(57)【要約】【課題】  ２重化ＰＯＮシステムにおいて、現用系と予備系が独立していて、運用中に予備系の追加および予備系への無瞬断強制切替が可能であり、切替えの前後で子機の受信位相が変化しない、親機用送受信装置を提供する。【解決手段】  予備系の光加入者終端部ＰＯＮＩＦ＃１の遅延測定部２８において、子機からの受信位相Ｕ１を監視して受信基準Ｒ０との差によりカプラ１１までの現用系と予備系の位相差ＰＤを測定する。現用系の光加入者終端部ＰＯＩＮＦ＃０の遅延測定部２８から装置内バスを介して遅延指示値Ｔｄ０を受け取り、これらから、現用系に切替えられたときの送信基準Ｓ１、遅延指示値Ｔｄ１および受信基準Ｒ１を予め決定する。すなわち、送信基準Ｓ１と遅延指示値Ｔｄ１を位相差ＰＤにより修正するか、または送信基準Ｓ１と受信基準Ｒ１を位相差ＰＤにより修正する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２重化ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムの親機側において用いる送受信装置であって、
予備系であるとき、子機までの距離の違いを吸収するための遅延指示値であって現用系において使用されている遅延指示値Ｔｄ０を受け取る手段と、
予備系であるとき、現用系の受信基準Ｒ０に対する予備系における実際の受信位相Ｕ１の位相差ＰＤを測定する遅延測定部と、
該遅延指示値Ｔｄ０と該位相差ＰＤとから、現用系になったときに用いる予定の送信基準Ｓ１、遅延指示値Ｔｄ１および受信基準Ｒ１を決定する遅延演算部とを具備する送受信装置。
【請求項２】
前記遅延演算部は、現用系になったときに用いる予定の送信基準Ｓ１と遅延指示値Ｔｄ１として、現用系の送信基準Ｓ０と遅延指示値Ｔｄ０を位相差ＰＤによりそれぞれ変更したものを用い、受信基準Ｒ１として現用系の受信基準Ｒ０を引き継ぐ請求項１記載の送受信装置。
【請求項３】
前記遅延演算部は、現用系になったときに用いる予定の送信基準Ｓ１と受信基準Ｒ１として、現用系の送信基準Ｓ０と受信基準Ｒ０を位相差ＰＤによりそれぞれ変更したものを用い、遅延指示値Ｔｄ１として現用系の遅延指示値Ｔｄ０を引き継ぐ請求項１記載の送受信装置。
【請求項４】
前記Ｔｄ０受け取り手段は、遅延指示値Ｔｄ０を子機から受け取る請求項１記載の送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局側終端装置の現用系及び予備系の各光加入者終端部が光加入者線及びスターカプラによる分岐を経て複数の加入者装置に接続され、複数の加入者装置と双方向伝送を行う、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）−ＰＯＮ（Passive Optical Network）装置、Ｅ（Ether）ＰＯＮ装置などの光バースト信号多重伝送システムの二重化切替システムの親機側（局側）において用いられる送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
局側終端装置の光加入者終端部（親機）がスターカプラによる分岐を経て複数の加入者装置（子機）に接続され、複数の加入者装置と双方向伝送を行う光バースト信号多重伝送システムにおいて冗長構成をとる場合、スターカプラまでの距離が現用系と予備系とで異なるため、系切替時にはこの距離の違いを吸収する必要がある。そして、親機のバージョンアップ交換等の保守のために予備系に強制的に切り替える際には、サービスを中断することなく無瞬断で切り替え得ることが求められている。またこのようなシステムでは、システム立ち上げ当初から現用系と予備系が存在することを前提とするのでなく、運用中に必要に応じて予備系を追加して無瞬断で予備系に切り替えることが可能であることが求められている。また、子機が常に一定周期で受信し、受信タイミングが変わると異常と判定するシステムでは、系切替の際に子機の受信タイミングが変わらないようにしなければならない。
【０００３】
特開平１０−３２２３８０号公報には、親局側装置と子局側装置のそれぞれで事前に０系と１系の受信遅延時間差を測定し、現用／予備切替の際には、子局側の受信タイミングを子局側で測定した遅延時間差で修正し、子局側の送信タイミングを親局側で測定された遅延時間差で修正することが記載されている。このシステムでは、システムの運用開始前に距離測定のために子局側で親局の予備系から受信する必要があり、運用中に予備系を追加して無瞬断で切り替えることはできない。
