专利名称：光通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及与用户端装置之间进行光信号的收发控制的光通信系统，特别涉及在产生障碍时，将数据传输路径切换到备用系统的技术。
背景技术：
近年来，伴随着ADSL等宽带线路的快速普及，已开始提供利用高速通信的服务。为了今后更进一步地扩大服务，需要更高速、更大容量且稳定的宽带作为基础，对FTTH的期待日益提高。为了廉价地提供FTTH服务，已知有多个用户共用1根光纤的PON(Passive Optical Network)。具体来讲，所谓PON是指在光纤的途中设置光耦合器，使传输通路分支成多条的星型网络。
图6是表示使用了该PON技术的以往的点对多点系统的结构的简图。与广域网(WAN)600连接的站侧装置OLT(Optical Line Terminal)100将从广域网600接收的下行方向的数据，通过时分复用方式向用户端装置ONU(Optical Network Unit)发送。由OLT100发送的数据，经由光纤200，通过光耦合器300被分支成多个光纤201、202、203，并被各用户端装置ONU401、402、403接收。各ONU根据每一数据帧中附带的标识符，来判定所接收到的数据是否是发给本装置的。此外，该标识符，是在ONU登录时由OLT100决定的，并分配给每一ONU，且以下级的ONU彼此之间不重复的方式由OLT100管理。各ONU所接收到的下行方向的数据，被发送至各用户终端501、502、503。另一方面，将从各ONU向OLT100发送的上行方向的数据，根据表示OLT100提供的发送许可的控制帧进行发送。也就是说，OLT100向各ONU发送存储了表示各ONU要发送的数据的发出时机以及数据量的指示信息的控制帧，来控制上行方向的数据的发送，以使从各ONU发送并由光耦合器300合波的上行数据彼此之间不冲突。各ONU发送的上行方向的数据，经由光纤201、202、203，由光耦合器300合波，并经由光纤200，被OLT100接收，且向广域网(WAN)600发送。
另外，图7是表示在OLT101内具有多个PON接口的以往的点对多点系统的结构的图。在OLT101内，搭载有M个PON接口卡PON IF#1～PON IF#M，N台ONU与各接口卡，通过1∶N分支的光耦合器300-1～300-M连接。也就是说，OLT101能够容纳M×N台ONU。通过形成这样的结构，可以使1台OLT可容纳的ONU的台数增加，提高系统的利用效率。
但是，在上述的点对多点系统中，也有采取冗余结构的，从而即使在站侧装置OLT与用户端装置ONU之间的数据传输通路上产生了障碍的情况下，也可继续进行通信。也就是说，在传输路径中设置有现用系统以及备用系统，平常使用现用系统，在产生了障碍时，通过切换到备用系统，可使通信继续进行，确保传输路径的可靠性。
在专利文献1中记载了如下的站侧装置(主机)现用系统和备用系统各自独立，在运用中，可进行备用系统的追加以及向备用系统的无瞬停强制切换，在切换前后，用户端装置(子机)的接收相位不发生变化。
专利文献1日本特开2005-328294号公报在图7所示的具有多个PON接口的系统中，需要以下结构，即、当设置于OLT内的多个PON接口中的任意一个接口产生了障碍时，对该产生了障碍的系统进行检测，并只将产生了障碍的系统切换到备用系统，而不会给其他的系统带来影响。另外，在各PON接口中，保持有数据帧在OLT与各ONU之间往返所花费的往返时间RTT(Round Trip Time)等控制信息，基于该帧往返时间RTT进行来自上述的各ONU的上行数据的发送时机以及数据量的控制。从而，在切换到备用系统时，必须切实地交接来自下级的ONU的数据发送控制所需要的往返时间RTT等控制信息。但是，引用文献1所述的以往的站侧装置(OLT)并非是以下这样的装置，即，设想了具有多个PON接口的系统，具有足以适用于这样的系统的结构。
