JP5875944B2 - PON transmission line redundancy system - Google Patents

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Description

本発明は、アクセス系光ファイバ通信ネットワークの冗長化に関する。さらに詳述すると、本発明は、一部の伝送路を複数ユーザーで共有するPON(Passive Optical Network)の伝送路冗長化方式に関する。   The present invention relates to redundancy of an access optical fiber communication network. More specifically, the present invention relates to a PON (Passive Optical Network) transmission path redundancy scheme in which a part of transmission paths are shared by a plurality of users.

アクセス系光ファイバ通信ネットワークとして、一部の伝送路を複数ユーザーで共有するPONが一般の家庭向けインターネット接続用回線として普及している。一般の家庭向けインターネット接続用回線ではコスト重視のため、伝送路やONUの冗長化はなされていないことが一般的である。このため、複数ユーザが共有する線路(幹線とも呼ばれる。以下、本明細書では幹線と呼ぶ)上で災害や不慮の事故により伝送路の切断、破損などの回線異常が発生してしまった場合、この幹線を共有している全てのユーザ(配下の全ONU)が通信不能になることから、ネットワーク障害の影響が大きく、大きな問題になる。一方、電気事業においても、場合によってより高信頼な通信回線が求められると考えられるため、PONの耐障害化技術が重要となってくる。   As an access optical fiber communication network, a PON that shares a part of a transmission path among a plurality of users is widely used as a general Internet connection line for homes. In general, an internet connection line for home use is cost-intensive, and therefore, transmission lines and ONUs are generally not made redundant. For this reason, when a line abnormality such as disconnection or breakage of a transmission line occurs due to a disaster or an unexpected accident on a line shared by a plurality of users (also referred to as a trunk line in the specification, hereinafter referred to as a trunk line) Since all users who share this trunk line (all ONUs under their control) cannot communicate with each other, the influence of a network failure is large, which becomes a big problem. On the other hand, in the electric power business, it is considered that a more reliable communication line is required in some cases, so that PON fault tolerance technology becomes important.

光回線異常により正常な光通信サービスができなくなった場合、通信事業者は、不具合箇所を特定し、早急に故障個所を修繕するか、切断されたり破損したりした光ケーブルの区間を別の光ケーブルにて再敷設する必要がある。特に、幹線に被害が及んだ場合は、この幹線を共有している全てのユーザに不便をかけるため早急に復旧しなければならない。しかしながら、幹線の再敷設のためには、ユニック車などの工事車両や、光ケーブルを敷設できる技術を有する技術者などが必要になる。すなわち、修理作業完了までに様々な時間を要するため、光通信サービスを瞬時に復旧させることは難しい。そのため、光伝送路(光回線)、特に幹線の冗長化を図って信頼度を高めることが要望されている。   When a normal optical communication service is not possible due to an optical line failure, the carrier identifies the faulty part and repairs the faulty part immediately or replaces the section of the optical cable that has been cut or damaged with another optical cable. Need to be laid again. In particular, when the main line is damaged, it must be promptly restored to cause inconvenience to all users sharing the main line. However, for re-laying the trunk line, a construction vehicle such as a unic car, an engineer having a technology capable of laying an optical cable, and the like are required. That is, since it takes various times to complete the repair work, it is difficult to instantaneously restore the optical communication service. Therefore, it is desired to increase the reliability by making the optical transmission line (optical line), particularly the trunk line redundant.

そこで、隣接幹線を迂回線路として利用するPON伝送路冗長化方式が提案されている。このPON伝送路冗長化方式は、図10に示すように、2つの幹線103,103’のドロップケーブル用分岐クロージャー104,104’を、幹線に障害が発生したときに障害が発生した幹線側のドロップケーブル用分岐クロージャーを障害が発生していない幹線側のドロップケーブル用分岐クロージャーの後段に直列接続することにより、障害が発生した幹線側のONU装置を障害が発生していない幹線側のドロップケーブル用分岐クロージャーの複数の出力回線の1つとして接続することにより、お互いの幹線を保護し合う光通信回線の冗長構成を構築するものである。ドロップケーブル用分岐クロージャー104は、例えば図10に示すように、光スプリッタ106の上段に光スイッチ105を設けると共に、光スプリッタ106の出力端子の1つを利用して受光監視部107を備え、光スプリッタ106から分岐させた幹線の下り信号を検知して光スイッチ105の制御を行うようにしている。一方、光スイッチ105のデフォルト側の端子は、他の幹線に接続されているドロップケーブル用分岐クロージャー104’の光スプリッタ106’の出力端子の1つにバイパス用光ファイバ109で接続されている。尚、図中の符号101は集線局内のOLT、102は光スプリッタ、108はドロップケーブル、110はONUである。   Therefore, a PON transmission line redundancy scheme that uses an adjacent trunk line as a detour line has been proposed. As shown in FIG. 10, this PON transmission line redundancy system is configured to connect the drop cable branch closures 104 and 104 ′ of the two trunk lines 103 and 103 ′ to the side of the trunk line where the failure occurs when a failure occurs in the trunk line. By connecting the drop cable branch closure in series after the trunk drop closure on the trunk line where no failure has occurred, the ONU device on the trunk side where the failure has occurred is connected to the drop cable on the trunk line where the failure has not occurred. By connecting as one of a plurality of output lines of the main branch closure, a redundant configuration of an optical communication line that protects the trunk lines of each other is constructed. For example, as shown in FIG. 10, the drop cable branch closure 104 is provided with an optical switch 105 in the upper stage of the optical splitter 106, and includes a light reception monitoring unit 107 using one of the output terminals of the optical splitter 106. The optical switch 105 is controlled by detecting the downstream signal of the trunk line branched from the splitter 106. On the other hand, the default side terminal of the optical switch 105 is connected to one of the output terminals of the optical splitter 106 ′ of the drop cable branch closure 104 ′ connected to another trunk line by a bypass optical fiber 109. In the figure, reference numeral 101 denotes an OLT in the concentrator, 102 denotes an optical splitter, 108 denotes a drop cable, and 110 denotes an ONU.

したがって、このPON伝送路冗長化方式によると、幹線103上で回線異常が発生した場合、ドロップケーブル用分岐クロージャー104の受光監視部107は、光スプリッタ106で分岐された後の下り信号を検知して受光パワーの異常を検出し、光スイッチ105を図11(A)から(B)の状態に切り替えることにより、上位回線接続先を幹線103から別の幹線(予備幹線)103’に変更する(図10参照)。これにより、ドロップケーブル用分岐クロージャー104は、同一OLT101に接続された他の幹線103’のドロップケーブル用分岐クロージャー104’の後段に出力回線の1つとして再接続されることになる。よって、通信障害が発生していた各ONU装置110は、ドロップケーブル用分岐クロージャー104(光スプリッタ106→光スイッチ105→バイパス用光ファイバ109)、ドロップケーブル用分岐クロージャー104’(光スプリッタ106’→光スイッチ105’)を経由して、別の幹線103’を介してOLT装置101との信号送受信が可能となり、自動復旧できる。   Therefore, according to this PON transmission line redundancy system, when a line abnormality occurs on the trunk line 103, the light reception monitoring unit 107 of the drop cable branch closure 104 detects the downstream signal after being branched by the optical splitter 106. Then, the abnormality of the received light power is detected, and the optical switch 105 is switched from the state shown in FIG. 11A to the state shown in FIG. 11B, thereby changing the upper line connection destination from the main line 103 to another main line (standby main line) 103 ′ ( (See FIG. 10). As a result, the drop cable branch closure 104 is reconnected as one of the output lines after the drop cable branch closure 104 ′ of the other trunk line 103 ′ connected to the same OLT 101. Therefore, each ONU device 110 in which a communication failure has occurred includes a drop cable branch closure 104 (optical splitter 106 → optical switch 105 → bypass optical fiber 109), drop cable branch closure 104 ′ (optical splitter 106 ′ → Signal transmission / reception with the OLT device 101 can be performed via the optical switch 105 ′) and another trunk line 103 ′, and automatic recovery can be performed.

