WO2010082290A1 - 通信システム、加入者収容装置及び通信方法 - Google Patents

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WO2010082290A1
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communication
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水谷　昌彦
祐輔 矢島
山本　信行
芦　賢浩
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株式会社日立製作所
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    • H04Q2011/0079—Operation or maintenance aspects
    • H04Q2011/0081—Fault tolerance; Redundancy; Recovery; Reconfigurability

Definitions

  • the present invention relates to a communication system and a communication apparatus, and more particularly to a communication system for shortening a communication interruption time that occurs in switching between an active communication path and a standby communication path and improving the availability of the communication system and the communication apparatus. And a communication apparatus.
  • the ITU-T International Telecommunication Standardization Sector
  • G-PON Gigabit capable PON
  • Non-Patent Documents 1 to 3 The ITU-T (International Telecommunication Standardization Sector), which is one of the international standardization organizations, defines a G-PON (Gigabit capable PON) system
  • G-PON Gigabit capable PON
  • GE-PON Gigabit Ethernet (registered trademark) PON
  • Non-patent Document 4 defined by IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.), another international standardization organization.
  • Optical access service is being provided.
  • the existing SONET Synchronous Optical Network
  • SDH Synchronous Digital Hierarchy
  • ATM Asynchronous Transfer Mode
  • Transition to packet communication technologies such as Ethernet and MPLS (Multi Protocol Label Switching) is under study.
  • a packet communication network a packet format composed of a header and a payload is configured, and a relay device is provided for each packet based on a destination ID and a transmission source ID included in the header portion and related routing control information.
  • the communication form at this time is not a method of transmitting and receiving signals using a statically set route like an existing synchronous network or ATM network, but a communication method in which a communication route is different for each packet.
  • VLAN Virtual Local Area Network
  • MPLS MPLS
  • LSP Label Switched Path
  • the idea of artificially setting a path on a packet communication network and maintaining and managing the path is a useful idea for coexistence with the existing network and for migration from the existing network.
  • Ether OAM Operating, Administration and Maintenance
  • Non-Patent Document 6 a protection switching technique based on Ether OAM is standardized.
  • ITU-T Recommendation G. 984.1 “Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): General Characteristics”
  • ITU-T Recommendation G. 984.2 “Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): Physical Media Dependent (PMD) Layer Specification” ITU-T Recommendation G.
  • PMD Physical Media Dependent
  • G-PON Gigabit-capable Passive Optical Networks
  • G-PON Transmission Convergence Layer Specification
  • IEEE 802.3-2005 "IEEE Standard for Information Technology-Telecommunications and Information exchange between Systems-Local and Metropolitan Area Networks - Specific Requirements Part 3: Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection (CSMA / CD) Access Method and Physical Layer Specifications
  • the packet communication network can freely change the network configuration by autonomously operating between devices, but it is not as good as the synchronous communication network in terms of route stability.
  • Communication networks as social infrastructure need to be flexible in terms of fault tolerance, but on the other hand, it is possible to set up routes for maintenance and management by telecommunications carriers, and further up to the moment of failure. Operational stability (continuity) is required. These are usually mutually contradictory requirements.
  • the information flowing on the route is telephone voice data and Web data having a small data size, and there is little traffic flowing through the entire network. Further, if the switching of the voice data can be completed in a short time (for example, about 50 milliseconds), the user will not recognize the path failure.
  • the ratio of video data is increased instead of voice, and coupled with the progress of higher image quality, the user can recognize the disturbance of received information in real time. Also, the amount of data downloaded from the Web etc. is large, and the bandwidth is widened, so that some packet transmission failures can be recognized as an increase in transmission time, and the user can also perceive sensuously. It is in a situation.
  • a certain time is required to analyze the maintenance management packet (OAM packet) for confirming the path status.
  • OAM packet maintenance management packet
  • an object of the present invention is to speed up the switching time between an active system and a standby system in a packet communication network in order to reduce packet loss at the time of path switching in the packet relay network.
  • the communication management method in the PON section is utilized to quickly detect the communication abnormality regarding the route including the PON.
  • the failure detection in the PON section can use, for example, determination of burst reception timing based on DBA (Dynamic Bandwidth Assignment) information. Since the switching process can be started at a timing earlier than that of a normal packet communication network, the number of packets transmitted to the path where the failure has occurred, that is, the number of packets discarded on the path can be reduced.
  • the round-trip communication time in the PON section can be acquired from ranging information managed by an OLT (Optical Line Terminal).
  • this communication time it is possible to set the packet hold (delay) time from the reception of the user frame to the transmission at the edge device which is the start point of the ONU (Optical Network Unit) or protection section.
  • the optical access (PON) section is the main protection section, it is possible to set the optimal packet retention (delay) time in the edge device from the ranging information of the PON section (specifying the minimum retention time) it can).
  • the optimal packet retention (delay) time in the edge device from the ranging information of the PON section (specifying the minimum retention time) it can).
  • it is difficult to set such a waiting time it becomes possible to continue transferring packets to the user without interruption without being affected by the switching process.
  • a first passive optical network comprising one or more first subscriber devices and a first subscriber accommodation device capable of connecting the one or more subscriber devices in a time division multiplexing manner;
  • a second passive optical network comprising one or more second subscriber devices and a second subscriber accommodation device capable of connecting the one or more subscriber devices in a time division multiplexing manner;
  • a first communication device and a second communication device connected by a first communication path by the first passive optical network and a second communication path by the second passive optical network;
  • the first communication apparatus and the second communication apparatus have a function of selecting which of the first and second communication paths to be used in at least one of the first communication apparatus and the second communication apparatus.
  • the first subscriber accommodation apparatus stores OAM information in which a reception interval of a monitoring frame for monitoring a path state periodically transmitted from the first communication apparatus on the transmission side is set in advance, While the first communication device and the second communication device are communicating with each other on the first communication route by the first passive optical network, the first subscriber accommodation device constituting an active route is: It is determined whether or not the frame received from one of the first subscriber units is the monitoring frame. If the frame is a monitoring frame, whether the monitoring frame is received at a regular timing by checking with the OAM information.
  • the first subscriber accommodation device transfers the frame to the second communication device that is a destination device. On the other hand, if the first subscriber accommodation device cannot confirm that the monitoring frame has been received at a regular timing, the received frame identification information constituted by the first subscriber device that has detected a failure is received.
  • the second communication device includes a communication status management database storing path usage information indicating communication paths used for uplink and downlink communications for each path identification information,
  • the second communication device determines that a failure has occurred in the route, and the received switching Extract route identification information from the application frame,
  • the second communication device records, in the communication state management database, route use information in which a path in which a failure is detected identified by the path identification information is turned off and a path to be used after switching is turned on.
  • the second communication device generates a standby delivery request frame including the route identification information and the route use information, and transmits the standby delivery request frame to the second subscriber accommodation device.
  • the second subscriber accommodation device transfers the standby distribution request frame received from the second communication device to the first communication device;
  • the first communication device receives the standby distribution request frame, the first communication device changes a communication path toward the second communication device from the first passive optical network to the second passive optical network.
  • the communication system is provided.
  • a first passive optical network comprising one or more first subscriber devices and a first subscriber accommodation device capable of connecting the one or more subscriber devices in a time division multiplexing manner;
  • a second passive optical network comprising one or more second subscriber devices and a second subscriber accommodation device capable of connecting the one or more subscriber devices in a time division multiplexing manner;
  • a first communication device and a second communication device connected by a first communication path by the first passive optical network and a second communication path by the second passive optical network;
  • the first communication apparatus and the second communication apparatus have a function of selecting which of the first and second communication paths is to be used in at least one of the first communication apparatus and the second communication apparatus.
  • a subscriber accommodation device in The first subscriber accommodation apparatus stores OAM information in which a reception interval of a monitoring frame for monitoring a path state periodically transmitted from the first communication apparatus on the transmission side is set in advance, While the first communication device and the second communication device are communicating with each other on the first communication route by the first passive optical network, the first subscriber accommodation device constituting an active route is: It is determined whether or not the frame received from one of the first subscriber units is the monitoring frame. If the frame is a monitoring frame, whether the monitoring frame is received at a regular timing by checking with the OAM information.
  • the first subscriber accommodation device transfers the frame to the second communication device that is a destination device. On the other hand, if the first subscriber accommodation device cannot confirm that the monitoring frame has been received at a regular timing, the received frame identification information constituted by the first subscriber device that has detected a failure is received.
  • a route switching application frame including the route identification information and a flag indicating a failure, and transferring to the second communication device,
  • the second communication device receives the route switching application frame from the first subscriber accommodation device constituting the active route, the second communication device determines that a failure has occurred in the route, and the second communication device
  • a subscriber accommodation device characterized in that a route switching process to a communication route is executed.
  • a first passive optical network comprising one or more first subscriber devices and a first subscriber accommodation device capable of connecting the one or more subscriber devices in a time division multiplexing manner;
  • a second passive optical network comprising one or more second subscriber devices and a second subscriber accommodation device capable of connecting the one or more subscriber devices in a time division multiplexing manner;
  • a first communication device and a second communication device connected by a first communication path by the first passive optical network and a second communication path by the second passive optical network;
  • the first communication apparatus and the second communication apparatus have a function of selecting which of the first and second communication paths is to be used in at least one of the first communication apparatus and the second communication apparatus.
  • a communication method using The first subscriber accommodation apparatus stores OAM information in which a reception interval of a monitoring frame for monitoring a path state periodically transmitted from the first communication apparatus on the transmission side is set in advance, While the first communication device and the second communication device are communicating with each other on the first communication route by the first passive optical network, the first subscriber accommodation device constituting an active route is: It is determined whether or not the frame received from one of the first subscriber units is the monitoring frame. If the frame is a monitoring frame, whether the monitoring frame is received at a regular timing by checking with the OAM information.
  • the first subscriber accommodation device transfers the frame to the second communication device that is a destination device. On the other hand, if the first subscriber accommodation device cannot confirm that the monitoring frame has been received at a regular timing, the received frame identification information constituted by the first subscriber device that has detected a failure is received.
  • the second communication device includes a communication status management database storing path usage information indicating communication paths used for uplink and downlink communications for each path identification information,
  • the second communication device determines that a failure has occurred in the route, and the received switching Extract route identification information from the application frame,
  • the second communication device records, in the communication state management database, route use information in which a path in which a failure is detected identified by the path identification information is turned off and a path to be used after switching is turned on.
  • the second communication device generates a standby delivery request frame including the route identification information and the route use information, and transmits the standby delivery request frame to the second subscriber accommodation device.
  • the second subscriber accommodation device transfers the standby distribution request frame received from the second communication device to the first communication device;
  • the first communication device receives the standby distribution request frame, the first communication device changes a communication path toward the second communication device from the first passive optical network to the second passive optical network.
  • the communication method is provided.
  • the switching time between the active system and the standby system in the packet communication network can be shortened, and the packet loss that can occur during the switching process can be reduced. it can.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing a path switching processing procedure when the protection section 2001 includes an optical access network.
  • This is a configuration example of a standby delivery request frame that is transmitted from the OAM-capable NE 200-Z that has detected a failure to the transmitting-side OAM-capable NE 200-A using the standby path.
  • a configuration example of a switching application frame transmitted from the OLT 210-W to the OAM-compatible NE 200-Z in the sequence of FIG. 3 is shown. It is a time chart explaining the effect in this Embodiment compared with FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for generating a switching application frame 1501 in the path switching sequence of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for generating a switching application frame 1501 in the path switching sequence of FIG. 3.
  • the block diagram of OAM corresponding NE200 is shown. It is a flowchart which shows the frame process in the input / output processing part of NE for OAM. It is a flowchart which shows the OAM frame (process containing a failure notification frame) process in the OAM control part of NE for OAM.
  • the structural example of CCDB1293 with which OAM corresponding NE200-Z is equipped is shown.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of a specific procedure for a standby delivery request generation process S803 in the basic switching sequence of FIG. 3; It is an example of a structure of the path
  • 5 is a flowchart showing an operation of the OLT 210-P that has received the standby delivery request frame of FIG.
  • the difference in communication time can be absorbed.
  • a plurality of configuration methods can be considered. Typical examples include, for example, a method of preparing an optical fiber constituting a PON section in a redundant manner and preparing for a failure (described in Non-Patent Document 1), and an optical access network redundancy that uses a plurality of PON systems for an active system and a standby system, respectively. And the like.
  • a trunk fiber an optical fiber that is connected to the OLT side and through which multiplexed data passes
  • the latter network redundancy configuration is a more reliable method for ensuring the service continuity of the carrier.
  • a transmission time measurement frame is simultaneously transmitted from the transmitting-side OAM-compatible device to both the active system and the standby system, and the receiving-side OAM-compatible device arrives from both paths.
  • the communication function of the PON facilitates processing for speeding up the failure detection time on the route.
  • the period during which the path from the transmitting OAM compatible apparatus to the receiving OAM compatible apparatus is lost at the time of path switching from the active system to the standby system and vice versa is shortened.
  • the case where the PON is included only in one route is also applicable when the communication time in the route including the PON section is shorter than the other route. In the present embodiment, in the following description, a case where PON is included in both routes is assumed as an example.
  • FIG. 1 shows a basic communication system configuration diagram when an optical access network is included in a protection section.
  • two sets of communication paths composed of a set of an active system path (Working) and a backup system path (Protection) are represented.
  • the pair of Working-A (110-A) and Protection-A (120-A) is a communication path composed of an optical access network and a packet communication network (relay network) 2000 (hereinafter collectively referred to as “communication path A”).
  • communication path A a packet communication network
  • Communication path B a communication path
  • Communication path B a communication path composed of Working-B (110-B) and Protection-B (120-B) is a communication path (hereinafter collectively referred to as “ Communication path B ”).
  • This system is a transmission apparatus 130-1 to 130-3 (collectively referred to as “OLT 130”) installed in a subscriber accommodation station of a telecommunications carrier, and an ONU 140 installed in a user site such as a home or company site.
  • ONU 140 OAM-compatible NEs (Network Elements) 150-1, 160-1, 160-2, which are devices that perform maintenance management on sections including these, and User terminals 101-A to 101-C connected to the OAM compatible NE are included.
  • the communication paths 180-A to 180-C from the OAM compatible NE to the user terminal may be a home or corporate LAN or a network connected to a Web server owned by a provider.
  • Each of the OLTs 131-1 to 131-3 includes a PON interface (not shown), and a plurality of ONUs 140 can be connected to each of the OLTs 131-1 to 131-3.
  • An optical fiber is used for connection with the ONU 140.
  • the OLT 131-1 it is connected to the power splitter 170-1 via the optical fiber 171-1.
  • a plurality of optical fibers 171-1 to 171-3 are further connected to the power splitter 170-1, and each optical fiber is connected to the ONUs 140-1 to 140-3.
  • the optical fiber 171-1 on the OLT 131-1 side is referred to as “trunk fiber (main fiber)", and the optical fibers 171-1 to 171-3 on the ONU 140 side are referred to as “branch fibers”.
  • ONUs 140-4 to 140-6 are connected to OLT 131-2 via power splitter 170-2
  • ONU 140-7 is connected to OLT 131-3 via power splitter 170-3. Show the state.
  • Each of the OLTs 131-1 to 131-3 starts up the ONU 140 when the subordinate ONUs 140-1 to 140-7 are connected.
  • the OLT 140-1 and the OMCI ONU Management
  • a signal (hereinafter referred to as “downstream signal”) from the OLT 130 to the ONU 140 is branched by the power splitters 170-1 to 170-3 and reaches the ONU 140.
  • the ONU 140 receives a frame addressed to itself and discards the others.
  • a signal (hereinafter referred to as “upstream signal”) from the ONU 140 to the OLT 130 is transmitted from each of the ONUs 140-1 to 140-7 at a timing according to a transmission instruction given by the DBA from the OLT 130 to the ONU 140.
  • Uplink signals are scheduled in advance by the DBA function of the OLT 130 so that signals from the ONUs 140 do not overlap on the backbone fibers 171-1 to 171-3 (so that they can be communicated by time division multiplexing).
  • the communication path A is set in a section between the OAM compatible NE 150-1 and the OAM compatible NE 160-1.
  • the OAM-compliant NE 150-1 is a device that is installed at the edge of the relay network 2000, which is a packet communication network, and accommodates the user terminal 101-B.
  • the OAM-capable NE 150-1 is connected to repeaters 132-1 and 132-2 installed at opposite edges of the relay network 2000.
  • the repeaters 132-1 and 132-2 have an interface role for connecting the PON section and the packet communication network.
  • the OLTs 131-1 and 131-2 and the repeaters 132-1 and 132-2 are integrated on a single casing or board and mounted in the form of a single device.
  • the mounting form is not limited, but, for example, a form of a large capacity switch in which the repeater 132-1 includes a plurality of ports and a plurality of OLTs 130 can be connected to the subordinates is also conceivable.
  • One OAM-capable NE 160-1 is connected to the ONUs 140-1 and 140-4.
  • FIG. 1 it is assumed that the ONUs 140-1 and 140-4 have a basic PON port and electric signal conversion function, but are similar to the repeaters 132-1 and 132-2 on the OLT 130 side.
  • the ONUs 140-1 and 140-4 can be provided with a switch function for packet communication.
  • the communication path A uses the Working-A path 110-A for normal communication, and when a failure occurs in the Working-A (110-A), the communication path A is switched to the Protection-A path 120-A. Continue communication.
  • the communication path B uses the Working-B path 110-B for normal communication, and if any failure occurs in the Working-B (110-B), the Protection-B path 120-B is used. Switch to continue communication.
  • description will be made assuming application to a 1: 1 protection method. However, this embodiment can also be applied to the 1 + 1 protection method. In addition, both one-way protection and two-way protection are possible for the communication paths A and B.
  • the one-way protection is a method of performing path switching by diagnosing the path state separately in the direction from the OAM-capable NE 150-1 to the OAM-capable NE 160-1 and in the opposite direction.
  • a different route in each direction for example, Working-A (110-A) for communication from OAM-capable NE 150-1 to OAM-capable NE 160-1) and Protection- for reverse communication A case using A (120-A)
  • the difference in whether the applied communication form is one-way or two-way is not related to the essence of the present invention. Further, FIG.
  • the OLTs 131-1 to 131-3 can accommodate the functions of the repeaters 132-1 to 132-3.
  • the OLTs 131-2 and 131-3, the repeaters 132-2 and 132-3, and the OAM are also possible.
  • a configuration is also possible in which the corresponding NE 150-2 is integrated on a single housing or an interface board of a communication device.
  • the OLTs 131-2 and 131-3 and the repeaters 132-2 and 132-3 are inserted into the interface board slots of the device 190.
  • the device 190 (inside the dotted line) is not limited to the mounting form.
  • the OLT and the OAM-capable NE may be accommodated in one device, or the OLT and the OAM-capable NE may be connected as an external device.
  • FIG. 2 shows a basic configuration diagram of the communication system of the present embodiment. This is a diagram schematically showing the communication path A of FIG.
  • G-PON Non-Patent Documents 1 to 3
  • GE-PON Non-Patent Document 4
  • the same function is required, and therefore the contents of the present invention are not affected.
  • the working path 2010-W and the protection path (Protection) 2010-P is set. As shown in FIG.
  • the path 2032-W that connects the OLT 210-W and the OAM-capable NE 200-Z is configured by a direct connection or a plurality of packet relay apparatuses.
  • the path 2032-P is composed of a plurality of packet relay apparatuses.
  • the number of packet relay apparatuses constituting the paths 2032-W and 2032-P is not necessarily the same.
  • the OAM-capable NE 200-A includes a UNI-side interface 260-A, a protection switch control unit 250-A, an interface 251-W to the working path, and an interface 251-P to the protection path.
  • the functional block configuration of the OAM-capable NE200-Z is equivalent to 200-A.
  • a PON section 2002-W is introduced into a path 2010-W connecting the working interfaces 251-W and 252-W.
  • the PON 2002-W connects the OLT 210-W and the ONU 220-W with optical fibers.
  • the trunk fiber 2011-W on the OLT 210-W side and the branch fibers 2021-W to 2023-W on the ONU 220-W side are connected via the power splitter 2030-W.
  • the active route 2010-W includes a line 2031-W connecting the OAM-capable NE 200-A and the ONU 220-W, and a line 2032-connecting the OLT 210-W and the OAM-capable NE 200-Z. W.
  • the OLT 210-W measures the distance to the ONU 220-W (response delay time of the ONU 220-W) in the process of starting up the ONU 220-W (ranging process).
  • the ranging process is a process necessary for identifying the upstream signal from the ONU 220-W to the OLT 210-W on the OLT side by the time multiplexing method, and each ONU 220-W receives a transmission instruction from the OLT 210-W.
  • Standby time until response hereinafter referred to as response time
  • the reference time (reception timing) at which the OLT 210-W receives uplink signals from all ONUs 220-W is set as one PON system (one OLT). This is a preparation for unifying the ONU group managed by.
  • the OLT 210-W notifies the ONU 220-W of the relative time from the reference time as the transmission start time and the transmission end time, and the ONU 220-W transmits an upstream signal at a timing according to the instruction. Therefore, the upstream signal transmitted by each ONU 220-W becomes a burst signal that starts transmission at a certain time and stops transmitting at another time.
  • the PON 2002-W maintenance of ONU maintenance management parameters including distance information of the PON section is performed so that the above time multiplexing method operates normally. Since the operation around this is defined in the recommendation (Non-Patent Document 3), detailed description is omitted here.
  • the OLT 210-P, ONU 220-P, power splitter 3020-P, trunk fiber 2011-P, branch fibers 2021-P to 2023-P, line 2031-P, and communication line 2032-P constituting the backup path are also included.
  • the function and operation are the same as those of the active route.
  • the communication time between the OAM-capable NEs 200-A and 200-Z when using the protection section 2001 is the communication time for passing through the lines 2031-W and 2032-W to the delay time measured by the PON 2002-W. It will be the added time.
  • the communication times of the active route 2010-W and the standby route 2010-P may coincide in the direction from the OAM-capable NE 200-A toward 200-Z. desirable. Similarly, it is desirable that the communication times of both paths be the same during reverse communication.
  • the communication time is the same between the active path 2010-W and the protection path 2010-P in the protection section 2001. It has been adjusted so that In order to shorten the switching time between the active route and the standby route shown in FIG. 1 and FIG.
  • the communication status in the active route and the standby route is grasped by using the management function of the PON system. And use the result. Specifically, the communication state between the OLT 210 and the ONU 220 is managed by using the DBA and OAM information in the PON section 2002, and when an abnormality is observed in the communication state of the PON section, the OAM compatible NE 200-A and the 200-Z is notified to one or both, and the path switching process is started.
  • the device 190-A is not mounted, and for example, the ONU and the OAM compatible NE may be accommodated in one device, or the ONU and the OAM compatible NE may be connected as an external device. Further, the device 190-Z is not mounted, and for example, the OLT and the OAM-capable NE may be accommodated in one device, or the OLT and the OAM-capable NE may be connected as an external device.
