JP2014155177A - 局側装置および通信制御方法 - Google Patents

局側装置および通信制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014155177A
JP2014155177A JP2013025844A JP2013025844A JP2014155177A JP 2014155177 A JP2014155177 A JP 2014155177A JP 2013025844 A JP2013025844 A JP 2013025844A JP 2013025844 A JP2013025844 A JP 2013025844A JP 2014155177 A JP2014155177 A JP 2014155177A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
side device
wake
onu
control unit
instruction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013025844A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisaya Tanaka
悠也 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Networks Inc
Original Assignee
Sumitomo Electric Networks Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Networks Inc filed Critical Sumitomo Electric Networks Inc
Priority to JP2013025844A priority Critical patent/JP2014155177A/ja
Publication of JP2014155177A publication Critical patent/JP2014155177A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

【課題】宅側装置のスリープ動作中における局側装置の冗長切り替えに対して、局側装置および宅側装置間の通信停止時間の増大を抑制し、低コストで信頼性の高い通信システムを提供する。
【解決手段】宅側装置202は、スリープ期間および起床期間を繰り返す周期的スリープ動作を行ない、起床期間において起床指示を受けると周期的スリープ動作を停止する。局側装置101は、宅側装置202と通信信号を送受信するための複数の光回線ユニット12と、運用系の光回線ユニット12から待機系の光回線ユニット12への切り替え処理を行なうための切り替え制御部11と、切り替え制御部11によって上記切り替え処理が行なわれるのに先立ち、各宅側装置202のうち、周期的スリープ動作中の宅側装置202に起床指示を送信するためのスリープ制御部36とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、局側装置および通信制御方法に関し、特に、省電力機能を有する宅側装置と通信し、かつ冗長構成を有する局側装置、および通信制御方法に関する。
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。これに伴って、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)およびFTTH(Fiber To The Home)等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。
IEEE Std 802.3ah(登録商標)−2004(非特許文献1)には、複数の宅側装置(ONU:Optical Network Unit)が光通信回線を共有して局側装置(OLT:Optical Line Terminal)とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク(PON:Passive Optical Network)の1つの方式が開示されている。すなわち、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、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献1では、MPCPメッセージによる、新規宅側装置の登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。
なお、1ギガビット/秒の通信速度を実現するEPONであるGE−PONの次世代の技術として、IEEE802.3av(登録商標)−2009として標準化が行なわれた10G−EPONすなわち通信速度が10ギガビット/秒相当の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。
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。
PONシステムにおける局側装置の冗長構成の一例として、たとえば、特開2010−206687号公報(特許文献1)には、以下のような局側装置が開示されている。すなわち、全体制御部が、保守交換指示を受けて切り替え時刻を設定し、この切り替え時刻において全体制御部がPON回線制御を停止する。また、局所制御部が、この切り替え時刻においてPON回線制御を開始する。そして、全体制御部が保守交換され、保守交換された新たな全体制御部が、局所制御部によるPON回線制御が行なわれているとき、局所制御部によるPON回線制御の内容を監視する。そして、新たな全体制御部が、切り替え時刻を設定し、この切り替え時刻において、局所制御部がPON回線制御を停止し、かつ新たな全体制御部が、局所制御部に代わり、局所制御部によるPON回線制御を監視した結果に基づいてPON回線制御を開始する。
また、PONの省電力化を図るための機能として、ONUが通信を行なっていない場合に不要となる機能について、当該機能を実行するためのCPU(Central Processing Unit)、LSI(Large Scale Integration)または送受信器等への電力供給を停止するスリープ機能が提案されている。
IEEE Std 802.3ah(登録商標)-2004
特開2010−206687号公報
このような省電力機能の一例として、以下のようなONUの周期的スリープ動作が考えられる。すなわち、ONUは、局側装置からの下りフレームの受信動作および局側装置への上りフレームの送信動作を停止するスリープ状態へ遷移し、スリープ状態を継続するスリープ期間の満了後にスリープ状態から復帰して上記受信動作および送信動作を行ない、上記受信動作および送信動作を行なう起床期間の満了後に再びスリープ状態へ遷移する。また、ONUは、起床期間において局側装置から起床指示を受けると、スリープ状態へ遷移せず、上記受信動作および送信動作を継続する。