同様に、幹線103’上で回線異常が発生した場合、ドロップケーブル用分岐クロージャー104’の受光監視部107’は、受光パワーの異常を検出し、光スイッチ105’を切り替えることにより、上位回線接続先を幹線103’から別の幹線(予備幹線)103に変更する。これにより、ドロップケーブル用分岐クロージャー104’は、ドロップケーブル用分岐クロージャー104の後段に再接続されることになる。よって、通信障害が発生していた各ONU装置110’は、ドロップケーブル用分岐クロージャー104’(光スプリッタ106’→光スイッチ105’→バイパス用光ファイバ109’)、ドロップケーブル用分岐クロージャー104(光スプリッタ106→光スイッチ105)を経由して、予備幹線103を介してOLT装置101との信号送受信が可能となり、自動復旧できる。   Similarly, when a line abnormality occurs on the trunk line 103 ′, the light reception monitoring unit 107 ′ of the drop cable branch closure 104 ′ detects an abnormality of the light reception power and switches the optical switch 105 ′ to connect the upper line. The destination is changed from the trunk line 103 ′ to another trunk line (backup trunk line) 103. As a result, the drop cable branch closure 104 ′ is reconnected to the subsequent stage of the drop cable branch closure 104. Therefore, each ONU device 110 ′ in which a communication failure has occurred includes a drop cable branch closure 104 ′ (optical splitter 106 ′ → optical switch 105 ′ → bypass optical fiber 109 ′), drop cable branch closure 104 (optical Signals can be transmitted / received to / from the OLT apparatus 101 via the spare trunk line 103 via the splitter 106 → the optical switch 105), and can be automatically restored.

特開2011−193263号公報JP 2011-193263 A

しかしながら、特許文献1記載の冗長構成では、線路の復旧が完了して光信号がクロージャーまで届いていても、光スイッチの後段にある光パワーモニタではそれを検出することができない(図12(A)参照)。したがって、伝送線路を元の状態に戻すには、作業員がクロージャーを1つずつ開けて光スイッチを手動で図12(B)に示すように切り替える作業を行わなくてはならない。これには高所作業車が必要であるばかりか、警察などへの作業の届けや人件費なども必要である。また、簡単に手で切り替えられるものではないので、障害復旧後に手動で切り替える回路が必要となる上に、その回路も複雑なものとなる。   However, in the redundant configuration described in Patent Document 1, even if the restoration of the line is completed and the optical signal reaches the closure, it cannot be detected by the optical power monitor in the subsequent stage of the optical switch (FIG. 12A). )reference). Therefore, in order to return the transmission line to the original state, an operator must perform an operation of opening the closures one by one and manually switching the optical switch as shown in FIG. This requires not only an aerial work vehicle, but also delivery of work to the police and labor costs. In addition, since it cannot be easily switched by hand, a circuit for manually switching after recovery from a failure is required, and the circuit becomes complicated.

もちろん、障害が復旧しても直ちに上位回線接続先を元の幹線に戻すように光スイッチを復帰させなくとも、特に支障を来すものではないが、その場合にはどの線路がどのクロージャーを通っているかということを別途管理しておく必要がある。信号のパケットを分析してもどのクロージャーを通ったかは分からないので、経路を検出するのはかなり難しいものとなる。したがって、管理者側のデータと実際の経路が食い違っていた場合、今後障害が発生したときに断線位置と回線断の範囲がデータと異なって混乱することとなる。   Of course, if the optical switch is not restored so that the connection destination of the upper line is returned to the original trunk line immediately after the failure is recovered, it does not cause any trouble. In that case, which line passes through which closure. It is necessary to manage separately whether or not. Analyzing the signal packet does not tell which closure it has passed through, so it is quite difficult to detect the path. Therefore, if the data on the administrator side and the actual route are inconsistent, the disconnection position and the range of the line disconnection will be confused unlike the data when a failure occurs in the future.

また、特許文献1に記載の冗長化方式では、光スプリッタ106,106’の出力端子の1つに光パワーモニタ107,107’を接続すると共に、光スイッチ105,105’のデフォルト側端子に接続されたバイパスケーブル109,109’を他のドロップケーブル用分岐クロージャー104,104’の光スプリッタ106,106’の出力端子の1つに接続しているので、光スプリッタ106,106’の出力端子の数よりもONU110,110’への引き込み線(ドロップケーブル)108,108’の数を減らさざるを得ない問題を有している。即ち、ドロップケーブル108,108’の接続数が1つのドロップケーブル用分岐クロージャー104,104’毎に2本少ないものとなる。一般的なドロップケーブル用分岐クロージャー104,104’では、光スプリッタ106,106’で8分岐されて8本のドロップケーブル108,108’が接続可能とされているので、幹線の冗長化のために25%のドロップケーブルの減数が強いられることとなる。本来、ドロップケーブル用分岐クロージャーで分岐された光ファイバは、ONU110,110’への引き込み線(ドロップケーブル)108,108’として収益を上げるための重要なインフラであり、その数を減らすことは望ましくない。   In the redundancy system described in Patent Document 1, the optical power monitors 107 and 107 ′ are connected to one of the output terminals of the optical splitters 106 and 106 ′, and the default terminals of the optical switches 105 and 105 ′ are connected. Since the bypass cables 109 and 109 'thus connected are connected to one of the output terminals of the optical splitters 106 and 106' of the other drop cable branch closures 104 and 104 ', the output terminals of the optical splitters 106 and 106' There is a problem that the number of lead-in lines (drop cables) 108 and 108 ′ to the ONUs 110 and 110 ′ must be reduced rather than the number. That is, the number of connection of the drop cables 108 and 108 'is two less for each drop cable branch closure 104 and 104'. In general drop cable branch closures 104 and 104 ′, eight drop cables 108 and 108 ′ are connectable by optical splitters 106 and 106 ′. A 25% drop cable reduction will be forced. Originally, an optical fiber branched by a drop cable branch closure is an important infrastructure for increasing profits as lead-in wires (drop cables) 108, 108 'to the ONUs 110, 110', and it is desirable to reduce the number thereof. Absent.

一方、幹線に障害が発生したときには、2つのドロップケーブル用分岐クロージャーを経由して、障害が発生した側の幹線に接続されているONUを障害が発生していない側の幹線に接続しているので、幹線に障害が発生した側のONUと障害が発生していない側の幹線にもともと接続されているONUとの間、即ち幹線に障害が発生する前と後とで、ドロップケーブル用分岐クロージャーの複数の出力回線の1つとして接続することにより、ONUに到達する光強度が極端に異なる問題がある。例えば、障害前後の光強度変化を示した図13によると、特許文献1に記載の冗長方式では、OLT101からの光出力強度を100とすると、まず親局内の4分岐の光スプリッタ102で1/4の25になる。光スイッチ105の伝送損失は小さいため無視すると、8分岐の光スプリッタ106でさらに1/8になり、結局ONU110には3.125の強度の光が届く。これが障害時には、図13(B)に示すように、8分岐の光スプリッタを2回通るため(106→106’)、障害が発生した幹線103側のONU110には0.39(障害発生前の12.48%)の光しか届かないこととなる。即ち、幹線障害の前後で無視できない大きな伝送損失の変化が発生するという問題を有している。さらに多重障害が発生してカスケード的に別の幹線のドロップケーブル用分岐クロージャへの切替が発生すると、その都度光スプリッタを通るため、障害の発生前後で光スプリッタの分岐数分の1の累乗の伝送損失係数(伝送損失係数=(1/a) ,ここで、aは光スプリッタの分岐数、nはカスケード段数である。)で急激に伝送損失を増大させて信号劣化を招くことから、多重障害に対応できない冗長構成である。例えば、カスケード段数が2になると、ONUに正常時に到達していた3.125の光強度が2桁も小さな0.0488(障害発生前の約1.56%)まで劣化することとなる。 On the other hand, when a failure occurs in the trunk line, the ONU connected to the trunk line on which the failure has occurred is connected to the trunk line on which the failure has not occurred via the two drop cable branch closures. Therefore, a drop cable branch closure between the ONU on the side where the failure has occurred on the trunk line and the ONU originally connected to the trunk line on which the failure has not occurred, that is, before and after the failure of the trunk line occurs. By connecting as one of the plurality of output lines, there is a problem that the light intensity reaching the ONU is extremely different. For example, according to FIG. 13 showing the change in light intensity before and after the failure, in the redundancy system described in Patent Document 1, assuming that the light output intensity from the OLT 101 is 100, first, the 4-branch optical splitter 102 in the master station 1 / 4 of 25. Since the transmission loss of the optical switch 105 is small, if it is ignored, it is further reduced to 1/8 by the eight-branch optical splitter 106, and eventually the ONU 110 receives light having an intensity of 3.125. When this is a failure, as shown in FIG. 13B, since it passes through the 8-branch optical splitter twice (106 → 106 ′), the ONU 110 on the trunk line 103 side where the failure has occurred is 0.39 (before the failure occurs). Only 12.48%) of light will reach. That is, there is a problem in that a large change in transmission loss that cannot be ignored before and after the main line failure occurs. In addition, when multiple faults occur and the switch to the drop cable branch closure of another trunk line occurs in a cascade manner, it passes through the optical splitter each time. Since the transmission loss coefficient (transmission loss coefficient = (1 / a) n , where a is the number of branches of the optical splitter and n is the number of cascade stages), the transmission loss is suddenly increased to cause signal degradation. It is a redundant configuration that cannot cope with multiple failures. For example, when the number of cascade stages is 2, the light intensity of 3.125 that has reached the ONU at the normal time deteriorates to 0.0488 (about 1.56% before the occurrence of the failure), which is two orders of magnitude smaller.

