JP6239132B2

JP6239132B2 - 子局装置、光通信システムおよび異常検出方法

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Publication number: JP6239132B2
Application number: JP2016545118A
Authority: JP
Inventors: 向井　宏明; 宏明向井; 隆志西谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2034-08-26
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Description

本発明は、複数の光波長を用いて光伝送を行う光通信システムに関する。

アクセスネットワークの１形態としてＰＯＮ（Passive Optical Network）システムがある。近年のアクセスネットワークにおけるデータトラヒック増大により、従来のＴＤＭ（Time Division Multiplexing）型ＰＯＮシステムでは帯域が不足する。このため、特許文献１、非特許文献１に記載されているように、子局装置であるＯＮＵ（Optical Network Unit）が使用する光波長チャネルをＯＬＴ(Optical Line Terminal)が複数持ち、１つの光波長チャネル内でＴＤＭを行うＯＮＵ数を減らすことでＯＮＵ当たりの伝送容量を拡大する、ＴＷＤＭ（Time and Wavelength Division Multiplexing）−ＰＯＮシステムが検討されている。

特許第５３１４７６０号公報

ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）規格Ｇ．９８９．１，２０１３年３月

しかしながら、ポイントトゥマルチポイントの光ファイバにて、複数の光波長チャネルを使用するシステムでは、使用する波長が固定のＯＮＵ、すなわち使用波長の違いによりＯＮＵの品種が異なるカラードＯＮＵを用いると、通信事業者がＯＮＵをフィールドに設置する際にＯＮＵの品種と設置場所の対応を管理する必要がある。このため、装置の管理が煩雑になってしまう。また、設置工事時のヒューマンエラーにより障害が増加してしまうという問題がある。

これを解決する方法として、光送受信波長を変更できるカラーレスＯＮＵを用いたＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムが検討されている。光送受信波長を変更できるカラーレスＯＮＵでは、複数の光送信波長のうち１つの波長を設定可能である。なお、以下、光波長を単に波長という。ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、親局装置であるＯＬＴは、子局装置であるＯＮＵが送受信に使用する波長を把握している。また、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、ＯＮＵからＯＬＴへ向かう方向である上り方向の通信においては、各ＯＮＵはＯＬＴから許可された送信時間帯で信号を送信する。ＯＬＴからＯＮＵへ向かう方向である下り方向の通信においては、ＯＬＴは波長ごとに、該波長を受信に使用するＯＮＵへの信号を多重して送信する。ＯＮＵは、設定している受信波長で受信した信号から自装置宛ての信号を抽出する。

上記のようなＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵが故障等の異常により、使用する波長を誤設定した場合、該ＯＮＵは、自装置に対応する波長、すなわちＯＬＴが該ＯＮＵの受信波長として把握している波長と異なる波長で信号を受信する。ＯＮＵは、信号自体は受信できており、自装置宛ての信号を一定期間以上受信しない場合、ＯＬＴが自装置宛ての信号を送信していないだけであるのか波長の誤設定が生じているのかを区別できない。したがって、ＯＮＵは、自装置の波長の誤設定を検出できないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、波長の誤設定を検出することができるＯＮＵすなわち子局装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、２つ以上の親局制御部を備える親局装置から光信号を受信する子局装置であって、複数の光波長に対応可能であり、前記複数の光波長のうち設定された１つの光波長の光信号を親局装置から受信し、受信した光信号を電気信号に変換する光受信器と、前記電気信号に格納された前記親局制御部と前記親局制御部により生成された制御信号が送信する光波長との対応を示す波長対応情報を抽出して保持し、前記電気信号が前記光受信器の波長の切替を要求する波長切替要求であった場合、前記波長切替要求により指示された波長切替後の光波長の情報を抽出し、抽出した前記波長切替後の光波長の情報と前記波長対応情報とに基づいて波長切替後に自装置が接続すべき前記親局制御部の識別情報である設定識別情報を求め、前記電気信号が制御信号である場合、前記制御信号に格納された前記制御信号の送信元の前記親局制御部の識別情報と前記設定識別情報とに基づいて異常であるか否かを判断する異常検出部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる子局装置は、波長の誤設定を検出することができるという効果を奏する。

本発明にかかる光通信システムの構成例を示す図波長対応情報の一例を示す図ＯＬＴの動作の一例を示すフローチャートＯＮＵの動作の一例を示すフローチャートＯＮＵに異常が生じた場合のＯＬＴとＯＮＵの動作の一例を示すチャート GATEメッセージを用いる場合のＯＮＵとＯＬＴのデータ伝送を開始後の動作の一例を示す図

以下に、本発明にかかる子局装置、親局装置、光通信システムおよび異常検出方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明にかかる光通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態では、本発明にかかる光通信システムとして、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムを例に挙げて説明する。図１に示すように、本実施の形態の光通信システムは、親局装置であるＯＬＴ１と、子局装置であるＯＮＵ２−１〜２−ｎと、ＯＬＴ１と光ファイバで接続されるとともにＯＮＵ２−１〜２−ｎと光ファイバで接続されるスプリッタ３とを備える。なお、ｎは２以上の整数である。また図１では光通信システムを構成するＯＮＵが複数の例を示したが、光通信システムを構成するＯＮＵは１つであってもよい。スプリッタ３は、ＯＬＴ１から受信した光信号を分岐してＯＮＵ２−１〜２−ｎに接続する光ファイバへ各々出力し、ＯＮＵ２−１〜２−ｎから受信した光信号を合波してＯＬＴ１に接続する光ファイバへ出力する。ＯＬＴ１は、上位ネットワーク４に接続される。

