JP2019140657A - 局側光回線終端装置、加入者側光回線終端装置、光通信システム、局側プログラム、加入者側プログラム、および時刻同期プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置との間で時刻同期を行う場合において、通信システム全体の使用可能な帯域の低下が抑制された局側光回線終端装置、加入者側光回線終端装置、光通信システム、局側、加入者側、および時刻同期プログラムを提供すること。【解決手段】複数の加入者側光回線終端装置と光伝送路で接続される局側光回線終端装置であって、複数の加入者側光回線終端装置の各々との間における遅延時間を取得する取得手段と、複数の加入者側光回線終端装置の各々が時刻を再生するために必要な同期時刻情報を含む時刻同期フレームを生成するフレーム生成手段と、予め定められた第１の条件に従って時刻同期フレームをブロードキャストフレームとして複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信するとともに、予め定められた第２の条件に従って遅延時間を複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信する送信手段と、を含む。【選択図】図２

Description

この発明は、局側光回線終端装置、加入者側光回線終端装置、光通信システム、局側プログラム、加入者側プログラム、および時刻同期プログラムに関し、特に、例えばＥ−ＰＯＮ（Ethernet（登録商標） Passive Optical Network）に例示される１：ｎ接続形のトポロジーを用い、局側光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が時刻同期ネットワークから受信した時刻情報を、複数の加入者側光回線終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）に伝送し、該時刻情報を受信したＯＮＵからＯＮＵに接続される装置に時刻を提供するＰＯＮシステムの時刻同期制御方法に関するものである。

従来、ＰＯＮシステムにおける時刻同期に関する文献として、特許文献１に開示された局側装置が知られている。特許文献１に開示された局側装置は、光スプリッタを介してＰＯＮシステムの加入者側装置と接続されるとともに上位装置と接続されて、これら加入者側装置と上位装置との間でやり取りするフレームを相互に転送処理するとともに、当該加入者側装置との間で時刻同期を行う局側装置であって、加入者側装置と上位装置との間でやり取りするフレームを相互に転送処理するとともに、これら当該加入者側装置と当該局側装置との間の往復の信号伝搬時間を取得し、当該加入者側装置との時刻同期を行うための時刻同期フレームを当該加入者側装置へ送信する局側ＰＯＮ処理部と、当該局側装置における同期用ローカルタイムを計時するとともに、加入者側装置との時刻同期に用いるマスタ同期時刻を計時し、これら同期用ローカルタイムおよびマスタ同期時刻を同一タイミングで取得して補助情報として出力する局側時刻同期部と、加入者側装置との間で時刻同期を行う際、局側ＰＯＮ処理部から信号伝搬時間を取得するとともに、前記局側時刻同期部から補助情報を取得し、これら信号伝搬時間および補助情報から、時刻補正の基準となる時刻を示すタイムスタンプと、当該タイムスタンプが示す時点で当該加入者側装置がとるべきスレーブ同期時刻とからなる局側同期時刻補正情報を生成し、当該局側同期時刻補正情報を含む時刻同期フレームを局側ＰＯＮ処理部へ出力する局側プロセッサ部とを備えている。

特許文献１によれば、局側同期時刻補正情報の計算に用いられる補助情報の同期用ローカルタイムおよび同期時刻は同じタイミングに取得したものであることから、両者の取得タイミングの予測不可能な時間差に起因した、補助情報に関する時間精度の劣化を回避でき、その結果、局側同期時刻補正情報の誤差を抑制することができ、高い精度で時刻同期を行うことが可能となるとしている。

また、特許文献２に開示された、ＯＬＴが光ネットワークユニットの測距結果を迅速に更新するシステムも知られている。特許文献２に開示されたシステムは、ＯＬＴが取得された測距差をすべてのＯＮＵに伝送することに用いられる伝送ユニットと、現在のＯＮＵが取得された測距差に応じて、現在のＯＮＵ自身の測距結果を迅速に更新することに用いられる更新ユニットとを含んでいる。

特許文献２によれば、メッセージ量を節約し、保護状態での高速切り換えを実現でき、そして保護スイッチングを効果的に実現することができるとしている。

ここで、図３を参照し、Ｅ−ＰＯＮシステムを例にとってＰＯＮシステムの概要について説明する。図３（ａ）に示すように、Ｅ−ＰＯＮシステム１は、１台のＯＬＴ１０と、複数台のＯＮＵ２０とが光ファイバ３２、３４および光スプリッタ３０で接続されたＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ型の光加入者ネットワークシステムである。ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間で通信をする場合の動作は、非特許文献１（IEEE802.3ah、IEEE802.3av（米国電気電子学会））で標準化されている。

Ｅ−ＰＯＮシステム１における通信は、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間においてEthernet（登録商標）フレームを用いた光信号を送受信することにより行われる。より具体的には、接続されるすべてのＯＮＵ２０はＬＬＩＤ（Logical Link ID）によって論理的に識別され、下り（ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０の方向）信号は、光スプリッタ３０で受動的に分岐される。その結果すべてのＯＮＵ２０に同じ光信号が到達するため、ＯＮＵ２０の各々は自分宛のＬＬＩＤもしくは全員宛のＬＬＩＤ（ブロードキャストＬＬＩＤ：Broadcast LLID）を受信し、自分以外を宛先とするＬＬＩＤは廃棄する。

一方、上り（ＯＮＵ２０からＯＬＴ１０の方向）信号は、フレーム送信時間を複数ユーザで分割して共有する多重化方式のＴＤＭＡ（時分割多元接続：Time Division Multiple Access）とされている。Ｅ−ＰＯＮシステム１では、各ＯＮＵ２０から送出されたフレームは光スプリッタ３０で合波されるため、各ＯＮＵ２０が送出する光信号の送信タイミングを制御しないと衝突が発生する。

