(57)【要約】      （修正有）【課題】ＯＬＴの省電力化を実現する。【解決手段】複数のＯＳＵを収容し、ｎ個の物理ポート、各ＯＳＵとｎ個の物理ポートとの間でフレーム転送を行うスイッチ、ｎ個の物理ポートに対応するｎ個の物理リンクを１つの論理的なリンクに集約するＬＡＧ制御を行う制御ユニットを備えた光加入者線終端装置（ＯＬＴ）であり、スイッチを２つ（ＳＷ１，ＳＷ２）に分けて、ＳＷ１はｎ個の物理ポートのうちｍ個の物理ポートに接続し、ＳＷ２は残りのｎ−ｍ個の物理ポートに接続し、ＯＳＵは、ＳＷ１またはＳＷ２との接続を切り替えるセレクタ手段を備え、制御ユニットは、ＳＷ１の最大スイッチング容量よりも少ない閾値を設定し、光加入者線終端装置全体の上り信号の容量が閾値を下回っている場合に、複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して上り信号をＳＷ１に振り分け、ＳＷ２およびＳＷ２に接続されるｎ−ｍ個の物理ポートをスリープ状態にする省電力制御部を備える。【選択図】図４
2011146784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバおよび光スプリッタを介して接続される複数のＯＮＵ（optical network unit）に対して、各ＯＮＵが送信する上り信号の送信開始時間および送信フレーム量を制御する複数のＯＳＵ（optical subscriber unit ）を収容し、
ｎ個（ｎは２以上の自然数）の物理ポート、各ＯＳＵと前記ｎ個の物理ポートとの間でフレーム転送を行うスイッチ、前記ｎ個の物理ポートに対応するｎ個の物理リンクを１つの論理的なリンクに集約するＬＡＧ（link aggregation）制御を行う制御ユニットを備えた光加入者線終端装置（ＯＬＴ：optical line terminal ）において、
前記スイッチを２つに分けてそれぞれＳＷ１，ＳＷ２とし、ＳＷ１は前記ｎ個の物理ポートのうちｍ個（ｍはｎ＞ｍかつ１以上の自然数）の物理ポートに接続し、ＳＷ２は残りのｎ−ｍ個の物理ポートに接続し、
前記ＯＳＵは、前記ＳＷ１または前記ＳＷ２との接続を切り替えるセレクタ手段を備え、
前記制御ユニットは、前記ＳＷ１の最大スイッチング容量よりも少ない閾値を設定し、前記光加入者線終端装置全体の上り信号の容量が当該閾値を下回っている場合に、前記複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して前記上り信号を前記ＳＷ１に振り分け、前記ＳＷ２および前記ＳＷ２に接続される前記ｎ−ｍ個の物理ポートをスリープさせる制御を行う省電力制御部を備えた
ことを特徴とする光加入者線終端装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光加入者線終端装置において、
前記制御ユニットは、前記光加入者線終端装置全体の上り信号の容量が当該閾値を上回っている場合に、前記複数のＯＳＵの半数のセレクタ手段に対して前記上り信号を前記ＳＷ１に振り分け、前記複数のＯＳＵの残りの半数のセレクタ手段に対して前記上り信号を前記ＳＷ２に振り分ける制御を行う構成である
ことを特徴とする光加入者線終端装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光加入者線終端装置において、
前記制御ユニットは、前記光加入者線終端装置全体の上り信号の容量が当該閾値を上回っている場合に、前記複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して、優先度の高い前記上り信号を前記ＳＷ１に振り分け、前記ＳＷ１の最大スイッチング容量を超える残りの前記上り信号を前記ＳＷ２に振り分ける制御を行う構成である
ことを特徴とする光加入者線終端装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光加入者線終端装置において、
前記制御ユニットは、前記光加入者線終端装置全体の上り信号の容量が当該閾値を上回っている場合に、前記複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して、前記ＳＷ１と前記ＳＷ２の上りトラフィックレートが同程度になるように、前記上り信号を前記ＳＷ１と前記ＳＷ２に振り分ける制御を行う構成である
ことを特徴とする光加入者線終端装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれかに記載の光加入者線終端装置において、
前記制御ユニットは、前記ＳＷ１または前記ＳＷ２に関わる障害を検知したときに、前記複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して非障害のＳＷへ前記上り信号を振り分ける制御を行う構成である
ことを特徴とする光加入者線終端装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光加入者線終端装置において、
