JP5370490B2 - 光ネットワーク装置、光ネットワークシステム、光ネットワーク装置の故障検出方法、及び光ネットワーク装置の故障検出プログラム - Google Patents
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Description
図6Aおよび図6BはPONシステムの基本構成を示したものである。エンドユーザー宅には子局装置としてONU(Optical Network Unit)が設置され、局には親局装置としてOLT(Optical Line Terminator)が設置される。両者は光ファイバーおよび光分岐・結合器(Optical Splitter)を用いて接続される。なお多数の分岐・結合を行う場合は複数のOptical Splitterを多段に接続する方法が用いられる。
各ユーザのパソコンはONUを介してネットワークに接続され、さらにOLTを経て上位ネットワーク及びインターネットに接続される。上り方向の信号(波長は通常1.3μm)と下り方向の信号(波長は通常1.5μm)とを波長多重することにより、親局装置と子局装置とは双方向1芯の光ファイバーで接続することができる。
下り方向の信号はOLTから全ONUにブロードキャストされ、各ONUは信号中のフレームの宛先をチェックし自装置宛のフレームを取り込む。一方、各ONUからの上り方向の信号はOptical Splitterで合流するが、この時、信号の衝突が起こらないようにするため、時分割多重が用いられる。そのため、OLTは各ONUから時々刻々報告される出力要求(REPORT)を調停し、OLT−ONU間の距離に基づく伝送時間を計算した上で各ONUに対して信号送出許可(GATE)を与える。出力要求(REPORT)にはバッファのキューの状態(待ち行列の長さ)が情報として含まれている。信号送出許可(GATE)には信号の優先度毎に送出開始時刻および送出継続時間が含まれており、ONUはこれに従って上り信号を送出する。すなわち上り方向の帯域割当はタイムスロットの割当として実現される。図6Aおよび図6BはOLTがひとつのPONを収容し、ONUが3台接続された場合の信号の流れを示している。図6Aは信号が下り方向に伝搬する状況を、図6Bは信号が上り方向に伝搬する状況をそれぞれ示している。図6A、B中の数字付きの四角が各ONU宛ておよび各ONU発の信号のフレームを示す。なお、OLTと各ONUとの距離はそれぞれ異なるため、OLTが適切な信号送出許可を与えるには、立ち上げ時に個々のONUとの信号往復時間を計測しておかなければならない。これをPONの立ち上げ処理と呼ぶ。
PONの親局装置であるOLTは、一般に複数のPONを収容しそれらの信号を集線・分離する機能を有している。OLTのPONインタフェース部はPONの入出力機能、信号終端機能、装置内インタフェース機能等を有している。図7ではOLTはひとつのPONインタフェース部を有しており、第1段(1:8)1個、第2段(1:4)8個、第3段(1:4)32個の、3段のOptical Splitter41個により128台のONUを収容する例を示している。今後はさらに分岐数が増加する方向にあり、実験試作レベルでは既に1024分岐の例も報告されている。
ところで、子局装置ONUの故障として上り方向の信号が常時発光(消光不良)となる故障モードがある。常時送信される光は他のONUの上り信号と衝突しこれらを破壊するためOLT側で上り信号の受信ができなくなる。上り信号はOLT側で1本の光ファイバーに集約されて受信されるため、このような状態になると、OLT側では多数のONUのうちのどれが常時発光を起こしているかを判定することは難しい。
このような問題に対応するために、消光不良を起こしたONUを特定する技術の一例が特開2004−112746号公報(以下特許文献1という)に記載されている。特許文献1に記載の故障ONU特定技術は以下の通りである。親局側のOLTに多数の子局装置ONUが接続されているPONシステムにおいて、いずれかのONUに消光不良が発生した場合、OLTは全てのONUを個別に指定し、発光をオフさせるコマンドを含めた信号を順次、下り送信する。前記コマンドを受信した各ONUは、自局の発光をオフしていく。そして消光不良を起こしているONUが、前記コマンドに基づき発光をオフした時に、それまでOLTが受信していた常時発光信号(背景光)が消滅することから、OLTは当該ONUが消光不良を起こしていたONUであることを特定することができる。