今后，随着对FTTH服务的期待的不断提高，可以预计通信运营商将引入在图7那样的1台OLT中可容纳多个用户端终端(ONU)的系统，而且，为了稳定地运用该系统，需要用于确保即使在具有这样的多个PON接口的系统中也可以适用的传输路径的可靠性的功能。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供一种光通信系统，具有多个PON接口，即使在这些接口中的任意一个接口产生了障碍的情况下，也可对其进行适当的补偿，确保传输通路的可靠性。
本发明的光通信系统，具有多个现用系统接口，上述多个现用系统接口的每一个都容纳有多个用户终端，基于按每一上述用户终端所得到的控制信息，进行通信网与上述用户终端之间的光信号的收发控制，其特征在于，包括故障检测单元，检测上述多个现用系统接口中的任意一个的故障，生成表示发生了该故障的接口的通知信号；存储单元，存储上述控制信息；提取单元，基于上述通知信号，从上述存储单元提取与发生了上述故障的接口的下级用户终端对应的控制信息；至少一个备用系统接口，基于由上述提取单元所提取的控制信息，进行上述通信网与发生了上述故障的接口的下级用户终端之间的光信号的收发控制；数据传输通路形成单元，形成上述通信网与上述现用系统以及备用系统接口之间的数据传输通路；以及切换单元，由上述数据传输通路形成单元将上述现用系统接口中的发生了故障的接口置换到上述备用系统接口。
图1是表示使用本发明的光通信系统的点对多点系统的结构的图。
图2是表示本发明的光通信系统中的帧往返时间RTT的测定以及保存处理的流程图。
图3是表示本发明的光通信系统中的传输路径的切换以及控制信息的交接处理的流程图。
图4是表示在本发明的光通信系统中将传输路径切换到备用系统以后的状态的图。
图5是表示在本发明的光通信系统中没有备有备用系统的情况下的结构的图。
图6是表示以往的点对多点系统的结构的图。
图7是表示具有多个接口卡的以往的点对多点系统的结构的图。
符号说明01-光通信系统；02-广域网(WAN)；03-光耦合器；04-用户端装置(ONU)；10-站侧装置(OLT)；17-RTT测定部；18-数据保存部；19-障碍检测通知部；51-数据保存部；52-选择器；53-控制部；61-监视控制部；OSW1-光开关组件；OSW2-光开关组件；SW1a～SWka-光开关；SW1b～SWkb-光开关；SW1c～SWkc-光开关；PON IF#1、PON IF#2-现用系统接口卡；PON IF#K-备用系统接口卡具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。图1是表示使用了构成本发明的光通信系统01的站侧装置(以下称为OLT。)10以及光开关组件OSW1、OSW2的点对多点系统的结构的图。
OLT10，例如，是设置于通信运营商的办公室中、负责互联网等广域网(以下称为WAN(Wide Area Network)。)02与用户端装置04(以下称为ONU)之间的光信号的收发控制的装置。OLT10包括负责现用系统的M个接口卡PON IF#1～PON IF#M(PON IF#M未图示)、以及在这些接口产生了障碍的情况下作为备用系统而起作用的接口卡PON IF#K。此外，将各接口卡分别可拆装地设置于OLT10。
多个ONU04分别通过光耦合器03与现用系统的接口卡PON IF#1～PON IF#M连接。这些M个接口卡的每一个，最多可连接N台ONU，也就是，1台OLT10可容纳M×N台ONU。这些多个现用系统的接口卡PONIF#1～PON IF#M分别具备相同的结构以及功能。
发送处理部11，针对下行方向的数据，按每一帧判别是向哪个ONU发送，并进行将与该ONU对应的标识符向发送帧嵌入的处理。另外，在ONU重新登录以后，还进行发行与该ONU对应的标识符的处理。另外，发送处理部11，基于保持在数据保存部18中的OLT10与各ONU04之间的帧往返时间RTT等控制信息，进行用于控制从各ONU04向OLT10送出的上行方向的数据的送出时机以及数据量的控制帧的生成。
