以下、本発明の第1の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態のネットワークの構成例を示すブロック図である。
光アクセスシステム50は、光回線装置(OLT)1、光通信路切替装置(OSW)2、及び光ネットワーク装置(ONU)3を備える。ONU3は、ユーザが用いる端末数に従って複数備わる。ONUは、複数を区別せず全体を示す場合はONU3と表記し、それぞれ区別する場合はONU3−1〜ONU3−nと表記する。
ONU3には複数のユーザ端末4(4−1〜4−n)が接続される。ユーザ端末4は、光アクセスシステム50、ゲートウェイ(GW)53を経由して、コア網55と通信する。
図2は、本発明の第1の実施形態のOSW2の構成例を示すブロック図である。
OSW2は、合波・分波部(WDM)210−1〜210−n、下り光スイッチエレメント211、上り光スイッチエレメント212、下りスイッチドライバ213、上りスイッチドライバ214、スイッチ制御回路215、光−電気信号変換部(O/E変換器)216、電気−光信号変換部(E/O変換器)217、下り分岐用光スイッチ218、上り分岐用光スイッチ219、及び合波・分波部(WDM)220を備える。
合波・分波部(WDM)210−1〜210−nは、各々、OSW2とONU3−1〜3−nとの間で波長多重される上り光信号と下り光信号とを分離し、多重する。
下り光スイッチエレメント211は、OLT1からONU3−1〜3−nに伝送される信号の光通信路を切り替えるためのスイッチである。
図3Aは、本発明の第1の実施形態の下り光スイッチエレメント211の構成を示すブロック図である。下り光スイッチエレメント211は、OLT1からONU3へ送信される信号の光スイッチエレメントであり、下り分岐用光スイッチ218と接続する入力ポート2111、及び合波・分波部(WDM)210−1〜210−nと接続する出力ポート2112−1〜2112−nを備える。なお、出力ポート2112−1〜2112−n全体を示す場合、出力ポート2112と表記する。
下り光スイッチエレメント211は、下りスイッチドライバ213からの駆動信号によって、入力ポート2111と任意の出力ポート2112−1〜2112−nとの間が導通するように、下り信号の通信路を切り替える。
また、上り光スイッチエレメント212は、ONU3−1〜3−nからOLT1へ伝送される信号の光通信路を切り替えるためのスイッチである。
図3Bは、本発明の第1の実施形態の上り光スイッチエレメント212の構成を示すブロック図である。
上り光スイッチエレメント212は、ONU3からOLT1へ送信される信号の光スイッチエレメントであり、上り分岐用光スイッチ219と接続する出力ポート2121、及び合波・分波部(WDM)210−1〜210−nと接続する入力ポート2122−1〜2122−nを備える。なお、入力ポート2122−1〜2122−n全体を示す場合、入力ポート2122と表記する。
上り光スイッチエレメント212は、上りスイッチドライバ214からの駆動信号によって、任意の入力ポート2122−1〜2122−nと出力ポート2121との間が導通するように、上り信号の通信路を切り替える。
なお、下り光スイッチエレメント211、及び上り光スイッチエレメント212について、両者を示す場合、光スイッチエレメントと表記する。
下り分岐用光スイッチ218は、OLT1から送信される光信号の送信先がONU3−1〜3−nである場合、光信号の経路を下り光スイッチエレメント211に向けて切り替えられ、OLT1から送信される光信号の送信先がOSW2である場合、光信号の経路を、スイッチ制御回路215に向けて切り替える。
上り分岐用光スイッチ219は、OLT1に送信される光信号の送信元がONU3−1〜3−nである場合、光信号の経路を上り光スイッチエレメント212に向けて切り替えられ、OLT1に送信される光信号の送信元がスイッチ制御回路215である場合、光信号の経路を、スイッチ制御回路215に向けて切り替える。
下りスイッチドライバ213は、下り光スイッチエレメント211、及び下り分岐用光スイッチ218を駆動する回路である。上りスイッチドライバ214は、上り光スイッチエレメント212、及び上り分岐用光スイッチ219を駆動する回路である。
光−電気信号変換部(O/E変換部)216は、光信号を電気信号に変換する。電気−光信号変換部(E/O変換部)217は、電気信号を光信号に変換する。
合波・分波部(WDM)223は、OSW2とOLT1との間で波長多重される上り光信号と下り光信号とを分離し、多重する。
スイッチ制御回路215は、OLT1から受信するスイッチ切替制御フレーム(後述)によって、下り光スイッチエレメント211、上り光スイッチエレメント212、下り分岐用光スイッチ218、及び上り分岐用光スイッチ219の切り替えを制御する。
下り光スイッチエレメント211、上り光スイッチエレメント212、下り分岐用光スイッチ218、及び上り分岐用光スイッチ219を切り替える時刻は、OLT1が算出し、図7に示すフォーマットの光スイッチ切替制御フレームを用いて、OSW2に通知する。
図4Aは、本発明の第1の実施形態の下り分岐用光スイッチ218の構成を示すブロック図である。
下り分岐用光スイッチ218は、入力ポート2181、及び出力ポート2182−1、2182−2を備える。下り分岐用光スイッチ218は、1入力2出力のスイッチである。入力ポート2181は、合波・分波部(WDM)220と接続する。出力ポート2182−1は、下り光スイッチエレメント211と接続する。出力ポート2182−2は、電気−光信号変換部216と接続する。
