(57)【要約】【課題】ＰＯＮシステムにおいて、誤発光状態のＯＮＵを特定する。【解決手段】ＰＯＮシステム１０のＯＮＵ１２は、入力された送信信号を光信号に変換して送信する光送信部２４と、光送信部２４に送信信号を出力する送信信号出力部２６と、動的帯域割当期間において光送信部２４の発光を許可し、動的帯域未割当期間において光送信部２４の発光を停止する発光制御部２７を備える。送信信号出力部２７は、動的帯域未割当期間内に、ＯＮＵ１２を識別するための識別情報を光送信部２４に出力する。ＯＬＴ１１は、ＯＮＵ１２からの光信号の受信状態に基づいて、複数のＯＮＵ１２のいずれかが誤発光状態となっていることを検出する誤発光検出部と、誤発光状態が検出された場合に、全てのＯＮＵ１２への動的帯域割当を停止する動的帯域割当部と、動的帯域割当停止後に受信した光信号から検出した識別情報に基づいて誤発光のＯＮＵ１２を特定する誤発光特定部を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側装置と複数の加入者側装置とを光スプリッタにより分岐した光ファイバを用いて互いに接続したＰＯＮシステムであって、
前記加入者側装置は、
入力された送信信号を光信号に変換して送信する光送信部と、
前記光送信部に送信信号を出力する送信信号出力部と、
前記局側装置により割り当てられた動的帯域割当期間において前記光送信部の発光を許可し、動的帯域割当期間以外の動的帯域未割当期間において前記光送信部の発光を停止する発光制御部と、
を備え、
前記送信信号出力部は、動的帯域未割当期間内に、前記加入者側装置を識別するための識別情報を前記光送信部に出力するよう構成され、
前記局側装置は、
前記加入者側装置からの光信号の受信状態に基づいて、複数の前記加入者側装置のいずれかが誤発光状態となっていることを検出する誤発光検出部と、
前記加入者側装置に対して動的帯域割当を行う動的帯域割当部であって、前記誤発光検出部により誤発光状態が検出された場合に、全ての前記加入者側装置への動的帯域割当を停止する動的帯域割当部と、
動的帯域割当停止後に受信した光信号から識別情報を検出し、検出した識別情報に基づいて誤発光している加入者側装置を特定する誤発光特定部と、
を備えることを特徴とするＰＯＮシステム。
【請求項２】
前記送信信号出力部は、動的帯域未割当期間に所定の同期パターンを繰り返して前記光送信部に出力するよう構成されており、該同期パターンの間に識別情報が挿入されることを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項３】
識別情報は、前記加入者側装置のＭＡＣアドレスまたは論理リンク識別子を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＰＯＮシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局側装置（以下、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）とも呼ぶ）と複数の加入者側装置（以下、ＯＮＵ（Optical Network Unit）とも呼ぶ）との間で通信を行うＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般家庭等の加入者宅を対象とした加入者系光ファイバネットワークシステムとして、ＰＯＮシステムが知られている。このＰＯＮシステムは、通信事業者局舎に設置されるＯＬＴに接続された１本の光ファイバを光スプリッタにより分岐し、複数のＯＮＵと接続するダブルスター型のシステムである。ＰＯＮシステムは、ＯＬＴとＯＮＵを１対１で接続するシングルスター型のシステムに比べ、複数のＯＮＵで１本の光ファイバを共用するため低コストな光通信ネットワークを構築できる。
【０００３】
一般的に、ＰＯＮシステムではＯＬＴからＯＮＵ方向の通信を「下り」と呼び、ＯＮＵからＯＬＴ方向の通信を「上り」と呼ぶ。下り方向の通信は、時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）方式により行われる。ＯＬＴから出力された下り光信号は、光スプリッタにつながる全てのＯＮＵに送信されるが、論理リンクが確立されたＯＮＵのみが自身に送信された光信号を取り込む。
【０００４】