本実施の形態の光通信システムは、ＯＬＴ１からＯＮＵ２−１〜２−ｎへ向かう方向である下り方向の通信にλ₁₁，λ₁₂，λ₁₃，λ₁₄の４つの波長を使用可能であり、ＯＮＵ２−１〜２−ｎからＯＬＴ１へ向かう方向である上り方向の通信に、λ₂₁，λ₂₂，λ₂₃，λ₂₄の４つの波長を使用可能である。λ₁₁，λ₁₂，λ₁₃，λ₁₄，λ₂₁，λ₂₂，λ₂₃，λ₂₄は互いに異なる波長である。

ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１〜２−ｎへ送信する光信号とＯＮＵ２−１〜２−ｎから受信した光信号とを合波するＷＤＭ１１と、波長ごとの光信号を合波してＷＤＭ１１へ出力するＷＤＭ１２と、ＷＤＭ１１から入力される光信号を波長ごとの光信号に分波するＷＤＭ１４とを備える。また、ＯＬＴ１は、送信する電気信号を光信号に変換する光送信器１３−１〜１３−４と、ＷＤＭ１４から入力される波長ごとの光信号を電気信号に変換する光受信器１５−１〜１５−４と、各ＯＮＵが送受信に使用する波長を管理する管理部１６と、ＰＯＮプロトコルに従ったＯＬＴ側の制御を行う親局制御部であるＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４と、上位ネットワーク４から受信したフレームを対応するＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４へ振り分けるフレーム振り分け部１８とを備える。なお、図１では、光送信器をＴｘと略し、光受信器をＲｘと略す。

なお、上記のＰＯＮプロトコルとは、レイヤ２の副層であるＭＡＣ（メディアアクセス制御：Media Access Control）層等で用いられる制御用プロトコルであって、例えばＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）で規定されているＭＰＣＰ（Multi-point Control Protocol）、ＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）等、ＩＴＵ−Ｔで規定されているＰＬＯＡＭ（Physical Layer ＯＡＭ)、ＯＭＣＣ（ＯＮＵ Management and Control Channel）等のことである。

ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４は、ＰＯＮプロトコルに従ったＭＡＣ層の処理を実施する。ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４には、各々個別にＭＡＣ層のアドレスであるＭＡＣアドレスが付与されている。ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４は、ＰＯＮプロトコルに従ってＯＮＵ２−１〜２−ｎへ送信する制御フレーム、すなわち制御信号を電気信号として生成する。ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４は、送信する制御フレームに送信元アドレスとして各々のＭＡＣアドレスを格納する。また、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４は、送信に使用する光信号の波長すなわち下り方向の通信に使用する光信号の波長と受信に使用する光信号の波長すなわち上り方向の通信に使用する光信号の波長とが定められている。以下では、波長λ_xの光信号を用いることを「波長λ_xを用いる」と略して表現する。なお、実際には、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４が光信号を出力するのではなく各々に対応する後段の光送信器１３−１〜１３−４が波長λ_xの光信号を出力するが、ここでは、記載の簡略化のため、対応する光送信器１３−１〜１３−４が波長λ_xの光信号を出力する場合にＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４が「波長λ_xを用いる」と表現する。ここでは、ＰＯＮ制御部１７−１は下り方向の通信に波長λ₁₁を用い上り方向の通信に波長λ₂₁を用い、ＰＯＮ制御部１７−２は下り方向の通信に波長λ₁₂を用い上り方向の通信に波長λ₂₂を用い、ＰＯＮ制御部１７−３は下り方向の通信に波長λ₁₃を用い上り方向の通信に波長λ₂₃を用い、ＰＯＮ制御部１７−４は下り方向の通信に波長λ₁₄を用い上り方向の通信に波長λ₂₄を用いるとする。

光送信器１３−１はＰＯＮ制御部１７−１から入力される電気信号を波長λ₁₁の光信号に変換してＷＤＭ１２へ出力する。光送信器１３−２はＰＯＮ制御部１７−２から入力される電気信号を波長λ₁₂の光信号に変換してＷＤＭ１２へ出力する。光送信器１３−３はＰＯＮ制御部１７−３から入力される電気信号を波長λ₁₃の光信号に変換してＷＤＭ１２へ出力する。光送信器１３−４はＰＯＮ制御部１７−４から入力される電気信号を波長λ₁₄の光信号に変換してＷＤＭ１２へ出力する。ＷＤＭ１２は、光送信器１３−１〜１３−４から入力される光信号を合波してＷＤＭ１４へ入力する。ＷＤＭ１４は、ＷＤＭ１２から入力された光信号を光ファイバおよびスプリッタ経由でＯＮＵ２−１〜２−ｎへ送信する。

ＷＤＭ１１は、上り方向の通信に用いられる波長すなわちλ₂₁，λ₂₂，λ₂₃，λ₂₄を含む波長帯の光信号をＷＤＭ１４へ入力する。ＷＤＭ１４は、ＷＤＭ１１から入力された光信号をλ₂₁，λ₂₂，λ₂₃，λ₂₄の４つの波長に分波する。分波された波長λ₂₁の光信号は光受信器１５−１に入力され、分波された波長λ₂₂の光信号は光受信器１５−２に入力され、分波された波長λ₂₃の光信号は光受信器１５−３に入力され、分波された波長λ₂₄の光信号は光受信器１５−４に入力される。光受信器１５−１は、波長λ₂₁の光信号を電気信号に変換してＰＯＮ制御部１７−１へ入力する。光受信器１５−２は、波長λ₂₂の光信号を電気信号に変換してＰＯＮ制御部１７−２へ入力する。光受信器１５−３は、波長λ₂₃の光信号を電気信号に変換してＰＯＮ制御部１７−３へ入力する。光受信器１５−４は、波長λ₂₄の光信号を電気信号に変換してＰＯＮ制御部１７−４へ入力する。

