JP2011124702A - 局側光終端装置およびponシステム - Google Patents

局側光終端装置およびponシステム Download PDF

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Abstract

【課題】光リンクが切断された場合に、速やかにデータ通信を開始する方法、OLT、PONシステムを得る。
【解決手段】加入者側光終端装置と光カプラを介して接続され通信を行うPONシステムの局側光終端装置は、前記加入者側光終端装置との光リンクを確立し通信を開始する際に、前記加入者側光終端装置を認証する認証部、前記加入者側光終端装置へデータを送受信する送受信部、光リンクが切断された場合に、光リンクを再確立して前記加入者側光終端装置とのデータ通信を開始するよう制御する通信制御部を備え、前記通信制御部は、前記認証部による前記加入者側光終端装置の認証が完了する前に、前記送受信部が前記加入者側終端装置へのデータ送受信を開始するよう制御する。
【選択図】図1

Description

この発明はパッシブ光ネットワーク(PON:Passive Optical Network)システムに関わる発明であり、局側光終端装置と加入者側光終端装置間に光リンクの切断が発生した場合に局側光終端装置と加入者側光終端装置とがデータ送受信を開始するシーケンスに関するものである。
PONシステムではセンター局に配置される局側光終端装置OLT(Optical Line Terminal)に光ファイバおよび光カプラを経由して複数の加入者側光終端装置ONU(Optical Network Unit)を接続する。OLTからONUへのデータ送信は全てのデータをOLTから全ONUに送信し、ONUは自端末宛に送信されたデータのみを受信し他のデータを破棄するという方法を採用している。
この1本のファイバで複数のONUを収容するPONシステムではファイバやOLTに障害が発生するとOLTと全ONU間に光リンクの切断が発生し、ユーザへサービス提供ができなくなる。このサービス断につながる装置障害を減らす方法として予備系装置を設けて冗長構成をとる方法が広く用いられている。特許文献1ではOLTが、N個の現用系光送受信盤に対し1個の予備系光送受信盤を設けるN:1の冗長構成をとったPONシステムを開示している。この場合、N個の現用系光送受信盤は、対応するN本の光ファイバと光カプラを経由して複数のONUに接続する。また、特許文献2ではOLTが、1個の現用系光送受信盤と1個の予備系光送受信盤で1:1の冗長構成をとったPONシステムを開示している。
特開 2000−332857号公報 特開 2007−135119号公報
特許文献1で開示されているようなOLTがN個の現用系光送受信盤に対し1個の予備系光送受信盤を設けるN:1の冗長構成をとるPONシステムでは、OLTを構成するN個の現用系光送受信盤のうちの1個に障害が発生した場合、予備系光送受信盤へと切替を実施する。切替の際に、現用系光送受信盤と現用系光送受信盤に接続されていた全ONU間に光リンクの切断が発生する。このため切替後予備系光送受信盤は、現用系光送受信盤に接続されていた全ONUに対し光リンク確立処理を実施する。予備系光送受信盤は各ONUとの光リンク確立完了後、それぞれのONUに対してONU認証処理を実施したのちに各ONUとのデータ送受信を開始する。このようにN:1の冗長構成をとるPONシステムでは予備系光送受信盤への切替時には、切替からデータ送受信開始までの間に光リンク確立とONU認証処理が必要となり、その間予備系光送受信盤と各ONU間はデータ送受信ができず、予備系送受信盤においてONUへ送信すべきデータフレームが破棄されてしまうデータフレームロス状態となっている。
一方、特許文献2では、OLTが1個の現用系光送受信盤と1個の予備系光送受信盤とで1:1の冗長構成をとるPONシステムにおいて、1個の現用系光送受信盤に障害が発生した場合、データフレームロスを発生させること無く予備系光送受信盤への切替が可能なシステムを開示している。しかしながらこのPONシステムでは現用系光送受信盤と予備系光送受信盤とでデータ共有化やデータ同期化が必要となり、N個の現用系光送受信盤に対し1個の予備系光送受信盤を設けるN:1の冗長構成をとるOLTには適用できない。
