JP2018148482A

JP2018148482A - 子局装置及び光通信システム

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Publication number: JP2018148482A
Application number: JP2017043671A
Authority: JP
Inventors: 高橋　浩司; Koji Takahashi; 浩司高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2037-03-08
Also published as: JP6820769B2

Abstract

【課題】同期状態通知のチャタリングの発生を防止しつつ、光信号伝送装置の切替時間を短縮することができる子局装置及び光通信システムを提供する。【解決手段】光通信システムにおける子局装置２は、正常系ＯＳＵ１１と予備系ＯＳＵ１２とを備えたＯＬＴ１と通信する装置であって、正常系ＯＳＵ１１又は予備系ＯＳＵ１２に同期したクロック信号Ｃ１を生成するＣＤＲ部２２と、ＣＤＲ部２２が正常系ＯＳＵ１１又は予備系ＯＳＵ１２に同期している同期確立状態であるか否かを検出する同期状態検出部２７と、制御部２９とを有し、制御部２９は、正常系ＯＳＵ１１から切替準備を促す制御フレームを受信すると、同期状態検出部２７によるＣＤＲ部２２の同期状態検出を停止させ、正常系ＯＳＵ１１の光出力が停止した後に予備系ＯＳＵ１２からＧＡＴＥフレームの受信が成功すると、ＣＤＲ部２２が同期確立状態であると判定する。【選択図】図２

Description

本発明は、子局装置、及び子局装置と親局装置とを含む光通信システムに関する。

冗長構成を有するＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システム（「ＰＯＮプロテクション」とも言う）として、親局側光回線終端装置（親局装置）であるＯＬＴ（ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ）が複数系統の親局側光信号伝送装置（ＯＳＵ：ＯｐｔｉｃａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＵｎｉｔ）、すなわち、正常系ＯＳＵと予備系ＯＳＵとを備えるものがある。このようなＰＯＮシステムでは、正常系ＯＳＵから予備系ＯＳＵへの切り替え時に、一時的な光信号断が発生する。このため、高速に切り替えを行うためには、子局側光信号伝送装置（子局装置）であるＯＮＵ（ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）における入力データ同期時間（すなわち、予備系ＯＳＵから送信された下り光データの入力開始から下り光データとの同期確立までに要する時間）を短縮することが要求される。このような要求を満たすことができるＯＮＵとして、高速同期可能なバーストＣＤＲを搭載したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−７２７３６号公報（第１０頁、図３）

しかしながら、ＯＮＵにはバーストＣＤＲが搭載されていないものが多く存在し、この場合には、ＯＮＵにおける入力データ同期時間として、数百マイクロ秒から数ミリ秒までの時間が必要である。

また、通常、ＯＮＵの制御部は、ＣＤＲ部の入力データに対する同期状態通知（すなわち、同期確立状態であるか同期外れ状態であるかの通知）に基づいて、下り入力データに対する同期が完了したか否かを判断する。しかし、ＯＮＵの制御部は、ＯＮＵに対する入力データ断時又は回復時の過渡状態における同期状態通知のチャタリング（すなわち、同期確立状態と同期外れ状態とが短時間で交互に繰り返されるため同期確立の通知と同期外れの通知とが短時間で交互に繰り返される状態）の発生を防止するための保護時間を設けていることがある。この保護時間は、必要以上に長い時間（数十ミリ秒程度）に設定される場合があり、この場合には、正常系ＯＳＵから予備系ＯＳＵへの切替時間を短縮することができないという課題がある。

本発明は、同期状態通知のチャタリングの発生を防止しつつ、第１の光信号伝送装置から第２の光信号伝送装置への切替時間を短縮することができる子局装置及び光通信システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る子局装置は、第１の光信号伝送装置と第２の光信号伝送装置とを備えた親局装置と光経路を介して通信する子局装置であって、前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期したクロック信号を出力するクロック再生部と、前記クロック再生部が前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期している同期確立状態であるか否かを検出する同期状態検出部と、制御部とを有し、前記制御部は、前記第１の光信号伝送装置から切替準備を促す第１の制御フレームを受信すると、前記同期状態検出部による前記クロック再生部の同期状態検出を停止させ、前記第１の光信号伝送装置の光出力が停止した後に、前記第２の光信号伝送装置から送信された第２の制御フレームの受信に成功すると、前記クロック再生部が同期確立状態であると判定することを特徴とする。

