JP2014236289A - 局側装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光通信システムにおける構成を簡易化し、かつ動作を効率化することが可能な局側装置を提供する。【解決手段】局側装置１０１は、宅側装置２０２から受信した光信号からデータを再生し、かつデータを光信号に変換して宅側装置２０２へ送信するための複数の光回線カード１２と、上位ネットワークから受信したデータを光回線カード１２へ出力するとともに、光回線カード１２から受けたデータを上位ネットワークへ送信するための集線カード１３と、光回線カード１２および集線カード１３を着脱可能であり、光回線カード１２および集線カード１３間の電気信号を伝送するためのバックプレーン５１と、光回線カード１２および集線カード１３間の光信号を伝送するための光配線１６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、局側装置に関し、特に、複数の光回線カードを備える局側装置に関する。

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。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。

IEEE Std 802.3ah（登録商標）-2004

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、局側装置と上位ネットワークにおける装置との間にはＯＳＵごとに複数の通信回線が必要となる。

しかしながら、このような構成では、局側装置および上位ネットワーク間の配線が煩雑となり、また、１０Ｇ−ＥＰＯＮ等、通信回線が高速化されている場合、夜間等の通信トラフィックが減少する時間帯において、局側装置および上位ネットワークにおける装置の通信動作の無駄が顕著になる。

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、光通信システムにおける構成を簡易化し、かつ動作を効率化することが可能な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局側装置は、宅側装置から受信した光信号からデータを再生し、かつデータを光信号に変換して前記宅側装置へ送信するための複数の光回線カードと、上位ネットワークから受信したデータを前記光回線カードへ出力するとともに、前記光回線カードから受けたデータを前記上位ネットワークへ送信するための集線カードと、前記光回線カードおよび前記集線カードを着脱可能であり、前記光回線カードおよび前記集線カード間の電気信号を伝送するためのバックプレーンと、前記光回線カードおよび前記集線カード間の光信号を伝送するための光配線とを備える。

本発明によれば、光通信システムにおける構成を簡易化し、かつ動作を効率化することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における光回線カードおよび集線カード間の光配線の構成を示す図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置におけるバックプレーンと各カードとの接続態様の一例を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置におけるバックプレーンのカード面を概略的に示す図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における光回線カードの構成を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における集線カードの構成を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における光スイッチ部の接続を示す図である。 図８は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における光回線カードの冗長切り替えの一例を示す図である。 図９は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置の比較例１を示す図である。 図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置の比較例２を示す図である。 図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置の比較例３を示す図である。 図１２は、本発明の第２の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。 図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置における集線カードの構成を示す図である。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施形態に係る局側装置は、宅側装置から受信した光信号からデータを再生し、かつデータを光信号に変換して前記宅側装置へ送信するための複数の光回線カードと、上位ネットワークから受信したデータを前記光回線カードへ出力するとともに、前記光回線カードから受けたデータを前記上位ネットワークへ送信するための集線カードと、前記光回線カードおよび前記集線カードを着脱可能であり、前記光回線カードおよび前記集線カード間の電気信号を伝送するためのバックプレーンと、前記光回線カードおよび前記集線カード間の光信号を伝送するための光配線とを備える。

このように、集線カードを設ける構成により、各光回線カードおよび上位ネットワーク間の通信回線をまとめることができるため、局側装置および上位ネットワーク間の配線を簡素化し、かつ通信動作の無駄を抑制することができる。したがって、光通信システムにおける構成を簡易化し、かつ動作を効率化することができる。さらに、光回線カードと集線カードとを光配線を用いて接続する構成により、光回線カードおよび集線カード間の配線数の増大およびコネクタの大型化を抑制し、バックプレーンの大型化を抑制することができるため、局側装置を小型化することができる。また、通信回線の高速化に伴い開発時における設計難度および開発コストが高くなることを抑制し、局側装置の大型化および高コスト化を抑制することができる。たとえば、特定の材質を用いた高価なバックプレーンを用いることなく、高速信号を伝送することができる。また、装置内の通信インタフェースに関するアップグレードまたはダウングレードを、配線部分を交換することなくユニットの交換で実現することができるため、装置の拡張性を向上させることができる。

（２）好ましくは、前記局側装置は、冗長構成用を含めて前記集線カードを複数備え、
前記局側装置は、さらに、前記集線カード間の光信号を伝送するための光配線を備える。

このような構成により、集線カードが冗長化された局側装置において、装置を小型化および低コスト化し、また、通信速度の変更等について装置の拡張性を向上させることができる。

（３）好ましくは、前記光回線カードおよび前記集線カードの少なくともいずれか一方は、前記光配線を介した光信号の伝送の良否を判定し、判定結果を示す光判定信号を出力し、前記バックプレーンと前記光回線カードまたは前記集線カードとの電気的接続の良否の判定結果を示す信号、および前記光判定信号に基づいて、故障判定が行なわれる。

このような構成により、各カード間に光配線を採用した局側装置において、電気配線と光配線との優劣に関わらず、バックプレーンと各カードとの接続の良否をより正確に判定することができる。

（４）好ましくは、前記光回線カードおよび前記集線カードの少なくともいずれか一方は、前記光配線において伝送される光信号のデータレートを変更可能である。

一般に、通信速度が上昇すると、通信トラフィックを処理する半導体電子部品の消費電力が上昇する。このため、通信トラフィックが少量の場合に通信レートを低速に変更することにより、局側装置における消費電力を低減することができる。また、集線カードを設けることで局側装置および上位ネットワーク間における通信動作を効率化することに加えて、局側装置内における通信動作を効率化することができる。

（５）好ましくは、前記バックプレーンの主表面のうち、前記光回線カードおよび前記集線カードが取り付けられるカード面には、前記光回線カードごとに、光信号用の接続部と、低速信号用の接続部と、電源用の接続部とが一列に配置され、前記カード面と反対側の前記主表面に前記光配線が取り付けられる。

