保護されたパッシブ光学通信システム
複数のターミナル（１４）と、動作状態において前記複数のターミナル（１４）と通信するメインヘッドエンド（２２）と、故障の場合に前記複数のターミナル（１４）と通信できるバックアップエンド（３７）とを有する保護されたパッシブ光学通信システム（１０）において、前記メインヘッドエンド（２２）とバックアップヘッドエンド（３７）はそれぞれ前記複数のターミナル（１４）と通信するための一連のフレームを送信し、各フレームはヘッダー部とペイロード部とを有し、前記メインヘッドエンド（２２）は、通常の動作状態で、各フレームの前記ヘッダー部の制御命令とペイロード部のユーザデータとを送信するように構成され、前記バックアップヘッドエンド（３７）は、故障に応答して、フレームのペイロード部の制御命令とそのフレームのヘッダー部の制御メッセージを送信するように構成され、前記制御メッセージは前記ペイロード部に制御命令が存在することを示していて、前記複数のターミナルは前記制御メッセージに応答して、フレームのヘッダーに制御メッセージが存在する場合には、各ターミナル（１４）はそのフレームのペイロードがターミナル（１４）の１以上の動作属性を変更するための制御命令を含んでいると解釈し、フレームのヘッダー部に制御メッセージが存在しない場合には、各ターミナル（１４）はそのフレームのペイロードがユーザデータを含んでいると解釈して、そのユーザデータに関連するアドレスに依存して、ターミナル（１４）の外部の１以上のユーザにそのユーザデータを送る、光学通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学通信システムに関し、特にメインサプライアームとバックアップサプライアームとを有する保護された光学通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
所謂パッシブ光学ネットワーク或いはＰＯＮでは、複数のターミナルが、ツリー構造で構成された複数のスプリッタジャンクションを有する分散ネットワークによってサプライアームに接続されている。サプライアームは、光学経路に沿って配置されたヘッドエンドによって通常形成され、ある場合にはリピータを含んでいる。故障を許容するために、バックアップサプライアームを設けることが知られており、また分散ネットワークに接続される。バックアップサプライアームはメインサプライアームの機能と同じ機能をするので、故障がメインサプライアームで起こると、バックアップサプライアームが引き継ぐ。しかしながら、そのような故障の際には、ターミナルはしばしば非動作状態或いは他の故障状態となり、バックアップサプライアームが引き継いだ際に、バックアップサプライアームは、ターミナルを動作状態に戻すために初期化ルーティンを実行することを通常要求される。このことは非常に時間的に無駄なことである。
【発明の概要】
【０００３】
本発明によると、請求項１に記載されたような光学通信システムが提供される。更に他の概念は請求項９に特定されている。
【０００４】
本発明を、以下の図面を参照して、例示の目的で更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１ａ】本発明による光学ネットワークを示す。
【図１ｂ】図１ａに示されたＯＬＴの詳細を示す。
【図２】従来のダウンストリームフレーム構造を示す。
【図３】ダウンストリームＰＬＯＡＭセルを示す。
【図４】従来のダウンストリームデータセルを示す。
【図５】図１aのＯＮＴのブロック図である。
【図６】本発明に基づくダウンストリームフレーム構造である。
【図７】光学ネットワーク別の実施例である。
【図８】図１ａの実施例の概略図である。
【図９】図７の実施例に使用されているＯＬＴシャーシを詳細に示している。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１ａは、光学信号を複数のターミナル或いは光学ネットワークターミナル（以下、ＯＮＴ１４という）に配信するための分散ネットワーク１２を有する保護された光学通信システム１０を示している。信号は通常の動作期間にはメイン（１次）サプライアーム１６によって分散ネットワームに供給される。しかしながら、バックアップ（２次）サプライアーム１８が分散ネットワークに接続されていて、故障がメインサプライアームに発生した際に、バックアップサプライアーム１６は代わりに信号を分散ネットワークに供給する。メインサプライアーム１６はヘッドエンド２２を有し、ヘッドエンド２２はまた光学信号をＯＮＴ１４に対して生成したり、信号をＯＮＴ１４から受信する光学ラインターミナル或いはＯＬＴとして知られている。ＯＬＴはＡと呼ばれるノードに位置している。典型的には単一モードファイバから形成された光学経路２６は、ＯＬＴと分散ネットワークの間に延びている。バックアップサプライアームはメインサプライアームと同じコンポーネントを有していて、特にバックアップ光学経路３８によって分散ネットワークに接続されたバックアップ（２次）ＯＬＴ３７を有している。バックアップＯＬＴは対応する機能を達成するためにメインＯＬＴのコンポーネントに対応したコンポーネントを有している。
【０００７】
分散ネットワークは、ＯＬＴからＯＮＴへ信号を配信するためにツリー構造に配置された複数のスプリッタジャンクション（図示せず）を有している。本実施例では、分散ネットワーク１２は、メイン経路（或いはバックアップ経路）に接続された第１のパッシブ光学スプリッタを有し、入射光をメイン経路（或いはバックアップ経路）から複数のブランチ経路に配信する。ブランチ経路の各々はそれぞれの別のスプリッタに接続されている。別のスプリットのレベル（図示せず）が通常設けられ、典型的には６４、いや１０２４のＯＮＴを接続できる。典型的には、光学ネットワーク、好ましくは分散ネットワームは、１０ｋｍ、いや６０ｋｍを超える範囲を有する。
【０００８】
メインＯＬＴとバックアップＯＬＴは地理的に異なる位置にあり、例えば１ｋｍを超えて離隔しており、そのためそれらのそれぞれのサプライ経路は多様なルートを辿ることが可能である。メインＯＬＴとバックアップＯＬＴは地理的に離れており、それぞれはそれぞれのノードＡ，Ｂで、光学システムへの及び光学システムからのデータトラフィックを通信するための核となる遠距離通信ネットワークに接続されている。メインＯＬＴとバックアップＯＬＴは共通のルータ３９に接続されていて、そのルータ３９はトラフィックをバックアップサプライアームとメインサプライアームに選択的にルートすることができる。遠距離通信ネットワーク内には、中央の管理ユニット４０に搭載されたオペレーションサポートシステム或いはＯＳＳが設けられており、管理ユニット４０は共通のルータを介して各ＯＬＴに接続されていて、ＯＬＴから受信した状態データに基づいて少なくとも部分的にＯＬＴの動作を制御している。中央の管理ユニット４０は、２つのＯＬＴのトラフィックのどちらを向けるべきかを制御するために共通ルータ３９に接続されている。
【０００９】
ＯＬＴは図１ｂにより詳細に示されている。ＯＬＴは、分散ネットワークへ光学信号を送り、分散ネットワークから光学信号を受信する光学ステージ２９と、核となるネットワークと通信するバックインターフェース３０と、ＯＮＴからの送信をコントロールするスケジューラステージ３１と、ＯＮＴへ向けてのダウンストリーム送信データを生成する送信ステージ３２と、管理モジュール３５として搭載されていて、ＯＬＴオペレーションの１以上の項目をコントロールするエレメントマネージャ或いはＥＭとを有している。中央のクロックユニット３３はタイミング信号をスケジューラステージ３１に供給するように構成されている。
【００１０】
管理モジュール３５は、光学通信システムのパフォーマンスを表す種々のインジケータに基づいて状態データを生成し、この状態データを核となるネットワークを介して外部に送信するためにバックインターフェースを通過するように構成されている。インジケータの例としては、受信された光学信号の信号レベルや、ＯＬＴで管理モジュールにより自動的に実行されるローカルテスト結果を含む。管理モジュールはまた、バックインターフェース上で外部のコマンド信号を受信し、これらの外部信号に応答して特定の動作を実行するように構成されている。
【００１１】
スケジューラステージ３１は、異なるＯＮＴからの送信をコントロールする、グランツ（認可、grants）として知られている命令を生成するように構成されている。ＯＬＴから送信されたグランツは、所定のＯＮＴが、所定の時間に所定の時間間隔でデータを送信する命令を含んでいる。この所定の時間は、中央で管理された時間に関して定義されていて、また、他のプロトコルによるデータ送信においては、コントロール信号がローカルに到達する時間に関して決められる場合もある。
【００１２】
