JP6566117B2

JP6566117B2 - 光信号中継装置、光通信システムおよび光信号中継装置のポート切替方法

Info

Publication number: JP6566117B2
Application number: JP2018505197A
Authority: JP
Inventors: 直也木崎; 秀逸湯田; 慎也後藤
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2036-03-18
Also published as: WO2017158830A1; US20180124483A1; JPWO2017158830A1; CA2983585A1

Description

本発明は、光信号中継装置、光通信システムおよび光信号中継装置のポート切替方法に関する。

ＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システムは、光通信システムの一種である。ＰＯＮシステムは、局側装置（ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ：ＯＬＴ）と、１以上の宅側装置（ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ：ＯＮＵ）と、光信号を伝送する光ファイバと、光ファイバを分岐する光スプリッタとを有する。ＯＬＴは、光ファイバおよび光スプリッタによってＯＮＵに接続される。ＯＬＴとＯＮＵとの間に光スプリッタが設置される。これによって、１つの局側装置に複数の宅側装置を接続することができる。

特開２０１３−０４８３６９号公報（特許文献１）は、複数のＰＯＮ回線に接続されたＯＬＴを開示する。当該ＯＬＴは、第１および第２の光送受信部と、第１および第２のアクセス制御部と、上位スイッチと、下位スイッチと、縮退制御部とを含む。縮退制御部は、第１および第２のＰＯＮ回線への下りフレームの出力先を、第１のアクセス制御部に集中させる一方、下りフレームの出力先を、第１および第２の光送受信部に分散させる。さらに、縮退制御部は、第１および第２の光送受信部から下位スイッチに入力される上りフレームの出力先を、時分割多重により第１のアクセス制御部に集中させる。

特開２０１３−０４８３６９号公報

光信号を中継するための中継装置がＯＬＴとＯＮＵとの間に配置され得る。中継装置の内部では、光トランシーバがＯＬＴ側およびＯＮＵ側に実装される。以下では、ＯＬＴ側およびＯＮＵ側をそれぞれ「Ｔｒｕｎｋ側」および「Ｌｅａｆ側」とも称する。

光信号中継装置の内部において、光トランシーバは、ポートに接続される。光信号中継装置に必要なポートの数は、Ｔｒｕｎｋ側に実装される光トランシーバの数と、Ｌｅａｆ側に実装される光トランシーバの数との合計である。

たとえば光信号中継装置が、複数のＯＮＵの各々からの上り信号の経路を集約する可能性がある。あるいは、光信号中継装置が、複数のＯＮＵと通信するための通信経路を複数のＯＬＴの間で切り替える可能性がある。この明細書において、上述した通信経路の集約または通信経路の切替えは「ＬｅａｆＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ」と表現されることもある。

特開２０１３−０４８３６９号公報は、ＬｅａｆＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎの詳細を開示していない。ＯＬＴとＯＮＵとの間のさまざまな接続形態に対応できるように、光信号中継装置には、通信経路の集約および切り替えの自由度を高めることが求められる。

本発明の目的は、通信経路の集約および切り替えの高い自由度を持つ光信号中継装置、その光信号中継装置を含む光通信システム、および光信号中継装置のポートの切替方法を提供することである。

本発明の一態様に係る光信号中継装置は、複数のポートを備える。複数のポートの各々は、局側装置との間で光信号を送信および受信するための第１の光トランシーバ、および、宅側装置との間で光信号を送信および受信するための第２の光トランシーバの両方に接続可能であるように構成される。光信号中継装置は、複数のポートの各々を、第１の光トランシーバに適合した第１のポートと、第２の光トランシーバに適合した第２のポートとの間で切替えるポート切替制御部と、第１のポートおよび第２のポートの間の切替えに従って、複数のポートの間の伝送経路を切替えるように構成された経路切替部とをさらに備える。経路切替部は、第２のポートからの伝送経路を集約して、伝送経路を第１のポートに接続されるように構成された集約部を含む。光信号中継装置は、経路切替部を制御するように構成された経路切替制御部をさらに備える。

本発明の一態様に係る光通信システムは、局側装置と、宅側装置と、光通信回線と、光通信回線に配置された光信号中継装置とを備える。光信号中継装置は、複数のポートを含む。複数のポートの各々は、局側装置との間で光信号を送信および受信するための第１の光トランシーバ、および、宅側装置との間で光信号を送信および受信するための第２の光トランシーバの両方に接続可能であるように構成される。光信号中継装置は、複数のポートの各々を、第１の光トランシーバに適合した第１のポートと、第２の光トランシーバに適合した第２のポートとの間で切替えるポート切替制御部と、第１のポートおよび第２のポートの間の切替えに従って、複数のポートの間の伝送経路を切替えるように構成された経路切替部とをさらに含む。経路切替部は、第２のポートからの伝送経路を集約して、伝送経路を第１のポートに接続されるように構成された集約部を含む。光信号中継装置は、経路切替部を制御するように構成された経路切替制御部をさらに含む。

本発明の一態様に係る光信号中継装置のポート切替方法は、局側装置と宅側装置との間で光信号を中継するための光信号中継装置が有するポートの切替方法である。ポートは、局側装置との間で光信号を送信および受信するための第１の光トランシーバ、および、宅側装置との間で光信号を送信および受信するための第２の光トランシーバの両方に接続可能であるように構成される。方法は、ポートを通じて、ポートに接続された光トランシーバから識別情報を取得するステップと、識別情報に基づいて、ポートを、第１の光トランシーバに適合した第１のポートと、第２の光トランシーバに適合した第２のポートとの間で切替えるステップとを備える。

