JP7375671B2 - ゲートウェイシステム、ゲートウェイ装置、プラガブルｏｎｕ、ゲートウェイシステムの保守方法およびループバック試験方法 - Google Patents

Description

本開示は、ゲートウェイシステム、ゲートウェイ装置、プラガブルＯＮＵ、ゲートウェイシステムの保守方法およびループバック試験方法に関する。

通信の分野では、たとえば通信テストあるいは障害時の切り分けなどの際にループバック試験が実行される。たとえば特開２００８－１０９１７７号公報（特許文献１）は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）型の光伝送システムにおいて実行されるＯＮＵ（Optical Network Unit）ループバック試験方法を開示する。

特開２００８－１０９１７７号公報

特開２００８－１０９１７７号公報に示されるように、従来、ＯＮＵは、光トランシーバとホストデバイスとが一体化された構成を有していた。しかしながら近年では、スイッチ、ルータ等に代表されるゲートウェイ装置に着脱可能（いわゆるプラガブル）なＯＮＵが提案されている。

一般的に、ＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） Passive Optical Network）でのループバック試験は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ規格に従って行われる。ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ規格に準拠したループバック試験では、ＯＬＴは、ＯＮＵの光回線側ポート（ＥＰＯＮポート）でのループバックを指定する。これにより、ＰＯＮサービスの管理者あるいはオペレータは、ＯＮＵのＥＰＯＮポートでのループバックの結果を確認できる。

しかしながら、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ規格には、ＯＮＵのＵＮＩ(User Network Interface）ポートでのループバックは定義されていない。したがって、ゲートウェイ装置とプラガブルＯＮＵとを組み合わせたシステムでは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ規格に準拠したループバック試験を実行した際に、ゲートウェイ装置のＵＮＩを含めたエンド・ツー・エンドでのループバック試験が実施できない。

この課題に対して、特開２００８－１０９１７７号公報では、ＯＮＵループバック試験において、ＵＮＩ－ＰＨＹで折り返し処理を行うことを開示する。しかし、特開２００８－１０９１７７号公報に開示されたＯＮＵは、プラガブルＯＮＵとは異なり、光トランシーバとホストデバイスとが一体化された構成を有する。したがって特開２００８－１０９１７７号公報は、上記の課題に対する解決策を示していない。

したがって本開示の目的は、プラガブルＯＮＵとゲートウェイ装置とからなるゲートウェイシステムにおいて、ゲートウェイ装置のユーザネットワークインターフェイスポートを指定したループバック機能を実現することである。

本開示の実施形態に係るゲートウェイシステムは、プラガブルＯＮＵと、ゲートウェイ装置とを備え、ゲートウェイ装置は、プラガブルＯＮＵを着脱可能なインターフェイスと、ユーザネットワークインターフェイスポートとを有し、ゲートウェイシステムは、プラガブルＯＮＵに接続されたＯＬＴから送られたループバックフレームの経路を制御して、ユーザネットワークインターフェイスポートに対するループバック試験を実行する。

本開示の実施形態に係るゲートウェイ装置は、プラガブルＯＮＵを着脱可能なインターフェイスと、ユーザネットワークインターフェイスポートと、ユーザネットワークインターフェイスポートを指定したループバック試験を行なうように、プラガブルＯＮＵに接続されたＯＬＴからのループバックフレームの経路を制御するゲートウェイ制御部とを備える。

本開示の実施形態に係るプラガブルＯＮＵは、ゲートウェイ装置に着脱可能なプラガブルＯＮＵであって、プラガブルＯＮＵとゲートウェイ装置との接続のためのインターフェイスと、ＯＮＵ制御部とを備え、ＯＮＵ制御部は、プラガブルＯＮＵに入力されたループバックフレームの宛先を判定して、ループバックフレームの宛先がプラガブルＯＮＵとは異なる場合には、インターフェイスを通じてループバックフレームがプラガブルＯＮＵから出力されるように、ループバックフレームの経路を制御する。

本開示の実施の形態に係るゲートウェイシステムの保守方法は、プラガブルＯＮＵが接続されたゲートウェイ装置の設置場所において、プラガブルＯＮＵを新しいプラガブルＯＮＵに交換するステップと、新しいプラガブルＯＮＵに接続されたＯＬＴからゲートウェイ装置のユーザネットワークインターフェイスポートを指定したループバック試験を実行するステップとを備え、ループバック試験を実行するステップは、新しいプラガブルＯＮＵおよびゲートウェイ装置がＯＬＴからのループバックフレームの経路を制御するステップを含み、コンピュータが、ループバック試験の結果に基づいて、ユーザネットワークインターフェイスポートの良否を判定するステップをさらに備える。

本開示の実施の形態に係るループバック試験方法は、プラガブルＯＮＵが接続されたゲートウェイ装置によるループバック試験方法であって、ＯＬＴから送られたループバックフレームをプラガブルＯＮＵが受信するステップと、プラガブルＯＮＵにより受信されたループバックフレームの経路を制御して、ゲートウェイ装置のユーザネットワークインターフェイスポートに対するループバック試験を実行するステップとを備える。

本開示によれば、プラガブルＯＮＵとゲートウェイ装置とからなるゲートウェイシステムにおいて、ゲートウェイ装置のユーザネットワークインターフェイスポートを指定したループバック機能を実現できる。

図１は、本開示の一実施形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示した図である。 図２は、図１に示したＯＬＴおよびゲートウェイシステムの構成を示した図である。 図３は、本開示の一実施形態に係るゲートウェイシステムのハードウェア構成の１つの例を示したブロック図である。 図４は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ標準に規定されたＬｏｏｐｂａｃｋフレームのフォーマットを示した図である。 図５は、本開示の実施の形態に係るループバック試験に関する初期化処理を示したシーケンス図である。 図６は、プラガブルＯＮＵが正常に稼働した後のループバック処理を説明するシーケンス図である。 図７は、本開示の実施の形態に従うゲートウェイシステムの保守方法の例を示したシーケンス図である。 図８は、本開示の実施の形態に係るゲートウェイシステムが適用された無線通信基地局の構成を示した図である。