光发送部12进行将从发送处理部11提供的发送帧向下级ONU04发送的处理。通过WDM13对发送帧进行波分复用并发送。OLT10与各ONU04之间的数据通信，被波分复用，例如，下行方向(从OLT向ONU)的发送信号的波长为1.49um、上行方向(从ONU向OLT)的发送信号的波长为1.31um，收发信号之间互不干扰。
从各ONU04送出的上行方向的数据，被光接收部14接收。接收处理部16根据附加在接收帧中的标识符来判别接收帧是从哪个ONU发送来的。另外，接收处理部16判别接收帧是否是针对从OLT10向ONU04发送的RTT测定用帧的应答帧，在接收帧是针对RTT测定用帧的应答帧的情况下，将其向RTT测定部17发送。在判定为接收帧不是应答帧的情况下将其向WAN02发送。
RTT测定信号生成部15，生成用于测定OLT10与各ONU04之间的帧往返时间RTT的RTT测定用帧。当ONU重新与PON连接时，OLT10对其进行检测，属于该ONU所连接的系统的RTT测定信号生成部15，生成RTT测定用帧。将所生成的RTT测定用帧经由发送处理部11、光发送部12、WDM13向该ONU发送。
RTT测定部17通过接收从接收了RTT测定用帧的ONU04发送的应答帧，来进行计算OLT与该ONU之间的帧往返时间RTT的处理。所计算出的帧往返时间RTT，被保持在数据保存部18中，并用于上述发送处理部11生成控制帧。也就是，在数据保存部18中，保持有各接口卡的下级的全部ONU的帧往返时间RTT等控制信息。
障碍检测通知部19，对自身的接口卡产生了障碍进行检测，进行将其通知给监视控制部61的处理。
监视控制部61，一旦从设置在各接口卡中的障碍检测通知部19接收到表示产生了障碍的通知信号后，则向作为备用系统起作用的接口卡PONIF#K的控制部53发送表示产生了障碍的接口卡的控制信号，并且，向后述的光开关组件OSW1、OSW2，发送要将产生了障碍的接口卡向备用系统切换的开关驱动信号。
在备用系统的接口卡PON IF#K中，设置有数据保存部51。在数据保存部51中，具有与作为现用系统的各接口卡PON IF#1～PON IF#M分别对应的多个记录区域，在各接口卡的数据保存部18中所存储的帧往返时间RTT等控制信息，也保持在PON IF#K的数据保存部51的对应记录区域中。
控制部53，一旦从上述监视控制部61接收到表示发生了故障的接口卡的控制信号后，则将要提取该接口卡的下级的各ONU04与OLT10之间的帧往返时间RTT测定数据的控制信号发送给选择器52。
选择器52，基于来自控制部53的控制信号，从保持在数据保存部51中的控制信息中，选择与产生了障碍的接口卡的下级的各ONU04对应的帧往返时间RTT测定数据，并进行将其写入发送处理部54的寄存器的处理。发送处理部54，基于所选择的帧往返时间RTT，与现用系统的接口卡一样，进行用于对来自各ONU04的上行方向的数据进行发送控制的控制帧的生成。另外，与现用系统的接口卡一样，也进行在下行方向的数据中附加标识符等处理。光发送部55、WDM56、光接收部57、接收处理部58，由具有与现用系统的接口卡相同的功能的部件构成。
在OLT10与WAN02之间的上位侧的传输通路上，设置有进行数据传输路径切换的第一光开关组件OSW1。如图1所示，在光开关组件OSW1中，设置有光开关SW1a，其用于将来自WAN02的下行方向的数据的接收方，切换到接口卡PON IF#1和作为备用系统而起作用的接口卡PONIF#K的任意一者；光开关SW1b，其用于将向WAN02发送的上行方向的数据的发送方，切换到接口卡PON IF#1和PON IF#K的任意一者。在通常情况下，如图1所示，光开关SW1a以及SW1b的接点1与接点2相连接。也就是，在通常情况下，光开关SW1a以及SW1b由监视控制部61控制成WAN02与OLT10之间的通信通过作为现用系统的接口卡PONIF#1来完成。