  • Embodiment 1 Operation of Embodiment 1
  • a part of the protection section 2001 is composed of a PON section. Therefore, the communication path is switched using the fact that the OLT knows the round-trip communication time in the PON section, which is a feature of the PON.
  • a path redundancy function for example, Non-Patent Document 6
  • CCM Continuousity Check Message
  • the standardization technology confirms the communication status of the route by observing the frame reception status at the device corresponding to the receiving end among the devices constituting the communication route.
  • conditions are not defined for the configuration of the route, but are based on the premise that only the active communication route and the standby communication route from the transmission end to the reception end are set.
  • a study that adds a condition whether or not the configuration includes a PON section as assumed in the present embodiment has not been studied.
  • the specific control method of the communication path is not subject to standardization.
  • the operation of the switching process in the existing packet communication network will be specifically described below. After the active system and the standby system are each in the normal operation state, when a failure occurs in the PON section 2002 included in the active system path 2010-W of the protection section 2001, the communication path is switched to the protection path.
  • a path control (monitoring / management) frame (hereinafter referred to as “OAM frame”) and a user data frame are included.
  • the OAM frame is periodically transmitted from the transmission side OAM-capable NE 200-A for path status monitoring.
  • FIG. 3 described later shows a state in which an OAM frame (in this example, a CCM frame) is periodically transmitted in a transmission cycle 300.
  • a plurality of data frames may be transmitted in the transmission interval 300 of the OAM frame (CCM frame).
  • the OAM frame (CCM frame) is received by the OAM processing unit 791 (refer to the description of FIG. 8) of the reception side node (OAM compatible NE 200-Z) and the reception interval and OAM frame (CCM frame) information.
  • Mainntenance management information including destination ID, transmission source ID, and route ID is confirmed, and these are used to determine whether or not the route through which the OAM frame (CCM frame) has passed is in a normal state. Used.
  • the basic operation of the OAM frame (CCM frame) processing is described in standardized documents including Non-Patent Document 5, and will not be described here.
  • the OAM-capable NE 200-Z that is the opposite device cannot receive the frame at the predicted arrival time T_expect.
  • the data frame transmitted after the occurrence of the path failure, the CCM frame transmitted in the next period, and the subsequent data frame are also discarded on the working path.
  • T_wait an allowable time width
  • T_wait is a determination time for the presence / absence of a failure defined by a system administrator, a designer, or the like.
  • the OAM-capable NE 200-Z when a packet received from the protection section side, that is, the OAM 200-A is transferred to the outside, the reception and transmission status of the packet is monitored. One method for realizing this is to assign and record IDs for identifying received packets and packets sent to the outside in the apparatus.
  • the standby time T_wait is used to determine the presence or absence of a failure, but can be set to an extremely short time depending on the system.
  • the determination factor of the received packet holding time (that is, the frame waiting time) in the OAM-capable NE200-Z includes, in addition to this T_wait, the packet processing time in the OAM-capable NE200-Z including the packet ID confirmation time, that is, Setting of packet transmission timing to the user 201-B is included.
  • a route switching request is made to the opposite OAM-capable NE 200-A from the OAM-capable NE 200-Z to the OAM-capable NE 200-A using the backup path (data distribution on the backup path).
  • This frame passes through the OLT 210-P and ONU 220-P, which are devices different from the active system, constituting the backup system path, and is notified to the OAM-capable NE 200-A.
  • a GEM (G-PON Encapsulation Method) frame can be used as the packet format of the PON section at this time.
  • the OAM-capable NE 200-A receives a standby distribution request, it performs path switching. After the path switching, the data packet is transmitted to the backup system path by the OAM-capable NE 200-A.
  • the switching operation between the active route and the standby route when complying with the standard rules is supplemented below. Detecting the possibility of failure in the OAM-capable NE200-Z, recording the communication progress of received frames in the OAM-capable NE200-Z, and notifying the distribution start request notification in the standby system when detecting a failure associated with a CCM frame loss for a certain period of time is the same as described above It is.
  • the transmission side selector (described later) is switched to select the standby system, and then the frame received by the interface 260 is addressed to the OAM-capable NE 200-Z.
  • the standby distribution request is relayed by OLT 210-P and further transferred to transmitting side OAM-capable NE 200-A.
  • T_wait is determined to be an integral multiple of the CCM frame transmission interval determined by the system administrator in order to determine a loss of a plurality of CCM frames as a communication failure. Yes. Unless the OAM-capable NE 200-Z detects the reception failure of a plurality of CCM frames, switching does not occur.
  • the frame transmitted at a density equal to or higher than the CCM frame transmission interval or the timing transmitted from the OAM-capable NE200-A The data frame that falls between the failure occurrence time and the detection time (the period from when the first CCM frame reception error is detected until the T_wait time elapses) cannot be received by the OAM-capable NE 200-Z.
  • the CCM frame transmission interval (operator setting value) is 3.5 times after receiving the CCM frame used for path connectivity confirmation. If the next CCM frame cannot be received within this time, it is determined that the connectivity has been lost.
  • a request for switching to the standby system is issued from the receiving communication device (equivalent to OAM-capable NE200-Z in this embodiment) to the transmitting communication device (corresponding to OAM-capable NE200-A).
  • path switching is executed. Therefore, when a failure actually occurs on the route and it is necessary to switch the route, a switching request should be issued after the time corresponding to 3.5 cycles of the CCM frame transmission cycle has elapsed from the time when the failure occurred. become. That is, when a failure occurs during transmission of a CCM frame, the failure is detected at a time after 3.5 cycles from the CCM frame transmitted immediately before the CCM frame. Alternatively, when a failure occurs immediately after the CCM frame passes, the OAM-capable NE 200-Z detects the failure one cycle after the CCM frame transmission cycle.
  • the above problem is caused by the large time lag from the occurrence of the failure 3000 to the detection by the OAM-capable NE200-Z. Therefore, an embodiment of the present invention will be described below as means for solving this problem.
  • the feature of the present invention is to utilize the characteristics of PON and reduce the reaction time for a failure at the time of protection switching.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing a processing procedure for switching the path from the active to the backup when the protection section 2001 includes an optical access network.
  • the frames flowing on the route include CCM frames 301-1 and 301-2 and user data frames 311-1 and 311-2.
  • the CCM frames 301-1 and 301-2 are periodically transmitted from the transmitting side OAM-capable NE 200-A for path status monitoring.
  • FIG. 3 shows a state in which the OAM frame is periodically transmitted at the transmission cycle 300. Since the processing of the CCM frames 301-1 and 301-2 is processing according to the standard, description thereof is omitted here.
  • a feature of this configuration is that a part of the protection section 2001 is composed of a PON section.
  • the fault detection and switching instruction is performed by the OLT 210-W which is the management device of the PON section.
  • the OLT 210-W refers to the OAM information or DBA information of the PON section, and if the frame cannot be received at the timing when the CCM frame should be received, a failure has occurred on the path. (S801).
  • the frame synchronization system of the upstream frame received by the OLT 220-W is within 8 bits. Although there is a delay in the frame processing, it is received with an accuracy of hundreds of p seconds to several n seconds, and the time for performing the frame processing (reception frame analysis and notification to the OAM-capable NE 200-Z), That is, an abnormality can be detected in about several tens of microseconds.
  • the CCM frame transmission interval in Ether OAM is 3.33 msec at the fastest setting. As described above, according to Non-Patent Document 5, after the reception status is observed for 3.5 times the time, the quality of the path state is determined.
  • the time taken from the occurrence time of the failure 3000 shown in FIG. 3 to the transmission of the switching application notification 1501 is several tens of microseconds.
  • the fluctuation of the detection time is several hundred p seconds to several n seconds.
  • the reception DBA cycle is 125 microseconds or more (in practice, there are many cases where the operation is performed in several milliseconds).
  • the OLT 210-W communicates for all paths (flows) at least once for each DBA cycle. You can think that you can monitor the situation. For example, when a CCM frame is transmitted only for each frame (active system path 2010-W and backup system path 2010-P) for each DBA cycle, the failure detection is considered to be slowest. In this case, since the processing time of several tens of microseconds can be almost ignored, it may be considered that a failure can be detected in about several milliseconds by applying the present invention. Further effects can be expected by using the DBA information and the OAM information.
  • the reception time (timing) of not only the CCM frame but also a normal data frame can be managed.
  • a frame other than the CCM frame cannot be received at the timing determined by the OAM information or instructed by the DBA, a communication abnormality can be immediately notified to the OAM-capable NE 200-Z.
  • the OAM-capable NE 200-Z can monitor the occurrence of a failure in the PON section almost in real time and start the switching process regardless of the CCM frame transmission interval (S802).
  • a standard method can be used for the processing in the OAM-compliant NE 200-Z, that is, the management of the transmission status of packets transmitted from the protection section to the outside (S802, S302). Further, since the standard technology can be used for the processing subsequent to the communication progress record S302 (S803, S303), details thereof will be described later.
  • FIG. 4 is a configuration example of a standby delivery request frame that is transmitted from the OAM-capable NE 200-Z that has detected a failure to the transmitting-side OAM-capable NE 200-A using the standby path.
  • This configuration example shows a configuration based on the VSM (Vendor Specific OAM Message) frame format defined in the Ether OAM recommendation (Non-patent Document 5).
  • the OAM information is transmitted by being stored in the payload portion of a layer 2 (Layer 2; hereinafter referred to as L2) of the OSI reference model (described here assuming Ethernet).
  • L2 Layer 2
  • the OSI reference model described here assuming Ethernet
  • the OAM frame includes a destination MAC (Media Access Control) address (DA), a source MAC address (SA), a frame type (Ether Type), and a payload, that is, an OAM information storage area.
  • the device receiving this frame determines the frame type with reference to a predetermined Ether Type field value representing the OAM frame. Since the payload portion for storing the OAM information is defined in detail in Non-Patent Document 5, the description relating to the individual OAM information is omitted here, and only the fields related to the present embodiment are described.
  • the payload portion of the OAM frame 4000 includes a code number OpCode 4100 indicating that the frame is a VSM frame, and other control fields 4200.
  • a part of the control field 4200 is used for the standby distribution request used in the present embodiment.
  • transfer of the route ID (ID for identifying the other route and the corresponding route) 4210 and the instruction contents in this frame, that is, the frame transferred to the active system to the standby system is started.
  • a switching flag 4220 for instructing a communication path to be used is included.
  • the switching flag 4220 indicates which of the active route and the standby route is used in each of the uplink and downlink communications.
  • the switching flag 4220 is preferably mounted so that it can instruct the start and stop of distribution in the standby system and the start and stop of distribution in the active system for each path and each communication direction.
  • FIG. 5 shows a configuration example of a switching application frame 1501 that is transmitted from the OLT 210-W to the OAM-capable NE 200-Z in the sequence of FIG.
  • This configuration example shows a configuration based on the VSM (Vendor Specific OAM Message) frame format defined in the Ether OAM recommendation (Non-Patent Document 5) as in FIG.
  • the switching application frame 1501 is stored and transmitted in the payload portion of the L2 (explained here assuming Ethernet) frame.
  • the OAM frame includes a destination MAC address (DA), a source MAC address (SA), a frame type (ether type), and a payload, that is, an OAM information storage area.
  • DA destination MAC address
  • SA source MAC address
  • ether type frame type
  • payload that is, an OAM information storage area.
  • the device receiving this frame determines the frame type with reference to a predetermined Ether Type field value representing the OAM frame.
  • the payload portion of the OAM frame 4000 includes a code number OpCode 4100 indicating that it is a VSM frame, and other control fields 5200.
  • a part of the control field 5200 is used for failure notification in the PON section used in the present embodiment.
  • the route ID (ID for identifying the route and the parallel route) 5210 the contents of the instruction in this frame, that is, the current system due to the fact that the frame to be received in the current system cannot be received.
  • the failure flag 5220 for notifying the failure determination is included.
  • the field includes a failure level 5221 and an emergency level 5222.
  • the failure level is a field indicating the content of the failure detected by the OLT 210-W.
  • the contents of the fault include bit synchronization such as LOS (Loss of Signal), LOF (Loss of Frame), information related to success or failure of frame synchronization, transmission power fluctuation of ONU220-W, OLT side receiver (PD or APD)
  • LOS Liss of Signal
  • LOF Liss of Frame
  • the emergency level is considered to be low because there is a possibility of recovery in the short term.
  • Ethernet OAM abnormality notification the PON section communication alarm, and the correspondence between the PON device alarm and the urgency level (table configuration, not shown) ) Should be a changeable implementation.
  • FIG. 6 is a time chart for illustrating the effect of the present embodiment.
  • it is a time chart which shows the effect in this Embodiment at the time of comparing with a standard communication failure detection and path
  • the OLT 210-W actually receives the upstream frame, performs frame header processing, etc., and transfers the frame to the OAM-capable NE 200-Z.
  • T_forward of several tens of microseconds is required. Therefore, T_expect detects that the scheduled CCM frame does not arrive several tens of microseconds after the time when the OLT 210-W detects the failure.
  • failure detection is performed by the OLT 210-W.
  • the detection time can be extremely shortened as described above. Accordingly, in this example, the time from when the OLT 210-W detects a failure until it notifies the OAM-capable NE 200-Z of the failure is about several tens of microseconds, which is the time required for the frame transfer process. It is feasible.
  • T_forward is substantially equivalent to failure detection and notification frame transfer time. As a result, the detection time corresponding to T_wait can be shortened as compared with the standard path switching means. That is, the failure detection time T_wait2 shown in FIG. 3 is substantially equivalent to T_forward. This can be expected to further reduce the influence of communication failures on user data.
  • the difference in frame transmission / reception timing in the PON interval is within 125 microseconds of the period frame at the maximum due to the DBA mechanism.
  • FIG. 7 shows a device configuration diagram of a station side optical signal terminator (OLT).
  • FIG. 7 shows basic functional blocks of the active OLT 210-W.
  • the spare OLT 210-P has the same functional block configuration.
  • the OLT 210-W includes one or a plurality of packet network interfaces 710-1 to 710-n in its upper network side interface (SNI; Service Node Interface).
  • SNI network side interface
  • an Ethernet interface of 10/100 Mbps or 1 Gbps is often used.
  • the OLT 210-W is mounted on an Application Specific Integrated Circuit (ASIC) or a Field Programmable Gate Array (FPGA), and a plurality of OLT 210-W chips can be mounted on a case installed on the station side.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • an L2 switch (not shown) is provided in the subsequent stage of the plurality of interface boards on which the OLT chips 210-W are mounted.
  • a transfer form to the apparatus is conceivable.
  • the interfaces 710-1 to 710-n included in the OLT 210-W are connected to the L2 switch. It is connected to the OAM-capable NE 200-Z via the switch and the L2 interface.
  • the OLT 210-W and the OAM-compatible NE 200-Z can be directly connected.
  • user data is input to the SLT side interfaces 710-1 to 710-n of the OLT 210-W via the relay network 2000 (see FIG. 1) and the OAM-compatible NE 200-Z.
  • the received data is transferred to the downstream frame processing unit 721, where the packet header information is analyzed.
  • the destination ONU 220-W to which the received packet is to be transferred is determined based on the flow identification information including destination information, transmission source information, and path information included in the packet header. With the determination of the destination information, the header information of the received frame is converted and added as necessary.
  • a downlink path information database (DB) 7211 provided in the downlink frame processing unit 721 is referred to.
  • the downlink path information DB 7211 is a database for determining frame processing by using one or a plurality of parameters including header information VLAN ID and MAC address of a received frame as a trigger.
  • the downlink frame processing unit 721 changes the received frame to a frame format for PON section transmission according to the contents of header processing determined by referring to the downlink path information DB 7211. Specific processing when using G-PON (Non-Patent Documents 1 to 3) and Ethernet differs depending on the contents described in the route information DB 7211.
  • VLAN tag processing conversion, deletion, transparency, assignment
  • generation of a GEM header including a Port-ID set in the transfer destination ONU generation of a GEM header including a Port-ID set in the transfer destination ONU
  • encapsulation of the received Ethernet frame into a GEM frame etc.
  • the downstream frame processing unit 721 performs processing for transmitting the GEM frame generated here. This processing includes queuing and reading processing in consideration of frame processing priority, and downstream frame composition and transmission for the PON section.
  • G-PON there is a downlink frame transmission cycle every 125 microseconds, and at the beginning of the cycle (downlink frame), a downlink frame common header including a fixed pattern for synchronizing and capturing the downlink frame on the ONU side. is necessary.
  • a downstream frame is formed by inserting a plurality of GEM frames following this common header (Non-patent Document 3). Finally, the downstream frame read out by the transmission processing unit 723 is converted into an optical signal by the E / O processing unit 731 and transmitted to the ONU 220-W via the WDM 750 and the optical fiber 171-1.
  • the upstream signal processing is performed in the reverse order of downstream signal processing.
  • the upstream signal is transmitted from the ONU 220-W according to the timing designated by the OLT 210-W, and multiplexed in a time division manner on the optical fiber 171-1 where the optical signals are concentrated. Therefore, optical signals transmitted from individual ONUs 220 are in a burst form that is transmitted intermittently.
  • the optical signal received via the optical fiber 171-1 and the WDM filter 750 is obtained by clock synchronization and frame synchronization based on a fixed pattern called a preamble and delimiter added to the head of the burst signal received by the O / E unit 732 ( Frame end of PON section).
  • the clock extracted here is used for checking the operation of the PON system.
  • the frame start position (reception timing) obtained here must match the transmission instruction to the ONU 220 held in the DBA information DB 702 in the PON control unit 700 of the OLT 210-W. If a difference from the communication time instructed by the OLT 210 is observed as a result of the confirmation, the distance measuring unit 701 of the PON control unit 700 corrects the detected fluctuation value and determines whether or not to continue the operation. That is, when a fluctuation of a predetermined threshold or more is observed, the setting of the EqD information 7011 is corrected for the ONU 220 in the subsequent downlink frame, and the EqD setting value is also notified to the ONU.
  • the EqD information of each ONU 220 under the control of the OLT 210-W is held as EqD information 7011 in the PON control unit 700. If the setting value cannot be corrected, the ranging process is performed again on the ONU 220 according to the instruction from the distance measuring unit 701, and the EqD information 7011 is updated.
  • the EqD setting necessary for the end of the frame and the accompanying data reception is a parameter obtained as a result of the ranging process described in FIG.
  • the ranging process is performed by the distance measuring unit 701.
  • the upstream frame received by the O / E unit 732 is transferred to the upstream frame processing unit 741.
  • the header information of the uplink frame is analyzed, and the contents of header information processing and the transfer destination of the frame are determined.
  • the transfer destination at this time can be determined by referring to the uplink path information DB 7411.
  • the header processing content and the frame transfer destination it can be determined by referring to the L2 header information of the frame, but capsule header information for PON section transmission is an important parameter here.
  • capsule header information for PON section transmission is an important parameter here.
  • Port-ID information assigned to each ONU it is common to use one or more Port-ID information assigned to each ONU as a header processing content and a frame transfer destination determination trigger.
  • the GEM header information and the L2 information can be combined to serve as a trigger for searching the route information DB 7411.
  • the uplink route information DB 7411 can also include the processing content of the L2 header information.
  • the packet format of the GEM frame becomes unnecessary after the upstream frame processing unit 741 terminates the GEM frame.
  • the payload information carried in the GEM frame is used when the transfer information is reconstructed in order to send it from the SNI side interface 710 inside the upstream frame processing unit 741.
  • the upstream frame processing unit 741 converts information received in the GEM frame format into a format (Ethernet in the present embodiment) according to the packet transfer protocol, and transfers the converted information to an SNI (Service Node Interface) interface 710.
  • SNI Service Node Interface
  • the upstream frame processing unit 741 processes L2 header information (such as manipulation of VLAN information) based on the header information of the GEM frame. Also, a header (internal header) for internal processing such as identifying the user (ONU 220) inside the apparatus is inserted, and after adding and changing necessary information, a frame is transmitted. When sending a frame, the internal header used for processing inside the device is deleted, and if an error is found in the frame information due to a transmission error, etc., the Ethernet frame is changed by performing necessary processing such as correction. Shape it.
  • the upstream frame is transmitted via the SNI side interfaces 710-1 to 710-n. Thereafter, the data is transmitted to the OAM-capable NE 200-Z via a relay device such as an L2 switch (not shown) outside the OLT 210-W or directly.
  • OAM information (OAM frame) processing in the OLT 210-W will be described.
  • the OAM-compatible NE200-Z can be connected to the OLT210-W and the OAM that can be connected by an in-device bus even if a general-purpose protocol such as Ethernet is used via the SNI side interfaces 710-1 to 710-n. It is also possible to adopt a device configuration in which the corresponding NE 200-Z is integrated.
  • a description will be given assuming a configuration connected by Ethernet according to the configuration of the first embodiment. Further, in the first embodiment, it is assumed that the VSM frame of Ether OAM is used for notification of a failure state from the OLT 210 to the ONU 220 as shown in FIG.
  • the connection status in the PON section it is possible to refer to the CCM frame of the Ether OAM as in the monitoring method between the OAM compatible NEs 200-A and 200-Z, or to monitor all frames transferred in the PON section. realizable. Whichever is used, communication abnormality detection using the DBA function, which is a unique function of the PON, is performed as a communication status monitoring unit in the PON section. Therefore, first, the former case will be described as an example, and then the embodiment will be described by taking the latter as an example.
  • the reception processing unit 721 recognizes that the received frame is an OAM frame from the L2 header information of the frame.
  • the OAM frame is transmitted from the OAM-capable NE 200-A at a transmission interval and transmission timing unique to each system.
  • the OLT 210-W When some trouble occurs in the working path 2010-W and the upstream communication becomes impossible, the following operation is performed.
  • the OLT 210-W does not receive an upstream signal at the timing according to the OAM information 703
  • the OLT 210-W issues a LOS alarm according to the PON system regulations. Even when the LOS alarm does not occur, there may be a case where the CCM frame cannot be correctly captured. For example, when arrival cannot be confirmed at the predicted time, in such a case, it is considered that some abnormality has occurred in the uplink communication function on the route.
  • the CCM frame reception interval is set in the OAM information DB 703, and the upstream frame transmission timing is indicated by the OLT 210-W in the PON section, which is correctly indicated by the PON control unit 700. is doing. Therefore, in addition to the change in the optical signal arrival timing, which is observed due to the expansion and contraction of the optical fiber due to temperature fluctuations, the reception timing of the OAM frame (CCM frame) is abnormal in normal operation. It's hard to think. Accordingly, in the OLT 210-W, the PON control unit 400 detects an abnormality on the route by observing the arrival timing of the OAM frame in addition to the arrival timing of the upstream frame from each ONU 220-W. Can do.
  • the setting of the CCM transmission / reception timing for the OLT 210 can be performed by a method of notifying from the OAM compatible NE 200-A or 200-Z, or a method of setting directly to the OLT 210 by the administrator. In the present embodiment, since these means are not related to the essence of the invention, the description thereof is omitted.
  • This function path monitoring function using an OAM frame determines whether or not the uplink frame reception control unit 741 in the OLT 210 is an OAM frame, notifies the PON control unit 700 of the arrival timing, and further determines the OAM timing. This can be realized by referring to the OAM information 703 in the control unit 706 and confirming the success or failure of the timing.
  • the first (individual) OAM frame is not required to confirm the arrival status of a plurality of OAM frames (CCM frames). From the arrival status of the (CCM frame), it is possible to detect an abnormal state occurring on the route.
  • the OLT 210-W that has detected the path abnormality transmits a frame (switching application frame) 1501 for notifying the abnormality to the OAM-compatible NE 200-Z.
  • the upstream frame processing unit 741 in accordance with an instruction from the delay control unit 706, the upstream frame processing unit 741 generates a switching application frame 1501 for failure notification for the OAM-capable NE 200-Z.
  • the switching application frame generated here is notified to the OAM-capable NE 200-Z through an appropriate interface among the interfaces 710-1 to 710-n.
  • the OAM-capable NE 200-Z detects a path failure by receiving the switching application frame 1501
  • the OAM-capable NE 200-A is opposed to each other via the PON sections (OLT 210-P and ONU 220-P) constituting the standby system.
  • a path switching request (preliminary distribution request) 321 is transmitted to
  • FIG. 8 is a flowchart at the time of OAM frame processing in the upstream frame processing unit 741 of the OLT 210-W.