[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

（１） 本開示の実施形態に係るゲートウェイシステムは、プラガブルＯＮＵと、ゲートウェイ装置とを備え、ゲートウェイ装置は、プラガブルＯＮＵを着脱可能なインターフェイスと、ユーザネットワークインターフェイスポートとを有し、ゲートウェイシステムは、プラガブルＯＮＵに接続されたＯＬＴから送られたループバックフレームの経路を制御して、ユーザネットワークインターフェイスポートに対するループバック試験を実行する。

上記によれば、プラガブルＯＮＵとゲートウェイ装置とからなるゲートウェイシステムにおいて、ゲートウェイ装置のユーザネットワークインターフェイス（ＵＮＩ）ポートを指定したループバック機能を実現できる。

（２） 好ましくは、ゲートウェイ装置は、ユーザネットワークインターフェイスポートに接続されたＰＨＹ部を含み、ゲートウェイシステムは、ループバックフレームに含まれるＰＨＹ部のＭＡＣアドレスに基づいて、ＰＨＹ部でループバックフレームを折り返すようにループバックフレームの経路を制御する。

上記によれば、ユーザネットワークインターフェイスポートに入出力される信号を終端するＰＨＹ部がループバックフレームの宛先に指定される。ループバックフレームは、ＰＨＹ部で折り返される。したがって、ＵＮＩポートを指定したループバック機能を実現できる。

（３） 好ましくは、ゲートウェイ装置は、ＰＨＹ部のＭＡＣアドレスを不揮発的に記憶する記憶部と、記憶部からＰＨＹ部のＭＡＣアドレスを読み出すゲートウェイ制御部とを含み、プラガブルＯＮＵは、ゲートウェイ制御部と通信可能であり、ゲートウェイ制御部からＰＨＹ部のＭＡＣアドレスを受信するＯＮＵ制御部を含み、ＯＮＵ制御部は、ループバックフレームに含まれるＭＡＣアドレスがＰＨＹ部のＭＡＣアドレスに一致することをゲートウェイ制御部に通知する。

上記によれば、プラガブルＯＮＵは、ゲートウェイ装置のＰＨＹ部のＭＡＣアドレスを把握できる。これにより、プラガブルＯＮＵは、ループバックフレームに含まれるＭＡＣアドレスに基づいて、そのループバックフレームがユーザネットワークインターフェイスポートのループバック試験のためのフレームであると判断することができる。プラガブルＯＮＵが、ループバックフレームに含まれるＭＡＣアドレスがＰＨＹ部のＭＡＣアドレスに一致することをゲートウェイ制御部に通知するので、ゲートウェイ装置は、ループバックフレームをＰＨＹ部で折り返すように、ループバックフレームの経路を制御することができる。したがって、ＵＮＩポートのループバック試験を実行できる。

（４） 好ましくは、ＯＮＵ制御部は、ループバックフレームに含まれるＭＡＣアドレスがゲートウェイ制御部から受信したＰＨＹ部のＭＡＣアドレスと異なる場合には、ＰＯＮポートに対するループバック試験が行われるようにループバックフレームの経路を制御する。

上記によれば、ループバックフレームに含まれるＭＡＣアドレスに基づいて、ＵＮＩポートに対するループバック試験、およびＰＯＮポートに対するループバック試験を選択的に実行することができる。

（５） 本開示の実施形態に係るゲートウェイ装置は、プラガブルＯＮＵを着脱可能なインターフェイスと、ユーザネットワークインターフェイスポートと、ユーザネットワークインターフェイスポートを指定したループバック試験を行なうように、プラガブルＯＮＵに接続されたＯＬＴからのループバックフレームの経路を制御するゲートウェイ制御部とを備える。

上記によれば、プラガブルＯＮＵとゲートウェイ装置とからなるゲートウェイシステムにおいて、ゲートウェイ装置のＵＮＩポートを指定したループバック機能を実現できる。

（６） 本開示の実施形態に係るプラガブルＯＮＵは、ゲートウェイ装置に着脱可能なプラガブルＯＮＵであって、プラガブルＯＮＵとゲートウェイ装置との接続のためのインターフェイスと、ＯＮＵ制御部とを備え、ＯＮＵ制御部は、プラガブルＯＮＵに入力されたループバックフレームの宛先を判定して、ループバックフレームの宛先がプラガブルＯＮＵとは異なる場合には、インターフェイスを通じてループバックフレームがプラガブルＯＮＵから出力されるように、ループバックフレームの経路を制御する。

上記によれば、ゲートウェイ装置においてループバック試験を実施することができる。ゲートウェイ装置でのループバックフレームの折り返し場所にゲートウェイ装置のＵＮＩ ＰＨＹが指定されていれば、ＵＮＩ ＰＨＹで折返し処理が実施される。したがって、ＵＮＩポートを指定したループバック機能を実現することができる。上記プラガブルＯＮＵは、このようなループバック機能を提供することができる。

（７） 本開示の実施の形態に係るゲートウェイシステムの保守方法は、プラガブルＯＮＵが接続されたゲートウェイ装置の設置場所において、プラガブルＯＮＵを新しいプラガブルＯＮＵに交換するステップと、新しいプラガブルＯＮＵに接続されたＯＬＴからゲートウェイ装置のユーザネットワークインターフェイスポートを指定したループバック試験を実行するステップとを備え、ループバック試験を実行するステップは、新しいプラガブルＯＮＵおよびゲートウェイ装置がＯＬＴからのループバックフレームの経路を制御するステップを含み、コンピュータが、ループバック試験の結果に基づいて、ユーザネットワークインターフェイスポートの良否を判定するステップをさらに備える。