また、局側装置が、ONUと光信号を送受信するための複数のOSU(Optical Subscriber Unit)を備えている場合、局側装置におけるOSUの冗長切り替えが行なわれても、ONUは、通常、周期的スリープ動作を継続する。そして、切り替え先のOSUが、ONUの周期的スリープ動作に関する情報を有していない場合には、ONUの起床期間のタイミングを把握できない。このため、当該ONUへ送信すべき下りフレームが発生しても、当該ONUの周期的スリープ動作を停止させることが困難となり、下りトラフィックの中継不能を招き、下りトラフィックの遅延時間が増大してしまう。
このため、運用系のOSUから待機系のOSUへの冗長切り替えにおいて、運用系のOSUが保持している各ONUの各種情報を、待機系のOSUに転送する必要がある。このとき、各ONUの周期的スリープ動作に関する情報、たとえば周期的スリープ動作中であるか否か、起床期間のタイミング、および起床期間の間隔等を待機系のOSUに転送することができれば、待機系のOSUにおいて、周期的スリープ動作中のONUを把握し、必要に応じてONUを起床させることが可能である。
しかしながら、1つのOSUは、たとえば最大128台のONUと通信を行なうことが可能であるため、転送すべきデータ量が膨大であり、すべての情報を転送すると切り替え時間が増大し、冗長切り替えによるPONシステムの通信断時間が長くなってしまう。
このため、各ONUの周期的スリープ動作に関する情報をすべて切り替え先のOSUに高速で転送する必要があるが、これを実現するためには、各OSUにおいて高速なインタフェースを用意しておかなければならず、コストが増大してしまう。
また、運用系のOSUから待機系のOSUへ各ONUの周期的スリープ動作に関する情報を転送することができても、運用系のOSUと待機系のOSUとが同期していない場合、切り替え先のOSUが誤ったタイミングでONUへ起床指示を送信してしまい、ONUの周期的スリープ動作を停止させることができない可能性がある。
このため、運用系のOSUと待機系のOSUとを同期して動作させる必要があるが、これを実現するためには、運用系のOSUの動作クロックと待機系のOSUの動作クロックとを同期させるための回路が必要となり、コストが増大してしまう。
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、宅側装置のスリープ動作中における局側装置の冗長切り替えに対して、局側装置および宅側装置間の通信停止時間の増大を抑制し、低コストで信頼性の高い通信システムを提供することが可能な局側装置および通信制御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または複数の宅側装置と通信するための局側装置であって、上記局側装置は、スリープ期間および起床期間を繰り返す周期的スリープ動作を行なっている上記宅側装置、の上記起床期間において起床指示が上記宅側装置に到着するように上記起床指示を送信することで、上記宅側装置の上記周期的スリープ動作を停止させるものであり、上記宅側装置と通信信号を送受信するための複数の光回線ユニットと、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、上記切り替え制御部によって上記切り替え処理が行なわれるのに先立ち、上記周期的スリープ動作中の上記宅側装置に上記起床指示を送信するためのスリープ制御部とを備える。
このように、光回線ユニットの冗長切り替えを行なう前に配下の各宅側装置の周期的スリープ動作を停止させる構成により、運用系の光回線ユニットが保持している各宅側装置の周期的スリープ動作に関する情報を待機系の光回線ユニットに転送する必要がなくなり、また、運用系の光回線ユニットと待機系の光回線ユニットとを同期して動作させる必要がなくなる。そして、光回線ユニットの冗長切り替え後、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置への通信を早期に開始することができ、下りトラフィックの中継不能を抑制することができる。すなわち、光回線ユニットの冗長切り替えが行なわれた場合に、通信システムにおける通信を早期に再開させることができるため、通信システムにおける通信不能時間を短縮することができ、サービス品質を向上させることができる。したがって、宅側装置のスリープ動作中における局側装置の冗長切り替えに対して、局側装置および宅側装置間の通信停止時間の増大を抑制し、低コストで信頼性の高い通信システムを提供することができる。
好ましくは、上記スリープ制御部は、上記周期的スリープ動作中の上記宅側装置が上記起床指示を上記起床期間において受信するように、上記起床指示をユニキャストする。
このような構成により、通信システムにおける各宅側装置の周期的スリープ動作のタイミングが異なる場合でも、各宅側装置の周期的スリープ動作をより確実に停止させることができる。
好ましくは、上記局側装置は、上記宅側装置が上記周期的スリープ動作を停止したことを示す起床応答を上記宅側装置から受信するものであり、さらに、上記スリープ制御部が上記起床指示を送信した上記宅側装置のうち、上記起床応答の送信を確認できない上記周期的スリープ動作中の上記宅側装置との通信接続を切断する処理を行なうための通信接続制御部を備える。
このような構成により、起床応答の送信が確認できない周期的スリープ動作中の宅側装置の状態を、局側装置にとって安定した既知の状態に遷移させることができ、より信頼性の高い通信システムを提供することができる。
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または複数の宅側装置と、各上記宅側装置と通信するための局側装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、上記宅側装置は、スリープ期間および起床期間を繰り返す周期的スリープ動作を行ない、上記起床期間において起床指示を受けると上記周期的スリープ動作を停止し、上記局側装置は、上記宅側装置と通信信号を送受信するための複数の光回線ユニットを含み、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうステップと、上記切り替え処理が行なわれるのに先立ち、上記周期的スリープ動作中の上記宅側装置に上記起床指示を送信するステップとを含む。
