JP7380434B2 - 通信システム、局側装置及び通信方法 - Google Patents
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Description
特許文献2には、現用系のOSUが故障した場合に、下位ノード装置のスイッチを切り替えて予備系のOSUと接続する、OSUを冗長化したOLTが記載されている。
本開示は、従来の問題点に鑑み、宅側装置の認証の解除を防止でき、復旧後の複数の宅側装置の認証を高速化できる通信システムを提供することを目的とする。
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
(1) 本実施形態のシステムは、現用系の局側装置と、予備系の局側装置と、前記現用系の局側装置及び前記予備系の局側装置と中継ネットワークを介してイーサネット通信する複数の宅側装置と、を備える通信システムであって、前記現用系の局側装置及び前記予備系の局側装置は、前記複数の宅側装置に対する死活監視については重複して実行し、前記複数の宅側装置のうち優先的な認証を行うように自機に設定された宅側装置に対する認証については分担して実行する。
また、現用系の局側装置及び予備系の局側装置が、複数の宅側装置のうち優先的な認証を行うように自機に設定された宅側装置に対する認証については分担して実行するので、復旧後の複数の宅側装置に対する認証を高速化することができる。
この場合、現用系の局側装置のみがユーザフレームの伝送を担うので、予備系の局側装置の処理負荷を軽減することができる。
この場合、ユーザフレームの伝送についても、現用系の局側装置と予備系の局側装置とに分担させることができる。
このようにすれば、優先的な認証の分担数が不均等である場合に比べて、復旧後の複数の宅側装置に対する認証を高速化することができる。
また、フレーム処理部の制御部が、複数の宅側装置のうち優先的な認証を行うように自機に設定された宅側装置に対する認証については他の局側装置と分担して実行するので、復旧後の複数の宅側装置に対する認証を高速化することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
図1は、比較例に係る通信システム10の概要を示すブロック図である。
図1に示すように、比較例の通信システム10は、1つのOLT1と、複数のONU2とを備える。OLT1は、加入者に通信サービスを提供する通信事業者が運用する通信装置であり、光回線終端装置よりなるOSU3を筐体内に備える。OLT1は、通信事業者の局舎などに設置される。
OSU3は、下位側の中継ネットワーク4を介して複数のONU2と接続され、複数のONU2とイーサネット(「イーサネット」は登録商標である。)通信が可能である。OSU3は、上位側の中継ネットワーク5を介して図示しない上位側の通信装置と接続され、当該通信装置とイーサネット通信が可能である。
下位側の中継ネットワーク4に含まれる集線装置6のうちの一部は、光通信ポートを有し、ONU2又はOSU3と光ファイバにより接続される。
課題1:OSU3が故障すると、ONU2の死活監視がタイムアウトしてONU認証が解除されるので、ユーザフレームの疎通が不能になり通信サービスが停止する。
課題2:加入者側の地域で大規模な停電が発生し、複数のONU2が一斉に電源断した場合には、復旧後のONU認証に多大な時間がかかる。例えば500台以上のONU2の認証を完了するには、30分程度の時間を要すると考えられる。
課題1の解決策として、現用系と予備系が、複数のONU2に対する死活監視を重複して実行する。すなわち、現用系だけでなく、予備系においてもONU2の死活監視を実行することにより、ONU2の認証が解除されるのを防止する。
なお、優先的な認証とは、ユーザフレームの疎通を開始する前に、他のOSU3よりも先にONU2を認証することをいう。
図2は、本実施形態に係る通信システム20の概要を示すブロック図である。
具体的には、図2Aは、冗長構成1の通信システム20Aの概要を示すブロック図である。図2Bは、冗長構成2の通信システム20Bの概要を示すブロック図である。
OLT1は、例えば筐体に複数のスロットが形成されたシャーシ型のOLTよりなる。OSU3は、例えばOLT1の任意のスロットに装着可能な回路基板よりなる。
冗長構成1では、ONU2とイーサネット通信を行う複数のOSU3が、1つのOLT1に収容されるので、複数のOSU3を同じ場所に設置する必要がある。
冗長構成2では、ONU2とイーサネット通信を行う複数のOSU3が、複数のOLT1にそれぞれ収容されるので、複数のOSU3の設置場所を選択できる。すなわち、複数のOSU3を異なる場所に設置してもよいし、同じ場所に設置することにしてもよい。
図3は、冗長構成1の通信システム20Aの構成例を示すブロック図である。
ここでは、OLT1に収容するONU2が合計2台(ONU2AとONU2B)であるとする。また、現用OSU3は、ONU2Aを優先的に認証するように設定され、予備OSU3は、ONU2Bを優先的に認証するように設定されているものとする。