しかも、光パワーモニタ107,107’に必要な光強度は、入力光の100分の1のパワーで十分であり、光通信に必要とするほどの光強度を必要としないことから、光スプリッタの出力端子に光パワーモニタを接続してもほとんどのパワーは無駄になる。   In addition, the light intensity required for the optical power monitors 107 and 107 ′ is sufficient to be one-hundredth of the power of the input light and does not require the light intensity required for optical communication. Even if an optical power monitor is connected to the output terminal, most of the power is wasted.

本発明は、シンプルでOLTの性能を効率よく利用でき、多重障害にも対応可能で、かつ停電時にも通信途絶が生じないPON伝送路冗長化方式を提供することを目的とする。また、本発明は、電気事業用のような高い信頼性を必要とするネットワークへの適用が可能なPON伝送路冗長化方式を提供することを目的とする。さらに、本発明は、ONUへの引き込み回線数を減らさずに冗長構成とすることができるPON伝送路冗長化方式を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a PON transmission line redundancy system that is simple and can efficiently use the performance of the OLT, can cope with multiple failures, and does not cause communication interruption even in the event of a power failure. It is another object of the present invention to provide a PON transmission line redundancy system that can be applied to a network that requires high reliability such as that for electric utilities. Furthermore, an object of the present invention is to provide a PON transmission line redundancy system that can be configured redundantly without reducing the number of lines drawn into the ONU.

かかる目的を達成するために請求項1記載のPON伝送路冗長化方式は、親局(OLT)に接続される幹線を分岐して子局(ONU)に繋がる複数のドロップケーブルが接続される光スプリッタよりも上段に、伝送路切替スイッチモジュールを配置し、伝送路切替スイッチモジュールは、幹線に接続される第1の光カプラと、第1の光カプラに接続される非自己保持型光スイッチと、第1の光カプラから分岐させた幹線の下り信号を検知して非自己保持型光スイッチの制御を行う光パワーモニタと、非自己保持型光スイッチに接続される第2の光カプラとを備え、非自己保持型光スイッチのデフォルト側ポートと同じOLTに接続された別の幹線の伝送路切替スイッチモジュールの第2の光カプラの分岐ポートの1つとをバイパス用光ファイバで接続し、光パワーモニタによって幹線の下り信号を検知しているときには非自己保持型光スイッチの接続状態を非デフォルト側で保持し、障害が発生して幹線の下り信号を検知できないときには非自己保持型光スイッチをデフォルト側に切り替えて、障害が発生している幹線に接続されているONUの接続先幹線を障害の発生していない他の幹線に変更する一方、障害が復旧したときには、幹線の下り信号を光パワーモニタによって検出することにより非自己保持型光スイッチを自動的に元の状態に戻し、上位回線接続先を障害発生前の元の幹線に戻すようにしている。   In order to achieve this object, the PON transmission path redundancy system according to claim 1 is an optical system in which a plurality of drop cables connected to a slave station (ONU) are connected by branching a trunk line connected to the master station (OLT). A transmission path changeover switch module is disposed above the splitter, and the transmission path changeover switch module includes a first optical coupler connected to the trunk line, and a non-self-holding optical switch connected to the first optical coupler. , An optical power monitor that controls a non-self-holding optical switch by detecting a downstream signal from the main line branched from the first optical coupler, and a second optical coupler connected to the non-self-holding optical switch. A bypass optical fiber for bypassing one of the branch ports of the second optical coupler of another trunk transmission line switch module connected to the same OLT as the default side port of the non-self-holding optical switch. When the main power down signal is detected by the optical power monitor, the connection state of the non-self-holding optical switch is held on the non-default side, and when the fault occurs and the main signal down signal cannot be detected, The holding type optical switch is switched to the default side to change the ONU connection destination trunk line connected to the faulty trunk line to another trunk line that is not faulty. Is detected by an optical power monitor, the non-self-holding optical switch is automatically returned to the original state, and the upper line connection destination is returned to the original trunk before the occurrence of the failure.

また、請求項2記載の発明にかかる請求項1記載のPON伝送路冗長化方式において、同じOLTから分岐された幹線に備えられたそれぞれの伝送路切替スイッチモジュールの非自己保持型光スイッチのデフォルト側ポートと、他の幹線の伝送路切替スイッチモジュールの第2の光カプラの分岐ポートとは、バイパス用光ファイバでカスケード接続されていることを特徴とする。   Further, in the PON transmission line redundancy system according to claim 1 according to the invention of claim 2, the default of the non-self-holding type optical switch of each transmission path changeover switch module provided on the trunk line branched from the same OLT The side port and the branch port of the second optical coupler of the other transmission line changeover switch module are cascade-connected by a bypass optical fiber.

また、請求項3記載の発明は、請求項1記載のPON伝送路冗長化方式において、地理的に近い場所に設置される隣接幹線の伝送路切替スイッチモジュール同士をバイパス用光ファイバで接続し、隣接幹線を迂回線路として利用するものである。   The invention according to claim 3 is the PON transmission line redundancy system according to claim 1, wherein the transmission line changeover switch modules of adjacent trunk lines installed in geographically close locations are connected by a bypass optical fiber, The adjacent trunk line is used as a detour route.

また、請求項4記載の発明は、請求項1記載のPON伝送路冗長化方式において、同一OLTに接続される複数の幹線を別々の多心ケーブルに分けてドロップケーブル用分岐クロージャーに至る伝送路を敷設し、同一OLTに接続されているドロップケーブル用分岐クロージャー同士を地理的に近い場所へ設置すると共に、伝送路切替スイッチモジュール同士を接続するバイパス用光ファイバは隣接ONU間を経由して敷設されていることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the PON transmission line redundancy system according to the first aspect, a transmission line that reaches a branch closure for a drop cable by dividing a plurality of trunk lines connected to the same OLT into separate multi-core cables. And drop cable branch closures connected to the same OLT are installed in geographically close locations, and the bypass optical fiber connecting the transmission line changeover switch modules is installed between adjacent ONUs. It is characterized by being.

請求項1記載のPON伝送路冗長化方式によれば、上位回線接続先を切り替えるスイッチとして非自己保持型光スイッチを用い、その前段に光パワーモニタを設けるようにしているので、OLTから最終クロージャーまでの区間の幹線に障害が発生したときには自動的に障害幹線を迂回し、尚且つ幹線の障害が除去され復旧したときにも自動的に上位回線接続先を障害復発生前の元の幹線に戻すことができるので、通信が途絶えることがないと共に障害復旧と同時に光強度も元に戻る。しかも、作業員がクロージャーを1つずつ開けて光スイッチを手動で切り替える作業を行わなくて済む。同時に、光スイッチを元に切り替える作業のための高所作業車や警察などへの作業の届け、人件費も必要なくなる。さらに、停電時でも非自己保持型光スイッチがデフォルト側に自動的に切り替わり、回線が維持されるため、配電自動化用の通信回線など、電気事業として電力の復旧のために通信が必要な場合にも利用できる可能性がある。   According to the PON transmission line redundancy system according to claim 1, a non-self-holding type optical switch is used as a switch for switching the upper line connection destination, and an optical power monitor is provided in the preceding stage. When a failure occurs in the trunk line up to the previous section, it automatically bypasses the failed trunk line, and when the trunk line fault is removed and restored, the upper line connection destination is automatically changed to the original trunk line before the failure occurred. Since it can be restored, the communication is not interrupted and the light intensity is restored to the original at the same time as the failure is restored. In addition, it is not necessary for the worker to open the closures one by one and manually switch the optical switch. At the same time, there is no need to send work to an aerial work vehicle or police for the work of switching based on the optical switch, and labor costs. In addition, even when a power failure occurs, the non-self-holding optical switch automatically switches to the default side and the line is maintained, so communication such as communication lines for power distribution automation, etc., where communication is required to restore power May also be available.