ＯＮＵ２０からの光信号をの送信タイミングを制御するためには、ＯＬＴ１０と各ＯＮＵ２０との間の時刻が同期されていることが前提となる。すなわち、ＰＯＮシステム１では、衝突を回避する仕組みの一環として、ＯＬＴ１０が各ＯＮＵ２０を接続するために実行するＤｉｓｃｏｖｅｒｙプロセスにおいて、ＯＬＴ１０が備える３２ビットのローカルタイマ（Local Timer）と呼ばれるタイマのカウンタの値を、各ＯＮＵ２０がロードすることでローカルタイマの同期が行われる。この際、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０は物理的な距離の遅延差分だけ異なるカウンタ値をロードしている。

この遅延差分は、一般にＲＴＴ（Round Trip Time）と呼ばれており、図３（ｂ）のように測定される。すなわち、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０にタイムスタンプｔ０を送信した後、ＯＮＵ２０がローカルタイムｔ０に基づいて自己のローカルタイマを設定し、一定時間（Ｔｗａｉｔ）経過後、時刻ｔ１でＯＬＴ１０に向けタイムスタンプｔ１を送信し、ＯＬＴ１０は時刻ｔ２でタイムスタンプｔ１を受信する。この手順における（ｔ２−ｔ１）がＲＴＴとなる。

このように、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０とは同期したローカルタイマを用い、ＯＬＴ１０からの指示でＯＮＵ２０からの信号の送出が管理され、衝突を回避している。つまり、Ｅ−ＰＯＮシステム１では、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間で精度の良いローカルタイマによる同期がなされており、またＯＬＴ１０はＯＮＵ２０までの伝送距離時間であるＲＴＴをＤｉｓｃｏｖｅｒｙプロセスで取得する。そして、ＯＮＵ２０が接続されている間はＯＬＴ１０によって定期的に該ＲＴＴが更新されている。

上述した、Ｅ-ＰＯＮシステム１で用いられるＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間の時刻同期方式については非特許文献２（IEEE802.1As）で規定されている。非特許文献２による時刻同期方式は、ＯＬＴ１０をクロックマスタとし、ＯＮＵ２０をクロックスレーブとして、クロックマスタのＯＬＴ１０からクロックスレーブの各ＯＮＵ２０へ、時刻同期用のEthernet（登録商標）フレームであるＴＩＭＥＳＹＮＣメッセージを送信する。ＴＩＭＥＳＹＮＣメッセージには、ローカルタイマ値のＸと、ＯＮＵ２０がクロックスレーブとして再生すべき時刻の値ＴｏＤｘ，ｉ（以下、「再生時刻」という）が含まれている。

ＯＮＵ２０は、受信したＴＩＭＥＳＹＮＣメッセージのＸとＴｏＤｘ，ｉの情報を元に、ＯＮＵ２０自身のローカルタイマに基づいて、Ｘの値からＴｏＤｘ，ｉを再生しＯＮＵ２０のスレーブクロックを生成する。この場合、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間ではＯＬＴ１０のローカルタイマが基準となり、ＯＬＴ１０が時刻を示したローカルタイマ値ＸとＯＮＵ２０のスレーブクロックがとるべき同期された時刻ＴｏＤｘ，ｉは、IEEE802.1ASに基づいて、次の式（１）で表される。

式（１）におけるＴｏＤｘ，ｏは、ＯＬＴ１０のローカルタイマ値にＯＬＴ１０の内部遅延補正値ｏｌｔＬａｔｅｎｃｙＦａｃｔｏｒを加えた値に一致する同期時刻を示している（以下、「同期時刻」という）。またＲＴＴは、上述したＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間の往復の伝送遅延時間ＲＴＴである。ここで、Ｎｕｐ、Ｎｄｏｗｎは、それぞれ上り伝送における光の有効屈折率、下り伝送における光の有効屈折率であり、ｒａｔｅＲａｔｉｏはマスタクロックに対するローカルタイマの単位時間比である。

特開２０１６−４６７４４号公報 特開２０１３−５００６４６号公報

ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ），ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３−２０１２ 「Timing and Synchronization for Time-Sensitive Applications in Bridged Local Area Networks」,IEEE802.1AS-2011,IEEE,30 March 2011

ここで、１：ｎ接続のＥ−ＰＯＮシステム１では、ＯＬＴ１０が受信し保有する時刻情報をＯＮＵ２０へ伝達する場合、各ＯＮＵ２０ごとにＲＴＴが異なるため、ＯＬＴ１０は、各ＯＮＵ２０にＴＩＭＥＳＹＮＣメッセージを送らなければならない。図３（ｃ）は、このＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０へのＴＩＭＥＳＹＮＣメッセージの送信状態を示している。図３（ｃ）に示すように、ＯＬＴ１０は、例えばＯＮＵ２０−１のＬＬＩＤを１、ＯＮＵ２０−２のＬＬＩＤを２、ＯＮＵ２０−３のＬＬＩＤを３として、各々のＲＴＴを含んだＴＩＭＥＳＹＮＣメッセージを各ＯＮＵ２０宛に送信する。ＯＮＵ２０の各々は自己のＬＬＩＤの付されたＲＴＴを受け取ることにより、ＯＮＵ２０−１は自己のＲＴＴであるａａを、ＯＮＵ２０−２は自己のＲＴＴであるｂｂを、ＯＮＵ２０−３は自己のＲＴＴであるｃｃを取得する。

また、IEEE802.3に従って、ＯＬＴ１０は、配下のＯＮＵ２０を接続するためのＤｉｓｃｏｖｅｒｙプロセスにおいて、ＯＬＴ１０と各ＯＮＵ２０との間の伝送遅延時間、すなわちＲＴＴを取得する。つまり、従来技術では、ＲＴＴはＯＬＴ１０が保有しＯＮＵ２０の各々では保有しない情報となっている。