上記によれば、ゲートウェイ装置の設置場所（たとえば加入者宅）においてプラガブルＯＮＵを交換した後、ＯＬＴからＰＯＮ区間を経由してゲートウェイ装置のＵＮＩポートまでのエンド・ツー・エンドのループバック試験が実施される。これにより、ゲートウェイ装置の設置場所において、プラガブルＯＮＵを交換した際にＰＯＮシステムの疎通を確認できるので、ユーザに提供するサービスを向上させることができる。

（８） 本開示の実施の形態に係るループバック試験方法は、プラガブルＯＮＵが接続されたゲートウェイ装置によるループバック試験方法であって、ＯＬＴから送られたループバックフレームをプラガブルＯＮＵが受信するステップと、プラガブルＯＮＵにより受信されたループバックフレームの経路を制御して、ゲートウェイ装置のユーザネットワークインターフェイスポートに対するループバック試験を実行するステップとを備える。

上記によれば、プラガブルＯＮＵが接続されたゲートウェイ装置において、ゲートウェイ装置のＵＮＩポートを指定したループバック機能を実現できる。

[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示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。

本開示の実施の形態は、ＯＬＴからループバック試験を実行可能なように構成されたＰＯＮシステムに適用可能である。したがって特に限定されるものではないが、本開示の一実施形態に係るＰＯＮシステムは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ準拠のＧＥＰＯＮ（Gigabit Ethernet（登録商標） Passive Optical Network）システムであってもよい。

図１は、本開示の一実施形態に係るＰＯＮシステム１００の概略構成を示した図である。図１に示すように、ＰＯＮシステム１００は、ＯＬＴ１０と、ｎ個（ｎは１以上の整数）のＯＮＵ２０－１，２０－２，・・・，２０－ｎと、光回線１とを備える。光回線１は、光ファイバ２，４－１，４－２，・・・，４－ｎと、光カプラ３とを含む。

ＯＬＴ１０は通信事業者の局側に設置される光回線終端装置である。ＯＬＴ１０の光入出力端には、光ファイバ２の一端が光学的に接続される。光ファイバ２の他端は、光カプラ３に接続される。光ファイバ４－１，…４－ｎの各々の一端は、光カプラ３に光学的に接続される。さらに、光ファイバ４－１，…４－ｎの各々の他端は、ＯＮＵ２０－１，２０－２，・・・，２０－ｎのそれぞれに光学的に接続される。

ＯＮＵ２０－１，２０－２，・・・，２０－ｎの各々は、光回線サービスのユーザ側（たとえば加入者宅）に設置される光回線終端装置である。ＯＮＵ２０－１は、ホームゲートウェイ（ＨＧＷ）３０に着脱可能なＯＮＵ（プラガブルＯＮＵ）である。具体的には、ＯＮＵ２０－１は、ＨＧＷ３０の基板に対して活線挿抜が可能である。一実施形態によれば、ＯＮＵ２０－１はＳＦＰ（Small Form-Factor Pluggable）ＯＮＵであり、ＯＮＵ２０－１のフォームファクタおよび電気的インターフェイスは、ＭＳＡ（Multi Source Agreement）に従う。なお、本開示の実施の形態では、「ＳＦＰ」との用語を、ＳＦＰ、ＳＦＰ＋、ＳＦＰ２８、ＱＳＦＰ、ＱＳＦＰ２８、およびそれらの上位互換のプラガブル光モジュールの総称として用いている。

ＨＧＷ３０は、加入者宅に設置されるゲートウェイ装置である。ＯＮＵ２０－１がＨＧＷ３０に実装された状態において、ＯＮＵ２０－１およびＨＧＷ３０は、ゲートウェイシステム４０を構成する。本開示の実施形態では「ゲートウェイ装置」および「ゲートウェイシステム」との用語は、ネットワークを中継する機器あるいはシステムを意味する。したがって本開示の実施の形態では、「ゲートウェイ装置」は特定の装置に限定されない。

ＨＧＷ３０には、ユーザ端末５０が接続される。ＨＧＷ３０とユーザ端末５０との間の接続は、有線接続でもよく、無線接続でもよい。以下の例に限定されないが、ユーザ端末５０は、たとえばパーソナルコンピュータ、光電話、スマートフォン、タブレット等であってもよい。

なお、ＯＮＵ２０－２～２０－ｎの各々は、プラガブルＯＮＵでもよく、光トランシーバとホストデバイスとが一体化されたＯＮＵであってもよい。

図２は、図１に示したＯＬＴ１０およびゲートウェイシステム４０の構成を示した図である。以下の説明および対応の図では、ＯＮＵ２０－１を「ＯＮＵ２０」と表記する。ＯＬＴ１０は、ＮＮＩ（Network Node Interface）部１１と、ＭＡＣ（Media Access Control）部１２と、ＳｅｒＤｅｓ（SerializerDeserializer）部１３と、光リンク（Optical Link）部１４とを含む。ＯＬＴ１０は、ＮＮＩ部１１を介して上位ネットワーク７０に接続されるとともに、光リンク部１４を介して光回線１（ＰＯＮ区間）に接続される。

ＯＬＴ１０は、さらに、ＣＰＵ１５と、フラッシュＲＯＭ（Flash）１６と、ＤＲＡＭ１７とを含む。ＣＰＵ１５は、外部の制御端末８０（たとえばパーソナルコンピュータ）からアクセス可能である。たとえば、制御端末８０は、ループバック試験の結果をＯＬＴ１０から取得することができる。あるいはオペレータが制御端末８０を操作することによって、制御端末８０はＯＬＴ１０の動作を制御することができる。

