JP2019092005A - Ｐｏｎシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 設備コストの増大を抑えつつ、サービスエリアを拡張できるＰＯＮシステムを提供する。【解決手段】 本発明の実施形態に係るＰＯＮシステムは、複数の収納部を含む筐体を有する局側装置と、前記局側装置から離れた位置において宅側装置とＰＯＮ通信を行うリモートノードと、を備え、前記収納部への装着対象として選択可能な通信ノードに、下記に定義する回線ノード及び中継ノードが含まれる。回線ノード：収納部に装着された状態で宅側装置とＰＯＮ通信を行う通信ノード中継ノード：収納部に装着された状態でリモートノードと光ファイバを伝送路とするイーサネット通信を行う通信ノード【選択図】 図１

Description

本発明は、局側装置と複数の宅側装置とを備えるＰＯＮシステムに関する。

ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムは、光ファイバを伝送路とするＰ２ＭＰ（Point to Multi Point）の光通信システムである。
ＰＯＮシステムは、光スプリッタで分岐する光ファイバ網であるＰＯＮ回線と、ＰＯＮ回線の幹線ファイバに接続される局側の光回線終端装置（ＯＳＵ：Optical Subscriber Unit）と、ＰＯＮ回線の複数の支線ファイバにそれぞれ接続される宅側の光回線終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）と、を備える。

特許文献１には、１つのＰＯＮ回線の光ファイバの分岐数には上限があり、ＰＯＮ回線における光信号の伝送距離にも上限があることが記載されている。
特許文献２には、通信サービスを提供可能なサービスエリアを拡張するため、ＰＯＮ回線の幹線ファイバに光信号を増幅する中継器を設けることが記載されている。

特開２００６−３５２３５０号公報 特開２０１１−１０１１１６号公報

特許文献２に記載の中継器を採用すれば、ＰＯＮシステムのサービスエリアを拡張できるが、複数のＯＳＵを収納する局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）に特有の、以下の問題点を解決できない。
複数のＯＳＵを収納する局側装置では、筐体内の複数のＯＳＵが同時にＰＯＮ通信を行う。このため、消費電力が増大し、電源容量が大きな局側装置が必要になる。消費電力が増大すると発熱量も大きくなるので、大規模な冷却設備を局舎に設置せねばならない。従って、ＰＯＮシステムの設備コストが増加するという問題がある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、設備コストの増大を抑えつつ、サービスエリアを拡張できるＰＯＮシステムを提供することを第１の目的とする。

特許文献１に記載の通り、ＰＯＮシステムでは、１つのＰＯＮ回線の分岐数には上限（例えば、１０Ｇ−ＥＰＯＮでは最大で１２８分岐）がある。
このため、加入者が密集する密集エリアにおいて、更に加入者が増加したためＰＯＮ回線を増設する必要が生じた場合には、局側装置を起点として複数の幹線ファイバを密集エリアまで敷設せねばならず、大規模な敷設工事が必要になる。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、大規模な敷設工事を行わなくても、加入者の増加に対応できるＰＯＮシステムを提供することを第２の目的とする。

本発明の一態様に係るＰＯＮシステムは、複数の収納部を含む筐体を有する局側装置と、前記局側装置から離れた位置において宅側装置とＰＯＮ通信を行うリモートノードと、を備え、前記収納部への装着対象として選択可能な通信ノードに、下記に定義する回線ノード及び中継ノードが含まれる。
回線ノード：収納部に装着された状態で宅側装置とＰＯＮ通信を行う通信ノード
中継ノード：収納部に装着された状態でリモートノードと光ファイバを伝送路とするイーサネット通信（「イーサネット」は登録商標である。）を行う通信ノード

本発明は、上記のような特徴的な構成を備えるシステム及び装置として実現できるだけでなく、かかる特徴的な構成をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。
また、本発明は、システム及び装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。

本発明によれば、設備コストの増大を抑えつつ、サービスエリアを拡張できるＰＯＮシステムを提供することができる。
本発明によれば、大規模な敷設工事を行わなくても、加入者の増加に対応できるＰＯＮシステムを提供することができる。

本発明の実施形態に係るＰＯＮシステムの概略構成図である。 管理カードの構成例を示すブロック図である。 回線カードの構成例を示すブロック図である。 中継カードの構成例を示すブロック図である。 リモートノードの構成例を示すブロック図である。 ＰＯＮシステムの比較例に係る接続形態を示す説明図である。 ＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示す説明図である。 ＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示すブロック図である。 ＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示すブロック図である。 ＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示すブロック図である。 ＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示すブロック図である。 スロット番号の仮想化の一例を示す説明図である。 リモートノードによるＰＯＮ通信を遠隔制御で起動するための処理の流れを示すシーケンス図である。 フレーム処理部による転送処理の一例を示すフローチャートである。

＜本発明の実施形態の概要＞
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。

（１） 本実施形態のＰＯＮシステムは、複数の収納部を含む筐体を有する局側装置と、前記局側装置から離れた位置において宅側装置とＰＯＮ通信を行うリモートノードと、を備え、前記収納部への装着対象として選択可能な通信ノードに、下記に定義する回線ノード及び中継ノードが含まれる。
回線ノード：収納部に装着された状態で宅側装置とＰＯＮ通信を行う通信ノード
中継ノード：収納部に装着された状態でリモートノードと光ファイバを伝送路とするイーサネット通信を行う通信ノード

本実施形態のＰＯＮシステムによれば、収納部への装着対象として選択可能な通信ノードに、リモートノードと光ファイバを伝送路とするイーサネット通信を行う中継ノードが含まれる。
このため、収納部への装着対象として中継ノードを選択すれば、中継ノード／リモートノード間の光ファイバの伝送路の分だけ、局側装置を中心とした宅側装置の設置可能範囲を拡大することができる。

一方、局側装置から離れた位置においてリモートノードがＰＯＮ通信を行うので、ＰＯＮシステムの運用に必要な消費電力を局側装置からリモートノードに分散できる。このため、局側装置の電源容量が少量で足り、局舎の冷房設備もより簡便化できる。
従って、設備コストの増大を抑えつつ、サービスエリアを拡張できるＰＯＮシステムを構築することができる。よって、上述の第１の目的が達成される。

（２） 本実施形態のＰＯＮシステムにおいて、前記リモートノードが、ＰＯＮ回線の幹線ファイバを接続可能な複数のＰＯＮ通信ポートを有する場合には、前記複数のＰＯＮ通信ポートのうちの少なくとも２つに、前記ＰＯＮ回線の幹線ファイバが接続されることが好ましい。

本実施形態のＰＯＮシステムによれば、リモートノードから２つ以上のＰＯＮ回線が接続される接続形態を採用できる。
従って、多数の加入者が存在する密集エリアに複数のＰＯＮ回線を増設する必要が生じた場合は、密集エリアの近傍にリモートノードを設置し、リモートノードに複数のＰＯＮ回線を接続すればよい。

この場合、局側装置から１本の光ファイバを密集エリアまで敷設し、敷設した光ファイバの先端にリモートノードに接続すれば足りる。
このため、局側装置を起点として複数の幹線ファイバを敷設する必要がなくなり、敷設工事が簡便になる。従って、大規模な敷設工事を行わなくても、加入者の増加に対応できる。よって、上述の第２の目的が達成される。

（３） 本実施形態のＰＯＮシステムにおいて、前記中継ノードが、前記光ファイバを接続可能な複数のイーサネット通信ポートを有する場合には、前記複数のイーサネット通信ポートのうちの少なくとも２つに、前記リモートノードに繋がる前記光ファイバが接続されることが好ましい。

本実施形態のＰＯＮシステムによれば、複数のイーサネット通信ポートのうちの少なくとも２つに、リモートノードに繋がる光ファイバが接続されるので、中継ノードとリモートノードの接続形態を１対多にすることができる。

（４） 本実施形態のＰＯＮシステムにおいて、前記リモートノードが、前記光ファイバを接続可能な複数のイーサネット通信ポートを有する場合には、前記複数のイーサネット通信ポートのうちの１つである第１ポートに、前記中継ノードに通じる前記光ファイバが接続され、前記複数のイーサネット通信ポートのうちの別の１つである第２ポートに、別の前記リモートノードに通じる前記光ファイバが接続されることが好ましい。

本実施形態のＰＯＮシステムによれば、リモートノードの第１ポートに中継ノードを接続でき、リモートノードの第２ポートに別のリモートノードを接続できるので、２つのリモートノードを多段に接続することができる。
このため、互いに遠距離にある複数のサービスエリアが、河川などに沿って点在する場合でも、それぞれのサービスエリアに通信サービスを提供できるようになる。

