JP6127613B2 - 通信システム、宅側装置、通信制御方法および局側装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、宅側装置、通信制御方法および局側装置に関し、特に、冗長構成を有する通信システム、宅側装置、通信制御方法および局側装置に関する。

近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。これに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）およびＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等のブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。

ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４（非特許文献１）には、複数の宅側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が光通信回線を共有して局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）の１つの方式が開示されている。すなわち、ＰＯＮを通過するユーザ情報およびＰＯＮを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット（登録商標）フレームの形式で通信されるＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）と、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））およびＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）プロトコルとが規定されている。局側装置と宅側装置との間でＭＰＣＰフレームをやりとりすることによって、宅側装置の加入、離脱、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献１では、ＭＰＣＰメッセージによる、新規宅側装置の登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。

なお、１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮの次世代の技術として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ（登録商標）−２００９として標準化が行なわれた１０Ｇ−ＥＰＯＮすなわち通信速度が１０ギガビット／秒相当のＥＰＯＮにおいても、アクセス制御プロトコルはＭＰＣＰが前提となっている。

ところで、一般的にビジネス向けのネットワークサービスでは、高品質サービスを提供するためにシステムの二重化（冗長化）が必須である。また、音声／映像配信サービスでも二重化システムを用いることにより信頼性の高いシステムを提供することができる。二重化システムでは、装置、部品およびネットワークの各々が必要に応じて運用系および待機系を有する冗長構成がとられる。運用しているシステムの一部に障害が発生した場合には、運用系から待機系への冗長切り替えを行なうことにより、障害によるシステム停止時間をできるだけ短くすることが可能となる。

また、障害が顕在化していなくても、特性の劣化傾向および部品の寿命等を勘案して、モジュールを予防的に交換する場合がある。システムがモジュールについて冗長構成を有していれば、このような保守作業によるシステム停止時間をできるだけ短くすることが可能となる。

ＰＯＮシステムにおける局側装置の冗長構成の一例として、たとえば、特許第４８０７２００号公報（特許文献１）には、以下のような光終端システムが開示されている。すなわち、光伝送路を介して複数のユーザ光終端装置にそれぞれ接続する複数の現用光終端ユニットであって、それぞれが、接続する各ユーザ光終端装置の管理情報に従い、接続する各ユーザ光終端装置の通信を制御する複数の現用光終端ユニットと、当該複数の現用光終端ユニットの当該管理情報の内の優先管理情報を記憶可能な記憶装置を具備する予備光終端ユニットと、当該複数の現用光終端ユニットの内の障害が発生した障害発生ユニットから当該予備光終端ユニットへの切り替えを制御する制御装置とを具備する。当該制御装置は、当該障害の発生前には、当該現用光終端ユニットの当該優先管理情報を当該予備光終端ユニットに転送し、当該障害の発生に応じて、当該予備光終端ユニットに当該障害発生ユニットの代行を指示する。当該予備光終端ユニットは、当該制御装置からの当該代行の指示に従い、当該障害発生ユニットの当該優先管理情報を使って当該障害発生ユニットを代行するとともに、当該障害発生ユニット以外の当該優先管理情報を破棄し、そのメモリ空間を解放する。

IEEE Std 802.3ah（登録商標）-2004

特許第４８０７２００号公報

ＰＯＮシステムにおいて、局側装置およびＯＮＵ間で通信を行なうためには、局側装置とＯＮＵとが同期している必要がある。

局側装置が、ＯＮＵと光信号を送受信するための複数のＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）を備えている場合、運用系のＯＳＵから待機系のＯＳＵへの冗長切り替えにおいて、ＯＮＵは、切り替え先のＯＳＵと新たに同期する必要がある。ＯＮＵにおける切り替え先のＯＳＵとの同期状態が安定するまでにはある程度の時間を要するところ、ＯＮＵの当該同期状態が安定する前に切り替え先のＯＳＵとＯＮＵとの間で通信が開始されると、通信データの欠損が生じてしまう場合がある。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することが可能な通信システム、宅側装置、通信制御方法および局側装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、１または複数の宅側装置と、上記宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットを含む局側装置とを備える通信システムであって、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、切り替え元の上記光回線ユニットの通信相手である上記宅側装置から切り替え先の上記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、上記宅側装置と上記切り替え先の上記光回線ユニットとの同期を保証するための条件が満たされた後、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える。

このように、宅側装置の同期状態を確認してから、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置へのデータフレームの送信を開始する構成により、切り替え処理後の通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

またこの発明の別の局面に係わる通信システムは、１または複数の宅側装置と、上記宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットを含む局側装置とを備える通信システムであって、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、切り替え元の上記光回線ユニットの通信相手である上記宅側装置から切り替え先の上記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える。

このように、宅側装置の同期状態を確認してから、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置へのデータフレームの送信を開始する構成により、切り替え処理後の通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

好ましくは、上記通信制御部は、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理が行なわれてから所定時間経過後に、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

このような構成により、宅側装置の同期状態が安定したかどうかを簡易な処理で判断することができる。

好ましくは、上記宅側装置は、上記局側装置から受信した信号を用いて自己を上記局側装置に同期させる同期処理を行ない、上記通信制御部は、上記同期処理の完了を示す情報を取得すると、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

このような構成により、宅側装置の同期状態が安定したことを正確に判断することができる。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる宅側装置は、複数の光回線ユニットを含む局側装置とフレームを送受信するための宅側装置であって、上記宅側装置を上記局側装置に同期させる同期処理を行なうための同期処理部を備え、上記同期処理部の状態には、未同期状態と、準同期状態と、同期完了状態とがあり、上記宅側装置は、さらに、上記準同期状態において上記宅側装置が送信する上記フレームのデータ長を、上記同期完了状態において上記宅側装置が送信する上記フレームのデータ長よりも短く抑制するための通信制御部を備える。

このように、宅側装置における同期処理部の同期に関して３つの状態を設け、局側装置へ送信するフレームのデータ長を、同期処理部の状態遷移に応じて抑制する構成により、切り替え処理後、宅側装置における送信クロックのずれに伴う通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

好ましくは、上記同期処理部の状態は、上記準同期状態を経て上記未同期状態から上記同期完了状態へ遷移する。

このように、局側装置へ送信するフレームのデータ長を、同期完了状態の前段階である準同期状態において抑制する構成により、切り替え処理後、宅側装置における送信クロックのずれに伴う通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。

好ましくは、上記同期処理部は、ＰＬＬ回路を含み、上記ＰＬＬ回路を用いて、上記局側装置から受信した信号から受信クロックを抽出するための受信クロックリカバリ回路と、ＰＬＬ回路を含み、上記ＰＬＬ回路を用いて、上記受信クロックリカバリ回路によって抽出された受信クロックに同期する送信クロックを生成するとともに、上記局側装置へ送信すべきデータを、生成した上記送信クロックでリタイミングするための送信クロックリカバリ回路とを含み、上記送信クロックリカバリ回路におけるＰＬＬ回路の時定数は、上記受信クロックリカバリ回路におけるＰＬＬ回路の時定数よりも大きい。

このような構成により、特に、局側装置からの下り光信号の受信マージンを大きくするとともに、局側装置への上り光信号の周波数精度を高めながら、切り替え処理後、宅側装置における送信クロックのずれに伴う通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、１または複数の宅側装置と、上記宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットを含む局側装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、上記宅側装置は、上記局側装置から受信した信号から受信クロックを抽出する受信リカバリ処理を行ない、上記受信リカバリ処理によって抽出された上記受信クロックに同期する送信クロックを生成するとともに、上記局側装置へ送信すべきデータを、生成した上記送信クロックのタイミングに従って上記局側装置へ送信する送信リカバリ処理を行ない、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうステップと、上記受信リカバリ処理を行なうことが切り替え元の上記光回線ユニットの通信相手である上記宅側装置において可能となった後、上記宅側装置から切り替え先の上記光回線ユニットへの上記制御フレームの送信を許可するとともに、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへの上記データフレームの送信許可を保留するステップと、上記送信リカバリ処理を行なうことが上記切り替え元の上記光回線ユニットの通信相手である上記宅側装置において可能となった後、保留した上記データフレームの送信を許可するステップとを含む。

このように、宅側装置の同期状態を確認してから、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置へのデータフレームの送信を開始する構成により、切り替え処理後の通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる局側装置は、１または複数の宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットと、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、上記切り替え処理が行なわれた後、上記宅側装置と切り替え先の上記光回線ユニットとの間で制御フレームを送受信する期間を経て、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える。

このように、宅側装置の同期状態を確認してから、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置へのデータフレームの送信を開始する構成により、切り替え処理後の通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

またこの発明の別の局面に係わる局側装置は、１または複数の宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットと、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、切り替え元の上記光回線ユニットの通信相手である上記宅側装置から切り替え先の上記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、上記宅側装置と上記切り替え先の上記光回線ユニットとの同期を保証するための条件が満たされた後、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える。

このように、宅側装置の同期状態を確認してから、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置へのデータフレームの送信を開始する構成により、切り替え処理後の通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

またこの発明の別の局面に係わる局側装置は、１または複数の宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットと、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、上記光回線ユニットおよび上記宅側装置間の通信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備え、上記通信制御部は、切り替え元の上記光回線ユニットの通信相手である上記宅側装置から切り替え先の上記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

このように、宅側装置の同期状態を確認してから、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置へのデータフレームの送信を開始する構成により、切り替え処理後の通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

好ましくは、上記光回線ユニットは、各上記宅側装置から共通の通信回線を介して制御フレームおよびデータフレームを受信し、上記各宅側装置から上記光回線ユニットへの制御フレームおよびデータフレームが時分割多重され、上記通信制御部は、上記通信回線における帯域を上記宅側装置に割り当てる処理を行ない、上記通信制御部は、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理として、上記切り替え先の上記光回線ユニットの通信相手となる上記宅側装置に対して、データフレームを送信するための上記帯域を割り当てる処理を開始する。

このような構成により、各宅側装置から局側装置へのフレームが時分割多重される通信システムにおいて、既存の帯域割り当てを利用した簡易な処理で、宅側装置の同期状態の安定を確認してから、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置へのデータフレームの送信を開始することができる。

好ましくは、上記通信制御部は、上記宅側装置が上記切り替え先の上記光回線ユニットと同期した旨の通知を上記宅側装置から受けた後、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