ＯＮＵ２０は、光リンク（Optical Link）部２１と、ＭＡＣ部２４とを含む。光リンク部２１は光回線１（ＰＯＮ区間）に接続される。ＭＡＣ部２４は、ＭＡＣ部２４はＭＰＵ２５を含み、光リンク部２１に接続されてＰＯＮポートの論理的終端を実施する。したがってＭＡＣ部２４を、以下では「ＰＯＮ ＭＡＣ」と呼ぶ場合もある。

ＯＮＵ２０（ＳＦＰ ＯＮＵ）は、ＭＳＡインターフェイス３２を介してＨＧＷ３０に接続される。ＭＳＡインターフェイス３２により、ＯＮＵ２０はＨＧＷ３０に着脱可能であるとともに、ＯＮＵ２０とＨＧＷ３０との間で電気信号を遣り取りすることができる。なお、図２では、ＯＮＵ２０側のインターフェイス部（たとえば基板上の端子）およびＨＧＷ３０側のインターフェイス部（ＯＮＵ２０側のインターフェイス部に接続されるスロットなど）をまとめてＭＳＡインターフェイス３２として示している。

ＨＧＷ３０は、ＣＰＵ３５と、ＤＲＡＭ３６と、フラッシュＲＯＭ（Ｆｌａｓｈ）３７と、ＰＨＹ部３８Ａ，３８Ｂと、ユーザネットワークインターフェイス（ＵＮＩ）ポート３９Ａ，３９Ｂとを含む。ＣＰＵ３５、ＤＲＡＭ３６、フラッシュＲＯＭ３７、ＰＨＹ部３８Ａ，３８Ｂは、バス３４に接続される。ＣＰＵ３５は、ＨＧＷ３０を統括的に制御するゲートウェイ制御部に相当する。

ＰＨＹ部３８Ａ，３８Ｂは、ユーザネットワークインターフェイス（ＵＮＩ）ポート３９Ａ，３９Ｂに接続される。ＵＮＩポート３９Ａ，３９Ｂはユーザ端末（図１を参照）との間で信号を入出力するためのポートである。ＰＨＹ部３８Ａ，３８Ｂは、ＩＣ（いわゆるＰＨＹチップ）によって構成される。なお、ゲートウェイ装置３０は最低１つのＵＮＩポートを有していればよい。したがってゲートウェイ装置３０の有するＵＮＩポートの数は特に限定されない。

ＭＡＣ部２４のＭＰＵ２５は、ＨＧＷ３０のＣＰＵ３５と、ＭＳＡインターフェイス３２のバスを介して相互に通信可能である。本開示の実施の形態では、ＭＰＵ２５とＣＰＵ３５との間の通信にはＩ２Ｃ通信を用いることができる。Ｉ２Ｃ通信は、ＭＰＵ２５とＣＰＵ３５との間をシリアルバスで接続しデータ転送するために利用される。さらにＩ２Ｃ通信は、ＭＰＵ２５とＣＰＵ３５との間のＫｅｅｐ－Ａｌｉｖｅのチェックに利用されうる。したがって、ＭＰＵ２５とＣＰＵ３５とは、Ｉ２Ｃ通信によって相互の通信の状態をチェックすることができる。

図３は、本開示の一実施形態に係るゲートウェイシステムのハードウェア構成の１つの例を示したブロック図である。図３に示すように、ゲートウェイシステム４０は、複数のプラガブルＯＮＵを含むこともできる。ＯＮＵ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄは、それぞれ、光ファイバ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄに光学的に接続されて、ＯＬＴ１０（図１を参照）との間で光信号を遣り取りする。ＯＮＵ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの各々は、ＳＦＰ ＯＮＵであり、図２に示したＯＮＵ２０と同じ構成を有する。

ＨＧＷ３０は、ＨＧＷ基板３１を有する。ＨＧＷ基板３１上に、ＳＦＰソケット３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄが実装され、ＯＮＵ２０Ａ～２０Ｄの各々は、ＳＦＰソケット３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄにそれぞれ挿入される。ＳＦＰソケット３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄはバス３４を介してＣＰＵ３５に接続される。ＳＦＰソケット３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄの各々は、図２に示したＭＳＡインターフェイス３２のＨＧＷ３０側インターフェイスに相当する。ＨＧＷ３０の他の部分の構成については、既に説明したので、ここでは説明を繰り返さない。

ＰＯＮシステムの運用においては、障害発生時に装置故障か回線異常、あるいは、それ以外の不測の事態かを切り分ける機能が必要であり、このうちＯＮＵに係る障害検知を切り分けるために、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ標準にてＯＮＵのループバック試験機能が規定されている。ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ標準に準拠したループバック試験では、ＯＮＵは、ＯＬＴから送られたフレームをＰＯＮインターフェイスで折返して、ＯＬＴにフレームを返送する。

ＰＯＮサービスの管理者あるいはオペレータは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ標準に従うループバックを実施することによって、ＰＯＮ区間が正常か否かを確認することができる。一方、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ標準には、ＨＧＷ３０のＵＮＩポート（ＰＨＹ部）を指定したループバック試験は規定されていない。

ＵＮＩポート（ＰＨＹ部）を指定したループバック試験が実施できない場合、仮にＨＧＷ３０のＵＮＩポートにハードウェア異常等の初期不良があったとしても、局側のオペレータからのテストではその不良を発見できない。このような場合には、ＵＮＩポートの異常の発見は、ＯＮＵのユーザから、ＰＯＮサービスの管理者あるいはオペレータへの報告に依存されると想定される。

また、修理等の理由によってＨＧＷの設置された場所（たとえば加入者宅）でプラガブルＯＮＵを交換しても、その場でＵＮＩポート（ＰＨＹ部）を指定したループバック試験およびその結果の確認ができなければ、ユーザにとっては、疎通テストが完了した（すなわちプラガブルＯＮＵの交換作業が完全に完了した）とはいえない。このため、ユーザに対するサービスの点からも、ＵＮＩポート（ＰＨＹ部）を指定したループバック試験が実施できないことが課題となる。

