JP2010147801A - 通信制御方法、保守管理方法および局側装置 - 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通信の瞬断を防ぐ。
【解決手段】局側装置１ａにおいて、各光回線ユニット１２は、下り通信信号を光スイッチ１１ａ経由で複数の宅側装置２へ送信し、かつ複数の宅側装置２からの上り通信信号を光スイッチ１１ａ経由で受信する。制御部１４は、切り替え元の光回線ユニット１２から受けた下り通信信号を受動的光ネットワーク３へ出力する通信経路から、切り替え先の光回線ユニット１２から受けた下り通信信号を受動的光ネットワーク３へ出力する通信経路に光スイッチ１１ａが切り替えることを開始してから完了するまでの切り替え遷移期間中、光スイッチ１１ａが複数の宅側装置２から上り通信信号を受信しないように光スイッチ１１ａの切り替えタイミングおよび複数の宅側装置２の送信タイミングを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、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）に関し、特に、局側において終端する複数の光回線ユニット（以下、ＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）とも呼ぶ。）を冗長化することにより耐障害機能を高めた通信制御方法、保守管理方法および局側装置に関する。

近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。それに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）などのブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。

これに関連する先行技術として、下記の特許文献１、特許文献２および非特許文献１に開示された技術がある。特許文献１に開示された発明においては、現用光終端ユニットが、複数のユーザ光終端装置と光伝送路を介して通信する。ユニットは、複数のユーザ光終端装置の管理情報を記憶する管理情報記憶装置を具備する。予備光終端ユニットは、現用光終端ユニットから転送される当該管理情報を記憶可能な記憶装置を具備する。制御装置は、当該現用光終端ユニットから当該予備光終端ユニットへの切り替えを制御する。

また、特許文献２に開示された発明においては、局側装置（ＯＬＴ（Optical Line Terminal））の上流にポートミラーリング機能を有するＬ３スイッチを配置し、下流に２：１の光カプラを配置する。切り替え開始前に管理情報と設定情報とを第１のＯＬＴから第２のＯＬＴに転送する。切り替え開始を示す特殊フレームがスイッチから第１および第２のＯＬＴへ入力されると、第１のＯＬＴは下りデータの取込みを停止し、第２のＯＬＴは下りデータの取込みを開始する。一時的に宅側装置（ＯＮＵ（Optical Network Unit））への帯域割当てを休止し、第２のＯＬＴに上りデータの取込みを指示し、ＯＮＵへの帯域割当てを再開する。第１のＯＬＴの下りデータが無くなると、管理情報を第１のＯＬＴから第２のＯＬＴに転送する。第２のＯＬＴを通常動作で動作させる。

また、非特許文献１には、ＰＯＮ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。局側装置と宅側装置との間でＭＰＣＰフレームをやりとりすることによって、宅側装置の加入、離脱、上りアクセス多重制御などが行なわれる。

なお、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖとして標準化が行なわれている１０ＧＥＰＯＮ（通信速度が１０Ｇｂｐｓ相当のＥＰＯＮ）においても、アクセス制御プロトコルはＭＰＣＰが前提となっている。

また、特許文献３には、複数のＰＯＮのアップリンクをさらに集約するために、レイヤー２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）が一般的に用いられることが示されている。Ｌ２ＳＷにおいては、端末ＭＡＣアドレスの単位での中継処理が行なわれる。
特開２００７−０３６９２６号公報 特開２００７−０６７６０１号公報 特開２００４−２０１０１３号公報 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。

また、障害が顕在化していなくても、特性の劣化傾向および部品の寿命等を勘案して、モジュールを予防的に交換する場合がある。システムがモジュールについて冗長構成を有していれば、このような保守作業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。

冗長構成がとられているＰＯＮでは、たとえば光スイッチにおいて運用系のＯＳＵを用いる通信経路から待機系のＯＳＵを用いる通信経路への切り替えが行なわれる。ここで、光スイッチにおける切り替え先の経路が安定するまでにはある程度の時間が必要となるため、通信信号の伝達を停止しない状態で光スイッチによる通信経路の切り替えを行なうと、安定していない切り替え先の経路を通過する通信信号は廃棄されてしまう。そうすると、光スイッチの切り替えの過渡期において局側装置と宅側装置との間の通信において瞬断が生じてしまう。

しかしながら、特許文献１〜３および非特許文献１には、このような問題点を解決するための構成は開示されていない。

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通信の瞬断を防ぐことが可能な通信制御方法、保守管理方法および局側装置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通信制御方法は、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、光スイッチの切り替えおよび複数の宅側装置による上り通信信号の送信を制御する制御部とを備え、各光回線ユニットは、下り通信信号を光スイッチ経由で複数の宅側装置へ送信し、かつ複数の宅側装置からの上り通信信号を光スイッチ経由で受信する局側装置における通信制御方法であって、切り替え元の光回線ユニットが下り通信信号の光スイッチへの出力を停止するステップと、切り替え元の光回線ユニットから受けた下り通信信号を受動的光ネットワークへ出力する通信経路から、切り替え先の光回線ユニットから受けた下り通信信号を受動的光ネットワークへ出力する通信経路への切り替えを光スイッチが開始してから完了するまでの切り替え遷移期間中、光スイッチが複数の宅側装置から上り通信信号を受信しないように、制御部が光スイッチの切り替えタイミングおよび複数の宅側装置の送信タイミングを設定するステップと、光スイッチが、設定された切り替えタイミングに基づいて通信経路の切り替えを行なうステップと、切り替え先の光回線ユニットが下り通信信号の光スイッチへの出力を開始するステップとを含む。

好ましくは、局側装置は、さらに、上位ネットワークからの下り通信信号を各光回線ユニットへ振り分ける集線部を備え、各光回線ユニットは、集線部から受けた下り通信信号を蓄積するためのバッファを含み、蓄積された下り通信信号を光スイッチ経由で複数の宅側装置へ送信し、通信制御方法は、さらに、光スイッチが通信経路を切り替える前に、集線部が、下り通信信号の出力先を切り替え元の光回線ユニットから切り替え先の光回線ユニットに切り替えるステップを含み、切り替えタイミングおよび送信タイミングを設定するステップにおいては、制御部は、切り替え元の光回線ユニットが自己のバッファに蓄積された下り通信信号の送信を完了するタイミングを予測し、予測したタイミングより後であって切り替え遷移期間より長く、かつ複数の宅側装置が上り通信信号の送信を停止するギャップ期間を設定し、切り替え遷移期間がギャップ期間に含まれるように光スイッチの切り替えタイミングを設定する。

好ましくは、局側装置は、さらに、上位ネットワークからの下り通信信号を各光回線ユニットへ振り分ける集線部を備え、各光回線ユニットは、集線部から受けた下り通信信号を蓄積するためのバッファを含み、蓄積された下り通信信号を光スイッチ経由で複数の宅側装置へ送信し、通信制御方法は、さらに、光スイッチが通信経路を切り替える前に、集線部が、下り通信信号の出力先を切り替え元の光回線ユニットから切り替え先の光回線ユニットに切り替えるステップを含み、切り替えタイミングおよび送信タイミングを設定するステップにおいては、制御部は、切り替え元の光回線ユニットが自己のバッファに蓄積された下り通信信号の送信を完了した旨の通知を受けて、切り替え遷移期間より長く、かつ複数の宅側装置が上り通信信号の送信を停止するギャップ期間を設定し、切り替え遷移期間がギャップ期間に含まれるように光スイッチの切り替えタイミングを設定する。

より好ましくは、切り替えタイミングおよび送信タイミングを設定するステップにおいては、制御部は、ギャップ期間を複数設定し、複数のギャップ期間のうち、切り替え元の光回線ユニットが自己のバッファに蓄積された下り通信信号の送信を完了した旨の通知を受けた後のギャップ期間のいずれかにおいて光スイッチが通信経路を切り替えるように光スイッチの切り替えタイミングを設定する。

より好ましくは、切り替えタイミングおよび送信タイミングを設定するステップにおいては、制御部は、局側装置との通信を希望する新たな宅側装置が局側装置へ上り通信信号を送信するディスカバリ期間をギャップ期間として設定する。

より好ましくは、切り替えタイミングおよび送信タイミングを設定するステップにおいては、制御部は、複数の宅側装置が局側装置へ上り通信信号を排他的に送信する各期間の間に設けられた複数の宅側装置が局側装置へ上り通信信号を送信しない期間をギャップ期間として設定する。

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保守管理方法は、上記通信制御方法を実行するための局側装置における保守管理方法であって、予備光回線ユニットは、保守管理を行なうための保守管理部を含み、予備光回線ユニットが切り替え先の光回線ユニットであり、予備光回線ユニット以外の光回線ユニットが切り替え元の光回線ユニットであり、予備光回線ユニットが下り通信信号の光スイッチへの出力を開始した後、保守管理部によって保守管理を行なうステップを含む。

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、光スイッチの切り替えおよび複数の宅側装置による上り通信信号の送信を制御する制御部とを備え、各光回線ユニットは、下り通信信号を光スイッチ経由で複数の宅側装置へ送信し、かつ複数の宅側装置からの上り通信信号を光スイッチ経由で受信し、制御部は、切り替え元の光回線ユニットから受けた下り通信信号を受動的光ネットワークへ出力する通信経路から、切り替え先の光回線ユニットから受けた下り通信信号を受動的光ネットワークへ出力する通信経路に光スイッチが切り替えることを開始してから完了するまでの切り替え遷移期間中、光スイッチが複数の宅側装置から上り通信信号を受信しないように光スイッチの切り替えタイミングおよび複数の宅側装置の送信タイミングを制御する。

またこの発明のさらに別の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の切り替え、および複数の宅側装置による上り通信信号の送信を制御する制御部とを備え、各光回線ユニットは、下り通信信号を光スイッチ経由で複数の宅側装置へ送信し、かつ複数の宅側装置からの上り通信信号を光スイッチ経由で受信し、制御部は、切り替え元の光回線ユニットから受けた下り通信信号を受動的光ネットワークへ出力する通信経路から、切り替え先の光回線ユニットから受けた下り通信信号を受動的光ネットワークへ出力する通信経路に光スイッチが切り替えることを開始してから完了するまでの切り替え遷移期間中、光スイッチが複数の宅側装置から上り通信信号を受信しないように光スイッチの切り替えタイミングおよび複数の宅側装置の送信タイミングを制御する。

好ましくは、予備光回線ユニットは、宅側装置が実行するためのプログラムを保存するメモリと、メモリに保存されたプログラムを宅側装置にダウンロードする保守管理部とを含む。

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通信の瞬断を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態の詳細を説明するが、実施の形態に共通の前提として、ＰＯＮはイーサネット（登録商標）ベースのＰＯＮ（ＥＰＯＮ）であり、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで定義されたＭＰＣＰフレームによってＯＮＵの登録、離脱、ＯＮＵへの帯域割当、ＯＮＵからの帯域要求などが行なわれるものとする。

＜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局側装置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１ａと、光ファイバであるＮ本のＰＯＮ回線１〜Ｎ（３−１〜３−Ｎ）と、Ｎ個の光カプラ４−１〜４−Ｎと、複数の宅側装置（ＯＮＵ）２とを備える。局側装置１ａは、光スイッチ１１ａと、ＯＳＵ１〜Ｎ＋１（１２−１〜１２−Ｎ＋１）と、集線部１３ａと、局側装置１ａの全体的な制御を行なう制御部１４とを含む。Ｎは２以上の整数である。

局側装置１ａは、Ｎ本のＰＯＮ回線１〜Ｎに接続され、このＮ本のＰＯＮ回線を終端する。ＰＯＮ回線１〜Ｎは、光カプラ４−１〜４−Ｎ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ＯＮＵ２に接続されている。

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

光スイッチ１１ａは、制御部１４からの指示に従い、Ｎ＋１個のＯＳＵ１〜Ｎ＋１（１２−１〜１２−Ｎ＋１）と、Ｎ本のＰＯＮ回線１〜Ｎ（３−１〜３−Ｎ）との間の通信経路を切り替える。

集線部１３ａは、ＯＳＵ１〜Ｎ＋１（１２−１〜１２−Ｎ＋１）からの上りフレームを多重して上位ネットワーク（以下、アップリンクとも呼ぶ。）に送信するとともに、アップリンクから受信した下りフレームを適切なＯＳＵに振り分ける処理を行なう。

図２は、光スイッチ１１ａの構成例を示す図である。この光スイッチ１１ａにおいては、ＰＯＮ側のＮ本の光ファイバと、ＯＳＵ側のＮ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Ｎ組の光ファイバを、運用系光ファイバとも呼ぶ。

ＯＳＵ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−Ｎが配置され、ＰＯＮ回線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ようになっている。このＮ組の運用系光ファイバによるＮ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、Ｎ本の光ファイバ３−１〜３−Ｎ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Ｎ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１４からの制御信号に従い、可動ミラー２２を上記（Ｎ＋１）個の位置のいずれかに移動させる。なお、制御部１４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＋１を介して予備系光ファイバ３−Ｎ＋１に入射される。

また、予備系光ファイバ３−Ｎ＋１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回線側の光ファイバと予備系光ファイバ３−Ｎ＋１との間で光空間伝送を行なうことができる。

ここで、可動ミラー２２を移動させる際、可動ミラー２２を一旦ｚ方向（図２において紙面の表から裏への方向）にずらしてからｘ方向に移動させるなどすることにより、対向している光ファイバ対の中で切り替えに無関係な光ファイバ対間の光空間伝送に影響を与えないようにする。

図３は、ＯＳＵの構成例を示すブロック図である。ＯＳＵ１２は、集線ＩＦ（Interface）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ＦＩＦＯ１（３７）と、下りフレームを蓄積するＦＩＦＯ２（３８）とを含む。

なお、図３〜図５においては、後述の第４の実施の形態で説明する二重化を含むようにＯＳＵ、集線部および制御部の構成が記載されている。本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、集線ＩＦ部３１および制御ＩＦ部３２は二重化されておらず、それぞれ１つの集線部１３ａおよび制御部１４に接続される。図４および図５についても同様である。また、ＰＯＮ送受信部３５は、光スイッチ１１ａに接続される。

ＰＯＮ送受信部３５は、光スイッチ１１ａと１本の光ファイバで接続され、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ＦＩＦＯ１（３７）にフレームを振り分ける。具体的には、ユーザフレームをＦＩＦＯ１（３７）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から受けて、グラント情報に示されていない受信フレームをフィルタリングする、すなわち廃棄するようにしてもよい。また、ＭＰＣＰフレームに対して、受信時のタイムスタンプを上書きして出力するようにしてもよい。

集線ＩＦ部３１は、ＦＩＦＯ１（３７）に蓄積された上りフレームを集線部１３ａに送るとともに、集線部１３ａから受けた下りフレームをＦＩＦＯ２（３８）に蓄積する。このとき、集線ＩＦ部３１は、集線部１３ａの信号形式と内部信号形式との変換を行なう。

