(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上り信号を格納する上りバッファと、前記上りバッファにおける上り信号の蓄積量を監視するバッファ監視部と、を備えた加入者側終端装置、前記加入者側終端装置と光ファイバ伝送路を介してマルチポイント・コントロール・プロトコルにより通信を行う局側終端装置、および予備局側終端装置を含み、かつ前記局側終端装置に故障が発生した場合に前記予備局側終端装置に切り替えるプロテクション機能を備え、
前記予備局側終端装置は、前記局側終端装置で故障が発生した場合に前記上りバッファのクリアを指示する信号を含むクリアフレーム信号を前記加入者側終端装置に送信し、
前記バッファ監視部は、前記上りバッファの溢れを検知し、かつ前記加入者側終端装置が前記クリアフレーム信号を受信した場合に前記上りバッファをクリアする
受動型光ネットワークシステム。
【請求項２】
前記プロテクション機能におけるプロテクション動作を制御する局側通信装置をさらに含み、
前記局側通信装置は、前記局側終端装置の故障を検出した場合に前記局側終端装置の光出力を停止させるとともに前記予備局側終端装置の光出力を起動させる
請求項１に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項３】
前記予備局側終端装置は、光出力の起動後に前記加入者側終端装置に送信したＤｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｇａｔｅフレームにより前記加入者側終端装置との時刻同期が完了した後に、前記クリアフレーム信号を前記加入者側終端装置に送信する
請求項２に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項４】
前記上りバッファは、上り信号の蓄積量の上限である閾値が設定可能なように構成され、
前記バッファ監視部は、前記上りバッファの上り信号の蓄積量が前記閾値を越えた場合に前記上りバッファの溢れを検知する
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項５】
前記閾値は、上り信号のサービスの形式に応じて設定される
請求項４に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項６】
前記クリアフレーム信号は、データユニットの所定のエリアに前記上りバッファのクリアを指示する信号が設定可能とされたＧａｔｅフレームである
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項７】
前記加入者側終端装置は、前記バッファ監視部が前記上りバッファをクリアした場合には、受信した前記Ｇａｔｅフレームに対応して要求帯域をゼロとしたＲｅｐｏｒｔフレームを前記予備局側終端装置に送信する
請求項６に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項８】
前記バッファ監視部が前記上りバッファの溢れを検知していない場合でかつ前記加入者側終端装置が前記クリアフレーム信号を受信した場合は、
前記バッファ監視部は前記上りバッファをクリアせず、かつ前記加入者側終端装置は前記Ｇａｔｅフレームに対応して要求帯域をそれまでに前記上りバッファに蓄積された上り信号の蓄積量としたＲｅｐｏｒｔフレームを前記予備局側終端装置に送信する
請求項６に記載の受動型光ネットワークシステム。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の受動型光ネットワークシステムが備える
加入者側終端装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の受動型光ネットワークシステムが備える
予備局側終端装置。
【請求項１１】
上り信号を格納する上りバッファと、前記上りバッファにおける上り信号の蓄積量を監視するバッファ監視部と、を備えた加入者側終端装置、前記加入者側終端装置と光ファイバ伝送路を介してマルチポイント・コントロール・プロトコルにより通信を行う局側終端装置、および予備局側終端装置を含み、かつ前記局側終端装置に故障が発生した場合に前記予備局側終端装置に切り替えるプロテクション機能を備えた、受動型光ネットワークシステムによるトラフィック回復方法であって、
前記局側終端装置で故障が発生した場合に、前記上りバッファのクリアを指示する信号を含むクリアフレーム信号を前記予備局側終端装置が前記加入者側終端装置に送信し、
前記バッファ監視部が前記上りバッファの溢れを検知し、かつ前記加入者側終端装置が前記クリアフレーム信号を受信した場合に、前記バッファ監視部が前記上りバッファをクリアする
トラフィック回復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動型光ネットワークシステム、加入者側終端装置、予備局側終端装置およびトラフィック回復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つの局側装置と、分配器を介してこの局側装置と接続された複数の加入者側装置とによって構成された通信システムが知られている。近年では、このような通信システムとして、たとえば受動型光ネットワーク（以下、ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋとも称する）システム等の、信号媒体として光信号を用いる通信システムが注目されている。
【０００３】
ＰＯＮシステムは光ネットワークの一環をなし、インターネットプロトコル（ＩＰ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用することにより、インターネット接続サービス、ＩＰ電話、映像配信サービスなどの各種サービスを提供することができる。
【０００４】
図６を参照して、上記ＰＯＮシステムの概略構成について説明する。
【０００５】
