JP2009284179A - 光アクセス終端装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サービスノードインタフェース（ＳＮＩ）を２重化するとともに、通信に異常がない場合においても効率的にＳＮＩを利用できる光アクセス終端装置を提供する。
【解決手段】２×２電気回路４Ｕは、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂの通信が正常な場合は、光送受信手段３Ａ，３Ｂからの上り信号をＰＯＮプロトコル終端手段５Ａ，５Ｂに出力し、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂのいずれかの通信が異常となった場合は、異常側の光送受信手段からの上り信号と、正常側の光送受信手段からの上り信号を動的に選択して、正常側のＰＯＮプロトコル終端手段に出力する。２×２電気回路４Ｄは、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂの通信が正常な場合は、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ａ，５Ｂからの下り信号を光送受信手段３Ａ，３Ｂに出力し、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂのいずれかの通信が異常となった場合は、正常側のＰＯＮプロトコル終端手段からの下り信号を光送受信手段３Ａ，３Ｂに分岐して出力する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光加入者アクセスネットワークに適用する光アクセス終端装置に関する。

光加入者アクセスサービスで一般的に用いられているネットワークシステムに、パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）がある。図１は、ＰＯＮの構成例であり、１つの光アクセス終端装置３１、１つ以上の光ネットワークユニット（ＯＮＵ：Optical Network Unit）３２、および、光スプリッタ３８、ならびに、これらを接続する光ファイバ３９を用いて構成される。ＯＮＵ ３２は、例えば光加入者アクセスサービスの加入者宅に置かれ、光アクセス終端装置３１は、サービス事業者のビル等に置かれる。なお、図１の光アクセス終端装置３１に相当する機能を有したカードをＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）と称し、このカードを複数枚収容するとともにオペレーションシステムと通信を行う装置を、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）と称する場合が多いが、ＯＬＴとＯＳＵの機能分担は必要に応じて再構成可能であるため、以降においては、これらを総称して光アクセス終端装置と呼ぶ。

ＰＯＮでは、複数のＯＮＵが、互いにタイミングが重ならないように上り信号を送信することにより、帯域を共有する。これは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）と呼ばれる。下り信号については、光アクセス終端装置から各ＯＮＵへの信号は、異なる時間フレームに多重されて送信される。これを時分割多重（ＴＤＭ）と呼ぶ。ＰＯＮの構成と動作については、例えば、非特許文献１に詳述されている。ＰＯＮには、ＩＥＥＥ８０２．３で標準化されているＥＰＯＮや、ＩＴＵ−ＴにおいてＧ．９８４シリーズとして標準化されているＧＰＯＮなどがある。ＥＰＯＮの伝送速度は、上り下りとも１．２５Ｇｂｉｔ／ｓであり、ＧＰＯＮの伝送速度は、上り１．２５Ｇｂｉｔ／ｓ以下、下り２．５Ｇｂｉｔ／ｓ以下である（６２２Ｍｂｉｔ／ｓ、１．２５Ｇｂｉｔ／ｓなど複数のメニューがある）。

図１に示したように、光アクセス終端装置３１は、一般的に、少なくとも、電気信号と光信号を互いに変換するための光送受信手段３３と、ＴＤＭＡを用いたＰＯＮ固有の信号形式を終端するとともにＰＯＮの制御プロトコル情報を挿入、抽出するＰＯＮプロトコル終端手段３５と、イーサネット（登録商標）スイッチやＩＰルータなどのサービス装置に接続するためのサービスノードインタフェース（ＳＮＩ）３６から構成される。各ＯＮＵ ３２からの上り信号は、光スプリッタ３８で１本の光ファイバ３９へ多重され、光アクセス終端装置３１へ伝送される。光アクセス終端装置３１において、光送受信手段３３から入力される上り信号は、ＰＯＮプロトコル終端手段３５によって終端され、サービス装置との接続に適した通信プロトコルの信号（例えばイーサネット（登録商標）信号）に変換されて、ＳＮＩ ３６に出力される。一方、ＳＮＩ ３６から入力された下り信号は、ＰＯＮプロトコル終端手段３５を介して、ＰＯＮの下り信号として光送受信手段３３へ入力され、光信号に変換された後に、光スプリッタ３８によって各ＯＮＵ ３２へ分岐される。

なお、図１では光スプリッタは１つになっているが、複数の光スプリッタをカスケード接続する構成も一般的である。つまり、３２台のＯＮＵを接続するために、１対３２の光スプリッタを１つ利用してもよいし、（サービス事業者側から見て）まず１対４の光スプリッタを配置し、その先に１対８の光スプリッタを４つ接続することとしてもよい。

