次に、制御部１３Ａは、制御部１３Ｂから通知されたタイムスタンプＴＳＰに基づいてクロックＲＣＬＫの周波数偏差を算出する（ステップＳ３７）。

より詳細には、再び図１０を参照して、クロックＲＣＬＫの周波数偏差により各子装置１０１の現在時刻のずれ、すなわち子装置１０１Ａおよび１０１Ｂのタイムスタンプずれが生じていたとすると、通信制御部６１Ａが記憶している時刻ｔ１すなわち通信制御部６１Ｂからのメッセージを受信した時刻ｔ１とＴ１＋ＲＴＴ／２とにずれが生じる。通信制御部６１Ａは、このずれの値と、前回通信制御部６１Ａが通信制御部６１Ｂへタイムスタンプの問い合わせのためのメッセージを送信した時刻からの経過時間とから、ＶＣＯ６３Ａが生成するクロックＲＣＬＫとＶＣＯ６３Ｂが生成するクロックＲＣＬＫとの周波数偏差を算出する。

具体的な数値例を示すと、通信制御部６１Ａが通信制御部６１Ｂからのメッセージを受信した時刻ｔ１が１５．１秒であり、Ｔ１＋ＲＴＴ／２が１５．１００１秒であり、前回通信制御部６１Ａが通信制御部６１Ｂへタイムスタンプの問い合わせのためのメッセージを送信した時刻が１０秒であり、今回前回通信制御部６１Ａが通信制御部６１Ｂへメッセージを送信した時刻が１５秒である場合について考える。この場合、子装置１０１Ａの時刻が子装置１０１Ｂの時刻に対して５秒間で０．０００１秒進んでいる。すなわち、ＶＣＯ６３Ａが生成するクロックＲＣＬＫとＶＣＯ６３Ｂが生成するクロックＲＣＬＫとの周波数偏差は、０．０００１／５＝２００ｐｐｍとなる。

再び図１１を参照して、次に、制御部１３Ａは、算出したクロックＲＣＬＫの周波数偏差に基づいて制御電圧のレベルを設定し、ＶＣＯ６３Ａに制御電圧を与える（ステップＳ３９）。

より詳細には、通信制御部６１Ａは、算出した周波数偏差から、ＶＣＯ６３Ａの発振周波数よりもＶＣＯ６３Ｂの発振周波数の方が高い場合には、たとえばＶＣＯ６３Ａに与える制御電圧を小さくする。逆に、通信制御部６１Ａは、ＶＣＯ６３Ａの発振周波数よりもＶＣＯ６３Ｂの発振周波数の方が低い場合には、たとえばＶＣＯ６３Ａに与える制御電圧を大きくする。これにより、ＶＣＯ６３Ａの発振周波数をＶＣＯ６３Ｂの発振周波数に合わせる制御を行なう。

次に、制御部１３Ａは、次回同期処理を行なうべき時刻を設定する（ステップＳ４１）。たとえば、制御部１３Ａは、算出した周波数偏差が大きい場合には同期処理を行なう間隔を短く設定し、算出した周波数偏差が小さい場合には同期処理を行なう間隔を長く設定する。

一方、制御部１３Ａは、基準タイミング情報とすべきタイムスタンプＴＳＰを子装置１０１Ａが有している場合には（ステップＳ３１でＮＯ）、次回同期処理を行なうべき時刻の設定だけを行ない、何らかの要因によって基準タイミング情報とすべきタイムスタンプＴＳＰが他の子装置１０１ＢのタイムスタンプＴＳＰに変更されるまで、クロックＲＣＬＫの周波数補正を行なわない（ステップＳ４１）。

