JP4650168B2

JP4650168B2 - 光終端装置切替え方法

Info

Publication number: JP4650168B2
Application number: JP2005248685A
Authority: JP
Inventors: 典行宮崎
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2025-08-30
Also published as: JP2007067601A

Description

本発明は、複数のユーザを収容可能な光伝送システムのセンター側光終端装置を切り替える方法に関する。

ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムは、センター局に配置される光終端装置ＯＬＴ（Optical Line Terminal）と複数のユーザ宅の光終端装置ＯＮＵ（Optical Network Unit）とを、光ファイバ及び光スプリッタからなる受動光素子を介して接続する光伝送システムである（例えば、特許文献１）。

ＰＯＮシステムは、インターネットのアクセス回線として普及するに留まらず、放送、データ通信及びデータを複合的に提供するシステムとして利用されつつある。また、１システムに接続可能なユーザ数も増えている。
特開２００５−１７５５９９公報

放送や電話にも利用する場合、ネットワーク機器の故障による接続断は可能な限り避けなければならない。ＯＬＴの交換は、配下の全ユーザへのサービスの一時停止に繋がるので、可能な限り迅速に行われる必要がある。接続断が生じないのが理想的であるが、少なくとも、接続の一時的な断をユーザに意識させないのが望ましい。

ＯＬＴは、一般的には、故障の場合に交換されるが、機能を向上したＯＬＴと交換することもある。例えば、例えば、１Ｇｂｐｓベースのサービスを提供している段階で、将来的なより高速のサービス、例えば、２Ｇｂｐｓのサービスに備えて、１Ｇｂｐｓ対応のＯＬＴを１Ｇｂｐｓ／２Ｇｂｐｓ両対応のＯＬＴに切り替える場合である。

サービス断の時間は、光ファイバを既存のＯＬＴから新ＯＬＴに繋ぎ替えるのに要する時間と、新ＯＬＴが、光ファイバに接続する全ユーザ（ＯＮＵ）とそのサービスを把握し、サービス状態を復元するのに要する時間からなる。前者の時間は、現用ＯＬＴ及び予備ＯＬＴと光ファイバとの間に２：１の光カップラを予め配置しておくことで、前者の時間をゼロにすることは可能である。

本発明は、サービス断の時間を大幅に短縮できる光終端装置切替え方法を提示することを目的とする。

本発明に係る光終端装置切替え方法は、センター局の光終端装置に光伝送路を介して複数のユーザ光終端装置が接続する光ネットワークにおいて、当該センター局の光終端装置を現用ＯＬＴから予備ＯＬＴに切り替える方法である。先ず、当該現用ＯＬＴ及び予備ＯＬＴの上流側に、当該現用ＯＬＴ及び予備ＯＬＴへのデータのポートミラーリング機能を有するスイッチを用意する。当該現用ＯＬＴ及び予備ＯＬＴの下流側には、当該現用ＯＬＴ（１０ａ）及び予備ＯＬＴから当該光伝送路への下り信号光の供給し、且つ、当該光伝送路からの上り信号光を当該現用ＯＬＴ及び当該予備ＯＬＴに供給する光カプラを用意する。当該現用ＯＬＴから当該予備ＯＬＴへの切替えを制御する制御装置を用意する。予備ＯＬＴを受動動作するスタンバイモードで起動すると共に、当該スイッチの当該現用ＯＬＴ及び予備ＯＬＴへのポートミラーリングを有効にする。現用ＯＬＴの管理情報と設定情報を予備ＯＬＴに転送する。下りデータの経路を現用ＯＬＴから予備ＯＬＴに切り替える。上りデータの経路を現用ＯＬＴから予備ＯＬＴに切り替える。そして、現用ＯＬＴから予備ＯＬＴに完全移行する。

本発明により、下りデータのロス無しで現用ＯＬＴから予備ＯＬＴに切り替えることができる。上りデータ送信停止も極く短時間で済む。これにより、実質的に無瞬断で現用ＯＬＴを予備ＯＬＴに切り替えることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。センター局において、現用の光終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）１０ａと、予備の光終端装置（ＯＬＴ）１０ｂと、現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂへの切替えを制御する制御装置３０が、同一のラックに収容される。Ｌ３（Ｌａｙｅｒ３）スイッチ４０は、上流ネットワークとＯＬＴ１０ａ，１０ｂとの間で上りデータを仲介する。

２：１の光カップラ６０は、１対の入出力ポートと１つの合分波ポートを具備し、１対の入出力ポートの一方に現用ＯＬＴ１０ａのユーザ側入出力ポートが接続し、他方に予備ＯＬＴ１０ｂのユーザ側入出力ポートが接続する。光カップラ６０の合分波ポートは、ＰＯＮシステムの光伝送路を構成する光ファイバ６２を介して１：ｎの光カップラ６４の合分波ポートに接続する。１：ｎの光カップラ６４は１つの合分波ポート以外にｎ個の入出力ポートを具備し、各入出力ポートは、互いに異なる光ファイバ６６−１〜６６−ｎを介して各ユーザの光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）６８−１〜６８−ｎに接続する。

現用ＯＬＴ１０ａと予備ＯＬＴ１０ｂは、同じ構成と機能からなる。基本的な動作を説明する。現用ＯＬＴ１０ａの構成要素には、符号にａを付加し、予備ＯＬＴ１０ｂの構成要素には符号にｂを付加する。