送信処理部３４は、ＦＩＦＯ２（３８）、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。このとき、ＭＰＣＰフレームに対して、送信時のタイムスタンプを上書きして出力するようにしてもよい。また、送信処理部３４は、制御ＩＦ部３２からのゲートメッセージに記されてい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から受けた制御メッセージを制御部１４に出力する
とともに、制御部１４から受けた制御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１４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を管理運用する制御プロトコルは制御部１４が終端する。ただし、制御部１４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。本実施の形態においては、ＯＡＭの一種であるＯＮＵに対するループバック試験は、制御部１４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、ループバックモードの解除を行なう。

送信処理部３４は、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１４に通知する。

同様に、受信処理部３３は、受信フレーム数、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１４に通知する。この統計情報は、ＯＳＵが冗長化された構成において、系の切り替え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１４に警報を通知する。

図４は、集線部１３ａの構成例を示すブロック図である。この集線部１３ａは、アップリンク送受信部４１と、下り配信部４２と、集線制御部４３と、制御ＩＦ部４４と、ＯＳＵ ＩＦ部１〜Ｎ＋１（４５−１〜４５−Ｎ＋１）と、フィルタ部１〜Ｎ＋１（４６ａ−１〜４６ａ−Ｎ＋１）と、ＦＩＦＯ４７−１〜４７−Ｎ＋１と、セレクタ４８とを含む。

ＯＳＵ ＩＦ部ｉ（ｉ＝１〜Ｎ＋１）は、対応するＯＳＵｉから送られる上りフレームを内部信号形式に変換し、フィルタ部ｉを経由してＦＩＦＯ４７−１〜４７−Ｎ＋１にそれぞれ一時的にバッファリングする。

集線制御部４３は、ＦＩＦＯ４７−１〜４７−Ｎ＋１の状態を管理しており、空でないＦＩＦＯを対象にアップリンクへの出力順序を決め、ＦＩＦＯからアップリンク送受信部４１への上りフレームの転送を指示する。このとき、集線制御部４３は、セレクタ４８を制御し、ＦＩＦＯから出力された上りフレームがセレクタ４８を経由してアップリンク送受信部４１に到達するように設定を行なう。

アップリンク送受信部４１は、セレクタ４８から出力される上りフレームをアップリンクに送信するとともに、アップリンクから受信した下りフレームを下り配信部４２に出力する。

下り配信部４２は、アップリンク送受信部４１から受けた下りフレームをコピーし、フィルタ部１〜Ｎ＋１（４６ａ−１〜４６ａ−Ｎ＋１）に出力する。

フィルタ部ｉ（ｉ＝１〜Ｎ＋１）は、下りフレームに格納されたＶＬＡＮ（Virtual LAN）ヘッダ情報を参照して、どのＰＯＮ回線ｉに送信されるべきフレームであるかを判断する。そして、フィルタ部ｉは、送信されるべきでない下りフレームをフィルタリングするとともに、送信されるべき下りフレームに対してヘッダの変換などの必要な処理を行なってＯＳＵ ＩＦ部ｉに出力する。また、フィルタ部ｉは、制御部１４が有する冗長構成に関する情報に基づいて、上りパスおよび下りパスの接続または切断を行なう。

ＯＳＵ Ｎ＋１に対応するフィルタ部Ｎ＋１（４６ａ−Ｎ＋１）は、他のすべてのフィルタ部の設定を保持し、切り替えられた回線に対応する設定を選択して適用するようにしてもよい。ここで、フィルタ部の設定とは、ＶＬＡＮ情報、特殊な予約ＭＡＣアドレスなどの下りフレームをフレーム毎にフィルタリングするために使用される情報、および冗長構成に応じてパス全体での接続／切断を行なうために使用される情報などである。

制御ＩＦ部４４は、制御部１４と通信を行ない、集線部１３ａの各部の設定および状態の通知ならびに警報の転送などを行なう。

また、アップリンク送受信部４１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、制御部１４からの問い合わせに応じてこれらの統計情報を制御ＩＦ部４４を介して制御部１４に出力する。また、アップリンク送受信部４１は、アップリンクにおける対向装置との物理層レベルでのリンク確立／切断を検出するとともに、自らの出力信号をモニタすることによって送信異常を検出する。アップリンク送受信部４１は、アップリンクの切断および送信異常を検出した場合に、対応する警報を制御ＩＦ部４４を介して制御部１４に通知する。

図５は、制御部１４の構成例を示すブロック図である。この制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３と、ＩＯ（Input Output）制御部５４と、ＯＳＵ ＩＦ部５５と、共有ＲＡＭ５６と、時計・タイマ５７とを含む。

ＯＳＵ ＩＦ部５５は、ＯＳＵ１〜Ｎ＋１（１２−１〜１２−Ｎ＋１）と接続され、ＯＮＵとの間で送受信される、ＰＯＮを制御するための制御フレーム、ならびにＯＳＵを管理および制御するためのＯＳＵ情報をメッセージ通信により送受信する。これらのメッセージは、共有ＲＡＭ５６に含まれる入力メッセージキューおよび出力メッセージキューを介してＣＰＵ５１との間で送受信される。

ＩＯ制御部５４は、ＣＰＵ５１からのコマンドを受けて、集線部１３ａおよび光スイッチ１１ａの設定および状態管理などを行なうとともに、オペレータに対して局側装置１ａの操作インタフェース（以下、操作ＩＦとも呼ぶ。）を提供する。また、ＩＯ制御部５４は、操作ＩＦ、集線部１３ａおよび光スイッチ１１ａからの応答および警報などのイベントを受けると、ＣＰＵ５１に割込みとして通知する。

時計・タイマ５７は、ＰＯＮを管理するための時計および各種タイマを管理しており、ＣＰＵ５１に対して時刻およびタイマ終了の割込みを出力する。

ＲＯＭ５２は、制御部１４全体を制御するためのプログラムおよび固定データなどを格納している。ＲＡＭ５３は、データを一時的に記憶するワークエリアなどとして使用される。

ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２からプログラムを読み込んで実行するとともに、ＲＯＭ５２に記憶される固定データ読み込んだり、ＲＡＭ５３に対するデータの読み出し／書き込みを行なったりすることにより、後述する処理を実行する。

なお、ＰＯＮ時計を駆動するための基準クロックは各ＯＳＵにも与えられており、管理
通信による定期的な時刻通知と併せて、各ＯＳＵのＰＯＮ時計は同期がとられている。

制御部１４における処理は、ＯＳＵにおけるローカル制御部の公知の処理と基本的には同様であるが、単一のＣＰＵおよびプログラムですべてのＰＯＮを制御しつつ、迅速なＯＳＵの冗長切り替え／切り戻しを実施するために、仮想ＯＳＵおよびＯＳＵ変換という概念が導入されている。なお、切り戻しとは、冗長切り替えを行なった後、冗長切り替え前の状態に戻すことを指す。

ＣＰＵ５１がプログラムを実行することにより通常インタフェースするＯＳＵは、仮想ＯＳＵである。すなわち、ＯＳＵ変換を行なうことにより仮想ＯＳＵを実ＯＳＵにインタフェースする。たとえば、ＰＯＮ回線ｉの終端をＯＳＵｉからＯＳＵ Ｎ＋１に切り替えるときに、ＯＳＵ変換を（仮想ＯＳＵｉ⇔実ＯＳＵｉ）から（仮想ＯＳＵｉ⇔実ＯＳＵ Ｎ＋１）に変更する。これにより、仮想ＯＳＵｉをＯＳＵの冗長切り替え／切り戻しの状態にかかわらず、ＰＯＮ回線ｉに対応させることができる。

このようなＯＳＵ変換の実装は、ＣＰＵ５１によるソフトウェア処理でもよいが、本実施の形態では、後述のように、ＯＳＵ ＩＦ部５５によるハードウェア処理としている。ただし、ＯＳＵを管理および制御するためのＯＳＵ制御情報に関しては、ＣＰＵ５１がプログラムを実行して、実ＯＳＵを直接指定してメッセージ通信を行なうことも可能である。

図６は、制御部１４による初期化処理の手順を説明するためのフローチャートである。この初期化処理は、局側装置１ａの各部の必要な初期設定を行なうものである。ここで、仮想ＯＳＵごとに、ロジカルリンクテーブルＬＬＴおよび最終割当時刻ＴＥが設けられている。ロジカルリンクテーブルＬＬＴの各要素には、ロジカルリンク固有の情報が格納される。具体的には、ロジカルリンクテーブルＬＬＴは、ロジカルリンク状態ＬＬｓｔａｔ、レポート情報ＲＰｉｎｆｏ、レポート最新受信時刻ＲＰｔｉｍｅ、往復伝播時間ＲＴＴ、ＯＡＭリンク接続性確認フレーム最新受信時刻ＯＡＭｔを含む。

まず、入力メッセージキューＱｉｎおよび出力メッセージキューＱｅｇを空にし、ロジカルリンクテーブルＬＬＴｉｊ（ｉ＝１，２，…，Ｎ：ｊ∈｛ＯＳＵ ｉのＬＬＩＤ｝）をすべてＮＵＬＬにし、最終割当時刻ＴＥｉをすべて現在時刻ｃｔｉｍｅにし、ＯＳＵ変換設定をＯＳＵｍａｐ（ｉ）＝ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）とする（Ｓ１１）。

次に、他系の制御部と管理通信を行なうことにより（Ｓ１２）、制御部が二重化されているか否か、待機系の制御部であるか否かを判定する（Ｓ１３）。なお、本実施の形態においては制御部が二重化されていないが、第４の実施の形態において説明する制御部の二重化についても一緒に説明するために、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置の動作手順を示すフローチャートにはそのような手順も含めている。したがって、本実施の形態においては、必ず運用系の処理が行なわれる。

制御部が二重化されており、かつ当該制御部が待機系であれば（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、運用系の制御部の管理情報をコピーし、現在時刻ｃｔｉｍｅを運用系のｃｔｉｍｅとすることにより時計を運用系に合わせる（Ｓ１４）。そして、管理通信タイマ（ＴＭＣ）をセットして（Ｓ１５）、処理を終了する。

また、制御部が二重化されていないか、制御部が運用系の場合には（Ｓ１３，Ｎｏ）、操作ＩＦを介して構成定義情報を取り込み、光スイッチ１１ａを通常状態に設定する。そして、構成定義情報に含まれる転送規則、たとえばアップリンクを介した上位ネットワークにおけるＶＬＡＮ ＩＤとＰＯＮ回線との対応を示す情報などに基づいて、集線部１３ａ内の各フィルタ部の設定を行なう（Ｓ１６）。

最後に、ディスカバリタイマ（ＴＤ）をセットし、管理通信タイマ（ＴＭＣ）をセット
して（Ｓ１７）、処理を終了する。

図７は、制御部１４による割り込み処理ルーチンの手順を説明するためのフローチャートである。制御部１４における処理は大部分が不定期に発生する処理であるため割込みを用いることとし、各割込み処理には優先順位を付ける。ステップＳ２３〜Ｓ２８の処理においては、Ｓ２３の処理が最も優先順位が高く、Ｓ２８の処理が最も優先順位が低いものとする。また、ステップＳ３０〜Ｓ３２の処理においては、Ｓ３０の処理が最も優先順位が高く、Ｓ３２の処理が最も優先順位が低いものとする。

まず、割込みが入ったときに、制御部１４が運用系であるか否かが判定される（Ｓ２１）。制御部１４が運用系であれば（Ｓ２１，Ｙｅｓ）、割込種別によって分岐する（Ｓ２２）。割込種別が、入力メッセージキューにメッセージがあることを示していれば（Ｓ２２，Ｑｉｎ非空）、メッセージ受信処理を行なって（Ｓ２３）、処理を終了する。

割込種別がＯＡＭ処理起動タイマＴＯＡＭｉｊの満了であれば（Ｓ２２，ＴＯＡＭｉｊ満了）、ＯＡＭ処理を行なって（Ｓ２４）、処理を終了する。また、割込種別が操作ＩＦからの割込みであれば（Ｓ２２，操作ＩＦ）、操作ＩＦ処理を行なって（Ｓ２５）、処理を終了する。

割込種別がディスカバリタイマ（ＴＤ）の満了であれば（Ｓ２２，ＴＤ満了）、ディスカバリ処理を行なって（Ｓ２６）、処理を終了する。また、割込種別がタイマＴＬｉｊの満了であれば（Ｓ２２，ＴＬｉｊ満了）、レポート（ＲＰ）タイムアウト処理を行なって（Ｓ２７）、処理を終了する。また、割込種別が管理通信タイマＴＭＣの満了であれば（Ｓ２２，ＴＭＣ満了）、管理通信マスタ処理を行なって（Ｓ２８）、処理を終了する。

ステップＳ２１において、制御部１４が待機系であれば（Ｓ２１，Ｎｏ）、割込種別によって分岐する（Ｓ２９）。割込種別が、入力メッセージキューにメッセージがあることを示していれば（Ｓ２９，Ｑｉｎ非空）、メッセージ受信処理を行なって（Ｓ３０）、処理を終了する。

割込種別が管理通信であれば（Ｓ２９，管理通信）、管理通信スレーブ処理を行なって（Ｓ３１）、処理を終了する。また、割込種別が管理通信タイマＴＭＣの満了であれば（Ｓ２９，ＴＭＣ満了）、制御系切替（入）処理を行なって（Ｓ３２）、処理を終了する。

図８は、図７に示すディスカバリ処理（Ｓ２６）の詳細を説明するためのフローチャートである。このディスカバリ処理は、契約されているロジカルリンクがすべて登録状態であれば行なわれなくてもよいし、あるＰＯＮに対して契約されているロジカルリンクがすべて登録状態であれば、ステップＳ４１とＳ４２とにおいて、そのＰＯＮ（仮想ＯＳＵ）に対するディスカバリゲートメッセージの送信をスキップしてもよい。

まず、ＯＳＵｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）に対するディスカバリゲートメッセージを順次作成し、出力メッセージキューＱｅｇに入れる。このとき、開始時刻はＴＥｋまたは現在時刻の遅い方を基準とする（Ｓ４１）。そして、ディスカバリ期間の終わりを新しいＴＥｋとする（Ｓ４２）。すなわち、ディスカバリウィンドウの配置は、直前のＴＥｋまたは現在時刻の遅い方を基準とし、想定されるＲＴＴの範囲およびレジスタ要求の輻輳状態などを勘案して決められる。

最後に、ディスカバリタイマＴＤをセットして（Ｓ４３）、処理を終了する。ディスカバリタイマＴＤにセットされる値は、予め定められた期間であるｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ｉｎｔｅｒｖａｌである。すなわち、所定周期でＯＳＵに対するディスカバリゲートメッセージが順次発行されることになる。