以上のように、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置では、制御部１３は、基準タイミング情報とすべきタイミング情報すなわちタイムスタンプＴＳＰが他の子装置１０１のタイムスタンプＴＳＰである場合には、他の子装置１０１における制御部１３に時刻の問い合わせを行なう。そして、制御部１３は、他の子装置１０１における制御部１３から回答を受けた受信時刻ｔ１とこの回答に基づいて算出した受信時刻ｔ１との差、および前回他の子装置１０１における制御部１３に時刻の問い合わせを送った時刻と今回他の子装置１０１における制御部１３に時刻の問い合わせを送った時刻との差に基づいてクロックＲＣＬＫの周波数偏差を算出する。そして、制御部１３は、算出した周波数偏差に基づいて自己のＶＣＯ６３に制御電圧を与える。

このような構成により、タイムスタンプＴＳＰをカウントアップさせているクロックＲＣＬＫが各子装置１０１間で周波数偏差を有している場合であっても、ＯＳＵ１２および宅側装置２間の通信を切ることなく、時間の経過とともに各子装置１０１のタイムスタンプＴＳＰの示す時刻がずれることを防ぐことができる。したがって、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置では、冗長構成を有する通信システムにおいて、冗長切り替えを実施する際のシステム停止時間の増大を防ぐことができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第４の実施の形態＞
本実施の形態は、第３の実施の形態に係るＰＯＮシステムと比べて待機系の局側装置のタイミング情報を基準タイミング情報としたＰＯＮシステムに関する。以下で説明する内容以外は第３の実施の形態に係るＰＯＮシステムと同様である。

本発明の第３の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、起動されるべき子装置１０１に対して起動済みの子装置１０１が有するタイミング情報を基準タイミング情報としている。これに対して、本発明の第４の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、待機系ＯＳＵを含む子装置１０１が有するタイミング情報を基準タイミング情報とする。

子装置１０１Ａにおける制御部１３Ａには、ＯＳＵｎが待機系ＯＳＵであることが事前に登録されている。また、子装置１０１Ｂにおける制御部１３Ｂには、子装置１０１Ａに待機系ＯＳＵが存在することが事前に登録されている。

図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る局側装置が初期時刻の設定を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

図１２を参照して、制御部１３は、自己の子装置１０１における各ＯＳＵ１２に対して種々の起動処理を行なう（ステップＳ５１）。

次に、制御部１３は、待機系ＯＳＵが登録されている場合であって（ステップＳ５３でＹＥＳ）、他の子装置１０１に待機系ＯＳＵが存在するときには（ステップＳ５５でＹＥＳ）、他の子装置１０１に対して現在時刻すなわちタイムスタンプの問い合わせ処理を行なう（ステップＳ５７）。タイムスタンプの問い合わせ処理については本発明の第３の実施の形態に係る局側装置と同様である。

次に、制御部１３は、他の子装置１０１から通知されたタイムスタンプＴＳＰに基づいて現在時刻の再設定処理を行なう、すなわち自己のタイムスタンプＴＳＰの修正処理を行なう（ステップＳ５９）。タイムスタンプＴＳＰの修正処理については本発明の第３の実施の形態に係る局側装置と同様である。

一方、制御部１３は、待機系ＯＳＵが登録されていない場合（ステップＳ５３でＮＯ）および自己の子装置１０１に待機系ＯＳＵが存在する場合（ステップＳ５５でＮＯ）には、上記のようなタイムスタンプの同期処理を行なわない。

その他の構成および動作は第３の実施の形態に係るＰＯＮシステムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第５の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムと比べてタイミング情報の管理単位を変更したＰＯＮシステムに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムと同様である。

本発明の第１〜第４の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、１個の子装置１０１における各ＯＳＵ１２で共通のタイムスタンプＴＳＰを管理している。これに対して、本発明の第５の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、ＯＳＵ１２ごとにタイムスタンプＴＳＰを管理する。すなわち、ＯＳＵ１２は、図８に示す制御部１３と同様に、通信制御部６１と、制御電圧生成部６２と、ＶＣＯ６３と、カウンタ６４とを含む。