前記ＯＳＵは、前記ＳＷ１および前記ＳＷ２に対応して、前記ＯＮＵへ送信する下り信号をそれぞれバッファリングする受信バッファを備え、前記セレクタ手段は各ＳＷに対応する受信バッファを選択する構成であり、
前記制御ユニットは、前記複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して、前記ＳＷ２がスリープしている場合および前記ＳＷ２が動作している場合に、前記ＳＷ１からの前記下り信号を対応する受信バッファに接続する制御を行う構成である
ことを特徴とする光加入者線終端装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光加入者線終端装置において、
前記制御ユニットは、前記ＳＷ１または前記ＳＷ２に関わる障害を検知したときに、前記複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して、当該障害のＳＷに対応する受信バッファが空になった後に、非障害のＳＷからの前記下り信号を対応する受信バッファに接続する制御を行う構成である
ことを特徴とする光加入者線終端装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光加入者線終端装置において、
前記ＳＷ１と前記ＳＷ２は、同じスイッチング容量を有する構成である
ことを特徴とする光加入者線終端装置。
【請求項９】
請求項１に記載の光加入者線終端装置において、
前記制御ユニットの機能は、前記ＳＷ１および前記ＳＷ２のそれぞれに組み込まれており、前記ＳＷ１内の制御ユニット機能と前記ＳＷ２内の制御ユニット機能が接続されて制御情報のやり取りを行う構成である
ことを特徴とする光加入者線終端装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＯＮ（passive optical network ）と多重分離装置（Ｌ２ＳＷ：layer 2 switch）とにより構成される光アクセスシステムにおいて、ＰＯＮの光加入者線終端装置（ＯＬＴ：optical line terminal ）の高信頼化技術およびリンク省電力化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
本格的なＦＴＴＨの普及に伴い、アクセス系および基幹系ネットワークは情報化社会のインフラとして役割を果たしており、高信頼化が望まれている。また、情報化社会で扱う情報量は、2025年には約 200倍（2006年比）になると見込まれている。この情報爆発に伴いネットワーク機器の数が大幅に増加するため、ネットワーク機器の消費電力が約５倍（2006年比）になると予想されている。このことから、ネットワーク機器自体やネットワークシステムでは、高信頼化と省電力化が重要な課題になっている。
【０００３】
ネットワークシステムの省電力化を図るために、トラフィックの有無によりネットワーク機器の一部機能をスリープ状態へ移行するＬＰＩ（low power idle）方式（非特許文献１）や、トラフィックに応じてリンクレートを変更するＡＬＲ（adaptive link rate）方式（非特許文献２）が提案されている。ＬＰＩ方式は、入力トラフィックが無い場合に当該リンクをスリープさせる方式である。送信側はスリープに入る際にスリープ信号を送信するとともに送信器をスリープさせる。受信側はスリープ信号を受信するとともに受信器をスリープさせる。トラフィックの再開に対応するために、受信側は一定のスリープ時間の後に受信を再開し、送信側はそのタイミングに合わせてウェイク信号またはリフレッシュ信号（スリープ継続メッセージ）を送信する。一方、ＡＬＲ方式は、高速で消費電力の高いモードと低速で消費電力の低いモードを切り換えて利用する方式であり、パラレルインタフェースの一部をスリープさせて総速度を調整する方式もＡＬＲ方式の範疇である。
【０００４】
また、複数の物理リンクを１つの論理的なリンクに集約する技術であるリンクアグリゲーション（ＬＡＧ：link aggregation）において、ＬＰＩ方式とＡＬＲ方式を応用し、トラフィックに応じて動的に物理リンク数を変更する方式（リンク省電力化手法）が提案されている（非特許文献３，４）。
【０００５】
図１は、リンク省電力化手法を組み入れた従来のＬ２ＳＷの構成例を示す。Ｌ２ＳＷは、フレーム転送を行うスイッチ１１と、ＬＡＧの制御やリンク省電力制御を行う制御ユニット１２と、ＬＡＧを構成する物理ポート１３から構成される。図１のＬ２ＳＷの物理ポート１３は４個となっているが、装置によっては４個以上の物理ポートを有するものもある。スイッチ１１は、受信フレームを一時的に溜めておくフレームバッファと、宛先アドレス（またはＶＩＤ：VLAN ID ）と物理ポートの対応表である転送テーブルと、ＬＡＧポートと物理ポートの対応表であるＬＡＧ転送テーブルを有する。なお、ＬＡＧポートはＬＡＧを構成する複数の物理ポートを管理するための識別子として使用される。制御ユニット１２は、各テーブルの設定およびＬＡＧを物理ポートに指示するＣＰＵ（central processing unit)、ＬＡＧの状態を管理するＬＡＧ管理ＤＢ（data base)、およびトラフィックに応じて動的に物理リンク数を変更するリンク省電力制御部から構成される。