また、ドロップケーブル用分岐クロージャーの光スプリッタで分岐した光ファイバを全て引き込み線(ドロップケーブル)としてONUを接続できるため、ユーザーに引き込める回線数を減らさずに、OLTから最終クロージャーまでの区間で耐障害化を施すことができる。これにより、帯域リソースを有効活用できる。さらに、OLTおよびONUには新規機能の追加は不要であり、従来のものをそのまま利用でき、また幹線長よりも接続クロージャー間の距離を短くすることで、幹線を二重化するよりも敷設コストが低く抑えられる。   In addition, the ONU can be connected using all the optical fibers branched by the optical splitter of the drop closure for the drop cable as drop lines (drop cables). Obstacles can be applied. Thereby, bandwidth resources can be effectively used. In addition, OLT and ONU do not require any new functions, can be used as they are, and the distance between connection closures is shorter than the length of the main line, making it less expensive than duplicating the main line It can be suppressed.

また、本冗長化方式では光スイッチの切替制御信号はクロージャー部にて得られるので遠隔制御等が不要で、そのための制御回線も必要ない、さらに非自己保持型光スイッチを用いるので、制御信号の生成には光パワーモニタにおいて単にフォトダイオードの出力をトランジスタで増幅する程度で済む。本冗長方式では、非自己保持型光スイッチとして、動作速度は遅くてもよく、より低消費電力のものを選択できる。しかも、光スイッチに波長依存性の小さなものを選ぶことで、将来的に光スプリッタをAWGに交換してWDM−PONとする場合にも適用できる可能性がある。   In this redundant system, the switching control signal of the optical switch is obtained at the closure part, so remote control or the like is unnecessary, and a control line for that purpose is not required. Further, since a non-self-holding optical switch is used, For generation, the output of the photodiode is simply amplified by the transistor in the optical power monitor. In this redundant system, the non-self-holding optical switch may have a low operating speed and can be selected with lower power consumption. In addition, by selecting an optical switch having a small wavelength dependency, there is a possibility that the present invention can be applied to a case where an optical splitter is replaced with an AWG in the future to form a WDM-PON.

また、本発明のPON伝送路冗長化方式は、幹線に障害が発生したときに、障害が発生した側の幹線に接続されているドロップケーブル用分岐クロージャーと、障害が発生していない側の幹線のドロップケーブル用分岐クロージャーとを、障害が発生していない幹線に並列に接続する冗長構成としているので、幹線に障害が発生する前と後とで、ONUに到達する光強度が極端に変化(劣化)することがない。例えば、障害前後の光強度変化を示した図9に示すように、OLT1からの光出力強度を100とすると、まず親局内の4分岐の光スプリッタ2で1/4の25になる。第1の光カプラ5で光パワーモニタ6へ信号を分岐することの伝送損失並びに光スイッチでの伝送損失は小さいため無視すると、2分岐の第2の光カプラ8でさらに1/2の12.5になった後に、さらに8分岐の光スプリッタ10で1/8にされて、結局ONU12には1.56の強度の光が届く。これが障害時には、2分岐の第2の光カプラ8を2回通るため、障害が発生した幹線側のONU12には0.78(障害発生前の50%)の光が届くこととなる。即ち、幹線障害の前後で信号強度が半減する程度の伝送損失の変化に抑えることができ、特許文献1に記載の冗長方式の2倍の信号強度が得られる。   In addition, the PON transmission line redundancy system of the present invention includes a drop cable branch closure connected to a trunk line on which a failure has occurred and a trunk line on which no failure has occurred when a failure occurs on the trunk line. Since the drop cable branch closure is connected in parallel to the trunk line in which no failure has occurred, the light intensity reaching the ONU changes drastically before and after the failure of the trunk line ( It will not deteriorate. For example, as shown in FIG. 9 showing the change in the light intensity before and after the failure, assuming that the light output intensity from the OLT 1 is 100, first, it becomes 1/4 of 25 in the 4-branch optical splitter 2 in the master station. Since the transmission loss caused by branching the signal to the optical power monitor 6 by the first optical coupler 5 and the transmission loss at the optical switch are small and neglected, the second optical coupler 8 having two branches further reduces the 12.2. Then, it is further reduced to 1/8 by the 8-branch optical splitter 10 and eventually the ONU 12 reaches 1.56 light intensity. When this is a failure, since it passes through the second optical coupler 8 of two branches twice, 0.78 (50% before the failure) of light reaches the ONU 12 on the trunk line where the failure has occurred. That is, it is possible to suppress a change in transmission loss so that the signal strength is reduced by half before and after the main line failure, and a signal strength twice that of the redundancy method described in Patent Document 1 can be obtained.

以上、本発明のPON伝送路冗長化方式によれば、シンプルでOLTの性能を効率よく利用でき、多重障害にも対応可能で、かつ停電時にも通信途絶が生じないため、電気事業用のような高い信頼性を必要とするネットワークへの適用も可能な耐障害化を構築できる。   As described above, according to the PON transmission line redundancy system of the present invention, it is simple, can efficiently use the performance of the OLT, can cope with multiple failures, and does not cause communication interruption even in the event of a power failure. It is possible to build fault tolerance that can be applied to networks that require high reliability.

また、請求項2記載の発明によると、カスケード接続により同一OLTに接続されている幹線の伝送路切替スイッチモジュールが相互に接続されているので、上位回線接続先が多重化されて多重障害に対応できる。しかも、障害が発生した側の幹線のドロップケーブル用分岐クロージャーと、障害が発生していない幹線のドロップケーブル用分岐クロージャーとが障害が発生していない幹線に並列接続されるので、多重障害によりカスケード的に別の幹線のドロップケーブル用分岐クロージャへの切替が発生しても、第2の光カプラを通過する都度に光が半減するだけなので、特許文献1に記載の冗長方式のような極端な光信号の劣化・伝送損失が起こらず多重障害にも対応できる。例えば、カスケード段数が2になっても、ONUに正常時に到達していた1.56の光強度が1/4の0.39(障害発生前の約25%)までしか劣化することがなく、これは特許文献1に記載の冗長方式の場合のカスケード段数1の場合のONUに到達する光強度と同じである。   According to the second aspect of the present invention, the trunk line transmission line changeover switch modules connected to the same OLT are connected to each other by cascade connection, so that the upper line connection destination is multiplexed to cope with multiple failures. it can. In addition, the drop closure for the main drop cable on the failed side and the branch closure for the drop drop on the main trunk that has not failed are connected in parallel to the trunk that has not failed. Even if switching to a branch closure for a drop cable of another trunk line occurs, the light is only halved every time it passes through the second optical coupler. It can handle multiple failures without optical signal degradation and transmission loss. For example, even if the number of cascade stages is 2, the light intensity of 1.56 that has reached the ONU at normal time can only deteriorate to 0.39 (about 25% before the failure) of 1/4, This is the same as the light intensity reaching the ONU in the case of the cascade stage number 1 in the case of the redundancy method described in Patent Document 1.

また、請求項3記載の発明は、請求項1記載のPON伝送路冗長化方式において、地理的に近い場所に設置される隣接幹線の伝送路切替スイッチモジュール同士をバイパス用光ファイバで接続し、隣接幹線を迂回線路として利用するので、バイパス用光ファイバの敷設工事が比較的短距離で大規模にならずに済み、工事の手間もコストも削減できる。   The invention according to claim 3 is the PON transmission line redundancy system according to claim 1, wherein the transmission line changeover switch modules of adjacent trunk lines installed in geographically close locations are connected by a bypass optical fiber, Since the adjacent trunk line is used as a detour line, the construction work of the bypass optical fiber is not required to be relatively large over a relatively short distance, and the labor and cost of the construction can be reduced.

また、請求項4記載の発明によると、多心ケーブルを用いた伝送路においてもOLTから最終クロージャーまでの区間で耐障害化が施されることになる。   According to the fourth aspect of the present invention, fault tolerance is provided in the section from the OLT to the final closure even in a transmission line using a multi-core cable.