ところで、通信ネットワークの高信頼化を実現するために、光アクセス終端装置を複数のサービス装置に接続できるようにしておき、片方のサービス装置に異常があった場合でも、もう一方のサービス装置でサービスを利用できるようにしておくことが考えられる。このためには、光アクセス終端装置のサービスノードインタフェース（ＳＮＩ）を２重化しておくことが考えられる。

ＰＯＮのＳＮＩを２重化するには、例えばＳＮＩの手前に電気または光の切替スイッチを配置して１＋１切り替えまたは１：１切り替えを行うことが考えられる。図２にこの構成例を示す。光アクセス終端装置４１は、１×２（１入力２出力）の光スイッチ（または分配器）３４Ａを、ＰＯＮプロトコル終端手段３５とＳＮＩ ３６ＡおよびＳＮＩ ３６Ｂとの間の上り信号経路に配置し、１×２の光スイッチ３４Ｂ（または分配器）を、ＰＯＮプロトコル終端手段３５とＳＮＩ ３６ＡおよびＳＮＩ ３６Ｂとの間の下り信号経路に配置し、２つのＳＮＩ ３６Ａ，３６Ｂのいずれかを選択できるようにしている。

光アクセス終端装置４１は、ＳＮＩリンク監視手段３７を備えて、対応するＳＮＩ ３６Ａ，３６Ｂに係る通信の正常・異常を監視する。ＳＮＩに係る通信の正常・異常とは、ＳＮＩを介して対向側に接続されるサービス装置の正常・異常、ＳＮＩとサービス装置の間の伝送路の正常・異常などを意味する。例えば、ＳＮＩの入力信号の有無、または、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．１７３１で規定されるイーサネット（登録商標）ＯＡＭ（Operation And Maintenance）信号などによってＳＮＩに係る通信の正常・異常を区別する。

ＳＮＩ ３６ＡおよびＳＮＩ ３６Ｂは、一方（例えばＳＮＩ ３６Ａ）を現用系、他方（ＳＮＩ ３６Ｂ）を予備系としておき、ＳＮＩに係る通信がともに正常な場合は、ＰＯＮプロトコル終端手段が、現用系のＳＮＩ ３６Ａと信号の入出力を行い、ＳＮＩ ３６Ａに係る通信が異常でＳＮＩ ３６Ｂに係る通信が正常な場合のみ、ＰＯＮプロトコル終端手段が、予備系のＳＮＩ ３６Ｂと信号の入出力を行うように、２つの光スイッチ３４Ａ，３４Ｂを切り替えることとすればよい。
技術基礎講座「ＧＥ−ＰＯＮ技術 第１回 ＰＯＮとは」，ＮＴＴ技術ジャーナル，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．８，ｐｐ．７１−７４，２００５

しかしながら、ＰＯＮプロトコル終端手段３５と、ＳＮＩ ３６ＡおよびＳＮＩ ３６Ｂとの間に電気または光の切替スイッチを配置して１＋１切り替えまたは１：１切り替えを行う場合には、予備系のＳＮＩおよびそこに繋がれるサービス装置は、通信に異常がない時（現用系利用時）には利用されないため、この部分にかかる設備の利用率が最大５０％に制限されるという課題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、サービス装置への接続にかかるサービスノードインタフェース（ＳＮＩ）を多重化するとともに、通信に異常がない場合においても効率的にサービスノードインタフェース（ＳＮＩ）を利用することができる光アクセス終端装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の光アクセス終端装置は、電気信号と光信号を互いに変換する複数の光送受信手段と、ＴＤＭＡを用いたＰＯＮ固有の信号形式を終端するとともにＰＯＮの制御プロトコル情報を挿入、抽出する複数のＰＯＮプロトコル終端手段と、上位ネットワークに接続するための複数のサービスノードインタフェースを備える光アクセス終端装置において、前記複数のサービスノードインタフェースに係る通信の正常／異常を監視するリンク監視手段を備え、前記複数の光送受信手段と前記複数のＰＯＮプロトコル終端手段の間の上り信号経路に第１の電気回路を配置し、前記第１の電気回路は、前記複数のサービスノードインタフェースに係る通信が正常な場合には、各光送受信手段から入力される上り信号を、光送受信手段に対応する前記ＰＯＮプロトコル終端手段に出力し、前記複数のサービスノードインタフェースのいずれかに係る通信が異常となった場合には、異常側に対応する光送受信手段から入力される上り信号と、正常側に対応する光送受信手段から入力される上り信号のいずれかを動的に選択して、正常側に対応する前記ＰＯＮプロトコル終端手段に出力することを特徴とする。