したがって本開示の実施の形態では、以下の特徴によって、ＨＧＷ３０のＵＮＩポート（ＰＨＹ部）を指定したループバック試験を実施可能とする。

（１）ゲートウェイ装置のＰＨＹ部のＭＡＣアドレスおよび稼働状況等のステータスを認識するためのプラガブルＯＮＵの構成。

（２）ＰＯＮ区間から受信したループバックフレームをＭＳＡインターフェイス経由でＵＮＩ ＰＨＹへ送るためのプラガブルＯＮＵの判断プロセス。

（３）ＵＮＩ ＰＨＹをループバックモードに切替えるための構成。

図２を参照しながら上記（１）～（３）の特徴を説明する。（１）の特徴に関して、ＰＨＹ部３８Ａ，３８ＢのＭＡＣアドレスがＨＧＷ３０のフラッシュＲＯＭ３７に格納される。フラッシュＲＯＭ３７へのＰＨＹ部３８Ａ，３８ＢのＭＡＣアドレスの書込みは、たとえばＨＧＷ３０の工場出荷時に実行される。ＯＮＵ２０がＨＧＷ３０に接続されたとき、あるいはＯＮＵ２０が既にＨＧＷ３０に接続された状態でＨＧＷ３０に電源が投入された場合に、ＨＧＷ３０のＣＰＵ３５は、フラッシュＲＯＭ３７から、ＰＨＹ部３８Ａ，３８ＢのＭＡＣアドレスを読み出す。ＯＮＵ２０のＭＰＵ２５は、Ｉ２Ｃ通信により、ＣＰＵ３５から、ＰＨＹ部３８Ａ，３８ＢのＭＡＣアドレスを取得するとともに、ＰＨＹ部３８Ａ，３８Ｂの稼働状況等のステータスを取得する。したがって本実施の形態では、ＭＰＵ２５は、ＣＰＵ３５からＰＨＹ部のＭＡＣアドレスを受信するＯＮＵ制御部を実現する。

上記（２）の特徴に関して、ＯＬＴ１０は、ループバック試験の開始に先立ってＯＮＵ２０から、ＰＨＹ部３８Ａ，３８ＢのＭＡＣアドレスを取得する。ループバック試験開始時に、ＯＬＴ１０は、ＰＨＹ部３８ＡまたはＰＨＹ部３８ＢのＭＡＣアドレスを指定する。具体的には、ＯＬＴ１０は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈにて規定されたＬｏｏｐｂａｃｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＯＡＭＰＤＵフレーム（以下、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームと記載する）にＰＨＹ部３８Ａ（またはＰＨＹ部３８Ｂ）のＭＡＣアドレスを格納する。ＯＮＵ２０のＭＰＵ２５は、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームを受け取った際に、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームに格納されたＭＡＣアドレスをＣＰＵ３５から取得したＭＡＣアドレスと比較する。両方のＭＡＣアドレスが一致する場合には、ＭＰＵ２５は、当該Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームを、ＭＳＡインターフェイス３２を介して、ＣＰＵ３５に転送する。

図４は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ標準に規定されたＬｏｏｐｂａｃｋフレームのフォーマットを示した図である。図４に示すように、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームは、２バイトのフラグ（Flag）、１バイトのコード（Code）、１バイトのループバックコマンド（Loopback Command）、および６２バイトのフィールドからなる。

Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームは、ＥＰＯＮ区間で管理される論理リンク（ＬＬＩＤ）上を流れる。当該ＬＬＩＤに関連付けられたＯＮＵは、そのＬｏｏｐｂａｃｋフレームを受信する。従来のループバックでは、ＯＮＵはＰＯＮインターフェイスで折返し処理を実施する。

本開示の実施の形態では、ＬｏｏｐｂａｃｋフレームにＰＨＹ部のＭＡＣアドレスを格納する。たとえば６２バイトのフィールド内の指定された領域ＡにＰＨＹ部のＭＡＣアドレスを格納してもよい。これにより、ＵＮＩポートを指定したループバック試験を実行することができる。

なお、本開示の実施の形態では、領域Ａ、または６２バイトのフィールド内の別の領域にＭＡＣ部２４（ＰＯＮ ＭＡＣ）のＭＡＣアドレスを格納してもよい。この場合、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームには、ＰＯＮ ＭＡＣのＭＡＣアドレスとＰＨＹ部のＭＡＣアドレスとのいずれか一方が格納される。これにより、ＰＯＮポートを指定したループバック試験と、ＵＮＩポートを指定したループバック試験とを切替えて実行することができる。

上記（３）の特徴に関して、ＨＧＷ３０のＣＰＵ３５は、ＯＮＵ２０からＬｏｏｐｂａｃｋフレームが転送されると、ＰＨＹ部３８Ａ，３８Ｂをループバック（ＬＢ）モードに変更する。これによって、ＣＰＵ３５は、ＰＨＹ部３８Ａ，３８Ｂでの折り返し処理を許可する。

ＯＬＴ１０から送られたＬｏｏｐｂａｃｋフレームはプラガブルＯＮＵ（ＯＮＵ２０）、ＭＳＡインターフェイス３２を介して、ＨＧＷ３０が管理するＰＨＹ部３８Ａ（またはＰＨＹ部３８Ｂ）に到達する。ＰＨＹ部３８Ａ（またはＰＨＹ部３８Ｂ）は、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームを折り返す。折り返されたＬｏｏｐｂａｃｋフレームは、ＯＮＵ２０に送られる。ＯＮＵ２０は、そのＬｏｏｐｂａｃｋフレームをＯＬＴ１０に送り返す。これにより、ＨＧＷ３０のＵＮＩポートを指定したループバック試験が実現される。

