JP5368513B2 - Ｏｌｔおよびフレーム転送方法 - Google Patents

Description

本発明は、光通信技術に関し、特にＰＯＮシステムを事業者側ネットワーク（サービス網）の上位装置と接続するＯＬＴ（Optical Line Terminal）におけるフレーム転送技術に関する。

２００９年にＩＥＥＥ８０２．３ａｖにおいて１０Ｇ−ＥＰＯＮ（10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network：Ethernetは登録商標）の標準化が完了した。１０Ｇ−ＥＰＯＮの特徴は、既に広く普及しているＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet Passive Optical Network：非特許文献１参照）の１０倍の高速伝送が可能なことである。さらに、既存のＧＥ−ＰＯＮと１０Ｇ−ＥＰＯＮを混在させて利用できるという特徴がある。

ＧＥ−ＰＯＮと１０Ｇ−ＥＰＯＮを混在させて利用する場合は、１Ｇ下り信号と１０Ｇ下り信号で異なる波長を使用するＷＤＭ技術を用い、１Ｇ下り信号間と１０Ｇ下り信号間のそれぞれにおいてＴＤＭ技術を用いる。上り信号においては、１Ｇ上り信号と１０Ｇ上り信号で同一の波長を使用し、１Ｇ上り信号と１０Ｇ上り信号をまとめてＴＤＭＡ技術を用いる。すなわち、１Ｇ下り信号、１０Ｇ下り信号、および、上り信号で異なる３種類の波長を用いる。

従来のＧＥ−ＰＯＮシステムでは、非特許文献２が示すように、事業者側のネットワーク（サービス網）とを接続するための局内装置であるＯＬＴにおいて、ＳＮＩ（Service Node Interface）側にＳＮＩポートが１つ設けられており、１台のＯＬＴを複数のネットワーク（サービス網）に接続する場合は、ＯＬＴと複数のネットワーク（サービス網）との間にスイッチ（もしくはルータ等）を挿入している。

図９は、従来のＧＥ−ＰＯＮシステムの構成例である。図１０は、従来のＧＥ−ＰＯＮシステムの他の構成例である。従来のＧＥ−ＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵ毎に接続するネットワーク（サービス網）を変える必要がある場合、図９もしくは図１０のようなシステム構成となる。このうち、ＯＬＴと複数のネットワーク（サービス網）との間にスイッチ（もしくはルータ等）を挿入する場合が図１０である。図１１は、従来のＯＬＴの構成を示すブロック図である（特許文献１参照）

まず、図１１を参照して、従来のＯＬＴの各処理部について説明する。
第１の送受信回路５２は、ＰＯＮポート５１に接続されたＰＯＮを介してＯＮＵとフレームを送受信するための回路である。
第２の送受信回路５８は、ＳＮＩポート５９を介して接続された事業者ネットワークＮＷとのインターフェースになる回路である。

フレーム分離部５３は、第１の送受信回路５２より入力されたフレームのうち、ＯＬＴ宛てのフレーム（ＰＯＮの制御に用いられる制御フレーム）を制御フレーム処理部５４へ送信するとともに、その他のフレームをフレーム転送処理部６０へ送信する処理部である。
フレーム多重部５６は、フレーム転送処理部６０からの下りフレームと制御フレーム処理部５４からの制御フレームを時分割的に多重し、第１の送受信回路５２に対して送信する処理部である。

フレーム転送処理部６０は、フレーム分離部５３と第２の送受信回路５８の双方から受信したフレームの宛先ＭＡＣアドレスに基づき、フレームの転送処理を行う処理部である。
制御フレーム処理部５４は、各ＯＮＵにＬＬＩＤを自動的に割り当てるための発見処理（Discoveryプロセス）や、上り信号（ＯＮＵからＯＬＴ宛ての信号）の調停といった、ＰＯＮの制御に関する処理を行う処理部である。
帯域割当処理部５５は、制御フレーム処理部５４からの要求に従い、ＯＮＵへの帯域（送信開始時刻と送信データ量）割当を行う処理部である。

図９および図１０のどちらのシステム構成の場合も、ＳＮＩとネットワークＮＷの間には、サービス網内の転送制御等を行う上位装置が挿入される。この際、ＰＯＮシステムで実現できるサービスの内容は、ＯＬＴに接続する上位装置により制限される。例えば、ＯＬＴと接続している上位装置が１Ｇ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用の場合、このＰＯＮシステムは１Ｇ Ｅｔｈｅｒｎｅｔによるサービスに制限される。

また、図１０の場合、１台のスイッチとＯＬＴを複数の上位装置で共用する、すなわちＯＬＴ１台分の帯域を分割して使用することになる。このため、図９の場合と比較するとそれぞれの上位装置で使用できる下りフレームの帯域が小さくなってしまう。

つまり、ＯＮＵ毎に接続するネットワークＮＷが異なる場合、従来は２とおりの方法があったが、それらの方法は、
方法１（図９）：各上位装置で使用できる下り帯域を最大にできるが、接続するネットワークＮＷと同数のＯＬＴが必要
方法２（図１０）：各上位装置で使用できる下り帯域が方法１（図９）より小さくなる（上位装置の下り帯域を最大まで使用できない）が、ＯＬＴは１台でよい
と、どちらも長所と短所があった。