ネットワークインターフェース１２ａはＬＡＮ（Local Area Network）トランシーバを内蔵する。ネットワークインターフェース１２ａは、スイッチ４０からのデータ信号を下りバッファ１４ａに供給する。下りバッファ１４ａは、ネットワークインターフェース１２ａからのデータ信号の内、ＯＬＴ１０ａ自身に向けたデータ信号をＣＰＵ１６ａに、残りのデータ信号、具体的には、配下のＯＮＵ６８−１〜６８−ｎの何れかに伝送すべきデータ信号（下り信号）を電気／光変換器１８ａに供給する。ＣＰＵ１６ａはまた、配下のＯＮＵ６８−１〜６８−ｎに供給すべき制御信号等を下りバッファ１４ａに供給する。更に、ＣＰＵ１６ａは、下りバッファ１４ａ内の下り信号を盗み見（スヌープ）し、必要な制御を行う。

電気／光変換器１８ａは、下りバッファ１４ａからのデータ信号を光信号に変換し、波長分割多重（ＷＤＭ）光カップラ２０ａに供給する。ＷＤＭ光カップラ２０ａは、電気／光変換器１８ａからの下り光信号を光カップラ６０ａの一方の入出力ポートに供給する。この下り光信号は、光カップラ６０及び光ファイバ６２を介して光カップラ６４に入射し、ここでｎ分割される。光カップラ６４で分割された各光信号は、光ファイバ６６１−１〜６６−ｎを介して各ユーザのＯＮＵ６８−１〜６８−ｎに入射する。

他方、各ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎは、上り光信号光を光ファイバ６６−１〜６６−ｎに出力する。上り光信号は、ＯＬＴ１０ａ，１０ｂに宛てたデータ信号と、上流ネットワークに接続する機器に宛てたデータ信号を搬送する。ＯＬＴ１０ａ，１０ｂに宛てたデータ信号は、論理リンク確立のための制御信号及び応答信号などを含む。光カップラ６４は、各光ファイバ６６−１〜６６−ｎからの上り光信号を合分波ポートから光ファイバ６２に出力する。光カップラ６０は光ファイバ６２からの上り光信号を２分割し、一方を入出力ポートからＯＬＴ１０ａのＷＤＭカップラ２０ａに供給し、他方を別の入出力ポートからＯＬＴ１０ｂのＷＤＭカップラ２０ｂに供給する。

ＷＤＭカップラ２０ａは、光カップラ６０からの上り光信号を光／電気変換器２２ａに供給する。光／電気変換器２２ａは、ＷＤＭカップラ２０ａからの上り光信号を電気信号に変換し、その電気信号を上りバッファ２４ａに供給する。上りバッファ２４ａは、光／電気変換器２２ａからの電気信号の内、ＯＬＴ１０ａ自身に向けたデータ信号等をＣＰＵ１６ａに、残りのデータ信号、具体的には、上流ネットワークに接続する機器に向けたデータ信号をネットワークインターフェース１２ａに供給する。ＣＰＵ１６ａはまた、上流ネットワークに接続する機器に向けたデータ信号等を上りバッファ２４ａに供給する。更に、ＣＰＵ１６ａは、上りバッファ２４ａ内のデータ信号を盗み見（スヌープ）し、必要な制御を行う。ネットワークインターフェース１２ａは、上りバッファ２４ａからのデータをＬ３スイッチ４０に供給する。

ＣＰＵ１６ａは、配下のＯＮＵ６８−１〜６９−ｎを管理するのに必要な情報、及び、種々の設定情報をメモリ２６ａに記憶する。設定情報は、予約等により設定される不変情報であり、例えば、ＬＬＩＤ（論理リンク識別子）数、ＶＬＡＮモードの有効／無効、ＩＧＭＰＳｎｏｏｐｉｎｇの有効／無効、及び、各ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎ配下のホームゲートウエイの再認証間隔等を含む。管理情報は、動作状況に応じて変動する情報であり、具体的には、現に接続しているＯＮＵ数、接続している各ＯＮＵを特定する情報、接続している各ＯＮＵに割り当てられている帯域割当量、ＩＧＭＰスヌーピング（Ｓｎｏｏｐｉｎｇ）テーブル、及びＭＡＣアドレス学習テーブルからなる。ＭＡＣアドレス学習テーブルには、接続するＯＮＵ及び配下の電子機器のサービス及びＬＡＮインターフェースに割り当てられ得る実際の又は仮想のＭＡＣアドレスが格納される。

ＣＰＵ１６ａはまた、下りバッファ１４ａ及び上りバッファ２４ｂからデータが溢れないようにするフロー制御を行う。フロー制御の内容は、周知であるので、詳細な説明は省略する。ＣＰＵ１６ａは更に、下りバッファ１４ａ及び上りバッファ２４ｂのデータの取込みを停止でき、下りバッファ１４ａ，１６ａに記憶されたデータを後段装置に出力せずに破棄することができる。

予備ＯＬＴ１０ｂは、切替え後では、現用ＯＬＴ１０ａと全く同様に動作する。但し、予備ＯＬＴ１０ｂは、切替え前のスタンバイ状態では、詳細は後述するが、上り信号及び下り信号を傍受するのみで、信号を出力しない。