本開示の実施の形態に係るループバック試験の流れについて説明する。図５は、本開示の実施の形態に係るループバック試験に関する初期化処理を示したシーケンス図である。以下の記載および図５において、「ＵＮＩ ＰＨＹ部３８」との表記は、ＰＨＹ部３８Ａ，３８Ｂのいずれか一方を示す記載であり、ＰＨＹ部３８Ａ，３８Ｂのどちらか一方に限定するものではない。同様に、「ＯＮＵ２０」との表記は、図３に示したＯＮＵ２０Ａ～２０Ｄのいずれか１つを示す記載であり、ＯＮＵ２０Ａ～２０Ｄのいずれか１つに限定するものではない。

まず、ＯＮＵ２０がＨＧＷ３０に接続された状態で、ＨＧＷ３０に電源が投入される（ステップＳ１）。これにより、ＯＮＵ２０にも電源が投入されて、ＯＮＵ２０およびＨＧＷ３０が起動される。

ＨＧＷ３０のＣＰＵ３５は、フラッシュＲＯＭ３７に対して、ＵＮＩ ＰＨＹ（ＰＨＹ部３８）のＭＡＣアドレスを要求する（ステップＳ２）。フラッシュＲＯＭ３７は、その要求に応答して、フラッシュＲＯＭ３７に記憶されたＭＡＣアドレスをＣＰＵ３５に返送する（ステップＳ３）。

ＯＮＵ２０のＭＰＵ２５は、ＨＧＷ３０のＣＰＵ３５に対して、ＵＮＩ ＰＨＹのＭＡＣアドレスを要求する（ステップＳ４）。ＣＰＵ３５は、要求に応答して、フラッシュＲＯＭ３７から取得したＭＡＣアドレスをＭＰＵ２５に返送する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ４の処理は、ＯＮＵ２０への電源投入後であれば、ステップＳ３以前に実行されてもよい。

一方、ＯＮＵ２０は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈの規格に従うリンクアップ処理を実行する。ステップＳ１１において、ＯＮＵ２０は、ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）に従うリンクアップを実行して、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間に論理リンク（ＬＬＩＤ）を確立させる。ＬＬＩＤの確立により、ステップＳ１２において、ＯＬＴ１０は、ＯＮＵのＰＯＮ ＭＡＣのＭＡＣアドレスを把握する。

ステップＳ１３において、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間で、ＯＡＭ（Operations, Administration, and Maintenance）プロトコルに従うリンクアップが行われる。ステップＳ１４において、ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０に対する命令を含む拡張ＯＡＭメッセージをＯＮＵ２０に送る。この命令は、ＯＮＵ２０のハードウェア情報をＯＮＵ２０に対して要求することを含む。

ステップＳ１５において、ＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０からの命令に従い、応答用の拡張ＯＡＭメッセージに、ＵＮＩ ＰＨＹのＭＡＣアドレスを格納する。ステップＳ１６において、ＯＮＵ２０は、その応答用の拡張ＯＡＭメッセージをＯＬＴ１０に送る。これにより、ＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０に、ＯＮＵ２０のハードウェア情報を通知する。ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０からの拡張ＯＡＭメッセージにより、ＯＮＵ２０のＵＮＩ ＰＨＹのＭＡＣアドレスを把握する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１５～Ｓ１７の処理によって、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間で、ＨＧＷ３０に実装されているＵＮＩ ＰＨＹのＭＡＣアドレスが共有される（ステップＳ１８）。ＯＬＴ１０、ＯＮＵ２０およびＨＧＷ３０は正常に稼働を開始する（ステップＳ２０）。

図６は、プラガブルＯＮＵが正常に稼働した後のループバック処理を説明するシーケンス図である。図６に示す処理は、図５に示したステップＳ２０の処理から続く処理である。

ＯＬＴ１０は、ループバック開始要求のためのＬｏｏｐｂａｃｋフレームにＵＮＩ ＰＨＹ（ＰＨＹ部３８）のＭＡＣアドレスを格納する。ＯＬＴ１０は、そのフレームをＯＮＵ２０に送信する（ステップＳ２１）。これにより、ＯＬＴ１０は、ＵＮＩ ＭＡＣアドレスを指定する。

ＯＮＵ２０のＭＰＵ２５は、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームによって指定されたＭＡＣアドレスから、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームの折返しの場所を判定する。この際に、ＭＰＵ２５は、指定されたＭＡＣアドレスがＰＯＮ ＭＡＣ（ＭＡＣ部２４）のＭＡＣアドレスか否かを判定する（ステップＳ２２）。

指定されたＭＡＣアドレスがＭＡＣ部２４のＭＡＣアドレスに一致する場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、ＭＰＵ２５は、ＭＡＣ部２４に対して折返し処理を実行するように指示する（ステップＳ２３）。指示に応じて、ＭＡＣ部２４は、折返し処理を有効にする（ステップＳ２４）。これによりＭＡＣ部２４は、ループバックモードとなる。ＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０からのＬｏｏｐｂａｃｋフレームをＭＡＣ部２４で折り返してＯＬＴ１０に送り返す（ステップＳ２５）。

一方、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームによって指定されたＭＡＣアドレスがＰＯＮ ＭＡＣのＭＡＣアドレスと異なる場合（ステップＳ２２においてＮＯ）、ＭＰＵ２５は、ＬｏｏｐｂａｃｋフレームをＨＧＷ３０のＣＰＵ３５に転送する。ＣＰＵ３５は、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームによって指定されたＭＡＣアドレスが、ＵＮＩ ＰＨＹ(ＰＨＹ部３８）のＭＡＣアドレスに合致すると判定する（ステップＳ２６）。したがって、ＭＰＵ２５からＣＰＵ３５に、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームによって指定されたＭＡＣアドレスがＰＨＹ(ＰＨＹ部３８）のＭＡＣアドレスに一致することが通知される。ＣＰＵ３５は、ＰＨＹ部３８に対して折返し処理を実行するように指示する（ステップＳ２７）。指示に応じて、ＰＨＹ部３８は、折返し処理を有効にする（ステップＳ２８）。これにより、ＰＨＹ部３８はループバックモードとなる。