ＰＯＮ制御部１７−１は、ＯＮＵ２−１〜２−ｎのうち下り方向の通信にλ₁₁を用い上り方向の通信にλ₂₁を用いるＯＮＵに対してＰＯＮプロトコルに従ってＯＮＵごとに上り方向の通信を許可する送信時間帯を決定してＯＮＵへ通知する。例えば、ＰＯＮ制御部１７−１は、ＯＮＵから制御フレームにより送信される上り方向の要求帯域に基づいてＯＮＵ間で送信時間帯が重複しないようにＯＮＵごとの送信時間帯を決定する。具体的には、ＰＯＮ制御部１７−１はＯＮＵに対して許可する送信時間帯を格納した帯域通知用の制御フレームを生成して光送信器１３−１へ出力する。以下、ｉを１から４までの整数とするとき、ＰＯＮ制御部１７−ｉに対してＯＮＵ２−１〜２−ｎのうち下り方向の通信にλ_1iを用い上り方向の通信にλ_2iを用いるＯＮＵを、ＰＯＮ制御部１７−ｉに対応するＯＮＵと略す。

ＰＯＮ制御部１７−２〜１７−４は、ＰＯＮ制御部１７−１と同様に、各々に対応するＯＮＵに対してＰＯＮプロトコルに従ってＯＮＵごとに上り方向の通信を許可する送信時間帯を決定してＯＮＵへ通知する。

また、ＰＯＮ制御部１７−１は、フレーム振り分け部１８から入力される下りデータを格納したデータフレームを生成する。ＰＯＮ制御部１７−１は、ＰＯＮプロトコルに従って生成した制御フレームとデータフレームとを電気信号として光送信器１３−１へ入力する。同様に、ＰＯＮ制御部１７−２は、フレーム振り分け部１８から入力される下りデータを格納したデータフレームを生成し、ＰＯＮプロトコルに従って生成した制御フレームとデータフレームとを電気信号として光送信器１３−２へ入力する。ＰＯＮ制御部１７−３は、フレーム振り分け部１８から入力される下りデータを格納したデータフレームを生成し、ＰＯＮプロトコルに従って生成した制御フレームとデータフレームとを電気信号として光送信器１３−３へ入力する。ＰＯＮ制御部１７−４は、フレーム振り分け部１８から入力される下りデータを格納したデータフレームを生成し、ＰＯＮプロトコルに従って生成した制御フレームとデータフレームとを電気信号として光送信器１３−４へ入力する。

また、ＰＯＮ制御部１７−１は、ＰＯＮ制御部１７−１に対応するＯＮＵから制御フレームを受信するとＰＯＮプロトコルに従った処理を行う。また、ＰＯＮ制御部１７−１は、ＰＯＮ制御部１７−１に対応するＯＮＵから上りデータが格納されたデータフレームを受信すると上りデータをフレーム振り分け部１８経由で上位ネットワーク４へ出力する。同様に、ＰＯＮ制御部１７−２〜１７−４は、各々に対応するＯＮＵから制御フレームを受信するとＰＯＮプロトコルに従った処理を行い、各々に対応するＯＮＵから上りデータが格納されたデータフレームを受信すると上りデータをフレーム振り分け部１８経由で上位ネットワーク４へ出力する。

さらに、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４は、管理部１６が管理する後述のＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４のＭＡＣアドレスとＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４が用いる波長との対応を格納した制御フレームを生成し、対応する光送信器１３−１〜１３−４へ出力する。以下、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４のＭＡＣアドレスとＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４が用いる波長との対応を波長対応情報と呼ぶ。

図２は、波長対応情報の一例を示す図である。図２の例では、ＰＯＮ制御部のＭＡＣアドレスと対応する下り方向の通信に用いる波長を示している。ここでは、送信と受信の波長の組み合わせを固定としているため、下りまたは上りのいずれか一方の波長が示されていれば上りおよび下りの両方の波長が把握できる。図２の例では、ＭＡＣアドレスと下り方向の通信に用いる波長との対応を波長対応情報として用いる例を示したがＭＡＣアドレスと上り方向の通信に用いる波長との対応を波長対応情報として用いてもよい。

フレーム振り分け部１８は、上位ネットワーク４から受信した下りデータを、下りデータの宛先に基づいてＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４へ振り分ける。下りデータの宛先とＰＯＮ制御部７−１〜１７−４との対応は管理部１６からフレーム振り分け部１８へ通知され、フレーム振り分け部１８は、この対応を保持しているとする。また、フレーム振り分け部１８は、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４から出力される上りデータを上位ネットワーク４へ出力する。

管理部１６は、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４ごとに、各々に対応するＯＮＵの識別情報を保持する。管理部１６は、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４ごとに、対応するＯＮＵとの間の通信データ量すなわちトラヒックを監視する。トラヒックの監視方法としては、例えば、管理部１６が、各ＰＯＮ制御部が一定時間内に送受信したデータ量を監視する方法がある。管理部１６は、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４間でトラヒックに偏りがあるか否かを判断する。例えば、ＰＯＮ制御部間での一定時間内に送受信したデータ量の差を各々求め、差がしきい値以上となった場合にトラヒックに偏りがあると判断する。一例として、ＰＯＮ制御部１７−１が一定時間内に送受信したデータ量をＡとし、ＰＯＮ制御部１７−２が一定時間内に送受信したデータ量をＢとし、Ａ＞Ｂとする。Ａ−Ｂがしきい値以上となった場合、管理部１６は、トラヒックの差があると判断する。そして、ＰＯＮ制御部１７−１のトラヒックが多く、ＰＯＮ制御部１７−２のトラヒックが少ないと判断する。