制御装置３０は、現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂへの切替えを制御するＣＰＵ３２と、切替えに際して現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂに転送される設定情報及び予備情報を一時記憶するメモリ３４を具備する。

Ｌ３スイッチ４０は、ＯＬＴ１０ａのネットワークインターフェース１２ａに接続するネットワークインターフェース４２ａと、予備ＯＬＴ１０ｂのネットワークインターフェース１２ｂに接続するネットワークインターフェース４２ｂと、上位ネットワークに接続するネットワークインターフェース４４を具備する。ネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂとネットワークインターフェース４４との間には、下りバッファ４６ａ及び上りバッファ４６ｂを具備するバッファ４６が配置される。なお、下りバッファ４６ａ及び上りバッファ４６ｂは、本実施例の動作の理解を容易にするために図示してあり、実際には、ネットワークインターフェース毎にバッファが存在する。

ＣＰＵ４８はＬ３スイッチ４０の全体を制御する。ＣＰＵ４８に内蔵されるポートミラーリング制御装置５０は、ネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂのポートミラーリングを制御する。このポートミラーリング制御の詳細は、後述する。制御装置３０のＣＰＵ３２は、制御ポート５４を介してＣＰＵ４８に接続する。

上位ネットワークからＯＬＴ１０ａ又はその配下に向けたデータは、ネットワークインターフェース４４からバッファ４６に供給され、その宛先アドレスに従い下りバッファ４６ａに格納される。下りバッファ４６ａに格納された下りデータは、順次、読出され、ネットワークインターフェース４２ａから現用ＯＬＴ１０ａに供給される。

ポートミラーリング制御装置５０によるネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂに対するポートミラーリングが有効な場合、下りバッファ４６ａから両ネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂに同じデータが供給される。

現用ＯＬＴ１０ａからネットワークインターフェース４２ａに供給されたデータは、バッファ４６の上りバッファ４６ｂに一時格納され、ネットワークインターフェース４４から上位ネットワークに送出される。

ＣＰＵ４８は、下りバッファ４６ａ及び上りバッファ４６ｂからデータが溢れないようにするフロー制御を行う。フロー制御の内容は、周知であるので、詳細な説明は省略する。

特殊フレーム生成装置５２は、ＣＰＵ４８からの制御信号に従い、現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂへの切替え作業の開始を示す特殊フレームを発生する。この特殊フレームは、現用ＯＬＴ１０ａの下りバッファ１４ａに格納される下りデータと予備ＯＬＴ１０ｂの下りバッファ１４ｂに格納される下りデータとを同期させるためのものであり、下りデータ上で切替え開始をＯＬＴ１０ａ，１０ｂに知らせる区切りフレームでもある。特殊フレームは、ＣＰＵ１６ａ，１６ｂに向けた制御信号とも、配下のＯＮＵ６８−１〜６９−ｎに向けた下りデータとも区別できるビットパターンであれば、どのようなビットパターンであってもよい。例えば、通常のフレームでは含まれることないデータを含むもの、例えば、送信元ＭＡＣアドレス及び／又は宛先ＭＡＣアドレスが０：０：０：０：０：０であるデータ等である。ただし、不必要なトラヒックの発生を回避する観点からは、宛先は、ＯＬＴ１０ａ配下のＯＮＵ６８−１〜６８−ｎに接続されている任意の機器のＭＡＣアドレスであることが望ましい。

図２乃至図４を参照して、本実施例における現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂへの切替え動作を説明する。図２は、制御装置３０の動作フローチャートを示す。図３は、ＯＬＴ１０ａの動作フローチャートを示す。図４は、ＯＬＴ３０ｂの動作フローチャートを示す。

制御装置３０は、予備ＯＬＬＴ１０ｂを受動動作するスタンバイモードで起動し、上位ネットワークから現用ＯＬＴ１０ａに供給する下りデータを、予備ＯＬＴ１０ｂにもミラーリングするようにＬ３スイッチ４０に指示し、現用ＯＬＴ１０ａに切替え処理開始を指示する（Ｓ１）。

なお、ここでは、現用ＯＬＴ１０ａは、下りバッファ１４ａをフルに使用しており、制御装置３０は、現用ＯＬＴ１０ａの下りバッファ１４ａの使用サイズ、及び予備ＯＬＴ１０ｂの下りバッファ１４ｂのサイズを予め知っているものとする。何れかが不明な場合、制御装置３０は、ステップＳ１の段階でＯＬＴ１０ａ，１０ｂに問い合わせれば良い。

予備ＯＬＴ１０ｂは、スタンバイモードでは、ネットワークインターフェース１２ｂから下りバッファ１４ｂに入力するデータを、内容確認のためにＣＰＵ１６ｂに転送するだけであり、下りバッファ１４ｂには蓄積しない。また、同様に、光／電気変換器２２ｂから上りバッファ１４ｂに入力するデータは、内容確認のためにＣＰＵ１６ｂに転送されるだけで、上りバッファ２４ｂには蓄積されない。スタンバイモードのＯＬＴ１０ｂは、配下のＯＮＵを管理する能動的な動作をせず、単に受動的に動作するのみであり、特に許可されない限り、Ｌ３スイッチ４０及び光カプラ６０の何れにも何の信号も出力しない。