クロックユニット３３によれば、シュケジューラステージは、あるＯＮＴからのアップストリームバーストが、光学経路がスプリッタで結合されている他のＯＮＴからのバーストと衝突或いはオーバーラップするようなリスクが本質的にない（或いはリスクが低減される）ように、グランツの時間を合わせることができる。このようにスケジューラステージは、異なるＯＮＴからのデータを一時的に挟み込む必要なタイミング機能が、そのデータが一時的に（受動的に或いは能動的に）挟み込まれるジャンクションから離隔的に実行されるように、ＯＮＴ送信をスケジュールする。マルチプレキシングがパッシブオプティカルネットワーク或いはＰＯＮで通常実行される方法によって、マルチプレキシングはこのようにしてＯＮＴ送信のタイミングを介して達成される。ＯＬＴはその次にＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）を使用して各ＯＮＴからデータをアクセスする。
【００１３】
異なるＯＮＴからの経過時間を考慮して、ＯＬＴ，特にスケジューラステージは、スケジューラステージが選択されたＯＮＴへ特定の時間経過後に、或いは命令を受信した直後に信号を返すように命令する”レインジング”手順を効果的にするように構成されている。スケジューラステージは周回時間、即ち命令の送信と帰還信号の到着との間の経過時間を計算するように構成されている。周回時間は異なるＯＮＴに対して通常異なっている。従って、それぞれの周回時間を基にして、ＯＬＴは各ＯＮＴに対して異なる遅延オフセット（等化遅延とも呼ばれている）を計算するように構成されている。遅延オフセットは、あるＯＮＴからの経過時間とそのＯＮＴに対する遅延オフセットとの和が各ＯＮＴに対して同じになるように計算される。スケジューラステージはそれぞれの遅延オフセットを各ＯＮＴに送るように構成されている。各ＯＮＴは、関連した遅延オフセットを有するグランツへの各応答を遅延でき、それによりそれぞれのＯＮＴがまるで同じ距離だけ離れた位置にあるかのようにＯＬＴに応答する。
【００１４】
送信ステージは送信データをフレームの形式に整えるように構成されていて、各フレームは通常一定の期間であり、１以上の周期的な特性を通常有している。ダウンストリーム（ＤＳ）フレームの例が図２に示されていて、この場合、ＯＬＴが正常な状態にあり、即ちＯＮＴが適切に同期されていて、データを正常に送受信している（ＯＮＴは、この状態では動作状態にある）。１２５μの持続時間であるフレームは、ヘッダー部分とペイロード部分によって形成されており、ヘッダー部分はＰＣＢｄ（Program Control Block, downstream)と呼ばれ、ペイロード部分はＤＳフレームペイロードと呼ばれる。ヘッダー部分は１以上のシグナリングセルを搬送するためのプロトコル特有の複数のフィールドを有している。本実施例では、物理的な同期のためのPSyncフィールド、スーパーフレームカウンターを提供するIdentフィールド、物理レーヤ動作とメインテナンス（Physical Layer Operation and Maintenance, PLOAM）セルを搬送し、動作の目的でＯＬＴによって使用される情報を運ぶPLOAMdフィールド、エラー測定のためのBIPフィールド、特にサイクル冗長性をチェックするPLendフィールド、ＯＮＴへアップストリームバンド幅を配分するためのグランツを含むUpstream (US) BWmapフィールドが設けられている。PLendフィールドは、BWmapフィールドにおけるグランツの数に関する情報を含んでいる。
【００１５】
ＰＬＯＡＭセルは図３に示されている。セル自身は複数のフィールド、即ちこの例ではPSyncフィールドの同期信号に関係する所定時間・位置にある情報を有している。特に第１のオクテットにＯＮＴ識別子（ＯＮＴ ＩＤ）のフィールド、或いはセルが全てのＯＮＴに対して意図されたことを示すブロードキャスト識別子のフィールドが設けられている。第２のオクテットには送られたメッセージのタイプを示すメッセージＩＤフィールドが存在する。以下続く１０個のオクテットにはメッセージＩＤによって示されたメッセージの特別なタイプに関係するデータ用のデータフィールドが設けられている。一般に、メッセージＩＤはＯＮＴをコントロールする所定の制御命令を指定している。例えば、５に等しいメッセージＩＤは、ＯＮＴがそれ自身を活性化させず、アップストリームトラフィックを送信するのをやめる命令と呼ばれている。データフィールドの次に周期冗長チェックのフィールドが続く。このように、ＰＬＯＡＭｄセルは所定の情報構造を有する送信ユニットを表している。
【００１６】
フレームのペイロード部は一連の連続するデータセルＤからなり、各セルは所定のＯＮＴにアドレスされている。データセルの例は図４に示されている。セルは１以上のプロトコル特定フィールドＦを含むセルヘッダー部Ｈと、カスタマーデータを含むペイロード部Ｐとを有している。フィールドＦの１つはＯＮＵがデータをペイロードに出力するべきポート数を表すPort Numberフィールドである。
【００１７】
ＯＮＴは、ＯＬＴからのスケジューリング命令或いはグランツに応答してデータの短いバーストを送り、グランツがない場合にデータ送信を一般的にやめるように各々構成されている。ＯＮＴは図５により詳細に示されている。ＯＮＴは、光学分散ネットワークからのダウンストリーム光学信号を電気ドメインに変換する光学受信機４２と、アップストリーム方向の信号をＯＬＴの方に送信する光学ソース４４を有している。光学受信機４２は、読み取りユニット４６に接続されており、読み取りユニット４６はアップストリームトラフィックをモニタするように構成されていて、またデータがそのＯＮＴにアドレスされていない場合にはそのデータを無視するか、或いはデータがそのＯＮＴにアドレスされている場合（特別に又はブロードキャストアドレスを介して）にはそのＯＮＴでローカルに処理するためのデータを捕獲するように構成されている。
【００１８】
読み取りユニットは複数の独立してアドレス可能なバッファに接続されており、ここではＯＮＴの動作に関連するデータ用のハウスキーピングバッファ４８と、ユーザデータ用のサービスバッファ５０である。配信モジュール５２は、サービスバッファからリアルインターフェースへデータを送るために設けられている。配信モジュールからのデータは、複数のポート、即ちチャネルの１つにマップされ、そのチャネルはデータセルのヘッダー部分で見つけられるポート数に依存して、リアルインターフェースのそれぞれの物理出力にマップされる。それらの出力はそれぞれの外部ユーザ装置（図示せず）に各々接続可能である。外部ユーザ装置の例としては、パーソナルコンピュータと電話装置がある。
【００１９】
ローカルコントローラ５４はフレームヘッダーからのデータ、特にメッセージＩＤを基に識別されたＰＬＯＡＭセルの制御命令を受信するハウスキーピングバッファに動作可能に接続されている。メッセージＩＤを正確に解釈するために、ローカルコントローラは、インストラクションテーブルを含むローカルメモリ４７へのアクセスを有し、インストラクションテーブルはメッセージＩＤに関連して記憶されている各予め了解された制御命令を有している。メッセージＩＤとそれらに関連した制御命令は、製造ステージでＯＮＴに記憶される。
【００２０】
特に、ローカルメモリは、与えられたＩＤに関連して、ローカルコントローラにＯＮＴを動作状態かレインジング状態にさせるPOPUPメッセージという命令を有している。動作状態ではＯＮＴはデータを正常に送受信し、レインジング状態ではＯＮＴは正常に使用するデータを送信することをやめる。コントローラは、POP-UPメッセージを運ぶＰＬＯＡＭセルが特別のＯＮＴにアドレスされたか、それがブロードキャストされたか、即ちＯＮＴ ＩＤフィールドが個々のアドレスかブロードキャストアドレスかを有するかに依存して、ＯＮＴを動作状態かレインジング状態にさせる。このように、ブロードキャストアドレスを有するPOP-UPメッセージが受信されると、受信ＯＮＴは各々、ローカルメモリに記憶された予め合意されたインストラクションテーブルに従いレインジング状態に移動する。しかしながら、あるＯＮＴが特にそのＯＮＴにアドレスされたＰＬＯＡＭセルのPOP-UPメッセージを受信すると、そのＯＮＴは動作状態になる。
【００２１】
ローカルクロックユニットがＯＮＴに設けられている。ローカルクロックユニットはビットレベルとフレームレベルの両方でダウンストリーム信号と同期するように構成されている。クロックユニットは複数のカウンタを供給するようにみなされ、あるカウンタは各フレーム毎にインクリメントされ、他のカウンタは各バイト毎にインクリメントされて各与えられたフレームでリセットされる。読み取りユニットは製造ステージのローカルメモリに記憶されたフォーマット情報にアクセスを有する。フォーマット情報は図２に示されている詳細なフレーム構造を含み、特にフレームの異なるフィールドと部分の描写情報を含んでいる。特に読み取りユニットはＰＬＯＡＭセルの詳細な構造へのアクセスを有する。
【００２２】
読み取りユニットはローカルクロックユニットからのタイミング信号を受信するようにローカルクロックユニットに結合している。これらのタイミング信号を使用し、且つ記憶されたフォーマット情報を基にして、読み取りユニットは到着フレーム内の各フィールドから情報を抽出し、その情報をハウスキーピングバッファと表面バッファへ適切に送るように構成されている。より詳細に述べると、読み取りユニットはその記憶されたフレーム構造を到着データビットとマッチさせ、ローカルメモリに記憶された複数セットのルールの１つに従って、フレームの異なる時点での情報を処理するように構成されている。それらのルールはフレームの異なる時点での情報が如何に処理されるかを管理する。