本発明は、現用系光送受信盤と予備系光送受信盤とでデータ共有化やデータ同期化をせずとも、現用系光送受信盤から予備系光送受信盤へ切替後速やかにデータ送受信を開始する方法、OLT、PONシステムを得ることを目的とする。
この発明に係る加入者側光終端装置と光カプラを介して接続され通信を行うPONシステムの局側光終端装置は、前記加入者側光終端装置との光リンクを確立しデータ送受信を開始する際に、前記加入者側光終端装置を認証する認証部、前記加入者側光終端装置とデータを送受信する送受信部、光リンクが切断された場合に、光リンクを再確立して前記加入者側光終端装置とのデータ送受信を開始するよう制御する通信制御部を備え、前記通信制御部は、前記認証部による前記加入者側光終端装置の認証が完了する前に、前記送受信部が前記加入者側終端装置とのデータ送受信を開始するよう制御することを特徴とする。
この発明によれば、たとえばOLTが現用系光送受信盤と予備系光送受信盤とで冗長構成をとるPONシステムにおいて、現用系光送受信盤から予備系光送受信盤への切替により現用系光送受信盤に接続する全ONUと光リンクの切断が発生したような場合、切替後の予備系光送受信盤が光リンク確立後ONU認証処理完了前にデータ送受信を開始することにより、切替後速やかに予備系光送受信盤と全ONU間のデータ送受信の開始が可能となる。
本発明の実施の形態1におけるN:1冗長構成のPONシステム 本発明の実施の形態1における現用系光送受信盤 本発明の実施の形態1における予備系光送受信盤 本発明の実施の形態1におけるN:1冗長構成のPONシステム 本発明の実施の形態1おけるOLTにONUが新規に接続した場合のデータ送受信までのシーケンス図 本発明の実施の形態1および実施の形態2における本発明における切替指令時のデータ送受信までのシーケンス図 本発明の実施の形態2におけるN:1冗長構成のPONシステム 本発明の実施の形態2における本発明におけるONUの自端末向けデータ抽出機能状態遷移図 本発明の実施の形態3におけるPONシステム 本発明の実施の形態3における光送受信盤 本発明の実施の形態3におけるONU電源断後電源入時のデータ送受信までのシーケンス図 本発明の実施の形態3におけるONUの自端末向けデータ抽出機能状態遷移図
実施の形態1.
本発明の実施の形態1を、図を用いて説明する。図1はN:1冗長構成のPONシステムのブロック図であり、局側光終端装置OLT1は、通信事業者が有するセンター局に配置され、複数の現用系光送受信盤11a、11b、11c、予備系光送受信盤12、切替スイッチ13と、制御盤14とを備える。現用系光送受信盤11aは、光ファイバ4と光カプラ5を経由して、複数の加入者側光終端装置ONU2a、2bと接続する。
図2は現用系光送受信盤11aのブロック図であり、現用系光送受信盤11aは、接続した各ONUとの光リンクを確立しデータ送受信を開始する際に、各ONUを認証する認証部111a、各ONUとデータを送受信する送受信部112a、これらの処理を制御する通信制御部113aを含む。図3は予備系光送受信盤12のブロック図であり、予備系光送受信盤12は、現用系光送受信盤11aと同様の機能を有する予備系認証部121、予備系送受信部122、予備系通信制御部123を備える。現用系光送受信盤11b、11cも、現用系光送受信盤11aと同様の機能を有し、それぞれ光ファイバと光カプラを経由して、図示しない複数の加入者側光終端装置ONUと接続する。
OLT1は1個以上(例えばN個、Nは1以上の整数)の現用系光送受信盤と1個の予備系光送受信盤によるN:1冗長構成をとるために、現用系光送受信盤の1つと予備系光送受信盤12とを切替える切替スイッチ13と、これらを制御する制御盤14とを設けている。切替スイッチ13は、予備系光送受信盤12に接続される予備系光送受信入出力102、各現用系光送受信盤11a、11b、11cにそれぞれ接続される現用系光送受信入出力101a、101b、101cから構成される。