そのため、ＴＩＭＥＳＹＮＣメッセージは、各ＯＮＵ２０に対し、各ＯＮＵ２０宛のＬＬＩＤ（以後、ユニキャストＬＬＩＤと呼ぶ）を付して送信される。この場合、ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０の接続数にかかわらずＴＩＭＥＳＹＮＣメッセージをＯＮＵ２０の台数分だけ送信する必要がある。その結果、従来技術では、このＴＩＭＥＳＹＮＣメッセージの個別送信がユーザの使用可能な帯域を制限していた。

より詳細には、ＯＬＴ１０は、接続された各ＯＮＵ２０に対し、時刻同期のためのＴＩＭＥＳＹＮＣフレームを送信周期ごとに送信していたため、ＯＮＵ２０の台数をＮ台、送信帯域をＳ（ｂｐｓ：bits per second）とすれば、使用帯域はＮ×Ｓ（ｂｐｓ）であった。ＯＬＴ１０に接続されるＯＮＵ２０の台数Ｎは１台から１２８台に及ぶ場合もあり、特にＯＮＵ２０の台数が多い場合にはＥ−ＰＯＮシステム１全体での使用可能帯域が制限されていた。

この点、特許文献１に開示された局側装置は同期時刻の誤差を問題とするものであり、また特許文献２に開示されたシステムはＯＮＵにおける測距結果の更新の迅速さを問題とするものであり、いずれもＰＯＮシステムにおける使用可能な帯域の制限を問題とするものではない。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置との間で時刻同期を行う場合において、通信システム全体の使用可能な帯域の低下が抑制された局側光回線終端装置、加入者側光回線終端装置、光通信システム、局側プログラム、加入者側プログラム、および時刻同期プログラムを提供することを目的としている。

上述した目的を達成するために、本発明に係る局側光回線終端装置は、複数の加入者側光回線終端装置と光伝送路で接続される局側光回線終端装置であって、前記複数の加入者側光回線終端装置の各々との間における遅延時間を取得する取得手段と、前記複数の加入者側光回線終端装置の各々が時刻を再生するために必要な同期時刻情報を含む時刻同期フレームを生成するフレーム生成手段と、予め定められた第１の条件に従って前記時刻同期フレームをブロードキャストフレームとして前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信するとともに、予め定められた第２の条件に従って前記遅延時間を前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信する送信手段と、を含むものである。

上述した目的を達成するために、本発明に係る加入者側光回線終端装置は、上記の局側光回線終端装置から送信された前記遅延時間および前記時刻同期フレームを受信する受信手段と、前記受信手段で受信した前記遅延時間を保持する保持手段と、前記受信手段で受信した前記時刻同期フレームに含まれる前記同期時刻情報、および前記保持手段に保持されている前記遅延時間を用いて時刻情報を再生する再生手段と、を含むものである。

上述した目的を達成するために、本発明に係る光通信システムは、上記の局側光回線終端装置と、前記局側光回線終端装置と光ファイバ伝送路で接続された光スプリッタと、前記光スプリッタに接続された複数の光ファイバ伝送路に各々接続された複数の上記の加入者側光回線終端装置と、を含むものである。

上述した目的を達成するために、他の態様の本発明に係る光通信システムは、局側光回線終端装置と、前記局側光回線終端装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側光回線終端装置と、を含み、前記局側光回線終端装置は、前記複数の加入者側光回線終端装置の各々が時刻を再生するために必要な同期時刻情報を、予め定められた第１の時間間隔でかつブロードキャストフレームを用いて前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信するとともに、前記局側光回線終端装置と前記複数の加入者側光回線終端装置の各々との間の遅延時間を、予め定められた前記第１の時間間隔より長い第２の時間間隔で前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信し、前記複数の加入者側光回線終端装置の各々は、前記局側光回線終端装置から受信した前記同期時刻情報および前記遅延時間を用いて時刻を再生するものである。

上述した目的を達成するために、本発明に係る局側プログラムは、複数の加入者側光回線終端装置と光伝送路で接続される局側光回線終端装置の局側プログラムであって、当該局側光回線終端装置に搭載されるコンピュータを、前記複数の加入者側光回線終端装置の各々との間における遅延時間を取得する取得手段、前記複数の加入者側光回線終端装置の各々が時刻を再生するために必要な同期時刻情報を含む時刻同期フレームを生成するフレーム生成手段、予め定められた第１の条件に従って前記時刻同期フレームをブロードキャストフレームとして前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信するとともに、予め定められた第２の条件に従って前記遅延時間を前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信する送信手段、として機能させるものである。

上述した目的を達成するために、本発明に係る加入者側プログラムは、局側光回線終端装置と光伝送路で接続される加入者側光回線終端装置の加入者側プログラムであって、当該加入者側光回線終端装置に搭載されるコンピュータを、前記局側光回線終端装置から送信される局側光回線終端装置との間における遅延時間、および前記加入者側光回線終端装置が時刻再生に用いる同期時刻情報を含む時刻同期フレームを受信する受信手段、前記受信手段で受信した前記遅延時間を保持する保持手段、前記受信手段で受信した前記時刻同期フレームに含まれる前記同期時刻情報、および前記保持手段に保持されている前記遅延時間を用いて時刻情報を再生する再生手段、として機能させるものである。

上述した目的を達成するために、本発明に係る時刻同期プログラムは、局側光回線終端装置と、前記局側光回線終端装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側光回線終端装置と、を含む光通信システムが時刻同期を行うための時刻同期プログラムであって、前記複数の加入者側光回線終端装置の各々が時刻を再生するために必要な同期時刻情報を、予め定められた第１の時間間隔でかつブロードキャストフレームを用いて前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信させるとともに、前記局側光回線終端装置と前記複数の加入者側光回線終端装置の各々との間の遅延時間を、予め定められた前記第１の時間間隔より長い第２の時間間隔で前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信させるように前記局側光回線終端装置を制御する第１の制御手段と、前記局側光回線終端装置から受信した前記同期時刻情報および遅延時間を用いて時刻を再生するように前記複数の加入者側光回線終端装置の各々を制御する第２の制御手段と、として機能させるものである。