  • the upstream frame processing unit 741 of the OLT 210 receives the upstream frame (S201), it determines whether it is an OAM frame or a normal data frame (S202). At this time, if it is an OAM frame, the type and reception timing of the OAM frame are recorded and notified to the PON control unit 700 (S203). In addition to notifying the PON control unit 700 of the OAM frame transfer status, the OAM frame transfer status is sent to the transmission processing unit 423 in order to transfer the frame itself to the OAM compatible NE 200-Z.
  • the reception frame determination S202 when it is determined that the data frame is used, normal transfer processing is performed.
  • the frame received by the upstream frame processing unit 741 is not limited to the OAM frame and the data frame, but the control frame in the PON section (for example, assuming the case of G-PON, PLOAM Also included are (Physical Layer OAM) messages, various ONU control requests, and OMCI (ONU Management and Control Protocol), etc.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the flow of control signals in the PON control unit 700 of the OLT 210-W.
  • the control frame information is acquired from the upstream frame processing unit 741 (S301), it is determined whether or not the frame is an OAM frame (S302). If it is an OAM frame, a part or all of the information is notified to the path redundancy system delay control unit 706 provided in the PON control unit 700 (S303). If the frame is not an OAM frame, the frame information from the reception processing unit 711 includes a bandwidth request from the ONU 220-W, OMCI information for ONU control, and the TC layer and optical layer of the ONU. Including PLOAM messages for maintenance management.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the delay control unit 706 of the OLT 210-W. This figure relates to processing S801 and switching application 1501 in the sequence diagram of FIG.
  • the OAM frame information is acquired from the upstream frame processing unit 741 by the process of FIG. 9 (S601)
  • the OAM frame type and the reception timing of the frame are extracted (S602). Further, it is determined whether or not the acquired OAM frame is a CCM frame (S603). If it is a CCM frame, the frame arrival time is compared with the OAM information DB 703 provided in the apparatus (S606). -It is confirmed whether or not the CCM frame can be received at a regular timing according to the queue setting (S607).
  • This confirmation process can be realized by comparing the setting information of the OAM information database 703 provided in the OLT 210 with the reception time and path information of the CCM frame. If it is confirmed in step S607 that the frame has been received at regular timing, the frame is transferred to the OAM-capable NE 200-Z that is the destination termination device (S609). Thereafter, the system operating status obtained by the OAM, that is, the parameter related to the communication status in the monitoring target route is recorded in the OAM information database 703 (S610). Specific parameters include, for example, the target route identifier, the type of the OAM frame that has been confirmed to be received, the time at which the reception of the OAM frame has been confirmed, and the like.
  • step S607 if it is not confirmed in step S607 that it has been received at the regular timing, a switching application frame is generated (S608).
  • the switching application frame is notified to the OAM-capable NE 200-Z via the upstream frame processing unit 741.
  • step S603 if the acquired OAM frame is an OAM frame other than the CCM frame, the basic processing flow executes processing according to the OAM processing specification of Non-Patent Document 5. Specifically, referring to the OAM information database 703 set for each OAM type in the OLT 210, it is determined whether the received OAM frame passes the correct route or includes correct information. Confirmation and further necessary actions are performed (S605).
  • FIG. 11 is a flowchart showing another method of realizing the operation of the (communication abnormality detection) delay control unit 706 for sending a switching application in the OLT 210.
  • This figure like FIG. 10, relates to the processing S801 and the switching application 1501 in the sequence diagram of FIG.
  • the processing procedure shown in this figure is not a communication abnormality detection using an OAM frame as described in FIGS. 8 to 10, but a procedure for detecting a communication abnormality in the PON section for all upstream frames. is there.
  • the delay processing unit 706 acquires information related to the upstream received frame received by the upstream frame processing unit 741 (S701).
  • the information related to the frame mentioned here can include indirect information indicating the system operating state such as the frame reception time in addition to the direct information indicating the type (content) of the frame itself.
  • the frame reception time in the acquired information is compared with the DBA information database 702.
  • the DBA information database 702 stores uplink frame transmission time slot information notified from the OLT 210 to the ONU 220 (see FIG. 12). Therefore, by using the DBA information database 702, it can be confirmed whether or not the frame is received at regular timing (S703). For determining whether or not it is a regular timing, for example, if it can be confirmed within a threshold range consistent with the parameters described in the DBA information database 702, it can be determined as a regular timing.
  • the delay processing unit 706 When a considerable discrepancy exceeding a predetermined threshold is observed in comparison with the normal timing in step S703, the delay processing unit 706 generates a switching application frame 1501 (S707), and the upstream frame processing unit The notification is sent to the OAM-capable NE 200-Z via 741. For frames received at regular timing, processing corresponding to the frames may be performed. Steps S704 and after show an example of the processing procedure. When the received frame requests some correspondence to the OLT 210, that is, regarding the ONU control information and the bandwidth request information from the ONU, the PON control unit 700 performs a countermeasure.
  • the processing required by the OAM frame is performed (S705), and information such as the reception time and OAM frame type is stored in the OAM information database 703 as in FIG. Record for status confirmation (S706).
  • the OAM-related processing can include OAM processing described in Non-Patent Document 5, such as LB (Loop Back) processing and LT (Link Trace) processing.
  • the delay processing unit 706 sends a frame that needs to be transferred to the OAM-capable NE 200-A, 200-Z, or ONU 220 in step S708. That is, examples of the frame considered here include transmission of a switching application frame 1501, transmission of an uplink or downlink OAM frame, and transfer of a user data frame. According to this method, the communication state in the PON section is constantly monitored, and it becomes possible to quickly cope with a communication failure of the PON.
  • FIG. 12 shows a configuration example of the DBA information database 702 included in the OLT 210.
  • the basic configuration of this database includes a bandwidth control identifier 1610 for indicating a bandwidth control unit, an upstream frame transmission start time 1620 calculated and determined for each bandwidth control identifier 1610 (by the PON control unit), and transmission from the start of transmission. It includes a communication time 1630 indicating the communication continuation time until the end, and other flag information 1640.
  • the transmission timing control ID is called Alloc-ID (Bandwidth Allocation ID) in G-PON.
  • Alloc-ID Bandwidth Allocation ID
  • One or a plurality of parameters can be set for each ONU.
  • the upstream frame bandwidth request transmitted from the ONU 220 is processed in units of Alloc-ID.
  • the ONU 220 to which a plurality of Alloc-IDs are assigned can transmit a plurality of bandwidth requests to the OLT 210 for each DBA cycle.
  • the frame reception timing of the frame received by the upstream frame control unit 741 is compared with the DBA information database 702 in this figure to check whether the ONU 220 is operating correctly. Based on the result, the presence or absence of communication abnormality is determined.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a procedure for generating a switching application frame 1501 in the path switching sequence of FIG.
  • the identifiers of the active route 110-A (2010-W) and the standby route 120-A (2010-P) shown in FIGS. 1 and 2 are communication protocols used between the OAM-capable NEs 200-A and 200-Z. A plurality of identifiers can be selected.
  • a network configuration using Ethernet is assumed.
  • VLAN ID may be most commonly used as a route ID.
  • a combination of a plurality of VLAN IDs or a combination of a VLAN ID and an MPLS label is also applicable.
  • the VLAN ID is used as the identifier of the monitoring path.
  • the ONU that detected the failure from the received frame (actually Alloc-ID, but the ONU-ID and Alloc-ID are The route ID (the VLAN ID in this case) formed by the ONU can be specified (S901) is extracted. This is inserted as a route ID in the switching application frame of FIG.
  • the OLT 210 determines an emergency level indicating the failure level and the importance of the response request when necessary. In determining these levels, the contents of the contract with the customer associated with the route ID and the route failure status are taken into consideration. For example, when the route ID accommodates an important customer, or when communication abnormality from a plurality of ONUs 220 is detected and it is assumed that there is a failure in the backbone part of the working route, the emergency level is set high.
  • a switching application frame in which the above parameters are inserted is generated, the frame is transmitted to the OAM-capable NE 200-Z via the upstream frame processing unit 741, and a series of processing ends.
  • FIG. 14 shows a configuration diagram of the OAM-capable NE 200.
  • the OAM-capable NE 200 is installed at both ends of the protection section, defines a protection section, and determines a use route with reference to header information for a packet passing through the section.
  • the OAM-capable NE 200-Z includes interfaces 1210-1 to 1210-x on the optical access system side, input / output processing unit 1230, switch unit 1250, interfaces 1220-1 to 1220-y on the relay network 2000 side, and input / output processing.
  • a unit 1240, a CPU 1280, and a memory 1290 are provided.
  • the OAM-capable NE 200-A may change the connection destination of the interface between the optical access side and the relay network side. Since both have the same functional configuration, here, description will be made on the assumption that the OAM-capable NE200-Z is taken as an example.
  • the OAM-capable NE 200-Z periodically receives the CCM frame from the OAM-capable NE 200-A using the upstream frame in the PON section. In the working path 2010-W, a frame that has passed through the PON section is received by any of the interfaces 1210-1 to 1210-x of the OAM-capable NE 200-Z.
  • the OAM-capable NE 200-Z refers to the information included in the OAM frame and grasps the path state.
  • Packets received by the interfaces 1210-1 to 1210-x are transferred to the input / output processing unit 1230.
  • the input / output processing unit 1230 temporarily stores it in the frame buffer 1232 for packet transmission control such as header processing and prioritization.
  • the frame analysis / generation unit 1231 checks header information and performs processing (conversion, transparency, addition, deletion, etc.) of header information triggered by a parameter included in the header.
  • the path information DB 1294 set in the OAM-compatible NE 200-Z is referred to.
  • the input / output processing unit 1230 accesses the memory 1290 for referring to the route information DB 1294, but a part of the route information may be held in the input / output control unit 1230 depending on the convenience of implementation. . In any case, the flow of operation does not change.
  • this embodiment shows an example in which a bus 1270 is used for exchanging signals in the apparatus.
  • the frame processed by the frame analysis / generation unit 1231 so as to have appropriate header information for the transfer destination is sent to the switch unit 1250 for transfer toward the destination route.
  • each frame is transferred to a route corresponding to each destination. After being transferred to each route, the frame is queued and, if necessary, header information is confirmed and changed according to the priority and route information of each route.
  • the functions for performing these processes are the frame analysis / generation unit 1241 and the frame buffer 1242 installed on the transmission side.
  • the frame read by the input / output processing unit 1240 is sent to the outside via the interfaces 1220-1 to 1220-y.
  • the input / output processing unit 1230 determines whether the frame received by the interfaces 1210-1 to 1210-x is an OAM frame (for example, the CCM frame 301-1) in the reception frame analysis / generation unit 1231. If the frame is an OAM frame corresponding to the management target route of the OAM-capable NE, the redundant route ID and the transmission timing ID included in the frame are extracted, and the information is stored in the OAM control in the memory 1290. Section 1291 is notified. The OAM control unit 1291 performs a series of processes for confirming the arrival sensation for the CCM frames from both paths and confirming the communication status in each path.
  • OAM control unit 1291 performs a series of processes for confirming the arrival sensation for the CCM frames from both paths and confirming the communication status in each path.
  • the OAM control unit 791 When the OAM control unit 791 receives the OAM frame from the input / output processing unit 1230, the OAM control unit 791 confirms the OAM type, refers to the parameters set in the system for each OAM function, and reads the OAM state management database ( DB) 1292 is searched. If any abnormality is found on the route as a result of the collation, an alarm is issued according to the standardization recommendation (Non-Patent Document 5).
  • the OAM frame used for monitoring the path connecting the OAM-capable NE 200-A and 200-Z is terminated by the OAM-capable NE 200-Z, if the received frame is an OAM frame, The frame is transferred to the memory 1290, and the OAM frame is analyzed in the memory 1290. At this time, the data is not transferred to the switch unit 1250. Even when the switching application frame transmitted from the OLT 210 is executed in the format of the VSM frame of Ether OAM, since the frame falls into this category, the processing is the same. For example, assuming a frame configuration based on a VSM frame (see FIG.
  • the OAM state management DB 1293 is configured to reflect it.
  • the OAM-capable NE 200 executes the processing as soon as the route to be sent and the processing content received for each OAM frame are determined. That is, when the switching application frame is received, the use status of the redundant path on the own apparatus side is immediately changed, and the path switching is notified to the opposing OAM-capable NE.
  • the notification frame is generated in the memory 1290, transferred to the input / output processing unit 1240, and transmitted via the transmission interface 1220 and the transmission line 1261.
  • the transmission interface 1220 and the transmission line 1261 may use the same medium as the input interface 1210 and the input line 1260 as physical lines.
  • Non-Patent Document 5 it is held in the OAM state management DB 1292 of the OAM-capable NE 200-A and 200-Z that is referred to in order to detect an abnormality in the reception interval of the CCM frame.
  • OAM information The OAM information is updated at regular intervals as the OAM frame is received, and the latest status of the system can be referred to by referring to the OAM state management DB.
  • the OAM setting information is usually an operation rule set by an operator and hardly changes dynamically. For example, the registration of the maintenance management section used for collation of the CCM frame is set in the CC database (CCDB) 1293.
  • the OAM control unit 1291 After receiving by the reception processing unit 1241, whether or not the correct CCM frame conforms to the setting is received.
  • the OAM control unit 1291 extracts various maintenance management parameters contained in the frame and confirms them by collating with the CCDB 1293. For the correct frame, each parameter is stored in the CCDB.
  • the OAM state management DB 1292 has a meaning close to that of the CCDB 1293, but a database for managing OAM information other than the CCM may be considered as the OAM state management DB 1292.
  • the failure switching trigger is triggered by the reception of the switching application frame transmitted from the OLT 210 without taking a waiting time based on the CCM frame transmission interval. By using this method, the waiting time required for confirming the states of a plurality of CCM frames is usually unnecessary, and in the protection switching of optical access to which this embodiment is applied, it is possible to prevent a path failure. A much quicker response is possible.
  • FIG. 15 is a flowchart showing frame processing in the input / output processing unit of the OAM-compatible NE.
  • the input / output processing unit 1230 or 1240 determines whether the frame is an OAM frame or a normal data frame (S402). At this time, if it is an OAM frame, the input / output processing unit 1230 or 1240 records the type and reception timing of the OAM frame and notifies them to the OAM control unit 1291 (S403). If the input / output processing unit 1230 or 1240 determines that the frame is a data frame in the received frame determination S402, the input / output processing unit 1230 or 1240 performs the header processing of the frame and the transfer to the switch 1250 to perform the normal transfer process (S404). .
  • FIG. 16 is a flowchart showing an OAM frame (process including a failure notification frame) process in the OAM control unit of the OAM-capable NE.
  • the OAM control unit 1291 starts processing in accordance with a constant cycle, a trigger input from an administrator or the like, or a trigger activated by OAM frame reception.
  • the OAM control unit 1291 monitors the reception status of the received frame information from the input / output processing unit 1230 (S501), and confirms whether or not an OAM measurement frame is received. If received, the OAM control unit 1291 extracts the OAM frame type and reception timing (S503), and confirms whether the frame is a CCM frame or another OAM frame (S504).
  • the failure notification frame is included in other OAM frames.
  • the OAM control unit 1291 obtains frame information, and then checks whether it is a regular frame according to the setting of the redundant system (S506). For example, in the case of a CCM frame, it is confirmed from the parameters described in the CCDB 1293 whether or not a predetermined time has elapsed from the predicted time for receiving the frame (S505). Information contained in the frame is extracted (acquired) and confirmed (S506). If the OAM control unit 1291 receives a CCM frame different from the path setting status in step S506, it issues an error indicating that fact (S511) and ends the process.
  • the OAM control unit 1291 stores the received information such as the path ID included in the frame and the reception time of the frame in the CCDB 1293 (S507).
  • the OAM control unit 1291 collates with the database (S508), checks whether or not it is a regular frame (S509), and registers it in the OAM DB ( The same processing is performed for S510).
  • the processing when an OAM frame other than CCM is received is followed.
  • FIG. 17 shows a configuration example of the CCDB 1293 provided in the OAM compatible NE 200-Z.
  • the CCDB 1293 has a large CCM frame arrival time 1401 calculated from the CCM frame transmission cycle setting, a time 1402 when the CCM frame is actually received, and a deviation from the predicted time of the CCM frame arrival time. 1403 and other CCM frame information 1404.
  • the other CCM frame information 1404 includes, for example, information for route monitoring such as VLAN tag information, MEG (Maintenance Entity Group) level, MEG ID, and MEP (MEG End Point) ID specified in Non-Patent Document 5. Can be included.
  • the upper limit of the number of entries is determined in terms of implementation, and information is sequentially rewritten with a certain number of entries.
  • One is a method of sequentially overwriting from a specific entry when a new CCM frame is received.
  • a management timer is provided for each entry, and when the timer reaches a predetermined count, the entry is deleted, so that information is written in an empty entry when a new frame is received. Is the method.
  • this entry management is not mentioned. Basically, entry management may be considered to be managed by using aging processing or the like in the same way as MAC address learning processing generally used in the Ethernet network.
  • the difference in the detailed method of table operation is not an essential point, and the description is omitted.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of a specific procedure for the standby distribution request generation process S803 in the basic switching sequence of FIG. In this figure, how to determine the route ID and the switching flag will be described by taking as an example a case where a communication failure is detected in the upstream signal of the working route.
  • a route switching application 1501 is received from the OLT 210 constituting the active route (S1001)
  • the OAM-capable NE 200-Z determines that a communication failure has occurred in the route.
  • the OAM-capable NE 200-Z extracts the path ID from the received switching application frame and specifies the logical ID of the fault path (S1002). As this ID, for example, a VLAN ID can be used as described in FIG.
  • the OAM-capable NE 200-Z confirms the communication status in the route (S1003).
  • the communication status is route usage information indicating whether the active route is used or the backup route is used for each of the upstream communication and the downstream communication for each route ID. That is, the OAM-capable NE 200-Z has a path identifier corresponding to the switching Flags 4220 shown in FIG.
  • FIG. 19 shows a processing procedure from a state in which both the active system and the standby system are operating normally and an active system failure is detected for the first time in the OAM-capable NE200-Z.
  • a series of processing from steps S1001 to S1003 corresponds to the processing of S802 described with reference to FIG.
  • the OAM-capable NE 200-Z After detecting a failure, the OAM-capable NE 200-Z immediately updates the table (communication status management DB 1295) indicating the communication status and starts a path switching process (S302).
  • route usage information 1920 indicating the used route is designated.
  • the method is as shown in this figure. Briefly, the flag of the path (including the communication direction) where the failure is detected is set to “OFF”, and the flag of the path used after switching is set to “ON”. For example, in the case of this figure, by changing the flag that was “1100” in the normal state to “0110”, it is possible to specify that the standby system is used for uplink communication and the working system is used for downlink communication. . It is not always necessary to use the same route for upstream and downstream bidirectional communications.
  • the OAM-capable NE 200-Z determines the switching flags 1920 of FIG. 4 in the same manner as the updated route usage information in the communication state management DB 1295 (S1005), and sets the standby delivery request frame 321 in which the route ID and the switching flags 4220 are set. Generate and send it (S1006).
  • the processing from steps S1005 to S1006 corresponds to the processing of S803 described with reference to FIG.
  • FIG. 19 shows a configuration example of the communication status management database 1295 held in the OAM-compatible NE 200-Z.
  • This table includes a route ID 1910, route use information 1920, a communication status flag 1930, and other route information 1940.
  • the route ID 1910 is an identifier for managing the user flow. Since this route ID indicates the user ID itself in that sense, the priority and the contract bandwidth vary depending on the contract. Accordingly, in the figure, as an example, the other route information parameter 1950 includes a priority.
  • the route use information 1920 is information about a communication status for indicating a combination of routes respectively used for uplink and downlink communications with the corresponding route ID 1910.
  • Route_1 the active system is used for both uplink and downlink
  • Route_2 indicates a case where the standby system is used for uplink communication and the active system is used for downlink communication.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the operation of the backup OLT 210-P that has received the backup delivery request frame of FIG.
  • the standby OLT 210-P receives the standby distribution request (that is, distribution path switching notification) (S2001), it confirms the communication band increase amount in the standby path necessary for continuing the communication of the path ID (S2001). S2002).
  • the amount of bandwidth for this can be notified using the standby distribution request frame 321.
  • a part of the Others field can be easily realized by using it to notify the bandwidth request amount.
  • the OAM-capable NE 200-Z Since the communication band corresponding to the route ID is grasped in the communication status management database 1295 in the OAM-capable NE 200-Z that is the receiving end of the protection section, the OAM-capable NE 200-Z provides a backup to the OLT 210-P. It is efficient to notify the necessary bandwidth at the same time as the distribution request. After confirming the bandwidth amount, the OLT 210-P allocates the bandwidth to the ONU 220-P (S2003). In the PON, since the upstream band is always transmitted in accordance with the communication permission from the OLT 210, in this figure, the bandwidth allocation is performed simultaneously with the standby distribution request without waiting for the bandwidth request from the ONU 220-P.
  • the bandwidth allocation may be performed after a bandwidth request from the ONU-220P is waited for. Almost simultaneously with the bandwidth allocation, the standby delivery request frame 321 received from the OAM-capable NE 200-Z is transferred using a downlink communication frame to notify the OAM-capable NE 200-A (S2004). Since steps S2004 and S2003 proceed almost simultaneously, depending on the frame processing status inside the OLT 210-P, step S2003 may be performed first.
  • the OAM-capable NE 200-A that has received the standby distribution request frame 321 interfaces the signal transmission interface toward the OAM-capable NE 200-Z at the switch 250-A with respect to the route ID specified in the standby distribution request frame 321. Change from 251 -W to interface 251 -P.
  • the OAM-capable NE 200-A Since the route ID that needs to be switched is specified in the standby delivery request frames 321 and 322, when receiving this frame, the OAM-capable NE 200-A receives this frame ID from the current route 2010-W. No data is sent out. In addition, there is a failure in communication on the working path identified by the path ID, and even if the OAM-capable NE 200-A is instructed to switch via the working paths OLT 210-P and ONU 220-P, It is unclear whether the signal is transmitted normally. Therefore, basically, the standby delivery request frame 321 may be sent only to the standby system. In principle, the notification may be performed using a route that has been confirmed to have a good communication status between the OAM-capable NEs 200-A and 200-Z. Of course, there is no particular operational problem even if the data is sent to both paths.
  • an uplink frame including information 4222 and 4224 regarding downlink communication may be transmitted to the OAM-capable NE 200-Z.
  • FIG. 4 shows all combinations of routes used in the uplink direction and the downlink direction in order to simplify the correspondence with FIG. 19 and the explanation.
  • the failure was judged.
  • a method using only the DBA function is also possible.
  • the DBA confirms only the data transmission timing from the ONU 220 existing under the OLT 210-W. Therefore, whether or not the communication in the PON section is normal can be determined by determining whether the reception timing conforms to the DBA control regardless of whether the content of the upstream data frame in the PON section is an OAM frame or a user data frame. Therefore, as a second embodiment, when an abnormality in the upstream frame reception timing is detected in the OLT 210-W, a switching application frame may be immediately sent to the OAM-compatible NE 200-Z.
  • a method of adjusting EqD setting or reranging is cited.
  • a method of triggering a switching application frame transmission trigger when the reception timing is shifted beyond a certain value (number of bits or time), or more EqD readjustment more than a certain frequency A method for triggering a switch request frame transmission trigger when a process occurs, a method for triggering a switch request frame transmission trigger when re-ranging occurs, and a switch request when re-ranging occurs at a certain frequency
  • a method of activating a frame transmission trigger is possible.
  • the essential part of the present embodiment is that when the OLT 210-W determines whether or not a switching application frame transmission trigger is necessary, it detects an abnormality in the direct path based only on confirmation of the reception data timing (ie, DBA operation status). There is in point to do.
  • the first embodiment by selectively extracting an OAM frame, a switching application frame is transmitted from the OLT 210-W to the OAM-compatible NE 200-Z after the operation is surely confirmed to be abnormal. It will be. Therefore, it is possible to speed up detection while using a standardized frame format, and to prevent an unnecessary (wrong) switching application frame from flowing between both apparatuses.
  • the OLT 210-W does not need to add a function for processing the Ethernet OAM, and supports OAM at the fastest timing when a communication abnormality in the PON section is detected. A switching request can be notified to the NE 200-Z.