続いて、ループバック処理が実行される（ステップＳ２９）。ＨＧＷ３０は、ＯＬＴ１０からのＬｏｏｐｂａｃｋフレームをＰＨＹ部３８で折り返してＯＬＴ１０に送り返す。

ステップＳ２９の処理は、ステップＳ３１～Ｓ３７の処理からなる。ＯＮＵ２０のＭＰＵ２５は、ＯＬＴ１０からのＬｏｏｐｂａｃｋフレームを受信する（ステップＳ３１）。ＭＰＵ２５は、そのＬｏｏｐｂａｃｋフレームを、ＨＧＷ３０のＣＰＵ３５へと転送する（ステップＳ３２）。ＨＧＷ３０のＣＰＵ３５は、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームを受信すると、そのＬｏｏｐｂａｃｋフレームをＰＨＹ部３８に転送する（ステップＳ３３）。ＰＨＹ部３８は、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームを折返す（ステップＳ３４）。

Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームは、ＣＰＵ３５に戻されて、ＣＰＵ３５は、そのＬｏｏｐｂａｃｋフレームをＯＮＵ２０のＭＰＵ２５に転送する（ステップＳ３５，Ｓ３６）。ＭＰＵ２５は、ＬｏｏｐｂａｃｋフレームをＯＬＴ１０に送り返す（ステップＳ３７）。

このように本開示の実施の形態では、ゲートウェイシステム４０は、ＯＬＴ１０から送られたループバックフレームの経路を制御する。具体的には、ＯＬＴ１０は、ループバック試験の開始に先立って、ＯＮＵ２０から、ＰＨＹ部３８Ａ，３８ＢのＭＡＣアドレスを取得する。ループバック試験開始時に、ＯＮＵ２０のＭＰＵ２５は、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームを受け取った際に、Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームに格納されたＭＡＣアドレスをＣＰＵ３５から取得したＭＡＣアドレスと比較する。両方のＭＡＣアドレスが一致する場合には、ＭＰＵ２５は、当該Ｌｏｏｐｂａｃｋフレームを、ＭＳＡインターフェイス３２を介して、ＣＰＵ３５に転送する。ＣＰＵ３５はＰＨＹ部をループバックモードに設定する。これにより、ＵＮＩ ＰＨＹのループバック試験を正しく実施できる。

さらに、本開示の実施の形態によれば、ＬｏｏｐｂａｃｋフレームによってＰＯＮ ＭＡＣのＭＡＣアドレスを指定することによって、ＰＯＮ区間のループバック試験も実施することができる。したがってＩＥＥＥ８０２．３ａｈ標準に従う既存のループバック試験も実施できる。

本開示の実施の形態によれば、プラガブルＯＮＵと一体化されたホームゲートウェイの複数のポイントでリンクテストを実施できる。さらに本開示の実施の形態によれば、プラガブルＯＮＵとホームゲートウェイという複数の異なる装置の間で正常に通信ができることを容易に検査できる。したがって、ゲートウェイシステムの保守（たとえばプラガブルＯＮＵの交換）の際に、エンド・ツー・エンドでの疎通確認をより確実に行うことができる。

図７は、本開示の実施の形態に従うゲートウェイシステムの保守方法の例を示したシーケンス図である。ステップＳ１００において、交換作業が実行される。たとえば、ゲートウェイシステムの設置場所において、故障したプラガブルＯＮＵが新しいプラガブルＯＮＵに交換される。なお、交換作業は、プラガブルＯＮＵの交換に限定されず、ＨＧＷ３０の交換も含むことができる。

交換作業が終了すると、ステップＳ１１０において初期化処理が実行される。この初期化処理は、図５に示したステップＳ１～Ｓ２０の処理に相当する。

初期化処理に続いて、正常稼働時のループバック処理が実行される（ステップＳ１２０）。このループバック処理は、図６に示したステップＳ２１～Ｓ２９の処理に相当する。

ループバック処理が実行されると、ＯＬＴ１０は、その処理の結果を制御端末８０に送信する（ステップＳ１３０）。これにより、制御端末８０は、ループバック試験の結果を取得する（ステップＳ１４０）。制御端末８０は、ループバック試験の結果に基づいて、ＵＮＩポートの良否を判定する（ステップＳ１５０）。ＵＮＩポートの良否の判定基準には、ＯＮＵのＰＯＮ ＭＡＣで折返されるループバック試験の判定基準と同じ基準を用いてもよい。

たとえば局側のＰＯＮサービスの管理者（またはオペレータでもよい）は、ゲートウェイシステムの設置場所（たとえば加入者宅）にいる作業員に、ループバック試験の結果が正常であることを電話、電子メール等の手段により連絡することができる。作業員がループバック試験の完了をユーザに通知することにより、ユーザは、ループバック試験の結果を確認できる。ユーザは交換作業の完了をユーザ確認できる。したがって本開示の実施の形態に係る保守方法は、ユーザに提供されるサービスの質の向上を図ることができる。

本開示の実施の形態に係るゲートウェイ装置は、ホームゲートウェイに限定されるものではない。たとえばゲートウェイ装置は、無線通信の基地局であってもよい。無線通信基地局は、たとえば５Ｇ（第５世代無線通信システム）モバイル基地局であってもよい。

図８は、本開示の実施の形態に係るゲートウェイシステムが適用された無線通信基地局の構成を示した図である。図８に示すように、ゲートウェイシステム４０Ａは、ゲートウェイ装置３０Ａを含む。ＵＮＩポート３９Ａ，３９Ｂにそれぞれ無線部６０Ａ，６０Ｂが接続される点において、ゲートウェイ装置３０Ａは、図３に示したＨＧＷ３０の構成と異なる。無線部６０Ａ，６０Ｂは、それぞれアンテナ６５Ａ，６５Ｂに接続される。このように、本開示の実施の形態は、ゲートウェイとしての機能を満たし、ＵＮＩポートを有し、かつ、プラガブルＯＮＵが挿抜可能な装置に適用することができる。

