JP2017175176A - 局側光回線終端装置、冗長装置切替方法及び冗長装置切替プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＯＮシステムを利用した通信の可用性を高めることができる光ネットワーク装置を提供する。
【解決手段】スプリッタを用いて光信号を複数に分岐して、一心の光ファイバを複数のユーザで共有するアクセスネットワークにおいて、ユーザ宅に複数の加入者側光回線の終端装置を設置し、現用系終端装置と予備系終端装置として使用する光ネットワーク装置であって、アクセスネットワークの帯域割り当て機能を使用して、現用系終端装置と予備系終端装置とが使用する帯域を割り当てる帯域割り当て部と、現用系終端装置側に異常が発生した場合に、局側光回線の終端装置が帯域割り当て機能を使用して、現用系終端装置側と予備系終端装置との回線を確立したまま帯域割り当て状態を変更して、現用系終端装置側の回線と予備系終端装置側の回線とを切り替える切り替え部とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ネットワーク装置、冗長装置切替方法及び冗長装置切替プログラムに関する。

２０００年代に入り、インターネット利用が急拡大しており、日本のほとんどのエリアにおいて、ブロードバンド回線が利用可能な状況となっている。ブロードバンド回線として、様々な方式、サービスがあるが、有線サービスにおいては、ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet-Passive Optical Network）システムが多数のユーザに利用されている。ＧＥ−ＰＯＮシステムとは、光ファイバを用いた公衆回線網で最大１Ｇｂｐｓの通信を実現する技術である。

ＰＯＮ（受動光ネットワーク；Passive Optical Network）は、光ファイバによるネットワークにおいて、単一の局側光回線の終端装置ＯＬＴ（Optical Line Terminal）（以下「ＯＬＴ」という。」）から複数の加入者側光回線の終端装置ＯＮＵ（Optical Network Unit）（以下「ＯＮＵ」という。）までを指す。ＰＯＮは、光ファイバによる高速なインターネット接続サービス（ＦＴＴＨ；Fiber To The Home）を安価に提供できる技術として注目されている。

また、近年、クラウドサービスが普及している状況を踏まえると、通信の可用性に対するニーズが高まっている。このようなニーズへの対応として、専用線サービスがあるが、専用線サービスは高価であり、中小規模ユーザはなかなか利用できない。

また、中小規模ユーザなど、多くのユーザが利用するＰＯＮシステムには、アクセス区間の冗長サービスがない。そのため、アクセス区間に不具合が発生すると、通信が困難となる可能性があり、場合によってはインターネットへの接続やクラウドサービスの利用が不可能となり、利用者への影響が大きくなることが考えられる。

図１３は、基本的なＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。このＰＯＮシステムは、中継網１、ＯＬＴ２、スプリッタ（合分波器）３、３台のＯＮＵ４〜６、ユーザ装置（パソコンやセットトップボックス）７、ユーザ宅８で構成する。スプリッタ３によって分岐された光回線は、各ＯＮＵに接続されて、例えば、ユーザ宅８に設置される。

ＯＮＵ４には、パソコン等のユーザ装置７が接続されて、ユーザ装置７は、中継網１を介して、インターネットに接続される。図１３には、３台のＯＮＵ４〜６のみが図示されているが、実際には例えば最大で３２台のＯＮＵが接続できる。この３２台という制限は、スプリッタの分岐数で決まる値である。

次に、図１４を参照して、図１３に示すＰＯＮシステムの動作を説明する。図１４は、図１３に示すＰＯＮシステムの動作を示すシーケンス図である。ＯＬＴ２には、帯域を割り当てる動作を行うＤＢＡ制御部２１が備えられている。まず、ＯＬＴ２内に設けられたＤＢＡ制御部２１は、各ＯＮＵ４〜６に対して、下り制御フレーム（上りデータ量問合せ）を送信する（ステップＳ１）。

これを受けて、各ＯＮＵ４〜６は、上り制御フレームを送信する（ステップＳ２〜４）。この上り制御フレームには、上りデータ量の報告が含まれている。

次に、ＤＢＡ制御部２１は、各ＯＮＵ４〜６に対して、下り制御フレーム（上り帯域の割り当てを通知）を送信する（ステップＳ５）。そして、各ＯＮＵは、上りデータ量に応じた帯域割り当てが行われる。これを受けて、ＯＮＵ４は、上り制御フレーム（ＯＮＵの状態（故障、回復）等の情報を通知）を送信し（ステップＳ６）、続いて、上りデータを送信する（ステップＳ７）。

同様に、ＯＮＵ５は、上り制御フレームを送信し（ステップＳ８）、続いて、上りデータを送信する（ステップＳ９）。ＯＮＵ６についても同様に、ＯＮＵ６は、上り制御フレームを送信し（ステップＳ１０）、続いて、上りデータを送信する（ステップＳ１１）。

なお、下りデータの送信については、制御フレームを送信した後に下りデータをＯＬＴ２から送信することにより行う。以上の動作を繰り返すことにより、図１３に示すユーザ装置７は、中継網１に接続することができる。この状態において、図１３に示すように、スプリッタ３とＯＮＵ４との間に不具合が発生すると、ユーザ装置７を中継網１に接続できなくなり、サービスを受けることができなくなってしまう。