このような構成により、光信号を含めた各カードの各種信号および電力の伝送を、簡易な構成で良好に行なうことができる。

（６）好ましくは、前記光配線は、第１コネクタと、複数の第２コネクタと、前記第１コネクタと前記複数の第２コネクタとの間に接続された光ファイバとを含み、前記第１コネクタが前記集線カードに接続され、前記複数の第２コネクタが前記複数の光回線カードにそれぞれ接続される。

このような構成により、光信号の伝送に関し、集線カードには各光回線カードで共通のコネクタを設ければよくなることから、集線カード側のコネクタを小型化し、ひいてはバックプレーンを小型化することができるため、局側装置の小型化に大きく貢献することができる。

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システムの構成を示す図である。

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、複数の宅側装置（ＯＮＵ）２０２とを備える。局側装置１０１は、ＯＳＵである光回線カード１〜Ｎ＋１（１２−１〜１２−Ｎ＋１）と、集線カード１，２（１３−１，１３−２）と、光スイッチ部１４と、局側装置１０１の全体的な制御を行なう全体制御部１１と、光配線１５，１６とを備える。ここで、Ｎは１以上の整数である。また、宅側装置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、アップリンクから宅側装置への方向を下り方向と称する。

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からの帯域要求等が行なわれると仮定して説明する。

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ＯＮＵ２０２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ＯＮＵ２０２に割り当てる。たとえば、各ＯＮＵ２０２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ＯＮＵ２０２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。各光回線カードは、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枚の光回線カードのうち、光回線カード１〜Ｎが運用系（現用）光回線カードであり、光回線カードＮ＋１が待機系（予備）光回線カードである。なお、局側装置１０１は、２枚以上の待機系光回線カード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光回線カードを、運用系の光回線カードから待機系の光回線カードへ切り替える冗長切り替えを行なう。

光スイッチ部１４は、全体制御部１１からの指示に従い、Ｎ＋１枚の光回線カード１〜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。

集線カード１３は、複数の光回線カード経由で各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、集線カード１３は、光回線カード１〜Ｎ＋１（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光回線カードに振り分ける処理を行なう。

光スイッチ部１４および光回線カード１２は、光ファイバを含む光配線１５を介して接続されている。より詳細には、光スイッチ部１４および光回線カード１２−１〜１２−Ｎ＋１は、光配線１５−１〜１５−Ｎ＋１を介してそれぞれ接続されている。

各光回線カード１２および集線カード１３は、光ファイバを含む光配線１６を介して接続されている。各光回線カード１２および集線カード１３の接続態様は、スター型である。すなわち、１枚の集線カード１３がすべての光回線カード１２と接続されている。より詳細には、光回線カード１２および集線カード１３−１，１３−２は、光配線１６−１，１６−２を介してそれぞれ接続されている。

なお、局側装置１０１は、集線カード１３−１，１３−２を１枚だけまたは３枚以上備える構成であってもよい。また、複数の集線カード１３のうち、少なくともいずれか１枚が待機系集線カードとして使用されてもよいし、あるいは、すべての集線カード１３が運用系集線カードとして使用され、故障または保守交換等によりいずれかの集線カード１３を停止させる構成であってもよい。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における光回線カードおよび集線カード間の光配線の構成を示す図である。

図２を参照して、光配線１６は、１対多の光ファイバ構造を有する。より詳細には、光配線１６は、コネクタ２１と、コネクタ２２−１〜２２−Ｎ＋１と、光ファイバ２３と、光ファイバ２４−１〜２４−Ｎ＋１とを含む。

光ファイバ２３および光ファイバ２４−１〜２４−Ｎ＋１は、コネクタ２１とコネクタ２２−１〜２２−Ｎ＋１との間に接続されている。コネクタ２１が集線カード１３に接続され、コネクタ２２−１〜２２−Ｎ＋１が光回線カード１２−１〜１２−Ｎ＋１にそれぞれ接続される。

より詳細には、コネクタ２１は、複数の光ファイバを収容可能であり、たとえばＩＥＥＥ８０２．３ ｂａ（登録商標）で規定されたＭＰＯコネクタである。

コネクタ２２−１〜２２−Ｎ＋１からそれぞれ伸びる光ファイバ２４−１〜２４−Ｎ＋１は、光ファイバ２３として１本のケーブル状に束ねられる。たとえば、光ファイバ２４−１〜２４−Ｎ＋１の各々は、対応の光回線カード１２から集線カード１３への光信号用の１本の光ファイバと、集線カード１３から対応の光回線カード１２への光信号用の１本の光ファイバとを含む。また、光ファイバ２３は、各光回線カード１２から集線カード１３への光信号用の（Ｎ＋１）本の光ファイバと、集線カード１３から各光回線カード１２への光信号用の（Ｎ＋１）本の光ファイバとを含む。

ここで、集線カード１３と光回線カード１２とを１対１の光ファイバで接続した場合、たとえば、光ファイバが２×（Ｎ＋１）本必要になり、また、集線カード１３の光ファイバ用コネクタも２×（Ｎ＋１）個必要になる。

局側装置１０１では、図２に示すような１対多の多芯光ファイバを用いる構成により、集線カード１３側の光ファイバ用コネクタを１個に集約し、小型化を実現している。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置におけるバックプレーンと各カードとの接続態様の一例を示す図である。

図３を参照して、局側装置１０１は、バックプレーン５１を備える。図３は、バックプレーン５１を上端または下端から見た状態を示している。

バックプレーン５１は、各カード間の電気信号を伝送する。光回線カード１２および集線カード１３間の光配線１６は、光回線カード１２および集線カード１３間の光信号を伝送する。

より詳細には、バックプレーン５１は、表面である主表面５２と、裏面である主表面５３とを有する。バックプレーン５１は、たとえば多層プリント基板を含み、各層に電気配線であるパターン配線が設けられている。

光回線カード１２−１〜１２−Ｎ＋１、集線カード１３−１，１３−２、および全体制御部１１に相当する制御カードは、バックプレーン５１に着脱可能に取り付けられる。バックプレーン５１は、パターン配線を介して光回線カード１２および集線カード１３間、集線カード１３間、制御カードおよび光回線カード１２間、ならびに制御カードおよび集線カード１３間の電気信号を伝送する。