同样地，在光开关组件OSW1中，设置有光开关SW2a～SWMa以及SW2b～SWMb(SWMa、SWMb未图示)，它们用于在WAN02与OLT10之间的通信中，进行是通过作为现用系统的接口卡PON IF#2～PON IF#M来通信，还是通过作为备用系统的接口卡PON IF#K来通信的切换，这些光开关在通常情况下，其接点1与接点2连接。也就是，WAN02与OLT10之间的通信由监视控制部61控制成通过现用系统的接口卡来进行通信。
另外，在光开关组件OSW1中，设置有光开关SWka以及SWkb，在使接口卡PON IF#K作为备用系统而起作用的情况下，如图1所示，由监视控制部61进行控制，使得这些光开关的接点1与接点2连接。
另外，在OLT10与ONU04之间的下位侧的传输通路上，设置有进行数据传输路径切换的第二光开关组件OSW2。在光开关组件OSW2中，设置有用于将接口卡PON IF#1的下级的用户端装置ONU#1-1～ONU#1-N与PON IF#1连接的传输路径切换到备用系统PON IF#K的光开关SW1c。光开关SW1c，在通常情况下，其接点1与接点2连接，ONU#1-1～ONU#1-N与OLT10之间的通信，由监视控制部61控制成通过作为现用系统的接口卡PON IF#1来进行通信。
同样地，在光开关组件OSW2中，设置有光开关SW2c～SWMc，该SW2c～SWMc用于将连接各接口卡PON IF#2～PON IF#M与其下级的用户端装置系列ONU#2～ONU#M的传输系统路径切换到备用系统PONIF#K，在通常情况下，这些光开关都是接点1与接点2相连接。也就是，OLT10与各ONU04之间的通信，由监视控制部61控制成通过现用系统的接口卡来进行通信。
另外，在光开关组件OSW2中，设置有光开关SWkc，在使接口卡PONIF#K作为备用系统而起作用的情况下，由监视控制部61控制成该光开关的接点1与接点2连接。也就是，在通常情况下，通过上述的第一光开关组件OSW1以及第二光开关组件OSW2，形成了连接WAN02-现用系统接口卡PON IF#1～PON IF#M-用户端装置系列ONU#1～ONU#M的传输路径。
下面，参照图2的流程图对测定OLT10与各ONU04之间的帧往返时间RTT并将其保存在OLT10内的处理进行说明。
一旦ONU与PON连接，OLT10就对此进行检测，负责该ONU的数据收发控制的接口卡的RTT测定信号生成部15，生成用于测定OLT10与该ONU之间的帧往返时间的RTT测定用帧(步骤S01)。
所生成的RTT测定用帧，被提供给发送处理部11，进行与其他的下行方向的数据之间的数据送出时机的调整，并经由光发送部12和WDM13向该ONU发送(步骤S02)。
接收到RTT测定用帧的该ONU，生成应答帧，并将其向OLT10发送。由该ONU发送的应答帧，经由WDM13以及光接收部14提供给接收处理部16。在接收处理部16中一旦判定为接收到的帧是针对RTT测定用帧的应答帧，则将其提供给RTT测定部17。在RTT测定部17中，计算在OLT10中，从发送RTT测定用帧到接收到应答帧的帧往返时间RTT(步骤S03)。
计算出的帧往返时间RTT，被保持在数据保存部18中(步骤S04)。由此，重新执行和PON连接的ONU与OLT10之间的帧往返时间的测定，并将所测定的数据记录在该接口卡的数据保存部18中。
另外，所测定的帧往返时间RTT也被保存在作为备用系统的接口卡PON IF#K的数据保存部51中(步骤S05)。如上述那样，接口卡PON IF#K的数据保存部51，具有与作为现用系统的各接口卡PON IF#1～PON IF#M分别对应的多个记录区域，所测定的帧往返时间RTT被保持在PON IF#K的数据保存部51内的规定区域中。这样，按每个接口保持的下级ONU04与OLT10之间的帧往返时间RTT等控制信息也被保持在备用系统的接口卡PON IF#K中。
下面，以接口卡PON IF#1发生了故障、导致与其下级的ONU04之间的通信产生了障碍的情况为例，参照图3的流程图，对OLT10以及光开关组件OSW1、OSW2将数据传输通路切换到备用系统，并且将帧往返时间RTT等控制信息交接给备用系统的接口卡的处理进行说明。