特開２００９−２６０６６８号公報

「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 「Gigabit Ethernet-PON（GE-PON）システムの開発」、ＮＴＴ技術ジャーナル、Vol.17、No.3、pp.75-80、2005

１台のＯＬＴに複数のネットワーク（サービス網）ＮＷを接続する場合、前述した２つの従来技術のうち、方法１によれば、接続するネットワーク（サービス網）と同数のＯＬＴが必要となるため、ＰＯＮシステム全体のＯＬＴ数を考慮した場合、方法２が望ましい。
しかしながら、方法２によれば、ＯＬＴと各ネットワークＮＷの上位装置との間にスイッチ（もしくはルータ等）を挿入する必要がある。このため、各上位装置でスイッチの下り帯域を共用することになり、個々の上位装置で使用できる下り帯域が制限されるという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、下り帯域に対する制限を回避しつつ、任意のＯＮＵから受信した上りフレームを、当該ＯＮＵと対応する上位装置へ転送することができるフレーム転送技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるＯＬＴは、ＰＯＮを介して複数のＯＮＵと接続するとともに、複数の上位装置に当該上位装置ごとに設けられるＳＮＩを介して接続し、これらＯＮＵと上位装置との間でやり取りするフレームを相互に転送処理するＯＬＴであって、ＰＯＮを介してＯＮＵからの上りフレームを受信する受信回路と、予め設定された伝送速度ごとに設けられて、ＯＮＵへの下りフレームを、ＰＯＮを介して当該伝送速度で送信する複数の送信回路と、ＳＮＩごとに設けられて、当該ＳＮＩを介して当該上位装置へ上りフレームを送信するとともに、当該ＳＮＩを介して当該上位装置からの下りフレームを受信する複数の送受信回路と、受信回路で受信した上りフレームを送受信回路へ転送し、送信受信回路で受信した下りフレームを送信回路へ転送するフレーム転送処理部とを備え、フレーム転送処理部に、ＯＮＵに個別のＬＬＩＤごとに、当該ＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報がそれぞれ登録されているＬＬＩＤテーブルを含み、受信回路で受信した上りフレームのＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報をＬＬＩＤテーブルから取得して、送受信回路のうち当該ＳＮＩ選択情報と対応する送受信回路へ当該上りフレームを転送するようにしたものである。

この際、フレーム転送処理部に、受信回路で受信した上りフレームのＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報をＬＬＩＤテーブルから取得する出力先判定部と、送受信回路のうち、出力先判定部で取得したＳＮＩ選択情報と対応する送受信回路へ、上りフレームを転送する上り出力先制御部とを含んでもよい。

また、フレーム転送処理部に、下りフレームが属するＶＬＡＮを識別するためのＶＩＤごとに、当該下りフレームに関するＬＬＩＤおよび下り出力先選択情報が登録されているＶＩＤテーブルをさらに含み、送受信回路で受信した下りフレームのＶＩＤと対応するＬＬＩＤおよび下り出力先選択情報をＶＩＤテーブルから取得して、当該ＬＬＩＤを当該下りフレームに付与した後、送信回路のうち当該下り出力先選択情報と対応する送信回路へ転送するようにしてもよい。

また、フレーム転送処理部に、送受信回路ごとに設けられて、当該送受信回路で受信した下りフレームのＶＩＤに対応するＬＬＩＤおよび下り出力先選択情報を、ＶＩＤテーブルから取得する複数の下り出力先判定部と、送受信回路ごとに設けられて、当該下り出力先判定部で取得したＬＬＩＤを、当該送受信回路で受信した下りフレームに付与する複数のＬＬＩＤ付与部と、送受信回路ごとに設けられて、送信回路のうち、当該下り出力先判定部で取得した下り出力先選択情報と対応する送信回路へ、当該ＬＬＩＤ付与部からの下りフレームを転送する複数の下り出力先制御部とをさらに含むようにしてもよい。

また、本発明にかかるフレーム転送方法は、ＰＯＮを介して複数のＯＮＵと接続するとともに、複数の上位装置に当該上位装置ごとに設けられるＳＮＩを介して接続し、これらＯＮＵと上位装置との間でやり取りするフレームを相互に転送処理するＯＬＴで用いられるフレーム転送方法であって、ＯＮＵに個別のＬＬＩＤごとに、当該ＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報をＬＬＩＤテーブルで記憶するステップと、ＰＯＮを介してＯＮＵから受信した上りフレームのＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報をＬＬＩＤテーブルから取得し、ＳＮＩごとに設けられて当該ＳＮＩを介して当該上位装置との間でフレームを送受信する送受信回路のうち、当該ＳＮＩ選択情報と対応する送受信回路へ当該上りフレームを転送するステップとを備えている。