また、現用系光送受信盤11aは、OLT1の上位装置(図示せず)からデータを受信し、フォーマット変換等の処理を行った後、処理後のデータを接続されるONU2a、2b宛へ送信する。送信されたデータは光ファイバ4を通り、光カプラ5で分岐され、複数のONU2a、2bへ到達する。ONU2a、2bは送信されたデータの中から自端末宛のデータのみ受信し他のデータを破棄する。
逆に、複数のONU2a、2bから出力されたデータは光カプラ5でまとめられ、光ファイバ4を通り接続している現用系光送受信盤11aへ送信される。複数のONU2a、2bは自端末に割り当てられた時間のみデータを出力することによって、現用系光送受信盤11aとのポイント・トゥ・マルチポイントのデータ通信を行っている。上記と同様に、他の現用系光送受信盤11b、11cも、それぞれ接続する複数のONUとポイント・トゥ・マルチポイントのデータ通信を行っている。
ここで、図4のようにOLT1に新規のONU21が接続された場合の現用系光送受信盤11aの動作を図5を用いて説明する。現用系光送受信盤11aに光ファイバ4、光カプラ5を介して新規のONU21が接続されると(ステップ31)、現用系光送受信盤11aはONU21とデータ送受信を開始するために光リンク確立処理を実施する(ステップ32)。現用系光送受信盤11aはONU21との光リンク確立完了後、ONU21に対してONU認証処理を行い(ステップ33)、ONU認証処理完了後、ONU21とのデータ送受信を開始する(ステップ34)。
次に、現用系光送受信盤11aに障害が発生した場合の動作を図6を用いて説明する。監視制御信号線15を介して現用系光送受信盤11aに障害が発生したことを検知した制御盤14は、監視制御信号線15を介して切替スイッチ13に対し現用系光送受信盤11aを予備系光送受信盤12に切替えるよう切替指令を行う(ステップ41)。切替スイッチ13は前記切替指令により、予備系光送受信入出力102と現用系光送受信入出力101aを接続する。これにより予備系光送受信盤12は予備系光送受信入出力102、現用系光送受信入出力101aを通り光ファイバ4および光カプラ5を経由して複数のONU2a、2bと接続される。
制御盤14が切替スイッチ13へ切替指令を行い、切替スイッチ13が現用系光送受信盤11aから予備系光送受信盤12へ切替える際、現用系光送受信盤11aとデータ送受信中であった複数のONU2a、2bとの間に光リンクの切断が発生する(ステップ42)。このため、予備系光送受信盤12は光リンクの切断が発生している複数のONU2a、2bを含む全ONUとデータ送受信を開始するために光リンク確立処理を実施する(ステップ43)。予備系光送受信盤12は各ONUとの光リンク確立完了後、それぞれのONUに対してONU認証処理を行うが、このONU認証処理が完了する前にデータ送受信を開始する(ステップ44)。その後、予備系光送受信盤12はデータ送受信している状態でONU認証を完了する(ステップ45)。尚、上記ONU認証処理は、データ送受信開始後に開始するようにしてもよい。
このように、本発明の実施の形態1では、予備系光送受信盤12への切替時は、ONU認証完了前にデータ送受信を開始するシーケンスを採用したことにより、切替時からデータ送受信開始までの時間を短縮することができ、送信中のデータフレームロスを削減することができる。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2を、図を用いて説明する。図7はN:1冗長構成のPONシステムのブロック図である。図1と同じ符号のものは同様の機能を有するので、説明を繰り返さない。現用系光送受信盤11aは、それぞれが光ファイバ4と光カプラ5を経由して、現用系光送受信盤11aがONU認証済みの複数の認証済み加入者側光終端装置ONU31a、31bおよび現用系光送受信盤11aがONU認証していない未認証ONU41と接続する。
OLT1は1個以上(例えばN個、Nは1以上の整数)の現用系光送受信盤と1個の予備系光送受信盤によるN:1冗長構成をとるために、現用系光送受信盤の1つと予備系光送受信盤12とを切替える切替スイッチ13と、これらを制御する制御盤14とを設けている。切替スイッチ13は、予備系光送受信盤12に接続される予備系光送受信入出力102、各現用系光送受信盤11a、11b、11cにそれぞれ接続される現用系光送受信入出力101a、101b、101cから構成される。