図９は、図７に示すＲＰタイムアウト処理（Ｓ２７）の詳細を説明するためのフローチャートである。このＲＰタイムアウト処理は、タイマＴＬｉｊの満了によって受信ウィンドウ期間にレポートメッセージを受けなかった場合の処理である。

まず、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔを参照して、当該ロジカルリンクが登録中であるか否かを判定する（Ｓ５１）。当該ロジカルリンクが登録中でなければ（Ｓ５１，Ｎｏ）、現在時刻ｃｔｉｍｅからレポート最新受信時刻ＲＰｔｉｍｅを差し引いた値を、ＲＰｌｏｓｓＴに代入する（Ｓ５２）。このＲＰｌｏｓｓＴは、レポート最新受信時刻からの経過時間である。

ＲＰｌｏｓｓＴが１秒よりも大きければ（Ｓ５３，Ｙｅｓ）、ステップＳ５６に処理が進む。また、ＲＰｌｏｓｓＴが１秒以下であれば（Ｓ５３，Ｎｏ）、再度ロジカルリンクｊからレポートメッセージを受信するために、ＯＳＵｉのＬＩＤｊに対するゲートメッセージを作成し、出力メッセージキューＱｅｇに入れる。このとき、レポート強制フラグを立てる。開始時刻はＴＥｉまたは現在時刻を基準とし、グラント長はレポートフレームだけを送信できる量として、受信ウィンドウを割り当てる（Ｓ５４）。

そして、当該グラントのレーザオフの始まりを新しいＴＥｉとし、これにある程度のぶれ時間を見込んだ時刻にタイマＴＬｉｊをセットして（Ｓ５５）、処理を終了する。

ステップＳ５１において、当該ロジカルリンクが登録中であれば（Ｓ５１，Ｙｅｓ）、後述するデレジスタ処理を行ない（Ｓ５６）、待機系の制御部にＬＬＩＤｉｊのデレジスタを通知して（Ｓ５７）、処理を終了する。

図１０は、図７に示す管理通信マスタ処理（Ｓ２８）の詳細を説明するためのフローチャートである。まず、他系（待機系）の制御部に対して現在時刻ｃｔｉｍｅを通知して運用系が正常であることを知らせるとともに、待機系の制御部に状態を問い合わせ、二重系の有無および他系（待機系）の正常／異常を記録する（Ｓ６１）。

次に、光スイッチ１１ａおよび集線部１３ａに対して運用系の制御部が正常であることを通知するとともに、光スイッチ１１ａおよび集線部１３ａの状態を問い合わせ、それを記録する（Ｓ６２）。最後に、管理通信タイマ（ＴＭＣ）をセットして（Ｓ６３）、処理を終了する。

図１１は、図７に示す管理通信スレーブ処理（Ｓ３１）の詳細を説明するためのフローチャートである。処理が定時確認処理であるか、個別処理であるかが判定される（Ｓ７１）。定時確認処理であれば（Ｓ７１，定時確認）、定時確認処理を行なって（Ｓ７２）、処理を終了する。この定時確認処理は、図１０の管理通信マスタ処理のステップＳ６１に示す待機系の状態問い合わせに対して応えるものである。

また、処理が個別処理であれば（Ｓ７１，個別処理）、個別処理を行なって（Ｓ７３）、処理を終了する。この個別処理は、待機系の状態を運用系と同期させるための管理通信処理と、系切り替え指示とがある。これらの処理の詳細は、後述する。

図１２は、図１１に示す定時確認処理（Ｓ７２）の詳細を説明するためのフローチャートである。まず、運用系の制御部から受けた運用系の現在時刻ｃｔｉｍｅを待機系の現在時刻ｃｔｉｍｅにセットすることにより時計を運用系に合わせるとともに、運用系の制御部からの問い合わせに応える（Ｓ８１）。

最後に、光スイッチ１１ａおよび集線部１３ａに対して待機系の制御部が正常であることを通知するとともに、光スイッチ１１ａおよび集線部１３ａの状態を問い合わせ、それを記録し（Ｓ８２）、管理通信タイマ（ＴＭＣ）をセットして（Ｓ８３）、処理を終了する。

図１３は、図７に示す制御系切替（入）処理（Ｓ３２）の詳細を説明するためのフローチャートである。

制御系切替（入）処理においては、運用系に移行して（Ｓ９５）、ディスカバリタイマ（ＴＤ）をセットし、管理通信タイマ（ＴＭＣ）をセットする（Ｓ９６）。

そして、ＬＬＴｉｊ（ｉ＝１，２，…，Ｎ：ｊ∈｛ＯＳＵｉのＬＬＩＤ｝）を順に調べ、ＬＬｓｔａｔが登録済であれば、タイマＴＬｉｊをセットする。さらに、ＯＡＭｔがＮＵＬＬでなければ、ＯＡＭ処理起動タイマＴＯＡＭｉｊをセットして（Ｓ９７）、処理を終了する。

このとき、タイマＴＬｉｊにセットする値は現在時刻ｃｔｉｍｅに帯域割当周期の上限値を加えたものとし、ＯＡＭ処理起動タイマＴＯＡＭｉｊにセットする値は現在時刻ｃｔｉｍｅにＯＡＭｍａｘｉｎｔｅｒｖａｌ（後述）を加えたものとする。

図１４は、図７に示すメッセージ受信処理（Ｓ２３）の詳細を説明するためのフローチャートである。まず、入力メッセージキューＱｉｎから先頭メッセージを取り出し（Ｓ１０１）、メッセージ種別によって分岐する（Ｓ１０２）。

メッセージ種別がレジスタ要求メッセージであれば（Ｓ１０２，レジスタ要求）、レジスタ要求処理を行なって（Ｓ１０３）、ステップＳ１１０に処理が進む。メッセージ種別がレジスタ確認メッセージであれば（Ｓ１０２，レジスタ確認）、レジスタ確認処理を行なって（Ｓ１０４）、ステップＳ１１０に処理が進む。

メッセージ種別がデレジスタ要求メッセージであれば（Ｓ１０２，デレジスタ要求）、デレジスタ処理を行なって（Ｓ１０５）、ステップＳ１１０に処理が進む。メッセージ種別がレポートメッセージであれば（Ｓ１０２，レポート）、レポート受信処理を行ない（Ｓ１０６）、帯域割当処理を行なって（Ｓ１０７）、ステップＳ１１０に処理が進む。

メッセージ種別がＯＡＭメッセージであれば（Ｓ１０２，ＯＡＭ）、ＯＡＭメッセージ処理を行なって（Ｓ１０８）、ステップＳ１１０に処理が進む。メッセージ種別がＯＳＵ管理メッセージであれば（Ｓ１０２，ＯＳＵ管理）、ＯＳＵ管理メッセージ処理を行なって（Ｓ１０９）、ステップＳ１１０に処理が進む。

ステップＳ１１０において、入力メッセージキューＱｉｎが空か否かが判定される。入力メッセージキューが空でなければ（Ｓ１１０，Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻って次のメッセージを取り出し、以降の処理を行なう。また、入力メッセージキューＱｉｎが空であれば（Ｓ１１０，Ｙｅｓ）、処理を終了する。

図１５は、図１４に示すレジスタ要求処理（Ｓ１０３）の詳細を説明するためのフローチャートである。ＯＳＵｉ、ＭＡＣアドレスｍの宅側装置からのレジスタ要求メッセージを受けると、まず、送信元ＯＮＵが正当か否かが判定される（Ｓ１１１）。

送信元ＯＮＵが正当なものであれば（Ｓ１１１，Ｙｅｓ）、ＯＳＵｉに対して新しいＬＬＩＤｊを割り当てる。そして、ＬＬＴｉｊに対して、ロジカルリンク状態ＬＬｓｔａｔを登録中に設定し、レポート情報ＲＰｉｎｆｏをＮＵＬＬにし、往復伝播時間ＲＴＴに（Ｔ２−Ｔ１）を設定する（Ｓ１１２）。ここで、Ｔ１は宅側装置がメッセージに記録したタイムスタンプであり、Ｔ２はＯＳＵｉが受信時に追加したタイムスタンプである。

次に、制御部が運用系であるか否かが判定される（Ｓ１１３）。制御部が待機系であれば（Ｓ１１３，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

また、制御部が運用系であれば（Ｓ１１３，Ｙｅｓ）、ＯＳＵｉに対するレジスタメッセージ（ｗ／Ａｃｋ）を作成して、出力メッセージキューＱｅｇに入れる（Ｓ１１４）。
このとき、レジスタメッセージの送信先アドレスＤＡをｍとし、ＬＬＩＤをｊとする。なお、（ｗ／Ａｃｋ）は、Ａｃｋが付加されたレジスタメッセージであることを示す。

次に、ＯＳＵｉのＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを作成して出力メッセージキューＱｅｇに入れる。このとき、開始時刻はＴＥｉまたは現在時刻を基準とし、グラント長はレジスタ確認フレームだけを送信できる量として受信ウィンドウを割り当てる（Ｓ１１５）。

なお、受信ウィンドウの配置は、精度誤差を考慮するとともに、レーザオン／オフのオーバラップは許容したとしても他のロジカルリンクの受信ウィンドウと重ならないようにするのは勿論であるが、当該ゲートメッセージの予定送信時刻よりも、ＲＴＴおよびＯＮＵ処理時間分だけ先に配置するようにする。

そして、当該グラントのレーザオフの始まりを新しいＴＥｉとし、これにある程度ぶれ時間を見込んだ時刻をタイマＴＬｉｊにセットし（Ｓ１１６）、処理を終了する。

ステップＳ１１１において、ＯＮＵが正当でない場合であって（Ｓ１１１，Ｎｏ）制御部が運用系のときには（Ｓ１１８，Ｙｅｓ）、ＯＳＵｉに対するレジスタメッセージ（ｗ／Ｎａｃｋ）を作成して出力メッセージキューに入れる。このとき、レジスタメッセージの送信先アドレスをｍとし（Ｓ１１７）、処理を終了する。一方、制御部が待機系であれば（Ｓ１１８，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

図１６は、図１４に示すレジスタ確認処理（Ｓ１０４）の詳細を説明するためのフローチャートである。ＯＳＵｉのＬＬＩＤｊからレジスタ確認メッセージを受信するものとする。まず、後述するＲＴＴ更新処理を行ない、ＲＴＴ更新処理が正常に終了したか否かが判定される（Ｓ１２１）。ＲＴＴ更新処理が正常に終了しなければ（Ｓ１２１，ＮＧ）、そのまま処理を終了する。

ＲＴＴ更新処理が正常に終了すれば（Ｓ１２１，ＯＫ）、ＬＬＴｉｊに対して、ロジカルリンク状態ＬＬｓｔａｔを登録済に設定し、レポート最新受信時刻ＲＰｔｉｍｅに現在時刻ｃｔｉｍｅを設定する（Ｓ１２２）。そして、制御部が運用系であるか否かが判定される（Ｓ１２３）。制御部が待機系であれば（Ｓ１２３，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

また、制御部が運用系であれば（Ｓ１２３，Ｙｅｓ）、ＯＳＵｉのＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを作成して出力メッセージキューＱｅｇに入れる。このとき、レポート強制フラグを立てる。また、開始時刻はＴＥｉまたは現在時刻を基準とし、グラント長はレポートフレームだけを送信できる量として受信ウィンドウを割り当てる（Ｓ１２４）。

そして、当該グラントのレーザオフの始まりを新しいＴＥｉとし、これにある程度ぶれ時間を見込んだ時刻をタイマＴＬｉｊにセットし（Ｓ１２５）、ＯＡＭ処理起動タイマＴＯＡＭｉｊをセットして（Ｓ１２６）、処理を終了する。

図１７は、図１４に示すデレジスタ処理（Ｓ１０５）の詳細を説明するためのフローチャートである。この処理は、ＯＳＵｉのＬＬＩＤｊをデレジスタするものである。まず、ＬＬＴｉｊに対して、ロジカルリンク状態ＬＬｓｔａｔをＮＵＬＬにしてロジカルリンクｊを解放する（Ｓ１３１）。次に、制御部が運用系であれば（Ｓ１３２，Ｙｅｓ）、ＯＳＵｉのＬＬＩＤｊに対するデレジスタメッセージを作成して出力メッセージキューＱｅｇに入れ、処理を終了する（Ｓ１３３）。一方、制御部が待機系であれば（Ｓ１３２，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

図１８は、図１４に示すレポート受信処理（Ｓ１０６）の詳細を説明するためのフローチャートである。この処理は、ＯＳＵｉのＬＬＩＤｊからレポートを受信するものである。まず、ＬＬＴｉｊに対して、レポート最新受信時刻ＲＰｔｉｍｅを現在時刻ｃｔｉｍｅにし（Ｓ１４１）、後述するＲＴＴ更新処理を行ない、ＲＴＴ更新処理が正常に終了したか否かが判定される（Ｓ１４２）。

ＲＴＴ更新処理が正常に終了すれば（Ｓ１４２，ＯＫ）、ＬＬＴｉｊに対して、入力メッセージキューＱｉｎから取り出したレポート情報に含まれるＯＮＵの上りキュー長ｑｕｅｕｅＫ＿ｒｅｐｏｒｔの合計をレポート情報ＲＰｉｎｆｏに代入して（Ｓ１４３）、処理を終了する。

また、ＲＴＴ更新処理が正常に終了しなければ（Ｓ１４２，ＮＧ）、そのまま処理を終了する。

図１９は、ＲＴＴ更新処理の詳細を説明するためのフローチャートである。まず、ＯＳＵｉが受信時に追加したタイムスタンプＴ２から、宅側装置がメッセージに記録したタイムスタンプＴ１を差し引いた値を新たなＲＴＴ（ｎｅｗＲＴＴ）とする（Ｓ１５１）。そして、ｎｅｗＲＴＴとＲＴＴとの差の絶対値がドリフトの許容値ＤＲＩＦＴｍａｘを超えているか否が判定される（Ｓ１５２）。

ドリフトの許容値ＤＲＩＦＴｍａｘ以下であれば（Ｓ１５２，Ｎｏ）、ＬＬＴｉｊに対して、ＲＴＴをｎｅｗＲＴＴにし（Ｓ１５３）、ＲＴＴ更新処理が正常に終了したものとして、処理を終了する。また、ドリフトの許容値ＤＲＩＦＴｍａｘを超えていれば（Ｓ１５２，Ｙｅｓ）、制御部が運用系であるか否かが判定される（Ｓ１５４）。

制御部が運用系であれば（Ｓ１５４，Ｙｅｓ）、図１７に示すデレジスタ処理を行ない（Ｓ１５５）、待機系の制御部にＬＬＩＤｉｊのデレジスタを通知し（Ｓ１５６）、ＲＴＴ更新処理が正常に終了しなかったものとして、処理を終了する。また、制御部が待機系であれば（Ｓ１５４，Ｎｏ）、ＲＴＴ更新処理が正常に終了しなかったものとして、そのまま処理を終了する。