ＰＯＮシステム１０は、キャリア（通信事業者）の局舎に設置される局側通信装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）１２、加入者宅に設置されるＮ個の加入者側終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）１４−１、１４−２、・・・、１４−Ｎ（以下、総称する場合には、「ＯＮＵ１４」という）、および１本の光ファイバから光スプリッタ１６（図６では、Ｎ：２光スプリッタで例示している）を介して複数の光ファイバに分岐された光ファイバ伝送路１８で構成されている。
【０００６】
ＯＬＴ１２には１台または複数台の局側終端装置（ＯＳＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｕｎｉｔ）２０が搭載され（図６は、ＯＬＴ１２に、ＯＳＵ２０が１台搭載された場合を例示している）、各々のＯＳＵ２０には、現用ファイバ２２および光スプリッタ１６を介してＯＮＵ１４が接続されている。また、ＯＬＴ１２には、ＯＬＴ１２の全体を統括制御するＯＬＴコントローラ２４が搭載されている。光スプリッタ１６を介して１台のＯＳＵ２０に接続されるＯＮＵ１４の台数は、たとえば３２台（Ｎ＝３２）とされる。光スプリッタ１６、現用ファイバ２２、予備ファイバ２２Ｒ（後述）を含む構成をＰＯＮ回線と称する場合もある。
【０００７】
また、ＯＳＵ２０の各々は集線スイッチ（図示省略）に接続される。集線スイッチは、上位から下りフレームを受信すると、そのフレームに付けられた識別子（たとえばＶｉｒｔｕａｌ  ＬＡＮ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（ＶＩＤ））を読む。集線スイッチには予め、ＶＩＤ番号とＯＮＵ番号との紐付け、および各ＯＮＵの接続先ＯＳＵ番号の対応情報が登録されているので、その対応情報と受信したＶＩＤ番号から、該当のＶＩＤ番号に紐づけられたＯＮＵ１４の接続先ＯＳＵ番号が分かる。
【０００８】
一方、ＯＮＵ１４−１、１４−２、・・・、１４−Ｎの各々は、ＵＮＩ（Ｕｓｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポートを介して図示しない加入者端末等に接続される。図６に示すように、加入者端末等からＯＵＮ１４に向け、上り伝送信号としての上りトラフィックが伝送されてくる。なお、ＰＯＮシステムにおいては、ＯＮＵからＯＬＴに向かう方向を「上り」といい、ＯＬＴからＯＮＵに向かう方向を「下り」という。
【０００９】
ＰＯＮ技術の中で、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）技術を使用したものを、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−ＰＯＮと称し、Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）技術を使用したものをＧＥ−ＰＯＮと称する。ＧＥ−ＰＯＮは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで標準化されている。また、１０Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）技術を使用したものを１０ＧＥ−ＰＯＮと称する。１０ＧＥ−ＰＯＮは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖで標準化されている。以下では、ＰＯＮシステムの中でも、特にＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）技術を使用したＰＯＮ技術に係るシステムを単に「ＰＯＮシステム」と称することとし、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）技術を使用したＰＯＮ技術に係る上記仕様を単に「仕様」と称することとする。
【００１０】
ＰＯＮシステム１０では、ＯＬＴ１２（ＯＳＵ２０）とＯＮＵ１４との間のアクセス制御等のために、ＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と呼ばれる制御機能を規定している。つまり、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）メッセージと呼ばれる制御メッセージを、ＯＬＴ１２とＯＮＵ１４との間で送受信することで、ＭＰＣＰ制御によるＰｏｉｎｔ  ｔｏ  Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ（ポイント・ツー・マルチポイント）通信を実現している。
【００１１】
ＭＰＣＰ制御では、論理的なリンクが確立した状態においては、ＯＬＴ１２は、各ＯＮＵ１４に対して上りパケットの送信開始時刻等を記載したＧａｔｅ（ゲート）フレームを送信し、各ＯＮＵ１４は、Ｇａｔｅフレームで指定された時刻にＯＬＴ１２へデータパケットおよびＲｅｐｏｒｔ（レポート）フレームを送信して通常の通信を実行する。
【００１２】
一方、ＰＯＮシステム１０では、未登録のＯＮＵ１４をＯＬＴ１２に登録させるためにディスカバリ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）処理を行うことが規定されている。このディスカバリ処理では、未登録のＯＮＵ１４は、ＯＬＴ１２が一定時間間隔でフレームとして送信するＤｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｇａｔｅフレームを受信できるまで待機し、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｇａｔｅフレームの受信後、それに応答してＲｅｇｉｓｔｅｒ  ＲｅｑｕｅｓｔフレームをＯＬＴ１２に送信することにより登録処理が開始される。
【００１３】
ディスカバリ処理においては、ＯＬＴ１２は登録対象のＯＮＵ１４との間のＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ：メッセージ往復時間）の測定を行い、また、ＯＵＮ１４はＯＬＴ１２との間の時刻同期を行う。ＲＴＴの測定および時刻同期はその後も定期的に行われ、光ファイバ伝送路の条件の変化などによりずれが生じた場合には、随時補正される。
【００１４】