【０００６】
次に、制御ユニット１２のＬＡＧ設定について説明する。複数の物理ポートをＬＡＧで論理的に集約して使用する場合、管理者は対向する装置間で集約したい物理ポートを装置ごとに制御ユニット１２のＬＡＧ管理ＤＢに登録する。図１では管理者はＬ２ＳＷ−１の物理ポート１，２，３の３ポートとＬ２ＳＷ−２の物理ポート１，２，３の３ポートを各々のＬＡＧ管理ＤＢに登録する。なお、ここでは対向する装置間で同一の物理ポート番号同士を接続しているが、接続する物理ポート番号を同じにする必要はない。
【０００７】
次に、Ｌ２ＳＷのリンク省電力化手法について説明する。制御ユニット１２のリンク省電力制御手段はフレームバッファに溜まっているフレーム量やトラフィックを定期的に監視し、それらに応じて、ＬＡＧに属している物理ポートの有効リンク数を制御する。この有効リンク数を決定するアルゴリズムがリンク省電力化手法の核となる要素である。非特許文献３および非特許文献４では、フレームバッファを定期的に監視し、バッファ使用率とフレームバッファに蓄積されているフレーム量の増減によって有効リンク数を決定するＭＩＡＤ（multiplcative increase additive decrease）方式、過去の複数回のトラフィックを観測し、その平均トラフィックを基に有効リンク数を決定するＳＴＡ（simple traffic average）方式などが提案されている。これらの方式は、フレームバッファに現在蓄積されているフレーム量や過去のトラフィックから未来のトラフィックを予測し、有効リンク数を決定する特徴をもつ。
【０００８】
図２は、光アクセスシステムの構成例を示す。光アクセスシステムは、ＰＯＮとＬ２ＳＷで構成されており、ＰＯＮは、１つのＯＳＵ（optical subscriber unit ）２１が複数のＯＮＵ（optical network unit）２２と光ファイバ２３および１対Ｎの光スプリッタ２４を介して、ポイント・ツー・マルチポイントの通信を行うネットワークである（Ｎは自然数）。ＯＬＴ２０は、複数のＯＳＵ２１と１つの制御ユニット２５で構成される。制御ユニット２５は、管理者が各ＯＳＵの設定や各ＯＳＵに接続されているＯＮＵの設定をする場合に利用する。Ｌ２ＳＷ２６は各ＯＳＵ２１と接続され、複数のＯＳＵ２１からのフレームを多重する大規模な多重分離装置である。
【０００９】
ＰＯＮの規格として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されているＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） passive optical network）が標準化されている。ＥＰＯＮでは、複数のＯＮＵから送信された信号が光スプリッタから先の光ファイバで共有されるため、異なるＯＮＵから送信された信号の衝突を避けるように、信号の送信タイミングを制御するプロトコル（ＭＰＣＰ：multi point control protocol）を規定している。ＭＰＣＰにおける上り通信では、ＯＬＴが各ＯＮＵの送信開始時間と送信フレーム量を指示し、各ＯＮＵはその指示に従って上りフレームを送信する。したがって、ＯＬＴは事前に各ＯＮＵからの上りフレーム量を把握している。
【００１０】
また、図３に示すように従来のＯＬＴに、スイッチ１１、制御ユニット１２および物理ポート１３を加えて多重機能をもたせ、ＯＬＴとＬ２ＳＷ間のリンクをＬＡＧで接続する形態も知られている。この形態の利点は、(1) 論理的なリンクの帯域幅は集約した個々のリンクの帯域幅の和となるために帯域幅が拡大することと、(2) 集約した個々のリンクのうち、いくつかのリンクにおいて障害が発生しても残りのリンクで通信を継続できるため、信頼性が向上することである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｐ８０２．３ａｚ    (1) http://www.ieee802.org/3/az/public/mar08/chou 01 0308.pdf     (2) http://www.ieee802.org/3/az/public/mar08/healey 01 0308.pdf     (3) http://www.ieee802.org/3/az/public/may08/taich 02 0508.pdf
【非特許文献２】C. Gunaratne, K. Christensen, B. Nordman and S. Suen, “Reducing the Energy Consumption of Ethernet with Adaptive Link Rate (ALR),” IEEE Transaction on Computers, Vol.57, No.4, pp.448-461, 2008.