（５） 本実施形態のＰＯＮシステムにおいて、前記リモートノードが、前記光ファイバを接続可能な複数のイーサネット通信ポートを有する場合には、前記複数のイーサネット通信ポートのうちの１つである第１ポートに、前記中継ノードに通じる前記光ファイバが接続され、前記複数のイーサネット通信ポートのうちの別の１つである第２ポートに、別の前記中継ノードに通じる前記光ファイバが接続されることが好ましい。

本実施形態のＰＯＮシステムによれば、リモートノードの第１ポートに中継ノードを接続でき、リモートノードの第２ポートに別の中継ノードを接続できるので、中継カードとリモートノードの間のイーサネット通信の通信経路を冗長化できる。
このため、イーサネット通信の耐障害性を高めたり、イーサネット通信の通信帯域を拡張したりすることができる。

（６） 本実施形態のＰＯＮシステムにおいて、前記中継ノード及び前記リモートノードは、前記光ファイバにより伝送される通信フレームうち、制御フレームの伝送を保証する帯域制御部を有することが好ましい。
このようにすれば、光ファイバでのイーサネット通信においてユーザフレームが輻輳しても、制御フレームをほぼ確実に伝送することができる。このため、中継カードとリモートノードの間の制御通信を確保することができる。

＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

〔用語の定義等〕
一般に、レイヤ２の通信で用いるＰＤＵ（Protocol Data Unit）を「フレーム」と呼び、レイヤ３の通信で用いるＰＤＵを「パケット」と呼ぶが、本実施形態では、両者を特に明確に区別しない。
本実施形態では、局側（通信事業者側）の光回線終端装置の集合体を「局側装置」といい、宅側（加入者側）の光回線終端装置（ＯＮＵ）を「宅側装置」という。また、局側装置を「ＯＬＴ」と略記し、宅側装置を「ＯＮＵ」と略記することがある。

本実施形態では、ＰＯＮはイーサネットベースのＥＰＯＮ（例えば１０Ｇ−ＥＰＯＮ）よりなるものとする。
ＥＰＯＮでは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで定義されたＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）フレームにより、ＯＮＵの登録、離脱、ＯＮＵからの帯域要求、及び帯域要求に応じたＯＮＵへの帯域割当などが実行される。

〔ＰＯＮシステムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係るＰＯＮシステムの概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態のＰＯＮシステムは、通信事業者の局舎などに設置される局側装置（ＯＬＴ）１と、複数の宅側装置（ＯＮＵ）２と、支線側に宅側装置２が接続されるＰＯＮ回線３とを備える。ＰＯＮ回線３の幹線側は、局側装置１に収容された回線カード３０、或いは、局側装置１から離れたリモートノード５０に接続される。

ＰＯＮ回線３は、受動光分岐ノードである光スプリッタ４により、光ファイバ５，６を分岐させたツリー構造の光ファイバ網よりなる。
すなわち、ＰＯＮ回線３は、幹線ファイバ５と、幹線ファイバ５に接続された光スプリッタ４と、光スプリッタ４から分岐する複数本の支線ファイバ６とを備える。ＰＯＮ回線３には、２つ以上の光スプリッタ４が存在してもよい。この場合は、分岐点が複数箇所のＰＯＮ回線となる。

局側装置１は、幅方向に並ぶ複数のスロットＳＬを有するシャーシ型のＯＬＴである。局側装置１は、同じ形状の複数のスロットＳＬを有する筐体１０と、筐体１０に収容された管理カード２０、回線カード３０及び中継カード４０とを備える。
回線カード３０及び中継カード４０は、筐体１０のいずれかのスロットＳＬに装着される。図１の構成例では、管理カード２０がスロットＳＬの奥側（上位側）に収容されているが、管理カード２０をスロットＳＬに装着してもよい。

管理カード２０は、ＰＯＮシステムの全体的な管理及び制御を担う通信ノードである。管理カード２０は、Ｌ２及びＬ３スイッチを含む上位装置１１に接続されている。上位装置１１は、コアネットワークなどよりなる上位網１２に接続されている。
管理カード２０には、パーソナルコンピュータなどよりなる通信事業者の管理用の端末装置１３が接続される。端末装置１３は、所定の通信プロトコルに則って管理カード２０と通信可能である。

端末装置１３は、上位網１２又は上位装置１１に接続されていてもよい。この場合、端末装置１３は、Ｔｅｌｎｅｔ又はＳＳＨ（Secure SHell）などの遠隔操作の通信プロトコルに則って管理カード２０と通信すればよい。

回線カード３０は、ＰＯＮ回線３の幹線ファイバ５が接続される局側の光回線終端装置であり、従来のＯＳＵに相当する。従って、回線カード３０は、ＭＰＣＰフレームにより宅側装置２とＰＯＮ通信を行うＰＯＮ制御部３６を有する。
リモートノード５０は、局舎から離れた遠隔地に設置されるが、ＰＯＮ回線３の幹線ファイバ５が接続される光回線終端装置である。従って、リモートノード５０は、ＭＰＣＰフレームにより宅側装置２とＰＯＮ通信を行うＰＯＮ制御部５５を有する。

中継カード４０とリモートノード５０は、光ファイバ７を介して通信可能に接続されており、光ファイバ７に伝送される光信号を搬送信号とするイーサネット通信を行う。
従って、中継カード４０は、光信号を用いたイーサネット通信の局側（上位側）の光回線終端装置であり、リモートノード５０は、光信号を用いたイーサネット通信の宅側（下位側）の光回線終端装置である。

図１に例示するＰＯＮシステムでは、回線カード３０及び中継カード４０がそれぞれ１つずつ筐体１０のスロットＳＬに装着されているが、筐体１０のすべてのスロットＳＬに回線カード３０又は中継カード４０を装着することもできる。
すなわち、通信事業者は、所望するシステムの接続形態を実現できるように、筐体１０のスロットＳＬに回線カード３０及び中継カード４０のいずれを装着するかを、任意に選択することができる。

宅側装置２には、イーサネット通信が可能なユーザ端末１４が接続される。宅側装置２に接続されるユーザ端末１４の数及び種類は特に限定されない。
ユーザ端末１４を宅側装置２に直接接続することも必須ではない。すなわち、宅側装置２には、ユーザネットワーク（図示せず）が接続されてもよい。ユーザ端末１４は、ユーザネットワークを介して宅側装置２に接続されてもよい。

支線ファイバ６に伝送される上り方向の光信号は、光スプリッタ４において合流する。従って、同じ波長の光信号が合流後に衝突しないための多重化が必要である。
ＰＯＮ通信では、ＭＰＣＰに則った時分割多重化が行われる。具体的には、ＰＯＮ制御部３６，５５は、宅側装置２から受信したレポートに基づいて、宅側装置２によるデータの上り方向の送信開始時刻及び送信許可量を演算する。

ＰＯＮ制御部３６，５５は、上記の時刻及び許可量を含むグラントを、ＰＯＮ回線３を用いて宅側装置２にそれぞれ送信する。
各宅側装置２は、グラントをＰＯＮ制御部３６，５５から受信すると、グラントにより指定された時刻に、許可量に相当するデータと、自機のバッファ内のデータ量に相当する次回送信分のデータ量を要求するレポートをＰＯＮ制御部３６，５５に送信する。

その他、ＰＯＮ制御部３６，５５は、自身が担当するＰＯＮ回線３の宅側装置２を検出するディスカバリ処理、及び、検出した宅側装置２のＬＬＩＤ（Logical Link ID）を自機に登録する登録処理などを実行する。

〔管理カードの構成〕
図２は、管理カード２０の構成例を示すブロック図である。
図２に示すように、管理カード２０は、リジッドなプリント基板よりなる回路基板２１と、回路基板２１に実装された各種の回路部品とを備える。管理カード２０の回路部品には、管理通信ポート２２、上位通信ポート２３、制御部２４、フレーム処理部２５、制御通信ポート２６、ユーザ通信ポート２７、及び記憶部２８が含まれる。

管理通信ポート２２は、制御部２４と電気的に接続された管理通信のためのコネクタよりなる。管理通信ポート２２には、所定規格の通信ケーブル（図示せず）が接続される。この通信ケーブルは、端末装置１３に接続される。
上位通信ポート２３は、フレーム処理部２５と電気的に接続されたユーザ通信のためのコネクタよりなる。上位通信ポート２３には、所定規格の通信ケーブル（図示せず）が接続される。この通信ケーブルは、上位装置１１に接続される。

