JP6148142B2 - 光通信システム - Google Patents

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Description

本発明は、光通信システムに関し、特にOSUを冗長化したPONシステムに関する。
図1は、現在のアクセスネットワークの代表的な構成であるPassive Optical Network(PON)11とLayer 2 switch(L2SW)12からなる構成を示すものである。PON11は、Optical Line Terminal(OLT、局側終端装置)14と光カプラ18と光ファイバ19とOptical Network Unit(ONU、加入者終端装置)17とで構成される。OLT14は、複数のOptical Subscriber Unit(OSU)15を収容するとともに、それらのOSU15を制御する制御盤(CONT)20を具備する。また、各OSU15は複数(例えば32)のONU17を接続する。PON11ではOSU15およびOSU15−光カプラ18間の光ファイバ19を複数のONUで共有するため、低コストにサービスを提供できる。
L2SW12は、PON11およびコアネットワーク13へ接続するポートを多数備えており、PON11側の各ポートは1本の配線で1台のOSU15に接続される。L2SW12は集線機能を備えるため、PON側ポートに接続された配線数よりも少ない数の配線がコアネットワーク13側のポートに接続され、OSU15からの配線を集線してコアネットワーク13へ繋げることになる。これゆえ、このL2SW12を集線スイッチ40と称する。
集線スイッチ40は上位から下りフレームを受信すると、そのフレームに付けられた識別子(例えばVirtual LAN Identifier(VID))を読む。集線スイッチ40の各PON側ポートには予め、対応するVID番号が登録されているので、集線スイッチ40は受信した下りフレームを、どのPON側ポートに振り分ければよいか分かる。そして、各PON側ポートに登録されたVID番号に対応するONU17が、そのPON側ポートに接続されるOSU15を介して収容されているので、任意のPON側ポートに振り分けられた任意のVID番号の下りフレームは、OSU15を経由して、該当のONU17へ届けられる。一方、各OSU15からの上りフレームに対しては、それぞれ受信した後、任意のスケジューリング方法により決定された送信順位に従って、集線スイッチから上位へ出力される。
図1に示した例では、集線スイッチ40のPON側ポートとOSU15との接続は1:1の関係にあり、また、集線スイッチ40は複数のOLT14を収容可能な数のPON側ポートを備えているので、例えば最大限にOLT14を収容する場合、それら全OLT14に収容される全OSU15の数と同じ数の配線が集線スイッチ40−OLT14間で結ばれる。
なお、上記の説明では、集線スイッチ40は、OLT14に外付けするものとしたが、OLT14に内蔵してもよい。さらに、複数のOLT14で、集線スイッチ40を共有してもよい。図1の構成は、集線スイッチ40をOLT14の外付けとし、複数のOLT14で共有したものである。また、集線スイッチ40は、多段構成としてもよい。
このような構成のアクセスネットワークの下で、現在、様々なサービスが普及している。例えばマルチキャストフレームの転送による映像配信サービスは、図2に示すネットワーク構成により実現されている。ONU17の配下に映像サービスを受信するユーザ端末(ホスト)21が接続され、集線スイッチ40の上位にマルチキャストルータ31を介して映像配信サーバ32が接続される。ここで、1台のONU17に接続されるホスト21は複数台でもよい。映像配信サーバ32は、マルチキャストルータ31へ向けて常時、各々の番組(チャネル(Ch))に相当する各々のマルチキャストフレームを流している。マルチキャストルータ31は、ONU17、OSU15及び集線スイッチ40を介してホスト21から視聴要求のあったチャネルのマルチキャストフレームを、視聴要求元のホスト21を収容するOSU15へ、集線スイッチ40を介して送信する。OSU15は、OSU15−ONU17間におけるマルチキャストフレームの転送を制御するための、マルチキャストテーブル(以下、テーブルとする)を保持している。このテーブルには、自配下ONU17とそれら各OUN17への配信チャネルの対応が記されており、OSU15はこのテーブルにより、自配下のどのONU17にどのチャネルのマルチキャストフレームを配信するべきなのかを把握している。このテーブルは、OSU15がONU17から視聴要求や離脱要求を受信するとその内容の通りに更新され、必要に応じてOSU15は、集線スイッチ40を介してマルチキャストルータへ視聴要求や配信停止のメッセージを送信する。
これらの視聴要求や離脱要求の信号は、マルチキャスト通信で一般的に普及しているIGMP(Internet Group Management Protocol)やMLD(Multicast Listener Discovery)に相当する。例えばMLDの動作の一つとして、マルチキャストルータ31は、マルチキャストレシーバの存在を確認するために定期的にGeneral Queryを送信することが知られているが、この動作は上述のPONシステムにおける映像配信サービスにも適用されている。テーブルを有するOSU15は、定期的にGeneral Queryを配下の全ONU17へ送信し、General Queryを受信したONU17は、配信の継続を希望するチャネルをOSU15へ返答する。General Queryを送信したOSU15は、ONU17からの返答に基づき、自身のテーブルを更新する。返答のなかったONU17や継続希望のなかったチャネルに対しては、そのONU17宛の配信またはそのチャネルの配信を停止するため、上位へ該当チャネルのマルチキャストフレームの配信停止要求を送信する。