トラヒックの差があると判断した場合、管理部１６は、トラヒックが多いＰＯＮ制御部に対応するＯＮＵ、すなわちトラヒックが多いＰＯＮ制御部とリンクを確立しているＯＮＵのリンク先をトラヒックの少ないＰＯＮ制御部に切替えるよう制御する。すなわち、管理部１６は、トラヒックが多いＰＯＮ制御部に対応するＯＮＵで用いられる波長を、トラヒックが少ないＰＯＮ制御部で使用される波長へ切替える波長切替制御を行う。具体的には、トラヒックが多いＰＯＮ制御部に対して、波長を変更するＯＮＵの識別情報であるＯＮＵ識別情報と変更先の波長を識別する情報である波長識別情報とを通知するとともに波長変更を指示する。管理部１６から波長変更の指示を受けたＰＯＮ制御部は、通知されたＯＮＵ識別情報に対応するＯＮＵに対する波長切替要求を制御フレームとして生成して、対応する光送信器へ出力する。波長切替要求には、宛先のＯＮＵを示すＯＮＵ識別情報と切替後の波長識別情報とが含まれる。ここでは、送信と受信の波長の組み合わせを固定としているため、波長識別情報は送信と受信の波長を１組とする波長の組を識別する情報であってもよいし、送信と受信の波長を個別に指定する個別の識別情報であってもよい。

管理部１６は、波長変更前にＯＮＵがリンクを確立していたＰＯＮ制御部から、ＯＮＵとの通信に用いる情報を取得して、波長変更後のＰＯＮ制御部へ通知する。これにより、波長変更後のＰＯＮ制御部は、ＯＮＵとの間で通信に用いる情報の交換を行わずに、ＯＮＵとの間で通信を行うことができる。なお、波長変更後のＯＬＴ１の動作はこれに限定されず、変更後の波長でＯＮＵとの間で通信に用いる情報の交換を行うようにしてもよい。

また、管理部１６は、波長対応情報すなわちＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４のＭＡＣアドレスとＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４が用いる波長との対応を管理する。また、管理部１６は、フレーム振り分け部１８へ、下りデータの宛先とＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４との対応を管理し、下りデータの宛先とＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４との対応をフレーム振り分け部１８へ指示する。下りデータの宛先とＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４との対応は、例えば、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４が対応するＯＮＵとの間の通信により取得したＯＮＵに対応する宛先を管理部１６へ通知する。下りデータの宛先とは、例えば、各ＯＮＵに接続する図示しないユーザ端末のアドレス等である。

次に、図１に示したＯＮＵ２−１の構成について説明する。ＯＮＵ２−１は、ＰＯＮプロトコルに従ったＯＮＵ側の制御を行うＰＯＮ処理部２１と、ＯＬＴ１へ送信する電気信号を光信号に変換する光送信器２５と、ＯＬＴ１へ送信する光信号とＯＬＴ１から受信した光信号とを合波するＷＤＭ２６とを備える。また、ＯＮＵ２−１は、受信した光信号を電気信号に変換する光受信器２４と、光受信器２４および光送信器２５の波長を設定する波長設定部２２と、光受信器２４により変換された電気信号から制御フレームを抽出し、制御フレームに基づいて自装置に設定された波長を波長設定部２２へ指示するとともに波長の誤設定の異常を検出する異常検出部である制御フレーム抽出部２３と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の表示手段である表示部２７と、を備える。光通信システムを構成する他のＯＮＵの構成もＯＮＵ２−１の構成と同様である。

ＷＤＭ２６は、ＯＬＴ１から受信した光信号を波長分離し、光受信器２４が対応可能な複数の波長を含む波長帯の信号を光受信器２４へ入力する。また、ＷＤＭ２６は、光送信器２５から入力される光信号をＯＬＴ１へ送信する。

光受信器２４は、λ_１1，λ₁₂，λ₁₃，λ₁₄の４つの波長に対応可能な波長可変の光受信器である。光受信器２４は、少なくともλ_１1，λ₁₂，λ₁₃，λ₁₄に対応可能であればよく５つ以上の波長に対応可能であってもよい。光受信器２４は、対応可能な複数の波長のうち設定された１つの波長の光信号を、電気信号に変換し制御フレーム抽出部２３へ出力する。

光送信器２５は、λ₂₁，λ₂₂，λ₂₃，λ₂₄の４つの波長に対応可能な波長可変の光送信器である。光送信器２５は、少なくともλ₂₁，λ₂₂，λ₂₃，λ₂₄に対応可能であればよく５つ以上の波長に対応可能であってもよい。光送信器２５は、ＰＯＮ処理部２１から入力される電気信号を、対応可能な複数の波長のうち設定された１つの波長の光信号に変換する。

ＰＯＮ処理部２１は、ＰＯＮプロトコルに従ったＭＡＣ（Media Access Control）層の処理を実施する。具体的には、例えば、ＰＯＮ処理部２１は、バッファを備え、図示しないユーザ端末等から受信した上りデータをバッファに蓄積する。ＰＯＮ処理部２１は、バッファに蓄積されたデータ量に基づいて、上り帯域の割当て要求帯域を格納した帯域要求用の制御フレームを生成し、光送信器２５へ出力する。ＰＯＮ処理部２１は、バッファに蓄積された上りデータを格納したデータフレームを生成し、光送信器２５へ出力する。また、ＰＯＮ処理部２１は、ＯＬＴ１から受信した帯域通知用の制御フレームに格納された送信時間帯で、光信号に変換された制御フレームおよびデータフレームの送信を行うよう光送信器２５を制御する。