図4Bは、本発明の第1の実施形態の上り分岐用光スイッチ219の構成を示すブロック図である。
上り分岐用光スイッチ219は、出力ポート2191、入力ポート2192−1、及び2192−2を備える。上り分岐用光スイッチ219は、2入力1出力のスイッチである。出力ポート2191は、合波・分波部(WDM)220と接続する。入力ポート2192−1は、光−電気信号変換部217と接続する。入力ポート2182−2は、上り光スイッチエレメント212と接続する。
図5は、本発明の第1の実施形態のOLT1の構成を示すブロック図である。
OLT1は、合波・分波部(WDM)101、電気−光信号変換部(E/O変換器)102、光−電気信号変換部(O/E変換器)103、下りフレーム処理部104、上りフレーム処理部105、プロトコル制御部106、及びゲートウェイインタフェース(GW IF)110を備える。
合波・分波部(WDM)101は、OLT1とOSW2との間で波長多重される上り光信号と下り光信号とを分離し、多重する。
電気−光信号変換部(E/O変換部)102は、電気信号を光信号に変換する。光−電気信号変換部(O/E変換部)103は、光信号を電気信号に変換する。
下りフレーム処理部104は、OSW2へ送信されるフレームを生成する。上りフレーム処理部105は、OSW2から受信したフレームを処理する。プロトコル制御部106は、OLT1とOSW2と、及びOLT1とONU3−1〜3−nとの間でやり取りされる制御プロトコルを処理する。
ゲートウェイインタフェース110は、ゲートウェイ(GW)53との間において信号を送受信するインタフェースである。
図6は、本発明の第1の実施形態のEPONのフレーム60のフォーマットを示す説明図である。
EPONのフレーム60は、プリアンブル610、宛先MACアドレス(DA)620、送信元MACアドレス(SA)630、フレーム種別又はフレーム長を示すType/Lengthフィールド640、ペイロード650、及びフレームチェックシーケンス(FCS)660の各フィールドを含む。
プリアンブル610は、予約フィールド611及び613、SLD(Start of LLID Delimiter)612、論理識別子(LLID)614、及び符号誤りチェックを行うCRC(Cyclic Redundancy Check)615の各フィールドを含む。
SLD612は、プリアンブル領域に論理識別子(Logical Link Identifier、LLID)が記載されていることを示すフィールドである。LLID614は、OLT1がONU3、又はOSW2に割り当てる論理的な識別子である。
本実施形態の光アクセスシステムにおいて、OLT1とOSW2との間、又はOLT1とONU3との間で送受信される制御フレームのフォーマットとして、非特許文献1に規定されるMPCPDU(Multipoint Control Protocol Data Unit)と同等のフォーマットを用いることが可能である。
図7は、本発明の第1の実施形態のMPCPDU65のフォーマットを示す説明図である。
MPCPDU65は、図6に示すEPONのフレーム60のDA620、SA630、Type/Lengthフィールド640、ペイロード650、及びFCS660を含む。特にペイロード650には、命令コード651、タイムスタンプ652、及びデータ653が含まれる。
図8は、本発明の第1の実施形態の光スイッチ切替制御フレームのフォーマットを示す説明図である。
図8には、図6に示すEPONのフレーム60のペイロード650部分のみを示す。図8に示す光スイッチ切替制御フレームのフォーマットは、OLT1が、OSW2に設ける下り光スイッチエレメント211、または、上り光スイッチエレメント212、または、下り分岐用光スイッチ218、または、上り分岐用光スイッチ219の切替制御を行うために、OSW2に対して送信するメッセージのフォーマットである。OLT1がOSW2又はONU3を初期登録する際には、OLT1がOSW2又はONU3に送信するメッセージが、適切な宛先に到達するようにするため、OLT1は、光スイッチ切替制御フレームを用いて、OSW2に設ける下り光スイッチエレメント111、または、下り分岐用光スイッチ218を切り替える。。また、OLT1がOSW2又はONU3を初期登録する際には、OSW2又はONU3に送信するメッセージが、OLT1に到達するようにするため、OLT1は、光スイッチ切替制御フレームを用いて、OSW2に設ける上り光スイッチエレメント212、または、上り分岐用光スイッチ219を切り替える。
光スイッチ切替制御フレームにおいて、命令コード651には、光スイッチエレメントの切り替えを示す値が設定される。さらに、タイムスタンプ652に続いて、データ653には、上り光スイッチエレメント212、又は下り光スイッチエレメント211のいずれを制御するフレームであるかを示す制御対象6531、光スイッチ切替制御フレームに設定されている光スイッチ切替スケジュールの切替設定数6532、光スイッチエレメントの切替時刻tと光スイッチエレメントのポート番号Port#との対応付け6533(6533−1〜6533−n)が設定される。
図9は、本発明の第1の実施形態のRegister Requestメッセージ75のフォーマットを示す説明図である。
