JP5681810B2 - 光ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明はＰＯＮシステムに関するものである。

ブロードバンドの普及が進むにつれてアクセスネットワーク通信の果たす役割は大きくなっており、このため、アクセスネットワークが安定的にサービスを供給することが求められている。

図２３は、現在のアクセスネットワークの代表的な構成であるＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１１とＬ２ＳＷ（Ｌａｙｅｒ ２ ｓｗｉｔｃｈ）１２からなる構成を示すものである。ＰＯＮ１１は、複数のＯＳＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）１５を収容するＯｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ（ＯＬＴ、局側終端装置）１４とＭ：１の光スプリッタ１８とＯｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ（ＯＮＵ、加入者終端装置）１７で構成され、１台のＯＳＵ１５に複数（例えば３２）のＯＮＵ１７が接続される。ＰＯＮ１１ではＯＳＵ１５およびＯＳＵ１５−光スプリッタ１８間のファイバ１９をＭ台のＯＮＵ１７で共有するため、低コストにサービスを提供できる。ここで、Ｌ２ＳＷ１２は、ＰＯＮ１１およびコアネットワーク１３へ接続するポートを多数備えており、ＰＯＮ１１側の各ポートは１本の配線で１台のＯＳＵ１５に接続される。ここで、Ｌ２ＳＷ１２は集線機能を備えるため、ＰＯＮ１１側ポートに接続された配線数よりも少ない数の配線がコアネットワーク１３側のポートに接続され、ＯＳＵ１５からの配線を集線してコアネットワーク１３へ繋げることになる。Ｌ２ＳＷ１２は上位から下りフレームを受信すると、そのフレームに付けられた識別子（例えばＶＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ））を読む。Ｌ２ＳＷ１２には予め、ＶＩＤ番号とＯＮＵ番号の紐付けおよび各ＯＮＵの接続先ＯＳＵ番号の対応情報が登録されているので、その対応情報と受信したＶＩＤ番号から、該当のＶＩＤ番号に紐づけられたＯＮＵの接続先ＯＳＵ番号が分かる。Ｌ２ＳＷ１２にはさらに、自身のＰＯＮ側ポート番号と接続先ＯＳＵ番号との対応情報も登録されているので、その情報に従って、受信した下りフレームを所望のＯＳＵ１５へ送信するべく、該当のＰＯＮ側ポートから出力する。一方、各ＯＳＵ１５からの上りフレームに対しては、それぞれ受信した後、任意のスケジューリング方法により決定された送信順位に従って、Ｌ２ＳＷ１２から上位へ出力される。図２３に示した例では、Ｌ２ＳＷ１２のＰＯＮ１１側ポートとＯＳＵ１５との接続は１：１の関係にあり、また、Ｌ２ＳＷ１２は複数のＯＬＴ１４を収容可能な数のＰＯＮ１１側ポートを備えているので、例えば最大限にＯＬＴ１４を収容する場合、それら全ＯＬＴ１４に収容される全ＯＳＵ１５の数と同じ数の配線がＬ２ＳＷ１２−ＯＬＴ１４間で結ばれる。

このように、Ｌ２ＳＷ１２やＯＬＴ１４は多数のユーザを収容するため、これらの装置故障などによりサービス断が起きてしまうと影響が多数のユーザへ及んでしまう。したがって安定的にサービスを供給するために、装置故障やファイバ断に備えて装置や経路を冗長化することは重要である。収容数のより多いＬ２ＳＷ１２の冗長化は比較的よくされているが、今後のサービス多様化やＯＬＴ１４における収容数増加などを考慮すると、ＰＯＮ１１の冗長化についても重要性は高まると考えられる。

なお、上記の説明では、Ｌ２ＳＷ１２は、ＯＬＴ１４に外付けされるものとしたが、ＯＬＴ１４に内蔵してもよい。さらに、複数のＯＬＴ１４で、Ｌ２ＳＷ１２を共有してもよい。（図２３の構成は、Ｌ２ＳＷ１２をＯＬＴの外付けとし、複数のＯＬＴ１４で共有したものである。）また、Ｌ２ＳＷ１２は、多段構成としてもよい。

ＰＯＮ１１を構成する装置およびファイバの一部または全部を冗長化することをＰＯＮプロテクションといい、冗長箇所や冗長方法に応じて様々な方式がある。例えば現行（正常系）装置Ｎ台に対して冗長系（ｂａｃｋｕｐ）装置を１台備えるというように、正常系と冗長系の対応がＮ：１の方式をＮ：１プロテクションと呼び、非特許文献１においてその方式が提案されている。図２４にＮ：１プロテクションの構成を示す。ＯＳＵ１台あたり最大でＡ台のＯＮＵ１７を収容可能とすると、本方式では、Ｎ台の正常系ＯＳＵおよび１台の冗長系ＯＳＵが収容された１台のＯＬＴ１４と、Ａ×Ｎ台以下のＯＮＵ１７と、１台のＮ×（Ｎ＋１）光スイッチ１６（Ｎ本の入出力ポート（Ｎ側）の内の任意の入出力ポートと、Ｎ＋１本の入出力ポート（（Ｎ＋１）側）の内の任意の入出力ポートが、接続される光スイッチ。接続されないポートがあっても良い。）が用いられる。光スイッチ１６のＮ側のＮ本の入出力ポートには、それぞれＰＯＮ回線１９を通してＯＮＵ１７が接続される。また、光スイッチ１６の（Ｎ＋１）側の入出力ポートには、それぞれＯＳＵ１５が接続される。このＯＳＵ１５の内、Ｎ台は正常系で、１台は冗長系である。正常時、Ｎ台の正常系ＯＳＵ１５は、光スイッチ１６およびＮ本のＰＯＮ回線１９を介してそれぞれ自配下のＯＮＵ１７と通信を行う。一方、冗長系ＯＳＵ１５は、正常時、光スイッチ１６を介してどのＰＯＮ回線とも経路を確立していないため、どのＯＮＵ１７ともデータ伝送を行わない。

Ｎ台の正常系ＯＳＵ１５のうち１台が故障した場合、光スイッチ１６は経路を切り替え、故障した正常系ＯＳＵ１５に繋がるＰＯＮ回線１９と冗長系ＯＳＵ１５との間の伝送路を確立する。ここで、ＰＯＮ１１におけるＯＮＵ１７はデータ通信を開始する前にＯＳＵ１５によるＯＮＵ登録およびＯＳＵ１５−各ＯＮＵ１７間の信号伝搬時間の測定を行い、ＯＳＵ１５−ＯＮＵ１７間でリンクを確立しなければならない。例えば非特許文献２記載のＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ＰＯＮ）システムでは、ＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の規定に基づくＭＰＣＰフレームの送受信をＯＳＵ１５とＯＮＵ１７の間で行うことによって、登録・信号伝搬時間測定が行われるとともに、ＯＳＵ１５とＯＮＵ１７の間でＭＰＣＰリンクが確立される。したがってＧＥ−ＰＯＮではこれらのプロセスがまず必要になる。そしてＭＰＣＰリンクを確立した後にも、ＯＮＵ１７はＯＳＵ１５との間で、保守監視信号であるＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）フレームのやり取りを通してＯＡＭリンクの確立および認証・暗号鍵交換を行い、これらのプロセスを全て終えて初めて、データ通信を開始できる。

しかしながら図２４の系における冗長系ＯＳＵ１５は一般的に、故障した正常系ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７に関する登録や認証等の情報を切替前に把握していないので、正常系ＯＳＵ故障および光スイッチ１６の経路切替によって、故障した正常系ＯＳＵ１５とその配下のＯＮＵ１７との間のリンクは切断する。ＰＯＮシステムではＯＮＵ１７−ＯＳＵ１５間でリンク確立や認証・暗号鍵交換をしてからでなければデータ伝送を開始できないので、経路切替後に故障した正常系ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７は冗長系ＯＳＵ１５との間でリンク等を確立後、データ伝送を開始する。

このように、正常系ＯＳＵ１５が故障しても配下のＯＮＵ１７は光スイッチ１６を介して冗長系ＯＳＵ１５と通信を開始できるので、プロテクションしない場合と比べてＯＳＵ故障が生じても切替により通信の復旧が可能となる。また、Ｎ：１プロテクションでは１台の冗長系ＯＳＵ１５のコストを、Ｎ台の正常系ＯＳＵ１５配下の全ユーザで負担できるので、Ｎの値を大きくして系を構築するほど、ユーザあたりの、プロテクションに伴う追加コストを低減できる特徴もある。

以上のように、ＰＯＮプロテクションは信頼性向上を目的とした手法であり、正常系装置の障害時に冗長系へ切り替えることにより通信断を防ぐことが可能となる。しかしそのような障害時の利用だけでなく正常時にも切替を行うことによって、ＯＮＵ１７の通信断を抑制したＦＷ更新が可能となる。つまり、正常時にオペレーション操作により任意の切替元ＯＳＵ１５（例えば正常系ＯＳＵ）を切替先ＯＳＵ１５（例えば冗長系ＯＳＵ）へ切り替え、冗長系ＯＳＵ１５を通して該当ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７の通信を維持している間に、切替元ＯＳＵ１５のＦＷ更新を行えば、ＰＯＮプロテクションしない系におけるＦＷ更新と比べて、少なくともＯＳＵ１５の再起動時間分の、ＯＮＵ通信断を抑制できる。

Ｋ． Ｔａｎａｋａ ａｎｄ Ｙ． Ｈｏｒｉｕｃｈｉ， "１：Ｎ ＯＬＴ Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｉｎ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ Ｓｙｓｔｅｍ，" ＯＦＣ／ＮＦＯＥＣ， ｐｐ．１−６， ２００８． ＩＥＥＥ ８０２．３ａｈ ＣＳＭＡ／ＣＤ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ： Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒｓ， ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ．

しかしながらオペレーション切替の際、上述のＮ：１プロテクション方式のようにＯＮＵ１７のリンク断を伴ってしまうとデータ伝送を迅速に再開できないために、無瞬断にはＦＷ更新を行えない課題がある。

そこで、本発明は、ＦＷ更新時における現用のＯＳＵ１５から予備ＯＳＵ１５へのＯＳＵ切替動作を迅速化することを第１の目的とする。

また、上述のＮ：１プロテクション方式のように、ＯＳＵ１５故障時において、切替元ＯＳＵ（通常は、正常系ＯＳＵが該当）から切替先ＯＳＵ（通常は、冗長系ＯＳＵが該当）へのＯＳＵ切替の際に切替元ＯＳＵ配下のＯＮＵのリンク断を伴う方式では、経路切替後に切替先ＯＳＵ−ＯＮＵとの間でのリンク等の再確立が必要であるため、データ伝送を迅速に再開できない課題がある。

そこで、本発明は、切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵへの経路切替後にデータ伝送を迅速に再開することを第２の目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明は、ＰＯＮ方式においてＯＳＵ冗長構成を採用し、ＦＷ更新時に現用の正常系ＯＳＵを冗長系ＯＳＵに切り替える際、ＯＳＵ外部に蓄積されたＯＳＵが有するＯＮＵ情報を、速やかに冗長系ＯＳＵへ反映させるとともに、切り替え中に到着したデータをバッファに蓄積することで、無瞬断での切替を可能とする。

上記目的を達成するために、第２の本発明は、ＯＳＵが有するＯＮＵ情報を定期的にＯＳＵ外部に蓄積することで、ＯＳＵ故障時に予備系ＯＳＵに前記蓄積したＯＮＵ情報を反映させるとともに、集線スイッチと連動動作することで、従来の切替よりも切替動作を迅速化することを可能とする。

第１の発明に係る局側終端装置は、任意の加入者終端装置を収容し、収容する加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、収容する加入者終端装置への下り信号を送信するＯＳＵと、各ＯＳＵの受信した上り信号を多重化するとともに、下り信号を当該下り信号の送信先となる加入者終端装置の収容先ＯＳＵに出力する集線スイッチと、各加入者終端装置の収容先ＯＳＵを制御するコントローラと、を備える局側終端装置であって、加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵに切り替える際に、コントローラが、加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切り替える旨の収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知することによって、集線スイッチが切替元ＯＳＵに収容されていた加入者終端装置への下り信号のバッファリングを行うとともに、加入者終端装置の情報を受信した切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を行い、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を完了すると、コントローラが、切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵへの切替完了通知を集線スイッチに行うことによって、集線スイッチがバッファリングしていた下り信号を切替先ＯＳＵに出力するとともに、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置に送信再開通知を行う。

第１の発明に係る局側終端装置では、集線スイッチは、前記収容先変更指示を受信すると、切替元ＯＳＵ宛ての下りバッファを切替先ＯＳＵ宛ての下りバッファに切り替えるとともに、切替先ＯＳＵに出力すべき下り信号を切替先ＯＳＵ宛ての下りバッファに蓄積するとともに、切替元ＯＳＵに対応する上り又は下りバッファに蓄積済みのデータの出力処理完了をもってコントローラへ残データ処理完了通知を行い、切替元ＯＳＵは、前記送信許可メッセージの送信停止指示に従い、配下の加入者終端装置への送信許可メッセージの送信を停止するとともに、自身が保有する上り又は下りバッファに蓄積される上り又は下り信号の出力処理完了をもって、コントローラへ残データ処理完了通知を行い、コントローラは、集線スイッチおよび切替元ＯＳＵからの各々の前記残データ処理完了通知の両方の受信及び切替先ＯＳＵによる加入者終端装置の設定完了をもって、前記切替完了通知を集線スイッチ及び切替先ＯＳＵに行ってもよい。