また、光配線１６は、コネクタによってバックプレーン５１の主表面５３に取り付けられており、光配線１６を介して集線カード１３および光回線カード１２間の光信号が伝送される。

より詳細には、バックプレーン５１の主表面５２には、図示しない複数のコネクタＡが設けられており、また、各カードのバックプレーン接続側の端部には、図示しない１または複数のコネクタＢが設けられている。バックプレーン５１および各カードは、コネクタＡとコネクタＢとが嵌合することにより接続される。すなわち、コネクタＡおよびＢを介して光信号および電気信号が伝送される。

なお、光配線１６における光ファイバは、バックプレーン５１と間隔を隔てて配設されてもよいし、バックプレーン５１の主表面５３に接するように配設されてもよい。

ここで、フレーム等の主信号は光信号として光配線１６を介して伝送され、主信号以外の制御信号等は、電気信号としてバックプレーン５１のパターン配線を介して伝送される。

低速の制御信号まで光配線を用いて伝送すると、低速の制御信号を光信号に変換する必要があり、また、制御信号が複数存在する場合、すべての制御信号に対して光ファイバを用意する必要が生じる。このため、局側装置が複雑化し、高価となり、また、大型化してしまう。

局側装置１０１では、上記のように高速信号は光配線を使用し、低速信号は電気配線を使用し、光配線および電気配線を適切に使い分けることにより、局側装置の低コスト化および小型化を実現することができる。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置におけるバックプレーンのカード面を概略的に示す図である。

図４を参照して、バックプレーン５１は、各カードが取り付けられる主表面５２において、制御カードが接続される領域６４と、集線カード１３が接続される領域６５と、光回線カード１２が接続される領域６６とを有する。

領域６６において、光回線カード１２ごとに、光信号用の接続部６１と、低速信号用の接続部６２と、電源用の接続部６３とが一列に配置される。これらの接続部は、たとえばコネクタである。

なお、接続部６１〜６３は、別個のコネクタであってもよいし、一部または全部が１つのコネクタとして一体化されてもよい。また、各接続部は、出力用および入力用等の別により複数のコネクタに分割されてもよい。

また、バックプレーン５２は、たとえば略鉛直に設置する。光信号用の接続部６１は、低速信号用の接続部６２および電源用の接続部６３よりも、上側に配置すると好ましい。低速信号用の接続部６２は、電源用の接続部６３よりも上側に配置すると好ましい。

なぜならば、光信号用の接続部６１は耐塵性に劣りやすい、具体的には、コネクタを嵌合する際に塵埃を噛み込むと、悪影響が生じやすいからである。また、低速信号用の接続部６２は、光信号用の接続部６１の次に耐埃性に劣りやすいからである。塵埃は上から下に降りやすいので、上記のような配置にすることで、塵埃による悪影響を軽減することができる。

図５は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における光回線カードの構成を示す図である。

図５を参照して、光回線カード１２は、光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、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部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生するとともに、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。

光ＩＦ部３１は、ＦＩＦＯ３７から受けた電気信号を光信号に変換して集線カード１３へ出力するとともに、集線カード１３から受けた光信号を電気信号に変換してＦＩＦＯ３８またはＰＯＮ制御部３６へ出力する。具体的には、光ＩＦ部３１は、ＦＩＦＯ３７に蓄積された上りフレームを含む光信号を集線カード１３へ出力する。また、光ＩＦ部３１は、集線カード１３から受けた光信号からフレームを再生し、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。

光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カード１３へ出力する。

また、光ＩＦ部３１は、光配線１６を介した光信号の伝送の良否を判定し、判定結果を示すＳＤ信号を制御ＩＦ部３２経由で全体制御部１１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。

制御ＩＦ部３２は、全体制御部１１からの指示に基づいて、光ＩＦ部３１、受信処理部３３、送信処理部３４、ＰＯＮ送受信部３５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、光回線カード１２の冗長切り替えを行なう。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６は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における集線カードの構成を示す図である。

図６を参照して、集線カード１３は、光ＩＦ部４１−１〜４１−Ｎ＋１と、スイッチ部４２とを含む。

スイッチ部４２は、たとえばレイヤ２スイッチであり、アップリンクから受信した下りフレームを振り分けて各光ＩＦ部４１へ出力するとともに、各光ＩＦ部４１から受けた上りフレームを多重化してアップリンクへ送信する。また、スイッチ部４２は、他の集線カード１３におけるスイッチ部４２との間でフレームおよび各種制御信号を送受信することが可能である。

光ＩＦ部４１−１〜４１−Ｎ＋１は、バックプレーン５１および光配線１６を介して光回線カード１２−１〜１２−Ｎ＋１にそれぞれ接続されている。光ＩＦ部４１は、スイッチ部４２から受けた電気信号を光信号に変換して対応の光回線カード１２へ出力するとともに、対応の光回線カード１２から受けた光信号を電気信号に変換してスイッチ部４２へ出力する。

具体的には、光ＩＦ部４１は、スイッチ部４２から受けた下りフレームを含む光信号を対応の光回線カード１２へ出力する。また、光ＩＦ部４１は、対応の光回線カード１２から受けた光信号から上りフレームを再生してスイッチ部４２へ出力する。

また、光ＩＦ部４１は、光配線１６を介した光信号の伝送の良否を判定し、判定結果を示すＳＤ信号をバックプレーン５１経由で全体制御部１１へ出力する。

局側装置１０１における全体制御部１１は、バックプレーン５１と光回線カード１２または集線カード１３との電気的接続の良否の判定結果を示す電気接続信号を、たとえばバックプレーン５１から取得可能である。

全体制御部１１は、光回線カード１２の電気接続信号と、光回線カード１２における光ＩＦ部３１または集線カード１３における光ＩＦ部４１から受けたＳＤ信号とに基づいて、光回線カード１２とバックプレーン５１との接続不良等の故障判定を行なう。