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Abstract

　経路障害時の切替え処理をより迅速に実施し、プロテクション対象区間における現用系経路から予備系経路へのトラフィック移行期間におけるパケット廃棄数を低減する。　ＯＬＴ２１０－Ｗは、ＰＯＮ区間のＤＢＡ情報を参照し、ＣＣＭフレ－ムを受信すべきタイミングで当該フレ－ムを受信できなければ、経路上に障害が発生していると判断し（Ｓ８０１）、異常を通知するための切替え申請フレーム１５０１をＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ送信する。ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚは、ＰＯＮ区間における障害発生をほぼリアルタイムにモニタリングし、切替え処理を開始し（Ｓ８０２）、予備系配信要求３２１を生成及び送出する（Ｓ３０２、Ｓ８０３）。ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａは、通信経路をＯＬＴ２１０－Ｐを経た予備系に切り替える。

Description

通信システム、加入者収容装置及び通信方法
　本発明は、通信システム及び通信装置に係り、特に、現用系通信経路と予備系通信経路との切替において発生する通信途絶時間を短縮し、通信システム及び通信装置の可用性を向上するための通信システム及び通信装置に関する。
　一般に、ブロ－ドバンド需要の高まりとともに、ユ－ザ向けアクセス回線はＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ）などの電話回線をベ－スとする通信技術に代わり、光ファイバを用いた大容量アクセス回線の導入が進んでいる。現在、光アクセス回線には、回線敷設コスト及び保守管理コストの点から、複数の加入者で光ファイバを共有することのできるＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ：受動光網、パッシブ光ネットワ－ク）システムが多く利用されている。複数のユ－ザと局舎との間に流れるトラフィックを多重して、局舎側で集中的に接続状況及び帯域利用状況を管理できるＰＯＮシステムは、今後の加入者回線サ－ビスにおける主要技術のひとつである。
　国際標準化団体の一つであるＩＴＵ－Ｔ　（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｏｎ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ　Ｓｅｃｔｏｒ）において、Ｇ－ＰＯＮ　（Ｇｉｇａｂｉｔ　ｃａｐａｂｌｅ　ＰＯＮ）システムが規定されている（非特許文献１～３）。２００６年には多くのベンダがＧ－ＰＯＮ製品の市場への提供を開始し、同時に各国のキャリアはＧ－ＰＯＮ採用による光アクセスサ－ビスを開始している。また、一部のキャリアは別の国際標準化団体であるＩＥＥＥ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，　Ｉｎｃ．）で規定されたＧＥ－ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）　ＰＯＮ）（非特許文献４）を用いて光アクセスサ－ビスを提供中である。
　伝送網においては、既存のＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ：同期光伝送網）／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ：同期デジタル・ハイアラ－キ）技術やＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｅ：非同期転送モ－ド）技術に変えて、ＥｔｈｅｒｎｅｔやＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）等のパケット通信技術への移行が検討されている。パケット通信網では、ヘッダとペイロ－ドから構成されるパケットフォ－マットを構成し、ヘッダ部に含まれる宛先ＩＤ及び送信元ＩＤ、並びに関連する経路制御情報等に基づいて、パケット毎に中継装置が処理する。このときの通信形態は、既存の同期網やＡＴＭ網のように静的に設定された経路を用いて信号を送受信する方式ではなく、パケット毎に通信経路が異なる通信方式である。経路の一部に着目すると、同じヘッダ情報を持つ一連のパケットが経路を占有することがなく、それぞれ異なるヘッダ情報を持つ複数のパケットが経路上に同時に存在する。
　現在、通信網は社会インフラとして不可欠な存在になりつつある。その普及と共に通信サ－ビスの低価格化が求められるようになってきている。この流れにおいて、光アクセス網とパケット通信網を組み合わせる形でインフラを構成する、という考えに至ることは、ほぼ自明と思われる。一方で、インフラを提供するためには高い安定性が求められる。但し安定性を向上するための保守管理機能の開発はコスト拡大の要因となる。
　低価格化の実現と高安定性の確保という相反する要求に対応するための一つの方法として、パケット通信における経路を擬似的に保守管理するため、ＥｔｈｅｒｎｅｔにおけるＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、ＭＰＬＳにおけるＬＳＰ（Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈｅｄ　Ｐａｔｈ）を設定して、その接続性を管理する方法が検討されている。パケット通信網上に、擬似的にパスを設定し、そのパスを保守管理するという考え方は、既存網との共存及び既存網からの移行に際して有用な考え方である。その代表例として、イ－サＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）技術が挙げられる（非特許文献５）。更に、イ－サＯＡＭをベ－スとしたプロテクション切替え技術（非特許文献６）が標準化されている。
ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｇ．９８４．１, "Ｇｉｇａｂｉｔ－ｃａｐａｂｌｅ　Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（Ｇ－ＰＯＮ）:　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ" ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｇ．９８４．２, "Ｇｉｇａｂｉｔ－ｃａｐａｂｌｅ　Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ　（Ｇ－ＰＯＮ）:　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｍｅｄｉａ　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　(ＰＭＤ)　Ｌａｙｅｒ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ" ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｇ．９８４．３, "Ｇｉｇａｂｉｔ－ｃａｐａｂｌｅ　Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ　（Ｇ－ＰＯＮ）:　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ　Ｌａｙｅｒ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ" ＩＥＥＥ　８０２.３－２００５,"ＩＥＥＥ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｆｏｒ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ－Ｌｏｃａｌ　ａｎｄ　Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ－－Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　Ｐａｒｔ　３:　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｗｉｔｈ　Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　(ＣＳＭＡ／ＣＤ)　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｌａｙｅｒ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ" ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｙ．１７３１，　"ＯＡＭ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｆｏｒ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｂａｓｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ" ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｇ．８０３１／Ｙ．１３４２，　"Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ" ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｇ．８０２１，　"Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｂｌｏｃｋｓ"
　パケット通信網は、現段階では、装置同士が自律的に動作することにより網構成を自在に変更することが可能である反面、経路の安定性という点で同期通信網に及ばないとされる。社会インフラとしての通信網には、耐障害性の点で柔軟な対応が必要であるが、一方で通信事業者が保守管理するための経路設定が可能であること、更に障害に至る瞬間までの動作の安定性（継続性）が求められる。これらは、通常、互いに相反する要求と言える。
　従来の同期通信網では、経路上を流れる情報は電話音声デ－タとデ－タサイズの小さいＷｅｂデ－タであり、網全体を流れるトラフィックが少なかった。また音声デ－タは短時間（例えば、５０ｍ秒程度）で切替えが完了できれば、ユ－ザが経路障害を認識することが無い。
　現在では、音声に変えて映像デ－タの割合が高まり、高画質化の進展と相まって、受信情報の乱れをユ－ザがリアルタイムに認識できる。またＷｅｂ等からダウンロ－ドされるデ－タ量も大きく、回線帯域が広くなったことにより、一部のパケット送信の失敗が送信時間の肥大化として、やはりユ－ザが感覚的に認識できる状況になっている。
　パケット通信網において現用系から予備系に通信経路を切替える際、経路状況を確認するための保守管理パケット（ＯＡＭパケット）を解析するためには、一定の時間を必要とする。使用中の経路に通信障害が発生した場合、制御パケット解析と経路切替え処理に要する時間には、一時的に経路が存在しない状況になり、一部のパケットが廃棄される可能性があるという結果となる。
　また、ＰＯＮを伝送路に含むアクセス区間冗長化構成においてプロテクション切替えを実施するにあたり、プロテクション区間が比較的長い距離に渡る場合には、パケット伝送網（例えばイ－サネット（登録商標））ＯＡＭの切替メカニズムの特性により、経路状況を確認するために経路上を通過する制御パケット（ＯＡＭパケット）を解析するため一定の時間を必要とする。そのため、一方の経路における通信障害を検知してから経路切替が完了するまでの処理時間が距離に応じて長くなる傾向がある。この切替処理時間内は、プロテクション区間は通信途絶状態になっているため、障害発生時刻から切替完了時刻までに送信されたパケットは当該区間内で廃棄される可能性がある。
　このような考察より、パケット通信網における現用系と予備系、及びその逆方向への経路切替え時における経路切替処理の高速化若しくはパケット廃棄の抑止が必要である。
　本発明は、以上の点に鑑み、パケット中継網における経路切替時のパケットロスを低減するため、パケット通信網における現用系と予備系の切替時間を高速化することを目的とする。
　本発明では、現用系、予備系の少なくとも一方にＰＯＮを使用することにより、ＰＯＮ区間の通信管理方式を活用して、ＰＯＮを含む経路に関して通信異常を迅速に検知する。ＰＯＮ区間の障害検出は、例えば、ＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ　Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）情報に基づいたバ－スト受信タイミングの判定を利用することができる。切替え処理を通常のパケット通信網よりも早いタイミングで開始できるため、障害が発生した経路に送出されるパケット数、即ち経路上で廃棄されるパケット数を低減できる。
　ＰＯＮ区間の往復通信時間はＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｌｉｎｅ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が管理するレンジング情報から取得することができる。この通信時間を参照し、ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｕｎｉｔ）又はプロテクション区間の開始点となるエッジ装置においてユ－ザフレ－ムを受信してから送出するまでのパケット保持（遅延）時間を設定することができる。光アクセス(ＰＯＮ)区間が主要なプロテクション区間となる構成のとき、ＰＯＮ区間のレンジング情報から、冗長システム別に最適な、エッジ装置におけるパケット保持（遅延）時間を設定できる（最低限の保持時間を規定できる）。通常のパケット網では、このような待機時間を設定することが困難である。この保持時間を設定することにより、切替え処理に影響されることなく、ユ－ザに対してパケットを途切れなく転送し続けることが可能となる。
　本発明の第１の解決手段によると、
　一つ又は複数の第１の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第１の加入者収容装置とを有する第１の受動光網と、
　一つ又は複数の第２の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第２の加入者収容装置とを有する第２の受動光網と、
　前記第１の受動光網による第１の通信経路及び前記第２の受動光網による第２の通信経路により接続される第１の通信装置と第２の通信装置と、
を備え、
　前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置は、その少なくとも一方の装置において、前記第１又は第２の通信経路のいずれを利用するかを選択する機能を備えることを特徴とする通信システムであって、
 
　前記第１の加入者収容装置は、送信側の前記第１の通信装置より定期的に送出される経路状況監視のための監視フレームの受信間隔を予め設定したＯＡＭ情報を記憶し、
　前記第１の受動光網による前記第１の通信経路で前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが通信中に、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置は、前記第１の加入者装置の一つから受信したフレームが前記監視フレームか否かを判定し、監視フレームの場合には、前記ＯＡＭ情報と照合し、正規タイミングで前記監視フレームを受信できているか否かを確認し、
　前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで受信したことを確認できれば、当該フレームを宛先装置である前記第２の通信装置へ転送し、
　一方、前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで前記監視フレームを受信したことを確認できなければ、障害を検出した前記第１の加入者装置が構成する経路識別情報を、受信したフレームから抽出し、該経路識別情報と障害を示すフラグとを含む経路切替え申請フレームを生成し、前記第２の通信装置へ転送し、
 
　前記第２の通信装置は、経路識別情報毎に、上り方向と下り方向の通信それぞれに使用する通信経路を示す経路利用情報を記憶した通信状況管理データベースを備え、
　前記第２の通信装置は、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置より前記経路切替え申請フレームを受信すると、当該経路に障害が発生しているものと判断し、受信した前記切替え申請フレームより経路識別情報を抽出し、
　前記第２の通信装置は、該経路識別情報で特定される障害検出した経路をオフ状態とし、切替え後に使用する経路をオン状態とした経路利用情報を、前記通信状態管理データベースに記録し、
　前記第２の通信装置は、前記経路識別情報と前記経路利用情報を含む予備系配信要求フレームを生成し、前記第２の加入者収容装置に送信し、
 
　前記第２の加入者収容装置は、前記第２の通信装置から受信した前記予備系配信要求フレームを、前記第１の通信装置へ転送し、
　前記第１の通信装置は、前記予備系配信要求フレームを受信すると、前記第２の通信装置に向かう通信経路を前記第１の受動光網から前記第２の受動光網へ変更する、
ことを特徴とする前記通信システムが提供される。
　本発明の第２の解決手段によると、
　一つ又は複数の第１の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第１の加入者収容装置とを有する第１の受動光網と、
　一つ又は複数の第２の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第２の加入者収容装置とを有する第２の受動光網と、
　前記第１の受動光網による第１の通信経路及び前記第２の受動光網による第２の通信経路により接続される第１の通信装置と第２の通信装置と、
を備え、
　前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置は、その少なくとも一方の装置において、前記第１又は第２の通信経路のいずれを利用するかを選択する機能を備えることを特徴とする通信システムにおける加入者収容装置であって、
 
　前記第１の加入者収容装置は、送信側の前記第１の通信装置より定期的に送出される経路状況監視のための監視フレームの受信間隔を予め設定したＯＡＭ情報を記憶し、
　前記第１の受動光網による前記第１の通信経路で前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが通信中に、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置は、前記第１の加入者装置の一つから受信したフレームが前記監視フレームか否かを判定し、監視フレームの場合には、前記ＯＡＭ情報と照合し、正規タイミングで前記監視フレームを受信できているか否かを確認し、
　前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで受信したことを確認できれば、当該フレームを宛先装置である前記第２の通信装置へ転送し、
　一方、前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで前記監視フレームを受信したことを確認できなければ、障害を検出した前記第１の加入者装置が構成する経路識別情報を、受信したフレームから抽出し、該経路識別情報と障害を示すフラグとを含む経路切替え申請フレームを生成し、前記第２の通信装置へ転送し、
 
　前記第２の通信装置は、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置より前記経路切替え申請フレームを受信すると、当該経路に障害が発生しているものと判断し、前記第２の通信経路への経路切替え処理を実行すること
を特徴とする加入者収容装置が提供される。
　本発明の第３の解決手段によると、
　一つ又は複数の第１の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第１の加入者収容装置とを有する第１の受動光網と、
　一つ又は複数の第２の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第２の加入者収容装置とを有する第２の受動光網と、
　前記第１の受動光網による第１の通信経路及び前記第２の受動光網による第２の通信経路により接続される第１の通信装置と第２の通信装置と、
を備え、
　前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置は、その少なくとも一方の装置において、前記第１又は第２の通信経路のいずれを利用するかを選択する機能を備えることを特徴とする通信システムを用いた通信方法であって、
 
　前記第１の加入者収容装置は、送信側の前記第１の通信装置より定期的に送出される経路状況監視のための監視フレームの受信間隔を予め設定したＯＡＭ情報を記憶し、
　前記第１の受動光網による前記第１の通信経路で前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが通信中に、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置は、前記第１の加入者装置の一つから受信したフレームが前記監視フレームか否かを判定し、監視フレームの場合には、前記ＯＡＭ情報と照合し、正規タイミングで前記監視フレームを受信できているか否かを確認し、
　前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで受信したことを確認できれば、当該フレームを宛先装置である前記第２の通信装置へ転送し、
　一方、前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで前記監視フレームを受信したことを確認できなければ、障害を検出した前記第１の加入者装置が構成する経路識別情報を、受信したフレームから抽出し、該経路識別情報と障害を示すフラグとを含む経路切替え申請フレームを生成し、前記第２の通信装置へ転送し、
 
　前記第２の通信装置は、経路識別情報毎に、上り方向と下り方向の通信それぞれに使用する通信経路を示す経路利用情報を記憶した通信状況管理データベースを備え、
　前記第２の通信装置は、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置より前記経路切替え申請フレームを受信すると、当該経路に障害が発生しているものと判断し、受信した前記切替え申請フレームより経路識別情報を抽出し、
　前記第２の通信装置は、該経路識別情報で特定される障害検出した経路をオフ状態とし、切替え後に使用する経路をオン状態とした経路利用情報を、前記通信状態管理データベースに記録し、
　前記第２の通信装置は、前記経路識別情報と前記経路利用情報を含む予備系配信要求フレームを生成し、前記第２の加入者収容装置に送信し、
 
　前記第２の加入者収容装置は、前記第２の通信装置から受信した前記予備系配信要求フレームを、前記第１の通信装置へ転送し、
　前記第１の通信装置は、前記予備系配信要求フレームを受信すると、前記第２の通信装置に向かう通信経路を前記第１の受動光網から前記第２の受動光網へ変更する、
ことを特徴とする前記通信方法が提供される。
　本発明によると、パケット中継網における経路切替時のパケットロスを低減するため、パケット通信網における現用系と予備系の切替時間を短縮し、切替処理中に発生し得るパケットロスを低減することができる。
光アクセス網をプロテクション区間に含んだときの基本的な通信システム構成図を示す。 本実施の形態の通信システムの基本構成図を示す。 プロテクション区間２００１に光アクセス網を含む場合の、経路切替えの処理手順を示すシ－ケンス図である。 障害を検知したＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚが送信側ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａに対して予備系経路を用いて発信する、予備系配信要求フレ－ムの構成例である。 図３のシ－ケンスにおいてＯＬＴ２１０－ＷからＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ送信する切替え申請フレ－ムの構成例を示す。 図１２に比較しての本実施の形態における効果を説明するタイムチャートである。 局側光信号終端装置（ＯＬＴ）の装置構成図を示す。 ＯＬＴ２１０－ＷのＰＯＮ受信処理部７４１におけるＯＡＭフレ－ム処理時のフロ－チャ－トである。 ＯＬＴ２１０－ＷのＰＯＮ制御部７００の動作を示すフロ－チャ－トである。 ＯＬＴ２１０－Ｗの遅延制御部７０６の動作を示すフロ－チャ－トである。 ＯＬＴ２１０における通信異常検知手段の別の実現方法を示すフローチャートである。 ＯＬＴ２１０に備えるＤＢＡ情報データベース７０２の構成例を示す。 図３の経路切替えシーケンスにおける、切替え申請フレーム１５０１の生成処理の手順を示すフローチャートである。 ＯＡＭ対応ＮＥ２００の構成図を示す。 ＯＡＭ対応ＮＥの入出力処理部におけるフレーム処理を示すフローチャートである。 ＯＡＭ対応ＮＥのＯＡＭ制御部におけるＯＡＭフレーム（障害通知フレームを含む処理）処理を示すフローチャートである。 ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚに備えるＣＣＤＢ１２９３の構成例を示す。 図３の基本切替えシーケンスにおける予備系配信要求生成処理Ｓ８０３について、具体的な手順の一例を示すフローチャートである。 ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚに保持する経路状態管理テーブルの構成例である。 図４の予備系配信要求フレームを受信したＯＬＴ２１０―Ｐの動作を示すフローチャートである。
１．概説

　発明が解決しようとする課題に述べたように、経路切替えの前後で送受信されるデータが失われたり、ユーザが利用するアプリケーションに影響を与えたりしないためには、現用系経路と予備系経路におけるパケット伝送に要する時間差が短いことが望ましい。
　そこで、一例として、パケット中継網の一部に光アクセス（ＰＯＮ）装置を用いた冗長化システムを考える。現用系と予備系の両経路について通信所要時間が異なる場合に、ＰＯＮの論理距離調整機能（レンジング機能）を利用し、冗長化したアクセス回線間の通信所要時間が両経路で同一となるよう調整することができる。実際にはパケット通信網では経路が異なれば目的地までに経由する中継ノード数が異なることが通常である。ＰＯＮを導入したアクセス網冗長化を行うことにより、その通信時間の差異を吸収できる。
　光アクセス網ＰＯＮとイーサＯＡＭ装置を組み合わせて網を冗長化するためには、複数の構成方法が考えられる。代表的なものは、例えば、ＰＯＮ区間を構成する光ファイバを冗長化して障害に備える方法（非特許文献１に記載済み）、複数のＰＯＮシステムをそれぞれ現用系と予備系に用いる光アクセス網冗長化構成等である。ＰＯＮ区間の通信は、トランクファイバ（ＯＬＴ側に接続される、多重データが通過する光ファイバ）が切断されると、複数の加入者に対して一切の通信が不能となる。そこでキャリアのサービス継続性を確保するには、後者の網冗長化構成がより確実な方法である。
　具体的な手段としては、送信側のＯＡＭ対応装置から、通信時間測定フレームを現用系と予備系との両経路に対して同時に送出し、受信側のＯＡＭ対応装置において、両経路から到着した当該フレームの受信時刻を確認して、両経路の時間差を測定する。この時間差をＰＯＮ区間の論理距離調整機能にフィードバックして、現用系と予備系それぞれに含まれるＰＯＮ区間の通信所要時間を決定する。
　なお、受信側のＯＡＭ対応装置において、両経路からの当該フレームの受信時刻及びフレーム情報を参照して正常受信か否かを判定し、各経路の通信状態を確認するとともに、各経路の転送性能をリアルタイムにモニタリングしてもよい。
　ＰＯＮの通信機能により、経路上の障害検出時間を高速化する処理が容易になる。ＯＬＴにおける帯域制御機能を活用することにより、現用系から予備系への経路切替え、及びその逆の切替え時において、送信側ＯＡＭ対応装置から受信側ＯＡＭ対応装置への経路が失われる期間を短縮し、経路切替え時のユーザへの影響（すなわち通信途絶時間）を低減できる。
　片経路にのみＰＯＮを含む場合も、ＰＯＮ区間を含む経路における通信時間が他方よりも短い場合には適用可能である。
　本実施の形態では、以下の説明において、一例として、両経路にＰＯＮを含む場合を想定する。
２．基本的なシステム構成
 