【０００４】
特開平８−３４０３０１号公報（特許第２９１０６６９号）には、切替時に距離測定用信号を局側の現用系から加入者側へ送り、その応答を予備系で受信することによって現用系と予備系の距離の差（位相差）を測定し、これに基いて局側で現用系から予備系へ切り替えると同時に加入者側装置の受信・送信位相の変更を行うことによって無瞬断で切り替えることが記載されている。しかしながらこの手法では切替時に子機の受信のタイミングが変わるので、子機が常に一定周期で受信する前述のシステムには適用することができない。
【０００５】
特開平１１−８８３９４号公報には、現用／予備切替時の位相差の吸収を、親局側のタイミングの変更で実現することが記載されている。しかしながらこのシステムではシステム立ち上げ時に０系と１系が存在し、両系の遅延時間を測定してどちらか一方を現用系として選択することが前提であり、運用中に予備系を追加して強制切替するシステムにこの技術を適用することはできない。両系が完全に独立していないという点では、前述の特開平８−３４０３０１号公報もシステムも同様であり、前述したように切替前に距離測定用信号を局側の現用系から送出する必要がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３２２３８０号公報
【特許文献２】特開平８−３４０３０１号公報（特許第２９１０６６９号）
【特許文献３】特開平１１−８８３９４号公報
【特許文献４】特開２０００−３４９７９９号公報
【特許文献５】特開２００３−１５２７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって本発明の目的は、現用系と予備系が独立していて運用中に予備系を追加して予備系へ無瞬断で強制的に切り替えることが可能であり、切替えの前後で子機の受信タイミングが変化しない、２重化ＰＯＮシステムの親機用送受信装置を提供することにある。
【０００８】
本発明によれば、予備系であるとき、子機までの距離の違いを吸収するための遅延指示値であって現用系において使用されている遅延指示値Ｔｄ０を受け取る手段と、予備系であるとき、現用系の受信基準Ｒ０に対する予備系における実際の受信位相Ｕ１の位相差ＰＤを測定する遅延測定部と、該遅延指示値Ｔｄ０と該位相差ＰＤとから、現用系になったときに用いる予定の送信基準Ｓ１、遅延指示値Ｔｄ１および受信基準Ｒ１を決定する遅延演算部とを具備する２重化ＰＯＮシステムの親機用の送受信装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の第１の実施形態に係る親機用の送受信装置の一例としての、光加入者終端部ＰＯＮＩＦ＃０，ＰＯＮＩＦ＃１が用いられているＰＯＮシステムの構成を示す。ＰＯＮＩＦ＃０とＰＯＮＩＦ＃１は互いに同一の構成を有しているので、それらの構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１０】
ＯＬＴは局側終端装置である。ＯＬＴ内のＰＯＮＩＦ＃０が現用系の光加入者終端部、ＰＯＮＩＦ＃１が予備系光加入者終端部であるものとする。ＯＮＵは加入者装置であり、ｎ：２スターカプラ１１を介して光ファイバにて最大ｎ台接続されている。光ファイバは等長とは限らない。
【００１１】
図２は装置起動時に実施される各ＯＮＵまでの距離測定のシーケンスを示す。装置起動時、ＰＯＮＩＦ＃０の送信処理部１０にて距離測定パケットを生成し、光送信部１２より各ＯＮＵに対して距離測定パケットを送出する（図２（ｂ））。各ＯＮＵは光受信部１４にて距離測定パケットを受信し（図２（ｃ））、受信処理部１６にて自装置宛の距離測定パケットを認識すると、距離測定応答パケットを送信制御部１８を介して送信処理部２０へ送り、光送信部２２よりＯＬＴへ出力する（図２（ｄ））。
【００１２】
ＰＯＮＩＦ＃０は光受信部２４で距離測定パケットを受信し（図２（ｆ））、受信処理部２６にて距離測定応答パケットを認識し、遅延測定部２８にて式（１）により遅延指示値Ｔｄ０を算出する。
【００１３】
Ｔｄ０＝Ｒ０−Ｓ０−２Ｄ０                        （１）
ただし２Ｄ０は距離測定パケットを送信した後応答パケットを受信するまでに要した時間であり、受信基準と送信基準の時間差Ｒ０−Ｓ０は最も遠い距離にあるＯＮＵにおける２Ｄ０よりも長くなるように設定される。より詳細には、例えば、応答パケット受信タイミング（Ｓ０＋２Ｄ０）より遅延測定用カウンタを動作させ、受信基準位相Ｒ０でのカウンタ値を遅延指示値Ｔｄ０とする。