【００２３】
ルールのセットはフレーム中の可能なセルの各タイプに関連付けられている。このように、データセルルールと呼ばれるルールのセットはデータセル内のデータが如何に扱われるかを管理し、シグナリングセルルールと呼ばれる異なるルールのセットは、ＰＬＯＡＭシグナリングセルのデータが如何に扱われるかを管理する。異なるセルタイプに含まれる情報は異なった構造をしているので、与えられたセルの情報を正確に抽出するためには正確な情報が必要とされる。
【００２４】
こうして、図２のフレーム構造に関連したフォーマット情報に基づいて、読み取りユニットはフレームヘッダーのＰＬＯＡＭｄフィールドに対応する時間セグメントでシグナリングセルルールを実施して、フレームペイロードのＤとラベルされたセルに対応する各時間セグメントに対するデータセルルールを求めるように構成されている。
【００２５】
データセルルールによると、読み取りユニットに、データが外部のユーザに受け取られるように出力送信のために、データセルのペイロード部のデータをサービスバッファに送らせる。対照的に、シグナリングセルルールによると、ＰＬＯＡＭセルの情報は、ＯＮＴにより内部的に使用されるために、ハウスキーピングバッファに送られる。
【００２６】
通常、例えば十分急速に修正される（レインジングによって）ことができない欠陥がない場合には、バックアップサプライアームは機能していなくて、メインサプライアームが分散ネットワークへの及び分散ネットワークからのトラフィック（通行）を行なう。しかしながら、メインサプライアームの欠陥を示すステータスデータが受信されると、中央の管理ユニット４０は、移譲手順で、メインサプライアームを閉じ、バックアップサプライアームを活性化し、活性化されるとバックアップサプライアームにトラフィックを向ける。
【００２７】
移譲手順が実行されるべきことを要求する欠陥の１つの成り行きは、ＯＮＴがエラー状態に移るとか、或いはＯＮＴがユーザデータを正常に送信することができないような他の不動作状態に移るというものである。従って、バックアップＯＬＴがＯＮＴを動作状態に戻す必要がある。しかしながら、バックアップＯＬＴからのブロードキャストPOP-UPメッセージにより、常に必要ではないが、ＯＮＴはレインジング状態にさせられる。更に、正規なダウンストリームフレームのヘッダー部は、各ＯＮＴに対する個々にアドレスされたPOPUPメッセージを収容することができない。
【００２８】
従って、ＯＬＴは、図６に示されているフレームのペイロード部の複数のＰＬＯＡＭセルを送信するように構成されている。各ＰＬＯＡＭセルは、個々にアドレスされたPOP-UPメッセージを含み、１つのＰＬＯＡＭセルはセルペイロードの各ＯＮＴに対して設けられている。
【００２９】
ＯＮＴが、フレームペイロードにおいてそのＯＮＴにアドレスされたＰＬＯＡＭセルを正確に処理できるように、制御命令がフレームヘッダーのＰＬＡＯＭｄフィールドに設けられている。その制御命令は、マルチＰＬＯＡＭメッセージと呼ばれるメッセージに含まれている。マルチＰＬＯＡＭメッセージは好ましくはそのメッセージに関連したメッセージＩＤを有している。マルチＰＬＯＡＭメッセージは、通常のＰＬＯＡＭセルと同じフォーマットを有していて、ＯＮＴに記憶されたシグナリングセルルールは、マルチＰＬＯＡＭメッセージを読み且つマルチＰＬＯＡＭメッセージから制御命令を抽出するために実行される。
【００３０】
制御命令により、ＯＮＴの読み取りユニットは、読み取りユニットが不履行により他の状態でフレームペイロードで実行するかも知れないデータセルルールを実行するよりむしろ、マルチＰＬＯＡＭメッセージに含まれているフレームのペイロード部に関してシグナリングセルルールを実行する。マルチＰＬＯＡＭメッセージの結果として、個々にアドレスされた複数のPOP-UPメッセージが、単一のフレームのペイロードに含まれ、それぞれのＰＬＯＡＭセルの各POP-UPメッセージはそれぞれのＯＮＴにアドレスされている。こうして、メインサプライアームに欠陥が起こると、単一のPOP-UPメッセージだけが各フレームに送信されるよう要求された場合よりもより少ない数のフレーム送信数で、ＯＮＴは動作状態に復帰できる。
【００３１】
上記実施例によるとフレーム毎に単一のPOP-UPメッセージのみを送信する必要性を減少できるので、欠陥が起こった際に両方のＯＮＴのより早い再活性化を達成できる。マルチＰＬＯＡＭメッセージは特に複数のサプライアームを有する保護されたＰＯＮネットワークに有益であるが、マルチＰＬＯＡＭメッセージはまた欠陥を修復する高速の再活性化を達成するために単一のＰＯＮにも使用できる。
【００３２】
以下の追加のコメントが提供される。
【００３３】
ＧＰＯＮは、パッシブ光学ネットワークを基にしたITU-T規格のファイバーアクセスネットワークである。ＰＯＮ（パッシブ光学ネットワーク）は、ヘッドエンド（ＯＬＴ）を、光学分散ネットワーク（ＯＤＮ）を介して多数の遠隔ステーション（ＯＮＵやＯＮＴ）に接続する。光学分散ネットワークは、個々のファイバが各ＯＮＵに接続するパワースプリッタとＯＬＴとの間に設けられたファイバフィーダーからなる。リコメンデーションITU-T G.984.3は、制御プロトコル、即ちＧＰＯＮに対するTC Layerを明記している。それはダウンストリーム即ちＯＬＴからＯＮＵへの送信と、アップストリーム即ちＯＮＵからＯＬＴへの送信の両者に対するフレームフォーマットを使用している。フレームフォーマット構造は、１２５μ秒の固定された期間で明記され、ダウンストリームでは、図３のＰＬＯＡＭｄと呼ばれる一つの物理レーヤ(Physical Layer)ＯＡＭ（ＰＬＯＡＭ）メッセージだけである。アップストリーム方向には、ＰＬＯＡＭｕと呼ばれる各ＯＮＵ送信に対してＰＬＯＡＭメッセージが存在する。図２は、ＧＰＯＮダウンストリームフレームの構造を示している。ダウンストリームでのＧＰＯＮのビットレートは2,488.52Mbit/sであり、各フレームに38,880バイトを形成する。ＰＬＯＡＭｄメッセージは１３バイトだけ長い。
【００３４】
ＯＬＴは連続モードでトラフィックダウンストリームを送信し、全てのＯＮＴへのブロードキャストとして機能する。各ＯＮＴは自身にアドレスされたトラフィックを検出し、そのトラフィックは他を切り捨てて関連したユーザインターフェースへ送られる。アップストリーム方向では、各ＯＮＴはＯＬＴへ向けてバースト（一挙に）情報を送信する。これらのバーストはパワースプリッタにより同一のファイバ内に多重化される。ＯＬＴはスプリットされる地点の後での衝突を防止するためにこれらのバーストの配分を制御する。各ＯＮＴはＯＬＴからみて異なるファイバの位置で一般に接続されている。バースト送信位置の制御を可能にするために、ＯＬＴは各個々のＯＮＵを整列させる必要がある。ＯＮＵを活性化させる期間に、ＯＬＴはＯＮＵを整列させ、この整列は各ＯＮＵへのラウンドトリップ遅延（Round Trip Delay)(RTD)を測定し、必要なバッファ遅延を計算することによりなされる。この必要なバッファ遅延は、全てのＯＮＵが同期させられて衝突が通常防止されるように、各ＯＮＵがその送信に適用するものである。このバッファ遅延はＯＮＵ(i)に対する均等化遅延(Equalization Delay)(EqD(i))として知られている。このEqD(i)はＰＬＯＡＭｄメッセージ（"Ranging_Time" Message レインジングタイム・メッセージ)を介してＯＮＵ(i)に変換される。各ＯＮＵにそのEqD(n)が適用されると、ＯＬＴがダウンストリームフレームを送ってＯＬＴでアップストリームフレームの先端を受信する間の全体の遅延は、均等化されたラウンドトリップ遅延(Equalized Round Trip Delay）となる。
【００３５】
デュアルパレンティング(Dual Parenting)保護とは、２つの地理的に異なるＯＬＴにＯＮＵ／ＯＮＴが接続されている場合の保護のタイプである。通常の動作状態では、１次ＯＬＴだけが活性化していて全体のＰＯＮの制御化にあり、２次ＯＬＴは送信を許されていない状態にある。
【００３６】
保護スイッチングを活性化することを必要としない場合には、２次ＯＬＴはＰＯＮのＯＮＴの制御を移譲すべきである。このスイッチ切換時間は短時間に行なわれる。
【００３７】
ある構成では、多数のＰＬＯＡＭｄメッセージが各ＯＮＴに３回送られる。ＰＬＯＡＭｄメッセージの１より大のタイプが、ＯＮＴを再活性化するために２次ＯＬＴ上に送られなければならないが、各ＯＮＴを２次ＯＬＴ上で動作復帰させるために、ＰＬＯＡＭｄメッセージの１つのタイプだけが各ＯＮＴに３回送られてもよい。もしもＰＯＮが接続された６４個のＯＮＴを有していて、各ＰＯＮフレームのただ１つのＰＬＯＡＭｄメッセージに対する余裕、即ち１２５マイクロ秒毎であるので、全てのメッセージを送るのに６４×１２５μｓ×３＝２４ｍｓかかる。この時間はそう長くなく、拡張されたＧＰＯＮは１２８個のＯＮＴをサポートしているので、この時間は４８ｍｓに増加する。この問題は、ロングリーチ(Long Reach)ＰＯＮに対して悪化される。ロングリーチＰＯＮがサポートするＯＮＴが５１２であると１９２ｍｓかかり、或いは１０２４個のＯＮＴをサポートしているとこの時間は３８４ｍｓとなるからである。