Ｌ３スイッチ４０では、ＣＰＵ４８のポートミラーリング制御装置５０が、ネットワークインターフェース４２ａに対する下りデータの、ネットワークインターフェース４２ｂに対するポートミラーリングを有効にする。これにより、上位ネットワークからの下りデータが、現用ＯＬＴ１０ａと予備ＯＬＴ１０ｂの両方に供給される。

制御装置３０は、現用ＯＬＴ１０ａの下りバッファ１４ａの使用サイズよりも、予備ＯＬＴ１０ｂの下りバッファ１４ｂのサイズが一定マージン以上大きくなるように、下りバッファ１４ａの使用サイズを縮小するように現用ＯＬＴ１０ａに指示する（Ｓ２）。現用ＯＬＴ１０ａは、切替え処理開始の指示を受けると（Ｓ２１）、切替えモードに入り、そして、下りバッファ１４ａのサイズを一定マージン分だけ縮小する（Ｓ２２）。切替えモードでは、新たに参加するＯＮＵを探索する処理を休止する。

下りバッファ１４ｂに確保されるマージンは、現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂの切替えに要する時間内の下りデータ量を受け入れ可能な程度に決定される。これにより、本実施例では、現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂへの切替えの際に下りデータを喪失する可能性を低減できる。勿論、予備ＯＬＴ１０ｂの下りバッファ１４ｂのバッファサイズが、現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂへの切替えの間に受信する下りデータを充分に保持できる程度であれば、このような下りバッファサイズの調整は不要である。

下りバッファサイズの調整の後、現用ＯＬＴ１０ａは、管理情報と設定情報を制御装置３０に送信し（Ｓ２３）、Ｌ３スイッチ４０からの特殊フレームの受信を待つ（Ｓ２４）。先に説明したように、管理情報は、状況に応じて動的に変化する情報からなり、設定情報は、配下のＰＯＮシステムに予め設定される不変の情報からなる。

制御装置３０は、現用ＯＬＴ１０ａからの管理情報と設定情報を予備ＯＬＴ１０ｂに転送する（Ｓ３）。予備ＯＬＴ１０ｂは、制御装置３０からの管理情報と設定情報を受信し、メモリ２６ｂに格納し（Ｓ４１）、Ｌ３スイッチ４０からの特殊フレームの受信を待つ（Ｓ４２）。

制御装置３０は、特殊フレームをＯＬＴ１０ａに向けて出力するようにＬ３スイッチ４９に指示する（Ｓ４）。この指示に従い、Ｌ３スイッチ４０のＣＰＵ４８は、特殊フレーム生成装置５２に特殊フレームの出力を指示する。特殊フレーム生成装置５２から出力される特殊フレームは、下りバッファ４６ａの最後尾に追加される。勿論、割り込みにより、下りバッファ４６ａの最先端に特殊フレームを挿入してもよい。この特殊フレームは、下りバッファ４６ａから読み出されると、ポートミラーリング機能により、ネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂを介して現用ＯＬＴ１０ａと予備ＯＬＴ１０ｂに供給される。

現用ＯＬＴ１０ａは、下りデータを下りバッファ１４ａ経由で配下のＯＮＵ６８−１〜６８−ｎに供給しつつ、特殊フレームの受信を待機している（Ｓ２４）。現用ＯＬＴ１０ａは、特殊フレームを受信すると（Ｓ２４）、特殊フレーム以後の下りデータの下りバッファ１４ａへの取込みを停止する（Ｓ２５）。ＯＬＴ１０ａは、下りデータの下りバッファ１４ａへの取り込みを中止せずに、Ｌ３スイッチ４０側とのフロー制御をオフにし、バッファ１４ａに取り込まれたデータを破棄しても良い。取込み中止により、下りバッファ１４ａは記憶するデータを電気／光変換器１８ａに読み出すだけになり、データ読み出しに応じて下りバッファ１４ａの記憶データ量は少なくなっていく。

また、ＯＬＴ１０ａは、制御装置３０からの指示に従い、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎへの帯域割当てを休止する（Ｓ２６）。この帯域割当ての休止後、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎは、上りデータを送信できなくなる。

他方、ＯＬＴ１０ｂは、特殊フレームを受信すると（Ｓ４２）、これをトリガーとして、特殊フレームに続く下りデータのバッファ１４ｂへの取込みを開始する（Ｓ４３）。そして、上りフレーム受信開始の指示を待つ（Ｓ４４）。

ステップＳ２６の後、ＯＬＴ１０ａは、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎからの全上りデータフレームの受信を待機する（Ｓ２７）。これは、帯域割当て休止（Ｓ２６）前にＯＮＵ６８−１〜６８−ｎから送信された上りデータを受信するためである。ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎから全上りデータフレームを受信すると（Ｓ２７）、ＯＬＴ１０ａは、その旨を制御装置３０に通知する（Ｓ２８）。

制御装置３０は、ＯＬＴ１０ａから全上りフレーム受信の通知を受けると（Ｓ６）、ＯＬＴ１０ａに上りデータフレームの受信（取込み）中止を指示し、ＯＬＴ１０ｂに上りデータフレームの受信（取込み）開始を指示する（Ｓ７）。ＯＬＴ１０ａは、制御装置３０からの上りフレーム受信中止の指示に従い、上りデータの上りバッファ２４ａへの取込みを停止する（Ｓ２９）。但し、ＯＬＴ１０ａは、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎからの制御データは受信可能である。ＯＬＴ１０ａの上りバッファ２４ａへの上りデータの取込み停止は、実質的には、上りバッファ２４ａへの上りデータの取り込んだデータをネットワークインターフェース１２ａに読み出さない動作を含む。この方法は、管理情報の例えばＩＧＭＰスヌーピングテーブルを可能な限り正しく更新するのに役立つ。

