JP2015115627A - 親局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各物理インタフェースに異常が発生した時には、リンクアグリゲーションに従ったトラフィック振り分けが行われ、その際、切り替え時にフレームロスが発生するという問題があった。【解決手段】同一のフレームを現用系通信路と予備系通信路から受信し、いずれか一方を選択して子局装置へ送信する親局装置において、現用系通信路から受信した複数のフレームを順に保存する現用系キュー、予備系通信路から受信した複数のフレームを順に保存する予備系キュー、フレームからＦＣＳを取り出すＦＣＳ抽出部、フレームから取り出されたＦＣＳの一致を検索して、現用系と予備系のフレーム受信遅延を判定する判定部、現用系キューまたは予備系キューを選択して保存されているフレームを前記子局装置へ送信する選択部を備え、予備系キューへ選択を切り替える際、前記フレーム受信遅延に基づき予備系キュー内の送信開始フレームを決定する。【選択図】図３

Description

この発明は、冗長化された光通信システムの親局装置に関し、特に、現用系と予備系の切り替えに関するものである。

ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムは、局側装置（親局装置）であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、複数の加入者側装置（子局装置）であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）で構成されたＰ２ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ）接続の光通信システムである。

ＰＯＮシステムには、上位ネットワークと子局装置間の一部を複数の通信回線で接続し、通常の通信状態ではいずれか一つの通信回線を選択的に用いて、上位ネットワークと子局装置間との通信路を形成し、通信路を形成する通信回線に障害が発生した場合には、他の通信回線に切り替える冗長構成を備えたシステムがある。

例えば、特許文献１に示されるように、ＯＬＴからＯＬＴの上位ネットワーク側に配置されるＬ２ＳＷ（Ｌａｙｅｒ ２ Ｓｗｉｔｃｈ）までの通信路を、ＯＬＴ自体を複数備えて冗長化し、１＋１プロテクション切替を行う構成がある。また、ＯＬＴ内に現用系および予備系のＳＷ−ＩＦ（Ｓｗｉｔｃｈ−ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）を内蔵し、子局装置から上りデータを受信したＰＯＮ−ＩＦ（ＰＯＮ−ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）が、現用系のＳＷ−ＩＦが障害になった場合やＳＷ−ＩＦの交換時などに、予備系のＳＷ−ＩＦへ切替を実施可能なように冗長化し、信頼性を高めているものもある。

特開２００９−２４６５８８号公報

上記のように、従来のＰＯＮシステムは、各物理インタフェースに異常が発生した時には、異常が発生した物理インタフェースを振り分けから除外することによりプロテクションを行うリンクアグリゲーション（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ：ＬＡＧ）方式である。物理インタフェースに異常が発生した時には、リンクアグリゲーションに従ったトラフィック振り分けが行われ、その際、切り替え時にフレームロスが発生するという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消し、冗長切り替え時のフレームロスを抑制する光通信システムの親局装置を提供することを目的とする。

この発明の親局装置は、同一のフレームを現用系通信路と予備系通信路から受信し、いずれか一方を選択して子局装置へ送信する親局装置であって、現用系通信路から受信した複数のフレームを順に保存する現用系キュー、予備系通信路から受信した複数のフレームを順に保存する予備系キュー、前記フレームからＦＣＳを取り出すＦＣＳ抽出部、前記現用系キューに保存するフレームから取り出されたＦＣＳと、前記予備系キューに保存するフレームから取り出されたＦＣＳとの一致を検索して、現用系と予備系のフレーム受信遅延を判定する判定部、前記現用系キューまたは予備系キューを選択して、選択されたキューから当該キューに保存されているフレームを前記子局装置へ送信する選択部を備え、前記選択部が、前記現用系キューから前記予備系キューへ選択を切り替える際、前記現用系と予備系のフレーム受信遅延に基づき前記予備系キュー内の送信開始フレームを決定し当該フレームから送信を開始するものである。

以上のように、この発明によれば、現用系通信路から受信した複数のフレームを現用系キューに保存し、予備系通信路から受信した複数のフレームを予備系キューに保存し、現用系キューに保存するフレームのＦＣＳと予備系キューに保存するフレームのＦＣＳとの一致を検索し判定したフレーム受信遅延に基づいて、現用系キューから予備系キューへ切り替える際の予備系キュー内の送信開始フレームを決定するようにしたので、送信するフレームの抜けや重複の発生を回避することができる。