上記によれば、通信経路の集約および切り替えの高い自由度を持つ光信号中継装置、その光信号中継装置を含む光通信システム、および光信号中継装置のポートの切替方法を実現できる。

本発明の一実施形態に係る光通信システムの構成の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る光信号中継装置の構成を示したブロック図である。Ｌｅａｆ側光トランシーバおよびＴｒｕｎｋ側光トランシーバのピン配置の一例を示した図である。図２に示された集約部の１つの構成例を示したブロック図である。図２に示されたＴｒｕｎｋ側光トランシーバおよびＬｅａｆ側光トランシーバの基本的な構成を示したブロック図である。本発明の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号の中継を説明するための図である。集約部の動作を説明するための信号波形図である。本発明の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号の中継を説明するための図である。本発明の実施の形態に係るポート切替の流れを説明するフローチャートである。本発明の実施の形態に係る光信号中継装置における、上り信号の衝突を監視するための構成を説明したブロック図である。本発明の実施の形態に係る衝突の監視の処理を説明するフローチャートである。共通のＣＤＲ（ＣｌｏｃｋＤａｔａＲｅｃｏｖｅｒｙ）回路によって下り信号と上り信号とを再生する構成を示したブロック図である。光トランシーバの冗長切替を実現するための光信号中継装置の構成の一例を示した図である。

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

（１）本発明の一態様に係る光信号中継装置は、複数のポートを備える。複数のポートの各々は、局側装置との間で光信号を送信および受信するための第１の光トランシーバ、および、宅側装置との間で光信号を送信および受信するための第２の光トランシーバの両方に接続可能であるように構成される。光信号中継装置は、複数のポートの各々を、第１の光トランシーバに適合した第１のポートと、第２の光トランシーバに適合した第２のポートとの間で切替えるポート切替制御部と、第１のポートおよび第２のポートの間の切替えに従って、複数のポートの間の伝送経路を切替えるように構成された経路切替部とをさらに備える。経路切替部は、第２のポートからの伝送経路を集約して、伝送経路を第１のポートに接続されるように構成された集約部を含む。光信号中継装置は、経路切替部を制御するように構成された経路切替制御部をさらに備える。

上記によれば、通信経路の集約および切り替えの高い自由度を持つ光信号中継装置を実現することができる。複数のポートの各々は、第１のポート（Ｔｒｕｎｋ用ポート）および第２のポート（Ｌｅａｆ用ポート）のいずれかに設定されることができる。光信号中継装置は、局側装置と宅側装置との間のさまざまな接続形態を実現することができる。これにより、ＬｅａｆＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎの自由度を高めることができる。

（２）上記（１）に記載の光信号中継装置において、第１の光トランシーバおよび第２の光トランシーバの各々は、識別情報を記憶する。複数のポートのうち少なくとも１つのポートが、第１の光トランシーバまたは第２の光トランシーバに接続されている場合において、ポート切替制御部は、少なくとも１つのポートを介して識別情報を取得して、少なくとも１つのポートに接続された光トランシーバを識別する。

上記によれば、外部からの制御なしに、光信号中継装置は、第１の光トランシーバ（Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ）または第２の光トランシーバ（Ｌｅａｆ側光トランシーバ）を識別することができる。

（３）上記（１）または（２）に記載の光信号中継装置において、ポート切替制御部は、ポート切替制御部によって取得された識別情報に基づいて、少なくとも１つのポートを、第１のポートと第２のポートとの間で切替える。

上記によれば、外部からの制御なしに、光信号中継装置は、光トランシーバに接続されたポートを、第１のポートと第２のポートとの間で切り替えることができる。

（４）上記（１）から（３）のいずれかの光信号中継装置において、集約部は、２つの上り信号の間にアイドルパターンを挿入して連続信号を生成する。

上記によれば、第１の光トランシーバにより連続送信および連続受信が可能になるので、光信号中継装置の設計の柔軟性を高めることができる。

（５）上記（１）から（４）のいずれかの光信号中継装置において、経路切替部は、第１の光トランシーバからの下り信号を第２のポートに分配するための分配部を含む。

上記によれば、局側装置からの信号（下り信号）を簡易な構成によって複数の第２の光トランシーバに分配することができる。

（６）上記（１）から（５）のいずれかの光信号中継装置において、複数の光トランシーバが、複数のポートにそれぞれ接続される。複数の光トランシーバは、第１の光トランシーバと、第２の光トランシーバと、第１の光トランシーバと切替可能な予備の第１の光トランシーバおよび第２の光トランシーバと切替可能な予備の第２の光トランシーバのうちの少なくとも一方とを含む。

上記によれば、複数の局側装置からの信号（下り信号）を簡易な構成によって複数の第２の光トランシーバに分配することができる。

（７）上記（１）から（６）のいずれかの光信号中継装置において、第２の光トランシーバは、第２の光トランシーバが光信号を受信したことを検出して、その検出結果を示す検出信号を出力する。光信号中継装置は、検出信号の衝突を監視するように構成された衝突監視部をさらに備える。

上記によれば、複数の上り信号が衝突するかどうかを監視することができる。
（８）上記（１）から（７）のいずれかの光信号中継装置において、第１の光トランシーバは、下り信号の受信により、経路切替部に連続信号を出力する。第２の光トランシーバは、上り信号の受信により、経路切替部にバースト信号を出力する。光信号中継装置は、連続信号およびバースト信号を再生可能に構成された信号再生部をさらに備える。