ＰＯＮシステム１０では、時刻同期状態を維持する方式として、Ｇａｔｅフレームに埋め込まれたタイムスタンプ（ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）を用いる方式を採用している。すなわち，ＯＬＴ１２が、自局マスタカウンタの現在時刻をタイムスタンプ情報としてＯＮＵ１４に送信し、ＯＮＵ１４は受信したタイムスタンプ値に合わせて自局のマスタカウンタ値を更新する方式である。
【００１５】
何らかの原因によって、ＰＯＮシステム１０の論理リンクが遮断され、特定のＯＮＵ１４の登録が抹消された場合にも、ＯＬＴ１２はＯＮＵ１４にＤｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｇａｔｅフレームを送信し、再登録を試みる処理が実行される。
【００１６】
ところで、回線故障時、あるいは回線保守用途に対応するために、光伝送装置にはプロテクションシステムが設けられる場合がある。プロテクションシステムとは、たとえば現用の通信回線に対し、通常は使用しない冗長的な予備通信回線を設け、回線故障時あるいは回線保守時に予備通信回線に切り替えるシステムである。
【００１７】
ＰＯＮシステムのプロテクションシステム（ＰＯＮプロテクションシステム）の一例として、特許文献１には、ＯＳＵを切り替える際に、ＯＮＵと切替先ＯＳＵとの間で生ずるタイムスタンプドリフトエラーによるリンク断を回避できる仕組みを持つＰＯＮシステムのＯＮＵ切替方法が開示されている。特許文献１のＰＯＮプロテクションシステムでは、ＯＳＵ切替中に、ＯＮＵと切替先ＯＳＵとの間の時刻合わせを完了させることで、タイムスタンプドリフトエラーによるリンク断を回避している。なお、タイムスタンプドリフトエラーとは、ＯＬＴ１２とＯＮＵ１４との間の時刻同期に狂いが発生することをいう。
【００１８】
図６に示すＰＯＮシステム１０にもプロテクションシステムが採用されており、現用ファイバ２２およびＯＳＵ２０を含む現用回線３０に対し、予備ファイバ２２Ｒと予備ＯＳＵ２０Ｒを含む予備回線３２が設けられている。そして、回線故障時には、現用回線３０から予備回線３２に自動的に切り替わるのが一般的である。また、光伝送装置のファームウエアの変更等の回線保守時には、予備回線３２に切り替えて現用回線３０のファームウエアの変更等を行い、その後現用回線３０に切り替えて切り戻すのが一般的である。回線故障時等において自動的に切り替わる切替は「故障切替」、回線保守時等に人手を介して切り替える切替は「コマンド切替」と、一般的に称される。
【００１９】
図７を参照して、故障切替時のＯＳＵ切替シーケンスの一例について説明する。図７は、横軸に時間をとり、集線スイッチ、ＯＬＴコントローラ２４（図７では、「ＯＬＴコントローラ」と表記）、予備ＯＳＵ２０Ｒ（図７では、「切替先ＯＳＵ」と表記）、ＯＮＵ１４（図７では、「ＯＮＵ」と表記）およびＯＳＵ２０（図７では、「切替元ＯＳＵ」と表記）の各々の構成の、ＯＳＵ切替シーケンスにおける動作を示している。図７において、数字付き符号Ｅ（Ｅ１等）で示された時間軸上のポイントは、イベントの発生や終了（発光停止等）を示し、数字付き符号Ｆ（Ｆ１等）で示された構成間を結ぶ矢印は、メッセージや情報のやり取りを示している。また、両端矢印は、その時間におけるＯＮＵの状態を表わしている（Ｓ１等）。
【００２０】
図７に示すように、切替元ＯＳＵに故障が発生すると（Ｅ１）、ＯＬＴコントローラは、たとえばフレームロスによりこの故障を検出する（Ｅ２）。ＯＮＵの故障を検出したＯＬＴコントローラは、集線スイッチに対し、ＶＩＤ収容先変更指示を行う（Ｆ１）。ＶＩＤ収容先変更通知を受信した集線スイッチは、その内容に従って、自身の有するＶＩＤ番号−接続先ＯＳＵ番号の対応情報を変更する。ＯＬＴコントローラは、さらに、切替元ＯＳＵに対し、ＰＯＮ回線に接続された光インタフェースの発光を停止させる指示を送信し（Ｆ２）、切替元ＯＳＵは発光を停止させる（Ｅ３）。
【００２１】
その後、ＯＬＴコントローラは、切替先ＯＳＵに対し発光を指示し（Ｆ３）、切替先ＯＳＵは発光を開始する（Ｅ４）。切替先ＯＳＵは、ＯＮＵに対し、時刻合わせのためのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｇａｔｅフレームを送信し（Ｆ４）、ＯＮＵは、該フレーム記載されているタイムスタンプに従って時刻（Ｌｏｃａｌ  ｔｉｍｅ）の合わせ込みを実行する（Ｅ５）。その結果、切替先ＯＳＵとＯＮＵとの間の時刻が同期する。
【００２２】
ＯＮＵとの時刻同期が完了すると、切替先ＯＳＵは、ＯＬＴコントローラに対し、時刻同期の完了を通知する（Ｆ５）。ＯＬＴコントローラは、切替先ＯＳＵからの時刻同期完了通知の受信をもって、切替が完了したことを知る。その後切替先ＯＳＵは、ＯＮＵに対して、上り送信許可を与える通常のＧａｔｅフレーム（図７では、「Ｎｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅ」と表記）を送信する（Ｆ６）。Ｎｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレームを受信したＯＮＵは、該フレームに記載された上り送信許可時刻に従って、Ｒｅｐｏｒｔフレームにより上りフレームの送信を開始する（Ｆ７）。以上の手順によって、ＯＳＵの切替シーケンスが完了し、データ通信が再開される（Ｆ８、Ｆ９）。
【００２３】
以上のシーケンスにおけるＯＮＵの状態は、Ｅ３における切替元ＯＳＵの発光停止の前までがデータ通信中の状態Ｓ１、Ｅ３における切替元ＯＳＵの発光停止からＥ４における切替先ＯＳＵの発光開始の前までが光断の状態Ｓ２、Ｅ４における切替先ＯＳＵの発光開始から、Ｆ６のＮｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレーム送信までが時刻同期手続き中の状態Ｓ３、Ｆ６のＮｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレーム送信以降がデータ通信中の状態Ｓ４となっている。
【００２４】
図６において、上りトラフィックは、ＯＮＵ１４の上りバッファに蓄積され、上述したように、ＯＳＵ２０からＧａｔｅフレーム（Ｎｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレーム）で与えられる上り送信許可タイミングに従って、ＯＮＵ１４から現用回線３０に向けて上り方向に送出される。