図9に示すRegister Requestメッセージ75のフォーマットは、OLT1がOSW2を初期登録する際、OSW2がOLT1に送信するメッセージの一つである。
Register Requestメッセージ75において、命令コード751には、このメッセージがRegister Requestメッセージ75であることを示す値が設定される。さらに、Register Requestメッセージ75には、タイムスタンプ752、フラグ753、ディスカバリ情報754、ペンディンググラント755、レーザオンタイム756、及びレーザオフタイム757が設定される。
Register Requestメッセージ75には、レーザオフタイム757に続いて、OSW2がOLT1から受信した光スイッチ切替制御フレームを処理するために要する時間(Tc)758、OSW2における光スイッチエレメントが持つ出力ポートの接続先を切り替えるための時間(Ts)759、OSW2の光スイッチエレメントが持つスイッチポート数760が設定される。スイッチポート数760に続いて、パディングフィールド761が設けられ、最後にフレームチェックシーケンス(FCS)762が設定される。
図10は、本発明の第1の実施形態の光スイッチエレメントのスイッチポート番号10611とLLID10612との対応関係が設定されたテーブル1061を示す説明図である。
図10は、本発明の第1の実施形態のOLT1に含まれる、下り光スイッチエレメント211の出力ポート2112−1〜2112−n、又は上り光スイッチエレメント212の入力ポート2122−1〜2122−nと、ONU3−1〜3−nにOLT1によって割り当てられたLLID、及びOLT1とONU3との間で信号が往復するのに要する時間であるラウンドトリップタイム(RTT)、又はOLT1とOSW2との間のラウンドトリップタイムRTTとの対応関係が示されたテーブル1061である。
テーブル1061は、スイッチポート番号10611と、LLID10612と、ラウンドトリップタイムRTT10613とを含む。スイッチポート番号10611は、下り光スイッチエレメント211の出力ポート2112、又は上り光スイッチエレメント212の入力ポート2122を識別する番号である。LLID10612は、スイッチポート番号10611が示すスイッチポートに接続されるONU3に、OLT1によって割り当てられたLLIDの番号である。ラウンドトリップタイムRTT10613は、OLT1とONU3との間で信号が往復するのに要する時間である。また、RTT10613は、OLT1とOSW2との間で信号が往復するのに要する時間であってもよい。
テーブル1061は、スイッチポート番号10611と、LLID10612と、ラウンドトリップタイムRTT10613とをエントリー10614(10614−1〜10614−n、ここで、nはOSW2の下り光スイッチエレメント211の出力ポート数、又は上り光スイッチエレメント212の入力ポート数、又は光スイッチエレメントのすべてのスイッチポート数をあわせた数と同じ値)ごとに示す。
さらに、テーブル1061には、OSW2のスイッチ制御回路215を示すポートのエントリー10614−0が設けられてもよい。ここで、OSW2のスイッチ制御回路215を示すポートとは、図4Aによって示す、下り分岐用光スイッチ218の出力ポート2182−2、又は図4Bによって示す、上り分岐用光スイッチ219の入力ポート2192−1である。
テーブル1061のエントリー10614によって、スイッチポート10611、LLID10612、及びRTT10613は、対応付けられる。
OLT1は、テーブル1061を、プロトコル制御部106に含む。
図11を用いて、本発明の第1の実施形態によるOSW2の初期登録の手順を説明する。
図11は、本発明の第1の実施形態のOSW2の初期登録の手順を示すシーケンス図である。
OLT1は、光アクセスシステム50の起動後、又はOSW2の起動後、OSW2をOLT1に初期登録する。まず、OLT1は、光スイッチ切替制御フレームFR−C1d、および、FR−C1uをOSW2に送信する。ここで、FR−C1dは、下り光スイッチエレメント211、および、下り分岐用光スイッチ218の切替制御用のフレームである。また、FR−C1uは、上り光スイッチエレメント212、および、上り分岐用光スイッチ219の切替制御用のフレームである。
光スイッチ切替制御フレームFR−C1d、FR−C1uは、図6に示すEPONのフレーム60であり、図8に示すペイロード650を含む。
OSW2は、光スイッチ切替制御フレームFR−C1d、および、FR−C1uを受信すると、下り分岐用光スイッチ218の出力ポート2182−1、及び上り分岐用光スイッチ219の入力ポート2192−2を、各々、出力ポート2182−2、及び入力ポート2192−1に切り替えることによって、通信の経路をOSW2のスイッチ制御回路215に切り替える。これによって、OSW2は、OLT1が送信した光スイッチ切替制御フレームをスイッチ制御回路215において処理することが可能になり、OLT1へ光スイッチ切替制御フレームを送信することが可能になる。
次に、OLT1は、OSW2を発見するための光スイッチ切替制御フレームであるDiscovery GateメッセージFR−DG1をOSW2に送信する。Discovery GateメッセージFR−DG1は、図6に示すEPONのフレーム60であり、非特許文献1に示されるEPONのDiscovery Gateメッセージと同等のものである。