【００１４】
ＰＯＮＩＦ＃０は各ＯＮＵそれぞれに対して上り送出位相である遅延指示値Ｔｄ０を与える。図３に示すように、各ＯＮＵはＯＬＴからの受信（図３（ｃ））に応答して与えられた遅延指示値Ｔｄ０分の遅延を挿入したデータをＯＬＴへ送出することにより（図３（ｅ））、ＯＬＴにおける受信位相が各ＯＮＵで一致し（図３（ｆ））、各ＯＮＵからの上りデータの衝突が回避される。以後、受信処理部２６および遅延測定部２８は、温度変動等による伝送路長の変動を補正するため運用中に受信基準位相Ｒ０からの上りデータ位相のずれを常時監視して遅延指示値Ｔｄ０を補正し、例えば各下りフレームにおいて送り続ける。また、その目的は後述するが、図３（ｅ）に示すように、各ＯＮＵの送信処理部２０は与えられた遅延指示値Ｔｄ０を上りデータの例えば先頭領域に多重してＯＬＴへ返信する機能を持つようにしても良い。
【００１５】
予備系であるＰＯＮＩＦ＃１は各ＯＮＵからの上りデータを常時モニタし（図３（ｇ））、遅延測定部２８においてＯＬＴ受信基準位相Ｒ０と上り入力データ位相Ｕ１との位相差ＰＤを演算し、遅延演算部３０は系切替え後の下り送出位相Ｓ１と新遅延指示値Ｔｄ１（第１の手法）、または系切替え後の送出位相Ｓ１と新ＯＬＴ受信位相Ｒ１（第２の手法）を演算する。図１に示すように遅延指示値Ｔｄ０は例えばＰＯＮＩＦ＃０より装置内バスを介して通知される。
【００１６】
より詳細には、予備系の遅延測定部２８は、受信処理部２６にて検出したＯＮＵからの上りデータ先頭位相Ｕ１と受信基準位相Ｒ０との位相差を演算するために、図４および図５に示すように、基準位相Ｓ０を基準にタイミングカウンタを動作させ、受信基準位相におけるカウンタ値（Ｒ０）と、上りデータ先頭位置検出時のカウンタ値（Ｕ１）を抽出し、下記式（２）のように減算により位相差ＰＤを算出する。
【００１７】
ＰＤ＝Ｕ１−Ｒ０                                  （２）
図４の例はＯＬＴ〜ＯＮＵ間距離が現用系よりも予備系の方が長い場合、図５の例は現用系よりも予備系の方が短い場合を示す。
【００１８】
次に、遅延演算部３０は、位相差ＰＤを基に系切替え後の下り送出位相Ｓ１を演算する。系切替え前後においてＯＮＵの入力位相は一致している必要がある（フレーム位相が不連続であった場合、ＯＮＵにてフレーム同期外れ状態となり回線断が発生する）ため、下り送出位相を補正する。図６、図７に示すように、切替前のＰＯＮＩＦ＃０〜ＯＮＵ間遅延Ｄ０と切替後のＰＯＮＩＦ＃１〜ＯＮＵ間遅延Ｄ１との差（Ｄ１−Ｄ０）を補正すればよい。（Ｄ１−Ｄ０）はＰＤと等値であるので、系切替え後の下り出力位相は下記式（３）で求まる。
【００１９】
Ｓ１＝Ｓ０−ＰＤ                                  （３）
図６は送信基準をＳ０からＳ１に変更して切替え前後でＯＮＵの入力位相を不変にするとともに、遅延指示値Ｔｄ０をＴｄ１に変更してＯＬＴの受信基準をＲ０で不変にする例（第１の手法）を示す。この場合、現用系遅延測定部２８より入力する遅延指示値Ｔｄ０に対して、前述の位相差ＰＤによる補正を行い、切替え後の新遅延指示値Ｔｄ１とする。
【００２０】
図３と図６を比較して、送信基準Ｓ０〜受信基準Ｒ０の時間差は切替え前後で不変であるので、下記式（４）が成り立つ。
【００２１】
２Ｄ０＋Ｔｄ０＝Ｄ０＋Ｄ１＋Ｔｄ１                （４）
予備系の遅延演算部３０にて算出した位相差ＰＤは（Ｄ１−Ｄ０）と等値であるため、Ｄ１＝ＰＤ＋Ｄ０を式（４）に代入すると、下記式（５）のように変形でき、切替え後の新遅延指示値Ｔｄ１は式（６）で求まる。
【００２２】
２Ｄ０＋Ｔｄ０＝Ｄ０＋ＰＤ＝Ｄ０＋Ｔｄ１          （５）
Ｔｄ１＝Ｔｄ０−ＰＤ                              （６）
遅延指示値は各ＯＮＵごとに異なる値であるが、補正は特定のＯＮＵについて求めたものと同じ値（ＰＤ）を用いてよい。
【００２３】
図７は、送信基準のＳ０からＳ１への変更とともに、遅延指示値については現用系のＴｄ０を引き継ぎ、受信基準をＲ０からＲ１へ変更する例（第２の手法）を示す。この場合、受信基準位相Ｒ０に対して前述の位相差ＰＤによる補正を行い、切替え後の新受信基準位相Ｒ１とする。このとき遅延指示値は切替え前の値Ｔｄ０を引き続き利用する。
【００２４】