このように、光回線ユニットの冗長切り替えを行なう前に配下の各宅側装置の周期的スリープ動作を停止させる構成により、運用系の光回線ユニットが保持している各宅側装置の周期的スリープ動作に関する情報を待機系の光回線ユニットに転送する必要がなくなり、また、運用系の光回線ユニットと待機系の光回線ユニットとを同期して動作させる必要がなくなる。そして、光回線ユニットの冗長切り替え後、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置への通信を早期に開始することができ、下りトラフィックの中継不能を抑制することができる。すなわち、光回線ユニットの冗長切り替えが行なわれた場合に、通信システムにおける通信を早期に再開させることができるため、通信システムにおける通信不能時間を短縮することができ、サービス品質を向上させることができる。したがって、宅側装置のスリープ動作中における局側装置の冗長切り替えに対して、局側装置および宅側装置間の通信停止時間の増大を抑制し、低コストで信頼性の高い通信システムを提供することができる。
本発明によれば、宅側装置のスリープ動作中における局側装置の冗長切り替えに対して、局側装置および宅側装置間の通信停止時間の増大を抑制し、低コストで信頼性の高い通信システムを提供することができる。
本発明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。 本発明の実施の形態に係る局側装置におけるOSUの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るONUの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るPONシステムにおいて、局側装置がOSUの冗長切り替えを行なう際の動作の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るPONシステムにおいて、局側装置がOSUの冗長切り替えを行なう際の動作の他の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るPONシステムにおける局側装置の構成の他の例を示す図である。
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。
[構成および基本動作]
図1は、本発明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101と、光ファイバであるN本のPON回線1〜N(203−1〜203−N)と、N個の光カプラ204−1〜204−Nと、複数のONU202とを備える。局側装置101は、光回線ユニット(以下、OSU(Optical Subscriber Unit)とも称する)1〜N+1(12−1〜12−N+1)と、集線部13と、光スイッチ14と、局側装置101の全体的な制御を行なう全体制御部(切り替え制御部)11とを含む。ここで、Nは1以上の整数である。また、ONUから上位ネットワーク(以下「アップリンク」とも称する。)への方向を上り方向と称し、アップリンクからONUへの方向を下り方向と称する。
PONシステム301では、ONU202は、周期的スリープ動作を行なうことが可能である。この周期的スリープ動作において、ONU202は、局側装置101からの下りフレームの受信動作および局側装置101への上りフレームの送信動作を停止するスリープ状態へ遷移し、スリープ状態を継続するスリープ期間の満了後にスリープ状態から復帰して上記受信動作および送信動作を行ない、上記受信動作および送信動作を行なう起床期間の満了後に再びスリープ状態へ遷移する。また、ONU202は、起床期間において局側装置101から起床指示を受けると、スリープ状態へ遷移せず、周期的スリープ動作を停止する。より詳細には、ON202は、起床指示を受けると、起床応答を局側装置101へ送信し、上記受信動作および送信動作を継続する。
ここでは、PONシステム301において、各PON回線は10ギガビット/秒の通信速度を実現するEPONである10G−EPONに対応しており、アップリンクは10ギガビット/秒の通信速度を実現するイーサネット(登録商標)に対応すると仮定して説明する。また、MPCPフレームによってONUの登録、離脱、ONUへの帯域割り当て、ONUからの帯域要求が行なわれ、拡張MACフレームによってONUへのスリープ指示などが行なわれると仮定して説明する。なお、PONシステム301は、GE−PONであってもよい。
局側装置101は、10G−EPONに対応するPON回線を複数回線収容する。1本のPON回線には1または複数のONUが接続される。局側装置101は、これらのPON回線からのデータを1または複数の通信回線を有するアップリンクに多重する。また、局側装置101は、アップリンクからのデータを振り分けて各PON回線における各ONUへ送信する。また、局側装置101は、PON回線の上り帯域および下り帯域を各ONUに割り当てる。たとえば、各ONUから局側装置101への上り光信号はバースト信号であり、局側装置101から各ONUへの下り光信号は連続的な信号である。PONシステム301では、各ONU202から局側装置101への光信号が時分割多重される。
具体的には、局側装置101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。各OSUは、PON回線に対応して設けられ、対応のPON回線に接続された1または複数のONUとフレームを送受信する。PON回線1〜Nは、光カプラ204−1〜204−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各ONU202に接続されている。
局側装置101は、たとえば、N:1の冗長構成を有している。すなわち、N+1個のOSU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101は、2個以上の待機系OSUを含む構成であってもよい。
全体制御部11は、ONU202とフレームを送受信すべきOSU12を、運用系のOSU12から待機系のOSU12へ切り替える切り替え処理を行なう。
光スイッチ14は、全体制御部11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(203−1〜203−N)との間の通信経路を切り替える。
集線部13は、複数のOSU経由で各ONUから受信した上りフレームをアップリンクへ送信する。具体的には、集線部13は、OSU1〜N(12−1〜12−N+1)からの上りフレームを多重して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適切なOSUに振り分ける処理を行なう。
図2は、本発明の実施の形態に係る局側装置におけるOSUの構成を示す図である。
図2を参照して、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、PON制御部(スリープ制御部および通信接続制御部)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、クロック生成部39とを含む。
クロック生成部39は、たとえばVCO(Voltage Controlled Oscillator)を含み、OSU12における各部が動作するためのクロックを生成する。
