CN105659512B - 光通信***和光通信异常恢复方法 - Google Patents

光通信***和光通信异常恢复方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供WDM/TDM‑PON中的光通信***和光通信异常恢复方法。本发明的光通信***和光通信异常恢复方法在PON***的站侧装置的一个波长的收发发生异常时，以某一波长进行通信的加入者装置将进行通信的波长切换为预先指定的其他预备波长。此外，站侧装置也切换成利用与加入者装置相同的预备波长来进行通信。

Description

光通信***和光通信异常恢复方法
技术领域
本发明涉及提高组合了波长复用和时分复用的PON(Passive Optical Network)的可用性。
背景技术
伴随近年互联网的迅速普及，在要求访问服务***的大容量化、高度化和经济化过程中，作为实现这些的方法不断进行PON的研究。PON是指通过采用由光无源器件构成的光合分波器由多个加入者装置共用一个站侧装置和传输通道的一部分来实现经济化的光通信***。
现在，在日本主要导入GE-PON(Gigabit Ethernet(注册商标)Passive OpticalNetwork)，该GE-PON是一个由最多32个用户以时分复用(TDM：Time DivisionMultiplexing)共用1Gbps的线路容量的经济性的光加入者***。由此，以符合实际的费用提供FTTH(Fiber To The Home)服务。
此外，为了应对进一步大容量的要求，作为下一代光加入者***，不断进行总带宽为10Gbps级的10G-EPON(10Gigabit Ethernet(注册商标)Passive Optical Network)的研究，2009年国际标准化结束。这是通过增大收发器的位速率，使光纤等传输通道部分利用与GE-PON相同的***，并且实现大容量化的光加入者***。
考虑到将来需要超高清视频服务和泛在服务等超过10G级的大容量，仅单纯地使收发器的位速率从10G级增大至40/100G级，存在***升级所需要的成本增大而难以实用化的课题。
作为解决上述课题的方法，公开了一种波长可调谐WDM/TDM-PON，为了能够根据带宽请求量阶段性地增设站侧装置内的收发器，对收发器附加波长可调谐性，并且有效地组合时分复用(TDM)和波分复用(WDM：Wavelength Division Multiplexing)(例如参照非专利文献1)。
像非专利文献2记载的那样，近年来波长可调谐WDM/TDM-PON作为能够配合用户的要求进行阶段性的总带宽增设和灵活的负荷分散的***而被关注，在进行上述阶段性的总带宽增设时，在由负荷分散进行的所属OSU(Optical Subscriber Unit)的变更中使用动态波长带宽分配算法。通过把在所属的OSU内的来自ONU(Optical Network Unit：加入者装置)的上行动态带宽分配(DBA：Dynamic Bandwidth Allocation)和切换所属OSU的波长切换进行组合，实现动态波长带宽分配(DWBA：Dynamic Wavelength and BandwidthAllocation)。
图1表示与本发明关联的波长可调谐WDM/TDM-PON***的构成图的一例。与本发明关联的波长可调谐WDM/TDM-PON***具有站侧装置(OLT：Optical Line Terminal)10和加入者装置(ONU)20。站侧装置(OLT)10具有动态波长带宽分配电路101、多路复用分离部106和OSU107。通过使用光合分波器11和光合分波器12的点到多点结构的PON拓扑结构，连接OLT10和ONU20之间。作为光合分波器11和光合分波器12的例子可以例举的是功率分配器或波长路由器。13是光纤，14是光纤，15是光纤，16是光纤，40是中继网络。
图1的OLT10包括：m个线卡OSU107，收发m种λ1d和λ1u～λmd和λmu的波长组；动态波长带宽分配电路101；以及多路复用分离部106。OSU#1～OSU#m收发从ONU20发送的λ1d和λ1u～λmd和λmu的各波长信号。h台ONU20通过光合分波器11、光合分波器12、光纤13、光纤14、光纤15和光纤16连接到OLT10，各ONU20使用作为下行和上行波长组的λ1d和λ1u～λmd和λmu中的任意一个波长组来进行收发。各ONU20可以按照来自OLT10的指示，切换λ1d和λ1u～λmd和λmu的波长并进行收发。