OSU15からONU17へのマルチキャストフレームの配信方法としては、OSU15が配下の全ONU17へブロードキャストで配信する方法が知られている。この方法では、全ONU17にマルチキャストフレームが到着するため、視聴を希望していないチャネルのマルチキャストフレームがONU17へ届く場合がある。そのため、各ONU17は必要なチャネル(配下のホストが視聴要求しているチャネル)のマルチキャストフレームのみをホスト21へ転送し、不要なチャネルのマルチキャストフレームは廃棄する必要がある。これを実現するためのフィルタ機能を各ONUは具備している。OSU15は、ONU17を介してホスト21から任意のチャネルの視聴要求があった場合、該当チャネルのマルチキャストフレームのみを透過し、他のマルチキャストフレームは廃棄するよう、そのONU17のフィルタの開閉を設定することによって、該当のホスト21は所望の映像を視聴できる。このようなONUフィルタの設定を非特許文献1記載のGE−PON(Gigabit Ethernet(登録商標)PON)システムでは、OSU15が配下のONU17に対して該当フィルタのOpenまたはCloseを指示したOAM(Operation, Administration and Maintenance)フレームを送信することによって行われる。ここでOAMフレームは、PON区間の制御用に使われるフレームである。
一般的に、アクセスネットワークを構成する運用中の装置に機能拡充や不具合修正などの必要性が生じた場合、オペレーション操作を通して該当装置のファームウェア(FW)を更新することが行われる。しかしこの際に、該当装置の再起動を伴うため、例えばOSU15のFWを更新する場合には配下の全ONU17の通信が断してしまう。上述のような方式をとおして普及している映像配信サービスでは特に、安定的にサービスを供給することが重要なため、装置のFW更新をサービス断なしに完了することが求められる。これを実現する方法として、OSU15を冗長化したPONプロテクションの適用は有効である。PONプロテクションについて下記に述べる。
PONを構成する装置およびファイバの一部または全部を冗長化することをPONプロテクションといい、冗長箇所や冗長方法に応じて様々な方式がある。例えば正常系装置N台に対して予備系装置1台を備えるというように、正常系と予備系の対応がN:1の方式をN:1プロテクションと呼び、非特許文献2においてその方式が提案されている。
図3にN:1プロテクションの構成例を示す。N台の正常系OSU15および1台の予備系OSU15が収容された1台のOLT14と、1台のN×1光スイッチ16と、N個のB:2光カプラ18と、A×N台以下のONU17とが用いられる。ここで、AはOSU1台あたりの最大ONU収容数であり、Bは1≦B≦Aである。但し、コストを考慮しない場合、技術的には、B>Aも可能である。N台の正常系OSUは、N個のB:2光カプラ18の2側における片方のポートに1本の幹線ファイバでそれぞれ接続され、1台の予備系OSU15はN×1光スイッチ16の1側(入力側)に1本の光ファイバで接続される。N個のB:2光カプラ18の2側におけるもう片方のポートは、N×1光スイッチ16のN側(出力側)にそれぞれ1本の予備系幹線ファイバで接続され、B:2光カプラ18のB側は、最大B本の光ファイバを介して最大B台のONU17に繋がる。なお、N×1光スイッチ16のN側には、予備系幹線ファイバとの接続を想定したN個のポートとは別に、光ファイバに接続されない開放ポート(NCポートとする)を1個備えるとする。
初期構築時、予備系OSU15からの出力光が、N×1光スイッチ16および予備系幹線ファイバを経てB:2光カプラ18より下位部分で、正常系OSU15からの出力光と衝突しないように、予備系OSU15は発光OFF状態となった上で、N×1光スイッチ16の1側はNCポートと経路を確立しているとする。このような系において、正常時、正常系OSU15は光スイッチ16を介さずにそれぞれ配下のONU17と通信を行う。正常系OSU15のFW更新の際は、その正常系OSU15配下のONU17と予備系OSU15との経路が確立するよう、N×1光スイッチ16の経路切替を行い、その正常系OSU15を発光OFFにするとともに予備系OSU15を発光ONすることによって、該当ONU17は予備系OSU15との通信を開始できる。該当ONU17が予備系OSU15と通信を行っている間に、切替元の正常系OSU15のFW更新を行うことにより、ONU17のサービス断なしにOSU15のFW更新が可能となる。
以上のように、OSUを冗長化した構成のPONシステムの下で映像配信サービスを行えば、OSUのFW更新の際もサービス断を回避できる。
OSU15が、ONU17−OSU15間のマルチキャスト制御のためのテーブルを持つことを上述したが、集線スイッチ40もOSU15−集線スイッチ40間のマルチキャスト制御のために、テーブルを持つ場合がある。この場合、集線スイッチ40の有するテーブルでは、各OSU15とそれらOSU15への配信チャネルの対応が記されている。そして、OSU15の有するテーブルと同様に、OSU15からの視聴要求や離脱要求の受信や、集線スイッチ40からOSU15へのGeneral Queryの送信に対する応答の有無を通して、集線スイッチ40のテーブルは更新される。