すなわち、局側装置101では、複数のOSU12の各々は、クロックを生成するための別個のクロック生成部39を有する。OSU12は、このクロックのタイミングに従って時刻情報すなわちタイムスタンプを生成し、タイムスタンプに従ってフレームを送受信する。また、OSU12は、時刻情報をフレームに含めて配下の各ONU202へ送信する。
PON送受信部35は、PON線路の親局側起点として、PON回線である1本の光ファイバと光スイッチ14を介して接続される。PON送受信部35は、この光ファイバを介して各ONUと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から受けた電気信号を別波長の下り光信号に変換して送信する。たとえば、PON送受信部35は、送信処理部34から受けた10Gbpsの電気信号を1570nm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PON制御部36またはFIFO37にフレームを振り分ける。具体的には、データフレームをFIFO37に出力し、制御フレームをPON制御部36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、バースト受信を支援するための制御信号をPON送受信部35へ出力してもよい。また、受信処理部33は、このグラント情報を受けて、当該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。
集線IF部31は、FIFO37に蓄積された上りフレームを集線部13へ出力する。また、集線IF部31は、集線部13からフレームを受けると、当該フレームが通常のデータフレームである場合にはFIFO38に出力し、当該フレームが制御フレームである場合にはPON制御部36へ出力する。
集線IF部31は、PON制御部36から制御フレームを受けた場合には、FIFO37からのフレーム列の合間において、当該制御フレームをFIFO37からのフレームよりも優先して集線部13へ出力する。
送信処理部34は、FIFO38またはPON制御部36が送信すべきフレームを有する場合、優先順位に従ってそのフレームを受け取り、PON送受信部35に出力する。
PON制御部36は、MPCPおよびOAMなど、PON回線の制御および管理に関する局側処理を行なう。すなわち、PON回線に接続されている各ONUとMPCPメッセージおよびOAMメッセージをやりとりすることによって、ONUの登録、離脱および帯域割り当てを含めた上りアクセス制御、下りアクセス制御、ならびにONUへのスリープ指示を含めたONUの運用管理などを行なう。
たとえば、PON制御部36は、各ONU202から受けたPON回線における上り帯域の割り当て要求に基づいて、PON回線における上り帯域を各ONU202に割り当てる。具体的には、PON制御部36は、ONU202から受けたPON回線における帯域の割り当て要求を示すレポートフレームに基づいて、PON回線における帯域をONU202に割り当てる、すなわちグラントを記したゲートフレームをONU202へ送信する。PON制御部36は、ゲートフレームを用いて、ONU202に対して、上りフレームの送信開始タイミングおよび送信可能データ長を通知する。
また、PON制御部36は、スリープ期間の開始タイミングおよびその長さ、ならびに起床期間の開始タイミングおよびその長さ等をパラメータとするスリープ指示を示す制御フレームをONU202へ送信する。
制御IF部32は、全体制御部11からの指示に基づいて、集線IF部31、受信処理部33、送信処理部34、およびPON制御部36への設定を行ない、これら各ユニットの状態を全体制御部11に通知する。また、これら各ユニットに異常が発生した場合は、全体制御部11からの指示に依らず、異常が発生したユニットの状態を全体制御部11に通知する。全体制御部11は、たとえばこれらの情報に基づいて、OSU12の冗長切り替えを行なってもよい。PON送受信部35への設定および状態通知は、受信処理部33を経由して行なわれる。
図3は、本発明の実施の形態に係るONUの構成を示す図である。
図3を参照して、ONU202は、PONポート21と、光受信処理部22と、バッファメモリ23と、送信処理部24と、UNI(User Network Interface)ポート25と、受信処理部26と、バッファメモリ27と、光送信処理部28と、制御部29とを備える。
光受信処理部22は、局側装置101から送信される下り光信号をPONポート21経由で受信して電気信号に変換し、当該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バッファメモリ23経由で制御部29または送信処理部24にフレームを振り分ける。具体的には、光受信処理部22は、データフレームを送信処理部24に出力し、制御フレームを制御部29に出力する。
送信処理部24は、光受信処理部22から受けたデータフレームをUNIポート25経由で図示しないパーソナルコンピュータ等のユーザ端末へ送信する。
受信処理部26は、UNIポート25経由でユーザ端末から受信したデータフレームをバッファメモリ27経由で光送信処理部28へ出力する。
制御部29は、MPCPおよびOAM等、PON回線の制御および管理に関する宅側処理を行なう。すなわち、PON回線に接続されている局側装置101とMPCPメッセージおよびOAMメッセージをやりとりすることによって、アクセス制御等の各種制御を行なう。制御部29は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、バッファメモリ27経由で光送信処理部28へ出力する。
光送信処理部28は、受信処理部26から受けたデータフレームおよび制御部29から受けた制御フレームを光信号に変換し、PONポート21経由で局側装置101へ送信する。
また、制御部29は、局側装置101からスリープ指示を示す制御フレームを受信して、周期的スリープ動作を開始する。制御部29は、スリープ状態において、たとえば光受信処理部22および光送信処理部28の動作を停止することにより、下りフレームの受信動作および上りフレームの送信動作を停止する周期的スリープ動作を行なう。また、制御部29は、スリープ指示に対するスリープ応答を示す制御フレームを局側装置101へ送信する。
また、制御部29は、局側装置101からスリープ指示を示す制御フレームを受信して、スリープ状態へ遷移できないと判断した場合には、周期的スリープ動作を行なわず、スリープ拒否を示す制御フレームを局側装置101へ送信する。
また、制御部29は、周期的スリープ動作において、スリープ状態から復帰した後、スリープ状態を継続可能であるか否かを判断し、継続可能であると判断した場合には、起床期間が終了すると再びスリープ状態へ遷移する。一方、制御部29は、スリープ状態から復帰した後、スリープ状態を継続不可であると判断した場合には、たとえば起床通知を局側装置101へ送信し、通常動作を行なう。