ここでは、基準タイミング情報とすべきタイミング情報が、待機系ＯＳＵであるＯＳＵｎ（１２−ｎ）が管理しているタイムスタンプＴＳＰであると仮定して説明する。

各運用系ＯＳＵは、自己のタイムスタンプＴＳＰをＯＳＵｎ（１２−ｎ）が管理しているタイムスタンプＴＳＰに同期させる。ここで、各ＯＳＵ１２は制御部１３に接続されており、制御部１３を介して他のＯＳＵ１２とメッセージをやり取りする。

本発明の第５の実施の形態に係る局側装置では、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置と異なり、タイムスタンプの問い合わせのためのメッセージが運用系ＯＳＵおよび待機系ＯＳＵ間で制御部１３を介して伝達される。すなわち、制御部１３がメッセージを受信してからＯＳＵ１２へ転送するまでの時間を考慮する必要がある。

制御部１３における転送時間が常に一定であれば、現在時刻の再設定処理においてこの転送時間を特に考慮する必要はないが、制御部１３の転送処理をソフトウェアで実施している場合には、この転送時間にばらつきが生じる。

そこで、本発明の第５の実施の形態に係る局側装置では、以下のように上記転送時間のばらつきを考慮した現在時刻の再設定処理を行なう。

図１３は、待機系ＯＳＵが自己の子装置におけるＯＳＵである場合における運用系ＯＳＵによる現在時刻の問い合わせ処理および時刻経過を示す図である。ここでは、ＯＳＵ１（１２−１）が現在時刻の再設定処理を行なう場合について説明する。

図１３を参照して、子装置１０１ＡにおけるＯＳＵ１（１２−１）は、自己の子装置１０１における待機系ＯＳＵに対して現在時刻すなわちタイムスタンプＴＳＰの問い合わせ処理を行なう。

より詳細には、ＯＳＵ１（１２−１）は、制御部１３Ａへメッセージを送信する。この時、ＯＳＵ１（１２−１）は、このメッセージに現在時刻ｔ０すなわちカウンタ６４から受けた最新のタイムスタンプＴＳＰの値を入れる。

制御部１３Ａは、ＯＳＵ１（１２−１）からのメッセージを受信すると、受信した時刻Ａ０をメッセージに入れる。

制御部１３Ａは、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）へメッセージを送信する。この時、制御部１３Ａは、このメッセージに現在時刻Ａ１を入れる。

ＯＳＵｎ（１２−ｎ）は、制御部１３Ａからのメッセージを受信すると、受信した時刻Ｔ０すなわちＯＳＵ１（１２−１）からのメッセージを受信した時にカウンタ６４から受けたタイムスタンプＴＳＰの値をメッセージに入れる。

そして、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）は、制御部１３Ａへメッセージを送信する。この時、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）は、このメッセージを送信する時刻Ｔ１すなわち制御部１３Ａへメッセージを送信する時にカウンタ６４から受けたタイムスタンプＴＳＰの値をメッセージに入れる。

制御部１３Ａは、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）からのメッセージを受信すると、受信した時刻Ａ２をメッセージに入れる。

制御部１３Ａは、ＯＳＵ１（１２−１）へメッセージを送信する。この時、制御部１３Ａは、このメッセージに現在時刻Ａ３を入れる。

ＯＳＵ１（１２−１）は、制御部１３Ａからのメッセージを受信すると、受信した時刻ｔ１すなわち制御部１３Ａからのメッセージを受信した時にカウンタ６４から受けた最新のタイムスタンプＴＳＰの値を記憶する。

ＯＳＵ１（１２−１）は、現在時刻の問い合わせに対する制御部１３ＡおよびＯＳＵｎ（１２−ｎ）からの回答に基づいて現在時刻の再設定処理を行なう、すなわち自己のタイムスタンプＴＳＰの修正処理を行なう。