一方、各ＯＮＵからＯＬＴへの上り方向の通信は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）方式により行われる。ＰＯＮシステムにおいては、ＯＮＵ同士の上り光信号が衝突しないように、ＯＬＴの動的帯域割当機能（ＤＢＡ：Dynamic Bandwidth Allocation）により各ＯＮＵの上り光信号の動的帯域割当期間が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７３９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＯＮシステムにおいては、ＯＬＴが割り当てた動的帯域割当期間以外の期間（以下、「動的帯域未割当期間」と呼ぶ）にＯＮＵが発光する誤発光が生じる可能性がある。この誤発光の原因としては、例えばＯＮＵの光送信部の故障や、光送信部を制御するＬＳＩの故障がある。
【０００７】
ＰＯＮシステムにおいて、あるＯＮＵが誤発光状態になると、該ＯＮＵからの光信号が同じ光ファイバに接続されている他のＯＮＵの光信号と衝突するため、他の全てのＯＮＵがリンク断となる可能性がある。このリンク断状態から復旧するためには、ＰＯＮシステムの保守者が誤発光状態のＯＮＵを切り離す必要があるが、ＯＬＴに接続されたどのＯＮＵが誤発光状態になっているか特定するのが困難であるという課題がある。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤発光状態の加入者側装置を特定できるＰＯＮシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のＰＯＮシステムは、局側装置と複数の加入者側装置とを光スプリッタにより分岐した光ファイバを用いて互いに接続したＰＯＮシステムである。加入者側装置は、入力された送信信号を光信号に変換して送信する光送信部と、光送信部に送信信号を出力する送信信号出力部と、局側装置により割り当てられた動的帯域割当期間において光送信部の発光を許可し、動的帯域割当期間以外の動的帯域未割当期間において光送信部の発光を停止する発光制御部とを備える。送信信号出力部は、動的帯域未割当期間内に、加入者側装置を識別するための識別情報を光送信部に出力するよう構成される。局側装置は、加入者側装置からの光信号の受信状態に基づいて、複数の加入者側装置のいずれかが誤発光状態となっていることを検出する誤発光検出部と、加入者側装置に対して動的帯域割当を行う動的帯域割当部であって、誤発光検出部により誤発光状態が検出された場合に、全ての加入者側装置への動的帯域割当を停止する動的帯域割当部と、動的帯域割当停止後に受信した光信号から識別情報を検出し、検出した識別情報に基づいて誤発光している加入者側装置を特定する誤発光特定部とを備える。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、誤発光状態の加入者側装置を特定できるＰＯＮシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るＰＯＮシステムを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＯＮＵの構成を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＯＬＴの構成を説明するための図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｆ）は、本発明の実施形態に係るＰＯＮシステムの動作を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るＰＯＮシステム１０を示す図である。本明細書のブロック図において示される各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１４】
図１に示すように、ＰＯＮシステム１０は、ＯＬＴ（局側装置）１１に接続された１本の基幹光ファイバ１４が光スプリッタ１３により複数の分岐光ファイバ１５＿１−１５＿Ｎ（Ｎは２以上の整数）に分岐され、各分岐光ファイバ１５＿１−１５＿Ｎの端部にＯＮＵ（加入者側装置）１２＿１〜１２＿Ｎが接続された構成となっている。なお、以下においては、ＯＮＵ１２＿１〜１２＿Ｎを総称して適宜「ＯＮＵ１２」と呼ぶ。また、分岐光ファイバ１５＿１〜１５＿Ｎを総称して適宜「分岐光ファイバ１５」と呼ぶ。
【００１５】
ＰＯＮシステム１０において、ＯＬＴ１１から各ＯＮＵ１０への下り光信号は、ＴＤＭ方式により多重化された連続的な光信号である。一方、各ＯＮＵ１２からＯＬＴ１１への上り光信号は、ＴＤＭＡ方式により多重化される。ＴＤＭＡ方式では、各ＯＮＵ１２からの光信号が衝突するのを防ぐため、各光信号間にガードタイムと呼ばれる無信号区間が挿入される。そのため、ＯＬＴ１１から各ＯＮＵ１２への下り光信号が連続的な光信号となるのと異なり、ＯＮＵ１２からＯＬＴ１１への上り光信号は、信号の送出が間欠的に行われるバースト状の光信号となる。