このような構成により、宅側装置の同期状態が安定したことを正確に判断することができる。

より好ましくは、上記通信制御部は、上記宅側装置が上記切り替え先の上記光回線ユニットと同期したか否かを上記宅側装置に問い合わせる。

このように、局側装置が、宅側装置に対して同期状態を確認する構成により、宅側装置の同期状態が安定したか否かの情報を、より早期かつ確実に取得することができる。

好ましくは、上記光回線ユニットは、各上記宅側装置から共通の通信回線を介して制御フレームおよびデータフレームを受信し、上記各宅側装置から上記光回線ユニットへの制御フレームおよびデータフレームが時分割多重され、上記通信制御部は、上記各宅側装置から受けた上記通信回線における帯域の割り当て要求に基づいて、上記帯域を上記宅側装置に割り当てる処理を行ない、上記通信制御部は、上記切り替え先の上記光回線ユニットの通信相手となる上記宅側装置から上記割り当て要求を所定回数受けると、上記宅側装置がデータフレームを送信するための上記帯域を割り当てる処理を開始する。

このような構成により、各宅側装置から局側装置へのフレームが時分割多重される通信システムにおいて、既存の帯域割り当てを利用した簡易な処理で、宅側装置の同期状態が安定したかどうかを判断することができる。

またこの発明の別の局面に係わる宅側装置は、複数の光回線ユニットを含む局側装置であって、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理を行なう局側装置、と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための通信部と、上記切り替え処理が行なわれ、自己の宅側装置から切り替え先の上記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、自己の宅側装置と上記切り替え先の上記光回線ユニットとの同期を保証するための条件が満たされた後、自己の宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える。

このように、宅側装置の同期状態を確認してから、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置へのデータフレームの送信を開始する構成により、切り替え処理後の通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

またこの発明の別の局面に係わる宅側装置は、複数の光回線ユニットを含む局側装置であって、運用系の上記光回線ユニットから待機系の上記光回線ユニットへの切り替え処理を行なう局側装置、と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための通信部と、上記切り替え処理が行なわれ、自己の宅側装置から切り替え先の上記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、自己の宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、自己の宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える。

このように、宅側装置の同期状態を確認してから、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置へのデータフレームの送信を開始する構成により、切り替え処理後の通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

好ましくは、上記宅側装置は、他の宅側装置とともに共通の通信回線を介して時分割多重により制御フレームおよびデータフレームを上記光回線ユニットへ送信し、上記通信制御部は、上記通信回線における帯域の自己の上記宅側装置への割り当てを上記局側装置に要求する処理を行ない、上記通信制御部は、上記宅側装置から上記切り替え先の上記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理として、自己の上記宅側装置が上記切り替え先の上記光回線ユニットへデータフレームを送信するための上記帯域を上記局側装置に要求する処理を開始する。

このような構成により、各宅側装置から局側装置へのフレームが時分割多重される通信システムにおいて、既存の帯域割り当てを利用した簡易な処理で、宅側装置の同期状態が安定してから、切り替え先の光回線ユニットから宅側装置へのデータフレームの送信を開始することができる。

本発明によれば、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る局側装置におけるＯＳＵの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＯＮＵの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る同期処理部における受信クロックリカバリ回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る同期処理部における送信クロックリカバリ回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、切り替え先ＯＳＵが帯域割り当てを開始する動作手順の一例を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、切り替え先ＯＳＵが帯域割り当てを開始する動作手順の一例を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵが帯域割り当て要求を開始する動作手順の一例を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵが帯域割り当て要求を開始する動作手順の一例を定めたフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムが局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当てを開始する動作手順の一例を定めたフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。

図１を参照して、ＰＯＮシステム３０１は、局側装置１０１と、光ファイバであるＮ本のＰＯＮ回線１〜Ｎ（２０３−１〜２０３−Ｎ）と、Ｎ個の光カプラ２０４−１〜２０４−Ｎと、複数のＯＮＵ２０２とを備える。局側装置１０１は、光回線ユニット（以下、ＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）とも称する）１〜Ｎ＋１（１２−１〜１２−Ｎ＋１）と、光スイッチ１４と、局側装置１０１の全体的な制御を行なう全体制御部（切り替え制御部）１１とを含む。ここで、Ｎは１以上の整数である。また、ＯＮＵから上位ネットワーク（以下「アップリンク」とも称する。）への方向を上り方向と称し、アップリンクからＯＮＵへの方向を下り方向と称する。

ここでは、ＰＯＮシステム３０１において、各ＰＯＮ回線は１０ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮである１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応しており、アップリンクは１０ギガビット／秒の通信速度を実現するイーサネット（登録商標）に対応すると仮定して説明する。また、ＭＰＣＰフレームによってＯＮＵの登録、離脱、ＯＮＵへの帯域割り当て、およびＯＮＵからの帯域要求が行なわれると仮定して説明する。なお、ＰＯＮシステム３０１は、ＧＥ−ＰＯＮであってもよい。

局側装置１０１は、１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応するＰＯＮ回線を複数回線収容する。１本のＰＯＮ回線には１または複数のＯＮＵが接続される。局側装置１０１は、これらのＰＯＮ回線からのデータを１または複数の通信回線を有するアップリンクに多重する。また、局側装置１０１は、アップリンクからのデータを振り分けて各ＰＯＮ回線における各ＯＮＵへ送信する。また、局側装置１０１は、ＰＯＮ回線の上り帯域および下り帯域を各ＯＮＵに割り当てる。たとえば、各ＯＮＵから局側装置１０１への上り光信号はバースト信号であり、局側装置１０１から各ＯＮＵへの下り光信号は連続的な信号である。ＰＯＮシステム３０１では、各ＯＮＵ２０２から局側装置１０１への光信号が時分割多重される。

具体的には、局側装置１０１は、Ｎ本のＰＯＮ回線１〜Ｎに接続され、このＮ本のＰＯＮ回線を終端する。各ＯＳＵは、ＰＯＮ回線に対応して設けられ、配下のＯＮＵすなわち対応のＰＯＮ回線に接続された１または複数のＯＮＵとフレームを送受信する。ＰＯＮ回線１〜Ｎは、光カプラ２０４−１〜２０４−Ｎにそれぞれ接続されており、これらの光カプラを介して各ＯＮＵ２０２に接続されている。

局側装置１０１は、たとえば、Ｎ：１の冗長構成を有している。すなわち、Ｎ＋１個のＯＳＵのうち、ＯＳＵ１〜Ｎが運用系（現用）ＯＳＵであり、ＯＳＵ Ｎ＋１が待機系（予備）ＯＳＵである。なお、局側装置１０１は、２個以上の待機系ＯＳＵを含む構成であってもよい。

ＯＳＵ１２は、配下の各ＯＮＵ２０２とバースト信号である制御フレームおよびデータフレームを送受信する。上り方向において、ＯＳＵ１２は、配下の各ＯＮＵ２０２から共通のＰＯＮ回線を介して制御フレームおよびデータフレームを受信し、各ＯＮＵ２０２からＯＳＵ１２への制御フレームおよびデータフレームが時分割多重される。すなわち、ＯＮＵ２０２は、他のＯＮＵ２０２とともに共通のＰＯＮ回線を介して時分割多重により制御フレームおよびデータフレームをＯＳＵ１２へ送信する。

また、ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１から受信した光信号から受信クロックを抽出する受信リカバリ処理を行なう。また、ＯＮＵ２０２は、受信リカバリ処理によって抽出された受信クロックに同期する送信クロックを生成するとともに、局側装置１０１へ送信すべきデータを、生成した送信クロックのタイミングに従って局側装置１０１へ送信する送信リカバリ処理を行なう。

また、ＯＳＵ１２は、各ＯＮＵ２０２から受信した上りフレームの一部または全部をアップリンクへ送信するとともに、アップリンクから受信した下りフレームの一部または全部を各ＯＮＵ２０２へ送信する。

全体制御部１１は、ＯＮＵ２０２とフレームを送受信すべきＯＳＵ１２を、運用系のＯＳＵ１２から待機系のＯＳＵ１２へ切り替える切り替え処理を行なう。

光スイッチ１４は、全体制御部１１からの指示に従い、Ｎ＋１個のＯＳＵ１〜Ｎ＋１（１２−１〜１２−Ｎ＋１）と、Ｎ本のＰＯＮ回線１〜Ｎ（２０３−１〜２０３−Ｎ）との間の通信経路を切り替える。

図２は、本発明の実施の形態に係る局側装置におけるＯＳＵの構成を示す図である。

図２を参照して、ＯＳＵ１２は、アップリンクＩＦ（Interface）部３１と、制御ＩＦ部３２と、受信処理部３３と、送信処理部３４と、ＰＯＮ送受信部３５と、ＰＯＮ制御部（通信制御部）３６と、上りフレームを蓄積するＦＩＦＯ３７と、下りフレームを蓄積するＦＩＦＯ３８と、クロック生成部３９とを含む。なお、以下で説明するＰＯＮ制御部３６の動作の一部または全部を、全体制御部１１が行なう構成であってもよいし、ＰＯＮ制御部３６自体がＯＳＵ１２の外部に設けられてもよい。

クロック生成部３９は、たとえばＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）を含み、ＯＳＵ１２における各部が動作するためのクロックを生成する。

すなわち、局側装置１０１では、複数のＯＳＵ１２の各々は、クロックを生成するための別個のクロック生成部３９を有する。ＯＳＵ１２は、このクロックのタイミングに従って時刻情報すなわちタイムスタンプを生成し、タイムスタンプに従ってフレームを送受信する。また、ＯＳＵ１２は、時刻情報をフレームに含めて配下の各ＯＮＵ２０２へ送信する。

ＰＯＮ送受信部３５は、ＰＯＮ線路の親局側起点として、ＰＯＮ回線である１本の光ファイバと光スイッチ１４を介して接続される。ＰＯＮ送受信部３５は、この光ファイバを介して各ＯＮＵと双方向通信が行なえるように、特定の波長、たとえば１３１０ｎｍ帯の上り光信号を受信し、電気信号に変換して受信処理部３３へ出力するとともに、送信処理部３４から受けた電気信号を別波長の下り光信号に変換して送信する。たとえば、ＰＯＮ送受信部３５は、送信処理部３４から受けた１０Ｇｂｐｓの電気信号を１５７０ｎｍ帯の下り光信号に変換して送信する。

受信処理部３３は、ＰＯＮ送受信部３５から受けた電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じてＰＯＮ制御部３６またはＦＩＦＯ３７にフレームを振り分ける。具体的には、データフレームをＦＩＦＯ３７へ出力し、制御フレームをＰＯＮ制御部３６へ出力する。