また、全体制御部１１は、集線カード１３の電気接続信号と、光回線カード１２における光ＩＦ部３１または集線カード１３における光ＩＦ部４１から受けたＳＤ信号とに基づいて、集線カード１３とバックプレーン５１との接続不良等の故障判定を行なう。

具体的には、全体制御部１１は、電気接続信号が「良」を示し、かつＳＤ信号が「良」を示す場合、光回線カード１２または集線カード１３とバックプレーン５１とが良好に接続されていると判断し、それ以外の場合、光回線カード１２または集線カード１３とバックプレーン５１との接続不良が存在すると判断する。

なお、全体制御部１１が上記のような故障判定を行なう構成に限らず、光回線カード１２または集線カード１３等、他のユニットが故障判定を行なう構成であってもよい。

また、光回線カード１２における光ＩＦ部３１および集線カード１３における光ＩＦ部４１の両方がＳＤ信号を出力する構成に限らず、いずれか一方がＳＤ信号を出力する構成であってもよい。

図７は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における光スイッチ部の接続を示す図である。

図７を参照して、光スイッチ部１４は、ＰＯＮ回線１〜Ｎにそれぞれ接続されるポート７５−１〜７５−Ｎと、運用系光回線カード１２−１〜１２−Ｎにそれぞれ接続されるポート７６−１〜７６−Ｎと、待機系光回線カード１２−Ｎ＋１に接続されるポート７６−Ｎ＋１とを含む。

光スイッチ部１４は、通常時、ポート７５−１〜７５−Ｎとポート７６−１〜７６−Ｎとをそれぞれ接続する。そして、運用系光回線カード１２−１〜１２−Ｎのいずれかの故障等が発生すると、当該運用系光回線カード１２に対応するポート７６とポート７５との接続を切断し、当該ポート７５とポート７６−Ｎ＋１とを接続する。

ここで、待機系光回線カード１２へ切り替える契機は、たとえば以下のようなものがある。すなわち、全体制御部１１は、光回線カード１２のＰＯＮ送受信部３５における発光回路および受光回路等の故障を検知した場合、光回線カード１２の冗長切り替えを行なう。また、全体制御部１１は、オペレータから切替設定を受けた場合、光回線カード１２の冗長切り替えを行なう。

図８は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置における光回線カードの冗長切り替えの一例を示す図である。

図８を参照して、全体制御部１１は、たとえば光回線カード１２−２が故障した場合、光スイッチ部１４を制御して、光回線カード１２−２から光回線カード１２−Ｎ＋１への冗長切り替えを行なう。

より詳細には、光スイッチ部１４は、ＰＯＮ回線２０３−２に接続される光回線カード１２を、光回線カード１２−２から光回線カード１２−Ｎ＋１へ切り替える。

このように、冗長切り替えを行なう構成により、光回線カード１２の故障が発生しても局側装置１０１およびＯＮＵ２０２間の通信接続を維持し、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２間の通信の信頼性を向上することができる。

図９は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置の比較例１を示す図である。

図９を参照して、比較例１では、光スイッチ部１４と局側装置１５１とが別個に設けられていることから、光配線１５が装置間において必要となり、また、制御信号を伝送するための電気配線１７が装置間において必要となる。

また、局側装置１５１は、集線カード１３を備えていないことから、局側装置１５１およびアップリンク間のＬＡＮケーブル等の配線が光回線カード１２ごとに必要となり、また、１０Ｇ−ＥＰＯＮ等、通信回線が高速化されている場合、夜間等の通信トラフィックが減少する時間帯において、局側装置１５１とアップリンクにおける装置との通信動作の無駄が顕著になる。

これに対して、局側装置１０１では、光スイッチ部１４および局側装置１０１が一体化されていることから、光スイッチ部１４および局側装置１０１間の光配線１５および電気配線１７を局側装置１０１の筐体内に収容することができ、光回線カード１２の冗長構成を有するシステム全体としての小型化を図ることができる。

また、局側装置１０１では、集線カード１３を備える構成により、各光回線カード１２およびアップリンク間の通信回線をまとめることができるため、局側装置１０１およびアップリンク間の配線を簡素化し、かつ通信動作の無駄を抑制することができる。

図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置の比較例２を示す図である。

図１０を参照して、比較例２の局側装置１５２は、比較例１の局側装置１５１と比べて、さらに、集線カード１３−１，１３−２を備える。

これにより、各光回線カード１２およびアップリンク間の通信回線をまとめることができるため、局側装置１０１およびアップリンク間の配線を簡素化し、かつ通信動作の無駄を抑制することができる。

ここで、局側装置１５２では、光回線カード１２および集線カード１３間の主信号は、バックプレーン５１における電気配線７１を介して伝送される。

電気配線を介して高速信号を伝送する場合、通常はＰ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）ラインおよびＮ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ）ラインの対を用いる差動信号を伝送する。

局側装置１５２では、複数の光回線カード１２と集線カード１３とが電気配線７１によって接続されることから、集線カード１３に対して多数の信号が入出力される。

そして、１枚の光回線カード１２ごとに、送信信号および受信信号の各々についてＰライン、Ｎラインおよびグランドラインが必要となる。すなわち、集線カード１３のバックプレーン５１に対するインタフェースすなわちコネクタには、１枚の光回線カード１２を集線カード１３に接続させるだけで６つのピンが必要になる。たとえば、１枚の集線カード１３に１６枚の光回線カード１２が接続される場合、集線カード１３のコネクタにおいて合計９６ピンが必要となる。

このように、集線カード１３を備える局側装置１５２では、光回線カード１２および集線カード１３間の配線が増大してしまう。たとえば、各カードのバックプレーン接続用コネクタのピン数を多くする必要があり、特に集線カード１３のコネクタが大型化し、局側装置１５２のサイズが大きくなってしまう。

さらに、１０Ｇ−ＥＰＯＮ等、通信回線が高速化すると、光回線カード１２および集線カード１３間で一定レベルの伝送品質を確保するために高度な設計および検証が必要になり、開発時における設計難度および開発コストが高くなってしまう。