上記によれば、信号再生部を連続信号およびバースト信号の両方の再生に用いることができるので、部品点数を削減することができる。

（９）本発明の一態様に係る光通信システムは、局側装置と、宅側装置と、光通信回線と、光通信回線に配置された光信号中継装置とを備える。光信号中継装置は、複数のポートを含む。複数のポートの各々は、局側装置との間で光信号を送信および受信するための第１の光トランシーバ、および、宅側装置との間で光信号を送信および受信するための第２の光トランシーバの両方に接続可能であるように構成される。光信号中継装置は、複数のポートの各々を、第１の光トランシーバに適合した第１のポートと、第２の光トランシーバに適合した第２のポートとの間で切替えるポート切替制御部と、第１のポートおよび第２のポートの間の切替えに従って、複数のポートの間の伝送経路を切替えるように構成された経路切替部とをさらに含む。経路切替部は、第２のポートからの伝送経路を集約して、伝送経路を第１のポートに接続されるように構成された集約部を含む。光信号中継装置は、経路切替部を制御するように構成された経路切替制御部をさらに含む。

上記によれば、通信経路の集約および切り替えの高い自由度を持つ光通信システムを実現することができる。

（１０）局側装置と宅側装置との間で光信号を中継するための光信号中継装置が有するポートの切替方法である。ポートは、局側装置との間で光信号を送信および受信するための第１の光トランシーバ、および、宅側装置との間で光信号を送信および受信するための第２の光トランシーバの両方に接続可能であるように構成される。方法は、ポートを通じて、ポートに接続された光トランシーバから識別情報を取得するステップと、識別情報に基づいて、ポートを、第１の光トランシーバに適合した第１のポートと、第２の光トランシーバに適合した第２のポートとの間で切替えるステップとを備える。

上記によれば、局側装置と宅側装置との間の通信経路の集約および切り替えを高い自由度で実行することができる。

[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。以下の説明において「接続」との用語は、信号の送信および受信が可能な態様での接続であることを意味するために用いられる。したがって「接続」は、機械的な接続に限定されない。

図１は、本発明の一実施形態に係る光通信システムの構成の一例を示す図である。図１に示されるように、光通信システム３０１は、ＰＯＮシステムであり、たとえばＧＥ（ＧｉｇａｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））−ＰＯＮもしくは１０Ｇ−ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ＰＯＮ）、またはその両方である。光通信システム３０１は、上位ネットワークに接続された少なくとも１つのＯＬＴ２０１と、光信号中継装置１０１と、少なくとも１つのＯＮＵ２０２と、光ファイバ２１０，２１１，２１３と、光カプラ２１２とを備える。

各々の光ファイバ２１１は、ＯＬＴ２０１に接続される。各々の光ファイバ２１３は、対応するＯＮＵ２０２に接続される。光カプラ２１２は、光ファイバ２１１と、光ファイバ２１３とを接続する。光ファイバ２１０，２１１，２１３および光カプラ２１２によって、光通信システム３０１の光通信回線が構成される。

光信号中継装置１０１は、光ファイバ２１０および光ファイバ２１１に接続される。光信号中継装置１０１は、ＯＬＴ２０１からＯＮＵ２０２への光信号（下り信号）を中継するとともに、ＯＮＵ２０２からＯＬＴ２０１への光信号（上り信号）を中継する。以下ではＯＬＴ側を「Ｔｒｕｎｋ側」と呼び、ＯＮＵ側を「Ｌｅａｆ側」と呼ぶことがある。Ｔｒｕｎｋ側およびＬｅａｆ側は、図１において「Ｔｒｕｎｋ」および「Ｌｅａｆ」と表記される。

図２は、本発明の一実施形態に係る光信号中継装置の構成を示したブロック図である。図２に示されるように光信号中継装置１０１は、Ｍ（Ｍは１以上の整数）本の光ファイバ２１０にそれぞれ接続されるＭ個のＴｒｕｎｋ側光トランシーバと、Ｎ（Ｎは１以上の整数）本の光ファイバ２１１にそれぞれ接続されるＮ個のＬｅａｆ側光トランシーバと、（Ｍ＋Ｎ）個のポートとを有する。図２および以後に説明される図において、光トランシーバは「ＴＲ」と表記される。

（Ｍ＋Ｎ）個のポートは互いに同一の構成を有する。ＭとＮの組み合わせは、光通信システム３０１の構成に従って決定される。ＭとＮの和はたとえば１６であるが、このように限定されるものではない。

（Ｍ＋Ｎ）個のポートの各々は、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバおよびＬｅａｆ側光トランシーバのいずれにも接続可能に構成される。各々の光トランシーバは、ポートに挿抜可能（プラガブル）に構成される。後述するように、光トランシーバは、複数のピンを有する。各ポートは、対応する光トランシーバの複数のピンに接続されることにより、その光トランシーバとの間で信号を入力および出力することができる。