本発明によれば、ＯＬＴが複数の上位装置に当該上位装置ごとに設けられるＳＮＩを介して接続される場合に、ＰＯＮシステムに接続されている任意のＯＮＵから受信した上りフレームを、当該ＯＮＵと対応する上位装置へ転送することができる。また、複数のＳＮＩポートを経由して入力される下りフレームを、入力ＳＮＩポートごとに並行して処理して宛先ＯＮＵへ転送することができる。
したがって、ＰＯＮシステムの各ＯＮＵと各上位装置、さらにはその先の各事業者ネットワークの間で、ＯＬＴと複数のＳＮＩの間にスイッチを介すことなく、ＳＮＩごとのポートを備えた１つのＯＬＴでフレームを転送処理することができる。このため、各上位装置でスイッチの下り帯域を共用することがなくなり、個々の上位装置で使用できる下り帯域に対する制限を回避することが可能となる。

また、１０Ｇ−ＯＮＵと１Ｇ−ＯＮＵが混在するシステムで、ＳＮＩの一方が１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用、他方が１Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用の場合、１０Ｇ−ＯＮＵについては１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩ、１Ｇ−ＯＮＵについては１Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩを使用できる。これにより、異なる通信速度のＰＯＮシステムを、１つのＯＬＴで構築することができる。

本発明にかかるＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。 ＰＯＮ区間で伝送されるフレームの構成例である。 本発明にかかるＯＬＴの構成を示すブロック図である。 フレーム転送処理部の構成例を示すブロック図である。 ＬＬＩＤテーブルの構成例である。 上りフレームの出力先ＳＮＩ決定手順を示すフローチャートである。 ＶＩＤテーブルの構成例である。 下りフレームの出力先決定手順を示すフローチャートである。 従来のＧＥ−ＰＯＮシステムの構成例である。 従来のＧＥ−ＰＯＮシステムの他の構成例である。 従来のＯＬＴの構成を示すブロック図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［ＰＯＮシステム］
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態にかかるＰＯＮシステム１００について説明する。図１は、本発明にかかるＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。図２は、ＰＯＮ区間で伝送されるフレームの構成例である。

図１に示すように、このＰＯＮシステム１００において、ＯＮＵｎ（ｎ＝１〜４）は、ＵＮＩ（User Network Interface）を介してユーザ装置ｎと接続されている。
各ＯＮＵは、光通信路を介して１つの光スプリッタに共通接続されており、さらにこの光スプリッタは、１つの光通信路を介して、１つのＯＬＴ１０と接続されている。上り信号、ＮＷ１に属するＯＮＵ宛下り信号、および、ＮＷ２に属するＯＮＵ宛下り信号は使用波長が異なるので、光通信路とＯＬＴ１０の間に光多重分離装置（図１に記載せず）が介在する。

このＯＬＴ１０には、ＳＮＩ側に２つのＳＮＩポートが設けられており、これらＳＮＩポートごとに、ＳＮＩを介して上位装置１および上位装置２が個別に接続されている。
また、上位装置１には、事業者側のネットワーク（サービス網）ＮＷ１が接続されており、上位装置２には、事業者側のネットワーク（サービス網）ＮＷ２が接続されている。

このＰＯＮシステム１００のＰＯＮ区間、すなわちＯＮＵｎとＯＬＴ１０との間の区間では、図２に示すような構成のフレームでデータがやり取りされる。
図２において、プリアンブルは、ＥｔｈｅｒｎｅｔのプリアンブルにＬＬＩＤを埋め込んだものである。

ＬＬＩＤ（Logical Link ID）は、各ＯＮＵと１対１に対応する識別子である。ＯＮＵ登録（ＯＮＵがＯＬＴの配下となる）時にＯＬＴで決定され、ＯＬＴは自分の配下のＯＮＵでＬＬＩＤの重複が起こらないように管理している。

ＶＬＡＮタグは、ＶＬＡＮ情報を含むタグである。タグがついていない場合やタグが複数ついている場合もある。このＶＬＡＮタグは、ＴＰＩＤ、ＴＣＩを含んでいる。
ＴＰＩＤ（Tag Protocol ID）は、ＶＬＡＮタグが続くことを示すＥｔｈｅｒ Ｔｙｐｅ値である。通常は０ｘ８１００である。
ＴＣＩ（Tag Control Information）は、ＶＬＡＮタグ情報である。このＴＣＩは、ＰＣＰ、ＣＦＩ、ＶＩＤを含んでいる。

ＰＣＰ（Priority Code Point）は、当該フレームの優先度である。
ＣＦＩ（Canonical Format Indicator）は、ＭＡＣヘッダ内のＭＡＣアドレスが標準フォーマットに従っているかどうかを示す値である。
ＶＩＤまたはＶＬＡＮ ＩＤ（VLAN Identifier）は、フレームが属するＶＬＡＮを指定する値である。
Ｔｙｐｅは、上位プロトコルの種別を示すＥｔｈｅｒ Ｔｙｐｅ値である。

［ＯＬＴ］
次に、図３を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０の構成について説明する。図３は、本発明にかかるＯＬＴの構成を示すブロック図である。
本実施の形態にかかるＯＬＴ１０における、従来のＯＬＴとの構成上の違いは、ＳＮＩポート、送受信回路、フレーム多重部、送信回路が、伝送速度の異なる伝送系統ごとに設けられていることである。