本発明によれば、局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置との間で時刻同期を行う場合において、通信システム全体の使用可能な帯域の低下が抑制された局側光回線終端装置、加入者側光回線終端装置、光通信システム、局側プログラム、加入者側プログラム、および時刻同期プログラムを提供することが可能となる。

実施の形態に係る、（ａ）は局側光回線終端装置の構成の一例を示すブロック図、（ｂ）は加入者側光回線終端装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態に係る、（ａ）は局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置との間の通信の一例を示す図、（ｂ）は加入者側光回線終端装置におけるＲＴＴの受信処理を示すフローチャートである。 （ａ）は光通信システムを示すブロック図、（ｂ）はＲＴＴを説明する図、（ｃ）は局側光回線終端装置から加者側光回線終端装置の各々への時刻同期フレームの送信を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下の説明では、ＰＯＮシステムの一例としてＥ−ＰＯＮシステムを用いた形態を例示して説明する。

図１および図２を参照して、本実施の形態に係る局側光回線終端装置（ＯＬＴ）、加入者側光回線終端装置（ＯＮＵ）、光通信システム、局側プログラム、加入者側プログラム、および時刻同期プログラムについて説明する。ここで、光通信システムについては、上述したＥ−ＰＯＮシステム１と同様なので、必要な場合は図３を参照することとして、詳細な説明を省略する。

まず、図１（ａ）を参照して、本実施の形態に係るＯＬＴ１０の構成について説明する。図１（ａ）に示すように、ＯＬＴ１０は、ＮＩ側送受信部１０１、ブリッジ部１０２、ＯＡＭ送受信部１０３、ＭＰＣＰ送受信部１０４、ＣＰＵ部１０５、ＲＡＭ部１０６、ＲＯＭ部１０７、ＰＯＮ送信部１０８、ＰＯＮ受信部１０９、ＰＯＮ光送受信部１１０、ローカルタイマ部１１１、ＴＩＭＥＳＹＮＣ送信部１１２、時刻送受信部１１３、およびマスタクロック部１１４を含んで構成されている。

ＮＩ側送受信部１０１は、上位ネットワーク（図３（ａ）に示す「コアネットワーク」に相当する）からユーザデータであるEthernet（登録商標）フレームの送受信を行う。

ブリッジ部１０２は、ＮＩ側送受信部１０１から送られたフレームをＰＯＮ側（ＯＮＵ２０と対向する側）のどのＬＬＩＤへ転送するかを判断するため、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスやＶＬＡＮ（Virtual Local Area NetworkあるいはVirtual LAN）情報から転送先を決定するアドレス学習機能や、ＬＬＩＤごとの上流フレーム、下流フレームの導通監視を実施する機能、ＶＬＡＮ識別のためのＶＬＡＮ−Ｔａｇの付与、削除、優先処理やＬＬＩＤ識別のためのバッファリングを行う。

ＯＡＭ送受信部１０３は、ＯＮＵ２０の動作に必要な各種設定を実施するためのＯＡＭ（Operations， Administration， Maintenance）フレームの送信を実施し、ＯＮＵ２０の状態を読み出したＯＡＭフレームを受信する。

ＭＰＣＰ送受信部１０４は、ＰＯＮインタフェースのリンク確立に必要な制御フレームを送受信する。

ＰＯＮ送信部１０８は、ブリッジ部１０２からのユーザデータや、ＯＡＭ送受信部１０３からのＯＡＭフレームや、ＭＰＣＰ送受信部１０４からのＭＰＣＰフレームを制御し、ＰＯＮ光送受信部１１０へ送信する。

ＰＯＮ受信部１０９は、ＰＯＮ光送受信部１１０からのユーザデータやＰＯＮ制御フレームを受信および識別し、ＭＰＣＰ送受信部１０４、ＯＡＭ送受信部１０３、ブリッジ部１０２へ振り分ける。

ＰＯＮ光送受信部１１０は、ＰＯＮ送信部１０８からの電気信号を光信号へ変換しＰＯＮインタフェースへ送信し、ＰＯＮインタフェースからの光信号を電気信号に変換しＰＯＮ受信部１０９へ送信する。

ＣＰＵ部１０５は、各種設定や、読み出しを行う。ＲＡＭ部１０６は、ＣＰＵ部１０５におけるプログラム実行やＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）演算処理を一時的に記憶する。ＲＯＭ部１０７は、ＯＬＴ１０の起動プログラムやＤＢＡ処理プログラム、各種設定値を格納する。

ＴＩＭＥＳＹＮＣ送信部１１２は、各ＯＮＵ２０に向けて送信するＴＩＭＥＳＹＮＣフレームを生成する。

ローカルタイマ部１１１は、ＯＬＴ１０が固有に保持するタイマである。

なお、本実施の形態に係るＰＯＮ光送受信部１１０、ＰＯＮ送信部１０８および、ＰＯＮ受信部１０９は、１Ｇ−ＯＮＵ（１ギガビット対応のＯＮＵ）と、１０Ｇ−ＯＮＵ（１０ギガビット対応のＯＮＵ）のデュアルレートを送受信可能なように構成されている。

ＭＰＣＰ送受信部１０４は、ＯＮＵ２０との接続のために送信するＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥフレームや、接続後の上り帯域割当のために送信するＧＡＴＥフレームに付与されるローカルタイムをフレームに埋め込むため、ローカルタイマ部１１１に接続される。
また、上記のＧＡＴＥフレームと、ＯＮＵ２０から上り帯域要求のためにＯＬＴ１０へ送信されるＲＥＰＯＲＴフレームに付与された各ＯＮＵ２０のローカルタイムから、各ＯＮＵ２０に対するＲＴＴがＭＰＣＰ送受信部１０４によって生成され、ＣＰＵ部１０５はこれらのＲＴＴ取得し、ＲＡＭ１０６等の記憶手段に保有する。