なお、ＯＳＵ切り替え処理（Ｓ２２１）およびＯＳＵ切り戻し処理（Ｓ２２２）において、経路を切り替えるために必要な遷移期間を参照でき、かつ制御フレームの受信時刻がその遷移期間に該当する場合、Ｓ１５２において、ドリフト許容値を経路切り替えに伴うぶれを加味して大きくするか、比較を無視する（Ｓ１５２が常にＮｏ）ようにしてもよい。

図２０は、図１４に示すＯＡＭメッセージ処理（Ｓ１０８）の詳細を説明するためのフローチャートである。ＯＳＵｉのＬＬＩＤｊからＯＡＭメッセージを受信するものとする。まず、ＯＡＭメッセージがＯＡＭリンク接続性確認メッセージの場合は、ＬＬＴｉｊに対して、ＯＡＭｔを現在時刻ｃｔｉｍｅとし（Ｓ１７１）、制御部が運用系であるか否かが判定される（Ｓ１７２）。

制御部が運用系でなければ（Ｓ１７２，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。また、制御部が運用系であれば（Ｓ１７２，Ｙｅｓ）、ＯＡＭメッセージ内容に従った処理を行なって（Ｓ１７３）、処理を終了する。

図２１は、図１４に示すＯＳＵ管理メッセージ処理（Ｓ１０９）の詳細を説明するためのフローチャートである。ＯＳＵｉからＯＳＵ管理メッセージを受信するものとする。まず、制御部が運用系であるか否かが判定される（Ｓ２１１）。制御部が待機系であれば（Ｓ２１１，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

制御部が運用系であれば（Ｓ２１１，Ｙｅｓ）、障害通知があったか否かが判定される（Ｓ２１２）。障害通知があれば（Ｓ２１２，Ｙｅｓ）、後述するＯＳＵ切り替え処理を行なって（Ｓ２１３）、処理を終了する。また、障害通知がなければ（Ｓ２１２，Ｎｏ）、メッセージ内容に従った処理を行なって（Ｓ２１４）、処理を終了する。

図２２は、図７に示すＯＡＭ処理（Ｓ２４）の詳細を説明するためのフローチャートである。このＯＡＭ処理は、仮想ＯＳＵ（ｉとする）およびロジカルリンク（ｊとする）ごとに独立して行なわれ、対応するＯＮＵとのＯＡＭ通信によってＯＮＵの設定や状態確認を行なうものである。

まず、ＬＬＴｉｊのＯＡＭｔがＮＵＬＬであるか否かが判定される（Ｓ１９１）。ＬＬＴｉｊのＯＡＭｔがＮＵＬＬであれば（Ｓ１９１，Ｙｅｓ）、ＯＡＭリンクが初期状態であることを表すので、ＯＡＭループバック試験が実施され（Ｓ１９２）、成功したか否かが判定される（Ｓ１９３）。

ＯＡＭループバック試験が成功すれば（Ｓ１９３，Ｙｅｓ）、ＰＯＮｉ、ＬＬＩＤｊに対応するＯＮＵを初期設定し（Ｓ１９４）、ＯＳＵｉに対してＬＬＩＤｊのＰＯＮ側とアップリンク側との疎通を許可する（Ｓ１９５）。そして、ＯＡＭリンク接続性確認メッセージを送出し、ＬＬＩＤｉｊ．ＯＡＭｔ＝ｃｔｉｍｅとする（Ｓ２０４）。そして、ＯＡＭ処理起動タイマＴＯＡＭｉｊをセットして（Ｓ１９６）、処理を終了する。

また、ＯＡＭループバック試験が成功しなければ（Ｓ１９３，Ｎｏ）、デレジスタ処理を行なって（Ｓ１９７）、待機系の制御部にＬＬＩＤｉｊのデレジスタを通知して（Ｓ１９８）、処理を終了する。

ステップＳ１９１において、ＬＬＴｉｊのＯＡＭｔがＮＵＬＬでなければ（Ｓ１９１，Ｎｏ）、現在時刻ｃｔｉｍｅからＬＬＴｉｊのＯＡＭｔを差し引いた値が、ＯＡＭｍａｘｉｎｔｅｒｖａｌよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１９９）。このＯＡＭｍａｘｉｎｔｅｒｖａｌは予め定められており、この値によってＯＡＭ通信が途絶したか否かを判定する。

現在時刻ｃｔｉｍｅからＬＬＴｉｊのＯＡＭｔを差し引いた値の方が小さければ（Ｓ１９９，Ｙｅｓ）、ＯＮＵｉに対してＯＡＭリンク接続性確認メッセージを送出し（Ｓ２００）、ＯＡＭ処理起動タイマＴＯＡＭｉｊをセットして（Ｓ２０１）、処理を終了する。

また、現在時刻ｃｔｉｍｅからＬＬＴｉｊのＯＡＭｔを差し引いた値の方が小さくなければ（Ｓ１９９，Ｎｏ）、デレジスタ処理を行ない（Ｓ２０２）、待機系の制御部にＬＬＩＤｉｊのデレジスタを通知して（Ｓ２０３）、処理を終了する。

図２３は、図７に示す操作ＩＦ処理（Ｓ２５）の詳細を説明するためのフローチャートである。操作ＩＦによる指示がＯＳＵ切り替え指示であれば、ＯＳＵ切り替え処理を行なって（Ｓ２２１）、処理を終了する。

操作ＩＦによる指示がＯＳＵ切り戻し指示であれば、ＯＳＵ切り戻し処理を行って（Ｓ２２２）、処理を終了する。操作ＩＦによる指示が制御系切り替え指示であれば、制御系切り替え処理を行なって（Ｓ２２３）、処理を終了する。また、操作ＩＦによる指示がその他のものであれば、その指示に従った処理を行なって（Ｓ２２４）、処理を終了する。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置が行なう冗長切り替え動作について説明する。

本発明の第１の実施の形態に係る局側装置が行なう冗長切り替えは、無瞬断切替である。無瞬断切替とは、冗長切り替え時に、通信信号（フレーム）の廃棄をなくすか、あるいは通信信号の廃棄を極めて限定的にし、かつ通信信号のフレーム順序を保存することをいう。無瞬断切替は、障害時ではすでに通信信号の廃棄が発生していることから、障害時において冗長切り替えを行なう場合よりも、ＯＳＵの定期保守および予め計画されたＯＳＵの交換作業のために冗長切り替えを行なう場合の方がより有用である。

したがって、局側装置１ａが、ＯＳＵの保守時には本実施の形態に従う無瞬断切替を行ない、ＯＳＵの障害時には無瞬断ではない従来の冗長切り替えをできるかぎり迅速に行なう構成がより望ましい。なお、障害時であっても、障害を取り除いた後の切り戻し時には無瞬断切替を行なうことが望ましい。このような構成により、状況に応じた適切な冗長切り替えを行なうことができる。

図２４は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における無瞬断切り替え動作に関する概略構成を示す図である。ここでは、ＯＳＵｉ（ｉ＝１〜Ｎ＋１）からＯＳＵｊ（ｊ＝１〜Ｎ＋１，ｉ≠ｊ）へ切り替えを行なう場合について説明する。

図２４を参照して、下り方向には、集線部１３ａにおける下りスイッチＤＳＷによる通信経路切り替えおよび光スイッチ１１ａ（ＯＳＷ）による通信経路切り替えが存在する。下りスイッチＤＳＷおよび光スイッチ１１ａの間にＯＳＵの下りバッファすなわちＦＩＦＯ２が設けられている。

本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、下りフレームの廃棄および追い越しを防ぐために、以下の（１）〜（４）の順序で冗長切り替え処理を行なう。すなわち、（１）集線部１３ａにおける下りスイッチＤＳＷの切り替えを行なう。以後の下りフレームはＯＳＵｊのＦＩＦＯ２に蓄積する。（２）ＯＳＵｉのＦＩＦＯ２をフラッシュする、すなわちＦＩＦＯ２に蓄積された下りフレームの送信を完了し、ＦＩＦＯ２を空にする。（３）光スイッチ１１ａの切り替えを行なう。（４）ＯＳＵｊによる下りフレームの送信を開始する、すなわちＯＳＵｊのＦＩＦＯ２に蓄積された下りフレームの送信を開始する。

ＰＯＮ回線および光スイッチ１１ａでは下り通信信号および上り通信信号が波長多重されている。したがって、光スイッチ１１ａは、下りの通信経路および上りの通信経路を同時に切り替える。

ここで、上り方向については、上記冗長切り替え処理（３）の切り替え期間において、ＯＮＵからの上りフレームが局側装置に到着しないように、制御部１４が後述する帯域割当処理においてギャップを設定する。

図２５は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における下り制御フレームの送信に関する概略構成を示す図である。

図２５を参照して、ＯＳＵ ＩＦ部５５は、送信制御部６１と、ＯＳＵ変換部６２と、ＯＳＵ振分け部６３とを含む。

共有ＲＡＭ５６においては、ＣＰＵ５１から送られた制御メッセージが、仮想ＯＳＵ毎にキューイングされている。ＯＳＵ変換部６２は、共有ＲＡＭ５６から制御メッセージを受け取り、制御メッセージに記された仮想ＯＳＵを実ＯＳＵに変換すなわちＯＳＵ変換した上で、ＯＳＵ振分け部６３に送る。そして、ＯＳＵ振分け部６３は、ＯＳＵ変換部６２から受けた制御メッセージを実ＯＳＵへ送る。

送信制御部６１は、共有ＲＡＭ内にキューイングされた制御メッセージの読み出しを制御する。また、送信制御部６１は、ＣＰＵ５１の指示により、キュー読出しの一時停止ならびにＯＳＵ変換の設定および変更を行なう。これらのタイミングについては後述する。

図２６は、図２３に示すＯＳＵ切り替え処理（Ｓ２２１）の詳細を説明するためのフローチャートである。

図２６を参照して、まず、制御部１４は、ＯＳＵｊの下りフレームの送信を停止させるとともに、ＯＳＵｊのＦＩＦＯ２をクリアする（Ｓ２３０）。

次に、制御部１４は、集線部１３ａに対して下りスイッチＤＳＷをＯＳＵｉ側からＯＳＵｊ側に切り替えるよう指示する。（Ｓ２３１）。

ステップＳ２３１の内容を図４を参照して詳細に説明する。下りスイッチＤＳＷの切り替え前において、フィルタ部ｉおよびｊのパス設定は、それぞれ”接続”および”切断”になっている。集線部１３ａの下りスイッチＤＳＷの切り替え処理においては、まず、フィルタ部ｊの設定をフィルタ部ｉの設定と同じにする。そして、フィルタ部ｉおよびｊのパス設定をそれぞれ”切断”および”接続”に同時に変更する、すなわち下りフレーム列における同じフレーム間ギャップにおいて各パス設定を変更する。

次に、制御部１４は、ＯＳＵｉのＦＩＦＯ２が空になる時刻ＴＦを予測する。また、制御部１４は、後述する図２７に示す帯域割当処理において算出した上りバーストの割当最終時刻ＴＥｉを参照する。そして、制御部１４は、ｍａｘ｛ＴＦ，ＴＥｉ，ｃｔｉｍｅＰ｝すなわち時刻ＴＦ、時刻ＴＥｉおよび時刻ｃｔｉｍｅＰの遅い方の時刻後に光スイッチＯＳＷ切替期間Ｐ１を設ける。制御部１４は、この期間Ｐ１を切り替え対象を表わす仮想ＯＳＵの識別子ｉと結び付けて、帯域割当処理と共有する、すなわち帯域割当処理において期間Ｐ１および識別子ｉを参照可能とする（Ｓ２３２）。ここで、時刻ｃｔｉｍｅＰは、現在時刻ｃｔｉｍｅにＯＳＵ切り替え処理による遅延時間を加えた時刻である。また、光スイッチＯＳＷ切替期間は、光スイッチ１１ａが通信経路の切り替えを開始してから完了するまでの切り替え遷移期間にＯＮＵでの受信オーバーヘッド時間を加えたものである。ここで、ＯＮＵでの受信オーバーヘッド時間とは、ＯＮＵにおいて、光信号の瞬断に起因する、光受信部が再び安定するまでの時間とデータ再生回路の再同期時間とを加えたものである。なお、期間Ｐ１を下り方向および上り方向で区別して、上り方向の期間Ｐ１は光スイッチ１１ａの切り替え遷移期間のみとしてもよい。

次に、制御部１４は、ＯＳＵ ＩＦ部５５に対し、ＯＳＵ変換の仮想ＯＳＵｉに関する設定をＯＳＵｍａｐ（ｉ）＝ｉからＯＳＵｍａｐ（ｉ）＝ｊへ期間Ｐ１において変更することを指示する（Ｓ２３３）。すなわち、出力メッセージキューＱｅｇから受けた下り制御メッセージに記された宛先ＯＳＵを、ＯＳＵｉからＯＳＵｊへ変更する。また、ＯＳＵ ＩＦ部５５は、期間Ｐ１において、仮想ＯＳＵｉに対応する出力メッセージキューＱｅｇからの制御メッセージの取り出しを一時停止する。これにより、期間Ｐ１を境に制御フレームの通信経路がＯＳＵｉ経由からＯＳＵｊ経由に切り替えられる。

そして、制御部１４は、現在時刻が期間Ｐ１の開始時刻になると、光スイッチ１１ａに対してＯＳＵｉ側からＯＳＵｊ側へ切り替えるよう指示する（Ｓ２３４）。

そして、制御部１４は、現在時刻が期間Ｐ１の終了時刻になると、ＯＳＵｊに対して下りフレームの送信を開始するように指示する。また、送信制御部６１は、制御部１４からの制御メッセージすなわち制御フレームのＯＳＵへの出力を再開する（Ｓ２３５）。

次に、制御部１４は、待機系の制御部にＯＳＵｉからＯＳＵｊへの切り替えを通知して、処理を終了する（Ｓ２３６）。

なお、上り方向については、ＯＳＵｉの通信期間およびＯＳＵｊの通信期間は期間Ｐ１を挟んで排他的に割り当てられるため、図４の詳細説明に従えば、ＯＳＵｉの上り通信経路およびＯＳＵｊの上り通信経路を集線部１３ａにおいて単純に合流させることになる。

図２７は、図１４に示す帯域割当処理（Ｓ１０７）の詳細を説明するためのフローチャートである。この処理は、ＯＳＵｉのＬＬＩＤｊに帯域を割り当てるものである。まず、ＬＬＴｉｊのレポート情報ＲＰｉｎｆｏ（ＯＮＵの上りキュー長）にレポートフレーム送出に必要な時間ＲＥＰＯＲＴ＿ｌｅｎｇｔｈを加えてＬｅｎとし、レーザオン期間Ｔｏｎに同期期間Ｓｙｎｃを加えてオーバヘッド時間ＯＶＬとする。そして、Ｌｅｎ、ＯＶＬおよびレーザオフ期間Ｔｏｆｆの和と、グラント長の上限値ＧＬｍａｘとの小さい方の値をＧＬとする。