より詳細には、ＯＳＵ１（１２−１）は、制御部１３Ａから受信したメッセージに含まれる時刻ｔ０、Ｔ０、Ｔ１、Ａ０、Ａ１、Ａ２およびＡ３ならびに記憶している時刻ｔ１から、ＯＳＵ１（１２−１）およびＯＳＵｎ（１２−ｎ）間のメッセージの伝達に要した往復時間ＲＴＴを算出する。すなわち、制御部１３Ａによる転送時間を考慮して、ＲＴＴ＝（ｔ１−ｔ０）−（Ｔ１−Ｔ０）−（Ａ１−Ａ０）−（Ａ３−Ａ２）である。

そして、ＯＳＵ１（１２−１）は、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）からのメッセージを受信した時刻は、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）がメッセージを送信した時刻Ｔ１から制御部１３Ａにおける転送時間（時刻Ａ２から時刻Ａ３までの時間）が経過し、かつ往復時間ＲＴＴの半分が経過した時刻であると推測できるため、時刻ｔ１において現在時刻として設定すべき時刻はＴ１＋ＲＴＴ／２＋（Ａ３−Ａ２）であると判断する。そして、ＯＳＵ１（１２−１）は、記憶している時刻ｔ１とＴ１＋ＲＴＴ／２＋（Ａ３−Ａ２）とに基づいて現在時刻を再設定する、すなわちタイムスタンプＴＳＰの値を修正し、修正値をカウンタ６４に初期値として設定する。ＯＳＵ１（１２−１）におけるカウンタ６４は、ＯＳＵ１（１２−１）によって新たに設定された初期値からカウントアップを行なう。

図１４は、待機系ＯＳＵが他の子装置におけるＯＳＵである場合における運用系ＯＳＵによる現在時刻の問い合わせ処理および時刻経過を示す図である。ここでは、ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）が同期処理を行なう場合について説明する。

図１４を参照して、子装置１０１ＢにおけるＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）は、他の子装置１０１Ａにおける待機系ＯＳＵに対して現在時刻すなわちタイムスタンプの問い合わせ処理を行なう。

より詳細には、ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）は、制御部１３Ｂへメッセージを送信する。この時、ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）は、このメッセージに現在時刻ｔ０を入れる。

制御部１３Ｂは、ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）からのメッセージを受信すると、受信した時刻Ａ０をメッセージに入れる。

制御部１３Ｂは、子装置１０１Ａにおける制御部１３Ａへメッセージを送信する。この時、制御部１３Ｂは、このメッセージに現在時刻Ａ１を入れる。

制御部１３Ａは、制御部１３Ｂからのメッセージを受信すると、受信した時刻Ｂ０をメッセージに入れる。

制御部１３Ａは、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）へメッセージを送信する。この時、制御部１３Ａは、このメッセージに現在時刻Ｂ１を入れる。

ＯＳＵｎ（１２−ｎ）は、制御部１３Ａからのメッセージを受信すると、受信した時刻Ｔ０をメッセージに入れる。

そして、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）は、制御部１３Ａへメッセージを送信する。この時、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）は、このメッセージを送信する時刻Ｔ１をメッセージに入れる。

制御部１３Ａは、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）からのメッセージを受信すると、受信した時刻Ｂ２をメッセージに入れる。

制御部１３Ａは、子装置１０１Ｂにおける制御部１３Ｂへメッセージを送信する。この時、制御部１３Ａは、このメッセージに現在時刻Ｂ３を入れる。

制御部１３Ｂは、制御部１３Ａからのメッセージを受信すると、受信した時刻Ａ２をメッセージに入れる。

制御部１３Ｂは、ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）へメッセージを送信する。この時、制御部１３Ｂは、このメッセージに現在時刻Ａ３を入れる。

ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）は、制御部１３Ｂからのメッセージを受信すると、受信した時刻ｔ１を記憶する。

ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）は、現在時刻の問い合わせに対する制御部１３Ａ，１３ＢおよびＯＳＵｎ（１２−ｎ）からの回答に基づいて現在時刻の再設定処理を行なう、すなわち自己のタイムスタンプＴＳＰの修正処理を行なう。