管理部7は、OLT1のスロットに装着可能な回路基板であってもよいし、OLT1に組み込まれた回路基板であってもよい。管理部7は、バックプレーンやシリアルケーブルなどの伝送路を介してOSU3と接続され、複数のOSU3とそれぞれ通信可能である。
また、予備OSU3も、上記と同様の死活監視を実行する。すなわち、ONU2A,2Bの死活監視については、現用系及び予備系の双方で実行される。
図4は、冗長構成1におけるONU認証の一例を示すシーケンス図である。
ここでは、加入者側の地域の停電などによりONU2A,2Bが同時に電源断し、その後に電源が復旧した場合を想定する。図4において、「優先ONU」とは、優先的な認証の実行が設定された方のONUを意味し、「非優先ONU」とは、優先的な認証の実行が設定されていない方のONUを意味する。
電源が復旧した各ONU2A,2Bは、リンクOAMに基づくディスカバリプロセスの一環として、現用OSU3と予備OSU3にインフォメーションフレームを返信する(ステップS2)。
また、現用OSU3は、優先ONU2Aから、ONU2Aのノード情報を含むハンドシェイクを受信し、予備OSU3は、優先ONU2Bから、ONU2Bのノード情報を含むハンドシェイクを受信する(ステップS4)。
次に、予備OSU3は、非優先ONU2Aに、自機のノード情報を含むハンドシェイクを送信し、現用OSU3は、非優先ONU2Bに、自機のノード情報を含むハンドシェイクを送信する(ステップS7)。
図5は、図4のステップS6におけるデータ通信の一例を示す説明図である。
具体的には、図5Aは、冗長構成1におけるデータ通信の運用例1を示すブロック図である。図5Bは、運用例1を行うための制御通信の一例を示すシーケンス図である。
従って、図5Aに示すように、ONU2A経由のユーザフレームとONU2B経由のユーザフレームは、いずれも現用OSU3により伝送される。すなわち、通常の運用時においては、予備OSU3はそれらのユーザフレームの伝送を実行しない。
その後、現用OSU3が復旧した場合は、管理部7は、全ONU2A,2Bに関するフレーム疎通を現用OSU3に指示し、通常の運用時の動作(現用系のみによるフレーム伝送)に戻す。
具体的には、図6Aは、冗長構成1におけるデータ通信の運用例2を示すブロック図である。図6Bは、運用例2を行うための制御通信の一例を示すシーケンス図である。
従って、図6Aに示すように、ONU2A経由のユーザフレームは、現用OSU3により伝送され、ONU2B経由のユーザフレームは、予備OSU3により伝送される。すなわち、通常の運用時の動作として、現用系及び予備系のOSU3がユーザフレームを分担して伝送する。
その後、現用OSU3が復旧した場合は、管理部7は、ONU2Aに関するフレーム疎通を現用OSU3に指示し、通常の運用時の動作(ユーザフレームの分担伝送)に戻す。
図7は、冗長構成2の通信システム20Bの構成例を示すブロック図である。
ここでも、OLT1に収容するONU2が合計2台(ONU2AとONU2B)であるとする。また、現用OLT1のONU3は、ONU2Aを優先的に認証するように設定され、予備OLT1のOSU3は、ONU2Bを優先的に認証するように設定されているものとする。
管理部7は、OLT1のスロットに装着可能な回路基板であってもよいし、OLT1に組み込まれた回路基板であってもよい。管理部7は、DCN(Data Communications Network)などの管理ネットワーク9を介して管理サーバ8の通信部に接続される。
また、予備OLT1のOSU3も、上記と同様の死活監視を実行する。すなわち、ONU2A,2Bの死活監視については、現用系及び予備系の双方で実行される。
図8は、冗長構成2におけるONU認証の一例を示すシーケンス図である。
ここでも、加入者側の地域の停電などによりONU2A,2Bが同時に電源断し、その後に電源が復旧した場合を想定する。図8において、「優先ONU」とは、優先的な認証の実行が設定された方のONUを意味し、「非優先ONU」とは、優先的な認証の実行が設定されていない方のONUを意味する。
電源が復旧した各ONU2A,2Bは、リンクOAMに基づくディスカバリプロセスの一環として、現用OLT1のOSU3と予備OLT1のOSU3にインフォメーションフレームを返信する(ステップS12)。
また、現用OLT1のOSU3は、優先ONU2Aから、ONU2Aのノード情報を含むハンドシェイクを受信し、予備OLT1のOSU3は、優先ONU2Bから、ONU2Bのノード情報を含むハンドシェイクを受信する(ステップS14)。
次に、予備OLT1のOSU3は、非優先ONU2Aに、自機のノード情報を含むハンドシェイクを送信し、現用OLT1のOSU3は、非優先ONU2Bに、自機のノード情報を含むハンドシェイクを送信する(ステップS17)。
図9は、図8のステップS16におけるデータ通信の一例を示す説明図である。