本発明の他の態様に係る子局装置は、第１の光信号伝送装置と第２の光信号伝送装置とを備えた親局装置と光経路を介して通信する子局装置であって、前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期したクロック信号を出力するクロック再生部と、前記クロック再生部が前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期している同期確立状態であるか否かを検出する同期状態検出部と、制御部とを有し、前記制御部は、前記第１の光信号伝送装置から切替準備を促す第１の制御フレームを受信し、前記第１の光信号伝送装置の光出力が停止した後に、前記第２の光信号伝送装置から送信された第２の制御フレームの受信に成功すると、前記クロック再生部が同期確立状態であると判定し、前記同期状態検出部による前記クロック再生部の同期状態検出を停止させることを特徴とする。

本発明によれば、同期状態通知のチャタリングの発生を防止しつつ、第１の光信号伝送装置から第２の光信号伝送装置への切替時間を短縮することができるという効果が得られる。

本発明の実施の形態１及び２に係る子局装置としてのＯＮＵを含む光通信システムである冗長構成を持つＰＯＮシステムの構成を概略的に示す図である。実施の形態１及び２におけるＯＮＵの構成を概略的に示す機能ブロック図である。比較例のＰＯＮシステムにおけるＯＳＵ切替動作を示すシーケンス図である。実施の形態１に係るＯＮＵの制御部の同期状態判定動作を示すフローチャートである。実施の形態１に係るＰＯＮシステムにおけるＯＳＵ切替動作を示すシーケンス図である。実施の形態２に係るＯＮＵの制御部の同期状態判定動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係るＰＯＮシステムにおけるＯＳＵ切替動作を示すシーケンス図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る子局装置及び光通信システムを、添付図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

《１》実施の形態１．
《１−１》構成
図１に、実施の形態１に係る子局装置としてのＯＮＵ２を含む冗長構成を持つＰＯＮシステムを示す。図１のＰＯＮシステムは、親局側光回線終端装置（親局装置）であるＯＬＴ１と、子局側光信号伝送装置（子局装置）としての複数のＯＮＵ２と、光経路である光ファイバ３と、光スプリッタ４とを備えている。また、ＯＬＴ１は、２系統の親局側光信号伝送装置（ＯＳＵ）、すなわち、第１のＯＳＵとしての正常系ＯＳＵ１１と第２のＯＳＵとしての予備系ＯＳＵ１２とを備えている。正常系ＯＳＵ１１と予備系ＯＳＵ１２の各々は、光ファイバ３と光スプリッタ４を介して複数のＯＮＵ２と接続されている。

正常系ＯＳＵ１１と予備系ＯＳＵ１２の各々は、上位ネットワークから受信したデータに基づく光データ（「下り光データ」と言う）を光ファイバ３と光スプリッタ４を通してＯＮＵ２に送信する。ＯＮＵ２は、正常系ＯＳＵ１１又は予備系ＯＳＵ１２から受信した下り光データに基づくデータをユーザネットワークに送信する。

また、複数のＯＮＵ２の各々は、ユーザネットワークから受信したデータに基づく光データ（「上り光データ」と言う）を光ファイバ３と光スプリッタ４を通して正常系ＯＳＵ１１及び予備系ＯＳＵ１２に送信する。

図１は、ＰＯＮプロテクションの構成として、１台の正常系ＯＳＵ１１に対して１台の予備系ＯＳＵ１２を備えた「１：１冗長構成」を示している。ただし、ＰＯＮプロテクションの構成は、ｎ台（ｎは任意の正の整数）の正常系ＯＳＵに対して１台の予備系ＯＳＵを備えた「ｎ：１冗長構成」などのような他の構成であってもよい。また、図１には、３台のＯＮＵ２が示されているが、ＯＮＵ２の台数は、３台に限定されない。

図２は、ＯＮＵ２の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図２に示されるように、ＯＮＵ２は、光電気変換部２１と、ＯＬＴ１から送信される下り光データに同期するクロック信号（第１のクロック信号）Ｃ１を提供するクロック再生部としてのＣＤＲ（ＣｌｏｃｋＤａｔａＲｅｃｏｖｅｒｙ）部２２と、下り光データとしてのフレームに受信処理を施すフレーム受信処理部２３と、インタフェース部２４と、フレーム送信処理部２５と、ＯＬＴ１に非同期のクロック信号（第２のクロック信号）Ｃ２を生成するクロック生成部２６と、同期状態検出部２７と、クロック選択部２８と、制御部２９とを備えている。ＯＮＵ２の構成の一部は、ソフトウェアであるプログラムを格納する記憶装置としてのメモリと、このプログラムを実行する処理装置としてのプロセッサとによって実現されてもよい。

光電気変換部２１は、正常系ＯＳＵ１１又は予備系ＯＳＵ１２から受信した光信号である下り光データを電気信号である下りデータに変換して、ＣＤＲ部２２に提供する。また、光電気変換部２１は、フレーム送信処理部２５から受信した電気信号である上りデータを光信号である上り光データに変換して正常系ＯＳＵ１１及び予備系ＯＳＵ１２に送信する。