この発明の実施の形態１にかかる光通信システムの装置構成図（現用系運用）である。 この発明の実施の形態１にかかる光通信システムの装置構成図（予備系運用）である。 この発明の実施の形態１にかかるＰＯＮ−ＩＦ内の機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１にかかるＦＣＳ抽出イメージ図である。 この発明の実施の形態１にかかるデータ遅延を判定するフローシーケンス図である。 この発明の実施の形態２にかかるＰＯＮ−ＩＦ内の機能ブロック図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１、図２は、本発明の実施の形態１にかかる光通信システムを示す装置構成図である。図１は、現用系運用時のデータ（フレーム）の流れを示し、図２は、予備系運用時のデータ（フレーム）の流れを示している。図１、図２において、本システムは、それぞれが複数の子局装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ：ＯＮＵ）と接続された複数のＰＯＮ−ＩＦ（ＰＯＮ−ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）１と、冗長化された現用系と予備系のＳＷ−ＩＦ（Ｓｗｉｔｃｈ−ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）を備えた集線ＳＷ（ＳＷｉｔｃｈ）２、上位ルータ３で構成される。複数のＰＯＮ−ＩＦ１は、親局装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ：ＯＬＴ）を構成する。

上位ルータ３は、上位回線からの下りデータを１＋１コピーし、集線ＳＷ２の現用系、予備系の双方に同じデータを含む同一のフレームを送信することで、ＳＷ−ＩＦの現用系だけでなく予備系にもフレームを通過させることを前提とする。集線ＳＷ２の現用系と予備系のＳＷ−ＩＦはそれぞれ、上位ルータ３から受信した下りフレームを、リンクアグリゲーション（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ：ＬＡＧ）に従って、ＰＯＮ−ＩＦ１に振り分ける機能を有する。また、ＰＯＮ―ＩＦ１は、受信した下りフレームを、自己の接続する複数のＯＮＵへ送信する機能を有する。

図３は、ＰＯＮ−ＩＦ１内の機能ブロック図である。現用系、予備系それぞれに備えられたＦＣＳ抽出部４は、現用系ＳＷ−ＩＦ（現用系通信路）、予備系ＳＷ−ＩＦ（予備系通信路）それぞれから受信したフレーム内から、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を取り出す機能を有する。判定部５は、ＦＣＳ抽出部４と接続され、ＦＣＳ抽出部４が取り出したＦＣＳを、図４に示すように受信したタイミング順（１〜Ｎ）に現用系と予備系それぞれ複数（Ｎ個）保持し管理する。また、保持するＦＣＳ内から、現用系と予備系とで一致するＦＣＳを検索し、現用系と予備系のフレーム受信遅延を判定する。さらに、判定結果（遅延）を考慮した現用系と予備系のＦＣＳを順番に確認し、不一致によるフレーム抜けなどの判定と、切り替えトリガを選択部７へ伝える機能を有する。キュー６は、現用系通信路から受信したフレーム用の現用系キューと予備系通信路から受信したフレーム用の予備系キューがそれぞれ備えられ、受信したデータを複数個保持する機能を有する。選択部７は、判定部５からの指示により、現用系キュー６および予備系キュー６のどちらのキュー内のどのフレームから送信するかを決定し、順次ＯＮＵへ送信する機能を有する。

次に動作について説明する。上位ルータ３は、上位回線から下りデータを受信し、１＋１コピーして、集線ＳＷ２の現用系ＳＷ−ＩＦ、予備系ＳＷ−ＩＦの双方に同じデータを含む同一のフレームを送信する。現用系ＳＷ−ＩＦ、予備系ＳＷ−ＩＦはそれぞれ、上位ルータ３から受信した下りフレームを、リンクアグリゲーションに従って、ＰＯＮ−ＩＦ１に振り分けて送信する。ＰＯＮ―ＩＦ１は、現用系通信路および予備系通信路から受信した下りフレームを、以下に説明する動作により選択し、自己の接続するＯＮＵへ送信する。

ＰＯＮ−ＩＦ１において、現用系ＳＷ−ＩＦ、予備系ＳＷ−ＩＦそれぞれから受信したフレームは、それぞれ現用系キュー６又は予備系キュー６に保持される。現用系のＦＣＳ抽出部４は、現用系キューに保存するフレーム内からＦＣＳを取り出し、判定部５へ保持させる。同様に、予備系のＦＣＳ抽出部４は、予備系キューに保存するフレーム内からＦＣＳを取り出し、判定部５へ保持させる。判定部５は、図４に示すように受信したタイミングに関連させて、現用系と予備系それぞれ保持したＦＣＳについて、現用系と予備系とで一致するＦＣＳを検索し、現用系と予備系のフレーム受信遅延を判定する。

