JP2016501466A

JP2016501466A - 受動光ネットワークスイッチ

Info

Publication number: JP2016501466A
Application number: JP2015541982A
Authority: JP
Inventors: メルツ、ディミトリー; ベン−シャハー、イスラエル; クレイネーマン、ローマン
Original assignee: マーベルワールドトレードリミテッド
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2016-01-18
Anticipated expiration: 2033-11-11
Also published as: US20140133853A1; CN104854807A; WO2014074996A1; JP6319591B2; US9307302B2; CN104854807B

Abstract

光回線終端装置（ＯＬＴ）と光ネットワークユニット（ＯＮＵ）との間で、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数の光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間における変換を行うことによって、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を分解して再生する受動光ネットワーク（ＰＯＮ）スイッチ。

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１２年１１月１２日に出願された米国仮特許出願第６１／７２５，１６９の優先権を主張し、その内容はその全体が参照として組み込まれる。

本開示は、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）ネットワーク機器に関する。より詳細には、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数の光通信信号でスイッチング動作を行うように構成されたＰＯＮネットワーク機器に関する。

本明細書で提供される背景技術情報は概して、本開示のコンテキストを提示することを目的としている。当該背景技術の節で説明される範囲に対する本願の発明者の業績は、他の点では出願時の先行技術として適当ではないかもしれないあらゆる態様の説明と同様に、本開示に対する先行技術として明確に又は暗に自認するものでもない。

ＰＯＮの導入に対する２つの手法は、Fiber To The Home (FTTH)と、Fiber To The Building (FTTB)とを含む。ＦＴＴＨでは、光ファイバは、遥々と住宅まで広げられる。住宅に設置される複数のデバイスは、ＰＯＮ光ネットワークユニット（ＯＮＵ）（例えばSingle Family Unit (SFU)又はHome Gateway Unit (HGU)）である。ＦＴＴＢでは、光ファイバは、ビルディングの基部に対して広げられ、当該基部から、ビルディング内の個々の住宅へは銅配線が使用される。当該手法では、ファイバは、Multi Dwelling Unit (MDU) ONU又はMulti-Tenant Unit (MTU) ONUと共に、ビルディングの基部で終端される。

例示的な実施形態によると、ネットワークスイッチング装置は、第１光ポートおよび第２光ポートを含み、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）プロトコルに従う複数の光通信信号を伝達するように構成された複数の光ポートと、ＰＯＮプロトコルに従うポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を使用して、光回線終端装置（ＯＬＴ）終点として通信するように構成された第１光ポートと、ＰＯＮプロトコルに従うポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を使用して、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）終点として通信するように構成された第２光ポートとを備え、複数の光ポートの各々は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間における変換を実行するように構成されたコンバータと、複数の光ポートに結合されるパケット交換機であり、各々の複数のデータユニットのヘッダ情報に基づいて、イーサネット（登録商標）プロトコルに従い、第１光ポートと第２光ポートとの間で複数のデータユニットを転送するように構成されたスイッチング回路を含むパケット交換機と、を更に有する。

別の例示的な実施形態によると、パケット交換機は更に、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットを転送するように構成された複数の電気スイッチポートを含む。電気スイッチポートは、第１光ポートを用いて複数のデータユニットを伝達するように構成された第１電気スイッチポートと、第２光ポートを用いて複数のデータユニットを伝達するように構成された第２電気スイッチポートと、を含む。

別の例示的な実施形態によると、複数の光ポートの各々は更に、ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号送受信機およびイーサネット（登録商標）に準拠する電気信号送受信機を含む。コンバータは、ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号送受信機およびイーサネット（登録商標）に準拠する電気信号送受信機に接続され、ＰＯＮプロトコルに準拠するポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間における変換を実行するように構成される。

別の例示的な実施形態によると、第１光ポートは、ＯＬＴおよびＯＮＵの一方を用いて、イーサネット（登録商標）ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）ポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよびギガビットＰＯＮ（ＧＰＯＮ）ポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの一方に従い、第１ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達するように構成され、第２光ポートは、ＯＬＴおよびＯＮＵの一方を用いて、ＥＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよびＧＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの一方に従い、第２ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達するように構成される。

別の例示的な実施形態によると、第１光ポートは、１ギガビット／秒データレートおよび１０ギガビット／秒データレートの一方を含む第１レートで、第１ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達するように構成され、第２光ポートは、１ギガビット／秒データレートおよび１０ギガビット／秒データレートの一方を含む第２レートで、第２ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達するように構成される。