【００２５】
ここで、ＯＮＵ１４の上りバッファに関して、リンク確立状態の通常動作時、およびリンク断からの再度のリンク確立時は、ＰＯＮシステムの仕様上以下のように構成されているのが一般的である。
＜構成Ａ＞ＯＮＵリンク確立状態の通常動作時は、上りバッファに溢れが発生しない程度の充分なバッファサイズが用意されており、かつＯＬＴの上り帯域割り当て制御によって、上りバッファの溢れを引き起こさない程度の充分な上り帯域が割り当てられる。
＜構成Ｂ＞ＯＮＵのリンク断からの再度のリンク確立時は、上りバッファにフレームが蓄積されていない状態でリンクが確立し、リンク確立後に上りバッファの残留データが意味をなさないデータ（以下、「ゴミデータ」という）として上り方向に送出されることはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２０１４−１２１０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
ところで、ＯＳＵ２０に故障が発生した場合、一般的に、トラフィックにおいてフレームロスが発生する可能性が高い。図６に示すＰＯＮプロテクションシステムにおいて、ＯＳＵ２０の故障に起因する切替時の上りトラフィックについて考えると、以下の要因によるフレームロスの発生が考えられ、その結果、上りトラフィックが保証されない場合がある。
＜要因１＞ＯＳＵ故障発生に起因するフレームロス
＜要因２＞ＯＳＵ故障切替を実施した後、予備ＯＳＵによって復旧するまでのＯＮＵのバッファ溢れによるフレームロス
【００２８】
ＯＳＵ２０の切替処理中の上りトラフィックは、ＯＮＵ１４の上りバッファに蓄積される。ＯＳＵ２０の切替処理中にＯＮＵ１４の上りバッファに蓄積されたデータは、ＯＳＵ２０の切替完了後に上りトラフィックとして送信される。上りバッファに蓄積されるデータ量はＯＳＵ２０の切替処理時間に依存するが、図７には、この切替処理時間に対応する上りバッファの蓄積期間を示している。すなわち、上りバッファ蓄積期間は、切替元ＯＳＵにおける故障の発生（Ｅ１）から、Ｒｅｐｏｒｔフレームによる上りデータの送信（Ｆ９）までの期間となる。
【００２９】
ＯＮＵ１４への上り流入トラフィックとＯＮＵ１４の上りバッファのサイズ、およびＯＳＵの切替処理時間の関係によっては、ＯＳＵ切替処理中にＯＮＵ１４の上りバッファに溢れが発生する可能性が考えられる。ＯＳＵ切替処理中にＯＮＵ１４の上りバッファに溢れが発生した場合、ＯＳＵ切替完了後に送出される、ＯＮＵ１４の上りバッファに蓄積されていたデータは意味のないデータとなる。また、上りトラフィックの回復タイミングは、ＯＮＵ１４の上りバッファに蓄積されていたデータの送出が完了した後となる。
【００３０】
すなわち、ＯＳＵ２０の故障によるフレームロス（上記＜要因１＞）後に上りバッファに蓄積され、かつ上りバッファの溢れによるフレームロス（上記＜要因２＞）が発生した後のＯＮＵ１４の上りバッファの蓄積データは、ＯＳＵ２０の故障切替後に、意味をなさないゴミデータとして上り送出されてしまう可能性があるという点が懸念される。
【００３１】
なお、コマンド切替は、故障切替とは異なり、ＯＳＵ故障に起因してフレームロスを発生するケース（上記＜要因１＞）には該当しないため、リンク確立状態の通常動作（つまり、上記＜構成Ａ＞）に帰着すると考えることができる。すなわち、コマンド切替は、上りトラフィックのフレームロスの発生に関し、以下の点で故障切替とは異なる。
（１）上りバッファが溢れないような制御の元で、ＯＳＵの切り替えが可能である。
（２）仮にＯＳＵの切り替え中に上りバッファの溢れが発生したとしても、上りバッファの溢れた分のみがフレームロス分であり、上りバッファの蓄積データは有効データである。
【００３２】
この点、特許文献１で具体的に開示されたＯＳＵ切替はコマンド切替に関するものであり、したがって、特許文献１はＯＳＵ故障切替における上記問題について具体的に開示するものではない。
【００３３】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、局側終端装置の故障切替における加入者側終端装置の上りバッファ溢れによってフレームロスが発生した場合でも、加入者側終端装置の上りバッファに蓄積されたデータが、無効なゴミデータとして上り送出されることを抑制することができる受動型光ネットワークシステム、加入者側終端装置、予備局側終端装置およびトラフィック回復方法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】
【００３４】
上記目的を達成するために、本発明に係る受動型光ネットワークシステムは、上り信号を格納する上りバッファと、前記上りバッファにおける上り信号の蓄積量を監視するバッファ監視部と、を備えた加入者側終端装置、前記加入者側終端装置と光ファイバ伝送路を介してマルチポイント・コントロール・プロトコルにより通信を行う局側終端装置、および予備局側終端装置を含み、かつ前記局側終端装置に故障が発生した場合に前記予備局側終端装置に切り替えるプロテクション機能を備え、前記予備局側終端装置は、前記局側終端装置で故障が発生した場合に前記上りバッファのクリアを指示する信号を含むクリアフレーム信号を前記加入者側終端装置に送信し、前記バッファ監視部は、前記上りバッファの溢れを検知し、かつ前記加入者側終端装置が前記クリアフレーム信号を受信した場合に前記上りバッファをクリアする。
【００３５】
上記目的を達成するために、本発明に係る加入者側終端装置は、上記の受動型光ネットワークシステムが備える加入者側終端装置である。
【００３６】
上記目的を達成するために、本発明に係る予備局側終端装置は、上記の受動型光ネットワークシステムが備える予備局側終端装置である。
【００３７】