OSW2は、Discovery GateメッセージFR−DG1を受信すると、Discovery GateメッセージFR−DG1への応答として、Register RequestメッセージFR−RR1をOLT1に送信する。OSW2は、Register RequestメッセージFR−RR1を送信することによって、OSW2を登録する要求をOLT1に通知する。Register RequestメッセージFR−RR1は、図6に示すEPONのフレーム60であり、図9に示すRegister Requestメッセージ75を含む。
OSW2は、Register RequestメッセージFR−RR1を送ることによって、OLT1に、少なくとも、OSW2がOLT1から受信した光スイッチ切替制御フレームを処理するために要する時間(Tc)758と、OSW2における光スイッチエレメントが持つ出力ポート2112の接続先を切り替えるための時間(Ts)759と、OSW2の光スイッチエレメントのスイッチポート数と、後述するRegister RequestメッセージFR−RR1を送信する時刻t1とを通知する。
なお、OSW2がOLT1から受信した光スイッチ切替制御フレームを処理するために要する時間(Tc)758と、OSW2における光スイッチエレメントが持つ出力ポートの接続先を切り替えるための時間(Ts)759とは、OSW2があらかじめ記憶している値である。
なお、非特許文献1に記載されるEPONを用いたONU3の初期登録手順は、Discovery Gateメッセージを受信したONU3が、Discovery Gateメッセージが指定したフレームの送信時刻から、ランダム時間待機した後、Register Requestメッセージを送信する手順である。一方、本発明の第1の実施形態におけるOSW2の初期登録手順は、ランダム時間待機することなく、OSW2が、Discovery Gateメッセージが指定したフレーム送信時刻になると、Register RequestメッセージFR−RR1をOLT1に送信する手順である。
OLT1は、OSW2からRegister RequestメッセージFR−RR1を受信すると、OSW2を登録するため、RegisterメッセージFR−R1をOSW2に送信する。
RegisterメッセージFR−R1は、OLT1によって割り当てられたOSW2を示すLLIDを含む。
さらにOLT1は、OSW2がOLT1へRegister AckメッセージFR−RA1を送信することを許可する時刻を指定するため、GateメッセージFR−G1をOSW2に送信する。
OSW2は、GateメッセージFR−G1によって指定された時刻に、Register AckメッセージFR−RA1をOLT1に送信する。
前述の手順によって、OLT1は、OSW2の初期登録をする。
また、前述の手順によって、OLT1は、OLT1とOSW2の間のラウンドトリップタイムRTTsを測定する。
OLT1は、OSW2に送信するDiscovery GateメッセージFR−DG1に、OLT1がDiscovery GateメッセージFR−DG1をOSW2に送信する時刻t0を設定する。OLT1は、Discovery GateメッセージFR−DG1のうち、図8に示すTimestamp652に送信時刻t0を設定する。OSW2は、OLT1からDiscovery GateメッセージFR−DG1を受信すると、Discovery GateメッセージFR−DG1を受信した時刻を、OSW2自身のローカル時刻のt0と設定する。OSW2は、OLT1によるDiscovery GateメッセージFR−DG1の送信時刻t0を、Discovery GateメッセージFR−DG1を受信した時刻に設定することによって、OLT1とOSW2との時刻を同期する。
ここで、OLT1がDiscovery GateメッセージFR−DG1を送信してから、OSW2がDiscovery GateメッセージFR−DG1を受信するまでの時間、すなわち、OLT1がOSW2へ送信する信号の伝搬遅延時間を時間Tdとする。
OSW2は、OLT1に送信するRegister RequestメッセージFR−RR1に、Register RequestメッセージFR−RR1をOLT1に送信する時刻t1を設定する。OSW2は、Register RequestメッセージFR−RR1のうち、図9に示すTimestamp752に、時刻t1を設定する。ここで、OSW2がDiscovery GateメッセージFR−DG1をOLT1から受信してから、OSW2がRegister RequestメッセージFR−RR1をOLT1に送信するまでの時間を時間Twとする。
OLT1は、OSW2からRegister RequestメッセージFR−RR1を時刻t2において受信する。ここで、OSW2がRegister RequestメッセージFR−RR1を送信してから、OLT1がRegister RequestメッセージFR−RR1を受信するまでの時間、すなわち、OSW2がOLT1へ送信する信号の伝搬遅延時間を時間Tuとする。
前述によって、ラウンドトリップタイムRTTsは、RTTs=Td+Tu=(t2−t0)−Tw=(t2−t0)−(t1−t0)=t2−t1によって表すことができる。
ラウンドトリップタイムRTTsは、OLT1とOSW2との間で信号が往復するのに要する時間である。