なお以上のように、ONUを一つ一つチェックしていく方法は、ONUの数が多いと手間も時間もかかるが、特許文献1にはより効率よく故障ONUを検出できる方法として以下のような変形例も記載されている。すなわちOLTは、接続されているONUを2つのグループに分け、一方のグループに消光コマンドを送信する。一方のグループ全体が消光した時に、OLTが受信していた常時発光信号が消滅すれば、そのグループの中に故障ONUが存在しているものと判断し、常時発光信号が消滅しなければ、他方のグループに故障ONUが存在しているものと判断する。そして故障ONUが存在すると判断されたグループをさらに2つのグループに分け、同様に故障ONUが存在している方のグループを特定する。このように故障ONUが存在するグループを絞り込んでいくことにより、効率よく故障ONUを検出することができる。
その理由は、複数のONUが同時に消光不良の故障を起こしている場合、故障ONUのひとつに消光コマンドを送信し、発光を停止させても、他に消光不良のONUがあればOLTは背景光として常時発光を受信し続けるためである。すなわちこのような場合には、OLTは故障ONUを一つ消光させても、他の故障ONUからの常時発光により正規の信号受信は妨害されたままであり、状態の変化を検知することができない。またONUを2つのグループに分割し、どちらのグループに故障ONUが含まれるかの判別を繰返し、絞り込んでいく方法も同様である。すなわち故障ONUが一つだけという前提があるならば、一方のグループのONUを全て消光しても常時発光信号が消えない場合は、故障ONUは他方のグループに存在すると判断できる。しかし故障ONUが複数存在する可能性があるならば、消光したグループ内に故障ONUが含まれているのか否かが判別できないので、故障ONUを含むグループの絞り込みができない。
本発明の目的は上記課題を解決することにある。このために本発明は、親局側で、故障した子局装置を、その数によらず効率的に特定できる光ネットワーク装置、光ネットワークシステム、光ネットワーク装置の故障検出方法、及び光ネットワーク装置の故障検出プログラムを提供する。
また本発明の光ネットワークシステムは、上記の本発明の光ネットワーク装置が、分岐された光ファイバーを介して少なくとも2つの子局装置と接続されている。
また本発明の光ネットワーク装置の故障検出方法は、親局装置が、分岐された光ファイバーを介して少なくとも2つの子局装置と接続された光ネットワークシステムにおける光ネットワーク装置の故障検出方法であって、その各々をいずれかに排他的に含む少なくとも2つのグループに分割された前記少なくとも2つの子局装置のうち、前記少なくとも2つのグループの中から選択されたグループに属する全ての前記子局装置に対し、発光コマンドを含んだ制御信号を送信するとともに、前記選択されたグループ以外のグループに属する全ての前記子局装置に対し、消光コマンドを含んだ制御信号を送信し、この発光/消光制御処理を前記少なくとも2つのグループの各々につき行う送信工程と、前記発光/消光制御処理の実行後に、前記選択されたグループについて、当該グループに属する前記子局装置が発光する信号光を正常に受信できるか否かを判定し、信号光を正常に受信できないと判定したグループからさらに分割された各グループにつき前記発光/消光制御処理を行うよう前記送信手段に指示する選別絞り込み工程とを備える。
また本発明の光ネットワーク装置の故障検出プログラムは、親局装置が、分岐された光ファイバーを介して少なくとも2つの子局装置と接続された光ネットワークシステムにおける光ネットワーク装置の故障検出プログラムであって、その各々をいずれかに排他的に含む少なくとも2つのグループに分割された前記少なくとも2つの子局装置のうち、前記少なくとも2つのグループの中から選択されたグループに属する全ての前記子局装置に対し、発光コマンドを含んだ制御信号を送信するとともに、前記選択されたグループ以外のグループに属する全ての前記子局装置に対し、消光コマンドを含んだ制御信号を送信し、この発光/消光制御処理を前記少なくとも2つのグループの各々につき行う送信手順と、前記発光/消光制御処理の実行後に、前記選択されたグループについて、当該グループに属する前記子局装置が発光する信号光を正常に受信できるか否かを判定し、信号光を正常に受信できないと判定したグループからさらに分割された各グループにつき前記発光/消光制御処理を行うよう前記送信手段に指示する選別絞り込み手順とを備える。
これらの子局装置3−1〜3−nは、それぞれ少なくとも1つの子局装置を含んだ、少なくとも2つのグループ1〜m(mは2以上の自然数)に分けられている。なおすべての子局装置はいずれかのグループに属し、また同じ子局装置が異なるグループに同時に属することはない。親局装置1は、子局装置3−1〜3−nに対し、信号光を発光させる発光コマンドまたは消光させる消光コマンドを含んだ制御信号を送信する送信手段4を有している。
親局装置1は送信手段4により、子局装置のグループ1〜mを順次指定して、指定したグループに属する全ての子局装置には発光コマンドを含んだ制御信号を送信する。その一方、親局装置1は、指定したグループ以外のグループに属する全ての子局装置には消光コマンドを含んだ制御信号を送信する。
また親局装置1は選別絞り込み手段5を有し、発光を指定したグループに属する子局装置からの信号光を正常に受信できるか否かを判定する。