制御フレーム抽出部２３は、光受信器２４から入力される電気信号から制御フレームを抽出する。制御フレーム抽出部２３は、抽出した制御フレームに波長対応情報が格納されている場合、波長対応情報を抽出して保持する。また、制御フレーム抽出部２３は、波長対応情報に基づいて、自装置の光受信器２４および光送信器２５に設定されている波長に対応するＯＬＴ１のＰＯＮ制御部のＭＡＣアドレスを求め、求めたＭＡＣアドレスを設定アドレスとして保持する。設定アドレスは、ＯＮＵ２−１が、リンクすべきすなわち接続すべきＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４を示す識別情報である。また、制御フレーム抽出部２３は、抽出した制御フレームが波長切替要求用の制御フレームであった場合、該制御フレームから切替後の波長を示す波長識別情報を抽出し、波長設定部２２へ切替後の波長とともに波長変更を通知するとともに、波長対応情報を用いて切替後の波長に対応するＭＡＣアドレスを求める。そして、制御フレーム抽出部２３は、設定アドレスを、求めたＭＡＣアドレスに更新する。また、制御フレーム抽出部２３は、抽出した制御フレームに格納された送信元のＭＡＣアドレスが設定アドレスと異なる場合、自ＯＮＵの故障、すなわち波長の誤設定と判断して表示部２７へ異常を示す表示を行うよう指示する。

波長設定部２２は、波長変更が通知されると、光受信器２４および光送信器２５に対して、対応する波長を通知された切替後の波長に変更するよう指示する。

表示部２７は、制御フレーム抽出部２３から異常を示す表示を行うよう指示された場合、異常であることを表示する。例えば、表示部２７がＬＥＤの場合、あらかじめ異常時のＬＥＤの点灯パターンを定めておき、表示部２７は、制御フレーム抽出部２３から異常を示す表示を行うよう指示された場合、異常時のＬＥＤの点灯パターンで点灯する。

次に、本実施の形態の光通信システムにおけるＯＬＴ１の動作について説明する。図３は、本実施の形態のＯＬＴ１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、ＰＯＮ制御部１７−１の動作を例に説明するが、ＰＯＮ制御部１７−２〜１７−４の動作もＰＯＮ制御部１７−１の動作と同様である。図３に示すように、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１は、ＯＮＵが新規に接続されたか否かを判断する（ステップＳ１）。ＯＮＵが新規に接続されたか否かの判断は、例えばＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４が、定期的に、ブロードキャストによりＯＮＵからの登録要求を受け付けるための制御フレームを送信し、新規に接続したＯＮＵは、この制御フレームを受信すると登録要求を送信する。ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１は、登録要求を受信することにより、新規のＯＮＵが接続されたと判断することができる。ここでは、ブロードキャストによりＯＮＵからの登録要求を受け付けるための制御フレームとしては、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるDiscovery GATEメッセージとよばれる制御フレームを用いるとする。

ＯＮＵが新規に接続されたと判断した場合（ステップＳ１Ｙｅｓ）、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１は、ディスカバリー処理を実施する（ステップＳ２）。ディスカバリー処理は、ＩＥＥＥ８０２．３で規定される処理であり、詳細な説明は省略する。ディスカバリー処理では、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１と新規に接続されたＯＮＵとの間で通信に用いる情報の送受信が行われる。ディスカバリー処理の実施により、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１と新規に接続されたＯＮＵとの間でリンクが確立される。

ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１は、ディスカバリー処理の後、ＰＯＮ制御部のＭＡＣアドレスと波長の対応をＯＮＵに通知する（ステップＳ３）。具体的には、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４は、管理部１６からＰＯＮ制御部のＭＡＣアドレスと波長の対応である波長対応情報を取得し、波長対応情報を格納した制御フレームを生成し、光送信器１３−１へ出力する。光送信器１３−１は、波長対応情報が格納された制御フレームを光信号に変換する。波長対応情報を通知する制御フレームとしては、どのようなフレームを用いてもよいが、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３で規定される拡張ＯＡＭフレームを用いることができる。光送信器１３−１により光信号に変換された制御フレームは、ＷＤＭ１１およびＷＤＭ１２を介して新規ＯＮＵへ送信される。

ステップＳ３の後、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１と新規に接続されたＯＮＵとの間でデータ伝送が開始される（ステップＳ４）。データ伝送が開始されると、前述したように、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１は、ＯＮＵから上りデータが格納されたデータメッセージを受信するとフレーム振り分け部１８経由で上位ネットワーク４へ上りデータを送信する。また、ＰＯＮ制御部１７−１は、フレーム振り分け部１８経由で上位ネットワーク４から下りデータを受信すると、下りデータを格納したデータフレームを生成してＯＮＵへ送信する。

ＰＯＮ制御部１７−１は、管理部１６から波長切替指示があったか否かを判断する（ステップＳ５）。前述したように、管理部１６は、各ＰＯＮ制御部のトラヒックを監視している。管理部１６は、波長間すなわちＰＯＮ制御部間でトラヒックに差があるか否かを判断する。具体的には、例えば、前述のようにＰＯＮ制御部間で一定時間内に送受信したデータ量の差がしきい値以上となった場合に波長間でトラヒックに差があると判断する。波長間でトラヒックに差があると判断した場合、トラヒックに差があるＰＯＮ制御部のうちトラヒックが多いＰＯＮ制御部とリンクを確立しているＯＮＵのうち１つ以上を切替対象ＯＮＵとして選択する。そして、管理部１６は、切替対象ＯＮＵが使用している波長を別の波長に切替える制御を行う。具体的には、管理部１６は、トラヒックが多いＰＯＮ制御部へ、切替対象指示を通知する。波長切替指示には、切替対象ＯＮＵの識別情報と切替後の波長の識別情報とが含まれる。

ＰＯＮ制御部１７−１は、管理部１６から波長切替指示があった場合（ステップＳ５Ｙｅｓ）、切替対象ＯＮＵへ波長切替要求を送信し（ステップＳ６）、ステップＳ１へ進む。また、管理部１６は、波長切替指示を通知する際に、前述したように、切替対象ＯＮＵとの通信に用いる情報を波長切替前のＰＯＮ制御部から取得して、波長切替後のＰＯＮ制御へ通知してもよい。または、管理部１６を経由せずに、波長切替前のＰＯＮ制御部から切替対象ＯＮＵの通信に用いる情報を波長切替後のＰＯＮ制御へ通知してもよい。