例えば、IEEE1588v2で標準化されている時刻同期ネットワークから、時刻同期フレームの送受信を行う時刻送受信部１１３は、ＣＰＵ部１０５に接続され時刻同期に用いられるプロトコルを終端し、ＯＬＴ１０の時刻情報であるマスタクロック部１１４を生成する。

次に、図１（ｂ）を参照して、本実施の形態に係るＯＮＵ２０について説明する。図１（ｂ）に示すＯＮＵ２０は、１Ｇ−ＯＮＵ（１ギガビット対応のＯＮＵ）および１０Ｇ−ＯＮＵ（１０ギガビット対応のＯＮＵ）を共通に示した図である。図１（ｂ）に示すように、ＯＮＵ２０は、ＵＩ側送受信部２０１、ブリッジ部２０２、ＯＡＭ送受信部２０３、ＭＰＣＰ送受信部２０４、ＣＰＵ部２０５、ＲＡＭ部２０６、ＲＯＭ部２０７、ＰＯＮ送信部２０８、ＰＯＮ受信部２０９、ＰＯＮ光送受信部２１０、ローカルタイマ部２１１、ＴＩＭＥＳＹＮＣ受信部２１２、およびスレーブクロック部２１４を含んで構成されている。

ＵＩ側送受信部２０１は、ＵＮＩ（User Network Interface）からユーザデータであるEthernet（登録商標）フレームの送受信を行う。

ブリッジ部２０２は、ＰＯＮ側（ＯＬＴ２０と対向する側）への転送のためのバッファリングや、ＶＬＡＮ識別のためのＶＬＡＮ−Ｔａｇの付与、削除、アドレス学習、優先処理等、および上りフレームおよび下りフレームの導通監視を行う。

ＭＰＣＰ送受信部２０４およびＯＡＭ送受信部２０３は、ＰＯＮインタフェースの制御を行う。

ＰＯＮ送信部２０８は、ユーザデータやＭＰＣＰフレーム、ＯＡＭフレームなどのＰＯＮ制御フレームをＰＯＮ光送受信部２１０へ送信する。

ＰＯＮ受信部２０９は、ＰＯＮ光送受信部２１０からのユーザデータやＰＯＮ制御フレームを受信および識別し、ＭＰＣＰ送受信部２０４、ＯＡＭ送受信部２０３、ブリッジ部２０２へ振り分ける。

ＰＯＮ光送受信部２１０は、ＰＯＮ送信部２０８からの電気信号を光信号に変換してＰＯＮインタフェースへ送信し、ＰＯＮインタフェースからの光信号を電気信号に変換してＰＯＮ受信部２０９へ送信する。

ＣＰＵ部２０５は、各種設定、読み出しを行う。ＲＡＭ部２０６は、ＣＰＵ部２０５で実行される各種プログラムや、処理を一時記憶する。ＲＯＭ部２０７は、各種プログラムや各種設定値を格納する。

ＭＰＣＰ送受信部２０４は、受信したＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥフレームや、ＧＡＴＥフレームによってＯＬＴ１０から送られてくるタイムスタンプを受信し、ローカルタイマ部２１１にロードする。また、ＴＩＭＥＳＹＮＣ受信部２１２は、ローカルタイマ部２１１を基準にスレーブクロック部２１４を再生させる。

図３（ａ）に示すＥ−ＰＯＮシステム１では、ＯＬＴ１０のＰＯＮ光送受信部１１０と、各ＯＮＵ２０のＰＯＮ光送受信部２１０とが、光スプリッタ３０を介した光ファイバ３２、３４によって接続されている。

次に、図２を参照して、本実施の形態に係るＯＬＴ１０およびＯＮＵ２０の動作について説明する。図２に示す手順が、本実施の形態に係る時刻同期プログラムに相当する。本実施の形態に係るＯＬＴ１０およびＯＮＵ２０は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用している。
（１）ＯＬＴ１０は配下のＯＮＵ２０の各々のＲＴＴを測定するが、測定した各ＯＮＵ２０のＲＴＴを各ＯＮＵ２０宛てに送信し、ＯＮＵ２０は送信されたＲＴＴを保持する。つまり、従来技術とは異なり、ＯＮＵ２０の各々は自己のＲＴＴを知っている。ＲＴＴの各ＯＮＵ２０への配信は、拡張ＯＡＭフレームを用いユニキャストで行う。
（２）ＯＬＴは、式（１）で示される再生時刻の代わりに、同期時刻ＴｏＤｘ，ｏを各ＯＮＵ２０に配信する。同期時刻ＴｏＤｘ，ｏの配信は、ＴＩＭＥＳＹＮＣ（時刻同期）フレームを用いブロードキャストで行う。
（３）各ＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０から配信されたＲＴＴと同期時刻ＴｏＤｘ，ｏを用いて、時刻再生処理を実行する。

図２（ａ）は、ＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０へのＲＴＴの送信動作を示している。図２（ａ）に示すように、ＯＮＵ２０は、まずＯＬＴ１０との間で、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙプロセスの一連の処理を実行する（図２（ａ）に示す時刻ｔ１からｔ２の間）。このＤｉｓｃｏｖｅｒｙプロセスによって、ＯＬＴ１０は各ＯＮＵ２０との間で通信の確立を行う。

ＯＬＴ１０はＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥフレームをＯＮＵ２０に周期的に送信している（時刻ｔ１）。ＯＬＴ１０に接続されているＯＮＵ２０は、ＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥフレームを受信すると、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ ＲｅｑｕｅｓｔフレームをＯＬＴ１０に送信する。

