JP4008338B2 - Pon二重化システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、PONシステムにおいて加入者側への物理的経路の二重化を提供する通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9は、ITU−T G.983.5にて規定された、Type C X:Nプロテクションシステムを示す。
1はOLT(Optical Line Terminal、局回線終端装置、上位側光網終端装置)、2はOLTに実装されたPON(Passive Optical Network)インターフェース、3はM:1スプリッタ、4はONT(Optical Network Terminal、加入者装置、加入者側光網終端装置)であり、例えば、ONT4は、PON LT(Passive Optical Network Line Terminal)(1)−1とPON LT(0)−1のPONインターフェースの二重化と、ODNの二重化の両方を達成している。
【0003】
従来装置の動作について説明する。
いま、OLT1のPON LT(1)−1インターフェースが故障状態になっているとする。このとき、OLT1に備えられた装置監視機能により、上記の故障を検出する。例えば、ONT−1,1の場合は、通信経路をOLT1のPONLT(0)−1側に切り替えて、ONT−1,1のPON LT(1)と正常な通信を継続する。
また、PON LT(1)−1に接続されたODN(Optical Distribution Network)にてファイバー切断などの障害が発生した場合、PON LT(1)−1がこの障害を検出して、装置監視機能にこれを通知し、通信経路をPON LT(0)−1側に切り替えて、正常な通信を継続する。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−57679号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような二重化システムを構成する場合、二重化を実施していないシステムに対して、二重化をサポートしたONT H/W(ONTハードウェア)の開発、二重化切替プロトコルの開発、二重化切替・二重化部監視S/W(ソフトウェア)の開発、など多くの新規開発項目が必要であり、また、装置が複雑化するためコストの上昇をまねくことになる。
【0006】
そこで、この発明は、既存の技術を適用することにより、比較的簡便にPON区間の二重化機能を実現することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るPON(Passive Optical Network)二重化システムは、少なくとも二つの加入者収容装置(Optical Network Terminal,以下「ONT」と記す)と、
局回線終端装置(Optical Line Terminal,以下、「OLT」と記す)と、
上記少なくとも二つのONTの一方と、上記少なくとも二つのONTの他方とのいずれかを、所定のプロトコルを用いて選択するONT用スイッチ部と、
上記少なくとも二つのONTの一方を経由する経路1と、上記少なくとも二つのONTの他方を経由する経路2とのいずれかを、上記所定のプロトコルを用いて上記OLTが使用する経路として選択するOLT用スイッチ部と
を備えることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
PON区間の二重化を実現するために、L2スイッチ(レイヤー2スイッチ)の既存機能であるプロトコルとしてLA(リンクアグリケーション)、または、STP(スパニングツリープロトコル)を用いる。L2スイッチは、MACアドレスをもとに経路を選択するスイッチである。MACアドレスは、媒体アクセス制御層に付与されたアドレスである。加入者側とPON区間の上位側とにL2スイッチを設置する。加入者側と上位側との両L2スイッチ間で2つのリンクを設定し、L2スイッチは、LAまたは、STPを有効にする(機能させる)。もっともシンプルな場合は、既存のPONシステムにまったく手を加えることなく、PON区間二重化を実現することが可能となる。
【0009】
この発明において、STP機能を有効とした場合、この機能による経路の自動選択により、経路の二重化と、自動的な経路の選択が可能となる。
また、LAを有効とした場合は、上記の二重化機能に加えて、エクストラトラヒックの収容が可能となり、障害が発生していない定常時には使用可能帯域の拡大をはかることが可能となる。
【0010】
実施の形態1.