制御部２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む情報処理装置よりなる。制御部２４のＣＰＵの数は１つ又は複数のいずれでもよい。制御部２４は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路を含んでもよい。
制御部２４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＲＡＭは、ＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）又はＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）などのメモリ素子で構成され、ＣＰＵなどが実行するコンピュータプログラム及びその実行に必要なデータを一時的に記憶する。

記憶部２８は、フラッシュメモリ若しくはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの不揮発性のメモリ素子を有する。
記憶部２８は、ネットワークＯＳや当該ＯＳ上で動作する種々のアプリケーションソフトウェア（以下、「アプリケーション」と略記する。）を記憶している。記憶部２８が記憶するアプリケーションには、制御部２４を、「ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバ」として機能させるためのソフトウェアが含まれる。

制御通信ポート２６は、制御部２４と電気的に接続された制御通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。制御通信ポート２６には、バックプレーン伝送路Ｃ１の上位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ１の下位側端部は、回線カード３０の制御通信ポート３２（図３参照）又は中継カード４０の制御通信ポート４２（図４参照）に接続される。

ユーザ通信ポート２７は、フレーム処理部２５と電気的に接続されたユーザ通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。ユーザ通信ポート２７には、バックプレーン伝送路Ｃ２の上位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ２の下位側端部は、回線カード３０のユーザ通信ポート３３（図３参照）又は中継カード４０のユーザ御通信ポート４３（図４参照）に接続される。

フレーム処理部２５は、例えばＬ２スイッチよりなる。このスイッチは、例えばＦＰＧＡなどの集積回路を含む。
フレーム処理部２５は、受信したレイヤ２の通信フレームの宛先に応じて、自身の出力ポートのうちのどの出力ポートから通信フレームを送出するかを決定する。

図２において、直線の帯状矢印で示す管理通信経路Ｒ１は、端末装置１３と制御部２４の間で行われる管理通信のための通信経路である。
破線の帯状矢印で示す制御通信経路Ｒ２は、制御部２４と回線カード３０又は中継カード４０の間で行われる制御通信のための通信経路である。

管理通信経路Ｒ１により伝送される管理情報には、どのスロットＳＬにどのカード（通信ノード）を搭載するかを表す「マウント情報」が含まれる。
端末装置１３は、通信事業者の作業員によるコマンド入力に応じてマウント情報を生成し、生成したマウント情報を制御部２４に送信する。マウント情報には、スロットＳＬのスロット番号ｉの番号値（例えば♯１〜♯８）と、所定の番号値に対応させるカードの識別情報（以下、「ノードＩＤ」という。）が含まれる。

記憶部２８は、スロット番号ｉとノードＩＤの対応関係を纏めたマウント管理テーブルＭＴを記憶している。マウント管理テーブルＭＴには、スロット番号ｉの番号値ごとのエントリと、各番号値に対応させるノードＩＤの値（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）が含まれる。
制御部２４は、端末装置１３から受信したマウント情報から、スロット番号ｉの番号値とノードＩＤの値を抽出し、抽出した番号値のエントリに、抽出したノードＩＤの値を記録する。

管理通信経路Ｒ１により伝送される管理情報には、ＰＯＮ通信に関する設定情報である「ＰＯＮ設定情報」が含まれる。端末装置１３は、通信事業者の作業員によるコマンド入力に応じてＰＯＮ設定情報を生成し、生成したＰＯＮ設定情報を制御部２４に送信する。制御部２４は、受信したＰＯＮ設定情報を制御通信ポート２６から送出する。
従って、制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、上記のＰＯＮ設定情報が含まれる。ＰＯＮ制御情報には、例えば次の情報が含まれる。

ＰＯＮ通信ポートのオン／オフ情報：ＰＯＮ通信ポート３７，５６を有効又は無効にするための設定情報
動作パラメータ：ＰＯＮ制御部３６，５５が上り方向の動的帯域割当（ＤＢＡ）を実行する場合に必要となる、最低保証帯域などのパラメータ
ＯＮＵ設定情報：ＰＯＮ制御部３６，５５がＰＯＮ回線３を開通する際に必要となる、課金情報などのＯＮＵごとの設定情報

制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、各ノード３０，４０，５０に固有の状態情報である「ノード固有情報」が含まれる。
制御部２４は、ＰＯＮシステムに含まれる各ノード３０，４０，５０にそれぞれノード固有情報の送信要求を送信し、各ノード３０，４０，５０のノード固有情報を収集する。制御部２４は、収集したノード固有情報に基づいて、ＰＯＮシステム全体の接続形態（トポロジ）を確認する。

仮想線の帯状矢印で示すユーザ通信経路Ｒ３は、宅側装置２に接続されたユーザ端末１４（図１参照）が送受信するユーザフレームの通信経路である。ユーザフレームは、上位網１２からユーザ端末１４まで流通する必要がある。
従って、ユーザ通信経路Ｒ３は、管理カード２０の上位通信ポート２３、フレーム処理部２５及びユーザ通信ポート２７を経由する。

図２では、図示の簡略化のため、制御通信ポート２６及びユーザ通信ポート２７を１つだけ有する管理カード２０が例示されている。
もっとも、管理カード２０は、局側装置１に収容可能なカード数（例えば８枚）と同数の制御通信ポート２６及びユーザ通信ポート２７を備え、制御部２４は、複数の通信ノードとのバックプレーン通信を実行可能である。従って、管理カード２０には、回線カード３０及び中継カード４０のうちの少なくとも２つを接続することができる。

〔回線カードの構成〕
図３は、回線カード３０の構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、回線カード３０は、リジッドなプリント基板よりなる回路基板３１と、回路基板３１に実装された各種の回路部品とを備える。回線カード３０の回路部品には、制御通信ポート３２、ユーザ通信ポート３３、制御部３４、フレーム処理部３５、ＰＯＮ制御部３６、ＰＯＮ通信ポート３７、及び記憶部３８が含まれる。

制御通信ポート３２は、制御部３４と電気的に接続された制御通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。制御通信ポート３２には、バックプレーン伝送路Ｃ１の下位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ１の上位側端部は、管理カード２０の制御通信ポート２６（図２参照）に接続される。

ユーザ通信ポート３３は、フレーム処理部３５と電気的に接続されたユーザ通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。ユーザ通信ポート３３には、バックプレーン伝送路Ｃ２の下位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ２の上位側端部は、管理カード２０のユーザ通信ポート２７（図２参照）に接続される。

制御部３４は、ＣＰＵを含む情報処理装置よりなる。制御部３４のＣＰＵの数は１つ又は複数のいずれでもよい。制御部３４は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの集積回路を含んでもよい。
制御部３４は、ＲＡＭを含む。ＲＡＭは、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭなどのメモリ素子で構成され、ＣＰＵなどが実行するコンピュータプログラム及びその実行に必要なデータを一時的に記憶する。

記憶部３８は、フラッシュメモリ若しくはＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のメモリ素子を有する。記憶部３８は、ネットワークＯＳや当該ＯＳ上で動作する種々のアプリケーションを記憶している。
記憶部３８は、自ノードに固有の状態情報である「ノード固有情報」を記憶している。回線カード３０のノード固有情報には、例えば次の情報ａ１〜ａ５が含まれる。

情報ａ１） 自ノードの識別情報（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）
情報ａ２） 自ノードのカードタイプ（図３の例では「回線カード」）
情報ａ３） ＰＯＮ通信ポート３７のポート数
情報ａ４） ＰＯＮ通信ポート３７に繋がるＯＮＵの数
情報ａ５） ファームウェア（ＯＳ）のバーション

フレーム処理部３５は、例えばＬ２スイッチよりなる。このスイッチは、例えばＦＰＧＡなどの集積回路を含む。
フレーム処理部３５は、受信したレイヤ２の通信フレームの宛先に応じて、自身の出力ポートのうちのどの出力ポートから通信フレームを送出するかを決定する。

ＰＯＮ制御部３６は、宅側装置２とのＰＯＮ通信に関する情報処理を施す集積回路よりなる。例えば、ＰＯＮ制御部３６は、フレーム処理部３５から入力された下りのユーザフレームを、対応するＰＯＮ通信ポート３７に送信する。