【非特許文献３】相原慎司，福田豊，川原憲治，尾家祐二，“リンク集約技術を利用したスイッチ省電力化手法”，信学技報，Vol.106, No.461, pp.55-60, 2007.
【非特許文献４】今泉英明，南正輝，永田智大，國頭吾郎，山崎憲一，“グリーンネットワークに向けたリンク省電力化手法”，信学技報，Vol.108, No.476, pp.105-110, 2009.
【非特許文献５】秦野智也，笠原康信，吉原慎一，岩田敏行，前田洋一，“フレーム順序逆転を抑制する動的Ｌ２振り分け方式”，信学技報，Vol.105, No.512, pp.19-24, 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来のＯＬＴに各ＯＳＵ２１を集約するスイッチ１１をもたせ、ＯＬＴとＬ２ＳＷ間のリンクをＬＡＧで接続する形態は、広帯域化および高信頼化に有効である。また、ＯＬＴとＬ２ＳＷ間にリンク省電力化手法を適用することは、光アクセスシステムの省電力化に有効である。
【００１３】
しかし、図３のような従来のＯＬＴに図１のような省電力化機能を追加した場合には、ＯＬＴのスイッチ１１が障害を検知したときに、ＯＬＴのＯＳＵ２１が正常に動作していても、サービスが停止することがあった。また、従来のリンク省電力手法では、スリープさせた物理リンクをいつウェイクアップさせるかを予測によって決定しているため、予測と異なるトラフィックが生じた場合に性能の低下が生じる可能性があった。例えば、予測より少ないトラフィックが生じた場合には最大限の省電力化ができないし、予測より多いトラフィックが生じた場合にはフレーム破棄が生じる可能性がある。また、予測を用いず、到着したフレームに応じて省電力制御を行った場合には、到着したフレームを物理リンクがウェイクアップするまでフレームバッファに格納する必要があり、フレーム破棄および遅延が発生する課題があった。
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するために、ＯＬＴのスイッチを２つに分け、ＯＬＴとＬ２ＳＷ間をＬＡＧで接続してリンク省電力手法を適用することで、高信頼かつ省電力効果の高いＯＬＴを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、光ファイバおよび光スプリッタを介して接続される複数のＯＮＵに対して、各ＯＮＵが送信する上り信号の送信開始時間および送信フレーム量を制御する複数のＯＳＵを収容し、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の物理ポート、各ＯＳＵとｎ個の物理ポートとの間でフレーム転送を行うスイッチ、ｎ個の物理ポートに対応するｎ個の物理リンクを１つの論理的なリンクに集約するＬＡＧ制御を行う制御ユニットを備えた光加入者線終端装置（ＯＬＴ）において、スイッチを２つに分けてそれぞれＳＷ１，ＳＷ２とし、ＳＷ１はｎ個の物理ポートのうちｍ個（ｍはｎ＞ｍかつ１以上の自然数）の物理ポートに接続し、ＳＷ２は残りのｎ−ｍ個の物理ポートに接続し、ＯＳＵは、ＳＷ１またはＳＷ２との接続を切り替えるセレクタ手段を備え、制御ユニットは、ＳＷ１の最大スイッチング容量よりも少ない閾値を設定し、光加入者線終端装置全体の上り信号の容量が当該閾値を下回っている場合に、複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して上り信号をＳＷ１に振り分け、ＳＷ２およびＳＷ２に接続されるｎ−ｍ個の物理ポートをスリープさせる制御を行う省電力制御部を備える。
【００１６】
本発明の光加入者線終端装置において、制御ユニットは、光加入者線終端装置全体の上り信号の容量が当該閾値を上回っている場合に、複数のＯＳＵの半数のセレクタ手段に対して上り信号をＳＷ１に振り分け、複数のＯＳＵの残りの半数のセレクタ手段に対して上り信号をＳＷ２に振り分ける制御を行う構成である。