具体的には、図9Aは、冗長構成2におけるデータ通信の運用例1を示すブロック図である。図9Bは、運用例1を行うための制御通信の一例を示すシーケンス図である。
従って、図9Aに示すように、ONU2A経由のユーザフレームとONU2B経由のユーザフレームは、いずれも現用OLT1のOSU3により伝送される。すなわち、通常の運用時においては、予備OLT1のOSU3はそれらのユーザフレームの伝送を実行しない。
その後、現用OLT1が復旧した場合は、管理サーバ8は、全ONU2A,2Bに関するフレーム疎通を現用OLT1のOSU3に指示し、通常の運用時の動作(現用系のみによるフレーム伝送)に戻す。
具体的には、図10Aは、冗長構成2におけるデータ通信の運用例2を示すブロック図である。図10Bは、運用例2を行うための制御通信の一例を示すシーケンス図である。
従って、図9Bに示すように、ONU2A経由のユーザフレームは、現用OLT1のOSU3により伝送され、ONU2B経由のユーザフレームは、予備OLT1のOSU3により伝送される。すなわち、通常の運用時の動作として、現用系及び予備系のOLT1のOSU3がユーザフレームを分担して伝送する。
その後、現用OLT1が復旧した場合は、管理サーバ8は、ONU2Aに関するフレーム疎通を現用OLT1のOSU3に指示し、通常の運用時の動作(ユーザフレームの分担伝送)に戻す。
図11は、OSU3の内部構成の一例を示すブロック図である。
図11に示すように、OSU3は、図の左側(下位側)から右側(上位側)に向かって順に、下位側送受信部31、フレーム処理部32、及び上位側送受信部33を備える。
下位側送受信部31は、下位側の集線装置6からの上り光信号を電気信号に変換する。下位側送受信部31は、変換した電気信号から再生した上りフレームをフレーム処理部32の上り受信処理部34に出力する。
下位側送受信部31は、フレーム処理部32の下り送信処理部37から入力される下りフレームを所定波長帯の下り光信号に変換する。下位側送受信部31は、変換した下り光信号を下位側の集線装置6に送出する。
上位側送受信部33は、上位側の集線装置6から入力される搬送信号を復調して下りフレームを再生する。上位側送受信部33は、再生した下りフレームをフレーム処理部32の下り受信処理部36に出力する。
上位側送受信部33は、フレーム処理部32の上り送信処理部35から入力される上りフレームを所定周波数の搬送信号に変調する。上位側送受信部33は、変調した搬送信号を上位側の集線装置6に送出する。
フレーム処理部32の集積回路は、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)などよりなるが、CPU(Central Processing Unit)を含んでいてもよい。フレーム処理部32の集積回路は、一部又は全部がASIC(Application Specific Integrated Circuit)で構成されていてもよい。
具体的には、フレーム処理部32は、上り受信処理部34、上り送信処理部35、下り受信処理部36、下り送信処理部37、及び制御部38を備える。制御部38は、自機のノード種別(現用系又は予備系)と優先認証先の設定テーブル(図12)などを記憶するメモリ39を有する。
上記の振り分け機能は、上りフレームのヘッダ情報などに基づいて、上りフレームの出力先を振り分ける機能である。上記の開閉機能は、管理部7のフレーム通過指示に含まれるMACアドレス等に基づいて、上り送信処理部35に出力するユーザフレームを決定する機能である。
OSU/ONU間で論理的なリンクやVLAN(Virtual LAN)が設けられる場合は、MACアドレスの代わりにリンクの識別情報やVLAN IDを用いて、フレームの通過または廃棄を指示し決定してもよい。
上記の振り分け機能は、下りフレームのヘッダ情報などに基づいて、下りフレームの出力先を振り分ける機能である。上記の開閉機能は、管理部7のフレーム通過指示に含まれるMACアドレス等に基づいて、下り送信処理部37に出力するユーザフレームを決定する機能である。
OSU/ONU間で論理的なリンクやVLAN(Virtual LAN)が設けられる場合は、MACアドレスの代わりにリンクの識別情報やVLAN IDを用いて、フレームの通過または廃棄を指示し決定してもよい。
図12に示すように、設定テーブルは、「エントリ」、「MACアドレス」、及び「優先認証先」のカラムを含む表形式のデータよりなる。エントリには、データのシリアル番号が記され、MACアドレスには、通信システム20に含まれるONU2のMACアドレスが記される。
図12の例では、MACアドレスが「xx:……:01」のONU2に関して、現用系のOSU3が優先的に認証を実行する。同様に、MACアドレスが「xx:……:02」のONU2に関して、予備系のOSU3が優先的に認証を実行し、MACアドレスが「xx:……:03」のONU2に関して、予備系のOSU3が優先的に認証を実行する。