上記目的を達成するために、本発明に係るトラフィック回復方法は、上り信号を格納する上りバッファと、前記上りバッファにおける上り信号の蓄積量を監視するバッファ監視部と、を備えた加入者側終端装置、前記加入者側終端装置と光ファイバ伝送路を介してマルチポイント・コントロール・プロトコルにより通信を行う局側終端装置、および予備局側終端装置を含み、かつ前記局側終端装置に故障が発生した場合に前記予備局側終端装置に切り替えるプロテクション機能を備えた、受動型光ネットワークシステムによるトラフィック回復方法であって、前記局側終端装置で故障が発生した場合に、前記上りバッファのクリアを指示する信号を含むクリアフレーム信号を前記予備局側終端装置が前記加入者側終端装置に送信し、前記バッファ監視部が前記上りバッファの溢れを検知し、かつ前記加入者側終端装置が前記クリアフレーム信号を受信した場合に、前記バッファ監視部が前記上りバッファをクリアする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、局側終端装置の故障切替における加入者側終端装置の上りバッファ溢れによってフレームロスが発生した場合でも、加入者側終端装置の上りバッファに蓄積されたデータが、無効なゴミデータとして上り送出されることを抑制することができる受動型光ネットワークシステム、加入者側終端装置、予備局側終端装置およびトラフィック回復方法を提供することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態に係るＯＮＵの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係るバッファクリア指示Ｇａｔｅフレームの構成を説明する図である。
【図３】実施の形態に係るＯＳＵ切替シーケンスにおける前提条件を説明する図である。
【図４】実施の形態に係るＯＮＵ上りバッファの閾値超過発生時のＯＳＵ切替シーケンスを説明する図である。
【図５】実施の形態に係るＯＮＵ上りバッファの閾値超過未発生時のＯＳＵ切替シーケンスを説明する図である。
【図６】従来技術に係るＰＯＮシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【図７】従来技術に係るＰＯＮプロテクションシステムのＯＳＵ切替シーケンスを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態に係るＰＯＮシステムの全体の構成は、図６に示す従来技術に係るＰＯＮシステム１０と同様の構成なので、以下、ＰＯＮシステムの全体構成について言及する場合は図６を参照して説明する。
【００４１】
まず、図１を参照して、本実施の形態に係るＰＯＮシステム１０におけるＯＮＵ１４の構成の一例について説明する。本実施の形態に係るＯＮＵ１４は、上りバッファ５０、ＯＮＵコントローラ５２、ＭＰＣＰレイヤ制御部５４、ＵＮＩ５６、およびＰＯＮ  ＩＦ（ＰＯＮ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５８を含んで構成されている。
【００４２】
上りバッファ５０は、上述したように、上りトラフィックのデータを一時的に蓄積（記憶）するバッファメモリである。蓄積された上りトラフィックのデータは順次読み出され、ＰＯＮ回線データとしてＰＯＮ回線に送出される。上りバッファ５０は、たとえばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）によって構成されてもよい。
【００４３】
ＯＮＵコントローラ５２は、ＯＮＵ１４の全体を統括制御する。ＯＮＵコントローラ５２は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって構成されてもよい。ＭＰＣＰレイヤ制御部５４は、ＭＰＣＰを用いて、ＯＬＴ１２とＯＮＵ１４との間のアクセス制御等を実行する。
【００４４】
ＵＮＩ５６は、通信事業者側の通信設備（本実施の形態では、ＰＯＮシステム１０）とユーザ側の設備（加入者端末等）とを接続するためのインタフェースの仕様である。ＰＯＮ  ＩＦ５８は、ＯＮＵ１４をＰＯＮ回線に接続するためのインタフェース仕様であり、光送信部、光受信部の仕様を含む。
【００４５】
本実施の形態に係るＯＮＵ１４では、上りバッファ５０のサイズ（記憶容量）に対して、予め定められた閾値が設定可能なように構成されている。すなわち、本実施の形態に係るＯＮＵ１４では、上りバッファ５０に蓄積させる上りトラフィックの容量に上限を設け、この上限を越える上りトラフィックは蓄積されないように、つまり溢れさせるようにしている。本実施の形態では、上りバッファ５０に対する閾値の設定は、ＯＮＵコントローラ５２により行う。
【００４６】
上記閾値は、提供サービスの上りトラフィック特性に応じて設定してもよい。すなわち、前記提供サービスが音声サービス等のバースト性が低く占有帯域の小さいサービスの形式では、閾値を相対的に大きく設定し、バースト信号を有する最大帯域の大きいサービスの形式では、閾値を相対的に小さく設定するようにしてもよい。
【００４７】
ＭＰＣＰレイヤ制御部５４は、上りバッファ５０の蓄積量が予め設定された閾値を超過しているか否かを常時監視し、常に蓄積状態を把握している。また、ＭＰＣＰレイヤ制御部５４は、上りバッファ５０に蓄積されたデータ（フレーム）のすべてをクリアする機能を備えている。本実施の形態においては、ＭＰＣＰレイヤ制御部５４による上りバッファ５０のクリアは、ＯＬＴ１２からの、上りバッファ５０のクリアを指示するフレームである「バッファクリア指示Ｇａｔｅ」フレームによって実行される。
【００４８】
図２を参照して、上記バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームについて説明する。本実施の形態では、Ｎｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレームのリザーブエリアにバッファクリア指示情報エリアを定義し、ＯＬＴ１２からＯＮＵ１４への、上りバッファのクリアが指示可能とされている。
【００４９】
図２（ａ）は、仕様で規定された、ＭＡＣフレームフォーマットの中のＮｏｒｍａｌ  ＧａｔｅフレームのＭＰＣＰＤＵ（Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）を示している。ＭＰＣＰＤＵとは、ＯＬＴとＯＮＵとの間の論理リンクを確立するために必要な情報を運ぶプロトコルデータユニットである。
【００５０】