より詳細には、ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）は、制御部１３Ｂから受信したメッセージに含まれる時刻ｔ０、Ｔ０、Ｔ１、Ａ０〜Ａ３およびＢ０〜Ｂ３ならびに記憶している時刻ｔ１から、ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）およびＯＳＵｎ（１２−ｎ）間のメッセージの伝達に要した往復時間ＲＴＴを算出する。すなわち、制御部１３Ａおよび制御部１３Ｂによる転送時間を考慮して、ＲＴＴ＝（ｔ１−ｔ０）−（Ｔ１−Ｔ０）−（Ａ１−Ａ０）−（Ｂ１−Ｂ０）−（Ｂ３−Ｂ２）−（Ａ３−Ａ２）である。

そして、ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）は、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）からのメッセージを受信した時刻は、ＯＳＵｎ（１２−ｎ）がメッセージを送信した時刻Ｔ１から制御部１３Ａおよび１３Ｂにおける転送時間（時刻Ｂ２から時刻Ｂ３までの時間および時刻Ａ２から時刻Ａ３までの時間の合計時間）が経過し、かつ往復時間ＲＴＴの半分が経過した時刻であると推測できるため、時刻ｔ１において現在時刻として設定すべき時刻はＴ１＋ＲＴＴ／２＋（Ｂ３−Ｂ２）＋（Ａ３−Ａ２）であると判断する。そして、ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）は、記憶している時刻ｔ１とＴ１＋ＲＴＴ／２＋（Ｂ３−Ｂ２）＋（Ａ３−Ａ２）とに基づいて現在時刻を再設定する、すなわちタイムスタンプＴＳＰの値を修正し、修正値をカウンタ６４に初期値として設定する。ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）におけるカウンタ６４は、ＯＳＵ２ｎ（１２−２ｎ）によって新たに設定された初期値からカウントアップを行なう。

このような構成により、運用系ＯＳＵのタイムスタンプＴＳＰと待機系ＯＳＵのタイムスタンプＴＳＰとを同期させることができる。これにより、運用系から待機系への冗長切り替えを実施する際にタイムスタンプドリフトが行なわれることを防ぐことができる。すなわち、運用系から待機系への冗長切り替えを実施する際に、論理リンクを初期状態に戻し、再度ＭＰＣＰに従うハンドシェークを行なう必要がなくなり、障害によるシステム停止時間が長くなることを防ぐことができる。したがって、本発明の第５の実施の形態に係る局側装置では、冗長構成を有する通信システムにおいて、冗長切り替えを実施する際のシステム停止時間の増大を防ぐことができる。

ここで、本発明の第５の実施の形態に係る局側装置の定常時における同期処理は、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置と同様である。簡単に説明すると、待機系ＯＳＵが自己の子装置１０１におけるＯＳＵ１２である運用系ＯＳＵは、記憶している時刻ｔ１すなわち自己の子装置１０１の制御部１３からのメッセージを受信した時刻ｔ１とＴ１＋ＲＴＴ／２＋（Ａ３−Ａ２）との差と、前回待機系ＯＳＵへタイムスタンプの問い合わせのためのメッセージを送信した時刻からの経過時間とから、自己のＶＣＯ６３が生成するクロックＲＣＬＫと待機系ＯＳＵのＶＣＯ６３が生成するクロックＲＣＬＫとの周波数偏差を算出する。

また、待機系ＯＳＵが他の子装置１０１におけるＯＳＵ１２である運用系ＯＳＵは、記憶している時刻ｔ１すなわち自己の子装置１０１の制御部１３からのメッセージを受信した時刻ｔ１とＴ１＋ＲＴＴ／２＋（Ｂ３−Ｂ２）＋（Ａ３−Ａ２）との差と、前回待機系ＯＳＵにタイムスタンプを問い合わせた時刻からの経過時間とから、自己のＶＣＯ６３が生成するクロックＲＣＬＫと待機系ＯＳＵのＶＣＯ６３が生成するクロックＲＣＬＫとの周波数偏差を算出する。