来自设置在用户住宅中的通信装置的上行信号输入到各ONU20，并且由ONU20内部的光收发器作为上行光信号进行发送。由于上行信号从ONU20侧的光合分波器11开始向OLT10多路复用一根光纤13，所以OLT10计算并控制各ONU20发送的上行信号的发送时刻和发送持续时间，以使上行信号不重叠。由OSU#1～OSU#m接收的上行信号1～m在OLT10内的多路复用分离部106汇集，多路复用于一个上行信号并向中继网络40侧发送。从一个中继网络40侧向各ONU20的下行信号，在多路复用分离部106中根据记载在下行信号中的接收方地址ONU20信息和ONU20所属的OSU107信息，分离为向OSU#1～OSU#m的下行信号1～m。被分离的下行信号1～m以OSU#1～OSU#m所具有的λ1d和λ1u～λmd和λmu的波长向各ONU20发送。下行信号以各OSU107的波长向各ONU20同时发送，但是由于ONU20的收发波长设定为所属的各OSU107的收发波长，所以ONU20从接收的波长的信号，选择发送给自身的信息，并从ONU20向用户住宅的通信装置输出。
动态波长带宽分配电路101包括：DWBA计算部103、切换指示信号生成部102、控制信号发送部104和请求信号接收部105。请求信号接收部105通过各OSU107接收从各ONU20发送的包含带宽请求的信号，DWBA计算部103根据上述请求来计算对各ONU20分配的上行数据信号以及请求信号的发送时刻、发送持续时间，切换指示信号生成部102生成存储有上述信息的指示信号，并且通过各OSU107从控制信号发送部104向各ONU20发送。此外，DWBA计算部103管理PON区间即多个ONU20和多个OSU107通过光纤13、光纤14、光纤15、光纤16、光合分波器11和光合分波器12连接的区间的连接信息。多路复用分离部106输出的下行信号被OSU107中继并向ONU20发送。如果ONU20切换用于通信的波长，则DWBA计算部103指示多路复用分离部106变更对变更了通信波长的ONU20进行下行信号中继的OSU107。
图2表示ONU20的构成。ONU20包括：数据接收部201、数据发送部208、上行缓冲存储器202、下行缓冲存储器209、接收方地址解析选择接收部210、帧送出控制部203、帧组合发送部204、波长可调谐光收发器205、请求带宽计算部206、请求信号送出部207、指示信号接收部211和波长切换控制部212。
来自用户的上行信号由数据接收部201接收并暂时存储在上行缓冲存储器202内。帧送出控制部203按照由来自OLT10的指示信号指定的上行信号的发送时刻和发送持续时间，向帧组合发送部204发送上行信号。帧组合发送部204在PON构成中构成用于向OLT10发送信号所需要的帧形式并向波长可调谐光收发器205发送。在此，PON构成是指包括OLT10和多个ONU20，并且由光纤和光合分波器光连接OLT10和ONU20之间。波长可调谐光收发器205以由波长切换控制部212指定的波长λ1d和λ1u～λmd和λmu中的任意一个转换为光信号并向OLT10发送。对于来自OSU107的下行信号，波长可调谐光收发器205选择并接收被指定的波长，接收方地址解析选择接收部210对下行信号的接收方地址进行解析并仅选择向自身发送的信息，并且将其存储在下行缓冲存储器209内。数据发送部208将存储在下行缓冲存储器209内的信息作为下行信号向用户发送。
波长可调谐光收发器205接收来自OLT10的指示信号并转换为电信号，并且向指示信号接收部211发送。指示信号接收部211对指示信号的指示内容进行解析，如果在指示信号中包含波长切换指示、切换后的波长和切换开始时刻，则在指定的时刻将切换目标波长和切换执行指示向波长切换控制部212发送。波长切换控制部212按照波长切换控制来切换波长可调谐光收发器205的波长。此外，OLT10从ONU20接收ONU20请求的带宽的信息并应用于带宽分配。上述方法具有各种方式，例如可以是，利用指示信号指示向OLT10发送上述请求带宽的信息，并按照上述指示，ONU20将向OLT10请求带宽的信息记载到请求信号中。在这种情况下，如果指示信号接收部211接收到请求送出请求信号的指示信号，则指示请求信号送出部207生成请求信号。请求信号送出部207指示请求带宽计算部206计算请求的带宽。请求带宽计算部206测量存储在缓冲存储器内的上行信号的数据量，基于上述数据量确定请求带宽量，并且向请求信号送出部207发送请求带宽量。请求信号送出部207生成记载有请求量的请求信号并向帧送出控制部203发送。