Ｎｏｒｍａｌ  ＧａｔｅフレームのＭＰＣＰＤＵのエリアの１つとして、Ｐａｄ／Ｒｅｓｅｒｖｅｄエリアが設けられている。本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように、このＰａｄ／Ｒｅｓｅｒｖｅｄエリアの１バイトのうち、ＬＳＢ１ビットがバッファクリア指示ビットとして割り当てられている。なお、ＭＰＣＰＤＵの他のエリアについては、本実施の形態と直接関係がないので、説明を省略する（たとえば、上記仕様参照）。
【００５１】
本実施の形態では、バッファクリアを指示する場合に、バッファクリア指示ビットの値を”１”に設定することとされているが、むろんこの論理は逆でもよい。すなわち、バッファクリアを指示する場合に、バッファクリア指示ビットの値を”０”に設定することとしてもよい。なお、バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームは、バッファクリア指示情報のない（バッファクリア指示ビットが”１”に設定されていない）通常のＮｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレームと同様に、ＯＮＵに上り送信許可タイミングを与えることも可能である。
【００５２】
ＯＳＵ２０から送信されたＧａｔｅフレームを受信したＯＮＵ１４のＭＰＣＰレイヤ制御部５４は、バッファクリア指示情報（ビット）が”１”に設定されている場合に、ＯＬＴ１２からバッファクリアの指示がなされたことを認識する。バッファクリアの指示をＯＮＵ１４が受け取ると、ＭＰＣＰレイヤ制御部５４は、上りバッファ５０に閾値超過が発生している場合に上りバッファ５０のクリアを実行する。
【００５３】
すなわち、本実施の形態では、バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームを受信し、かつ上りバッファ５０に閾値超過が発生している場合に、ＭＰＣＰレイヤ制御部５４は、上りバッファ５０をクリアする。換言すれば、バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームを受信しても、上りバッファ５０に閾値超過が発生していなければ、ＭＰＣＰレイヤ制御部５４は、上りバッファ５０のクリアを実行しない。この場合でも、ＯＮＵ１４は、当該バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームで与えられた上り送信許可タイミングに従って、Ｒｅｐｏｒｔフレームにより上りデータをＯＳＵ２０に向けて送信するようにしてもよい。
【００５４】
ここで、本実施の形態では、ＯＳＵ故障切替において、ＰＯＮシステム１０がリンク確立状態を維持することを前提としている。つまり、ＯＳＵ故障切替においてリンク断が発生する場合は、上記＜構成Ｂ＞に帰着するため、本実施の形態では想定していない。
【００５５】
ＯＳＵ故障切替においてリンク確立状態を維持するためには、ＯＳＵ故障切替処理中においても、ｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒでタイムアウトが発生しないように切替処理を実施する必要がある。
【００５６】
ＰＯＮシステム１０では、ＭＰＣＰ制御による通信リンクの状態を、ＧａｔｅフレームあるいはＲｅｐｏｒｔフレームの受信間隔について、監視タイマｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒで監視することにより判断している。このｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒによる監視時間は、仕様により１秒と規定されている。
【００５７】
ＯＬＴ１２は、Ｒｅｐｏｒｔフレームを受信すると、監視時間が設定されたｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒを起動し、つぎのＲｅｐｏｒｔフレームを監視時間内に受信すればリンクＵＰ状態と判断し、ｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒをリセットする。また、ｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒが監視時間を経過してもＲｅｐｏｒｔフレームを受信しない場合（ｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒタイムアウトの場合）には、リンクＤＯＷＮ状態であると判断する。
【００５８】
同様に、ＯＮＵ１４は、Ｇａｔｅフレームを受信すると、監視時間が設定されたｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒを起動し、つぎのＧａｔｅフレームを監視時間内に受信すればリンクＵＰ状態と判断し、ｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒをリセットする。また、ｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒが監視時間を経過してもＧａｔｅフレームを受信しない場合（ｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒタイムアウトの場合）には、リンクＤＯＷＮ状態であると判断する。
【００５９】
したがって、ＯＳＵ２０が、ＯＳＵ故障切替処理中においてｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒのタイムアウトを発生しないようにするためには、ＯＳＵ切替シーケンスにおいて、ｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒの監視を停止して、ＯＳＵ２０自身でｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒのタイムアウトの発生を抑止し、ＯＮＵとのリンク確立状態を維持すればよい。
【００６０】
図３を参照して、ＯＮＵ１４が、ＯＳＵ故障切替処理中にｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒのタイムアウトでリンクを切断しないための条件について説明する。図３は、図７に示すＯＳＵ切替シーケンスを再掲した図である。