具体的には、光信号中継装置１０１は、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１，１２，１３，・・・，１Ｍと、Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，２３，・・・，２Ｎと、ポート１３₁，１３₂，１３₃，・・・，１３_M，１３_M+1，１３_M+2，１３_M+3，・・・，１３_M+Nと、ポート切替回路１４₁，１４₂，１４₃，・・・，１４_M，１４_M+1，１４_M+2，１４_M+3，・・・，１４_M+Nと、経路切替部１５と、制御部１６とを含む。Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１，１２，１３，・・・，１Ｍの各々は、対応する光ファイバ２１０からの連続光信号の受信および、対応する光ファイバ２１０への連続光信号の送信が可能なように構成される。Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，２３，・・・２Ｎの各々は、対応する光ファイバ２１０からのバースト光信号の受信、および対応する光ファイバ２１０への連続光信号の送信が可能なように構成される。各々の光トランシーバは、光信号と電気信号とを相互に変換可能である。

各ポートは、データの入力／出力インターフェースとしての機能を担う。（Ｍ＋Ｎ）個のポートのうち、ポート１３₁，１３₂，１３₃，・・・，１３_Mは、それぞれ、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１，１２，１３，・・・，１Ｍに接続される。ポート１３_M+1，１３_M+2，１３_M+3，・・・，１３_M+Nは、それぞれＬｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，２３，・・・，２Ｎに接続される。

ポート切替部１４₁，１４₂，１４₃，・・・，１４_M，１４_M+1，１４_M+2，１４_M+3，・・・，１４_M+Nの各々は、対応するポートを、そのポートに接続された光トランシーバに適合させる。ポートにＴｒｕｎｋ側光トランシーバが接続された場合には、そのポートは、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバからの連続信号（下り信号）を受けるとともに、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバへ連続信号（上り信号）を出力する。同じポートにＬｅａｆ側光トランシーバが接続された場合には、そのポートは、Ｌｅａｆ側光トランシーバからのバースト信号（上り信号）を受けるとともに、Ｌｅａｆ側光トランシーバへ連続信号（下り信号）を出力する。すなわち、ポート切替部１４₁，１４₂，・・・，１４_M，１４_M+1，１４_M+2，・・・，１４_M+Nの各々は、対応するポートの機能を、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバに適合した第１のポート（Ｔｒｕｎｋ用ポート）用と、Ｌｅａｆ側光トランシーバに適合した第２のポート（Ｌｅａｆ用ポート）用との間で切り替える。

経路切替部１５は、信号の伝送経路を、複数のＴｒｕｎｋ側光トランシーバと複数のＬｅａｆ側光トランシーバとの間で切り替える。経路切替部１５は、集約部３１と、分配部３２とを含む。

集約部３１は、Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，・・・，２Ｎからの複数の伝送経路（通信経路）を集約する。分配部３２は、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１，１２，・・・，１Ｍのうちの少なくとも１つから送信された下り信号を、ポート１３_M+1，１３_M+2，１３_M+3，・・・，１３_M+Nを通じて、Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，・・・，２Ｎに分配する。

上述の機能を達成するための集約部３１および分配部３２の構成は限定されない。経路切替部１５は、たとえばＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）によって実現可能である。集約部３１は、たとえば論理回路を含んでもよい。

分配部３２は、たとえば論理回路によって実現されてもよい。分配部３２は、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバからの下り信号をコピーして、互いに同じ複数の下り信号を生成する。そして分配部３２は、それら複数の下り信号を複数のＬｅａｆ側光トランシーバに分配する。しかしながら、分配部３２は論理回路によって構成されるように限定されるものではない。たとえば分配部３２は、信号を分岐するための配線によって実現されてもよい。分配部３２を有することにより、光信号中継装置１０１は、ＯＬＴ２０１からの信号（下り信号）を複数のＬｅａｆ側光トランシーバに分配することを簡易な構成で実現することができる。

制御部１６は、光信号中継装置１０１を統括的に制御する。制御部１６は、たとえばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）によって実現可能である。

制御部１６は、ポート切替制御部３３と、経路切替制御部３４と、衝突監視部３５とを含む。ポート切替制御部３３は、ポート切替部１４₁，１４₂，１４₃，・・・，１４_M，１４_M+1，１４_M+2，１４_M+3，・・・，１４_M+Nの各々を制御する。

ポート切替制御部３３は、各々のポートに接続された光トランシーバが、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバとＬｅａｆ側光トランシーバのいずれであるかを識別する。この識別の結果に基づいて、ポート切替制御部３３は、各々のポート切替部を制御する。経路切替制御部３４は、経路切替部１５を制御する。これによりＬｅａｆＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎを実現することができる。

衝突監視部３５は、Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，・・・，２Ｎの各々から出力されたバースト信号が衝突するか否かを監視する。Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，２３，・・・，２Ｎの各々は、ＯＮＵからの光バースト信号を受信する。光バースト信号を受信すると、各々のＬｅａｆ側光トランシーバは、受信検出信号を出力する。

基本的には、各ＯＮＵからバースト信号を送出するタイミングは、ＯＬＴによって制御される。ＯＬＴは、各ＯＮＵから送出されるバースト信号が時間的に重ならない（衝突しない）ように、各ＯＮＵに対して、バースト信号を送出するタイミングを指定する。しかしながら、光通信システム３０１に何らかの異常が生じた場合に、２つのバースト光信号が衝突する可能性がある。衝突監視部３５は、Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，・・・，２Ｎの各々から出力される受信検出信号に基づいて、バースト信号の衝突の有無を監視する。