また、本発明の光アクセス終端装置は、前記複数の光送受信手段のそれぞれに接続される１つ以上の光ネットワークユニットに帯域を割り当てる帯域割当手段を更に備え、前記帯域割当手段は、前記複数のサービスノードインタフェースに係る通信が正常な場合には、前記ＰＯＮプロトコル終端手段が処理可能な帯域を、ＰＯＮプロトコル終端手段に対応する光送受信手段に接続された光ネットワークユニットが共有するように、光ネットワークユニットに帯域を割り当て、前記複数のサービスノードインタフェースのいずれかに係る通信が異常となった場合には、正常側に対応するＰＯＮプロトコル終端手段が処理可能な帯域を、異常側に対応する光送受信手段に接続された光ネットワークユニットと、正常側に対応する光送受信手段に接続された光ネットワークユニットとが共有するように、光ネットワークユニットに帯域を割り当て、前記第１の電気回路は、前記帯域割当手段による帯域割り当てに基づいて、前記複数のサービスノードインタフェースのいずれかに係る通信が異常となった場合には、異常側に対応する光送受信手段に接続された光ネットワークユニットに割り当てられた帯域では、異常側に対応する光送受信手段から入力される上り信号を選択し、正常側に対応する光送受信手段に接続された光ネットワークユニットに割り当てられた帯域では、正常側に対応する光送受信手段から入力される上り信号を選択して、正常側に対応する前記ＰＯＮプロトコル終端手段に出力することが好ましい。

前記帯域割当手段は、前記複数のサービスノードインタフェースのいずれかに係る通信が異常となった場合に、異常側に対応する光送受信手段に接続された１つ以上の光ネットワークユニットの帯域を、連続した時間領域に割り当て、正常側に対応する光送受信手段に接続された１つ以上の光ネットワークユニットの帯域を、別の連続した時間領域に割り当てることが好ましい。

また、本発明の光アクセス終端装置は、前記複数の光送受信手段と前記複数のＰＯＮプロトコル終端手段の間の下り信号経路に第２の電気回路を配置し、前記第２の電気回路は、前記複数のサービスノードインタフェースに係る通信が正常な場合には、各ＰＯＮプロトコル終端手段から入力される下り信号を、ＰＯＮプロトコル終端手段に対応する前記光送受信手段に出力し、前記複数のサービスノードインタフェースのいずれかに係る通信が異常となった場合には、正常側に対応するＰＯＮプロトコル終端手段から入力される下り信号を、前記複数の光送受信手段に分岐して出力することが好ましい。

また、本発明の光アクセス終端装置は、前記複数の光送受信手段に代えて、１つのグループが複数の光送受信手段からなる複数のグループの光送受信手段を備え、各グループの光送受信手段と前記第１の電気回路との間に、各グループの上り信号を結合する電気的結合手段が配置され、各グループの光送受信手段と前記第２の電気回路との間に、各グループの下り信号を分岐する電気的分岐手段が配置されることが好ましい。

前記第１および第２の電気回路は、複数入力複数出力の電気回路であって、入力側から入力される信号を分岐する複数の分岐手段と、前記複数の分岐手段からの信号を選択して出力する複数の選択手段とを備えることが好ましい。

また、前記第１および第２の電気回路は、複数入力複数出力の電気回路であって、入力側から入力される信号を蓄積する複数のバッファと、前記複数のバッファからの信号を多重して出力する複数の多重手段とを備えることが好ましい。

本発明の光アクセス終端装置は、サービス装置への接続にかかるサービスノードインタフェース（ＳＮＩ）を多重化するとともに、通信に異常があった場合には正常系のＳＮＩを用いて通信を行い、通信に異常がない場合には多重化されたＳＮＩのすべてを用いて通信を行うので、効率的にＳＮＩを利用することができる。
また、本発明の光アクセス終端装置は、ＰＯＮの光伝送およびプロトコルについて、標準化された仕様を変更せずに利用できる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図３に本発明の第１の実施形態に係る光アクセス終端装置、およびこの光アクセス終端装置を適用した光アクセスネットワークの構成を示す。光アクセス終端装置１は、電気信号と光信号を互いに変換する２つの光送受信手段３Ａ，３Ｂと、ＰＯＮの制御プロトコル情報を挿入、抽出する２つのＰＯＮプロトコル終端手段５Ａ，５Ｂと、イーサネット（登録商標）スイッチやＩＰルータなどを含む上位ネットワークに接続するための２つのサービスノードインタフェース（ＳＮＩ）６Ａ，６Ｂと、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂを監視するＳＮＩリンク監視手段７と、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ａ，５Ｂを制御して、接続される光ネットワークユニット（ＯＮＵ）２_１〜２_ｎ（ｎは自然数）に帯域を割り当てる帯域割当手段８と、２つの２×２（２入力２出力）電気回路４Ｕ，４Ｄから構成される。図３に示したように、ＯＮＵ ２_１〜２_ｎのうち、ＯＮＵ ２_１〜２_ｍは光送受信手段３Ａを介して光アクセス終端装置１に繋がっており、ＯＮＵ ２_ｍ＋１〜２_ｎは光送受信手段３Ｂを介して光アクセス終端装置１に繋がっている（ｍはｎより小さい自然数）。