ＰＯＮ制御部３６は、光トランシーバ３９からの上りの電気信号に、上位網１２に送信すべきユーザフレームが含まれる場合には、そのユーザフレームをフレーム処理部３５に送信する。
ＰＯＮ制御部３６は、光トランシーバ３９からの上りの電気信号に、宅側装置２が送信元の制御フレーム（レポート）が含まれる場合には、そのレポートに基づいて送信元の宅側装置２のための制御フレーム（グラント）を生成し、光トランシーバ３９に送信する。

ＰＯＮ通信ポート３７は、ＰＯＮ制御部３６と電気的に接続されたＰＯＮ通信のためのコネクタよりなる。ＰＯＮ通信ポート３７には、光トランシーバ３９を着脱自在に装着することができる。
光トランシーバ３９は、光信号の送受信回路を含む光デバイス（例えば、プラガブル光トランシーバ）よりなり、ＰＯＮ回線３から入力される上りの光信号を電気信号に変換し、ＰＯＮ制御部３６から入力される下りの電気信号を光信号に変換する。

図３において、破線の帯状矢印で示す制御通信経路Ｒ２は、管理カード２０と制御部３４の間で行われる制御通信のための通信経路である。
制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、上述の「ＰＯＮ設定情報」が含まれる。制御部３４は、管理カード２０からＰＯＮ設定情報を受信すると、受信したＰＯＮ設定情報をＰＯＮ制御部３６に通知する。

ＰＯＮ制御部３６は、通知されたＰＯＮ設定情報に応じた所定の処理を実行する。例えば、ＰＯＮ制御部３６は、通知されたＰＯＮ通信ポート３７のオン／オフ情報に従って、ＰＯＮ通信ポート３７を有効化又は無効化する。
ＰＯＮ制御部３６は、通知された動作パラメータに基づいて、宅側装置２が送出する上りフレームの動的帯域割当を実行する。

制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、自ノードの「ノード固有情報」が含まれる。制御部３４は、管理カード２０の制御部２４からの送信要求に応じて、自ノードのノード固有情報を管理カード２０に送信する。

仮想線の帯状矢印で示すユーザ通信経路Ｒ３は、宅側装置２に接続されたユーザ端末１４（図１参照）が送受信するユーザフレームの通信経路である。ユーザフレームは、上位網１２からユーザ端末１４まで流通する必要がある。
従って、ユーザ通信経路Ｒ３は、回線カード３０内のユーザ通信ポート３３、フレーム処理部３５、ＰＯＮ制御部３６及びＰＯＮ通信ポート３７を経由する。

〔中継カードの構成〕
図４は、中継カード４０の構成例を示すブロック図である。
図４に示すように、中継カード４０は、リジッドなプリント基板よりなる回路基板４１と、回路基板４１に実装された各種の回路部品とを備える。中継カード４０の回路部品には、制御通信ポート４２、ユーザ通信ポート４３、制御部４４、フレーム処理部４５、イーサネット通信ポート４６、及び記憶部４７が含まれる。

制御通信ポート４２は、制御部４４と電気的に接続された制御通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。制御通信ポート４２には、バックプレーン伝送路Ｃ１の下位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ１の上位側端部は、管理カード２０の制御通信ポート２６（図２参照）に接続される。

ユーザ通信ポート４３は、フレーム処理部４５と電気的に接続されたユーザ通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。ユーザ通信ポート４３には、バックプレーン伝送路Ｃ２の下位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ２の上位側端部は、管理カード２０のユーザ通信ポート２７（図２参照）に接続される。

制御部４４は、ＣＰＵを含む情報処理装置よりなる。制御部４４のＣＰＵの数は１つ又は複数のいずれでもよい。制御部４４は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの集積回路を含んでもよい。
制御部４４は、ＲＡＭを含む。ＲＡＭは、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭなどのメモリ素子で構成され、ＣＰＵなどが実行するコンピュータプログラム及びその実行に必要なデータを一時的に記憶する。

記憶部４７は、フラッシュメモリ若しくはＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のメモリ素子を有する。記憶部４７は、ネットワークＯＳや当該ＯＳ上で動作する種々のアプリケーションを記憶している。記憶部４７が記憶するアプリケーションには、制御部４４を、「ＤＨＣＰサーバ」として機能させるためのソフトウェアが含まれていてもよい。
記憶部４７は、自ノードに固有の状態情報である「ノード固有情報」を記憶している。中継カード４０のノード固有情報には、例えば次の情報ｂ１〜ｂ５が含まれる。

情報ｂ１） 自ノードの識別情報（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）
情報ｂ２） 自ノードのカードタイプ（図４の例では「中継カード」）
情報ｂ３） イーサネット通信ポート４６のポート数
情報ｂ４） イーサネット通信ポート４６に繋がるリモートノード５０の識別情報（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）
情報ｂ５） ファームウェア（ＯＳ）のバーション

フレーム処理部４５は、例えばＬ２スイッチよりなる。このスイッチは、例えばＦＰＧＡなどの集積回路を含む。
フレーム処理部４５は、受信したレイヤ２の通信フレームの宛先に応じて、自身の出力ポートのうちのどの出力ポートから通信フレームを送出するかを決定する。

イーサネット通信ポート４６は、フレーム処理部４５と電気的に接続されたイーサネット通信のためのコネクタよりなる。イーサネット通信ポート４６には、光トランシーバ４８を着脱自在に装着することができる。
光トランシーバ４８は、光信号の送受信回路を含む光デバイス（例えば、プラガブル光トランシーバ）よりなり、光ファイバ７から入力される上りの光信号を電気信号に変換し、フレーム処理部４５から入力される下りの電気信号を光信号に変換する。

図４において、破線の帯状矢印で示す制御通信経路Ｒ２は、管理カード２０と制御部４４の間で行われる制御通信のための通信経路である。
ハッチング付きの帯状矢印で示す制御通信経路Ｒ４は、制御部４４とリモートノード５０の間で行われる制御通信のための通信経路である。

制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、上述の「ＰＯＮ設定情報」が含まれる。制御部４４は、自ノードに繋がるリモートノード５０のＰＯＮ設定情報を受信すると、受信したＰＯＮ設定情報をフレーム処理部４５に入力する。フレーム処理部４５は、入力されたＰＯＮ設定情報をリモートノード５０に転送する。
従って、制御通信経路Ｒ４により伝送される制御情報には、上述の「ＰＯＮ設定情報」が含まれる。

制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、自ノードの「ノード固有情報」が含まれる。制御部４４は、管理カード２０の制御部２４からの送信要求に応じて、自ノードのノード固有情報を管理カード２０に送信する。

制御通信経路Ｒ４により伝送される制御情報には、自ノードに繋がるリモートノード５０が送信した「ノード固有情報」が含まれる。制御部４４は、自ノードに繋がるリモートノード５０からノード固有情報を受信すると、受信したノード固有情報を制御通信ポート４２に入力する。
従って、制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、リモートノード５０の「ノード固有情報」が含まれる。

仮想線の帯状矢印で示すユーザ通信経路Ｒ３は、宅側装置２に接続されたユーザ端末１４（図１参照）が送受信するユーザフレームの通信経路である。ユーザフレームは、上位網１２からユーザ端末１４まで流通する必要がある。
従って、ユーザ通信経路Ｒ３は、中継カード４０内のユーザ通信ポート４３、フレーム処理部４５及びイーサネット通信ポート４６を経由する。

〔リモートノードの構成〕
図５は、リモートノード５０の構成例を示すブロック図である。
図５に示すように、リモートノード５０は、リジッドなプリント基板よりなる回路基板５１と、回路基板５１に実装された各種の回路部品とを備える。リモートノード５０の回路部品には、イーサネット通信ポート５２、制御部５３、フレーム処理部５４、ＰＯＮ制御部５５、ＰＯＮ通信ポート５６、及び記憶部５７が含まれる。

イーサネット通信ポート５２は、フレーム処理部５４と電気的に接続されたイーサネット通信のためのコネクタよりなる。イーサネット通信ポート５２には、光トランシーバ５８を着脱自在に装着することができる。
光トランシーバ５８は、光信号の送受信回路を含む光デバイス（例えば、プラガブル光トランシーバ）よりなり、光ファイバ７から入力される下りの光信号を電気信号に変換し、フレーム処理部５４から入力される上りの電気信号を光信号に変換する。

制御部５３は、ＣＰＵを含む情報処理装置よりなる。制御部５３のＣＰＵの数は１つ又は複数のいずれでもよい。制御部５３は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの集積回路を含んでもよい。
制御部５３は、ＲＡＭを含む。ＲＡＭは、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭなどのメモリ素子で構成され、ＣＰＵなどが実行するコンピュータプログラム及びその実行に必要なデータを一時的に記憶する。