また、受信処理部３３は、どのロジカルリンクからフレームをいつ受信するかを示すグラント情報を送信処理部３４から受けて、バースト受信を支援するための制御信号をＰＯＮ送受信部３５へ出力してもよい。また、受信処理部３３は、このグラント情報を受けて、当該グラント情報に示されていない受信フレームをフィルタリングする、すなわち廃棄するようにしてもよい。

アップリンクＩＦ部３１は、ＦＩＦＯ３７に蓄積された上りフレームをアップリンクへ送信する。また、アップリンクＩＦ部３１は、アップリンクからフレームを受信すると、当該フレームが通常のデータフレームである場合にはＦＩＦＯ３８へ出力し、当該フレームが制御フレームである場合にはＰＯＮ制御部３６へ出力する。

アップリンクＩＦ部３１は、ＰＯＮ制御部３６から制御フレームを受けた場合には、ＦＩＦＯ３７からのフレーム列の合間において、当該制御フレームをＦＩＦＯ３７からのフレームよりも優先してアップリンクへ出力する。

送信処理部３４は、ＦＩＦＯ３８またはＰＯＮ制御部３６が送信すべきフレームを有する場合、優先順位に従ってそのフレームを受け取り、ＰＯＮ送受信部３５へ出力する。

ＰＯＮ制御部３６は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭなど、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する局側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている各ＯＮＵとＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、ＯＮＵの登録、離脱および帯域割り当てを含めた上りアクセス制御、下りアクセス制御、ならびにＯＮＵの運用管理などを行なう。

たとえば、ＰＯＮ制御部３６は、各ＯＮＵ２０２から受けたＰＯＮ回線における上り帯域の割り当て要求に基づいて、ＰＯＮ回線における上り帯域を各ＯＮＵ２０２に割り当てる。具体的には、ＰＯＮ制御部３６は、ＯＮＵ２０２から受けたＰＯＮ回線における帯域の割り当て要求を示すレポートフレームに基づいて、ＰＯＮ回線における帯域をＯＮＵ２０２に割り当てる、すなわちグラントを示すゲートフレームをＯＮＵ２０２へ送信する。ＰＯＮ制御部３６は、ゲートフレームを用いて、ＯＮＵ２０２に対して、上りフレームの送信開始タイミングおよび送信可能データ長を通知する。

制御ＩＦ部３２は、全体制御部１１からの指示に基づいて、アップリンクＩＦ部３１、受信処理部３３、送信処理部３４、ＰＯＮ送受信部３５およびＰＯＮ制御部３６への設定を行ない、これら各ユニットの状態を全体制御部１１に通知する。また、これら各ユニットに異常が発生した場合は、全体制御部１１からの指示に依らず、異常が発生したユニットの状態を全体制御部１１に通知する。全体制御部１１は、たとえばこれらの情報に基づいて、ＯＳＵ１２の冗長切り替えを行なってもよい。

図３は、本発明の実施の形態に係るＯＮＵの構成を示す図である。

図３を参照して、ＯＮＵ２０２は、光トランシーバ２１と、ＰＯＮ受信処理部（通信部）２２と、バッファメモリ２３と、ＵＮＩ送信処理部２４と、ＵＮＩ（User Network Interface）ポート２５と、ＵＮＩ受信処理部２６と、バッファメモリ２７と、ＰＯＮ送信処理部（通信部）２８と、制御部（通信制御部）２９と、ロック判定回路４３と、ロックカウンタ４４とを備える。ＰＯＮ受信処理部２２は、受信クロックリカバリ回路（受信ＣＤＲ(Clock and Data Recovery)）４１を含む。ＰＯＮ送信処理部２８は、送信クロックリカバリ回路（送信ＣＤＲ）４２を含む。受信クロックリカバリ回路４１および送信クロックリカバリ回路４２により、同期処理部４５が構成される。

ＰＯＮ受信処理部２２およびＰＯＮ送信処理部２８は、光トランシーバ２１経由で局側装置１０１と制御フレームおよびデータフレームを送受信する。

より詳細には、光トランシーバ２１は、局側装置１０１から送信される下り光信号を電気信号に変換してＰＯＮ受信処理部２２へ出力する。

ＰＯＮ受信処理部２２は、光トランシーバ２１から電気信号を受けて、当該電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じて制御部２９またはＵＮＩ送信処理部２４にフレームを振り分ける。具体的には、ＰＯＮ受信処理部２２は、データフレームをバッファメモリ２３経由でＵＮＩ送信処理部２４へ出力し、制御フレームを制御部２９へ出力する。

ＵＮＩ送信処理部２４は、ＰＯＮ受信処理部２２から受けたデータフレームをＵＮＩポート２５経由で図示しないパーソナルコンピュータ等のユーザ端末へ送信する。

ＵＮＩ受信処理部２６は、ＵＮＩポート２５経由でユーザ端末から受信したデータフレームをバッファメモリ２７経由でＰＯＮ送信処理部２８へ出力する。

制御部２９は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭ等、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する宅側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている局側装置１０１とＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、アクセス制御等の各種制御を行なう。制御部２９は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、バッファメモリ２７経由でＰＯＮ送信処理部２８へ出力する。

ＰＯＮ送信処理部２８は、ＵＮＩ受信処理部２６から受けたデータフレームおよび制御部２９から受けた制御フレームを光トランシーバ２１へ出力する。

光トランシーバ２１は、ＰＯＮ送信処理部２８から受けた電気信号を上り光信号に変換して局側装置１０１へ送信する。

同期処理部４５は、自己のＯＮＵ２０２を局側装置１０１に同期させる同期処理を行なう。同期処理部４５は、局側装置１０１から受信した下り光信号に基づいて、自己のＯＮＵ２０２が局側装置１０１と同期して動作するための基準タイミング信号たとえばクロックを生成する。ＯＮＵ２０２における各ユニットは、同期処理部４５によって生成されたクロックのタイミングに従って動作する。

より詳細には、受信クロックリカバリ回路４１は、ＰＬＬ回路を含み、ＰＬＬ回路を用いて、局側装置１０１から受信した信号から受信クロックを抽出する。

送信クロックリカバリ回路４２は、ＰＬＬ回路を含み、ＰＬＬ回路を用いて、受信クロックリカバリ回路４１によって抽出された受信クロックに同期する送信クロックを生成するとともに、局側装置１０１へ送信すべきデータを、生成した送信クロックでリタイミングする。

具体的には、受信クロックリカバリ回路４１は、光トランシーバ２１から受けた電気信号に基づいて、基準タイミング信号である受信クロックを生成する。受信クロックリカバリ回路４１は、光トランシーバ２１から受けた電気信号である受信バースト信号を、受信クロックを用いてサンプリングする、すなわち、受信バースト信号を、受信クロックのタイミングでサンプリングして出力する。また、受信クロックリカバリ回路４１は、受信クロックを送信クロックリカバリ回路４２へ出力する。

送信クロックリカバリ回路４２は、受信クロックリカバリ回路４１から受けた受信クロックに基づいて、基準タイミング信号である送信クロックを生成する。送信クロックリカバリ回路４２は、ＵＮＩ受信処理部２６から受けたデータフレームおよび制御部２９から受けた制御フレームを、送信クロックを用いてリタイミングする、すなわち、フレームを、送信クロックのタイミングに従って出力する。

ロック判定回路４３は、たとえば、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路における位相比較結果を示す位相差信号、および送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路における位相比較結果を示す位相差信号に基づいて、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路のロック状態、および送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路のロック状態をそれぞれ監視する。

ロック判定回路４３は、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路および送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路がロック状態になると、ロックカウンタ４４のカウント動作を開始させる。そして、ロック判定回路４３は、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路または送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路がアンロック状態になると、ロックカウンタ４４のカウント動作を停止させ、ロックカウンタ４４のカウント値をリセットする。

ここで、ロック状態とは、たとえば、局側装置１０１からの下り光信号の周波数と受信クロックの周波数または送信クロックの周波数とのずれが閾値より小さい状態であり、かつ、局側装置１０１からの下り光信号の位相と受信クロックの位相または送信クロックの位相とのずれが閾値より小さい状態である。アンロック状態とは、上記に該当しない状態である。

制御部２９は、ロックカウンタ４４のカウント値を参照する。また、ロック判定回路４３は、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路がロック状態になった旨および送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路がロック状態になった旨を制御部２９に通知することも可能である。

図４は、本発明の実施の形態に係る同期処理部における受信クロックリカバリ回路の構成を示す図である。

図４を参照して、受信クロックリカバリ回路４１は、分周回路５４と、サンプリング回路５５と、逓倍回路５６と、周波数比較器５７と、ＰＬＬ回路５８とを含む。ＰＬＬ回路５８は、位相比較器５１と、チャージポンプ＆ループフィルタ５２と、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator）５３とを含む。

ＰＬＬ回路５８は、光トランシーバ２１から受けた受信バースト信号のタイミングを基準に、ＶＣＸＯ５３を制御する。より詳細には、ＰＬＬ回路５８は、ＶＣＸＯ５３を含み、光トランシーバ２１から受けた受信バースト信号、およびＯＮＵ２０２において生成される参照クロックに基づいて制御電圧ＶＣを生成し、ＶＣＸＯ５３に供給する。これにより、ＰＬＬ回路５８は、光トランシーバ２１から受けた受信バースト信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ受信バースト信号に同期する受信クロックを生成する。

具体的には、ＰＬＬ回路５８において、位相比較器５１は、受信バースト信号の位相とＶＣＸＯ５３の出力信号の位相とを比較し、比較結果を示す位相差信号をチャージポンプ＆ループフィルタ５２へ出力する。

チャージポンプ＆ループフィルタ５２の時定数により、ＰＬＬ回路５８の追従性が設定される。具体的には、高調波などの高い周波数成分を持つノイズに対してはＰＬＬ回路５８が追従しないように、チャージポンプ＆ループフィルタ５２の時定数が設定される。

ＶＣＸＯ５３は、発振信号を生成して出力する。ＶＣＸＯ５３は、チャージポンプ＆ループフィルタ５２を通過した位相差信号を制御電圧ＶＣとして受けて、制御電圧ＶＣに応じて発振信号の周波数を変更する。ＶＣＸＯ５３から出力された発振信号は、位相比較器５１および分周回路５４へ出力される。

分周回路５４は、ＶＣＸＯ５３から受けた発振信号を分周し、受信クロックとして出力する。

サンプリング回路５５は、分周回路５４から受けた受信クロックに応答して、光トランシーバ２１からの受信バースト信号を保持するとともに受信データとして出力する。ＰＯＮ受信処理部２２は、この受信データからフレームを再構成する。