ＳＮＩリンク監視手段７は、対応するＳＮＩ ６Ａ，６Ｂに係る通信の正常／異常を監視する。例えば、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂへの入力信号の有無、または、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．１７３１で規定されるイーサネット（登録商標）ＯＡＭ（Operation And Maintenance）信号などによって正常/異常を区別する。

２×２（２入力２出力）電気回路４Ｕは、図３に示したように、２つの光送受信手段３Ａ，３Ｂと２つのＰＯＮプロトコル終端手段５Ａ，５Ｂの間の上り（Upstream）信号経路に配置される。２×２電気回路４Ｕは、ＳＮＩリンク監視手段７の監視情報に従い、両方のＳＮＩ ６Ａ，６Ｂに係る通信がともに正常と検知している場合には、光送受信手段３Ａから入力される上り信号をＰＯＮプロトコル終端手段５Ａへ出力し、光送受信手段３Ｂから入力される上り信号をＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂへ出力する。ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂのいずれか（例えばＳＮＩ ６Ａ）に係る通信が異常を示した場合には、異常側に対応する光送受信手段３Ａから入力される上り信号と、正常側に対応する光送受信手段３Ｂから入力される上り信号のいずれかを動的に選択して、正常側に対応するＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂに向けて出力する。

２×２電気回路４Ｕは、図３に示したように、２つの分岐手段９Ａ，９Ｂおよび２つの選択手段１０Ａ，１０Ｂによって構成できる。分岐手段９Ａは、光送受信手段３Ａから入力される上り信号を２つに分岐し、分岐手段９Ｂは、光送受信手段３Ｂから入力される上り信号を２つに分岐する。選択手段１０Ａは、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ａに対応しており、光送受信手段３Ａまたは光送受信手段３Ｂから入力される上り信号のいずれかを選択できるように構成され、選択手段１０Ｂは、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂに対応しており、光送受信手段３Ａまたは光送受信手段３Ｂから入力される上り信号のいずれかを選択できるように構成される。

２×２（２入力２出力）電気回路４Ｄは、図３に示したように、２つの光送受信手段３Ａ，３Ｂと２つのＰＯＮプロトコル終端手段５Ａ，５Ｂの間の下り（Downstream）信号経路に配置される。２×２電気回路４Ｄは、ＳＮＩリンク監視手段７の監視情報に従い、両方のＳＮＩ ６Ａ，６Ｂに係る通信が正常と検知している場合には、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ａから入力される下り信号を光送受信手段３Ａへ出力し、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂから入力される下り信号を光送受信手段３Ｂへ出力する。ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂのいずれか（例えばＳＮＩ ６Ａ）に係る通信が異常を示した場合には、正常側に対応するＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂから入力される下り信号を、光送受信手段３Ａと光送受信手段３Ｂに分岐して出力する。

２×２電気回路４Ｄは、図３に示したように、２つの分岐手段１１Ａ，１１Ｂおよび２つの選択手段１２Ａ，１２Ｂによって構成できる。分岐手段１１Ａは、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ａから入力される下り信号を２つに分岐し、分岐手段１１Ｂは、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂから入力される下り信号を２つに分岐する。選択手段１２Ａは、光送受信手段３Ａに対応しており、ＰＯＮプロトコル終端手段５ＡまたはＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂから入力される下り信号のいずれかを選択できるように構成され、選択手段１２Ｂは、光送受信手段３Ｂに対応しており、ＰＯＮプロトコル終端手段５ＡまたはＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂから入力される下り信号のいずれかを選択できるように構成される。

光アクセス終端装置をこのように構成することで、ＳＮＩの２重化を実現でき、２つのＳＮＩに係る通信がともに正常な場合にも、両方のＳＮＩを通信に利用できる。

なお、単一の光送受信手段で対応できるＯＮＵの最大数は、分岐数の増加に伴って増大する光スプリッタの損失に制限され、伝送速度が１．２５Ｇｂｉｔ／ｓ程度の場合は、１６〜６４程度となる。このため、本実施形態において、光送受信手段３Ａに接続されるＯＮＵの最大数ｍは、例えば１６〜６４であり、光送受信手段３Ａおよび光送受信手段３Ｂに接続されるＯＮＵの最大数ｎは、例えば３２〜１２８である。