第１の発明に係る局側終端装置では、各加入者終端装置と各ＯＳＵの接続状態を制御することで各ＯＳＵの収容する加入者終端装置を切り替える光スイッチをさらに備え、加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵに切り替える際に、コントローラは、加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切り替える旨の収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知するとともに、切替先ＯＳＵと当該切替先ＯＳＵの収容する加入者終端装置の情報を光スイッチに通知することによって、集線スイッチが切替元ＯＳＵに収容されていた加入者終端装置への下り信号のバッファリングを行うとともに、加入者終端装置の情報を受信した切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を行うとともに、光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵと接続し、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を完了するとともに光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵとの接続を完了すると、コントローラが、切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵへの切替完了通知を集線スイッチに行うことによって、集線スイッチがバッファリングしていた下り信号を切替先ＯＳＵに出力するとともに、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置に送信再開通知を行ってもよい。

第１の発明に係る局側終端装置では、切替先ＯＳＵの収容する加入者終端装置の情報を光スイッチに通知し、光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵと接続したことをもって、コントローラが、収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知してもよい。

第１の発明に係る光ネットワークシステムは本発明に係る局側終端装置と、加入者終端装置と、を備える。

第１の発明に係る局側終端装置のＯＳＵ切替方法は、任意の加入者終端装置を収容し、収容する加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、収容する加入者終端装置への下り信号を送信するＯＳＵと、各ＯＳＵの受信した上り信号を多重化するとともに、下り信号を当該下り信号の送信先となる加入者終端装置の収容先ＯＳＵに出力する集線スイッチと、各加入者終端装置の収容先ＯＳＵを制御するコントローラと、を備える局側終端装置のＯＳＵ切替方法であって、コントローラが、加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切り替える旨の収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知することによって、集線スイッチが切替元ＯＳＵに収容されていた加入者終端装置への下り信号のバッファリングを行うとともに、加入者終端装置の情報を受信した切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を行う、ＯＳＵ切替手順と、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を完了すると、コントローラが、切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵへの切替完了通知を集線スイッチ及び切替先ＯＳＵに行うことによって、集線スイッチがバッファリングしていた下り信号を切替先ＯＳＵに出力するとともに、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置に送信再開通知を行う、データ伝送開始手順と、を有する。

第１の発明に係る局側終端装置のＯＳＵ切替方法では、前記ＯＳＵ切替手順において、集線スイッチは、前記収容先変更指示を受信すると、切替元ＯＳＵ宛ての下りバッファを切替先ＯＳＵ宛ての下りバッファに切り替えるとともに、切替先ＯＳＵに出力すべき下り信号を切替先ＯＳＵ宛ての下りバッファに蓄積するとともに、切替元ＯＳＵに対応する上り又は下りバッファに蓄積済みのデータの出力処理完了をもってコントローラへ残データ処理完了通知を行い、切替元ＯＳＵは、前記送信許可メッセージの送信停止指示に従い、配下の加入者終端装置への送信許可メッセージの送信を停止するとともに、自身が保有する上り又は下りバッファに蓄積される上り又は下り信号の出力処理完了をもって、コントローラへ残データ処理完了通知を行い、前記データ伝送開始手順において、コントローラは、集線スイッチおよび切替元ＯＳＵからの各々の前記残データ処理完了通知の両方の受信及び切替先ＯＳＵによる加入者終端装置の設定完了をもって、前記切替完了通知を集線スイッチ及び切替先ＯＳＵに行ってもよい。

第１の発明に係る局側終端装置のＯＳＵ切替方法では、前記ＯＳＵ切替手順において、コントローラは、加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切り替える旨の収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知するとともに、切替先ＯＳＵと当該切替先ＯＳＵの収容する加入者終端装置の情報を光スイッチに通知することによって、集線スイッチが切替元ＯＳＵに収容されていた加入者終端装置への下り信号のバッファリングを行うとともに、加入者終端装置の情報を受信した切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を行うとともに、光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵと接続し、前記データ伝送開始手順において、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を完了するとともに光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵとの接続を完了すると、コントローラが、切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵへの切替完了通知を集線スイッチに行うことによって、集線スイッチがバッファリングしていた下り信号を切替先ＯＳＵに出力するとともに、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置に送信再開通知を行ってもよい。

第１の発明に係る局側終端装置のＯＳＵ切替方法では、前記ＯＳＵ切替手順において、切替先ＯＳＵの収容する加入者終端装置の情報を光スイッチに通知し、光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵと接続したことをもって、コントローラが、収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知してもよい。

第２の発明の局側終端装置は、加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、入力された下り信号を前記加入者終端装置に送信する切替元ＯＳＵと、前記切替元ＯＳＵのいずれかに代えて、前記加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、下り信号を前記加入者終端装置に送信する切替先ＯＳＵと、前記切替元ＯＳＵ及び前記切替先ＯＳＵの受信した上り信号を多重化するとともに、下り信号を予め定められたデータごとに分離して前記切替元ＯＳＵ及び前記切替先ＯＳＵのいずれかに出力する集線スイッチと、前記切替元ＯＳＵの故障を検知し、故障の有無に応じて、前記切替元ＯＳＵ、前記切替先ＯＳＵ及び前記集線スイッチの動作を制御するコントローラと、を備える局側終端装置であって、前記コントローラが前記切替元ＯＳＵの故障を検知しない状態では、前記コントローラは、前記各切替元ＯＳＵが有する、前記加入者終端装置の制御、管理又は登録に関わる情報を定期的あるいは情報更新時に読みだして、蓄積し、前記コントローラは、前記切替元ＯＳＵの監視を行い、前記コントローラが前記切替元ＯＳＵの故障を検知した状態では、前記コントローラは、前記集線スイッチに、下り信号の収容先を故障した前記切替元ＯＳＵから前記切替先ＯＳＵに変更する旨の収容先変更指示を出し、前記集線スイッチは、前記収容先変更指示に従い、下り信号の収容先を切り替えるとともに、切替先宛ての下り信号を下りバッファに蓄積し、前記コントローラは、前記切替先ＯＳＵに、故障したＯＳＵに関し蓄積していた前記情報を、前記切替先ＯＳＵに書き込み、前記切替先ＯＳＵは、前記情報の設定完了をもって、前記コントローラに反映完了通知を行い、前記コントローラは、前記反映完了通知により、切替先ＯＳＵに送信指示を行い、前記切替先ＯＳＵは、前記送信指示により、前記加入者終端装置との送受信を開始し、前記コントローラは、前記反映完了通知により、前記集線スイッチに切替完了通知を行い、前記集線スイッチは、前記切替完了通知により、前記切替先ＯＳＵに対し、前記下りバッファに蓄積していた下り信号を送信してから、前記集線スイッチへ入力される下り信号を送信する。

第２の発明の局側終端装置では、前記切替元ＯＳＵはＮ台（Ｎは自然数。）備わり、前記切替先ＯＳＵは１台備わり、各加入者終端装置と各ＯＳＵの接続状態を制御することで各ＯＳＵの収容する加入者終端装置を切り替える光スイッチをさらに備え、前記光スイッチは、Ｎ個の光入出力ポートからなる第１群の光入出力ポートと、Ｎ＋１個の光入出力ポートからなる第２群の光入出力ポートと、有し、前記第１群の光入出力ポートが、それぞれ前記加入者終端装置側と接続され、前記第２群の光入出力ポートが、それぞれ前記切替元ＯＳＵ側又は前記切替先ＯＳＵ側と接続され、外部からの指示により、前記第１群の光入出力ポートの任意の１つが、前記第２群の光入出力ポートの任意の１つに結合可能であってもよい。

第２の発明の局側終端装置では、前記切替元ＯＳＵはＮ台（Ｎは自然数。）備わり、前記切替先ＯＳＵは１台備わり、各加入者終端装置と各ＯＳＵの接続状態を制御することで各ＯＳＵの収容する加入者終端装置を切り替える光スイッチをさらに備え、前記光スイッチは、Ｎ個の光入出力ポートからなる第１群の光入出力ポートと、１個の光入出力ポートからなる第２群の光入出力ポートと、Ｎ個のＢ対２光スプリッタ（Ｂは任意の自然数）と、有し、前記Ｂ対２光スプリッタの２分岐の内の一方が前記第１群の光入出力ポートとそれぞれ接続され、前記Ｂ対２光スプリッタの２分岐の内の他方が前記切替元ＯＳＵとそれぞれ接続され、前記第２群の光入出力ポートが、前記切替先ＯＳＵ側と接続され、外部からの指示により、前記第２群の光入出力ポートが、前記第１群の光入出力ポートの任意の１つに結合可能であってもよい。

第２の発明の光ネットワークシステムは、本発明に係る局側終端装置と、加入者終端装置と、を備える。

第２の発明の光ネットワークシステムでは、前記コントローラが前記切替元ＯＳＵの故障を検知した場合において、前記加入者終端装置は、前記切替元ＯＳＵからの下り信号断を検知すると、前記加入者終端装置へ入力される上り信号を上りバッファに蓄積し、前記切替元ＯＳＵから前記切替先ＯＳＵへの切替を検知すると、当該切替以前の制御、管理又は登録に関わる情報を用い、切替後の前記切替先ＯＳＵとの通信を開始し、前記加入者終端装置から前記切替先ＯＳＵには、前記上りバッファに蓄積していた上り信号を送信してから、前記加入者終端装置へ入力される上り信号を送信してもよい。

第２の発明の局側終端装置のＯＳＵ切替方法は、加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、入力された下り信号を前記加入者終端装置に送信する切替元ＯＳＵと、前記切替元ＯＳＵのいずれかに代えて、前記加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、下り信号を前記加入者終端装置に送信する切替先ＯＳＵと、前記切替元ＯＳＵ及び前記切替先ＯＳＵの受信した上り信号を多重化するとともに、下り信号を予め定められたデータごとに分離して前記切替元ＯＳＵ及び前記切替先ＯＳＵのいずれかに出力する集線スイッチと、を備える局側終端装置のＯＳＵ切替方法であって、各前記切替元ＯＳＵと前記加入者終端装置間で信号の送受信を行うとともに、前記各切替元ＯＳＵが有する、前記加入者終端装置の制御、管理又は登録に関わる情報を定期的あるいは情報更新時に読みだして、蓄積するとともに、前記切替元ＯＳＵの監視を行う、監視手順と、故障した前記切替元ＯＳＵについての前記監視手順で蓄積した前記情報を前記切替先ＯＳＵに設定するととともに、前記集線スイッチが、下り信号の収容先を故障した前記切替元ＯＳＵから前記切替先ＯＳＵに切り替えるとともに、切替先宛ての下り信号を下りバッファに蓄積する、ＯＳＵ切替手順と、前記切替先ＯＳＵが、前記加入者終端装置との送受信を開始し、前記集線スイッチが、前記切替先ＯＳＵに対し、前記下りバッファに蓄積していた下り信号を送信してから、前記集線スイッチへ入力される下り信号を送信する、データ伝送開始手順と、を順に有する。

第２の発明の局側終端装置のＯＳＵ切替方法では、前記ＯＳＵ切替手順において、前記加入者終端装置が、入力される上り信号を蓄積し、前記データ伝送開始手順において、前記加入者終端装置が、前記切替元ＯＳＵから前記切替先ＯＳＵへの切替以前の制御、管理又は登録に関わる情報を用い、切替後の前記切替先ＯＳＵとの通信を開始し、前記ＯＳＵ切替手順において蓄積していた上り信号を送信してから、新たに入力される上り信号を送信してもよい。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

第１の発明は、各ＯＳＵが有するＯＮＵ情報を定期的にＯＳＵ外部に蓄積しておき、オペレーション操作によるＯＳＵ切替時に予備系ＯＳＵに前記蓄積したＯＮＵ情報を反映させるとともに、集線スイッチと連動動作することで、ＯＳＵ切替の動作を迅速化することが可能となる。また、第１の発明は、切替の発生とともに、ＯＬＴに到着した切替元ＯＳＵ配下のＯＮＵ宛下りデータを、切替完了までＯＬＴ内部の集線スイッチのバッファに蓄積することによって、下りフレームロスを防止できる。同様に、第１の発明は、切替の発生とともに、切替中に故障ＯＳＵ配下のＯＮＵ発上りデータを、切替完了までＯＮＵ内部のバッファに蓄積することによって、上りフレームロスを防止できる。

更に、第１の発明は、切替の発生直後までに、切替元ＯＳＵおよび集線スイッチのバッファに蓄積した切替元ＯＳＵ配下のＯＮＵ宛下りデータを、該当ＯＮＵへ全て送信してから経路を切り替えることによって、或いは、経路の切替を事前に行った後に切替元ＯＳＵ配下のＯＮＵ宛下りデータを該当ＯＮＵへ全て送信することによって、無瞬断にＯＳＵ切替を行うことができる。

第２の発明は、ＯＳＵ故障に伴う切替の際、各ＯＳＵが有するＯＮＵ情報を定期的にＯＳＵ外部に蓄積しておき、ＯＳＵ故障時に予備系ＯＳＵに前記蓄積したＯＮＵ情報を反映させるとともに、集線スイッチと連動動作することで、データ伝送を迅速に再開することができる。

更には、第２の発明は、切替の発生とともに、ＯＬＴに到着した故障ＯＳＵ配下のＯＮＵ宛下りデータを、切替完了までＯＬＴ内部の集線スイッチのバッファに蓄積することによって、下りフレームロスの抑制が可能となる。同様に、第２の発明は、切替の発生とともに、切替中に故障ＯＳＵ配下のＯＮＵ発上りデータを、切替完了までＯＮＵ内部のバッファに蓄積することによって、上りフレームロスの抑制が可能となる。