逓倍回路５６は、ＯＮＵ２０２において生成される参照クロックを所定数倍したクロックを出力する。

周波数比較器５７は、逓倍回路５６から受けたクロックおよび分周回路５４から受けた受信クロックを比較し、これらのクロックの周波数差を示す周波数差信号をチャージポンプ＆ループフィルタ５２へ出力する。

周波数比較器５７からチャージポンプ＆ループフィルタ５２へ出力される周波数差信号により、逓倍回路５６から出力されるクロックの周波数に受信クロックの周波数が一致するように、制御電圧ＶＣが調整される。

図５は、本発明の実施の形態に係る同期処理部における送信クロックリカバリ回路の構成を示す図である。

図５を参照して、送信クロックリカバリ回路４２は、分周回路６４と、リタイミング回路６５と、逓倍回路６６と、周波数比較器６７と、ＰＬＬ回路６８とを含む。ＰＬＬ回路６８は、位相比較器６１と、チャージポンプ＆ループフィルタ６２と、ＶＣＸＯ６３とを含む。

ＰＬＬ回路６８は、受信クロックリカバリ回路４１から受けた受信クロックのタイミングを基準に、ＶＣＸＯ６３を制御する。より詳細には、ＰＬＬ回路６８は、ＶＣＸＯ６３を含み、受信クロックリカバリ回路４１から受けた受信クロック、およびＯＮＵ２０２において生成される参照クロックに基づいて制御電圧ＶＣを生成し、ＶＣＸＯ６３に供給する。これにより、ＰＬＬ回路６８は、受信クロックリカバリ回路４１から受けた受信クロックの周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ受信クロックに同期する送信クロックを生成する。

具体的には、ＰＬＬ回路６８において、位相比較器６１は、受信クロックの位相とＶＣＸＯ６３の出力信号の位相とを比較し、比較結果を示す位相差信号をチャージポンプ＆ループフィルタ６２へ出力する。

チャージポンプ＆ループフィルタ６２の時定数により、ＰＬＬ回路６８の追従性が設定される。具体的には、高調波などの高い周波数成分を持つノイズに対してはＰＬＬ回路６８が追従しないように、チャージポンプ＆ループフィルタ６２の時定数が設定される。

ＶＣＸＯ６３は、発振信号を生成して出力する。ＶＣＸＯ６３は、チャージポンプ＆ループフィルタ６２を通過した位相差信号を制御電圧ＶＣとして受けて、制御電圧ＶＣに応じて発振信号の周波数を変更する。ＶＣＸＯ６３から出力された発振信号は、位相比較器６１および分周回路６４へ出力される。

分周回路６４は、ＶＣＸＯ６３から受けた発振信号を分周し、送信クロックとして出力する。

リタイミング回路６５は、分周回路６４から受けた送信クロックに応答して、バッファメモリ２７からのデータフレームまたは制御フレームである送信データを保持するとともに出力する。光トランシーバ２１は、リタイミング回路６５から出力される送信データを上り光信号に変換して局側装置１０１へ送信する。

逓倍回路６６は、ＯＮＵ２０２において生成される参照クロックを所定数倍したクロックを出力する。

周波数比較器６７は、逓倍回路６６から受けたクロックおよび分周回路６４から受けた送信クロックを比較し、これらのクロックの周波数差を示す周波数差信号をチャージポンプ＆ループフィルタ６２へ出力する。

周波数比較器６７からチャージポンプ＆ループフィルタ６２へ出力される周波数差信号により、逓倍回路６６から出力されるクロックの周波数に送信クロックの周波数が一致するように、制御電圧ＶＣが調整される。

ここで、送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路６８の時定数Ｔ２は、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路５８の時定数Ｔ１よりも大きくなるように設定される。たとえば、時定数Ｔ１は、数十マイクロ秒〜数百マイクロ秒であり、時定数Ｔ２は、数ミリ秒〜数十ミリ秒である。

時定数Ｔ１，Ｔ２をこのように設定することにより、局側装置１０１からの下り光信号の受信マージンを大きくするとともに、局側装置１０１への上り光信号の周波数精度を高めることができる。

すなわち、同期処理部４５の状態には、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路５８および送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路６８がアンロック状態である未同期状態と、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路５８がロック状態であり、かつ送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路６８がアンロック状態である準同期状態と、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路５８および送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路６８がロック状態である同期完了状態とがある。同期処理部４５の状態は、準同期状態を経て未同期状態から同期完了状態へ遷移する。

図６は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。

図６を参照して、ＯＳＵは、登録済のＯＮＵから帯域要求を示すレポートフレームを送信させ、その後、帯域要求のあったＯＮＵに１または複数のデータフレームを送信させる。ＯＳＵは、ＯＮＵにレポートフレームを送信させる前に、ＯＮＵごとに一つのゲートフレームを作成してＯＮＵへ送信することにより、ＯＮＵにレポートフレームの送信を指示する。また、ＯＳＵは、ＯＮＵにデータフレームを送信させる場合には、１つのゲートフレームによってレポートフレームおよびデータフレームの送信を指示する。以後、ＯＳＵは、これらの動作を予め決められた周期すなわち帯域割り当て周期で繰り返す。

ここで、ＰＯＮシステム３０１において、局側装置１０１におけるＯＳＵ１２の冗長切り替え（以下、ＯＳＵ冗長切り替えとも称する。）が発生する場合を考える。

前述のように、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路５８の時定数Ｔ１は、送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路６８の時定数Ｔ２よりも小さい値に設定される。

この場合、送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路６８がロック状態となる前に、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路５８がロック状態となる。すなわち、ＰＯＮ送信処理部２８がＯＳＵ１２と同期する前に、ＰＯＮ受信処理部２２は、ＯＳＵ１２と同期し、ＯＳＵ１２からの下りフレームを受信することが可能となる。

ＰＯＮ送信処理部２８がＯＳＵ１２と同期する前に、ＰＯＮ受信処理部２２がゲートフレームを受信した場合、ＰＯＮ送信処理部２８は、ＯＳＵ１２と同期する前に、制御部２９の作成したレポートフレームをＯＳＵ１２へ送信する。

ＯＳＵ１２は、ＯＮＵ２０２からレポートフレームを受信すると、ゲートフレームを当該ＯＮＵ２０２へ送信する。

そして、ＯＮＵ２０２は、ＯＳＵ１２から受信したゲートフレームに基づいて、データフレームをＯＳＵ１２へ送信する。

このような場合、ＯＳＵ１２は、ＯＮＵ２０２からのフレームを受信できない可能性がある。その理由は、たとえば以下の通りである。すなわち、ＯＳＵ１２は、ＯＮＵ２０２からのフレームであるバースト信号の先頭部分を用いて、当該バースト信号を受信するためのクロックの周波数および位相を決定する。

ＯＮＵ２０２におけるＰＯＮ送信処理部２８が、ＯＳＵ１２と同期する前に上りフレームをＯＳＵ１２へ送信した場合、バースト信号の先頭部分と末尾部分とでＯＮＵ２０２における送信クロックの周波数が異なる場合がある。

制御フレーム等、バースト信号のデータ長が比較的短い場合には、バースト信号の先頭部分と末尾部分とで送信クロックの周波数のずれが小さいことから、ＯＳＵ１２は、当該バースト信号を受信できる可能性が高い。

一方、データフレーム等、バースト信号のデータ長が比較的長い場合には、バースト信号の先頭部分と末尾部分とで送信クロックの周波数のずれが大きくなることから、ＯＳＵ１２において、当該バースト信号の末尾部分について受信エラーが発生し、通信データが欠損する可能性が高い。

そこで、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、以下のような動作により、上記問題点を解決する。

すなわち、ＯＳＵ１２において、ＰＯＮ制御部３６は、運用系のＯＳＵ１２から待機系のＯＳＵ１２への切り替え処理が行なわれた後、ＯＮＵ２０２と切り替え先ＯＳＵとの間で制御フレームを送受信する期間を経て、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

より詳細には、ＰＯＮ制御部３６は、切り替え元ＯＳＵの通信相手であるＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへ制御フレームを送信可能な状態において、当該ＯＮＵ２０２と切り替え先ＯＳＵとの同期を保証するための条件が満たされた後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

言い換えれば、ＰＯＮ制御部３６は、切り替え元ＯＳＵの通信相手であるＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへ制御フレームを送信可能な状態において、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

たとえば、ＰＯＮ制御部３６は、ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理として、切り替え先ＯＳＵの通信相手となるＯＮＵ２０２に対して、データフレームを送信するための帯域を割り当てる処理を開始する。

次に、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムがＯＳＵ冗長切り替えおよびＯＮＵに対する帯域割り当て処理を行なう際の動作について図面を用いて説明する。

［動作］
図７は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。

図７を参照して、切り替え先ＯＳＵは、ＯＳＵ冗長切り替え後、所定時間経過後にＭＰＣＰフレームの送信を開始する。すなわち、ＯＳＵ１２において、ＰＯＮ制御部３６は、運用系のＯＳＵ１２から待機系のＯＳＵ１２への切り替え処理が行なわれてから所定時間経過後に、ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

より詳細には、切り替え先ＯＳＵは、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれてから時間Ｔｗが経過するまで、ＯＮＵ２０２に対する帯域割り当てを停止する、具体的には、ＯＮＵ２０２へのゲートフレームの送信を行なわない。ここで、時間Ｔｗは、たとえば複数の帯域割り当て周期に相当する時間である。

次に、切り替え先ＯＳＵは、時間Ｔｗが経過すると、ＯＮＵ２０２に対する帯域割り当てを開始する。すなわち、切り替え先ＯＳＵは、ゲートフレームＧａを作成してＯＮＵ２０２へ送信することにより、ＯＮＵ２０２にレポートフレームＲａの送信を指示する。

次に、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームＧａに基づいて、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームＲａを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

次に、切り替え先ＯＳＵは、ＯＮＵ２０２から受信したレポートフレームＲａに基づいて、ＯＮＵ２０２が送信可能なフレームのデータ長を示すゲートフレームＧｂをＯＮＵ２０２へ送信する。

次に、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームＧｂに基づいて、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームＲｂを切り替え先ＯＳＵへ送信するとともに、ゲートフレームＧｂの示すデータ長に応じた量のデータフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

以降、切り替え先ＯＳＵおよびＯＮＵ２０２間でゲートフレーム、レポートフレームおよびデータフレームの送受信が行なわれる。

図８は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、切り替え先ＯＳＵが帯域割り当てを開始する動作手順の一例を定めたフローチャートである。