現用系光送受信盤11aは、OLT1の上位装置(図示せず)からデータを受信し、フォーマット変換等の処理を行った後、処理後のデータを接続される認証済みONU31a、31b宛へ送信する。送信されたデータは光ファイバ4を通り、光カプラ5で分岐され、複数の認証済みONU31a、31bへ到達する。認証済みONU31a、31bは送信されたデータの中から自端末宛のデータのみ受信し他のデータを破棄する。現用系光送受信盤11aは、ONU認証していない未認証ONU41宛データを送信しない。
逆に、複数の認証済みONU31a、31bから出力されたデータは光カプラ5でまとめられ、光ファイバ4を通り接続している現用系光送受信盤11aへ送信される。複数の認証済みONU31a、31bは自端末に割り当てられた時間のみデータを出力することによって、現用系光送受信盤11aとのポイント・トゥ・マルチポイントのデータ通信を行っている。上記と同様に、他の現用系光送受信盤11b、11cも、それぞれ接続する複数のONUとポイント・トゥ・マルチポイントのデータ通信を行っている。
ここで、現用系光送受信盤11aに障害が発生した場合の動作を図6を用いて説明する。監視制御信号線15を介して現用系光送受信盤11aに障害が発生したことを検知した制御盤14は、監視制御信号線15を介して切替スイッチ13に対し現用系光送受信盤11aを予備系光送受信盤12に切替えるよう切替指令を行う(ステップ41)。切替スイッチ13は前記切替指令により、予備系光送受信入出力102と現用系光送受信入出力101aを接続する。これにより予備系光送受信盤12は予備系光送受信入出力102、現用系光送受信入出力101aを通り光ファイバ4および光カプラ5を経由して複数の認証済みONU31a、31bおよび未認証ONU41と接続される。
制御盤14が切替スイッチ13へ切替指令を行い、切替スイッチ13が現用系光送受信盤11aから予備系光送受信盤12へ切替える際、現用系光送受信盤11aとデータ送受信中であった複数の認証済みONU31a、31bとの間に光リンクの切断が発生する(ステップ42)。このため、予備系光送受信盤12は光リンクの切断が発生している複数の認証済みONU31a、31bを含む全ONUとデータ送受信を開始するために光リンク確立処理を実施する(ステップ43)。予備系光送受信盤12は各ONUとの光リンク確立完了後、それぞれのONUに対してONU認証処理を行うが、このONU認証処理が完了する前にデータ送受信を開始する(ステップ44)。その後、予備系光送受信盤12はデータ送受信している状態でONU認証を完了する(ステップ45)。尚、上記ONU認証処理は、データ送受信開始後に開始するようにしてもよい。
ここで、図8の状態遷移図を参照して、予備系光送受信盤12から送信されたデータが未認証ONU41に到達した場合の動作を説明する。未認証ONU41がONU認証されていないにもかかわらずデータ送受信が可能となることを防止するため、ONUは流入データのうち光リンク確立およびONU認証に関するデータ以外の全てのデータを破棄する動作を初期設定動作とし、ONU認証完了後は自端末宛に送信されたデータのみを受信し他のデータを破棄する動作を行い、電源断時は初期設定動作を行う。
すなわちONU認証されていないONUは光リンク確立とONU認証に関するデータ以外の全データを破棄するようにすることにより、予備系光送受信盤12がONU認証完了前にデータ送受信を開始しても、ONU認証されていないONU41はデータを受信することができない。
このように、本発明の実施の形態2では、予備系光送受信盤12への切替時は、ONU認証完了前にデータ送受信を開始するシーケンスを採用したことにより、切替時からデータ送受信開始までの時間を短縮することができ、送信中のデータフレームロスを削減することができる。同時に、切替前に未認証ONU41が接続されていた場合に、予備系光送受信盤12が未認証ONU41と不正なデータ送受信を行うことを防止することができる。
実施の形態3.