本発明の実施の形態に従う、ポートの切り替えについて以下に詳細に説明する。図３は、Ｌｅａｆ側光トランシーバおよびＴｒｕｎｋ側光トランシーバのピン配置の一例を示した図である。この実施の形態では、Ｌｅａｆ側光トランシーバおよびＴｒｕｎｋ側光トランシーバの各々は、たとえばＸＦＰ（１０ＧｉｇａｂｉｔｓｍａｌｌＦｏｒｍ−ｆａｃｔｏｒＰｌｕｇｇａｂｌｅ）に準拠した光トランシーバであってもよい。Ｌｅａｆ側光トランシーバおよびＴｒｕｎｋ側光トランシーバの各々のピンアサインは、ＭＳＡ（Ｍｕｌｔｉ−ＳｏｕｒｃｅＡｇｒｅｅｍｅｎｔ）に従って定められてもよい。

図３に示されるように、少なくとも一部のピンアサインが、Ｌｅａｆ側光トランシーバ（ＯＬＴ−ＸＦＰ）とＴｒｕｎｋ側光トランシーバ（ＤＷＤＭ−ＸＦＰ）との間で共通する。ｉ，ｊ，ｋ，ｌは、任意の正の整数である。

Ｔｒｕｎｋ側とＬｅａｆ側との間では、光トランシーバの種類は異なり得る。図３に示されるように、たとえば１０Ｇ−ＥＰＯＮの光信号中継装置では、ＤＷＤＭ（ＤｅｎｓｅＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＸＦＰ（１０ＧｉｇａｂｉｔＳｍａｌｌＦｏｒｍＦａｃｔｏｒＰｌｕｇｇａｂｌｅ）がＴｒｕｎｋ側に実装され、ＯＬＴ−ＸＦＰがＬｅａｆ側に実装される。

番号ｉ，ｉ＋１のピンは、Ｉ２Ｃに従うデータ通信用のピンである。ｉ番目のピンは、クロック信号（ＳＣＬ）用のピンであり、（ｉ＋１）番目のピンは、データ信号（ＳＤＡ）用のピンである。ｊ番目のピンは、受信信号の検出結果を出力するためのピンである。ｋ番目のピンおよびｋ＋１番目のピンは、光トランシーバの受信した信号を光トランシーバから出力するためのピンである。ｌ番目のピンおよびｌ＋１番目のピンは、光トランシーバの信号入力ピンである。

この実施形態では、光トランシーバから出力される信号および光トランシーバに入力される信号の各々は、２つの信号の対によって構成される差動信号である。受信信号を構成する２つの信号（ＲＤＮ，ＲＤＰ）が、それぞれｋ番目のピンおよびｋ＋１番目のピンにアサインされる。送信信号を構成する２つの信号（ＴＤＮ，ＴＤＰ）が、それぞれｌ番目のピンおよびｌ＋１番目のピンにアサインされる。

上記以外のピンに割り当てられる信号は、Ｌｅａｆ側光トランシーバとＴｒｕｎｋ側光トランシーバとの間で異なり得る。各々のポート切替部は、対応するポートを、そのポートに接続される光トランシーバに適合させる。これにより、Ｌｅａｆ側光トランシーバとＴｒｕｎｋ側光トランシーバとの間のピンアサインの違いが存在しても、各々のポートは、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバおよびＬｅａｆ側光トランシーバの両方に適合されることができる。すなわち、各ポートは互換性を有する。

図４は、図２に示された集約部３１の１つの構成例を示したブロック図である。図４に示されるように、集約部３１は、ＯＲ回路４１と、アイドルパターン発生回路４２とを含むことができる。ＯＲ回路４１は、Ｎ個のＬｅａｆ側光トランシーバからそれぞれ送られたデータ信号ＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，・・・，ＤＡＴＡｎを受けて、それらデータ信号の論理和を生成する。アイドルパターン発生回路４２は、２つのデータ信号の間にアイドルパターンを挿入して連続信号を生成する。

図５は、図２に示されたＴｒｕｎｋ側光トランシーバおよびＬｅａｆ側光トランシーバの基本的な構成を示したブロック図である。Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１は、送信部５１と、受信部５２と、ファイバ接続部５３と、制御部５４と、記憶部５５とを含む。

送信部５１は、ポートを通じて電気信号を受けて、その電気信号を光信号に変換する。送信部５１は、その光信号を光ファイバに出力する。

受信部５２は、光ファイバを通じて光信号を受けて、その光信号を電気信号に変換する。受信部５２は、その電気信号をポートへ出力する。

ファイバ接続部５３は、送信部５１および受信部５２を光ファイバに光学的に接続する。ファイバ接続部５３は、送信部５１から光ファイバへの光信号の送信および光ファイバから受信部５２への光信号の受信を可能にする。

制御部５４は、送信部５１および受信部５２を制御する。制御部５４は、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１を監視して、その監視結果をポートに出力する。さらに制御部５４は、そのＴｒｕｎｋ側光トランシーバ１１を識別するための識別情報を、ポートに出力する。たとえば図２に示された制御部１６からの要求に応じて、制御部５４は、識別情報を出力する。

記憶部５５は、識別情報を不揮発的に記憶する。識別情報の種類は特に限定されない。たとえば、識別情報は、シリアルＩＤであってもよい。

Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１の構成は、図５に示された構成と基本的には同じであるので以後の説明は繰り返さない。Ｌｅａｆ側光トランシーバは、そのＬｅａｆ側光トランシーバを識別するための識別情報を記憶するとともに、図２に示された制御部１６からの要求に応じて、その識別情報を出力する。

図６は、本発明の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号の中継を説明するための図である。図７は、集約部３１の動作を説明するための信号波形図である。