【００３８】
各ＯＮＴにＰＬＯＡＭｄメッセージを送ることは、保護スイッチング問題における唯一のフェーズである。保護スイッチオーバー時間を５ｍｓより小にするには、保護スイッチングプロセスの各ステップを最小にすることが重要である。
【００３９】
この実施例は、デュアルパレンティング保護スイッチングのプロセスで１つの必要なステップを改善する方法をもたらす。このことは新たなＰＬＯＡＭｄメッセージを定義することを意味し、ダウンストリームフレームのペイロード内、好ましくはペイロードのスタート時点に別のＰＬＯＡＭｄメッセージが存在するＯＮＴを示す。実際、ペイロードの残りは、ＯＮＴが２次ＯＬＴで再活性化されているプロセスにあるので、空である。もしも１２８個のＯＮＴを有するＰＯＮがあると、全フレームの38,880バイトからフレームヘッダーによって占められるものを差し引いた１２８×１３バイト＝１６６４バイトだけが必要である。
【００４０】
１０２４個のＯＮＴを有するロングリーチ(Long Reach)ＰＯＮの場合でさえ、ＰＬＯＡＭｄメッセージの長さはＯＮＵ−ＩＤのための空き（ＧＰＯＮとＥ−ＧＰＯＮに必要な1バイトの代わりに２バイト）を作るために14バイトに増加されなければならないが、１０２４×１４バイト＝14,336バイトである。
【００４１】
ＯＬＴはＰＬＯＡＭｄメッセージを各ＯＮＴに３度送らなければならない、即ち３個のＰＯＮフレームが必要である。したがって、全ての３個のＰＬＯＡＭｄメッセージを全てのＯＮＴに送るのに必要な時間は、ＯＮＴの数に関係なく３×１２５μｓ＝３２５μｓであり、このことは通常の手順に比べて莫大な改善（２桁の）を表している。
【００４２】
G.984.3(02/2004)は制御メッセージのフォーマットを明示し、ダウンストリーム方向に１９メッセージを定義している。これらのメッセージの構造は異なり（即ち、ＯＮＵ−ＩＤフィールドに異なる長さを有し）するが基本的概念は同じである。
【００４３】
G.984.3訂正版(07/2005)は新しいＰＬＯＡＭダウンストリームメッセージを定義し、全体で２０ＰＬＯＡＭｄメッセージを作っている。
【００４４】
この発明は追加のＰＬＯＡＭｄメッセージの定義を必要とし、我々は”ＰＬＯＡＭｄペイロード”或いは”マルチＰＬＯＡＭｄ”メッセージと呼んでいる。
【００４５】
メッセージの定義
メッセージＩＤ： ２１
メッセージネーム： ”ＰＬＯＡＭｄペイロード”（例）
機能： ＯＮＵに、ＰＯＮダウンストリームフレームがフレームペイロー
ド、即ちヘッダーＰＣＢｄに追加のＰＬＯＡＭｄメッセージを含
むことを示すこと
トリガー： ＯＬＴが、あるＰＬＯＡＭｄメッセージをＰＯＮ内の各ＯＮＵに
送る必要があるとき
送信回数： ３
受信の効果： ＯＮＵが、ＰＯＮフレームペイロードに追加のＰＬＯＡＭｄメッ
セージを探す。
【表１】
【００４６】
主ＯＬＴとバックアップＯＬＴは、図１ａと図７に示すように、異なるノードにある必要はないが、代わりに同じ地理的位置にあってもよく、Ｂタイプ構成として知られているように、特に同じノードとして機能してもよい。これは図８に示されている。特に、主ＯＬＴとバックアップＯＬＴは、図９に示されているように、共通フレーム、シャーシ或いは他の支持構造上にマウントされるように搭載されてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・・光学通信システム、１２・・・分散ネットワーク、１４・・・ＯＮＴ、１６・・・メイン（１次）サプライアーム、１８・・・バックアップ（２次）サプライアーム、２２・・・ヘッドエンド、２６・・・光学経路、２９・・・光学ステージ、３０・・・バックインターフェース、３１・・・スケジューラステージ、３２・・・送信ステージ、３３・・・クロックユニット、３５・・・管理モジュール、３７・・・バックアップ（２次）ＯＬＴ、３８・・・バックアップ光学経路、３９・・・ルータ、４０・・・管理ユニット、４２・・・光学受信機、４４・・・光学ソース、４６・・・読み取りユニット、４７・・・ローカルメモリ、４８・・・ハウスキーピングバッファ、５０・・・サービスバッファ、５２・・・配信モジュール、５４・・・ローカルコントローラ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学通信システムに関し、特にメインサプライアームとバックアップサプライアームとを有する保護された光学通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
所謂パッシブ光学ネットワーク或いはＰＯＮでは、複数のターミナルが、ツリー構造で構成された複数のスプリッタジャンクションを有する分散ネットワークによってサプライアームに接続されている。サプライアームは、光学経路に沿って配置されたヘッドエンドによって通常形成され、ある場合にはリピータを含んでいる。故障を許容するために、バックアップサプライアームを設けることが知られており、また分散ネットワークに接続される。バックアップサプライアームはメインサプライアームの機能と同じ機能をするので、故障がメインサプライアームで起こると、バックアップサプライアームが引き継ぐ。しかしながら、そのような故障の際には、ターミナルはしばしば非動作状態或いは他の故障状態となり、バックアップサプライアームが引き継いだ際に、バックアップサプライアームは、ターミナルを動作状態に戻すために初期化ルーティンを実行することを通常要求される。このことは非常に時間的に無駄なことである。
【発明の概要】
【０００３】
本発明によると、請求項１に記載されたような光学通信システムが提供される。更に他の概念は請求項９に特定されている。
【０００４】
本発明を、以下の図面を参照して、例示の目的で更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１ａ】本発明による光学ネットワークを示す。
【図１ｂ】図１ａに示されたＯＬＴの詳細を示す。
【図２】従来のダウンストリームフレーム構造を示す。
【図３】ダウンストリームＰＬＯＡＭセルを示す。
【図４】従来のダウンストリームデータセルを示す。
【図５】図１aのＯＮＴのブロック図である。
【図６】本発明に基づくダウンストリームフレーム構造である。
【図７】光学ネットワーク別の実施例である。
【図８】図１ａの実施例の概略図である。
【図９】図７の実施例に使用されているＯＬＴシャーシを詳細に示している。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１ａは、光学信号を複数のターミナル或いは光学ネットワークターミナル（以下、ＯＮＴ１４という）に配信するための分散ネットワーク１２を有する保護された光学通信システム１０を示している。信号は通常の動作期間にはメイン（１次）サプライアーム１６によって分散ネットワームに供給される。しかしながら、バックアップ（２次）サプライアーム１８が分散ネットワークに接続されていて、故障がメインサプライアームに発生した際に、バックアップサプライアーム１６は代わりに信号を分散ネットワークに供給する。メインサプライアーム１６はヘッドエンド２２を有し、ヘッドエンド２２はまた光学信号をＯＮＴ１４に対して生成したり、信号をＯＮＴ１４から受信する光学ラインターミナル或いはＯＬＴとして知られている。ＯＬＴはＡと呼ばれるノードに位置している。典型的には単一モードファイバから形成された光学経路２６は、ＯＬＴと分散ネットワークの間に延びている。バックアップサプライアームはメインサプライアームと同じコンポーネントを有していて、特にバックアップ光学経路３８によって分散ネットワークに接続されたバックアップ（２次）ＯＬＴ３７を有している。バックアップＯＬＴは対応する機能を達成するためにメインＯＬＴのコンポーネントに対応したコンポーネントを有している。
【０００７】
分散ネットワークは、ＯＬＴからＯＮＴへ信号を配信するためにツリー構造に配置された複数のスプリッタジャンクション（図示せず）を有している。本実施例では、分散ネットワーク１２は、メイン経路（或いはバックアップ経路）に接続された第１のパッシブ光学スプリッタを有し、入射光をメイン経路（或いはバックアップ経路）から複数のブランチ経路に配信する。ブランチ経路の各々はそれぞれの別のスプリッタに接続されている。別のスプリットのレベル（図示せず）が通常設けられ、典型的には６４、いや１０２４のＯＮＴを接続できる。典型的には、光学ネットワーク、好ましくは分散ネットワームは、１０ｋｍ、いや６０ｋｍを超える範囲を有する。
【０００８】
