保护方法和光通信系统与流程

本发明涉及光通信系统的保护方法和能够实现该保护方法的光通信系统。

背景技术：

由于对访问服务的高速化的需求的提高，在世界范围内不断推进FTTH(Fiber To The Home)的普及。FTTH服务的大部分是通过一个收容站侧装置(OSU：Optical Subscriber Unit)利用时分复用(TDM：Time Division Multiplexing)收容多个加入者侧装置(ONU：Optical Network Unit)的经济性良好的PON(Passive Optical Network)方式来提供。在TDM-PON的上行方向通信中，根据OSU中的动态带宽分配计算，在ONU之间共用系统带宽，因此如图1所示，各ONU200仅在OSU51通知的发送允许时间内间歇性地发送信号光，由此防止信号光之间的冲突。现在的主力系统是传送速度为千兆比特级的GE-PON(Gigabit Ethernet(注册商标)PON)和G-PON(Gigabit-capable PON)，但是在视频传送服务不断发展的基础上，出现了上传/下载大容量文件的应用程序等，所以需要PON系统进一步大容量化。但是，在TDM-PON中，由于利用线路速率的高速化使系统带宽扩大，所以接收特性因高速化和波长分散的影响而大幅度劣化，并且突发收发器的经济性成为课题，因此难以实现超过10千兆的大容量化。

为了实现超过10千兆的大容量化，研究了波分复用(WDM：Wavelength Division Multiplexing)技术的应用。图2是在TDM-PON中组合了WDM技术的WDM/TDM-PON的一例。各ONU200a根据通过光纤传输通道与波长路由装置152的哪一个端子连接，被固定分配下行波长和上行波长，因此在全部ONU之间，信号的时间上的重合被允许至OSU的数量。因此，通过OSU的增设，能够不使每一个波长的线路速率高速化而使系统带宽扩大。

通过光纤传输通道与波长路由装置152的端子中的同一端子连接的各ONU与同一OSU逻辑连接，共用上行带宽和下行带宽。在此，各ONU和OSU的逻辑连接不变，与各OSU的通信量负荷的状态无关，不能在不同的OSU之间使通信量负荷分散。

相对于此，在非专利文献1中，提出了一种安装在ONU上的光发送器和光接收器具有波长可调谐功能的波长可调谐WDM/TDM-PON(图3)。在这种构成中，通过切换ONU的收发波长，能够以ONU单位改变逻辑连接目标OSU。通过利用上述功能，在具有处于高负荷状态的OSU时，改变ONU-OSU之间的逻辑连接，向处于低负荷状态的OSU分散通信量负荷，从而可以防止处于高负荷状态的OSU的通信质量的劣化。此外，在经常发生OSU的高负荷状态时，在图2的WDM/TDM-PON构成中，为了确保一定的通信质量，需要增设系统带宽，但是在图3的波长可调谐WDM/TDM-PON构成中，通过在OSU之间实现通信量负荷的分散，有效地应用系统整体的带宽，可以确保一定的通信质量，从而可以抑制用于系统带宽增设的设备投资。

在波长可调谐WDM/TDM-PON中，如上所述，能够以ONU单位改变逻辑连接目标OSU。因此，波长可调谐WDM/TDM-PON能够进行如下的保护动作：在OSU发生故障时，通过与发生故障的OSU逻辑连接的ONU将逻辑连接目标OSU改变为其他OSU，使通信再次开始(图4、非专利文献2)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：S.Kimura，“WDM/TDM-PON technologies for future flexible optical access networks”，OECC2010，6A1-1，2010

非专利文献2：玉置等，“用于下一代光访问网络的波长可调谐WDM/TDM-PON”，信学技报Vol.112，No.118，pp.39-44，2012年7月

非专利文献3：更科等，“使用波长扫描方式的波长可调谐WDM/TDM-PON的链接时间的研究”，2013年电子信息通信学会综合大会，B-8-35，2013

图3的波长可调谐WDM/TDM-PON结构在OSU发生故障的时点，与该OSU逻辑连接的ONU的接收波长设定在发生故障的OSU的输出光波长，所以不能接收来自分别以不同的波长输出下行信号光的其他OSU的下行信号光。因此，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU不能接收来自OLT(Optical Line Terminal)的波长切换指示。为了实现保护动作，在上述状况下，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU需要切换收发波长而改变逻辑连接目标OSU，但是在非专利文献2中并未记载上述实现方法。