一旦由于OLT10内的接口卡PON IF#1的故障，而导致与下级ONU04之间的通信产生障碍，则障碍检测通知部19检测该故障，并将表示在PONIF#1中发生了故障的通知信号发送给监视控制部61(步骤S11)。
接到了PON IF#1的故障通知的监视控制部61，将表示发生了故障的接口卡PON IF#1的控制信号发送给PON IF#K的控制部53。接收到此信号的控制部53，将要从数据保存部51内提取与PON IF#1下级的各ONU对应的控制信息的控制信号发送给选择器52。接收到此信号的选择器52，从数据保存部51内的与PON IF#1对应的记录区域，提取PON IF#1下级的ONU04与OLT10之间的帧往返时间RTT测定数据，并将其写入发送处理部54的寄存器(步骤S12)。
当完成步骤S12的处理后，控制部53将表示完成了数据交接处理的控制信号发送给监视控制部61(步骤S13)。
然后，监视控制部61，将开关驱动信号提供给光开关组件OSW1、OSW2，并控制开关，以使光开关SW1a、SW1b以及SW1c的接点1与接点3连接(步骤S14)。通过该处理，将传输路径从经由PON IF#1的路径切换到经由PON IF#K的路径。
图4是表示通过上述步骤S14的处理，光开关SW1a、SW1b以及SW1c被驱动，传输路径从现用系统切换到备用系统以后的状态的图。通过光开关组件OSW1的切换处理，在障碍产生前由PON IF#1进行的WAN02与OLT10之间的数据通信，由PON IF#K来完成。同样地，通过光开关组件OSW2的切换处理，OLT10与位于PON IF#1的下级的各ONU之间数据通信由PON IF#K来完成。
具体来讲，要向PON IF#1发送的来自WAN02的下行方向的数据，通过光开关SW1a以及SWka，被提供给PON IF#K的发送处理部54。该下行方向的数据，经由光发送部55和WDM56，通过光开关SWkc以及SW1c发送给位于PON IF#1下级的各ONU04(ONU#1-1～ONU#1-N)。另外，负责来自PON IF#1下级的各ONU04的上行方向的数据发送控制的控制帧的生成，由PON IF#K的发送处理部54完成。也就是，通过上述的步骤S12的处理，将PON IF#1下级的各ONU04与OLT10之间的帧往返时间RTT测定数据写入发送处理部54的寄存器，发送处理部54基于此生成控制帧。
另一方面，从PON IF#1下级的各ONU04发送的上行方向的数据，通过光开关SW1c以及SWkc被PON IF#K接收。该上行方向的数据，经由PON IF#K的WDM56、光接收部57以及接收处理部58，通过光开关SWkb以及SW1b被发送给WAN02。
也就是，通过光开关组件OSW1以及OSW2，数据传输通路从经由PON IF#1的路径切换到经由PON IF#K的路径，由PON IF#K代替发生了故障的PON IF#1，进行WAN02与位于PON IF#1的下级的各ONU之间的数据的接发控制。在完成了向备用系统的切换以后，可以将发生了故障的PON IF#1从OLT10拆下，进行维修或更换等处置。此外，在上述的实施例中，采用了在OLT10内具有1个备用系统的接口卡的结构，但是，也可采用根据所要求的数据传输通路的可靠性而具备多个备用系统的结构。
在上述的实施例中，对将PON IF#K作为备用系统而使用的情况进行了说明，但是，本发明的光通信系统01，即使在不需要这样的冗余结构的情况下，也可容易地进行对应。
图5是表示在使用了本发明的光通信系统的点对多点系统中，不具备备用系统的情况下的结构的图。如图5所示，接口卡PON IF#K，使用与其他的接口卡PON IF#1～PON IF#M相同的结构。在不需要备用系统的情况下，监视控制部61向光开关组件OSW1以及OSW2提供开关驱动信号，从而使光开关SWka以及SWkb的接点1与接点3连接，并且使光开关SWkc的接点1与接点3连接。通过形成这样的结构，可形成经由PONIF#K的新的传输路径。而且，在PON IF#K的下级，可以容纳新的ONU(ONU#K-1～ONU#K-N)。由此，能够增加每1台OLT的ONU容纳数量，抑制通信成本。此外，在上述的实施例中，PON IF#K使用了与其他的现用系统接口卡相同的结构，但是，也可以还预先搭载起到备用系统的作用的结构(例如，图1所示的选择器52和控制部53)，并根据需要使它们起作用。