OLT1は、Register RequestメッセージFR−RR1に含まれた時刻t1からラウンドトリップタイムRTTsを算出し、テーブル1061のRTT10613(図10参照)にラウンドトリップタイムRTTsを設定する。ラウンドトリップタイムRTTsは、テーブル1061のエントリー10614−0に設定される。また、エントリー10614−0のLLID10612には、OSW2に割り当てられたLLIDの値が設定される。
図12は、本発明の第1の実施形態のOLT1におけるOSW2の初期登録の手順を示すフローチャートである。
最初に、OLT1は、OSW2が登録されていない状態であることを示すため、OSW2登録フラグの値を0と設定する(ステップ1000)。OSW2登録フラグは、OLT1のプロトコル制御部106に格納される。
次に、OSW2の下り分岐用光スイッチ218の出力ポート2182−1、及び上り分岐用光スイッチ219の入力ポート2192−2を、OSW2の初期登録処理を行っている期間中、OSW2のスイッチ制御回路215に切り替えるため、光スイッチ切替制御フレームFR−C1d、および、FR−C1uをOSW2に送信する(ステップ1010)。続いて、OLT1はDiscovery GateメッセージFR−DG1をOSW2に送信する(ステップ1020)。
OLT1は、ステップ1020において送信したDiscovery GateメッセージFR−DG1に対する応答であるRegister RequestメッセージFR−RR1を所定の時間内に受信したか否かを判定する(ステップ1030)。
Register RequestメッセージFR−RR1を所定時間内に受信しない場合、OLT1は、OSW2が正常に起動していない、又は光スイッチ切替制御フレームFR−C1d、または、FR−C1uが正常にOSW2のスイッチ制御回路215に到達していないため、ステップ1020に戻り、再度光スイッチ切替制御フレームFR−C1d、および、FR−C1uをOSW2に送信する。
Register RequestメッセージFR−RR1を所定の時間内に受信した場合、OLT1におけるOSW2の初期登録は、ステップ1040に進む。
OLT1は、OSW2からRegister RequestメッセージFR−RR1を受信すると、Register RequestメッセージFR−RR1に含まれる情報に基づいて、OSW2のスイッチポート10611と、ONU3に割り当てるLLID10612との対応関係を示すテーブル1061(図10参照)のエントリー10614を生成する(ステップ1040)。ここで、生成するテーブルのエントリー数nは、ステップ1030において受信したRegister RequestメッセージFR−RR1に含まれる、OSW2の光スイッチエレメントのスイッチポート数と同じである。
次に、OLT1は、RegisterメッセージFR−R1をOSW2に送信する(ステップ1050)。続いて、OLT1は、OSW2がOLT1へRegister AckメッセージFR−RA1の送信が許可される時刻を通知するため、GateメッセージFR−G1をOSW2に送信する(ステップ1060)。
OLT1は、ステップ1050において送信したRegisterメッセージFR−R1に対する応答であるRegister AckメッセージFR−RA1を受信する(ステップ1070)。OLT1は、OSW2の初期登録が完了し、OSW2が登録された状態であることを示すため、OSW2登録フラグの値を1に変更する(ステップ1080)。
図13は、本発明の第1の実施形態のOSW2におけるOSW2の初期登録の手順を示すフローチャートである。
OSW2は、OLT1から光スイッチ切替制御フレームFR−C1d、および、FR−C2uを受信すると(ステップ1200)、OSW2の下り分岐用光スイッチ218の出力ポート2182−1、及び上り分岐用光スイッチ219の入力ポート2192−2を、各々、出力ポート2182−2、及び入力ポート2192−1に切り替えることによって、通信の経路をOSW2のスイッチ制御回路215に切り替える。(ステップ1210)。
続いて、OSW2は、OLT1からDiscovery GateメッセージFR−DG1を受信する(ステップ1220)。OSW2は、OLT1から送られたDiscovery GateメッセージFR−DG1の応答として、図9に示すRegister RequestメッセージFR−RR1をOLT1に送信する(ステップ1230)。
OSW2は、OLT1からRegisterメッセージFR−R1を受信し(ステップ1240)、続いて、GateメッセージFR−G1を受信する(ステップ1250)。OSW2は、ステップ1250において受信したGateメッセージFR−G1に示されたフレーム送信時刻に、Register AckメッセージFR−RA1をOLT1に送信する(ステップ1260)。
図14は、本発明の第1の実施形態のONU3の初期登録の手順を示すシーケンス図である。
OLT1は、図11に示した手順によって、OSW2の初期登録が完了すると、ONU3の初期登録をする。
図14に示す初期登録は、ONU#j(3−j)(jは1〜nのうち任意の値を示す)の初期登録の手順を示す。図14に示す初期登録の手順によって、ONU#j(3−j)は、OSW2における下り光スイッチエレメント211の出力ポート2112−jと、上り光スイッチエレメント212の入力ポート2122−jに割り当てられる。