メインＯＬＴとバックアップＯＬＴは地理的に異なる位置にあり、例えば１ｋｍを超えて離隔しており、そのためそれらのそれぞれのサプライ経路は多様なルートを辿ることが可能である。メインＯＬＴとバックアップＯＬＴは地理的に離れており、それぞれはそれぞれのノードＡ，Ｂで、光学システムへの及び光学システムからのデータトラフィックを通信するための核となる遠距離通信ネットワークに接続されている。メインＯＬＴとバックアップＯＬＴは共通のルータ３９に接続されていて、そのルータ３９はトラフィックをバックアップサプライアームとメインサプライアームに選択的にルートすることができる。遠距離通信ネットワーク内には、中央の管理ユニット４０に搭載されたオペレーションサポートシステム或いはＯＳＳが設けられており、管理ユニット４０は共通のルータを介して各ＯＬＴに接続されていて、ＯＬＴから受信した状態データに基づいて少なくとも部分的にＯＬＴの動作を制御している。中央の管理ユニット４０は、２つのＯＬＴのトラフィックのどちらを向けるべきかを制御するために共通ルータ３９に接続されている。
【０００９】
ＯＬＴは図１ｂにより詳細に示されている。ＯＬＴは、分散ネットワークへ光学信号を送り、分散ネットワークから光学信号を受信する光学ステージ２９と、核となるネットワークと通信するバックインターフェース３０と、ＯＮＴからの送信をコントロールするスケジューラステージ３１と、ＯＮＴへ向けてのダウンストリーム送信データを生成する送信ステージ３２と、管理モジュール３５として搭載されていて、ＯＬＴオペレーションの１以上の項目をコントロールするエレメントマネージャ或いはＥＭとを有している。中央のクロックユニット３３はタイミング信号をスケジューラステージ３１に供給するように構成されている。
【００１０】
管理モジュール３５は、光学通信システムのパフォーマンスを表す種々のインジケータに基づいて状態データを生成し、この状態データを核となるネットワークを介して外部に送信するためにバックインターフェースを通過するように構成されている。インジケータの例としては、受信された光学信号の信号レベルや、ＯＬＴで管理モジュールにより自動的に実行されるローカルテスト結果を含む。管理モジュールはまた、バックインターフェース上で外部のコマンド信号を受信し、これらの外部信号に応答して特定の動作を実行するように構成されている。
【００１１】
スケジューラステージ３１は、異なるＯＮＴからの送信をコントロールする、グランツ（認可、grants）として知られている命令を生成するように構成されている。ＯＬＴから送信されたグランツは、所定のＯＮＴが、所定の時間に所定の時間間隔でデータを送信する命令を含んでいる。この所定の時間は、中央で管理された時間に関して定義されていて、また、他のプロトコルによるデータ送信においては、コントロール信号がローカルに到達する時間に関して決められる場合もある。
【００１２】
クロックユニット３３によれば、シュケジューラステージは、あるＯＮＴからのアップストリームバーストが、光学経路がスプリッタで結合されている他のＯＮＴからのバーストと衝突或いはオーバーラップするようなリスクが本質的にない（或いはリスクが低減される）ように、グランツの時間を合わせることができる。このようにスケジューラステージは、異なるＯＮＴからのデータを一時的に挟み込む必要なタイミング機能が、そのデータが一時的に（受動的に或いは能動的に）挟み込まれるジャンクションから離隔的に実行されるように、ＯＮＴ送信をスケジュールする。マルチプレキシングがパッシブオプティカルネットワーク或いはＰＯＮで通常実行される方法によって、マルチプレキシングはこのようにしてＯＮＴ送信のタイミングを介して達成される。ＯＬＴはその次にＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）を使用して各ＯＮＴからデータをアクセスする。
【００１３】
異なるＯＮＴからの経過時間を考慮して、ＯＬＴ，特にスケジューラステージは、スケジューラステージが選択されたＯＮＴへ特定の時間経過後に、或いは命令を受信した直後に信号を返すように命令する”レインジング”手順を効果的にするように構成されている。スケジューラステージは周回時間、即ち命令の送信と帰還信号の到着との間の経過時間を計算するように構成されている。周回時間は異なるＯＮＴに対して通常異なっている。従って、それぞれの周回時間を基にして、ＯＬＴは各ＯＮＴに対して異なる遅延オフセット（等化遅延とも呼ばれている）を計算するように構成されている。遅延オフセットは、あるＯＮＴからの経過時間とそのＯＮＴに対する遅延オフセットとの和が各ＯＮＴに対して同じになるように計算される。スケジューラステージはそれぞれの遅延オフセットを各ＯＮＴに送るように構成されている。各ＯＮＴは、関連した遅延オフセットを有するグランツへの各応答を遅延でき、それによりそれぞれのＯＮＴがまるで同じ距離だけ離れた位置にあるかのようにＯＬＴに応答する。
【００１４】
送信ステージは送信データをフレームの形式に整えるように構成されていて、各フレームは通常一定の期間であり、１以上の周期的な特性を通常有している。ダウンストリーム（ＤＳ）フレームの例が図２に示されていて、この場合、ＯＬＴが正常な状態にあり、即ちＯＮＴが適切に同期されていて、データを正常に送受信している（ＯＮＴは、この状態では動作状態にある）。１２５μの持続時間であるフレームは、ヘッダー部分とペイロード部分によって形成されており、ヘッダー部分はＰＣＢｄ（Program Control Block, downstream)と呼ばれ、ペイロード部分はＤＳフレームペイロードと呼ばれる。ヘッダー部分は１以上のシグナリングセルを搬送するためのプロトコル特有の複数のフィールドを有している。本実施例では、物理的な同期のためのPSyncフィールド、スーパーフレームカウンターを提供するIdentフィールド、物理レーヤ動作とメインテナンス（Physical Layer Operation and Maintenance, PLOAM）セルを搬送し、動作の目的でＯＬＴによって使用される情報を運ぶPLOAMdフィールド、エラー測定のためのBIPフィールド、特にサイクル冗長性をチェックするPLendフィールド、ＯＮＴへアップストリームバンド幅を配分するためのグランツを含むUpstream (US) BWmapフィールドが設けられている。PLendフィールドは、BWmapフィールドにおけるグランツの数に関する情報を含んでいる。
【００１５】
ＰＬＯＡＭセルは図３に示されている。セル自身は複数のフィールド、即ちこの例ではPSyncフィールドの同期信号に関係する所定時間・位置にある情報を有している。特に第１のオクテットにＯＮＴ識別子（ＯＮＴ ＩＤ）のフィールド、或いはセルが全てのＯＮＴに対して意図されたことを示すブロードキャスト識別子のフィールドが設けられている。第２のオクテットには送られたメッセージのタイプを示すメッセージＩＤフィールドが存在する。以下続く１０個のオクテットにはメッセージＩＤによって示されたメッセージの特別なタイプに関係するデータ用のデータフィールドが設けられている。一般に、メッセージＩＤはＯＮＴをコントロールする所定の制御命令を指定している。例えば、５に等しいメッセージＩＤは、ＯＮＴがそれ自身を活性化させず、アップストリームトラフィックを送信するのをやめる命令と呼ばれている。データフィールドの次に周期冗長チェックのフィールドが続く。このように、ＰＬＯＡＭｄセルは所定の情報構造を有する送信ユニットを表している。
【００１６】
フレームのペイロード部は一連の連続するデータセルＤからなり、各セルは所定のＯＮＴにアドレスされている。データセルの例は図４に示されている。セルは１以上のプロトコル特定フィールドＦを含むセルヘッダー部Ｈと、カスタマーデータを含むペイロード部Ｐとを有している。フィールドＦの１つはＯＮＵがデータをペイロードに出力するべきポート数を表すPort Numberフィールドである。
【００１７】
ＯＮＴは、ＯＬＴからのスケジューリング命令或いはグランツに応答してデータの短いバーストを送り、グランツがない場合にデータ送信を一般的にやめるように各々構成されている。ＯＮＴは図５により詳細に示されている。ＯＮＴは、光学分散ネットワークからのダウンストリーム光学信号を電気ドメインに変換する光学受信機４２と、アップストリーム方向の信号をＯＬＴの方に送信する光学ソース４４を有している。光学受信機４２は、読み取りユニット４６に接続されており、読み取りユニット４６はアップストリームトラフィックをモニタするように構成されていて、またデータがそのＯＮＴにアドレスされていない場合にはそのデータを無視するか、或いはデータがそのＯＮＴにアドレスされている場合（特別に又はブロードキャストアドレスを介して）にはそのＯＮＴでローカルに処理するためのデータを捕獲するように構成されている。
【００１８】
読み取りユニットは複数の独立してアドレス可能なバッファに接続されており、ここではＯＮＴの動作に関連するデータ用のハウスキーピングバッファ４８と、ユーザデータ用のサービスバッファ５０である。配信モジュール５２は、サービスバッファからリアルインターフェースへデータを送るために設けられている。配信モジュールからのデータは、複数のポート、即ちチャネルの１つにマップされ、そのチャネルはデータセルのヘッダー部分で見つけられるポート数に依存して、リアルインターフェースのそれぞれの物理出力にマップされる。それらの出力はそれぞれの外部ユーザ装置（図示せず）に各々接続可能である。外部ユーザ装置の例としては、パーソナルコンピュータと電話装置がある。