第１の発明の実施形態１に係る光ネットワークに備わるＯＬＴの概略構成を示す。 第１の発明の実施形態１に係るオペレーション契機の第１の切替シーケンスの一例を示す。 第１の発明の実施形態１に係るオペレーション契機の第２の切替シーケンスの一例を示す。 Ｎ＝２の場合のＮ：１プロテクションの一例を示す。 第１の発明の実施形態２に係るコントローラが有する管理テーブルの一例を示す。 第１の発明の実施形態２に係るＯＳＵ故障時の切替動作の説明図を示す。 ＯＳＵ切替後の管理テーブルの一例を示す。 第１の発明の実施形態３に係る光スイッチ交換が容易なＮ：１プロテクションの一例を示す。 第１の発明の実施形態３に係るオペレーション契機の切替シーケンスの一例を示す。 第１の発明の実施形態５に係るオペレーション契機の切替シーケンスの一例を示す。 第１の発明の実施形態６に係るオペレーション契機の切替シーケンスの一例を示す。 第２の発明の実施形態１に係る光ネットワークに備わるＯＬＴの概略構成を示す。 ＯＮＵ情報反映時間が光スイッチ切替時間よりも長い場合の第２の発明の実施形態１に係るＯＳＵ故障時の切替シーケンスの一例を示す。 ＯＮＵ情報反映時間が光スイッチ切替時間よりも短い場合の第２の発明の実施形態１に係るＯＳＵ故障時の切替シーケンスの一例を示す。 ＯＮＵ情報反映時間が光スイッチ切替時間よりも長い場合の第２の発明の実施形態２に係るＯＳＵ故障時の切替シーケンスの一例を示す。 ＯＮＵ情報反映時間が光スイッチ切替時間よりも短い場合の第２の発明の実施形態２に係るＯＳＵ故障時の切替シーケンスの一例を示す。 Ｎ＝２の場合のＮ：１プロテクションの一例を示す。 第２の発明の実施形態３に係るコントローラが有する管理テーブルの一例を示す。 第２の発明の実施形態３に係るＯＳＵ故障時の切替動作の説明図を示す。 ＯＳＵ切替後の管理テーブルの一例を示す。 第２の発明の実施形態４に係る光スイッチ交換が容易なＮ：１プロテクションの一例を示す。 ＯＮＵ情報反映時間が光スイッチ切替時間よりも短い場合の第２の発明の実施形態４に係るＯＳＵ故障時の切替シーケンスの一例を示す。 アクセスネットワークの構成の一例を示す。 Ｎ：１プロテクションの一例を示す。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（第１の発明の実施形態１）
図１に、実施形態１に係る光ネットワークに備わるＯＬＴの概略構成を示す。実施形態１に係るＯＬＴ１４では、（Ｎ＋１）台のＯＳＵ１５と切替制御用の１個のコントローラ２０と１個の集線スイッチ４０をそれぞれ備える。各ＯＳＵ１５はＰＯＮ−ＩＦ３１とＰＯＮ信号処理部３２とＰＯＮ制御部３３をそれぞれ備え、コントローラ２０はＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５とオペレーション処理部２４と管理テーブル２１を備え、集線スイッチ４０は集線／振分け制御部４３と多重部４２と（Ｎ＋１）個のバッファ４１を備える。バッファ４１は、上りバッファ及び下りバッファを備える。その他の、説明に不要な構成は省略する。

本構成のＯＬＴ１４は、光スイッチ１６を用いたＯＳＵ１５冗長のＰＯＮプロテクションシステムに適用することを想定しており、そのような系においてＯＳＵ１５のＦＷ更新を行う際に、該当ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７の接続先ＯＳＵ１５を冗長系ＯＳＵ１５へ無瞬断で切り替え、その間に該当ＯＳＵ１５のＦＷを更新し、更新完了後、無瞬断で切り戻すことを目的としている。なお、ここでは説明・図示を省略するが、本ＯＬＴ１４を適用したＰＯＮプロテクションシステムでは、上記以外の機能ブロック等の働きによりＰＯＮプロテクション本来の目的であるＯＳＵ故障時にも、もちろん対応可能である。

本構成のＯＬＴ１４は、ＯＳＵ１５を冗長化したＰＯＮプロテクションシステムである限り、光スイッチ１６を用いない場合でも適用可能である。どちらの場合の系においても、本構成のＯＬＴ１４は、ＯＳＵ１５のＦＷ更新を行う際に、該当ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７の接続先ＯＳＵ１５を冗長系ＯＳＵ１５へ無瞬断で切り替え、その間に該当ＯＳＵ１５のＦＷを更新し、更新完了後、無瞬断で切り戻す。

光スイッチ１６はＯＳＵ１５側の入出力ポートと、ＯＮＵ１７側の入出力ポートを備えるものであり、ＯＳＵ１５側の入出力ポートは光ファイバを介してＯＳＵ１５に接続し、ＯＮＵ１７側の入出力ポートは光ファイバ１９（更には光スプリッタ１８）を介してＯＮＵ１７に接続するものとする。
以下、本ＯＬＴ１４の各々の機能ブロックの動作について述べる。

ＰＯＮ−ＩＦ３１は、該当ＰＯＮ−ＩＦ３１に接続されたＯＮＵ１７からの光信号の上りフレームまたは、ＰＯＮ信号処理部３２からの電気信号の下りフレームをそれぞれ受信し、電気信号または光信号に変換してからＰＯＮ信号処理部３２またはＰＯＮ−ＩＦ３１外部（ＯＮＵ１７側）へ出力する。また、ＰＯＮ制御部３３からの発光ＯＮ／ＯＦＦ指示を受信し、その指示に従って発光状態から発光を停止したり、発光停止状態から発光を開始したりする。

ＰＯＮ信号処理部３２は、ＰＯＮ−ＩＦ３１からの電気信号の上りフレームを受信し、それがデータフレームの場合は集線スイッチ４０のバッファ４１へ出力し、データフレーム以外（ＭＰＣＰフレームやＯＡＭフレーム）の場合はＰＯＮ制御部３３へ出力するとともに、集線スイッチ４０のバッファ４１からの電気の下りデータフレームを受信し、それをＰＯＮ−ＩＦ３１へ出力する。また、定期的あるいはＰＯＮ制御部３３からの指示がある毎に、自身が有するバッファのデータ蓄積量を、ＰＯＮ制御部３３へ通知する。

ＰＯＮ制御部３３は、ＰＯＮ信号処理部３２からのＭＰＣＰ／ＯＡＭフレームを受信し、その内容に従って、該当ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７の登録管理や上り帯域割当などの、ＯＮＵ１７との間でデータ通信を行うために必要な制御を行うとともに、その制御を通してＰＯＮ制御部３３が管理し把握する該当ＯＮＵ１７に関わる情報（ＯＮＵ情報とする）を、定期的あるいは情報が更新される度にコントローラ２０のＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５へ出力する。また、ＰＯＮ信号処理部３２からバッファのデータ蓄積情報を受信し、その結果、蓄積データがゼロであることが分かった場合に、バッファの残データの処理が完了した旨の通知（バッファ残データ処理完了通知）をコントローラ２０のオペレーション処理部２４へ通知できる。コントローラ２０のＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５からＯＮＵ情報が転送されてきた場合には、そのＯＮＵ情報を受信するとともに、それまで管理・把握していたＯＮＵ情報を受信したＯＮＵ情報の内容の通りに更新し、その更新が完了したらＯＮＵ情報反映完了通知をＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５へ出力する。オペレーション処理部２４からのＤＢＡ停止指示を受信した場合は、自配下ＯＮＵ１７に対してＧａｔｅメッセージの送信を停止する。

ＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５から切替完了通知送信指示が送られてきた際は、それを受信し、切替完了通知をＯＮＵ１７へ出力する。さらにＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５からの発光ＯＮ・ＯＦＦ送信指示を受信し、発光ＯＮ送信指示の場合はＰＯＮ−ＩＦ３１へ発光指示を出力し、発光ＯＦＦ送信指示の場合はＰＯＮ−ＩＦ３１へ発光ＯＦＦ指示を出力する。

ＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５は、ＰＯＮ制御部３３からＯＮＵ情報を受信するとともに、オペレーション処理部２４からの切替元ＯＳＵ１５と切替先ＯＳＵ１５に関する情報（切替ＯＳＵ情報）を受信し、その内容の通りにテーブルを更新するように管理テーブル２１へテーブル更新指示を出力する。また、切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７に関わるＯＮＵ情報を管理テーブル２１から取得し、そのＯＮＵ情報を切替先ＯＳＵ１５へ転送するとともに、切替先ＯＳＵ１５からのＯＮＵ情報反映完了通知を受信する。オペレーション処理部２４からの光スイッチ１６による経路切替を開始する旨の通知（経路切替開始通知）を受信した際は、該当経路の切替を行うよう、直ちに経路切替指示を光スイッチ１６へ出力する。切替先ＯＳＵ１５からのＯＮＵ情報反映完了通知の受信および光スイッチ１６による経路切替が終わったタイミングで、切替完了通知を集線スイッチ４０の集線／振分け制御部４３へ出力する。

なお、光スイッチ１６から経路切替が完了した旨の通知を受信した場合は、その通知をオペレーション処理部２４へ転送することができる。

オペレーション処理部２４は、切替元ＯＳＵ１５と切替先ＯＳＵ１５を指定したオペレーションによるコマンド投入後直ちに、収容先変更通知を集線スイッチ４０の集線／振分け制御部４３へ出力するとともに、ＤＢＡ停止指示をＰＯＮ制御部３３へ出力する。また、投入されたコマンドの内容通りの切替ＯＳＵ情報を、ＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５へ出力する。さらに、ＰＯＮ制御部３３からのバッファ残データ処理完了通知および集線スイッチ４０の集線／振分け制御部４３からの同様のバッファ残データ処理完了通知を両方とも受信後直ちに、経路切替開始通知をＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５へ出力する。

なお、上記オペレーションコマンド投入後、経路切替開始通知をＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５へ出力することもでき、さらに、ＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５から光スイッチ１６の経路切替が完了した旨の通知を受信した場合に、収容先変更通知を集線スイッチ４０の集線／振分け制御部４３へ出力するとともに、ＤＢＡ停止指示をＰＯＮ制御部３３へ出力することもできる。

管理テーブル２１は、ＯＬＴ１４配下の全ＯＮＵ１７について、ＯＮＵ１７ごとにＯＮＵ情報が詳しく記載されるとともに、ＯＮＵ１７ごとの接続先ＯＳＵ番号、接続先集線スイッチポート番号、接続先光スイッチ入力／出力側ポート番号及びＶＩＤ番号なども記載される。したがって、コントローラ２０は管理テーブル２１を通して、全ＯＮＵ１７および全ＯＳＵ１５の物理的な接続状況や登録・管理情報などを詳しく把握できる。本管理テーブル２１は、ＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５からのテーブル更新指示を受信すると、その内容の通りに更新する。

集線／振分け制御部４３は、コントローラ２０を通して予め登録された、ＶＩＤ番号とＯＮＵ番号の紐付けおよび各ＯＮＵ１７の接続先ＯＳＵ番号及び集線スイッチポート番号の情報を保有しており、それらの情報に従って、多重部４２が受信する下りフレームの該当出力先バッファ４１を、多重部４２に指示する。オペレーション処理部２４からの収容先変更通知を受信した場合は、その内容の通りに、自身に登録された該当ＯＮＵ１７の接続先ＯＳＵ番号情報を変更するとともに、切替先ＯＳＵ１５に対応するバッファ４１からの下りフレームの出力を停止する。また、集線／振分け制御部４３は自身に予め設定された任意のスケジューリング方法によって、各バッファ４１に蓄積された上りフレームの送信順位を決定し、決定した送信順位を多重部４２へ通知する。さらに、集線スイッチ４０における各バッファ４１のデータ蓄積量を把握しており、任意のバッファ４１の残データがゼロになった場合にその旨を知らせるための、バッファ残データ処理完了通知をオペレーション処理部２４へ出力することができる。ＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部２５からの切替完了通知を受信した場合は、下りフレームの出力を停止していた該当バッファ４１に対して、下りフレームの出力許可を出す。

多重部４２は、ＯＬＴ１４より上位からの下りデータフレームを受信し、受信フレームのＶＩＤ番号と集線／振分け制御部４３からの指示に従って、予め定められたデータごとに分離して該当のバッファ４１へ出力するとともに、集線／振分け制御部４３から通知された送信順位に従って、該当バッファ４１へ該当上りフレームの出力を指示し、それらバッファ４１から上りフレームを受信し、順次、上位へ出力する。

バッファ４１は、該当ＰＯＮ信号処理部３２からの上りデータフレームを受信・蓄積するとともに、多重部４２の指示に従って順次、多重部４２へ出力する。一方、バッファ４１は、多重部４２からの下りデータフレームを受信・蓄積するとともに、多重部４２の指示に従って順次、該当ＰＯＮ信号処理部３２へ出力する。また、バッファ４１は、集線／振分け制御部４３からの出力停止／出力許可の指示に従って、上り／下りフレームの出力の停止や開始が可能である。

以上のような動作の機能ブロックからなるＯＬＴ１４を、光スイッチ１６を用いたＰＯＮプロテクションのシステムに適用することで、ＯＳＵ１５の無瞬断ＦＷ更新が可能となる。

本実施形態に係る光ネットワークシステムのＯＳＵ切替方法および局側終端装置のＯＳＵ切替方法は、監視手順と、ＯＳＵ切替手順と、データ伝送開始手順と、を順に有する。正常時においては、監視手順を行う。切替元ＯＳＵ１５故障時においては、ＯＳＵを切り替えるＯＳＵ切替手順を行った後に、データ伝送開始手順を行う。