检测出经过一定时间以上未接收到下行信号光的ONU，在ONU侧删除与OLT的连接信息的基础上，再次执行发现步骤，由此再次向OLT登录。在这种情况下，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU由于以自身能够接收的波长输出下行信号光的OSU发生故障，所以再次执行发现步骤。在发现步骤中，为了使未登录ONU的登录处理开始，ONU的接收波长需要与向未登录ONU指示发送登录请求的内容的检索信号的波长一致。在此，像在非专利文献3中记载的那样，通过应用未登录ONU在下行波长带宽的全部范围周期性地对接收波长进行扫描的波长扫描方式，未登录ONU可以使接收波长与正常动作的OSU中的至少一台发送的检索信号的波长一致，从而使向OLT的登录处理开始。因此，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU通过应用了波长扫描方式的发现步骤，与新的OSU逻辑连接，所以实现了保护动作。

在此，从通信系统的可靠性的观点出发，在保护动作中，要求从OSU发生故障开始到与发生故障的OSU逻辑连接的ONU再次开始通信为止所需要的时间要短。但是，在与发生故障的OSU逻辑连接的ONU通过应用了波长扫描方式的发现步骤而与新的OSU逻辑连接的方法的情况下，由于直到ONU的接收波长与检索信号的波长一致为止，未登录ONU的登录处理不能开始，所以存在到保护动作结束为止所需要的时间变长的课题。

技术实现要素：

为了解决上述课题，本发明的目的在于提供与发生故障的OSU逻辑连接的ONU再次开始通信所需要的时间短的保护方法和光通信系统。

为了达成上述目的，本发明对各ONU分配预备OSU，即使检测到OSU发生故障，也持续保存ONU和OLT保存的连接信息。另外，在以下的说明中，将OLT记载为母节点，将ONU记载为子节点。

具体地说，本发明提供一种保护方法，是如下光通信系统的保护方法：具有多个终端装置的母节点和多个子节点通过光纤传输通道连接，通过所述子节点和所述终端装置的至少一个所具有的波长可调谐功能，将所述子节点和多个所述终端装置中的任意一台逻辑连接，所述保护方法的特征在于包括：预备指定步骤，将与所述子节点逻辑连接的所述终端装置之外的所述终端装置指定为所述子节点的预备终端装置；信息保存步骤，检测到所述终端装置发生故障时，在与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点中持续保存与所述母节点的连接信息，并且在所述母节点中持续保存与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点的信息；控制帧发送步骤，基于在所述信息保存步骤中保存在所述母节点中的所述子节点的信息，对与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点指定的所述预备终端装置，向所述子节点发送作为下行信号光的控制帧；响应步骤，基于在所述信息保存步骤中保存在所述子节点中的与所述母节点的连接信息，与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点，向所述母节点发送针对在所述控制帧发送步骤中发送的所述控制帧进行响应的上行信号光；以及确认步骤，通过由所述预备终端装置接收在所述响应步骤中从所述子节点发送的上行信号光，确认所述子节点的逻辑连接目标从所述终端装置变更为所述预备终端装置。