また、ＯＳＵｉの最終割当時刻ＴＥｉとバーストギャップｂｕｒｓｔ＿ｇａｐとの和をＴＳｉとし、現在時刻ｃｔｉｍｅとＲＴＴと宅側装置の処理時間ｐｒｏｃ＿ｔｉｍｅとの和をＴＳｃとする。そして、ＴＳｉおよびＴＳｃの中で最も遅い時刻をＴＳとする（Ｓ１６２）。

次に、ＴＳ〜ＴＳ＋ＧＬの期間、すなわち時刻ＴＳからＧＬ経過までの期間が、ＯＳＵ切り替え処理（Ｓ２２１）において求めた光スイッチＯＳＷ切替期間Ｐ１と重なる場合には、時刻ＴＳを光スイッチＯＳＷ切替期間Ｐ１の後の時刻に変更する（Ｓ１６３）。ここで、切替期間Ｐ１に結び付けられた識別子がｉと異なる、すなわち切り替え対象のＯＳＵに対応する識別子と異なる場合には、切替期間Ｐ１は設定されない。

次に、ＯＳＵｉのＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを作成して出力メッセージキューＱｅｇに入れる。このとき、レポート強制フラグを立てる。また、開始時刻はＴＳからＲＴＴを差し引いた値とし、グラント長はＧＬとして受信ウィンドウを割り当てる（Ｓ１６４）。

そして、ＴＳにＧＬを加算した値からＴｏｆｆを差し引いた値を最終割当時刻ＴＥｉとし（Ｓ１６５）、ＴＥｉにある程度ぶれを見込んだ時刻にタイマＴＬｉｊをセットして（Ｓ１６６）、処理を終了する。

なお、上記Ｌｅｎの算出過程においては、誤り訂正のためのパリティデータ分を加えるようにしてもよい。

さらに、帯域割当処理は、同じアップリンクに集線される仮想ＯＳＵを連携させて行なうようにしてもよい。特に、アップリンクの上り帯域割当に基づいて、仮想ＯＳＵが出力する上りフレームが集線部を滞留せずに通過できるように、各ＰＯＮ回線の帯域割当を行なうようにすれば、集線部のＦＩＦＯの量は少なくてもよく、ユーザフレームが局側装置を通過する時間を短縮することができる。

図２８は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における無瞬断切り替え動作のタイミング関係を示す図である。

図２８を参照して、ＯＳＵｉのＦＩＦＯ２が空になる時刻ＴＦにおいて下りユーザフレームの送信が停止している。ＯＮＵからの上りバーストの最終到着時刻ＴＥｉが時刻ＴＦより後であるため、光スイッチＯＳＷ切替期間Ｐ１は時刻ＴＥｉの後に設けられている（Ｓ２３２）。

そして、時刻ＴＳは、ＴＳ〜ＴＳ＋ＧＬの期間が期間Ｐ１に重ならないように設定されている（Ｓ１６３）。また、下りフレームの送信は、期間Ｐ１の後に再開されている。

本発明の第１の実施の形態に係る局側装置において、ＯＳＵ切り替え処理とＯＳＵ切り戻し処理とに本質的な差はない。すなわち、ＯＳＵ切り戻し処理の詳細内容は図２６に示したフローチャートにおいてＯＳＵｉとＯＳＵｊとの関係を入れ替えたものと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

図２９は、図２３に示す制御系切替（切）処理（Ｓ２２３）の詳細を説明するためのフ
ローチャートである。まず、他系（待機系）の制御部に系切り替え指示を行ない（Ｓ２５１）、待機系に移行する（Ｓ２５２）。そして、管理通信タイマ（ＴＭＣ）をセットして（Ｓ２５３）、処理を終了する。

ここで、本実施の形態に係る光スイッチ１１ａにより、切替期間Ｐ１においても切り替え対象以外の通信経路では正常な通信が可能である。しかしながら、切替期間Ｐ１においてすべての通信経路の通信が不安定になることを許容すれば、光スイッチの構造を簡略化して経済化を図ることができる。このような光スイッチを使用する場合においても、以下のように動作を変更すれば、無瞬断切替が可能である。

すなわち、図２６に示すＯＳＵ切替え処理のステップＳ２３２において、切替期間Ｐ１の設定をｍａｘ｛ＴＦ、ＴＥｋ｝（ｋ＝１、２、・・・、Ｎ）とし、図２７に示す帯域割当処理のステップＳ１６３において、切替期間Ｐ１は識別子がｉであるか否かに関わらず、すなわち切り替え対象のＯＳＵに対応する識別子であるか否かに関わらず有効とする。また、ＯＳＵ ＩＦ部５５は、期間Ｐ１において、すべての出力メッセージキューＱｅｇからの制御メッセージの取り出しを一時停止するとともに、ＯＳＵ１２−１〜Ｎに対して、期間Ｐ１において下り通信を一時停止するよう指示する。各ＯＳＵ１２は当該指示を受けると、期間Ｐ１においてＦＩＦＯ２（３８）の読み出しおよび送信を一時停止する。

以上のように、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、まず、切り替え元のＯＳＵｉが下り通信信号の光スイッチ１１ａへの出力を停止する。次に、切り替え元のＯＳＵｉから受けた下り通信信号をＰＯＮ回線へ出力する通信経路から、切り替え先のＯＳＵｊから受けた下り通信信号をＰＯＮ回線へ出力する通信経路への切り替えを光スイッチ１１ａが開始してから完了するまでの切り替え遷移期間中、光スイッチ１１ａが複数のＯＮＵから上り通信信号を受信しないように、制御部１４が光スイッチ１１ａの切り替えタイミングおよび複数のＯＮＵの送信タイミングを設定する。次に、光スイッチ１１ａが、設定された切り替えタイミングに基づいて通信経路の切り替えを行なう。次に、切り替え先のＯＳＵｊが下り通信信号の光スイッチ１１ａへの出力を開始する。

このような構成により、光スイッチにおいて、上り方向の通信信号が廃棄されることを防ぐことができ、かつ下り方向の通信信号が廃棄され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通信の瞬断を防ぐことができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、光スイッチ１１ａがＯＳＵｉからＯＳＵｊへの通信経路を切り替える前に、集線部１３ａが、下り通信信号の出力先を切り替え元のＯＳＵｉから切り替え先のＯＳＵｊに切り替える。そして、制御部１４は、切り替え元のＯＳＵｉが自己のＦＩＦＯ２に蓄積された下り通信信号の送信を完了するタイミングを予測する。制御部１４は、予測したタイミングより後であって切り替え遷移期間より長く、かつ複数のＯＮＵが上り通信信号の送信を停止するギャップ期間を設定し、切り替え遷移期間がギャップ期間に含まれるように光スイッチ１１ａの切り替えタイミングを設定する。

すなわち、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置の冗長切り替え方法は、ＦＩＦＯ２の容量が小さいためにフラッシュ時間が短い場合であってフラッシュ時間の予測が可能なときに好適である。たとえば、下りバッファすなわちＦＩＦＯ２の最大容量をＰＯＮ回線の下り帯域で割った時間がフラッシュ時間の上限の目安となる。このような構成により、下りバッファすなわちＦＩＦＯ２の容量が小さい場合において、無瞬断冗長切り替えを迅速に行なうことができる。また、光スイッチの切り替えに要する期間の長さに応じて、ギャップ期間を柔軟に設定することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、制御部１４がＯＳＵ１〜ＯＳＵ Ｎ＋１（１２−１〜１２−Ｎ＋１）の制御を一括して行なう。これにより、局側装置のコストを削減することが可能となる。なお、ＭＰＣＰフレームの送受信タイミングは許容範囲が大きいので、送受信タイミングが多少ぶれても問題とはならない。したがって、ＭＰＣＰフレームの終端を１つの制御部で行なったとしても、特に問題とはならない。

また、制御部１４はＯＮＵの登録状態を維持したまま、通信経路を変更するだけでＯＳＵの冗長切り替えを行なう。これにより、冗長切り替えが迅速に行なえるとともに、ＯＳＵの異常に影響を受けることがなくなる。

また、Ｎ個のＯＳＵに対して１個の予備（待機系）ＯＳＵを用意するだけで冗長切り替えを行なえるため、経済性を大きく損なうことなく耐障害性能を向上させることが可能となる。

また、まず運用系ＯＳＵから予備ＯＳＵへの冗長切り替えを無瞬断で行い、つぎに運用系ＯＳＵを交換し、最後に予備ＯＳＵから交換後の運用系ＯＳＵへの冗長切り戻しを無瞬断で行なうことによって、ユーザへのサービスに影響を与えることなくＯＳＵの交換ができるため、ネットワークの保守性を向上させることが可能となる。

本実施の形態において、ＯＳＵは、ＥＰＯＮおよび１０ＧＥＰＯＮが共存するシステムに対応する構成であってもよい。すなわち、局側装置は、同一のＰＯＮ回線を介して、ＥＰＯＮのＯＮＵおよび１０ＧＥＰＯＮのＯＮＵに接続される。

上りおよび下りとも波長多重を行なうことによって上記２つのＰＯＮを共存させる場合、ＯＳＵの冗長切り替えは、２個のＯＳＵを２個の待機系ＯＳＵへ並行して切り替えることに等しい。この場合、上記２つのＰＯＮについて個別に求めた切り替え期間のうち、遅い方を切り替え期間として選択すればよい。

また、上りにおいて時分割多重を行ない、下りにおいて波長多重を行なうことによって上記２つのＰＯＮを共存させる場合は、ＯＳＵ１２において、ＦＩＦＯ２（３８）および送信距離部３４をＥＰＯＮ用および１０ＧＥＰＯＮ用で２系統設ける。そして、ＰＯＮ送受信部３５が、ＥＰＯＮ用の送信処理部からの電気信号と１０ＧＥＰＯＮ用の送信処理部からの電気信号とを異なる波長の光信号に変換する。また、ＰＯＮ送受信部３５および受信処理部３３はバースト毎にレートが異なるデュアルレート信号を受信可能である。下り信号の切り替え可能期間について、ＥＰＯＮ用および１０ＧＥＰＯＮ用の２つのＦＩＦＯ２が空になる時刻を個別に求めたもののうち、遅い方を切り替え期間として選択すればよい。上り信号は時分割多重されているので、上り信号の切り替え可能期間はＥＰＯＮおよび１０ＧＥＰＯＮで同じである。なお、制御部１４は、制御フレームをいずれの系から受信したかを判別し、かついずれの系に制御フレームを送信するかを選択する。

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局側装置と比べて冗長切り替えタイミングの設定方法を変更した局側装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る局側装置と同様である。

本発明の第２の実施の形態に係る局側装置では、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置と異なり、制御部１４は、ＯＳＵｉのＦＩＦＯ２が空になる時刻ＴＦを予測するのではなく、ＯＳＵｉからＦＩＦＯ２が空になった旨のフラッシュ完了通知を受ける。

そして、制御部１４は、フラッシュ完了通知を受けてから、光スイッチ切替用の上り方向のギャップを割り当てる。

このような構成により、下りバッファすなわちＦＩＦＯ２の最大容量が大きい場合など、フラッシュ時間の上限を予測したのでは効率的でない場合においても、無瞬断冗長切り替えを迅速に行なうことができる。また、光スイッチの切り替えに要する期間の長さに応じて、ギャップ期間を柔軟に設定することができる。

しかしながら、このギャップ割り当てに必要となる局側装置およびＯＮＵ間の通信処理を考えると、このギャップは少なくとも局側装置およびＯＮＵ間の往復時間後に設けられることから、下り方向の通信停止時間が長くなってしまう。

そこで、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置では、制御部１４は、上り帯域割当処理において、間欠的に発生する光スイッチ切替用ギャップを予め設定する。そして、制御部１４は、フラッシュ完了通知を受けると、たとえば受けた時刻後の最初の光スイッチ切替用ギャップにおいて光スイッチ１１ａの切り替えを行なう。

図３０は、図２３に示すＯＳＵ切り替え処理（Ｓ２２１）の詳細を説明するためのフローチャートである。図３０におけるステップＳ２６０，Ｓ２６１，Ｓ２６４〜Ｓ２６７は、図２６に示すフローチャートのステップＳ２３０，Ｓ２３１，Ｓ２３３〜Ｓ２３６と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

図３０を参照して、ステップＳ２６１の処理後、制御部１４は、ＯＳＵ切り替えギャップ要求フラグを１に設定する。また、制御部１４は、次ギャップインターバルを現在時刻に設定し、帯域割当処理と共有する、すなわち帯域割当処理において次ギャップインターバルを参照可能とする（Ｓ２６２）。

次に、制御部１４は、フラッシュ完了通知をＯＳＵｉから受けて、受けた時刻にＯＳＵ切替え処理による遅延時間を加えた時刻以降の最初の光スイッチ切替用ギャップにおいて光スイッチＯＳＷ切替期間Ｐｋを設ける。また、制御部１４は、ＯＳＵ切り替えギャップ要求フラグを０に設定する（Ｓ２６３）。

図３１は、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置における帯域割当処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図２７におけるステップＳ１６３の代わりとなる図３１におけるステップＳ２７３以外は図２７に示すフローチャートと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

制御部１４は、ギャップ要求フラグが１であり、かつ現在時刻が次ギャップインターバルを経過している場合には、ＴＳ＝ＴＳ＋ΔＯＳＷとする。そして、制御部１４は、ＴＳ−ΔＯＳＷを光スイッチ切替用ギャップの開始時刻として記録するとともに、次ギャップインターバルを設定する（Ｓ２７３）。ここで、光スイッチ切替用ギャップの開始時刻は、たとえばリングバッファ上に時系列的に記録される。なお、現在時刻より前の開始時刻は無効であり、上書きしてよい。

ここで、ΔＯＳＷは、光スイッチ１１ａが通信経路の切り替えを開始してから完了するまでの切り替え遷移時間として設定される時間である。冗長切り替え時における通信信号の廃棄および追い越しをなくしたとしても、通信信号の停止期間が長すぎると無瞬断とはいえない。停止期間の目安はアプリケーションに依存するが、電話およびビデオの場合、数１００ｍｓが上限となる。ΔＯＳＷが停止許容期間以内に収まる光スイッチ１１ａを使用する必要がある。

図３２は、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置における無瞬断切り替え動作のタイミング関係を示す図である。

図３２を参照して、ＯＳＵｉのＦＩＦＯ２が空になる時刻ＴＦにおいて下りフレームの送信が停止している。ここでは、制御部１４が時刻ＴＦにおいてフラッシュ完了通知をＯＳＵｉから受けたと仮定して説明する。