OLT1は、スイッチポート10611の番号とLLID10612との対応関係を示すテーブル1061(図10参照)を参照し、初期登録する対象のONU#j(3−j)に割り当てられるOSW2のスイッチポート10611を選択する。選択されるスイッチポート10611は、LLID10612、及びRTT10613がNULLであるエントリー1064である。図14において、選択されたスイッチポート10611は、出力ポート2112−jと、入力ポート2122−jとである。
OLT1は、選択した入力ポート2122−j及び出力ポート2112−jの値を、光スイッチ切替制御フレームFR−C2d、および、FR−C2uの図8に示す対応付け6533における光スイッチエレメントのポート番号Port#に設定する。
なお、設定される光スイッチエレメントの切替時刻tは、OSW2の初期登録の際にOSW2からOLT1に送信された時間Tc、時間Tsに基づいてOLT1によって算出される。
OLT1は、OSW2の下り光スイッチエレメント211の出力ポート2112−j、及び上り光スイッチエレメント212の入力ポート2122−jを、ONU#j(3−j)に切り替えるため、光スイッチ切替制御フレームFR−C2d、および、FR−C2uをOSW2に送信する。
OSW2では、光スイッチ切替制御フレームFR−C2d、および、FR−C2uは、スイッチ制御回路215に送られる。 スイッチ制御回路215は、光スイッチ切替制御フレームFR−C2d、および、FR−C2uを受信すると、光スイッチ切替制御フレームFR−C2d、および、FR−C2uに含まれる光スイッチエレメントの切替時刻tと光スイッチエレメントのポート番号Port#との対応付け6533に示されたスケジュールにしたがって、下り光スイッチエレメント211の出力ポートを、出力ポート2112−jに、また、上り光スイッチエレメント212の入力ポートを、入力ポート2122−jに切り替える。
次にOLT1は、ONU#j(3−j)を発見するための制御フレームであるDiscovery GateメッセージFR−DG2をONU#j(3−j)に送信する。ここで、OSW2の出力ポート2112−jは、スイッチ制御回路215によって指示されたスケジュールによって既にONU#j(3−j)に接続されている。従って、Discovery GateメッセージFR−DG2は、光スイッチ切替制御フレームFR−C2dによって切り替えられたOSW2の下り光スイッチエレメント211を通過する。
ONU#j(3−j)は、OSW2の下り光スイッチエレメント211の出力ポート2112−jと接続されており、Discovery GateメッセージFR−DG2をOLT1から受信する。続いて、ONU#j(3−j)は、ONU#j(3−j)を登録する要求を、Register RequestメッセージFR−RR2を送信することによってOLT1に通知する。ここで、OSW2の入力ポート2122−jは、スイッチ制御回路215によって指示されたスケジュールによって既にONU#j(3−j)に接続されている。従って、Register RequestメッセージFR−RR2は、OSW2の上り光スイッチエレメント212を通過する。
OLT1は、Register RequestメッセージFR−RR2を受信すると、ONU#j(3−j)を登録するため、RegisterメッセージFR−R2をONU#j(3−j)に送信する。
RegisterメッセージFR−R2は、OLT1によって割り当てられたONU#j(3−j)を示すLLIDを含む。
OLT1は、RegisterメッセージFR−R2を送信すると、テーブル1061(図10参照)の、光スイッチ切替制御フレームFR−C2d、および、FR−C2uの送信時に選択したスイッチポート01611に対応するLLID10612に、ONU#j(3−j)を示すLLIDを設定する。
さらにOLT1は、ONU#j(3−j)がOLT1へRegister AckメッセージFR−RA2を送信することを許可する時刻を指定するため、GateメッセージFR−G2をONU#j(3−j)に送信する。
ONU#j(3−j)は、GateメッセージFR−G2を受信すると、GateメッセージFR−G2によって指定された時刻に、Register AckメッセージFR−RA2をOLT1に送信する。
前述によって、ONU#j(3−j)の初期登録は終了するが、初期登録をするべきONU#k(3−k)が存在する場合、ONU#j(3−j)の初期登録の手順をONU#k(3−k)に対して繰り返す。
また、このONU#j(3−j)の初期登録によって、OLT1は、OLT1とONU#j(3−j)の間のラウンドトリップタイムRTTjを測定する。
OLT1は、ONU#j(3−j)に送信するDiscovery GateメッセージFR−DG2に、OLT1がDiscovery GateメッセージFR−DG2をONU#j(3−j)に送信する時刻t0を設定する。ONU#j(3−j)は、OLT1からDiscovery GateメッセージFR−DG2を受信すると、Discovery GateメッセージFR−DG2を受信した時刻を、ONU#j(3−j)自身のローカル時刻のt0と設定する。ONU#j(3−j)は、OLT1によるDiscovery GateメッセージFR−DG2の送信時刻t0を、Discovery GateメッセージFR−DG2の受信時刻と設定することによって、OLT1とONU#j(3−j)との時刻を同期する。
ここで、OLT1がDiscovery GateメッセージFR−DG2を送信してから、ONU#j(3−j)がDiscovery GateメッセージFR−DG2を受信するまでの時間、すなわち、OLT1がONU#j(3−j)へ送信する信号の伝搬遅延時間をTdとする。