このように、集線スイッチ40もテーブルを備えた上で、OSU15を冗長化した構成のPONシステムにおける、OSU15のFW更新のためのOSU切替を行う場合を考える(ここでは、N=2の場合の図3の構成における、OSU#1からOSU#3への切替とする)。OSU#1からOSU#3への切替の際、集線スイッチ40は、OSU#1配下のONU17の接続先OSU15がOSU#3へ変わったことを認識し、このとき、集線スイッチ40のテーブルも更新される。
例えば、切替前の正常時、OSU#1配下のONU#1およびONU#2が、Ch1およびCh2をそれぞれ受信し、OSU#2配下のONU#3およびONU#4が共にCh2を受信している場合における、集線スイッチ40、OSU#1及びOSU#3のテーブルを図4に示す。このように集線スイッチ40がOSU#1へCh1およびCh2を、OSU#2へCh2を転送しているような配信状況において、OSU#1からOSU#3へのOSU切替が完了したときの集線スイッチ40およびOSU#3のテーブルを図5に示す。
切替中に、ONU#1およびONU#2の収容先OSU15が、OSU#1からOSU#3へ変更されたことにより、集線スイッチ40からOSU#1へのCh1およびCh2の配信は停止され、OSU#2へのCh2の配信は継続され、OSU#3へのCh1およびCh2の配信が開始される。その結果、集線スイッチ40のテーブルは図5のようになり、集線スイッチ40はOSU切替直後からCh1及びCh2の配信をOSU#3へ転送することができる。
しかしながら、OSU#3は切替前の正常時ではどのONU17とも通信していないため、OSU#3の切替前におけるテーブルは図4に示すように、全てのONU17に対して、いかなるマルチキャストフレームも転送しない状態(未登録状態とする)の内容となる。そして、OSU切替中にOSU#1の有するテーブル内容をOSU#3へ引き継ぐような仕組みを実装させない限りは、OSU#3のテーブルは切替完了時においても切替前と全く同じ内容のままとなる。したがって、OSU#3は、OSU切替後に集線スイッチ40からOSU#3へ送信されるCh1及びCh2を受信しても、配下のONU#1及び#2へCh1及びCh2を配信しない。(*ただし、OSU切替後にOSU#3が配下のONU#1及び#2へGeneral Queryを送信することを通して自身のテーブルを最新状態に構築してからは、配下のONU#1及び#2へのCh1及びCh2の配信を開始する。)この結果、それらONU#1及び#2はOSU切替によって映像サービス断となってしまう。
さらに、OSU#3が切替後にGeneral Query送信を通して自身のテーブルを最新状態に構築する前に、集線スイッチ40からのGeneral Queryを受信してしまうと、OSU#3は、その時の非配信状態のテーブルを基に応答を集線スイッチ40へ返すため、Ch1およびCh2の配信継続を通知できない。その結果、集線スイッチ40からOSU#3へのCh1及びCh2の送信すらも停止してしまう、といった課題があった。
なお、図5では、集線スイッチ40のテーブルにおける切替元OSU(OSU#1)に対するリストも切替中に更新したが、切替中に更新しなくてもよい。なぜなら、切替中に切替元OSU15に対するリストを更新せずに切替先OSU15に対するリストのみを更新する場合、集線スイッチ40は同じチャネルのマルチキャストフレームを切替元OSU15および切替先OSU15へ送信してしまうが、上述のように図3の構成では切替元OSU15と切替先OSU15が同時に発光ONの状態になることはないので、たとえ集線スイッチ40が切替元OSU15と切替先OSU15へ同じマルチキャストフレームを送信しても、ONU17でそれらのマルチキャストフレームが衝突することはないからである。
以降の説明では、集線スイッチ40のテーブルにおける切替元OSU15に対するリストは、切替中には更新しないこととする。
IEEE Std 802.3ah,CSMA/CD Access Method and Physical Layer Specifications,Amendment:Media Access Control Parameters,Physical Layers,and Management Parameters for Subscriber Access Networks,p.185−234,421−475 "5.8 Type B with N:1",ITU−T Series G Supplement 51,p.11−12 ITU−T G.983.1, SERIES G: TRANSMISSION SYSTEMS AND MEDIA, DIGITAL SYSTEMS AND NETWORKS, Digital sections and digital line system−Optical line systems for local and access networks, "IV.3.1 Configuration examples",p.119−121
本発明は、切替先OSUが切替元OSUから管理テーブルを引き継ぐ場合に比べ、OSU切替処理時間を削減しつつ、切替元OSU配下のONUに対するサービス断を回避することを目的とする。
本願発明の光通信システムは、OSUおよび集線スイッチがマルチキャストのプロキシ機能を持つPONシステムにおいて、OSU切替時に、集線スイッチを切替後、切替先OSUへ配信すべき全てのチャネルを切替先OSUの管理テーブルの「ダミーONU」欄にダミーONUの視聴状況として登録する。
具体的には、本願発明の光通信システムは、
複数のOSU(Optical Subscriber Unit)と、