ＣＤＲ部２２は、光電気変換部２１から提供された下りデータに同期したクロック信号Ｃ１を生成（分離）する。ＣＤＲ部２２で生成するクロック信号Ｃ１は、ＯＮＵ２にＯＳＵ（正常系ＯＳＵ１１又は予備系ＯＳＵ１２）から送信された下りデータが入力されているときには、ＯＳＵに同期したクロック信号となるが、ＯＳＵから送信された下りデータが入力されていないときには、光電気変換部２１が出力する雑音信号を元に生成されたクロック信号となる。このため、ＯＳＵから送信された下りデータが入力されていないときにＣＤＲ部２２が生成するクロック信号Ｃ１の周波数精度は非常に悪い。

クロック生成部２６は、発振器を備え、ＯＳＵと非同期（周波数精度は、±１００ｐｐｍ以内）のクロック信号Ｃ２を生成する。

同期状態検出部２７は、クロック生成部２６が生成するクロック信号Ｃ２を基準のクロック信号として用いることで、ＣＤＲ部２２がＯＳＵに同期したクロック信号Ｃ１を生成しているか否かを検出（監視）する。一般に、同期状態検出部２７は、ＣＤＲ部２２によって生成されたクロック信号Ｃ１とクロック生成部２６によって生成されたクロック信号Ｃ２との周波数偏差を比較し、周波数偏差が予め決められた基準値以上（例えば、±１００ｐｐｍの範囲外）となった場合に、同期外れ状態と判定する。ただし、同期確立状態であるか、同期外れ状態であるかの判定方法は、この方法に限定されず、他の方法であってもよい。

制御部２９は、同期状態検出部２７から提供される同期状態通知（すなわち、同期確立状態又は同期外れ状態を示す通知）とフレーム受信処理部２３から提供された通知内容とに従って、ＣＤＲ部２２がＯＳＵと同期したクロック信号Ｃ１を生成しているか否かを判断し、フレーム送信処理部２５に判断結果を通知する。

クロック選択部２８は、同期状態検出部２７の検出結果に従って、ＣＤＲ部２２によって生成されたクロック信号Ｃ１とクロック生成部２６によって生成されたクロック信号Ｃ２のいずれかを選択し、選択されたクロック信号をフレーム送信処理部２５に提供する。

フレーム受信処理部２３は、下りデータから、ＰＯＮプロトコルに関する制御フレームとユーザネットワークに転送するユーザフレームを分離し、制御フレームの受信処理を行う。ここで、制御フレームは、送信タイミングを与えるＧＡＴＥフレーム、監視用フレームとしてのＯＡＭ（ＯｐｅｒａｔｉｏｎＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎａｎｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）フレームなどである。フレーム受信処理部２３は、ＧＡＴＥフレームを受信した場合は、フレーム送信処理部２５に対して送信タイミングを通知し、また、制御フレームの受信状況を制御部２９に通知する。

インタフェース部２４は、ＯＮＵ２の内部で使用されるデータフォーマットとユーザネットワークで使用されるデータフォーマットとの相互変換を行い、ユーザネットワークとフレーム受信処理部２３及びフレーム送信処理部２５とのデータ送受信を仲介する。

フレーム送信処理部２５は、インタフェース部２４から提供されたデータとＰＯＮプロトコルに関する制御フレーム（ＧＡＴＥフレーム、ＯＡＭフレームなど）とを多重し、フレーム受信処理部２３から通知された送信タイミングに従って、クロック選択部２８から提供されたクロック信号に同期して、光電気変換部２１に上りデータを出力する。なお、制御部２９が「ＣＤＲ２２は同期外れ状態である」と判定している場合は、フレーム送信処理部２５は、上りデータを出力しない。

《１−２》動作
次に、実施の形態１に係るＯＮＵ２におけるＯＳＵ切替動作を、図３（比較例）、並びに図４及び図５（実施の形態１）を用いて説明する。図３に示される比較例のＰＯＮシステムは、ＯＮＵ２の制御部２９の制御内容及びＯＬＴ１から送信される下り光データの送信開始タイミング以外の点において、実施の形態１のＰＯＮシステムと同様である。したがって、図３の比較例の説明では、図１及び図２をも参照する。また、図３の比較例のＯＮＵには、符号５を付す。また、図３の比較例のＯＮＵは、制御部２９の制御内容以外の点において、実施の形態１及び２のＯＮＵ２，２ａと同様である。