後者の自動設定としては、例えば、エントリ番号が奇数の場合は「現用」とし、偶数の場合は「予備」とするなどの設定方法が考えられる。また、エントリ番号が所定値以下の場合は「現用」とし、所定値を超える場合は「予備」とするなど、エントリ番号の多寡で割り当てることにしてもよい。
このようにすれば、現用系と予備系のOSU3が実行する認証の分担数が均等となる。従って、両者の分担数が不均等の場合(例えば、分担数の比率が4:1の場合など)に比べて、復旧後の複数のOSU2に対する認証を高速化することができる。
制御部38は、全ONU2を対象として所定時間ごとに死活監視を実行する。具体的には、制御部38は、設定テーブルに登録されたMACアドレス宛の死活監視の制御フレームを生成し、生成した制御フレームを下り送信処理部37に出力する。
具体的には、制御部38は、抽出したMACアドレス宛てのハンドシェイクの制御フレームを生成し、生成した制御フレームを下り送信処理部37に出力する。
具体的には、制御部38は、抽出したMACアドレス宛てのハンドシェイクの制御フレームを生成し、生成した制御フレームを下り送信処理部37に出力する。
上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上述の実施形態では、光ファイバを伝送媒体とするOLT1、ONU2及びOSU3の場合を例示したが、これらの通信装置は、電気信号の通信ケーブルを伝送媒体とする通信装置であってもよい。
また、局側装置3の下位側送受信部31については、光トランシーバではなく、下位側で使用される所定の搬送信号(電気信号)を送受信するデバイスを採用すればよい。
2 ONU(宅側装置)
2A,2B ONU(宅側装置)
3 OSU(局側装置)
4 中継ネットワーク(下位側)
5 中継ネットワーク(上位側)
6 集線装置
7 管理部
8 管理サーバ
9 管理ネットワーク(DCN)
10 通信システム(比較例)
20 通信システム(本実施形態)
20A 通信システム(冗長構成1)
20B 通信システム(冗長構成2)
31 下位側送受信部
32 フレーム処理部
33 上位側送受信部
34 上り受信処理部
35 上り送信処理部
36 下り受信処理部
37 下り送信処理部
38 制御部
39 メモリ
Claims (6)
- 現用系の局側装置と、
予備系の局側装置と、
前記現用系の局側装置及び前記予備系の局側装置と中継ネットワークを介してイーサネット通信する複数の宅側装置と、を備える通信システムであって、
前記現用系の局側装置及び前記予備系の局側装置は、
前記複数の宅側装置に対する死活監視については重複して実行し、前記複数の宅側装置のうち優先的な認証を行うように自機に設定された宅側装置に対する認証については分担して実行する通信システム。 - 前記現用系の局側装置は、
自機が優先的に認証した宅側装置を経由するユーザフレームと、前記予備系の局側装置が優先的に認証した宅側装置を経由するユーザフレームを伝送し、
前記予備系の局側装置は、
前記ユーザフレームの伝送を実行しない請求項1に記載の通信システム。 - 前記現用系の局側装置は、
自機が優先的に認証した宅側装置を経由するユーザフレームを伝送し、
前記予備系の局側装置が優先的に認証した宅側装置を経由するユーザフレームを伝送せず、
前記予備系の局側装置は、
自機が優先的に認証した宅側装置を経由するユーザフレームを伝送し、
前記現用系の局側装置が優先的に認証した宅側装置を経由するユーザフレームを伝送しない請求項1に記載の通信システム。 - 前記現用系の局側装置と前記予備系の局側装置が実行する優先的な認証の分担数が、均等に設定されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の通信システム。
- 複数の宅側装置に通じる下位側の中継ネットワークに接続される下位側送受信部と、
上位側の中継ネットワークに接続される上位側送受信部と、
前記下位側送受信部が受信した上りフレームを前記上位側送受信部に中継し、前記上位側送受信部が受信した下りフレームを前記下位側送受信部に中継するフレーム処理部と、を備える局側装置であって、
前記フレーム処理部は、
前記複数の宅側装置に対する死活監視については他の局側装置と重複して実行し、前記複数の宅側装置のうち優先的な認証を行うように自機に設定された宅側装置に対する認証については前記他の局側装置と分担して実行する制御部を有する局側装置。 - 現用系の局側装置と、
予備系の局側装置と、
前記現用系の局側装置及び前記予備系の局側装置と中継ネットワークを介してイーサネット通信する複数の宅側装置と、を備える通信システムにおける通信方法であって、
前記現用系の局側装置及び前記予備系の局側装置が、前記複数の宅側装置に対する死活監視については重複して実行するステップと、
前記現用系の局側装置及び前記予備系の局側装置が、前記複数の宅側装置のうち優先的な認証を行うように自機に設定された宅側装置に対する認証については分担して実行するステップと、を含む通信方法。
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