信号光が正常に受信できないと判定されたグループは、さらに当該グループより小さいグループに分割され、前記送信手段と、前記選別絞り込み手段を用いて、信号光が正常に受信できないグループを抽出する。これを繰り返すことにより、信号光が正常に受信できないグループを絞り込む。
以上のように、この実施の形態では、子局装置のグループ毎に当該グループに属する子局装置からの信号光を正常に受信できるか否かを判定し、消光不良の故障を生じた子局装置を含むために信号光が正常に受信できないグループを抽出している。したがって消光不良の故障を生じた子局装置が複数存在していたとしても、消光不良の故障を生じた子局装置を含むグループをそれぞれ抽出することができる。そして消光不良の故障を生じた子局装置が属するグループを絞り込むことにより、多数の子局装置を有する光ネットワークシステムにおいて、消光不良の故障を生じた子局装置を、その数によらず効率的に抽出することができる。
次に本発明の他の実施の形態として、PONシステムの場合を例にとって、構成および動作を具体的かつ詳細に説明する。図2は図7に示したPONシステムと同様の光ネットワークシステムである。図2を参照すると、親局装置であるOLT6からのファイバーケーブルは3段に分岐し、子局装置であるONU1〜128と接続されている。
ONU1〜128は、グループ1(ONU1〜64)、グループ2(ONU65〜128)に2分割されている。OLT6は、ONU1〜128に対し、それぞれ信号光を発光させる発光コマンドまたは消光させる消光コマンドを含んだ制御信号を送信する機構を有し、ONU1〜128は、前記制御信号を受信したとき、前記コマンドに基づき信号光を発光または消光する。そして各ONUは、次の前記制御信号を受信するまで、信号光の発光または消光の状態を継続する。消光不良の故障ONUを含んでいるグループでは、常時発光による妨害のため、OLT6はこのグループのONUからの信号光をいずれも正常に受信できない。
以下に、本実施の形態における故障装置検出動作を説明する。ここでは例としてONU8とONU126とが消光不良の故障を起こし、常時発光しているものとする。
まずOLT6はグループ1を指定し、グループ1に属するONU1〜64に発光コマンドを含んだ制御信号を送信し、信号光を発光させる。一方、グループ2に属する全てのONUには消光コマンドを含んだ制御信号を送信し、消光不良を起こしているONU126を含めて発光を強制的に停止させる。ここで、グループ1に属するONU8からは常に光が出力され、グループ1に属するすべてのONUからの信号光は、この光に妨害され、OLT6は信号光を正常に受信することができない。したがってグループ1に関して、ONU1〜64のうち少なくとも1つが故障していると判定できる。なおこの段階では、グループ1の中に故障ONUが存在していることがわかるだけで、グループ2にも故障ONUがあるか否かは判定できない。
次にOLT6はグループ2を指定し、グループ2に属するONU65〜128に発光コマンドを含んだ制御信号を送信し、信号光を発光させる。一方、グループ1に属する全てのONUには消光コマンドを含んだ制御信号を送信し、発光を強制的に停止させる。この場合、ONU126が消光不良を起こしているので、OLT6はグループ2からの信号光を正常に受信することができず、OLT6は、グループ2に属するONU65〜128のうち少なくとも1つが故障していると判定できる。
次の段階として、OLT6は故障したONUを含むと判定したグループ1をさらに2分割し、グループ1−1(ONU1〜32)、グループ1−2(ONU33〜64)とする。OLT6は上記の同様の手順により、各グループを順次指定して信号光を判定し、故障したONUを含むグループを抽出する。この段階で、グループ1−1に故障したONUが含まれ、かつグループ1−2に属するONUは全て正常であると判定される。以下、同様の手順を繰り返して故障したONUを含むグループを絞り込み、最終的にグループに属するONUの数が一つになった時点で、故障したONUとしてONU8が特定される。
またグループ1と共に、故障したONUを含むと判定されたグループ2についても、グループ1の場合と同様の手順により、最終的に故障したONU126が特定できる。
以上の手順は、故障したONUを特定するために、故障したONUを含むグループについて、グループに属するONUの数が1つになるまで2分割を繰り返すというものである。この実施の形態は、故障したONUはどのあたりにあるのか、あるいは数はどれぐらいなのか、全く手がかりがなく見当がつかない場合でも、機械的に絞り込みを繰り返すことにより、確実に故障ONUを特定できる利点がある。なおここではグループの分割方法としてシンプルにすべて2分割していく例をあげたが、この分割数は2に限らず、3以上とすることもできる。