　図１は、光アクセス網をプロテクション区間に含んだときの基本的な通信システム構成図を示す。
　図１では、現用系経路（Ｗｏｒｋｉｎｇ）と予備系経路（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）の組で構成される２組の通信経路を表現している。Ｗｏｒｋｉｎｇ－Ａ（１１０－Ａ）とＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ－Ａ（１２０－Ａ）との組は、光アクセス網とパケット通信網（中継網）２０００から構成される通信経路（以降、まとめて「通信経路Ａ」と記載する。）であり、Ｗｏｒｋｉｎｇ－Ｂ（１１０－Ｂ）とＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ－Ｂ（１２０－Ｂ）から構成される組は、光アクセス網を主要なプロテクション区間とする通信経路（以降、まとめて「通信経路Ｂ」と記載する。）である。
　本システムは、通信事業者の加入者収容局に設置される伝送装置１３０－１～１３０－３（まとめて「ＯＬＴ１３０」と記載する。）、家庭や企業サイトなどユ－ザサイトに設置されるＯＮＵ１４０－１～１４０－７（まとめて「ＯＮＵ１４０」と記載する。）、これらを含む区間について保守管理を行う装置であるＯＡＭ対応ＮＥ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）１５０－１、１６０－１、１６０－２、及びＯＡＭ対応ＮＥに接続されるユ－ザ端末１０１－Ａ～１０１－Ｃを含む。ＯＡＭ対応ＮＥからユ－ザ端末までの通信経路１８０－Ａ～１８０－Ｃは、家庭又は企業内ＬＡＮであっても、プロバイダが所有するＷｅｂサ－バへ接続されるネットワ－クでも良い。通信経路１８０－Ａ～１８０－Ｃの接続形態についても、無線か有線か、またネットワ－ク規模の大小などの違いは、本発明の本質と直接の関係が無いため、個々の網の特徴は問わない。
　ＯＬＴ１３１－１～１３１－３は、それぞれＰＯＮインタフェ－ス（図示せず）を備えており、それぞれの配下に複数のＯＮＵ１４０を接続できる。ＯＮＵ１４０との接続には、光ファイバを使用する。ＯＬＴ１３１－１の場合には、光ファイバ１７１－１を介してパワ－スプリッタ１７０－１に接続される。パワ－スプリッタ１７０－１には更に複数の光ファイバ１７１－１～１７１－３が接続されており、それぞれの光ファイバがＯＮＵ１４０－１～１４０－３に接続される。以下、パワ－スプリッタ１７０－１に対してＯＬＴ１３１－１側の光ファイバ１７１－１を「トランクファイバ（基幹ファイバ）」、ＯＮＵ１４０側の光ファイバ１７１－１～１７１－３を「支線ファイバ」と称する。同様にして、ＯＬＴ１３１－２にはパワ－スプリッタ１７０－２を介してＯＮＵ１４０－４～１４０－６が接続され、ＯＬＴ１３１－３にはパワ－スプリッタ１７０－３を介してＯＮＵ１４０－７が接続される様子を示す。個々のＯＬＴ１３１－１～１３１－３は、配下にあるＯＮＵ１４０－１～１４０－７が接続された場合に、ＯＮＵ１４０の立ち上げを行い、通信中にはＤＢＡによる上り帯域制御、及びＯＭＣＩ　（ＯＮＵ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いたＯＮＵ状態管理を行う。
　ＯＬＴ１３１－１～１３１－３とＯＮＵ１４０との通信は光信号によって行う。ＯＬＴ１３０からＯＮＵ１４０へ向かう信号（以降、「下り信号」と称する。）は、パワ－スプリッタ１７０－１～１７０－３により分岐され、ＯＮＵ１４０へ到達する。ＯＮＵ１４０では、自装置宛てフレ－ムであれば受信し、その他は廃棄する。一方、ＯＮＵ１４０からＯＬＴ１３０へ向かう信号（以降、「上り信号」と称する。）は、ＯＬＴ１３０からＯＮＵ１４０へＤＢＡにより与えられる送信指示に従うタイミングで個々のＯＮＵ１４０－１～１４０－７から送信される。上り信号は、基幹ファイバ１７１－１～１７１－３上でＯＮＵ１４０からの信号が重ならないように（時分割多重で通信できるように）、ＯＬＴ１３０のＤＢＡ機能によって予めスケジュ－リングされている。
　通信経路Ａは、ＯＡＭ対応ＮＥ１５０－１とＯＡＭ対応ＮＥ１６０－１で挟まれる区間に設定される。ＯＡＭ対応ＮＥ１５０－１は、パケット通信網である中継網２０００のエッジに設置され、ユ－ザ端末１０１－Ｂを収容する装置である。ＯＡＭ対応ＮＥ１５０－１は、中継網２０００の対向エッジに設置される中継機１３２－１、１３２－２と接続されている。中継機１３２－１、１３２－２はＰＯＮ区間とパケット通信網とを接続するインタフェ－スの役割を持つ。ＯＬＴ１３１－１、１３１－２と中継機１３２－１、１３２－２は、多くの場合に単一の筐体、又はボ－ド上に集積されて単一装置の形態で実装される。ここではその実装形態は問わないが、例えば、中継機１３２－１が複数のポ－トを備え、配下に複数のＯＬＴ１３０を接続可能な大容量スイッチの形態も考えられる。
　一方のＯＡＭ対応ＮＥ１６０－１は、ＯＮＵ１４０－１、１４０－４と接続されている。図１ではＯＮＵ１４０－１、１４０－４には基本的なＰＯＮポ－トと電気信号との変換機能を備えることを想定しているが、ＯＬＴ１３０側の中継機１３２－１、１３２－２と同様に、ＯＮＵ１４０－１、１４０－４にパケット通信のためのスイッチ機能を備えることも可能である。
　通信経路Ａは、通常時の通信にはＷｏｒｋｉｎｇ－Ａ経路１１０－Ａを使用し、Ｗｏｒｋｉｎｇ－Ａ（１１０－Ａ）に何らかの障害が発生した場合には、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ－Ａ経路１２０－Ａに切替えて通信を継続する。通信経路Ｂも同様に、通常時の通信にはＷｏｒｋｉｎｇ－Ｂ経路１１０－Ｂを使用し、Ｗｏｒｋｉｎｇ－Ｂ（１１０－Ｂ）に何らかの障害が発生した場合には、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ－Ｂ経路１２０－Ｂに切替えて通信を継続する。
　尚、本実施の形態では、１：１プロテクション方式への適用を想定して説明する。但し本実施の形態は１＋１プロテクション方式にも適用できる。
　また、通信経路Ａ、Ｂともに片方向プロテクション、双方向プロテクションが可能である。片方向プロテクションは、例えば通信経路Ａの場合、ＯＡＭ対応ＮＥ１５０－１からＯＡＭ対応ＮＥ１６０－１へ向かう方向とその逆方向で、それぞれ別に経路状態を診断して経路切替を実施する方法である。片方向通信のみに異常が発生した場合、各方向でそれぞれ別経路（例えばＯＡＭ対応ＮＥ１５０－１からＯＡＭ対応ＮＥ１６０－１へ向かう通信はＷｏｒｋｉｎｇ－Ａ（１１０－Ａ）、逆方向通信にはＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ－Ａ（１２０－Ａ））を使用するケ－スも生じ得る。適用する通信形態が片方向か双方向かの違いについても、本発明の本質には関係しない。
　更に、図１では、ＯＬＴ１３１－１～１３１－３と中継機１３２－１～１３２－３がそれぞれ装置１３０－１～１３０－３に統合される様子を例示している。以降の実施の形態においても本構成を想定して説明するが、この局舎側の装置構成は本発明の本質に影響するものではない。例えば、ＯＬＴ１３１－１～１３１－３が中継機１３２－１～１３２－３の機能を収容する形態も可能であり、またＯＬＴ１３１－２、１３１－３、中継機１３２－２、１３２－３、ＯＡＭ対応ＮＥ１５０－２が単一の筐体又は通信装置のインタフェ－スボ－ド上に統合される構成も可能である。後者のように統合された構成では、一例として、装置１９０のインタフェ－スボ－ド用スロットにＯＬＴ１３１－２、１３１－３、中継機１３２－２、１３２－３が挿入される形態となる。
　なお、装置１９０（点線内）は実装形態不問であり、例えば、ＯＬＴとＯＡＭ対応ＮＥを一つの装置内に収容してもよいし、ＯＬＴとＯＡＭ対応ＮＥを外部装置として接続してもよい。
　図２に、本実施の形態の通信システムの基本構成図を示す。
　これは図１の通信経路Ａを模式的に示した図である。具体例を示すために、ＰＯＮシステムとしてＧ－ＰＯＮ（非特許文献１～３）を想定する。但しＧＥ－ＰＯＮ（非特許文献４）を採用する場合も同様の機能が必要となるため、本発明の内容には影響しない。
　図２では、プロテクション区間２００１の送信側ノ－ドであるＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａと受信側ノ－ドであるＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚに対して、現用系経路（Ｗｏｒｋｉｎｇ）２０１０－Ｗと予備系経路（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）２０１０－Ｐが設定されている様子を示す。図１に示したように、ＯＬＴ２１０－ＷとＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚを接続する経路２０３２－Ｗは、直結もしくは複数のパケット中継装置によって構成されることを想定する。同様に経路２０３２－Ｐは、複数のパケット中継装置により構成される。経路２０３２－Ｗと２０３２－Ｐを構成するパケット中継装置の台数は必ずしも同一とはならない。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａは、ＵＮＩ側インタフェ－ス２６０－Ａ、プロテクションスイッチ制御部２５０－Ａ、現用系経路へのインタフェ－ス２５１－Ｗ、予備系経路へのインタフェ－ス２５１－Ｐを含む。ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚの機能ブロック構成は２００－Ａと同等である。
　現用系インタフェ－ス２５１－Ｗと２５２－Ｗとを接続する経路２０１０－ＷにＰＯＮ区間２００２－Ｗを導入する。ＰＯＮ２００２－Ｗは、ＯＬＴ２１０－Ｗ、ＯＮＵ２２０－Ｗを光ファイバで接続する。ＯＬＴ２１０－Ｗ側のトランクファイバ２０１１－Ｗと、ＯＮＵ２２０－Ｗ側の複数の支線ファイバ２０２１－Ｗ～２０２３－Ｗとをパワ－スプリッタ２０３０－Ｗを介して接続する。現用系経路２０１０－ＷにはＰＯＮ区間２００２－Ｗの他、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－ＡとＯＮＵ２２０－Ｗとを接続する回線２０３１－Ｗ、ＯＬＴ２１０－ＷとＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚとを接続する回線２０３２－Ｗとを含む。
　ＯＬＴ２１０－Ｗは、ＯＮＵ２２０－Ｗを立ち上げる過程でＯＮＵ２２０－Ｗまでの距離（ＯＮＵ２２０－Ｗの応答遅延時間）を測定する（レンジング処理）。レンジング処理は、ＯＮＵ２２０－ＷからＯＬＴ２１０－Ｗへの上り信号を、時間多重方式によりＯＬＴ側で識別するために必要な処理であって、個々のＯＮＵ２２０－ＷがＯＬＴ２１０－Ｗからの送信指示を受けて応答するまでの待機時刻（以下、応答時間という。）を設定し、ＯＬＴ２１０－Ｗが全ＯＮＵ２２０－Ｗからの上り信号を受信する基準時刻（受信タイミング）を、一つのＰＯＮシステム（一つのＯＬＴが管理するＯＮＵ群）について統一するための準備である。ＯＬＴ２１０－ＷはＯＮＵ２２０－Ｗに対して、この基準時刻からの相対的な時刻を送信開始時刻及び送信終了時刻として通知し、ＯＮＵ２２０－Ｗは当該指示に従うタイミングで上り信号を送出する。そのため個々のＯＮＵ２２０－Ｗが送出する上り信号は、ある時刻に送信開始され、別の時刻に送信停止する、バ－スト信号となる。
　ＰＯＮ２００２－Ｗでは、上記の時間多重方式が正常に動作するよう、ＰＯＮ区間の距離情報を含むＯＮＵ保守管理用パラメ－タのメンテナンスを行う。この辺りの動作については勧告（非特許文献３）に規定されているため、ここでは詳細説明を省略する。
　予備系経路を構成するＯＬＴ２１０－Ｐ、ＯＮＵ２２０－Ｐ、パワ－スプリッタ３０２０－Ｐ、トランクファイバ２０１１－Ｐ、支線ファイバ２０２１－Ｐ～２０２３－Ｐ、回線２０３１－Ｐ、通信回線２０３２－Ｐ、についても、現用系経路と同様の機能及び動作となる。
　プロテクション区間２００１を利用した場合のＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａ、２００－Ｚ間の通信時間は、ＰＯＮ２００２－Ｗで測定された遅延時間に、回線２０３１－Ｗ及び２０３２－Ｗを通過するための通信時間を追加した時間となる。
　ＰＯＮ区間を含む経路を冗長経路として活用するには、現用系経路２０１０－Ｗと予備系経路２０１０－Ｐとの通信時間が、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａから２００－Ｚに向かう方向について一致することが望ましい。同様に逆向きの通信の際にも、両経路の通信時間が同等であることが望ましい。なお以下の説明では、ＰＯＮ区間２００２－Ｗ及び２００２－Ｐにおいては、ＰＯＮのレンジング機能を用いて、プロテクション区間２００１の現用系経路２０１０－Ｗと予備系経路２０１０－Ｐとで通信時間が同一になるよう調整されているものとする。
　図１及び図２で示した現用系経路と予備系経路の切替時間短縮のため、本実施の形態では、現用系経路と予備系経路における通信状態をＰＯＮシステムの管理機能を利用することにより把握し、その結果を利用する。具体的にはＰＯＮ区間２００２において上記ＤＢＡ及びＯＡＭ情報を利用することによりＯＬＴ２１０とＯＮＵ２２０との通信状態を管理し、ＰＯＮ区間の通信状況に異変が観測された場合には直ちにＯＡＭ対応ＮＥ２００―Ａ及び２００－Ｚのいずれか若しくは双方へ通知し、経路切替処理を開始する。
　なお、装置１９０－Ａは、実装不問であり、例えば、ＯＮＵとＯＡＭ対応ＮＥを一つの装置内に収容してもよいし、ＯＮＵとＯＡＭ対応ＮＥを外部装置として接続してもよい。また、装置１９０－Ｚは、実装不問であり、例えば、ＯＬＴとＯＡＭ対応ＮＥを一つの装置内に収容してもよいし、ＯＬＴとＯＡＭ対応ＮＥを外部装置として接続してもよい。
３．実施の形態１の動作
 