本発明のPON伝送路冗長化方式の基本構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic composition of the PON transmission line redundancy system of this invention. 伝送路切替スイッチモジュールの一実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one Embodiment of a transmission-line changeover switch module. カスケード接続の状態を示す本発明のPON伝送路冗長化方式の基本構成図である。It is a basic block diagram of the PON transmission line redundancy system of this invention which shows the state of cascade connection. 多心ケーブルを用いた本発明のPON伝送路冗長化方式の一実施形態を示す基本構成図である。It is a basic composition figure showing one embodiment of a PON transmission line redundancy system of the present invention using a multi-core cable. 多心ケーブルを用いた本発明のPON伝送路冗長化方式の市街地での接続構成の一実施形態を示す基本構成図である。It is a basic block diagram which shows one Embodiment of the connection structure in the urban area of the PON transmission line redundancy system of this invention using a multi-core cable. 伝送路切替スイッチモジュールの概略構造図である。It is a schematic structure figure of a transmission line changeover switch module. 障害発生時の伝送路切替スイッチモジュールの動作状況を説明する図で、(A)は障害発生の瞬間、(B)は障害発生検知時の非自己保持型スイッチの切り替えの状態を示す。It is a figure explaining the operation | movement condition of the transmission path changeover switch module at the time of a failure, (A) is the moment of failure occurrence, (B) shows the switching state of the non-self-holding type switch when a failure occurrence is detected. 障害復旧後の伝送路切替スイッチモジュールの動作状況を説明する図で、(A)は障害復旧の瞬間、(B)は障害復旧検知時の非自己保持型スイッチの切り替えの状態を示す。It is a figure explaining the operation | movement condition of the transmission path changeover switch module after failure recovery, (A) is the moment of failure recovery, (B) shows the switching state of the non-self-holding type switch when failure recovery is detected. 障害発生前後の光信号の損失の変化を示す図であり、(A)は障害発生前、(B)は障害発生後を示す。It is a figure which shows the change of the loss of the optical signal before and after failure occurrence, (A) shows before failure occurrence, (B) shows after failure occurrence. 従来のPON伝送路冗長化方式の基本構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic composition of the conventional PON transmission line redundancy system. 図10のPON伝送路冗長化方式の障害発生時の伝送路切替スイッチモジュールの動作状況を説明する図で、(A)は障害発生の瞬間、(B)は障害発生検知時の非自己保持型スイッチの切り替えの状態を示す。FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining the operation status of the transmission line changeover switch module when a failure occurs in the PON transmission line redundancy system of FIG. 10, where FIG. 10A is the moment of failure occurrence, and FIG. Indicates the switch switching status. 図10のPON伝送路冗長化方式の障害復旧後の伝送路切替スイッチモジュールの動作状況を説明する図で、(A)は障害復旧の瞬間、(B)は障害復旧検知時の非自己保持型スイッチの切り替えの状態を示す。FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining the operation status of the transmission path changeover switch module after the failure recovery of the PON transmission path redundancy method of FIG. 10, where FIG. 10A is the moment of failure recovery, and FIG. Indicates the switch switching status. 図10のPON伝送路冗長化方式の障害発生前後の光信号の損失の変化を示す図であり、(A)は障害発生前、(B)は障害発生後を示す。It is a figure which shows the change of the loss of the optical signal before and after failure occurrence of the PON transmission line redundancy system of FIG. 10, (A) shows before failure occurrence, (B) shows after failure occurrence.

以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.

PON伝送路において断線時の影響が大きいのは分岐線路よりも幹線であることから、幹線を冗長化する必要がある。ここで、PON伝送路は、通常、集線局内で一度光スプリッタで分岐されているため、同一のOLTに接続するファイバが比較的近い経路に敷設されていることが多い。そのため、隣り合った幹線を互いに予備線路としても利用できれば、線路コストをより低減することが可能となる。一般に伝送路の共有部分は比較的長く、一方で隣り合うドロップケーブル用分岐クロージャー(光スプリッタ)間の距離は短いため、幹線を二重化するよりはクロージャー間を接続した方が、冗長化構成に必要とされる全体のファイバ長は短くなると考えられる。   In the PON transmission line, it is necessary to make the trunk line redundant because the influence at the time of disconnection is larger than the branch line. Here, since the PON transmission line is usually branched once by the optical splitter in the concentrating station, the fibers connected to the same OLT are often laid on a relatively close path. Therefore, line costs can be further reduced if adjacent trunk lines can be used as backup lines. In general, the common part of the transmission line is relatively long, while the distance between adjacent drop cable branch closures (optical splitters) is short, so it is necessary to connect the closures rather than duplicating the trunk line for a redundant configuration. The total fiber length is considered to be shorter.

そこで、本発明のPON伝送路冗長化方式は、屋外の光スプリッタの直前に伝送路切替スイッチモジュールを配置し、隣り合うモジュール間をバイパス用光ファイバで接続し、接続先幹線に障害が発生した場合、その配下のONUを非自己保持型光スイッチによる信号経路の切り替えによって、隣接幹線の配下のONUと共に隣接幹線に対し並列接続されるように構成されている。   Therefore, in the PON transmission line redundancy system of the present invention, a transmission line changeover switch module is arranged immediately before an outdoor optical splitter, and adjacent modules are connected by a bypass optical fiber, and a failure occurs in the connecting trunk line. In this case, the subordinate ONUs are configured to be connected in parallel to the adjacent trunk line together with the ONUs subordinate to the adjacent trunk line by switching the signal path using a non-self-holding optical switch.

具体的には、図1及び図2に示すように、本実施形態のPON伝送路冗長化方式は、親局(OLT)に接続される幹線を分岐して子局(ONU)12に繋がる複数のドロップケーブル11が接続される光スプリッタ10よりも上段に、伝送路切替スイッチモジュール4を配置し、同一のOLT1に接続される複数の幹線3,3’,…の間で伝送路切替スイッチモジュール4,4’同士をバイパス用光ファイバ9,9’で接続することにより、隣接幹線3,3’を迂回線路として利用するようにしている。   Specifically, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the PON transmission path redundancy system of the present embodiment has a plurality of trunk lines connected to the master station (OLT) branched to the slave station (ONU) 12. The transmission line changeover switch module 4 is disposed above the optical splitter 10 to which the drop cable 11 is connected, and the transmission line changeover switch module is connected between the plurality of trunk lines 3, 3 ′,... Connected to the same OLT 1. 4 and 4 ′ are connected to each other by bypass optical fibers 9 and 9 ′, so that the adjacent trunk lines 3 and 3 ′ are used as a detour line.