記憶部５７は、フラッシュメモリ若しくはＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のメモリ素子を有する。記憶部５７は、ネットワークＯＳや当該ＯＳ上で動作する種々のアプリケーションを記憶している。記憶部５７が記憶するアプリケーションには、制御部５３を、「ＤＨＣＰクライアント」として機能させるためのソフトウェアが含まれる。
記憶部５７は、自ノードに固有の状態情報である「ノード固有情報」を記憶している。リモートノード５０のノード固有情報には、例えば次の情報ｃ１〜ｃ７が含まれる。

情報ｃ１） 自ノードの識別情報（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）
情報ｃ２） 自ノードのカードタイプ（図５の例では「リモートノード」）
情報ｃ３） イーサネット通信ポート５２のポート数
情報ｃ４） イーサネット通信ポート５２に繋がる中継カード４０の識別情報（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）
情報ｃ５） ＰＯＮ通信ポート５６のポート数
情報ｃ６） ＰＯＮ通信ポート５６に繋がるＯＮＵの数
情報ｃ７） ファームウェア（ＯＳ）のバーション

フレーム処理部５４は、例えばＬ２スイッチよりなる。このスイッチは、例えばＦＰＧＡなどの集積回路を含む。
フレーム処理部５４は、受信したレイヤ２の通信フレームの宛先に応じて、自身の出力ポートのうちのどの出力ポートから通信フレームを送出するかを決定する。

ＰＯＮ制御部５５は、宅側装置２とのＰＯＮ通信に関する情報処理を施す集積回路よりなる。例えば、ＰＯＮ制御部５５は、フレーム処理部５４から入力された下りのユーザフレームを、対応するＰＯＮ通信ポート５６に送信する。

ＰＯＮ制御部５５は、光トランシーバ５９からの上りの電気信号に、上位網１２に送信すべきユーザフレームが含まれる場合には、そのユーザフレームをフレーム処理部５４に送信する。
ＰＯＮ制御部５５は、光トランシーバ５９からの上りの電気信号に、宅側装置２が送信元の制御フレーム（レポート）が含まれる場合には、そのレポートに基づいて送信元の宅側装置２のための制御フレーム（グラント）を生成し、光トランシーバ５９に送信する。

ＰＯＮ通信ポート５６は、ＰＯＮ制御部５５と電気的に接続されたＰＯＮ通信のためのコネクタよりなる。ＰＯＮ通信ポート５６には、光トランシーバ５９を着脱自在に装着することができる。
光トランシーバ５９は、光信号の送受信回路を含む光デバイス（例えば、プラガブル光トランシーバ）よりなり、ＰＯＮ回線３から入力される上りの光信号を電気信号に変換し、ＰＯＮ制御部５５から入力される下りの電気信号を光信号に変換する。

図５において、ハッチング付きの帯状矢印で示す制御通信経路Ｒ４は、中継カード４０と制御部５３の間で行われる制御通信のための通信経路である。
制御通信経路Ｒ４により伝送される制御情報には、上述の「ＰＯＮ設定情報」が含まれる。制御部５５は、中継カード４０からＰＯＮ設定情報を受信すると、受信したＰＯＮ設定情報をＰＯＮ制御部５５に通知する。

ＰＯＮ制御部５５は、通知されたＰＯＮ設定情報に応じた所定の処理を実行する。例えば、ＰＯＮ制御部５５は、通知されたＰＯＮ通信ポート５６のオン／オフ情報に従って、ＰＯＮ通信ポート５６を有効化又は無効化する。
ＰＯＮ制御部５５は、通知された動作パラメータに基づいて、宅側装置２が送出する上りフレームの動的帯域割当を実行する。

制御通信経路Ｒ４により伝送される制御情報には、自ノードの「ノード固有情報」が含まれる。制御部５３は、管理カード２０の制御部２４からの送信要求に応じて、自ノードのノード固有情報を管理カード２０に送信する。
具体的には、制御部５３は、管理カード２０に宛てたノード固有情報をフレーム処理部５４に入力する。フレーム処理部５４は、入力されたノード固有情報を中継カード４０に送信し、中継カード４０は、受信したノード固有情報を管理カード２０に転送する。

仮想線の帯状矢印で示すユーザ通信経路Ｒ３は、宅側装置２に接続されたユーザ端末１４（図１参照）が送受信するユーザフレームの通信経路である。ユーザフレームは、上位網１２からユーザ端末１４まで流通する必要がある。
従って、ユーザ通信経路Ｒ３は、リモートノード５０内のイーサネット通信ポート５２、フレーム処理部５４、ＰＯＮ制御部５５及びＰＯＮ通信ポート５６を経由する。

〔比較例に係るＰＯＮシステムの問題点〕
図６は、本実施形態のＰＯＮシステムの比較例に係る接続形態を示す説明図である。
図６の接続形態では、回線カード（ＯＳＵ）３０のみが局側装置１のスロットＳＬに収容され、当該回線カード３０に複数（図例では３つ）のＰＯＮ回線３が接続されている。

１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、１つのＰＯＮ回線３を延伸できる最大距離は２０ｋｍである。
このため、図６の接続形態を採用すると、宅側装置２の設置可能範囲は、局側装置１が設置される局舎を中心とした半径２０ｋｍ以内の範囲に限定されるという問題（以下、「問題点１」という。）がある。

図６の接続形態では、局舎に設置される局側装置１に、複数の回線カード（ＯＳＵ）３０を集中的に収容する方式を採用している。
このため、局側装置１の消費電力が増大し、電源容量が大きな局側装置１が必要になる。また、消費電力の増大に応じて発熱量も増大するので、大規模な冷却設備を局舎に設置せねばならない。従って、ＰＯＮシステムの設備コストが大きくなるという問題（以下、「問題点２」という。）がある。

１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、１つのＰＯＮ回線３における支線ファイバ６の最大分岐数（＝宅側装置２の最大収容数）は１２８である。
このため、図６の接続形態を採用すると、多数の加入者が存在する密集エリアにおいて、更に加入者が増加したためＰＯＮ回線３を増設する必要が生じた場合には、局側装置１を起点として複数の幹線ファイバ５を密集エリアまで敷設せねばならず、大規模な敷設工事が必要になるという問題（以下、「問題点３」という。）がある。

上記の問題点１を解決する方策、すなわち、宅側装置２の設置可能範囲を広げる方策として、従来、光信号を増幅する中継装置を幹線ファイバ５の途中に挿入することが行われている。
しかし、光信号を途中で増幅する中継装置を採用する方策では、上記の問題点１のみを解決できるに止まり、上記の問題点２及び３を同時に解決することはできない。

〔ＰＯＮシステムの好適な接続形態〕
図７は、本実施形態のＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示す説明図である。
図７の接続形態では、回線カード３０の他に中継カード４０が局側装置１のスロットＳＬに収容されている。また、中継カード４０は、局舎から離れた屋外に設置されたリモートノード５０と光ファイバ７により接続され、屋外のリモートノード５０に複数（図例では２つ）のＰＯＮ回線３が接続されている。

中継カード４０とリモートノード５０との間の光信号を用いたイーサネット通信では、１０Ｇベースの通信の場合には、最大で４０ｋｍまで延伸可能である。
このため、図７の接続形態を採用すると、宅側装置２の設置可能範囲は、局側装置１が設置される局舎を中心として、半径６０ｋｍ以内の範囲にまで拡大することができる。従って、上述の問題点１を解決することができる。

本実施形態のリモートノード５０は、消費電力が比較的大きいＰＯＮ制御部５５（図５参照）を有する。
このため、図７の接続形態を採用すると、回線カード３０を局側装置１に集中させる図６の接続形態に比べて、ＰＯＮシステムの運用に必要な消費電力を局側装置１からリモートノード５０に分散できる。従って、局側装置１の電源容量が少量で足り、局舎の冷房設備もより簡便化できる。よって、上述の問題点２を解決することができる。

例えば、複数のスロットＳＬのすべてに回線カード３０を装着した局側装置１の消費電力が、約１０ｋｗになる場合を想定する。
この場合、回線カード３０の代わりに中継カード４０を装着し、中継カード４０に接続したリモートノード５０によりＰＯＮ通信を行うことにすれば、局側装置１の消費電力をほぼ１／５の約２ｋｗに削減することができる。これに伴い、局舎における給電系の設備も大幅に簡素化することができ、波及的な効果も大きくなる。