　本構成の特徴は、プロテクション区間２００１の一部分がＰＯＮ区間で構成されることである。そこで、ＰＯＮの特徴である、ＰＯＮ区間の往復通信時間をＯＬＴが把握していることを利用して通信経路の切替えを行う。
　既存のパケット通信網における経路冗長化機能（例えば非特許文献６）においては、通信障害の発生後に観測される、複数のＣＣＭ（Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ　Ｃｈｅｃｋ　Ｍｅｓｓａｇｅ）フレ－ム３０１－１、３０１－２（及びさらに続いて送信されるＣＣＭフレ－ム）の受信失敗を確認した後、初めて予備系への切替え動作を開始する。これはパケット通信網内でのパケット（フレ－ム）伝送時間が一定ではなく、ある時間幅で変動することを考慮しての処置である。ところが、プロテクション区間２００１がＰＯＮで構成される場合には、ＰＯＮ区間の往復所要通信時間はＯＮＵ立ち上げ時にＯＬＴが設定するＥｑＤ（Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｄｅｌａｙ）で決定され、各ＯＮＵからの通信量、通信タイミングについてはＯＬＴからの指示に従うという特徴があるため、これを活用することにより、フレーム受信側において複数のＣＣＭフレ－ム３０１の受信状況を確認する必要なく、一つでもＣＣＭフレ－ム送受信に失敗した場合若しくはそれよりも早い段階で、当該経路に異常が発生していると判断できる。
　まず、既存のパケット通信網における経路冗長化機能を用いた場合の切替え手順を考察する。標準化技術は、通信経路を構成する装置のうち受信端にあたる装置においてフレーム受信状況を観測することにより、当該経路の通信状況を確認する。即ち、当該経路の構成には条件を規定せず、送信端から受信端までの現用系通信経路と予備系通信経路が設定されていることのみを前提とした規定である。一例として、本実施の形態で想定するようにＰＯＮ区間を含む構成か否か、という条件を加えた検討は検討されていない。通信経路の具体的な制御方法は標準化の対象外である。
　以下、具体的に既存のパケット通信網における、切替え処理の動作を述べる。現用系及び予備系がそれぞれ通常運用状態になった後、プロテクション区間２００１の現用系経路２０１０－Ｗに含まれるＰＯＮ区間２００２において障害が発生した場合に、通信経路をプロテクション経路に切替える。
　ここではＰＯＮ区間２００２－Ｗにおいて障害３０００が発生した場合について説明する。障害３０００が発生すると、現用系経路２０１０－Ｗを通過しようとするフレ－ムはＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ到達することができない。ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａと２００－Ｚを接続する経路上には、経路制御（監視／管理）用フレ－ム（以下、「ＯＡＭフレ－ム」）とユ－ザデ－タフレ－ムが含まれる。ＯＡＭフレ－ムは、経路状況監視のため送信側ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａより定期的に送出される。例えば、後述の図３ではＯＡＭフレ－ム（この例では、ＣＣＭフレーム）が送出周期３００で定期的に送信される様子を示している。ＯＡＭフレ－ム（ＣＣＭフレーム）の送出間隔３００には、それぞれ複数のデ－タフレ－ムが送信される可能性がある。ＯＡＭフレ－ム（ＣＣＭフレーム）は、受信側ノ－ド（ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚ）のＯＡＭ処理部７９１（図８の説明を参照）において、その受信間隔とＯＡＭフレ－ム（ＣＣＭフレーム）情報（宛先ＩＤ、送信元ＩＤ、経路ＩＤを含む保守管理情報）の確認が行われ、これらはＯＡＭフレ－ム（ＣＣＭフレーム）が通過してきた経路が正常状態にあるか否かを判断するために用いられる。ＯＡＭフレ－ム（ＣＣＭフレーム）処理の基本動作は非特許文献５を含む標準化文献に記載されているため、ここでは説明を割愛する。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａから送出されたＣＣＭフレ－ムが経路障害に起因して廃棄されると、対向装置であるＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚでは、到着予測時間Ｔ＿ｅｘｐｅｃｔに当該フレ－ムを受信できない。経路障害の発生後に送出されるデ－タフレ－ム、及び次周期に送出されるＣＣＭフレ－ム、さらに続くデ－タフレ－ムも、現用系経路上では廃棄される。
　冗長システムにおける基本的な経路切替動作では、ＣＣＭフレ－ムの受信失敗から許容できる時間幅（以下、この幅をＴ＿ｗａｉｔと称する）だけ待機する間に正しいＣＣＭフレ－ムの受信を確認できなければ、経路上に障害があると判断する。Ｔ＿ｗａｉｔはシステム管理者、設計者等により規定される、障害有無の判定時間である。ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚでは、プロテクション区間側、すなわちＯＡＭ２００－Ａから受信したパケットを外部に転送する際に、当該パケットについて、その受信及び送出状況を監視しておく。これを実現する方法の一つは、受信したパケット及び外部に送出したパケットを識別するためのＩＤを装置内部で付与、記録しておく。このＩＤを導入することにより、通信経路を予備系に切替えた後もＩＤを比較参照することにより、ユ－ザにとってのデ－タ重複、欠損を低減できる。
　待機時間Ｔ＿ｗａｉｔは障害有無を判定するために用いるものであるが、システムによっては極めて短い時間に設定することができる。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚにおける受信パケット保持時間（すなわちフレ－ム待機時間）の決定要因には、このＴ＿ｗａｉｔに加えて、上記パケットＩＤ確認時間を含むＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚ内でのパケット処理時間、即ちユ－ザ２０１－Ｂへのパケット送出タイミングの設定が含まれる。
　通信経過を記録する上記処理に続き、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－ＺからＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａに向け、予備系経路を用いて対向ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａに対して経路切替え要求（予備系経路でのデータ配信要求）を送出する。このフレ－ムは予備系経路を構成する、現用系と別の装置であるＯＬＴ２１０－Ｐ及びＯＮＵ２２０－Ｐを通過してＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａへ通知される。このときのＰＯＮ区間のパケットフォ－マットは、例えばＧ－ＰＯＮ（非特許文献１～３）の場合はＧＥＭ (Ｇ－ＰＯＮ　Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ)フレ－ムを用いることができる。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａでは、予備系配信要求を受信すると、経路切替えを実施する。経路切替え後には、デ－タパケットはＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａによって予備系経路へ送信される。
　標準規定に従う場合の現用系経路と予備系経路との切替え動作を以下に補足する。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚにおける障害可能性の検知、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚにおける受信フレームの通信経過記録、一定時間ＣＣＭフレームロスに伴う障害検出時の予備系での配信開始要求通知については上記説明と同等である。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚから上記切替え要求を受信したＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａでは、送信側セレクタ（後述）を予備系を選択するよう切替えた後、インタフェース２６０で受信するフレームでＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚ宛てのものは、予備系経路２０１０－Ｐを用いて送信する。結果として、上りＣＣＭフレームは現用系と予備系のそれぞれの経路に対して送信され続けるが、上りデータフレームは予備系経路２０１０－Ｐによって伝送される形になる。
　予備系配信要求は、本実施の形態のアクセス網構成においては、ＯＬＴ２１０－Ｐにて中継され、送信側ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａに更に転送される。
　現用の勧告（非特許文献７）では、複数のＣＣＭフレームのロスを通信障害と判定するため、Ｔ＿ｗａｉｔは、システム管理者によって決定されるＣＣＭフレーム送信間隔を基本として、その整数倍と定められている。複数のＣＣＭフレームの受信失敗をＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚが検知しない限り、切替が発生しない。より課題を明確化するためＣＣＭフレーム送信間隔がある程度大きな場合を例にとると、ＣＣＭフレーム送信間隔と同等かそれ以上の密度で伝送されるフレーム、若しくはＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａから送出されるタイミングが、障害発生時刻と検出時刻の間（第1のＣＣＭフレームの受信ミス検出時点からＴ＿ｗａｉｔ時間経過するまでの期間）に入るデータフレームは、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚにて受信できないことになる。
　非特許文献５及び非特許文献６の規定によれば、経路の接続性確認に使用するＣＣＭフレ－ムを受信した後、ＣＣＭフレ－ム送信間隔（オペレ－タ設定値）の３.５倍の時間内に次のＣＣＭフレ－ムを受信できなければ、接続性が失われたと判断する。接続性が失われた後、受信側通信装置（本実施の形態ではＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚ相当）より、送信側通信装置（ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａ相当）へ予備系への切替要求が発行されて、ようやく経路切替が実行される。
　従って、実際に経路上に障害が発生して経路切替が必要な場合、障害が発生した時刻からＣＣＭフレ－ム送信周期の３.５周期分の時間が経過した後に、切替要求を発行することになる。即ち、ＣＣＭフレ－ムを送信中に障害が発生したとき、ＣＣＭフレ－ムの一つ前に送信されたＣＣＭフレ－ムから３.５周期後の時刻に障害を検知する。あるいは、ＣＣＭフレ－ムが通過した直後に障害が発生した場合、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚが障害を検知するのは、更にＣＣＭフレーム送信周期での一周期後となる。
　上記の問題は、障害３０００が発生してからＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚにて検出されるまでのタイムラグが大きいことに起因する。そこで、これを解決するための手段として、以下に本発明の実施の形態を説明する。
　本発明の特徴は、ＰＯＮの特性を活用し、プロテクション切替え時の障害に対する反応時間を低減することにある。
　図３は、プロテクション区間２００１に光アクセス網を含む場合の、現用から予備への経路切替えの処理手順を示すシ－ケンス図である。
　現用系経路２０１０－Ｗにおいて障害３０００が発生すると、現用系経路を通過しようとしたフレ－ムは廃棄される。経路上を流れるフレ－ムには、ＣＣＭフレ－ム３０１－１、３０１－２とユ－ザデ－タフレ－ム３１１－１、３１１－２が含まれる。ＣＣＭフレ－ム３０１－１、３０１－２は、経路状況監視のため送信側ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａより定期的に送出される。図３では、ＯＡＭフレ－ムが送出周期３００で定期的に送信される様子を示している。ＣＣＭフレ－ム３０１－１、３０１－２の処理については、標準に従う処理のため、ここでは説明を割愛する。
　本構成の特徴は、プロテクション区間２００１の一部分がＰＯＮ区間で構成されることである。通信経路の切替え判断を早めるため、ＰＯＮ区間の管理装置であるＯＬＴ２１０－Ｗにて障害検出及び切替指示を行う。
　本図の中では、障害３０００発生後、一つ目のＣＣＭフレ－ム３０１－１の受信に失敗したことを契機に、予備系への切替え指示を行う点に特徴がある。
　具体的には、ＯＬＴ２１０－Ｗは、ＰＯＮ区間のＯＡＭ情報又はＤＢＡ情報を参照し、ＣＣＭフレ－ムを受信すべきタイミングで当該フレ－ムを受信できなければ、経路上に障害が発生していると判断する（Ｓ８０１）。
　この処理を導入することにより、既存システムよりも更に迅速に経路障害に対応できる。Ｇ－ＰＯＮ（非特許文献１～３）を例とすると、ＯＬＴ２２０－Ｗが受信する上りフレ－ムのフレ－ム同期制度は８ビット以内である。フレ－ム処理の遅延は存在するものの、数百ｐ秒～数ｎ秒の精度で受信し、そのフレ－ム処理（受信フレ－ム解析及びＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへの通知）を行う時間、すなわち数１０マイクロ秒程度での異常検知が可能となる。イ－サＯＡＭでのＣＣＭフレ－ム送出間隔は、最速の設定で３.３３ｍ秒とされている。前述のように非特許文献５によれば、その３.５倍の時間に渡り受信状況を観測した後、経路状態の良否を判定する。これにより既存システムに比べても十分高速な判定が可能である。以上説明したように、この例では、図３で示す障害３０００の発生時刻から切替申請通知１５０１の発信までにかかる時間は数１０マイクロ秒である。また、その検出時間のゆらぎは、数百ｐ秒～数ｎ秒である。ＰＯＮを含むパケットトランスポート網を冗長構成とする際に、障害検知時間の短縮効果は明白である。
　更に効果を具体的に考察するためＧ－ＰＯＮの規定を参照すると、受信ＤＢＡ周期は１２５マイクロ秒以上（実際は数ｍ秒で運用されているケ－スが多い）である。ＤＢＡ周期毎に、配下のＯＮＵ２２０－Ｗからの上りフレ－ムの受信状況を参照し帯域割り付けを決定しているため、ＯＬＴ２１０－ＷではＤＢＡ周期毎に少なくとも一度、全経路（フロ－）について通信状況を監視できると考えて良い。例えばＣＣＭフレ－ムが、各経路（現用系経路２０１０－Ｗ及び予備系経路２０１０－Ｐ）につきＤＢＡ周期毎にそれぞれ一フレ－ムのみ送信される場合に最も障害検出が遅くなると考えられるが、この場合には、数１０マイクロ秒の処理時間はほぼ無視できるため、本発明を適用することにより数ｍ秒程度で障害検出が可能と考えて良い。
　ＤＢＡ情報及びＯＡＭ情報を利用することによって、更に別の効果が期待できる。それは、ＣＣＭフレ－ムに限らず、通常のデ－タフレ－ムに関しても、その受信時刻（タイミング）を管理できる点である。すなわち、ＣＣＭフレ－ム以外のフレ－ムについても、ＯＡＭ情報により定まる又はＤＢＡで指示したタイミングで受信できない場合には、直ちに通信異常をＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ通知できる。これにより、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚは、ＣＣＭフレームの送信間隔によらず、ＰＯＮ区間における障害発生をほぼリアルタイムにモニタリングし、切替処理を開始できる（Ｓ８０２）。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚにおける処理、すなわちプロテクション区間から外部に伝送するパケットについての送出状況の管理については（Ｓ８０２、Ｓ３０２）、標準的な方法を利用できる。また通信経過記録Ｓ３０２に続く処理についても（Ｓ８０３、Ｓ３０３）、標準技術を利用可能であるため、これらについての詳細は後述する。
　図４は、障害を検知したＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚが送信側ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａに対して予備系経路を用いて発信する、予備系配信要求フレ－ムの構成例である。本構成例では、イ－サＯＡＭ勧告（非特許文献５）で定義されるＶＳＭ　(Ｖｅｎｄｏｒ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ＯＡＭ　Ｍｅｓｓａｇｅ) フレ－ムフォ－マットをベ－スとした構成を示す。
　ＯＡＭ情報は、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ２（Ｌａｙｅｒ２、以下Ｌ２と称する）（ここではイーサネットを想定して説明する）フレームのペイロード部分に格納して送信される。以降の説明では、ＯＡＭ情報を含むＬ２フレームを「ＯＡＭフレーム」と称する。ＯＡＭフレームには、宛先ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス(ＤＡ; Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　Ａｄｄｒｅｓｓ)、送信元ＭＡＣアドレス(ＳＡ; Ｓｏｕｒｃｅ　Ａｄｄｒｅｓｓ)、フレ－ムタイプ(Ｅｔｈｅｒ　Ｔｙｐｅ)、ペイロ－ド即ちＯＡＭ情報格納領域を含む。本フレ－ムを受信した装置は、ＯＡＭフレ－ムを表す所定のＥｔｈｅｒ　Ｔｙｐｅフィ－ルド値を参照して、フレ－ム種別を判断する。
　ＯＡＭ情報を格納するペイロ－ド部分は、非特許文献５に詳細に規定されているため、ここでは個別のＯＡＭ情報に関する説明を割愛し、本実施の形態に関連するフィールドのみ説明する。ＯＡＭフレーム４０００のペイロード部分には、ＶＳＭフレ－ムであることを示すコ－ド番号ＯｐＣｏｄｅ４１００、及びその他制御フィ－ルド４２００を含む。
　本実施の形態で使用する予備系配信要求には、制御フィ－ルド４２００の一部を使用する。ここに経路ＩＤ（並存する他の経路と当該経路を識別するためのＩＤ）４２１０、本フレ－ムでの指示内容、すなわち、現用系に転送していたフレ－ムを予備系へ転送開始すること等の使用する通信経路を指示するための切替Ｆｌａｇ４２２０を含む。切替Ｆｌａｇ４２２０は、上り方向と下り方向の通信のそれぞれにおいて、現用系経路と予備系経路のいずれの経路を使用しているかを表す。切替Ｆｌａｇ４２２０は、予備系での配信開始及び停止、現用系の配信開始及び停止をそれぞれ経路毎、通信方向毎に指示できるように実装することが望ましい。この場合、例えば４ビットを用意しておき、一方向毎に２ビット（現用系指示用及び予備系指示用）を割当てる方法が考えられる(図中の４２２１～４２２４)。勿論、実装によっては切替Ｆｌａｇｓ４２２０フィ－ルドに３ビットを利用して０～７までの数値に指示の組合せを割当てても良いし、さらに多くのビットを用いて拡張性を確保することも可能である。
　図５は、図３のシ－ケンスにおいてＯＬＴ２１０－ＷからＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ送信する切替え申請フレ－ム１５０１の構成例を示す。本構成例では、図４と同様にイ－サＯＡＭ勧告（非特許文献５）で定義されるＶＳＭ　(Ｖｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＯＡＭ Ｍｅｓｓａｇｅ)フレ－ムフォ－マットをベ－スとした構成を示す。
　切替え申請フレ－ム１５０１は、Ｌ２（ここではイーサネットを想定して説明する）フレームのペイロード部分に格納して送信される。ＯＡＭフレームには、宛先ＭＡＣアドレス(ＤＡ; Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　Ａｄｄｒｅｓｓ)、送信元ＭＡＣアドレス(ＳＡ; Ｓｏｕｒｃｅ　Ａｄｄｒｅｓｓ)、フレ－ムタイプ(Ｅｔｈｅｒ　Ｔｙｐｅ)、ペイロ－ド即ちＯＡＭ情報格納領域から構成される。本フレ－ムを受信した装置は、ＯＡＭフレ－ムを表す所定のＥｔｈｅｒ　Ｔｙｐｅフィ－ルド値を参照して、フレ－ム種別を判断する。ＯＡＭフレーム４０００のペイロード部分にはＶＳＭフレ－ムであることを示すコ－ド番号ＯｐＣｏｄｅ４１００、及びその他制御フィ－ルド５２００が含まれる。
　本実施の形態で使用するＰＯＮ区間の障害通知には、制御フィ－ルド５２００の一部を使用する。ここに経路ＩＤ（並存する他の経路と当該経路を識別するためのIＤ）５２１０、本フレ－ムでの指示内容、すなわち、現用系で受信すべきフレ－ムを受信できないことによる、現用系の障害判定を通知するための障害Ｆｌａｇ５２２０を含む。
　障害Ｆｌａｇ５２２０を用いて障害状況の通知と、緊急性の通知ができると、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚでの障害対応において有用な情報となる。そこで、本実施の形態に於いて、当該フィ－ルドには障害レベル５２２１、緊急レベル５２２２を含む。障害レベルとは、ＯＬＴ２１０－Ｗが検出した障害内容を示すフィ－ルドである。障害内容には、ＬＯＳ　(Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ)、ＬＯＦ　(Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｆｒａｍｅ)などビット同期、フレ－ム同期の成否に関わる情報、ＯＮＵ２２０－Ｗの送信パワ－変動、ＯＬＴ側受信器(ＰＤまたはＡＰＤ)故障による信号検出エラ－（本エラ－は、ＬＯＳに加えて装置警報が発行されることから判定できる）、フレ－ム内ビットエラ－、フレ－ム受信タイミング歪みに関わる情報が含まれる。
　例えばＬＯＦ、フレ－ム内ビットエラ－、受信タイミング歪みに関しては、短期に回復の可能性があるため、緊急レベルは低いと考えられる。一方、ＬＯＳ、受信器故障、ＯＮＵ２２０－Ｗのパワ－変動は装置故障に関わる可能性があるため、比較的緊急度が高いと考えることが出来る。この緊急度設定に関しては、デバイス性能や実装方式によって異なるため、イ－サＯＡＭの異常通知、ＰＯＮ区間の通信警報、及びＰＯＮ装置警報と緊急度との対応付け（テ－ブル構成。図示せず）を変更可能な実装としておくのが望ましい。
　図６は、本実施の形態の効果を示すためのタイムチャ－トである。本図では、標準的な通信障害検知及び経路切替え方法と比較した際の、本実施の形態における効果を示すタイムチャートである。
　図３では詳細に示していないが、実際にはＯＬＴ２１０－Ｗが上りフレ－ムを受信し、フレ－ムヘッダ処理などを行った上でＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ当該フレ－ムを転送するには、例えば、数１０マイクロ秒の時間Ｔ＿ｆｏｒｗａｒｄは必要となる。そのためＴ＿ｅｘｐｅｃｔは、ＯＬＴ２１０－Ｗが障害を検知した時点から数１０マイクロ秒後に、予定したＣＣＭフレ－ムが到着しないことを検知する。
　本実施の形態において、障害検出はＯＬＴ２１０－Ｗで実施する。そのため、その検出時間は上記の説明の通り極めて短くできる。従って、ＯＬＴ２１０－Ｗが障害を検出してからＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚに障害を通知するまでの時間は、この例では、事実上、フレ－ム転送処理に必要な時間である数１０マイクロ秒程度で実現可能である。図６で言えば、Ｔ＿ｆｏｒｗａｒｄ分が、ほぼ障害検出及び通知フレ－ム転送時間に相当する。これにより標準的な経路切替え手段と比較すると、ほぼＴ＿ｗａｉｔの相当する検出時間を短縮できる。すなわち、図３に示した障害検出時間Ｔ＿ｗａｉｔ２は、事実上、Ｔ＿ｆｏｒｗａｒｄと同等の時間となる。
　これによって、通信障害のユ－ザデ－タへの影響を更に低減することが期待できる。ＰＯＮ区間のフレ－ム送受信タイミングのズレは、ＤＢＡの仕組みから最大でも周期フレ－ム分１２５マイクロ秒以内には収まる。通常のル－タやスイッチによる転送時間と同等の時間での障害検出により、フレ－ム単位での送受確認が可能となる。
４．ＯＬＴの装置構成
 