図７からわかるように、切替え後の新受信基準位相Ｒ１は下記式（７）で表せる。
【００２５】
Ｒ１＝Ｄ０＋Ｄ１＋Ｔｄ０                          （７）
式（７）にＤ１＝ＰＤ＋Ｄ０を代入すると下記式（８）のように変形できる。
【００２６】
Ｒ１＝ＰＤ＋（２Ｄ０＋Ｔｄ０）                    （８）
（２Ｄ＋Ｔｄ０）は切替え前の受信基準Ｒ０であるので、Ｒ１は下記式（９）で求めることが出来る。
【００２７】
Ｒ１＝Ｒ０＋ＰＤ                                  （９）
系切替えは、切替え制御部３２よりＰＯＮＩＦ＃０，ＰＯＮＩＦ＃１の光送信部１２へ入力する切替え制御信号にて制御される。ＰＯＮＩＦ＃０，ＰＯＮＩＦ＃１へ入力する切替え信号はインバータ３６により互いに排他論理とし、変化のタイミングは基準位相（ＯＬＴ下り出力フレーム先頭）Ｓ１である。予備系光送信部は切替前は光出力シャットダウン状態である。
【００２８】
系切替えにより、ＰＯＮＩＦ＃０の光送信部１２は光出力をシャットダウンし、予備系の光出力シャットダウンが解除される。同時にあらかじめ演算していた送出位相Ｓ１で、遅延指示値Ｔｄ１を新遅延指示値として各ＯＮＵへ送出する。又は予備系運用中に演算していたＯＬＴ受信位相Ｒ１を新ＯＬＴ受信位相として動作する。
【００２９】
下り送出位相、遅延指示値は切替え前にあらかじめ切替え後の値Ｓ１，Ｔｄ１に更新しておいてもよい。
【００３０】
第２の手法における受信基準位相については、運用中上りデータ先頭位相と受信基準位相Ｒ０との位相差を常時演算し、温度変動等による伝送路長の変動を補正しつづける必要があるため、系切替え後にＲ１に更新する。
【００３１】
光送信部のシャットダウン状態切替えタイミングを切替え後の下り送出位相Ｓ１とすれば、下りフレーム先頭の同期パターン、制御情報を間違いなく伝送可能であるため、ＯＮＵ側で異常検出することなく無瞬断切替え可能である。下りフレームの切替え直前の領域は未使用とする（図３，６，７の斜線部分）。
【００３２】
装置内側では、現用系、予備系それぞれから同一位相で出力するデータを、装置内フレーム先頭位置でセレクタ３４により切り替える。
【００３３】
ＯＮＵからの上りデータ領域には、ＯＮＵ＃１〜ｎの上り送出データが時分割多重されている。ＯＮＵからの上りデータ先頭位相Ｕ１と受信基準位相Ｒ０との位相差ＰＤ演算については、先願タイムスロットが割り当てられたＯＮＵが送出する上りフレームの先頭位相（＝Ｕ１）を用いればよい。位相差ＰＤは、現用ＯＬＴ〜カプラ間距離と予備ＯＬＴ〜カプラ間距離の差に依存し、カプラ〜各ＯＮＵ間の距離には依存しないためである。
【００３４】
図８は、本発明の第２の実施形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す。図１の構成において現用系の遅延指示値Ｔｄ０を装置内バスを介して予備系へ通知することに代えて、図８のシステムにおいては、各ＯＮＵにおいて上りデータに現在の遅延指示値Ｔｄ０を多重して通信し（例えば図３におけるフレーム先頭の網かけ部分）、それを予備系の受信処理部２６において抽出して遅延演算部３０へ渡す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る２重化ＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】遅延指示値Ｔｄ０を算出する方法を説明するタイミングチャートである。
【図３】切替え前において予備系で行なわれる位相差ＰＤの算出を説明するタイミングチャートである。
【図４】現用系距離＜予備系距離の場合の位相差ＰＤの算出を説明するタイミングチャートである。
【図５】現用系距離＞予備系距離の場合の位相差ＰＤの算出を説明するタイミングチャートである。
【図６】送信基準と遅延指示値を変更する例を示すタイミングチャートである。
【図７】送信基準と受信基準を変更する例を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る２重化ＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
【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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