図1は、この発明の1実施の形態を示す構成図であり、図1において、1はOLT、2はPONインターフェース、3,4は上位側L2スイッチ8とのインターフェース、5はスプリッタを含むODN、6,7は加入者宅に設置するONT、8は上位側L2スイッチ、9は加入者側L2スイッチ、8−1,8−2,9−1,9−2はそれぞれ上位側、加入者側L2スイッチのスイッチポートを示す。ODN5は、OLT1のコネクタからONT6(または、ONT7)のコネクタまでの間をさす。具体的には、スプリッタと光ファイバーがODN5に相当する。
ここで、ONT6、ONT7は、同一加入者宅に設置される。また、ONT6と上位側L2スイッチインターフェース3、ONT7と上位側L2スイッチインターフェース4の間にそれぞれパスが設定される。これらの2つのパスで、二重化された経路を構成する。
また、図1中に、PON区間を示している。この明細書内の以降の説明において、PON区間は、ONTとPONインターフェースとの間をいう。
【0011】
この発明の動作について説明する。まず、L2スイッチのプロトコルとしてSTPを用いる場合を説明する。
図1において、2台の上位側L2スイッチ8及び加入者側L2スイッチ9間でSTPを有効にすると、予め設定したパスコストなどのパラメータに従い自動的に経路選択が実施される。また、プライマリ側として動作するパスが障害などにより不通となった場合は、自動的にセカンダリ側のパスに切り替わり通信を継続することが可能である。このとき、OLT1、ONT6、ONT7のPONシステムにおいては、PON区間の二重化をサポートするための変更は一切不要である。
加入者側及び上位側へそれぞれL2スイッチを設置することによって、実現することができる。
【0012】
上記のように、この実施の形態では、少なくとも二つの加入者収容装置(Optical Network Terminal,以下「ONT」と記す)6,7と、局回線終端装置(Optical Line Terminal,以下、「OLT」と記す)1と、上記少なくとも二つのONT6,7の一方と、上記少なくとも二つのONT6,7の他方とのいずれかを、所定のプロトコルを用いて選択するONT用スイッチ部(加入者側L2スイッチ9は、一例)と、上記少なくとも二つのONTの一方を経由する経路1と、上記少なくとも二つのONTの他方を経由する経路2とのいずれかを、上記所定のプロトコル(ONT用スイッチが用いるプロトコルと同じプトロコル)を用いて、上記OLT1が使用する経路として選択するOLT用スイッチ部(上位側L2スイッチ8は、一例)とを備えることを特徴とするPON二重化システム(有線通信装置)について説明した。
【0013】
また、上記OLT用スイッチ部と上記ONT用スイッチ部とは、媒体アクセス制御層に付与されたアドレス(MACアドレス)に基づいて上記経路1と上記経路2とのいずれかを選択するスイッチ(L2スイッチは、一例)であり、上記所定のプロトコルは、リンクアグリケーション(LA)とスパニングツリープロトコル(STP)とのいずれかであることについて説明した。
【0014】
このように、OLT用スイッチ部とONT用スイッチ部との二つのスイッチ部を用いることによって、二重化されていない既存のPON区間を比較的容易に二重化対応とすることができる。また、二重化するコストを安価にすることができる。
また、上記PON二重化は、上記二つのスイッチ部が所定のプロトコルを用いることによって、上記二つのスイッチ部それぞれが、結果として複数の経路(少なくとも二つ)から一つの同じ経路を選択することが可能になる。
【0015】
以上のように、PON区間において、既存プロトコルであるリンクアグリゲーション(LA)、または、スパニングツリープロトコル(STP)とのいずれかを用いることによって、経路の2重化を達成することを特徴とするPON二重化を実現した有線通信装置について説明した。
【0016】
実施の形態2.
実施の形態1では、ONT6、ONT7は、同一のPONインターフェース2に収容されているが、図2の2−1,2−2の様に異なったPONインターフェースに収容されていても同様の動作を実現できる。
【0017】
図1の構成に比べ、図2の構成は、より信頼性(安全性)を高めることができる。ONT6及びONT7とOLT1との間の経路が全て二重化されているからである。
【0018】
実施の形態3.
実施の形態1及び実施の形態2のの構成において、STPの代わりにLAを有効にした場合も同様に経路の二重化を実現できる。この場合は、LAの機能により経路の二重化だけでなく、エクストラトラヒックの収容が可能となる。
【0019】
実施の形態4.