指示信号可以包含请求信号的送出开始时刻和发送持续时间的信息。在这种情况下，指示信号接收部211向帧送出控制部203发送包含在指示信号内的请求信号的送出开始时刻和发送持续时间的信息，帧送出控制部203在指示的时刻向帧组合发送部204发送请求信号，通过波长可调谐光收发器205向OLT10发送请求信号。此外，在从OLT10发送来的指示信号中包含ONU20把从用户侧接收到的上行信号向OLT10发送的发送开始时刻和发送持续时间。指示信号接收部211向帧送出控制部203发送包含在指示信号内的上行信号的发送开始时间和发送持续时间的信息，帧送出控制部203在被指示的时刻从缓冲存储器抽出上行信号的帧，在发送持续时间的期间向帧组合发送部204发送，并且通过波长可调谐光收发器205向OLT10发送。
在非专利文献3中作为用于提高OLT10的可靠性和可用性的功能，记载了对OSU107的冗长化。在OLT10中安装有2台以上的OSU107，某一OSU107发生异常时，通过将分配了该异常OSU107所使用的上行、下行波长的ONU20所使用的上行、下行波长分配为其他OSU107的上行、下行波长来恢复通信，能够避免OSU107异常的通信中断时间。
但是，在非专利文献3中，OSU107的波长固定，OSU107发生异常时通过切换ONU20的波长来避免通信中断，但是因OSU107发生异常而产生OSU107的光收发器的工作停止或OSU107的电源供给停止等而丢失下行信号时，ONU20自身需要进行选择切换目标OSU107并连接的动作。即，需要ONU20自发地控制波长切换并使通信恢复的功能，这与始终根据来自OLT10的指示来进行波长切换的ONU20相比，安装与ONU20自发地切换波长、恢复连接状态相关的功能，从而成为ONU20的成本增加的要因。因此，发生异常时切换波长的机构必须是能够抑制成本上升的简单结构。
此外，OSU107发生异常时，分配给异常OSU107的ONU20不仅不能接收该异常OSU107的下行波长的信号和切换指示，也不能立即从其他的OSU107进行接收。这是因为所属于该异常OSU107的ONU20为了避免干扰，使用波长滤波器等并由波长可调谐光收发器205将使用其他波长的其他OSU107的下行波长除外。因此，如上所述，需要具有，在OSU107发生异常而导致分配给该异常OSU107的ONU20需要通过波长切换来恢复通信的时刻，在不能得到与切换目标波长相关的信息、指示的状态下选择切换目标波长的装置。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Kazutaka Hara et al，“Flexible load balancing techniqueusing dynamic wavelength bandwidth allocation(DWBA)toward 100Gbit/s-class-WDM/TDM-PON”，Tu.3.B.2，ECOC2010，2010
非专利文献2：S.Kimura，“WDM/TDM-PON Technologies for Future FlexibleOptical Access Networks，”6A1-1，OECC2010，2010
非专利文献3：玉置等，“用于下一代光访问网络的波长可调谐WDM/TDM-PON”，电子信息通信学会技术研究报告，vol.112，no.118，pp 39-44，2012年7月
非专利文献4：S.Kaneko、T.Yoshida、S.Kimura、N.Yoshimoto、and H.Kimura，“Agile OLT-Protection Method Based on Backup Wavelength and Discovery Processfor Resilient WDM/TDM-PON”，ECOC 2014，Tu.1.2.4
发明内容
为了解决所述课题，本发明的目的在于提供光通信***和光通信异常恢复方法，其具有如下功能：在OSU发生异常时，例如在发生OSU的光收发机的工作停止或OSU的电源供给停止等而丢失下行信号时，由ONU自身选择切换目标OSU并再次连接。