このような開発の難度を下げるために主信号のパラレル伝送を行なう方法が考えられるが、信号ライン数が増加することになり、ピン数のさらなる増加によってバックプレーン接続用コネクタが大型化し、局側装置１５２のサイズがさらに大きくなってしまう。

図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置の比較例３を示す図である。

図１１を参照して、比較例３の局側装置１５３は、各々が、たとえば２つのＰＯＮ回線を収容する光回線カード１２−１〜１２−Ｎ＋１を備える。光回線カード１２は、集線カード１３のような集線機能を有していない。各光回線カード１２および集線カード１３の接続態様は、ダブルスター型となる。

光回線カード１２および集線カード１３間の帯域は、収容するＰＯＮ回線の数に応じた量が必要となる。たとえば、光回線カード１２が１０ＧｂｐｓのＰＯＮ回線を２つ収容する場合、光回線カード１２および集線カード１３間には２０Ｇｂｐｓの通信を可能とする配線が必要となる。

すなわち、局側装置１５３では、光回線カード１２および集線カード１３間に複数回線分の主信号線路が存在することから、バックプレーン５１のコネクタのピン数の多さはさらに顕著となる。また、バックプレーン５１におけるパターン配線がさらに複雑になることから、バックプレーンの設計難度、および通信品質確保のためのシミュレーション等により開発コストがさらに高くなってしまう。

これに対して、局側装置１０１では、光回線カード１２と集線カード１３とが光配線１６によって接続されることから、たとえば送信および受信ごとに１つの配線を用いてカード間の信号伝送を行なうことができる。

さらに、図２に示すような１対多の光ファイバ構造を有する光配線１６を用いる構成により、光信号の伝送に関し、集線カード１３には各光回線カード１２で共通のコネクタ、たとえば図２に示すコネクタ２１を１つだけ設け、複数の光ファイバ２４を複数のコネクタ２２を用いて複数の光回線カード１２にそれぞれ接続する。これにより、集線カード１３側のコネクタを小型化し、ひいてはバックプレーン５１を小型化することができるため、局側装置１０１の小型化に大きく貢献することができる。

すなわち、局側装置１５３において、局側装置１０１と同様に光回線カード１２と集線カード１３とを光配線１６によって接続すれば、光回線カード１２を高密度化してＰＯＮ回線単位での局側装置のサイズを小型化しながら、当該高密度化による局側装置のサイズの増大を抑制することが可能となる。

ここで、高速伝送路を電気配線を用いて実現する場合、伝送路の損失を抑えるために、バックプレーンに高価な基材すなわち基板材料を使用する必要がある。すなわち、バックプレーンの設計およびシミュレーションにかかる開発コスト、および製造時の基材コストの両方が増大してしまう。

これに対して、局側装置１０１では、複数の光回線カード１２と集線カード１３とが光配線１６によって接続される。光配線１６では規格に準拠した汎用の光ファイバおよび光ファイバ用コネクタを使用することができ、光ファイバおよびコネクタ自体を独自に設計する必要がないことから、バックプレーン５１の設計およびシミュレーションにかかる開発コスト、および製造時の基材コストの増大を防ぐことができる。

そして、このように小型化および低コスト化を実現しながら、光回線カード１２の冗長構成を実現し、また、光スイッチ部１４を局側装置１０１の筐体内に収容することにより、光スイッチ部１４および局側装置１０１間の光配線１５および電気配線１７を局側装置１０１の筐体内に収容することができる。そして、光スイッチ部１４を収容しながらも局側装置１０１の小型化を維持することができる。

このように、局側装置１０１では、通信システムの簡素化、通信の高速化、および信頼性の向上を実現しながら、これらに伴う装置の大型化を抑制することができる。

［装置の拡張性］
バックプレーンの高速伝送路に関する規格として、シリアル信号を使った１Ｇｂｐｓのバックプレーン通信規格である１０００ＢＡＳＥ−ＫＸ（ＩＥＥＥ８０２．３−２００８，Ｃｌａｕｓｅ ７０）、パラレル信号を使った１０Ｇｂｐｓのバックプレーン通信規格である１０ＧＢＡＳＥ−ＫＸ４（ＩＥＥＥ８０２．３−２００８，Ｃｌａｕｓｅ ７１）およびシリアル信号を使った１０Ｇｂｐｓのバックプレーン通信規格である１０ＧＢＡＳＥ−ＫＲ（ＩＥＥＥ８０２．３−２００８，Ｃｌａｕｓｅ ７２）がある。

１０ＧＢＡＳＥ−ＫＲ用に設計したバックプレーンを１０００ＢＡＳＥ−ＫＸとして使用することは、同じシリアル信号を用いることから可能である。

しかしながら、１０ＧＢＡＳＥ−ＫＲおよび１０ＧＢＡＳＥ−ＫＸ４、あるいは１０００ＢＡＳＥ−ＫＸおよび１０ＧＢＡＳＥ−ＫＸ４を同じバックプレーンで実現することはできない。

つまり、通信速度を変えると、バックプレーンの変更が必要になる場合がある。さらに、通信速度が上がるほどプリント基板上での伝送路損失が大きくなるため、設計の難度が高くなり、また、高速伝送用のバックプレーンとして特定の材質の高価な基板を採用しなければならなくなる。

これに対して、局側装置１０１では、光回線カード１２および集線カード１３間で光配線１６が用いられることから、シングルモードまたはマルチモードなど、対応する光ファイバの仕様が共通であれば、変更したい通信速度に対応する光トランシーバ等のユニットを用いることにより、通信速度の変更が可能となる。つまり、通信速度に応じて光配線およびバックプレーンを変更する必要はない。

また、局側装置１０１では、主信号線路をすべて光配線化する、すなわち光スイッチ部１４および光回線カード１２間、ならびに光回線カード１２および集線カード１３間を光配線化することにより、各ユニットが別個の通信規格に準拠する場合であっても、光信号のインタフェース部分だけ規格を合わせておけば、種々の通信規格に対応することができる。