図５は、判定部５の動作を示すフローシーケンス図である。まず、タイミング１で受信した現用系ＦＣＳ［１］について、タイミング１で受信した予備系ＦＣＳ［１］との一致を判定する。不一致であれば、タイミング２で受信した予備系ＦＣＳ［２］、［３］、・・・、［Ｎ］との一致を判定する動作を繰り返す。この動作を、保持する現用系ＦＣＳ（タイミング２で受信した現用系ＦＣＳ［２］からタイミングＮで受信したＦＣＳ［Ｎ］）について繰り返す。現用系ＦＣＳと予備系ＦＣＳが一致した場合、一致したＦＣＳの受信タイミングが同じであれば、遅延なし（遅延＝０）と判定する。一致したＦＣＳの受信タイミングが異なる場合、受信タイミングの差に基づき、遅延を算出する。すなわち、タイミング１で受信した現用系ＦＣＳ［１］とタイミング３で受信した予備系ＦＣＳ［３］が一致する場合、予備系が２フレーム分遅延していると判定する。また、タイミング６で受信した現用系ＦＣＳ［６］とタイミング３で受信した予備系ＦＣＳ［３］が一致する場合、現用系が３フレーム分遅延していると判定する。

さらに、判定部５は、上記フローによる判定結果（遅延）を考慮して、現用系と予備系のＦＣＳを順番に確認し、不一致によるフレーム抜けなどを判定する。たとえば、リンク障害などにより、あるタイミングから現用系にフレームが届かない場合、判定部５は、現用系キューから予備系キューへの切り替えを決定する。そして、上記フローにより判定した現用系と予備系のフレーム受信遅延を考慮して、フレームが順に送信されるように現用系から予備系への切り替えトリガを選択部７へ伝える。選択部７は、判定部５からの指示により、現用系キュー６からの送信を止め、フレームが順に送信されるように、現用系キュー６からの送信フレームに続く予備系キュー６内の特定フレームを決定し、当該特定フレームから、ＯＮＵへの送信を開始する。

上記のように、この実施の形態１によれば、上位ルータ３が上位回線からの下りデータを１＋１コピーして現用系、予備系の双方のＳＷ−ＩＦへ同じデータを含む同一のフレームを送信するプロテクション構成において、ＳＷ−ＩＦがリンクアグリゲーションに従ったフレームのトラフィック振り分けを行う際に、ＰＯＮ−ＩＦが現用系または予備系のフレームについて、現用系と予備系の遅延を考慮したフレーム選択を行うので、フレームロスやフレーム重複の発生を回避することができる。
実施の形態２．

図６は、本発明の実施の形態２にかかるＰＯＮ−ＩＦの機能ブロック図である。本実施の形態２にかかる光通信システムの装置構成は、実施の形態１の図１、２に示すものと同様である。図６において、図３のものと同一符号は同一部を示すので説明を省略する。現用系、予備系それぞれに備えられた分岐部８は、現用系ＳＷ−ＩＦ（現用系通信路）、予備系ＳＷ−ＩＦ（予備系通信路）それぞれから受信したフレームから、高優先フレームまたは低優先フレームを区別する。そして、低優先フレームを選択部９へ転送し、高優先フレームをキュー６へ転送する機能を有する。選択部９は、高優先フレームについては、実施の形態１の選択部７と同様に、判定部５からの指示により、高優先フレームを保持したキュー６の内、現用系キュー６および予備系キュー６のどちらのキュー内のどのフレームから送信するかを決定し、順次ＯＮＵへ送信する。また、上記現用系か予備系かの決定に従い、現用系の分岐部８から転送された低優先フレーム、予備系の分岐部８から転送された低優先フレームのいずれかをＯＮＵへ送信する機能を有する。