図６および図７に示されるように、Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，・・・，２Ｎは、それぞれデータ信号ＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，・・・，ＤＡＴＡｎを出力する。各々のデータ信号は、対応するＯＮＵから送られたバースト信号に対応する。集約部３１は、それらデータ信号の論理和を生成する。

複数のバースト信号が時間的に重ならないように、ＯＬＴ２０１は、各々のＯＮＵ２０２にバースト信号を送信のタイミングを指示する。通常では、データ信号ＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，・・・，ＤＡＴＡｎは、時間的に重ならない。集約部３１は、２つのデータ信号の間にアイドルパターンＩＤＬＥを挿入して連続信号を生成する。その連続信号は、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバに送られる。たとえばＴｒｕｎｋ側光トランシーバ１１は、その連続信号を光ファイバ２１０に送出する。Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバにより連続送信および連続受信が可能になるので、光信号中継装置１０１の設計の柔軟性を高めることができる。

集約部３１は、上り信号の複数の通信経路を集約する。集約先は、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１，１２，・・・，１Ｍのうちの少なくとも１つである。集約先は、単一のＴｒｕｎｋ側光トランシーバに限定されるものではない。集約先は２以上のＴｒｕｎｋ側光トランシーバであってもよい。

図８は、本発明の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号の中継を説明するための図である。図８に示されるように、たとえばＴｒｕｎｋ側光トランシーバ１１が対応するＯＬＴ２０１からの下り信号を受信する。Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１は、その下り信号を経路切替部１５に出力する。経路切替部１５において、分配部３２は、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１からの下り信号を、Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，・・・，２Ｎに分配する。各々のＬｅａｆ側光トランシーバは、その下り信号を光ファイバ２１１に送出する。

図２に戻り、制御部１６は、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１，１２，・・・，１ＭおよびＬｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，・・・，２Ｎの各々から識別情報を読み出す。これにより、制御部１６は、各ポートに接続された光トランシーバを、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバまたはＬｅａｆ側光トランシーバであると識別する。そして制御部１６は、その識別結果に従って、ポートを設定する。以後、この処理を「ポート切替」と呼ぶ。

図９は、本発明の実施の形態に係るポート切替の流れを説明するフローチャートである。このフローチャートの処理は、ポートごとに実行されてもよい。図９に示されるように、処理が開始されると、ステップＳ１において、ポート切替制御部３３は、ポートに光トランシーバが新しく接続されたか否かを判定する。判定の方法は特に限定されるものではない。たとえば上述のＩ２Ｃ通信を利用して、光トランシーバがポートに接続されたことを示す情報を、ポート切替制御部３３がその光トランシーバから取得してもよい。

光トランシーバがポートに新しく接続された場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２に進む。一方、光トランシーバがポートに接続済である場合、あるいは光トランシーバがポートに接続されていない場合（ステップＳ１においてＮＯ）、以後の処理は実行されない。

ステップＳ２において、ポート切替制御部３３は、光トランシーバから識別情報を読み出す。

ステップＳ３において、ポート切替制御部３３は、その識別情報に基づいて、光トランシーバの種類を識別する。識別情報がシリアルＩＤである場合、ポート切替制御部３３は、そのシリアルＩＤを、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバまたはＬｅａｆ側光トランシーバに関連付けるための情報を記憶してもよい。その情報は、たとえばデータベースの形態で、光信号中継装置１０１の内部に記憶されてもよい。

ステップＳ４において、ポート切替制御部３３は、識別された光トランシーバの種類に応じて、ポートを切替える。具体的には、ポート切替制御部３３は、ポート切替部を制御する。これによりポートは、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバまたはＬｅａｆ側光トランシーバに適合される。

本発明の実施の形態によれば、光信号中継装置１０１は、第１の光トランシーバ（Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ）または第２の光トランシーバ（Ｌｅａｆ側光トランシーバ）を外部からの制御なしに識別することができる。さらに、光信号中継装置１０１は、外部からの制御なしに、光トランシーバに接続されたポートを、第１のポート（Ｔｒｕｎｋ用ポート）と第２のポート（Ｌｅａｆ用ポート）との間で切り替えることができる。

この発明の実施の形態においては、Ｌｅａｆ側光トランシーバが上り信号を受信したときに、Ｌｅａｆ側光トランシーバは受信検出信号を出力する。制御部１６は、Ｌｅａｆ側光トランシーバからの受信検出信号に基づいて、上り信号の衝突を監視する。

図１０は、本発明の実施の形態に係る光信号中継装置における、上り信号の衝突を監視するための構成を説明したブロック図である。図１０に示されるように、衝突監視部３５は、Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，２３，・・・，２Ｎからそれぞれ受信検出信号Ｒｘ＿ＳＤ１，Ｒｘ＿ＳＤ２，・・・，Ｒｘ＿ＳＤｎを受信するように構成される。衝突監視部３５は、２つ以上の受信検出信号が時間的に重なる（すなわち衝突する）場合に、上り信号の衝突を検出する。