　図７は、局側光信号終端装置（ＯＬＴ）の装置構成図を示す。
　図７は現用系ＯＬＴ２１０－Ｗの基本機能ブロックを示している。予備系ＯＬＴ２１０－Ｐも、機能ブロックの構成は同様である。
　ＯＬＴ２１０－Ｗは、その上位網側インタフェース（ＳＮＩ；Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｎｏｄｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に、一つ若しくは複数のパケット網インタフェース７１０－１～７１０－ｎを備える。パケット伝送プロトコルとして、１０／１００Ｍｂｐｓ若しくは１ＧｂｐｓのＥｔｈｅｒｎｅｔインタフェースが利用されることが多い。
　通常、ＯＬＴ２１０－ＷはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）に実装され、局側に設置される筐体には複数のＯＬＴ２１０－Ｗチップを実装可能である。このような構成の場合には、ＯＬＴチップ２１０－Ｗを搭載した複数のインタフェースボードの後段に、Ｌ２スイッチ（図示せず）を備え、スイッチ後にＳＮＩ側に設置されたＬ２インタフェースボードを介して上位装置へ転送する形態が考えられる。このとき、ＯＬＴ２１０－Ｗが備えるインタフェース７１０－１～７１０－ｎは、Ｌ２スイッチに接続される。そのスイッチ及びＬ２インタフェースを介して、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ接続される。あるいは簡単な構成をとる場合は、ＯＬＴ２１０－ＷとＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚを直接接続することも可能である。
　以下、下り通信と上り通信に分けて動作を説明する。
　まず、下り信号の処理については、ユーザデータは、中継網２０００（図１参照。）、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚを介してＯＬＴ２１０－ＷのＳＮＩ側インタフェース７１０－１～７１０－ｎに入力される。受信したデータは、下りフレーム処理部７２１に転送され、ここでパケットヘッダ情報が解析される。下りフレームは、そのパケットヘッダに含まれる宛先情報、送信元情報、経路情報を含むフロー識別情報に基づいて、当該受信パケットを転送すべき宛先ＯＮＵ２２０－Ｗが決定される。この宛先情報の決定と供に、必要に応じて当該受信フレームのヘッダ情報の変換、付与が行われる。宛先決定、ヘッダ情報の変換及び付与を含む処理を決定するために、下りフレーム処理部７２１に備える下り経路情報データベース（ＤＢ）７２１１を参照する。下り経路情報ＤＢ７２１１は、受信フレームのヘッダ情報ＶＬＡＮ　ＩＤやＭＡＣアドレスを含む一つもしくは複数のパラメータをトリガとしてフレーム処理を決定するためのデータベースである。
　下りフレーム処理部７２１では、下り経路情報ＤＢ７２１１を参照することにより決定されたヘッダ処理内容に従い、当該受信フレームをＰＯＮ区間伝送用のフレームフォーマットに変更する。Ｇ－ＰＯＮ（非特許文献１～３）及びＥｔｈｅｒｎｅｔを利用する場合の具体的な処理は、経路情報ＤＢ７２１１に記載される内容により異なる。一例として、受信したＥｔｈｅｒｎｅｔフレームに対するＶＬＡＮタグ処理（変換、削除、透過、付与）、その転送先ＯＮＵに設定されているＰｏｒｔ－ＩＤを含むＧＥＭヘッダ生成、当該受信ＥｈｔｅｒｎｅｔフレームのＧＥＭフレームへのカプセリングなどが含まれる。
　更に下りフレーム処理部７２１では、ここで生成したＧＥＭフレームを送出するための処理を行う。この処理には、フレーム処理優先度を考慮したキューイング及び読み出し処理、ＰＯＮ区間用の下りフレーム合成と送出が含まれる。Ｇ－ＰＯＮの場合は、１２５マイクロ秒毎の下りフレーム送信周期があり、周期（下りフレーム）の始まり部分には、ＯＮＵ側で下りフレームを同期し取り込むための固定パターンを含む下りフレーム共通ヘッダが必要である。この共通ヘッダに続き、複数のＧＥＭフレームを挿入することによって下りフレームが形成される（非特許文献３）。
　最後に、送信処理部７２３で読み出された下りフレームはＥ／Ｏ処理部７３１で光信号に変換され、ＷＤＭ７５０と光ファイバ１７１－１を介して、ＯＮＵ２２０－Ｗへ送出される。
　上り信号の処理は、下り信号の処理を逆順に行う形になる。上り信号はＯＬＴ２１０－Ｗが指定したタイミングに従ってＯＮＵ２２０－Ｗより送信され、光信号が集中する光ファイバ１７１－１上では時間分割方式で多重される。そのため個々のＯＮＵ２２０から発信される光信号は、間歇的に送信されるバースト形態となる。
　光ファイバ１７１－１、ＷＤＭフィルタ７５０を介して受信した光信号は、Ｏ／Ｅ部７３２にて受信したバースト信号の先頭に付与されるプリアンブル及びデリミタと呼ばれる固定パターンに基づきクロック同期及びフレーム同期（ＰＯＮ区間のフレーム終端）される。ここで抽出したクロックは、当該ＰＯＮシステムの動作確認に用いられる。すなわち、ここで得られるフレーム先頭位置（受信タイミング）は、ＯＬＴ２１０－ＷのＰＯＮ制御部７００にあるＤＢＡ情報ＤＢ７０２に保持される、当該ＯＮＵ２２０への送信指示と一致していなければならない。確認の結果、ＯＬＴ２１０が指示した通信時刻との差異が観測されれば、ＰＯＮ制御部７００の距離測定部７０１は、検出された変動値分を修正し、運用継続の可否を判断する。つまり、所定の閾値以上の変動が観測された場合、続く下りフレームで当該ＯＮＵ２２０に対してＥｑＤ情報７０１１の設定を修正し、当該ＯＮＵに対してもＥｑＤ設定値を修正するよう通知する。ＯＬＴ２１０－Ｗの配下にある各ＯＮＵ２２０のＥｑＤ情報は、ＰＯＮ制御部７００内のＥｑＤ情報７０１１として保持される。設定値の修正で対応できない場合には、再度距離測定部７０１の指示により当該ＯＮＵ２２０に対してレンジング処理を行い、ＥｑＤ情報７０１１を更新する。
　尚、上記のフレーム終端及びそれに伴うデータ受信に必要なＥｑＤ設定は、図１で述べたレンジング処理の結果得られるパラメータである。レンジング処理は、距離測定部７０１にて実施する。
　Ｏ／Ｅ部７３２で受信された上りフレームは、上りフレーム処理部７４１に転送される。ここでは当該上りフレームのヘッダ情報を解析し、ヘッダ情報処理の内容と該フレームの転送先を決定する。この時の転送先決定は、上り経路情報ＤＢ７４１１を参照することにより可能となる。ヘッダ処理内容とフレーム転送先の決定において、フレームのＬ２ヘッダ情報を参照して決めることもできるが、特にＰＯＮ区間伝送用のカプセルヘッダ情報がここでの重要パラメータとなる。Ｇ－ＰＯＮの場合を例とすると、ＯＮＵ毎に一つまたは複数割当てられているＰｏｒｔ－ＩＤ情報を、ヘッダ処理内容とフレーム転送先の決定トリガとして用いることが一般的である。勿論、ＧＥＭヘッダ情報とＬ２情報とを合せて経路情報ＤＢ７４１１を検索するためのトリガとすることもできる。下りデータ処理の場合と同様に、上り経路情報ＤＢ７４１１には、Ｌ２ヘッダ情報の処理内容も含むことができる。ＧＥＭフレームのパケットフォーマットは、上りフレーム処理部７４１でＧＥＭフレームを終端した後は不要となる。ＧＥＭフレームで搬送したペイロード情報については、上りフレーム処理部７４１の内部で、転送情報をＳＮＩ側インタフェース７１０より送出するために再構築する際に用いる。
　また、上りフレーム処理部７４１では、ＧＥＭフレームフォーマットで受信した情報をパケット転送プロトコルに従うフォーマット（本実施の形態ではＥｔｈｅｒｎｅｔ）に変換して、ＳＮＩ（Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｎｏｄｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）インタフェース７１０へ転送する。またＰＯＮ制御部７００からフレーム送出通知がある場合など、ＯＬＴ２１０内部でフレームを生成するときには、上りフレーム処理部７４１にて新たにフレームを構成し、生成したフレームをＳＮＩインタフェース７１０へ転送する。
　以下、フレーム転送時の動作の具体例を述べる。上りフレーム処理部７４１にてＧＥＭフレームのヘッダ情報に基づいてＬ２ヘッダ情報を処理（ＶＬＡＮ情報の操作など）する。また装置内部でユーザ（ＯＮＵ２２０）を識別するなど内部処理のためのヘッダ（内部ヘッダ）を挿入し、さらに必要な情報の追加及び変更を行った後、フレームを送出する。フレームを送出する際には、装置内部での処理に用いた内部ヘッダを削除し、伝送エラーなどでフレーム情報にエラーが発見された場合は修正するなど必要な処理を施すことにより、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームを整形する。以上の過程を経て、上りフレームはＳＮＩ側インタフェース７１０－１～７１０－ｎを介して送出される。その後、ＯＬＴ２１０－Ｗの外部にあるＬ２スイッチ（図示せず）などの中継装置を介して、あるいは直接に、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ送信される。
　次に、ＯＬＴ２１０－ＷにおけるＯＡＭ情報（ＯＡＭフレーム）処理を説明する。ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚとの接続には、ＳＮＩ側インタフェ－ス７１０－１～７１０－ｎを介してＥｔｈｅｒｎｅｔなどの汎用プロトコルを用いても、装置内バスで接続されるようなＯＬＴ２１０－ＷとＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚが一体となった装置構成をとることもできる。ここでは、一例として、実施の形態１の構成に従い、Ｅｔｈｅｒｎｅｔで接続される構成を想定し説明する。
　また、実施の形態１ではＯＬＴ２１０からＯＮＵ２２０への障害状態通知に、図６で示すようにイーサＯＡＭのＶＳＭフレームを使用するものとする。
　ＰＯＮ区間の接続状態監視にはＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａ、２００－Ｚ間の監視手法と同様にイーサＯＡＭのＣＣＭフレームを参照しても良く、またＰＯＮ区間を転送される全フレームを監視することでも実現できる。どちらを用いても、ＰＯＮ区間の通信状況監視手段として、ＰＯＮの特有機能であるＤＢＡ機能を利用した通信異常検出を行う。そこで、まずは前者の場合を例として説明し、その後、後者を例として実施の形態を説明する。
　まず上り方向のＯＡＭフレ－ム処理について説明する。ＯＡＭ対応ＮＥ２００－ＡからＯＡＭフレ－ムを受信すると、受信処理部７２１では、当該フレ－ムのＬ２ヘッダ情報から受信フレ－ムがＯＡＭフレ－ムであることを認識する。ＯＡＭフレ－ムはＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａより、各システムに設定される固有の送信間隔及び送信タイミングで送信される。
　現用経路２０１０－Ｗに何らかの障害が発生して上り通信が出来なくなった場合、以下の動作を行う。
　ＯＬＴ２１０－Ｗでは、ＯＡＭ情報７０３に従うタイミングで上り信号を受信しない場合に、ＰＯＮシステムの規定に従えばＬＯＳ警報を発する。またＬＯＳ警報が発生しない場合においても、ＣＣＭフレ－ムを正しく取り込めないケースが発生し得る。例えば、予測した時間に到着が確認できない場合などであるが、こうしたケースでは、経路上の上り方向通信機能に何らかの異常が発生していると考えられる。
　図７のＯＬＴ構成では、ＣＣＭフレ－ムの受信間隔はＯＡＭ情報ＤＢ７０３に設定されており、また上り方向のフレ－ム送信タイミングはＰＯＮ区間においてはＯＬＴ２１０－Ｗ、正しくはＰＯＮ制御部７００が指示している。そのため、温度変動等による光ファイバの伸縮が要因となって観測される、光レベルの信号到着タイミングの変化以外には、通常運用においてＯＡＭフレ－ム（ＣＣＭフレ－ム）の受信タイミングが異常となることは考えにくい。従って、ＯＬＴ２１０－Ｗでは、ＰＯＮ制御部４００において、各ＯＮＵ２２０－Ｗからの上りフレ－ムの到着タイミングに加え、ＯＡＭフレ－ムの到着タイミングを観測することにより、経路上の異常を検知することができる。尚、ここでＯＬＴ２１０に対するＣＣＭ送受信タイミングの設定は、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａ又は２００－Ｚから通知する方法と、管理者によりＯＬＴ２１０へ直接設定する方法とが可能である。本実施の形態に於いて、これらの手段は発明の本質と関係しないため、その説明は省略する。
　本機能（ＯＡＭフレームを利用する経路監視機能）は、ＯＬＴ２１０における上りフレームの受信制御部７４１においてＯＡＭフレ－ムか否かを判定し、その到着タイミングをＰＯＮ制御部７００へ通知し、更にＯＡＭタイミング制御部７０６にてＯＡＭ情報７０３を参照してそのタイミングの成否を確認することで実現できる。これにより、既存の標準化勧告（非特許文献６）にあるように、複数のＯＡＭフレ－ム(ＣＣＭフレ－ム)の到着状況を確認するまでもなく、最初の（個々の）ＯＡＭフレ－ム（ＣＣＭフレ－ム）の到着状況から、経路上に生じた異常状態を検知できる。
　経路異常を検知したＯＬＴ２１０－Ｗは、異常を通知するフレ－ム（切替え申請フレーム）１５０１をＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ送信する。このときＯＬＴ２１０内部では、遅延制御部７０６からの指示に従い、上りフレ－ム処理部７４１でＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚ向けの障害通知のための切替え申請フレ－ム１５０１を生成する。ここで生成された切替え申請フレ－ムはインタフェ－ス７１０－１～７１０－ｎのうち適当なインタフェ－スを介してＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ通知される。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚでは、上記切替え申請フレーム１５０１を受信することによって経路障害を検知すると、予備系を構成するＰＯＮ区間（ＯＬＴ２１０－Ｐ及びＯＮＵ２２０－Ｐ）を介して、対向するＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａに対して経路切替え要求（予備系配信要求）３２１を送信する。
　図８は、ＯＬＴ２１０－Ｗの上りフレ－ム処理部７４１におけるＯＡＭフレ－ム処理時のフロ－チャ－トである。
　ＯＬＴ２１０の上りフレ－ム処理部７４１では、上りフレ－ムを受信した際(Ｓ２０１)に、ＯＡＭフレ－ムであるか通常のデ－タフレ－ムであるかを判定する(Ｓ２０２)。このとき、ＯＡＭフレ－ムであれば、当該ＯＡＭフレ－ムの種別及び受信タイミングを記録し、それらをＰＯＮ制御部７００へ通知する(Ｓ２０３)。ＯＡＭフレ－ム転送状況をＰＯＮ制御部７００へ通知するとともに、フレ－ムそのものをＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚに転送するため、送信処理部４２３へ送る。このとき、ＯＡＭフレ－ムを識別するための識別子を内部ヘッダに付与しておくと、フレーム送信時の処理において当該ＯＡＭフレ－ムを他のフレ－ムと識別する上で便利である。
　受信フレ－ム判定Ｓ２０２において、デ－タフレ－ムであると判定された場合には、通常の転送処理を行う。
　なお、上りフレ－ム処理部７４１で受信するフレ－ムは、ＯＡＭフレ－ムとデ－タフレ－ムのみでなく、ＰＯＮ区間の制御フレ－ム（例えばＧ－ＰＯＮの場合を想定すると、ＰＬＯＡＭ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｌａｙｅｒ　ＯＡＭ）メッセ－ジや各種ＯＮＵ制御のためのリクエスト、更にはＯＭＣＩ　（ＯＮＵ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）なども含まれる。ＰＯＮ区間で終端すべきフレ－ムを受信した場合、上りフレ－ム処理部７４１からＰＯＮ制御部７００へ通知する。
　図９は、ＯＬＴ２１０－ＷのＰＯＮ制御部７００における制御信号の流れを示すフロ－チャ－トである。
　上りフレ－ム処理部７４１から制御フレ－ム情報を取得すると(Ｓ３０１)、当該フレ－ムがＯＡＭフレ－ムか否かを判断する(Ｓ３０２)。ＯＡＭフレ－ムである場合には、ＰＯＮ制御部７００に備えた経路冗長システム遅延制御部７０６へ、当該情報の一部もしくは全部を通知する(Ｓ３０３)。ＯＡＭフレ－ムでない場合、受信処理部７１１からのフレ－ム情報としては、ＯＮＵ２２０－Ｗからの帯域要求であったり、ＯＮＵ制御のためのＯＭＣＩ情報であったり、またＯＮＵのＴＣレイヤと光レイヤの保守管理を行うＰＬＯＡＭメッセ－ジを含む。これらの情報はＰＯＮ制御部７００において帯域(ＤＢＡ)制御情報として用いられたり、ＯＮＵ状態管理のために用いられたりするものであって、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚ向けに何らかの処理が必要となることは無い。そのため、これらの情報に関してはステップＳ３０２の後、処理を終了する。
　図１０は、ＯＬＴ２１０－Ｗの遅延制御部７０６の動作を示すフロ－チャ－トである。本図は、図３のシーケンス図における処理Ｓ８０１及び切替え申請１５０１の送出に関わる。
　図９の処理によって上りフレ－ム処理部７４１からＯＡＭフレ－ム情報を取得すると(Ｓ６０１)、ＯＡＭフレ－ム種別及び当該フレ－ムの受信タイミングを抽出する(Ｓ６０２)。
　更に、取得したＯＡＭフレームがＣＣＭフレ－ムか否かを判定し(Ｓ６０３)、ＣＣＭフレ－ムの場合には、フレーム到着時刻を装置内に備えたＯＡＭ情報ＤＢ７０３と照合し(Ｓ６０６)、ネットワ－ク設定に従う正規のタイミングでＣＣＭフレ－ムを受信できているか否かを確認する(Ｓ６０７)。この確認処理は、ＯＬＴ２１０に備えるＯＡＭ情報データベース７０３の設定情報と当該ＣＣＭフレームの受信時刻及び経路情報とを比較することにより実現できる。
　ステップＳ６０７にて正規タイミングで受信したことを確認できれば、当該フレームを宛先終端装置であるＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ転送する（Ｓ６０９）。その後、当該ＯＡＭによって得られるシステム稼動状況、即ち監視対象経路における通信状況に関連するパラメータをＯＡＭ情報データベース７０３へ記録する（Ｓ６１０）。具体的なパラメータとしては、例えば、対象経路識別子、受信を確認したＯＡＭフレームの種別、ＯＡＭフレームの受信を確認した時刻などが挙げられる。
　一方、ステップＳ６０７にて正規タイミングで受信したことが確認できなければ、切替え申請フレームを生成する（Ｓ６０８）。切替え申請フレームは、上りフレーム処理部７４１を介してＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ通知される。
　ステップＳ６０３で、取得したＯＡＭフレームがＣＣＭフレ－ム以外のＯＡＭフレ－ムであった場合、基本的な処理の流れは非特許文献５のＯＡＭ処理規定に従う処理を実施する。具体的には、ＯＬＴ２１０内の、ＯＡＭ種別毎に設定されたＯＡＭ情報デ－タベ－ス７０３を参照し、受信したＯＡＭフレ－ムが正しい経路を通過しているか、正しい情報を含んでいるかを確認し、更に必要なアクションを行う(Ｓ６０５)。
　図１１は、ＯＬＴ２１０における切替え申請送出のための（通信異常検知）遅延制御部７０６の動作を示す別の実現方法を示すフローチャートである。本図は、図１０と同じく、図３のシーケンス図における処理Ｓ８０１及び切替え申請１５０１の送出に関わる。
　本図で示す処理手順は、図８～図１０で説明したようにＯＡＭフレームを使用しての通信異常検知ではなく、全ての上りフレームを対象としてＰＯＮ区間の通信異常を検知するための手順である。
　遅延処理部７０６は、上りフレーム処理部７４１にて受信した上り受信フレームに関する情報を取得する（Ｓ７０１）。ここで言うフレームに関する情報とは、フレームの種別（内容）そのものを表す直接的な情報に加え、フレーム受信時刻などのシステム稼動状態を示す間接的な情報も含むことができる。
　次に、取得した情報のうちフレーム受信時刻をＤＢＡ情報データベース７０２と比較する。ＤＢＡ情報データベース７０２には、ＯＬＴ２１０からＯＮＵ２２０に通知した上りフレーム送信タイムスロット情報が格納されている(図１２参照)。従って、ＤＢＡ情報データベース７０２を用いることで、当該フレームを正規のタイミングで受信しているか否かを確認できる（Ｓ７０３）。正規のタイミングか否かの判定には、例えばＤＢＡ情報データベース７０２に記載されるパラメータとの整合性がある閾値の範囲内で確認できれば、正規タイミングと判定することができる。
　ステップＳ７０３で正規のタイミングに比較して、予め定められた閾値を超える相当の食い違いが観測された場合には、遅延処理部７０６は、切替え申請フレーム１５０１を生成し（Ｓ７０７）、上りフレーム処理部７４１を介してＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ通知する。
　正規のタイミングで受信したフレームに対しては、該フレームに相応の処理を行えば良い。ステップＳ７０４以降ではその処理手順の一例を示している。受信フレームがＯＬＴ２１０に何らかの対応を要求する場合、即ちＯＮＵ制御情報やＯＮＵからの帯域要求情報に関しては、ＰＯＮ制御部７００内にて対応処置を行う。また、ＯＡＭフレームを受信した場合には、当該ＯＡＭフレームにより要求される処理を実施（Ｓ７０５）した後、その受信時刻やＯＡＭフレーム種別等の情報を、図１０の場合と同じくＯＡＭ情報データベース７０３に状況確認のため記録する（Ｓ７０６）。ここでＯＡＭ関連処理としては、ＬＢ（Ｌｏｏｐ　Ｂａｃｋ）処理、ＬＴ（Ｌｉｎｋ　Ｔｒａｃｅ）処理等、非特許文献５に記載されるＯＡＭ処理を含むことができる。
　上記の処理を実施した後、遅延処理部７０６は、ステップＳ７０８にて、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａ，２００－Ｚ，又はＯＮＵ２２０へ転送が必要なフレームを送出する。つまり、ここで考えられるフレームには、切替え申請フレーム１５０１送出、上り或いは下りＯＡＭフレーム送出、ユーザデータフレームの転送が挙げられる。
　本方式により、ＰＯＮ区間の通信状態を常時監視することとなり、ＰＯＮの通信障害に対して迅速に対応可能となる。
　図１２は、ＯＬＴ２１０に備えるＤＢＡ情報データベース７０２の構成例を示す。
　本データベースの基本的な構成には、帯域制御単位を示すための帯域制御識別子１６１０、帯域制御識別子１６１０毎に（ＰＯＮ制御部で）算出・決定された上りフレーム送信開始時刻１６２０、送信開始から送信終了までの通信継続時間を示す通信時間１６３０、及びその他フラグ情報１６４０を含む。
　送信タイミング制御ＩＤは、Ｇ－ＰＯＮではＡｌｌｏｃ－ＩＤ（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ　Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　ＩＤ）と呼ばれる。このパラメータはＯＮＵ毎に一つ又は複数設定可能である。ＯＮＵ２２０から送信される上りフレーム帯域要求は、Ａｌｌｏｃ－ＩＤ単位で処理される。従って、複数のＡｌｌｏｃ－ＩＤを割当てられたＯＮＵ２２０は、ＯＬＴ２１０に対してＤＢＡ周期毎に複数回の帯域要求を送信することができる。
　本テーブルを用いたＡｌｌｏｃ－ＩＤ毎の帯域指定方法には、大きく分けて二通りの方法がある。本図ではその方法を示している。一つ目は通信開始時刻１６２０とその後の通信継続時間１６３０をＯＮＵ２２０に通知する方法であり、もう一つの方法は、通信開始時刻１６２０と通信終了時刻１６３１を指定する方法である。いずれの方法を用いてもＯＮＵ２２０に対する、Ａｌｌｏｃ－ＩＤ毎の上り送信帯域制御が実現可能である。
　ＯＬＴ２１０では、上りフレーム制御部７４１で受信されるフレームについて、そのフレーム受信タイミングと、本図のＤＢＡ情報データベース７０２を比較してＯＮＵ２２０が正確に動作しているか否かを確認する。その結果に基づき、通信異常の有無を判定する。
　図１３は、図３の経路切替えシーケンスにおける、切替え申請フレーム１５０１の生成処理の手順を示すフローチャートである。
　切替え申請フレームを生成するには、経路ＩＤ５２１０及び切替ｆｌａｇ５２２０を決定する必要がある。
　図１及び図２で示した現用系経路１１０－Ａ（２０１０－Ｗ）及び予備系経路１２０－Ａ（２０１０－Ｐ）の識別子は、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａ及び２００－Ｚの間で用いる通信プロトコルによって、複数の識別子を選択可能である。本実施の形態では、一例として、Ｅｔｈｅｒｎｅｔを用いた網構成を想定しているため、例えば最も一般的にはＶＬＡＮ　ＩＤを経路ＩＤとして用いればよい。場合によっては、複数のＶＬＡＮ　ＩＤの組合せや、ＶＬＡＮ　ＩＤとＭＰＬＳラベルとの組合せも適用可能である。ここではＶＬＡＮ　ＩＤを監視経路の識別子として用いる場合を例に簡単に説明する。
　図３のシーケンス図の経路障害検出Ｓ８０１により、現用系経路を構成するＯＬＴ２１０では、受信フレームから、障害を検出したＯＮＵ（実際にはＡｌｌｏｃ－ＩＤだが、ＯＮＵ－ＩＤとＡｌｌｏｃ－ＩＤはＯＬＴ２１０側で対応付けられているので、ＯＮＵの特定が可能である）が構成する経路ＩＤ（ここではＶＬＡＮ　ＩＤ）を抽出する（Ｓ９０１）。これを図５の切替え申請フレームに経路ＩＤとして挿入する。
　更に、切替え動作の説明で述べたように、ＯＬＴ２１０は、必要な場合には障害レベル及び対応要求の重要度を示す緊急レベルを決定する。これらのレベル決定には、経路ＩＤと対応付けられる顧客との契約内容や、経路障害状況を考慮する。例えば、重要顧客を収容する経路ＩＤである場合や、複数のＯＮＵ２２０からの通信異常が検出され、現用系経路の基幹部分に障害があることが想定される場合などは、緊急レベルが高く設定される。
　最後に、上記パラメータを挿入した切替え申請フレームを生成し、上りフレーム処理部７４１を介してＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ該フレームを送出し、一連の処理を終了する。
５．ＯＡＭ対応ＮＥの装置構成
 