以上の手順は、故障したONUの数が少ない場合には、多数の正常ONUを対象外として排除していけるため、故障したONUの特定のためには非常に効率がよい。しかしながら、グループ内での故障したONUの割合が高くなるとこの効率は低下する。したがって、故障ONU数が多い場合には、ある程度グループの絞り込みが進んだら、図3に示すように、グループ内のONUの信号光を個別に判定する方式に切り替えてもよい。この場合、グループ内のONUを順次指定し、指定したONU以外の発光を停止させた上で、指定したONUの信号光を検証することにより、個別に故障の有無を判定していく。図4は以上の手順をまとめてフローチャートに示したものである。
なお、ONUのグループ分けの方法は任意であるが、故障要因に関して情報が乏しければ上述のようにシンプルに機械的な等分をしていくことが最良と考えられる。しかし、故障したONUが複数ある場合は、それらはできるだけ小さいグループ内に集中している方が、故障したONUを含むグループの絞り込み、ひいては故障したONUの効率的な特定のためには望ましい。したがってOLTに接続するONUについて、故障発生確率と結びつく可能性の大きい要因情報が入手可能なら、それらを基準としてONUをいくつかのグループに分割してもよい。これらの要因としては、装置の仕様、メーカー、識別番号、製造番号、製造年月日、累積使用時間、過去の故障履歴などが考えられる。そして影響が大きいと考えられる順に、段階を踏んでグループ分けすることが望ましい。例えば、図4に示すように、最も大きなグループとしてONUのメーカー毎に分類を行い、その下のグループとして仕様毎に分類を行い、さらにその下のグループとして製造年月日について6ヶ月の期間毎に区切って分類を行い、さらにまたその下のグループとして累積使用時間について10,000時間毎に区切って分類を行う。なおOLTはこれらの属性情報をONUの登録時、または運用時に自動的に読み出しかつ保持しておく機能を有していてもよい。このようにONUの属性情報に従ってグループ分けすることにより、故障ONUを含むグループの絞り込みの効率が向上する確率が高くなる。
また上述した光ネットワーク装置の故障を検出する手順およびデータは、プログラムとして親局装置内に設置した記憶装置に記憶し、親局装置の動作を制御するようにしておくこともできる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2009年9月1日に出願された日本出願特願2009−201530を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
Claims (13)
- 分岐された光ファイバーを介して少なくとも2つの子局装置と接続された光ネットワーク装置であって、
その各々をいずれかに排他的に含む少なくとも2つのグループに分割された前記少なくとも2つの子局装置のうち、前記少なくとも2つのグループの中から選択されたグループに属する全ての前記子局装置に対し、発光コマンドを含んだ制御信号を送信するとともに、前記選択されたグループ以外のグループに属する全ての前記子局装置に対し、消光コマンドを含んだ制御信号を送信し、この発光/消光制御処理を前記少なくとも2つのグループの各々につき行う送信手段と、
前記発光/消光制御処理の実行後に、前記選択されたグループについて、当該グループに属する前記子局装置が発光する信号光を正常に受信できるか否かを判定し、信号光を正常に受信できないと判定したグループからさらに分割された各グループにつき、前記発光/消光制御処理を行うよう前記送信手段に指示する選別絞り込み手段とを備えることを特徴とした光ネットワーク装置。 - 前記選別絞り込み手段は、前記信号光を正常に受信できないと判定したグループについての前記発光/消光制御処理を、グループに属する前記子局装置の数が1つになるまで繰り返す手段をさらに有することを特徴とした請求項1に記載の光ネットワーク装置。
- 前記選別絞り込み手段は、前記信号光を正常に受信できないと判定したグループに属する子局装置を、順次指定して前記発光コマンドを含んだ制御信号を送信し、当該指定された子局装置以外の全ての前記子局装置には前記消光コマンドを含んだ制御信号を送信し、
前記指定した子局装置が発光する信号光を正常に受信できるか否かを判定し、信号光を正常に受信できない子局装置を特定する手段をさらに有することを特徴とした、請求項1に記載の光ネットワーク装置。 - 前記少なくとも2つの子局装置を、各子局装置についての仕様、メーカー、識別番号、製造番号、製造年月日、累積使用時間、を含む属性情報を基準にして、いずれかの属性情報が共通するもの、あるいは近接範囲として設定された範囲内にあるものを同じグループに編入することによってグループ分割する手段をさらに有することを特徴とした、請求項1から3のいずれかに記載の光ネットワーク装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の光ネットワーク装置が、分岐された光ファイバーを介して少なくとも2つの子局装置と接続されていることを特徴とした、光ネットワークシステム。