図３を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０の各処理部について説明する。
ＰＯＮポート１１は、ＰＯＮを介してＯＮＵとの間でフレームをやり取りするための回路である。
受信回路１２は、ＰＯＮおよびＰＯＮポート１１を介してＯＮＵからの上りフレームを受信するための回路である。
送信回路（０系）１７Ａおよび送信回路（１系）１７Ｂは、予め設定された伝送速度ごとに設けられて、ＰＯＮポート１１およびＰＯＮを介して、それぞれ、ＯＮＵ（０系）およびＯＮＵ（１系）へ、下りフレームを当該伝送速度で送信するための回路である。本発明において、０系は、伝送速度が１Ｇｂｐｓの伝送系統を示し、１系は、伝送速度が１０Ｇｂｐｓの伝送系統を示している。

ＳＮＩポート（０系）１９ＡおよびＳＮＩポート１９Ｂ（１系）は、上位装置ごとに設けられて、ＳＮＩを介して当該上位装置との間でフレームをやり取りする回路部である。
送受信回路（０系）１８Ａおよび送受信回路（１系）１８Ｂは、上位装置ごとすなわちＳＮＩごとに設けられて、それぞれＳＮＩポート１９Ａ，１９Ｂ、さらには対応する上位装置１，２を介して、事業者ネットワーク（０系）ＮＷ１および事業者ネットワーク（１系）ＮＷ２との間でフレームを送受信する回路部である。

フレーム分離部１３は、受信回路１２より入力されたフレームのうち、ＯＬＴ１０宛てのフレーム（ＰＯＮの制御に用いられる制御フレーム）を制御フレーム処理部１４へ送信するとともに、その他のフレームをフレーム転送処理部２０へ送信する処理部である。
フレーム多重部（０系）１６Ａは、フレーム転送処理部２０からのＯＮＵ（０系）宛の下りフレームと制御フレーム処理部１４からの制御フレームとを時分割的に多重し、送信回路（０系）１７Ａに対して送信する処理部である。
フレーム多重部（１系）１６Ｂは、フレーム転送処理部２０からのＯＮＵ（１系）宛の下りフレームと制御フレーム処理部１４からの制御フレームとを時分割的に多重し、送信回路（１系）１７Ｂに対して送信する処理部である。

フレーム転送処理部２０は、受信回路１２で受信されてフレーム分離部１３から入力された上りフレームを、ＬＬＩＤテーブル２３から取得した当該上りフレームのＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報に基づいて、送受信回路１８Ａ，１８Ｂ（０系または１系）のいずれかへ転送処理し、送受信回路１８Ａ，１８Ｂで受信された下りフレームを、ＶＩＤテーブル３５から取得した当該下りフレームのＶＩＤと対応する下り出力先選択情報に基づいて、フレーム多重部１６Ａ，１６Ｂ（０系または１系）のいずれかへ転送処理を行う処理部である。

制御フレーム処理部１４は、各ＯＮＵにＬＬＩＤを自動的に割り当てるための発見処理（Discoveryプロセス）や上り信号（ＯＮＵからＯＬＴ宛ての信号）の調停といった、ＰＯＮの制御に関する処理を行う処理部である。
帯域割当処理部１５は、制御フレーム処理部１４からの要求に従い、ＯＮＵへの帯域（送信開始時刻と送信データ量）割当を行う処理部である。

次に、図４−図８を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴで用いられるフレーム転送処理部２０について詳細に説明する。図４は、フレーム転送処理部の構成例を示すブロック図である。図５は、ＬＬＩＤテーブルの構成例である。図６は、上りフレームの出力先ＳＮＩ決定手順を示すフローチャートである。図７は、ＶＩＤテーブルの構成例である。図８は、下りフレームの出力先決定手順を示すフローチャートである。

まず、フレーム転送処理部２０が、上りフレームの出力先を決定する動作について説明する。
ＰＯＮポート１１で受信した上りフレームがＰＯＮ制御フレームでない場合、フレーム転送処理部２０は、受信した上りフレームをどの事業者ネットワークＮＷへ出力するのかを、次のようにして決定する。

フレーム転送処理部２０は、図５に示すようなＬＬＩＤテーブル２３を備えている。ＬＬＩＤテーブル２３には、ＯＮＵのＬＬＩＤごとに、エントリの有効／無効とＳＮＩ選択情報とが登録されている。エントリ有効／無効は、当該エントリの有効／無効、すなわち、当該ＬＬＩＤの登録済／未登録を示す情報である。
出力先ＳＮＩ判定部２２では、上りフレームのＬＬＩＤに基づいて、ＬＬＩＤテーブル２３からＳＮＩ選択情報を読み出して、出力先ＳＮＩを、図６の手順により決定し、その出力先ＳＮＩ情報を上り出力先制御部２４に与える。

図６における上りフレームの出力先ＳＮＩ決定手順において、出力先ＳＮＩ判定部２２は、まず、ＬＬＩＤテーブル２３のうち、受信した上りフレームのＬＬＩＤのエントリ有効／無効に基づいて、当該ＬＬＩＤがＬＬＩＤテーブル２３に登録されているか確認する（ステップ１００）。
ここで、エントリ有効／無効として「有効」状態が設定されている場合、すなわち、当該ＬＬＩＤが登録されている場合（ステップ１００：ＹＥＳ）、出力先ＳＮＩ判定部２２は、ＬＬＩＤテーブル２３から当該ＬＬＩＤに対応するＳＮＩ選択情報を取得し、下りフレームの出力先として特定し（ステップ１０１）、一連の処理を終了する。