別の例示的な実施形態によると、第１レートは第２レートと異なる。

別の例示的な実施形態によると、複数の光ポートのうちの１または複数の各々は更に、ＥＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよびＧＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの１つと、イーサネット（登録商標）ポイント・ツー・ポイント・プロトコルとを使用して変換を行うコンバータを設定すべく、選択信号に応答する制御ユニットを含む。

別の例示的な実施形態によると、パケット交換機は更に、ＰＯＮプロトコルに準拠するポイント・ツー・マルチポイント光通信信号に応じて、レイヤー２転送メカニズムおよびレイヤー３転送メカニズムの一方を使用し、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットを、第１電気スイッチポートから第２電気スイッチポートへと転送するように構成される。

別の例示的な実施形態によると、ＰＯＮネットワークで複数の信号を伝達する方法は、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）プロトコルに従う第１光通信信号を受信する段階と、第１光通信信号から電気的イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットへの第１変換を実行する段階と、各々のヘッダ情報に基づいて、変換された複数のデータユニットを転送すべくイーサネット（登録商標）に準拠するスイッチング回路を使用する段階と、変換された複数のデータユニットから第２光通信信号への第２変換を実行する段階と、ＰＯＮプロトコルに従って第２光通信信号を送信する段階と、を含む。

別の例示的な実施形態によると、ＰＯＮプロトコルに従って第１光通信信号および第２光通信信号の一方を伝達する段階は、光回線終端装置（ＯＬＴ）および光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の一方を用いて、イーサネット（登録商標）ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）ポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよびギガビットＰＯＮ（ＧＰＯＮ）ポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの一方に従い、複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達する段階を含む。

別の例示的な実施形態によると、複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達する段階は、１ギガビット／秒データレートおよび１０ギガビット／秒データレートの一方で、第１ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達する段階を更に含む。

別の例示的な実施形態によると、第１変換および第２変換のうち少なくとも１つを実行する段階は、選択信号に従って、ＥＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよびＧＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの一方を使用し、変換を実行する段階を含む。

別の例示的な実施形態によると、変換された複数のデータユニットを転送すべくイーサネット（登録商標）に準拠するスイッチング回路を使用する段階は、レイヤー２転送メカニズムおよびレイヤー３転送メカニズムの一方を使用して、変換された複数のデータユニットを転送する段階を含む。

例示的な実施形態によるＰＯＮスイッチの概要を図示している。中央局ＯＬＴと、ＰＯＮスイッチと、PON MDU (FTTB) / ONU(FTTH)との間における通信を表現している、システムの概要を図示している。例示的な実施形態による、ＰＯＮスイッチの複数のポートの１つの内部図面を図示している。例示的な実施形態による、イーサネット（登録商標）電気スイッチの内部図面を図示している。例示的な実施形態による、ＰＯＮの中で複数の信号を伝達するプロセスを表現している、フロー図を示している。

複数の実施形態が、添付の複数の図面を参照して、以下でより詳細に説明される。以下の詳細な説明は、読者が、本明細書で説明される複数の方法、装置並びに／若しくはシステム、及び、それらの同等な複数の変形例の網羅的な理解を得ることを助長すべく提供される。従って、本明細書で説明される複数の方法、装置及び／又はシステムの様々な取り替え、変更、および、それらの等価物が、当業者に明らかとなるだろう。更に、周知の複数の機能及び構成についての複数の説明は、明確さ及び簡潔さを向上する目的で省略され得る。

説明の中で使用される複数の用語は、複数の実施形態を説明することのみを意図されているのであって、決して限定的なものにされてはならない。他の方法で明確に使用されない限りにおいて、単数形の複数の表現は、複数形の意味を包含している。本説明において、「備える（comprising）」又は「含む（including）」等の表現は、それらの特性、数、段階、動作、素子、一部、又は、組み合わせを指定することを意図されておらず、それらの１又は複数の他の特性、数、段階、動作、素子、一部、又は、組み合わせの存在又は可能性を排除すべく解釈されてはならない。

図１は、例示的な実施形態による、複数のポート、イーサネット（登録商標）電気スイッチ、及び、ポートとイーサネット（登録商標）電気スイッチとの間における複数の通信パスを有するＰＯＮスイッチの概要を示している。

図１の例に示されるように、例示的な実施形態によると、ＰＯＮスイッチ１００は、複数の光ファイバＰＯＮ回線（110-1から110-8）、複数のポート（300-1-1から300-1-4、及び、300-2-1から300-2-4）、及び、イーサネット（登録商標）電気スイッチ４００を含む。図１の例では８つのポートが見られるが、別の例示的な実施形態によると、ＰＯＮスイッチ１００における実際のポートの数は、例えば、ネットワークトポロジ、ネットワークサイズ、光ネットワークにおけるＰＯＮスイッチの位置等の関数として変化する。