ここで、伝送路切替スイッチモジュール4は、幹線3に接続される第1の光カプラ5と、第1の光カプラ5に接続される非自己保持型光スイッチ7と、第1の光カプラ5から分岐させた幹線3の下り信号を検知して非自己保持型光スイッチ7の制御を行う光パワーモニタ6と、非自己保持型光スイッチ7に接続される第2の光カプラ8とを備え、ドロップケーブル用分岐クロージャー(例えば図6〜9において符号18、図4及び5において符号18A1,18A2並びに18B1,18B2などで示すボックス)に組み込まれている。そして、伝送路切替スイッチモジュール4の非自己保持型光スイッチ7のデフォルト側ポートBと、同じOLT1から分岐された他の幹線3’に接続された伝送路切替スイッチモジュール4’の第2の光カプラ8’の分岐ポートの1つとは、バイパス用光ファイバ9で接続されている。つまり、非自己保持型光スイッチ7がデフォルト側ポートBに切り替わると、このデフォルト側ポートBに接続されているバイパス用光ファイバ9を介して、障害が発生した幹線3側の伝送路切替スイッチ4と、障害が発生していない幹線3’側の伝送路切替スイッチ4’とが、障害が発生していない幹線側に並列に接続されるので、隣接幹線を迂回線路として利用する冗長構成となる。本実施形態の場合、伝送路切替スイッチモジュール4は、例えば、図2に示すように、第1及び第2の2個の1x2の光カプラ5,8と、同じく1個の1x2の非自己保持型光スイッチ7が配置され、光パワーモニタ6の動作用に電源13が接続されている。電源13は、通常、伝送路を敷設する際には電源ケーブルを敷設した電柱を利用しているので、電源ケーブルから分岐させて用いることが簡単である。尚、本実施形態では、伝送路切替スイッチモジュール4は、ドロップケーブル用分岐クロージャーに組み込まれているが、これに特に限られるものでなく、場合によっては、ドロップケーブル用分岐クロージャーとは別の筐体に納めてドロップケーブル用分岐クロージャーの前段に配置するようにしても良い。 Here, the transmission path changeover switch module 4 includes a first optical coupler 5 connected to the trunk line 3, a non-self-holding optical switch 7 connected to the first optical coupler 5, and a first optical coupler 5. And an optical power monitor 6 for detecting the downstream signal of the trunk line 3 branched from the optical line 7 and controlling the non-self-holding optical switch 7, and a second optical coupler 8 connected to the non-self-holding optical switch 7. And a drop cable branch closure (for example, a box indicated by reference numeral 18 in FIGS. 6 to 9, a box indicated by reference numerals 18 A1 and 18 A2 and 18 B1 and 18 B2 in FIGS. 4 and 5). The second light of the transmission path changeover switch module 4 ′ connected to the default side port B of the non-self-holding optical switch 7 of the transmission path changeover switch module 4 and the other trunk line 3 ′ branched from the same OLT 1. A bypass optical fiber 9 is connected to one of the branch ports of the coupler 8 ′. In other words, when the non-self-holding optical switch 7 is switched to the default side port B, the transmission line changeover switch 4 on the main line 3 side where the failure has occurred via the bypass optical fiber 9 connected to the default side port B. And the transmission line changeover switch 4 ′ on the trunk line 3 ′ on which no failure has occurred are connected in parallel to the trunk line on which no failure has occurred, so that a redundant configuration using the adjacent trunk line as a detour line is obtained. . In the case of this embodiment, the transmission path changeover switch module 4 includes, for example, as shown in FIG. 2, first and second two 1 × 2 optical couplers 5 and 8 and one single 1 × 2 non-self-holding. A type optical switch 7 is disposed, and a power source 13 is connected for the operation of the optical power monitor 6. Since the power supply 13 normally uses a power pole with a power cable laid when laying a transmission line, it is easy to branch off the power cable. In this embodiment, the transmission path changeover switch module 4 is incorporated in the drop cable branch closure, but is not particularly limited to this, and in some cases, a housing different from the drop cable branch closure. You may make it arrange | position in the body and arrange | position in the front | former stage of the branch closure for drop cables.

非自己保持型光スイッチ7は、電源断でスイッチの接続状態が特定の(デフォルト)状態に戻るという特性を有するものである。この非自己保持型光スイッチ7は、通常(非事故・障害)状態においては常に光スイッチに電圧を加えておく必要があるが、電源断で自動的にデフォルト状態に戻り(隣接幹線への迂回)、さらには電源(および光信号)の復旧で再度自動的に通常状態に復帰するため、運用がシンプルになる。本実施形態の場合、非自己保持型光スイッチ7は、光パワーモニタ6で発生する電流を利用してスイッチング動作が制御されている。例えば、図6に示すように、非自己保持型光スイッチ7への電源供給は光パワーモニタ6の出力を増幅器14で増幅して与えるようにしている。即ち、非自己保持型光スイッチ7は、光パワーモニタ6でOLT1からの下り光信号が受信できかつ電源が供給されているときはポートAとCとが接続され(非デフォルト状態)、電源あるいはOLT1からの光入力が失われた場合には自動的にデフォルト状態(B−C間が接続)に戻る。   The non-self-holding optical switch 7 has a characteristic that the connection state of the switch returns to a specific (default) state when the power is cut off. The non-self-holding optical switch 7 always needs to apply a voltage to the optical switch in the normal (non-accident / failure) state, but automatically returns to the default state when the power is turned off (bypassing to the adjacent trunk line). ), And the power supply (and optical signal) is restored again to automatically return to the normal state, which simplifies operation. In the present embodiment, the switching operation of the non-self-holding optical switch 7 is controlled using the current generated by the optical power monitor 6. For example, as shown in FIG. 6, power supply to the non-self-holding optical switch 7 is performed by amplifying the output of the optical power monitor 6 with an amplifier 14. That is, when the optical power monitor 6 can receive the downstream optical signal from the OLT 1 and power is supplied to the non-self-holding optical switch 7, the ports A and C are connected (non-default state), and the power or When the optical input from the OLT 1 is lost, it automatically returns to the default state (connection between B and C).

光パワーモニタ6は、受光素子として通常フォトダイオードが用いられており、受光すると微弱な電流を発生する。これをオペアンプ14のような簡単な電気回路で増幅し、非自己保持型光スイッチ7が要求する閾値以上の電流または電圧にして加えることで、非自己保持型光スイッチ7のスイッチバーをデフォルト状態(図2の左側の状態:Bポート)から非デフォルト状態(図2の右側の状態:A−C間が接続)に切り替えることができる。非自己保持型光スイッチ7への電源供給は光パワーモニタ6の出力を増幅して与えるだけでよく、電源13かOLT1からの光入力が失われた場合(電源断)、非自己保持型スイッチ7は自動的にデフォルト状態(B−C間が接続)に戻る。また、電源13およびOLT1からの光入力が復帰した場合には、自動的にポートA−C間が接続されるため、リセット動作などは不要である。ここで、電源断とは、光パワーモニタ6で受光する光信号(下り信号)が途絶えるか、または増幅器14を動作させるための電源13が停電する場合の双方を含む概念であり、光信号(下り信号)が途絶えなくとも電源が停電する場合にはデフォルト状態に切り替わる。例えば、伝送路を敷設した電柱が倒壊して電源ケーブルが断線するような場合は、光ケーブルも少なからずダメージを受けること、場合によっては大きなダメージを受けることが想定されるので、電源断で隣接幹線に強制的に迂回させることは合理的である。   The optical power monitor 6 normally uses a photodiode as a light receiving element, and generates a weak current when receiving light. This is amplified by a simple electric circuit such as the operational amplifier 14 and added to a current or voltage exceeding the threshold required by the non-self-holding optical switch 7, so that the switch bar of the non-self-holding optical switch 7 is in the default state. (The state on the left side in FIG. 2: B port) can be switched to the non-default state (the state on the right side in FIG. 2: connection between A and C). To supply power to the non-self-holding optical switch 7, it is only necessary to amplify the output of the optical power monitor 6, and when the optical input from the power source 13 or the OLT 1 is lost (power is cut off), the non-self-holding switch 7 automatically returns to the default state (connection between B and C). Further, when the optical input from the power supply 13 and the OLT 1 is restored, the ports A and C are automatically connected, so that a reset operation or the like is unnecessary. Here, the power interruption is a concept including both the case where the optical signal (downstream signal) received by the optical power monitor 6 is interrupted or the power source 13 for operating the amplifier 14 is cut off. Even if the downstream signal is not interrupted, if the power supply fails, the default state is switched. For example, if a power pole laying a transmission line collapses and the power cable is disconnected, the optical cable will be damaged a little, and in some cases, it is assumed that it will be damaged greatly. It is reasonable to force it to bypass.

ドロップケーブル用分岐クロージャー(伝送路切替スイッチモジュール4,4’)同士の接続は、図2に示すように、一方の幹線3の非自己保持型光スイッチ7のデフォルト側ポートBと他方の幹線3’の伝送路切替スイッチモジュール4’の第2の光カプラ8’の分岐ポートとを、バイパス用光ファイバ9で接続することによって、隣接する2本の幹線3,3’の間で相互に保護し合う冗長構成としても良いが、場合によっては図3に示すように、同じOLT1から分岐された幹線3,…,3’’’に備えられた全てのドロップケーブル用分岐クロージャー(伝送路切替スイッチモジュール4,…,4’’’)同士をカスケード接続するようにしても良い。カスケード接続する場合、両端のクロージャー間も接続することで、ループを構成できる。カスケード接続の場合、障害を起こしていない接続先幹線に接続されるまで、障害を起こした各幹線の配下のONUは上位回線接続先を切り替えるため、多重障害に対応することができる。ここで、地理的に近い場所に設置される隣接幹線の伝送路切替スイッチモジュール同士をバイパス用光ファイバで接続し、隣接幹線を迂回線路として利用することが好ましい。この場合には、幹線の冗長化に必要とされる光ファイバの全長が少なくできる。   As shown in FIG. 2, the drop cable branch closures (transmission path switching switch modules 4, 4 ′) are connected to each other by default port B of the non-self-holding optical switch 7 of one trunk line 3 and the other trunk line 3. By connecting the branch port of the second optical coupler 8 ′ of the “transmission path changeover switch module 4” with the bypass optical fiber 9, two adjacent trunk lines 3 and 3 ′ are mutually protected. However, in some cases, as shown in FIG. 3, all drop cable branch closures (transmission path switching switches) provided on the trunk lines 3,..., 3 ′ ″ branched from the same OLT 1 The modules 4,..., 4 ′ ″) may be cascaded. In the case of cascade connection, a loop can be configured by connecting the closures at both ends. In the case of cascade connection, the ONUs under each of the failed trunk lines switch the upper line connection destination until they are connected to the connection destination trunk line that does not cause a failure, so that it is possible to cope with multiple failures. Here, it is preferable to connect the transmission line changeover switch modules of adjacent trunk lines installed in geographically close locations with a bypass optical fiber and use the adjacent trunk line as a bypass path. In this case, the total length of the optical fiber required for trunk redundancy can be reduced.