このような構成により、タイムスタンプＴＳＰをカウントアップさせているクロックＲＣＬＫが各ＯＳＵ１２間で周波数偏差を有している場合であっても、ＯＳＵ１２および宅側装置２間の通信を切ることなく、時間の経過とともに各ＯＳＵ１２のタイムスタンプＴＳＰの示す時刻がずれることを防ぐことができる。したがって、本発明の第５の実施の形態に係る局側装置では、冗長構成を有する通信システムにおいて、冗長切り替えを実施する際のシステム停止時間の増大を防ぐことができる。

また、ここでは、基準タイミング情報とすべきタイミング情報が、待機系ＯＳＵであるＯＳＵｎ（１２−ｎ）が管理しているタイムスタンプＴＳＰであると仮定して説明したが、待機系ＯＳＵが運用を停止する場合も考えられる。このような場合には、制御部１３は、基準タイミング情報を他の運用系ＯＳＵが管理しているタイムスタンプＴＳＰに切り替え、基準タイミング情報がどの運用系ＯＳＵのタイムスタンプであるかを各ＯＳＵ１２に伝達する。このような構成により、基準タイミング情報とすべきタイミング情報を管理するＯＳＵに異常が発生しても、冗長切り替えを実施する際のシステム停止時間の増大を引き続き防ぐことができる。

なお、１個の子装置１０１における各ＯＳＵ１２で共通のタイムスタンプＴＳＰを管理している本発明の第１〜第４の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいても上記構成を適用可能である。すなわち、基準タイミング情報とすべきタイムスタンプＴＳＰを管理している子装置１０１が運用を停止する場合には、制御部１３が、基準タイミング情報を他の子装置１０１が管理しているタイムスタンプＴＳＰに切り替える構成とすることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。 光スイッチ１１の構成を示す図である。 ＯＳＵの構成を示すブロック図である。 制御部１３の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る局側装置が起動処理および冗長切り替えを行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る局側装置が初期時刻の設定を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る制御部による現在時刻の問い合わせ処理および時刻経過を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る局側装置がクロックの周波数補正を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係る局側装置が初期時刻の設定を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。 待機系ＯＳＵが自己の子装置におけるＯＳＵである場合における運用系ＯＳＵによる現在時刻の問い合わせ処理および時刻経過を示す図である。。 待機系ＯＳＵが他の子装置におけるＯＳＵである場合における運用系ＯＳＵによる現在時刻の問い合わせ処理および時刻経過を示す図である。

符号の説明

２ 宅側装置（ＯＮＵ）、３−１〜３−ｎ−１，３−ｎ＋１〜３−２ｎ ＰＯＮ回線、４−１〜４−ｎ−１，４−ｎ＋１〜４−２ｎ 光カプラ、Ｋ１，Ｋ２ 筐体、１２−１〜１２−ｎ ＯＳＵ、２１ アクチュエータ、２２ 可動ミラー、２３−１〜２３−２ｎ，２４−１〜２４−ｎ−１，２４−ｎ＋１〜２４−２ｎ コリメートレンズ、３１ ＩＦ部、３２ 制御ＩＦ部、３３ 受信処理部、３４ 送信処理部、３５ ＰＯＮ送受信部、３６ ローカル制御部、３７，３８ ＦＩＦＯ、１１ 光スイッチ、１３Ａ，１３Ｂ 制御部、５１ 基準タイミング情報生成部、５２，６１Ａ，６１Ｂ 通信制御部、６２Ａ，６２Ｂ 制御電圧生成部、６３Ａ，６３Ｂ ＶＣＯ、６４Ａ，６４Ｂ カウンタ、１０１Ａ，１０１Ｂ 子装置、２０１，２０２ 局側装置、３０１ ＰＯＮシステム。

Claims (12)