図２に、本ＯＬＴ１４および光スイッチ１６を用いたＰＯＮシステムにおける、オペレーション契機の切替シーケンスを示す。この図では、集線スイッチ４０、光スイッチ１６、コントローラ２０、切替先ＯＳＵ１５、ＯＮＵ１７及び切替元ＯＳＵ１５のそれぞれの要素の時間軸をベースとして、時間軸上のポイントはイベント（切替コマンド投入、切替完了など）の発生や終了を示し、要素間を結ぶ矢印はメッセージや情報のやり取りを示している。また、両方向細矢印は状態や動作の時間を表し、両方向太矢印はＯＮＵ１７の状態を表している。なお切替先ＯＳＵ１５からの出力光が切替前の段階で切替元ＯＳＵ１５からの出力光と衝突することのないように、切替前の正常時には、切替先ＯＳＵ１５は切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７との間で伝送路を確立していない、あるいは切替先ＯＳＵ１５の送信部が発光ＯＦＦ状態になっているとする。本シーケンス図は後者の場合を想定している。

正常時、切替元ＯＳＵ１５は配下のＯＮＵ１７との間でデータ通信を行っており、ＯＮＵ１７からの上りデータは、ＯＳＵ１５によるＯＮＵ１７への帯域割当に基づきＯＳＵ１５へ送信される。例えばＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）では、上りデータの送信許可をＯＳＵ１５に求めるｒｅｐｏｒｔメッセージと、ＯＮＵ１７への送信時刻及び送信データ量を指示したｇａｔｅメッセージのやり取りをＯＳＵ１５−ＯＮＵ１７間で行うことを通して、各ＯＮＵ１７からの上りデータが光スプリッタ１８や共有ファイバで衝突することなくＯＳＵ１５へ送信される。このような上り通信制御の下、オペレーションによる切替を行うために、切替元ＯＳＵ１５と切替先ＯＳＵ１５について明示された切替コマンドをコントローラ２０へ投入すると、コントローラ２０は直ちに、切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７に紐付けられていたＶＩＤ番号の収容先ＯＳＵ１５が切替元ＯＳＵ１５から切替先ＯＳＵ１５へ変更した旨の収容先変更指示を、集線スイッチ４０へ送信するとともに、ＤＢＡ停止指示（ｇａｔｅ送信停止）を該当の切替元ＯＳＵ１５へ送信する。

収容先変更通知を受信した集線スイッチ４０は、切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７宛下りフレームの蓄積先バッファ４１を、切替元ＯＳＵ１５に対応付けられているバッファ４１（切替元下りバッファとする）から切替先ＯＳＵ１５に対応付けられているバッファ４１（切替先下りバッファとする）へ変更し、切替先下りバッファにて該当ＯＮＵ１７宛下りフレームの蓄積を開始する。これにより、上位からの該当ＯＮＵ１７宛下りフレームの、切替元下りバッファへの蓄積を停止し、切替中に上位から集線スイッチ４０に到着した該当ＯＮＵ１７宛下りフレームのロス発生を回避できる。なお切替先下りバッファでの該当ＯＮＵ１７宛下りフレームの蓄積は、コントローラからの指示（切替完了通知）があるまで出力されることなく続けられる。切替元上り／下りバッファにすでに蓄積されていた上り／下りフレームについては、それら残データがゼロになるまで集線／振分け制御部４３を通して送信処理を続けることによって、切替元上り／下りバッファにおけるフレームロスは生じない。切替元上り／下りバッファの残データがゼロになると、集線スイッチ４０は該当バッファ４１の残データ処理が完了したことを通知するための残データ処理完了通知メッセージをコントローラ２０へ送信する。

ＤＢＡ停止指示を受信した切替元ＯＳＵ１５は自配下ＯＮＵ１７へのｇａｔｅ送信を停止するので、それまでに送信したｇａｔｅに対する上りデータを除いて、切替元ＯＳＵ１５は新規に上りデータを受信しなくなる。また、集線スイッチ４０からの下りデータについても、切替元下りバッファは収容先変更指示によって新規に下りデータを受信しなくなるので、収容先変更指示の受信前までに溜まっていた下りデータのみ、切替元ＯＳＵ１５へ送信されることになる。したがって、切替元ＯＳＵ１５はそれらの下りデータを除いて、新規に下りデータを受信しなくなる。このように、切替中に新規の上り／下りデータが切替元ＯＳＵ１５に到着することはないので、上記の新規以外の上り／下りデータおよびＤＢＡ停止指示受信前までに切替元ＯＳＵ１５の上り／下りバッファに蓄積したデータの処理を、ＤＢＡ停止指示受信後に続けることによって、切替元ＯＳＵ１５のバッファにおけるフレームロスは生じない。これら残データの処理が完了し、切替元ＯＳＵ１５の上り／下りバッファの残データがゼロになると、切替元ＯＳＵ１５は残データ処理完了通知メッセージをコントローラ２０へ送信する。

切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７は、切替元ＯＳＵ１５のＤＢＡ停止指示受信後、ＭＰＣＰフレーム断を検出するが、本システムで用いるＯＮＵ１７は、例えばｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ状態のときにＭＰＣＰフレーム断を検出しても直ちにリンク断を起こすことはなく、ｒｅｇｉｓｔｅｒ状態からリンク・認証・暗号化を維持した状態へと状態遷移する機能を備えているとする。この状態遷移機能は、ＯＮＵ１７のリンク断を防ぎ、切替後の切替先ＯＳＵ１５との間でのリンク等の再接続作業を不要にするためのものであり、すなわち、無瞬断切替を実現するための機能の一つである。

コントローラ２０は収容先変更指示およびＤＢＡ停止指示を送信後、管理テーブル２１に記載されている、切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７についてのＯＮＵ情報を切替先ＯＳＵ１５へ転送する。ＯＮＵ情報を受信した切替先ＯＳＵ１５は、その内容の通りに登録設定し、完了したらＯＮＵ情報反映完了通知をコントローラ２０へ送信する。また、集線スイッチ４０および切替元ＯＳＵ１５からの残データ処理完了通知を両方とも受信した時点で、切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７の接続先ＯＳＵ１５を切替先ＯＳＵ１５にするために、管理テーブル２１に従って、光スイッチ１６の入出力の接続を該当経路へ切り替えるよう、光スイッチ１６へ経路切替指示を出す。光スイッチ１６はその指示を受けて、経路切替を行う。

次に、以下に説明するデータ伝送開始手順を行う。
コントローラ２０は経路切替指示を送信後、光スイッチ１６の経路切替が終わる頃を見計らって、切替完了通知送信指示および発光ＯＮ指示を切替先ＯＳＵ１５へ通知する。ここで、光スイッチ１６が経路切替完了時にその旨をコントローラ２０へ通知できる場合、コントローラ２０はその通知の受信後に、切替完了通知送信指示を切替先ＯＳＵ１５へ通知する方法も考えられる。以降は、光スイッチ１６の経路切替の終了を見計らって通知する方法のみ考える。その指示を受けた切替先ＯＳＵ１５は、経路切替により新たに自配下に組み込まれたＯＮＵ１７に対して、切替が完了した旨の切替完了通知を送信するとともに、自身の発光ＯＦＦ状態を発光ＯＮ状態へ変更し、発光を開始する。

リンク・認証・暗号化維持状態にあるＯＮＵ１７は、切替完了通知を受信すると、直ちにｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ状態へ復帰し、切替先ＯＳＵ１５との間でデータ通信が可能となる。

また、コントローラ２０は、切替先ＯＳＵ１５へ切替完了通知送信指示を送信後に、集線スイッチ４０へ切替完了通知を送信し、それを受信した集線スイッチ４０は、切替先バッファ４１にて蓄積していた該当ＯＮＵ１７宛下りデータの送信を開始する。

以上のようなオペレーション契機の切替シーケンスにより、切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７宛下りフレームが切替中にＯＬＴ１４の集線スイッチ４０に到達しても、それらのフレームのロスを回避できる。また、集線スイッチ４０の切替元上り／下りバッファおよび切替元ＯＳＵ１５の上り／下りバッファについて、切替前および切替開始直後に蓄積したデータを完全に処理した上で切替が完了するので、切替に伴うバッファでのロスはない。従って、無瞬断にＯＳＵ切替を行うことができ、すなわち無瞬断にＦＷ更新を行うことができる。

図３に、光スイッチ１６を用いずにＯＳＵ１５を冗長化したＰＯＮプロテクションシステムに本構成のＯＬＴ１４を適用した場合の、オペレーション契機の切替シーケンスの第２例を示す。この例では、集線スイッチ４０、コントローラ２０、切替先ＯＳＵ１５、ＯＮＵ１７及び切替元ＯＳＵ１５のそれぞれの要素の時間軸をベースとして、時間軸上のポイントはイベント（切替コマンド投入、切替完了など）の発生や終了を示し、要素間を結ぶ矢印はメッセージや情報のやり取りを示している。

ＯＳＵ切替手順では、コントローラ２０が、ＯＮＵ１７の収容先ＯＳＵ１５を切り替える旨の収容先変更指示を集線スイッチ４０に送信するとともに、切替元ＯＳＵ１５に送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵ１５に収容するＯＮＵ１７の情報を通知することによって、集線スイッチ４０が切替元ＯＳＵ１５に収容されていたＯＮＵ１７への下り信号のバッファリングを行うとともに、ＯＮＵ１７の情報を受信した切替先ＯＳＵ１５が収容するＯＮＵ１７の設定を行う。

データ伝送開始手順では、切替先ＯＳＵ１５が収容するＯＮＵ１７の設定を完了すると、コントローラ２０が、切替元ＯＳＵ１５から切替先ＯＳＵ１５への切替完了通知を集線スイッチ４０及び切替先ＯＳＵ１５に行う。切替先ＯＳＵ１５への切替完了通知は、切替先ＯＳＵ１５内に備わる光源の発光の開始を指示する旨の発光ＯＮ指示であってもよい。切替完了通知を受けた集線スイッチ４０は、バッファリングしていた下り信号を切替先ＯＳＵ１５に出力する。切替完了通知を受けた切替先ＯＳＵ１５は、収容するＯＮＵ１７に送信再開通知を行う。送信再開通知は、ＤＢＡを再開するＧａｔｅメッセージであってもよい。

なお、コントローラ２０と切替先ＯＳＵ１５間でのＯＮＵ情報の転送・反映完了通知のメッセージ送信タイミングは図２及び図３の限りではなく、ＤＢＡ停止指示の送信から切替完了通知送信指示／発光ＯＮ指示の送信までの間にＯＮＵ情報反映が終わるのであれば、どのタイミングでも問題ない。例えば、光スイッチ切替時間中に、ＯＮＵ情報の転送および反映完了が共に行われるタイミングなどが考えられる。

（第１の発明の実施形態２）
図４に、実施形態１における切替シーケンスおよびＯＬＴ構成を、光スイッチ１６を用いたＰＯＮシステムに適用した例を示す。本実施形態は、図２４におけるＮ：１プロテクションをベースとした、Ｎ＝２の場合の系であり、本ＯＬＴ１４における３台のＯＳＵ１５のうち、２台のＯＳＵ１５＿１及びＯＳＵ１５＿２を正常系ＯＳＵ，１台のＯＳＵ１５＿３を冗長系ＯＳＵであるとする。Ａ＝３２として、各正常系ＯＳＵ１５＿１〜１５＿２が正常時、それぞれ２×３光スイッチ１６およびＰＯＮ回線１・ＰＯＮ回線２を介して３２台のＯＮＵ１７を収容し、冗長系ＯＳＵ１５＿３は２×３光スイッチ１６を介してどのＰＯＮ回線にも未接続な状態であるとする。正常時、２台の正常系ＯＳＵ１５＿１及び１５＿２がそれぞれ配下のＯＮＵ１７についてのＯＮＵ情報をコントローラ２０に通知する結果、コントローラ２０は図５に示すような管理テーブル２１を保有する。

このような系において例えばＯＳＵ１５＿２のＦＷを更新する場合、まずＯＮＵ１７（ＯＮＵ３３〜６４）の接続先ＯＳＵをＯＳＵ１５＿２から冗長系ＯＳＵ１５＿３へ切り替えるために、その旨のコマンドをオペレーション操作によりコントローラ２０へ投入する。その後は、管理テーブル２１を参照しながら図３の切替シーケンスの通りに処理を進め、図４の系は図６に示す系に切り替えられるとともに、図５の管理テーブルは図７に示す内容に更新される。

なお本実施形態の系では、切替元ＯＳＵ１５＿２の出力光と切替先ＯＳＵ１５＿３の出力光とが衝突することはないので、切替先ＯＳＵ１５＿３の初期状態は発光ＯＮでも問題ない。したがって本実施形態では、図３の切替シーケンスにおいてコントローラ２０から切替先ＯＳＵ１５＿３へ発光ＯＮ指示を送信しなくてもよい。

このように、冗長系ＯＳＵ１５＿３への無瞬断切替によってＯＳＵ２配下のＯＮＵ１７（ＯＮＵ３３〜６４）の通信を維持する間に、ＯＳＵ１５＿２のＦＷを更新すれば、ＯＮＵの通信断なしにＦＷ更新が可能となる。そしてＯＳＵ１５＿２のＦＷ更新後は、同様のオペレーション操作により、冗長系ＯＳＵ１５＿３からＯＳＵ１５＿２へ切り替える（切り戻す）ことで、ＯＮＵ３３〜６４はＦＷ更新されたＯＳＵ１５＿２との通信を無瞬断に開始できる。