図８を参照して、まず、ＯＳＵ冗長切り替えが発生すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、切り替え先ＯＳＵは、配下のＯＮＵ２０２に対する帯域割り当ての開始を保留するとともに（ステップＳ２）、当該ＯＮＵ２０２において自己との同期が確立したか否かを判断する（ステップＳ３）。

切り替え先ＯＳＵは、配下のＯＮＵ２０２において自己との同期が確立したと判断するまで（ステップＳ３でＮＯ）、当該ＯＮＵ２０２に対する帯域割り当ての開始保留を継続する（ステップＳ２）。

一方、切り替え先ＯＳＵは、配下のＯＮＵ２０２において自己との同期が確立したと判断すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、当該ＯＮＵ２０２に対する帯域割り当てを開始する（ステップＳ４）。たとえば、図７に示す例では、切り替え先ＯＳＵは、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれてから時間Ｔｗが経過したことにより、配下のＯＮＵ２０２において自己との同期が確立したと判断する。

図９は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。

図９を参照して、切り替え先ＯＳＵは、ＯＳＵ冗長切り替え後、所定時間経過後にデータフレーム用の帯域割り当てを開始する。すなわち、ＯＳＵ１２において、ＰＯＮ制御部３６は、運用系のＯＳＵ１２から待機系のＯＳＵ１２への切り替え処理が行なわれてから所定時間経過後に、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

より詳細には、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれると、切り替え先ＯＳＵは、ＯＮＵ２０２に対する制御フレーム用の帯域割り当てを開始する一方で、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれてから時間Ｔｗが経過するまで、ＯＮＵ２０２に対するデータフレーム用の帯域割り当てを停止する。ここで、時間Ｔｗは、たとえば複数の帯域割り当て周期に相当する時間である。

たとえば、ＯＳＵ１２におけるＰＯＮ制御部３６は、データ用帯域割り当て許可フラグを有する。そして、ＰＯＮ制御部３６は、データ用帯域割り当て許可フラグを無効から有効にすることで、ＯＮＵ２０２に対するデータフレーム用の帯域割り当てを開始する。

具体的には、たとえばＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３−２００８規格に従うＰＯＮシステムでは、ＰＯＮ制御部３６は、データ用帯域割り当て許可フラグが無効である場合、グラント数が１を示し、かつグラントとしてＦｏｒｃｅＲｅｐｏｒｔＦｌａｇフィールドが有効かつグラント長がレポートフレームのデータ長を示すゲートフレームをＯＮＵ２０２へ送信する。すなわち、ＰＯＮ制御部３６は、ＯＮＵ２０２がレポートフレームを送信するのに必要な帯域のみをＯＮＵ２０２に割り当てる。

このとき、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームに基づいて、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信するが、データフレーム用の帯域が割り当てられないため、切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信は行なわない状態となる。

次に、切り替え先ＯＳＵは、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれてから時間Ｔｗが経過すると、ＯＮＵ２０２に対するデータフレーム用の帯域割り当てを開始する。すなわち、切り替え先ＯＳＵは、時間Ｔｗが経過するまでにＯＮＵ２０２から受信していたレポートフレームに基づいて、ＯＮＵ２０２が送信可能なフレームのデータ長を示すゲートフレームＧａをＯＮＵ２０２へ送信する。

次に、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームＧａに基づいて、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームＲａを切り替え先ＯＳＵへ送信するとともに、ゲートフレームＧａの示すデータ長に応じた量のデータフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

以降、切り替え先ＯＳＵおよびＯＮＵ２０２間でゲートフレーム、レポートフレームおよびデータフレームの送受信が行なわれる。

図１０は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。

ＯＳＵ１２において、ＰＯＮ制御部３６は、ＯＮＵ２０２における同期処理の完了を示す情報を取得すると、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

より詳細には、ＰＯＮ制御部３６は、ＯＮＵ２０２が切り替え先ＯＳＵと同期した旨の通知をＯＮＵ２０２から受けた後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

たとえば、ＰＯＮ制御部３６は、ＯＮＵ２０２が切り替え先ＯＳＵと同期したか否かを当該ＯＮＵ２０２に問い合わせる。

具体的には、図１０を参照して、切り替え先ＯＳＵは、ＯＳＵ冗長切り替え後、専用の拡張ＯＡＭフレームをＯＮＵ２０２との間で送受信することにより、ＯＮＵ２０２の同期状態を判断する。

より詳細には、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれると、切り替え先ＯＳＵは、ＯＮＵ２０２に対する制御フレーム用の帯域割り当てを開始する一方で、ＯＮＵ２０２において自己との同期状態が安定したと判断するまで、ＯＮＵ２０２に対するデータフレーム用の帯域割り当てを停止する。

このとき、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームに基づいて、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信するが、データフレーム用の帯域が割り当てられないため、切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信は行なわない状態となる。

ここで、切り替え先ＯＳＵは、たとえば、ゲートフレームＧａに対するレポートフレームＲａをＯＮＵ２０２から受信した後、ゲートフレームＧｂとともに拡張ＯＡＭフレームＦ１をＯＮＵ２０２へ送信する。ここで、拡張ＯＡＭフレームＦ１は、ＯＮＵ２０２の同期状態を報告する要求を示す。また、ゲートフレームＧｂは、たとえば、レポートフレームおよび拡張ＯＡＭフレームのデータ長の合計を示している。

次に、ＯＮＵ２０２は、レポートフレームＧｂおよび拡張ＯＡＭフレームＦ１を受信して、レポートフレームＲｂおよび拡張ＯＡＭフレームＦ２を切り替え先ＯＳＵへ送信する。ここで、拡張ＯＡＭフレームＦ２は、ＯＮＵ２０２の同期処理が完了していない旨を示しているものとする。

具体的には、ＯＮＵ２０２における制御部２９は、ロックカウンタ４４のカウント値を参照し、当該カウント値が所定値未満である場合、ＯＮＵ２０２の同期処理が完了していない旨を示す拡張ＯＡＭフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

次に、切り替え先ＯＳＵは、レポートフレームＲｂおよび拡張ＯＡＭフレームＦ２を受信して、ゲートフレームＧｃをＯＮＵ２０２へ送信する。ここで、レポートフレームＧｃは、たとえば、レポートフレームおよび拡張ＯＡＭフレームのデータ長の合計を示している。

次に、ＯＮＵ２０２は、レポートフレームＧｃを受信して、レポートフレームＲｃおよび拡張ＯＡＭフレームＦ３を切り替え先ＯＳＵへ送信する。ここで、拡張ＯＡＭフレームＦ３は、ＯＮＵ２０２の同期処理が完了した旨を示しているものとする。

具体的には、ＯＮＵ２０２における制御部２９は、ロックカウンタ４４のカウント値を参照し、当該カウント値が上記所定値以上である場合、ＯＮＵ２０２の同期処理が完了した旨を示す拡張ＯＡＭフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

次に、切り替え先ＯＳＵは、レポートフレームＲｃおよび拡張ＯＡＭフレームＦ３を受信して、ＯＮＵ２０２に対するデータフレーム用の帯域割り当てを開始する。すなわち、切り替え先ＯＳＵは、ＯＮＵ２０２から受信したレポートフレームＲｃに基づいて、ＯＮＵ２０２が送信可能なフレームのデータ長を示すゲートフレームＧｄをＯＮＵ２０２へ送信する。

次に、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームＧｄに基づいて、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームＲｄを切り替え先ＯＳＵへ送信するとともに、ゲートフレームＧｄの示すデータ長に応じた量のデータフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

以降、切り替え先ＯＳＵおよびＯＮＵ２０２間でゲートフレーム、レポートフレームおよびデータフレームの送受信が行なわれる。

図１１は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。

ＰＯＮ制御部３６は、切り替え先ＯＳＵの通信相手となるＯＮＵ２０２から帯域割り当て要求を所定回数受けると、ＯＮＵ２０２がデータフレームを送信するための帯域を割り当てる処理を開始する。

具体的には、図１１を参照して、切り替え先ＯＳＵは、ＯＮＵ２０２からのレポートフレームを所定回数受信すると、データフレーム用の帯域割り当てを開始する。

より詳細には、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれると、切り替え先ＯＳＵは、ＯＮＵ２０２に対する制御フレーム用の帯域割り当てを開始する一方で、ＯＮＵ２０２からレポートフレームＲを所定回数たとえば３回受信するまで、ＯＮＵ２０２に対するデータフレーム用の帯域割り当てを停止する。

このとき、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームＧに基づいて、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームＲを切り替え先ＯＳＵへ送信するが、データフレーム用の帯域が割り当てられないため、切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信は行なわない状態となる。

次に、切り替え先ＯＳＵは、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれた後、ＯＮＵ２０２からレポートフレームＲを所定回数たとえば３回受信すると、ＯＮＵ２０２に対するデータフレーム用の帯域割り当てを開始する。すなわち、切り替え先ＯＳＵは、ＯＮＵ２０２から受信済みのレポートフレームＲに基づいて、ＯＮＵ２０２が送信可能なフレームのデータ長を示すゲートフレームＧａをＯＮＵ２０２へ送信する。

次に、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームＧａに基づいて、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームＲａを切り替え先ＯＳＵへ送信するとともに、ゲートフレームＧａの示すデータ長に応じた量のデータフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

以降、切り替え先ＯＳＵおよびＯＮＵ２０２間でゲートフレーム、レポートフレームおよびデータフレームの送受信が行なわれる。

なお、図１１に示す例では、前述のデータ用帯域割り当て許可フラグを用いることにより、ＯＮＵ２０２から確実にレポートフレームを送信させることができるため、データ用帯域割り当て許可フラグがより有効である。

図１２は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、切り替え先ＯＳＵが帯域割り当てを開始する動作手順の一例を定めたフローチャートである。

図１２を参照して、まず、ＯＳＵ冗長切り替えが発生すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、切り替え先ＯＳＵは、配下のＯＮＵ２０２に対する制御フレーム用の帯域割り当てを開始する一方で、当該ＯＮＵ２０２に対するデータフレーム用の帯域割り当ての開始を保留するとともに（ステップＳ１２）、当該ＯＮＵ２０２において自己との同期が確立したか否かを判断する（ステップＳ１３）。

切り替え先ＯＳＵは、配下のＯＮＵ２０２において自己との同期が確立したと判断するまで、当該ＯＮＵ２０２に対するデータフレーム用の帯域割り当ての開始保留を継続する（ステップＳ１３でＮＯ）。

一方、切り替え先ＯＳＵは、配下のＯＮＵ２０２において自己との同期が確立したと判断すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、当該ＯＮＵ２０２に対するデータフレーム用の帯域割り当てを開始する（ステップＳ１４）。