【００１６】
図１には、各ＯＮＵ１２＿１〜１２＿Ｎから送信された光信号♯１〜♯Ｎが光スプリッタ１３により多重化され、バースト信号列としてＯＬＴ１１に入力される様子が示されている。
【００１７】
ＰＯＮシステムにおいては、一般的に、ＯＬＴの動的帯域割当機能（ＤＢＡ）により、各ＯＮＵのデータ送信開始時刻とデータ送信量、すなわち各ＯＮＵの動的帯域割当期間が制御される。図１では、ＯＬＴ１１の動的帯域割当機能により、光信号♯３、♯１、♯Ｎ、♯２の順でバースト信号列が構成されている。
【００１８】
図１に示すようなＰＯＮシステム１０においては、例えばＯＮＵ１２＿１が故障により常時発光モードになるなど、動的帯域割当期間以外の動的帯域未割当期間で誤発光すると、ＯＮＵ１２＿１からの誤発光信号が他のＯＮＵ１２＿２〜１２＿Ｎからの光信号と衝突し、全てのＯＮＵ１２がリンク断（すなわち通信不能）となる可能性がある。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係るＯＮＵ１２の構成を説明するための図である。図２に示すように、ＯＮＵ１２は、光モジュール２０と、ＭＡＣ（Media Access Control）処理部２１と、ユーザＩＦ(interface)終端部２２とを備える。
【００２０】
光モジュール２０は、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）素子２３と、光送信部２４と、光受信部２５とを備える。
【００２１】
ＷＤＭ素子２３は、分岐光ファイバ１５に接続されている。ＷＤＭ素子２３は、上り光信号と下り光信号とを波長分割多重する。光送信部２４は、ＭＡＣ処理部２１から入力された電気の送信信号を光信号に変換し、ＷＤＭ素子２３を介してＰＯＮ区間に送信する。光送信部２４は、ＭＡＣ処理部２１からのＴｘイネーブル信号により、発光／消光が制御される。光送信部２４は、半導体レーザおよび該半導体レーザを駆動する駆動回路から構成されてよい。光受信部２５は、ＷＤＭ素子２３から入力された下り光信号に対し、光電変換、増幅、クロック抽出、識別再生などの所定の処理を施した後、電気の受信信号をＭＡＣ処理部２１に出力する。光受信部２５は、フォトダイオードなどの受光素子と、受光素子からの電気信号を処理する受信回路から構成されてよい。
【００２２】
ＭＡＣ処理部２１は、送信信号出力部２６と、発光制御部２７と、受信信号処理部２８とを備える。
【００２３】
送信信号出力部２６には、ユーザＩＦ終端部２２から主信号が入力される。送信信号出力部２６は、ユーザＩＦ終端部２２から入力された主信号に対し、ＦＥＣ（Forward Error Correction）コード処理などの所定のデジタル信号処理を行った後、ＯＬＴ１１により割り当てられた動的帯域割当期間に、主信号を光送信部２４に出力する。また、送信信号出力部２６は、動的割当帯域割当期間以外の動的帯域未割当期間に、所定の同期パターンを繰り返して光送信部２４に出力する。この同期パターンは、ＯＬＴ１１が上り光信号の同期をとるためのパターンであり、６６ビットの固定パターンであってよい。ここで、本実施形態においては、動的帯域未割当期間において繰り返し出力される同期パターンの間にＯＮＵ１２を識別するための識別情報が挿入される。この識別情報は、例えば、ＯＮＵ１２に固有のＭＡＣアドレスや、ＯＮＵ１２をＯＬＴ１１に接続したときに付与される論理リンク識別子（ＬＬＩＤ：Logical Link Identifier）であってよい。
【００２４】
発光制御部２７は、光送信部２４の発光／消光を制御するためのＴｘイネーブル信号を光送信部２４に出力する。発光制御部２７は、ＯＬＴ１１により割り当てられた動的帯域割当期間において、光送信部２４の発光を許可すべくＴｘイネーブル信号を有効状態（例えば電圧ハイ）とする。一方、発光制御部２７は、動的帯域割当期間以外の動的帯域未割当期間において、光送信部２４の発光を停止すべくＴｘイネーブル信号を無効状態（例えば電圧ロー）とする。
【００２５】
受信信号処理部２８は、光受信部２５からの受信信号に対し、ＦＥＣデコード処理などの所定のデジタル信号処理を行った後、処理信号をユーザＩＦ終端部２２に出力する。
【００２６】
ユーザＩＦ終端部２２は、ユーザＩＦからの主信号に所定の終端処理を施した後、主信号を送信信号出力部２６に出力する。また、ユーザＩＦ終端部２２は、受信信号処理部２８からの受信信号に所定の終端処理を施した後、パーソナルコンピュータやセットトップボックスなどのユーザＩＦに出力する。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態に係るＯＬＴ１１の構成を説明するための図である。図３に示すように、ＯＬＴ１１は、光モジュール３０と、ＭＡＣ処理部３１と、ネットワーク（ＮＷ）終端部３２とを備える。