制御部１４は、時刻ＴＦ後の最初の光スイッチ切り替え用ギャップＧｋにおいて光スイッチＯＳＷ切替期間Ｐｋを設ける。光スイッチ切り替え用ギャップＧｋの開始時刻はＴＳ−ΔＯＳＷに設定されており、終了時刻はＴＳに設定されている。ここでは、ΔＯＳＷは、余裕を持たせるために光スイッチＯＳＷ切替期間Ｐｋより長く設定されている。

ここで、前述のように、制御部１４が、フラッシュ完了通知をＯＳＵｉから受けた後、光スイッチ切替用の上り方向のギャップを割り当てる場合を考える。この場合、時刻ＴＦにおいて局側装置からＯＮＵへギャップ割り当てが指示され、ＯＮＵにおける処理時間ＴＰを経過した後、ギャップＧｋＤが生成される。局側装置におけるギャップＧｋＤの開始時刻はＴＧとなり、光スイッチ１１ａの切り替えタイミングは時刻ＴＧ以降になってしまう。

これに対して、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置のように制御部１４が複数の光スイッチ切り替え用ギャップを設ける構成では、時刻ＴＧより前の光スイッチ切り替え用ギャップＧｋにおいて光スイッチ１１ａの切り替えを行なうことができるため、より迅速に冗長切り替えを行なうことができる。

このように、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置では、下りバッファすなわちＦＩＦＯ２の容量が大きい場合においても、無瞬断冗長切り替えをさらに迅速に行なうことができる。また、下り方向の通信停止時間が長くなることを防ぐことができる。また、光スイッチの切り替えに要する期間の長さに応じて、ギャップ期間を柔軟に設定することができる。

なお、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置では、制御部１４は、フラッシュ完了通知を受けると、受けた時刻後の最初の光スイッチ切替用ギャップにおいて光スイッチ１１ａの切り替えを行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御部１４が、フラッシュ完了通知を受けると、受けた時刻後の２番目、３番目の光スイッチ切替用ギャップ等、所定期間設定された複数の光スイッチ切替用ギャップのうち、フラッシュ完了通知を受けた後のいずれかの光スイッチ切替用ギャップにおいて光スイッチ１１ａの切り替えを行なう構成であっても、迅速に冗長切り替えを行なうことが可能である。

図３３は、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置における帯域割当処理の変形例の詳細を説明するためのフローチャートである。図３１におけるステップＳ２７３の代わりとなる図３３におけるステップＳ２７４以外は図３１に示すフローチャートと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

本発明の第２の実施の形態に係る局側装置では、上り帯域割当において、光スイッチ切替用ギャップを専用に設けている。しかしながら、ΔＯＳＷが小さい場合にはバーストギャップ期間において光スイッチを切り替えてもよい。ここで、バーストギャップ期間とは、複数のＯＮＵが局側装置へ上り通信信号を排他的に送信する各期間の間に設けられた、複数のＯＮＵが局側装置へ上り通信信号を送信しない期間である。

図３３を参照して、制御部１４は、バーストギャップ期間において光スイッチ切り替え期間Ｐｋを設定する。すなわち、制御部１４は、ＴＳ−ΔＯＳＷを光スイッチ切替用ギャップの開始時刻として記録する（Ｓ２７４）。

図３４は、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置におけるディスカバリ処理の変形例の詳細を説明するためのフローチャートである。図８におけるステップＳ４１の代わりとなる図３４におけるステップＳ２７５以外は図８に示すフローチャートと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

ΔＯＳＷが大きい場合にはディスカバリ期間において光スイッチを切り替えてもよい。ここで、ディスカバリ期間とは、局側装置との通信を希望する新たなＯＮＵが局側装置へ上り通信信号を送信する期間である。

図３４を参照して、まず、制御部１４は、ＯＳＵｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）に対するディスカバリゲートメッセージを順次作成し、出力メッセージキューＱｅｇに入れる。このとき、開始時刻はＴＥｋまたは現在時刻の遅い方を基準とする。そして、制御部１４は、この開始時刻を光スイッチ切替用ギャップの開始時刻として設定する（Ｓ２７５）。

なお、ディスカバリ処理の頻度は、通常、たとえば１秒に１回と多くないことから、障害時よりはＯＳＵの定期保守および予め計画されたＯＳＵの交換作業においてディスカバリ期間を利用することが好ましい。

図３３および図３４に示す変形例では、ΔＯＳＷがこれらの期間以下となるような光スイッチ１１ａを使用する必要がある。ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術およびシリコンフォトニクス技術を用いれば、ΔＯＳＷを１０ｎｓオーダとすることが十分可能である。

このように、既存のバーストギャップ期間またはディスカバリ期間において光スイッチを切り替える構成により、冗長切り替えのために上り方向の帯域を別途割り当てる必要がなくなり、上り方向の帯域効率を高めることができる。

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局側装置と比べて運用系のＯＳＵおよび待機系のＯＳＵを互いに異なる構成とした局側装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る局側装置と同様である。

図３５は、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置における予備系ＯＳＵの構成例を示すブロック図である。

図３５を参照して、予備系ＯＳＵｊは、図３に示すＯＳＵ１２と比べて、記憶部７２をさらに含み、また、ローカル制御部３６の代わりにローカル制御部８１を含む。ローカル制御部８１は、保守管理部７１を含む。

保守管理部７１は、局側装置における種々の保守管理を行なう。たとえば、機能追加あるいは不具合の未然解決のために、図２６に示すようなＯＳＵｉからＯＳＵｊへの冗長切り替えを行なった後、ＯＳＵｉを局側装置から取り外して交換する。このとき、ＯＳＵｊは、ＯＳＵｉの代わりにＯＮＵと通信を行なうとともに、保守管理部７１によって必要な保守管理を行なう。

記憶部７２は、たとえばフラッシュメモリであり、ローカル制御部８１によってアクセスされ、ＯＮＵのファームウェアすなわちＯＮＵが実行するためのプログラムを記憶する。保守管理部７１は、記憶部７２に記憶されているプログラムをＯＮＵへダウンロードする。

ＯＮＵを始め、一般にプログラマブルな構造を有する端末装置に対して、局側装置から当該プログラムすなわちファームウェアを更新できるネットワークシステムが知られている。

ＰＯＮにおいては、ＯＡＭリンクを利用してプログラムデータを局側装置からＯＮＵへダウンロードする。このように、端末装置を交換することなく、また、ユーザに手間をかけることなく、プログラムミスが原因である不具合の改修、および端末装置の機能追加が可能となる。これにより、ネットワークシステムの保守性を著しく高めることができる。

本発明の第３の実施の形態に係る局側装置では、ＯＮＵのファームウェア更新機能をＯＳＵｊのみが有している。ＯＳＵｉ配下のＯＮＵのファームウェアを更新したい場合には、ＯＳＵｉからＯＳＵｊへの冗長切り替えを行なった後、ＯＳＵｊがＯＮＵのファームウェアを更新する。そして、ＯＳＵｊからＯＳＵｉへの冗長切り替えを行ない、ＯＳＵｉに切戻す。

また、別の保守管理機能として、ＯＳＵｊにおけるＰＯＮ送受信部３５が、光受信信号の品質モニタ機能を有していてもよい。光受信信号の品質としては、パワー、波長、消光比、ジッタ偏差および誤り率等がある。また、制御部１４は、ＰＯＮ送受信部３５がモニタした結果を継続的に受けて、経時的な変化もモニタする構成であってもよい。

本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る局側装置では、運用系のＯＳＵｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）と冗長系のＯＳＵｊ（ｊ＝Ｎ＋１）は同じ構成を有することを想定していた。しかしながら、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置のように、運用系のＯＳＵおよび冗長系のＯＳＵを差別化することにより、局側装置全体としてのコストを低減することが可能である。すなわち、保守管理系の機能をＯＳＵｊに集中配備する一方で、他のＯＳＵｉを単純な機能に限定することにより、全体コストを低減することができる。

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１の実施の形態に係る局側装置と比べて集線部および制御部を二重化した局側装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る局側装置と同様である。

図３６は、本発明の第４の実施の形態における局側装置の概略構成を示すブロック図である。

この局側装置１ｂは、１系の集線部１３ａ−１、２系の集線部１３ａ−２、１系の制御部１４−１および２系の制御部１４−２を含む。

図３７は、本発明の第４の実施の形態における光スイッチ１１ｂの構成例を示す図である。この光スイッチ１１ｂは、図２に示す第１の実施の形態における光スイッチ１１ａと比較して、系選択部２５が追加されている点のみが異なる。この系選択部２５は、１系の制御部１４−１からの制御信号と２系の制御部１４−２からの制御信号とのいずれかを選択するものである。

系選択部２５は、１系の制御部１４−１および２系の制御部１４−２と継続的に管理通信を行なっており、運用系になっている制御部を自律的に判断し、運用系となっている制御部からの制御信号をアクチュエータ２１に出力する。

図３に示すＯＳＵ１２の制御ＩＦ部３２は、１系の制御部１４−１と２系の制御部１４−２とのインタフェースを有している。制御ＩＦ部３２は、このインタフェースを介して１系の制御部１４−１および２系の制御部１４−２と継続的に管理通信を行なっており、運用系になっている制御部を自律的に判断する。そして、制御ＩＦ部３２は、運用系の制御部からの信号のみを処理する一方、両方の制御部に同じ信号を出力する。

同様に、集線ＩＦ部３１は、１系の制御部１４−１と２系の制御部１４−２とのインタフェースを有している。集線部ＩＦ３１は、上りフレームを集線部１３ａ−１および１３ａ−２の両系統に出力し、両系統から送られた下りフレームをＦＩＦＯ２（３８）に出力する。なお、待機系の集線部から下りフレームが送られることはないので、衝突はしない。また、集線部の異常に備えて、待機系からの入力信号を遮断するようにしてもよい。この場合、制御部１４−１または１４−２が、制御ＩＦ部３２を介して系選択を行なう。

図４に示す集線部１３ａの制御ＩＦ部４４は、１系の制御部１４−１と２系の制御部１４−２とのインタフェースを有している。制御ＩＦ部３２は、このインタフェースを介して１系の制御部１４−１および２系の制御部１４−２と継続的に管理通信を行なっており、運用系になっている制御部を自律的に判断する。そして、制御ＩＦ部４４は、運用系の制御部からの信号のみを処理する一方、両方の制御部に同じ信号を出力する。

集線部が二重系となっている場合、パスの選択はフィルタ部４６ａでのパス接続／パス切断の設定に反映される。運用系の制御部が、制御ＩＦ部４４を介してこの指示を行なう。たとえば、集線部が１：１冗長化に対応する場合、待機系の集線部については、すべてのフィルタ部の上りパスおよび下りパスをともに切断に設定すればよい。また、１＋１冗長化に対応する場合、待機系の集線部については、すべてのフィルタ部の下りパスを切断に設定すればよい。

図５に示す制御部１４のＩＯ制御部５４は、他方の制御部のＩＯ制御部とインタフェースできるようになっている。ＣＰＵ５１は、ＩＯ制御部５４を介して他系のＣＰＵと管理通信を行ない、運用系となるか、待機系となるかを自律的に判断している。また、操作ＩＦから明示的に運用系／待機系が指示される場合もある。局側装置の各部からの信号は両系統に入力されるので、待機系であっても局側装置内の状態変化やＰＯＮ回線の状態をトレースすることができる。

集線部の冗長化によって、１：１冗長化、１＋１冗長化、負荷分散が可能である。ここで、負荷分散とは、ＯＳＵを２つのグループ（ＡグループおよびＢグループ）に分け、通常時は１系の集線部１３ａ−１がグループＡを集線し、２系の制御部１４−２がグループＢを集線する。そして、たとえば１系の集線部１３ａ−１またはアップリンクに障害が発生した場合、２系の集線部１３ａ−２が両グループを集線するように切り替えるものである。１：１冗長化または負荷分散を行なう場合、集線部１３ａのアップリンク送受信部４１は、アップリンクを介して管理通信を行ない、アップリンクの状態を監視するとともに、対向装置からの障害通知を受信して、異常があった場合は対応した警報を制御部１４に通知する。

制御部１４は、運用系の集線部の異常を認識すると、他系の集線部が正常である場合、他系に切り替える。この切り替えは、冗長構成（１：１、１＋１、負荷分散）に応じて、集線部１３ａのフィルタ部４６ａのパス設定を変更することによって行なわれる。なお、負荷分散の場合には、制御部１４が操作ＩＦを介して外部からの指示を受け、集線部１３ａのフィルタ部４６ａのパス設定を変更することによって、負荷分散状態時に復旧させる。

制御部１４の切り替えを行なう際に、帯域割当の引継ぎが行なわれるが、過去の割当分を含めて厳密に引継ぐ運用と、過去分は引継がずに新規に帯域計算を行なう運用とがある。前者の場合、運用系の制御部は、待機系の制御部に各ＰＯＮ回線に送信した制御メッセージを、どのＯＳＵに対して送信したかを含めて通知するようにする。

以上説明したように、本発明の第４の実施の形態に係る局側装置によれば、第１の実施の形態に係る局側装置の制御部および集線部を冗長化するようにしたので、第１の実施の形態において説明した効果に加えて、経済性を大きく損なうことなく、さらに耐障害性能を向上させることが可能となった。

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局側装置と比べて各ＰＯＮ回線を二重化したＰＯＮシステムにおける局側装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る局側装置と同様である。

本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、切り替え元のＯＳＵｉから受けた下り通信信号をＰＯＮ回線へ出力する通信経路から、切り替え先のＯＳＵｊから受けた下り通信信号をＰＯＮ回線へ出力する通信経路への切り替えを光スイッチ１１ａが行なう際、上記切り替え前後でＰＯＮ回線は同じであることを前提としているが、このような構成に限定されるものではない。たとえば、ＰＯＮシステムにおいてＰＯＮ回線が二重化されており、切り替え元のＯＳＵｉから受けた下り通信信号を運用系のＰＯＮ回線へ出力する通信経路から、切り替え先のＯＳＵｊから受けた下り通信信号を待機系のＰＯＮ回線へ出力する通信経路への切り替えを光スイッチ１１ａが行なう場合であっても、本実施の形態に係る冗長切り替えを適用することが可能である。

図３８は、本発明の第５の実施の形態における局側装置の概略構成を示すブロック図である。

図３８を参照して、ＰＯＮシステム３０２では、ＰＯＮ回線ｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ）が二重化されている（以下、ＰＯＮ回線ｉがＡ系のＰＯＮ回線ｉＡおよびＢ系のＰＯＮ回線ｉＢを含むものとする）。ＰＯＮシステム３０２は、局側装置１ｃと、光ファイバである（２×Ｎ）本のＰＯＮ回線１Ａ〜ＮＡ（３−１Ａ〜３−ＮＡ）および１Ｂ〜ＮＢ（３−１Ｂ〜３−ＮＢ）と、（２×Ｎ）個の光カプラ４−１Ａ〜４−ＮＡおよび４−１Ｂ〜４−ＮＢと、複数の宅側装置（ＯＮＵ）２とを備える。局側装置１ｃは、光スイッチ部１１ｃと、ＯＳＵ１〜Ｎ＋１（１２−１〜１２−Ｎ＋１）と、集線部１３ａと、局側装置１ｃの全体的な制御を行なう制御部１４とを含む。Ｎは２以上の整数である。