为了达成上述目的，本发明的光通信***连接多个加入者装置和单一的站侧装置，所述加入者装置和所述站侧装置切换多个波长进行通信，所述加入者装置和所述站侧装置利用主通信波长进行通信，所述加入者装置检测出利用所述主通信波长进行的与所述站侧装置的通信发生异常时，使用与所述主通信波长共通的传输介质，将用于与所述站侧装置进行通信的波长变更为预先保存的预备通信波长，所述站侧装置将使用了所述预备通信波长的控制信号优先发送到所述加入者装置。
本发明的光通信***可以使所述站侧装置还包括动态波长带宽分配电路，所述动态波长带宽分配电路预先将所述预备波长分配给所述加入者装置。
本发明的光通信***可以使所述站侧装置利用所述加入者装置切换的所述预备通信波长进行初始连接动作，所述初始连接动作至少包含所述站侧装置和所述加入者装置之间的通信的往返延迟时间的测量，在所述初始连接动作后，所述站侧装置向所述加入者装置指示所述加入者装置用于与所述站侧装置进行通信的所述主通信波长和所述预备通信波长，所述加入者装置将所述加入者装置用于与所述站侧装置进行通信的波长从所述预备通信波长变更为主通信波长。
本发明的光通信***可以使所述加入者装置还包括恢复待机保护计时器，所述恢复待机保护计时器测量从所述加入者装置与所述站侧装置的通信发生异常开始的时间、或从变更为所述预备通信波长开始的时间，当所述恢复待机保护计时器测量的时间超过预先指示的恢复待机时间时，所述加入者装置设为所述加入者装置和所述站侧装置的利用所述预备通信波长进行的通信为异常状态。
本发明的光通信异常恢复方法是在连接多个加入者装置和单一的站侧装置的、所述加入者装置和所述站侧装置切换多个波长进行通信的光通信***中，变更在所述站侧装置和所述加入者装置之间进行通信的波长的通信波长带宽分配方法，所述光通信异常恢复方法依次具有：异常检测步骤，由所述加入者装置检测所述加入者装置和所述站侧装置的利用主通信波长进行的通信的异常；以及波长切换步骤，由所述异常检测步骤检测出异常时，所述加入者装置使用与所述主通信波长共通的传输介质，将用于与所述站侧装置进行通信的波长变更为预先保存的预备通信波长，所述站侧装置将使用了所述预备通信波长的控制信号优先发送到所述加入者装置。
本发明的光通信异常恢复方法可以还具有动态波长带宽分配步骤，所述动态波长带宽分配步骤预先将所述预备通信波长分配给所述加入者装置。
本发明的光通信异常恢复方法可以在所述波长切换步骤后还具有以下的初始连接动作步骤：使所述站侧装置和所述加入者装置以所述预备通信波长进行初始连接动作，所述初始连接动作至少包含所述站侧装置和所述加入者装置之间的通信的往返延迟时间的测量，在所述初始连接动作后，所述站侧装置向所述加入者装置指示所述加入者装置用于与所述站侧装置进行通信的所述主通信波长和所述预备通信波长，并且所述加入者装置将所述加入者装置用于与所述站侧装置进行通信的波长从所述预备通信波长变更为主通信波长。
本发明的光通信异常恢复方法可以还具有以下的待机时间测量步骤：所述加入者装置测量从与所述站侧装置的通信发生异常开始的时间、或从变更为所述预备通信波长开始的时间，由所述待机时间测量步骤测量出的时间超过预先指示的恢复待机时间时，设为所述加入者装置和所述站侧装置的利用所述预备通信波长进行的通信为异常状态。
另外，能够尽可能地组合上述各发明。
通过使用本发明的光通信***和光通信异常恢复方法，在OSU发生异常时，通过由ONU自身选择切换目标OSU并再次连接，使光通信***从异常恢复，从而能够恢复站侧装置和加入者装置的通信。
附图说明
图1表示与本发明关联的波长可调谐WDM/TDM-PON***一例的构成图。
图2表示与本发明关联的波长可调谐WDM/TDM-PON***一例的ONU的构成图。
图3表示本发明实施方式的ONU一例的构成图。
图4表示本发明实施方式的OSU107发生异常时ONU30中的切换目标表的一例。
图5表示本发明实施方式的OSU107发生异常时OLT10中的切换目标表的一例。
图6表示OSU107发生异常时的实施例的分配ONU表的一例。
图7表示本实施方式的初始连接动作的一例。
图8表示比较例的初始连接动作的比较例。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限于如下所示的实施方式。上述实施例只是举例说明，本发明能够以基于本领域技术人员的知识进行各种变更、改进的方式来实施。另外，本说明书和附图中附图标记相同的构成要素表示相同的构成要素。