本実施形態のリモートノード５０は、複数のＰＯＮ通信ポート５６（図５参照）を有するので、複数のＰＯＮ回線３の幹線ファイバ５をリモートノード５０に接続できる。
このため、図７の接続形態を採用すると、多数の加入者が存在する密集エリアに複数のＰＯＮ回線３を増設する必要が生じた場合は、密集エリアの近傍にリモートノード５０を設置し、リモートノード５０に複数のＰＯＮ回線３を接続すればよい。

この場合、局側装置から１本の光ファイバ７を密集エリアまで敷設し、敷設した光ファイバ７の先端にリモートノード５０に接続すれば足りる。
このため、局側装置１を起点として複数の幹線ファイバ５を敷設する必要がなくなり、敷設工事が簡便になる。従って、上述の問題点３を解決することができる。

〔ＰＯＮシステムの好適な接続態様のバリエーション〕
図８〜図１１は、本実施形態のＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示すブロック図である。
本実施形態の中継カード４０及びリモートノード５０は、イーサネット通信とＰＯＮ通信の通信インタフェースをそれぞれ複数備えているので、図８〜図１１に示すように、種々の接続形態のＰＯＮシステムを構成することができる。

図８の構成例では、１つの中継カード４０と１つのリモートノード５０が１対１で接続されている。
図８の中央のリモートノード５０には、１つのＰＯＮ回線３が接続されている。もっとも、本実施形態のリモートノード５０は、複数のＰＯＮ通信ポート５６を有するので（図５参照）、図８の下側のリモートノード５０のように、１つのリモートノード５０に複数（図例では２つ）のＰＯＮ回線３を接続することもできる。

図９の構成例では、１つの中継カード４０と複数（図例では２つ）が１対多で接続されている。本実施形態の中継カード４０は、複数のイーサネット通信ポート４６を有するので（図４参照）、図９の構成例が可能となる。

図１０の構成例では、１つのリモートノード５０に別のリモートノード５０が多段に接続されている。本実施形態のリモートノード５０は、複数のイーサネット通信ポート５２を有するので（図５参照）、図１０の構成例が可能となる。
図１０の構成例を採用すれば、リモートノード５０の設置範囲を、局側装置１から最大で８０ｋｍ（＝４０ｋｍ＋４０ｋｍ）まで遠隔化することができる。

図１０の構成例は、互いに遠距離にある複数のサービスエリアＡ１〜Ａ３が、河川などに沿って点在する場合に特に有効である。
例えば、河川の下流域にある局舎の近隣にサービスエリアＡ１が存在し、そこから４０ｋｍ離れた河川の中流域にサービスエリアＡ２が存在し、そこから更に４０ｋｍ離れた河川の上流域にサービスエリアＡ３が存在する場合を想定する。

この場合、サービスエリアＡ１については、回線カード３０のＰＯＮ回線３により通信サービスを提供し、サービスエリアＡ２については、１段目のリモートノード５０のＰＯＮ回線３により通信サービスを提供し、サービスエリアＡ３については、２段目のリモートノード５０のＰＯＮ回線３により通信サービスを提供すればよい。

図１１の構成例では、複数（図例では２つ）の中継カード４０と１つのリモートノード５０が多対１で接続されている。本実施形態の中継カード４０は、複数のイーサネット通信ポート４６を有するので（図４参照）、図１１の構成例が可能となる。
図１１の構成例を採用すれば、中継カード４０とリモートノード５０の間のイーサネット通信の通信経路が冗長化される。このため、イーサネット通信の耐障害性を高めたり、イーサネット通信の通信帯域を拡張したりすることができる。

〔スロット番号の仮想化〕
図１２は、スロット番号の仮想化の一例を示す説明図である。
上述の通り、管理カード２０の記憶部２８は、通信ノードのマウント位置（カードの収納位置）を管理するためのマウント管理テーブルＭＴを記憶している（図２参照）。マウント管理テーブルＭＴには、実際のスロットＳＬに対応するスロット番号ｉ（例えば♯１〜♯８。以下、「実スロット番号ｉ」という。）と、実スロット番号ｉに対応させるノードＩＤ（ＭＡＣアドレスのアドレス値）が含まれる。

ここで、ノードＩＤの値が「EE:FF:AA:BB:CC:DD」である回線カード３０を、実スロット番号ｉ＝♯１のスロットＳＬに装着する場合のコマンドは、例えば次の通りである。
pon-system(config) # slot 1
pon-system(config-slot) # mac-address EE:FF:AA:BB:CC:DD
上記のコマンドを受信した管理カード２０の制御部２４は、マウント管理テーブルＭＴの♯１の欄に「EE:FF:AA:BB:CC:DD」の値を記す。

スロット番号ｉが♯１の回線カード３０に含まれる番号１のＰＯＮインタフェース（図３のＰＯＮ通信ポート３７）を有効化するためのコマンドは、例えば次の通りである。
pon-system(config) # interface 1/1
pon-system(config-interface) # enable
上記のコマンドにおいて、「interface 1/1」は、interface <slot番号>/<PON IF番号>を意味する。

本実施形態のＰＯＮシステムでは、１つの中継カード４０に対して複数のリモートノード５０を接続可能である。
従って、中継カード４０は実スロット番号ｉと１対１で対応するが、１つの実スロット番号ｉに１つのリモートノード５０が対応するとは限らない。すなわち、１つの実スロット番号ｉとリモートノード５０との対応関係が１対多になり得る。このため、回線カード３０をスロットＳＬに装着する場合には想定できない新たな問題が生じる。

例えば、図１２に示すように、実スロット番号ｉ＝♯８に装着された中継カード４０に２つのリモートノードＮ１，Ｎ２を接続すると仮定する。
この場合、「pon-system(config) # interface 8/1」のコマンドでは、管理カード２０の制御部２４は、リモートノードＮ１，Ｎ２を識別できない。従って、制御部２４は、上記のコマンドを受信しても、リモートノードＮ１，Ｎ２のＰＯＮインタフェースを有効化できず、リモートノードＮ１，Ｎ２のＰＯＮ通信を開通できなくなる。

本実施形態では、スロット番号を仮想化する新たな手法を導入することにより、回線カード３０の場合と同等のコマンドを用いて、リモートノード５０のＰＯＮインタフェースを有効化できるようにする。
具体的には、管理カード２０の制御部２４は、中継カード４０の接続を検出すると、実スロット番号ｉ（＝♯１〜♯８）に割り当てていない仮想のスロット番号ｊ（以下、「仮想スロット番号ｊ」という。）のエントリをマウント管理テーブルＭＴに追加する。

或いは、スロットＳＬに対応する実スロット番号ｉ（＝♯１〜♯８）以外の、リモートノードノード５０のための仮想のスロット番号ｊのエントリを、マウント管理テーブルＭＴに予め割り当ておいてもよい。

その後、管理カード２０の制御部２４は、リモートノード５０のノードＩＤを含むマウント情報を端末装置１３から受信すると、当該リモートノード５０のノードＩＤを仮想スロット番号ｊのエントリに記録する。
これにより、管理カード２０の制御部２４は、リモートノード５０が恰も１つのスロットＳＬに挿入されているかのように認識可能となり、回線カード３０と同様の従来のコマンドでリモートノード５０のＰＯＮインタフェースを有効化できるようになる。

例えば、図１２の例では、実スロット番号ｉに♯１〜♯８までの値が割り当てられ、仮想スロット番号ｊに♯９と♯１０の値が割り当てられている。
この場合、２つのリモートノードＮ１，Ｎ２のノードＩＤを、仮想スロット番号ｊ＝♯９と仮想スロット番号ｊ＝♯１０にそれぞれマウントすれば、仮想スロット番号ｊとリモートノード５０が１対１の対応関係になる。

従って、仮想スロット番号ｊを導入すれば、スロットＳＬと回線カード３０が１対１対応であることを前提とするＰＯＮ回線の開通のためのコマンドを、そのままリモートノード５０にも適用可能になる。
なお、リモートノードＮ１，Ｎ２が接続される中継カード４０の実スロット番号ｉと、リモートノードＮ１，Ｎ２に適用する仮想スロット番号ｊを、コマンド入力などにより制御部２４に通知すれば、制御部２４は、リモートノードＮ１，Ｎ２がどの中継カード４０に接続されたかを判定可能となる。

例えば、次のコマンドを端末装置１３に入力すれば、マウント管理テーブルＭＴの仮想スロット番号ｊ＝♯９，♯１０のエントリに、それぞれリモートノードＮ１，Ｎ２のノードＩＤを登録することができる。
pon-system(config) # virtualslot 9
pon-system(config-virtualslot) # mac-address AA:BB:CC:DD:EE:FF
pon-system(config) # virtualslot 10
pon-system(config-virtualslot) # mac-address CC:DD:EE:FF:AA:BB