ＯＬＴ１０は、従来技術である図３（ｂ）に示す手順によって各ＯＮＵ２０のＲＴＴを取得する（図２（ａ）では、取得時刻の一例を黒丸で示している）。ＲＴＴを取得したＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０の接続を許可するＲｅｇｉｓｔｅｒフレームおよびＧＡＴＥフレームをＯＮＵ２０に送信する。この時のＧＡＴＥフレームの送信タイミングにはＯＮＵ２０のＲＴＴが反映されているので、他のＯＮＵ２０の上りフレームとの衝突は発生しない。

ＯＮＵ２０はその後Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレームを送信し（時刻ｔ２）、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙプロセスを完了する。ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０は必要に応じてＯＡＭ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ処理を実行する。ＯＡＭ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙとは、隣接しているEthernet（登録商標）機器間でＯＡＭフレームをやり取りし、お互いがEthernet（登録商標）ＯＡＭをサポートしているかどうかを確認したり、ＯＡＭパラメータのやりとりを行う処理である。一般的には、その後ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間の認証プロセス（図示省略）が実行され、その後にデータフレームが導通する。

その後、ＯＬＴ１０は、取得したＯＮＵ２０のＲＴＴを、拡張ＯＡＭフレームを使ってＯＮＵ２０へ送信する（時刻ｔ３）。ＲＴＴを受信したＯＮＵ２０は、拡張ＯＡＭフレームを用いてＲＴＴに対するａｃｋをＯＬＴ１０に送信する（時刻ｔ４）。なお、ＯＬＴ１０からの拡張ＯＡＭフレームを用いたＲＴＴの配信は各ＯＮＵ２０に対して同時に行ってもよいし、各ＯＮＵごとに個別に行ってもよい。

ここで、ＲＴＴはＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間の遅延時間であり、通常はこのような遅延時間が短い時間で変化することはない。しかしながら、一定の期間を考えた場合の遅延時間の変化の要因として光伝送路の状態変化が想定される。すなわち、Ｅ−ＰＯＮシステム１の伝送路を構成する光ファイバは、温度の変化、使用する波長によって遅延時間が異なる。そこで、本実施の形態では、数時間、例えば３時間ごと（以下、「更新周期」）にＯＬＴ１０がＯＮＵ２０へＲＴＴを送信し、ＯＮＵ２０は更新されたＲＴＴを受信して現在の光伝送路等の状態応じたＲＴＴを常に保持するようにしている。むろん、更新周期を任意に設定可能なように構成し、環境温度の変化量が多い設置場所や気候等に合わせて変更するようにしてもよい。いずれにしろ、本実施の形態に係るＲＴＴの更新周期は、同期時刻ＴｏＤｘ，ｏの送信周期と比較して長く設定されている。

一方、本実施の形態に係る同期時刻ＴｏＤｘ，ｏの配信は以下のように行う。すなわち、従来ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０ごとのＲＴＴを加味した式（１）による演算を行い、ユニキャストＬＬＩＤが付与されたＴＩＭＥＳＹＮＣフレームを用いて各ＯＮＵ２０に送信していた。これに対し本実施の形態では、ＯＬＴ１０は式（１）の演算を行わず、同期時刻ＴｏＤｘ，ｏのみを、全員宛ＬＬＩＤ（ブロードキャストＬＬＩＤ）の付与されたＴＩＭＥＳＹＮＣフレームを用いて全ＯＮＵ２０に向けて一度に送信する。ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０に向けてのこのＴＩＭＥＳＹＮＣフレームの送信は、例えば１秒ごとに行われる。

次に、図２（ｂ）を参照して、ＯＮＵ２０における時刻同期処理について説明する。図２（ｂ）では、ＯＮＵ２０とＯＬＴ１０との間のＤｉｓｃｏｖｅｒｙプロセスが未だ完了していないものとする。

ＯＮＵ２０は、まず図２（ｂ）に示すステータスＳ１の動作を実行する。すなわち、ステップＳ１００で、ＲＴＴ取得タイマＴを開始する。ステータスＳ１の処理は、例えばＯＮＵ２０とＯＬＴ１０との間の接続処理がなされる過程において、ＯＮＵ２０が未だＲＴＴを受信していない状態における処理である。ステータスＳ１の処理が、本発明に係る「判定手段」に相当する。

ステップＳ１０２では、ＲＴＴ情報を受信済であるか否か判定する。当該判定が肯定判定の場合にはステップＳ１０８（ステータスＳ２）に移行し、否定判定の場合にはステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０４では、ＲＴＴ取得タイマＴが満了したか否か判定する。当該判定が否定判定となった場合にはステップＳ１０２に戻ってＲＴＴ情報が受信されるまで待機する。一方、当該判定が肯定判定となった場合にはステップＳ１０６に移行し、ＰＯＮリンクを強制的に断としてステップＳ１００に戻る。

すなわち、ステータスＳ１では、ＲＴＴ取得タイマＴを開始し、拡張ＯＡＭフレームでのＲＴＴの受信の有無を周期監視し、ＲＴＴの受信がなければ、ＲＴＴ取得タイマＴが満了しているか否かを監視し、タイマＴが満了していなければＲＴＴの取得まで繰り返し待機し、ＲＴＴ取得タイマＴが満了していれば、ＰＯＮリンクを強制的に断とし、再度Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙプロセスからやり直している。一方、ＯＮＵ２０がＲＴＴを受信した場合は、ステータスＳ１を終了し、ステータスＳ２へ進む。なお、ステータスＳ１では、ＯＬＴ１０からＴＩＭＥＳＹＮＣフレームが送られても、ＯＮＵ２０は更新を行うためのＲＴＴを取得していないため、時刻同期の処理を実行することはできない。そのため、ステータスＳ１で受信したＴＩＭＥＳＹＮＣフレームは廃棄する。