例示的な実施形態によると、複数のポート（300-1-1から300-1-4）は、図２に示されるＯＬＴ２００のようなＯＬＴへ／からの、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を送信及び／又は受信することを可能とされた、双方向ポートとして構成される。別の例示的な実施形態によると、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を受信すべく構成されるＰＯＮスイッチ１００上のポートの数は変化する。ＰＯＮの下では、ＥＰＯＮプロトコル及びギガビットＰＯＮ（ＧＰＯＮ）プロトコルという２つの規格がある。ＥＰＯＮは、１ギガビット／秒（１Ｇ−ＥＰＯＮ）又は１０ギガビット／秒（１０Ｇ−ＥＰＯＮ）で動作する。ＧＰＯＮは、２．５ギガビット／秒ダウンストリーム／１ギガビット／秒アップストリーム（２．５Ｇ−ＧＰＯＮ）、又は、１０ギガビット／秒ダウンストリーム／２．５ギガビット／秒アップストリーム（１０Ｇ−ＧＰＯＮ）で動作する。例示的な実施形態によると、複数のポート（300-1-1から300-1-4）は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を、ＯＬＴから／へ、受信及び／又は送信する間、１つ又は全ての上記規格に従って動作すべく構成される。

ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のＯＬＴポイント・ツー・マルチポイント光通信信号は概して、具体的な例において、ＰＯＮスイッチ１００の複数のラインカードに供給される。いったん信号がＯＬＴからの複数の光ファイバＰＯＮ回線（110-1, 110-3, 110-5, 110-7）を通じて複数のポート（300-1-1から300-1-4）に到達すると、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号は、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットに変換される。この変換プロセスは、図３を参照して以下でより詳細に説明される。図４で示され、以下でより詳細に議論されるように、例示的な実施形態によると、複数のポート（300-1-1から300-1-4、及び、300-2-1から300-2-4）の各々は、通信パス３５０を経由して、イーサネット（登録商標）電気スイッチ４００のサブポート（図４の410-1から410-8）に接続される。

例示的な実施形態によると、イーサネット（登録商標）電気スイッチ４００に属している複数のサブポート（図４の410-1から410-8）は、各々の複数のデータユニットのヘッダ情報に基づいて、ＰＯＮスイッチ１００に属している複数の異なるポート（300-1-1から300-1-4、及び、300-2-1から300-2-4）間で、複数のデータユニットをイーサネット（登録商標）に準拠した電気形式で伝達するように構成される。これも、図４を参照して、以下で更に説明される。例示的な実施形態によると、イーサネット（登録商標）に準拠した電気形式の複数のデータユニットがイーサネット（登録商標）電気スイッチ４００の複数のサブポート（図４の410-1から410-8）から複数のポート（300-2-1から300-2-4）に伝達された後、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットは、複数のポート（300-2-1から300-2-4）で、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号に戻るように変換される。

図１は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間の変換が複数のポート（300-1-1から300-1-4、及び、300-2-1から300-2-4）で生じることを示しているけれど、別の例示的な実施形態によると、ＰＯＮスイッチ１００は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間の変換を行う別個の変換モジュールを含む。

ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間の変換の後、ＰＯＮスイッチの複数のポート（300-2-1から300-2-4）は、変換後に再生された、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を、光ファイバＰＯＮ回線（110-2, 110-4, 110-6, 110-8）を使用してＯＮＵへと送信する。例示的な実施形態によると、複数のポート（300-2-1から300-2-4）は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を、ＯＮＵへ／から、送信／受信するように構成される。

例示的な実施形態によると、４つのポート（300-1-1から300-1-4）は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を、ＯＬＴから／へ、受信及び／又は送信すべく示され、４つのポート（300-2-1から300-2-4）は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を、ＯＮＵから／へ、受信及び／又は送信すべく示されたけれども、例示的な実施形態によると、ＯＬＴ及びＯＮＵと通信するポートの数は、変化し、ポートが設置される側とは無関係である。

複数のポート（300-2-1から300-2-4）は、再生された複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を、ＥＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコル及びＧＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの何れか一方又は両方に従って伝達すべく構成される。

図２は、例示的な実施形態による、中央局ＯＬＴ２００と、ＰＯＮスイッチ１００と、PON MDU (FTTB) 2010 / ONU (FTTH) 2001-1, 2001-2との間における通信を表現している、システムの概要を図示している。

図２に示されているように、例示的な実施形態によると、中央局ＯＬＴ２００は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を、ＰＯＮスイッチ１００に属している複数のポート（図１の例における300-1-1から300-1-4、及び、300-2-1から300-2-4）へ／から、送信／受信すべく構成される。