（第１の発明の実施形態３）
実施形態２とは異なる構成のＮ：１プロテクションに、本ＯＬＴ１４および切替シーケンスを適用した場合を図８に示す。本実施形態では、１台の本ＯＬＴ１４と、１台のＮ×１光スイッチ１６と、Ｎ個のＢ：２光スプリッタ１８（１≦Ｂ≦Ａ。但し、コストを考慮しない場合、技術的には、Ｂ＞Ａも可能。）と、Ａ×Ｎ台以下のＯＮＵ１７とが用いられる。本ＯＬＴ１４におけるＮ＋１台のＯＳＵ１５は、Ｎ台を正常系ＯＳＵ１５（ＯＳＵ１−ＯＳＵ Ｎ）、残り１台を冗長系ＯＳＵ（ＯＳＵ Ｎ＋１）とみなす。Ｎ台の正常系ＯＳＵ１５は、Ｎ個のＢ：２光スプリッタ１８の２側における片方のポートに１本のＰＯＮ回線でそれぞれ接続され、１台の冗長系ＯＳＵ１５はＮ×１光スイッチ１６の１側（入力側）に１本の光ファイバで接続される。Ｎ個のＢ：２光スプリッタ１８の２側におけるもう片方のポートは、Ｎ×１光スイッチ１６のＮ側にそれぞれ１本の光ファイバ（予備ファイバとする）で接続され、Ｂ：２光スプリッタ１８のＢ側は、最大Ｂ本の光ファイバを介して最大Ｂ台のＯＮＵ１７に繋がる。初期構築時、冗長系ＯＳＵ１５からの出力光が、Ｎ×１光スイッチ１６および予備ファイバを経てＢ：２スプリッタ１８より下位部分で、正常系ＯＳＵ１５からの出力光と衝突しないように、Ｎ×１光スイッチ１６はＮ側のどのポートも１側のポートと経路を接続していないとする。このような系において、正常時、正常系ＯＳＵ１５は光スイッチ１６を介さずにそれぞれ配下のＯＮＵ１７と通信を行う。

本実施形態の系において任意の正常系ＯＳＵ１５のＦＷを更新する場合も、まずは実施形態２と同様の方法でＯＳＵ切替を行えばよい。ただし、切替元ＯＳＵ１５である正常系ＯＳＵ１５から切替先ＯＳＵ１５である冗長系ＯＳＵ１５への切替後も、本実施形態の系では切替元ＯＳＵ１５はＯＮＵ１７との間で物理的な経路を維持したままであるため、切替元ＯＳＵ１５からの出力光と切替先ＯＳＵ１５からの出力光とが衝突し、通信に障害をきたす恐れがある。そのような事態を防ぐために、切替先ＯＳＵ１５がＯＮＵ１７とのデータ通信を開始する前に、コントローラ２０は切替元ＯＳＵ１５へ発光ＯＦＦ指示を送信し、それを受信した切替元ＯＳＵ１５が発光を停止する方法が考えられる。したがって、本実施形態における切替シーケンスは、図９に示すように、コントローラ２０が切替元ＯＳＵ１５からの残データ処理完了通知を受信後、切替完了通知送信指示の送信前までに切替元ＯＳＵ１５へ発光ＯＦＦ指示を送信する動作を、実施形態１のシーケンスに追加した形が望ましい。

このようにして無瞬断ＯＳＵ切替を行い、切替元ＯＳＵ１５（正常系ＯＳＵ）配下のＯＮＵ１７が切替先ＯＳＵ１５（冗長系ＯＳＵ）とデータ通信を行う間に、正常系ＯＳＵ１５のＦＷを更新する。正常系ＯＳＵ１５のＦＷ更新後に、実施形態１と同様のオペレーション操作により冗長系ＯＳＵ１５から正常系ＯＳＵ１５へ切り替える（切り戻す）ことで、正常系ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７は、ＦＷ更新された正常系ＯＳＵ１５との通信を無瞬断に開始できる。

（第１の発明の実施形態４）
本願発明のＯＬＴ１４は、無瞬断切替は困難となるものの、通常のＯＮＵ１７にも対応し、少なくとも従来のＦＷ更新方法と比べると効果は期待できる。上記のオペレーションによる無瞬断切替は、以下のようなＯＮＵ１７の適用を想定するものである。

ここでは、図２及び図９のフローにて記載のＯＮＵ１７について説明を行う。すなわち、ＯＮＵ１７は、下りＭＰＣＰフレーム断を検出すると、リンク・認証・暗号化（制御・管理・登録に関わる情報）を維持し、また、受信した上りフレームを送信再開までＯＮＵ１７内のバッファに蓄積し続ける。そして、ＯＳＵ１５の切替が完了すると、切替先ＯＳＵ１５からＯＮＵ１７に下り信号、あるいは、切替完了通知が送信されることで、ＯＮＵ１７はＯＳＵ切替完了を把握する。そこで、ＯＮＵ１７はＯＳＵ１５に対し、以前のリンク・認証・暗号化（制御・管理・登録に関わる情報）を用い、上りフレームの送信を再開する。これにより、再送までの時間を短縮できるとともに、フレーム欠落を少なくするという効果を得ることが可能となる。

なお、各実施形態においては、集線スイッチ４０がＯＳＵ１５とともに、ＯＬＴ１４に内蔵される構成のものを説明した。集線スイッチ４０は、ＯＳＵ１５とは別に、ＯＬＴ１４に外付けされるものでも、本願発明の技術は実現可能である。その場合にも、ＯＬＴ１４内のコントローラ２０−ＯＬＴ１４外の集線スイッチ４０間の信号の送受信、および、ＯＬＴ１４内のＯＳＵ１５−ＯＬＴ１４外の集線スイッチ４０間の信号の送受信は、前述の通りである。

（第１の発明の実施形態５）
図１０に、本実施形態に係るオペレーション契機の切替シーケンスを示す。本実施形態では、図８に示すＮ×１光スイッチ１６を用いて切替元ＯＳＵ１５から切替先ＯＳＵ１５へと切り替える光ネットワークシステムにおいて、正常系ＯＳＵ１５のいずれかを冗長系ＯＳＵ１５へと切り替える。本実施形態では、ＯＳＵ切替手順の前では、切替先ＯＳＵ１５は発光ＯＦＦ状態である。

ＯＳＵ切替手順において、まず、コントローラ２０が、切替先ＯＳＵ１５の収容するＯＮＵ１７の情報を光スイッチ１６に通知する。これにより、光スイッチ１６は、通知されたＯＮＵ１７を切替先ＯＳＵ１５と接続する。接続が完了すると、光スイッチ１６は、経路切替完了通知をコントローラ２０に送信する。

経路切替完了通知を受信したコントローラ２０は、ＯＮＵ１７の収容先ＯＳＵ１５を切り替える旨の収容先変更指示を集線スイッチ４０に送信するとともに、切替元ＯＳＵ１５に送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、収容するＯＮＵ１７の情報を切替先ＯＳＵ１５に通知する。

集線スイッチ４０は、収容先変更指示を受けて、切替元ＯＳＵ１５宛ての下りバッファを切替先ＯＳＵ１５宛ての下りバッファに切り替えるとともに、切替元ＯＳＵ１５に収容されていたＯＮＵ１７への下り信号のバッファリングを行う。このとき、切替元ＯＳＵ１５に対応する上り又は下りバッファに蓄積済みのデータがある場合は、切替元ＯＳＵ１５に出力し、そのデータの出力処理が完了するとコントローラ２０へ残データ処理完了通知を行う。

切替元ＯＳＵ１５は、送信許可メッセージの送信停止指示を受けて、収容するＯＮＵ１７に対する上り信号の送信許可メッセージの送信を停止する。これにより、切替元ＯＳＵ１５に収容されている各ＯＮＵ１７は、収容先のＯＮＵ１５への上り信号の送信を停止し、上り信号がある場合はバッファに蓄積する。このとき、自身が保有する上り又は下りバッファに蓄積される上り又は下り信号がある場合は、これらの信号を送信し、上り又は下り信号の出力処理完了をもって、コントローラ２０へ残データ処理完了通知を行う。

切替先ＯＳＵ１５は、収容するＯＮＵ１７の情報を受けて、収容するＯＮＵ１７の設定を行う。この設定が完了すると、切替先ＯＳＵ１５は、コントローラ２０へＯＮＵ情報反映完了通知を行う。

コントローラ２０は、集線スイッチおよび切替元ＯＳＵからの各々の残データ処理完了通知の両方を受信し、かつ、切替先ＯＳＵ１５からＯＮＵ情報反映完了通知を受信すると、切替完了通知を集線スイッチ４０及び切替先ＯＳＵ１５に行う。これにより、データ伝送開始手順が開始される。

データ伝送開始手順では、コントローラ２０が、切替完了通知を集線スイッチ４０及び切替先ＯＳＵ１５に行う。すると、集線スイッチ４０がバッファリングしていた下り信号を切替先ＯＳＵ１５に出力するとともに、切替先ＯＳＵ１５が収容するＯＮＵ１７に送信再開通知を行う。コントローラ２０から切替先ＯＳＵ１５への切替完了通知は、切替先ＯＳＵ１５内に備わる光源の発光の開始を指示する旨の発光ＯＮ指示であってもよい。送信再開通知は、ＤＢＡを再開するＧａｔｅメッセージであってもよい。

本実施形態では、Ｎ×１光スイッチ１６を用いているため、データ通信中の状態のときに光スイッチ１６の経路切替を行っても、主信号に影響を与えない。そこで、集線スイッチ４０や切替元ＯＳＵ１５がバッファリングを開始する前に光スイッチ１６の経路切替を行うことで、実質的な切替時間（データ導通停止時間）を短縮でき、集線スイッチ４０やＯＮＵ１７のバッファ削減が可能となる。

（第１の発明の実施形態６）
図１１に、本実施形態に係るオペレーション契機の切替シーケンスを示す。本実施形態では、第１の発明の実施形態５において、正常系ＯＳＵ１５から冗長系ＯＳＵ１５ではなく、冗長系ＯＳＵ１５を正常系ＯＳＵ１５のいずれかへと切り替える切り戻しを行う。

本実施形態では、Ｎ×１光スイッチ１６を用いているため、冗長系ＯＳＵ１５の利用時であっても各正常系ＯＳＵ１５は収容するＯＮＵ１７と接続されている。そこで、本実施形態では、冗長系ＯＳＵ１５の発光ＯＦＦかつ正常系ＯＳＵ１５の発光ＯＮをもって実質的な切替完了とし、ＯＳＵ切替手順においては光スイッチ１６の経路の切り替えを行わない。このような切り戻し後、次の切替まで冗長系ＯＳＵの発光ＯＦＦ状態が続く限り、光スイッチ１６の経路は切り替えなくても良い。光スイッチの経路接続状態を初期状態に戻す方が望ましいのであれば、データ伝送開始手順を実行後のデータ通信中の状態のときに、冗長系ＯＳＵ１５がどのＯＮＵ１７とも経路を確立しないように光スイッチ１６の経路を切り替える。

本実施形態では、ＯＳＵ切替手順における光スイッチ１６の経路の切り替えを省略することができるため、実質的な切替時間（データ導通停止時間）を短縮でき、集線スイッチ４０やＯＮＵ１７のバッファ削減が可能となる。

（第２の発明の実施形態１）
図１２に、実施形態１に係る光ネットワークに備わるＯＬＴの概略構成を示す。実施形態１に係るＯＬＴ１４では、（Ｎ＋１）台のＯＳＵ１５と切替制御用の１個のコントローラ２０と１個の集線スイッチ４０をそれぞれ備える。各ＯＳＵ１５はＰＯＮ−ＩＦ３１とＰＯＮ信号処理部３２とＰＯＮ制御部３３をそれぞれ備え、コントローラ２０は切替制御部２３と障害検出部２２と管理テーブル２１を備え、集線スイッチ４０は集線／振分け制御部４３と多重部４２とＮ＋１個のバッファ４１を備える。バッファ４１は、上りバッファ及び下りバッファを備える。その他の、説明に不要な構成は省略する。

なお、本構成のＯＬＴ１４は、光スイッチ１６を用いたＰＯＮシステムに適用することを想定しており、そのような系においてＯＳＵ故障が発生した際、ＯＮＵ１７のリンク断を伴わずに高速にＯＳＵ１５切替を行うことを目的としている。光スイッチ１６はＯＳＵ１５側の入出力ポートと、ＯＮＵ１７側の入出力ポートを備えるものであり、ＯＳＵ１５側の入出力ポートは光ファイバを介してＯＳＵ１５に接続し、ＯＮＵ１７側の入出力ポートは光ファイバ１９（更には光スプリッタ１８）を介してＯＮＵ１７に接続するものとする。

なお、本構成のＯＬＴ１４は、ＯＳＵ１５を冗長化したＰＯＮプロテクションシステムである限り、光スイッチ１６を用いない場合でも適用可能である。どちらの場合の系においても、本構成のＯＬＴ１４は、ＯＳＵ故障が発生した際、ＯＮＵ１７のリンク断を伴わずに高速にＯＳＵ１５切替を行うことができる。

以下、本ＯＬＴ１４を光スイッチ１６を用いた場合に適用することとして、各々の機能ブロックの動作について述べる。

ＰＯＮ−ＩＦ３１は、該当ＰＯＮ−ＩＦ３１に接続されたＯＮＵ１７からの光信号の上りフレームまたは、ＰＯＮ信号処理部３２からの電気信号の下りフレームをそれぞれ受信し、電気信号または光信号に変換してからＰＯＮ信号処理部３２またはＰＯＮ−ＩＦ３１外部（ＯＮＵ１７側）へ出力する。

ＰＯＮ信号処理部３２は、ＰＯＮ−ＩＦ３１からの電気信号の上りフレームを受信し、それがデータフレームの場合は集線スイッチ４０のバッファ４１へ出力し、データフレーム以外（ＭＰＣＰフレームやＯＡＭフレーム）の場合はＰＯＮ制御部３３へ出力するとともに、集線スイッチ４０のバッファ４１からの電気の下りデータフレームを受信し、それをＰＯＮ−ＩＦ３１へ出力する。