【００１７】
本発明の光加入者線終端装置において、制御ユニットは、光加入者線終端装置全体の上り信号の容量が当該閾値を上回っている場合に、複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して、優先度の高い上り信号をＳＷ１に振り分け、ＳＷ１の最大スイッチング容量を超える残りの上り信号をＳＷ２に振り分ける制御を行う構成である。
【００１８】
このように高優先度の上り信号の経路をＳＷ１に固定することにより、ＳＷ２のスリープまたは障害検知で高優先度の上り信号の経路が切り替わることがないので、高優先度の上り信号の順序の逆転を防止することができる。また、高優先度の上り信号を処理するＳＷがスリープに入ることがなくなるため、スリープによる遅延やフレーム廃棄が高優先度のフレームに生じる可能性がなくなる。
【００１９】
本発明の光加入者線終端装置において、制御ユニットは、光加入者線終端装置全体の上り信号の容量が当該閾値を上回っている場合に、複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して、ＳＷ１とＳＷ２の上りトラフィックレートが同程度になるように、上り信号をＳＷ１とＳＷ２に振り分ける制御を行う構成である。このようにＳＷ１とＳＷ２の負荷を分散することにより、帯域使用効率を向上させることができる。
【００２０】
なお、優先度制御とＳＷ１とＳＷ２の負荷を分散する制御を組み合わせてもよい。
【００２１】
本発明の光加入者線終端装置において、制御ユニットは、ＳＷ１またはＳＷ２に関わる障害を検知したときに、複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して非障害のＳＷへ上り信号を振り分ける制御を行う構成である。
【００２２】
本発明の光加入者線終端装置において、ＯＳＵは、ＳＷ１およびＳＷ２に対応して、ＯＮＵへ送信する下り信号をそれぞれバッファリングする受信バッファを備え、セレクタ手段は各ＳＷに対応する受信バッファを選択する構成であり、制御ユニットは複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して、ＳＷ２がスリープしている場合およびＳＷ２が動作している場合に、ＳＷ１からの下り信号を対応する受信バッファに接続する制御を行う構成である。
【００２３】
本発明の光加入者線終端装置において、制御ユニットは、ＳＷ１またはＳＷ２に関わる障害を検知したときに、複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して、当該障害のＳＷに対応する受信バッファが空になった後に、非障害のＳＷからの下り信号を対応する受信バッファに接続する制御を行う構成である。
【００２４】
本発明の光加入者線終端装置において、ＳＷ１とＳＷ２は、同じスイッチング容量を有する構成である。
【００２５】
本発明の光加入者線終端装置において、制御ユニットの機能は、ＳＷ１およびＳＷ２のそれぞれに組み込まれており、ＳＷ１内の制御ユニット機能とＳＷ２内の制御ユニット機能が接続されて制御情報のやり取りを行う構成である。
【００２６】
また、ＳＷ２およびその物理ポートと対向するＬ２ＳＷの送受信ポートを、ＳＷ２と連動してスリープさせるために、ＳＷ１のリンクを利用するようにしてもよい。
【００２７】