ＰＯＮスイッチ１００は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間の様々な変換を行うべく構成される。従って、受信された複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号は、イーサネット（登録商標）に準拠した複数のデータユニットとして再構築される。イーサネット（登録商標）に準拠した複数のデータユニットは、ＰＯＮスイッチ１００の中でスイッチされ、それに続けて、イーサネット（登録商標）に準拠した複数のデータユニットは、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号として再生される。例示的な実施形態によると、ＰＯＮスイッチ１００は更に、ＰＯＮプロトコルの準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を、中央局ＯＬＴ２００と、ＯＮＵ（2001-1, 2001-2）と、ＰＯＮ−ＭＤＵ（2010）とへ／から、送信／受信すべく構成される。

例示的な実施形態によると、ＰＯＮ−ＭＤＵ２０１０は、ＰＯＮスイッチ１００を含む。別の例示的な実施形態において、ＰＯＮ−ＭＤＵ２０１０は、銅タイプの複数のケーブルが、ある実施形態においてはイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットの転送を目的として接続される、１又は複数のポートも含む。

ＰＯＮスイッチ１００は、選択可能に、複数のＦＴＴＨインストール用にＯＮＵから／へ複数の光信号を受信及び／又は送信し、複数のＦＴＴＢインストール用にＭＤＵから／へ複数の光信号を受信及び／又は送信すべく構成される。

図２において、個々の複数の家、又は、共同住宅の中での個々の複数のユニットにおける複数のＯＮＵは、例えば、複数のホームルータ或いは複数のビジネスルータ、複数のイーサネット（登録商標）スイッチ、又は、他の複数のネットワークデバイスである。

図３は、例示的な実施形態による、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間の変換を表現している、ＰＯＮスイッチの複数のポートの１つの内部図面を示している。

例示的な実施形態によると、ＰＯＮスイッチ１００に属しているポート３００は、一方の端部で、光ファイバＰＯＮ回線１１０を通じて、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を送信／受信し、他方の端部で、通信パス３５０を使用して、複数のイーサネット（登録商標）電気信号３６０を使い、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットを送信／受信する。

例示的な実施形態によると、ＰＯＮプロトコルに準拠し、光ファイバ回線１１０を通じて伝達される複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号は、ＯＬＴへ／から伝達される。

別の例示的な実施形態によると、ＰＯＮプロトコルに準拠し、光ファイバ回線１１０を通じて伝達される複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号は、ＯＮＵへ／から伝達される。

イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠し、通信パス３５０を通じて伝達される複数のデータユニットは、イーサネット（登録商標）電気スイッチ４００へ／から伝達される。

ポート３００は、ポイント・ツー・マルチポイント光信号送受信機３１０、光イーサネット（登録商標）コンバータ３３０、及び、イーサネット（登録商標）信号送受信機３２０を含む。

例示的な実施形態によると、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号は、ポイント・ツー・マルチポイント光信号送受信機３１０で受信される。ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号は、イーサネット（登録商標）電気スイッチ４００に属している複数のサブポート（図４の410-1から410-8）へと送信されるべくイーサネット（登録商標）信号送受信機３２０に転送される前に、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号をイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットに変換する光イーサネット（登録商標）コンバータ３３０を通過させられる。

別の例示的な実施形態によると、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットは、イーサネット（登録商標）信号送受信機３２０で受信される。イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットは、ＯＬＴ又はＯＮＵへと送信されるべくポイント・ツー・マルチポイント光信号送受信機３１０に転送される前に、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットをＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号に変換する光イーサネット（登録商標）コンバータ３３０を通過させられる。

別の例示的な実施形態によると、ポート３００は更に、光イーサネット（登録商標）コンバータ３３０に対して、ＥＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよびＧＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの選択された一方と、イーサネット（登録商標）ポイント・ツー・ポイント・プロトコルとの間の変換を行うように設定すべく、選択信号に応答する制御ユニット３４０を含む。従って、例示的な実施形態によると、もしＥＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント信号が１つのポートでＯＬＴから受信されるならば、再生の間に、他方の端部のポートの制御ユニット３４０によって、ユーザ／サービスプロバイダが、変換されるイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する対応する複数のデータユニットを、ＥＰＯＮプロトコルまたはＧＰＯＮプロトコルの何れか一方に選択可能に変換することを可能にする。

別の例示的な実施形態によれば、もしＧＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント信号が１つのポートでＯＬＴから受信されるならば、再生の間に、他方の端部のポートの制御ユニット３４０によって、ＯＮＵに信号を送信する前に、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する対応する複数のデータユニットをＥＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント信号またはＧＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント信号の何れか一方に変換することが可能となる。