ONU#j(3−j)は、OLT1に送信するRegister RequestメッセージFR−RR2に、このRegister RequestメッセージFR−RR2をOLT1に送信する時刻t1を設定する。ここで、ONU#j(3−j)がDiscovery GateメッセージFR−DG2をOLT1から受信してから、ONU#j(3−j)がRegister RequestメッセージFR−RR2をOLT1に送信するまでの時間をTwとする。
OLT1は、ONU#j(3−j)からRegister RequestメッセージFR−RR2を時刻t2において受信する。ここで、ONU#j(3−j)がRegister RequestメッセージFR−RR2を送信してから、OLT1がRegister RequestメッセージFR−RR2を受信するまでの時間、すなわち、ONU#j(3−j)がOLT1へ送信する信号の伝搬遅延時間をTuとする。
前述によって、ラウンドトリップタイムRTTjは、RTTj=Td+Tu=(t2−t0)−Tw=(t2−t0)−(t1−t0)=t2−t1によって表すことができる。
OLT1は、Register RequestメッセージFR−RR1に含まれた時刻t1からラウンドトリップタイムRTTjを算出し、テーブル1061のRTT10613(図10参照)に設定する。
また、OLT1とOSW2との間のラウンドトリップタイムRTTs、及びOLT1とONU#j(3−j)との間のラウンドトリップタイムRTTjを用いることによって、OLT1は、OSW2とONU#j(3−j)との間のラウンドトリップタイムRTTsjを、RTTsj=RTTj−RTTsとして、算出する。
ラウンドトリップタイムRTTjは、OLT1とONU#j(3−j)との間で信号が往復するのに要する時間である。また、ラウンドトリップタイムRTTsjは、OSW2とONU#j(3−j)との間で信号が往復するのに要する時間である。ラウンドトリップタイムRTTsjを算出することによって、ONU3からOLT1へデータフレームを送信する際に、上りスイッチエレメント212の入力ポート2122をONU3に接続するタイミングをスケジュールすることが可能となる。
図15は、本発明の第1の実施形態のONU3の初期登録の手順を示すフローチャートである。
OLT1は、OSW2の初期登録が完了しているか否かを、OSW登録フラグに基づいて判定する(ステップ1410)。
OSW登録フラグが0であり、OSW2の初期登録が完了していない場合、OLT1は、図12のフローチャートに示すOSW2の初期登録をする(ステップ1500)。
OSW登録フラグが1であり、OSW2の初期登録が完了している場合、OLT1は、ONU#j(3−j)を初期登録するためにONU#j(3−j)と接続されるOSW2のスイッチポートを、スイッチポート10611とLLID10612との対応関係を示すテーブル1061(図10参照)を参照し、制御フレームを送信する対象となるOSW2のスイッチポート10611を選択する(ステップ1420)。OLT1は、ステップ1420において、テーブル1061のLLID10612がNULLであるエントリー10614の、スイッチポート10611を選択する。これによって、LLID10612がNULLであるスイッチポート10611に、新たに接続されたONU3の初期登録の処理を開始する。
図15においては、OLT1が初期登録する対象となるONU#j(3−j)に接続されるOSW2における下り光スイッチエレメント211の出力ポート2112−jと、上り光スイッチエレメント212の入力ポート2122−jが選択される。
OLT1は、OSW2における光スイッチエレメントのスイッチポートを切り替えるよう、光スイッチ切替制御フレームFR−C2d、および、FR−C2uをOSW2に送信する(ステップ1430)。続いて、OLT1は、Discovery GateメッセージFR−DG2をONU#j(3−j)に送信する(ステップ1440)。
OLT1は、所定の時間内に、ステップ1440において送信したDiscovery GateメッセージFR−DG2に対する応答であるRegister RequestメッセージFR−RR2を受信したか否かを判定する(ステップ1450)。
ステップ1450において、Register RequestメッセージFR−RR2を受信しない場合、ONU#j(3−j)にDiscovery GateメッセージFR−DG2が正常に到達していないため、ONU#j(3−j)の初期登録を終了する。
OLT1は、Register RequestメッセージFR−RR2をONU#j(3−j)から受信すると、Register RequestメッセージFR−RR2を送信したONU#j(3−j)に対して割り当てるLLIDを決定し、OSW2のスイッチポート10611の番号とLLID10612との対応関係を示すテーブル1061(図10参照)に、決定したLLIDの値を設定する(ステップ1460)。
次に、OLT1は、ステップ1460において決定したLLIDの値を、RegisterメッセージFR−R2に設定し、RegisterメッセージFR−R2をONU#j(3−j)に送信する。続いて、GateメッセージFR−G2を送信する。
OLT1は、RegisterメッセージFR−R2に対応するRegister AckメッセージFR−RA2を受信すると(ステップ1490)、ONU3の初期登録を終了する。