局側装置１ｃは、（２×Ｎ）本のＰＯＮ回線１Ａ〜ＮＡおよび１Ｂ〜ＮＢに接続され、この（２×Ｎ）本のＰＯＮ回線を終端する。ＰＯＮ回線１Ａ〜ＮＡおよび１Ｂ〜ＮＢは、光カプラ４−１Ａ〜４−ＮＡおよび４−１Ｂ〜４−ＮＢ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ＯＮＵ２に接続されている。ＰＯＮ回線ｉＡおよびｉＢは、光カプラ４−ｉＡおよび４−ｉＢを介してそれぞれ共通の複数のＯＮＵ２に接続されている。

図３９は、本発明の第５の実施の形態における光スイッチ部の概略構成を示すブロック図である。図４０は、本発明の第５の実施の形態に係る局側装置における無瞬断切り替え動作に関する概略構成を示す図である。

図３９および図４０を参照して、光スイッチ部１１ｃは、ＰＯＮ回線ｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ）の二重化に対応して、ＰＯＮ回線ｉＡおよびＰＯＮ回線ｉＢに対する２つのインタフェースを備える。すなわち、光スイッチ部１１ｃは、Ｎ：１光スイッチＯＳＷｎと、２：１光スイッチＯＳＷ２ｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ）とを含む。

Ｎ：１光スイッチＯＳＷｎは、本発明の第１の実施の形態に係る光スイッチ１１ａと同じ構成である。本実施の形態においては、Ｎ：１光スイッチＯＳＷｎのＰＯＮ回線側にさらに２：１光スイッチＯＳＷ２ｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ）がＰＯＮ回線ごとに接続されている。すなわち、Ｎ：１光スイッチがＯＳＵの冗長切替を行い、２：１光スイッチがＰＯＮ回線の冗長切替を行なう。なお、２：１光スイッチの構成は、図２においてＮ＝１とした場合の光スイッチと同じであるが、図２の紙面左右の向きが逆になる。

すなわち、Ｎ：１光スイッチＯＳＷｎは、制御部１４からの指示に従い、Ｎ＋１個のＯＳＵ１〜Ｎ＋１（１２−１〜１２−Ｎ＋１）と、Ｎ個の２：１光スイッチＯＳＷ２ｉとの間の通信経路を切り替える。

２：１光スイッチＯＳＷ２ｉは、制御部１４からの指示に従い、Ｎ：１光スイッチＯＳＷｎと、ＰＯＮ回線ｉＡおよびｉＢとの間の通信経路を切り替える。

ＰＯＮシステム３０２におけるＯＮＵ２は、Ａ系およびＢ系のＰＯＮ回線に接続される。ＯＮＵ２は、下り方向については、Ａ系およびＢ系のＰＯＮ回線のうち有効な下りフレームが送信されてくる方の系を選択する。ＯＮＵ２は、上り方向については、Ａ系およびＢ系のＰＯＮ回線のいずれか一方へ上りフレームを送信する１：１冗長モードと、両系に同じ上りフレームを送信する１＋１冗長モードのいずれかで動作する。そして、ＯＮＵ２が１：１冗長モードで動作する場合において、さらに、ＯＮＵ２は、上り方向の系の選択に関し、有効な下りフレームが送信されてくる方の系を選択する１：１自律冗長モード、およびＯＡＭメッセージ等による局側装置からの明示的な指示に従い系を選択する１：１従属冗長モードのいずれかで動作する。なお、ここでは、説明を簡単にするために、同一のＰＯＮ回線に接続されているＯＮＵ２間では、これらの動作モードが統一されているものと想定する。

図４１は、本発明の第５の実施の形態に係る局側装置における切り替え処理の詳細を説明するためのフローチャートである。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１の実施の形態における図２１のＯＳＵ切替え処理（Ｓ２１３）および図２３のＯＳＵ切替え処理（Ｓ２２１）が、図４１に示す切り替え処理に置き換わる。

図４１を参照して、制御部１４は、計画保守すなわちＯＳＵまたはＰＯＮ回線の定期保守および予め計画されたＯＳＵまたはＰＯＮ回線の交換作業を目的として切り替え処理の実行が指示された場合であって（Ｓ３０１でＹＥＳ）ＯＳＵの保守が目的であるときには（Ｓ３０２でＹＥＳ）、ＯＳＵ切り替え処理を行なって（Ｓ３０５）、処理を終了する。このＯＳＵ切り替え処理は、図２６に示すＯＳＵ切り替え処理と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

また、制御部１４は、ＰＯＮ回線の保守が目的であるときには（Ｓ３０１でＹＥＳ、Ｓ３０２でＮＯ、Ｓ３０３でＹＥＳ）、ＰＯＮ回線切り替え処理を行なって（Ｓ３０６）、処理を終了する。

また、障害発生によって切り替え処理の実行が指示された場合には（Ｓ３０１でＮＯ）、瞬時切り替え処理を行なって（Ｓ３０４）、処理を終了する。

計画保守時においては、ＯＳＵの冗長切り替えと、ＰＯＮ回線の冗長切り替えとは独立して考えればよい。すなわち、ＯＳＵを保守したい場合はＯＳＵのみの冗長切り替えを行ない、ＰＯＮ回線を保守したい場合はＰＯＮ回線のみの冗長切り替えを行なう。しかしながら、障害発生時には、通常、ＯＳＵおよびＰＯＮ回線のいずれに障害があるのかすぐには特定できないことから、ＯＳＵの冗長切り替えとＰＯＮ回線の冗長切り替えとを並行して行なうことが合理的である。

図４２は、図４１に示す瞬時切り替え処理（Ｓ３０４）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、制御部１４は、光スイッチＯＳＷおよびＯＳＷ２ｉをともに切り替える（Ｓ３１１）。すなわち、制御部１４は、光スイッチＯＳＷを切り替えることにより、たとえばＯＳＵｉからＯＳＵｊへの冗長切り替えを行なう。また、これと並行して、制御部１４は、光スイッチＯＳＷ２ｉを切り替えることにより、たとえばＰＯＮ回線ｉＡからＰＯＮ回線ｉＢへの冗長切り替えを行なう。このＰＯＮ回線の切り替え処理の詳細については後述する。

次に、制御部１４は、ＯＮＵ２が１：１従属冗長モードで動作している場合には、ＰＯＮ回線ｉに接続されているＯＮＵ２に対し、ＯＡＭメッセージを用いてＰＯＮ回線ｉ経由で系切り替え指示をブロードキャストする（Ｓ３１２）。

次に、制御部１４は、待機系の制御部にＯＳＵｉからＯＳＵｊへの切り替えおよびＰＯＮ回線ｉＡからＰＯＮ回線ｉＢへの切り替えを通知して、処理を終了する（Ｓ３１３）。

図４３は、図４１に示すＰＯＮ回線切り替え処理（Ｓ３０６）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、制御部１４は、図２７に示す帯域割当処理において算出したＰＯＮ回線ｉに対する上りバーストの割当最終時刻ＴＥｉを参照する。そして、制御部１４は、ｍａｘ｛ｃｔｉｍｅＰ，ＴＥｉ｝すなわち時刻ｃｔｉｍｅＰおよび時刻ＴＥｉの遅い方の時刻後に光スイッチＯＳＷ２ｉの切替期間Ｐ１を設ける。制御部１４は、この期間Ｐ１を切り替え対象を表わす仮想ＯＳＵの識別子ｉと結び付けて、帯域割当処理と共有する、すなわち帯域割当処理において期間Ｐ１および識別子ｉを参照可能とする（Ｓ３２１）。ここで、時刻ｃｔｉｍｅＰは、現在時刻ｃｔｉｍｅにＰＯＮ回線切り替え処理による遅延時間を加えた時刻である。また、光スイッチＯＳＷ２ｉの切替期間は、光スイッチＯＳＷ２ｉが通信経路の切り替えを開始してから完了するまでの切り替え遷移期間にＯＮＵでの受信オーバーヘッド時間を加えたものである。このＯＮＵでの受信オーバーヘッド時間とは、ＯＮＵにおいて、光信号の瞬断に起因する、光受信部が再び安定するまでの時間とデータ再生回路の再同期時間とを加えたものである。

次に、制御部１４は、ＯＳＵ ＩＦ部５５に対し、ＯＳＵ変換の仮想ＯＳＵｉに関する設定をＯＳＵｍａｐ（ｉ）＝ｉからＯＳＵｍａｐ（ｉ）＝ｉへ期間Ｐ１において変更することを指示する（Ｓ３２２）。すなわち、出力メッセージキューＱｅｇから受けた下り制御メッセージに記された宛先ＯＳＵを、ＯＳＵｉからＯＳＵｉへ変更する。また、ＯＳＵ ＩＦ部５５は、期間Ｐ１において、仮想ＯＳＵｉに対応する出力メッセージキューＱｅｇからの制御メッセージの取り出しを一時停止する。すなわち、制御部１４は、ＯＳＵ変換は実質的には行なわないが、期間Ｐ１における制御メッセージの送信を停止する。

そして、制御部１４は、現在時刻が期間Ｐ１の開始時刻になると、ＯＳＵｉの下りフレームの送信を停止するよう指示するとともに、光スイッチＯＳＷ２ｉに対してたとえばＰＯＮ回線ｉＡ側からＰＯＮ回線ｉＢ側へ切り替えるよう指示する（Ｓ３２３）。

そして、制御部１４は、現在時刻が期間Ｐ１の終了時刻になると、ＯＳＵｉに対して下りフレームの送信を開始するように指示する（Ｓ３２４）。

次に、制御部１４は、ＯＮＵ２が１：１従属冗長モードで動作している場合には、ＰＯＮ回線ｉに接続されているＯＮＵ２に対し、ＯＡＭメッセージを用いてＰＯＮ回線ｉ経由で系切り替え指示をブロードキャストする（Ｓ３２５）。

次に、制御部１４は、待機系の制御部にたとえばＰＯＮ回線ｉＡ側からＰＯＮ回線ｉＢ側への切り替えを通知して、処理を終了する（Ｓ３２６）。

以上説明したように、本発明の第５の実施の形態に係る通信制御方法は、二重以上に冗長化された受動的光ネットワークを終端する光回線ユニットと、この冗長化された受動的光ネットワークと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、光スイッチの切り替えおよび受動的光ネットワークに接続された複数の宅側装置による上り通信信号の送信を制御する制御部とを備え、光回線ユニットは、下り通信信号を光スイッチ経由で複数の宅側装置へ送信し、かつ複数の宅側装置からの上り通信信号を光スイッチ経由で受信する局側装置における通信制御方法であって、光スイッチが通信経路の切り替えを行なう切り替え遷移期間中、光スイッチが複数の宅側装置から上り通信信号を受信しないように、制御部が光スイッチの切り替えタイミングおよび複数の宅側装置の送信タイミングを設定するステップと、制御部が設定した光スイッチの切り替えタイミングに先立ち、光回線ユニットが下り通信信号の光スイッチへの出力を停止するステップと、光スイッチが、設定された切り替えタイミングに基づいて通信経路の切り替えを行なうステップと、光回線ユニットが下り通信信号の光スイッチへの出力を開始するステップとを含む。

これにより、ＰＯＮ回線の冗長切り替えを無瞬断で行なうことができる。
また、本発明の第５の実施の形態に係る局側装置は、少なくとも１組は冗長構成を有するＮ組の受動的光ネットワーク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、Ｎ個の光回線ユニットと、Ｊ個の予備光回線ユニットと、Ｎ個の光回線ユニットおよびＪ個の予備光回線ユニットとＮ組の受動的光ネットワークとの間の通信経路の切り替え、ならびに冗長構成を有する受動的光ネットワークの組についてはいずれか１つの受動的光ネットワークの選択を行なう光スイッチと、この光スイッチの切り替えを制御する制御部とを含む。Ｊは１以上の整数である。

好ましくは、この局側装置では、制御部が、複数の受動的光ネットワークに接続されている複数の宅側装置に対して上り通信信号の送信を制御する。

さらに好ましくは、この局側装置では、制御部は、光スイッチの設定を変更する切り替え遷移期間中、光スイッチが複数の宅側装置から上り通信信号を受信しないように光スイッチの切り替えタイミングおよび複数の宅側装置の送信タイミングを制御する。

ＰＯＮ回線を二重化する場合は、通常、ＯＳＵも二重化するため、（２×Ｎ）個のＯＳＵが必要であった。しかしながら、本発明の第５の実施の形態によれば、ＯＳＵは（Ｎ＋１）個でもよいため、局側装置の低コスト化が可能である。さらに、ＯＳＵに対して独立に設けられた制御部がＯＮＵによる上り通信信号の送信を一括して制御するので、ＯＮＵの登録状態を維持したまま冗長切り替えを行なうことができる。これにより、迅速な冗長切り替えが可能となる。さらに、制御部が光スイッチの切り替えタイミングおよび複数の宅側装置の送信タイミングを制御するので、ＯＳＵの保守およびＰＯＮ回線の保守を無瞬断で行なうことが可能となる。

なお、本発明の第５の実施の形態に係る局側装置では、ＯＳＵの保守ではＰＯＮ回線の冗長切り替えを行わず、ＰＯＮ回線の保守ではＯＳＵの冗長切り替えを行わない構成であるとしたが、これに限定するものではなく、これらの保守において、ＯＳＵの冗長切り替えおよびＰＯＮ回線の冗長切り替えを並行して行なうようにしてもよい。この場合、光スイッチＯＳＷｎの切り替え時間および光スイッチＯＳＷ２ｉの切り替え時間の大きい方を光スイッチ切替時間として選択すればよい。

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６の実施の形態＞
本実施の形態は、図３３に示す帯域割当処理の変形例を適用した第２の実施の形態に係る局側装置と比べて各ＰＯＮ回線を二重化したＰＯＮシステムに対応させた局側装置に関する。また、以下で説明するＰＯＮ回線切り替え処理以外の、各ＰＯＮ回線の二重化に対応するための構成および動作については、第５の実施の形態に係る局側装置と同様である。

本実施の形態においては、ＯＮＵ２は１＋１冗長化モードで動作し、二重化されているＰＯＮ回線ｉすなわちＰＯＮ回線ｉＡおよびＰＯＮ回線ｉＢにおけるフレームの伝播時間の差がバーストギャップに比べて小さくなるよう調整されているものと想定する。