具体地说，本发明还提供一种光通信系统，其具有：母节点，具有多个终端装置；多个子节点，通过光纤传输通道与所述母节点连接；以及波长可调谐功能，所述子节点和所述终端装置的至少一个具有所述波长可调谐功能，能够使所述子节点和多个所述终端装置中的任意一台逻辑连接，所述光通信系统的特征在于，所述母节点包括：预备指定装置，将与所述子节点逻辑连接的所述终端装置之外的所述终端装置指定为所述子节点的预备终端装置，第一信息保存装置，检测到所述终端装置发生故障时，持续保存与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点的信息；控制帧发送装置，基于所述第一信息保存装置保存的所述子节点的信息，对与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点指定的所述预备终端装置，向所述子节点发送作为下行信号光的控制帧；以及确认装置，通过由所述预备终端装置接收所述子节点针对所述控制帧进行响应而发送的上行信号光，确认所述子节点的逻辑连接目标从所述终端装置变更为所述预备终端装置，所述子节点包括：第二信息保存装置，检测到所述终端装置发生故障时，持续保存与所述母节点的连接信息；以及响应装置，基于所述第二信息保存装置保存的与所述母节点的连接信息，向所述母节点发送针对所述母节点的所述控制帧发送装置发送的所述控制帧进行响应的上行信号光。

本发明在与发生故障的OSU逻辑连接的ONU检测到OSU发生故障时，不删除与OLT的连接信息，在OLT侧预备OSU接受该ONU的信息，所以不需要进行发现动作。因此，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU能够在OSU发生故障后在短时间内再次开始通信。因此，本发明可以提供与发生故障的OSU逻辑连接的ONU再次开始通信所需要的时间短的保护方法和光通信系统。

本发明的保护方法的特征在于，在所述控制帧发送步骤中，从所述母节点向所述预备终端装置传送在所述信息保存步骤中所述母节点保存的所述子节点的信息。

本发明的光通信系统的所述控制帧发送装置将所述第一信息保存装置保存的所述子节点的信息向所述预备终端装置传送。

本发明的保护方法的特征在于，在所述预备指定步骤中，向所述子节点通知从所述预备终端装置向所述子节点发送的下行信号光的波长，所述子节点检测到逻辑连接的所述终端装置发生故障时，执行所述子节点将接收波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接的下行信号光的波长的接收波长切换步骤。

本发明的光通信系统的所述预备指定装置的特征在于，所述预备指定装置向所述子节点通知从所述预备终端装置向所述子节点发送的下行信号光的波长，所述子节点的所述波长可调谐功能在逻辑连接的所述终端装置发生故障时，将所述子节点的接收波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接的下行信号光的波长。

本发明在与发生故障的OSU逻辑连接的ONU检测到OSU发生故障的时点，将下行信号光的接收波长切换为预备波长，所以不需要在下行波长带宽的整个区域对接收波长进行扫描，就可以接收预备OSU发送的控制帧。

另外，ONU输出的上行光信号的波长的设定具有以下两种方式。

第一种方式如下：在所述预备指定步骤中，向所述子节点通知从所述子节点向所述预备终端装置发送的上行信号光的波长，所述子节点检测到逻辑连接的所述终端装置发生故障时，执行所述子节点将发送波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接的所述上行信号光的波长的发送波长切换步骤。

所述光通信系统的所述预备指定装置向所述子节点通知从所述子节点向所述预备终端装置发送的上行信号光的波长，所述子节点的所述波长可调谐功能在逻辑连接的所述终端装置发生故障时，将所述子节点的发送波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接的所述上行信号光的波长。

此外，根据包含在所述控制帧发送步骤中通知的所述控制帧内的波长切换指示，执行所述子节点将发送波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接的上行信号光的波长的发送波长切换步骤。

所述光通信系统的所述子节点的所述波长可调谐功能根据包含在所述控制帧发送装置通知的所述控制帧内的波长切换指示，将所述子节点的发送波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接的上行信号光的波长。

ONU的光接收器的接收波长固定时，本发明的保护方法和光通信系统如下所述。

本发明的保护方法的特征在于，所述光通信系统通过波长路由装置连接所述母节点和所述子节点，预先确定所述子节点接收的下行信号光的接收波长，在所述信息保存步骤中，将所述接收波长保存在所述子节点的信息内，在所述控制帧发送步骤中，所述预备终端装置以对与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点设定的所述接收波长，发送所述控制帧。