【００２８】
光モジュール３０は、ＷＤＭ素子３３と、光送信部３４と、光受信部３５とを備える。
【００２９】
ＷＤＭ素子３３は、基幹光ファイバ１４に接続されている。ＷＤＭ素子３３は、上り光信号と下り光信号とを波長分割多重する。光送信部３４は、ＭＡＣ処理部３１から入力された電気信号を光信号に変換し、ＷＤＭ素子２３を介してＰＯＮ区間に送信する。光送信部３４は、半導体レーザおよび該半導体レーザを駆動する駆動回路から構成されてよい。光受信部３５は、ＷＤＭ素子３３から入力された上り光信号に対し、光電変換、増幅、クロック抽出、識別再生などの所定の処理を施した後、電気の受信信号をＭＡＣ処理部３１に出力する。光受信部３５は、フォトダイオードなどの受光素子と、受光素子からの電気信号を処理する受信回路から構成されてよい。
【００３０】
ＭＡＣ処理部３１は、送信信号出力部３６と、動的帯域割当部３７と、受信信号処理部３８と、誤発光特定部３９と、誤発光検出部４０とを備える。
【００３１】
送信信号出力部３６は、ネットワーク終端部３２から入力された主信号に対し、ＦＥＣコード処理などの所定のデジタル信号処理を行った後、主信号を光送信部３４に出力する。送信信号出力部３６から出力される主信号は、各ＯＮＵ１２に対する信号が時分割多重された連続的な信号である。受信信号処理部３８は、光受信部３５からの受信信号に対して、ＦＥＣデコード処理、デスクランブル処理などの所定のデジタル信号処理を行った後、処理信号をネットワーク終端部３２に出力する。
【００３２】
動的帯域割当部３７は、動的帯域割当（ＤＢＡ）を行う機能ブロックである。動的帯域割当部３７は、ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）フレームを使用して、各ＯＮＵ１２に対して上り光信号の送信開始時刻および送信量（すなわち、動的帯域割当期間）を制御する。動的帯域割当部３７は、「ＧＡＴＥフレーム」と「ＲＥＰＯＲＴフレーム」をＯＮＵ１２との間で交換することで、動的帯域割当を行う。ＧＡＴＥフレームは、ＯＬＴ１１から各ＯＮＵ１２に対し、上り光信号の送信開始時刻と送信量を通知するフレームである。またＲＥＰＯＲＴフレームは、ＯＮＵ１２からＯＬＴ１１に対し、ＯＮＵ１２に蓄積されている送信待ちデータ量を通知するフレームである。動的帯域割当部３７は、ＯＬＴ１１と各ＯＮＵ１２との間でＧＡＴＥフレームとＲＥＰＯＲＴフレームの交換を繰り返すことで、各ＯＮＵ１２における上りトラヒックの状況を把握し、各ＯＮＵ１２からの上り光信号が衝突しないよう、各ＯＮＵ１６の動的帯域割当期間を適切に制御する。
【００３３】
誤発光検出部４０は、ＯＮＵ１２からの上り光信号の受信状態に基づいて、ＯＬＴ１１に接続されたＯＮＵ１２のいずれかが誤発光状態となっていることを検出する。例えば、全てのＯＮＵ１２からの上り光信号の受信においてＦＣＳ（Frame Check Sequence）エラーが多発している場合には、いずれかのＯＮＵ１２が誤発光状態となっていると判断できる。
【００３４】
本実施形態に係るＰＯＮシステム１０では、動的帯域割当部３７は、誤発光検出部４０により誤発光状態が検出された場合に、全てのＯＮＵ１２への動的帯域割当を停止する。正常なＯＮＵ１２の場合、動的帯域割当が停止されると（すなわち動的帯域未割当期間においては）、発光制御部２７はＴｘイネーブル信号を無効状態とし、光送信部２４の発光を停止する。動的帯域未割当期間においては、送信信号出力部２６から光送信部２４に識別情報が挿入された同期パターンが入力されるが、この同期パターンは、光送信部２４の発光が停止されているために、ＰＯＮ区間には送信されない。一方、光送信部２４が故障してＴｘイネーブル信号に関わらず常時発光するモードとなっていたり、発光制御部２７が故障して常に有効状態のＴｘイネーブル信号を光送信部２４に出力したりする場合、光送信部２４が誤発光状態となるため、識別情報が挿入された同期パターンが光信号に変換されてＰＯＮ区間に送信される。
【００３５】
誤発光特定部３９は、動的帯域割当部３７により動的帯域割当が停止された後に受信した上り光信号（すなわち識別情報が挿入された同期パターン）から、識別情報を検出する。そして誤発光特定部３９は、検出した識別情報に基づいて、誤発光しているＯＮＵ１２を特定する。ＭＡＣアドレスや論理リンク識別子は、ＯＮＵ１２毎に異なるため、誤発光状態のＯＮＵ１２を特定できる。