図３は、比較例のＯＮＵ５におけるＯＳＵ切替動作を示すシーケンス図である。ここで、ＧＡＴＥフレーム及びＲＥＰＯＲＴフレームは、ＩＥＥＥ８０２．３規格で規定されているＧＥ（ＧｉｇａｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ）−ＰＯＮの制御フレームである。Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標である。ＰＯＮシステムでは、共通の回線を使用して複数のＯＮＵが時分割多重アクセスでＯＳＵと通信するため、複数のＯＮＵ５の各々は、正確に割り当てられたタイミングでデータを送信する必要がある。そこで、ＯＳＵは、ＧＡＴＥフレームを用いて、複数のＯＮＵ５に対して送信タイミングを通知する。加えて、極力正確なタイミングでデータ送信するため、一般にＯＮＵ５から送信するデータの基準クロックとしては、ＣＤＲ部２２で下りデータから生成した、ＯＳＵに同期したクロック信号Ｃ１を用いる。また、ＲＥＰＯＲＴフレームは、ＯＮＵ５からＯＳＵに送信帯域の要求を行うために用いられる制御フレームである。通常、ＧＡＴＥフレームは、数百マイクロ秒から数ミリ秒の範囲内で決められた一定の周期で、ＯＳＵから各ＯＮＵ５に送信される。

図３に示されるように、障害発生又はオペレータが行う指示で正常系ＯＳＵ１１から予備系ＯＳＵ１２への切替要因が発生した場合（時刻ｔ１）、正常系ＯＳＵ１１は、ＯＮＵ５に対して切替準備指示用の制御フレームを送信し（時刻ｔ２）、下り光データであるフレーム（Ｌａｙｅｒ２のデータ）の送信を停止し（時刻ｔ３）、所定のビットレートのビット列（Ｌａｙｅｒ１のデータ）である光出力を停止する（時刻ｔ４）。そのとき、ＯＮＵ５には下り光データが入力されない状態になるため、ＯＮＵ５の同期状態検出部２７は、制御部２９に対して「ＣＤＲ２２は同期外れ状態である」ことを通知し、クロック生成部２６から出力されるクロック信号Ｃ２を選択するようクロック選択部２８を制御する。

その後、予備系ＯＳＵ１２は、光出力を開始し（時刻ｔ５）、ＯＮＵ５の同期状態検出部２７の制御部２９への通知内容が「ＣＤＲ部２２は同期確立状態である」になるのに必要な時間（図３における時間（Ｔ３＋α））待った上で、下り光データであるフレーム（Ｌａｙｅｒ２のデータ）の送信を開始する（時刻ｔ６）。ここで、Ｔ３は、予備系ＯＳＵ１２が光出力を開始してから光送信を開始するまでにかかる時間であり、αは、ＯＮＵ５について設定された同期状態検出部１７の同期状態通知のチャタリング（すなわち、同期確立状態と同期外れ状態の通知とが短時間で交互に繰り返される状態）の発生を防止するための保護時間である。

このような手順を踏むため、図３の比較例のＯＮＵ５におけるデータ断時間Ｔｄ０は、ＯＮＵ５のＣＤＲ部２２の同期速度（この同期速度が速いほど、時間Ｔ３は短くなる）及び同期状態検出部２７が「ＣＤＲ部２は同期確立状態である」と判定されるまでの時間（時間Ｔ３＋保護時間α）に大きく依存することになる。特に、保護時間αを、数十ミリ秒という長い時間に設定しているＯＮＵもあり、データ断時間Ｔｄ０の短縮の妨げになっている。なお、「データ断時間」とは、ＯＮＵ５がＯＬＴ１から送信されたフレームを受信することができない期間である。

また、実施の形態１に係るＯＮＵ２は、データ断時間Ｔｄ１を短縮するために、ＯＳＵ切替動作を以下のように行う。図４は、実施の形態１に係るＯＮＵ２の制御部２９の同期状態判定動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、ＯＮＵ２の制御部２９は、フレーム受信処理部２３が切替準備指示用の制御フレームを受信済みか否かを確認する。切替準備指示用の制御フレームを未受信の場合（ステップＳ１においてＮＯ）、制御部２９は、ステップＳ５において、同期状態検出部２７の通知内容の確認を行い、ステップＳ６において、確認結果の判定、すなわち、同期確立状態であるか否かの判定を行う。「同期確立状態」であれば（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ＯＮＵ２の制御部２９は、ステップＳ４において「ＣＤＲ部２２は同期確立状態である」と判定するとともに、同期状態検出部２７に同期状態の検出（監視）を再開させる。また、「同期外れ状態」であれば（ステップＳ６においてＮＯ）、制御部２９は、ステップＳ７において「ＣＤＲ部２２は同期外れ状態である」と判定する。

切替準備指示用の制御フレームが受信済みである場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、ステップＳ２において、制御部２９は、同期状態検出部２７に対して同期状態検出（監視）の停止を指示する。同期状態検出の停止指示を受けた同期状態検出部２７は、クロック選択部２８及び制御部２９に対して、「同期確立状態」を示す信号を提供し続ける。