また、スリープによる遅延を低減させるため、上りフレームについては、ＯＮＵがＯＬＴに送信待ちフレーム容量を利用して、次のＤＢＡサイクルでＯＬＴが受信する上りフレーム容量を見積もるようにしてもよい。なお、ＥＰＯＮの場合、ＯＮＵは、REPORTフレームによって送信待ちフレーム容量をＯＬＴに報告する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のＯＬＴは、送受信容量が比較的小さい場合に、一方のスイッチの経路に集約することにより、他方のスイッチの経路をスリープにして省電力化を図ることができる。さらに、高優先度フレームの順序の逆転を防止することができる。スリープによる遅延やフレーム廃棄が高優先度のフレームに生じる可能性がなくなる。
【００２９】
また、どちらか一方のＳＷが故障した場合でも、縮退動作をしてサービスを停止しないため、高信頼性なＯＬＴを実現することができる。また、障害が発生していない場合でも、ＳＷ１系とＳＷ２系の通信を意図的にどちらか一方へ片寄せできるため、サービスを停止することなく保守が可能となる。
【００３０】
さらに、省電力制御時に、ＯＳＵにおいてフレーム廃棄を最小化し、高優先度フレームの遅延を最小化することができる。
【００３１】
また、ＳＷ２とその物理ポートと対向するＬ２ＳＷの送受信ポートを容易にウェイクアップできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】リンク省電力化手法を組み入れた従来のＬ２ＳＷの構成例を示す図である。
【図２】光アクセスシステムの構成例を示す図である。
【図３】多重機能をもつＯＬＴの構成例を示す図である。
【図４】本発明のＯＬＴの実施例１の構成例を示す図である。
【図５】スイッチ管理ＤＢの構成を示す図である。
【図６】ＯＬＴのＳＷ部の状態遷移を示す図である。
【図７】ＯＳＵにおけるフレームの振り分け例１を示す図である。
【図８】ＯＳＵにおけるフレームの振り分け例２を示す図である。
【図９】本発明のＯＬＴの実施例２の構成例を示す図である。
【図１０】本発明のＯＬＴの実施例３の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３３】
図４は、本発明のＯＬＴの実施例１の構成例を示す。
本構成例のＯＬＴは、図３に示す従来のＯＬＴに対して、２つのスイッチ（ＳＷ１）１１−１，スイッチ（ＳＷ２）１１−２設け、制御ユニット１２のＬＡＧ管理ＤＢに代えてスイッチ管理ＤＢを備え、省電力制御部を付け加えたことを特徴とする。なお、ＳＷ１，ＳＷ２をまとめてＳＷ部と呼び、ＳＷ１を主系、ＳＷ２を副系とする。ＳＷ１，ＳＷ２にはそれぞれ物理ポート１３が接続される。なお、ここでは、各ＳＷに１つの物理ポートが接続される例を示すが、ＳＷ１はｎ個（ｎは２以上の自然数）の物理ポートのうちｍ個（ｍはｎ＞ｍかつ１以上の自然数）の物理ポートに接続し、ＳＷ２は残りのｎ−ｍ個の物理ポートに接続する構成でもよい。
【００３４】
ＳＷ部は、各ＯＳＵ２１とＬ２ＳＷとの間のフレームを多重分離する機能をもち、フレームの転送先を表す転送テーブルとフレームを一時的に保存しておくフレームバッファを備える。
【００３５】
制御ユニット１２の省電力制御部は、ＳＷ部のトラフィックレートやフレームバッファに溜まっているフレーム量を監視し、各ＯＳＵ２１に省電力制御命令を伝達してから、ＳＷ２およびＳＷ２に接続される物理ポートをスリープ／ウェイクへ遷移させる。ＯＳＵ２１は選択回路（ＳＥＬ：selector）を有し、上りフレームをＳＷ１とＳＷ２へ振り分けて送信する。また、ＯＳＵ２１はＳＷ１用とＳＷ２用の受信バッファをもち、両系からの下りフレームを一時的にバッファに溜めてから選択してＯＮＵへ転送する。
【００３６】
たとえば、図４のＯＬＴの構成として、ＳＷ１とＳＷ２のスイッチング容量を各10Ｇbps 、物理ポートを各10ＧbE（10 gigabit Ethernet （登録商標））、ＰＯＮをＥＰＯＮ、ＯＳＵの数を16〜20とする。
【００３７】