このような問題を解決するために、ＰＯＮシステムが、アクティブ状態のＯＬＴが稼働中に、スタンバイ状態のＯＬＴの予備リンクを確立しておくことにより、ＯＬＴの切り替えを直ぐに行うことができる通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この通信システムは、アクティブ状態のＯＬＴの故障検出を側で行うことにより、スタンバイ状態のＯＬＴに切り替えるタイミングを早くすることができ、ユーザ通信への影響を軽減できるものである。

特開２０１５−１７３３８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の通信システムにあっては、一般的に高価なＯＬＴを冗長化する構成であるため、設備コストが増大するという問題がある。また、ＰＯＮシステムにおいて、アクセス区間を冗長化するには、ＧＥ−ＰＯＮを複数回線使用し、現用と予備を使い分け、ユーザの端末側に高機能なルータ等の装置を設置する必要がある。

ＰＯＮシステムは、中小企業、個人ユーザが多数利用していることから、安価に提供される方式が求められる。ＰＯＮシステムのＤＢＡ機能（Dynamic Bandwidth Allocation：動的帯域割り当て）を使用し、２回線を切り替える方法も可能である。ＤＢＡ機能とは、ＯＮＵからＯＬＴへの上り帯域を、トラヒック量に応じて動的に割り当てる機能である。

しかしながら、一方の帯域割り当てを０とすると、ＯＮＵはＯＬＴに対して認証状態ではなくなる。すなわち、そのＯＮＵは外れた状態と同等となる。一方の回線に不具合が発生した場合にもう一方の回線を使用するために、再度認証するには時間を要し、切り替え時間がかかるため通信ができない時間が長くなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＰＯＮシステムを利用した通信の可用性を高めることができる光ネットワーク装置、冗長装置切替方法及び冗長装置切替プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、スプリッタを用いて光信号を複数に分岐して、一心の光ファイバを複数のユーザで共有するアクセスネットワークにおいて、ユーザ宅に複数の加入者側光回線の終端装置を設置し、現用系終端装置と予備系終端装置として使用する光ネットワーク装置であって、前記アクセスネットワークの帯域割り当て機能を使用して、前記現用系終端装置と予備系終端装置とが使用する帯域を割り当てる帯域割り当て部と、前記現用系終端装置側に異常が発生した場合に、前記局側光回線の終端装置が前記帯域割り当て機能を使用して、前記現用系終端装置側と前記予備系終端装置との回線を確立したまま帯域割り当て状態を変更して、前記現用系終端装置側の回線と前記予備系終端装置側の回線とを切り替える切り替え部とを備えた光ネットワーク装置である。

本発明の一態様は、前記帯域割り当て部は、前記予備系終端装置側に対し、制御フレームの通信のみを行うことができる程度の帯域を割り当てる。

本発明の一態様は、前記光ネットワーク装置であって、前記複数の加入者側光回線の終端装置それぞれには、スイッチが接続され、該スイッチを介して、前記光ネットワーク装置にユーザ装置を接続する。スイッチとしては、簡易なスイッチ等を適用でき、ハブでも実現可能である。

本発明の一態様は、前記光ネットワーク装置であって、前記現用系終端装置は、前記スイッチとのリンクが切断されたことを検知した場合に、前記局側光回線の終端装置へ通知を行い、前記局側光回線の終端装置は、前記通知を受けて、前記帯域割り当て機能を使用して、現用系と予備系との切り替えを行う。

本発明の一態様は、前記光ネットワーク装置であって、前記局側光回線の終端装置は、所定時間現用の前記加入者側光回線の終端装置から制御フレームを受信しないことを検知した場合に、前記帯域割り当て機能を使用して、現用系と予備系との切り替えを行う。

本発明の一態様は、スプリッタを用いて光信号を複数に分岐して、一心の光ファイバを複数のユーザで共有するアクセスネットワークにおいて、ユーザ宅に複数の加入者側光回線の終端装置を設置し、現用系終端装置と予備系終端装置として使用する光ネットワーク装置が行う冗長装置切替方法であって、前記アクセスネットワークの帯域割り当て機能を使用して、前記現用系終端装置と予備系終端装置とが使用する帯域を割り当てる帯域割り当てステップと、前記現用系終端装置側に異常が発生した場合に、前記局側光回線の終端装置が前記帯域割り当て機能を使用して、前記現用系終端装置側と前記予備系終端装置との帯域割り当て状態を変更して、前記現用系終端装置側の回線と前記予備系終端装置側の回線とを切り替える切り替えステップとを有する冗長装置切替方法である。