次にステータスＳ２について説明する。ステータスＳ２の処理は、ＯＮＵ２０が自己のＲＴＴを受信した後、通常の通信を行う場合の処理である。ステータスＳ２では、まずステップＳ１０８において、ＲＴＴの情報の更新を行う。この際ＯＮＵ２０は、ステップＳ１０２で取得したＲＴＴ情報を不揮発性のＲＡＭ部２０６や、図示しないレジスタなどに一時保管してもよい。一時保管したＲＴＴは、次回の更新までのＲＴＴとして使用する。

次のステップＳ１１０でＴＩＭＥＳＹＮＣフレームを受信した場合には、ＯＮＵ２０は自己が保持しているＲＴＴ、およびＴＩＭＥＳＹＮＣフレームに含まれる同期時刻ＴｏＤｘ，ｏを用いて時刻再生処理（ＴＩＭＥＳＹＮＣ受信処理）を実行する。上述したように、この際のＴＩＭＥＳＹＮＣフレームには、従来技術のようにＯＮＵ２０ごとに式（１）を用いて算出された再生時刻ＴｏＤｘ，ｉは含まれていない。

次のステップＳ１１２では、ＰＯＮリンクが断となったか否か判定する。当該判定が否定判定となった場合にはステップＳ１０８に戻り、肯定判定となった場合にはステップＳ１００に戻る。すなわち、ＰＯＮリンクが断になるまでは現在保持しているＲＴＴを用いてＯＬＴ１０との間の通信が行われる。一方、ＰＯＮリンク断が発生した場合はステータスＳ１に戻り、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙプロセスから開始する。

以上詳述したように、本実施の形態に係る局側光回線終端装置、加入者側光回線終端装置、光通信システム、局側プログラム、加入者側プログラム、および時刻同期プログラムによれば、ＯＮＵ２０ごとの伝送遅延時間ＲＴＴはＯＮＵ２０側での更新が可能であることから、時刻同期に必要な帯域はＯＮＵ２０の台数に無関係にＳ（ｂｐｓ）となる。その結果、従来Ｎ×Ｓ（ｂｐｓ）必要であった帯域が１／Ｎに縮小することが可能となった。
そのため、本実施の形態に係る局側光回線終端装置、加入者側光回線終端装置、光通信システム、局側プログラム、加入者側プログラム、および時刻同期プログラムは、ＯＮＵ２０の接続台数Ｎが多い場合に特に効果を発揮する。また、ＯＬＴ１０は式（１）に基づく演算を行う必要がないので、ＯＬＴ１０における処理時間（演算時間）が減少し、ＯＬＴ１０の演算負荷を抑制することもできる。

なお、上記実施の形態では、本発明をＥ−ＰＯＮ（一例として、１Ｇ−ＰＯＮ、１０Ｇ−ＰＯＮ）システムに適用した形態を例示したが、これに限られず、ＲＴＴをＯＬＴ１０で管理するＰＯＮシステム一般に適用した形態としてもよい。つまり、本発明は、時刻同期の配信をＰＯＮシステムを用いて行う場合に適用することが可能であり、時刻同期機能を使用しない場合を基準にして、時刻同期機能を使用した場合でも、接続されるＯＮＵ２０台数に関わらず、時刻同期に必要な帯域を非常に少ない帯域に抑制することが可能である。

また、上記実施の形態ではＯＬＴ１０からＯＮＵ２０に送られるＴＩＭＥＳＹＮＣフレームに含まれる情報が同期時刻ＴｏＤｘ，ｏである形態を例示して説明したが、これに限られない。例えば、さらにＯＬＴ１０の内部遅延を加味した同期時刻とする形態、あるいは式（１）の第２項におけるＲＴＴに掛けられた係数（補正係数）に関する情報を送る形態としてもよい。該補正係数をＯＮＵ２０に送信すれば、ＯＮＵ２０は環境の変化等を加味した時刻を再生できるので、ＲＴＴの更新周期をより短縮することができる。

また、上記実施の形態では、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０にＲＴＴを配信する場合に、専用の拡張ＯＡＭフレームを用いる形態を例示して説明したが、これに限られず、例えばＧＡＴＥフレーム、あるいは通常のＯＡＭフレームの一部に埋め込んで配信する形態としてもよい。

また、上記実施の形態では、各ＯＮＵ２０に対してユニキャストＬＬＩＤを用いてＲＴＴを配信する形態を例示して説明したが、これに限られない。例えば、各ＯＮＵ２０のＲＴＴと各ＯＮＵ２０のＬＬＩＤとを対応付けたデータを１つのフレームとし、ＯＬＴ１０がこのフレームをブロードキャストＬＬＩＤとして各ＯＮＵ２０に送り、各ＯＮＵ２０が自己のＬＬＩＤのＲＴＴを受け取るようにしてもよい。

１ Ｅ−ＰＯＮシステム
１０ ＯＬＴ
２０、２０−１、２０−２、２０−３ ＯＮＵ
３０ 光カプラ
３２、３４ 光ファイバ
１０１ ＮＩ側送受信部
１０２ ブリッジ部
１０３ ＯＡＭ送受信部
１０４ ＭＰＣＰ送受信部
１０５ ＣＰＵ部
１０６ ＲＡＭ部
１０７ ＲＯＭ部
１０８ ＰＯＮ送信部
１０９ ＰＯＮ受信部
１１０ ＰＯＮ光送受信部
１１１ ローカルタイマ部
１１２ ＴＩＭＥＳＹＮＣ送信部
１１３ 時刻送受信部
１１４ マスタクロック部
２０１ ＵＩ側送受信部
２０２ ブリッジ部
２０３ ＯＡＭ送受信部
２０４ ＭＰＣＰ送受信部
２０５ ＣＰＵ部
２０６ ＲＡＭ部
２０７ ＲＯＭ部
２０８ ＰＯＮ送信部
２０９ ＰＯＮ受信部
２１０ ＰＯＮ光送受信部
２１１ ローカルタイマ部
２１２ ＴＩＭＥＳＹＮＣ受信部
２１４ スレーブクロック部