光アクセス終端装置１は、さらに、図３に示したように、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ａ，５Ｂの両方に係る共通の帯域割当手段８を有している。
帯域割当手段８は、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂに係る通信がともに正常な場合には、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ａが処理可能な帯域を、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ａに対応する光送受信手段３Ａに接続されたＯＮＵ ２_１〜２_ｍが共有するように、ＯＮＵ ２_１〜２_ｍに帯域を割り当てるとともに、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂが処理可能な帯域を、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂに対応する光送受信手段３Ｂに接続されたＯＮＵ ２_ｍ＋１〜２_ｎが共有するように、ＯＮＵ ２_ｍ＋１〜２_ｎに帯域を割り当てる。また、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂのいずれか（例えばＳＮＩ ６Ａ）に係る通信が異常となった場合には、正常側に対応するＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂが処理可能な帯域を、異常側に対応する光送受信手段３Ａに接続されたＯＮＵ ２_１〜２_ｍと、正常側に対応する光送受信手段３Ｂに接続されたＯＮＵ ２_ｍ＋１〜２_ｎとで共有するように、ＯＮＵ ２_１〜２_ｎに帯域を割り当てる。

図４は、図３の構成において、ＯＮＵ ２_１〜２_ｎが通信を行う場合の帯域割当方法を示す図である。なお、図４では、ＯＮＵ ２_１〜２_ｍをＯＮＵ １〜ｍと表し、ＯＮＵ ２_ｍ＋１〜２_ｎをＯＮＵ ｍ＋１〜ｎと表している。図４中のＬＬＩＤ（Logical Link IDentifier）は論理リンクの識別子であり、ＩＥＥＥ８０２．３で標準化されているＧＥ−ＰＯＮの場合、標準で定義されているＬＬＩＤに相当する。図中の符号は、ＯＮＵとＬＬＩＤが１対１に対応している場合について示している。１つのＯＮＵが複数の論理リンク識別子を用いる場合もあり、この場合はＯＮＵ毎ではなくＬＬＩＤ毎に帯域割当を行う方法も一般的であるので、以降では、ＬＬＩＤを用いて説明する。

図４（１）は、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂに係る通信がともに正常である時にＰＯＮプロトコル終端手段５Ａが処理する上り信号の帯域割当例を示した図であり、図４（２）は、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂに係る通信がともに正常である時にＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂが処理する上り信号の帯域割当例を示した図である。ＰＯＮプロトコル終端手段５Ａは、ＬＬＩＤ １〜ｍに対して、上り信号が互いに時間的に重ならないように、上り信号送信時間を指定する制御信号を送信する。ＩＥＥＥ８０２．３で標準化されているＧＥ−ＰＯＮの場合、これは、Ｇａｔｅフレームと呼ばれる制御フレームで指定する。ＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂは、同様に、ＬＬＩＤ ｍ＋１〜ｎに対して、上り信号が互いに時間的に重ならないように、上り信号送信時間を指定する制御信号を送信する。ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂに係る通信がともに正常である時は、図４（１）、（２）に示したように、ＬＬＩＤ １〜ｍの上り信号とＬＬＩＤ ｍ＋１〜ｎの上り信号の間の時間的な重なりを考慮する必要はない。グラント周期は、繰り返し行う帯域割当の周期であり、図４（１）、（２）に示したように、各ＬＬＩＤへの割当時間をグラント周期毎に変更してもよい（動的帯域割当方式）。

図４（３）は、ＳＮＩ ６Ａに係る通信が異常である時にＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂが処理する上り信号の帯域割当例を示した図である。ＳＮＩ ６Ａに係る通信が異常な時は、ＰＯＮプロトコル終端手段５Ｂが、すべてのＬＬＩＤ（１〜ｍおよびｍ＋１〜ｎ）の上り信号送信時間を指定する制御信号を送信する。さらに、２×２電気回路４Ｕは、ここで指定した上り信号送信時間に基づいて、光送受信手段３Ａ，３Ｂから入力される上り信号を動的に切り替える。図４（４）は、２×２電気回路４Ｕの信号選択状態を示した図であり、具体的には、２×２電気回路４Ｕは、図４（４）に示したように、ＬＬＩＤ １〜ｍに割り当てられた時間（帯域）では、光送受信手段３Ａから入力される上り信号を選択するように動作し、ＬＬＩＤ ｍ＋１〜ｎに割り当てられた時間（帯域）では、光送受信手段３Ｂから入力される上り信号を選択するように動作する。つまり、図４（４）は、そのまま２×２電気回路４Ｕの内部の選択手段を駆動する信号として利用できる。