図3は、実施の形態1の構成に対して上位側L2スイッチとの接続を1つのインターフェースで実現し、上位側L2スイッチのポート消費を1つにしたものである。この構成でPONシステムがATM−PONである場合、経路1,2の識別はVP/VC(VP:Virtual Pass、VC:Virtual Channel)で実施し、VPI/VCI(VPI:Virtual PathIdentifier、VCI:Vertual Channel Identifier)付きのSTP、LAをPONシステムに実装する。
具体的には、経路1,2の識別は、VPまたはVP及びVCとのいずれかで行う。VPコネクションではVPIを用い、VCコネクションではVPIとVCIとを用いる。
【0020】
上記のように、この実施の形態では、上記OLT用スイッチ部(上位側L2スイッチ8は、一例)は、上記OLT1と接続する少なくとも一つの物理ポート(上位側L2スイッチのスイッチポート8−1,8−2)を備え、上記少なくとも一つの物理ポートを介して、上記経路1と上記経路2とを含む複数の経路を論理的に中継し、上記複数の経路から一つの経路を選択することを特徴とする。
【0021】
このように、上位側L2スイッチ(OLT用スイッチ部の一例)において、一つの物理ポートを用いて、論理的に複数の経路(経路1及び経路2とを含む)を中継することが可能になる。従って、上位側L2スイッチ8とのインターフェースが一つであるOLTを用いているシステムにおいてもこの発明によるPON区間の二重化を実現することができる。
【0022】
以上のように、LAまたは、STPを動作させるL2スイッチのうち、上位側にて、消費する物理ポートを1ポートとする目的で、論理的にこのポートをマルチポートとなるようにしたことを特徴とするPON二重化について説明した。
【0023】
実施の形態5.
実施の形態4において、PONシステムがGE−PON(Gigabit Ethernet(登録商標) PON)である場合、経路1,2の識別はロジカルリンクID(以下、LL−ID)で実施し、LL−ID付きのSTP、LAをPONシステムに実装する。
なお、LL−IDは、GE−PONで使用する論理的なONT IDである。1台のONTに複数のLL−IDを設定することができ、論理的に多くのONTがあるように見える。
【0024】
実施の形態6.
実施の形態4において、PONシステムがE−PON(Ethernet(登録商標) PON)である場合、経路1,2の識別はONT番号で実施し、ONT番号付きのSTP、LAをPONシステムに実装する。
【0025】
実施の形態7.
実施の形態6のE−PONシステムにおいて、経路1,2の識別をプロテクション用の個別IDを設定し、これを用いて実施し、この個別ID付きのSTP、LAをPONシステムに実装する。
【0026】
実施の形態8.
実施の形態6のE−PONシステムにおいて、経路1,2の識別をVLAN Tag(Virtual Local Area Network Tag)を用いて実施し、VLAN Tag付きのSTP、LAをPONシステムに実装する。
【0027】
実施の形態9.
実施の形態4から8のPONシステムにおいて、ONT6,7を図4のように異なったPONインターフェースに収容しても同様の機能を実現できる。
【0028】
実施の形態10.
図5は、OLT、ONT内に仮想L2スイッチを設けて、これらの間でSTP、LA機能を動作させることにPON区間の二重化を実施した例である。
【0029】
上記のように、この実施の形態では、経路1と経路2とを用いて、加入者収容装置(以下、「ONT」と記す、仮想L2スイッチ内蔵ONT20は、一例)と局回線終端装置(以下、「OLT」と記す)1との間の経路を二重化するPON二重化システムにおいて、上記ONTは、上記経路1を中継する第1のONTインターフェース(ONT内PONインターフェース21)と、上記経路2を中継する第2のONTインターフェース(ONT内PONインターフェース22)と、上記第1のOLTインターフェースと上記第2のONTインターフェースとのいずれかを、所定のプロトコルを用いて選択するONT用スイッチ部(仮想L2スイッチ24)とを備え、上記OLT1は、上記経路1と上記経路2とを中継する少なくとも一つのOLTインターフェース(図5ではPONインターフェース2に相当する)と、上記OLTインターフェースが中継する上記経路1と上記経路2とのいずれか一方を、上記所定のプロトコルを用いて選択するOLT用スイッチ部(仮想L2スイッチ23)とを備えることを特徴とするPON二重化システムについて説明した。
【0030】
このように、OLT用スイッチ部及びONTスイッチ部とのそれぞれの機能を、OLT、ONTそれぞれの内部に設置(仮想L2スイッチを設置)することによって、L2スイッチ部を設置する装置コストを削減することができる。
【0031】
以上のように、LAまたは、STPを動作させるL2スイッチを上位側、加入者側においてそれぞれOLT、ONT内にソフトウェアで実現する仮想L2スイッチとして、装置価格を抑制することと、将来の機能追加を容易にすることを特徴とするPON二重化を実現する有線通信装置について説明した。
【0032】
実施の形態11.