【００１９】
ローカルコントローラ５４はフレームヘッダーからのデータ、特にメッセージＩＤを基に識別されたＰＬＯＡＭセルの制御命令を受信するハウスキーピングバッファに動作可能に接続されている。メッセージＩＤを正確に解釈するために、ローカルコントローラは、インストラクションテーブルを含むローカルメモリ４７へのアクセスを有し、インストラクションテーブルはメッセージＩＤに関連して記憶されている各予め了解された制御命令を有している。メッセージＩＤとそれらに関連した制御命令は、製造ステージでＯＮＴに記憶される。
【００２０】
特に、ローカルメモリは、与えられたＩＤに関連して、ローカルコントローラにＯＮＴを動作状態かレインジング状態にさせるPOPUPメッセージという命令を有している。動作状態ではＯＮＴはデータを正常に送受信し、レインジング状態ではＯＮＴは正常に使用するデータを送信することをやめる。コントローラは、POP-UPメッセージを運ぶＰＬＯＡＭセルが特別のＯＮＴにアドレスされたか、それがブロードキャストされたか、即ちＯＮＴ ＩＤフィールドが個々のアドレスかブロードキャストアドレスかを有するかに依存して、ＯＮＴを動作状態かレインジング状態にさせる。このように、ブロードキャストアドレスを有するPOP-UPメッセージが受信されると、受信ＯＮＴは各々、ローカルメモリに記憶された予め合意されたインストラクションテーブルに従いレインジング状態に移動する。しかしながら、あるＯＮＴが特にそのＯＮＴにアドレスされたＰＬＯＡＭセルのPOP-UPメッセージを受信すると、そのＯＮＴは動作状態になる。
【００２１】
ローカルクロックユニットがＯＮＴに設けられている。ローカルクロックユニットはビットレベルとフレームレベルの両方でダウンストリーム信号と同期するように構成されている。クロックユニットは複数のカウンタを供給するようにみなされ、あるカウンタは各フレーム毎にインクリメントされ、他のカウンタは各バイト毎にインクリメントされて各与えられたフレームでリセットされる。読み取りユニットは製造ステージのローカルメモリに記憶されたフォーマット情報にアクセスを有する。フォーマット情報は図２に示されている詳細なフレーム構造を含み、特にフレームの異なるフィールドと部分の描写情報を含んでいる。特に読み取りユニットはＰＬＯＡＭセルの詳細な構造へのアクセスを有する。
【００２２】
読み取りユニットはローカルクロックユニットからのタイミング信号を受信するようにローカルクロックユニットに結合している。これらのタイミング信号を使用し、且つ記憶されたフォーマット情報を基にして、読み取りユニットは到着フレーム内の各フィールドから情報を抽出し、その情報をハウスキーピングバッファと表面バッファへ適切に送るように構成されている。より詳細に述べると、読み取りユニットはその記憶されたフレーム構造を到着データビットとマッチさせ、ローカルメモリに記憶された複数セットのルールの１つに従って、フレームの異なる時点での情報を処理するように構成されている。それらのルールはフレームの異なる時点での情報が如何に処理されるかを管理する。
【００２３】
ルールのセットはフレーム中の可能なセルの各タイプに関連付けられている。このように、データセルルールと呼ばれるルールのセットはデータセル内のデータが如何に扱われるかを管理し、シグナリングセルルールと呼ばれる異なるルールのセットは、ＰＬＯＡＭシグナリングセルのデータが如何に扱われるかを管理する。異なるセルタイプに含まれる情報は異なった構造をしているので、与えられたセルの情報を正確に抽出するためには正確な情報が必要とされる。
【００２４】
こうして、図２のフレーム構造に関連したフォーマット情報に基づいて、読み取りユニットはフレームヘッダーのＰＬＯＡＭｄフィールドに対応する時間セグメントでシグナリングセルルールを実施して、フレームペイロードのＤとラベルされたセルに対応する各時間セグメントに対するデータセルルールを求めるように構成されている。
【００２５】
データセルルールによると、読み取りユニットに、データが外部のユーザに受け取られるように出力送信のために、データセルのペイロード部のデータをサービスバッファに送らせる。対照的に、シグナリングセルルールによると、ＰＬＯＡＭセルの情報は、ＯＮＴにより内部的に使用されるために、ハウスキーピングバッファに送られる。
【００２６】
通常、例えば十分急速に修正される（レインジングによって）ことができない欠陥がない場合には、バックアップサプライアームは機能していなくて、メインサプライアームが分散ネットワークへの及び分散ネットワークからのトラフィック（通行）を行なう。しかしながら、メインサプライアームの欠陥を示すステータスデータが受信されると、中央の管理ユニット４０は、移譲手順で、メインサプライアームを閉じ、バックアップサプライアームを活性化し、活性化されるとバックアップサプライアームにトラフィックを向ける。
【００２７】
移譲手順が実行されるべきことを要求する欠陥の１つの成り行きは、ＯＮＴがエラー状態に移るとか、或いはＯＮＴがユーザデータを正常に送信することができないような他の不動作状態に移るというものである。従って、バックアップＯＬＴがＯＮＴを動作状態に戻す必要がある。しかしながら、バックアップＯＬＴからのブロードキャストPOP-UPメッセージにより、常に必要ではないが、ＯＮＴはレインジング状態にさせられる。更に、正規なダウンストリームフレームのヘッダー部は、各ＯＮＴに対する個々にアドレスされたPOPUPメッセージを収容することができない。
【００２８】
従って、ＯＬＴは、図６に示されているフレームのペイロード部の複数のＰＬＯＡＭセルを送信するように構成されている。各ＰＬＯＡＭセルは、個々にアドレスされたPOP-UPメッセージを含み、１つのＰＬＯＡＭセルはセルペイロードの各ＯＮＴに対して設けられている。
【００２９】
ＯＮＴが、フレームペイロードにおいてそのＯＮＴにアドレスされたＰＬＯＡＭセルを正確に処理できるように、制御命令がフレームヘッダーのＰＬＡＯＭｄフィールドに設けられている。その制御命令は、マルチＰＬＯＡＭメッセージと呼ばれるメッセージに含まれている。マルチＰＬＯＡＭメッセージは好ましくはそのメッセージに関連したメッセージＩＤを有している。マルチＰＬＯＡＭメッセージは、通常のＰＬＯＡＭセルと同じフォーマットを有していて、ＯＮＴに記憶されたシグナリングセルルールは、マルチＰＬＯＡＭメッセージを読み且つマルチＰＬＯＡＭメッセージから制御命令を抽出するために実行される。
【００３０】
制御命令により、ＯＮＴの読み取りユニットは、読み取りユニットが不履行により他の状態でフレームペイロードで実行するかも知れないデータセルルールを実行するよりむしろ、マルチＰＬＯＡＭメッセージに含まれているフレームのペイロード部に関してシグナリングセルルールを実行する。マルチＰＬＯＡＭメッセージの結果として、個々にアドレスされた複数のPOP-UPメッセージが、単一のフレームのペイロードに含まれ、それぞれのＰＬＯＡＭセルの各POP-UPメッセージはそれぞれのＯＮＴにアドレスされている。こうして、メインサプライアームに欠陥が起こると、単一のPOP-UPメッセージだけが各フレームに送信されるよう要求された場合よりもより少ない数のフレーム送信数で、ＯＮＴは動作状態に復帰できる。
【００３１】
上記実施例によるとフレーム毎に単一のPOP-UPメッセージのみを送信する必要性を減少できるので、欠陥が起こった際に両方のＯＮＴのより早い再活性化を達成できる。マルチＰＬＯＡＭメッセージは特に複数のサプライアームを有する保護されたＰＯＮネットワークに有益であるが、マルチＰＬＯＡＭメッセージはまた欠陥を修復する高速の再活性化を達成するために単一のＰＯＮにも使用できる。
【００３２】
以下の追加のコメントが提供される。
【００３３】
ＧＰＯＮは、パッシブ光学ネットワークを基にしたITU-T規格のファイバーアクセスネットワークである。ＰＯＮ（パッシブ光学ネットワーク）は、ヘッドエンド（ＯＬＴ）を、光学分散ネットワーク（ＯＤＮ）を介して多数の遠隔ステーション（ＯＮＵやＯＮＴ）に接続する。光学分散ネットワークは、個々のファイバが各ＯＮＵに接続するパワースプリッタとＯＬＴとの間に設けられたファイバフィーダーからなる。リコメンデーションITU-T G.984.3は、制御プロトコル、即ちＧＰＯＮに対するTC Layerを明記している。それはダウンストリーム即ちＯＬＴからＯＮＵへの送信と、アップストリーム即ちＯＮＵからＯＬＴへの送信の両者に対するフレームフォーマットを使用している。フレームフォーマット構造は、１２５μ秒の固定された期間で明記され、ダウンストリームでは、図３のＰＬＯＡＭｄと呼ばれる一つの物理レーヤ(Physical Layer)ＯＡＭ（ＰＬＯＡＭ）メッセージだけである。アップストリーム方向には、ＰＬＯＡＭｕと呼ばれる各ＯＮＵ送信に対してＰＬＯＡＭメッセージが存在する。図２は、ＧＰＯＮダウンストリームフレームの構造を示している。ダウンストリームでのＧＰＯＮのビットレートは2,488.52Mbit/sであり、各フレームに38,880バイトを形成する。ＰＬＯＡＭｄメッセージは１３バイトだけ長い。