本发明的实施方式在ONU30中具有检测OSU107发生异常的装置，OLT10预先保存有分配ONU表，所述分配ONU表针对全部ONU30记载了在分配有ONU20的OSU107发生异常时切换接收波长的切换目标的上行、下行波长。ONU30预先保存有在分配有ONU20的OSU107发生异常时切换接收波长的切换目标下行波长。ONU30保存的切换目标下行波长是在初始分配时由OLT10指示，并且在链接确立后能够由OLT10进行变更。ONU30检测到OSU107的异常(例如一定时间的信号中断、同步偏移)时，ONU30将接收波长切换为下行波长，并且通过来自使用预备下行波长的OSU107的初始连接动作，确立与使用预备下行波长的OSU107的连接。由此，使通信尽快恢复。接着，对本实施方式的动作进行说明。
图3中作为本实施方式的ONU构成的一例表示ONU30。ONU30包括：数据接收部201、数据发送部208、上行缓冲存储器202、下行缓冲存储器209、接收方地址解析选择接收部210、帧送出控制部203、帧组合发送部204、波长可调谐光收发器205、请求带宽计算部206、请求信号送出部207、指示信号接收部211、波长切换控制部212、监测控制部301、恢复待机保护计时器302、以及作为异常检测部发挥功能的接收异常检测部303。
在此，主通信波长包括ONU30的当前使用上行波长和当前使用下行波长。此外，预备通信波长包括ONU30的预备上行波长和预备下行波长。新的主通信波长包括在检测出OSU107的异常而切换ONU30所使用的波长后ONU30所使用的上行波长和下行波长。
在ONU30中，对在图2所示的WDM/TDM-PON的ONU20追加了接收异常检测部303，该接收异常检测部303根据下行波长的信号的状态来检测OSU107的异常发生。此外，在图2的动作的说明中虽然没有记载，但在图3中追加记载了监测控制部301，该监测控制部301监测ONU的各状态，并且根据需要指示并控制向OLT10传递其信息。此外，监测控制部301具有恢复待机保护计时器302，该恢复待机保护计时器302用于判断来自发生了异常的OSU107的通信是否恢复。其他OLT10、OSU107的构成与图1相同。
图3中的接收异常检测部303通过指示信号接收部211始终监测下行波长的信号的状态，检测因OSU107发生异常而引起的下行波长信号的中断和同步偏移，并指示波长切换控制部212进行规定的波长切换。虽然在本实施例中，接收异常检测部303利用指示信号接收部211来检测下行波长信号的状态，但是这个也可以从波长可调谐光收发器205的下行信号直接得到，也可以是来自接收方地址解析选择接收部210的信息。
接收异常检测部303具有切换目标表，该切换目标表预先保存有在进行OSU107的异常检测后进行波长切换的切换目标波长，图4和图5表示本实施例的切换目标表。各ONU30分别具有当前使用的下行波长和OSU107发生异常时切换的预备下行波长的信息。在ONU30的初始连接时由OLT10提供上述切换目标表的信息。OLT10具有各ONU30的当前使用上行、下行波长、以及预备上行、下行波长的分配ONU表。OLT10根据图6所示的OSU107和分配ONU30的对应表以及OSU107所使用的上行、下行波长，管理针对被分配的全部ONU30的当前使用上行下行和预备上行下行的波长。OLT10在各ONU30的初始连接时使用上述分配ONU表，指定当前使用下行波长和预备下行波长。每当变更ONU30的分配OSU107时即每当发生ONU30的波长切换时，更新OLT10的该分配ONU表。
OLT10管理向图6所示的各OSU107分配的ONU30。波长可调谐WDM/TDM-PON如在图1的说明中进行说明的那样，各ONU30通过切换上行下行的波长，可以变更分配OSU107。因此，OLT10始终把握对哪一个OSU107分配了哪一个ONU30，因此可以经常从OLT10使用的OSU107-ONU30对应关系的管理信息中抽出并制作图6所示的分配ONU表。但是，每当发生ONU30的波长切换时变更该表。
本实施方式的光通信异常恢复方法具有：异常检测步骤、波长切换步骤、动态波长带宽分配步骤、初始连接动作步骤和待机时间测量步骤。异常检测步骤和波长切换步骤按顺序进行。初始连接动作步骤和待机时间测量步骤在波长切换步骤后进行。动态波长带宽分配步骤根据来自OLT10的指示在任意时机进行。
异常检测步骤是进行OSU107的异常判断的步骤。波长切换步骤是在异常检测步骤中检测出异常后，切换ONU30所使用的下行波长或上行、下行双方的波长的步骤。动态波长带宽分配步骤是在实施波长切换时预先向ONU30分配预备通信波长的步骤。初始连接动作步骤是如下步骤：在波长切换步骤中切换ONU30所使用的下行波长或上行下行双方的波长后，在指示ONU30和OLT10之间的主通信波长并切换为主通信波长后，通过进行往返延迟时间的测量和预先向ONU30分配预备通信波长等，确立ONU30和OLT10之间的连接。待机时间测量步骤是测量待机时间的步骤，该待机时间是与站侧装置的通信发生异常开始的时间。