経路を切り替えることで前記OSUのいずれかと接続可能である少なくとも1のONU(Optical Network Unit)と、
を備える光通信システムであって、
各OSUは、自己に接続されている各ONUの配信チャネルのリストを含むマルチキャストテーブル(以下、OSUテーブル)を備え、
前記OSUテーブルは、いずれのOSUとも接続されていない仮のダミーONUの配信チャネルのリストを含む。
本願発明の光通信システムでは、
マルチキャスト配信するデータを、配信するONUに応じたOSUへ振り分ける集線スイッチをさらに備え、
前記集線スイッチは、OSUに接続されている各ONUの配信するチャネルのリストをOSUごとに格納するマルチキャストテーブル(以下、集線スイッチテーブル)を備え、
1の前記OSU(以下、切替元OSUとする。)から他の前記OSU(以下、切替先OSUとする。)へ経路を切り替える際に、前記集線スイッチテーブルの前記切替先OSUのチャネルのリストを前記切替元OSUのチャネルのリストから引き継ぐと供に、前記切替先OSUにおける前記OSUテーブル(以下、切替先OSUテーブル)のダミーONUに対するチャネルのリストを更新させるための更新指示を前記切替先OSUへ送信してもよい。
本願発明の光通信システムでは、
前記集線スイッチは、前記集線スイッチテーブルの前記切替先OSUの配信チャネルのリストを前記切替元OSUの配信チャネルのリストから引き継いだことを契機に、前記更新指示を前記切替先OSUへ送信し、
前記切替先OSUは、受信した前記更新指示に従って、前記切替先OSUテーブルの前記ダミーONUに対する配信チャネルのリストを更新し、ONUとの通信を開始してもよい。
本願発明の光通信システムでは、
前記集線スイッチは、前記更新指示を前記切替先OSUへ送信し、前記集線スイッチテーブルにおける前記切替先OSUの配信チャネルのリストを前記切替元OSUの配信チャネルのリストから引き継ぎが完了すると登録完了通知を発行し、
前記切替先OSUは、前記集線スイッチから受信した前記更新指示に従って、前記切替先OSUテーブルの前記ダミーONUに対する配信チャネルのリストを更新し、前記集線スイッチからの前記登録完了通知の発行を契機にONUとの通信を開始してもよい。
本願発明の光通信システムでは、
前記集線スイッチは、前記集線スイッチテーブルの前記切替先OSUの配信チャネルのリストを前記切替元OSUの配信チャネルのリストから引き継ぎ開始後、前記更新指示を前記切替先OSUへ送信し、前記集線スイッチテーブルにおける前記切替先OSUの配信チャネルのリストを前記切替元OSUの配信チャネルのリストから引き継ぎが完了すると登録完了通知を発行し、
前記切替先OSUは、受信した前記更新指示に従って、前記切替先OSUテーブルの前記ダミーONUの配信チャネルのリストを更新し、前記切替先OSUテーブルの更新及び前記集線スイッチからの前記登録完了通知の発行が共に完了したことを契機にONUとの通信を開始してもよい。
具体的には、本願発明のOSUは、
複数のOSU(Optical Subscriber Unit)と、
経路を切り替えることで前記OSUのいずれかと接続可能である少なくとも1のONU(Optical Network Unit)と、
を備える光通信システムの前記OSUであって、
自己に接続されている各ONUの配信チャネルのリストを含むマルチキャストテーブル(以下、OSUテーブル)を備え、
前記OSUテーブルは、いずれのOSUとも接続されていない仮のダミーONUの配信チャネルのリストを含む。
具体的には、本願発明の集線スイッチは、
複数のOSU(Optical Subscriber Unit)と、
経路を切り替えることで前記OSUのいずれかと接続可能である少なくとも1のONU(Optical Network Unit)と、
マルチキャスト配信するデータを、配信するONUに応じたOSUへ振り分ける集線スイッチと、
を備える光通信システムの前記集線スイッチであって、
OSUに接続されている各ONUの配信するチャネルのリストをOSUごとに格納するマルチキャストテーブル(以下、集線スイッチテーブル)を備え、
1の前記OSU(以下、切替元OSUとする。)から他の前記OSU(以下、切替先OSUとする。)へ経路を切り替える際に、前記集線スイッチテーブルの前記切替先OSUのチャネルのリストを前記切替元OSUのチャネルのリストから引き継ぐと供に、前記切替先OSUにおける前記OSUテーブル(以下、切替先OSUテーブル)のダミーONUに対するチャネルのリストを更新させるための更新指示を前記切替先OSUへ送信する。
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
本発明によれば、切替先OSUが切替元OSUから管理テーブルを引き継ぐ場合に比べ、OSU切替処理時間を削減しつつ、切替元OSU配下のONUに対するサービス断を回避することができる。
PONシステムの一例を示す。 マルチキャスト配信を行う際のネットワーク構成の一例を示す。 N:1プロテクションの構成例を示す。 N:1プロテクションにおいてOSU及び集線スイッチの備えるテーブルの一例を示す。 ONUの収容先OSUが切り替えられた場合のOSU及び集線スイッチの備えるテーブルの一例を示す。 実施形態1に係るOLTの構成の一例を示す。 実施形態1におけるタイミングチャートの一例を示す。 経路切り替え前における集線スイッチの管理テーブルの一例を示す。 経路切り替え前におけるOSU#3の管理テーブルの一例を示す。 経路切り替え後における集線スイッチの管理テーブルの一例を示す。 経路切り替え後におけるOSU#3の管理テーブルの一例を示す。 実施形態2におけるタイミングチャートの一例を示す。 実施形態3におけるタイミングチャートの一例を示す。