図４は、例示的な実施形態による、スイッチング回路４２０および複数のサブポート（410-1から410-8）を含むイーサネット（登録商標）電気スイッチ４００の内部図面を示している。

イーサネット（登録商標）電気スイッチ４００は、複数のサブポート（410-1から410-8）および電気スイッチング回路４２０を含む。

例示的な実施形態によると、イーサネット（登録商標）電気スイッチ４００に属している複数のサブポート（410-1から410-8）は、各々の複数のデータユニットのヘッダ情報に基づき、ＰＯＮスイッチ１００に属している複数の異なるポート（図１の例における300-1-1から300-1-4、及び、300-2-1から300-2-4）間で、イーサネット（登録商標）に準拠した電気形式の複数のデータユニットを伝達するように構成されている。

複数のサブポート（410-1から410-8）は、通信パス３５０（図１に示されている）を使用して、ＰＯＮスイッチ１００に属している複数のポート（300-1-1から300-1-4、及び、300-2-1から300-2-4）と通信するように構成される。

例示的な実施形態によると、いったんイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットが複数のサブポート（410-1から410-8）の１つで受信されると、例示的な実施形態に従って、それらは適切な宛先サブポート（410-1から410-8）に向けて電気スイッチング回路４２０を通過させられ、更に、各々の複数のデータユニットのヘッダ情報に基づいて、ＰＯＮスイッチ１００に属している適切なポート（300-1-1から300-1-4、及び、300-2-1から300-2-4）へと送信される。

例示的な実施形態によると、イーサネット（登録商標）電気スイッチ４００は更に、レイヤー２転送メカニズム及びレイヤー３転送メカニズムの１つを使用して、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットを、ＰＯＮプロトコル準拠するポイント・ツー・マルチポイント光通信信号に応じて、複数のサブポート（410-1から410-8）の１つから、適切な宛先サブポート（410-1から410-8）に転送するように構成される。

ＰＯＮスイッチの幾つかの実施形態が上記で説明されたが、その一方で、他の実施形態によると、ＰＯＮスイッチは、イーサネット（登録商標）スイッチをスイッチングコアとして機能するように変え、（１）複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を送信及び／又は受信するのに適した複数の光ポートを加え、及び、（２）ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号をイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットに変換し、その逆もするように構成される変換メカニズムであって、複数の光ポートとイーサネット（登録商標）スイッチの複数のポートとを結合する、変換メカニズムを加えることによって、適切に作られ得る。

図５は、例示的な実施形態による、ＰＯＮの中で複数の信号を伝達するプロセスを表現しているフロー図を示している。

プロセスは、ステップ５００で開始する。ステップ５１０において、ＰＯＮスイッチ１００は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号が、複数のポート（300-1-1から300-1-4、及び、300-2-1から300-2-4）の何れかに存在しているかを確かめるべく調べる。もしＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号が複数のポート（300-1-1から300-1-4、及び、300-2-1から300-2-4）の何れにも存在しないならば、ステップ５７０で、プロセスは終了に進む。もしＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号が存在するならば、ステップ５２０で、ＰＯＮスイッチ１００は複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号を受信する。複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号は、ＯＬＴまたはＯＮＵの何れか一方から受信され得る。

ステップ５３０で、受信された複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号は、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットへと変換される。例示的な実施形態によると、ポート３００内のコンバータ３３０がこの変換を行う。別の例示的な実施形態によれば、ＰＯＮスイッチ１００は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間における変換を行う別個の変換モジュールを含む。

複数のデータユニットはそれから、ステップ５４０で、各々の複数のデータユニットのヘッダ情報に基づいて、イーサネット（登録商標）電気スイッチ４００のスイッチング回路４２０によって転送される。上記で説明されたように、例示的な実施形態によると、イーサネット（登録商標）電気スイッチ４００は、例えばレイヤー２転送メカニズム、レイヤー３転送メカニズム、又は、他の適切なイーサネット（登録商標）転送メカニズムの１つを使用して、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットを、複数のサブポート（410-1から410-8）の１つから適切な宛先サブポート（410-1から410-8）に転送するように構成される。

ステップ５５０で、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する転送された複数のデータユニットは、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号に戻るように変換される。例示的な実施形態によると、ポート３００内のコンバータ３３０がこの変換を行う。別の例示的な実施形態によると、ＰＯＮスイッチ１００は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間における変換を行う別個の変換モジュールを含む。