【００３６】
図４（ａ）〜図４（ｆ）は、本発明の実施形態に係るＰＯＮシステム１０の動作を説明するためのタイムチャートである。
【００３７】
図４（ａ）は、ＯＮＵ１２において、送信信号出力部２６から光送信部２４に出力される送信信号を示す。本図において、「ＳＰ」は、同期パターンである。「ＢＤ」は、バーストデリミタであり、バースト信号の開始を表す異なる６６ビットの固定パターンである。「主信号」は、ＯＮＵ１２が本来疎通させたい信号である。「ＥＢＤ」は、エンドバーストデリミタであり、バースト信号の終了を表す６６ビットの固定パターンである。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、２つの同期パターン（ＳＰ）の間に識別情報としてＭＡＣアドレス情報が挿入されている。ＭＡＣアドレス情報の前後には、ＭＡＣアドレス情報の開始と終了を表すためにバーストデリミタ（ＢＤ）およびエンドバーストデリミタ（ＥＢＤ）が配置されている。
【００３９】
図４（ｂ）は、ＯＮＵ１２において、発光制御部２７から光送信部２４に出力されるＴｘイネーブル信号を示す。上述したように、ＯＬＴ１１により割り当てられた動的帯域割当期間にはＴｘイネーブル信号が有効とされ、それ以外の動的帯域未割当期間にはＴｘイネーブル信号が無効とされる。
【００４０】
図４（ｃ）は、通常時におけるＯＮＵ１２の光送信部２４の発光状態を示す。通常時においては、Ｔｘイネーブル信号が有効のときに光送信部２４は発光状態となり、Ｔｘイネーブル信号が無効のときに光送信部２４は消光状態となる。
【００４１】
図４（ｄ）は、通常時にＯＮＵ１２からＰＯＮ区間に送信される上り光信号を示す。光送信部２４が発光状態のとき、送信信号出力部２６から光送信部２４に入力された送信信号が光信号に変換されてＰＯＮ区間に送信される。一方、光送信部２４が消光状態のとき、ＯＮＵ１２からＰＯＮ区間には信号が出力されない。
【００４２】
図４（ｅ）は、誤発光時におけるＯＮＵ１２の光送信部２４の発光状態を示す。ここでは、光送信部２４は常時発光モードとなっている場合を示す。
【００４３】
図４（ｆ）は、誤発光時にＯＮＵ１２からＰＯＮ区間に送信される上り光信号を示す。光送信部２４が常時発光している場合、ＯＬＴ１１の誤発光検出部４０により誤発光が検出され、動的帯域割当部３７は全てのＯＮＵ１２への動的帯域割当を停止する。このとき、正常なＯＮＵ１２はＰＯＮ区間に光信号を送信しないが、誤発光状態のＯＮＵ１２はＭＡＣアドレス情報が挿入された同期パターンを上り光信号としてＰＯＮ区間の送信する。
【００４４】
ＯＬＴ１１の誤発光特定部３９は、受信した上り光信号からＭＡＣアドレス情報を検出し、この検出したＭＡＣアドレス情報に基づいて、誤発光しているＯＮＵ１２を特定することができる。ＰＯＮシステム１０の保守者は、誤発光と特定されたＯＮＵ１２を光スプリッタ１３から切り離すことにより、正常なＯＮＵ１２とＯＬＴ１１と間の通信を復旧することができる。
【００４５】
本実施形態に係るＰＯＮシステム１０においては、ＯＮＵ１２が自ら誤発光状態であることを検出する必要はなく、同期パターン間にＭＡＣアドレスなどの識別情報を挿入するだけでよい。誤発光状態を検出するための構成をＯＮＵ１２に追加する場合に比べて、簡易な構成で誤発光状態のＯＮＵ１２を特定できるため、コスト面で有利である。
【００４６】
また、本実施形態に係るＰＯＮシステム１０においては、同期パターンの間に識別情報を挿入している。この場合、識別情報のみを単独で送信する場合と比較して、ＯＬＴ１１の受信信号処理部３８が識別情報との同期を取りやすくなるため、安定的に識別情報を検出することができる。
【００４７】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００４８】
１０  ＰＯＮシステム、  １１  ＯＬＴ、  １２  ＯＮＵ、  １３  光スプリッタ、  １４  基幹光ファイバ、  １５  分岐光ファイバ、  ２０、３０  光モジュール、  ２１  ＭＡＣ処理部、  ２２  ユーザＩＦ終端部、  ２３、３３  ＷＤＭ素子、  ２４、３４  光送信部、  ２５、３５  光受信部、  ２６、３６  送信信号出力部、  ２７  発光制御部、  ２８、３８  受信信号処理部、  ３２  ネットワーク終端部、  ３７  動的帯域割当部、  ３９  誤発光特定部、  ４０  誤発光検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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