从以上的说明可知，根据本发明的光通信系统，在具有多个接口卡的OLT中，在这些接口卡中的任意一个发生了故障的情况下，检测该故障，并通过设置在WAN侧以及ONU侧的光开关组件，进行传输路径的切换，从而由备用系统的接口卡替代发生了故障的接口卡来进行通信。由此，产生了障碍的接口卡的下级的各ONU04，可通过备用系统的接口卡继续通信。另外，根据该方法，可只将与产生了障碍的接口卡连接的系统切换到备用系统，而不会给与其他接口卡连接的系统带来任何影响。
另外，备用系统的接口卡具有数据记录区域，按每个接口卡保持的与下级的ONU04之间进行通信控制所需要的帧往返时间RTT等控制信息被记录于此。由此，即使在切换到备用系统的接口卡以后，也可以使用与发生了故障的接口卡对应的数据来连续进行与下级的ONU04之间的通信控制。
另外，通过预先使作为备用系统而使用的接口卡具有与其他的现用系统的接口卡相同的功能，或更换成与其他的现用系统相同的接口卡，并利用光开关形成经由该接口卡的传输路径，即使在不需要冗余结构的情况下，也就是，在通信成本优先于通信可靠性的情况下，也可容易地应对。
权利要求
1.一种光通信系统，具有多个现用系统接口，上述多个现用系统接口的每一个都容纳有多个用户端终端，基于按每一上述用户终端所得到的控制信息，进行通信网与上述用户终端之间的光信号的收发控制，其特征在于，包括故障检测单元，检测上述多个现用系统接口中的任意一个接口的故障，生成表示发生了该故障的接口的通知信号；存储单元，存储上述控制信息；提取单元，基于上述通知信号，从上述存储单元提取与发生了上述故障的接口的下级用户终端对应的控制信息；至少一个备用系统接口，基于由上述提取单元所提取的控制信息，进行上述通信网与发生了上述故障的接口的下级用户终端之间的光信号的收发控制；数据传输通路形成单元，形成上述通信网与上述现用系统以及备用系统接口之间的数据传输通路，和上述用户终端与上述现用系统以及备用系统接口之间的数据传输通路；以及切换单元，由上述数据传输通路形成单元将上述现用系统接口中的发生了故障的接口置换为上述备用系统接口。
2.如权利要求1所述的光通信系统，其特征在于，上述切换单元，包括上位侧光开关组件，包括配置于上述通信网与上述现用系统以及备用系统接口之间的数据传输通路上、且与每一上述现用系统接口对应地设置的多个上位侧光开关；以及下位侧光开关组件，包括配置于上述用户终端与上述现用系统以及备用系统接口之间的数据传输通路上、且与每一上述现用系统接口对应地设置的多个下位侧光开关。
3.如权利要求2所述的光通信系统，其特征在于，上述上位侧光开关组件还包含光开关，该光开关有选择地进行切换，使上述备用系统接口与上述通信网直接连接，或通过上述上位侧光开关中的任意一个开关与上述通信网连接，上述下位侧光开关组件还包含光开关，该光开关有选择地进行切换，使上述备用系统接口与上述用户终端直接连接，或通过上述下位侧光开关中的任意一个开关与上述用户终端连接。
全文摘要
本发明提供一种光通信系统，其具有多个PON接口，即使在各接口产生了障碍的情况下，也能适当地进行补偿。该光通信系统包括故障检测单元，其检测多个接口的故障，并生成通知信号；存储单元，存储控制信息；提取单元，基于通知信号从存储单元提取与发生了故障的接口的下级用户终端对应的控制信息；备用系统接口，基于由提取单元提取的控制信息，进行通信网与发生了故障的接口的下级用户终端之间的光信号的收发控制；以及光开关组件，其在产生了障碍时，将传输路径切换到经由备用系统接口的路径。
文档编号H04B10/12GK101083505SQ200710087508
公开日2007年12月5日 申请日期2007年3月16日 优先权日2006年5月31日
发明者向岛俊明 申请人:冲电气工业株式会社