このようなPONシステムにおいて、ONU202は、周期的スリープ動作中に局側装置101におけるOSU12の冗長切り替え(以下、OSU冗長切り替えとも称する。)が発生しても、周期的スリープ動作を継続する。局側装置101は、ONU202が周期的スリープ動作を行なっている状態において、OSU冗長切り替えを行なった後、当該ONU202へ送信すべき下りフレームが発生しても、当該ONU202の周期的スリープ動作を停止させることは困難であり、下りトラフィックの中継不能を招いてしまう。
これは、ONU202が、周期的スリープ動作において、局側装置101からの起床指示を受けるために間欠的に起動、すなわちスリープ状態から復帰しても、切り替え先のOSU12が、ONU202の当該復帰タイミングを把握していない場合、起床指示をONU202の起床期間において当該ONU202に到着させることが困難だからである。
また、切り替え先のOSU12が切り替え元のOSU12からONU202の当該復帰タイミングの情報を取得する構成であっても、さらに、運用系のOSUと待機系のOSUとが同期している必要がある。この同期を実現するためには、各OSU12におけるクロック生成部39の生成するクロック同士を同期させる回路、あるいは各OSU12で共通のクロック生成部を設け、クロックを各OSU12へ分配する回路が必要となり、コストが増大してしまう。
そこで、本発明の実施の形態に係るPONシステムでは、以下のような動作により、上記問題点を解決する。
[動作]
図4は、本発明の実施の形態に係るPONシステムにおいて、局側装置がOSUの冗長切り替えを行なう際の動作の一例を示す図である。図4は、局側装置101と通信中のONU202のうち、ONU1およびONU2が周期的スリープ動作中である場合を一例として示している。
局側装置101において、PON制御部36は、全体制御部11によって運用系のOSU12から待機系のOSU12への切り替え処理が行なわれるのに先立ち、周期的スリープ動作中のONU202に起床指示を送信する。
たとえば、PON制御部36は、周期的スリープ動作中のONU202が起床指示を起床期間において受信するように、起床指示をユニキャストする。
具体的には、図4を参照して、ONU1およびONU2は、周期的スリープ動作中である(ステップS1およびS2)。
全体制御部11は、たとえばOSU12の交換作業等の保守作業に伴い、運用系OSUから待機系OSUへの冗長切り替えが予定されると(ステップS11)、切り替え準備指示を運用系OSUのPON制御部36へ出力する(ステップS12)。この冗長切り替えは、予定して行なうものであり、交換作業としては、たとえば、ファームウエアの更新、経年劣化を考慮した予防交換、および機能低下が見つかった場合の交換等が考えられる。
次に、運用系OSUのPON制御部36は、全体制御部11から切り替え準備指示を受けて、自己と通信中のONU202のLLID等を含む切り替え情報を待機系OSUへ出力する。ここで、切り替え情報には、各ONU202の周期的スリープ動作に関する情報、たとえば、周期的スリープ動作中であるか否か、スリープ期間の開始タイミングおよびその長さ、ならびに起床期間の開始タイミングおよびその長さが含まれていない(ステップS13)。
また、運用系OSUのPON制御部36は、周期的スリープ動作中のONU1およびONU2へ起床指示を送信する。より詳細には、PON制御部36は、ONU1の起床期間において起床指示が到着するようにONU1へ起床指示をユニキャストし、また、ONU2の起床期間において起床指示が到着するようにONU2へ起床指示をユニキャストする。なお、PON制御部36は、ONU1およびONU2の起床期間の一部または全部が重複している場合、ONU1およびONU2へ起床指示をマルチキャストしてもよい(ステップS14およびS15)。
次に、ONU1およびONU2は、各々の起床期間において局側装置101から起床指示を受けると、スリープ状態へ遷移せず、起床応答を局側装置101へ送信し、周期的スリープ動作を停止する(ステップS16およびS17)。
次に、運用系OSUのPON制御部36は、ONU1およびONU2から起床応答を受信すると、切り替え準備完了通知を全体制御部11へ出力する(ステップS18)。
なお、ONU202は、局側装置101からの起床指示に対する起床応答を送信しない構成であってもよい。この場合、PON制御部36は、起床指示を送信したことを契機に切り替え準備完了通知を全体制御部11へ出力する。
次に、全体制御部11は、運用系OSUのPON制御部36から切り替え準備完了通知を受けて、運用系OSUから待機系OSUへの冗長切り替えを実行すると判断し(ステップS19)、切り替え指示を運用系OSUのPON制御部36および待機系OSUのPON制御部36へ出力する(ステップS20)。なお、運用系OSUのPON制御部36は、全体制御部11から切り替え指示を受けた後、切り替え情報を待機系OSUへ出力してもよい。
次に、運用系OSUのPON制御部36は、全体制御部11から切り替え指示を受けて、自己のOSUにおける上りフレームおよび下りフレームの送受信動作を停止する制御を行なう(ステップS21)。
また、待機系OSUのPON制御部36は、全体制御部11から切り替え指示を受けて、自己のOSUにおける上りフレームおよび下りフレームの送受信動作を開始する制御を行なう(ステップS22)。
そして、新たな運用系OSUとONU1およびONU2との下りフレームの送受信ならびに上りフレームの送受信が開始される。具体的には、たとえば、新たな運用系OSUのPON制御部36は、スリープ指示をONU1およびONU2へ送信する(ステップS23およびS24)。
次に、ONU1およびONU2は、局側装置101からスリープ指示を受けて、周期的スリープ動作を再開し、スリープ指示に対するスリープ応答を示す制御フレームを局側装置101へ送信する(ステップS25およびS26)。
図5は、本発明の実施の形態に係るPONシステムにおいて、局側装置がOSUの冗長切り替えを行なう際の動作の他の例を示す図である。図5は、局側装置101と通信中のONU202のうち、ONU1およびONU2が周期的スリープ動作中である場合を一例として示している。
PON制御部36は、切り替え準備指示を受けて、起床指示を送信したONU202のうち、起床応答の送信を確認できないONU202との通信接続を切断する処理を行なう。
具体的には、図5を参照して、ONU1およびONU2は、周期的スリープ動作中である(ステップS31およびS32)。
全体制御部11は、たとえばOSU12の交換作業等の保守作業に伴い、運用系OSUから待機系OSUへの冗長切り替えが予定されると(ステップS41)、切り替え準備指示を運用系OSUのPON制御部36へ出力する(ステップS42)。この冗長切り替えは、計画的なものであり、交換作業としては、たとえば、ファームウェアの更新、および経年劣化を考慮した交換等が考えられる。