いったん変換が生じれば、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号は、ステップ５６０で、受動光ネットワークを通してＯＬＴ／ＯＮＵへと送信される。

ステップ５７０で、プロセスは終了に進む。

これから、ＰＯＮスイッチ１００の多数の適切な用途が議論される。

ＰＯＮスイッチの第１の用途は、ＦＴＴＢシナリオを含む。ＰＯＮを導入するＦＴＴＢアプローチにおいて、ＰＯＮスイッチ１００が存在せずに、ＰＯＮ−ＭＤＵ２０１０を用いない場合は、光ファイバは基部で終端し、イーサネット（登録商標）／ＤＳＬが、例えば複数の銅線を通して、基部と住戸構造における個々の複数のユニットとの間における通信を実行すべく使用される。イーサネット（登録商標）ＭＤＵインストールは典型的に、イーサネット（登録商標）の最大距離によって限定され、その規格は最大距離１００メートルであり、従って、エンドユーザと、複数の光通信信号をＭＤＵへとエントリするポイントとの間の最大距離が制限されることに留意すべきである。同様に、ｘＤＳＬＭＤＵはイーサネット（登録商標）ＭＤＵよりも広い最大距離をサポートするけれども、ｘＤＳＬＭＤＵインストールにおけるエンドユーザへの回線速度は典型的に、その距離に依存する。その結果として、たとえ、複数のエンドユーザを、複数の光信号をＭＤＵにエントリするポイントからずっと遠く離れて位置付けることができ、それによって、より多数のエンドユーザ接続が容易化されたとしても、より離れた複数のユーザは、遠く離れずに位置付けられた複数のエンドユーザと比較して、サービスにおける相対的な劣化を被り得る。

ＦＴＴＢ配置の中に導入されるＰＯＮＭＤＵ２０１０（図２に示されている）スイッチにおいて、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号は、ＰＯＮスイッチでスイッチされ、遥々と個々の複数のユニットの複数のＯＮＵまで、例えば、共同住宅における様々な異なる複数の住戸まで送信される。その結果、共同住宅内でのイーサネット（登録商標）ＭＤＵまたはｘＤＳＬＭＤＵに対する必要性が取り除かれる。

複数のＰＯＮスイッチを使用することによって、更に、複数のサービスプロバイダが、自分達の顧客層に応じて容易にＦＴＴＨ手法からＦＴＴＢアプローチに変換でき、その逆にも変換できるようになる。もし、本来は加入者が多いことが理由でサービスプロバイダによってＦＴＴＢとしてセットアップされるビルディングの中の加入者数が、大幅に減少させられるようになるならば、サービスプロバイダは、個々の複数のアパートにおける複数のＯＮＵを接続するＰＯＮスイッチを使用でき、従って、ＦＴＴＨＰＯＮの導入へと転向することができる。

幾つかのＰＯＮの導入で、分割率における論理的な及び／又は実用的な複数の限定が存在することに留意すべきである。すなわち、光信号は、複数の受動スプリッタによってのみ、光回線終端装置（ＯＬＴ）とＯＮＵとの間の距離に応じて限度に至るまで分割され得る。ＰＯＮスイッチ１００が存在しない場合のＰＯＮの最大分割率は典型的に、１：３２、１：６４または１：１２８であり、これは、ＰＯＮネットワークの柔軟性を限定する。

しかしながら、ＰＯＮスイッチ１００は、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号を分解し、その後に続けて再生するので、分割率における限定を打破し、それによって、より多数のエンドユーザにサービスすることを容易化できる。分割率の限度は、ファイバ光ケーブルによって覆われる距離に基づいて上昇する。覆われることを必要とする距離が長ければ長いほど、信号は弱くなり、それによって、分割率が低下させられる。しかしながら、ＰＯＮスイッチ１００はＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号を再生するので、信号品質の損失は改善され、複数のシステムは分割率の限度に影響されにくくなり、それによって、複数の光信号を異なる複数の位置に向けるべくネットワークのキャパシティを増大でき、及び／又は、複数の光信号が伝達される有効距離を増大できる。

幾つかのＰＯＮの導入において、特に、ＦＴＴＨの導入において、ＯＬＴＰＯＮが、例えば、悪意ある攻撃の結果として機能しなくなる可能性がある。その結果として、住宅における自身のファイバが受動的にＯＬＴＰＯＮに結合されている多数のエンドユーザは、完全なる又は部分的なサービスの損失を被り得る。地元の複数の近隣住民に１又は複数のＰＯＮスイッチ１００を導入することによって、ＯＬＴ回線のシェアリングは従来の複数のインストールに比べてより限定される。その結果として、例えばそのような悪意ある攻撃の結果として、ＯＬＴ回線が機能しなくなった場合、機能不全の影響は、より局所的な領域に限定される。