次のステップＳ３において、制御部２９は、フレーム受信処理部２３から通知される予備系ＯＳＵ１２から送信されたＧＡＴＥフレームの受信の有無を確認する。予備系ＯＳＵ１２から送信されたＧＡＴＥフレームを受信済みである場合、すなわち、ＧＡＴＥフレームの受信が成功した場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、制御部２９は、「ＣＤＲ部２２は同期確立状態である」と判定し、予備系ＯＳＵ１２から送信されたＧＡＴＥフレームの受信が無い場合、すなわち、ＧＡＴＥフレームの受信に成功していない場合（ステップＳ３においてＮＯ）、「ＣＤＲ部２２は同期外れ状態である」と判定する。

図５は、実施の形態１に係るＯＮＵ２におけるＯＳＵ切替動作を示すシーケンス図である。

障害発生又はオペレータが行う指示で正常系ＯＳＵ１１から予備系ＯＳＵ１２への切替要因が発生した場合（時刻ｔ１１）、正常系ＯＳＵ１１は、ＯＮＵ２に対して切替準備指示用の制御フレーム（第１の制御フレーム）を送信し（時刻ｔ１２）、下り光データであるフレーム（Ｌａｙｅｒ２のデータ）の送信を停止し（時刻ｔ１３）、所定のビットレートのビット列（Ｌａｙｅｒ１のデータ）である光出力を停止する（時刻ｔ１４）。図５の時刻ｔ１２における制御フレームの送信時に、制御部２９は、制御フレームを受信済みとなり（図４のステップＳ１におけるＹＥＳ）、同期状態検出部２７に同期状態の検出を停止させ（図４のステップＳ２）、予備系ＯＳＵ１２からＧＡＴＥフレームを受信する（図４のステップＳ３においてＹＥＳ）まで、「ＣＤＲ部２２は同期外れ状態である」と判定する（図４のステップＳ７）。そのとき、制御部２９は、クロック生成部２６から出力されるクロック信号Ｃ２を選択するようクロック選択部２８を制御する。その後、予備系ＯＳＵ１２は、光出力を開始し（時刻ｔ１５）、下り光データであるフレーム（Ｌａｙｅｒ２のデータ）の送信を開始し（時刻ｔ１６）、ＧＡＴＥフレームの送信を周期的に行う（時刻ｔ１７など）。

ＯＮＵ２が、予備系ＯＳＵ１２から送信された第２の制御フレームであるＧＡＴＥフレームの受信に成功すると（時刻ｔ１７、図４のステップＳ３においてＹＥＳ）、制御部２９は「ＣＤＲ部２２は同期確立状態である」と判定する。その後、ＯＮＵ２は、予備系ＯＳＵ１２にＲＥＰＯＲＴフレームを送信し（時刻ｔ１８）、予備系ＯＳＵ１２との間でユーザフレームの通信を行う。

実施の形態１では、ＯＮＵ２がフレームを受信することができない時間であるデータ断時間Ｔｄ１は、正常系ＯＳＵ１１の下りデータ送信の停止時点（時刻ｔ１３）から、予備系ＯＳＵ１２の下りデータ送信を開始した（時刻ｔ１６）後にＧＡＴＥフレームの受信に成功した時点（時刻ｔ１７）までの時間である。つまり、図５に時間Ｔ３として示されるように、実施の形態１におけるＯＬＴ１は、図３の比較例において用いられるＯＮＵの同期確立のための保護時間αを考慮せずに、補助系ＯＮＵ１２における光出力の開始（時刻ｔ１５）の直後に、下り光データを送信開始（時刻ｔ１６）している。

なお、図３の比較例では、ＯＬＴ１がＯＮＵ５の同期確立のための保護時間αを考慮して、下り光データの送信開始のタイミング（図３の時刻ｔ６）を決めているので、下り光データの送信開始のタイミングをデータ断時間Ｔｄ０の終わりのタイミングとみなすことができる。しかし、図５の実施の形態１では、ＯＬＴ１はＯＮＵ２の同期確立のための保護時間αを設けずに、発光開始（時刻ｔ１５）の直後に下り光データの送信を開始するので（時刻ｔ１６）、ＯＮＵ２がＧＡＴＥフレームの受信に成功したタイミングをデータ断時間Ｔｄ１の終わりのタイミングとしている。