本発明の一態様は、コンピュータに、前記冗長装置切替方法を実行させるための冗長装置切替プログラムである。

本発明によれば、ＰＯＮシステムを利用した通信の可用性を高めることができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態の構成を示すブロックである。 データ破棄の動作を示す説明図である。 図１に示す光ネットワーク装置の初期状態動作を示すシーケンス図である。 図１に示すＯＮＵ冗長管理ＤＢ８０のテーブル構造を示す説明図である。 図１に示すＰＯＮシステムの動作を説明する。 故障発生時の動作を示す説明図である。 故障発生時の動作を示す説明図である。 ＯＮＵ４０とＬ２ＳＷ６０との間、またはＯＮＵ４０のＵＮＩより下部に故障が発生した場合の動作を示す説明図である。 ＯＮＵ４０に故障が発生した場合の説明図である。 ＯＮＵ４０に故障が発生した場合の説明図である。 ＯＮＵ４０に故障が発生した場合の動作の詳細を示す説明図である。 図１に示すネットワーク構成の変形例を示す説明図である。 基本的なＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。 図１３に示すＰＯＮシステムの動作を示すシーケンス図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による光ネットワーク装置を説明する。まず、本発明の概要について説明する。本発明では、ＯＮＵがユーザ宅に２台以上設置される。２台以上のＯＮＵに対して、現用系または予備系の登録がＯＬＴによって実施され、どの組み合わせが切り替え対象なのかをＯＬＴが把握する。ＯＬＴは、ＯＮＵが３台以上の場合は切替先の順序も登録可能である。

そして、ＯＬＴが現用系ＯＮＵ側の異常を検出する。その後ＯＬＴが、ＧＥ−ＰＯＮの帯域割り当て機能（ＤＢＡ）を用いて、現用系ＯＮＵと予備系ＯＮＵを切り替えることにより、冗長化が実現される。ＤＢＡはＯＮＵの上り信号の帯域を割り当てを実施する。本発明では、現用系ＯＮＵは通常通り帯域割り当てを行い、予備系ＯＮＵは制御フレーム相当の帯域割り当てを行う。

ただし、予備系ＯＮＵとＯＬＴとの間は制御フレームの通信が行われる。そのため、認証状態は維持される。

すなわち、従来の技術では、ＧＥ−ＰＯＮを複数回線使うことによって、現用系と予備系を切り替える方式であった。これに対し、本発明は、ネットワーク側の機能として現用系と予備系との切り替え機能を備える。これにより、ユーザ側にはハブ等の簡易な装置を備えるのみで、現用系と予備系との切り替え機能が実現可能となる。

図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図１３に示す従来の光ネットワーク装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図１に示す光ネットワーク装置が従来の光ネットワーク装置と異なる点は、ユーザ宅８にＯＮＵ４０、５０が２台設けられており、ユーザ装置７との間がＬ２ＳＷ（レイヤー２スイッチ）６０で接続されている点である。

また、ユーザ宅８に２台のＯＮＵ４０、５０が設けられたため、ＯＬＴ２０の機能に改良が加えられている。ここでは、ＯＮＵ４０が現用系であり、ＯＮＵ５０が予備系である。また、ユーザ宅８には、３台以上のＯＮＵが設置されていてもよい。ＯＬＴ２０には、どのＯＮＵが現用系と予備系となるのかなど現用系と予備系の切り替え順位も含めて、予め登録されている。

図１に示す装置構成によって、ＰＯＮシステムでアクセス回線を２回線用意し、リピータハブのような安価なＬ２ＳＷ６０のようなユーザ宅内装置が用意される。そして、アクセス区間の冗長化を実施しようとした場合、いずれかの方法で、ＯＬＴ２０と予備系ＯＮＵ５０の間の通信（ユーザトラフィック）を遮断されないと、現用系ＯＮＵ４０の通信を阻害してしまう。

仮にＯＮＵ５０も通常通りに通信を実施されてしまうと、ユーザ装置７からの上りトラフィックをＯＮＵ４０またはＯＮＵ５０からＯＬＴ２０へどう分配するかを振り分ける振分機能がＬ２ＳＷ６０側に必要になる。また、各ＯＮＵ４０、５０からのリンク状態を確認しつつ、切り替え（片寄せ）を実施する機能も、Ｌ２ＳＷ６０側に備えられる必要がある。このような構成にするには、ユーザ宅の装置に高価な装置を使用しなければならなくなり、結果的に、安価に冗長化が実現不可能となってしまう。

そこで、ユーザ宅には２台のＯＮＵ４０、５０が設置され、Ｌ２ＳＷ６０を介してユーザ装置７と接続したときに、上り帯域割り当てを行うＤＢＡは、現用系と予備系のＯＮＵに分ける。この例では、ＯＮＵ４０が現用系であり、ＯＮＵ５０が予備系である。現用系のＯＮＵ４０には通常通りの帯域割り当てが行われ、予備系のＯＮＵ５０には上り制御フレーム相当のみの上り帯域が割り当てられる。このため、予備のＯＮＵ５０とＯＬＴ２０とは、状態を管理する制御フレームの通信を実施することにより、リンク状態維持された状態となり、認証状態が維持されている。

これにより、ＯＬＴ２０とＯＮＵ５０との間は制御フレームのみ導通されるため、アクセス区間（ＰＯＮ）のリンク状態は維持される。そのため、ＤＢＡがＯＮＵ４０にユーザ通信用の帯域を割り当てると、速やかに通信を開始することができる。