次に、運用系OSUのPON制御部36は、全体制御部11から切り替え準備指示を受けて、自己と通信中のONU202のLLID等を含む切り替え情報を待機系OSUへ出力する。ここで、切り替え情報には、各ONU202の周期的スリープ動作に関する情報、たとえば、周期的スリープ動作中であるか否か、スリープ期間の開始タイミングおよびその長さ、ならびに起床期間の開始タイミングおよびその長さが含まれていない(ステップS43)。
また、運用系OSUのPON制御部36は、周期的スリープ動作中のONU1およびONU2へ起床指示を送信する。より詳細には、PON制御部36は、ONU1の起床期間において起床指示が到着するようにONU1へ起床指示をユニキャストし、また、ONU2の起床期間において起床指示が到着するようにONU2へ起床指示をユニキャストする。なお、PON制御部36は、ONU1およびONU2の起床期間の一部または全部が重複している場合、ONU1およびONU2へ起床指示をマルチキャストしてもよい(ステップS44およびS45)。
次に、ONU1は、各々の起床期間において局側装置101から起床指示を受けると、スリープ状態へ遷移せず、起床応答を局側装置101へ送信し、周期的スリープ動作を停止する(ステップS46)。
次に、運用系OSUのPON制御部36は、起床指示を送信してから所定時間以内にONU1から起床応答が到着した一方で、何らかの理由により、起床指示を送信してから所定時間以内にONU2から起床応答が到着しないことを認識する(ステップS47)。
次に、運用系OSUのPON制御部36は、ONU2へ起床指示を再送する(ステップS48)。
次に、運用系OSUのPON制御部36は、起床指示を再送したにも関わらず、起床指示を再送してから所定時間以内にONU2から起床応答が到着しないことを認識する(ステップS49)。
次に、運用系OSUのPON制御部36は、ONU2とのリンク断処理、すなわち自己のOSU12とONU2との通信接続を切断する処理を行なう。たとえば、PON制御部36は、ONU2へのゲートフレームの送信を停止することにより、ONU2を、局側装置101との通信接続が切断された状態に遷移させる(ステップS50)。
なお、PON制御部36は、起床指示を1回だけ再送する構成に限らず、複数回再送してもよい。また、PON制御部36は、起床応答が到着しない場合、起床指示を再送せずにリンク断処理を行ってもよい。
次に、運用系OSUのPON制御部36は、切り替え準備完了通知を全体制御部11へ出力する(ステップS51)。
次に、全体制御部11は、運用系OSUのPON制御部36から切り替え準備完了通知を受けて、運用系OSUから待機系OSUへの冗長切り替えを実行すると判断し(ステップS52)、切り替え指示を運用系OSUのPON制御部36および待機系OSUのPON制御部36へ出力する(ステップS53)。なお、運用系OSUのPON制御部36は、全体制御部11から切り替え指示を受けた後、切り替え情報を待機系OSUへ出力してもよい。
次に、運用系OSUのPON制御部36は、全体制御部11から切り替え指示を受けて、自己のOSUにおける上りフレームおよび下りフレームの送受信動作を停止する制御を行なう(ステップS54)。
また、待機系OSUのPON制御部36は、全体制御部11から切り替え指示を受けて、自己のOSUにおける上りフレームおよび下りフレームの送受信動作を開始する制御を行なう(ステップS55)。
そして、新たな運用系OSUとONU1との下りフレームの送受信ならびに上りフレームの送受信が開始される。具体的には、たとえば、新たな運用系OSUのPON制御部36は、スリープ指示をONU1へ送信する(ステップS56)。
次に、ONU1は、局側装置101からスリープ指示を受けて、周期的スリープ動作を再開し、スリープ指示に対するスリープ応答を示す制御フレームを局側装置101へ送信する(ステップS57)。
なお、PONシステム301における局側装置は、図1および図2に示すような構成に限らず、たとえば以下のような構成であってもよい。
図6は、本発明の実施の形態に係るPONシステムにおける局側装置の構成の他の例を示す図である。
図6を参照して、局側装置102は、MAC処理部1〜N+1(41−1〜41−N+1)と、制御部42と、電気信号スイッチ43と、光トランシーバ44−1〜44−Nと、集線部45とを含む。
局側装置102は、局側装置101と同様に、たとえば、N:1の冗長構成を有している。すなわち、N+1個のMAC処理部のうち、MAC処理部1〜Nが運用系(現用)MAC処理部であり、MAC処理部 N+1が待機系(予備)MAC処理部である。なお、局側装置102は、2個以上の待機系MAC処理部を含む構成であってもよい。
局側装置102は、たとえば1つのプリント基板に各種デバイスが実装されることにより実現される。また、MAC処理部41は、たとえば1つの半導体集積回路で実現される。また、集線部45は、たとえば1つの半導体集積回路で実現される。
MAC処理部41は、図2に示す受信処理部33、送信処理部34およびPON制御部36と同様の処理を行なう。また、光トランシーバ44は、図2に示すPON送受信部35と同様の処理を行なう。また、制御部42は、図1に示す全体制御部11と同様の処理を行なう。
光トランシーバ44−1〜44−Nは、N本のPON回線1〜N(203−1〜203−N)にそれぞれ接続されている。
電気信号スイッチ43は、制御部42からの指示に従い、N+1個のMAC処理部1〜N+1(41−1〜41−N+1)と、N個の光トランシーバ44−1〜44−Nとの間の通信経路を切り替える。
集線部45は、複数のMAC処理部経由で各ONUから受信した上りフレームをアップリンクへ送信する。具体的には、集線部45は、MAC処理部1〜N(41−1〜41−N+1)からの上りフレームを多重して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適切なMAC処理部に振り分ける処理を行なう。
なお、PON制御部36は、全体制御部11によって運用系のOSU12から待機系のOSU12への切り替え処理が行なわれるのに先立ち、PONシステム301における各ONU202のうち、周期的スリープ動作中のONU202へ選択的に起床指示を送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。PON制御部36は、周期的スリープ動作中のONU202に加えて、PONシステム301における各ONU202のうち、周期的スリープ動作を行なっていないONU202の全部または一部に起床指示を送信する構成であってもよい。たとえば、PON制御部36は、周期的スリープ動作中のONU202であるか否かに関わらず、他のPON制御部36も介してPONシステム301における全ONU202に起床指示を送信する。また、上記のような構成を採用する場合、たとえば図5に示す動作において、運用系OSUのPON制御部36は、起床指示を送信したONU202のうち、起床応答の送信を確認できない周期的スリープ動作中のONU202との通信接続を切断する処理を行なう。