【００６１】
ｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒによる監視の条件から、ＯＮＵ１４が、ＯＳＵ故障切替処理中にｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒのタイムアウトでリンクを切断しないためには、ＯＳＵ故障切替処理において、以下の時間的条件が満たされるように制御がなされる必要がある。
（１）切替元ＯＳＵにおける故障の発生（Ｅ１）、すなわちＧａｔｅフレームの送信停止から、切替先ＯＳＵによるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｇａｔｅフレームの送信（Ｆ４）までの時間が、１秒未満であること。
（２）切替先ＯＳＵによるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｇａｔｅフレームの送信（Ｆ４）から、Ｎｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレームの送信（Ｆ６）までの時間が、１秒未満であること。
【００６２】
上記時間的条件を充足するための制御は、たとえばＯＬＴコントローラ２４が実行するようにしてもよい。本実施の形態では、上記時間的条件が充足されているものとする。
【００６３】
つぎに、図４を参照して、ＯＳＵ故障切替処理中に、ＯＮＵ１４の上りバッファ５０に閾値超過が発生した場合のＯＳＵ切替シーケンスの一例について説明する。
【００６４】
図４に示すように、切替元ＯＳＵに故障が発生すると（Ｅ１）、ＯＬＴコントローラは、たとえばフレームロスによりこの故障を検出する（Ｅ２）。ＯＮＵの故障を検出したＯＬＴコントローラは、集線スイッチに対し、ＶＩＤ収容先変更指示を行う（Ｆ１）。ＶＩＤ収容先変更通知を受信した集線スイッチは、その内容に従って、自身の有するＶＩＤ番号−接続先ＯＳＵ番号の対応情報を変更する。ＯＬＴコントローラは、さらに、切替元ＯＳＵに対し、ＰＯＮ回線に接続された光インタフェースの発光を停止させる指示を送信し（Ｆ２）、切替元ＯＳＵ発光を停止させる（Ｅ３）。
【００６５】
その後、ＯＬＴコントローラは、切替先ＯＳＵに対し発光を指示し（Ｆ３）、切替先ＯＳＵは発光を開始する（Ｅ４）。切替先ＯＳＵは、ＯＮＵに対し、時刻合わせのためのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｇａｔｅフレームを送信し（Ｆ４）、ＯＮＵは、該フレーム記載されているタイムスタンプに従って時刻（Ｌｏｃａｌ  ｔｉｍｅ）の合わせ込みを実行する（Ｅ５）。その結果、切替先ＯＳＵとＯＮＵとの間の時刻が同期する。本実施の形態では、その後、上りバッファ５０に閾値超過が発生している（Ｅ６）。
【００６６】
ＯＮＵとの時刻同期が完了すると、切替先ＯＳＵは、ＯＬＴコントローラに対し、時刻同期の完了を通知する（Ｆ５）。ＯＬＴコントローラは、切替先ＯＳＵからの時刻同期完了通知の受信をもって、切替が完了したことを知る。ＯＬＴコントローラを介して切替元ＯＳＵに故障が発生していることを認識している切替先ＯＳＵは、ＯＮＵの上りバッファ５０に閾値超過発生の可能性があるため、ＯＮＵに対して、バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームを送信する（Ｆ６）。バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームを受信したＯＮＵ（ＭＰＣＰレイヤ制御部５４）は、上りバッファ５０のクリアを実行する（Ｅ７）。
【００６７】
その後、ＯＮＵは、上記バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームに対応するＲｅｐｏｒｔフレームを送信する（Ｆ７）。ただし、上りバッファ５０がクリアされているので、当該Ｒｅｐｏｒｔフレームの要求帯域は０とされる。なお、Ｅ７における上りバッファのクリアと、Ｆ７におけるＲｅｐｏｒｔフレームの送信は、時間的な関係が逆でもよい。すなわち、Ｒｅｐｏｒｔフレーム送信後に上りバッファのクリアを実行してもよい。
【００６８】
Ｆ７において、ＯＮＵから要求帯域＝０のＲｅｐｏｒｔフレームが送信されたことによって上りバッファのクリアが実行されたことを認識した切替先ＯＳＵは、つぎに、ＯＮＵに向けてＮｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレームを送信する（Ｆ８）。該フレームに記載された上り送信許可時刻に従って、ＯＮＵは、Ｒｅｐｏｒｔフレームにより上りフレームの送信（Ｆ９）を開始する。以上の手順によって、ＯＳＵの切替シーケンスが完了し、Ｎｏｒｍａｌ  ＧａｔｅフレームとＲｅｐｏｒｔフレームのやり取りによって、上りトラフィックが復旧する。
【００６９】
以上のシーケンスにおけるＯＮＵの状態は、Ｅ３における切替元ＯＳＵの発光停止の前までがデータ通信中の状態Ｓ１、Ｅ３における切替元ＯＳＵの発光停止からＥ４における切替先ＯＳＵの発光開始の前までが光断の状態Ｓ２、Ｅ４における切替先ＯＳＵの発光開始から、Ｆ６におけるバッファクリア指示Ｇａｔｅフレーム送信までが時刻同期手続き中の状態Ｓ３、Ｆ６におけるバッファクリア指示Ｇａｔｅフレーム送信から、Ｆ８におけるＮｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレーム送信までの間が、上りバッファクリア実施中の状態Ｓ４、Ｆ８におけるＮｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレーム送信以降がデータ通信中の状態Ｓ５となっている。
【００７０】
なお、図４に示すシーケンスにおいては、ＯＮＵの上りバッファ５０の蓄積期間は、Ｅ１における故障の発生から、Ｆ６によるバッファクリア指示Ｇａｔｅフレームの送信までの期間である。すなわち、上りバッファ５０に閾値超過（溢れ）が発生したか否かの判断は、この蓄積時間において蓄積された上りデータ量によって判断される。
【００７１】