なお、ＯＮＵ４０、５０では、アクセス区間のリンク状態によって、Ｌ２ＳＷ６０と接続されるＵＮＩ（ユーザ網インタフェース）をＯＮ／ＯＦＦする機能も備える。

図２は、データ破棄の動作を示す説明図である。ＯＮＵ５０は、ＤＢＡによる上り通信の許可量が上り制御フレーム相当のみであることから、ユーザ装置７からのデータ信号をＯＬＴ２０へ送信せず、制御信号のみを送信する。また、ＵＮＩをＯＦＦとするため、Ｌ２ＳＷ６０からのデータは破棄される。下り信号についても、ＵＮＩがＯＦＦのため破棄される。

次に、図３を参照して、図１に示す光ネットワーク装置の初期状態動作を説明する。図３は、図１に示す光ネットワーク装置の初期状態動作を示すシーケンス図である。各ＯＮＵには、ＯＮＵ名が付与されている。ＯＮＵ名は、「ＯＮＵ＿Ｎ」で、Ｎは０から始まる順番号であり、最大設置可能数が３２であるので、Ｎの最大値は３１となる。図３に示す例では、ＯＮＵ４０のＯＮＵ名が「ＯＮＵ＿０」、ＯＮＵ５０のＯＮＵ名は「ＯＮＵ＿１」、ＯＮＵ７０のＯＮＵ名はＯＮＵ＿Ｎである。

まず、ユーザからの申し込みに応じて、ＯＮＵ冗長管理ＤＢ（データベース）が更新される。これを受けて、ＤＢＡ制御部２１は、ＯＮＵ＿０〜Ｎ（ここでのＮは、設置台数−１となる）を冗長構成として管理する（ステップＳ２１）。なお、請求項でいう帯域割り当て機能と、帯域割当部と、切り替え部とは、図３に示すＤＢＡ制御部２１に相当する。

次に、ＯＮＵ４０は、初期状態登録をＤＢＡ制御部２１に対して行う（ステップＳ２２）。また、ＯＮＵ５０は、初期状態登録をＤＢＡ制御部２１に対して行う（ステップＳ２３）。さらに、ＯＮＵ７０は、初期状態登録をＤＢＡ制御部２１に対して行う（ステップＳ２４）。この初期状態登録動作は、設置台数と同数回繰り返される。

そして、ＤＢＡ制御部２１は、選択されたＯＮＵが現用系で、その他のＯＮＵが予備系であることをＯＬＴ２０内に定義する。現用、予備の順は、例えば、初期状態登録の実施順としてもよい。また、初期設定項目としてもよい。

図４は、図１に示すＯＮＵ冗長管理ＤＢ８０のテーブル構造を示す説明図である。ＯＮＵ冗長管理ＤＢ８０は、「Ｎｏ」、「ＯＮＵ名」、「通信可能状態」、「現用／予備」、「ＭＡＣ」の５つのフィールドを有する。「Ｎｏ」は、０から始まる順番号であり、Ｎは設置台数−１の値となる。「ＯＮＵ名」は、前述した通りである。「通信可能状態」は、故障がない限り「１」となる。故障状態の場合は、「０」となる。「現用／予備」は、そのＯＮＵが現用系は予備系であるかを示し、全てが故障していない限りいずれか１つが現用系になる。「ＭＡＣ」はＭＡＣアドレスである。

次に、図５を参照して、図１に示すＰＯＮシステムの動作を説明する。ここでは、ＯＮＵ７０が設置されているものとして説明する。図５は、図１に示すＰＯＮシステムの動作を示すシーケンス図である。まず、ＯＬＴ２内に設けられたＤＢＡ制御部２１は、各ＯＮＵ４０、５０、７０に対して、下り制御フレーム（上りデータ量問合せ）を送信する（ステップＳ３１）。これを受けて、各ＯＮＵ４０、５０、７０は、上り制御フレームを送信する（ステップＳ３２〜３４）。この上り制御フレームには、上りデータ量の報告が含まれている。

次に、ＤＢＡ制御部２１は、下り制御フレーム（上りデータ量に応じて決定した上り帯域の割り当てを通知）を各ＯＮＵ４０、５０、７０に対して送信する（ステップＳ３５）。そして、各ＯＮＵには、上りデータ量に応じた帯域割り当てが行われる。これを受けて、ＯＮＵ４０は、上り制御フレーム（ＯＮＵの状態（故障、回復）等の情報を通知）を送信し（ステップＳ３６）、続いて、上りデータを送信する（ステップＳ３７）。

次に、予備系であるＯＮＵ５０は、上り制御フレームを送信する（ステップＳ３８）。また、予備系であるＯＮＵ７０は、上り制御フレームを送信する（ステップＳ３９）。このように、予備系のＯＮＵは、上りの制御フレームのみは送信を継続する。これによって、認証済みのＯＮＵであるため、ＤＢＡ制御部２１が帯域を変更するだけで、現用系と予備系の切り替えを速やかに行うことができる。

次に、図６、図７を参照して、故障発生時の動作を説明する。図６、図７は、故障発生時の動作を示す説明図である。図６は、ＯＮＵ４０とＬ２ＳＷ６０との間、またはＯＮＵ４０のＵＮＩより下部（ユーザ装置側）に故障が発生した場合の説明図である。