この際、図４（３）、（４）に示したように、ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂのいずれか（例えばＳＮＩ ６Ａ）に係る通信が異常な場合に、ＬＬＩＤ １〜ｍの上り信号の帯域をある連続した時間領域に割り当て、ＬＬＩＤ ｍ＋１〜ｎの上り信号の帯域を別の連続した時間領域に割り当てれば、２×２電気回路Ｕの切替回数が少なくてすむ。つまり、ＬＬＩＤ １〜ｍの上り信号はグラント周期の前半、ＬＬＩＤ ｍ＋１〜ｎの上り信号はグラント周期の後半、というように、互いの時間が入り組まないように時間スロットを割り当てる。

ＳＮＩ ６Ｂに係る通信が異常の時も同様にすればよい。図４（５）は、ＳＮＩ ６Ｂに係る通信が異常である時にＰＯＮプロトコル終端手段５Ａが処理する上り信号の帯域割当例を示した図であり、図４（６）は、２×２電気回路４Ｄの信号選択状態を示した図である。

なお、光アクセス終端装置と各ＯＮＵの間の距離はＯＮＵ毎に異なるため、これによって伝搬遅延差が生じる。ＰＯＮの帯域割当機能は、通常、この伝搬遅延差を差し引いて、光アクセス終端装置へ上り信号が到着する時間が重ならないように各ＯＮＵの上り信号送信時間を指定している。この機能は全てのＰＯＮに配備される基本的な機能であり、上記で説明した本実施形態の帯域割当を実施する際にも必要である。

（第２の実施形態）
図５に、本発明の第２の実施形態に係る光アクセス終端装置、およびこの光アクセス終端装置を適用した光アクセスネットワークの構成を示す。第２の実施形態に係る光アクセス終端装置２１では、第１の実施形態における２つの光送受信手段３Ａ，３Ｂに代えて、２つのグループの光送受信手段３Ａ_１，３Ａ_２，３Ａ_３，・・・３Ａ_ｋ（以下、グループＡという），３Ｂ_１，３Ｂ_２，３Ｂ_３，・・・３Ｂ_ｋ（以下、グループＢという）が配置されている（ｋは自然数）。ＯＮＵ ２_１〜２_ｍは、それぞれグループＡのいずれかの光送受信手段に接続され、ＯＮＵ ２_ｍ＋１〜２_ｎは、それぞれグループＢのいずれかの光送受信手段に接続され、これら光送受信手段と２×２電気回路４Ｕの間に、グループＡ，Ｂそれぞれの上り信号を結合する２つの電気的結合手段１３Ａ，１３Ｂが配置され、光送受信手段と２×２電気回路４Ｄの間に、グループＡ，Ｂそれぞれの下り信号を分岐する２つの電気的分岐手段１４Ａ，１４Ｂが配置されている。

つまり第２の実施形態は、第１の実施形態において光スプリッタで結合／分岐されていた上り／下り信号の一部を、光アクセス終端装置内の電気的結合／分岐手段で行うものである。ＰＯＮの光伝送区間は一般的に１心双方向であり、光スプリッタが上り信号の結合と下り信号の分岐を兼ねることができるが、光アクセス終端装置内の電気信号は上りと下りで別の経路を伝搬するため、電気的結合手段と電気的分岐手段が分離されている。

ところで、単一の光送受信手段で対応できるＯＮＵの最大数は、分岐数の増加に伴って増大する光スプリッタの損失に制限され、伝送速度が１．２５Ｇｂｉｔ／ｓ程度の場合は、１６〜６４程度となることを先に述べた。本実施形態の場合は、例えば、グループＡの光送受信手段を４つ（３Ａ_１，３Ａ_２，３Ａ_３，３Ａ_４）配置し、グループＢの光送受信手段を４つ（３Ｂ_１，３Ｂ_２，３Ｂ_３，３Ｂ_４）配置したとすると、グループＡの光送受信手段に接続されるＯＮＵの最大数ｍは６４〜２５６となり、グループＡおよびグループＢの光送受信手段に接続されるＯＮＵの最大数ｎは１２８〜５１２となる。

このような構成を用いることで、単一の光送受信手段に接続できるＯＮＵ数に制限されずに、２×２電気回路Ｕ、２×２電気回路Ｄの共有人数を増加させることができる。つまり、ユーザ１人がＯＮＵ１台を利用するとすれば、ユーザあたりのコストを低下させることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る光アクセス終端装置について説明する。第３の実施形態に係る光アクセス終端装置では、２×２電気回路の構成が、第１および第２の実施形態における２×２電気回路の構成と異なっている。図６に上り信号経路に配置される第３の実施形態に係る２×２電気回路２４Ｕの構成例を示し、図７に下り信号経路に配置される第３の実施形態に係る２×２電気回路２４Ｄの構成例を示す。これらの２×２電気回路は、フレーム毎に入力信号を一時的にバッファした上で、各フレームを、フレームのヘッダ情報に従っていずれかの多重手段に出力する。出力先を示すヘッダ情報には、ＩＥＥＥで標準化されたＰＯＮの場合、ＬＬＩＤを利用すればよい。