- 親局装置が、分岐された光ファイバーを介して少なくとも2つの子局装置と接続された光ネットワークシステムにおける光ネットワーク装置の故障検出方法であって、
その各々をいずれかに排他的に含む少なくとも2つのグループに分割された前記少なくとも2つの子局装置のうち、前記少なくとも2つのグループの中から選択されたグループに属する全ての前記子局装置に対し、発光コマンドを含んだ制御信号を送信するとともに、前記選択されたグループ以外のグループに属する全ての前記子局装置に対し、消光コマンドを含んだ制御信号を送信し、この発光/消光制御処理を前記少なくとも2つのグループの各々につき行い、
前記発光/消光制御処理の実行後に、前記選択されたグループについて、当該グループに属する前記子局装置が発光する信号光を正常に受信できるか否かを判定し、信号光を正常に受信できないと判定したグループからさらに分割された各グループにつき前記発光/消光制御処理を行うよう前記送信手段に指示する選別絞り込みを行うことを特徴とした光ネットワーク装置の故障検出方法。 - 前記信号光を正常に受信できないと判定したグループについての前記発光/消光制御処理を、グループに属する前記子局装置の数が1つになるまで繰り返すことを特徴とした請求項6に記載の光ネットワーク装置の故障検出方法。
- 前記信号光を正常に受信できないと判定したグループに属する子局装置を順次指定して、前記発光コマンドを含んだ制御信号を送信し、当該指定された子局装置以外の全ての前記子局装置には前記消光コマンドを含んだ制御信号を送信し、
前記指定した子局装置が発光する信号光を正常に受信できるか否かを判定し、信号光を正常に受信できない子局装置を特定することを特徴とした、請求項6に記載の光ネットワーク装置の故障検出方法。 - 前記少なくとも2つの子局装置を、各子局装置についての仕様、メーカー、識別番号、製造番号、製造年月日、累積使用時間、を含む属性情報を基準にして、いずれかの属性情報が共通するもの、あるいは近接範囲として設定された範囲内にあるものを同じグループに編入することによってグループ分割することを特徴とした、請求項6から8のいずれかに記載の光ネットワーク装置の故障検出方法。
- 親局装置が、分岐された光ファイバーを介して少なくとも2つの子局装置と接続された光ネットワークシステムにおける光ネットワーク装置の故障検出プログラムを記録した記録媒体であって、
その各々をいずれかに排他的に含む少なくとも2つのグループに分割された前記少なくとも2つの子局装置のうち、前記少なくとも2つのグループの中から選択されたグループに属する全ての前記子局装置に対し、発光コマンドを含んだ制御信号を送信するとともに、前記選択されたグループ以外のグループに属する全ての前記子局装置に対し、消光コマンドを含んだ制御信号を送信し、この発光/消光制御処理を前記少なくとも2つのグループの各々につき行う送信手順と、
前記発光/消光制御処理の実行後に、前記選択されたグループについて、当該グループに属する前記子局装置が発光する信号光を正常に受信できるか否かを判定し、信号光を正常に受信できないと判定したグループからさらに分割された各グループにつき前記発光/消光制御処理を行うよう前記送信手段に指示する選別絞り込み手順とを備えることを特徴とした光ネットワーク装置の故障検出プログラムを記録した記録媒体。 - 前記信号光を正常に受信できないと判定したグループについての前記発光/消光制御処理を、グループに属する前記子局装置の数が1つになるまで繰り返す手順をさらに有することを特徴とした請求項10に記載の光ネットワーク装置の故障検出プログラムを記録した記録媒体。
- 前記信号光を正常に受信できないと判定したグループに属する子局装置を順次指定して、前記発光コマンドを含んだ制御信号を送信し、当該指定された子局装置以外の全ての前記子局装置には前記消光コマンドを含んだ制御信号を送信し、
前記指定した子局装置が発光する信号光を正常に受信できるか否かを判定し、信号光を正常に受信できない子局装置を特定する手順をさらに有することを特徴とした、請求項10に記載の光ネットワーク装置の故障検出プログラムを記録した記録媒体。 - 前記少なくとも2つの子局装置を、各子局装置についての仕様、メーカー、識別番号、製造番号、製造年月日、累積使用時間、を含む属性情報を基準にして、いずれかの属性情報が共通するもの、あるいは近接範囲として設定された範囲内にあるものを同じグループに編入することによってグループ分割する手順をさらに有することを特徴とした、請求項10から12のいずれかに記載の光ネットワーク装置の故障検出プログラムを記録した記録媒体。
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