まず、ＯＮＵ４０は、下部装置（ＵＮＩ、ＯＮＵ４０とＬ２ＳＷ６０との間の回線、Ｌ２ＳＷ６０）とのリンクの切断を検出すると、ＯＬＴ２０に対して、故障を通知する制御フレームを送信する。

次に、ＯＬＴ２０は、この制御フレームを受信し、ＯＮＵ４０から受信した制御フレームに故障情報が含まれていた場合、ＯＮＵ４０を予備系とし、使用を停止する。そして、ＯＬＴ２０は、ＯＮＵ５０を現用系とする。図６では、ＯＮＵ４０が現用系であり、通常の帯域割り当てが行われている。また、ＯＮＵ５０は、予備系であり、制御フレーム相当の帯域割り当てが行われている。

そして、故障が発生すると、ＯＮＵ４０は予備系となり、制御フレーム相当の帯域割り当てとなる。また、ＯＮＵ５０が現用系となり、通常の帯域割り当てとなって、現用系の切り替えが行われる。

なお、下りトラフィックもＯＬＴ２０からＯＮＵ４０とされていたものを、ＯＬＴ２０からＯＮＵ５０へと切り替えられる。

次に、ＯＬＴ２０において切り替えが完了すると、ＯＮＵ４０は、ＤＢＡ制御部２１からは制御フレーム相当のみ上り帯域を割り当てられるため、故障が回復しても制御フレーム以外の上り信号は発出しない。そして、ＯＮＵ４０は、ＵＮＩをＯＦＦにし、Ｌ２ＳＷとの通信を停止する。一方、帯域が割り当てられたＯＮＵ５０は、ＵＮＩをＯＮにして、Ｌ２ＳＷとの通信を開始する（図７参照）。

次に、図８を参照して、ＯＮＵ４０とＬ２ＳＷ６０との間、またはＯＮＵ４０のＵＮＩより下部（ユーザ装置側）に故障が発生した場合の動作の詳細を説明する。図８は、ＯＮＵ４０とＬ２ＳＷ６０との間、またはＯＮＵ４０のＵＮＩより下部に故障が発生した場合の動作を示す説明図である。

まず、当初のＯＮＵ冗長管理ＤＢ８０は、ＯＮＵ名はＯＮＵ＿０（ここでは、ＯＮＵ４０）が、現用系に設定されており、その他のＯＮＵは予備系に設定されている。ただし、全てのＯＮＵは、通信状態が全て「１」、すなわち、通信可能状態となっている。

次に、ＤＢＡ制御部２１は、通常通り制御フレームを各ＯＮＵ４０、５０、７０に送信する（ステップＳ４１）。このとき、ＯＮＵ４０とＬ２ＳＷ６０との間、またはＯＮＵ４０のＵＮＩより下部に故障が発生すると、ＯＮＵ４０は、ＯＬＴ２０に対して、ＵＮＩ故障検出の報告を含む上り制御フレームを送信する（ステップＳ４２）。

次に、ＯＮＵ５０とＯＮＵ７０は、ＯＬＴ２０に対して、上りデータ量の報告を含む上り制御フレーム送信を行う（ステップＳ４３、Ｓ４４）。

次に、ＤＢＡ制御部２１は、ＯＮＵ＿０（ＯＮＵ４０）の故障を把握する（ステップＳ４５）。そして、ＤＢＡ制御部２１は、現用系と予備系の変更を行う（ステップＳ４６）。すなわち、ＯＮＵ４０（ＯＮＵ＿０）を予備系とし、ＯＮＵ５０（ＯＮＵ＿１）を現用系とする。

そして、ＯＮＵ冗長管理ＤＢ８０の記憶内容が変更される。ＯＮＵ冗長管理ＤＢ８０は、ＯＮＵ名はＯＮＵ＿０（ここでは、ＯＮＵ４０）が、予備系になっており、ＯＮＵ＿１（ＯＮＵ５０）は現用系に設定されている。また、その他のＯＮＵは現状を維持し予備系のままである。

ただし、故障したＯＮＵ４０を除き、その他のＯＮＵは、通信状態が全て「１」、すなわち、通信可能状態となっている。このとき、ＤＢＡ制御部２１は、順番号の若いＯＮＵから選択して予備系から現用系に切り替える。

次に、ＤＢＡ制御部２１は、ＵＮＩ閉塞を指示する情報を含む下り制御フレームを送信する（ステップＳ４７）。そして、ＤＢＡ制御部２１は、現用系と予備系とを切り替えるために、帯域割り当て情報を含む制御フレームを送信する（ステップＳ４８）。

この帯域割り当てによって、ＯＮＵ４０は、現用系から予備系に切り替えられ（ステップＳ４９）、ＯＮＵ５０は予備系から現用系に切り替えられる（ステップＳ５０）。次に、予備系に切り替わったＯＮＵ４０は、上り制御フレームを送信する（ステップＳ５１）。このとき、故障から回復すれば回復情報がこの上り制御フレームに含まれる。

次に、現用系に切り替わったＯＮＵ５０は、上り制御フレームを送信し（ステップＳ５２）、上りデータを送信する（ステップＳ５３）。一方、その他のＯＮＵ（例えば、ＯＮＵ７０）は、上り制御フレームの送信を継続する（ステップＳ５４）。