ＰＯＮ制御部３３は、ＰＯＮ信号処理部３２からのＭＰＣＰフレームやＯＡＭフレームを受信し、その内容に従って、該当ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７の登録管理や上り帯域割当などの、ＯＮＵ１７との間でデータ通信を行うために必要な制御を行うとともに、その制御を通してＰＯＮ制御部３３が管理・把握する該当ＯＮＵ１７に関わる情報（ＯＮＵ情報とする）を、定期的あるいは情報が更新される度にコントローラ２０の切替制御部２３へ出力する。また、該当ＯＳＵ１５における障害の有無を検出し、障害が発生した場合はアラーム信号をコントローラ２０の障害検出部２２へ出力する。また、切替制御部２３がＰＯＮ制御部３３にＯＮＵ情報を転送すると、そのＯＮＵ情報を受信したＰＯＮ制御部３３は、それまで管理・把握していたＯＮＵ情報を受信したＯＮＵ情報の内容の通りに更新し、その更新が完了したら反映完了通知を切替制御部２３へ出力する。さらに、ＰＯＮ制御部３３は、切替制御部２３から切替完了通知送信指示が送られてきた際は、それを受信するとともに、切替完了通知を（ＰＯＮ−ＩＦ３１を介して）ＯＮＵ１７へ出力する。

障害検出部２２は、ＯＳＵ１５のＰＯＮ制御部３３からのアラーム信号を受信した場合は、該当ＯＳＵ１５に障害が発生した旨の障害通知を切替制御部２３へ出力する。

切替制御部２３は、ＰＯＮ制御部３３からＯＮＵ情報を受信し、その内容の通りにテーブルを更新するように管理テーブル２１へテーブル更新指示を出力する。また、切替制御部２３は、特定のＯＳＵ１５からのＯＮＵ情報通知が断となった場合、あるいは、障害検出部２２から特定のＯＳＵ１５についての障害通知を受信した場合に、該当ＯＳＵ１５の故障を認識・検出し、収容先変更指示を集線スイッチ４０の集線／振分け制御部４３へ出力するとともに、故障ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７に関わるＯＮＵ情報を管理テーブル２１から取得し、そのＯＮＵ情報を切替先ＯＳＵ１５へ転送する。さらに、切替制御部２３は、切替先ＯＳＵ１５のＰＯＮ制御部３３からの反映完了通知を受信後あるいは、任意のタイミングで、経路切替指示を光スイッチ１６へ出力する。なお、切替先ＯＳＵ１５からの反映完了通知の受信および光スイッチ１６による経路切替が終わったタイミングで、切替制御部２３は、切替完了通知を集線スイッチ４０の集線／振分け制御部４３へ出力することができる。

管理テーブル２１は、ＯＬＴ１４配下の全ＯＮＵ１７について、ＯＮＵ１７ごとにＯＮＵ情報が詳しく記載されるとともに、ＯＮＵ１７ごとの接続先ＯＳＵ番号、接続先集線スイッチポート番号、接続先光スイッチ入力／出力側ポート番号及びＶＩＤ番号なども記載される。したがって、コントローラ２０は管理テーブル２１を通して、全ＯＮＵ１７および全ＯＳＵ１５の物理的な接続状況や登録・管理情報などを詳しく把握できる。本管理テーブル２１は、切替制御部２３からのテーブル更新指示を受信すると、その内容の通りに更新する。

集線／振分け制御部４３は、コントローラ２０を通して予め登録された、ＶＩＤ番号とＯＮＵ番号の紐付けおよび各ＯＮＵ１７の接続先ＯＳＵ番号／集線スイッチポート番号の情報を保有しており、それらの情報に従って、多重部４２が受信する下りフレームの該当出力先バッファ４１を、多重部４２に指示する。切替制御部２３からの収容先変更指示を受信した場合は、その内容の通りに、自身に登録された該当ＯＮＵ１７の接続先ＯＳＵ番号情報を変更するとともに、切替先ＯＳＵ１５に対応するバッファ４１からの下りフレームの出力を停止する。また、集線／振分け制御部４３は自身に予め設定された任意のスケジューリング方法によって、各バッファ４１に蓄積された上りフレームの送信順位を決定し、決定した送信順位を多重部４２へ通知する。切替制御部２３からの切替完了通知を受信した場合は、下りフレームの出力を停止していた該当バッファ４１に対して、下りフレームの出力許可を出す。

多重部４２は、ＯＬＴ１４より上位からの下りデータフレームを受信し、受信フレームのＶＩＤ番号と集線／振分け制御部４３からの指示に従って、該当のバッファ４１へ出力するとともに、集線／振分け制御部４３から通知された送信順位に従って、予め定められたデータごとに分離して該当バッファ４１へ上りフレームの出力を指示し、それらバッファ４１からの上りフレームを受信し、順次、上位へ出力する。

バッファ４１は、該当ＰＯＮ信号処理部３２からの上りデータフレームを受信・蓄積するとともに、多重部４２の指示に従って順次、多重部へ出力する。一方、バッファ４１は、多重部４２からの下りデータフレームを受信・蓄積するとともに、多重部４２の指示に従って順次、該当ＰＯＮ信号処理部３２へ出力する。また、バッファ４１は、集線／振分け制御部４３からの出力停止／出力許可の指示に従って、フレームの出力の停止や開始を行うことが可能である。

以上のような動作の機能ブロックからなるＯＬＴ１４を、光スイッチ１６を用いたＰＯＮシステムに適用することで、ＯＳＵ１５故障に備えてＯＳＵ１５を冗長化し、かつＯＳＵ１５故障時の高速切替を実現し、切替中のフレームロスを抑制するＰＯＮプロテクションが可能となる。

本実施形態に係る光ネットワークシステムのＯＳＵ切替方法及び局側終端装置のＯＳＵ切替方法は、監視手順と、ＯＳＵ切替手順と、データ伝送開始手順と、を順に有する。正常時においては、監視手順を行う。切替元ＯＳＵ１５故障時においては、ＯＳＵを切り替えるＯＳＵ切替手順を行った後に、データ伝送開始手順を行う。

図１３に、本ＯＬＴ１４および光スイッチ１６を用いたＰＯＮシステムにおいて、ＯＳＵ１５が故障した場合の切替シーケンスを示す。この図では、集線スイッチ４０、コントローラ２０、切替元ＯＳＵ１５、切替先ＯＳＵ１５、光スイッチ１６及びＯＮＵ１７のそれぞれの要素の時間軸をベースとして、時間軸上のポイントはイベント（障害発生、切替完了など）の発生や終了を示し、要素間を結ぶ矢印はメッセージや情報のやり取りを示している。また、両方向細矢印は状態や動作の時間を表し、両方向太矢印はＯＮＵ１７の状態を表している。

ここではＯＳＵ１５故障として、電源断故障（即座に動作停止になるとする）を考えるとともに、ＯＳＵ１５故障の検出トリガとして、ＯＳＵ１５（切替元ＯＳＵ）からコントローラ２０へのＯＮＵ情報通知断をコントローラ２０が検出した場合を考える。

正常時、切替元ＯＳＵ１５は例えば一定の時間間隔で自配下ＯＮＵ１７についてのＯＮＵ情報をコントローラ２０へ通知する。しかし切替元ＯＳＵ１５の故障発生により、切替元ＯＳＵ１５はコントローラ２０へのＯＮＵ情報通知ができなくなり、コントローラ２０は一定時間、切替元ＯＳＵ１５からのＯＮＵ情報通知がないことをもって、切替元ＯＳＵ１５の故障を検出する。

ここで、切替元ＯＳＵ１５故障により配下のＯＮＵ１７は下り信号受信断／下り受光パワー低下などを検出するが、本システムで用いるＯＮＵ１７は、例えばＲｅｇｉｓｔｅｒ状態のときにそのような状況を検出しても直ちにリンク断を起こすことはなく、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ状態からリンク・認証・暗号化を維持した状態へと状態遷移する機能を備えているとする。この状態遷移機能は、ＯＮＵ１７のリンク断を防ぎ、切替後の切替先ＯＳＵ１５との間でのリンク等の再接続作業を不要にするためのものであり、すなわち、高速切替を実現するための機能の一つである。また、ＯＳＵ１５−コントローラ２０間のｋｅｅｐ−ａｌｉｖｅ断が検出できるのであれば、必ずしもＯＮＵ情報通知断を故障検出契機にする必要はない。

切替元ＯＳＵ１５の故障を検出したコントローラ２０は、直ちにフレームの収容先の変更を集線スイッチ４０へ通知する。収容先変更指示を受信した集線スイッチ４０は、切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７宛下りフレームの蓄積先バッファ４１を、切替元ＯＳＵ１５に対応付けられているバッファ４１（切替元バッファ４１とする）から切替先ＯＳＵ１５に対応付けられているバッファ４１（切替先バッファ４１とする）へ変更し、切替先バッファ４１にて該当ＯＮＵ１７宛下りフレームの蓄積を開始する。これにより、上位からの、切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７宛下りフレームが、切替元バッファ４１へ蓄積するのを止めることができる。もはやこの切替元バッファ４１にフレームが蓄積されても、それらの下りフレームは該当ＯＮＵ１７へ届けられないので、フレームの収容先の変更を直ちに行うことによって切替中に生じるフレームロスを抑制できる。なお切替先バッファ４１での該当ＯＮＵ１７宛下りフレームの蓄積は、コントローラ２０からの指示（切替完了通知）があるまで出力されることなく続けられる。

また、コントローラ２０は管理テーブル２１に記載されている、切替元ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７についてのＯＮＵ情報を、切替先ＯＳＵ１５へ転送する。ＯＮＵ情報を受信した切替先ＯＳＵ１５は、その内容の通りに登録設定し、完了したら反映完了通知をコントローラ２０へ送信する。

コントローラ２０は反映完了通知を受信後、故障ＯＳＵ１５配下のＯＮＵ１７の接続先ＯＳＵ１５を切替先ＯＳＵ１５に切り替えるために、管理テーブル２１に従って、光スイッチ１６の入出力の接続を該当経路へ切り替えるよう、光スイッチ１６へ経路切替指示を出す。
光スイッチ１６はその指示を受けて、経路切替を行う。

次に、以下に説明するデータ伝送開始手順を行う。
コントローラ２０は経路切替指示を送信後、光スイッチ１６の経路切替が終わる頃を見計らって、切替完了通知送信指示を切替先ＯＳＵ１５へ通知する。ここで、光スイッチ１６が経路切替完了時にその旨をコントローラ２０へ通知できる場合、コントローラ２０はその通知の受信後に、切替完了通知送信指示を切替先ＯＳＵ１５へ通知する方法も考えられる。以降は、光スイッチ１６の経路切替の終了を見計らって通知する方法のみ考える。その指示を受けた切替先ＯＳＵ１５は、経路切替により新たに自配下に組み込まれたＯＮＵ１７に対して、切替が完了した旨の切替完了通知を送信する。

リンク・認証・暗号化維持状態にあるＯＮＵ１７は、切替完了通知を受信すると、直ちにＲｅｇｉｓｔｅｒ状態へ復帰し、切替先ＯＳＵ１５との間でデータ通信が可能となる。

また、コントローラ２０から集線スイッチ４０へも切替完了通知が同様のタイミングで送信され、それを受信した集線スイッチ４０は、切替先バッファ４１にて蓄積していた該当ＯＮＵ１７宛下りデータの送信を開始する。

以上のような切替シーケンスにより、切替中にＯＬＴ１４に到達する下りフレームのロスの発生を抑制できるとともに、ＯＮＵ１７のリンク断を伴わない切替のため、切替完了後に直ちにデータ通信を再開できる。

なお、コントローラ２０による切替先ＯＳＵ１５へのＯＮＵ情報転送から切替完了通知送信指示までの間の、メッセージ送信の順番は図１３の限りではなく、図１４の場合も考えられる。図１３のシーケンスは、切替先ＯＳＵ１５におけるＯＮＵ情報反映時間（コントローラ２０からのＯＮＵ情報転送を受信してからコントローラ２０へＯＮＵ情報反映完了通知を送信するまでの時間）が、光スイッチ切替時間（コントローラ２０からの経路切替指示を受信してから経路切替完了までの時間）よりも十分に長い場合に適用するべきシーケンスであり、ＯＮＵ情報反映中に光スイッチ１６による経路切替を完了することで、トータルの切替時間を短縮できる。一方、図１４のシーケンスは、ＯＮＵ情報反映時間よりも光スイッチ切替時間が十分に長い場合に適用するべきシーケンスであり、経路切替中にＯＮＵ情報反映を完了することで、同様にトータルの切替時間を短縮できる。

このように、用いる光スイッチ１６の性能に依存する光スイッチ切替時間と、ＯＳＵ１台あたりに接続されるＯＮＵ１７の台数に依存するＯＮＵ情報反映時間とを考慮した上で、図１３あるいは図１４のうち最適なシーケンスを選択し、ＯＮＵ情報反映と光スイッチ１６による経路切替を並行して行うことによって、高速な切替を実現できる。

また、本実施形態では集線スイッチ４０を搭載したＯＬＴ１４を考えたが、ＯＳＵ１５−集線スイッチ４０−コントローラ２０間で上述の動作や制御が実現できる限り、必ずしも集線スイッチ４０をＯＬＴ１４内部に搭載する必要はない。例えば、ＯＬＴ１４に集線スイッチ４０を搭載しない代わりにＬ２ＳＷ１２をＯＬＴ１４上位に配置した上で、ＰＯＮプロテクションを適用したネットワーク構成を採用することもできる。この場合、ＯＬＴ１４のコントローラ２０及びＯＳＵ１５と上位Ｌ２ＳＷ１２が相互に連携して、上述の動作、制御及び切替シーケンスを行えば、本実施形態と同様の効果（ＯＳＵ１５故障時の高速切替、切替時のフレームロス抑制）が期待できる。後述の実施形態においても同様のことが言えるが、以降は記述を省略する。