図６に示したように、２×２電気回路２４Ｕは、２つの入力バッファ２５Ａ，２５Ｂおよび２つの出力側多重手段２６Ａ，２６Ｂにより構成される。ＳＮＩ ６Ａ，６Ｂに係る通信がともに正常な場合は、入力バッファ２５Ａのフレームは、常に多重手段２６Ａに出力され、入力バッファ２５Ｂのフレームは、常に多重手段２６Ｂに出力される。ＳＮＩ ６Ａに係る通信が異常な場合には、入力バッファ２５Ａのフレームおよび入力バッファ２５Ｂのフレームは、ともに多重手段２６Ｂに出力される。ＳＮＩ ６Ｂに係る通信が異常な場合には、入力バッファ２５Ａのフレームおよび入力バッファ２５Ｂのフレームは、ともに多重手段２６Ａに出力される。

図７に示したように、２×２電気回路２４Ｄも、同様に構成され、２つの入力バッファ２７Ａ，２７Ｂおよび２つの出力側多重手段２８Ａ，２８Ｂにより構成される。

上述した構成の２×２電気回路を用いた場合においてＳＮＩ ６Ａ（またはＳＮＩ ６Ｂ）に係る通信が異常な場合には、フレームが一度入力バッファに蓄積されるので、２×２電気回路（２４Ｕまたは２４Ｄ）は、タイミングが重ならないように、例えば交互に２つの多重手段にフレームを読み出せばよく、図４の（４）、（６）を用いて説明したようなＰＯＮの時間スロット割り当てに合わせた選択制御を行う必要はない。

なお、上述した実施形態では、サービス装置への接続にかかるサービスノードインタフェース（ＳＮＩ）を２重化した場合について説明したが、本発明は、ＳＮＩが２重化された場合に限るものではなく、ＳＮＩを２つ以上備えて多重化した場合についても適用あるものである。
例えば、３つのＳＮＩを備え、第１の電気回路を２×３（２入力３出力）電気回路とし、第２の電気回路を３×２（３入力２出力）電気回路として、ＳＮＩを３重化した場合についても適用あるものである。

上述したように、本発明の光アクセス終端装置は、サービス装置への接続にかかるサービスノードインタフェース（ＳＮＩ）を多重化するとともに、通信に異常があった場合には正常系のＳＮＩを用いて通信を行い、通信に異常がない場合は多重化されたＳＮＩを用いて通信を行うので、効率的に（１００％）ＳＮＩを利用することができる。
また、本発明の光アクセス終端装置は、ＰＯＮの光伝送およびプロトコルについて、標準化された仕様を変更せずに利用できる。

ＰＯＮの構成例を示す図である。 ＳＮＩを２重化したＰＯＮの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る光アクセス終端装置、およびこの光アクセス終端装置を適用した光アクセスネットワークの構成を示す図である。 図３の構成においてＯＮＵが通信を行う場合の帯域割当方法を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る光アクセス終端装置、およびこの光アクセス終端装置を適用した光アクセスネットワークの構成を示す図である。 上り信号経路に配置される２×２電気回路の他の構成例を示す図である。 下り信号経路に配置される２×２電気回路の他の構成例を示す図である。

符号の説明

１，２１，３１，４１ 光アクセス終端装置
２_１〜２_ｎ，３２ ＯＮＵ
３Ａ，３Ｂ，３Ａ_１〜３Ａ_ｎ，３Ｂ_１〜３Ｂ_ｎ，３３ 光送受信手段
４Ｕ，４Ｄ，２４Ｕ，２４Ｄ ２×２電気回路
５Ａ，５Ｂ，３５ ＰＯＮプロトコル終端手段
６Ａ，６Ｂ，３６，３６Ａ，３６Ｂ ＳＮＩ
７，３７ ＳＮＩリンク監視手段
８ 帯域割当手段
９Ａ，９Ｂ，１１Ａ，１１Ｂ 分岐手段
１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ 選択手段
１３Ａ，１３Ｂ 電気的結合手段
１４Ａ，１４Ｂ 電気的分岐手段
２５Ａ，２５Ｂ，２７Ａ，２７Ｂ 入力バッファ
２６Ａ，２６Ｂ，２８Ａ，２８Ｂ 多重手段
３４Ａ，３４Ｂ スイッチ
３８ 光スプリッタ
３９ 光ファイバ

Claims (7)