具体的には、電気信号を使ったバックプレーンの高速伝送路に関する規格には、ＩＥＥＥ ８０２．３ａｐで標準化された１０Ｇｂｐｓのシリアル配線の規格である１０ＧＢＡＳＥ−ＫＲ、およびＩＥＥＥ ８０２．３ｂａ−２０１０で標準化された、１０Ｇｂｐｓ×４本で４０Ｇｂｐｓを実現するパラレル配線の規格である４０ＧＢＡＳＥ−ＫＲ４がある。

たとえば、局側装置において、光回線カード１２および集線カード１３間の接続が１０ＧＢＡＳＥ−ＫＲに従う場合、これを次世代機で４０ＧＢＡＳＥ−ＫＲ４にアップグレードするためには、光回線カード１２および集線カード１３間のシリアル配線をパラレル配線に変更する必要があり、光回線カード１２および集線カード１３だけでなくバックプレーン５１も変更しなければならない。

これに対して、局側装置１０１では、光回線カード１２および集線カード１３間で光配線１６が用いられることから、４０ＧＢＡＳＥ−ＫＲ４にアップグレードする場合、各ユニットの光通信規格のアップグレードは必要であるが、光回線カード１２および集線カード１３等のユニットをアップグレードすればよく、光配線１６およびバックプレーン５１はそのまま流用することができる。

また、たとえば、局側装置１０１の現行品が光回線カード１２および集線カード１３間にマルチモードファイバを使用する、ＩＥＥＥ標準の１０Ｇｂｐｓの通信規格である１０ＧＢＡＳＥ−ＳＲである場合、ＩＥＥＥ標準の４０Ｇｂｐｓの通信規格である高速化した４０ＧＢＡＳＥ−ＳＲを次世代機で採用するためには、たとえば光回線カード１２および集線カード１３等のユニットをアップグレードすればよく、光配線すなわちマルチモード光ファイバを置き換える必要はない。

また、局側装置１０１では、通信の高速化または低速化を図る場合、たとえば光回線カード１２および集線カード１３等のユニットを置き換えて、装置のアップグレードまたはダウングレードを行なう。たとえば、光回線カード１２が１つのＰＯＮ回線を収容する局側装置１０１において、ＧＥ−ＰＯＮを１０Ｇ−ＥＰＯＮにアップグレードする場合、光回線カード１２の処理すべき通信速度が約１０倍になるので、光回線カード１２に加えて集線カード１３も置き換える。すなわち、バックプレーン５１等を含め、局側装置１０１において全体的な置き換えを行なうことなく、１０Ｇ−ＥＰＯＮ用光回線カード１２およびこれに対応する集線カード１３への交換を行なうことで足りる。

ところで、局側装置が、ＯＮＵと光信号を送受信するための複数のＯＳＵを備えている場合、局側装置と上位ネットワークにおける装置との間にはＯＳＵごとに複数の通信回線が必要となる。しかしながら、このような構成では、局側装置および上位ネットワーク間の配線が煩雑となり、また、１０Ｇ−ＥＰＯＮ等、通信回線が高速化されている場合、夜間等の通信トラフィックが減少する時間帯において、局側装置および上位ネットワークにおける装置の通信動作の無駄が顕著になる。

また、局側装置の通信容量の増大に伴って局側装置および上位ネットワーク間の配線が増大する問題を解決するために、局側装置において、各ＯＳＵおよび上位ネットワーク間の通信回線をまとめることにより、局側装置および上位ネットワーク間の通信回線を少なくするための集線機能を設ける、たとえば集線機能を有する集線カードを設けることが考えられる。

しかしながら、このような集線カードを局側装置に設ける構成では、前述のように、光回線カードおよび集線カード間の配線が増大してしまう。

具体的には、たとえば、光回線カードおよび集線カードがバックプレーンに装着される構成の場合、各カードのバックプレーン接続用コネクタのピン数を多くする必要があり、当該コネクタが大型化し、局側装置のサイズが大きくなってしまう。

さらに、１０Ｇ−ＥＰＯＮ等、通信回線が高速化すると、一定レベルの伝送品質を確保するために高度な設計および検証が必要になり、開発時における設計難度および開発コストが高くなってしまう。そして、このような開発の難度を下げるために主信号のパラレル伝送を行なう場合、信号ライン数が増加することになり、ピン数の増加によってバックプレーン接続用コネクタが大型化し、局側装置のサイズが大きくなってしまう。また、高速信号を伝送するために、特定の材質を用いた高価なバックプレーンが必要となってしまう。

これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、集線カード１３は、アップリンクから受信したデータを光回線カード１２へ出力するとともに、光回線カード１２から受けたデータをアップリンクへ送信する。バックプレーン５１は、光回線カード１２および集線カード１３を着脱可能であり、光回線カード１２および集線カード１３間の電気信号を伝送する。光配線１６は、光回線カード１２および集線カード１３間の光信号を伝送する。

このように、集線カードを設ける構成により、各光回線カード１２およびアップリンク間の通信回線をまとめることができるため、局側装置１０１およびアップリンク間の配線を簡素化し、かつ通信動作の無駄を抑制することができる。

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、光通信システムにおける構成を簡易化し、かつ動作を効率化することができる。

さらに、光回線カード１２と集線カード１３とを光配線１６を用いて接続する構成により、光回線カード１２および集線カード１３間の配線数の増大およびコネクタの大型化を抑制し、バックプレーン５１の大型化を抑制することができるため、局側装置１０１を小型化することができる。

また、通信回線の高速化に伴い開発時における設計難度および開発コストが高くなることを抑制し、局側装置１０１の大型化および高コスト化を抑制することができる。たとえば、特定の材質を用いた高価なバックプレーン５１を用いることなく、高速信号を伝送することができる。