一方、エントリ有効／無効として「無効」状態が設定されている場合、すなわち、受信した上りフレームのＬＬＩＤがＬＬＩＤテーブル２３に登録されていない場合（ステップ１００：ＮＯ）、出力先ＳＮＩ判定部２２は、当該上りフレームの破棄を決定し（ステップ１０２）、一連の処理を終了する。

このような上りフレームの出力先ＳＮＩ決定手順と並行して、上りレイテンシ吸収部２１は、受信した上りフレームに遅延を付加して、出力先ＳＮＩ判定部２２における出力先ＳＮＩ決定処理によるレイテンシを吸収する。
上り出力先制御部２４は、出力先ＳＮＩ判定部２２で決定したＳＮＩ選択情報に従って、該当する上り出力タイミング調整部２５Ａ，２５Ｂへ、上りレイテンシ吸収部２１からの上りフレームを転送する。

上り出力タイミング調整部２５Ａ，２５Ｂは、送受信回路１８Ａ，１８Ｂごとに設けられており、各上りフレームに含まれているＰＣＰなどで決まる優先度に基づいて、各上りフレームの出力順序を調整して、該当する送受信回路１８Ａ，１８Ｂへ、上り出力先制御部２４からの上りフレームを転送する。
出力先ＳＮＩ判定部２２からフレーム廃棄が通知された場合、上り出力先制御部２４は、当該上りフレームの廃棄処理を行う。

ＬＬＩＤテーブル２３の値は、制御フレーム処理部１４でのＯＮＵ登録時に、外部のハードウェアまたはソフトウェア（図３に記載せず）により、どのネットワークＮＷ１，ＮＷ２に接続するのかを決めて設定される。例えば、１０Ｇ−ＯＮＵと１Ｇ−ＯＮＵが混在するシステムで、ＳＮＩの一方が１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用、他方が１Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用の場合であれば、１０Ｇ−ＯＮＵについては１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩ、１Ｇ−ＯＮＵについては１Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩを指定することができる。

次に、フレーム転送処理部２０が、下りフレームの出力先を決定する動作について説明する。
フレーム転送処理部２０は、受信した下りフレームをどの送信回路１７Ａ，１７Ｂから送信するのか、すなわち速度の異なるどの下り系統へ出力するのかを、次のようにして決定する。

フレーム転送処理部２０は、図７に示すようなＶＩＤテーブル３５を備えている。ＶＩＤテーブル３５には、ＶＩＤごとに、ＬＬＩＤ、下り出力先選択情報、およびエントリ有効／無効が登録されている。ＶＩＤ（VLAN Identifier）は、当該下りフレームが属するＶＬＡＮを指定する値である。エントリ有効／無効は、当該エントリの有効／無効、すなわち、当該ＶＩＤの登録済／未登録を示す情報である。

下り出力先判定部（０系）３４Ａおよび下り出力先判定部（１系）３４Ｂは、送受信回路１８Ａ，１８Ｂごとに設けられており、受信した下りフレームのＶＩＤに基づいて、ＶＩＤテーブル３５からＬＬＩＤと下り出力先選択情報を読み出して、下りフレームの付与ＬＬＩＤと出力先を、図８の手順により決定する。決定されたＬＬＩＤの情報は、宛先ＬＬＩＤとして、対応する系統のＬＬＩＤ付与部（０系）３２ＡおよびＬＬＩＤ付与部（１系）３２Ｂへ与えられる。

図８における下りフレームの下り出力先決定手順において、下り出力先判定部３４Ａ，３４Ｂは、まず、受信した下りフレームにＶＬＡＮタグが含まれているかどうか確認する（ステップ１１０）。
ここで、ＶＬＡＮタグが含まれている場合（ステップ１１０：ＹＥＳ）、下り出力先判定部３４Ａ，３４Ｂは、ＶＩＤテーブル３５のうち、受信した下りフレームのＶＩＤのエントリ有効／無効に基づいて、当該ＶＩＤがＶＩＤテーブル３５に登録されているかどうか確認する（ステップ１１１）。

ここで、エントリ有効／無効として「有効」状態が設定されている場合、すなわち、当該ＶＩＤが登録されている場合（ステップ１１１：ＹＥＳ）、下り出力先判定部３４Ａ，３４Ｂは、ＶＩＤテーブル３５から当該ＶＩＤに対応するＬＬＩＤを取得し、下りフレームの宛先ＬＬＩＤとして特定するとともに（ステップ１１２）、ＶＩＤテーブル３５から当該ＶＩＤに対応する下り出力先選択情報を取得して、当該下りフレームの出力系統を特定し（ステップ１１３）、一連の処理を終了する。

一方、ステップ１１０で、受信した下りフレームにＶＬＡＮタグが含まれていない場合（ステップ１１０：ＮＯ）、あるいはステップ１１１で、エントリ有効／無効として「無効」状態が設定されている場合、すなわち、受信した下りフレームのＶＩＤがＶＩＤテーブル３５に登録されていない場合（ステップ１１１：ＮＯ）、下り出力先判定部３４Ａ，３４Ｂは、当該下りフレームの破棄を決定し（ステップ１１４）、一連の処理を終了する。