本发明的光通信系统的特征在于，所述光通信系统还具有连接所述母节点和所述子节点的波长路由装置，所述子节点预先确定接收的下行信号光的接收波长，所述母节点的所述第一信息保存装置将所述接收波长保存在所述子节点的信息内，所述母节点的所述控制帧发送装置使所述预备终端装置以对与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点设定的所述接收波长，发送所述控制帧。

此外，ONU的光发送器的发送波长也固定时，本发明的保护方法和光通信系统如下所述。

本发明的保护方法的特征在于，预先确定所述子节点发送的上行信号光的发送波长，在所述信息保存步骤中，将所述发送波长保存在所述子节点的信息内，在所述确认步骤中，将所述预备终端装置的光接收器接收的波长设定为从所述子节点发送的上行信号光的所述发送波长。

本发明的光通信系统的所述子节点的特征在于，所述子节点预先确定发送的上行信号光的发送波长，在所述信息保存步骤中，将所述发送波长保存在所述子节点的信息内，所述母节点的所述确认装置将所述预备终端装置的光接收器接收的波长设定为从所述子节点发送的上行信号光的所述发送波长。

本发明能够提供与发生故障的OSU逻辑连接的ONU再次开始通信所需要的时间短的保护方法和光通信系统。

附图说明

图1是说明TDM-PON的图。

图2是说明WDM/TDM-PON的图。

图3是说明波长可调谐WDM/TDM-PON的图。

图4是说明波长可调谐WDM/TDM-PON的动作的图。

图5是说明本发明的光通信系统的图。

图6是说明本发明的光通信系统的图。

图7是说明波长路由装置的下行方向的输入输出特性的图。

图8是说明波长路由装置的上行方向的输入输出特性的图。

图9是说明本发明的光通信系统的图。

图10是说明本发明的保护方法的图。

图11是说明本发明的保护方法的图。

图12是说明本发明的光通信系统的图。

图13是说明本发明的光通信系统的图。

图14是说明本发明的保护方法的图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下说明的实施方式是本发明的实施例，本发明并不限于以下的实施方式。另外，在本说明书和附图中附图标记相同的构成要素表示相同的构成要素。

(实施方式1)

本实施方式是安装于ONU的光接收器具有波长可调谐功能的波长可调谐WDM/TDM-PON的保护方法。本实施方式的保护方法的动作概要如下所述。ONU检测到与自身逻辑连接的OSU发生故障时，将接收波长切换为与对每个ONU预先指定的预备OSU逻辑连接时的预备波长，另一方面，不删除与OLT的连接信息。OLT检测到OSU发生故障时，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU的预备OSU接受该ONU的信息。由此，本实施方式的保护方法使与发生故障的OSU逻辑连接的ONU在短时间内再次开始通信。

即，本实施方式的保护方法是如下光通信系统的保护方法：具有多个终端装置的母节点和多个子节点通过光纤传输通道连接，通过所述子节点和所述终端装置的至少一个所具有的波长可调谐功能，将所述子节点和多个所述终端装置中的任意一台逻辑连接，所述保护方法的特征在于包括：预备指定步骤，将与所述子节点逻辑连接的所述终端装置之外的所述终端装置指定为所述子节点的预备终端装置；信息保存步骤，检测到所述终端装置发生故障时，在与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点中持续保存与所述母节点的连接信息，并且在所述母节点中持续保存与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点的信息；控制帧发送步骤，基于在所述信息保存步骤中保存在所述母节点中的所述子节点的信息，对与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点指定的所述预备终端装置，向所述子节点发送作为下行信号光的控制帧；响应步骤，基于在所述信息保存步骤中保存在所述子节点中的与所述母节点的连接信息，与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点，向所述母节点发送针对在所述控制帧发送步骤中发送的所述控制帧进行响应的上行信号光；以及确认步骤，通过由所述预备终端装置接收在所述响应步骤中从所述子节点发送的上行信号光，确认所述子节点的逻辑连接目标从所述终端装置变更为所述预备终端装置。