たとえば、図９に示す例では、切り替え先ＯＳＵは、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれてから時間Ｔｗが経過したことにより、配下のＯＮＵ２０２において自己との同期が確立したと判断する。また、図１０に示す例では、切り替え先ＯＳＵは、同期処理が完了した旨を示す拡張ＯＡＭフレームを配下のＯＮＵ２０２から受信したことにより、当該ＯＮＵ２０２において自己との同期が確立したと判断する。また、図１１に示す例では、切り替え先ＯＳＵは、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれた後、配下のＯＮＵ２０２からレポートフレームを所定回数受信したことにより、当該ＯＮＵ２０２において自己との同期が確立したと判断する。

図７〜図１２に示す動作は、局側装置１０１側でＯＳＵ１２とＯＮＵ２０２との同期を保障する動作である。これらは、動作に矛盾が生じない限り、一部または全部を組み合わせてもよい。

一方、以下の図１３〜図１７に示す動作は、ＯＮＵ２０２側でＯＳＵ１２とＯＮＵ２０２との同期を保障する動作である。これらも、動作に矛盾が生じない限り、一部または全部を組み合わせてもよい。

すなわち、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、以下のような動作により、前述の問題点を解決する。

ＯＮＵ２０２において、制御部２９は、局側装置１０１においてＯＳＵ１２の切り替え処理が行なわれ、自己のＯＮＵ２０２と切り替え先ＯＳＵとの同期を保証するための条件が満たされた後、自己のＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

言い換えれば、制御部２９は、局側装置１０１においてＯＳＵ１２の切り替え処理が行なわれ、自己のＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、自己のＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

たとえば、制御部２９は、ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理として、自己のＯＮＵ２０２が切り替え先ＯＳＵへデータフレームを送信するための帯域を局側装置１０１に要求する処理を開始する。

図１３は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。

ＯＮＵ２０２において、制御部２９は、準同期状態において自己のＯＮＵ２０２が送信するフレームのデータ長を、同期完了状態において自己のＯＮＵ２０２が送信するフレームのデータ長よりも短く抑制する。

すなわち、図１３を参照して、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵとの同期が確立した後、データフレーム用の帯域割り当て要求を開始する、すなわち、送信したいデータフレームのデータ長を加味した値を示すレポートフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

より詳細には、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれると、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵに対する制御フレーム用の帯域割り当て要求を開始する一方で、切り替え先ＯＳＵとの同期処理が完了するまで、切り替え先ＯＳＵに対するデータフレーム用の帯域割り当て要求を停止する。

具体的には、ＯＮＵ２０２における制御部２９は、ロックカウンタ４４のカウント値を参照し、当該カウント値が所定値未満である場合、データフレーム用の帯域割り当て要求を開始しない。この所定値は、たとえば、イーサネット（登録商標）の最大フレーム長である１５２２バイトに相当する値である。

このとき、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームＧに基づいて、レポートフレームのデータ長を示すレポートフレームＲを切り替え先ＯＳＵへ送信するが、データフレーム用の帯域を要求していないため、切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信は行なっていない状態である。

次に、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵとの同期処理が完了すると、切り替え先ＯＳＵに対するデータフレーム用の帯域割り当て要求を開始する。すなわち、ＯＮＵ２０２は、自己が送信したいデータフレームのデータ長を加味した値を示すレポートフレームＲａを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

具体的には、ＯＮＵ２０２における制御部２９は、ロックカウンタ４４のカウント値を参照し、当該カウント値が上記所定値以上である場合、データフレーム用の帯域割り当て要求を開始する。

次に、切り替え先ＯＳＵは、ＯＮＵ２０２から受信したレポートフレームＲａに基づいて、ＯＮＵ２０２が送信可能なフレームのデータ長を示すゲートフレームＧａをＯＮＵ２０２へ送信する。

次に、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームＧａに基づいて、自己が送信したいデータフレームのデータ長を加味した値を示すレポートフレームＲｂを切り替え先ＯＳＵへ送信するとともに、ゲートフレームＧａの示すデータ長に応じた量のデータフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

以降、切り替え先ＯＳＵおよびＯＮＵ２０２間でゲートフレーム、レポートフレームおよびデータフレームの送受信が行なわれる。

図１４は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵが帯域割り当て要求を開始する動作手順の一例を定めたフローチャートである。

図１４を参照して、まず、ＯＮＵ２０２は、ＯＳＵ冗長切り替えが発生した後（ステップＳ２１でＹＥＳ）、受信リカバリ処理が可能になると（ステップＳ２２でＹＥＳ）、切り替え先ＯＳＵに対する制御フレーム用の帯域割り当て要求を開始する一方で、切り替え先ＯＳＵに対するデータフレーム用の帯域割り当て要求開始を保留する（ステップＳ２３）。

具体的には、ＯＮＵ２０２における制御部２９は、ロック判定回路４３からの通知により、受信クロックリカバリ回路４１のＰＬＬ回路５８がアンロック状態からロック状態になったか否かを認識する。

次に、ＯＮＵ２０２は、送信リカバリ処理が可能になるまで、切り替え先ＯＳＵに対するデータフレーム用の帯域割り当て要求の開始保留を継続する（ステップＳ２４でＮＯ）。

一方、ＯＮＵ２０２は、送信リカバリ処理が可能になると（ステップＳ２４でＹＥＳ）、切り替え先ＯＳＵに対するデータフレーム用の帯域割り当て要求を開始する（ステップＳ２５）。

具体的には、ＯＮＵ２０２における制御部２９は、ロック判定回路４３からの通知により、送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路６８がアンロック状態からロック状態になったか否かを認識する。

図１５は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。

図１５を参照して、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵとの同期が確立した後、制御フレーム用およびデータフレーム用の帯域割り当て要求を開始する、すなわち、レポートフレームの切り替え先ＯＳＵへの送信を開始する。

より詳細には、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれた後、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵに対する帯域割り当て要求を保留する、具体的には、切り替え先ＯＳＵへのレポートフレームの送信を行なわない。

このとき、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵからゲートフレームＧを受信するが、切り替え先ＯＳＵへのレポートフレームおよびデータフレームの送信は行なわない状態である。

次に、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵとの同期処理が完了すると、切り替え先ＯＳＵに対する帯域割り当て要求を開始する。すなわち、ＯＮＵ２０２は、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームＲａを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

次に、切り替え先ＯＳＵは、ＯＮＵ２０２から受信したレポートフレームＲａに基づいて、ＯＮＵ２０２が送信可能なフレームのデータ長を示すゲートフレームＧａをＯＮＵ２０２へ送信する。

次に、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームＧａに基づいて、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームＲｂを切り替え先ＯＳＵへ送信するとともに、ゲートフレームＧａの示すデータ長に応じた量のデータフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

以降、切り替え先ＯＳＵおよびＯＮＵ２０２間でゲートフレーム、レポートフレームおよびデータフレームの送受信が行なわれる。

図１６は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当て処理およびデータの流れの一例を示す図である。

図１６を参照して、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵからのゲートフレームを所定回数受信すると、制御フレーム用およびデータフレーム用の帯域割り当て要求を開始する、すなわち、レポートフレームの切り替え先ＯＳＵへの送信を開始する。

より詳細には、ＯＮＵ２０２は、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれた後、切り替え先ＯＳＵからゲートフレームＧを所定回数たとえば３回受信するまで、切り替え先ＯＳＵに対する帯域割り当て要求を保留する、具体的には、切り替え先ＯＳＵへのレポートフレームの送信を行なわない。

このとき、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵからゲートフレームＧを受信するが、切り替え先ＯＳＵへのレポートフレームおよびデータフレームの送信は行なわない状態である。

次に、ＯＮＵ２０２は、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれた後、切り替え先ＯＳＵからゲートフレームＧを所定回数たとえば３回受信すると、切り替え先ＯＳＵに対する帯域割り当て要求を開始する。すなわち、ＯＮＵ２０２は、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームＲａを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

次に、切り替え先ＯＳＵは、ＯＮＵ２０２から受信したレポートフレームＲａに基づいて、ＯＮＵ２０２が送信可能なフレームのデータ長を示すゲートフレームＧａをＯＮＵ２０２へ送信する。

次に、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵから受信したゲートフレームＧａに基づいて、自己が送信したいフレームのデータ長を示すレポートフレームＲｂを切り替え先ＯＳＵへ送信するとともに、ゲートフレームＧａの示すデータ長に応じた量のデータフレームを切り替え先ＯＳＵへ送信する。

以降、切り替え先ＯＳＵおよびＯＮＵ２０２間でゲートフレーム、レポートフレームおよびデータフレームの送受信が行なわれる。

図１７は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵが帯域割り当て要求を開始する動作手順の一例を定めたフローチャートである。

図１７を参照して、まず、ＯＮＵ２０２は、ＯＳＵ冗長切り替えが発生した後（ステップＳ３１でＹＥＳ）、切り替え先ＯＳＵに対する帯域割り当て要求開始を保留するとともに（ステップＳ３２）、自己において切り替え先ＯＳＵとの同期が確立したか否かを判断する（ステップＳ３３）。

ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵとの同期が確立したと判断するまで、切り替え先ＯＳＵに対する帯域割り当て要求の開始保留を継続する（ステップＳ３３でＮＯ）。

一方、ＯＮＵ２０２は、切り替え先ＯＳＵとの同期が確立したと判断すると（ステップＳ３３でＹＥＳ）、切り替え先ＯＳＵに対する帯域割り当て要求を開始する（ステップＳ３４）。

たとえば、図１５に示す例では、ＯＮＵ２０２は、ロックカウンタ４４のカウント値を参照し、当該カウント値が上記所定値以上であることにより、切り替え先ＯＳＵとの同期が確立したと判断する。また、図１６に示す例では、ＯＮＵ２０２は、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれた後、切り替え先ＯＳＵからゲートフレームを所定回数受信したことにより、切り替え先ＯＳＵとの同期が確立したと判断する。

なお、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、局側装置１０１における全体制御部１１が、ＯＳＵ１２の切り替え処理を行ない、ＯＳＵ１２におけるＰＯＮ制御部３６またはＯＮＵ２０２における制御部２９が、ＰＯＮ回線におけるデータフレームの送受信を開始する処理を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。局側装置１０１またはＯＮＵ２０２の代わりに、ＰＯＮシステム３０１における局側装置１０１およびＯＮＵ２０２以外の他の装置が、局側装置１０１にＯＳＵ１２の冗長切り替えを行なわせる制御、およびＰＯＮ回線におけるデータフレームの送受信を許可する処理を行なう構成であってもよい。