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
各OSU15のテーブルに、どのOSU15配下にも存在しない実態のないONU17として「ダミーONU」に対するリストを設けておく。そしてOSU切替の際、集線スイッチ40が切替元OSU15へ転送していた全チャネルを、切替先OSU15のテーブルのダミーONU17に対するリストに、配信中のチャネルとして登録する。この結果、切替先OSU15のテーブルでは、ダミーONU17以外の全てのONU17に対しては、切替前と同様に未登録状態であるものの、ダミーONU17に対しては、切替前に切替元OSU15配下の全てのONU17へ配信していた全てのチャネルを配信中の状態となる。したがって切替先OSU15は、集線スイッチ40から送信されるそれら切替元OSU15配下のONU17へ配信していたチャネルを受信しても、破棄することなく配下のONU17へ転送でき、切替元OSU15の配下で視聴していたONU17は映像サービス断を回避できる。
また、切替先OSU15のテーブルのダミーONU17に対するリストが登録された状態のときに、切替先OSU15が集線スイッチ40からのGeneral Queryを受信しても、切替先OSU15は自身のテーブルのダミーONU17に対するリストの視聴状況に基づき、該当チャネルの配信継続の希望を集線スイッチ40へ返答することができる。したがって、集線スイッチ40から切替先OSU15への配信停止を回避できる。
また、切替元OSU15の有するテーブル内容(ONU17毎の視聴CH)を切替先OSU15へ引き継ぐ場合と比較すると、ダミーONU17に対するリストを登録すればよく、テーブルの引き継ぎ量を削減できるため、OSU切替処理時間を削減できる。
(実施形態1)
図6に、本実施形態に係るOLT14の構成の一例を示す。実施形態1に係るOLT14では、少なくとも予備系OSU15を1台含む、合計(N+1)台のOSU15と、1個のCONT20と、1個の集線スイッチ40をそれぞれ備える。各OSU15は、PON−IF54とマルチキャスト信号処理部53とマルチキャスト制御部52とONU単位の管理テーブル(OSUテーブル)51をそれぞれ備える。集線スイッチ40は、マルチキャスト信号処理部43とマルチキャスト制御部42とOSU単位の管理テーブル(集線スイッチテーブル)41を備える。その他の、説明に不要な構成は省略する。
本構成のOLT14は、マルチキャストによる映像配信サービスを利用するホストの存在下における、OSU15を冗長化したPONプロテクションシステムに適用することを想定している。OSU15を冗長化したPONプロテクションシステムとして例えば、非特許文献3記載のType B構成や、図3に示すN:1構成などが考えられる。ここで、Type B構成および図3のN:1構成では、正常系OSU15と予備系OSU15の下り光が光カプラ18下位で衝突するのを回避するため、予備系OSU15は正常時、発光OFF状態であることが望ましく、本発明でも予備系OSU15は正常時、発光OFF状態とする。これらのようなOSU15を冗長化したPONプロテクションシステムにおいて、正常系OSU15のFW更新を行う際に、該当の正常系OSU15から予備系OSU15へ切り替え、正常系OSU15のFW更新中の間、切替元OSU15配下のONU17との通信を予備系OSU15が肩代わりすることによって、映像配信サービス断なしにOSU15のFWを更新することを目的としている。ここではマルチキャストに関わる内容を中心に説明・図示するが、本OLT14を適用したPONプロテクションシステムでは、上記以外の機能ブロック等の働きによりPONプロテクション本来の目的であるOSU15故障時にも、もちろん対応可能である。また、集線スイッチ40やCONT20の故障に備えてこれらを二重化したり、集線スイッチ40を外付けしたりするOLT14構成も考えられる。
以下、各々の機能ブロックの動作について述べる。
OSU15の各機能ブロックについて述べる。
OSU15の管理テーブル51は、配下のONU17と視聴中のチャネルの対応を記した一覧表である。ただし、本管理テーブル51は、本OLT14配下に存在しないダミーONU17に対するリストを備える。管理テーブル51は、同OSU15内のマルチキャスト制御部52からの更新指示に従って管理テーブル51を更新する。また、そのマルチキャスト制御部52から管理テーブル51の内容の取得要請があった場合は、その時のテーブル内容をそのマルチキャスト制御部52へ通知する。
PON−IF54は、同OSU15内のマルチキャスト信号処理部53からの電気信号のマルチキャストフレームを受信し、光信号に変換してからPON−IF54外部(ONU側)へ出力する。また、同OSU15内のマルチキャスト制御部52からの発光ON/OFF指示を受信し、その指示に従って発光状態から発光を停止したり、発光停止状態から発光を開始したりする。
マルチキャスト信号処理部53は、集線スイッチ40からのマルチキャストフレームおよびGeneral Queryを受信する。前者を受信の場合、そのマルチキャストフレームが同OSU15の管理テーブル51において任意のいずれかのONU17に配信中として記載されていれば、受信したマルチキャストフレームにブロードキャストアドレスを付与してからPON−IF54へ送信する。記載されていなければ、受信したマルチキャストフレームを破棄する。後者を受信の場合、その旨を同OSU15のマルチキャスト制御部52へ通知する。同OSU15内のマルチキャスト制御部52からGeneral Queryに対する応答指示を受信したら、その内容に従った応答を集線スイッチ40へ送信する。ここで、General Queryに対する応答とは、そのGeneral Queryを受信したOSU15の管理テーブル51に基づく、配下のONU17へ配信中のチャネルを集線スイッチ40へ知らせるためのメッセージであり、例えばMLDにおけるMulticast listener reportに相当するものである。