本明細書で説明されるＰＯＮスイッチ１００は更に、より高度な帯域幅インフラストラクチャへとアップグレードすることを容易化する。任意の与えられた導入環境における帯域幅は、しばしば、相対的に低い帯域幅の複数のデバイスによって支配されるので、一般的には１０Ｇレートのより高度な帯域幅へのアップグレードには問題が存在し得る。１０Ｇイーサネット（登録商標）ＰＯＮは１ＧＥＰＯＮと同時に存在できるけれども、複数の低レート１ＧＥＰＯＮデバイスは同じタイムスロットで複数の高レート１０ＧＥＰＯＮデバイスと競合し、しかし、複数の高レート１０ＧＥＰＯＮデバイスと比較すると、同じタイムスロットを使用しても帯域幅の１０％のみしか利用しない。この問題に対する１つの従来の手法は、既存の複数の回線のアップグレードをせずに、１０Ｇレートの異なる複数のＯＬＴポートを構築することである。これは結果として、ＯＬＴポートの利用を少なくすることになる。代替的に、ＯＬＴポートに接続される全ての関連ＯＮＵがアップグレードされる。この解決策は、極めて費用がかかる。

ＰＯＮスイッチ１００によってアップグレード性問題を容易化することが助長される方法は、以下の通りである。ＰＯＮスイッチは、ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号を分解して再生するので、低い帯域幅の、１ＧＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光信号を、例えば、望む場合には１０Ｇレートで再生できる。その結果として、１Ｇレートの複数の低レートデバイスから来る複数の信号は、ＰＯＮスイッチ１００を通過すると１０Ｇレートに再生され得る。例えば、それによって、再生の後に位置すると考えられる光ネットワークインフラストラクチャの、複数の帯域幅特性の利用が改善されることとなる。

多数の考えられる実装について言及してきたが、これらは単に説明及び教示を目的として提示しているのであって、限定するものではない。更に、本発明概念に入る装置の実装は、必ずしも、上記で概説された複数の可能な利益の何れかを達成しない。そのような複数の利益は、特定のユースケースおよび特定の実装に依存するものであって、上記で言及された複数の可能な利益は、単に複数の例示である。

様々な実施形態に関して複数の概念が上記で説明されてきたけれども、当業者によって、複数の本特徴の複数の技術的思想及び範囲から逸脱せずに、説明された複数の特徴の多様な入れ替え及び変更が可能であり、それらのうちの幾つかだけが上記で提示され、添付の特許請求の範囲によって画定されることに留意すべきである。

更に、本明細書は多くの特徴を含むが、その一方で、複数の特徴は、本開示の範囲または添付の特許請求の範囲における限定として解釈されるべきではない。別々の複数の実施形態に関連して説明されるある程度の特徴は、実施形態の組み合わせの中でも実施され得る。逆に言えば、単一の実施形態に関連して説明される様々な特徴は、複数の複合的な実施形態、又は、任意の適切な部分的組み合わせにおいても別々に実施され得る。

複数の図面は、複数の動作を特定の順番で描いており、並びに／若しくは、複数のコンポーネントの特定の複数の配置を示しており、及び、複数のデータセンタの複数のアクセスセグメントに関連して説明されているけれども、そのような特定の順番並びに／若しくは複数の配置に限定され、又は、行われる全ての動作、並びに、開示される複数のコンポーネントが、望ましい結果を獲得すべく必要である、と解釈すべきではない。本開示の中で、様々な実施形態に関して説明された方法で、複数のデータユニットを転送するように構成され得る多数のハードウェア及びソフトウェアデバイスが存在する。従って、他の複数の実装は、以下の複数の請求項の範囲内である。