他方、ＯＬＴ１０ｂは、制御装置３０からの上りフレーム受信開始の指示に従い（Ｓ４４）、上りデータのバッファ２４ｂへの取込みを開始する（Ｓ４５）。これにより、以後、上位ネットワークに供給されるべき上りデータは、ＯＬＴ１０ｂの上りバッファ２４ｂを経由する。ＯＬＴ１０ｂは、制御装置３０からの管理情報の受信を待つ（Ｓ４６）。

制御装置３０は、ＯＬＴ１０ａにＯＮＵへの帯域割当て再開を指示する（Ｓ８）。この時点で、下りデータは、依然としてＯＮＵ１０ａを通過しているので、帯域割当てをＯＮＵ１０ａに担当させる。帯域割当ての制御信号は、下りデータに多重してＯＮＵ６８−１〜６８−ｎに伝送されるからである。ＯＬＴ１０ａは、この指示に従い、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎに対する帯域割当てを再開する（Ｓ３０）。これにより、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎは、上りデータを送信可能になる。

ＯＬＴ１０ａは、下りバッファ１４ａが空になると、即ち、特殊フレーム受信前の下りデータを全て、下りバッファ１４ａから読出し終えると（Ｓ３１）、その旨を制御装置３０に通知し、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎへの帯域割当てを停止し、それまでに更新された内容の管理情報を制御装置３０に送信する（Ｓ３２）。

制御装置３０は、ＯＬＴ１０ａから下りバッファ１４ａが空になったことの通知を受けるのを待機する（Ｓ９）。この通知を受け（Ｓ９）、管理情報を受信すると（Ｓ１０）、制御装置３０は、ネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂ間でミラーリングポートを切り替えるようにＬ３スイッチ４０に指示する（Ｓ１１）。この指示に従い、Ｌ３スイッチ４０のポートミラーリング制御装置５０は、下りバッファ４６ａから読み出された下りデータをネットワークインターフェース４２ｂに供給し、同じデータをネットワークインターフェース４２ａに供給し、ネットワークインターフェース４２ｂからの上りデータを上りバッファ４６ｂに格納するように、ネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂ及びバッファ４６を制御する。Ｌ３スイッチ４０は、この時点で、下りデータのインターフェース４２ａ，４２ｂへのミラーリングを止めても良い。

制御装置３０は更に、ＯＬＴ１０ｂに管理情報を送信し、通常動作への移行を指示し（Ｓ１２）、ＯＬＴ１０ａをシャットダウンする（Ｓ１３）。ＯＬＴ１０ｂは、制御装置３０から管理情報を受信すると（Ｓ４６）、受信した管理情報でメモリ２６ｂの管理情報を更新する（Ｓ４７）。ＯＬＴ１０ｂはまた、制御装置３０からの通常動作への移行指示を受信すると（Ｓ４８）、通常動作に移行する（Ｓ４９）。通常動作では、ＯＬＴ１０ｂは、メモリ２６ｂに格納される管理情報及び設定情報を使って、ＯＮＵ７６８−１〜６８−ｎを管理する。通常であれば、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎの確認プロセスから開始しなければならないところ、直近まで更新された管理情報を利用できるので、ＯＬＴ１０ｂの管理負担が軽減する。

図２乃至図４では、上りと下りを同時に現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂに切り替えたが、上りデータを現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂに切替え、その後、下りデータを現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂに切り替えても良い。勿論、先に、下りデータを現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂに切替え、その後、上りデータを現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂに切り替えても良い。

上りデータを現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂに切替え、その後、下りデータを現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂに切り替える動作例を説明する。図５は、制御装置３０の動作フローチャートを示す。図６は、ＯＬＴ１０ａの動作フローチャートを示す。図７は、ＯＬＴ３０ｂの動作フローチャートを示す。

制御装置３０は、予備ＯＬＬＴ１０ｂをスタンバイモードで起動し、上位ネットワークから現用ＯＬＴ１０ａに供給する下りデータを、予備ＯＬＴ１０ｂにもミラーリングするようにＬ３スイッチ４０に指示し、現用ＯＬＴ１０ａに切替え処理開始を指示する（Ｓ１０１）。

先の動作と同様に、現用ＯＬＴ１０ａは、下りバッファ１４ａをフルに使用しており、制御装置３０は、現用ＯＬＴ１０ａの下りバッファ１４ａの使用サイズ、及び予備ＯＬＴ１０ｂの下りバッファ１４ｂのサイズを予め知っているものとする。何れかが不明な場合、制御装置３０は、ステップＳ１の段階でＯＬＴ１０ａ，１０ｂに問い合わせれば良い。

予備ＯＬＴ１０ｂは、スタンバイモードでは、ネットワークインターフェース１２ｂから下りバッファ１４ｂに入力するデータを、内容確認のためにＣＰＵ１６ｂに転送するだけであり、下りバッファ１４ｂには蓄積しない。また、同様に、光／電気変換器２２ｂから上りバッファ１４ｂに入力するデータは、内容確認のためにＣＰＵ１６ｂに転送されるだけで、上りバッファ２４ｂには蓄積されない。