スイッチ管理ＤＢは、図５に示すように、転送テーブルとスイッチ管理テーブルの２つのテーブルで構成される。転送テーブルはＶＬＡＮのＶＩＤとＯＳＵの対応表であり、管理者がその対応を設定する。ＣＰＵは管理者が設定したスイッチ管理ＤＢのスイッチ管理テーブルをＳＷ部の転送テーブルに登録する。スイッチ管理テーブルは、ＳＷ部の物理ポート番号、ＳＷ部の主系・副系（ここでは、ＳＷ１を主系、ＳＷ２を副系とし、副系をスリープさせるようにする）を排他的に選択する主系／副系、ＡＣＴ／ＳＬＰ／障害、およびスリープ状態から構成されている。
【００３８】
図６は、ＯＬＴのＳＷ部の状態遷移を示す。状態はＳＷ１とＳＷ２の組みで表し、ＳＷ１とＳＷ２はそれぞれ「ＡＣＴ」、「ＳＬＰ」または「障害」の状態をもつ。ここで、スリープ遷移条件は、ＯＬＴ全体の上りフレーム量がＳＷ１のスイッチング容量を下回っている場合である。また、ウェイク遷移条件は、ＯＬＴ全体の上りフレーム量がＳＷ１のスイッチング容量を上回っている場合である。
【００３９】
（ＯＳＵにおけるフレーム振り分け例１）
図７は、各ＯＳＵがＳＷ部に流すフレームの振り分け例１を示す。ここでは１つのＯＬＴにＯＳＵの数が16の場合を仮定している。
【００４０】
ＳＷ１，ＳＷ２がともにＡＣＴ状態の場合、図７(a) のようにＯＳＵ１〜ＯＳＵ８はＳＷ１へフレームを送信し、ＯＳＵ９〜ＯＳＵ16はＳＷ２へフレームを送信する。このとき各ＯＳＵとＳＷ部の対応は固定とする。また、ＳＷ２が障害検知またはＳＬＰ状態の場合、図７(b) のようにＯＳＵ１〜16がＳＷ１へフレームを送信する。
【００４１】
（ＯＳＵにおけるフレーム振り分け例２）
図８は、各ＯＳＵがＳＷ部に流すフレームの振り分け例２を示す。ここでは、フレームの優先度に応じて振り分けを行う例を示す。
【００４２】
ＳＷ１，ＳＷ２がともにＡＣＴ状態の場合、図８(a) のように各ＯＳＵは優先度の高いフレームから順番にＳＷ１へ送信し、ＳＷ１のスイッチング容量を超える残りのフレームはＳＷ２へ送信する。これにより、ＳＷ１に高優先度のフレームが流れ、ＳＷ２に低優先度のフレームが流れる。したがって、ＳＷ２が障害またはＳＬＰ状態の場合、図８(b) のように各ＯＳＵがＳＷ１へフレームを送信するので、高優先度のフレームはリンクを切り替える可能性は少ない。なお、ＳＷの障害とは、ＳＷに関わる障害全般、たとえば、ＳＷ故障、物理ポート故障、ＯＳＵとＳＷ間の配線断および物理ポートに接続されるファイバ切断などを意味する。
【００４３】
（ＯＳＵにおけるフレーム振り分け例３）
図７に示すフレーム振り分け例１では、どちらか一方のＳＷにスイッチング容量を超える過剰なトラフィックが集中した場合、フレーム破棄が生じる可能性がある。そこで、フレーム振り分け例３として、ＳＷ１とＳＷ２のトラフィックレートが同程度になるように各ＯＳＵとＳＷ部の対応を動的に制御する方法をとる。たとえば、制御ユニットが、ＳＷ部のフレームバッファおよびトラフィックレートを監視し、ＳＷ１とＳＷ２のトラフィックレートが同程度になるよう、各ＯＳＵがＳＷ部に流すフレームを指示する。このように、ＳＷ１とＳＷ２の負荷を分散することでＳＷ部全体の帯域利用効率を向上させることができる。
【００４４】
（ＯＳＵにおけるフレーム振り分け例４）
フレーム振り分け例４は、フレーム振り分け例２とフレーム振り分け例３を組み合わせたものである。この場合、優先度の高いフレームから順番にＳＷ１へ送信し、かつＳＷ１とＳＷ２のトラフィックレートが同程度になるように制御する。
【００４５】
（Ｌ２ＳＷにおけるフレーム振り分け例）
ＯＬＴに接続されるＬ２ＳＷは、ＳＷ１とＳＷ２に上位ネットワークからの下りフレームを振り分ける。下りフレームの振り分け方法は、下りトラフィックレートが対向のＯＬＴのＳＷ１のスイッチング容量を上回っているかどうかで場合分けをする。下回っている場合、Ｌ２ＳＷはＳＷ１に下りフレームを送信する。このとき、Ｌ２ＳＷの送信ポートと対向するＯＬＴのＳＷ２の受信部はスリープする。上回っている場合、ＯＳＵでの上りフレームの振り分け例（例えば図８のフレーム振り分け例２）と一致するように、ＶＩＤを用いて下りフレームをＳＷ１とＳＷ２へ振り分ける。