本発明の実施の形態3を、図を用いて説明する。実施の形態1および2では、本発明のシーケンスを冗長構成の現用系から予備系への切替時に用いるPONシステムを説明したが、実施の形態3では、本発明のシーケンスを認証済みONUの電源断時に用いるPONシステムについて説明する。図9は本実施の形態3のPONシステムのブロック図である。図1と同じ符号のものは同様の機能を有するので、説明を繰り返さない。局側光終端装置OLT71は、通信事業者が有するセンター局に配置され、複数の光送受信盤61a、61b、61cと制御盤64とを備える。光送受信盤61aは、それぞれが光ファイバ4と光カプラ5を経由して、複数の加入者側光終端装置ONU2a、2bと接続する。
図10は光送受信盤61aのブロック図であり、光送受信盤61aは、接続した各ONUとの光リンクを確立しデータ送受信を開始する際に、各ONUを認証する認証部611a、各ONUとデータを送受信する送受信部612a、これらの処理を制御する通信制御部613aを含む。光送受信盤61b、61cも、光送受信盤61aと同様の機能を有し、それぞれ光ファイバと光カプラを経由して、図示しない複数の加入者側光終端装置ONUと接続する。
また、光送受信盤61aは、OLT71の上位装置(図示せず)からデータを受信し、フォーマット変換等の処理を行った後、処理後のデータを接続されるONU2a、2b宛へ送信する。送信されたデータは光ファイバ4を通り、光カプラ5で分岐され、複数のONU2a、2bへ到達する。ONU2a、2bは送信されたデータの中から自端末宛のデータのみ受信し他のデータを破棄する。
逆に、複数のONU2a、2bから出力されたデータは光カプラ5でまとめられ、光ファイバ4を通り接続している光送受信盤61aへ送信される。複数のONU2a、2bは自端末に割り当てられた時間のみデータを出力することによって、光送受信盤61aとのポイント・トゥ・マルチポイントのデータ通信を行っている。上記と同様に、他の光送受信盤61b、61cも、それぞれ接続する複数のONUとポイント・トゥ・マルチポイントのデータ通信を行っている。
ここで、ONU2aが電源断後電源入となった場合の動作を図11を用いて説明する。ONU2aが電源断後電源入となると(ステップ81)、光送受信盤61aとONU2aとの間に光リンクの切断が発生する(ステップ82)。このため、光送受信盤61aは光リンクの切断が発生しているONU2aとデータ送受信を開始するために光リンク確立処理を実施する(ステップ83)。光送受信盤61aはONU2aとの光リンク確立完了後、ONU2aに対してONU認証処理を行うが、このONU認証処理が完了する前にデータ送受信を開始する(ステップ84)。その後、光送受信盤61aはデータ送受信している状態でONU認証を完了する(ステップ85)。尚、上記ONU認証処理は、データ送受信開始後に開始するようにしてもよい。
ここで、図12の状態遷移図を参照して、光送受信盤61aから送信されたデータが電源断後電源入となったONU2aに到達した場合の動作を説明する。ONU2aが電源断前にONU認証済みであるにもかかわらず電源入後再びONU認証されるまでデータ送受信が開始されなくなるのを防止するため、ONU認証完了後は自端末宛に送信されたデータのみを受信し他のデータを破棄する動作、電源断時は電源断直前の状態を維持する動作とする。未認証ONUがONU認証されていないにもかかわらずデータ送受信が可能となることを防止するため、ONU認証前の電源入時は光リンク確立およびONU認証に関するデータ以外の全てのデータを破棄する動作とする。
すなわち電源断後電源入となったONUはONU認証状態を維持するようにすることにより、電源断後電源入となったONU2aに対し、光送受信盤61aがONU認証完了前にデータ送受信を開始する場合、ONU2aは到達したデータのうち自端末宛に送信されたデータのみを受信し他のデータを破棄する受信データ処理を実施する。
このように、本発明の実施の形態3では、ONU2aが電源断後電源入した場合に光送受信盤61aがONU認証完了前にデータ送受信を開始するシーケンスを採用したことにより、ONU2aの電源断後電源入時からデータ送受信開始までの時間を短縮することができ、送信中のデータフレームロスを削減することができる。