（第２の発明の実施形態２）
実施形態１ではＯＳＵ１５故障の検出契機としてＯＮＵ情報通知断を考えたが、例えばＰＯＮ−ＩＦ３１における受信部の故障など、機能の一部が故障してもＯＮＵ情報通知は可能であるような故障パターンの場合も考えられ、そのような場合はＯＮＵ情報通知断を故障検出契機にすることはできない。そこで、特定の故障パターンに限りＯＳＵ１５自身が自らの故障を検出し、検出した際にアラーム信号をコントローラ２０へ送信することによって、コントローラ２０がＯＳＵ１５故障を検出・認識することを考える。

図１２におけるＯＳＵ１５のＰＯＮ制御部３３が、自身の故障の検出およびアラーム送信機能を備えているので、本実施形態においてもＯＬＴ構成は図１２と同様である。切替シーケンスについては故障検出部分が実施形態１とは異なるので、図１５および図１６に本実施形態における切替シーケンスを示す。図１５はＯＮＵ情報反映時間が光スイッチ切替時間よりも長い場合で、図１６はその逆の場合である。図１５、図１６とも故障検出部分のシーケンスは同じであり、まず切替元ＯＳＵ１５が自身に生じた特定機能の異常を検出し、その旨のアラーム信号をコントローラ２０へ送信する。コントローラ２０はそのアラーム信号の受信によって切替元ＯＳＵ１５の故障を検出・認識し、直ちに収容先変更指示を集線スイッチ４０へ送信する。以降のシーケンスは図１３または図１４と同様のため、ここでは説明を省略する。

以上のような切替シーケンスおよび図１２のＯＬＴ構成を、光スイッチ１６を用いたＰＯＮプロテクションに適用することによって、ＯＮＵ情報通知断を伴わないＯＳＵ１５故障であっても、高速かつフレームロスを抑制したＯＳＵ１５切替が可能となる。

（第２の発明の実施形態３）
図１７に、実施形態１および実施形態２における切替シーケンスおよびＯＬＴ構成を、光スイッチ１６を用いたＰＯＮシステムに適用した例を示す。本実施形態は、図２３におけるＮ：１プロテクションをベースとした、Ｎ＝２の場合の系であり、本ＯＬＴ１４における３台のＯＳＵ１５のうち、２台のＯＳＵ１５＿１及びＯＳＵ１５＿２を正常系ＯＳＵ、１台のＯＳＵ１５＿３を冗長系ＯＳＵであるとする。Ａ＝３２として、各正常系ＯＳＵ１５＿１及び１５＿２が正常時、２×３光スイッチ１６および支線１又は支線２を介してそれぞれ３２台のＯＮＵ１７を収容し、冗長系ＯＳＵ１５＿３は２×３光スイッチ１６を介してどの支線にも未接続な状態である場合を考える。正常時、２台の正常系ＯＳＵ１５＿１及び１５＿２がそれぞれ配下のＯＮＵ１７についてのＯＮＵ情報をコントローラ２０に通知する結果、コントローラ２０は図１８に示すような管理テーブル２１を保有する。

このような系において例えばＯＳＵ１５＿２が故障した場合、コントローラ２０は実施形態１または実施形態２記載の切替シーケンスを通してＯＳＵ故障を検出する。管理テーブル２１および初期設定を通してコントローラ２０は予め、ＯＳＵ１５＿２の接続状況および、ＯＳＵ１５＿３が支線に未接続かつ、集線スイッチ４０のポート３に接続していることを把握しているので、光スイッチ１６における出力側ポート２の接続先入力側ポート番号を、２から３に変更すれば良いと判断する。実施形態１または実施形態２記載の切替シーケンスの結果、最終的に図１７の系は図１９に示す系に変更するとともに、図１８の管理テーブルは図２０に示す内容に変更される。

このように、本発明のＯＬＴ１４および切替シーケンスは、従来のＮ：１プロテクション方式に適用することができるとともに、従来方式よりも高速かつフレームロスを抑制したＯＳＵ切替が可能となる。

（第２の発明の実施形態４）
本ＯＬＴ１４および切替シーケンスを実施形態３のようなＮ：１プロテクション方式に適用した構成では、正常時にＮ×（Ｎ＋１）光スイッチ１６が故障した場合に、全ＯＮＵ１７の通信が断する課題がある。また、そのような光スイッチ故障により新しい光スイッチ１６に交換する際や、保守目的で光スイッチ１６を系から外す際にも、ＯＮＵ１７の通信断を伴ってしまう。そこで、そのような場合でも通信断等の問題を生じずに、光スイッチ１６の交換を容易に行える構成のＮ：１プロテクションを、図２１に示す。

本実施形態では、１台の本ＯＬＴ１４と、１台のＮ×１光スイッチ１６と、Ｎ個のＢ：２光スプリッタ１８（１≦Ｂ≦Ａ。但し、コストを考慮しない場合、技術的には、Ｂ＞Ａも可能。）と、Ａ×Ｎ台以下のＯＮＵ１７とが用いられる。本ＯＬＴ１４におけるＮ＋１台のＯＳＵ１５は、Ｎ台を正常系ＯＳＵ１５（ＯＳＵ１〜ＯＳＵ Ｎ）、１台を冗長系ＯＳＵ１５（ＯＳＵ Ｎ＋１）とみなす。Ｎ台の正常系ＯＳＵ１５は、Ｎ個のＢ：２光スプリッタ１８の２側における片方のポートに１本の支線でそれぞれ接続され、１台の冗長系ＯＳＵ１５はＮ×１光スイッチ１６の１側（入力側）に１本の光ファイバで接続される。Ｎ個のＢ：２光スプリッタの２側におけるもう片方のポートは、Ｎ×１光スイッチ１６のＮ側にそれぞれ１本の光ファイバ（予備ファイバとする）で接続され、Ｂ：２光スプリッタ１８のＢ側は、最大Ｂ本の光ファイバを介して最大Ｂ台のＯＮＵ１７に繋がる。初期構築時、冗長系ＯＳＵ１５からの出力光が、Ｎ×１光スイッチ１６および予備ファイバを経てＢ：２光スプリッタ１８より下位部分で、正常系ＯＳＵ１５からの出力光と衝突しないように、Ｎ×１光スイッチ１６はＮ側のどのポートも１側のポートと経路を接続していないとする。

なお、初期構築時、冗長系ＯＳＵ１５からの出力光が、Ｎ×１光スイッチ１６および予備ファイバを経てＢ：２光スプリッタ１８より下位部分で、正常系ＯＳＵ１５からの出力光と衝突しないように、冗長系ＯＳＵ１５は発光ＯＦＦの状態にしてもよい。

このような系によって、正常時、正常系ＯＳＵ１５は光スイッチ１６を介さずにそれぞれ配下のＯＮＵ１７と通信を行うことができる。そのため、正常時に光スイッチ故障が生じても、ＯＮＵ１７の通信に影響を与えない。そして、交換・保守等のために光スイッチ１６を系から外す際も、正常系ＯＳＵ１５−ＯＮＵ１７間の通信に影響を与えないので、通信断を気にせず運用者の都合で作業を行うことができる。

さらに、本実施形態では予備ファイバによって支線も冗長されているので、支線断が生じた場合でも光スイッチ１６の経路切替によってＯＮＵ１７の通信断を防ぐことができる。ここで、支線断の検出トリガとしては、該当支線を接続するＯＳＵ１５が、配下の全ＯＮＵ１７からの同時信号断を検出（任意の１台目のＯＮＵ１７からの上り信号断を検出してから、一定時間の間に他の全ＯＮＵ１７からの上り信号断も検出）した場合などが考えられる。支線断を検出した該当ＯＳＵ１５が、アラーム信号をコントローラ２０に通知することによって、コントローラ２０は該当支線の異常を検出・認識し、切替動作を開始する。コントローラ２０による支線断検出後のシーケンスは、実施形態２における図１５あるいは図１６と同様である。

ＯＳＵ１５故障時の切替について、本実施形態では実施形態３の構成とは異なり、支線が光スイッチ１６を介さないため、光スイッチ１６による経路切替後も切替元ＯＳＵ１５はＯＮＵ１７との間で物理的な経路を維持したままである。そのため、例えばトランシーバ以外の特定機能の故障のように、切替後も切替元ＯＳＵ１５とＯＮＵ１７との通信が不可能ではない故障パターンのとき、切替元ＯＳＵ１５からの信号が原因で切替先ＯＳＵ１５とＯＮＵ１７との間のデータ通信に不都合が生じる恐れがある。そのような事態を防ぐために、切替先ＯＳＵ１５がＯＮＵ１７とのデータ通信を開始する前に、切替元ＯＳＵ１５の電源や送信部を停止する方法が考えられる。したがって、本実施形態における切替シーケンスは、図１３〜図１６のシーケンスのそれぞれに、コントローラ２０から切替元ＯＳＵ１５への電源停止あるいは送信部停止の指示を追加することが望ましい。ここでは両者をまとめて「出力光停止指示」と表すこととして、本実施形態における切替シーケンスを、図１６のシーケンスをベースとした場合のみ図２２に示す。なお、出力光停止指示の送信タイミングは図２２の限り（経路切替指示とＯＮＵ情報転送の間に送信）ではなく、故障検出後（切替元ＯＳＵ１５からのアラーム受信後）の任意のタイミングで構わない。ただし、内部コンデンサを備えたＯＳＵ１５の場合、電源停止後も一定時間動作可能なため、コントローラ２０による故障検出後、早めに出力光停止指示を障害ＯＳＵ１５へ送信することが望ましい。

本実施形態のシーケンス図として、ここでは図１６のシーケンスをベースとした場合のみ図２２にて示したが、図１３、図１４、図１５のシーケンスをベースとした場合も図２２と同様の考え方で適用できる（ここでは図示は省略する）。

（第２の発明の実施形態５）
本実施形態に係るＯＬＴ１４には、通常のＯＮＵ１７も対応するが、上記ＯＳＵ１５故障を想定した以下のようなＯＮＵ１７を適用すると、より効果を奏するものである。

ここでは、図１３、１４、１５、１６、２２のフローにて記載のＯＮＵ１７について説明を行う。すなわち、ＯＮＵ１７は、下り信号断を検出すると、リンク・認証・暗号化（制御・管理・登録に関わる情報）を維持し、また、受信した上りフレームを送信再開までＯＮＵ１７内のバッファに蓄積し続ける。そして、ＯＳＵ１５の切替が完了すると、切替先ＯＳＵ１５からＯＮＵ１７に下り信号、あるいは、切替完了通知が送信されることで、ＯＮＵ１７はＯＳＵ１５の切替完了を把握する。そこで、ＯＮＵ１７はＯＳＵ１５に対し、以前のリンク・認証・暗号化（制御・管理・登録に関わる情報）を用い、上りフレームの送信を再開する。これにより、再送までの時間を短縮できるとともに、フレーム欠落を少なくするという効果を得ることが可能となる。

以上のように、本実施形態の構成のＮ：１プロテクションでは、ＯＳＵ１５故障だけでなく支線断にも対応可能であるとともに、正常時に光スイッチ故障が起きてもデータ通信に影響はなく、運用者都合で光スイッチ１６交換が可能になる利点を備えている。

なお、各実施形態においては、集線スイッチ４０がＯＳＵ１５とともに、ＯＬＴ１４に内蔵される構成のものを説明した。集線スイッチ４０は、ＯＳＵ１５とは別に、ＯＬＴ１４に外付けされるものでも、本願発明の技術は実現可能である。その場合にも、ＯＬＴ１４内のコントローラ２０−ＯＬＴ１４外の集線スイッチ４０間の信号の送受信、および、ＯＬＴ１４内のＯＳＵ１５−ＯＬＴ１４外の集線スイッチ４０間の信号の送受信、は、前述の通りである。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１０：光伝送路
１１：ＰＯＮ
１２：Ｌ２ＳＷ
１３：コアネットワーク
１４：ＯＬＴ
１５、１５＿１、１５＿２、１５＿３：ＯＳＵ
１６：光スイッチ
１７：ＯＮＵ
１８：光スプリッタ
１９：光ファイバ
２０：コントローラ
２１：管理テーブル
２２：障害検出部
２３：切替制御部
２４：オペレーション処理部
２５：ＯＳＵ／ＯＮＵ／光スイッチ管理制御部
３１：ＰＯＮ−ＩＦ
３２：ＰＯＮ信号処理部
３３：ＰＯＮ制御部
４０：集線スイッチ
４１：バッファ
４２：多重部
４３：集線／振分け制御部

Claims (16)