制御装置３０は、現用ＯＬＴ１０ａの下りバッファ１４ａの使用サイズよりも、予備ＯＬＴ１０ｂの下りバッファ１４ｂのサイズが一定マージン以上大きくなるように、下りバッファ１４ａの使用サイズを縮小するように現用ＯＬＴ１０ａに指示する（Ｓ１０２）。現用ＯＬＴ１０ａは、切替え処理開始の指示を受けると（Ｓ１２１）、切替えモードに入り、下りバッファ１４ａのサイズを一定マージン分だけ縮小する（Ｓ１２２）。切替えモードでは、新たに参加するＯＮＵを探索する処理を休止する。

下りバッファサイズの調整の後、現用ＯＬＴ１０ａは、管理情報と設定情報を制御装置３０に送信する（Ｓ１２３）。制御装置３０は、現用ＯＬＴ１０ａからの管理情報と設定情報を予備ＯＬＴ１０ｂに転送する（Ｓ１０３）。予備ＯＬＴ１０ｂは、制御装置３０からの管理情報と設定情報を受信し、メモリ２６ｂに格納する（Ｓ１４１）。

先ず、上り系を現用ＯＬＴ１０ａから予備ＯＬＴ１０ｂに切り替える。そのために、制御装置３０は、現用ＯＬＴ１０ａにＯＮＵ６８−１〜６８−ｎへの帯域割当て休止を指示し（Ｓ１０４）、Ｏ＋Ｔ１０ａからの全上りフレーム受信の通知を待つ（Ｓ１０５）。ＯＬＴ１０ａは、制御装置３０からのこの指示に従い、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎへの帯域割当てを休止する（Ｓ１２４）。この帯域割当ての休止後、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎは、上りデータを送信できなくなる。

ＯＬＴ１０ａは、Ｓ１２４の後、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎからの全上りフレームの受信を待機する（Ｓ１２５）。これは、帯域割当て休止（Ｓ１２４）の前に、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎが送信した上りデータを受信するためである。ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎから全上りフレームを受信すると（Ｓ１２５）、ＯＬＴ１０ａは、その旨を制御装置３０に通知する（Ｓ１２６）。

制御装置３０は、ＯＬＴ１０ａから全上りフレーム受信の通知を受けると（Ｓ１０５）、ＯＬＴ１０ａに上りデータフレームの受信（取込み）中止を指示し、ＯＬＴ１０ｂに上りデータフレームの受信（取込み）開始を指示する（Ｓ１０６）。ＯＬＴ１０ａは、制御装置３０からの上りデータフレーム受信中止の指示に従い、上りデータの上りバッファ２４ａへの取込みを停止する（Ｓ１２７）。但し、ＯＬＴ１０ａは、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎからの制御データは受信可能である。ＯＬＴ１０ａの上りバッファ２４ａへの上りデータフレームの取込み停止は、実質的には、上りバッファ２４ａへの上りデータの取り込んだデータをネットワークインターフェース１２ａに読み出さない動作を含む。この方法は、管理情報の例えばＩＧＭＰスヌーピングテーブルを可能な限り正しく更新するのに役立つ。

他方、ＯＬＴ１０ｂは、制御装置３０からの上りフレーム受信開始の指示に従い（Ｓ１４２）、上りデータのバッファ２４ｂへの取込みを開始する（Ｓ１４３）。これにより、以後、上位ネットワークに供給されるべき上りデータは、ＯＬＴ１０ｂの上りバッファ２４ｂを経由する。ＯＬＴ１０ｂは、ステップＳ１４１で受信した管理情報及び設定情報を使って、上りバッファ２４ｂのデータを管理する。

制御装置３０は、ＯＬＴ１０ａにＯＮＵ６８−１〜６８−ｎへの帯域割当て再開を指示する（Ｓ１０７）。この時点で、下りデータは、依然としてＯＮＵ１０ａを通過しているので、帯域割当てをＯＮＵ１０ａに担当させる。帯域割当ての制御信号は、下りデータに多重してＯＮＵ６８−１〜６８−ｎに伝送されるからである。ＯＬＴ１０ａは、この指示に従い、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎに対する帯域割当てを再開する（Ｓ１２８）。これにより、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎは、上りデータを送信可能になる。

制御装置３０は、特殊フレームをＯＬＴ１０ａに向けて出力するようにＬ３スイッチ４９に指示する（Ｓ１０８）。この指示に従い、Ｌ３スイッチ４０のＣＰＵ４８は、特殊フレーム生成装置５２に特殊フレームの出力を指示する。特殊フレーム生成装置５２から出力される特殊フレームは、下りバッファ４６ａの最後尾に追加される。勿論、割り込みにより、下りバッファ４６ａの最先端に特殊フレームを挿入してもよい。この特殊フレームは、下りバッファ４６ａから読み出されると、ポートミラーリング機能により、ネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂを介して現用ＯＬＴ１０ａと予備ＯＬＴ１０ｂに供給される。