そして、次のコマンドを端末装置１３に入力すれば、リモートノードＮ１，Ｎ２に含まれる番号１のＰＯＮインタフェースを有効化することができる。
pon-system(config) # interface 9/1
pon-system(config-interface) # enable
pon-system(config) # interface 10/1
pon-system(config-interface) # enable

〔遠隔制御によるリモートノードの起動〕
図１３は、リモートノード５０によるＰＯＮ通信を遠隔制御で起動するための処理の流れを示すシーケンス図である。
図１３では、各処理の動作主体が「管理カード２０」、「中継カード４０」及び「リモートノード５０」となっているが、実際の動作主体は、各ノードに搭載された制御部２４，４４，５３である。

管理カード２０と回線カード３０又は中継カード４０との間の制御通信経路Ｒ２は、バックプレーン伝送路Ｃ１よりなる（図２及び図３参照）。
従って、管理カード２０の制御部２４は、バックプレーン通信のプラグアンドプレイ機能により、バックプレーン伝送路Ｃ１を介して回線カード３０又は中継カード４０と接続されると、接続先の回線カード３０又は中継カード４０からノード固有情報などを自動的に取得し、接続先との制御通信を自動的に開始することができる。

しかし、管理カード２０からリモートノード５０までの通信経路には、中継カード４０／リモートノード５０間のイーサネット通信が介在する。従って、管理カード２０は、通信相手がリモートノード５０であるか否かを自動的に認識することはできない。
すなわち、イーサネット通信は汎用的な通信方法であるため、通信インタフェースのリンクアップのみでは、管理カード２０の制御部２４は、接続相手が管理対象のリモートノード５０であるか否かを判定できない。

そこで、本実施形態では、リモートノード５０は、イーサネット通信ポート５２のリンクアップ後にＤＨＣＰパケットを中継カード４０に送出し、管理カード２０が、受信したＤＨＣＰパケットに基づいてリモートノード５０の個体識別を行うこととした。
リモートノード５０には、固有のＭＡＣアドレスが割り当てられている。従って、管理カード２０の制御部２４は、ＤＨＣＰパケットに含まれるＭＡＣアドレスがマウント管理テーブルＭＴに存在するか否かにより、送信元の通信ノードの適否を判定する。

管理カード２０の制御部２４は、接続を要求してきた通信ノードが管理対象のリモートノード５０であると判定すると、ＰＯＮ通信の開設に必要なＰＯＮ設定情報を含むリモートノード５０宛ての制御フレームを、中継カード４０に送信する。
従って、上記の制御フレームを取得したリモートノード５０は、ＰＯＮ設定情報に従って自ノードのＰＯＮ制御部５５の設定などを実行することにより、配下の宅側装置２とのＰＯＮ通信を開始できるようになる。

図１３に示すように、管理カード２０は、マウント管理テーブルＭＴを既に作成済みであるとする（ステップＳＴ１０）。
リモートノード５０は、中継カード４０と物理的に接続されたあと（ステップＳＴ１１）、自身のイーサネット通信ポート５２のリンクアップを検知すると（ステップＳＴ１２）、ＤＨＣＰパケットを上り方向にブロードキャストし、自ノードで使用するローカルＩＰアドレスの割り当てを要求する（ステップＳＴ１３）。

次に、管理カード２０は、マウント管理テーブルＭＴを参照し、受信したＤＨＣＰパケットに含まれるＭＡＣアドレスの適否を確認する（ステップＳＴ１４）。
具体的には、管理カード２０は、ＤＨＣＰパケットに含まれるＭＡＣアドレスが、マウント管理テーブルＭＴに存在する場合には、送信元の通信ノードを、管理対象のリモートノード５０であると判定する。存在しない場合には、管理カード２０は、ステップＳＴ１５以降の処理を実行せず、送信元の通信ノードにＩＰアドレスを割り当てない。

ＤＨＣＰパケットの送信元の通信ノードを、管理対象のリモートノード５０であると判定した場合は、管理カード２０は、ＤＨＣＰプロトコルに準じて、制御通信に用いるローカルＩＰアドレスの払い出しを実行する（ステップＳＴ１５）。
具体的には、管理カード２０は、リモートノード５０用に定めたローカルＩＰアドレスを、ＤＨＣＰパケットの送信元の通信ノード宛てに送信する。これにより、リモートノード５０は、制御通信に用いるローカルＩＰアドレスを取得する。

なお、管理カード２０は、中継カード４０の個体識別とローカルＩＰアドレスの割り当てについては、バックプレーン通信によって個別に実行する。
また、図１３のシーケンスにおいて、中継カード４０がＤＨＣＰサーバとして機能する場合には、リモートノード５０に対するローカルＩＰアドレスの割り当てを中継カード４０が実行することにしてもよい。

次に、管理カード２０は、リモートノード５０のノード固有情報の取得処理を実行する（ステップＳＴ１６）。
具体的には、管理カード２０は、ノード固有情報を要求する制御フレームをリモートノード５０に送信する（ステップＳＴ１７）。上記の制御フレームを受信したリモートノード５０は、自ノードのノード固有情報を含む制御フレームを生成し、生成した制御フレームを管理カード２０に返信する（ステップＳＴ１８）。

次に、管理カード２０は、リモートノード５０から取得したノード固有情報に基づいて、当該リモートノード５０に対する初期設定を実施する（ステップＳＴ１９）。
具体的には、管理カード２０は、ＰＯＮ設定情報を含む制御フレームをリモートノード５０に送信する（ステップＳＴ２０）。ＰＯＮ設定情報を受信したリモートノード５０は、ＰＯＮ設定情報に含まれるＯＮＵ設定情報などに従ってＰＯＮ回線３を開通し、宅側装置２とのＰＯＮ通信を開始する。

〔フレーム処理部によるフレーム転送処理〕
図１４は、中継カード４０及びリモートノード５０のフレーム処理部４５，５４による転送処理の一例を示すフローチャートである。
上述の通り、本実施形態のＰＯＮシステムでは、中継カード４０とリモートノード５０の間の通信については、光信号を用いたイーサネット通信が採用されている。

このため、中継カード４０とリモートノード５０の間の通信経路（光ファイバ７）にはユーザフレームと制御フレームの双方が伝送される。
そこで、本実施形態では、中継カード４０とリモートノード５０が、イーサネット通信がユーザ通信及び制御通信のいずれであるかを識別できるように、制御通信を表す識別情報をヘッダの適当な格納場所に格納することとする。具体的には、ＶＬＡＮ ＩＤに格納された所定値（例えば「４０９５」）を、制御通信を表す識別情報とする。

ＶＬＡＮ ＩＤを利用すれば、フレーム処理部（例えばＬ２スイッチ）４５，５４の論理回路により制御フレームを判別できる。
このため、制御部４４，５３が情報処理を行わなくても制御フレームを選別できる。従って、ユーザ通信と制御通信の統合／分離を行う場合に、イーサネット通信のパフォーマンス（帯域や遅延）が悪化するのを防止できる。

また、本実施形態では、中継カード４０とリモートノード５０が、イーサネット通信の通信経路を流れる制御フレーム（ＶＬＡＮ ＩＤ＝４０９５の通信フレーム）が、自身宛てであるか否かを判定できるように、中継カード４０とリモートノード５０のそれぞれにローカルＩＰアドレスを割り当てる。
ＩＰアドレスを提供するＤＨＣＰサーバの機能は、管理カード２０にあってもよいし、中継カード４０にあってもよいし、局側装置１の外部（例えば、上位装置１１に搭載される汎用のＤＨＣＰサーバ）にあってもよい。

管理カード２０は、ＤＨＣＰパケットに含まれるＭＡＣアドレスが適正か否かを判定する必要があるが、ＤＨＣＰパケットの場合はスヌーピングが可能である。このため、ローカルＩＰアドレスを払い出す通信ノードは、局側装置１の外部にあってもよい。
ＩＰアドレスが自身宛てかどうかの判定処理についても、フレーム処理部４５，５４の論理回路が実行するようにすれば、当該判定処理を高速に行うことができる。以下、図１４に基づいて、上記の考え方に基づくフレーム転送処理の内容を説明する。