　図１４は、ＯＡＭ対応ＮＥ２００の構成図を示す。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００は、プロテクション区間の両端に設置され保護区間を定義し、また当該区間を通過するパケットに関して、ヘッダ情報を参照し利用経路を決定する。
　例えば、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚは、光アクセスシステム側のインタフェース１２１０－１～１２１０－ｘ、入出力処理部１２３０、スイッチ部１２５０、中継網２０００側のインタフェース１２２０－１～１２２０－ｙ、入出力処理部１２４０、ＣＰＵ１２８０、メモリ１２９０を備える。また、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａは、インタフェースの接続先を光アクセス側と中継網側を入れ替えれば良い。いずれも機能構成が同じであることから、ここでは、一例としてＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚを想定して説明する。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚは、ＰＯＮ区間の上りフレームを利用して、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－ＡからのＣＣＭフレームを定期的に受信する。現用系経路２０１０－Ｗにおいて、ＰＯＮ区間を通過したフレームはＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚのインタフェース１２１０－１～１２１０－ｘのいずれかで受信される。ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚは、このＯＡＭフレームに含まれる情報を参照して経路状態を把握する。
　上り方向（図２の左から右へ向かう方向）の通信を例にとって説明する。インタフェース１２１０－１～１２１０－ｘで受信されたパケットは、入出力処理部１２３０に転送される。入出力処理部１２３０では、ヘッダ処理、優先度付けなどのパケット送信制御のため、一時的にフレームバッファ１２３２に格納される。この待ち時間を利用して、フレーム解析・生成部１２３１にて、ヘッダ情報の確認、ヘッダに含まれるパラメータをトリガとしたヘッダ情報の処理（変換、透過、付与、削除等）を行う。ここでヘッダ解析・生成のためには、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚに設定されている経路情報ＤＢ１２９４を参照する。入出力処理部１２３０は、経路情報ＤＢ１２９４参照のためには、メモリ１２９０にアクセスすることになるが、実装の都合によっては経路情報の一部を入出力制御部１２３０に保持しておくこともできる。いずれにしても動作の流れは変わらない。なお、本実施の形態では装置内の信号のやり取りにはバス１２７０を利用する例を示している。
　フレーム解析・生成部１２３１によって転送先に対して適切なヘッダ情報となるよう処理されたフレームは、宛先経路へ向けた転送のため、スイッチ部１２５０に送られる。
　スイッチ部１２５０では、各フレームは、それぞれの宛先に対応する方路へ転送される。各方路に転送された後、フレームはその優先度や各方路の経路情報に従い、キューイングや、必要ならヘッダ情報の確認、変更を行う。これらの処理を行う機能が、送出側に設置されたフレーム解析・生成部１２４１及びフレームバッファ１２４２である。入出力処理部１２４０で読み出されたフレームは、インタフェース１２２０－１～１２２０－ｙを介して外部へ送出される。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚにおける、上り方向通信時の経路管理方法を説明する。入出力処理部１２３０は、受信フレーム解析・生成部１２３１において、インタフェース１２１０－１～１２１０－ｘで受信したフレームがＯＡＭフレーム（例えばＣＣＭフレーム３０１－１）か否かを判定する。該ＯＡＭ対応ＮＥの管理対象経路に対応するＯＡＭフレームであった場合には、当該フレームに含まれる冗長系の経路ＩＤと、送出タイミングＩＤとを抽出し、それらの情報をメモリ１２９０内のＯＡＭ制御部１２９１へ通知する。両経路からのＣＣＭフレームについて到着感覚を確認し、各経路における通信状況を確認するための一連の処理は、ＯＡＭ制御部１２９１にて行う。
　ＯＡＭ制御部７９１は入出力処理部１２３０からＯＡＭフレ－ムを受信すると、そのＯＡＭ種別を確認し、各ＯＡＭ機能に関して、当該システムに設定されているパラメ－タを参照し、ＯＡＭ状態管理データベース（ＤＢ）１２９２を検索する。照合の結果、経路上に何らかの異常が発見された場合には、標準化勧告（非特許文献５）に従い、警報を発出する。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａと２００－Ｚを接続する経路上を監視するために用いられるＯＡＭフレームは、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚで終端されるため、受信したフレームがＯＡＭフレームであった場合には、当該フレームはメモリ１２９０に転送し、メモリ１２９０にてＯＡＭフレームの解析を行う。このとき、スイッチ部１２５０へ転送されることは無い。ＯＬＴ２１０から送信される切替え申請フレームを、イーサＯＡＭのＶＳＭフレームのフォーマットで実施する場合も、該フレームはこの範疇に入るため、その処理は同様である。
　例えば、切替え申請フレームとして、ＶＳＭフレームをベースとしたフレーム構成（図５参照。）を想定すると、個々のＶＳＭフレームの通過経路に関する設定、すなわち該フレームのヘッダ情報と、それに対するヘッダ処理及び送信方路の対応付けに関する情報とが、経路情報ＤＢ１２９４に保持される。経路情報ＤＢ１２９４を設定した後、それを反映してＯＡＭ状態管理ＤＢ１２９３が構成される。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００は、送出する経路及び各ＯＡＭフレームを受けた処理内容が決定し次第、該処理を実行する。すなわち切替え申請フレームを受信した場合は、直ちに自装置側の冗長系経路の利用状況を変更し、且つ対向するＯＡＭ対応ＮＥに対して経路切替を通知する。この通知フレームは、メモリ１２９０で生成された後、入出力処理部１２４０に転送されて、送出インタフェース１２２０、送信回線１２６１を介して送出される。なお、送信インタフェース１２２０と送信回線１２６１は、物理的な回線としては入力インタフェース１２１０と入力回線１２６０と同一の媒体を利用するケースも有り得る。
　標準化規定（非特許文献５）に従う通信装置において、ＣＣＭフレ－ムの受信間隔の異常を検知するために参照するのは、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａ及び２００－ＺのＯＡＭ状態管理ＤＢ１２９２に保持されるＯＡＭ情報である。ＯＡＭ情報は、ＯＡＭフレ－ムの受信に伴って一定の間隔で更新され、ＯＡＭ状態管理ＤＢを参照することで、系の最新状況を参照できる。一方、ＯＡＭ設定情報は通常、オペレ－タより設定される動作規定であって、動的に変化することは少ない。例えばＣＣＭフレ－ムの照合に使用する保守管理区間の登録は、ＣＣデータベース（ＣＣＤＢ）１２９３に設定されており、設定に従う正しいＣＣＭフレ－ムか否かは、受信処理部１２４１で受信した後、ＯＡＭ制御部１２９１で当該フレ－ムに含まれる各種の保守管理用パラメ－タを抽出し、ＣＣＤＢ１２９３と照合することによって確認される。正しいフレ－ムの場合、各パラメ－タはＣＣＤＢに格納される。ＯＡＭ状態管理ＤＢ１２９２はＣＣＤＢ１２９３と近い意味を持つが、ＣＣＭ以外のＯＡＭ情報を管理するデ－タベ－スをＯＡＭ状態管理ＤＢ１２９２と考えれば良い。
　本実施の形態においては、ＣＣＭフレームの送信間隔をベースとする待ち時間をとることなく、ＯＬＴ２１０から送信される切替え申請フレームの受信をもって障害切替のトリガとする。この方式を用いることにより、通常、複数のＣＣＭフレ－ムの状態を確認するために必要な待ち時間が不要となり、本実施の形態を適用した光アクセスのプロテクション切替えにおいては、経路障害に対してはるかに迅速な対応が可能となる。
　図１５は、ＯＡＭ対応ＮＥの入出力処理部におけるフレーム処理を示すフローチャートである。
　入出力処理部１２３０又は１２４０は、フレームを受信した際（Ｓ４０１）に、ＯＡＭフレームであるか通常のデータフレームであるかを判定する（Ｓ４０２）。このとき、ＯＡＭフレームであれば、入出力処理部１２３０又は１２４０は、当該ＯＡＭフレームの種別及び受信タイミングを記録し、それらをＯＡＭ制御部１２９１へ通知する（Ｓ４０３）。
　入出力処理部１２３０又は１２４０は、受信フレーム判定Ｓ４０２において、データフレームであると判定された場合には、当該フレームのヘッダ処理及びスイッチ１２５０への転送を行い、通常の転送処理を行う（Ｓ４０４）。
　図１６は、ＯＡＭ対応ＮＥのＯＡＭ制御部におけるＯＡＭフレーム（障害通知フレームを含む処理）処理を示すフローチャートである。
　本フローチャートでは、一定の周期もしくは管理者等から入力されるトリガ、若しくはＯＡＭフレーム受信により発動されるトリガに従い、ＯＡＭ制御部１２９１は、処理を開始する。ＯＡＭ制御部１２９１は、入出力処理部１２３０からの受信フレーム情報受信状況を監視しておき（Ｓ５０１）、ＯＡＭ測定フレームの受信があるか否かを確認する。受信があった場合、ＯＡＭ制御部１２９１は、ＯＡＭフレーム種別及び受信タイミングを抽出し（Ｓ５０３）、当該フレームがＣＣＭフレームか、その他ＯＡＭフレームかを確認する（Ｓ５０４）。障害通知フレームは、その他ＯＡＭフレームに含まれる。
　ＯＡＭ制御部１２９１は、受信フレームがＣＣＭフレームであった場合、フレーム情報を取得した後、それが冗長系システムの設定に従う正規フレームか否かを確認する（Ｓ５０６）。例えばＣＣＭフレームの場合、ＣＣＤＢ１２９３に記載されるパラメータから、該フレームを受信する予測時間から所定の時間が経過しているか否かを確認し（Ｓ５０５）、有効なタイミングでの受信であれば、当該フレームに含まれる情報を抽出（取得）、確認する（Ｓ５０６）。ステップＳ５０６で、ＯＡＭ制御部１２９１は、経路設定状況と異なるＣＣＭフレームを受信した場合は、その旨を示すエラーを発行し（Ｓ５１１）、処理を終了する。一方、正規のＣＣＭフレームの場合は、ＯＡＭ制御部１２９１は、当該フレームに含まれる経路ＩＤ及び、当該フレームの受信時刻等の受信した情報をＣＣＤＢ１２９３に格納する（Ｓ５０７）。
　ステップＳ５０４において、ＯＡＭ制御部１２９１は、受信フレームが、その他ＯＡＭフレームであった場合についても、データベースとの照合（Ｓ５０８）、正規フレームか否かの確認（Ｓ５０９）、及びＯＡＭ　ＤＢへの登録（Ｓ５１０）に関しては同様の処理を行う。障害通知フレームを受信した場合は、ＣＣＭ以外のＯＡＭフレームを受信した場合の処理に従う。
　図１７は、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚに備えるＣＣＤＢ１２９３の構成例を示す。
　ＣＣＤＢ１２９３は、ＣＣＭフレ－ム送信周期設定から算出されるＣＣＭフレ－ム到着予想時刻１４０１、実際にＣＣＭフレ－ムを受信した時刻１４０２、当該ＣＣＭフレ－ム到着時刻の予測時刻からのズレの大きさ１４０３、及びその他ＣＣＭフレ－ム情報１４０４を含む。その他ＣＣＭフレ－ム情報１４０４には、例えば、ＶＬＡＮタグ情報、非特許文献５に規定されるＭＥＧ（Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　Ｅｎｔｉｔｙ　Ｇｒｏｕｐ）レベル、ＭＥＧ　ＩＤ、ＭＥＰ（ＭＥＧ　Ｅｎｄ　Ｐｏｉｎｔ）　IＤといった経路監視のための情報を含むことができる。
　本テ－ブル１２９３は、実装上はエントリ数の上限が決まっており、あるエントリ数で、情報を順次書き換えていく。情報を書き換えるトリガとしては、二通りの方法が可能である。一つは、新規ＣＣＭフレ－ムを受信すると、特定のエントリから順次上書きしていく方法である。また別の方法は、エントリ毎の管理用タイマを設けておき、タイマが所定のカウントに達した時点で当該エントリを削除することにより、新規フレ－ム受信時には空きエントリに情報を書込む、という方法である。本実施の形態ではこのエントリ管理については言及しない。基本的にエントリ管理はＥｔｈｅｒｎｅｔ網で汎用的に使用されているＭＡＣアドレス学習処理と同様にエージング処理等を用いて管理されるものと考えて良い。本実施の形態に於いてはテーブル操作の詳細な方式の差異は、本質的なポイントではないため、説明を割愛する。ここではＣＣＭフレ－ムの識別、及びそれに伴うＣＣＭフレ－ム情報の管理が可能であれば良い。
　ＣＣＭフレームを予定通り正常に受信できない場合や、ＣＣＭフレ－ムに格納される経路情報等から何らかの異常が発見された場合には、Ｆｌａｇｓ１４０５に記録しておき、その旨をＯＡＭ制御部１２９１に通知する。
　図１８は、図３の基本切替えシーケンスにおける予備系配信要求生成処理Ｓ８０３について、具体的な手順の一例を示すフローチャートである。
　本図では、現用系経路の上り信号において、通信障害が検出された場合を例にとって、経路ＩＤ及び切替えフラグの定め方等について説明する。
　現用系経路を構成するＯＬＴ２１０より経路の切替え申請１５０１を受信すると（Ｓ１００１）、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚは、当該経路に通信障害が発生しているものと判断する。ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚでは、受信した切替え申請フレームより経路ＩＤを抽出し、障害経路の論理ＩＤを特定する（Ｓ１００２）。このＩＤには、図１３で述べたように、例えばＶＬＡＮ　ＩＤを使用できる。尚、単独の経路における論理異常（設定ミス、及び経路優先度等による輻輳）ではなく、当該ＯＬＴ２１０が収容する全てのＶＬＡＮ　ＩＤで同様の障害が発生した場合には、ＰＯＮ区間を含む全区間のどこかで物理回線レベルでの障害が発生していると考えられる。
　つぎに、上述のように経路ＩＤ（ＶＬＡＮ　ＩＤ）を参照して経路を特定すると、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚは、該経路における通信状況を確認する（Ｓ１００３）。ここで通信状況とは、経路ＩＤ毎に、上り通信及び下り通信のそれぞれにおいて、現用系経路を使用しているか、予備系経路を使用しているか、という経路利用情報である。即ち、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚでは、図４に示した切替Ｆｌａｇｓ４２２０に対応する経路識別子を持ち、更に、各経路における通信が正常か異常かを示すフラグを含むテーブル（通信状態管理ＤＢ１２９５）（図１９を参照）を備えている。図１９では、現用系と予備系の双方が正常に動作しており、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚで初めて現用系障害を検出した状態からの処理の手順を示している。ステップＳ１００１～Ｓ１００３までの一連の処理が、図３で説明したＳ８０２の処理に相当する。
　ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚでは、障害を検出した後、直ちに上記の通信状況を示すテーブル（通信状態管理ＤＢ１２９５）を更新し、経路切替え処理を開始する（Ｓ３０２）。
　この経路切替え処理では、当該経路ＩＤの通信を継続するため、その使用経路を示す経路利用情報１９２０を指定する。その方法は、本図に示す通りである。簡単に説明すると、障害検出した経路（通信方向を含む）のフラグを“ＯＦＦ”とし、切替え後に使用する経路のフラグを“ＯＮ”とする。例えば本図の場合、正常状態では“１１００”であったフラグを、“０１１０”と変更することにより、上り通信には予備系を、下り通信には現用系を使用するよう指定することができる。必ずしも上りと下りの双方向通信において同一経路を使用する必要は無い。管理上、一方向で異常が検出された場合に双方向とも利用経路を切替える場合には、本図の場合は経路利用情報１９２０を“００１１”と設定することで実現できる。
　つぎに、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚは、通信状態管理ＤＢ１２９５の更新した経路利用情報と同様に図４の切替えＦｌａｇｓ１９２０を決定し（Ｓ１００５）、経路ＩＤと切替Ｆｌａｇｓ４２２０を設定した予備系配信要求フレーム３２１を生成し、それを送出する（Ｓ１００６）。ステップＳ１００５～Ｓ１００６までの処理が、図３で説明したＳ８０３の処理に対応する。
　図１９は、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚに保持する通信状況管理データベース１２９５の構成例である。
　本テーブルは、経路ＩＤ１９１０、経路利用情報１９２０、通信状態フラグ１９３０、その他経路情報１９４０を含む。
　経路ＩＤ１９１０は、ユーザのフローを管理するための識別子である。この経路ＩＤはその意味ではユーザＩＤそのものを示すため、契約などによって優先度や契約帯域幅が異なる。従って、本図では例としてその他経路情報パラメータ１９５０として、優先度を含む構成とした。
　また、経路利用情報１９２０には、対応する経路ＩＤ１９１０にて上り方向と下り方向の通信にそれぞれ使用する経路の組合せを示すための通信状況についての情報である。ここではＲｏｕｔｅ＿１では上りと下り双方に現用系を用いており、Ｒｏｕｔｅ＿２は上り通信に予備系、下り通信に現用系を使用するケースを示している。
　図２０は、図４の予備系配信要求フレームを受信した予備系ＯＬＴ２１０―Ｐの動作を示すフローチャートである。
　予備系ＯＬＴ２１０－Ｐは、予備系配信要求（即ち配信経路切替え通知）を受信すると（Ｓ２００１）、当該経路ＩＤの通信を継続するために必要な、予備系経路における通信帯域増加量を確認する（Ｓ２００２）。このための帯域量は、予備系配信要求フレーム３２１を用いて通知できる。例えば、図４の構成例において、Ｏｔｈｅｒｓフィールドの一部を、帯域要求量を通知するために使用することで容易に実現可能である。プロテクション区間の受信端であるＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚでは当該経路ＩＤに対応する通信帯域を、通信状況管理データベース１２９５にて把握しているため、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－ＺからＯＬＴ２１０－Ｐに対し、予備系配信要求時に必要帯域も同時に通知することが効率的である。
　ＯＬＴ２１０－Ｐは、帯域量を確認した後、ＯＮＵ２２０－Ｐに対して当該帯域を割り付ける（Ｓ２００３）。ＰＯＮにおいて上り帯域は常にＯＬＴ２１０からの通信許可に従って送信されるため、本図ではＯＮＵ２２０―Ｐからの帯域要求を待つことなく、予備系配信要求と同時に帯域割付を実施することとした。なお、ＯＮＵ－２２０Ｐからの帯域要求を待ってから帯域割付を実施する構成としてもよい。また、帯域割付とほぼ同時に、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚから受信した予備系配信要求フレーム３２１を、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａへ通知するため、下り通信フレームを用いて転送する（Ｓ２００４）。尚、ステップＳ２００４とＳ２００３はほぼ同時に進行するため、ＯＬＴ２１０－Ｐ内部のフレーム処理状況によってはステップＳ２００３が先に実施される手順としても構わない。
　予備系配信要求フレーム３２１を受信したＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａは、予備系配信要求フレーム３２１で指定された経路ＩＤに対して、スイッチ２５０－Ａにおいて、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚに向かう信号発信インタフェースをインタフェース２５１－Ｗからインタフェース２５１－Ｐへ変更する。
　予備系配信要求フレーム３２１及び３２２にて、切替えが必要な経路ＩＤを指定しているため、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａでは、本フレームを受信すると最早現用系経路２０１０－Ｗに対して該経路ＩＤのデータを送出することはない。また、当該経路ＩＤによって識別される現用系経路での通信には障害が発生しており、現用系経路ＯＬＴ２１０－Ｐ、ＯＮＵ２２０－Ｐを介してＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａに切替えを指示しても、正常に信号が伝わるか否かは不明である。従って、基本的には予備系配信要求フレーム３２１は予備系だけに送出すれば良い。原理上は、ＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａと２００－Ｚの間で通信状況が良好であることが確認されている経路を用いて通知すれば良い。勿論、両経路に送出しても特に動作上の問題は生じない。
　尚、ここまでの説明で分かるように、図４で説明した予備系配信要求フレームによって上り方向の通信経路を指定するためには、上り通信用の現用系経路ＯＮ／ＯＦＦ４２２１、及び予備系経路ＯＮ／ＯＦＦ４２２３のみを示せば十分である。逆に下り方向の通信に関して、その利用経路をＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａから２００－Ｚに指示するには、下り通信に関する情報４２２２、４２２４を含む上りフレームをＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ送信すればよい。図４で上り方向及び下り方向で利用する経路の組合せを全て示しているのは、図１９との対応付け及び説明の簡易化のためである。
６．機能追加
 
　以上の説明において、パケット網の管理区間両端に設置されたＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ａ及び２００－Ｚにおいて冗長構成された経路管理を行う方法を説明した。
　上記では、冗長経路の一部を光アクセスシステム（ＰＯＮ）で構成する場合に、ＰＯＮ区間で障害が発生した時に現用系経路２０１０－Ｗから予備系経路２０１０－Ｐへの切替を高速化する方法を述べた。
　経路切替えのトリガとしてＯＬＴ２１０－ＷからＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ送られる切替え申請フレームを用いるために、上記の説明ではＰＯＮ区間におけるＣＣＭフレームの送受信間隔（タイミング）を参照してＯＬＴ２１０のＯＡＭ制御部で障害判定を行った。
　このＯＬＴ２１０－Ｗにおける障害判定のトリガとして、ＤＢＡ機能のみを利用する方法も可能である。ＤＢＡではＯＬＴ２１０－Ｗの配下に存在するＯＮＵ２２０からのデータ送信タイミングのみを確認している。従って、ＰＯＮ区間の上りデータフレームの内容がＯＡＭフレームであれユーザデータフレームであれ、受信タイミングがＤＢＡ制御に従っているか否かを判定することによって、ＰＯＮ区間の通信が正常か否かを判定できる。
　そこで、第２の実施の形態として、ＯＬＴ２１０－Ｗにおいて上りフレーム受信タイミングの異常を検出した場合に、直ちにＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚ宛てに切替え申請フレームを送出することが考えられる。現在の勧告では、例えばＰＯＮ区間の通信異常を補正する方法として、ＥｑＤ設定の調整あるいは再レンジングを行う方法が挙げられている。
　この考え方を用いた実施の形態として、例えば、一定値（ビット数又は時間）を越えて受信タイミングがずれた場合に切替え申請フレーム送信トリガを発動する方法、また一定の頻度より多くのＥｑＤ再調整プロセスが発生した場合に切替え申請フレーム送信トリガを発動する方法、再レンジングに至る場合を契機として切替え申請フレーム送信トリガを発動する方法、更には一定以上の頻度で再レンジングが発生する場合に切替え申請フレーム送信トリガを発動する方法などが可能である。
　上記の設定については、ネットワーク運用者の要求条件による実装差異が大きいと考えら得る。基本的な動作は、図３に従う。本実施の形態の本質的な部分は、ＯＬＴ２１０－Ｗにおいて切替え申請フレーム送出トリガ要否を判定する際に、受信データタイミングの確認（すなわちＤＢＡ動作状況）のみに基づいて、直接経路の異常を検出する点にある。
　第1の実施の形態を適用する場合は、ＯＡＭフレームを選択的に抽出することにより、確実に動作が異常と確認された後にＯＬＴ２１０－ＷからＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへの切替え申請フレーム送出を行うことになる。そのため、標準化されたフレームフォーマットを用いながら検出の高速化が可能であり、且つ両装置間に無駄な（間違った）切替え申請フレームが流れることを防ぐ効果がある。一方、第２の実施の形態によれば、ＯＬＴ２１０－ＷにはイーサＯＡＭを処理するための機能追加が不要であり、且つＰＯＮ区間における通信異常が検出された際に、最速のタイミングでＯＡＭ対応ＮＥ２００－Ｚへ切替え要求を通知できる。

Claims (5)

  1. 　一つ又は複数の第１の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第１の加入者収容装置とを有する第１の受動光網と、
    　一つ又は複数の第２の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第２の加入者収容装置とを有する第２の受動光網と、
    　前記第１の受動光網による第１の通信経路及び前記第２の受動光網による第２の通信経路により接続される第１の通信装置と第２の通信装置と、
    を備え、
    　前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置は、その少なくとも一方の装置において、前記第１又は第２の通信経路のいずれを利用するかを選択する機能を備えることを特徴とする通信システムであって、
     
    　前記第１の加入者収容装置は、送信側の前記第１の通信装置より定期的に送出される経路状況監視のための監視フレームの受信間隔を予め設定したＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）情報を記憶し、
    　前記第１の受動光網による前記第１の通信経路で前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが通信中に、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置は、前記第１の加入者装置の一つから受信したフレームが前記監視フレームか否かを判定し、監視フレームの場合には、前記ＯＡＭ情報と照合し、正規タイミングで前記監視フレームを受信できているか否かを確認し、
    　前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで受信したことを確認できれば、当該フレームを宛先装置である前記第２の通信装置へ転送し、
    　一方、前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで前記監視フレームを受信したことを確認できなければ、障害を検出した前記第１の加入者装置が構成する経路識別情報を、受信したフレームから抽出し、該経路識別情報と障害を示すフラグとを含む経路切替え申請フレームを生成し、前記第２の通信装置へ転送し、
     
    　前記第２の通信装置は、経路識別情報毎に、上り方向と下り方向の通信それぞれに使用する通信経路を示す経路利用情報を記憶した通信状況管理データベースを備え、
    　前記第２の通信装置は、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置より前記経路切替え申請フレームを受信すると、当該経路に障害が発生しているものと判断し、受信した前記切替え申請フレームより経路識別情報を抽出し、
    　前記第２の通信装置は、該経路識別情報で特定される障害検出した経路をオフ状態とし、切替え後に使用する経路をオン状態とした経路利用情報を、前記通信状態管理データベースに記録し、
    　前記第２の通信装置は、前記経路識別情報と前記経路利用情報を含む予備系配信要求フレームを生成し、前記第２の加入者収容装置に送信し、
     
    　前記第２の加入者収容装置は、前記第２の通信装置から受信した前記予備系配信要求フレームを、前記第１の通信装置へ転送し、
    　前記第１の通信装置は、前記予備系配信要求フレームを受信すると、前記第２の通信装置に向かう通信経路を前記第１の受動光網から前記第２の受動光網へ変更する、
    ことを特徴とする前記通信システム。
     
  2. 　予備系経路を構成する前記第２の加入者収容装置は、前記予備系配信要求フレームを受信すると、当該経路識別情報の通信を継続するために必要な、予備系経路における通信帯域量又は通信帯域増加量を確認し、
    　通信帯域量又は通信増加量を確認した後、前記第１の通信装置に接続された前記第２の加入者装置に対して当該帯域を割り付ける
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
     
  3. 　前記切替え申請フレームは、経路識別情報と経路毎の障害レベル及び／又は緊急レベルを含む障害状況を示す識別子を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
     
  4. 　一つ又は複数の第１の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第１の加入者収容装置とを有する第１の受動光網と、
    　一つ又は複数の第２の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第２の加入者収容装置とを有する第２の受動光網と、
    　前記第１の受動光網による第１の通信経路及び前記第２の受動光網による第２の通信経路により接続される第１の通信装置と第２の通信装置と、
    を備え、
    　前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置は、その少なくとも一方の装置において、前記第１又は第２の通信経路のいずれを利用するかを選択する機能を備えることを特徴とする通信システムにおける加入者収容装置であって、
     
    　前記第１の加入者収容装置は、送信側の前記第１の通信装置より定期的に送出される経路状況監視のための監視フレームの受信間隔を予め設定したＯＡＭ情報を記憶し、
    　前記第１の受動光網による前記第１の通信経路で前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが通信中に、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置は、前記第１の加入者装置の一つから受信したフレームが前記監視フレームか否かを判定し、監視フレームの場合には、前記ＯＡＭ情報と照合し、正規タイミングで前記監視フレームを受信できているか否かを確認し、
    　前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで受信したことを確認できれば、当該フレームを宛先装置である前記第２の通信装置へ転送し、
    　一方、前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで前記監視フレームを受信したことを確認できなければ、障害を検出した前記第１の加入者装置が構成する経路識別情報を、受信したフレームから抽出し、該経路識別情報と障害を示すフラグとを含む経路切替え申請フレームを生成し、前記第２の通信装置へ転送し、
     
    　前記第２の通信装置は、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置より前記経路切替え申請フレームを受信すると、当該経路に障害が発生しているものと判断し、前記第２の通信経路への経路切替え処理を実行すること
    を特徴とする加入者収容装置。
     
  5. 　一つ又は複数の第１の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第１の加入者収容装置とを有する第１の受動光網と、
    　一つ又は複数の第２の加入者装置と、一つ又は複数の前記加入者装置を時分割多重方式で接続可能な第２の加入者収容装置とを有する第２の受動光網と、
    　前記第１の受動光網による第１の通信経路及び前記第２の受動光網による第２の通信経路により接続される第１の通信装置と第２の通信装置と、
    を備え、
    　前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置は、その少なくとも一方の装置において、前記第１又は第２の通信経路のいずれを利用するかを選択する機能を備えることを特徴とする通信システムを用いた通信方法であって、
     
    　前記第１の加入者収容装置は、送信側の前記第１の通信装置より定期的に送出される経路状況監視のための監視フレームの受信間隔を予め設定したＯＡＭ情報を記憶し、
    　前記第１の受動光網による前記第１の通信経路で前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが通信中に、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置は、前記第１の加入者装置の一つから受信したフレームが前記監視フレームか否かを判定し、監視フレームの場合には、前記ＯＡＭ情報と照合し、正規タイミングで前記監視フレームを受信できているか否かを確認し、
    　前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで受信したことを確認できれば、当該フレームを宛先装置である前記第２の通信装置へ転送し、
    　一方、前記第１の加入者収容装置は、正規タイミングで前記監視フレームを受信したことを確認できなければ、障害を検出した前記第１の加入者装置が構成する経路識別情報を、受信したフレームから抽出し、該経路識別情報と障害を示すフラグとを含む経路切替え申請フレームを生成し、前記第２の通信装置へ転送し、
     
    　前記第２の通信装置は、経路識別情報毎に、上り方向と下り方向の通信それぞれに使用する通信経路を示す経路利用情報を記憶した通信状況管理データベースを備え、
    　前記第２の通信装置は、現用系経路を構成する前記第１の加入者収容装置より前記経路切替え申請フレームを受信すると、当該経路に障害が発生しているものと判断し、受信した前記切替え申請フレームより経路識別情報を抽出し、
    　前記第２の通信装置は、該経路識別情報で特定される障害検出した経路をオフ状態とし、切替え後に使用する経路をオン状態とした経路利用情報を、前記通信状態管理データベースに記録し、
    　前記第２の通信装置は、前記経路識別情報と前記経路利用情報を含む予備系配信要求フレームを生成し、前記第２の加入者収容装置に送信し、
     
    　前記第２の加入者収容装置は、前記第２の通信装置から受信した前記予備系配信要求フレームを、前記第１の通信装置へ転送し、
    　前記第１の通信装置は、前記予備系配信要求フレームを受信すると、前記第２の通信装置に向かう通信経路を前記第１の受動光網から前記第２の受動光網へ変更する、
    ことを特徴とする前記通信方法。
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