次に、図９、図１０を参照して、他の故障発生時の動作を説明する。図９、図１０は、故障発生時の動作を示す説明図である。図９、図１０は、ＯＮＵ４０（ＯＮＵ４０とスプリッタ３との間の回線も含む）に故障が発生した場合の説明図である。

まず、ＯＬＴ２０は、ＯＮＵ４０からの制御フレームが一定時間内に受信しないことを検知すると、ＯＮＵ４０に故障が発生したと見なす。

次に、ＯＬＴ２０は、ＯＮＵ４０を予備系とし、使用を停止する。そして、ＯＬＴ２０は、ＯＮＵ５０を現用系とする。図９では、ＯＮＵ４０が現用系であり、通常の帯域割り当てが行われている。また、ＯＮＵ５０は、予備系であり、制御フレーム相当の帯域割り当てが行われている。

そして、故障が発生すると、ＯＮＵ４０は予備系となり、制御フレーム相当の帯域割り当てが行われる。また、ＯＮＵ５０が現用系となり、通常の帯域割り当てとなって、現用系への切り替えが行われる。

なお、下りトラフィックもＯＬＴ２０からＯＮＵ４０としていたものを、ＯＬＴ２０からＯＮＵ５０へと切り替える。

次に、ＯＬＴ２０において切り替えが完了すると、ＯＮＵ４０は、ＤＢＡ制御部２１からは制御フレーム相当のみの上り帯域を割り当てられるため、故障が回復しても制御フレーム以外の上り信号は発出しない。そして、ＯＮＵ４０は、ＵＮＩをＯＦＦにし、Ｌ２ＳＷとの通信を停止する。一方、帯域が割り当てられたＯＮＵ５０は、ＵＮＩをＯＮにして、Ｌ２ＳＷとの通信を開始する（図１０参照）。

次に、図１１を参照して、ＯＮＵ４０に故障が発生した場合の動作の詳細を説明する。図１１は、ＯＮＵ４０に故障が発生した場合の動作の詳細を示す説明図である。まず、当初のＯＮＵ冗長管理ＤＢ８０は、ＯＮＵ名がＯＮＵ＿０（ここでは、ＯＮＵ４０）のＯＮＵが、現用系になっており、その他のＯＮＵは予備系に設定されている。ただし、全てのＯＮＵは、通信状態が全て「１」、すなわち、通信可能状態となっている。

次に、ＤＢＡ制御部２１は、通常通り制御フレームを各ＯＮＵ４０、５０、７０に送信する（ステップＳ６１）。このとき、ＯＮＵ４０に故障が発生すると、ＯＮＵ４０は、ＯＬＴ２０に対して、上り制御フレームを送信することができない（ステップＳ６２）。

次に、ＯＮＵ５０とＯＮＵ７０は、ＯＬＴ２０に対して、上りデータ量の報告を含む上り制御フレーム送信を行う（ステップＳ６３、Ｓ６４）。

次に、ＤＢＡ制御部２１は、ＯＮＵ＿０（ＯＮＵ４０）から応答がないため、故障が発生したと判断する（ステップＳ６５）。そして、ＤＢＡ制御部２１は、現用系と予備系の変更を行う（ステップＳ６６）。すなわち、ＯＮＵ４０（ＯＮＵ＿０）を予備系となり、ＯＮＵ５０（ＯＮＵ＿１）を現用系となる。

そして、ＯＮＵ冗長管理ＤＢ８０の記憶内容が変更される。ＯＮＵ冗長管理ＤＢ８０では、ＯＮＵ名がＯＮＵ＿０（ここでは、ＯＮＵ４０）のＯＮＵが、予備系になっている。また、ＯＮＵ＿１（ＯＮＵ５０）のＯＮＵが現用系に設定されている。このとき、その他のＯＮＵは現状を維持し予備系のままである。

ただし、故障したＯＮＵ４０を除き、その他のＯＮＵは、通信状態が全て「１」、すなわち、通信可能状態となっている。このとき、ＤＢＡ制御部２１は、順番号の若いＯＮＵから選択して予備系から現用系に切り替える。

次に、ＤＢＡ制御部２１は、現用系と予備系とを切り替えるために、帯域割り当て情報を含む制御フレームを送信する（ステップＳ６７）。

この帯域割り当てに対して、ＯＮＵ４０は、上り制御フレーム送信不可状態となる（ステップＳ６８）。そして、ＯＮＵ５０が予備系から現用系に切り替えられる（ステップＳ６９）。次に、予備系に切り替わったＯＮＵ４０が故障から回復すれば上り制御フレームを通常通りＯＬＴ２０に送信する。

次に、現用系に切り替わったＯＮＵ５０は、上り制御フレームを送信し（ステップＳ７０）、上りデータを送信する（ステップＳ７１）。一方、その他のＯＮＵ（例えば、ＯＮＵ７０）は、上り制御フレームの送信を継続する（ステップＳ７２）。