このような下りフレームの下り出力先決定手順と並行して、送受信回路１８Ａ，１８Ｂごとに設けられている下りレイテンシ吸収部（０系）３１Ａおよび下りレイテンシ吸収部（１系）３１Ｂは、受信した下りフレームに遅延を付加して、下り出力先判定部３４Ａ，３４Ｂでの下り出力先判定処理によるレイテンシを吸収する。
ＬＬＩＤ付与部（０系）３２ＡおよびＬＬＩＤ付与部（１系）３２Ｂは、送受信回路１８Ａ，１８Ｂごとに設けられており、下り出力先判定部３４Ａ，３４Ｂで決定したＬＬＩＤに従って、下りレイテンシ吸収部３１Ａ，３１Ｂからの下りフレームに宛先ＬＬＩＤを付与する。

下り出力先制御部（０系）３３Ａおよび下り出力先制御部（１系）３３Ｂは、送受信回路１８Ａ，１８Ｂごとに設けられており、下り出力先判定部３４Ａ，３４Ｂで決定した出力先情報に従って、該当する０系の下り出力タイミング調整部３６Ａまたは１系の下り出力タイミング調整部３６Ｂを介して、下り出力先選択情報と対応する送信回路１７Ａ，１７Ｂへ、ＬＬＩＤ付与部３２Ａ，３２Ｂからの下りフレームを転送する。

下り出力タイミング調整部（０系）３６Ａおよび下り出力タイミング調整部（１系）３６Ｂは、伝送速度（伝送系統）ごとに設けられており、下りフレームに含まれているＰＣＰなどの優先度に基づいて、各下りフレームの出力順序を調整して、該当するフレーム多重部（０系）１６Ａおよびフレーム多重部（１系）１６Ｂを介して対応する送信回路１７Ａ，１７Ｂへ、下りフレームを転送する。例えば、１０Ｇ−ＯＮＵと１Ｇ−ＯＮＵが混在するシステムであれば、１０Ｇ−ＯＮＵについては１０Ｇ（８０２．３ａｖ仕様）出力、１Ｇ−ＯＮＵについては１Ｇ（８０２．３ａｈ仕様）出力を指定すれば良い。
下り出力先判定部３４Ａ，３４Ｂで破棄と判定された場合、下り出力先制御部３３Ａ，３３Ｂは、当該下りフレームの廃棄処理を行う。

０系の下り出力先制御部３３Ａから１系の下り出力タイミング調整部３６Ａへ下りフレームが転送される場合、あるいは、１系の下り出力先制御部３３Ｂから１系の下り出力タイミング調整部３６Ｂへ下りフレームが転送される場合の例としては、ＧＥ−ＰＯＮと１０Ｇ−ＥＰＯＮが共存するシステムがある。本発明において、０系は、伝送速度が１Ｇｂｐｓの伝送系統を示し、１系は、伝送速度が１０Ｇｂｐｓの伝送系統を示している。

このようなケースでは、ＳＮＩポート（１系）から入力された伝送速度１０Ｇｂｐｓの下りフレームの宛先ユーザ装置がＧＥ−ＰＯＮ用ＯＮＵの配下にある場合、ＯＬＴ１０において、ＰＯＮポート１１から伝送速度１ＧｂｐｓのＧＥ−ＰＯＮ用フレームとして出力する必要がある。
そのためには、フレーム転送処理部２０で、１系から受信した下りフレームを０系から出力する必要がある。ＧＥ−ＰＯＮから１０Ｇ−ＥＰＯＮへと移行する過渡期においては、このような技術が必要である。

ＶＩＤテーブル３５の値は、制御フレーム処理部１４でのＯＮＵ登録時に、外部のハードウェアまたはソフトウェア（図４に記載せず）により、使用するＶＩＤを決めて設定する。

なお、下りの処理は、２つの送受信回路１８Ａ，１８Ｂから入力されるフレームを並行して処理する必要があるが、図４の構成のように、系統間で並行処理することにより、各ＳＮＩへのフレーム入力のスループットを上限まで使用することができる。この際、１０Ｇ出力が８０２．３ａｖ仕様の場合のスループットの上限は約８．７Ｇｂｐｓなので、その場合の１０Ｇ出力用のＳＮＩ入力のスループットの上限は約８．７Ｇｂｐｓとなる。

［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、ＬＬＩＤテーブル２３に、当該ＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報を、ＯＮＵのＬＬＩＤごとに登録しておき、ＯＮＵから上りフレームを受信した場合、フレーム転送処理部２０で、当該上りフレームのＬＬＩＤに対応するＳＮＩ選択情報を、ＬＬＩＤテーブル２３から取得するようにしたものである。また、ＶＩＤテーブル３５に、当該ＶＩＤと対応するＬＬＩＤと下り出力先選択情報を、ＶＩＤごとに登録しておき、上位装置から下りフレームを受信した場合、フレーム転送処理部２０で、入力ＳＮＩポートごとに並行して、当該上りフレームのＶＩＤに対応するＬＬＩＤと下り出力先選択情報を、ＶＩＤテーブル３５から取得するようにしたものである。