より詳細には、ＰＯＮシステム３０１は、切り替え制御部および通信制御部を備える。切り替え制御部は、運用系のＯＳＵ１２から待機系のＯＳＵ１２への切り替え処理を行なう。

通信制御部は、切り替え元ＯＳＵの通信相手であるＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへ制御フレームを送信可能な状態において、当該ＯＮＵ２０２と切り替え先ＯＳＵとの同期を保証するための条件が満たされた後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

言い換えれば、通信制御部は、切り替え元ＯＳＵの通信相手であるＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへ制御フレームを送信可能な状態において、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

図１８は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムが局側装置およびＯＮＵ間の帯域割り当てを開始する動作手順の一例を定めたフローチャートである。

図１８を参照して、まず、ＰＯＮシステム３０１における切り替え制御部は、運用系のＯＳＵ１２から待機系のＯＳＵ１２への切り替え処理を行なう（ステップＳ４１）。

次に、ＰＯＮシステム３０１における通信制御部は、受信リカバリ処理を行なうことが切り替え元のＯＳＵ１２の通信相手であるＯＮＵ２０２において可能となった後（ステップＳ４２でＹＥＳ）、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先のＯＳＵ１２への制御フレームの送信を許可するとともに、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先のＯＳＵ１２へのデータフレームの送信許可を保留する（ステップＳ４３）。

次に、ＰＯＮシステム３０１における通信制御部は、送信リカバリ処理を行なうことが切り替え元のＯＳＵ１２の通信相手であるＯＮＵ２０２において可能となった後（ステップＳ４４でＹＥＳ）、保留したデータフレームの送信を許可する（ステップＳ４５）。

また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵ２０２の同期状態の安定を判断または確認してから開始するデータフレームの送受信は、種々の条件に応じて、上り方向および下り方向の両方とする構成であってもよいし、上り方向のみとする構成であってもよい。たとえば、切り替え先ＯＳＵは、ＯＳＵ冗長切り替えが行なわれた後、ＯＮＵ２０２における送信クロックリカバリ回路４２のＰＬＬ回路６８のロック状態への遷移を待つことなく、下りデータフレームの送信を開始してもよい。

ところで、ＰＯＮシステムにおいて、局側装置およびＯＮＵ間で通信を行なうためには、局側装置とＯＮＵとが同期している必要がある。

具体的には、たとえば、局側装置からの下り光信号に、ＯＮＵが周波数同期および位相同期している必要がある。ここで、周波数同期とは、下り光信号から抽出されるクロックと同じ周波数のクロックのタイミングに従って上り光信号を出力することである。また、位相同期とは、下り光信号から抽出されるクロックと同じ位相のクロックのタイミングに従って上り光信号を出力することである。

局側装置が、ＯＮＵと光信号を送受信するための複数のＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）を備えている場合、運用系のＯＳＵから待機系のＯＳＵへの冗長切り替えにおいて、ＯＮＵは、切り替え先のＯＳＵと新たに同期する必要がある。すなわち、運用系のＯＳＵから待機系のＯＳＵへの冗長切り替えにおいて、ＯＮＵは、切り替え先のＯＳＵからの下り光信号に新たに同期する必要がある。

仮に、運用系のＯＳＵおよび待機系のＯＳＵ間の動作周波数が同一であっても、ＯＳＵおよびＯＮＵ間の光経路長が異なることから、切り替え元ＯＳＵからの下り光信号と切り替え先ＯＳＵからの下り光信号には位相ずれが存在する。このため、ＯＮＵにおける切り替え先のＯＳＵとの同期状態が安定するまでにはある程度の時間を要する。

このように、ＯＮＵにおける切り替え先のＯＳＵとの同期状態が安定するまでにはある程度の時間を要するところ、ＯＮＵの当該同期状態が安定する前に切り替え先のＯＳＵとＯＮＵとの間で通信が開始されると、通信データの欠損が生じてしまう場合がある。

これに対して、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、通信制御部は、切り替え元ＯＳＵの通信相手であるＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへ制御フレームを送信可能な状態において、当該ＯＮＵ２０２と切り替え先ＯＳＵとの同期を保証するための条件が満たされた後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。言い換えれば、通信制御部は、切り替え元ＯＳＵの通信相手であるＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへ制御フレームを送信可能な状態において、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、まず、運用系のＯＳＵ１２から待機系のＯＳＵ１２への切り替え処理を行なう。次に、受信リカバリ処理を行なうことが切り替え元ＯＳＵの通信相手であるＯＮＵ２０２において可能となった後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへの制御フレームの送信を許可するとともに、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信許可を保留する。次に、送信リカバリ処理を行なうことが当該ＯＮＵ２０２において可能となった後、保留したデータフレームの送信を許可する。

また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、ＰＯＮ制御部３６は、運用系のＯＳＵ１２から待機系のＯＳＵ１２への切り替え処理が行なわれた後、ＯＮＵ２０２と切り替え先ＯＳＵとの間で制御フレームを送受信する期間を経て、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。より詳細には、本発明の実施の形態に係る局側装置では、ＰＯＮ制御部３６は、切り替え元ＯＳＵの通信相手であるＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへ制御フレームを送信可能な状態において、当該ＯＮＵ２０２と切り替え先ＯＳＵとの同期を保証するための条件が満たされた後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。言い換えれば、ＰＯＮ制御部３６は、切り替え元ＯＳＵの通信相手であるＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへ制御フレームを送信可能な状態において、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

また、本発明の実施の形態に係るＯＮＵでは、制御部２９は、局側装置１０１においてＯＳＵ１２の切り替え処理が行なわれ、自己のＯＮＵ２０２と切り替え先ＯＳＵとの同期を保証するための条件が満たされた後、自己のＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。言い換えれば、制御部２９は、局側装置１０１においてＯＳＵ１２の切り替え処理が行なわれ、自己のＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、自己のＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

すなわち、冗長切り替え後、ＯＮＵ２０２が新たに収容されるＯＳＵ１２に安定的に同期したことを保証してからＯＳＵ１２およびＯＮＵ２０２間の通信を開始する。

このように、ＯＮＵ２０２における受信器および送信器が切り替え先ＯＳＵの下り光信号に同期してから、すなわちＯＮＵ２０２の同期状態の安定を確認してから、切り替え先ＯＳＵからＯＮＵ２０２へのデータフレームの送信を開始する構成により、ＯＳＵ冗長切り替え後の通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。

したがって、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。

また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、通信制御部は、運用系のＯＳＵ１２から待機系のＯＳＵ１２への切り替え処理が行なわれてから所定時間経過後に、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

このような構成により、ＯＮＵ２０２の同期状態が安定したかどうかを簡易な処理で判断することができる。

また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１から受信した信号を用いて自己を局側装置１０１に同期させる同期処理を行なう。そして、通信制御部は、同期処理の完了を示す情報を取得すると、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

このような構成により、ＯＮＵ２０２の同期状態が安定したことを正確に判断することができる。

また、本発明の実施の形態に係るＯＮＵでは、同期処理部４５は、ＯＮＵ２０２を局側装置１０１に同期させる同期処理を行なう。同期処理部４５の状態には、未同期状態と、準同期状態と、同期完了状態とがある。そして、制御部２９は、準同期状態において自己のＯＮＵ２０２が送信するフレームのデータ長を、同期完了状態において自己のＯＮＵ２０２が送信するフレームのデータ長よりも短く抑制する。

このように、ＯＮＵ２０２における同期処理部４５の同期に関して３つの状態を設け、局側装置１０１へ送信するフレームのデータ長を、同期処理部４５の状態遷移に応じて抑制する構成により、ＯＳＵ冗長切り替え後、ＯＮＵ２０２における送信クロックのずれに伴う通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。

したがって、本発明の実施の形態に係るＯＮＵでは、局側装置の冗長切り替えを行なう際の局側装置および宅側装置間の通信データの欠損を防ぎ、信頼性の高い通信システムを提供することができる。
また、本発明の実施の形態に係るＯＮＵでは、同期処理部４５の状態は、準同期状態を経て未同期状態から同期完了状態へ遷移する。
このように、局側装置１０１へ送信するフレームのデータ長を、同期完了状態の前段階である準同期状態において抑制する構成により、ＯＳＵ冗長切り替え後、ＯＮＵ２０２における送信クロックのずれに伴う通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。

また、本発明の実施の形態に係るＯＮＵでは、同期処理部４５において、受信クロックリカバリ回路４１は、ＰＬＬ回路５８を含み、ＰＬＬ回路５８を用いて、局側装置１０１から受信した信号から受信クロックを抽出する。送信クロックリカバリ回路４２は、ＰＬＬ回路６８を含み、ＰＬＬ回路６８を用いて、受信クロックリカバリ回路４１によって抽出された受信クロックに同期する送信クロックを生成するとともに、局側装置１０１へ送信すべきデータを、生成した送信クロックでリタイミングする。そして、送信クロックリカバリ回路４２におけるＰＬＬ回路６８の時定数は、受信クロックリカバリ回路４１におけるＰＬＬ回路５８の時定数よりも大きい。

このような構成により、特に、局側装置１０１からの下り光信号の受信マージンを大きくするとともに、局側装置１０１への上り光信号の周波数精度を高めながら、ＯＳＵ冗長切り替え後、ＯＮＵ２０２における送信クロックのずれに伴う通信トラフィックの欠損を防ぐことができる。

また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、ＰＯＮ制御部３６は、ＰＯＮ回線における帯域をＯＮＵ２０２に割り当てる処理を行なう。ＰＯＮ制御部３６は、ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理として、切り替え先ＯＳＵの通信相手となるＯＮＵ２０２に対して、データフレームを送信するための帯域を割り当てる処理を開始する。

このような構成により、各ＯＮＵ２０２から局側装置１０１へのフレームが時分割多重されるＰＯＮシステムにおいて、既存の帯域割り当てを利用した簡易な処理で、ＯＮＵ２０２の同期状態の安定を確認してから、切り替え先ＯＳＵからＯＮＵ２０２へのデータフレームの送信を開始することができる。

また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、ＰＯＮ制御部３６は、ＯＮＵ２０２が切り替え先ＯＳＵと同期した旨の通知をＯＮＵ２０２から受けた後、当該ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう。

このような構成により、ＯＮＵ２０２の同期状態が安定したことを正確に判断することができる。

また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、ＰＯＮ制御部３６は、ＯＮＵ２０２が切り替え先ＯＳＵと同期したか否かを当該ＯＮＵ２０２に問い合わせる。