Claims

第１光ポートおよび第２光ポートを含み、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）プロトコルに従う複数の光通信信号を伝達する複数の光ポートと、
ＰＯＮプロトコルに従うポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を使用して、光回線終端装置（ＯＬＴ）終点として通信する前記第１光ポートと、
ＰＯＮプロトコルに従う前記ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を使用して、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）終点として通信する前記第２光ポートと
を備え、
前記複数の光ポートの各々は、
ＰＯＮプロトコルに準拠する複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間における変換を実行するコンバータと、
前記複数の光ポートに結合されるパケット交換機と
を更に有し、
前記パケット交換機は、各々の前記複数のデータユニットのヘッダ情報に基づいて、前記イーサネット（登録商標）プロトコルに従い、前記第１光ポートと前記第２光ポートとの間で前記複数のデータユニットを転送するスイッチング回路を含む、
ネットワークスイッチング装置。
前記パケット交換機は、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットを転送する複数の電気スイッチポートを更に有し、
前記複数の電気スイッチポートは、
前記第１光ポートを用いて前記複数のデータユニットを伝達する第１電気スイッチポートと、
前記第２光ポートを用いて前記複数のデータユニットを伝達する第２電気スイッチポートと
を含む、
請求項１に記載のネットワークスイッチング装置。
前記複数の光ポートの各々は、
ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号送受信機と、
イーサネット（登録商標）に準拠する電気信号送受信機と
を更に有し、
前記コンバータは、前記ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号送受信機および前記イーサネット（登録商標）に準拠する電気信号送受信機に接続され、ＰＯＮプロトコルに準拠するポイント・ツー・マルチポイント光通信信号とイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットとの間における変換を実行する、
請求項２に記載のネットワークスイッチング装置。
前記第１光ポートは、ＯＬＴおよびＯＮＵの一方を用いて、イーサネット（登録商標）ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）ポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよびギガビットＰＯＮ（ＧＰＯＮ）ポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの一方に従い、第１の前記ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達し、
前記第２光ポートは、ＯＬＴおよびＯＮＵの一方を用いて、前記ＥＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよび前記ＧＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの一方に従い、第２の前記ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達する、
請求項３に記載のネットワークスイッチング装置。
前記第１光ポートは、１ギガビット／秒（Ｇｂ／ｓ）データレートおよび１０Ｇｂ／ｓデータレートの一方を含む第１レートで、第１の前記ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達し、
前記第２光ポートは、前記１Ｇｂ／ｓデータレートおよび前記１０Ｇｂ／ｓデータレートの一方を含む第２レートで、第２の前記ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達する、
請求項３に記載のネットワークスイッチング装置。
前記第１レートは前記第２レートと異なる、請求項５に記載のネットワークスイッチング装置。
前記複数の光ポートのうちの１または複数の各々は、前記ＥＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよび前記ＧＰＯＮポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの１つと、前記イーサネット（登録商標）ポイント・ツー・ポイント・プロトコルとを使用して、選択可能に前記変換を行う前記コンバータを設定すべく、選択信号に応答する制御ユニットを更に有する、請求項４に記載のネットワークスイッチング装置。
前記パケット交換機は更に、ＰＯＮプロトコルに準拠する前記ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号に応じて、レイヤー２転送メカニズムおよびレイヤー３転送メカニズムの一方を使用し、イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットを、前記第１電気スイッチポートから前記第２電気スイッチポートへと転送する、請求項２に記載のネットワークスイッチング装置。
受動光ネットワーク（ＰＯＮ）で複数の信号を伝達する方法であって、
受動光ネットワーク（ＰＯＮ）プロトコルに従う第１光通信信号を受信する段階と、
前記第１光通信信号から、電気的イーサネット（登録商標）プロトコルに準拠する複数のデータユニットへの第１変換を実行する段階と、
各々のヘッダ情報に基づいて、前記変換された複数のデータユニットを転送すべく、イーサネット（登録商標）に準拠するスイッチング回路を使用する段階と、
前記変換された複数のデータユニットから第２光通信信号への第２変換を実行する段階と、
前記ＰＯＮプロトコルに従って前記第２光通信信号を送信する段階と
を含む、方法。
前記ＰＯＮプロトコルに従って前記第１光通信信号および前記第２光通信信号の一方を伝達する段階は、光回線終端装置（ＯＬＴ）および光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の一方を用いて、イーサネット（登録商標）ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）ポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよびギガビットＰＯＮ（ＧＰＯＮ）ポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの一方に従い、複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達する段階を含む、請求項９に記載の方法。
前記複数のポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達する段階は、１ギガビット／秒（Ｇｂ／ｓ）データレートおよび１０Ｇｂ／ｓデータレートの一方で、第１の前記ポイント・ツー・マルチポイント光通信信号を伝達する段階を更に含む、請求項１０に記載の方法。
前記第１変換および前記第２変換のうち少なくとも１つを実行する段階は、選択信号に従って、イーサネット（登録商標）ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）ポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルおよびギガビットＰＯＮ（ＧＰＯＮ）ポイント・ツー・マルチポイント・プロトコルの一方を使用し、前記変換を実行する段階を含む、請求項９に記載の方法。
前記変換された複数のデータユニットを転送すべく前記イーサネット（登録商標）に準拠するスイッチング回路を使用する段階は、レイヤー２転送メカニズムおよびレイヤー３転送メカニズムの一方を使用して、前記変換された複数のデータユニットを転送する段階を含む、請求項９に記載の方法。