1. 電気信号と光信号を互いに変換する複数の光送受信手段と、ＰＯＮの制御プロトコル情報を挿入、抽出する複数のＰＯＮプロトコル終端手段と、上位ネットワークに接続するための複数のサービスノードインタフェースを備える光アクセス終端装置において、
   前記複数のサービスノードインタフェースに係る通信の正常／異常を監視するリンク監視手段を備え、
   前記複数の光送受信手段と前記複数のＰＯＮプロトコル終端手段の間の上り信号経路に第１の電気回路を配置し、
   前記第１の電気回路は、
   前記複数のサービスノードインタフェースに係る通信が正常な場合には、各光送受信手段から入力される上り信号を、光送受信手段に対応する前記ＰＯＮプロトコル終端手段に出力し、
   前記複数のサービスノードインタフェースのいずれかに係る通信が異常となった場合には、異常側に対応する光送受信手段から入力される上り信号と、正常側に対応する光送受信手段から入力される上り信号のいずれかを動的に選択して、正常側に対応する前記ＰＯＮプロトコル終端手段に出力する
   ことを特徴とする光アクセス終端装置。
2. 請求項１に記載の光アクセス終端装置において、
   前記複数の光送受信手段のそれぞれに接続される１つ以上の光ネットワークユニットに帯域を割り当てる帯域割当手段を更に備え、
   前記帯域割当手段は、
   前記複数のサービスノードインタフェースに係る通信が正常な場合には、前記ＰＯＮプロトコル終端手段が処理可能な帯域を、ＰＯＮプロトコル終端手段に対応する光送受信手段に接続された光ネットワークユニットが共有するように、光ネットワークユニットに帯域を割り当て、
   前記複数のサービスノードインタフェースのいずれかに係る通信が異常となった場合には、正常側に対応するＰＯＮプロトコル終端手段が処理可能な帯域を、異常側に対応する光送受信手段に接続された光ネットワークユニットと、正常側に対応する光送受信手段に接続された光ネットワークユニットとが共有するように、光ネットワークユニットに帯域を割り当て、
   前記第１の電気回路は、
   前記帯域割当手段による帯域割り当てに基づいて、前記複数のサービスノードインタフェースのいずれかに係る通信が異常となった場合には、異常側に対応する光送受信手段に接続された光ネットワークユニットに割り当てられた帯域では、異常側に対応する光送受信手段から入力される上り信号を選択し、正常側に対応する光送受信手段に接続された光ネットワークユニットに割り当てられた帯域では、正常側に対応する光送受信手段から入力される上り信号を選択して、正常側に対応する前記ＰＯＮプロトコル終端手段に出力する
   ことを特徴とする光アクセス終端装置。
3. 請求項２に記載の光アクセス終端装置において、
   前記帯域割当手段は、
   前記複数のサービスノードインタフェースのいずれかに係る通信が異常となった場合に、異常側に対応する光送受信手段に接続された１つ以上の光ネットワークユニットの帯域を、連続した時間領域に割り当て、正常側に対応する光送受信手段に接続された１つ以上の光ネットワークユニットの帯域を、別の連続した時間領域に割り当てる
   ことを特徴とする光アクセス終端装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の光アクセス終端装置において、
   前記複数の光送受信手段と前記複数のＰＯＮプロトコル終端手段の間の下り信号経路に第２の電気回路を配置し、
   前記第２の電気回路は、
   前記複数のサービスノードインタフェースに係る通信が正常な場合には、各ＰＯＮプロトコル終端手段から入力される下り信号を、ＰＯＮプロトコル終端手段に対応する前記光送受信手段に出力し、
   前記複数のサービスノードインタフェースのいずれかに係る通信が異常となった場合には、正常側に対応するＰＯＮプロトコル終端手段から入力される下り信号を、前記複数の光送受信手段に分岐して出力する
   ことを特徴とする光アクセス終端装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の光アクセス終端装置において、
   前記複数の光送受信手段に代えて、１つのグループが複数の光送受信手段からなる複数のグループの光送受信手段を備え、
   各グループの光送受信手段と前記第１の電気回路との間に、各グループの上り信号を結合する電気的結合手段が配置され、各グループの光送受信手段と前記第２の電気回路との間に、各グループの下り信号を分岐する電気的分岐手段が配置される
   ことを特徴とする光アクセス終端装置。
6. 請求項４または５に記載の光アクセス終端装置において、
   前記第１および第２の電気回路は、
   複数入力複数出力の電気回路であって、入力側から入力される信号を分岐する複数の分岐手段と、前記複数の分岐手段からの信号を選択して出力する複数の選択手段とを備える
   ことを特徴とする光アクセス終端装置。
7. 請求項４または５に記載の光アクセス終端装置において、
   前記第１および第２の電気回路は、
   複数入力複数出力の電気回路であって、入力側から入力される信号を蓄積する複数のバッファと、前記複数のバッファからの信号を多重して出力する複数の多重手段とを備える
   ことを特徴とする光アクセス終端装置。

Images