以上のように構成されたPON伝送路冗長化方式によれば、接続先幹線の下り信号を検知しているとき、例えば図7(A)に示すように、接続先幹線3に障害が発生していない通常状態では、非自己保持型光スイッチ7の接続状態が非デフォルト側に保持される。すなわち、光パワーモニタ6でOLT1からの下り光信号が受信でき、かつ電源が供給されているときには、非自己保持型光スイッチ7はポートAとCが接続される。しかし、接続先幹線3に障害が発生するなど、下り信号を検知できないときには、図7(B)に示すように、非自己保持型光スイッチ7の前段にある光パワーモニタ6で光信号断が検出されるため、光パワーモニタ6からの制御電圧が低下しあるいは消失し、非自己保持型光スイッチ7の切替制御が自動的に行われる。非自己保持型光スイッチ7はポートBとCが接続される(デフォルト)状態となる。つまり、図9(B)に示すように、非自己保持型光スイッチ7をデフォルト状態に切り替えて、バイパス用光ファイバ9を介して他の幹線3’に接続されている他の伝送路切替スイッチモジュール4’の第2の光カプラ8’を介して光スプリッタに接続されたONU12の接続先幹線を他の幹線3’に変更する。しかも、本発明のPON伝送路冗長化方式は、障害が発生した幹線側の伝送路切替スイッチモジュール4(ドロップケーブル用分岐クロージャー)を、障害が発生していない幹線側の伝送路切替スイッチモジュール4’(ドロップケーブル用分岐クロージャー)と、障害が発生していない幹線3’に対して並列に接続することにより、障害が発生した幹線3側のONU12にも障害発生前の50%の光強度で下り光信号が届くこととなる。このため、停電時にも通信回線が失われることはない。   According to the PON transmission path redundancy system configured as described above, when a downstream signal of a connection destination trunk line is detected, a failure occurs in the connection destination trunk line 3 as shown in FIG. 7A, for example. In a normal state that is not, the connection state of the non-self-holding optical switch 7 is held on the non-default side. That is, when the optical power monitor 6 can receive the downstream optical signal from the OLT 1 and the power is supplied, the non-self-holding optical switch 7 is connected to the ports A and C. However, when a downstream signal cannot be detected, such as when a failure occurs in the connecting trunk 3, the optical signal is interrupted by the optical power monitor 6 in front of the non-self-holding optical switch 7 as shown in FIG. Therefore, the control voltage from the optical power monitor 6 decreases or disappears, and the switching control of the non-self-holding optical switch 7 is automatically performed. The non-self-holding optical switch 7 is in a state where the ports B and C are connected (default). That is, as shown in FIG. 9 (B), the non-self-holding optical switch 7 is switched to the default state, and another transmission line change-over switch connected to the other trunk line 3 ′ via the bypass optical fiber 9 The connection destination trunk line of the ONU 12 connected to the optical splitter via the second optical coupler 8 'of the module 4' is changed to another trunk line 3 '. In addition, the PON transmission line redundancy system of the present invention uses the transmission line changeover switch module 4 (drop cable branch closure) on the main line side where the failure has occurred and the transmission line changeover switch module 4 on the main line side where no trouble has occurred. By connecting in parallel with '(branch closure for drop cable) and the trunk line 3 where no failure has occurred, the ONU 12 on the side of the trunk line 3 where the failure has occurred also has 50% light intensity before the failure. A downstream optical signal arrives. For this reason, the communication line is not lost even in the event of a power failure.

また、幹線の障害が除去され復旧したときには、図8(A)に示すように、幹線の下り信号がドロップケーブル用分岐クロージャーの非自己保持型光スイッチ7まで届いているので、非自己保持型光スイッチ7の前段にある光パワーモニタ6で光信号・下り信号が検出される。そして、図8(B)に示すよう、光パワーモニタ6からの制御電圧がかかって非自己保持型光スイッチがポートBからAに自動的に切り替わり、元の状態(A−C間が接続)に戻る。これにより、上位回線接続先を障害発生前の元の幹線に自動的に戻す。同時に、障害復旧後の幹線に接続されるONU12には、図9(A)に示すように、障害発生前の光強度(1.56)に戻る。   Further, when the main line failure is removed and restored, as shown in FIG. 8A, the main line down signal reaches the non-self-holding optical switch 7 of the drop cable branch closure. An optical signal / downstream signal is detected by the optical power monitor 6 in the preceding stage of the optical switch 7. Then, as shown in FIG. 8B, the control voltage from the optical power monitor 6 is applied, and the non-self-holding optical switch is automatically switched from the port B to A, and the original state (connection between AC is connected). Return to. As a result, the upper line connection destination is automatically returned to the original trunk line before the failure occurred. At the same time, the ONU 12 connected to the main line after the failure is restored to the light intensity (1.56) before the occurrence of the failure, as shown in FIG.

図4に多心ケーブルを用いた伝送路における冗長構成の実施形態の一例を示す。尚、本実施形態におけるOLTやそれに接続される伝送路の構成は、図中の符号に添えるアルファベットと数字で区別している。一般に光ファイバ伝送路の敷設には多心ケーブル15,16が用いられている。この場合、集線局からは一般に多心ケーブル15で比較的長い距離(〜数km)を敷設され、途中でケーブル分岐用クロージャー17にて多心ケーブル15がさらに複数の多心ケーブル16に分岐され、その後ドロップケーブル用分岐クロージャー18A1,18A2並びに18B1,18B2で複数のドロップケーブルに分岐される。 FIG. 4 shows an example of an embodiment of a redundant configuration in a transmission line using a multi-core cable. Note that the configurations of the OLT and the transmission path connected to the OLT in this embodiment are distinguished by alphabets and numbers attached to the reference numerals in the drawing. Generally, multi-core cables 15 and 16 are used for laying optical fiber transmission lines. In this case, a multi-core cable 15 generally lays a relatively long distance (up to several kilometers) from the concentrating station, and the multi-core cable 15 is further branched into a plurality of multi-core cables 16 by a cable branch closure 17 on the way. Thereafter, the drop cables are branched into a plurality of drop cables at the branch closures 18 A1 and 18 A2 and 18 B1 and 18 B2 .