次に、図１２を参照して、図１に示すネットワーク構成の変形例を説明する。図１２は、図１に示すネットワーク構成の変形例を示す説明図である。図１２に示すネットワーク構成が図１に示すネットワーク構成と異なる点は、スプリッタ３の下部（ユーザ装置側）にユーザ宅８内にスプリッタ３０が設けられた点である。スプリッタ３は、各宅内に引き込む光ファイバケーブルに分岐するのに用いるものである。

一方、スプリッタ３０は、少なくともユーザ宅８内に設置されるＯＮＵの数だけ分岐できるスプリッタである。スプリッタ３０がユーザ宅８内に設けられることで、複数のＯＮＵをユーザ宅８内に設置する場合であってもユーザ宅８に引き込む光ファイバケーブルを１本とすることができる。この場合、ＯＬＴ２０は、スプリッタ３の下部にスプリッタ３０が設けられており、その下部に複数のＯＮＵが接続されていることを管理すればよい。

以上説明したように、光ネットワークを使用したアクセスネットワークにおいて、異常・装置故障等が発生した場合でも、ユーザが設定変更などを実施することなく、自動的にネットワークが切り替えられるため、可用性を高めることができるという効果が得られる。また、この構成によれば、ネットワーク側が主導で問題解決する機能を備えることにより、ユーザ宅内にはハブ等の簡易な装置を備えるだけでサービスを提供することができる。また、ＰＯＮシステムにおいて、ＰＯＮ区間の冗長化を実現することができる。特に、帯域制御部２１は、予備系の認証状態を維持したままにしておくため、帯域割り当てを変更するのみで速やかに予備系を現用系に切り替えることができる。また、ユーザ宅に複数のＯＮＵを設置されるようにしたため、宅内にはハブ等の簡易な装置を設置するのみで実現できる。

また、アクセスネットワークにおいて、異常・装置故障等が発生した場合でも、ユーザが設定変更などを実施することなく、迅速かつ自動的にネットワークを切り替えることができる。また、ＯＬＴとＯＮＵとの間は、リンクが切れることなく、制御フレームはやり取りされるため、回復検知が可能である。

また、予備系に切り替えられた後、故障から正常に回復した場合、正常な予備系として回復させることが可能になり、運用性が高くなる。また、全てのＯＮＵは、常に制御フレームのやり取りだけは継続するため、予備系の故障も検出可能であり、２重故障等にも強いシステム構成とすることができる。

前述した実施形態におけるＯＬＴ２０、ＯＮＵ４０の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。

ＰＯＮシステムを利用した通信の可用性を高めることが不可欠な用途にも適用できる。

１・・・中継網、２０・・・ＯＬＴ、２１・・・ＤＢＡ制御部、３・・・スプリッタ、４０、５０、７０・・・ＯＮＵ、６０・・・Ｌ２ＳＷ、７・・・ユーザ装置、８・・・ユーザ宅、８０・・・ＯＮＵ冗長管理ＤＢ

本発明は、局側光回線終端装置、冗長装置切替方法及び冗長装置切替プログラムに関する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＰＯＮシステムを利用した通信の可用性を高めることができる局側光回線終端装置、冗長装置切替方法及び冗長装置切替プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、スプリッタを用いて光信号を複数に分岐して、一心の光ファイバを複数のユーザで共有するアクセスネットワークにおいて、ユーザ宅に設置された複数の加入者側光回線終端装置と前記スプリッタを用いて接続され、複数の前記加入者側光回線終端装置のうちいずれかを現用系終端装置として使用し、他の前記加入者側光回線終端装置を予備系終端装置として使用する局側光回線終端装置であって、前記アクセスネットワークの帯域割り当て機能を使用して、複数の前記加入者側光回線終端装置のそれぞれから制御フレームにより上りデータ量の報告を受け、受信した前記制御フレームに対応して、複数の前記加入者側光回線終端装置のうち前記現用系終端装置に前記上りデータ量に応じた帯域を割り当て、前記予備系終端装置に制御フレームの通信のみを行うことができる程度の帯域を割り当てる帯域割り当て部と、前記現用系終端装置側に異常が発生した場合に前記予備系終端装置のいずれかを新たな現用系終端装置として選択し、前記帯域割り当て機能を使用して、複数の前記加入者側光回線終端装置のそれぞれから制御フレームにより上りデータ量の報告を受け、受信した前記制御フレームに対応して、複数の前記加入者側光回線終端装置のうち新たな前記現用系終端装置に前記上りデータ量に応じた帯域を割り当て、新たな前記現用系終端装置を除く前記加入者側光回線終端装置である予備系終端装置に対して制御フレームの通信のみを行うことができる程度の帯域を割り当てることにより、前記現用系終端装置との回線及び前記予備系終端装置との回線を確立したまま帯域割り当て状態を変更して、現用系と予備系との切り替えを行う切り替え部とを備えた局側光回線終端装置である。

本発明の一態様は、前記局側光回線終端装置であって、複数の前記加入者側光回線終端装置それぞれには、スイッチが接続され、該スイッチを介して、複数の前記加入者側光回線終端装置にユーザ装置を接続する。スイッチとしては、簡易なスイッチ等を適用でき、ハブでも実現可能である。