これにより、ＯＬＴが複数の上位装置に当該上位装置ごとに設けられるＳＮＩを介して接続される場合に、ＰＯＮシステムに接続されている任意のＯＮＵから受信した上りフレームを、当該ＯＮＵと対応する上位装置へ転送することができる。また、複数のＳＮＩポートを経由して入力される下りフレームを、入力ＳＮＩポートごとに並行して処理して宛先ＯＮＵへ転送することができる。
したがって、ＰＯＮシステムの各ＯＮＵと各上位装置、さらにはその先の各事業者ネットワークの間で、ＯＬＴと複数のＳＮＩの間にスイッチを介すことなく、ＳＮＩごとのポートを備えた１つのＯＬＴでフレームを転送処理することができる。このため、各上位装置でスイッチの下り帯域を共用することがなくなり、個々の上位装置で使用できる下り帯域に対する制限を回避することが可能となる。

また、本実施の形態では、１０Ｇ−ＯＮＵと１Ｇ−ＯＮＵが混在するシステムで、ＳＮＩの一方が１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用、他方が１Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用の場合、１０Ｇ−ＯＮＵについては１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩ、１Ｇ−ＯＮＵについては１Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩを使用できる。これにより、異なる通信速度のＰＯＮシステムを、１つのＯＬＴで構築することができる。

この場合、下りフレームは、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩから入力されるフレームはすべて１０Ｇ−ＯＮＵ宛てのフレームとなり、１Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩから入力されるフレームはすべて１Ｇ−ＯＮＵ宛てのフレームとなり、ＰＯＮ区間の下りの転送能力（伝送速度）を上限まで使用することができる。これにより、従来の図１０の構成のように、下りの帯域を２台の上位装置で共用することがなくなる。

１０Ｇ−ＯＮＵ宛ての下り出力が８０２．３ａｖ仕様の場合、ＰＯＮ区間の下りのスループットの上限は約８．７Ｇｂｐｓなので、その場合の１０Ｇ−ＯＮＵ用のＳＮＩ入力のスループットの上限は約８．７Ｇｂｐｓとなり、１０Ｇ−ＯＮＵ用の上位装置で下りの帯域制限が必要である。しかし、この帯域制限は接続する上位装置が１０Ｇ−ＯＮＵ用１台のみの場合でも同じであり、本発明の有効性を否定するものではない。

仮に、従来技術で１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩを１つのみを搭載したＯＬＴを構成した場合、８０２．３ａｖ仕様と８０２．３ａｈ仕様混在時の下りのスループットの上限については本発明と同様に、約８．７Ｇｂｐｓ＋１Ｇｂｐｓ＝約９．７Ｇｂｐｓであるが、複数の上位装置に接続するためにスイッチ等が必要となる。
また、本実施の形態において、１０Ｇ−ＯＮＵ宛ての下り出力の仕様を、８０２．３ａｖ仕様ではなく、１０Ｇｂｐｓのスループットが可能となる仕様に変更すれば、１０Ｇ−ＯＮＵと１Ｇ−ＯＮＵが混在した場合の下りの最大スループットが１０Ｇｂｐｓ＋１Ｇｂｐｓ＝１１Ｇｂｐｓ となり、上位装置での下りの帯域制限は不要となる。

なお、フレーム転送処理部２０を図４の構成とした場合、１Ｇ−ＯＮＵ用のＳＮＩとして１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩを使用することも可能である。ただし、この場合は上位装置で下りの帯域を１Ｇｂｐｓ以下に制限してもらう必要が有る。逆に、１０Ｇ−ＯＮＵ用のＳＮＩとして１Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩを使用することも可能である。この場合は、ＰＯＮ区間の下りの転送能力を上限まで使用することはできない。

また、本実施の形態では、１０Ｇ−ＯＮＵと１Ｇ−ＯＮＵが混在するシステムを例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、収容するＯＮＵは１０Ｇ−ＯＮＵのみであるが、ＯＮＵ毎に異なるネットワークに接続する場合にも適用できる。この場合のＯＬＴは、１０Ｇ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＳＮＩを複数搭載し、８０２．３ａｖ仕様と同等の下りＰＯＮ出力を複数搭載すれば良い。ただし、下りの波長を下り出力ポート毎に変え、必要に応じて、ＯＮＵに搭載するＷＤＭフィルタを接続する上位ネットワーク毎に変えればよい。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１００…ＰＯＮシステム、１０…ＯＬＴ、１１…ＰＯＮポート、１２…受信回路、１３…フレーム分離部、１４…制御フレーム処理部、１５…帯域割当処理部、１６Ａ…フレーム多重部（０系）、１６Ｂ…フレーム多重部（１系）、１７Ａ…送信回路（０系）、１７Ｂ…送信回路（１系）、１８Ａ…送受信回路（０系）、１８Ｂ…送受信回路（１系）、１９Ａ…ＳＮＩポート（０系）、１９Ｂ…ＳＮＩポート（１系）、２０…フレーム転送処理部、２１…上りレイテンシ吸収部、２２…出力先ＳＮＩ判定部、２３…ＬＬＩＤテーブル、２４…上り出力先制御部、２５Ａ…上り出力タイミング調整部（０系）、２５Ｂ…上り出力タイミング調整部（１系）、３１Ａ…下りレイテンシ吸収部（０系）、３１Ｂ…下りレイテンシ吸収部（１系）、３２Ａ…ＬＬＩＤ付与部（０系）、３２Ｂ…ＬＬＩＤ付与部（１系）、３３Ａ…下り出力先制御部（０系）、３３Ｂ…下り出力先制御部（１系）、３４Ａ…下り出力先判定部（０系）、３４Ｂ…下り出力先判定部（１系）、３５…ＶＩＤテーブル、３６Ａ…下り出力タイミング調整部（０系）、３６Ｂ…下り出力タイミング調整部（１系）。