Claims (12)

1. 複数の加入者側光回線終端装置と光伝送路で接続される局側光回線終端装置であって、 前記複数の加入者側光回線終端装置の各々との間における遅延時間を取得する取得手段と、
   前記複数の加入者側光回線終端装置の各々が時刻を再生するために必要な同期時刻情報を含む時刻同期フレームを生成するフレーム生成手段と、
   予め定められた第１の条件に従って前記時刻同期フレームをブロードキャストフレームとして前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信するとともに、予め定められた第２の条件に従って前記遅延時間を前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信する送信手段と、
   を含む局側光回線終端装置。
2. 前記送信手段は、拡張ＯＡＭフレームを用いたユニキャストフレームで前記遅延時間を前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信する
   請求項１に記載の局側光回線終端装置。
3. 前記第１の条件は、予め定められた第１の時間間隔で送信するという条件であり、
   前記第２の条件は、予め定められた前記第１の時間間隔よりも長い第２の時間間隔で送信するという条件である
   請求項１または請求項２に記載の局側光回線終端装置。
4. マスタクロックおよび通信制御のローカルタイムを計時するローカルタイマをさらに含み、
   前記時刻同期フレームには、前記光伝送路の状態に応じて同期時刻を補正する補正係数および前記マスタクロックに対する前記ローカルタイマの単位時間比に応じて前記同期時刻を補正する補正係数の少なくとも一方が含まれる
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の局側光回線終端装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の局側光回線終端装置から送信された前記遅延時間および前記時刻同期フレームを受信する受信手段と、
   前記受信手段で受信した前記遅延時間を保持する保持手段と、
   前記受信手段で受信した前記時刻同期フレームに含まれる前記同期時刻情報、および前記保持手段に保持されている前記遅延時間を用いて時刻情報を再生する再生手段と、
   を含む加入者側光回線終端装置。
6. 前記遅延時間の受信が正常であるか否か判定する判定手段をさらに含み、
   前記保持手段は、前記判定手段が正常であると判定した後に受信した遅延時間を保持し、
   前記再生手段は、前記判定手段が正常であると判定した後に受信した前記同期時刻情報、および前記保持手段に保持されている前記遅延時間を用いて時刻情報を再生する
   請求項５に記載の加入者側光回線終端装置。
7. 前記判定手段は、前記遅延時間の受信が正常でないと判定した場合には、局側光回線終端装置との接続を遮断するとともに前記局側光回線終端装置からの再接続を待機する
   請求項６に記載の加入者側光回線終端装置。
8. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の局側光回線終端装置と、
   前記局側光回線終端装置と光ファイバ伝送路で接続された光スプリッタと、
   前記光スプリッタに接続された複数の光ファイバ伝送路に各々接続された複数の請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の加入者側光回線終端装置と、を含む
   光通信システム。
9. 局側光回線終端装置と、
   前記局側光回線終端装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側光回線終端装置と、を含み、
   前記局側光回線終端装置は、前記複数の加入者側光回線終端装置の各々が時刻を再生するために必要な同期時刻情報を、予め定められた第１の時間間隔でかつブロードキャストフレームを用いて前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信するとともに、前記局側光回線終端装置と前記複数の加入者側光回線終端装置の各々との間の遅延時間を、予め定められた前記第１の時間間隔より長い第２の時間間隔で前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信し、
   前記複数の加入者側光回線終端装置の各々は、前記局側光回線終端装置から受信した前記同期時刻情報および前記遅延時間を用いて時刻を再生する
   光通信システム。
10. 複数の加入者側光回線終端装置と光伝送路で接続される局側光回線終端装置の局側プログラムであって、当該局側光回線終端装置に搭載されるコンピュータを、
    前記複数の加入者側光回線終端装置の各々との間における遅延時間を取得する取得手段、
    前記複数の加入者側光回線終端装置の各々が時刻を再生するために必要な同期時刻情報を含む時刻同期フレームを生成するフレーム生成手段、
    予め定められた第１の条件に従って前記時刻同期フレームをブロードキャストフレームとして前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信するとともに、予め定められた第２の条件に従って前記遅延時間を前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信する送信手段、
    として機能させる局側プログラム。
11. 局側光回線終端装置と光伝送路で接続される加入者側光回線終端装置の加入者側プログラムであって、当該加入者側光回線終端装置に搭載されるコンピュータを、
    前記局側光回線終端装置から送信される局側光回線終端装置との間における遅延時間、および前記加入者側光回線終端装置が時刻再生に用いる同期時刻情報を含む時刻同期フレームを受信する受信手段、
    前記受信手段で受信した前記遅延時間を保持する保持手段、
    前記受信手段で受信した前記時刻同期フレームに含まれる前記同期時刻情報、および前記保持手段に保持されている前記遅延時間を用いて時刻情報を再生する再生手段、
    として機能させる加入者側プログラム。
12. 局側光回線終端装置と、前記局側光回線終端装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側光回線終端装置と、を含む光通信システムが時刻同期を行うための時刻同期プログラムであって、
    前記複数の加入者側光回線終端装置の各々が時刻を再生するために必要な同期時刻情報を、予め定められた第１の時間間隔でかつブロードキャストフレームを用いて前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信させるとともに、前記局側光回線終端装置と前記複数の加入者側光回線終端装置の各々との間の遅延時間を、予め定められた前記第１の時間間隔より長い第２の時間間隔で前記複数の加入者側光回線終端装置の各々に送信させるように前記局側光回線終端装置を制御する第１の制御手段と、
    前記局側光回線終端装置から受信した前記同期時刻情報および遅延時間を用いて時刻を再生するように前記複数の加入者側光回線終端装置の各々を制御する第２の制御手段と、 として機能させる時刻同期プログラム。