1 OLT
2a、2b ONU
4 光ファイバ
5 光カプラ
11a、11b、11c 現用系光送受信盤
12 予備系光送受信盤
13 切替スイッチ
14 制御盤
15 監視制御信号線
21 ONU
31a、31b 認証済みONU
41 未認証ONU
61a、61b、61c 光送受信盤
64 制御盤
71 OLT
101a、101b、101c 現用系光送受信入出力
102 予備系光送受信入出力
111a 認証部
112a 送受信部
113a 通信制御部
121 予備系認証部
122 予備系送受信部
123 予備系通信制御部
611a 認証部
612a 送受信部
613a 通信制御部

Claims (6)

  1. 加入者側光終端装置と光カプラを介して接続され通信を行うPONシステムの局側光終端装置において、
    前記加入者側光終端装置との光リンクを確立しデータ送受信を開始する際に、前記加入者側光終端装置を認証する認証部、
    前記加入者側光終端装置とデータを送受信する送受信部、
    光リンクが切断された場合に、光リンクを再確立して前記加入者側光終端装置とのデータ送受信を開始するよう制御する通信制御部を備え、
    前記通信制御部は、前記認証部による前記加入者側光終端装置の認証が完了する前に、前記送受信部が前記加入者側終端装置とのデータ送受信を開始するよう制御することを特徴とする局側光終端装置。
  2. 前記認証部、前記送受信部、前記通信制御部と同様の機能を有する予備系認証部、予備系送受信部、および予備系通信制御部をさらに備え、
    前記予備系通信制御部は、前記送受信部から前記予備系送受信部への切替によって光リンクが切断された場合に、前記予備系認証部による前記加入者側光終端装置の認証が完了する前に、前記予備系送受信部が前記加入者側終端装置とのデータ送受信を開始するよう制御することを特徴とする請求項1に記載の局側光終端装置。
  3. 局側光終端装置と加入者側光終端装置と光カプラを介して接続され通信を行うPONシステムにおいて、
    前記局側光終端装置は、前記加入者側光終端装置との光リンクを確立しデータ送受信を開始する際に、前記加入者側光終端装置を認証する認証部、
    前記加入者側光終端装置とデータを送受信する送受信部、
    光リンクが切断された場合に、光リンクを再確立して前記加入者側光終端装置とのデータ送受信を開始するよう制御する通信制御部を備え、
    前記通信制御部は、前記認証部による前記加入者側光終端装置の認証が完了する前に、前記送受信部が前記加入者側終端装置とのデータ送受信を開始するよう制御することを特徴とするPONシステム。
  4. 前記局側光終端装置は、前記認証部、前記送受信部、前記通信制御部と同様の機能を有する予備系認証部、予備系送受信部、および予備系通信制御部をさらに備え、
    前記予備系通信制御部は、前記送受信部から前記予備系送受信部への切替によって光リンクが切断された場合に、前記予備系認証部による前記加入者側光終端装置の認証が完了する前に、前記予備系送受信部が前記加入者側終端装置とのデータ送受信を開始するよう制御することを特徴とする請求項3に記載のPONシステム。
  5. 前記加入者側光終端装置は、光リンク確立およびONU認証に関するデータ以外の全てのデータを破棄する動作を初期設定動作として、ONU認証完了後は自端末宛に送信されたデータのみを受信し他のデータを破棄する動作を行い、電源入後は初期設定動作を行うことを特徴とする請求項3または4に記載のPONシステム。
  6. 前記加入者側光終端装置は、光リンク確立およびONU認証に関するデータ以外の全てのデータを破棄する動作を初期設定動作として、ONU認証完了後は自端末宛に送信されたデータのみを受信し他のデータを破棄する動作を行い、電源入後は電源断直前の設定動作を維持することを特徴とする請求項3または4に記載のPONシステム。
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