現用ＯＬＴ１０ａは、下りデータを下りバッファ１４ａ経由で配下のＯＮＵ６８−１〜６８−ｎに供給しつつ、特殊フレームの受信を待機している（Ｓ１２９）。現用ＯＬＴ１０ａは、Ｌ３スイッチ４０から特殊フレームを受信すると（Ｓ１２９）、特殊フレーム以後の下りデータの下りバッファ１４ａへの取込みを停止する（Ｓ１３０）。ＯＬＴ１０ａは、下りデータの下りバッファ１４ａへの取り込みを中止せずに、Ｌ３スイッチ４０側とのフロー制御をオフにし、バッファ１４ａに取り込まれたデータを破棄しても良い。取込み中止により、下りバッファ１４ａは記憶するデータを電気／光変換器１８ａに読み出すだけになり、データ読み出しに応じて下りバッファ１４ａの記憶データ量は少なくなっていく。

ＯＬＴ１０ａは、下りバッファ１４ａが空になると、即ち、特殊フレーム受信前の下りデータを全てバッファ１４ａから読み出し終えると（Ｓ１３１）、その旨を制御装置３０に通知し、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎへの帯域割当てを停止し、それまでに更新された内容の管理情報を制御装置３０に送信する（Ｓ１３２）。

他方、ＯＬＴ１０ｂもまた、Ｌ３スイッチ４０からの特殊フレームの受信を待つ（Ｓ１４４）。ＯＬＴ１０ｂは、特殊フレームを受信すると（Ｓ１４４）、これをトリガーとして、特殊フレームに続く下りデータのバッファ１４ｂへの取込みを開始する（Ｓ１４５）。そして、管理情報の受信を待つ（Ｓ１４６）。

制御装置３０は、ＯＬＴ１０ａから下りバッファ１４ａが空になったことの通知を受けるのを待機する（Ｓ１０９）。この通知を受け（Ｓ１０９）、管理情報を受信すると（Ｓ１１０）、制御装置３０は、ネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂ間でミラーリングポートを切り替えるようにＬ３スイッチ４０に指示する（Ｓ１１１）。この指示に従い、Ｌ３スイッチ４０のポートミラーリング制御装置５０は、下りバッファ４６ａから読み出された下りデータをネットワークインターフェース４２ｂに供給し、同じデータをネットワークインターフェース４２ａに供給し、ネットワークインターフェース４２ｂからの上りデータを上りバッファ４６ｂに格納するように、ネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂ及びバッファ４６を制御する。Ｌ３スイッチ４０は、この時点で、下りデータのインターフェース４２ａ，４２ｂへのミラーリングを止めても良い。

制御装置３０は更に、ＯＬＴ１０ｂに管理情報を送信し、通常動作への移行を指示し（Ｓ１１２）、ＯＬＴ１０ａをシャットダウンする（Ｓ１１３）。ＯＬＴ１０ｂは、制御装置３０から管理情報を受信すると（Ｓ１４６）、受信した管理情報でメモリ２６ｂの管理情報を更新する（Ｓ１４７）。ＯＬＴ１０ｂはまた、制御装置３０からの通常動作への移行指示を受信すると（Ｓ１４８）、通常動作に移行する（Ｓ１４９）。ＯＬＴ１０ｂは、通常動作では、メモリ２６ｂに格納される管理情報及び設定情報を使って、ＯＮＵ７６８−１〜６８−ｎを管理する。通常であれば、ＯＮＵ６８−１〜６８−ｎの確認プロセスから開始しなければならないところ、直近まで更新された管理情報を利用できるので、ＯＬＴ１０ｂの管理負担が軽減する。

現用ＯＬＴ１０ａと予備ＯＬＴ１０ｂは、同じ性能のものである必要は無い。例えば、ＯＬＴ１０ａが１Ｇｂｐｓに対応するものである場合に、ＯＬＴ１０ｂがより高速の、例えば、２Ｇｂｐｓに対応するものであってもよい。本発明は、現用装置をバックアップとしての予備装置に切り替える場合のみならず、現用装置を別の装置に切り替える場合一般に適用可能である。

上記実施例では、Ｌ３スイッチ４０内に特殊フレーム生成装置５２を配置したが、図８に示すように、制御装置３０ａをＬ３スイッチ４０ａにネットワークインターフェース３６，４２ｃを介して接続し、当該ネットワークインターフェース３６，４２ｃを介して制御装置３０ａがＬ３スイッチ４０ａに、ＯＬＴ１０ａ又はその配下のＯＮＵ６８−１〜６９−ｎ等に宛てた特殊フレームを送信しても良い。図８は、そのように変更した実施例の概略構成ブロック図を示す。

ＣＰＵ３２ａがネットワークインターフェース３６に特殊フレームを出力する。この特殊フレームは、ネットワークインターフェース３６，４２ｃを介してバッファ４６に入り、下りバッファ４６ａから、ポートミラーリングによりネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂを介してＯＬＴ１０ａ，１０ｂに供給される。特殊フレームの宛先にＯＬＴ１０ａ又はその配下のＯＮＵ６８−１〜６９−ｎ等を指定することで、制御装置３０ａからネットワークインターフェース４２ｃに入力した特殊フレームは、ネットワークインターフェース４２ａ，４２ｂに転送される。

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。第１の動作例における制御装置３０の動作フローチャートである。第１の動作例におけるＯＬＴ１０ａの動作フローチャートである。第１の動作例におけるＯＬＴ３０ｂの動作フローチャートである。第２の動作例における制御装置３０の動作フローチャートである。第２の動作例におけるＯＬＴ１０ａの動作フローチャートである。第２の動作例におけるＯＬＴ３０ｂの動作フローチャートである。本発明の変更実施例の概略構成ブロック図を示す。