本発明の一態様は、前記局側光回線終端装置であって、前記切り替え部は、前記現用系終端装置において前記スイッチとのリンクが切断されたことを検知した場合に、前記現用系終端装置からの通知を受けて、前記帯域割り当て機能を使用して、現用系と予備系との切り替えを行う。

本発明の一態様は、前記局側光回線終端装置であって、前記切り替え部は、所定時間現用の前記加入者側光回線終端装置から制御フレームを受信しないことを検知した場合に、前記帯域割り当て機能を使用して、現用系と予備系との切り替えを行う。

本発明の一態様は、スプリッタを用いて光信号を複数に分岐して、一心の光ファイバを複数のユーザで共有するアクセスネットワークにおいて、ユーザ宅に設置された複数の加入者側光回線終端装置と前記スプリッタを用いて接続され、複数の前記加入者側光回線終端装置のうちいずれかを現用系終端装置として使用し、他の前記加入者側光回線終端装置を予備系終端装置として使用する局側光回線終端装が行う冗長装置切替方法であって、前記アクセスネットワークの帯域割り当て機能を使用して、複数の前記加入者側光回線終端装置のそれぞれから制御フレームにより上りデータ量の報告を受け、受信した前記制御フレームに対応して、複数の前記加入者側光回線終端装置のうち前記現用系終端装置に前記上りデータ量に応じた帯域を割り当て、前記予備系終端装置に制御フレームの通信のみを行うことができる程度の帯域を割り当てる帯域割り当てステップと、前記現用系終端装置側に異常が発生した場合に前記予備系終端装置のいずれかを新たな現用系終端装置として選択し、前記帯域割り当て機能を使用して、複数の前記加入者側光回線終端装置のそれぞれから制御フレームにより上りデータ量の報告を受け、受信した前記制御フレームに対応して、複数の前記加入者側光回線終端装置のうち新たな前記現用系終端装置に前記上りデータ量に応じた帯域を割り当て、新たな前記現用系終端装置を除く前記加入者側光回線終端装置である予備系終端装置に対して制御フレームの通信のみを行うことができる程度の帯域を割り当てることにより、前記現用系終端装置との回線及び前記予備系終端装置との回線を確立したまま帯域割り当て状態を変更して、現用系と予備系との切り替えを行う切り替えステップとを有する冗長装置切替方法である。

Claims (7)

1. スプリッタを用いて光信号を複数に分岐して、一心の光ファイバを複数のユーザで共有するアクセスネットワークにおいて、ユーザ宅に複数の加入者側光回線の終端装置を設置し、現用系終端装置と予備系終端装置として使用する光ネットワーク装置であって、
   前記アクセスネットワークの帯域割り当て機能を使用して、前記現用系終端装置と予備系終端装置とが使用する帯域を割り当てる帯域割り当て部と、
   前記現用系終端装置側に異常が発生した場合に、前記局側光回線の終端装置が前記帯域割り当て機能を使用して、前記現用系終端装置側と前記予備系終端装置との回線を確立したまま帯域割り当て状態を変更して、前記現用系終端装置側の回線と前記予備系終端装置側の回線とを切り替える切り替え部と
   を備えた光ネットワーク装置。
2. 前記帯域割り当て部は、前記予備系終端装置側に対し、制御フレームの通信のみを行うことができる程度の帯域を割り当てる請求項１に記載の光ネットワーク装置。
3. 前記複数の加入者側光回線の終端装置それぞれには、スイッチが接続され、該スイッチを介して、前記光ネットワーク装置にユーザ装置を接続する請求項１または２に記載の光ネットワーク装置。
4. 前記現用系終端装置は、前記スイッチとのリンクが切断されたことを検知した場合に、前記局側光回線の終端装置へ通知を行い、
   前記局側光回線の終端装置は、前記通知を受けて、前記帯域割り当て機能を使用して、現用系と予備系との切り替えを行う請求項１から３のいずれか一項に記載の光ネットワーク装置。
5. 前記局側光回線の終端装置は、所定時間現用の前記加入者側光回線の終端装置から制御フレームを受信しないことを検知した場合に、前記帯域割り当て機能を使用して、現用系と予備系との切り替えを行う請求項１から４のいずれか一項に記載の光ネットワーク装置。
6. スプリッタを用いて光信号を複数に分岐して、一心の光ファイバを複数のユーザで共有するアクセスネットワークにおいて、ユーザ宅に複数の加入者側光回線の終端装置を設置し、現用系終端装置と予備系終端装置として使用する光ネットワーク装置が行う冗長装置切替方法であって、
   前記アクセスネットワークの帯域割り当て機能を使用して、前記現用系終端装置と予備系終端装置とが使用する帯域を割り当てる帯域割り当てステップと、
   前記現用系終端装置側に異常が発生した場合に、前記局側光回線の終端装置が前記帯域割り当て機能を使用して、前記現用系終端装置側と前記予備系終端装置との帯域割り当て状態を変更して、前記現用系終端装置側の回線と前記予備系終端装置側の回線とを切り替える切り替えステップと
   を有する冗長装置切替方法。
7. コンピュータに、請求項６に記載の冗長装置切替方法を実行させるための冗長装置切替プログラム。

Images