1. 任意の加入者終端装置を収容し、収容する加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、収容する加入者終端装置への下り信号を送信するＯＳＵと、
   各ＯＳＵの受信した上り信号を多重化するとともに、下り信号を当該下り信号の送信先となる加入者終端装置の収容先ＯＳＵに出力する集線スイッチと、
   各加入者終端装置の収容先ＯＳＵを制御するコントローラと、
   を備える局側終端装置であって、
   加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵに切り替える際に、
   コントローラが、加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切り替える旨の収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知することによって、集線スイッチが切替元ＯＳＵに収容されていた加入者終端装置への下り信号のバッファリングを行うとともに、加入者終端装置の情報を受信した切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を行い、
   切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を完了すると、コントローラが、切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵへの切替完了通知を集線スイッチ及び切替先ＯＳＵに行うことによって、集線スイッチがバッファリングしていた下り信号を切替先ＯＳＵに出力するとともに、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置に送信再開通知を行う
   ことを特徴とする局側終端装置。
2. 集線スイッチは、前記収容先変更指示を受信すると、切替元ＯＳＵ宛ての下りバッファを切替先ＯＳＵ宛ての下りバッファに切り替えるとともに、切替先ＯＳＵに出力すべき下り信号を切替先ＯＳＵ宛ての下りバッファに蓄積するとともに、切替元ＯＳＵに対応する上り又は下りバッファに蓄積済みのデータの出力処理完了をもってコントローラへ残データ処理完了通知を行い、
   切替元ＯＳＵは、前記送信許可メッセージの送信停止指示に従い、配下の加入者終端装置への送信許可メッセージの送信を停止するとともに、自身が保有する上り又は下りバッファに蓄積される上り又は下り信号の出力処理完了をもって、コントローラへ残データ処理完了通知を行い、
   コントローラは、集線スイッチおよび切替元ＯＳＵからの各々の前記残データ処理完了通知の両方の受信及び切替先ＯＳＵによる加入者終端装置の設定完了をもって、前記切替完了通知を集線スイッチ及び切替先ＯＳＵに行うことを特徴とする請求項１に記載の局側終端装置。
3. 各加入者終端装置と各ＯＳＵの接続状態を制御することで各ＯＳＵの収容する加入者終端装置を切り替える光スイッチをさらに備え、
   加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵに切り替える際に、
   コントローラは、加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切り替える旨の収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知するとともに、切替先ＯＳＵと当該切替先ＯＳＵの収容する加入者終端装置の情報を光スイッチに通知することによって、集線スイッチが切替元ＯＳＵに収容されていた加入者終端装置への下り信号のバッファリングを行うとともに、加入者終端装置の情報を受信した切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を行うとともに、光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵと接続し、
   切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を完了するとともに光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵとの接続を完了すると、コントローラが、切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵへの切替完了通知を集線スイッチに行うことによって、集線スイッチがバッファリングしていた下り信号を切替先ＯＳＵに出力するとともに、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置に送信再開通知を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の局側終端装置。
4. 切替先ＯＳＵの収容する加入者終端装置の情報を光スイッチに通知し、光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵと接続したことをもって、コントローラが、収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知することを特徴とする請求項３に記載の局側終端装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の局側終端装置と、
   加入者終端装置と、
   を備える光ネットワークシステム。
6. 任意の加入者終端装置を収容し、収容する加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、収容する加入者終端装置への下り信号を送信するＯＳＵと、
   各ＯＳＵの受信した上り信号を多重化するとともに、下り信号を当該下り信号の送信先となる加入者終端装置の収容先ＯＳＵに出力する集線スイッチと、
   各加入者終端装置の収容先ＯＳＵを制御するコントローラと、
   を備える局側終端装置のＯＳＵ切替方法であって、
   コントローラが、加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切り替える旨の収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知することによって、集線スイッチが切替元ＯＳＵに収容されていた加入者終端装置への下り信号のバッファリングを行うとともに、加入者終端装置の情報を受信した切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を行う、ＯＳＵ切替手順と、
   切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を完了すると、コントローラが、切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵへの切替完了通知を集線スイッチ及び切替先ＯＳＵに行うことによって、集線スイッチがバッファリングしていた下り信号を切替先ＯＳＵに出力するとともに、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置に送信再開通知を行う、データ伝送開始手順と、
   を有する局側終端装置のＯＳＵ切替方法。
7. 前記ＯＳＵ切替手順において、
   集線スイッチは、前記収容先変更指示を受信すると、切替元ＯＳＵ宛ての下りバッファを切替先ＯＳＵ宛ての下りバッファに切り替えるとともに、切替先ＯＳＵに出力すべき下り信号を切替先ＯＳＵ宛ての下りバッファに蓄積するとともに、切替元ＯＳＵに対応する上り又は下りバッファに蓄積済みのデータの出力処理完了をもってコントローラへ残データ処理完了通知を行い、
   切替元ＯＳＵは、前記送信許可メッセージの送信停止指示に従い、配下の加入者終端装置への送信許可メッセージの送信を停止するとともに、自身が保有する上り又は下りバッファに蓄積される上り又は下り信号の出力処理完了をもって、コントローラへ残データ処理完了通知を行い、
   前記データ伝送開始手順において、
   コントローラは、集線スイッチおよび切替元ＯＳＵからの各々の前記残データ処理完了通知の両方の受信及び切替先ＯＳＵによる加入者終端装置の設定完了をもって、前記切替完了通知を集線スイッチ及び切替先ＯＳＵに行うことを特徴とする請求項６に記載の局側終端装置のＯＳＵ切替方法。
8. 前記ＯＳＵ切替手順において、
   コントローラは、加入者終端装置の収容先ＯＳＵを切り替える旨の収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知するとともに、切替先ＯＳＵと当該切替先ＯＳＵの収容する加入者終端装置の情報を光スイッチに通知することによって、集線スイッチが切替元ＯＳＵに収容されていた加入者終端装置への下り信号のバッファリングを行うとともに、加入者終端装置の情報を受信した切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を行うとともに、光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵと接続し、
   前記データ伝送開始手順において、
   切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置の設定を完了するとともに光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵとの接続を完了すると、コントローラが、切替元ＯＳＵから切替先ＯＳＵへの切替完了通知を集線スイッチに行うことによって、集線スイッチがバッファリングしていた下り信号を切替先ＯＳＵに出力するとともに、切替先ＯＳＵが収容する加入者終端装置に送信再開通知を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の局側終端装置のＯＳＵ切替方法。
9. 前記ＯＳＵ切替手順において、
   切替先ＯＳＵの収容する加入者終端装置の情報を光スイッチに通知し、光スイッチが通知された加入者終端装置を切替先ＯＳＵと接続したことをもって、コントローラが、収容先変更指示を集線スイッチに送信するとともに、切替元ＯＳＵに送信許可メッセージの送信停止指示を行うとともに、切替先ＯＳＵに収容する加入者終端装置の情報を通知することを特徴とする請求項８に記載の局側終端装置のＯＳＵ切替方法。
10. 加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、入力された下り信号を前記加入者終端装置に送信する切替元ＯＳＵと、
    前記切替元ＯＳＵのいずれかに代えて、前記加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、下り信号を前記加入者終端装置に送信する切替先ＯＳＵと、
    前記切替元ＯＳＵ及び前記切替先ＯＳＵの受信した上り信号を多重化するとともに、下り信号を予め定められたデータごとに分離して前記切替元ＯＳＵ及び前記切替先ＯＳＵのいずれかに出力する集線スイッチと、
    前記切替元ＯＳＵの故障を検知し、故障の有無に応じて、前記切替元ＯＳＵ、前記切替先ＯＳＵ及び前記集線スイッチの動作を制御するコントローラと、
    を備える局側終端装置であって、
    前記コントローラが前記切替元ＯＳＵの故障を検知しない状態では、
    前記コントローラは、前記各切替元ＯＳＵが有する、前記加入者終端装置の制御、管理又は登録に関わる情報を定期的あるいは情報更新時に読みだして、蓄積し、
    前記コントローラは、前記切替元ＯＳＵの監視を行い、
    前記コントローラが前記切替元ＯＳＵの故障を検知した状態では、
    前記コントローラは、前記集線スイッチに、下り信号の収容先を故障した前記切替元ＯＳＵから前記切替先ＯＳＵに変更する旨の収容先変更指示を出し、
    前記集線スイッチは、前記収容先変更指示に従い、下り信号の収容先を切り替えるとともに、切替先宛ての下り信号を下りバッファに蓄積し、
    前記コントローラは、前記切替先ＯＳＵに、故障したＯＳＵに関し蓄積していた前記情報を、前記切替先ＯＳＵに書き込み、
    前記切替先ＯＳＵは、前記情報の設定完了をもって、前記コントローラに反映完了通知を行い、
    前記コントローラは、前記反映完了通知により、切替先ＯＳＵに送信指示を行い、
    前記切替先ＯＳＵは、前記送信指示により、前記加入者終端装置との送受信を開始し、
    前記コントローラは、前記反映完了通知により、前記集線スイッチに切替完了通知を行い、
    前記集線スイッチは、前記切替完了通知により、前記切替先ＯＳＵに対し、前記下りバッファに蓄積していた下り信号を送信してから、前記集線スイッチへ入力される下り信号を送信すること、
    を特徴とする局側終端装置。
11. 前記切替元ＯＳＵはＮ台（Ｎは自然数。）備わり、
    前記切替先ＯＳＵは１台備わり、
    各加入者終端装置と各ＯＳＵの接続状態を制御することで各ＯＳＵの収容する加入者終端装置を切り替える光スイッチをさらに備え、
    前記光スイッチは、
    Ｎ個の光入出力ポートからなる第１群の光入出力ポートと、
    Ｎ＋１個の光入出力ポートからなる第２群の光入出力ポートと、
    を有し、
    前記第１群の光入出力ポートが、それぞれ前記加入者終端装置側と接続され、
    前記第２群の光入出力ポートが、それぞれ前記切替元ＯＳＵ側又は前記切替先ＯＳＵ側と接続され、
    外部からの指示により、
    前記第１群の光入出力ポートの任意の１つが、前記第２群の光入出力ポートの任意の１つに結合可能であること、
    を特徴とする、請求項１０に記載の局側終端装置。
12. 前記切替元ＯＳＵはＮ台（Ｎは自然数。）備わり、
    前記切替先ＯＳＵは１台備わり、
    各加入者終端装置と各ＯＳＵの接続状態を制御することで各ＯＳＵの収容する加入者終端装置を切り替える光スイッチをさらに備え、
    前記光スイッチは、
    Ｎ個の光入出力ポートからなる第１群の光入出力ポートと、
    １個の光入出力ポートからなる第２群の光入出力ポートと、
    Ｎ個のＢ対２光スプリッタ（Ｂは任意の自然数）と、
    を有し、
    前記Ｂ対２光スプリッタの２分岐の内の一方が前記第１群の光入出力ポートとそれぞれ接続され、
    前記Ｂ対２光スプリッタの２分岐の内の他方が前記切替元ＯＳＵとそれぞれ接続され、
    前記第２群の光入出力ポートが、前記切替先ＯＳＵ側と接続され、
    外部からの指示により、
    前記第２群の光入出力ポートが、前記第１群の光入出力ポートの任意の１つに結合可能であること、
    を特徴とする、請求項１０に記載の局側終端装置。
13. 請求項１０から１２のいずれかに記載の局側終端装置と、
    加入者終端装置と、
    を備える光ネットワークシステム。
14. 前記コントローラが前記切替元ＯＳＵの故障を検知した場合において、
    前記加入者終端装置は、
    前記切替元ＯＳＵからの下り信号断を検知すると、
    前記加入者終端装置へ入力される上り信号を上りバッファに蓄積し、
    前記切替元ＯＳＵから前記切替先ＯＳＵへの切替を検知すると、
    当該切替以前の制御、管理又は登録に関わる情報を用い、切替後の前記切替先ＯＳＵとの通信を開始し、
    前記加入者終端装置から前記切替先ＯＳＵには、前記上りバッファに蓄積していた上り信号を送信してから、前記加入者終端装置へ入力される上り信号を送信すること、
    を特徴とする、請求項１３に記載の光ネットワークシステム。
15. 加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、入力された下り信号を前記加入者終端装置に送信する切替元ＯＳＵと、
    前記切替元ＯＳＵのいずれかに代えて、前記加入者終端装置からの上り信号を受信するとともに、下り信号を前記加入者終端装置に送信する切替先ＯＳＵと、
    前記切替元ＯＳＵ及び前記切替先ＯＳＵの受信した上り信号を多重化するとともに、下り信号を予め定められたデータごとに分離して前記切替元ＯＳＵ及び前記切替先ＯＳＵのいずれかに出力する集線スイッチと、
    を備える局側終端装置のＯＳＵ切替方法であって、
    各前記切替元ＯＳＵと前記加入者終端装置間で信号の送受信を行うとともに、
    前記各切替元ＯＳＵが有する、前記加入者終端装置の制御、管理又は登録に関わる情報を定期的あるいは情報更新時に読みだして、蓄積するとともに、
    前記切替元ＯＳＵの監視を行う、監視手順と、
    故障した前記切替元ＯＳＵについての前記監視手順で蓄積した前記情報を前記切替先ＯＳＵに設定するととともに、
    前記集線スイッチが、下り信号の収容先を故障した前記切替元ＯＳＵから前記切替先ＯＳＵに切り替えるとともに、切替先宛ての下り信号を下りバッファに蓄積する、ＯＳＵ切替手順と、
    前記切替先ＯＳＵが、前記加入者終端装置との送受信を開始し、
    前記集線スイッチが、前記切替先ＯＳＵに対し、前記下りバッファに蓄積していた下り信号を送信してから、前記集線スイッチへ入力される下り信号を送信する、データ伝送開始手順と、
    を順に有する局側終端装置のＯＳＵ切替方法。
16. 前記ＯＳＵ切替手順において、
    前記加入者終端装置が、入力される上り信号を蓄積し、
    前記データ伝送開始手順において、
    前記加入者終端装置が、前記切替元ＯＳＵから前記切替先ＯＳＵへの切替以前の制御、管理又は登録に関わる情報を用い、切替後の前記切替先ＯＳＵとの通信を開始し、
    前記ＯＳＵ切替手順において蓄積していた上り信号を送信してから、新たに入力される上り信号を送信すること、
    を特徴とする、請求項１５に記載の局側終端装置のＯＳＵ切替方法。

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