また、図３の比較例のＯＮＵ５及び図５の実施の形態１に係るＯＮＵ２のＣＤＲ部２２の実同期時間をＴ１とし、図３の比較例のＯＮＵ５における同期状態検出部２７の保護時間をα（αは正の値）とすると、図３の比較例におけるデータ断時間Ｔｄ０と図５の実施の形態１におけるデータ断時間Ｔｄ１とは、以下の条件式を満たす。なお、ＣＤＲ部の実同期時間Ｔ１とは、ＣＤＲ部にデータ（所定のビットレートのビット列）が入力開始されてから、ＣＤＲ部が入力されたデータのビッドレートに同期したクロック信号を再生できるようになるまでの時間である。
Ｔｄ０＝Ｔ１＋α
Ｔｄ１＝Ｔ１
Ｔｄ０＞Ｔｄ１
このように、実施の形態１におけるデータ断時間Ｔｄ１は、ＣＤＲ部２２が実際に同期確立状態になるまでの時間（保護時間αを含まない時間）である実同期時間Ｔ１であり、図３の比較例におけるデータ断時間Ｔｄ０よりも、短縮可能である。

《１−３》効果
以上に説明したように、実施の形態１に係るＯＮＵ２によれば、制御部２９は、同期状態検出部１７から提供されるＣＤＲ部２２の入力データに対する同期状態通知ではなく、ＧＡＴＥフレームの受信の成功（図４におけるステップＳ３、図５における時刻ｔ１７）により、ＣＤＲ部２２の入力データに対する同期状態の確立を判定する構成としている。このため、ＯＮＵ２が、特別な構成であるバーストＣＤＲを搭載していない場合であっても、下り光データについての入力データ同期時間をＣＤＲ部２２の実同期時間に相当する時間（数ミリ秒程度）まで短縮することができ、予備系ＯＳＵ１２への切替時間を短縮することができる。

また、実施の形態１に係るＯＮＵ２によれば、制御部２９は、切替準備指示用の制御フレームの受信の成功（図４におけるステップＳ１、図５における時刻ｔ１２）により、同期状態検出部１７の検出動作を停止させている。このため、制御部２９は、同期状態通知のチャタリングの影響を受けることがない。

《２》実施の形態２．
《２−１》構成
上記実施の形態１においては、ＯＮＵ２の制御部２９が、切替準備指示用の制御フレームの受信（時刻ｔ１２）をトリガに同期状態検出部２７に同期状態検出停止の指示を与え、予備系ＯＳＵ１２から送信されたＧＡＴＥフレームの受信の有無によりＣＤＲ部２２の同期状態を判定する例を説明した。これに対し、実施の形態２に係るＯＮＵ２ａの制御部２９は、切替準備指示用の制御フレームの受信タイミングではなく、予備系ＯＳＵ１２から送信されたＧＡＴＥフレームの最初の受信タイミングで、同期状態検出部２７に同期状態検出停止の指示を与える。このように、実施の形態２に係るＯＮＵ２ａは、制御部２９の制御内容を除いて、実施の形態１に係るＯＮＵ２と同様である。したがって、実施の形態２の説明に際しては、図１及び図２をも参照する。

《２−２》動作
図６は、実施の形態２に係るＯＮＵ２ａの制御部２９の同期状態判定動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、ＯＮＵ２ａの制御部２９は、フレーム受信処理部２３が切替準備指示用の制御フレーム（第１の制御フレーム）を受信済みか否かを確認する。この制御フレームを未受信の場合は（ステップＳ１においてＮＯ）、制御部２９は、実施の形態１と同様に、処理をステップＳ５に進める。ステップＳ５の処理、並びに、ステップＳ５以降のステップ、Ｓ６、Ｓ４、及びＳ７の処理は、図４（実施の形態１）に示されるものと同じである。

また、切替準備指示用の制御フレームが受信済みである場合は（ステップＳ１においてＹＥＳ）、制御部２９は、処理をステップＳ１２に進め、予備系ＯＳＵ１２からＧＡＴＥフレームを受信したか否かを判断する。予備系ＯＳＵ１２から送信されたＧＡＴＥフレーム（第２の制御フレーム）が未受信の場合は（ステップＳ１２においてＮＯ）、制御部２９は、処理をステップＳ５に進める。

予備系ＯＳＵ１２から送信されたＧＡＴＥフレームが受信済みの場合は（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、制御部２９は、処理をステップＳ１３に進め、同期状態検出部２７に対して同期状態検出の停止を指示し、ステップＳ４において、「ＣＤＲ部２２は同期確立状態である」と判定する。つまり、制御部２９は、同期状態検出部２７から提供される通知内容によってではなく、ＧＡＴＥフレームを受信したことによって「ＣＤＲ部２２は同期確立状態である」と判定する。

なお、ステップＳ１３において、制御部２９が、同期状態検出部２７に同期状態検出の停止指示を出した後、同期状態検出部２７に同期状態検出の再開を指示するタイミングは、特に限定されないが、例えば、下り光データ送信の開始（図７における時刻ｔ２６）から所定時間経過後、又は、制御フレーム（切替完了通知）をＯＮＵ２ａが受信したことを契機とするタイミング、ＧＡＴＥフレームの受信の成功（図７における時刻ｔ２７）から一定時間経過後（一定時間は、使用するＣＤＲ部の仕様によって異なる）である。