このように、局側装置１０１が、ＯＮＵ２０２に対して同期状態を確認する構成により、ＯＮＵ２０２の同期状態が安定したか否かの情報を、より早期かつ確実に取得することができる。

また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、ＰＯＮ制御部３６は、各ＯＮＵ２０２から受けたＰＯＮ回線における帯域の割り当て要求に基づいて、帯域をＯＮＵ２０２に割り当てる処理を行なう。そして、ＰＯＮ制御部３６は、切り替え先ＯＳＵの通信相手となるＯＮＵ２０２から割り当て要求を所定回数受けると、ＯＮＵ２０２がデータフレームを送信するための帯域を割り当てる処理を開始する。

このような構成により、各ＯＮＵ２０２から局側装置１０１へのフレームが時分割多重されるＰＯＮシステムにおいて、既存の帯域割り当てを利用した簡易な処理で、ＯＮＵ２０２の同期状態が安定したかどうかを判断することができる。

また、本発明の実施の形態に係るＯＮＵでは、制御部２９は、ＰＯＮ回線における帯域の自己のＯＮＵ２０２への割り当てを局側装置１０１に要求する処理を行なう。そして、制御部２９は、ＯＮＵ２０２から切り替え先ＯＳＵへのデータフレームの送信を開始する処理として、自己のＯＮＵ２０２が切り替え先ＯＳＵへデータフレームを送信するための帯域を局側装置１０１に要求する処理を開始する。

このような構成により、各ＯＮＵ２０２から局側装置１０１へのフレームが時分割多重されるＰＯＮシステムにおいて、既存の帯域割り当てを利用した簡易な処理で、ＯＮＵ２０２の同期状態が安定してから、切り替え先ＯＳＵからＯＮＵ２０２へのデータフレームの送信を開始することができる。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
１または複数の宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットと、
運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、
切り替え元の前記光回線ユニットの通信相手である前記宅側装置から切り替え先の前記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、前記宅側装置と前記切り替え先の前記光回線ユニットとの同期を保証するための条件が満たされた後、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える、局側装置。

［付記２］
１または複数の宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットと、
運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、
前記光回線ユニットおよび前記宅側装置間の通信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備え、
前記通信制御部は、切り替え元の前記光回線ユニットの通信相手である前記宅側装置から切り替え先の前記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう、局側装置。

［付記３］
前記光回線ユニットは、各前記宅側装置から共通の通信回線を介して制御フレームおよびデータフレームを受信し、前記各宅側装置から前記光回線ユニットへの制御フレームおよびデータフレームが時分割多重され、
前記通信制御部は、前記通信回線における帯域を前記宅側装置に割り当てる処理を行ない、
前記通信制御部は、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理として、前記切り替え先の前記光回線ユニットの通信相手となる前記宅側装置に対して、データフレームを送信するための前記帯域を割り当てる処理を開始する、付記１または付記２に記載の局側装置。

［付記４］
前記通信制御部は、前記宅側装置が前記切り替え先の前記光回線ユニットと同期した旨の通知を前記宅側装置から受けた後、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう、付記１から付記３のいずれか１項に記載の局側装置。

［付記５］
前記通信制御部は、前記宅側装置が前記切り替え先の前記光回線ユニットと同期したか否かを前記宅側装置に問い合わせる、付記４に記載の局側装置。

［付記６］
前記光回線ユニットは、各前記宅側装置から共通の通信回線を介して制御フレームおよびデータフレームを受信し、前記各宅側装置から前記光回線ユニットへの制御フレームおよびデータフレームが時分割多重され、
前記通信制御部は、前記各宅側装置から受けた前記通信回線における帯域の割り当て要求に基づいて、前記帯域を前記宅側装置に割り当てる処理を行ない、
前記通信制御部は、前記切り替え先の前記光回線ユニットの通信相手となる前記宅側装置から前記割り当て要求を所定回数受けると、前記宅側装置がデータフレームを送信するための前記帯域を割り当てる処理を開始する、付記１から付記３のいずれか１項に記載の局側装置。

［付記７］
複数の光回線ユニットを含む局側装置であって、運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理を行なう局側装置、と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための通信部と、
前記切り替え処理が行なわれ、自己の宅側装置から切り替え先の前記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、自己の宅側装置と前記切り替え先の前記光回線ユニットとの同期を保証するための条件が満たされた後、自己の宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える、宅側装置。

［付記８］
複数の光回線ユニットを含む局側装置であって、運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理を行なう局側装置、と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための通信部と、
前記切り替え処理が行なわれ、自己の宅側装置から切り替え先の前記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、自己の宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、自己の宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える、宅側装置。

［付記９］
前記宅側装置は、他の宅側装置とともに共通の通信回線を介して時分割多重により制御フレームおよびデータフレームを前記光回線ユニットへ送信し、
前記通信制御部は、前記通信回線における帯域の自己の前記宅側装置への割り当てを前記局側装置に要求する処理を行ない、
前記通信制御部は、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理として、自己の前記宅側装置が前記切り替え先の前記光回線ユニットへデータフレームを送信するための前記帯域を前記局側装置に要求する処理を開始する、付記７または付記８に記載の宅側装置。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１ 全体制御部（切り替え制御部）
１２，１２−１〜１２−Ｎ＋１ ＯＳＵ（光回線ユニット）
１４ 光スイッチ
２１ 光トランシーバ
２２ ＰＯＮ受信処理部（通信部）
２３ バッファメモリ
２４ ＵＮＩ送信処理部
２５ ＵＮＩポート
２６ ＵＮＩ受信処理部
２７ バッファメモリ
２８ ＰＯＮ送信処理部（通信部）
２９ 制御部（通信制御部）
３１ アップリンクＩＦ部
３２ 制御ＩＦ部
３３ 受信処理部
３４ 送信処理部
３５ ＰＯＮ送受信部
３６ ＰＯＮ制御部（通信制御部）
３７，３８ ＦＩＦＯ
３９ クロック生成部
４１ 受信クロックリカバリ回路
４２ 送信クロックリカバリ回路
４３ ロック判定回路
４４ ロックカウンタ
４５ 同期処理部
５１，６１ 位相比較器
５２，６２ チャージポンプ＆ループフィルタ
５３，６３ ＶＣＸＯ
５４，６４ 分周回路
５５ サンプリング回路
６５ リタイミング回路
５６，６６ 逓倍回路
５７，６７ 周波数比較器
５８，６８ ＰＬＬ回路
１０１ 局側装置
２０２ ＯＮＵ（宅側装置）
２０３−１〜２０３−Ｎ ＰＯＮ回線
２０４−１〜２０４−Ｎ 光カプラ
３０１ ＰＯＮシステム

Claims (9)

1. １または複数の宅側装置と、前記宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットを含む局側装置とを備える通信システムであって、
   運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、
   切り替え元の前記光回線ユニットの通信相手である前記宅側装置から切り替え先の前記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、前記宅側装置と前記切り替え先の前記光回線ユニットとの同期を保証するための条件が満たされた後、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える、通信システム。
2. １または複数の宅側装置と、前記宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットを含む局側装置とを備える通信システムであって、
   運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、
   切り替え元の前記光回線ユニットの通信相手である前記宅側装置から切り替え先の前記光回線ユニットへ制御フレームを送信可能な状態において、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信が可能になったと判断した後、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える、通信システム。
3. 前記通信制御部は、運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理が行なわれてから所定時間経過後に、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう、請求項１または請求項２に記載の通信システム。
4. 前記宅側装置は、前記局側装置から受信した信号を用いて自己を前記局側装置に同期させる同期処理を行ない、
   前記通信制御部は、前記同期処理の完了を示す情報を取得すると、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なう、請求項１または請求項２に記載の通信システム。
5. 複数の光回線ユニットを含む局側装置とフレームを送受信するための宅側装置であって、
   前記宅側装置を前記局側装置に同期させる同期処理を行なうための同期処理部を備え、
   前記同期処理部の状態には、未同期状態と、準同期状態と、同期完了状態とがあり、
   前記宅側装置は、さらに、
   前記準同期状態において前記宅側装置が送信する前記フレームのデータ長を、前記同期完了状態において前記宅側装置が送信する前記フレームのデータ長よりも短く抑制するための通信制御部を備える、宅側装置。
6. 前記同期処理部の状態は、前記準同期状態を経て前記未同期状態から前記同期完了状態へ遷移する、請求項５に記載の宅側装置。
7. 前記同期処理部は、
   ＰＬＬ回路を含み、前記ＰＬＬ回路を用いて、前記局側装置から受信した信号から受信クロックを抽出するための受信クロックリカバリ回路と、
   ＰＬＬ回路を含み、前記ＰＬＬ回路を用いて、前記受信クロックリカバリ回路によって抽出された受信クロックに同期する送信クロックを生成するとともに、前記局側装置へ送信すべきデータを、生成した前記送信クロックでリタイミングするための送信クロックリカバリ回路とを含み、
   前記送信クロックリカバリ回路におけるＰＬＬ回路の時定数は、前記受信クロックリカバリ回路におけるＰＬＬ回路の時定数よりも大きい、請求項５または請求項６に記載の宅側装置。
8. １または複数の宅側装置と、前記宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットを含む局側装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、
   前記宅側装置は、前記局側装置から受信した信号から受信クロックを抽出する受信リカバリ処理を行ない、前記受信リカバリ処理によって抽出された前記受信クロックに同期する送信クロックを生成するとともに、前記局側装置へ送信すべきデータを、生成した前記送信クロックのタイミングに従って前記局側装置へ送信する送信リカバリ処理を行ない、
   運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうステップと、
   前記受信リカバリ処理を行なうことが切り替え元の前記光回線ユニットの通信相手である前記宅側装置において可能となった後、前記宅側装置から切り替え先の前記光回線ユニットへの前記制御フレームの送信を許可するとともに、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへの前記データフレームの送信許可を保留するステップと、
   前記送信リカバリ処理を行なうことが前記切り替え元の前記光回線ユニットの通信相手である前記宅側装置において可能となった後、保留した前記データフレームの送信を許可するステップとを含む、通信制御方法。
9. １または複数の宅側装置と制御フレームおよびデータフレームを送受信するための複数の光回線ユニットと、
   運用系の前記光回線ユニットから待機系の前記光回線ユニットへの切り替え処理を行なうための切り替え制御部と、
   前記切り替え処理が行なわれた後、前記宅側装置と切り替え先の前記光回線ユニットとの間で制御フレームを送受信する期間を経て、前記宅側装置から前記切り替え先の前記光回線ユニットへのデータフレームの送信を開始する処理を行なうための通信制御部とを備える、局側装置。

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