図１１は、本発明の実施の形態に係る衝突の監視の処理を説明するフローチャートである。図１１に示されるように、ステップＳ１１において、衝突監視部３５は、受信検出信号Ｒｘ＿ＳＤ１，・・・，Ｒｘ＿ＳＤｎのいずれかが検出されたかどうかを判定する。なお、図１１では、「Ｒｘ＿ＳＤ」は、受信検出信号Ｒｘ＿ＳＤ１，・・・，Ｒｘ＿ＳＤｎのいずれかの信号を表す。受信検出信号Ｒｘ＿ＳＤ１，・・・，Ｒｘ＿ＳＤｎのいずれかの信号が衝突監視部３５に入力されたことにより、受信検出信号Ｒｘ＿ＳＤ１，・・・，Ｒｘ＿ＳＤｎのいずれかが検出されたと衝突監視部３５は判定する。この場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１２に進む。一方、受信検出信号Ｒｘ＿ＳＤ１，・・・，Ｒｘ＿ＳＤｎのいずれも検出されない場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、処理は終了する。

ステップＳ１２において、衝突監視部３５は、２つ以上の受信検出信号が時間的に衝突したかどうかを判定する。２つ以上の受信検出信号が衝突した場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、ステップＳ１３において、衝突監視部３５は、受信検出信号の衝突を表す監視結果を出力する。一方、２つ以上の受信検出信号の衝突がない場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、処理は終了する。ただし、衝突監視部３５は、受信検出信号の衝突が無かったことを表す監視結果を出力してもよい。

下り信号の再生と上り信号の再生とは、別々のＣＤＲ（ＣｌｏｃｋＤａｔａＲｅｃｏｖｅｒｙ）回路によって実行されてもよい。しかしながら以下に説明されるように、この発明の実施の形態では、共通のＣＤＲ回路によって、下り信号の再生と上り信号の再生とを実行することができる。

図１２は、共通のＣＤＲ回路によって下り信号と上り信号とを再生する構成を示したブロック図である。図１２に示されるように、光信号中継装置１０１は、ポート１３₁〜１３_M+Nにそれぞれ割り当てられたＣＤＲ回路１７₁〜１７_M+Nをさらに含む。ポートの切替によって、そのポートが受ける信号は、下り信号（連続信号）と上り（バースト信号）の間で切り替わる。ＣＤＲ回路１７₁〜１７_M+Nの各々は、下り信号および上り信号のいずれも再生可能である。すなわち、各ＣＤＲ回路は、下り信号の再生および上り信号の再生の両方に共通に用いられることができる。

共通のＣＤＲ回路によって、下り信号の再生と上り信号の再生とを実行することによって、光信号中継装置１０１を構成する部品の点数を減らすことができる。なお、ＯＬＴからの下り信号に対してＣＤＲ回路を同期させ、ＯＮＵが下り信号に同期させた上り信号を生成してもよい。この場合、上り信号と下り信号との間では位相差が生じるものの周波数が一致する。したがって、上り信号に対しては位相差のみの調整で、ＣＤＲ回路を使ってクロック調整を行うことができる。

ポートに接続された光トランシーバのうちの一部が、予備の光トランシーバとして待機してもよい。このような構成によれば、稼働中の光トランシーバが故障した場合、故障した光トランシーバと、待機中の光トランシーバとの間で冗長切替を実行することができる。

図１３は、光トランシーバの冗長切替を実現するための光信号中継装置の構成の一例を示した図である。図１３に示された構成において、光信号中継装置１０１は、スイッチ１８ａ，１８ｂと、予備の光トランシーバとをさらに含む。図１３において、Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１Ｍ＿１およびＬｅａｆ側光トランシーバ２Ｎ＿１が予備の光トランシーバである。

光信号中継装置１０１は、ポート１３_M+1およびポート１３_M+N+1と、ポート切替部１４_M+1および、ポート切替部１４_M+N+1とを含む。Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１Ｍ＿１はポート１３_M+1に接続される。Ｌｅａｆ側光トランシーバ２Ｎ＿１はポート１３_M+N+1と、ポート１３_M+1の機能を切替えるためのポート切替部１４_M+1とポート１３_M+N+1の機能を切替えるためのポート切替部１４_M+N+1とを含む。

スイッチ１８ａは、Ｍ本の光ファイバ２１０と、Ｍ個のＴｒｕｎｋ側光トランシーバとの間での通信経路を切換える。スイッチ１８ｂは、Ｎ本の光ファイバ２１１と、Ｎ個のＬｅａｆ側光トランシーバとの間での通信経路を切換える。スイッチ１８ａ，１８ｂは、制御部１６によって制御されてもよい。

Ｔｒｕｎｋ側光トランシーバ１１，１２，・・・，１Ｍのいずれか１つが故障した場合に、スイッチ１８ａは、その故障した光トランシーバと光ファイバ２１０との間の接続を切り離して、その光ファイバ２１０をＴｒｕｎｋ側光トランシーバ１Ｍ＿１に接続する。Ｌｅａｆ側光トランシーバ２１，２２，・・・，２Ｎのいずれか１つが故障した場合に、スイッチ１８ｂは、その故障した光トランシーバと光ファイバ２１１との間の接続を切り離して、その光ファイバ２１１をＬｅａｆ側光トランシーバ２Ｎ＿１に接続する。

予備のＴｒｕｎｋ側光トランシーバの個数および予備のＬｅａｆ側光トランシーバの個数は、ともに２以上であってもよい。また、予備のＴｒｕｎｋ側光トランシーバと予備のＬｅａｆ側光トランシーバとのいずれか一方が光信号中継装置１０１に含まれるのでもよい。