通常、集線局には複数のOLT(または1台のOLT内に複数の光インターフェース)1,1があり、多心ケーブルも複数接続されているため、各OLT1,1の1段目の分岐において各分岐線3A1と3B1、3A2と3B2を別々の多心ケーブル15へ収容する。図4では説明を簡単にするため、2分岐としており、3A1と3B1、3A2と3B2をまとめてケーブル化している。その後、ケーブル分岐クロージャー17を経由してドロップケーブル用分岐クロージャー18A1,18A2並びに18B1,18B2に至る伝送路を敷設し、同一OLT1あるいは1に接続されているドロップケーブル用分岐クロージャー18A1,18A2あるいは18B1,18B2同士を地理的に近い場所へ設置する。具体的には、例えばOLT1Aに接続されている幹線3A1,3A2のドロップケーブル用分岐クロージャー18A1,18A2同士、並びにOLT1に接続されている幹線3B1,3B2のドロップケーブル用分岐クロージャー18B1,18B2同士を地理的に近い場所へ設置する。そして、伝送路切替スイッチモジュール4A1,4A2同士並びに4B1,4B2同士を接続するバイパス用光ファイバ9,9は隣接ONU12A1,12A2並びに12B1,12B2間を経由して敷設される。このように接続することで、OLT1A1Bから最終クロージャー18A1,18A2並びに18B1,18B2までの区間で耐障害化が施されることになる。 Usually, the concentrator station has a plurality of OLTs (or a plurality of optical interfaces in one OLT) 1 A and 1 B , and a plurality of multi-core cables are also connected, so one stage of each OLT 1 A and 1 B The branch lines 3 A1 and 3 B1 , 3 A2 and 3 B2 are accommodated in separate multi-core cables 15 at the branch of the eye. In FIG. 4, for the sake of simplicity, two branches are used, and 3 A1 and 3 B1 , 3 A2 and 3 B2 are combined into a cable. Thereafter, the drop cable branch closures 18 A1 and 18 A2 and 18 B1 and 18 B2 are laid through the cable branch closure 17 and connected to the same OLT 1 A or 1 B. 18 A1 and 18 A2 or 18 B1 and 18 B2 are installed in geographically close places. Specifically, for example, the drop cable branch closures 18 A1 and 18 A2 of the trunk lines 3 A1 and 3 A2 connected to the OLT 1A and the drop cables branch of the trunk lines 3 B1 and 3 B2 connected to the OLT 1 B are used. The closures 18 B1 and 18 B2 are installed close to each other. The bypass optical fibers 9 A and 9 B connecting the transmission path changeover switch modules 4 A1 and 4 A2 and 4 B1 and 4 B2 pass through between the adjacent ONUs 12 A1 and 12 A2 and 12 B1 and 12 B2. Laid. By connecting in this way, fault tolerance is provided in the sections from OLT 1A , 1B to final closures 18 A1 , 18 A2 and 18 B1 , 18 B2 .

PONの伝送路は市街地であれば碁盤目状に敷設されることが多い。この場合に本発明のPON伝送路冗長化方式を用いると、例えば図5のようにクロージャー間を接続することが可能である。   PON transmission lines are often laid out in a grid pattern in urban areas. In this case, if the PON transmission path redundancy system of the present invention is used, the closures can be connected as shown in FIG. 5, for example.

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、非自己保持型光スイッチや光カプラの挿入による伝送損失の増加が無視できないほどに大きなものとなる場合には、OLTの光源出力を大きくする、光増幅器を用いるなどの対策が必要となることもある。   The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, if the increase in transmission loss due to the insertion of a non-self-holding optical switch or optical coupler becomes so large that it cannot be ignored, measures such as increasing the light source output of the OLT or using an optical amplifier are required. Sometimes.

1,1,1 OLT
2 光スプリッタ
3,3’,3A1,3B1,3A2,3B2 幹線
4,4’,4A1,4B1,4A2,4B2 伝送路切替スイッチモジュール
5,5’ 第1の光カプラ
6,6’ 光パワーモニタ
7,7’ 非自己保持型光スイッチ
8,8’ 第2の光カプラ
9,9’,9”,9’’’,9,9,バイパス用光ファイバ
10,10’,10”,10’’’ 複数のドロップケーブルが接続される光スプリッタ
1,1 A , 1 B OLT
2 optical splitters 3, 3 ', 3A1 , 3B1 , 3A2 , 3B2 trunk lines 4, 4', 4A1 , 4B1 , 4A2 , 4B2 transmission line changeover switch module
5, 5 ′ first optical coupler 6, 6 ′ optical power monitor 7, 7 ′ non-self-holding optical switch 8, 8 ′ second optical coupler 9, 9 ′, 9 ″, 9 ′ ″, 9 A , 9 B , bypass optical fiber 10, 10 ′, 10 ″, 10 ′ ″ optical splitter to which a plurality of drop cables are connected

Claims (4)

親局(OLT)に接続される幹線を分岐して子局(ONU)に繋がる複数のドロップケーブルが接続される光スプリッタよりも上段に、伝送路切替スイッチモジュールを配置し、
前記伝送路切替スイッチモジュールは、
前記幹線に接続される第1の光カプラと、前記第1の光カプラに接続される非自己保持型光スイッチと、前記第1の光カプラから分岐させた幹線の下り信号を検知して前記非自己保持型光スイッチの制御を行う光パワーモニタと、前記非自己保持型光スイッチに接続される第2の光カプラとを備え、
前記非自己保持型光スイッチのデフォルト側(駆動電力が加えられていない場合の接続先)ポートと同じ前記OLTに接続された別の幹線の前記伝送路切替スイッチモジュールの前記第2の光カプラの分岐ポートの1つとをバイパス用光ファイバで接続し、
前記光パワーモニタによって前記幹線の下り信号を検知しているときには前記非自己保持型光スイッチに切替制御信号を与えて接続状態を非デフォルト側に保持し、障害が発生して前記幹線の下り信号を検知できない、または電源が失われたときには前記非自己保持型光スイッチをデフォルト側に切り替えて、障害が発生している幹線に接続されているONUの接続先幹線を障害の発生していない他の幹線に変更する一方、障害が復旧したときには、前記幹線の下り信号を前記光パワーモニタによって検出することにより前記非自己保持型光スイッチを自動的に元の非デフォルト側に戻し、上位回線接続先を障害発生前の元の幹線に戻すことを特徴とするPON伝送路冗長化方式。
A transmission path changeover switch module is arranged above the optical splitter to which a plurality of drop cables connected to the slave station (ONU) are branched by branching the main line connected to the master station (OLT),
The transmission path switch module is
A first optical coupler connected to the main line; a non-self-holding optical switch connected to the first optical coupler; and a down signal on the main line branched from the first optical coupler, An optical power monitor for controlling the non-self-holding optical switch; and a second optical coupler connected to the non-self-holding optical switch;
The second optical coupler of the transmission path changeover switch module of another trunk line connected to the same OLT as the default side (connection destination when drive power is not applied) of the non-self-holding optical switch Connect one of the branch ports with a bypass optical fiber,
When the downstream signal of the trunk line is detected by the optical power monitor, a switching control signal is given to the non-self-holding optical switch to keep the connection state on the non-default side, and a failure occurs and the trunk line downlink signal is detected. When the power supply is lost, the non-self-holding optical switch is switched to the default side, and the connection destination trunk line of the ONU connected to the trunk line where the failure has occurred On the other hand, when the failure is recovered, the non-self-holding optical switch is automatically returned to the original non-default side by detecting the downstream signal of the main line by the optical power monitor, and the upper line connection A PON transmission line redundancy system characterized in that the destination is returned to the original trunk line before the failure occurred.
同じOLTから分岐された幹線に備えられたそれぞれの前記伝送路切替スイッチモジュールの前記非自己保持型光スイッチのデフォルト側ポートと、他の幹線の前記伝送路切替スイッチモジュールの第2の光カプラの分岐ポートとは、バイパス用光ファイバでカスケード接続されていることを特徴とする請求項1記載のPON伝送路冗長化方式。   A default-side port of the non-self-holding optical switch of each of the transmission line changeover switch modules provided on the main line branched from the same OLT, and a second optical coupler of the transmission line changeover switch module of another main line. 2. The PON transmission line redundancy system according to claim 1, wherein the branch port is cascade-connected by a bypass optical fiber. 地理的に近い場所に設置される隣接幹線の前記伝送路切替スイッチモジュール同士を前記バイパス用光ファイバで接続し、隣接幹線を迂回線路として利用するものである請求項1記載のPON伝送路冗長化方式。   2. The PON transmission line redundancy according to claim 1, wherein said transmission line changeover switch modules of adjacent trunk lines installed in geographically close locations are connected by said bypass optical fiber, and the adjacent trunk line is used as a bypass line. method. 同一OLTに接続される複数の幹線を別々の多心ケーブルに分けてドロップケーブル用分岐クロージャーに至る伝送路を敷設し、同一OLTに接続されているドロップケーブル用分岐クロージャー同士を地理的に近い場所へ設置すると共に、前記伝送路切替スイッチモジュール同士を接続する前記バイパス用光ファイバは隣接ONU間を経由して敷設されていることを特徴とする請求項1記載のPON伝送路冗長化方式。   Dividing multiple trunks connected to the same OLT into separate multi-core cables and laying a transmission line to the drop cable branch closure, and the drop cable branch closures connected to the same OLT are geographically close to each other 2. The PON transmission line redundancy system according to claim 1, wherein the bypass optical fiber connecting the transmission line changeover switch modules is laid between adjacent ONUs.
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