図７は、実施の形態２に係るＰＯＮシステムにおけるＯＳＵ切替動作を示すシーケンス図である。

障害発生又はオペレータが行う指示で正常系ＯＳＵ１１から予備系ＯＳＵ１２への切替要因が発生したとき（時刻ｔ２１）、正常系ＯＳＵ１１は、ＯＮＵ２ａに対して切替準備指示用の制御フレームを送信し（時刻ｔ２２）、下り光データであるフレーム（Ｌａｙｅｒ２のデータ）の送信を停止し（時刻ｔ２３）、所定のビットレートのビット列（Ｌａｙｅｒ１のデータ）である光出力を停止する（時刻ｔ２４）。

図７の時刻ｔ２２における切替準備指示用の制御フレームの送信時に、制御部２９は、制御フレームを受信済みとなり（図６のステップＳ１におけるＹＥＳ）、予備系ＯＳＵ１２からＧＡＴＥフレームを未受信であれば（図６のステップＳ１２においてＮＯ）、同期状態検出の通知内容を確認する。その後、予備系ＯＳＵ１２は、光出力を開始し（時刻ｔ２５）、下り光データであるフレーム（Ｌａｙｅｒ２のデータ）の送信を開始し（時刻ｔ２６）、ＧＡＴＥフレームの送信を周期的に行う（時刻ｔ２７など）。

ＯＮＵ２ａが、予備系ＯＳＵ１２から送信されたＧＡＴＥフレームを受信すると（時刻ｔ１７、図６のステップＳ１２においてＹＥＳ）、制御部２９は、ステップＳ１３において、同期状態検出部２７に同期状態検出の停止を指示し、ステップＳ４において「ＣＤＲ部２２は同期確立状態である」と判定する。その後、ＯＮＵ２は、予備系ＯＳＵ１２にＲＥＰＯＲＴフレームを送信し（時刻ｔ１８）、予備系ＯＳＵ１２との間でユーザフレームの通信を行う。

ＣＤＲ部２２の実同期時間をＴ１とし、同期状態検出部２７の保護時間をβとし、ＧＡＴＥフレームの受信の成功（時刻ｔ２７）後に、同期状態検出部２７の通知が、１回バタついた場合（すなわち、同期確立状態の通知と同期外れ状態の通知とを１回ずつ出力した場合）における、図３の比較例のデータ断時間Ｔｄ０と図７の実施の形態２におけるデータ断時間Ｔｄ２とは、以下の条件式を満たす。
Ｔｄ０＝Ｔ１＋（β＋β）
Ｔｄ２＝Ｔ１
Ｔｄ０＞Ｔｄ２
ここで、（β＋β）は、同期確立状態から同期外れ状態に遷移するときのための保護時間βと同期外れ状態から同期確立状態に遷移するときのための保護時間βとの合計の保護時間である。

図３の比較例において、同期状態通知のチャタリングが発生した場合、図３のＯＮＵ５の制御部２９は、ＧＡＴＥフレームの受信の成功でＣＤＲ部２２が同期確立したと判断するが、同期状態通知のチャタリングが発生するとフレーム送信処理部２５に供給されるクロック信号にバタつきが生じ、正常にフレーム送信できない状態に陥ることが考えられる。そのため、図３の比較例では、同期確立までの時間を、
（ＧＡＴＥフレームの受信の成功までの時間）＋（チャタリングが収束するまでの時間）
＝Ｔ１＋（β＋β）
としている。

これに対し、実施の形態２では、同期状態検出を停止することで、同期状態通知のチャタリングが発生するような状況であっても、同期状態の通知内容が「同期確立」を示し続けるため、同期確立までの時間を「ＧＡＴＥフレームの受信の成功までの時間」のみにすることができる。つまり、図３の比較例の場合には、保護時間が必要であるためデータ断時間Ｔｄ０が、実施の形態２のデータ断時間Ｔｄ２よりも長くなる。

《２−３》効果
以上に説明したように、実施の形態２の場合においても、図６で示した動作フローに従ってＣＤＲ部２２の同期状態を判定するため、予備系ＯＳＵ１２は、下り光データの送信を開始する前に、ＯＮＵ２ａの同期状態検出部２７の通知内容が「同期確立状態」になるための時間が経過するまで待つ必要がなくなる。このため、ＣＤＲ部２２の実同期時間に相当する時間まで、データ断時間Ｔｄ２を短縮することが可能となる。