ところで、運用系のOSUから待機系のOSUへの冗長切り替えにおいて、各ONUの周期的スリープ動作に関する情報を待機系のOSUに転送することができれば、待機系のOSUにおいて、周期的スリープ動作中のONUを把握し、必要に応じてONUを起床させることが可能である。
しかしながら、1つのOSUは、たとえば最大128台のONUと通信を行なうことが可能であるため、転送すべきデータ量が膨大であり、すべての情報を転送すると切り替え時間が増大し、冗長切り替えによるPONシステムの通信断時間が長くなってしまう。
このため、各ONUの周期的スリープ動作に関する情報をすべて切り替え先のOSUに高速で転送する必要があるが、これを実現するためには、各OSUにおいて高速なインタフェースを用意しておかなければならず、コストが増大してしまう。
また、運用系のOSUから待機系のOSUへ各ONUの周期的スリープ動作に関する情報を転送することができても、運用系のOSUと待機系のOSUとが同期していない場合、切り替え先のOSUが誤ったタイミングでONUへ起床指示を送信してしまい、ONUの周期的スリープ動作を停止させることができない可能性がある。
このため、運用系のOSUと待機系のOSUとを同期して動作させる必要があるが、これを実現するためには、運用系のOSUの動作クロックと待機系のOSUの動作クロックとを同期させるための回路が必要となり、コストが増大してしまう。
また、切り替え先のOSUがONUの起床期間のタイミングを把握していない場合、当該OSUが各ONUへ起床指示を繰り返し送信し続ける方法も考えられるが、このような方法では、通信再開までの待ち時間が増大し、結局、冗長切り替えによるPONシステムの通信断時間が長くなってしまう。
これに対して、本発明の実施の形態に係るPONシステムでは、局側装置101は、スリープ期間および起床期間を繰り返す周期的スリープ動作を行なっているONU202、の起床期間において起床指示が当該ONU202に到着するように起床指示を送信することで、当該ONU202の周期的スリープ動作を停止させるものである。そして、局側装置101において、PON制御部36は、全体制御部11によって運用系のOSU12から待機系のOSU12への切り替え処理が行なわれるのに先立ち、周期的スリープ動作中のONU202に起床指示を送信する。
このように、OSUの冗長切り替えを行なう前に配下の各ONUの周期的スリープ動作を停止させる構成により、運用系のOSUが保持している各ONUの周期的スリープ動作に関する情報を待機系のOSUに転送する必要がなくなり、また、運用系のOSUと待機系のOSUとを同期して動作させる必要がなくなる。
そして、OSU12の冗長切り替え後、切り替え先のOSU12からONU202への通信を早期に開始することができ、下りトラフィックの中継不能を抑制することができる。すなわち、OSU12の冗長切り替えが行なわれた場合に、PONシステムにおける通信を早期に再開させることができるため、PONシステムにおける通信不能時間を短縮することができ、サービス品質を向上させることができる。
したがって、本発明の実施の形態に係る局側装置では、宅側装置のスリープ動作中における局側装置の冗長切り替えに対して、局側装置および宅側装置間の通信停止時間の増大を抑制し、低コストで信頼性の高い通信システムを提供することができる。
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、PON制御部36は、周期的スリープ動作中のONU202が起床指示を起床期間において受信するように、起床指示をユニキャストする。
このような構成により、PONシステム301における各ONU202の周期的スリープ動作のタイミングが異なる場合でも、各ONU202の周期的スリープ動作をより確実に停止させることができる。
また、本発明の実施の形態に係るPONシステムでは、局側装置101は、ONU202が周期的スリープ動作を停止したことを示す起床応答を当該ONU202から受信するものである。そして、局側装置において、PON制御部36は、起床指示を送信したONU202のうち、起床応答の送信を確認できない周期的スリープ動作中のONU202との通信接続を切断する処理を行なう。
このような構成により、起床応答の送信が確認できない周期的スリープ動作中のONU202の状態を、局側装置101にとって安定した既知の状態に遷移させることができ、より信頼性の高い通信システムを提供することができる。
なお、本発明の実施の形態に係るPONシステムでは、局側装置101における全体制御部11が、OSU12の冗長切り替え処理を行ない、OSU12におけるPON制御部36が、冗長切り替え前に周期的スリープ動作中のONU202へ起床指示を送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。すなわち、局側装置101の代わりに、PONシステム301における局側装置101およびONU202以外の他の装置が、局側装置101にOSU12の冗長切り替えを行なわせる制御、およびONU202への起床指示の送信等を行なう構成であってもよい。
上記実施の形態は、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、上記説明ではなく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。
11 全体制御部(切り替え制御部)
12,12−1〜12−N+1 OSU(光回線ユニット)
13 集線部
14 光スイッチ
21 PONポート
22 光受信処理部
23 バッファメモリ
24 送信処理部
25 UNIポート
26 受信処理部
27 バッファメモリ
28 光送信処理部
29 制御部
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 PON制御部(スリープ制御部および通信接続制御部)
37,38 FIFO
39 クロック生成部
41−1〜41−N+1 MAC処理部
42 制御部
43 電気信号スイッチ
44−1〜44−N 光トランシーバ
45 集線部
101,102 局側装置
202 ONU(宅側装置)
203−1〜203−N PON回線
204−1〜204−N 光カプラ
301 PONシステム

Claims (4)

  1. 1または複数の宅側装置と通信するための局側装置であって、
    前記局側装置は、スリープ期間および起床期間を繰り返す周期的スリープ動作を行なっている前記宅側装置、の前記起床期間において起床指示が前記宅側装置に到着するように前記起床指示を送信することで、前記宅側装置の前記周期的スリープ動作を停止させるものであり、
    前記宅側装置と通信信号を送受信するための複数の光回線ユニットと、
    運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、