図16は、本発明の第2の実施形態のOSW2の初期登録のOLT1とOSW2との間の処理を示すシーケンス図である。
図11のシーケンス図に示す第1の実施形態においては、OLT1は、OLT1自身が光スイッチ切替制御フレームFR−C2d、FR−C2u、及びDiscovery GateメッセージFR−DG2を送信することによって、OSW2の初期登録を開始する。
一方、図16のシーケンス図に示す第2の実施形態においては、最初にOSW2が、OSW2自身が起動した際に、OLT1にRegister RequestメッセージFR−RR0を送信することによって、OSW2の初期登録が開始される。
なお、OSW2は、Register RequestメッセージFR−RR0を送信する前に、あらかじめ、下り分岐用光スイッチ218の出力ポート2182−1、及び上り分岐用光スイッチ219の入力ポート2192−2を、各々、出力ポート2182−2、及び入力ポート2192−1に切り替えることによって、通信の経路をOSW2のスイッチ制御回路215に切り替えておく。
OLT1は、OSW2が送信したRegister RequestメッセージFR−RR0を受信すると、OSW2を発見するため、Discovery GateメッセージFR−DG3をOSW2に送信する。続いて、OSW2は、Register RequestメッセージFR−RR3をOLT1に送信する。
OSW2は、第1の実施形態と同様に、Register RequestメッセージFR−RR3を送ることによって、OLT1に、OSW2がOLT1から受信した光スイッチ切替制御フレームを処理するために要する時間(Tc)758と、OSW2における光スイッチエレメントが持つ出力ポートの接続先を切り替えるための時間(Ts)759と、OSW2の光スイッチエレメントのスイッチポート数とを通知する。
以降における、RegisterメッセージFR−R3、GateメッセージFR−G3、及びRegister AckメッセージFR−RA3は、第1の実施形態におけるRegisterメッセージFR−R1、GateメッセージFR−G1、及びRegister AckメッセージFR−RA1と同じである。
OLT1は、OSW2から送られたRegister RequestメッセージFR−RR3をOLT1が受信することによって、OSW2の初期登録を開始する。
図17は、本発明の第2の実施形態のOSW2におけるOSW2の初期登録の手順を示すフローチャートである。
図17は、図16に示す手順のうち、OSW2における処理をフローチャートによって示した図である。
まず、OSW2のスイッチ制御回路215は、OSW2のスイッチポートをスイッチ制御回路215に向けて切り替える(ステップ1610)。
次に、OSW2は、Register RequestメッセージFR−RR0をOLT1に送信する(ステップ1620)。OSW2は、OLT1からDiscovery GateメッセージFR−DG3を所定の時間内に受信するか否かを判定する(ステップ1630)。
ステップ1630において、OLT1からDiscovery GateメッセージFR−DG3を所定の時間内に受信しない場合は、OSW2は、ステップ1620に戻り、Register RequestメッセージFR−RR0を再度送信する。ステップ1630において、Discovery GateメッセージFR−DG3を受信した場合、OSW2は、Register RequestメッセージFR−RR3を送信する(ステップ1640)。
OSW2は、OLT1からRegisterメッセージFR−R3を受信し(ステップ1650)、続いて、OLT1からGateメッセージFR−G3を受信すると(ステップ1660)、Register AckメッセージFR−RA3を送信する(ステップ1650)。これによって、第2の実施形態のOSW2におけるOSW2の初期登録の手順を終了する。
図18は、本発明の第2の実施形態のOLT1におけるOSW2の初期登録の手順を示すフローチャートである。
OLT1は、光アクセスシステム50の起動後、OSW登録フラグの値を0に設定する(ステップ1810)。
OLT1は、OSW2からRegister RequestメッセージFR−RR0を受信するまで待機する(ステップ1820)。
OLT1は、OSW2からRegister RequestメッセージFR−RR0を受信すると、Discovery GateメッセージFR−DG3をOSW2に送信する(ステップ1830)。OLT1は、OSW2からRegister RequestメッセージFR−RR3を受信すると(ステップ1840)、RegisterメッセージFR−R3を送信し(ステップ1850)、続いて、GateメッセージFR−G3を送信する(ステップ1860)。
OLT1は、OSW2からRegister AckメッセージFR−RA3を受信すると(ステップ1870)、OSW登録フラグの値を0に設定する(ステップ1880)。これによって、OLT1におけるOSW2の初期登録の手順を終了する。
前述の通り、本発明の第1及び第2の実施形態によれば、光アクセスシステム50の起動時に、OSW2及びONU3の初期登録をすることができる。また、光スイッチエレメントの切り替えスケジュールをOLT1から送信された情報に基づいて、OSW2のスイッチ制御回路215が指定することによって、光ファイバによる遅延回路及び上り通信用のO/E変換器をOSW2に設けることなく、ONU3への入出力ポートを切り替える装置を提供することが可能である。