接着，说明OSU107发生异常时的本实施例的切换、通信恢复动作。首先，ONU#1～ONU#h的接收异常检测部303通过初始连接动作步骤、或来自OLT10的动态波长带宽分配步骤进行的指示，制作并保存图4和图5那样的切换目标表。在此，对OSU#1分配ONU#1，其当前使用上行下行波长使用λ1u和λ1d的组，预备上行下行波长使用λ2u和λ2d的组。此外，对OSU#2分配ONU#2，其当前使用上行下行波长使用λ2u和λ2d的组，预备上行下行波长使用λ3u和λ3d的组。对OSU#m分配ONU#h，其当前使用上行下行波长使用λmu和λmd的组，预备上行下行波长使用λ1u和λ1d的组。因此，在ONU#1中作为当前使用下行波长保存λ1d、作为预备下行波长保存λ2d的信息，在ONU#2中作为当前使用下行波长保存λ2d、作为预备下行波长保存λ3d的信息，在ONU#h中作为当前使用下行波长保存λmd、作为预备下行波长保存λ1d的信息。接着，接收异常检测部303根据下行波长的信号状态并按照异常检测步骤，进行OSU107的异常判断。在异常检测步骤中在接收到来自OSU107的一定期间的光输入的中断、一定期间的信号同步信息的丢失、或来自OSU107的异常发生等的申报时，进行OSU107异常的判断。
如果接收异常检测部303检测到OSU107的异常，则按照波长切换步骤，开始进行用于切换ONU30所使用的下行波长或上行下行双方波长的动作。具体地说，立即向ONU30内的监测控制部301通知检测到OSU107的异常，并且参照图4所示的切换目标表的自身ONU30的当前使用下行波长，取得预备下行波长。并且，向波长切换控制部212指示切换目标波长，以切换到预备下行波长进行接收。波长切换控制部212按照接收异常检测部303的指示，实施向预备下行波长的切换。例如，ONU#1检测到OSU#1的异常时，ONU#1的接收异常检测部303参照图4所示的ONU#1的切换目标表，将接收波长切换为预备下行波长的λ2d，并且接收OSU#2的下行波长信号。此外，如图5所示，可以变更预备的上行、下行双方的波长。
接着，切换到预备上行下行波长的ONU30的监测控制部301将是否通过波长切换恢复了通信的等待时间设定到恢复待机保护计时器302内，并且使计时器动作。恢复待机保护计时器302开始测量与OLT10的通信发生异常开始的时间。恢复待机保护计时器302也可以测量从切换到预备上行下行波长开始的时间。
接着，ONU30按照初始连接动作步骤，开始初始连接动作。例如，成为接收OSU#2的下行波长的状态的ONU#1，从OSU#2的下行波长中抽出作为与初始连接动作相关的信息的OSU#2的上行下行波长的信息，并切换到上述波长，并且OSU#2通过进行ONU#1的往返延迟时间的测量或ONU30信息的交换等，进行登录使其被分配到OSU#2。可以用OSU#2的下行波长来指示上述初始连接动作的开始，而与之后的初始连接方法无关。例如，并不是必须由OSU#2进行初始连接动作，可以在将波长从OSU#2切换为其他OSU107之后指示初始连接动作开始。
此外，OLT10也检测OSU107的异常。如果OLT10检测到OSU107的异常，则通过参照图6的分配ONU表和图4和图5的切换目标表来得到该异常OSU107的备份地址的信息(切换目标OSU107和分配ONU30)。例如，在OSU#1发生异常时，由于其下属的ONU#1的预备上行下行波长是λ2u和λ2d，由此可知波长切换对象是ONU#1，备份地址OSU107是OSU#2。
接着，从OSU#2对ONU#1开始如上所述的初始连接动作。由于ONU#1已经结束了为了接收OSU#2的下行信号的接收波长的切换，所以例如通过OSU#2的Discovery Gate信号等取得OSU#2的上行波长的信息，将上行信号切换为OSU#2的上行波长，重新与OSU#2实施初始连接动作。此外，与通常的初始连接同样，多路复用分离部设定成向OSU#2分离发送给ONU#1的下行信号。ONU30的监测控制部301基于上述波长切换动作正常结束、来自接收异常检测部303的异常检测解除，判断向预备OSU107的切换结束。