また、装置内の通信インタフェースに関するアップグレードまたはダウングレードを、配線部分を交換することなくユニットの交換で実現することができるため、装置の拡張性を向上させることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、光回線カード１２および集線カード１３の少なくともいずれか一方は、光配線１６を介した光信号の伝送の良否を判定し、判定結果を示す光判定信号すなわちＳＤ信号を出力する。そして、バックプレーン５１と光回線カード１２または集線カード１３との電気的接続の良否の判定結果を示す信号、および光判定信号に基づいて、故障判定が行なわれる。

このような構成により、各カード間に光配線を採用した局側装置１０１において、電気配線と光配線との優劣に関わらず、バックプレーン５１と各カードとの接続の良否をより正確に判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、バックプレーン５１の主表面のうち、光回線カード１２および集線カード１３が取り付けられるカード面すなわち主表面５２には、光回線カード１２ごとに、光信号用の接続部６１と、低速信号用の接続部６２と、電源用の接続部６３とが一列に配置される。当該カード面と反対側の主表面５３に光配線１６が取り付けられる。

このような構成により、光信号を含めた各カードの各種信号および電力の伝送を、簡易な構成で良好に行なうことができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置では、光配線１６は、コネクタ２１と、複数のコネクタ２２と、コネクタ２１と複数のコネクタ２２との間に接続された光ファイバ２３，２４とを含む。コネクタ２１が集線カード１３に接続され、複数のコネクタ２２が複数の光回線カード１２にそれぞれ接続される。

このような構成により、光信号の伝送に関し、集線カード１３には各光回線カード１２で共通のコネクタを設ければよくなることから、集線カード１３側のコネクタを小型化し、ひいてはバックプレーン５１を小型化することができるため、局側装置１０１の小型化に大きく貢献することができる。

なお、本発明の第１の実施の形態に係る局側装置は、冗長構成として待機系の光回線カード１２を有する構成であるとしたが、これに限定するものではない。局側装置１０１は、待機系の光回線カード１２を備えない構成であってもよい。

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光配線の使用範囲を拡張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１２は、本発明の第２の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。

図１２を参照して、集線カード１３−１および１３−２は、光配線１９を介して接続されている。光配線１９は、集線カード１３間の光信号を伝送する。また、図示はしていないが、光配線１９は、光配線１６と同様に、バックプレーン５１の主表面５３に取り付けられている。

図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置における集線カードの構成を示す図である。

図１３を参照して、集線カード１３は、図６に示す集線カード１３と比べて、さらに、光ＩＦ部４３を含む。

スイッチ部４２は、他の集線カード１３におけるスイッチ部４２との間でフレームおよび各種制御信号を光ＩＦ部４３経由で送受信することが可能である。

光ＩＦ部４３は、バックプレーン５１および光配線１９を介して他の集線カード１３の光ＩＦ部４３に接続されている。光ＩＦ部４３は、スイッチ部４２から受けた電気信号を光信号に変換して他の集線カード１３へ出力するとともに、他の集線カード１３から受けた光信号を電気信号に変換してスイッチ部４２へ出力する。

具体的には、光ＩＦ部４３は、スイッチ部４２から受けた上りフレームまたは下りフレームを含む光信号を他の集線カード１３へ出力する。また、光ＩＦ部４３は、他の集線カード１３から受けた光信号から上りフレームまたは下りフレームを再生してスイッチ部４２へ出力する。

また、光ＩＦ部４３は、光配線１９を介した光信号の伝送の良否を判定し、判定結果を示すＳＤ信号を全体制御部１１へ出力する。

全体制御部１１は、集線カード１３の電気接続信号と、集線カード１３における光ＩＦ部４３から受けたＳＤ信号とに基づいて、集線カード１３とバックプレーン５１との接続不良等の故障判定を行なう。

また、バックプレーン５１の主表面のうち、光回線カード１２および集線カード１３が取り付けられるカード面すなわち主表面５２と反対側の主表面５３に光配線１６および光配線１９が取り付けられる。

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、光配線１９は、集線カード１３間の光信号を伝送する。

このような構成により、集線カード１３が冗長化された局側装置１０１において、装置を小型化および低コスト化し、また、通信速度の変更等について装置の拡張性を向上させることができる。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る局側装置と同様であるため、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２の実施の形態に係る局側装置と比べて装置内の通信速度を制御する局側装置に関する。以下で説明する内容以外は第２の実施の形態に係る局側装置と同様である。

全体制御部１１は、光回線カード１２および集線カード１３間のトラフィック量に応じて、光回線カード１２および集線カード１３間の光通信速度を変更する。

具体的には、たとえば、全体制御部１１は、光回線カード１２の配下に接続されているＯＮＵ２０２の台数をＰＯＮ制御部３６からの報告等により把握する。そして、全体制御部１１は、当該台数が所定値Ｋ以下の場合には、当該光回線カード１２および集線カード１３間の光通信速度を低速に変更する。一方、全体制御部１１は、当該台数が所定値Ｋより大きい場合には、当該光通信速度を高速に変更する。

他の方法として、全体制御部１１は、光回線カード１２におけるＰＯＮ制御部３６、または集線カード１３におけるスイッチ部４２の有する送受信フレームカウンタを定期的にモニタする。そして、全体制御部１１は、当該送受信フレームカウンタのカウント値の上昇レートが所定値Ｌ以下の場合には当該光通信速度を低速に変更する。一方、全体制御部１１は、当該送受信フレームカウンタのカウント値の上昇レートが所定値Ｌより大きい場合には当該光通信速度を高速に変更する。

全体制御部１１は、光回線カード１２および集線カード１３間の光信号の各伝送路について、個別に通信速度を設定することができる、すなわち光回線カード１２ごとに光通信速度を設定可能である。

また、全体制御部１１は、集線カード１３間のトラフィック量に応じて、集線カード１３間の光通信速度を変更する。

具体的には、たとえば、全体制御部１１は、集線カード１３におけるスイッチ部４２の有する送受信フレームカウンタを定期的にモニタする。そして、全体制御部１１は、当該送受信フレームカウンタのカウント値の上昇レートが所定値Ｍ以下の場合には集線カード１３間の光通信速度を低速に変更する。一方、全体制御部１１は、当該送受信フレームカウンタのカウント値の上昇レートが所定値Ｍより大きい場合には集線カード１３間の光通信速度を高速に変更する。