ステップＳ５で、管理部１６から波長切替指示がないと判断した場合（ステップＳ５Ｎｏ）、ステップＳ１へ進む。ステップＳ１で、ＯＮＵが新規に接続されていないと判断した場合（ステップＳ１Ｎｏ）、ステップＳ５へ進む。

次に、本実施の形態の光通信システムにおけるＯＮＵ２−１の動作について説明する。他のＯＮＵの動作もＯＮＵ２−１の動作と同様である。図４は、本実施の形態のＯＮＵ２−１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、ＯＮＵ２−１の電源が投入される（ステップＳ１１）と、波長設定部２２は、送受信波長すなわち光受信器２４および光送信器２５の波長を初期値に設定する（ステップＳ１２）。これにより、ＯＮＵ２−１は初期値として設定された波長で送受信が可能となる。

次に、ＯＮＵ２−１は、ＯＬＴ１との間でディスカバリー処理を実施する（ステップＳ１３）。ディスカバリー処理は、上述したように、例えばＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４が定期的に送信するDiscovery GATEメッセージとよばれる制御フレームをＯＮＵ２−１が受信することにより開始される。このとき、ＯＮＵ２−１の波長は初期値に設定されており、初期値の波長に対応するＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４との間でディスカバリー処理が実施される。例えば、ＯＮＵ２−１の波長が初期値として、受信すなわち下り方向の通信の波長がλ₁₁に設定され、送信すなわち上り方向の通信の波長がλ₂₁に設定されている場合、ＯＮＵ２−１はＰＯＮ制御部１７−１との間でディスカバリー処理を実施する。以降、波長切替要求を受信するまでＯＮＵ２−１は、ＰＯＮ制御部１７−１と通信を行う。

次に、ＯＮＵ２−１は、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部のＭＡＣアドレスと波長の対応である波長対応情報をＯＬＴ１から受信し、制御フレーム抽出部２３が、波長対応情報を保持する（ステップＳ１４）。そして、ＯＮＵ２−１は、ＯＬＴ１との間のデータ伝送を開始する（ステップＳ１５）。

ＯＮＵ２−１の制御フレーム抽出部２３は、ＯＬＴ１から波長切替要求を受信したか否かを判断する（ステップＳ１６）。ＯＬＴ１から波長切替要求を受信した場合（ステップＳ１６Ｙｅｓ）、制御フレーム抽出部２３は、波長設定部２２へ波長切替を指示することにより光受信器２４および光送信器２５の波長切替を行う（ステップＳ１７）。また、制御フレーム抽出部２３は、波長切替要求と波長対応情報に基づいて、設定アドレスを波長切替要求に格納された切替後の波長識別情報に対応するＭＡＣアドレスに更新する（ステップＳ１８）。

そして、ＯＮＵ２−１の制御フレーム抽出部２３は、受信した制御フレームの送信元のＭＡＣアドレスが設定アドレスと等しいか否かを判断する（ステップＳ１９）。受信した制御フレームの送信元のＭＡＣアドレスが設定アドレスと等しい場合（ステップＳ１９Ｙｅｓ）、ステップＳ１６へ戻る。受信した制御フレームの送信元のＭＡＣアドレスが設定アドレスと等しくない場合（ステップＳ１９Ｎｏ）、制御フレーム抽出部２３は、異常と判断して表示部２７へ異常であることを表示するよう指示し、表示部２７は、異常であることを表示する（ステップＳ２０）。そして、制御フレーム抽出部２３は、データ送信停止をＰＯＮ処理部２１へ指示し、ＰＯＮ処理部２１はデータ送信を停止する（ステップＳ２１）。

なお、図４のステップＳ１９において、ｍを２以上の整数とするとき、連続して受信したｍ個の制御フレームの送信元のＭＡＣアドレスが全て設定アドレスと一致した場合に、ＭＡＣアドレスが設定アドレスに一致したと判断してもよい。言い換えると、ｍ個の制御フレームのうち１つでも送信元のＭＡＣアドレスが全て設定アドレスと一致しない場合には、ステップＳ１９の判断では、送信元のＭＡＣアドレスと設定アドレスが一致しないと判断される。

図５は、ＯＮＵ２−１に異常が生じた場合のＯＬＴ１とＯＮＵ２−１の動作の一例を示すチャートである。なお、図５では、図の簡略化のため、図３、４で示した処理の一部の図示を省略している。図５では、ＯＮＵ２−１は、送受信の波長を初期値λ₁₁，λ₁₂に設定する（ステップＳ３１）。なお、ここでは、ＯＮＵ２−１の下り方向と上り方向の波長の初期値をそれぞれλ₁₁，λ₁₂とする。ステップＳ３１は、図４のステップＳ１２の処理である。次に、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１とＯＮＵ２−１は、ディスカバリー処理を実施する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２は、図２のステップＳ２および図４のステップＳ１３の処理である。

次に、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１は、ＰＯＮ制御部のＭＡＣアドレスと波長の対応をＯＮＵ２−１に通知する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３は、図３のステップＳ３の処理である。そして、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１とＯＮＵ２−１はデータ伝送を開始する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４は、図３のステップＳ４および図４のステップＳ１５の処理である。

ここで、ＯＬＴ１の管理部１６は、ＰＯＮ制御部１７−１のトラヒックとＰＯＮ制御部１７−２のトラヒックとの間に差があると判断し、ＰＯＮ制御部１７−１のトラヒックの方がＰＯＮ制御部１７−２のトラヒックより多いとする。管理部１６は、切替対象ＯＮＵとしてＯＮＵ２−１を選択して波長切替指示をＰＯＮ制御部１７−１へ通知する。波長切替後の波長はＰＯＮ制御部１７−２に対応するλ₂₁，λ₂₂とする。