本实施方式的保护方法的特征在于，在所述预备指定步骤中，向所述子节点通知从所述预备终端装置向所述子节点发送的下行信号光的波长，所述子节点检测到逻辑连接的所述终端装置发生故障时，执行所述子节点将接收波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接的下行信号光的波长的接收波长切换步骤。

应用本实施方式的保护方法的光通信系统具有：母节点，具有多个终端装置；多个子节点，通过光纤传输通道与所述母节点连接；以及波长可调谐功能，所述子节点和所述终端装置的至少一个具有所述波长可调谐功能，能够使所述子节点和多个所述终端装置中的任意一台逻辑连接，所述光通信系统的特征在于，所述母节点包括：预备指定装置，将与所述子节点逻辑连接的所述终端装置之外的所述终端装置指定为所述子节点的预备终端装置，第一信息保存装置，检测到所述终端装置发生故障时，持续保存与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点的信息；控制帧发送装置，基于所述第一信息保存装置保存的所述子节点的信息，对与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点指定的所述预备终端装置，向所述子节点发送作为下行信号光的控制帧；以及确认装置，通过由所述预备终端装置接收所述子节点针对所述控制帧进行响应而发送的上行信号光，确认所述子节点的逻辑连接目标从所述终端装置变更为所述预备终端装置，所述子节点包括：第二信息保存装置，检测到所述终端装置发生故障时，持续保存与所述母节点的连接信息；以及响应装置，基于所述第二信息保存装置保存的与所述母节点的连接信息，向所述母节点发送针对所述母节点的所述控制帧发送装置发送的所述控制帧进行响应的上行信号光。

并且，所述光通信系统的所述预备指定装置向所述子节点通知从所述预备终端装置向所述子节点发送的下行信号光的波长，所述子节点的所述波长可调谐功能在逻辑连接的所述终端装置发生故障时，将所述子节点的接收波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接的下行信号光的波长。

具体地说，所述光通信系统是图3的波长可调谐WDM/TDM-PON构成。另外，应用本实施方式的保护方法的波长可调谐WDM/TDM-PON构成并不限于图3，例如，也能够应用于在ONU和OLT之间配置有AWG或薄膜滤波器等波长路由装置、以及由光纤或PLC等制作而成的光耦合器等光合分波装置的构成(图5)。也能够应用于图6那样的在ONU和OLT之间配置有波长路由装置的构成，所述波长路由装置具有OSU侧端子#1～#M(M是2以上的整数)和光纤传输通道侧端子#1～#N(N是2以上的整数)，并且具有将输入光从根据波长确定的一个端子输出的波长分配功能。作为波长路由装置相当于具有波长周期循环性且输入输出特性由图7和图8中表示的N×M AWG等。

图3的波长可调谐WDM/TDM-PON300b通过光纤传输通道连接有：OLT100a，具有OSU51#1～#M，送出波长λD_1～λD_M的下行信号光，并且输入波长λU_1～λU_M的上行突发信号光；以及多个ONU200a，被OLT将λD_1～λD_M、λU_1～λU_M中的各一个波长分别分配为下行波长和上行波长。OLT100a内的各OSU51送出按每个OSU不同的波长的下行信号光。来自各OSU51的下行信号光在利用光合分波装置151进行波长复用后向光纤传输通道输出。光合分波装置151相当于由光纤或PLC(Planar Lightwave Circuit)等制作而成的光耦合器等。

ONU200a内的波长可调谐光接收器23从输入的波长复用信号光中，选择接收由OLT100a分配的下行波长的下行信号光。受光器21例如是PIN-PD(Photo-Diode)或APD(Avalanche Photo-Diode)。如图3所示，ONU200a在受光器21的前级配置波长可调谐滤波器22。ONU200a通过根据分配的下行波长而改变波长可调谐滤波器22的透射波长，可以由波长可调谐光接收器23选择接收所希望的波长的下行信号光。各ONU200a利用LLID(Logical Link ID)等ONU标识符来判断接收到的帧是否是向自身发送的，由此进行接收帧的取舍选择。