符号の説明

１０ａ：現用の光終端装置（ＯＬＴ）
１０ｂ：予備の光終端装置（ＯＬＴ）
１２ａ，１２ｂ：ネットワークインターフェース
１４ａ，１４ｂ：下りバッファ
１６ａ，１６ｂ：ＣＰＵ
１８ａ，１８ｂ：電気／光変換器
２０ａ，２０ｂ：波長分割多重（ＷＤＭ）光カップラ
２２ａ，２２ｂ：光／電気変換器
２４ａ，２４ｂ：上りバッファ
２６ａ，２６ｂ：メモリ
３０，３０ａ：制御装置
３２：ＣＰＵ
３４：メモリ
３６：ネットワークインターフェース
４０，４０ａ：Ｌ３スイッチ
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４４：ネットワークインターフェース
４６：バッファ
４６ａ：下りバッファ
４６ｂ：上りバッファ
４８：ＣＰＵ
５０：ポートミラーリング制御装置
５２：特殊フレーム生成装置
６０：２：１の光カップラ
６２：光ファイバ
６４：光カップラ
６６−１〜６６−ｎ：光ファイバ
６８−１〜６８−ｎ：光終端装置（ＯＮＵ）

Claims

センター局の光終端装置に光伝送路を介して複数のユーザ光終端装置が接続する光ネットワークにおいて、当該センター局の光終端装置を現用ＯＬＴから予備ＯＬＴに切り替える方法であって、
当該現用ＯＬＴ（１０ａ）及び予備ＯＬＴ（１０ｂ）の上流側に、当該現用ＯＬＴ及び予備ＯＬＴへのデータのポートミラーリング機能を有するスイッチ（４０）を用意し、
当該現用ＯＬＴ（１０ａ）及び予備ＯＬＴ（１０ｂ）の下流側には、当該現用ＯＬＴ（１０ａ）及び予備ＯＬＴ（１０ｂ）から当該光伝送路（６２，６４，６６−１〜ｎ）への下り信号光の供給し、且つ、当該光伝送路（６２，６４，６６−１〜ｎ）からの上り信号光を当該現用ＯＬＴ及び当該予備ＯＬＴに供給する光カプラ（６０）を用意し、
当該現用ＯＬＴ（１０ａ）から当該予備ＯＬＴ（１０ｂ）への切替えを制御する制御装置（３０）を用意し、
予備ＯＬＴを受動動作するスタンバイモードで起動すると共に、当該スイッチ（４０）の当該現用ＯＬＴ（１０ａ）及び予備ＯＬＴ（１０ｂ）へのポートミラーリングを有効にする起動ステップと、
現用ＯＬＴ（１０ａ）の管理情報と設定情報を予備ＯＬＴ（１０ｂ）に転送する管理・設定情報転送ステップと、
下りデータの経路を現用ＯＬＴ（１０ａ）から予備ＯＬＴ（１０ｂ）に切り替える下り切替えステップと、
上りデータの経路を現用ＯＬＴ（１０ａ）から予備ＯＬＴ（１０ｂ）に切り替える上り切替えステップと、
現用ＯＬＴ（１０ａ）から予備ＯＬＴ（１０ｂ）に完全移行する完全移行ステップ
とを具備することを特徴とする光終端装置切替え方法。
当該完全移行ステップが、
現用ＯＬＴ（１０ａ）の管理情報で予備ＯＬＴ（１０ｂ）の管理情報を更新する更新ステップと、
予備ＯＬＴ（１０ｂ）を通常動作を指示する通常動作指示ステップ
とを具備することを特徴とする請求項１に記載の光終端装置切替え方法。
当該下り切替えステップが、
所定フレームを当該スイッチから当該現用ＯＬＴ（１０ａ）及び予備ＯＬＴ（１０ｂ）の両方に供給するステップと、
当該所定フレームの受信に応じて、当該現用ＯＬＴ（１０ａ）が当該所定フレームの後続の下りデータの取込みを停止するステップと、
当該所定フレームの受信に応じて、当該予備ＯＬＴ（１０ｂ）が、所定フレームの後続の下りデータの取込みを開始するステップと、
当該現用ＯＬＴ（１０ａ）が、残存する下りデータが無くなったことを当該制御装置に通知するステップ
とを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の光終端装置切替え方法。
当該上り切替えステップが、
当該現用ＯＬＴ（１０ａ）による当該ユーザ光終端装置への帯域割当てを休止するステップと、
当該帯域割当て休止前の全上りデータを当該現用ＯＬＴ（１０ａ）が受信するのに応じて、当該現用ＯＬＴ（１０ａ）の上りデータの受信を中止すると共に、当該予備ＯＬＴ（１０ｂ）の上りデータの受信を開始するステップと、
当該現用ＯＬＴ（１０ａ）による当該ユーザ光終端装置への帯域割当てを再開するステップ
とを具備することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光終端装置切替え方法。
更に、当該下り切替えステップの実行前に、当該現用ＯＬＴ（１０ａ）の下りデータ用バッファのサイズを、当該予備ＯＬＴ（１０ｂ）の下りデータ用バッファよりも所定量だけ少なくするステップを具備することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光終端装置切替え方法。