つぎに、図５を参照して、上りバッファ５０に閾値超過が発生することなく、ＯＳＵ故障切替処理が完了する場合のＯＳＵ切替シーケンスについて説明する。図５に示すシーケンスのＥ１における故障発生から、Ｅ５におけるＬｏｃａｌ  ｔｉｍｅの合わせ込みまでは図４に示すシーケンスと同様なので説明を省略する。
【００７２】
図５に示すシーケンスでは、Ｅ５におけるＬｏｃａｌ  ｔｉｍｅの合わせ込みの後、上りバッファの閾値超過が発生していない。ＯＬＴコントローラ２４を介して切替元ＯＳＵに故障が発生していることを認識している切替先ＯＳＵは、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｇａｔｅフレームを送信して切替先ＯＳＵとＯＮＵとの間の時刻同期を行った後、ＯＬＴコントローラに時刻同期の完了を通知し（Ｆ５）、ＯＮＵに向けバッファクリア指示Ｇａｔｅフレームを送信する（Ｆ６）。
【００７３】
本実施の形態では、切替先ＯＳＵは、ＯＮＵにおいて閾値超過が発生していないことは認識できない。一方、ＯＬＴコントローラを介して切替元ＯＳＵに故障が発生していることは認識しているので、ＯＮＵの上りバッファ５０に閾値超過発生の可能性があると認識し、ＯＮＵに向けバッファクリア指示Ｇａｔｅフレームを送信することになる。当然ながら、この場合のバッファクリア指示Ｇａｔｅフレームのバッファクリア指示情報は、”１”に設定されている。
【００７４】
バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームを受信したＯＮＵは、上りバッファ５０に閾値超過が発生していないので、上りバッファ５０の蓄積量をもとにＲｅｐｏｒｔフレームで上り帯域を要求する（Ｆ７）。その結果、ＯＳＵ切替処理中に上りバッファ５０に蓄積されたデータが、切替完了後に、Ｎｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレーム送信（Ｆ８）に対応させて上り送出され（Ｆ９）、上りトラフィックが復旧する。
【００７５】
図５に示す本実施の形態に係るＯＳＵ切替シーケンスは、図７に示す従来技術に係るＯＳＵ切替シーケンスと基本的に同じシーケンスであり、Ｆ６におけるフレームが、従来技術に係るＯＳＵ切替シーケンスではＮｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレームであるのに対し、本実施の形態に係るＯＳＵ切替シーケンスではバッファクリア指示Ｇａｔｅフレームである点のみ相違する。
【００７６】
しかしながら、本実施の形態でも、上りバッファの閾値超過が発生していない場合には、ＯＮＵ（ＭＰＣＰレイヤ制御部５４）は上りバッファのクリアを実行しないので、本実施の形態に係るＯＳＵ切替シーケンスと、従来技術に係るＯＳＵ切替シーケンスとは、実質的に同じシーケンスとなる。換言すれば、本実施の形態において、上りバッファに閾値超過が発生していない場合には、バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームの作用は、Ｎｏｒｍａｌ  Ｇａｔｅフレームの作用と同じものとなる。
【００７７】
以上詳述したように、本実施の形態に係る受動型光ネットワークシステム、加入者側終端装置、局側終端装置およびトラフィック回復方法によれば、ＯＳＵ故障切替処理中にＯＮＵの上りバッファで予め設定された閾値を超過した場合、バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームの受信のタイミングで、ＯＮＵ（ＭＰＣＰレイヤ制御部）が上りバッファのクリアを行う。このことにより、ＯＳＵ故障切替完了後に、上りバッファに蓄積されたデータが無効なゴミデータとして上り送出されることを抑制することができる。
【００７８】
また、本実施の形態に係る受動型光ネットワークシステム、加入者側終端装置、局側終端装置およびトラフィック回復方法によれば、ＯＮＵ（ＭＰＣＰレイヤ制御部）は、バッファクリア指示Ｇａｔｅフレームを受信しても、上りバッファに閾値超過が発生していない場合には上りバッファのクリアを行わない。そのため、切替処理中に上りバッファの閾値を超過しなかった場合は、切替処理中に上りバッファに蓄積されたデータを切替後に上り送出することにより、常に上りバッファをクリアする場合より早く上りトラフィックを復旧することができる。
【００７９】
なお、上記実施の形態では、上りバッファで予め設定された閾値を超過した場合に、上りバッファのクリアを行う形態を例示して説明したが、閾値を設けずに上りバッファのクリアを行う形態としてもよい。この場合でも、ＯＳＵ故障切替完了後に、上りバッファに蓄積されたデータが無効なゴミデータとして上り送出されることを抑制することができる、という効果を奏する。
【００８０】
また、上記実施の形態では、Ｎｏｒｍａｌ  ＧａｔｅフレームのＭＰＣＰＤＵのＰａｄ／ＲｅｓｅｒｖｅｄエリアのＬＳＢ１ビットに、バッファクリア指示ビットを割り当てる形態を例示して説明したが、これに限られない。たとえば、ＭＰＣＰＤＵの他のエリアにバッファクリア指示ビットを割り当ててもよいし、１バイトのうちの他のビット、たとえばＭＳＢにバッファクリア指示ビットを割り当ててもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１０      ＰＯＮシステム
１２      ＯＬＴ（局側通信装置）
１４      ＯＮＵ（加入者側終端装置）
１６      光スプリッタ
１８      光ファイバ伝送路
２０      ＯＳＵ（局側終端装置）
２０Ｒ    予備ＯＳＵ
２２      現用ファイバ
２２Ｒ    予備ファイバ
２４      ＯＬＴコントローラ
３０      現用回線
３２      予備回線
５０      上りバッファ
５２      ＯＮＵコントローラ
５４      ＭＰＣＰレイヤ制御部
５６      ＵＮＩ
５８      ＰＯＮ  ＩＦ
【図１】
0006451407.tif 000002
【図２】
0006451407.tif 000003
【図３】
0006451407.tif 000004
【図４】
0006451407.tif 000005
【図５】
0006451407.tif 000006
【図６】
0006451407.tif 000007
【図７】
0006451407.tif 000008