另一方面，ONU200a具有上行方向通信用的波长可调谐光发送器24，能够间歇性地发送波长λU_1～λU_M的信号光。ONU200a以由OLT100a分配的上行波长在由OLT通知的发送允许时间内发送上行突发信号光。由OLT作为动态带宽分配信息通知的发送允许时间是为了使来自被分配了相同的上行波长的不同的ONU200a的突发信号光之间不冲突，由OLT100a考虑了与存储的各ONU200a之间的帧往返传送时间(RTT：Round Trip Time)确定的。波长可调谐光发送器例如可以是如下结构：利用温度控制使分布反馈型(DFB：Distributed Feedback)激光器等直接调制激光器的输出光波长变化的结构、将输出光波长不同的直接调制激光器配置为阵列状并利用来自外部的控制信号切换发光的激光器的能够进行高速波长切换的结构。波长可调谐光发送器可以是如下结构：使用将半导体或铌酸锂(LiNbO3)作为材料的马赫-曾德尔型调制器、电场吸收型(EA：Electroabsorption)调制器、半导体光放大器(SOA：Semiconductor Optical Amplifier)调制器等，对来自波长可调谐光源的输出光进行外部调制。波长可调谐光源例如可以是如下结构：将输出光波长不同的连续光(CW：Continuous Wave)激光器配置成阵列状，利用来自外部的控制信号切换输出光波长。此外，能够将分布布拉格放射型(DBR：Distributed Bragg Reflector)激光器或外部共振器型激光器等用作波长可调谐光源。

在光纤传输通道内传送的上行突发信号光在由光合分波装置151分路后，分别输入选择接收不同的波长的上行突发信号光的OSU51#1～#M。如图3所示，通过在与突发信号对应的PIN-PD或APD等受光器14的前级配置透射波长按每个光接收器不同的波长滤波器13，可以由各OSU51选择接收不同波长的上行突发信号光。在此，各ONU51送出将赋予给自身的LLID等ONU标识符包含在发送帧内的上行突发信号光，由此OLT100a可以利用接收帧内的ONU标识符确定作为帧的发送源的ONU200a。

作为ONU内和OLT内的光接收器如图9所示能够使用相干接收器(16、27)。在这种情况下，ONU200b内的局部发光源28的输出光波长设定在被分配的下行信号光的波长附近。另一方面，OLT100b内的局部发光源17的输出光波长，为了按每个OSU51不同，设定在λU_1～λU_M中任意一个波长的附近。通过应用以高接收灵敏度为特征的相干接收，可以使光纤传输通道中的容许损失和与各OSU连接的光合分波装置151中的容许损失增大。通过光纤传输通道中容许的传送损失和分路损失的增大，实现传送距离的延长和收容的ONU数量的增大。此外，通过与各OSU连接的光合分波装置151中容许的分路损失的增大，可以使OSU数量增大，所以能够使系统总带宽扩大。此外，由于通过使用相干接收而不需要波长滤波器，所以能够不受波长滤波器的特性限制而使相邻波长间隔狭窄化。

接着，对本实施方式的保护动作进行说明。图10、图11是如下情况：与发生故障的OSU#1逻辑连接的ONU#n-1将逻辑连接目标OSU变更为被指定为预备OSU的OSU#2。

[预备指定步骤和预备指定装置]

在应用本实施方式的波长可调谐WDM/TDM-PON构成中，每个ONU被指定逻辑连接的OSU之外的一台预备OSU。按每个ONU指定的预备OSU可以是逻辑连接有一台以上的ONU的OSU，也可以是未逻辑连接任何一台ONU的OSU。此时，将与预备OSU逻辑连接时的下行波长作为预备波长通知给各ONU。同时，也可以将与预备OSU逻辑连接时的上行波长作为预备波长通知给各ONU(图11)。此外，可以在ONU切换下行接收波长后，由预备OSU将该上行波长通知给ONU(图10)。另外，在图3、5、6、9中，OLT具有预备指定装置。

[接收波长切换步骤、发送波长切换步骤和波长可调谐功能]