また、実施の形態２によれば、同期状態検出部２７の同期状態通知のチャタリングが発生したとしても、制御部２９は、同期状態検出部２７から提供される通知内容によってではなく、予備系ＯＳＵ１２から送信されたＧＡＴＥフレームの受信の成功によって、「ＣＤＲ部２２が同期確立状態である」と判定するため、チャタリングの影響を受けることはない。

《３》変形例．
上記実施の形態１及び２では、子局装置としてのＯＮＵ２，２ａが、ＯＳＵが冗長化され、ＯＮＵ２に接続されるＯＳＵを切り替え可能にしたＰＯＮシステム（ＯＳＵが冗長化されたＰＯＮプロテクション）に適用された例を説明したが、本発明は、ＯＮＵ２に提供される光信号の波長切り替えが可能なＷＤＭ−ＰＯＮ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システム、ＯＮＵ２に接続される光ファイバの切り替えが可能なＰＯＮシステム（信号経路が冗長化されたＰＯＮプロテクション）などのような他のＰＯＮシステムにも適用可能である。このような変形例においても、図５及び図７に示されるように、同期状態検出部２７の通知内容が「同期確立状態」になる時間待つ必要がなくなるため、ＣＤＲ部２２の実同期時間に相当する時間までデータ断時間を短縮することが可能となる。

１ＯＬＴ（親局装置）、１１正常系ＯＳＵ（第１の光信号伝送装置）、１２予備系ＯＳＵ（第２の光信号伝送装置）、２，２ａ，５ＯＮＵ（子局装置）、３光ファイバ（光経路）、４光スプリッタ、２１光電気変換部、２２ＣＤＲ部（クロック再生部）、２３フレーム受信処理部、２４インタフェース部、２５フレーム送信処理部、２６クロック生成部、２７同期状態検出部、２８クロック選択部、２９制御部。

Claims

第１の光信号伝送装置と第２の光信号伝送装置とを備えた親局装置と光経路を介して通信する子局装置であって、
前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期したクロック信号を出力するクロック再生部と、
前記クロック再生部が前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期している同期確立状態であるか否かを検出する同期状態検出部と、
制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記第１の光信号伝送装置から切替準備を促す第１の制御フレームを受信すると、前記同期状態検出部による前記クロック再生部の同期状態検出を停止させ、
前記第１の光信号伝送装置の光出力が停止した後に、前記第２の光信号伝送装置から送信された第２の制御フレームの受信に成功すると、前記クロック再生部が同期確立状態であると判定する
ことを特徴とする子局装置。
第１の光信号伝送装置と第２の光信号伝送装置とを備えた親局装置と光経路を介して通信する子局装置であって、
前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期したクロック信号を出力するクロック再生部と、
前記クロック再生部が前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期している同期確立状態であるか否かを検出する同期状態検出部と、
制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記第１の光信号伝送装置から切替準備を促す第１の制御フレームを受信し、前記第１の光信号伝送装置の光出力が停止した後に、前記第２の光信号伝送装置から送信された第２の制御フレームの受信に成功すると、前記クロック再生部が同期確立状態であると判定し、前記同期状態検出部による前記クロック再生部の同期状態検出を停止させる
ことを特徴とする子局装置。
第１の光信号伝送装置と第２の光信号伝送装置とを備えた親局装置と、
光経路を介して前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置と通信する子局装置と
を有する光通信システムであって、
前記子局装置は、
前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期したクロック信号を出力するクロック再生部と、
前記クロック再生部が前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期している同期確立状態であるか否かを検出する同期状態検出部と、
制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記第１の光信号伝送装置から切替準備を促す第１の制御フレームを受信すると、前記同期状態検出部による前記クロック再生部の同期状態検出を停止させ、
前記第１の光信号伝送装置の光出力が停止した後に、前記第２の光信号伝送装置から送信された第２の制御フレームの受信に成功すると、前記クロック再生部が同期確立状態であると判定する
ことを特徴とする光通信システム。
第１の光信号伝送装置と第２の光信号伝送装置とを備えた親局装置と、
光経路を介して前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置と通信する子局装置と
を有する光通信システムであって、
前記子局装置は、
前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期したクロック信号を出力するクロック再生部と、
前記クロック再生部が前記第１の光信号伝送装置又は前記第２の光信号伝送装置に同期している同期確立状態であるか否かを検出する同期状態検出部と、
制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記第１の光信号伝送装置から切替準備を促す第１の制御フレームを受信し、前記第１の光信号伝送装置の光出力が停止した後に、前記第２の光信号伝送装置から送信された第２の制御フレームの受信に成功すると、前記クロック再生部が同期確立状態であると判定し、前記同期状態検出部による前記クロック再生部の同期状態検出を停止させる
ことを特徴とする光通信システム。