【００３４】
ＯＬＴは連続モードでトラフィックダウンストリームを送信し、全てのＯＮＴへのブロードキャストとして機能する。各ＯＮＴは自身にアドレスされたトラフィックを検出し、そのトラフィックは他を切り捨てて関連したユーザインターフェースへ送られる。アップストリーム方向では、各ＯＮＴはＯＬＴへ向けてバースト（一挙に）情報を送信する。これらのバーストはパワースプリッタにより同一のファイバ内に多重化される。ＯＬＴはスプリットされる地点の後での衝突を防止するためにこれらのバーストの配分を制御する。各ＯＮＴはＯＬＴからみて異なるファイバの位置で一般に接続されている。バースト送信位置の制御を可能にするために、ＯＬＴは各個々のＯＮＵを整列させる必要がある。ＯＮＵを活性化させる期間に、ＯＬＴはＯＮＵを整列させ、この整列は各ＯＮＵへのラウンドトリップ遅延（Round Trip Delay)(RTD)を測定し、必要なバッファ遅延を計算することによりなされる。この必要なバッファ遅延は、全てのＯＮＵが同期させられて衝突が通常防止されるように、各ＯＮＵがその送信に適用するものである。このバッファ遅延はＯＮＵ(i)に対する均等化遅延(Equalization Delay)(EqD(i))として知られている。このEqD(i)はＰＬＯＡＭｄメッセージ（"Ranging_Time" Message レインジングタイム・メッセージ)を介してＯＮＵ(i)に変換される。各ＯＮＵにそのEqD(n)が適用されると、ＯＬＴがダウンストリームフレームを送ってＯＬＴでアップストリームフレームの先端を受信する間の全体の遅延は、均等化されたラウンドトリップ遅延(Equalized Round Trip Delay）となる。
【００３５】
デュアルパレンティング(Dual Parenting)保護とは、２つの地理的に異なるＯＬＴにＯＮＵ／ＯＮＴが接続されている場合の保護のタイプである。通常の動作状態では、１次ＯＬＴだけが活性化していて全体のＰＯＮの制御化にあり、２次ＯＬＴは送信を許されていない状態にある。
【００３６】
保護スイッチングを活性化することを必要としない場合には、２次ＯＬＴはＰＯＮのＯＮＴの制御を移譲すべきである。このスイッチ切換時間は短時間に行なわれる。
【００３７】
ある構成では、多数のＰＬＯＡＭｄメッセージが各ＯＮＴに３回送られる。ＰＬＯＡＭｄメッセージの１より大のタイプが、ＯＮＴを再活性化するために２次ＯＬＴ上に送られなければならないが、各ＯＮＴを２次ＯＬＴ上で動作復帰させるために、ＰＬＯＡＭｄメッセージの１つのタイプだけが各ＯＮＴに３回送られてもよい。もしもＰＯＮが接続された６４個のＯＮＴを有していて、各ＰＯＮフレームのただ１つのＰＬＯＡＭｄメッセージに対する余裕、即ち１２５マイクロ秒毎であるので、全てのメッセージを送るのに６４×１２５μｓ×３＝２４ｍｓかかる。この時間はそう長くなく、拡張されたＧＰＯＮは１２８個のＯＮＴをサポートしているので、この時間は４８ｍｓに増加する。この問題は、ロングリーチ(Long Reach)ＰＯＮに対して悪化される。ロングリーチＰＯＮがサポートするＯＮＴが５１２であると１９２ｍｓかかり、或いは１０２４個のＯＮＴをサポートしているとこの時間は３８４ｍｓとなるからである。
【００３８】
各ＯＮＴにＰＬＯＡＭｄメッセージを送ることは、保護スイッチング問題における唯一のフェーズである。保護スイッチオーバー時間を５ｍｓより小にするには、保護スイッチングプロセスの各ステップを最小にすることが重要である。
【００３９】
この実施例は、デュアルパレンティング保護スイッチングのプロセスで１つの必要なステップを改善する方法をもたらす。このことは新たなＰＬＯＡＭｄメッセージを定義することを意味し、ダウンストリームフレームのペイロード内、好ましくはペイロードのスタート時点に別のＰＬＯＡＭｄメッセージが存在するＯＮＴを示す。実際、ペイロードの残りは、ＯＮＴが２次ＯＬＴで再活性化されているプロセスにあるので、空である。もしも１２８個のＯＮＴを有するＰＯＮがあると、全フレームの38,880バイトからフレームヘッダーによって占められるものを差し引いた１２８×１３バイト＝１６６４バイトだけが必要である。
【００４０】
１０２４個のＯＮＴを有するロングリーチ(Long Reach)ＰＯＮの場合でさえ、ＰＬＯＡＭｄメッセージの長さはＯＮＵ−ＩＤのための空き（ＧＰＯＮとＥ−ＧＰＯＮに必要な1バイトの代わりに２バイト）を作るために14バイトに増加されなければならないが、１０２４×１４バイト＝14,336バイトである。
【００４１】
ＯＬＴはＰＬＯＡＭｄメッセージを各ＯＮＴに３度送らなければならない、即ち３個のＰＯＮフレームが必要である。したがって、全ての３個のＰＬＯＡＭｄメッセージを全てのＯＮＴに送るのに必要な時間は、ＯＮＴの数に関係なく３×１２５μｓ＝３２５μｓであり、このことは通常の手順に比べて莫大な改善（２桁の）を表している。
【００４２】
G.984.3(02/2004)は制御メッセージのフォーマットを明示し、ダウンストリーム方向に１９メッセージを定義している。これらのメッセージの構造は異なり（即ち、ＯＮＵ−ＩＤフィールドに異なる長さを有し）するが基本的概念は同じである。
【００４３】
G.984.3訂正版(07/2005)は新しいＰＬＯＡＭダウンストリームメッセージを定義し、全体で２０ＰＬＯＡＭｄメッセージを作っている。
【００４４】
この発明は追加のＰＬＯＡＭｄメッセージの定義を必要とし、我々は”ＰＬＯＡＭｄペイロード”或いは”マルチＰＬＯＡＭｄ”メッセージと呼んでいる。
【００４５】
メッセージの定義
メッセージＩＤ： ２１
メッセージネーム： ”ＰＬＯＡＭｄペイロード”（例）
機能： ＯＮＵに、ＰＯＮダウンストリームフレームがフレームペイロー
ド、即ちヘッダーＰＣＢｄに追加のＰＬＯＡＭｄメッセージを含
むことを示すこと
トリガー： ＯＬＴが、あるＰＬＯＡＭｄメッセージをＰＯＮ内の各ＯＮＵに
送る必要があるとき
送信回数： ３
受信の効果： ＯＮＵが、ＰＯＮフレームペイロードに追加のＰＬＯＡＭｄメッ
セージを探す。
【表１】
【００４６】
主ＯＬＴとバックアップＯＬＴは、図１ａと図７に示すように、異なるノードにある必要はないが、代わりに同じ地理的位置にあってもよく、Ｂタイプ構成として知られているように、特に同じノードとして機能してもよい。これは図８に示されている。特に、主ＯＬＴとバックアップＯＬＴは、図９に示されているように、共通フレーム、シャーシ或いは他の支持構造上にマウントされるように搭載されてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・・光学通信システム、１２・・・分散ネットワーク、１４・・・ＯＮＴ、１６・・・メイン（１次）サプライアーム、１８・・・バックアップ（２次）サプライアーム、２２・・・ヘッドエンド、２６・・・光学経路、２９・・・光学ステージ、３０・・・バックインターフェース、３１・・・スケジューラステージ、３２・・・送信ステージ、３３・・・クロックユニット、３５・・・管理モジュール、３７・・・バックアップ（２次）ＯＬＴ、３８・・・バックアップ光学経路、３９・・・ルータ、４０・・・管理ユニット、４２・・・光学受信機、４４・・・光学ソース、４６・・・読み取りユニット、４７・・・ローカルメモリ、４８・・・ハウスキーピングバッファ、５０・・・サービスバッファ、５２・・・配信モジュール、５４・・・ローカルコントローラ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のターミナルと、
動作状態において前記複数のターミナルと通信するメインヘッドエンドと、
故障の場合に前記複数のターミナルと通信できるバックアップエンドと、
を有する光学通信システムにおいて、
前記メインヘッドエンドとバックアップヘッドエンドはそれぞれ前記複数のターミナルと通信するための一連のフレームを送信し、
各フレームはヘッダー部とペイロード部とを有し、
前記メインヘッドエンドは、通常の動作状態で、各フレームの前記ヘッダー部の制御命令とペイロード部のユーザデータとを送信するように構成され、
前記バックアップヘッドエンドは、故障に応答して、フレームのペイロード部の制御命令とそのフレームのヘッダー部の制御メッセージを送信するように構成され、
前記制御メッセージは前記ペイロード部に制御命令が存在することを示していて、
前記複数のターミナルは前記制御メッセージに応答して、
フレームのヘッダーに制御メッセージが存在する場合には、各ターミナルはそのフレームのペイロードがターミナルの１以上の動作属性を変更するための制御命令を含んでいると解釈し、
フレームのヘッダー部に制御メッセージが存在しない場合には、各ターミナルはそのフレームのペイロードがユーザデータを含んでいると解釈して、そのユーザデータに関連するアドレスに依存して、ターミナルの外部の１以上のユーザにそのユーザデータを送る、
光学通信システム。
【請求項２】
各々の制御命令は、各ターミナル毎に設けられる、請求項１に記載の光学通信システム。
【請求項３】