Claims (5)

1. ＰＯＮを介して複数のＯＮＵと接続するとともに、複数の上位装置に当該上位装置ごとに設けられるＳＮＩ（Service Node Interface）を介して接続し、これらＯＮＵと上位装置との間でやり取りするフレームを相互に転送処理するＯＬＴであって、
   前記ＰＯＮを介して前記ＯＮＵからの上りフレームを受信する受信回路と、
   予め設定された伝送速度ごとに設けられて、前記ＯＮＵへの下りフレームを、前記ＰＯＮを介して当該伝送速度で送信する複数の送信回路と、
   前記ＳＮＩごとに設けられて、当該ＳＮＩを介して当該上位装置へ前記上りフレームを送信するとともに、当該ＳＮＩを介して当該上位装置からの前記下りフレームを受信する複数の送受信回路と、
   前記受信回路で受信した前記上りフレームを前記送受信回路へ転送し、前記送信受信回路で受信した前記下りフレームを前記送信回路へ転送するフレーム転送処理部と
   を備え、
   前記フレーム転送処理部は、
   前記ＯＮＵに個別のＬＬＩＤ（Logical Link ID）ごとに、当該ＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報がそれぞれ登録されているＬＬＩＤテーブルを含み、
   前記受信回路で受信した前記上りフレームのＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報を前記ＬＬＩＤテーブルから取得して、前記送受信回路のうち当該ＳＮＩ選択情報と対応する送受信回路へ当該上りフレームを転送する
   ことを特徴とするＯＬＴ。
2. 請求項１に記載のＯＬＴにおいて、
   前記フレーム転送処理部は、
   前記受信回路で受信した前記上りフレームのＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報を前記ＬＬＩＤテーブルから取得する出力先判定部と、
   前記送受信回路のうち、前記出力先判定部で取得した前記ＳＮＩ選択情報と対応する送受信回路へ、前記上りフレームを転送する上り出力先制御部と
   を含む
   ことを特徴とするＯＬＴ。
3. 請求項１または請求項２に記載のＯＬＴにおいて、
   前記フレーム転送処理部は、
   前記下りフレームが属するＶＬＡＮを識別するためのＶＩＤ（VLAN Identifier）ごとに、当該下りフレームに関するＬＬＩＤおよび下り出力先選択情報が登録されているＶＩＤテーブルをさらに含み、
   前記送受信回路で受信した前記下りフレームのＶＩＤと対応するＬＬＩＤおよび下り出力先選択情報を前記ＶＩＤテーブルから取得して、当該ＬＬＩＤを当該下りフレームに付与した後、前記送信回路のうち当該下り出力先選択情報と対応する送信回路へ転送する
   ことを特徴とするＯＬＴ。
4. 請求項３に記載のＯＬＴにおいて、
   前記フレーム転送処理部は、
   前記送受信回路ごとに設けられて、当該送受信回路で受信した前記下りフレームのＶＩＤに対応するＬＬＩＤおよび下り出力先選択情報を、前記ＶＩＤテーブルから取得する複数の下り出力先判定部と、
   前記送受信回路ごとに設けられて、当該下り出力先判定部で取得した前記ＬＬＩＤを、当該送受信回路で受信した前記下りフレームに付与する複数のＬＬＩＤ付与部と、
   前記送受信回路ごとに設けられて、前記送信回路のうち、当該下り出力先判定部で取得した前記下り出力先選択情報と対応する送信回路へ、当該ＬＬＩＤ付与部からの前記下りフレームを転送する複数の下り出力先制御部と
   をさらに含むことを特徴とするＯＬＴ。
5. ＰＯＮを介して複数のＯＮＵと接続するとともに、複数の上位装置に当該上位装置ごとに設けられるＳＮＩ（Service Node Interface）を介して接続し、これらＯＮＵと上位装置との間でやり取りするフレームを相互に転送処理するＯＬＴで用いられるフレーム転送方法であって、
   前記ＯＮＵに個別のＬＬＩＤ（Logical Link ID）ごとに、当該ＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報をＬＬＩＤテーブルで記憶するステップと、
   前記ＰＯＮを介して前記ＯＮＵから受信した上りフレームのＬＬＩＤと対応するＳＮＩ選択情報を前記ＬＬＩＤテーブルから取得し、前記ＳＮＩごとに設けられて当該ＳＮＩを介して当該上位装置との間でフレームを送受信する送受信回路のうち、当該ＳＮＩ選択情報と対応する送受信回路へ当該上りフレームを転送するステップと
   を備えることを特徴とするフレーム転送方法。

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