次に動作について説明する。上位ルータ３は、上位回線から下りデータを受信し、１＋１コピーして、集線ＳＷ２の現用系ＳＷ−ＩＦ、予備系ＳＷ−ＩＦの双方に同じデータを含む同一のフレームを送信する。現用系ＳＷ−ＩＦ、予備系ＳＷ−ＩＦはそれぞれ、上位ルータ３から受信した下りフレームを、リンクアグリゲーションに従って、ＰＯＮ−ＩＦ１に振り分けて送信する。ＰＯＮ―ＩＦ１は、現用系通信路および予備系通信路から受信した下りフレームを、以下に説明する動作により選択し、自己の接続するＯＮＵへ送信する。

ＰＯＮ−ＩＦ１において、現用系ＳＷ−ＩＦ、予備系ＳＷ−ＩＦそれぞれから受信したフレームは、それぞれ現用系の分岐部８又は予備系の分岐部８によって、高優先フレームか低優先フレームかを区別される。そして、低優先フレームは選択部９へ転送され、高優先フレームは、それぞれ現用系キュー６又は予備系キュー６に保持される。高優先フレームについては、実施の形態１と同様に、判定部５がフレーム受信遅延を判定するとともに、現用系から予備系への切り替えを決定し、選択部９は、判定部５からの指示により、現用系キュー６からの送信を止め、高優先フレームが順に送信されるように、現用系キュー６からの送信フレームに続く予備系キュー６内の特定フレームを決定し、当該特定フレームから、ＯＮＵへの送信を開始する。低優先フレームについては、選択部９が上記現用系か予備系かの切り替えに従い、現用系の分岐部８から転送された低優先フレーム、予備系の分岐部８から転送された低優先フレームのいずれかをＯＮＵへ送信する。

上記のように、この実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、上位ルータ３が上位回線からの下りデータを１＋１コピーして現用系、予備系の双方のＳＷ−ＩＦへ同じデータを含む同一のフレームを送信するプロテクション構成において、ＳＷ−ＩＦがリンクアグリゲーションに従ったフレームのトラフィック振り分けを行う際に、高優先フレームについては、ＰＯＮ−ＩＦが現用系と予備系の遅延を考慮したフレーム選択を行うので、フレームロスやフレーム重複の発生を回避することができる。

また、受信したデータから高優先フレームと低優先フレームを区別し、高優先フレームについてのみ、フレームロスやフレーム重複の発生を回避するように構成したので、キューのメモリ使用量の削減や、低優先フレームのフレーム抜けなどが現用系、予備系の切り替えトリガとなる不要な切り替えの低減を図れる効果がある。

１ ＰＯＮ−ＩＦ（親局装置）、 ２ 集線ＳＷ（ＳＷｉｔｃｈ）、
３ 上位ルータ、 ４ ＦＣＳ抽出部、 ５ 判定部、 ６ キュー、 ７ 選択部、
８ 分岐部、 ９ 選択部

Claims (3)

1. 同一のフレームを現用系通信路と予備系通信路から受信し、いずれか一方を選択して子局装置へ送信する親局装置において、
   現用系通信路から受信した複数のフレームを順に保存する現用系キュー、
   予備系通信路から受信した複数のフレームを順に保存する予備系キュー、
   前記フレームからＦＣＳを取り出すＦＣＳ抽出部、
   前記現用系キューに保存するフレームから取り出されたＦＣＳと、前記予備系キューに保存するフレームから取り出されたＦＣＳとの一致を検索して、現用系と予備系のフレーム受信遅延を判定する判定部、
   前記現用系キューまたは予備系キューを選択して、選択されたキューから当該キューに保存されているフレームを前記子局装置へ送信する選択部を備え、
   前記選択部が、前記現用系キューから前記予備系キューへ選択を切り替える際、前記現用系と予備系のフレーム受信遅延に基づき前記予備系キュー内の送信開始フレームを決定し当該フレームから送信を開始する親局装置。
2. 前記判定部が、前記ＦＣＳの一致を検索することにより現用系キューに保存するフレームの抜けを判定した場合に、前記選択部へ前記現用系キューから前記予備系キューへ選択を切り替えるよう指示し、
   前記選択部が、前記判定部からの指示に基づき前記現用系キューから前記予備系キューへ選択を切り替える請求項１に記載の親局装置。
3. 現用系通信路から受信したフレームおよび予備系通信路から受信したフレームから低優先フレームを区別し、当該低優先フレームを前記選択部へ転送する分岐部をさらに備え、
   前記選択部が、前記分岐部から転送された低優先フレームを前記子局装置へ送信する請求項１または２に記載の親局装置。

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