1. １または複数の予備光回線ユニットを含み、複数の受動的光ネットワークを介して複数の宅側装置と通信を行なう複数の光回線ユニットと、
   前記複数の受動的光ネットワークと前記複数の光回線ユニットとの間の通信経路を切り替える光スイッチとを備え、
   前記複数の光回線ユニットは、共通の基準タイミング情報に基づいて前記複数の宅側装置と通信を行なう局側装置。
2. 前記予備光回線ユニットはタイミング情報を有し、
   前記予備光回線ユニット以外の前記光回線ユニットは、前記予備光回線ユニットが有する前記タイミング情報を前記基準タイミング情報として前記複数の宅側装置と通信を行なう請求項１に記載の局側装置。
3. 前記基準タイミング情報は時刻を示し、
   前記局側装置は、各々が、前記光回線ユニットを収容するための筐体を含み、かつ時刻を示すタイミング情報を有する複数の子装置を備え、
   前記複数の光回線ユニットは、各前記子装置の筐体に分けて収容され、
   前記光回線ユニットは、対応の前記子装置の前記タイミング情報に基づいて前記複数の宅側装置と通信を行ない、
   前記子装置は、前記基準タイミング情報とすべき前記タイミング情報が他の前記子装置のタイミング情報である場合には、前記他の子装置に時刻の問い合わせを行ない、前記他の子装置に時刻の問い合わせを送った時刻、前記他の子装置の回答に含まれる前記他の子装置が前記問い合わせを受けた時刻、前記回答に含まれる前記他の子装置が前記回答を送った時刻、および前記回答を受けた時刻に基づいて自己の前記タイミング情報の示す時刻を修正する請求項１または２に記載の局側装置。
4. 前記局側装置は、
   各々が、前記光回線ユニットを収容するための筐体と、クロックを生成し、与えられた制御電圧に基づいて前記クロックの周波数を変更する電圧制御発振器とを含み、かつ前記電圧制御発振器によって生成された前記クロックに基づいてタイミング情報を生成する複数の子装置を備え、
   前記複数の光回線ユニットは、各前記子装置の筐体に分けて収容され、
   前記光回線ユニットは、対応の前記子装置の前記タイミング情報に基づいて前記複数の宅側装置と通信を行ない、
   前記子装置は、前記基準タイミング情報とすべき前記タイミング情報が他の前記子装置のタイミング情報である場合には、前記他の子装置における前記電圧制御発振器によって生成された前記クロックと、自己の前記電圧制御発振器によって生成された前記クロックとの周波数偏差を算出し、前記算出した周波数偏差に基づいて前記自己の電圧制御発振器に前記制御電圧を与える請求項１から３のいずれかに記載の局側装置。
5. 前記タイミング情報は時刻を示し、
   前記子装置は、前記基準タイミング情報とすべき前記タイミング情報が他の前記子装置のタイミング情報である場合には、前記他の子装置に時刻の問い合わせを行ない、前記他の子装置から回答を受けた受信時刻と前記回答に基づいて算出した前記受信時刻との差、および前回前記他の子装置に時刻の問い合わせを送った時刻と今回前記他の子装置に時刻の問い合わせを送った時刻との差に基づいて前記周波数偏差を算出する請求項４に記載の局側装置。
6. 前記局側装置は、各々が、前記光回線ユニットを収容するための筐体を含み、かつタイミング情報を有する複数の子装置を備え、
   前記複数の光回線ユニットは、各前記子装置の筐体に分けて収容され、
   前記複数の子装置は、各前記タイミング情報のうちのいずれか１つを選択して前記基準タイミング情報とし、前記基準タイミング情報を有する前記子装置が運用を停止する場合には、前記基準タイミング情報を他の前記タイミング情報に切り替える請求項１から５のいずれかに記載の局側装置。
7. 前記基準タイミング情報は時刻を示し、
   前記複数の光回線ユニットの各々は、時刻を示すタイミング情報を有し、自己の前記タイミング情報に基づいて前記複数の宅側装置と通信を行ない、