以上のように本発明の実施の形態によれば、各々のポートを、Ｌｅａｆ側光トランシーバ用ポートおよびＴｒｕｎｋ側光トランシーバ用ポートの間で自由に切替えることができる。これにより、Ｌｅａｆ側の集約の自由度を高めることが可能な光信号中継装置を実現することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１〜１ＭＴｒｕｎｋ側光トランシーバ、２１〜２ＮＬｅａｆ側光トランシーバ、１３₁〜１３_M+N ポート、１４₁〜１４_M+N ポート切替部、１５経路切替部、１６制御部（光信号中継装置）、１７₁〜１７_M+N ＣＤＲ回路、１８ａ，１８ｂスイッチ、３１集約部、３２分配部、３３ポート切替制御部、３４経路切替制御部、３５衝突監視部、４１ＯＲ回路、４２アイドルパターン発生回路、５１送信部、５２受信部、５３ファイバ接続部、５４制御部（光トランシーバ）、５５記憶部、６１，６２再生部、１０１光信号中継装置、２１０，２１１，２１３光ファイバ、２１２光カプラ、３０１光通信システム、ＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡｎデータ信号、ＩＤＬＥアイドルパターン、Ｒｘ＿ＳＤ１〜Ｒｘ＿ＳＤｎ受信検出信号、Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ１１〜Ｓ１３ステップ。

Claims

局側装置と宅側装置との間で光信号を中継するための光信号中継装置であって、
複数のポートを備え、前記複数のポートの各々は、前記局側装置との間で前記光信号を送信および受信するための第１の光トランシーバ、および、前記宅側装置との間で前記光信号を送信および受信するための第２の光トランシーバの両方に接続可能であるように構成され、
前記複数のポートの各々を、前記第１の光トランシーバに適合した第１のポートと、前記第２の光トランシーバに適合した第２のポートとの間で切替えるポート切替制御部と、
前記第１のポートおよび前記第２のポートの間の切替えに従って、前記複数のポートの間の伝送経路を切替えるように構成された経路切替部とをさらに備える、光信号中継装置。
前記第１の光トランシーバおよび前記第２の光トランシーバの各々は、識別情報を記憶し、
前記複数のポートのうち少なくとも１つのポートが、前記第１の光トランシーバまたは前記第２の光トランシーバに接続されている場合において、前記ポート切替制御部は、前記少なくとも１つのポートを介して前記識別情報を取得して、前記少なくとも１つのポートに接続された光トランシーバを識別する、請求項１に記載の光信号中継装置。
前記ポート切替制御部は、前記ポート切替制御部によって取得された前記識別情報に基づいて、前記少なくとも１つのポートを、前記第１のポートと前記第２のポートとの間で切替える、請求項２に記載の光信号中継装置。
前記経路切替部は、前記第２のポートからの前記伝送経路を集約して、前記伝送経路を前記第１のポートに接続されるように構成された集約部を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光信号中継装置。
前記集約部は、２つの上り信号の間にアイドルパターンを挿入して連続信号を生成する、請求項４に記載の光信号中継装置。
前記経路切替部は、
前記第１の光トランシーバからの下り信号を前記第２のポートに分配するための分配部を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光信号中継装置。
複数の光トランシーバが、前記複数のポートにそれぞれ接続され、
前記複数の光トランシーバは、
前記第１の光トランシーバと、
前記第２の光トランシーバと、
前記第１の光トランシーバと切替可能な予備の第１の光トランシーバおよび前記第２の光トランシーバと切替可能な予備の第２の光トランシーバのうちの少なくとも一方とを含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光信号中継装置。
前記第２の光トランシーバは、前記第２の光トランシーバが光信号を受信したことを検出して、その検出結果を示す検出信号を出力し、
前記光信号中継装置は、前記検出信号の衝突を監視するように構成された衝突監視部をさらに備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光信号中継装置。
前記第１の光トランシーバは、下り信号の受信により、前記経路切替部に連続信号を出力し、
前記第２の光トランシーバは、上り信号の受信により、前記経路切替部にバースト信号を出力し、
前記光信号中継装置は、
前記連続信号および前記バースト信号を再生可能に構成された信号再生部をさらに備える、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光信号中継装置。
局側装置と、
宅側装置と、
光通信回線と、
前記光通信回線に配置された光信号中継装置とを備え、前記光信号中継装置は、
複数のポートを含み、前記複数のポートの各々は、前記局側装置との間で光信号を送信および受信するための第１の光トランシーバ、および、前記宅側装置との間で光信号を送信および受信するための第２の光トランシーバの両方に接続可能であるように構成され、
前記光信号中継装置は、
前記複数のポートの各々を、前記第１の光トランシーバに適合した第１のポートと、前記第２の光トランシーバに適合した第２のポートとの間で切替えるポート切替制御部と、
前記第１のポートおよび前記第２のポートの間の切替えに従って、前記複数のポートの間の伝送経路を切替えるように構成された経路切替部とをさらに含む、光通信システム。
局側装置と宅側装置との間で光信号を中継するための光信号中継装置が有するポートの切替方法であって、
前記ポートは、前記局側装置との間で前記光信号を送信および受信するための第１の光トランシーバ、および、前記宅側装置との間で前記光信号を送信および受信するための第２の光トランシーバの両方に接続可能であるように構成され、
前記方法は、
前記ポートを通じて、前記ポートに接続された光トランシーバから識別情報を取得するステップと、
前記識別情報に基づいて、前記ポートを、前記第１の光トランシーバに適合した第１のポートと、前記第２の光トランシーバに適合した第２のポートとの間で切替えるステップとを備える、光信号中継装置のポート切替方法。