図４４は、図４１に示すＰＯＮ回線切り替え処理（Ｓ３０６）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、制御部１４は、記録されている光スイッチ切替用ギャップの開始時刻の中から時刻ｃｔｉｍｅＰ以降の最も早い時刻を選択し、選択した開始時刻に対応する光スイッチ切替用ギャップにおいて光スイッチＯＳＷ２ｉの切替期間Ｐ１を設ける（Ｓ３３１）。

次に、制御部１４は、ＯＳＵ ＩＦ部５５に対し、ＯＳＵ変換の仮想ＯＳＵｉに関する設定をＯＳＵｍａｐ（ｉ）＝ｉからＯＳＵｍａｐ（ｉ）＝ｉへ期間Ｐ１において変更することを指示する（Ｓ３３２）。すなわち、出力メッセージキューＱｅｇから受けた下り制御メッセージに記された宛先ＯＳＵを、ＯＳＵｉからＯＳＵｉへ変更する。また、ＯＳＵ ＩＦ部５５は、期間Ｐ１において、仮想ＯＳＵｉに対応する出力メッセージキューＱｅｇからの制御メッセージの取り出しを一時停止する。すなわち、制御部１４は、ＯＳＵ変換は実質的には行なわないが、期間Ｐ１における制御メッセージの送信を停止する。

そして、制御部１４は、現在時刻が期間Ｐ１の開始時刻になると、ＯＳＵｉの下りフレームの送信を停止するよう指示するとともに、光スイッチＯＳＷ２ｉに対してたとえばＰＯＮ回線ｉＡ側からＰＯＮ回線ｉＢ側へ切り替えるよう指示する（Ｓ３３３）。

そして、制御部１４は、現在時刻が期間Ｐ１の終了時刻になると、ＯＳＵｉに対して下りフレームの送信を開始するように指示する（Ｓ３３４）。

次に、制御部１４は、待機系の制御部にたとえばＰＯＮ回線ｉＡ側からＰＯＮ回線ｉＢ側への切り替えを通知して、処理を終了する（Ｓ３３５）。

以上説明したように、本発明の第６の実施の形態に係る通信制御方法は、二重以上に冗長化された受動的光ネットワークを終端する光回線ユニットと、この冗長化された受動的光ネットワークと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、光スイッチの切り替えおよび受動的光ネットワークに接続された複数の宅側装置による上り通信信号の送信を制御する制御部とを備え、光回線ユニットは、下り通信信号を光スイッチ経由で複数の宅側装置へ送信し、かつ複数の宅側装置からの上り通信信号を光スイッチ経由で受信する局側装置における通信制御方法であって、制御部が、複数の宅側装置の送信タイミングを設定する際に設けた、複数の宅側装置が上り通信信号の送信を停止するギャップ期間を記録するステップと、制御部が、記録されたギャップ期間の中から、光スイッチの切り替えタイミングを設定すべきギャップ期間を選択するステップと、制御部が設定した光スイッチの切り替えタイミングに先立ち、光回線ユニットが下り通信信号の光スイッチへの出力を停止するステップと、光スイッチが、設定された切り替えタイミングに基づいて通信経路の切り替えを行なうステップと、光回線ユニットが下り通信信号の光スイッチへの出力を開始するステップとを含む。

本発明の第５の実施の形態では、ＰＯＮ回線の冗長切り替えの要求が発生してから、帯域割当処理により、まだ帯域が割り当てられていない期間に切替期間が設定される。このため、実際に冗長切り替えを実行するまでに、少なくともＯＮＵとＯＳＵとの間の往復伝播時間分の遅延が通常発生していた。これに対して、本発明の第６の実施の形態では、予め帯域割当処理において記録されていたバーストギャップ期間を光スイッチ切替期間として利用するため、冗長切り替えを迅速に実行することができる。

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局側装置の概略構成を示すブロック図である。 光スイッチ１１ａの構成例を示す図である。 ＯＳＵの構成例を示すブロック図である。 集線部１３ａの構成例を示すブロック図である。 制御部１４の構成例を示すブロック図である。 制御部１４による初期化処理の手順を説明するためのフローチャートである。 制御部１４による割り込み処理ルーチンの手順を説明するためのフローチャートである。 図７に示すディスカバリ処理（Ｓ２６）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図７に示すＲＰタイムアウト処理（Ｓ２７）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図７に示す管理通信マスタ処理（Ｓ２８）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図７に示す管理通信スレーブ処理（Ｓ３１）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１１に示す定時確認処理（Ｓ７２）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図７に示す制御系切替（入）処理（Ｓ３２）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図７に示すメッセージ受信処理（Ｓ２３）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１４に示すレジスタ要求処理（Ｓ１０３）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１４に示すレジスタ確認処理（Ｓ１０４）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１４に示すデレジスタ処理（Ｓ１０５）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１４に示すレポート受信処理（Ｓ１０６）の詳細を説明するためのフローチャートである。 ＲＴＴ更新処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１４に示すＯＡＭメッセージ処理（Ｓ１０８）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１４に示すＯＳＵ管理メッセージ処理（Ｓ１０９）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図７に示すＯＡＭ処理（Ｓ２４）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図７に示す操作ＩＦ処理（Ｓ２５）の詳細を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における無瞬断切り替え動作に関する概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における下り制御フレームの送信に関する概略構成を示す図である。 図２３に示すＯＳＵ切り替え処理（Ｓ２２１）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１４に示す帯域割当処理（Ｓ１０７）の詳細を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における無瞬断切り替え動作のタイミング関係を示す図である。 図２３に示す制御系切替（切）処理（Ｓ２２３）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図２３に示すＯＳＵ切り替え処理（Ｓ２２１）の詳細を説明するための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局側装置における帯域割当処理の詳細を説明するための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局側装置における無瞬断切り替え動作のタイミング関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る局側装置における帯域割当処理の変形例の詳細を説明するための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局側装置におけるディスカバリ処理の詳細を説明するための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局側装置における予備系ＯＳＵの構成例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態における局側装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態における光スイッチ１１ｂの構成例を示す図である。 本発明の第５の実施の形態における局側装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態における光スイッチ部の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態に係る局側装置における無瞬断切り替え動作に関する概略構成を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係る局側装置における切り替え処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図４１に示す瞬時切り替え処理（Ｓ３０４）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図４１に示すＰＯＮ回線切り替え処理（Ｓ３０６）の詳細を説明するためのフローチャートである。 図４１に示すＰＯＮ回線切り替え処理（Ｓ３０６）の詳細を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ａ，１ｂ 局側装置、２ 宅側装置（ＯＮＵ）、３−１〜３−Ｎ ＰＯＮ回線、４−１〜４−Ｎ 光カプラ、１１ａ，１１ｂ 光スイッチ、１２−１〜１２−Ｎ＋１ ＯＳＵ、１３，１３ａ−１，１３ａ−２ 集線部、１４，１４−１，１４−２ 制御部、２１ アクチュエータ、２２ 可動ミラー、２３−１〜２３−Ｎ＋１，２４−１〜２４−Ｎ コリメートレンズ、２５ 系選択部、３１ 集線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 ＦＩＦＯ１、３８ ＦＩＦＯ２、４１ アップリンク送受信部、４２ 下り配信部、４３ 集線制御部、４４ 制御ＩＦ部、４５−１〜４５−Ｎ＋１ ＯＳＵ ＩＦ部、４６ａ−１〜４６ａ−Ｎ＋１ フィルタ部、４７−１〜４７−Ｎ＋１ ＦＩＦＯ、４８ セレクタ、５１ ＣＰＵ、５２ ＲＯＭ、５３ ＲＡＭ、５４ ＩＯ制御部、５５ ＯＳＵ ＩＦ部、５６ 共有ＲＡＭ、５７ 時計・タイマ、３０１ ＰＯＮシステム。

Claims (10)

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、
   前記光スイッチの切り替えおよび前記複数の宅側装置による上り通信信号の送信を制御する制御部とを備え、
   各前記光回線ユニットは、下り通信信号を前記光スイッチ経由で前記複数の宅側装置へ送信し、かつ前記複数の宅側装置からの上り通信信号を前記光スイッチ経由で受信する局側装置における通信制御方法であって、
   切り替え元の前記光回線ユニットが前記下り通信信号の前記光スイッチへの出力を停止するステップと、
   前記切り替え元の光回線ユニットから受けた前記下り通信信号を前記受動的光ネットワークへ出力する通信経路から、切り替え先の前記光回線ユニットから受けた前記下り通信信号を前記受動的光ネットワークへ出力する通信経路への切り替えを前記光スイッチが開始してから完了するまでの切り替え遷移期間中、前記光スイッチが前記複数の宅側装置から前記上り通信信号を受信しないように、前記制御部が前記光スイッチの切り替えタイミングおよび前記複数の宅側装置の送信タイミングを設定するステップと、
   前記光スイッチが、前記設定された切り替えタイミングに基づいて前記通信経路の切り替えを行なうステップと、
   前記切り替え先の光回線ユニットが前記下り通信信号の前記光スイッチへの出力を開始するステップとを含む通信制御方法。
2. 前記局側装置は、さらに、
   上位ネットワークからの下り通信信号を各前記光回線ユニットへ振り分ける集線部を備え、
   各前記光回線ユニットは、前記集線部から受けた前記下り通信信号を蓄積するためのバッファを含み、前記蓄積された下り通信信号を前記光スイッチ経由で前記複数の宅側装置へ送信し、
   前記通信制御方法は、さらに、
   前記光スイッチが前記通信経路を切り替える前に、前記集線部が、前記下り通信信号の出力先を前記切り替え元の光回線ユニットから前記切り替え先の光回線ユニットに切り替えるステップを含み、
   前記切り替えタイミングおよび前記送信タイミングを設定するステップにおいては、前記制御部は、前記切り替え元の光回線ユニットが自己の前記バッファに蓄積された前記下り通信信号の送信を完了するタイミングを予測し、前記予測したタイミングより後であって前記切り替え遷移期間より長く、かつ前記複数の宅側装置が前記上り通信信号の送信を停止するギャップ期間を設定し、前記切り替え遷移期間が前記ギャップ期間に含まれるように前記光スイッチの切り替えタイミングを設定する請求項１に記載の通信制御方法。
3. 前記局側装置は、さらに、
   上位ネットワークからの下り通信信号を各前記光回線ユニットへ振り分ける集線部を備え、
   各前記光回線ユニットは、前記集線部から受けた前記下り通信信号を蓄積するためのバッファを含み、前記蓄積された下り通信信号を前記光スイッチ経由で前記複数の宅側装置へ送信し、
   前記通信制御方法は、さらに、
   前記光スイッチが前記通信経路を切り替える前に、前記集線部が、前記下り通信信号の出力先を前記切り替え元の光回線ユニットから前記切り替え先の光回線ユニットに切り替えるステップを含み、
   前記切り替えタイミングおよび前記送信タイミングを設定するステップにおいては、前記制御部は、前記切り替え元の光回線ユニットが自己の前記バッファに蓄積された前記下り通信信号の送信を完了した旨の通知を受けて、前記切り替え遷移期間より長く、かつ前記複数の宅側装置が前記上り通信信号の送信を停止するギャップ期間を設定し、前記切り替え遷移期間が前記ギャップ期間に含まれるように前記光スイッチの切り替えタイミングを設定する請求項１に記載の通信制御方法。
4. 前記切り替えタイミングおよび前記送信タイミングを設定するステップにおいては、前記制御部は、前記ギャップ期間を複数設定し、前記複数のギャップ期間のうち、前記切り替え元の光回線ユニットが自己の前記バッファに蓄積された前記下り通信信号の送信を完了した旨の通知を受けた後の前記ギャップ期間のいずれかにおいて前記光スイッチが前記通信経路を切り替えるように前記光スイッチの切り替えタイミングを設定する請求項３に記載の通信制御方法。
5. 前記切り替えタイミングおよび前記送信タイミングを設定するステップにおいては、前記制御部は、前記局側装置との通信を希望する新たな宅側装置が前記局側装置へ前記上り通信信号を送信するディスカバリ期間を前記ギャップ期間として設定する請求項３に記載の通信制御方法。
6. 前記切り替えタイミングおよび前記送信タイミングを設定するステップにおいては、前記制御部は、前記複数の宅側装置が前記局側装置へ前記上り通信信号を排他的に送信する各期間の間に設けられた前記複数の宅側装置が前記局側装置へ前記上り通信信号を送信しない期間を前記ギャップ期間として設定する請求項３に記載の通信制御方法。
7. 請求項１に記載の通信制御方法を実行するための局側装置における保守管理方法であって、
   前記予備光回線ユニットは、保守管理を行なうための保守管理部を含み、
   前記予備光回線ユニットが前記切り替え先の光回線ユニットであり、前記予備光回線ユニット以外の前記光回線ユニットが前記切り替え元の光回線ユニットであり、
   前記予備光回線ユニットが前記下り通信信号の前記光スイッチへの出力を開始した後、前記保守管理部によって保守管理を行なうステップを含む保守管理方法。
8. 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、
   前記光スイッチの切り替えおよび前記複数の宅側装置による上り通信信号の送信を制御する制御部とを備え、
   各前記光回線ユニットは、下り通信信号を前記光スイッチ経由で前記複数の宅側装置へ送信し、かつ前記複数の宅側装置からの上り通信信号を前記光スイッチ経由で受信し、
   前記制御部は、前記切り替え元の光回線ユニットから受けた前記下り通信信号を前記受動的光ネットワークへ出力する通信経路から、前記切り替え先の光回線ユニットから受けた前記下り通信信号を前記受動的光ネットワークへ出力する通信経路に前記光スイッチが切り替えることを開始してから完了するまでの切り替え遷移期間中、前記光スイッチが前記複数の宅側装置から前記上り通信信号を受信しないように前記光スイッチの切り替えタイミングおよび前記複数の宅側装置の送信タイミングを制御する局側装置。
9. 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の切り替え、および前記複数の宅側装置による上り通信信号の送信を制御する制御部とを備え、
   各前記光回線ユニットは、下り通信信号を前記光スイッチ経由で前記複数の宅側装置へ送信し、かつ前記複数の宅側装置からの上り通信信号を前記光スイッチ経由で受信し、
   前記制御部は、前記切り替え元の光回線ユニットから受けた前記下り通信信号を前記受動的光ネットワークへ出力する通信経路から、前記切り替え先の光回線ユニットから受けた前記下り通信信号を前記受動的光ネットワークへ出力する通信経路に前記光スイッチが切り替えることを開始してから完了するまでの切り替え遷移期間中、前記光スイッチが前記複数の宅側装置から前記上り通信信号を受信しないように前記光スイッチの切り替えタイミングおよび前記複数の宅側装置の送信タイミングを制御する局側装置。
10. 前記予備光回線ユニットは、
    前記宅側装置が実行するためのプログラムを保存するメモリと、
    前記メモリに保存されたプログラムを前記宅側装置にダウンロードする保守管理部とを含む請求項８または９に記載の局側装置。

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