ONU检测出经过一定时间以上未接收到下行信号光时，判断OSU发生了故障，自主地将接收波长或收发波长切换为被通知的预备波长。作为预备波长仅通知有下行波长时，ONU如图10所示仅切换接收波长。作为预备波长通知有上行下行波长时，ONU如图11所示切换接收波长和发送波长。

另外，向各ONU仅通知了作为预备波长的下行波长时，如图10所示，在后述的控制帧中包含如下内容的波长切换指示：将发送波长切换为与预备OSU逻辑连接时的上行波长。并且，ONU在接收到该控制帧后，切换为向预备OSU的发送波长。如上所述，ONU具有本实施方式中的波长可调谐功能。

[信息保存步骤、第一信息保存装置和第二信息保存装置]

此时，ONU不删除与OLT的连接信息，持续存储由OLT分配的LLID等ONU标识符。即，图3、5、6、9的ONU具有第二信息保存装置。

OLT例如可以通过经过一定时间以上未接收到上行突发信号光，检测OSU发生故障。OLT检测到OSU发生故障时，持续保存与发生故障的OSU逻辑连接的ONU的信息。即，图3、5、6、9的OLT具有第一信息保存装置。并且，OLT将保存的所述ONU信息向预备OSU传送。即，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU的预备OSU接受该ONU的信息。作为ONU信息相当于由OLT分配的LLID等ONU标识符、与OLT之间的帧往返传送时间等。

[控制帧发送步骤和控制帧发送装置]

在OLT中检测到OSU发生了故障时，从按每个ONU指定的预备OSU向与发生故障的OSU逻辑连接的ONU发送指示回复的控制帧。即，图3、5、6、9的OLT具有控制帧发送装置。预备OSU通过参照接收的ONU信息，在向与发生故障的OSU逻辑连接的ONU发送的控制帧内包含已经向作为帧的发送地址的ONU分配的LLID等ONU标识符。此外，还包含ONU对控制帧进行回复的上行突发信号光的发送允许时间。为了避免各ONU回复的上行突发信号光之间产生冲突，发送允许时间是考虑在OLT和ONU之间的帧往返传送时间而确定的。

考虑如下情况：在检测到OSU故障的时点，对与发生故障的OSU逻辑连接的ONU预先设定的预备OSU上原本逻辑连接有一台以上的ONU。预备OSU可以在与向原本与自身逻辑连接的ONU通知上行发送允许时间的控制帧相同的带宽分配周期内，也可以在仅向与发生故障的OSU逻辑连接的ONU发送控制帧的时间区域内，向与发生故障的OSU逻辑连接的ONU发送控制帧。

如图10、11所示，在与发生故障的OSU逻辑连接的ONU的预备OSU向该ONU发送控制帧的时点，ONU将接收波长切换为被通知的预备波长。因此，ONU的接收波长与预备OSU发送的控制帧的波长一致，ONU不用在下行波长带宽的整个范围内对接收波长进行扫描，就能够接收控制帧。

[响应步骤和响应装置]

ONU根据持续存储的由OLT分配的LLID等ONU标识符，识别控制帧是向自身发送的，在由控制帧通知的发送允许时间内回复上行突发信号光。即，图3、5、6、9的ONU具有响应装置。

[确认步骤和确认装置]

OLT基于对回复的上行突发信号光的接收，确认该ONU的逻辑连接目标OSU改变且保护动作结束。即，图3、5、6、9的ONU具有确认装置。

(实施方式1的效果)

在本实施方式的保护方法中，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU在检测到OSU发生故障的时点将接收波长切换为预备波长。因此，该ONU不用在下行波长带宽的整个区域对接收波长进行扫描，就能够接收预备OSU发送的控制帧。此外，ONU在将接收波长切换为预备波长后，不删除与OLT的连接信息，在OLT侧由预备OSU接受该ONU的信息，所以不需要进行发现动作。因此，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU能够在发生OSU故障后在短时间内再次开始通信。

(实施方式2)