此外，如果恢复待机保护计时器302测量出的时间超过了预先指示的恢复待机时间，则监测控制部301判断预备上行下行波长是否发生了异常。即使恢复待机保护计时器302结束，但来自接收异常检测部303的异常检测未解除时，监测控制部301判断切换发生了异常。检测出切换发生异常的监测控制部301进行通过装置复位进行的初始连接动作、或明确表示检测出切换动作异常的动作等ONU30的异常检测时的动作。
进行通过装置复位进行的初始连接动作时，进行动态波长带宽分配步骤。在这种情况下，ONU30重新被OLT10指示主通信波长和预备通信波长，并且将上述波长保存在切换目标表内。ONU30利用主通信波长与OSU107进行通信，此后进行本实施方式的光通信异常恢复方法。
本实施方式的主要特征有五个。第一特征在于预先将切换目标信息保存为切换目标表，并按照切换目标表进行切换，所以能够简单地进行向预备波长的切换。本发明的ONU30预先将OSU107发生异常时的预备下行或上行下行双方的波长的切换目标信息保存为切换目标表，并且在ONU30的接收异常检测部303检测到OSU107异常时，按照上述切换目标表切换为预备波长，所以能够通过非常简单的构成、控制来进行向预备波长的切换和通信的恢复。
第二特征在于，具有不接收来自其他OSU107的切换指示而进行切换的装置。此外，在接收下行波长中断且不能接收其他波长的下行信号的状态下，因为预先确定有异常时的切换目标波长，所以不需要等待来自其他波长的指示和信息就能够进行切换动作。
图7表示本实施方式的初始连接动作的一例。图8表示比较例的初始连接动作的比较例。图8所示的比较例未预先确定切换后的波长，所以ONU的主通信波长λ2u和λ2d的OSU#2发生故障时，需要进行用于得到与切换目标波长相关的信息的发现处理。在发现处理中使用波长扫描方式时，ONU依次切换波长，直到ONU的波长与Discovery Gate信号的波长λ1u和λ1d一致为止，登录程序不能开始。因此，比较例的链接的确立所需要的时间ΔtLink_Up需要从接收ONU最初接收到的Discovery Gate信号到接收到波长一致的Discovery Gate信号为止的待机时间ΔtWait。相对于此，本实施方式的发明由于预备通信波长被预先分配为波长λ4u和λ4d，所以OLT在向预备通信波长切换后能够立即从波长λ4u和λ4d的OSU#4发送DiscoveryGate信号。本实施方式的发明由于在链接的确立所需要的时间ΔtLink_Up中不需要待机时间ΔtWait，所以在比较例中ΔtLink_Up需要1000ms以上时，利用本实施方式能够将ΔtLink_Up缩短至100ms左右(例如参照非专利文献4)。
第三特征在于，OLT10的切换处理能够共用初始连接动作步骤。由于在ONU30的再次连接中执行初始连接动作，所以能够以与通常的初始连接同样的动作应对OSU107的异常。在本实施例中，通过进行向OSU#2的ONU30初始连接的步骤，在执行上可以将ONU#1的信息从OSU#1传递到OSU#2，所以不需要执行OSU发生异常时的新的切换步骤。
第四特征在于，可以利用恢复待机保护计时器302检测切换动作异常。此外，通过设置对恢复待机时间进行计时的恢复待机保护计时器302，通过计时器计时结束，能够检测向预备上行、下行波长的切换动作失败而成为异常状态。因此，能够防止ONU30因进行向预备上行、下行波长的切换而再次陷入相对于来自OLT10的信号不能确立同步的状态。
第五特征在于，能够使切换目标分散。此外，在图4和图5所示的切换目标表中，通过适当地确定当前使用波长和预备波长的关系，可以在OSU107发生异常时使成为波长切换目标的OSU107集中、分散。例如，如图4和图5所示，如果全部的上行、下行波长的组的预备波长设定成不重复，则发生异常的OSU107及其预备的OSU107的对一定不同，可以使因发生异常而受到影响的OSU107分散。另一方面，通过将预备上行波长设定为某一OSU107的上行、下行波长，可以固定在发生异常时成为切换目标的OSU107。由此，能够明确地确定并运用用作预备***的OSU107。
工业实用性
本发明的光通信***和光通信异常恢复方法能够应用于通信产业。
具体地说，本发明的光通信异常恢复方法提供在波长可调谐WDM/TDM-PON中工作的OSU发生异常或进行OSU的预防维护措施时能够尽可能缩短通信服务的中断的ONU收发的信号波长的再分配方法。此外，本发明的光通信***能够使用本发明的光通信异常恢复方法。
附图标记说明
10：站侧装置(OLT)
11：光合分波器