ＰＯＮ制御部１７−１は、λ₂₁，λ₂₂への切替を指示する波長切替要求をＯＮＵ２−１へ送信する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５は、図３のステップＳ６の処理である。ここで、ＯＮＵ２−１は、波長切替要求を受信して、図４に示すステップＳ１７の波長切替を実施するが、異常により、光受信器２４の波長が変更されなかったとする（ステップＳ３６）。

そして、ＯＮＵ２−１は、図４のステップＳ１８の処理、すなわち設定アドレスをＰＯＮ制御部１７−２に対応するＭＡＣアドレスであるアドレス＃２に更新する（ステップＳ３７）。一方、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１は、ＯＮＵ２−１以外のＯＮＵと通信中であり、自身に対応するアドレス＃１を送信元のＭＡＣアドレスとして格納した制御フレームを波長λ₁₁の光信号として送信している（ステップＳ３８）。

ＯＮＵ２−１では、ステップＳ３６で示したように、光受信器２４の波長は変更されていない。このため、ＯＮＵ２−１の制御フレーム抽出部２３は、波長λ₁₁の光信号に対応する制御フレームを受信する。制御フレーム抽出部２３は、受信した制御フレームのＭＡＣアドレスが設定アドレスと不一致であると判断し（ステップＳ３９）、表示部２７へ異常の表示を指示し、表示部２７が異常であることを表示する（ステップＳ４０）。そして、ＯＮＵ２−１はデータ送信を停止する（ステップＳ４１）。ステップＳ３９は、図４のステップＳ１９でＮｏと判断された場合であり、ステップＳ４０，Ｓ４１は図４のステップＳ２０，Ｓ２１の処理である。

また、ステップＳ１９で用いる制御フレームとして、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるGATEメッセージを用いることができる。図６は、GATEメッセージを用いる場合のＯＮＵ２−１とＯＬＴ１のデータ伝送を開始後の動作の一例を示す図である。図６に示すように、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１は、自身とリンクを確立しているＯＮＵに対して定期的に、帯域割当通知であるGATEメッセージを送信する（ステップＳ５１，Ｓ５３，Ｓ５６）。GATEフレームには、ＯＮＵに対して上り方向の通信を許可する送信時間帯を示す情報が格納される。この送信時間帯には、ＯＮＵから要求する上り帯域を通知するための制御フレームであるREPORTメッセージを送信するための送信時間帯とデータを送信するための送信時間帯とが含まれる。

ＯＮＵは、GATEメッセージを受信すると、REPORTメッセージを送信するための送信時間帯で、要求する上り帯域を格納したREPORTメッセージをＯＬＴ１へ送信する（ステップＳ５２，Ｓ５４）。また、ＯＮＵは、データを送信するための送信時間帯で、データフレームを送信する（ステップＳ５５）。ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１は、REPORTメッセージで通知された上り帯域に基づいて、各ＯＮＵの送信時間帯を決定し、送信時間帯を上記のGATEメッセージにより通知する。ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１とＯＮＵは、以上の処理を繰り返すことにより、データ伝送を行う。

以上のように、本実施の形態では、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４が、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４のＭＡＣアドレスと波長との対応である波長対応情報をＯＮＵへ通知する。そして、ＯＮＵは、ＯＬＴ１から波長切替要求を受信した場合、波長切替要求と波長対応情報に基づいて、自装置が接続すべきＰＯＮ制御部のＭＡＣアドレスである設定アドレスを更新し、受信した制御フレームに格納された送信元のＭＡＣアドレスと設定アドレスが一致しない場合に、異常すなわち波長の誤設定と検出するようにした。このように、本実施の形態のＯＮＵは、波長の誤設定を検出することができる。

なお、以上の説明では、ＯＬＴ１とＯＮＵがＩＥＥＥ８０２．３で規定される制御処理を用いる例を説明したが、ＯＬＴ１とＯＮＵで実施される制御処理は、ＩＥＥＥ８０２．３で規定される処理に限定されず、ＩＴＵ−Ｔで規定される制御処理であってもよい。例えば、帯域割当通知の制御フレームはGATEフレームではなく、GRANTフレームであってもよい。

また、以上の説明では、ＯＮＵ２−１〜２−ｎが帯域要求を送信して、ＯＬＴ１が帯域要求に基づいて、各ＯＮＵ２−１〜２−ｎへ上り帯域すなわち送信時間帯を割り当てるようにしたが、上り帯域の割当て方法は帯域要求に基づく方法に限定されない。

また、以上の説明では、制御フレーム抽出部２３が異常と判断した場合、ＰＯＮ処理部２１へデータ送信の停止を指示したが、これに限らず光送信器２５を停止させる制御を行うことで上り方向の通信を停止させてもよい。

また、以上の説明では、ＯＮＵ２−１〜２−ｎの送受信の波長を両方一度に切替える例を説明したが、上述した異常検出方法は、ＯＮＵ２−１〜２−ｎの受信の波長、すなわち下り方向の通信に使用する波長のみを切替える場合にも適用できる。

また、表示部２７は、ＬＥＤに限定されず液晶モニタ等であってもよい。また、表示部２７の替わりに音声により異常を通知する手段を設けてもよい。

また、以上の説明では、光通信システムにおいて上りおよび下り方向の通信に用いる波長を４組とした例を説明した。しかしながら、光通信システムにおいて上りおよび下り方向の通信に用いる波長の数は４組に限定されず、何組としてもよい。

また、以上の説明では、ＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４のＭＡＣアドレスを用いて異常であるか否かを判断したが、制御フレームの送信元のＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４を識別できる識別情報であればよくＭＡＣアドレス以外の識別情報を用いてもよい。ＭＡＣアドレス以外を用いる場合、波長対応情報はＰＯＮ制御部１７−１〜１７−４の識別情報と波長との対応を含み、制御フレーム抽出部２３は、設定アドレスの替わりに設定識別情報を保持し、波長切替要求と波長対応情報に基づいて設定識別情報を更新する。すなわち、制御フレーム抽出部２３は、波長切替要求と波長対応情報に基づいて波長切替後の設定識別情報を求める。