実施の形態10のPONシステムにおいて、ONT6,7を図6のように異なったPONインターフェースに収容しても同様の機能を実現できる。
【0033】
実施の形態12.
上記実施の形態では、L2スイッチのプロトコルとして、LAとSTPとを用いる場合を説明した。しかしながら、他のプロトコルを用いる場合であっても構わない。プロトコルは、所定の基準(パスコストなどのパラメータ)に基づいて、複数の経路から1つの経路を選択するプロトコルであればよい。
【0034】
実施の形態13.
図7、図8は、加入者側に3つのONTがある場合の例を示している。
図7は、図1の二重化PONシステムにおいて、ONTが3つある場合の構成例を示した図である。
図8は、図2の二重化PONシステムにおいて、ONTが3つある場合の構成例を示した図である。
【0035】
図7の例では、新たに追加したONT12をスプリッタ5へ接続させている。この二重化システムでは、経路10、経路11、経路14の3つの経路が設定されている。
加入者側L2スイッチ9は、加入者側スイッチのスイッチポート9−3を追加し、3つのONTのうちのいずれかを選択するようにした。OLTは、上位側L2スイッチインターフェース13を追加し、経路3を中継する。また、上位側L2スイッチ8は、物理ポートである上位側L2スイッチのスイッチポート8−3を追加し、上位側L2スイッチインターフェース13と接続する。このようにして、3つの経路の内のいずれかの経路を選択させるようにした。
このように、加入者側にONTが追加された場合は、上記のようにして、経路の選択を可能にする。
【0036】
図8の例では、ONT12を追加し、OLT1のPONインターフェース2−3へ接続する例を示している。
加入者側L2スイッチ9は、加入者側L2スイッチのスイッチポート9−3を追加し、3つのONTのうちのいずれかを選択するようにした。OLTは、上位側L2スイッチインターフェース13と、PONインターフェース2−3とを追加し、経路3を中継する。また、上位側L2スイッチ8は、物理ポートである上位側L2スイッチのスイッチポート8−3を追加し、上位側スイッチインターフェース13と接続する。このようにして、3つの経路の内のいずれかの経路を選択させるようにした。
このように、加入者側にONTが追加された場合は、上記のようにして、経路の選択を可能にする。
【0037】
また、上記図7,図8では、物理ポートが上位側L2スイッチインターフェースの数と一致する場合を示しているが、図3,図4に示すように、一つの物理ポートで、論理的に3つの経路を中継することは可能である。
【0038】
さらに、図7,図8では、加入者側は、一つの例を示しているが、加入者側が複数であっても、同様に二重化システムを構成することは可能である。
【0039】
実施の形態14.