マルチキャスト制御部52は、同OSU15内のマルチキャスト信号処理部53からGeneral Query受信通知を受信した場合、同OSU15内の管理テーブル51から現在のテーブル内容を取得し、その内容から現在配下のONU17へ配信中のチャネルを把握し、そのチャネル番号を集線スイッチ40へ応答するよう、同OSU15内のマルチキャスト信号処理部53へ指示する。
また、集線スイッチ40からダミーONU17に対するリストの登録用のテーブル情報を受信した場合、マルチキャスト制御部52は、同OSU15内の管理テーブル51へ、ダミーONU17に対するリストへその内容を登録するよう、テーブル更新指示を出す。そして、ダミーONU17に対するリストへの登録が完了したら、その旨の登録完了通知をCONT20へ送信する。
さらに、CONT20からの発光ON/OFF指示を受信した場合、同OSU15内のPON−IF54へ、その内容のとおりに発光開始または発光停止を指示する。
次に、集線スイッチ40の機能ブロックについて述べる。
集線スイッチ40の管理テーブル41は、OSU15の管理テーブル51がONU17単位に配信チャネルの対応を記した一覧表であるのに対し、OSU15単位に配信チャネルの対応を記した一覧表である。ただし、ダミーONU17に対するリストのように、実在しないOSU15に対するリストを備える必要はない。集線スイッチ40の管理テーブル41は、集線スイッチ40のマルチキャスト制御部42からの更新指示に従って管理テーブル41を更新する。また、そのマルチキャスト制御部42からテーブル内容の取得要請があった場合は、その時のテーブル内容をそのマルチキャスト制御部42へ通知する。
マルチキャスト信号処理部43は、OLT14上位から受信したマルチキャストフレームを受信し、集線スイッチ40の管理テーブル41にしたがって、そのマルチキャストフレームを配信中(または要求中)のOSU15があればそのOSU15へそのマルチキャストフレームを転送し、配信中(または要求中)のOSU15がなければそのマルチキャストフレームを破棄する。
また、マルチキャスト信号処理部43は、集線スイッチ40のマルチキャスト制御部42からの指示にしたがって、配下の全OSU15へGeneral Queryを送信する。General Queryに対する応答を配下のOSU15から受信した場合は、その内容を集線スイッチ40のマルチキャスト制御部42へ通知する。
マルチキャスト制御部42は、集線スイッチ40のマルチキャスト信号処理部43からのGeneral Query応答通知やCONT20からの切替OSU情報(切替元OSUと切替先OSUの番号)を受信する。前者を受信した場合、その内容のとおりに、OSU15へ配信中のチャネルを登録するよう、集線スイッチ40の管理テーブル41へテーブル更新指示を出す。後者を受信した場合、それまで切替元OSU15へ配信していたチャネルを切替先OSU15へ変更するために、集線スイッチ40の管理テーブル41へテーブル更新指示を出す。また、切替OSU情報の受信にもとづくテーブル更新が終わったときに、マルチキャスト制御部42はCONT20へ登録完了通知を出すことができる。
マルチキャスト制御部42は管理テーブル41からテーブル内容を取得し、その内容を基に、集線スイッチ40のマルチキャスト信号処理部43がOLT14上位から受信したマルチキャストフレームを適切にOSU15へ振り分けるよう、制御する。さらに、取得したテーブル内容を、CONT20から指定された切替先OSU15の管理テーブル51のダミーONU17に対するリストに登録させるために、そのOSU15のマルチキャスト制御部52へダミーONU登録用のテーブル情報を通知する。
最後にCONT20は、切替コマンドの入力をとおして把握する切替元OSU15と切替先OSU15の番号を、集線スイッチ40のマルチキャスト制御部42へ通知する。また、集線スイッチ40のマルチキャスト制御部42からの登録完了通知やOSU15のマルチキャスト制御部52からの登録完了通知を受信し、これらの受信を契機に発光ON/OFF指示をOSU15のマルチキャスト制御部52へ送信する。
以上のような動作の機能ブロックからなるOLT14を、OSU15を冗長化したPONプロテクションのシステムに適用することで、OSU切替に伴うONU17の映像サービス断を回避できる。
図7に、本OLT14を用いてOSU15を冗長化したPONシステムにおける、オペレーション操作によるOSU切替手順を示す。ここでは図4の系への適用を想定し、正常時の視聴状況も図4の通りとする。
このような系において、OSU#1(切替元OSU)からOSU#3(切替先OSU)へ切り替える場合、まず、CONT20にこれらのOSU15を指定した切替コマンドを投入する。これにより、CONT20から集線スイッチ40へ、切替OSU情報としてOSU#1が切替元、OSU#3が切替先であることが通知されるので、集線スイッチ40は自身のOSU単位の管理テーブル41を図8から図10のように更新する。