１ＯＬＴ、２−１〜２−ｎＯＮＵ、３スプリッタ、４上位ネットワーク、１１，１２，１４，２６ＷＤＭ、１３−１〜１３−４，２５光送信器、１５−１〜１５−４，２４光受信器、１６管理部、１７−１〜１７−４ＰＯＮ制御部、１８フレーム振り分け部、２１ＰＯＮ処理部、２２波長設定部２２制御フレーム抽出部、２７表示部。

Claims

２つ以上の親局制御部を備える親局装置から光信号を受信する子局装置であって、
複数の光波長に対応可能であり、前記複数の光波長のうち設定された１つの光波長の光信号を親局装置から受信し、受信した光信号を電気信号に変換する光受信器と、
前記電気信号に格納された前記親局制御部と前記親局制御部により生成された制御信号が送信する光波長との対応を示す波長対応情報を抽出して保持し、前記電気信号が前記光受信器の波長の切替を要求する波長切替要求であった場合、前記波長切替要求により指示された波長切替後の光波長の情報を抽出し、抽出した前記波長切替後の光波長の情報と前記波長対応情報とに基づいて波長切替後に自装置が接続すべき前記親局制御部の識別情報である設定識別情報を求め、前記電気信号が制御信号である場合、前記制御信号に格納された前記制御信号の送信元の前記親局制御部の識別情報と前記設定識別情報とに基づいて異常であるか否かを判断する異常検出部と、
を備えることを特徴とする子局装置。
前記親局制御部の識別情報を前記親局制御部のメディアアクセス制御アドレスとすることを特徴とする請求項１に記載の子局装置。
前記異常検出部は、受信した前記制御信号に格納された前記識別情報が、前記設定識別情報と一致しない場合、異常であると判断することを特徴とする請求項１または２に記載の子局装置。
前記異常検出部は、連続して複数回受信した前記制御信号に格納された前記識別情報のうち少なくとも１つが前記設定識別情報と一致しない場合、異常であると判断することを特徴とする請求項１または２に記載の子局装置。
異常であることを表示可能な表示部、
を備え、
前記異常検出部は、異常であると判断した場合に、前記表示部へ異常であることを表示するよう指示することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の子局装置。
前記異常検出部は、帯域割当通知である前記制御信号に格納された前記制御信号の送信元の前記親局制御部の識別情報と前記設定識別情報とに基づいて異常であるか否かを判断することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の子局装置。
親局装置と複数の光波長に対応可能な光受信器を備え前記親局装置から送信された光信号を受信する子局装置とを備える光通信システムであって、
前記親局装置は、
前記子局装置へ送信する制御信号を生成する２つ以上の親局制御部と、
前記親局制御部に各々対応する２つ以上の光送信器と、
を備え、
前記２つ以上の光送信器は、各々に対応する前記親局制御部により生成された前記制御信号を各々異なる光波長の光信号に変換して前記子局装置へ送信し、
前記制御信号は前記親局制御部の識別情報を含み、
前記親局制御部は、前記親局制御部の識別情報と前記親局制御部に対応する光波長との対応である波長対応情報を格納した前記制御信号を生成し、前記子局装置における光受信器の光波長の切替を要求する波長切替要求を格納した前記制御信号を生成し、
前記子局装置は、
複数の光波長に対応可能であり、前記複数の光波長のうち設定された１つの光波長の光信号を親局装置から受信し、受信した光信号を電気信号に変換する光受信器と、
前記電気信号である前記制御信号に格納された前記波長対応情報を抽出して保持し、前記制御信号が前記光受信器の波長の切替を要求する波長切替要求であった場合、前記波長切替要求により指示された波長切替後の光波長の情報を抽出し、抽出した前記波長切替後の光波長の情報と前記波長対応情報とに基づいて波長切替後に自装置が接続すべき前記親局制御部の識別情報である設定識別情報を求め、前記電気信号が前記制御信号である場合、前記制御信号に格納された前記制御信号の送信元の前記親局制御部の識別情報と前記設定識別情報とに基づいて異常であるか否かを判断する異常検出部と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
制御信号を生成する２つ以上の親局制御部を備える親局装置と複数の光波長に対応可能な光受信器を備え前記親局装置から送信された光信号を受信する子局装置とを備える光通信システムにおける異常検出方法であって、
前記親局装置の前記親局制御部が、前記親局制御部の識別情報を格納した制御信号を生成する制御信号生成ステップと、
前記親局装置が、前記制御信号を前記親局制御部ごとに異なる光波長の光信号に変換して前記子局装置へ送信する送信ステップと、
前記親局装置が、前記親局制御部の識別情報と前記親局制御部に対応する光波長との対応である波長対応情報を前記子局装置へ送信する波長対応情報送信ステップと、
前記親局装置が、前記子局装置における光受信器の光波長の切替を要求する波長切替要求を前記子局装置へ送信する波長切替要求送信ステップと、
前記子局装置が、前記親局装置から受信した前記波長対応情報を保持する波長対応情報保持ステップと、
前記子局装置が、前記親局装置から波長切替要求を受信した場合、前記波長切替要求により指示された波長切替後の光波長を抽出し、抽出した前記波長切替後の光波長と前記波長対応情報とに基づいて波長切替後に自装置が接続すべき前記親局制御部の識別情報である設定識別情報を求める識別情報抽出ステップと、
前記子局装置が、前記波長切替要求の受信後に前記光受信器を介して前記親局装置から受信した前記制御信号に格納された前記制御信号の送信元の前記親局制御部の識別情報と前記設定識別情報とに基づいて、前記子局装置が異常であるか否かを判断する異常検出ステップと、
を含むことを特徴とする異常検出方法。