異なるターミナルにアドレスされた制御命令は、共通フレームのペイロード部に設けられている、請求項１または２記載の光学通信システム。
【請求項４】
各ターミナルは、
制御命令がその各ターミナルに個々にアドレスされている場合には、前記制御命令に応答して動作状態になり、
前記制御命令がブロードキャストアドレスを有する場合には、レインジング状態になる
ように構成されている、
請求項１ないし３のいづれか１項に記載の光学通信システム。
【請求項５】
前記光学通信システムはパッシブ光学ネットワークである、請求項１ないし４のいづれか１項に記載の光学通信システム。
【請求項６】
前記パッシブ光学ネットワークは少なくとも２０ｋｍのリーチを有する、請求項５記載の光学通信システム。
【請求項７】
前記パッシブ光学ネットワークは１０００より多くのターミナルを有する、請求項５または６に記載の光学通信システム。
【請求項８】
前記制御命令は物理層の命令である、請求項１ないし７のいづれか１項に記載の光学通信システム。
【請求項９】
光学ネットワークのヘッドエンドユニットを動作する方法であって、
前記光学ネットワークは、前記ヘッドエンドユニットが一連のノーマルフレームを複数のターミナルにブロードキャストするノーマル動作状態を有し、
各フレームはヘッダー部とペイロード部とを有し、
ユーザデータは前記ペイロード部に設けられていて、
前記光学ネットワームが故障状態の場合には、前記フレームのペイロード部にユーザデータの代わりに制御命令を有する少なくとも１つの修正されたフレームを送信し、
その制御命令により前記ターミナルは第１の状態から第２の状態に変化させられる、
方法。
【請求項１０】
前記第１の状態は故障状態であり、前記第２の状態は動作状態である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
個々にアドレスされた制御命令は各ターミナルにそれぞれ送信され、前記個々にアドレスされた制御命令は共通のフレームで送信される、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ノーマル動作状態では、ノーマルフレームは第１のヘッドエンドユニットにより前記複数のターミナルにブロードキャストされ、第２のヘッドエンドユニットは故障の際に各修正されたフレームを送信するのに使用される、請求項９ないし１１のいづれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１と第２のヘッドエンドユニットは地理的に離れている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１と第２のヘッドエンドユニットは地理的に同じ位置に存在する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１】
複数のターミナルと、
動作状態において前記複数のターミナルと通信するメインヘッドエンドと、
故障の場合に前記複数のターミナルと通信できるバックアップエンドと、
を有する光学通信システムにおいて、
前記メインヘッドエンドとバックアップヘッドエンドはそれぞれ前記複数のターミナルと通信するための一連のフレームを送信し、
各フレームはヘッダー部とペイロード部とを有し、
前記メインヘッドエンドは、通常の動作状態で、各フレームの前記ヘッダー部の制御命令とペイロード部のユーザデータとを送信するように構成され、
前記バックアップヘッドエンドは、故障に応答して、フレームのペイロード部の制御命令とそのフレームのヘッダー部の制御メッセージを送信するように構成され、
前記制御メッセージは前記ペイロード部に制御命令が存在することを示していて、
前記複数のターミナルは前記制御メッセージに応答して、
フレームのヘッダーに制御メッセージが存在する場合には、各ターミナルはそのフレームのペイロードがターミナルの１以上の動作属性を変更するための制御命令を含んでいると解釈し、
フレームのヘッダー部に制御メッセージが存在しない場合には、各ターミナルはそのフレームのペイロードがユーザデータを含んでいると解釈して、そのユーザデータに関連するアドレスに依存して、ターミナルの外部の１以上のユーザにそのユーザデータを送る、
光学通信システム。
【請求項２】
各々の制御命令は、各ターミナル毎に設けられる、請求項１に記載の光学通信システム。
【請求項３】
異なるターミナルにアドレスされた制御命令は、共通フレームのペイロード部に設けられている、請求項１または２記載の光学通信システム。
【請求項４】
各ターミナルは、
制御命令がその各ターミナルに個々にアドレスされている場合には、前記制御命令に応答して動作状態になり、
前記制御命令がブロードキャストアドレスを有する場合には、レインジング状態になる
ように構成されている、
請求項１ないし３のいづれか１項に記載の光学通信システム。
【請求項５】
前記光学通信システムはパッシブ光学ネットワークである、請求項１ないし４のいづれか１項に記載の光学通信システム。
【請求項６】
前記パッシブ光学ネットワークは少なくとも２０ｋｍのリーチを有する、請求項５記載の光学通信システム。
【請求項７】
前記パッシブ光学ネットワークは１０００より多くのターミナルを有する、請求項５または６に記載の光学通信システム。
【請求項８】
前記制御命令は物理層の命令である、請求項１ないし７のいづれか１項に記載の光学通信システム。
【請求項９】
光学ネットワークのヘッドエンドユニットを動作する方法であって、
前記光学ネットワークは、前記ヘッドエンドユニットが一連のノーマルフレームを複数のターミナルにブロードキャストするノーマル動作状態を有し、
各フレームはヘッダー部とペイロード部とを有し、
ユーザデータは前記ペイロード部に設けられていて、
前記光学ネットワームが故障状態の場合には、前記フレームのペイロード部にユーザデータの代わりに制御命令を有する少なくとも１つの修正されたフレームを送信し、
その制御命令により前記ターミナルは第１の状態から第２の状態に変化させられる、
方法。
【請求項１０】
前記第１の状態は故障状態であり、前記第２の状態は動作状態である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
個々にアドレスされた制御命令は各ターミナルにそれぞれ送信され、前記個々にアドレスされた制御命令は共通のフレームで送信される、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ノーマル動作状態では、ノーマルフレームは第１のヘッドエンドユニットにより前記複数のターミナルにブロードキャストされ、第２のヘッドエンドユニットは故障の際に各修正されたフレームを送信するのに使用される、請求項９ないし１１のいづれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１と第２のヘッドエンドユニットは地理的に離れている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１と第２のヘッドエンドユニットは地理的に同じ位置に存在する、請求項１２に記載の方法。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１１−５１２０７８（Ｐ２０１１−５１２０７８Ａ）
【公表日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４４７７１（Ｐ２０１０−５４４７７１）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００００５６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０９５６３７
【国際公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（３９００２８５８７）ブリティッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー (104)
【氏名又は名称原語表記】ＢＲＩＴＩＳＨ ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＰＵＢＬＩＣ ＬＩＭＩＴＥＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００９／００００５６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０９５６３７
【国際公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（３９００２８５８７）ブリティッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー (104)
【氏名又は名称原語表記】ＢＲＩＴＩＳＨ ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＰＵＢＬＩＣ ＬＩＭＩＴＥＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]