すなわち、光回線カード１２および集線カード１３は、光配線１６または光配線１９において伝送される光信号のデータレートを変更可能である。

より詳細には、光回線カード１２において、ＰＯＮ制御部３６および受信処理部３３は、全体制御部１１からの指示を受けて、光ＩＦ部３１へ出力する上りフレームのデータレートを変更する。

また、集線カード１３において、スイッチ部４２は、全体制御部１１からの指示を受けて、光ＩＦ部４１へ出力する下りフレームのデータレートを変更する。また、スイッチ部４２は、全体制御部１１からの指示を受けて、光ＩＦ部４３へ出力する下りフレームまたは上りフレームのデータレートを変更する。

ここで、光回線カード１２および集線カード１３間の光インタフェースとして、たとえば１０００ＢＡＳＥ−Ｘ、１０ＧＢＡＳＥ−Ｒ、４０ＧＢＡＳＥ−Ｒおよび１００ＧＢＡＳＥ−Ｒ等の規格を用いることができる。なお、他の通信規格を用いてもよいし、局側装置の筐体内での通信であることから、独自の仕様を用いてもよい。

具体的には、たとえば、光回線カード１２および集線カード１３間の光インタフェースとして、１０ＧＢＡＳＥ−Ｒ等の１０Ｇｂｐｓの規格が用いられており、当該光インタフェースにおいて１００Ｍｂｐｓのトラフィックしか流れていない状態を考える。

このとき、全体制御部１１は、光回線カード１２および集線カード１３間の光インタフェースを一時的に１０００ＢＡＳＥ−Ｘに変更する。

このように、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置では、光回線カード１２および集線カード１３は、光配線１６または光配線１９において伝送される光信号のデータレートを変更可能である。

一般に、通信速度が上昇すると、通信トラフィックを処理する半導体電子部品の消費電力が上昇する。

このため、通信トラフィックが少量の場合に通信レートを低速に変更することにより、局側装置１０１における消費電力を低減することができる。また、集線カード１３を設けることで局側装置１０１およびアップリンク間における通信動作を効率化することに加えて、局側装置１０１内における通信動作を効率化することができる。

なお、本発明の第３の実施の形態に係る局側装置では、全体制御部１１は、光回線カード１２および集線カード１３間の光通信速度、ならびに集線カード１３間の光通信速度の両方を変更する構成であるとしたが、これに限定するものではない。全体制御部１１は、光回線カード１２および集線カード１３間の光通信速度と、集線カード１３間の光通信速度とのいずれか一方を変更する構成であってもよい。

また、全体制御部１１は、光回線カード１２および集線カード１３間の双方向の光通信速度、ならびに集線カード１３間の双方向の光通信速度を変更する構成であるとしたが、これに限定するものではない。全体制御部１１は、光回線カード１２および集線カード１３間の片方向の光通信速度を変更する構成であってもよいし、集線カード１３間の片方向の光通信速度を変更する構成であってもよい。

その他の構成および動作は第２の実施の形態に係る局側装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

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
１２，１２−１〜１２−Ｎ＋１ 光回線カード
１３，１３−１，１３−２ 集線カード
１４ 光スイッチ部
１５，１６，１９ 光配線
１７，７１ 電気配線
２１，２２−１〜２２−Ｎ＋１ コネクタ
２３，２４−１〜２４−Ｎ＋１ 光ファイバ
３１ 光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
３７，３８ ＦＩＦＯ
４１−１〜４１−Ｎ＋１，４３ 光ＩＦ部
４２ スイッチ部
５１ バックプレーン
５２，５３ 主表面
６１，６２，６３ 接続部
６４，６５，６６ 領域
７５−１〜７５−Ｎ，７６−１〜７６−Ｎ＋１ ポート
１０１、１５１，１５２，１５３ 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 (6)

1. 宅側装置から受信した光信号からデータを再生し、かつデータを光信号に変換して前記宅側装置へ送信するための複数の光回線カードと、
   上位ネットワークから受信したデータを前記光回線カードへ出力するとともに、前記光回線カードから受けたデータを前記上位ネットワークへ送信するための集線カードと、
   前記光回線カードおよび前記集線カードを着脱可能であり、前記光回線カードおよび前記集線カード間の電気信号を伝送するためのバックプレーンと、
   前記光回線カードおよび前記集線カード間の光信号を伝送するための光配線とを備える、局側装置。
2. 前記局側装置は、冗長構成用を含めて前記集線カードを複数備え、
   前記局側装置は、さらに、
   前記集線カード間の光信号を伝送するための光配線を備える、請求項１に記載の局側装置。
3. 前記光回線カードおよび前記集線カードの少なくともいずれか一方は、前記光配線を介した光信号の伝送の良否を判定し、判定結果を示す光判定信号を出力し、
   前記バックプレーンと前記光回線カードまたは前記集線カードとの電気的接続の良否の判定結果を示す信号、および前記光判定信号に基づいて、故障判定が行なわれる、請求項１または請求項２に記載の局側装置。
4. 前記光回線カードおよび前記集線カードの少なくともいずれか一方は、前記光配線において伝送される光信号のデータレートを変更可能である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の局側装置。
5. 前記バックプレーンの主表面のうち、前記光回線カードおよび前記集線カードが取り付けられるカード面には、前記光回線カードごとに、光信号用の接続部と、低速信号用の接続部と、電源用の接続部とが一列に配置され、
   前記カード面と反対側の前記主表面に前記光配線が取り付けられる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の局側装置。
6. 前記光配線は、第１コネクタと、複数の第２コネクタと、前記第１コネクタと前記複数の第２コネクタとの間に接続された光ファイバとを含み、
   前記第１コネクタが前記集線カードに接続され、前記複数の第２コネクタが前記複数の光回線カードにそれぞれ接続される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の局側装置。

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