12：光合分波器
13：光纤
14：光纤
15：光纤
16：光纤
101：动态波长带宽分配电路
102：切换指示信号生成部
103：DWBA计算部
104：控制信号发送部
105：请求信号接收部
106：多路复用分离部
107：OSU
20：加入者装置(ONU)
201：数据接收部
202：上行缓冲存储器
203：帧送出控制部
204：帧组合发送部
205：波长可调谐光收发器
206：请求带宽计算部
207：请求信号送出部
208：数据发送部
209：下行缓冲存储器
210：接收方地址解析选择接收部
211：指示信号接收部
212：波长切换控制部
30：加入者装置(ONU)
301：监测控制部
302：恢复待机保护计时器
303：接收异常检测部
40：中继网络

Claims (8)

1.一种光通信***，连接多个加入者装置和单一的站侧装置，所述加入者装置和所述站侧装置切换多个波长进行通信，
所述光通信***的特征在于，
所述加入者装置和所述站侧装置利用主通信波长进行通信，
所述加入者装置检测出利用所述主通信波长进行的与所述站侧装置的通信发生异常时，使用与所述主通信波长共通的传输介质，将用于与所述站侧装置进行通信的波长变更为预先保存的预备通信波长，
所述站侧装置将使用了所述预备通信波长的控制信号优先发送到所述加入者装置。
2.根据权利要求1所述的光通信***，其特征在于，所述站侧装置还包括动态波长带宽分配电路，所述动态波长带宽分配电路预先将所述预备通信波长分配给所述加入者装置。
3.根据权利要求1或2所述的光通信***，其特征在于，
所述站侧装置利用所述加入者装置切换的所述预备通信波长进行初始连接动作，所述初始连接动作至少包含所述站侧装置和所述加入者装置之间的通信的往返延迟时间的测量，在所述初始连接动作后，所述站侧装置向所述加入者装置指示所述加入者装置用于与所述站侧装置进行通信的所述主通信波长和所述预备通信波长，
所述加入者装置将所述加入者装置用于与所述站侧装置进行通信的波长从所述预备通信波长变更为主通信波长。
4.根据权利要求1或2所述的光通信***，其特征在于，
所述加入者装置还包括恢复待机保护计时器，所述恢复待机保护计时器测量从所述加入者装置与所述站侧装置的通信发生异常开始的时间、或从变更为所述预备通信波长开始的时间，
当所述恢复待机保护计时器测量的时间超过预先指示的恢复待机时间时，所述加入者装置设为所述加入者装置和所述站侧装置的利用所述预备通信波长进行的通信为异常状态。
5.一种光通信异常恢复方法，是在连接多个加入者装置和单一的站侧装置的、所述加入者装置和所述站侧装置切换多个波长进行通信的光通信***中，变更在所述站侧装置和所述加入者装置之间进行通信的波长的光通信异常恢复方法，
所述光通信异常恢复方法的特征在于依次具有：
异常检测步骤，由所述加入者装置检测所述加入者装置和所述站侧装置的利用主通信波长进行的通信的异常；以及
波长切换步骤，由所述异常检测步骤检测出异常时，所述加入者装置使用与所述主通信波长共通的传输介质，将用于与所述站侧装置进行通信的波长变更为预先保存的预备通信波长，
所述站侧装置将使用了所述预备通信波长的控制信号优先发送到所述加入者装置。
6.根据权利要求5所述的光通信异常恢复方法，其特征在于，所述光通信异常恢复方法还具有动态波长带宽分配步骤，所述动态波长带宽分配步骤预先将所述预备通信波长分配给所述加入者装置。
7.根据权利要求5或6所述的光通信异常恢复方法，其特征在于，在所述波长切换步骤后还具有以下的初始连接动作步骤：使所述站侧装置和所述加入者装置以所述预备通信波长进行初始连接动作，所述初始连接动作至少包含所述站侧装置和所述加入者装置之间的通信的往返延迟时间的测量，在所述初始连接动作后，所述站侧装置向所述加入者装置指示所述加入者装置用于与所述站侧装置进行通信的所述主通信波长和所述预备通信波长，并且所述加入者装置将所述加入者装置用于与所述站侧装置进行通信的波长从所述预备通信波长变更为主通信波长。
8.根据权利要求5或6所述的光通信异常恢复方法，其特征在于，
还具有以下的待机时间测量步骤：所述加入者装置测量从与所述站侧装置的通信发生异常开始的时间、或从变更为所述预备通信波长开始的时间，
由所述待机时间测量步骤测量出的时间超过预先指示的恢复待机时间时，设为所述加入者装置和所述站侧装置的利用所述预备通信波长进行的通信为异常状态。
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