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特許請求の範囲によって示され、特許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。

１ 光回線
２，４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ 光ファイバ
３ 光カプラ
１０ ＯＬＴ
１１ ＮＮＩ部
１２，２４ ＭＡＣ部
１３ ＳｅｒＤｅｓ部
１４，２１ 光リンク部
１５，３５ ＣＰＵ
１６，３７ フラッシュＲＯＭ
１７，３６ ＤＲＡＭ
２０，２０－１，２０－２，２０－ｎ，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ ＯＮＵ
３０ ホームゲートウェイ（ＨＧＷ）
３０Ａ ゲートウェイ装置
３１ 基板
３２ ＭＳＡインターフェイス
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ ソケット
３４ バス
３８Ａ，３８Ｂ ＰＨＹ部
３９Ａ，３９Ｂ ユーザネットワークインターフェイスポート
４０，４０Ａ ゲートウェイシステム
５０ ユーザ端末
６０Ａ，６０Ｂ 無線部
６５Ａ，６５Ｂ アンテナ
７０ 上位ネットワーク
８０ 制御端末
１００ ＰＯＮシステム
Ａ 領域
Ｓ１～Ｓ５，Ｓ１１～Ｓ３７，Ｓ１００～Ｓ１５０ ステップ

Claims (8)

1. プラガブルＯＮＵと、
   ゲートウェイ装置とを備え、前記ゲートウェイ装置は、
   前記プラガブルＯＮＵを着脱可能なインターフェイスと、
   ユーザネットワークインターフェイスポートとを有し、
   前記プラガブルＯＮＵに接続されたＯＬＴから送られたループバックフレームの経路を制御して、前記ユーザネットワークインターフェイスポートに対するループバック試験を実行する、ゲートウェイシステム。
2. 前記ゲートウェイ装置は、
   前記ユーザネットワークインターフェイスポートに接続されたＰＨＹ部を含み、
   前記ゲートウェイシステムは、前記ループバックフレームに含まれる前記ＰＨＹ部のＭＡＣアドレスに基づいて、前記ＰＨＹ部で前記ループバックフレームを折り返すように前記ループバックフレームの経路を制御する、請求項１に記載のゲートウェイシステム。
3. 前記ゲートウェイ装置は、
   前記ＰＨＹ部のＭＡＣアドレスを不揮発的に記憶する記憶部と、
   前記記憶部から前記ＰＨＹ部のＭＡＣアドレスを読み出すゲートウェイ制御部とを含み、
   前記プラガブルＯＮＵは、
   前記ゲートウェイ制御部と通信可能であり、前記ゲートウェイ制御部から前記ＰＨＹ部のＭＡＣアドレスを受信するＯＮＵ制御部を含み、
   前記ＯＮＵ制御部は、前記ループバックフレームに含まれるＭＡＣアドレスが前記ＰＨＹ部のＭＡＣアドレスに一致することを前記ゲートウェイ制御部に通知する、請求項２に記載のゲートウェイシステム。
4. 前記ＯＮＵ制御部は、前記ループバックフレームに含まれるＭＡＣアドレスが前記ゲートウェイ制御部から受信した前記ＰＨＹ部のＭＡＣアドレスと異なる場合には、ＰＯＮポートに対するループバック試験が行われるように前記ループバックフレームの経路を制御する、請求項３に記載のゲートウェイシステム。
5. プラガブルＯＮＵを着脱可能なインターフェイスと、
   ユーザネットワークインターフェイスポートと、
   前記ユーザネットワークインターフェイスポートを指定したループバック試験を行なうように、前記プラガブルＯＮＵに接続されたＯＬＴからのループバックフレームの経路を制御するゲートウェイ制御部とを備える、ゲートウェイ装置。
6. ゲートウェイ装置に着脱可能なプラガブルＯＮＵであって、
   前記プラガブルＯＮＵと前記ゲートウェイ装置との接続のためのインターフェイスと、
   ＯＮＵ制御部とを備え、前記ＯＮＵ制御部は、
   前記プラガブルＯＮＵに入力されたループバックフレームの宛先を判定して、前記ループバックフレームの前記宛先が前記プラガブルＯＮＵとは異なる場合には、前記インターフェイスを通じて前記ループバックフレームが前記プラガブルＯＮＵから出力されるように、前記ループバックフレームの経路を制御する、プラガブルＯＮＵ。
7. プラガブルＯＮＵが接続されたゲートウェイ装置の設置場所において、前記プラガブルＯＮＵを新しいプラガブルＯＮＵに交換するステップと、
   前記新しいプラガブルＯＮＵに接続されたＯＬＴから前記ゲートウェイ装置のユーザネットワークインターフェイスポートを指定したループバック試験を実行するステップとを備え、前記ループバック試験を実行するステップは、前記新しいプラガブルＯＮＵおよび前記ゲートウェイ装置が前記ＯＬＴからのループバックフレームの経路を制御するステップを含み、
   コンピュータが、前記ループバック試験の結果に基づいて、前記ユーザネットワークインターフェイスポートの良否を判定するステップをさらに備える、ゲートウェイシステムの保守方法。
8. プラガブルＯＮＵが接続されたゲートウェイ装置によるループバック試験方法であって、
   ＯＬＴから送られたループバックフレームを前記プラガブルＯＮＵが受信するステップと、
   前記プラガブルＯＮＵにより受信された前記ループバックフレームの経路を制御して、前記ゲートウェイ装置のユーザネットワークインターフェイスポートに対するループバック試験を実行するステップとを備える、ループバック試験方法。

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