また、上記の実施の形態では、具体的な構成を用いて説明したが、上記二重化システムは、実施の形態10,11に示したように、仮想L2スイッチを用いて実現することも可能である。従って、下記の手順(方法)を実施するハードウェア構成、あるいは、ソフトウェア、あるいは、ソフトウェアとハードウェアとの両方等によって実現してもよい。
【0040】
具体的には、少なくとも二つのONTと、OLTとを備えるPON二重化手順(方法)であり、上記少なくとも二つのONTの一方と、上記少なくとも二つのONTの他方とのいずれかを、所定のプロトコルを用いて選択するONT側経路選択工程と、上記少なくとも二つのONTの一方を経由する経路1と、上記少なくとも二つのONTの他方を経由する経路2とのいずれかを、上記所定のプロトコルを用いて選択し、上記OLTが使用する経路として上記OLTへ通知するOLT側経路選択工程とを備えることによってPON二重化を実現する。
【0041】
【発明の効果】
この発明により、既存プロトコルを利用してPON区間二重化未対応の装置を比較的容易に二重化対応とすることが可能である。また、OLT、ONT内に仮想L2スイッチを設けることにより、装置コストを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1,3による二重化PONシステムを示す図。
【図2】 実施の形態2による二重化PONシステムを示す図。
【図3】 実施の形態4、5,6,7,8による二重化PONシステムを示す図。
【図4】 実施の形態9による二重化PONシステムを示す図。
【図5】 実施の形態10による二重化PONシステムを示す図。
【図6】 実施の形態11による二重化PONシステムを示す図。
【図7】 図1の二重化PONシステムにおいて、ONTが3つある場合の構成例を示した図。
【図8】 図2の二重化PONシステムにおいて、ONTが3つある場合の構成例を示した図。
【図9】 従来例である、ITU−T G.983.5 にて規定された二重化PONシステムの構成図。
【符号の説明】
1 OLT、2 PONインターフェース、2−1 PONインターフェース、2−2,2−3 PONインターフェース、3,4,13 上位側L2スイッチインターフェース、5 スプリッタ、6,7,12 ONT、8 上位側L2スイッチ、8−1,8−2,8−3 上位側L2スイッチのスイッチポート、9加入者側L2スイッチ、9−1,9−2,9−3 加入者側L2スイッチのスイッチポート、10,11,14 経路、20 仮想L2スイッチ内蔵型ONT、21,22 ONT内PONインターフェース、23 OLT内仮想L2スイッチ、24 ONT内仮想L2スイッチ。
Claims (3)
- 少なくとも二つの加入者収容装置(Optical Network Terminal,以下「ONT」と記す)と、
局回線終端装置(Optical Line Terminal,以下、「OLT」と記す)と、
上記少なくとも二つのONTの一方と、上記少なくとも二つのONTの他方とのいずれかを、LA(リンクアグリケーション、以下「LA」と記す)を用いて媒体アクセス制御層に付与されたMACアドレス(Media Access Control Address、以下「MACアドレス」と記す)に基づいて選択するONT用スイッチ部と、
上記少なくとも二つのONTの一方を経由する経路1と、上記少なくとも二つのONTの他方を経由する経路2との2つのリンクを、上記LAを用いてMACアドレスに基づいて設定するとともに、上記OLTが使用する経路として上記2つのリンクの一方を選択するOLT用スイッチ部と
を備えることを特徴とするPON(Passive Optical Network)二重化システム。 - 経路1と経路2とを用いて、加入者収容装置(以下「ONT」と記す)と局回線終端装置(以下、「OLT」と記す)との間の経路を二重化するPON(Passive Optical Network)二重化システムにおいて、
上記ONTは、
上記経路1を中継する第1のONTインターフェースと、
上記経路2を中継する第2のONTインターフェースと、
上記第1のOLTインターフェースと上記第2のONTインターフェースとのいずれかを、LA(リンクアグリケーション、以下「LA」と記す)を用いて媒体アクセス制御層に付与されたMACアドレス(Media Access Control Address、以下「MACアドレス」と記す)に基づいて選択するONT用スイッチ部と
を備え、
上記OLTは、
上記経路1と上記経路2とを中継する少なくとも一つのOLTインターフェースと、
上記OLTインターフェースが中継する上記経路1と上記経路2との2つのリンクを、上記LAを用いてMACアドレスに基づいて設定するとともに、上記OLTが使用する経路として上記2つのリンクの一方を選択するOLT用スイッチ部と
を備えることを特徴とするPON二重化システム。 - 上記OLT用スイッチ部は、上記OLTと接続する少なくとも一つの物理ポートを備え、上記少なくとも一つの物理ポートを介して、上記経路1と上記経路2とを含む複数の経路を論理的に中継し、上記複数の経路から一つの経路を選択することを特徴とする請求項1に記載のPON二重化システム。
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