   前記光回線ユニットは、前記基準タイミング情報とすべき前記タイミング情報が他の前記光回線ユニットのタイミング情報である場合には、前記他の光回線ユニットに時刻の問い合わせを行ない、前記他の光回線ユニットにタイミング情報の問い合わせを送った時刻、前記他の光回線ユニットの回答に含まれる前記他の光回線ユニットが前記問い合わせを受けた時刻、前記回答に含まれる前記他の光回線ユニットが前記回答を送った時刻、および前記他の光回線ユニットから前記回答を受けた時刻に基づいて自己の前記タイミング情報の示す時刻を修正する請求項１または２に記載の局側装置。
8. 前記複数の光回線ユニットの各々は、クロックを生成し、与えられた制御電圧に基づいて前記クロックの周波数を変更する電圧制御発振器を含み、前記電圧制御発振器によって生成された前記クロックに基づいてタイミング情報を生成し、前記生成したタイミング情報に基づいて前記複数の宅側装置と通信を行ない、
   前記光回線ユニットは、前記基準タイミング情報とすべき前記タイミング情報が他の前記光回線ユニットのタイミング情報である場合には、前記他の光回線ユニットにおける前記電圧制御発振器によって生成された前記クロックと、自己の前記電圧制御発振器によって生成された前記クロックとの周波数偏差を算出し、前記算出した周波数偏差に基づいて前記自己の電圧制御発振器に前記制御電圧を与える請求項１、２および７のいずれかに記載の局側装置。
9. 前記タイミング情報は時刻を示し、
   前記光回線ユニットは、前記基準タイミング情報とすべき前記タイミング情報が他の前記光回線ユニットのタイミング情報である場合には、前記他の光回線ユニットに時刻の問い合わせを行ない、前記他の光回線ユニットから回答を受けた受信時刻と前記回答に基づいて算出した前記受信時刻との差、および前回前記他の光回線ユニットに時刻の問い合わせを送った時刻と今回前記他の光回線ユニットに時刻の問い合わせを送った時刻との差に基づいて前記周波数偏差を算出する請求項８に記載の局側装置。
10. 前記複数の光回線ユニットの各々は、タイミング情報を有し、自己の前記タイミング情報に基づいて前記複数の宅側装置と通信を行ない、
    前記複数の光回線ユニットは、各前記タイミング情報のうちのいずれか１つを選択して前記基準タイミング情報とし、前記基準タイミング情報を有する前記光回線ユニットが運用を停止する場合には、前記基準タイミング情報を他の前記タイミング情報に切り替える請求項１および２ならびに７から９のいずれかに記載の局側装置。
11. 複数の宅側装置と、複数の受動的光ネットワークを介して前記複数の宅側装置と通信を行なう局側装置と、前記局側装置と前記複数の受動的光ネットワークとの間に設けられた光スイッチとを備えた光ネットワークシステムにおける局側装置であって、
    １または複数の予備光回線ユニットを含み、前記複数の受動的光ネットワークを介して前記複数の宅側装置と通信を行なう複数の光回線ユニットと、
    前記光スイッチを制御することにより、前記複数の受動的光ネットワークと前記複数の光回線ユニットとの間の通信経路を切り替える制御部とを含み、
    前記複数の光回線ユニットは、共通の基準タイミング情報に基づいて前記複数の宅側装置と通信を行なう局側装置。
12. 複数の宅側装置と、１または複数の予備光回線ユニットを含みかつ複数の受動的光ネットワークを介して前記複数の宅側装置と通信を行なう複数の光回線ユニットと、前記複数の受動的光ネットワークと前記複数の光回線ユニットとの間の通信経路を切り替えるための光スイッチとを備えた光ネットワークシステムにおける通信方法であって、
    前記複数の光回線ユニットが、共通の基準タイミング情報を取得するステップと、
    前記複数の光回線ユニットが、前記共通の基準タイミング情報に基づいて前記複数の宅側装置と通信を行なうステップとを含む通信方法。

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