図１４に示すように、フレーム処理部４５，５４は、受信した通信フレームについて、ヘッダに含まれるＶＬＡＮ ＩＤの値が制御用であるか否かを判定する（ステップＳＴ３０，ＳＴ３１）。
具体的には、フレーム処理部４５，５４は、ヘッダのＶＬＡＮ ＩＤの値が予め制御用と定義した所定値（本実施形態では「４０９５」）であるか否かを判定する。

ステップＳＴ３１の判定結果が肯定的である場合は、受信した通信フレームが制御フレームであるから、フレーム処理部４５，５４は、受信した通信フレームについて、更にＩＰアドレスが自身宛てか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。
ステップＳＴ３１の判定結果が否定的である場合は、受信した通信フレームがユーザフレームであるから、フレーム処理部４５，５４は、受信した通信フレームをイーサネット通信ポート４６，５２に転送する。

ステップＳＴ３２の判定結果が肯定的である場合は、受信した通信フレームが自身宛ての制御フレームであるから、フレーム処理部４５，５４は、受信した通信フレームを制御部４４，５３に転送する（ステップＳＴ３３）。
この場合、制御部４４，５３は、転送された制御フレームに含まれるデータの内容を読み取り、読み取ったデータの内容に応じた所定の制御動作を実行する。

ステップＳＴ３２の判定結果が否定的である場合は、更に、受信した通信フレームのＩＰアドレスが、自身が既知のリモートノード５０のＩＰアドレスであるか否かを判定する（ステップＳＴ３５）。

ステップＳＴ３５の判定結果が肯定的である場合は、受信した通信フレームが他のリモートノード５０宛ての制御フレームであるから、受信した通信フレームを適切なイーサネット通信ポート４６，５２に転送する（ステップＳＴ３６）。
ステップＳＴ３５の判定結果が肯定的である場合は、受信した通信フレームが他のリモートノード５０宛ての制御フレームであるとは言えないので、受信した通信フレームを破棄する（ステップＳＴ３７）。

ステップＳＴ３５〜ステップＳＴ３７の処理が必要である理由は、次の通りである。
すなわち、複数のリモートノード５０を多段に接続する構成例（図１０参照）を採用するＰＯＮシステムでは、イーサネット通信の中継点となるリモートノード５０は、中継カード４０から受信した制御フレームが他のリモートノード５０宛てである場合には、受信した制御フレームを他のリモートノード５０に転送する必要があるからである。

〔第１の変形例〕
上述の実施形態において、回線カード３０のフレーム処理部４５とリモートノード５０のフレーム処理部５４は、帯域制御部４５Ａ，５４Ａを有することが好ましい。
帯域制御部４５Ａ，５４Ａは、光ファイバ７により伝送する通信フレームのうち、制御フレームの伝送を保証する機能を有する。すなわち、帯域制御部４５Ａ，５４Ａは、例えば、制御フレームの伝送を最優先する帯域制御（ＱｏＳ：Quality of Service）を実行することにより、制御フレームの伝送を常に確保する。

上記の帯域制御部４５Ａ，５４Ａを設けることにすれば、光ファイバ７でのイーサネット通信においてユーザフレームが輻輳しても、制御フレームをほぼ確実に伝送することができ、中継カード４０とリモートノード５０の間の制御通信を確保することができる。

〔第２の変形例〕
上述の実施形態において、マウント管理テーブルＭＴを記憶する記憶部２８と、中継カード４０と通信するリモートノード５０のＭＡＣアドレスと対応づける仮想スロット番号ｊをマウント管理テーブルＭＴに追加する制御部２４を、局側装置１に収容される管理カード２０ではなく、通信事業者の端末装置１３に搭載してもよい。

また、端末装置１３に搭載した上記の制御部２４が、図１３に示すシーケンスなどを実行することにより、回線カード３０及びリモートノード５０が行うＰＯＮ通信を管理することにしてもよい。
すなわち、回線カード３０及びリモートノード５０が行うＰＯＮ通信を管理する管理部は、局側装置１に収容される管理カード２０であってもよいし、局側装置１と通信可能に接続される端末装置１３であってもよい。

〔その他の変形例〕
上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲によって示され、その範囲と均等の意味及びその範囲内でのすべての変更が含まれる。

上述の実施形態（変形例を含む）では、回路基板２１，３１，４１を装着可能な複数のスロットＳＬを含む筐体１０を例示したが、筐体１０の収納部の構造は、スロットタイプに限定されるものではない。
従って、筐体１０に収納する通信ノードの構造も、必ずしもカードタイプ（管理カード２０、回線カード３０及び中継カード４０）である必要はなく、筐体１０内に形成された所定形状の収納部に収まる構造であればよい。

１ 局側装置（ＯＬＴ）
２ 宅側装置（ＯＮＵ）
３ ＰＯＮ回線
５ 幹線ファイバ
６ 支線ファイバ
７ 光ファイバ
１０ 筐体
１１ 上位装置
１２ 上位網
１３ 端末装置（管理部）
１４ ユーザ端末
２０ 管理カード（管理部）
２１ 回路基板
２２ 管理通信ポート
２３ 上位通信ポート
２４ 制御部
２５ フレーム処理部
２６ 制御通信ポート
２７ ユーザ通信ポート
２８ 記憶部
３０ 回線カード（回線ノード）
３１ 回路基板
３２ 制御通信ポート
３３ ユーザ通信ポート
３４ 制御部
３５ フレーム処理部
３６ ＰＯＮ制御部
３７ ＰＯＮ通信ポート
３８ 記憶部
３９ 光トランシーバ
４０ 中継カード（中継ノード）
４１ 回路基板
４２ 制御通信ポート
４３ ユーザ通信ポート
４４ 制御部
４５ フレーム処理部
４５Ａ 帯域制御部
４６ イーサネット通信ポート
４７ 記憶部
４８ 光トランシーバ
５０ リモートノード
５１ 回路基板
５２ イーサネット通信ポート
５３ 制御部
５４ フレーム処理部
５４Ａ 帯域制御部
５５ ＰＯＮ制御部
５６ ＰＯＮ通信ポート
５７ 記憶部
５８ 光トランシーバ
５９ 光トランシーバ
ＳＬ スロット（収納部）
ＭＴ マウント管理テーブル
Ｒ１ 管理通信経路
Ｒ２ 制御通信経路
Ｒ３ ユーザ通信経路
Ｒ４ 制御通信経路

Claims (6)

1. 複数の収納部を含む筐体を有する局側装置と、
   前記局側装置から離れた位置において宅側装置とＰＯＮ通信を行うリモートノードと、を備え、
   前記収納部への装着対象として選択可能な通信ノードに、下記に定義する回線ノード及び中継ノードが含まれるＰＯＮシステム。
   回線ノード：収納部に装着された状態で宅側装置とＰＯＮ通信を行う通信ノード
   中継ノード：収納部に装着された状態でリモートノードと光ファイバを伝送路とするイーサネット通信を行う通信ノード
2. 前記リモートノードは、
   ＰＯＮ回線の幹線ファイバを接続可能な複数のＰＯＮ通信ポートを有し、
   前記複数のＰＯＮ通信ポートのうちの少なくとも２つに、前記ＰＯＮ回線の幹線ファイバが接続される請求項１に記載のＰＯＮシステム。
3. 前記中継ノードは、
   前記光ファイバを接続可能な複数のイーサネット通信ポートを有し、
   前記複数のイーサネット通信ポートのうちの少なくとも２つに、前記リモートノードに繋がる前記光ファイバが接続される請求項１又は請求項２に記載のＰＯＮシステム。
4. 前記リモートノードは、
   前記光ファイバを接続可能な複数のイーサネット通信ポートを有し、
   前記複数のイーサネット通信ポートのうちの１つである第１ポートに、前記中継ノードに通じる前記光ファイバが接続され、
   前記複数のイーサネット通信ポートのうちの別の１つである第２ポートに、別の前記リモートノードに通じる前記光ファイバが接続される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＯＮシステム。
5. 前記リモートノードは、
   前記光ファイバを接続可能な複数のイーサネット通信ポートを有し、
   前記複数のイーサネット通信ポートのうちの１つである第１ポートに、前記中継ノードに通じる前記光ファイバが接続され、
   前記複数のイーサネット通信ポートのうちの別の１つである第２ポートに、別の前記中継ノードに通じる前記光ファイバが接続される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＯＮシステム。
6. 前記中継ノード及び前記リモートノードは、
   前記光ファイバを伝送路とするイーサネット通信において、制御フレームの伝送を保証する帯域制御部を有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のＰＯＮシステム。

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