集線スイッチ40はテーブルの更新が完了すると、OSU#3の管理テーブル51のダミーONU17に対するリストにCh1およびCh2を登録するよう、ダミーONU17に対するリスト登録用テーブル情報を通知する。その通知を受信したOSU#3は、ダミーONU17に対するリストを登録し、図9から図11のように自身の管理テーブル51を更新したら、ダミーONU17に対するリストの登録が完了した旨をCONT20へ通知する。CONT20はOSU#3からのダミーONU17に対するリスト登録完了通知の受信をもって、
・OSU#3がCh1およびCh2を配下のONU17へ配信可能であること、
・集線スイッチ40がOSU#3へGeneral Queryを送信しても、Ch1およびCh2の配信停止にはならないこと、
を判断し、OSU切替を行うため、OSU#1へ発光OFF指示を、OSU#3へ発光ON指示を送信する。発光OFF指示を受信したOSU#1は発光を停止する。発光ON指示を受信したOSU#3は発光を開始し、集線スイッチ40から送信されるCh1およびCh2のマルチキャストフレームを、新たに配下となったONU17(ONU1、2)へ向けて送信する。
以上のように、集線スイッチ40の管理テーブル41における切替先OSU15に対するリストを更新後に、切替先OSU15の管理テーブル51におけるダミーONU17に対するリストを更新するOSU切替手順によって、映像サービス断なしにOSU切替を完了できる。
ここで、集線スイッチ40が自身の管理テーブル41における切替先OSU15に対するリストに登録したチャネルを切替先OSU15へ配信し始めてから、切替先OSU15がダミーONU17に対するリストを登録する前の間に、集線スイッチ40が切替先OSU15へGeneral Queryを送信した場合を考える。上述のように、General Queryを受信した切替先OSU15が、ダミーONU17に対するリストを登録する前の、未登録状態のテーブル内容にもとづいて集線スイッチ40へ応答してしまうと、集線スイッチ40は切替先OSU15への配信を停止してしまう。このような場合に備えて、以下の動作をすることが望ましい。
動作1:集線スイッチ40は自身の管理テーブル41の切替先OSU15に対するリストを更新完了後、直ちに集線スイッチ40へダミーONU17に対するリストの登録用テーブル情報を通知する
動作2:切替先OSU15はダミーONU17に対するリストを登録中に集線スイッチ40からのGeneral Queryを受信した場合、ダミーONU17に対するリストの登録完了を待ってから、その更新済みの管理テーブル51に基づいて集線スイッチ40へ応答する
このような方法によって、ダミーONU17に対するリストの登録前に集線スイッチ40が切替先OSU15へGeneral Queryを送信しても、集線スイッチ40は切替先OSU15への配信を停止することはなく、したがってOSU切替に伴う映像サービス断を回避できる。
また、OSU切替後、切替先OSU15の管理テーブル51は、配下のONU17に接続したホストからの視聴/離脱要求や、切替先OSU15から配下のONU17へ向かって送信するGeneral Queryに対する応答に応じて、更新されることによって、定常状態に戻る。なお、ダミーONU17はGeneral Queryに対して応答しないので、ダミーONU17に対するリストは、OSU切替後しばらくすると、すべて視聴なしの状態となる。
(実施形態2)
実施形態1におけるOSU切替手順は、
1.集線スイッチ40の管理テーブル41(切替先OSUに対するリスト)更新
2.切替先OSU15の管理テーブル51(ダミーONUに対するリスト)更新
という順序であったが、この順序を逆にしても問題ない。図12に、本実施形態における、先に切替先OSU15の管理テーブル51を更新してから集線スイッチ40の管理テーブル41を更新するOSU切替手順を示す。
CONT20に切替コマンドを投入すると、集線スイッチ40へ切替OSU情報が通知され、それを受信した集線スイッチ40は、自身の管理テーブル41における切替先OSU15に対するリストを更新する前に、切替先OSU15へダミーONU17に対するリスト登録用テーブル情報を通知する。ここで、実施形態1ではダミーONU17に対するリスト登録用テーブル情報を通知するとき集線スイッチ40の管理テーブル41は更新済みであったため、ダミーONU17に対するリスト登録用テーブル情報の内容は更新済みの集線スイッチ40の管理テーブル41における、切替先OSU15に対するリストの配信中のチャネル番号であったが、本実施形態ではダミーONU17に対するリストの登録用テーブル情報を通知するとき集線スイッチ40の管理テーブル41は更新前であるため、ダミーONU17に対するリストの登録用テーブル情報の内容は、更新前の集線スイッチ40の管理テーブル41における、切替元OSU15に対するリストの配信中のチャネル番号となる。
切替先OSU15がダミーONU17に対するリストの登録を完了すると、ダミーONU17に対するリスト登録完了通知をCONT20へ通知し、CONT20はそれを受けて集線スイッチ40へ、管理テーブル41の切替先OSU15に対するリストを更新するよう、指示する。なお、切替先OSU15はダミーONU17に対するリスト登録完了通知を、集線スイッチ40へ直接通知し、集線スイッチ40がその通知の受信を契機に自身の管理テーブル41の切替先OSU15に対するリストの更新を開始しても良い。
集線スイッチ40は自身の管理テーブル41の切替先OSU15に対するリストを更新すると、登録完了通知をCONT20へ送信し、CONT20はこの通知の受信をもって、実施形態1と同様にOSU切替を行っても良いと判断し、発光ON/OFF指示を切替先OSU/切替元OSUへそれぞれ送信すればよい。