    前記切り替え制御部によって前記切り替え処理が行なわれるのに先立ち、前記周期的スリープ動作中の前記宅側装置に前記起床指示を送信するためのスリープ制御部とを備える、局側装置。
  2. 前記スリープ制御部は、前記周期的スリープ動作中の前記宅側装置が前記起床指示を前記起床期間において受信するように、前記起床指示をユニキャストする、請求項1に記載の局側装置。
  3. 前記局側装置は、前記宅側装置が前記周期的スリープ動作を停止したことを示す起床応答を前記宅側装置から受信するものであり、さらに、
    前記スリープ制御部が前記起床指示を送信した前記宅側装置のうち、前記起床応答の送信を確認できない前記周期的スリープ動作中の前記宅側装置との通信接続を切断する処理を行なうための通信接続制御部を備える、請求項1または請求項2に記載の局側装置。
  4. 1または複数の宅側装置と、各前記宅側装置と通信するための局側装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、
    前記宅側装置は、スリープ期間および起床期間を繰り返す周期的スリープ動作を行ない、前記起床期間において起床指示を受けると前記周期的スリープ動作を停止し、
    前記局側装置は、前記宅側装置と通信信号を送受信するための複数の光回線ユニットを含み、
    運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうステップと、
    前記切り替え処理が行なわれるのに先立ち、前記周期的スリープ動作中の前記宅側装置に前記起床指示を送信するステップとを含む、通信制御方法。
JP2013025844A 2013-02-13 2013-02-13 局側装置および通信制御方法 Pending JP2014155177A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013025844A JP2014155177A (ja) 2013-02-13 2013-02-13 局側装置および通信制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013025844A JP2014155177A (ja) 2013-02-13 2013-02-13 局側装置および通信制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014155177A true JP2014155177A (ja) 2014-08-25

Family

ID=51576607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013025844A Pending JP2014155177A (ja) 2013-02-13 2013-02-13 局側装置および通信制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014155177A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10291325B2 (en) 2015-12-09 2019-05-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical network unit, PON system, and method of controlling optical network unit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10291325B2 (en) 2015-12-09 2019-05-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical network unit, PON system, and method of controlling optical network unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9270406B2 (en) Communication method, optical communication system, station-side optical-line terminal apparatus, and user-side optical-line terminal apparatus
CN105075177B (zh) 无源光网络中下行突发传输
US8958699B2 (en) ONU with wireless connectivity capability
WO2013001628A1 (ja) 加入者側光通信装置、通信システム、制御装置および省電力制御方法
JP2013121047A (ja) 受動光網システム、局側光伝送路終端装置、宅内光伝送路終端装置
JP2009027538A (ja) 光ネットワーク終端装置、光アクセスシステムおよび通信サービスシステム
JP2012142698A (ja) 局側装置、通信システムおよび通信制御方法
JP5718258B2 (ja) 加入者側通信装置、加入者側ゲートウェイ装置及び宅内通信システム
JP2014155177A (ja) 局側装置および通信制御方法
JP2013090025A (ja) 省電力制御方法、通信システムおよび局側装置
JP2012244233A (ja) Onu、時刻同期方法および時刻同期プログラム
JP5071693B2 (ja) 通信装置、通信システムおよび通信速度切り替え方法
JP2012235409A (ja) 光回線ユニット、局側装置および通信経路制御方法
Lee et al. Efficient Power‐Saving 10‐Gb/s ONU Using Uplink Usage‐Dependent Sleep Mode Control Algorithm in WDM‐PON
JP2012156954A (ja) 局側装置、宅側装置および通信システム
JP5729318B2 (ja) 宅側装置、通信システム、局側装置および通信制御方法
JP6127613B2 (ja) 通信システム、宅側装置、通信制御方法および局側装置
JP2013030954A (ja) 通信制御方法、通信システム、局側装置および宅側装置
JP6296534B2 (ja) 通信装置の省電力制御方法及び通信装置
JP2014127803A (ja) ユーザ側光回線終端装置およびユーザ側光回線終端装置の消費電力制御方法
JP5904143B2 (ja) Ponシステムおよび局側装置
JP2015142300A (ja) 省電力ponシステムの通信方法
JP2013081065A (ja) 省電力制御方法、局側装置および通信システム
JP5862365B2 (ja) 伝送装置及び電力制御システム
JP2012023456A (ja) 通信装置、通信システムおよび通信方法