【００４６】
Ｌ２ＳＷが下りフレームをフレーム振り分け例２で振り分けている場合、ＳＷ１の下りフレームが高優先度である可能性が高いので、ＳＷ１用の受信フレームバッファを優先して選択する。この選択方法として、たとえば重みづけラウンド・ロビン方式があげられる。
【００４７】
また、ＳＷ２および物理ポートのスリープに合わせて、対向するＬ２ＳＷの送受信ポートをスリープさせることができれば、ネットワーク全体の省電力化にさらに効果的である。この制御をＳＷ１を経由して行えば、ＳＷ２がスリープしていても制御が可能となるため効果的である。例えば、ＳＷ２に接続されるＬ２ＳＷの送受信ポートをウェイクさせる場合には、ＳＷ１のリンクを利用してＳＷ２とＬ２ＳＷのポートのウェイクアップのタイミングを合わせるようにすればよい。
【００４８】
どちらか一方のＳＷの障害を検知した場合には、各ＯＳＵはその時点で溜まっている２つの受信フレームバッファを重みづけラウンド・ロビン方式で処理し、障害を検知したＳＷの受信バッファが空になった後、障害検知後から溜まっているもう一方のＳＷ用の受信バッファを選択する。
【実施例２】
【００４９】
図９は、本発明のＯＬＴの実施例２の構成例を示す。
本実施例のＯＬＴは、図４に示す実施例１のＯＬＴにおいて、制御ユニットが各ＯＳＵ２１からＤＢＡ情報を受け取り、省電力制御部が次のＤＢＡ（dynamic bandwidth allocation）サイクルでＯＬＴが受信する上りフレームの総トラフィックを見積もる。その見積りによって、省電力制御部は省電力制御命令を使って各ＯＳＵ２１のフレームの送信先をＳＷ１またはＳＷ２に決定する構成である。
【実施例３】
【００５０】
図１０は、本発明のＯＬＴの実施例３の構成例を示す。
本実施例のＯＬＴは、図４に示す実施例１および図９に示す実施例２のＯＬＴにおいて、制御ユニット１２の機能の一部（省電力制御機能と、ＳＷ１またはＳＷ２の障害を検知したときに、複数のＯＳＵのセレクタ手段に対して非障害のＳＷへ上り信号を振り分ける制御機能と、スイッチ管理テーブル）をＳＷ１とＳＷ２に分散配置する構成である。ここで、ＳＷ１の制御ユニットとＳＷ２の制御ユニットは、互いに制御情報（たとえば、障害検知情報、ＤＢＡ情報、スイッチ管理テーブル情報など）をやり取りできる構成である。
【００５１】
この構成においても実施例１および実施例２と同じ機能が得られる。さらに、制御ユニットを介さずにＳＷ１またはＳＷ２から直接、各ＯＳＵのセレクタ手段の制御を行うことができるので、実施例１および実施例２のＯＬＴよりも高速な制御が可能となる。また、実施例３のＳＷ１の制御ユニット、ＳＷ２の制御ユニットおよび各ＯＳＵは、図１０ではそれぞれ互いに１対１に接続されているが、たとえば共通のバスに接続され、互いに制御情報をやりとりできる構成でもある。
【符号の説明】
【００５２】
１１  スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）
１２  制御ユニット
１３  物理ポート
２０  ＯＬＴ（optical line terminal ）
２１  ＯＳＵ（optical subscriber unit ）
２２  ＯＮＵ（optical network unit）
２３  光ファイバ
２４  光スプリッタ
２５  制御ユニット
２６  多重分離装置（Ｌ２ＳＷ：layer 2 switch）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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