以上のように、切替先OSU15の管理テーブル51におけるダミーONU17に対するリストを更新後に、集線スイッチ40の管理テーブル41における切替先OSU15に対するリストを更新するOSU切替手順によっても、映像サービス断なしにOSU切替を完了できる。ただし図12のOSU切替手順を採用する場合、図6のOLT14の構成において、CONT20から集線スイッチ40のマルチキャスト制御部42へ通知するメッセージとして、切替OSU情報通知とは別に、集線スイッチ40の管理テーブル41の更新のみを指示する、テーブル更新指示が追加される。
(実施形態3)
実施形態1、2では、集線スイッチ40の管理テーブル41の切替先OSU15に対するリストまたは切替先OSU15の管理テーブル51のダミーONU17に対するリストのどちらかを更新してから他方のテーブルを更新するOSU切替手順を示した。本実施形態では、両テーブルの更新を並行して行うOSU切替手順を図13に示す。
集線スイッチ40はCONT20から切替OSU情報を受信すると、自身の管理テーブル41の切替先OSU15に対するリストの更新を開始するとともに、切替先OSU15へダミーONU17に対するリスト登録用テーブル情報を通知する。集線スイッチ40および切替先OSU15にてそれぞれのテーブルの更新が終わった際にCONT20へ通知される登録完了通知を、CONT20が二つとも受信したときを契機に、CONT20は発光ON/OFF指示を切替先OSU15/切替元OSU15へ送信すればよい。
以上のように、切替先OSU15の管理テーブル51におけるダミーONU17に対するリストの更新作業と集線スイッチ40の管理テーブル41における切替先OSU15に対するリストの更新作業を並行して行うOSU切替手順によっても、映像サービス断なしにOSU切替を完了できる。
なお、本実施形態においても、切替先OSU15におけるダミーONU17に対するリストの登録前に集線スイッチ40がGeneral Queryを切替先OSU15へ送信する場合に備え、実施形態1に記載の動作2を満足することが望ましい。
本発明は情報通信産業に適用することができる。
10:光伝送路
11:PON
12:L2SW
13:コアネットワーク
14:OLT
15:OSU
16:N×1光スイッチ
17:ONU
18:光カプラ
19:光ファイバ
20:制御盤(CONT)
21:ユーザ端末(ホスト)
31:マルチキャストルータ
32:映像配信サーバ
40:集線スイッチ
41、51:管理テーブル
42、52:マルチキャスト制御部
43、53:マルチキャスト信号処理部
54:PON−IF

Claims (6)

  1. それぞれ自己に接続されている各ONU(Optical Network Unit)の配信チャネルのリストを含むマルチキャストテーブル(以下、OSUテーブル)を有する複数のOSU(Optical Subscriber Unit)と、
    前記OSUに接続されている各ONUの配信するチャネルのリストをOSUごとに格納するマルチキャストテーブル(以下、集線スイッチテーブル)を有し、マルチキャスト配信するデータを、前記集線スイッチテーブルに基づいて前記OSUへ振り分ける集線スイッチと、
    を備える光通信システムであって、
    前記OSUテーブルは、いずれのOSUとも接続されていないのダミーONUの配信チャネルのリストを含
    前記集線スイッチは、
    前記ONUの接続先が1の前記OSU(以下、切替元OSU)から他の前記OSU(以下、切替先OSU)へ切り替えられる際に、
    前記集線スイッチテーブルにおける前記切替元OSUのチャネルのリストを該集線スイッチテーブルにおける前記切替先OSUのチャネルのリストへ引継ぐリスト引継ぎ処理と、
    前記チャネルのリストを前記OSUテーブルにおける前記ダミーONUの配信チャネルのリストとして登録させる更新指示を前記切替先OSUへ送信する更新指示処理と、
    を行うことを特徴とする、光通信システム。
  2. 前記集線スイッチは、前記リスト引継ぎ処理の完了を契機に、前更新指示処理行い
    前記切替先OSUは、前記集線スイッチから受信した前記更新指示に従って、自己の記OSUテーブルにおける前記ダミーONU配信チャネルのリストを更新し、ONUとの通信を開始する、
    ことを特徴とする、請求項記載の光通信システム。
  3. 前記集線スイッチは、前記更新指示処理行い、前記リスト引継ぎ処理の完了後に登録完了通知を発行し、
    前記切替先OSUは、前記集線スイッチから受信した前記更新指示に従って、自己の記OSUテーブルにおける前記ダミーONU配信チャネルのリストを更新し、前記集線スイッチからの前記登録完了通知の発行を契機にONUとの通信を開始する、
    ことを特徴とする、請求項記載の光通信システム。
  4. 前記集線スイッチは、前記リスト引継ぎ処理の開始後、前記更新指示処理行い、前記リスト引継ぎ処理の完了後に登録完了通知を発行し、
    前記切替先OSUは、前記集線スイッチから受信した前記更新指示に従って、自己の記OSUテーブルにおける前記ダミーONUの配信チャネルのリストを更新し、前記OSUテーブルの更新及び前記集線スイッチからの前記登録完了通知の発行が共に完了したことを契機にONUとの通信を開始する、
    ことを特徴とする、請求項記載の光通信システム。
  5. 請求項1からのいずれかに記載のOSU。
  6. 請求項1からのいずれかに記載の集線スイッチ。
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