本实施方式是安装于ONU的光接收器不具备波长可调谐功能的波长可调谐WDM/TDM-PON的保护方法。本实施方式的保护方法的动作概要如下所述。ONU检测到与自身逻辑连接的OSU发生故障时，不删除与OLT的连接信息。OLT检测到OSU发生故障时，按每个与发生故障的OSU逻辑连接的ONU指定的预备OSU接受该ONU的信息。由此，本实施方式的保护方法使与发生故障的OSU逻辑连接的ONU在短时间内再次开始通信。

即，本实施方式的保护方法进行在实施方式1中说明的预备指定步骤、信息保存步骤、控制帧发送步骤、响应步骤和确认步骤。此外，应用本实施方式的保护方法的光通信系统的母节点(OLT)具有预备指定装置、第一信息保存装置、控制帧发送装置和确认装置，子节点(ONU)具有第二信息保存装置和响应装置。

具体地说，上述光通信系统是图12的波长可调谐WDM/TDM-PON构成。在上述构成中，在ONU200b和OLT100b之间配置有AWG或薄膜滤波器等波长路由装置153、以及由光纤或PLC等制作而成的光耦合器等光合分波装置151。另外，应用本实施方式的保护方法的波长可调谐WDM/TDM-PON构成并不限于图12。本实施方式的保护方法也能够应用于图13那样的构成。图13是在ONU和OLT之间配置有波长路由装置的构成，所述波长路由装置具有光收发器侧端子#1～#M(M是2以上的整数)和光纤传输通道侧端子#1～#N(N是2以上的整数)，并且具有将输入光从根据波长确定的一个端子输出的波长分配功能。

在图12的波长可调谐WDM/TDM-PON300d中，各OSU51具有下行方向通信用的能够输出波长λD_1～λD_N的波长可调谐光发送器18。波长可调谐光发送器18根据作为输入的下行帧的发送地址的ONU通过光纤传输通道与波长路由装置153的哪一个光纤传输通道侧端子连接，以帧单位改变输出光波长。来自各波长可调谐光发送器18的下行信号光在利用光合分波装置151进行复用后，输入波长路由装置153。波长路由装置153将输入的下行信号光根据波长从不同的光纤传输通道侧端子向光纤传输通道输出。

ONU200b通过光纤传输通道与波长路由装置153的光纤传输通道侧端子中的一个连接，并且利用光接收器29接收从连接的端子输出的下行信号光。作为光接收器29相当于PIN-PD或APD等。各ONU200b利用LLID等ONU标识符，判断接收到的帧是否是向自身发送的，由此进行接收帧的取舍选择。

另一方面，ONU200b具有上行方向通信用的光发送器30，该光发送器30能够输出波长λU_1～λU_N中的至少一个波长。ONU200b以由OLT100b分配的上行波长在由OLT通知的发送允许时间内发送上行突发信号光。由OLT作为动态带宽分配信息通知的发送允许时间是为了使将同一OSU作为接收地址的上行突发信号光之间不冲突，考虑在OLT和各ONU之间的帧往返传送时间确定的。在图12的构成中，由OLT分配的上行波长由该ONU通过光纤传输通道与波长路由装置153的光纤传输通道侧端子中的哪一个端子连接来确定。但是，通过使光发送器30具有波长可调谐功能，可以使与不同的光纤传输通道侧端子连接的ONU的品种单一化，从而能够实现提高经济性、维护运用性。作为具有波长可调谐功能的光发送器30，可以使用在图3的波长可调谐WDM/TDM-PON中安装在ONU内的波长可调谐光发送器24。

在光纤传输通道内传送的上行信号光通过波长路由装置153进行波长复用后，由光合分波装置151进行分路，并且输入OSU51#1～#M。各OSU内的波长可调谐光接收器19以如下方式从输入的波长复用信号光中选择接收所希望的上行波长的上行突发信号光。首先，波长可调谐光接收器19通过参照向各ONU通知的动态带宽分配信息，识别作为输入的上行突发信号光的发送源的ONU。并且，波长可调谐光接收器19根据该ONU通过光纤传输通道与波长路由装置153的光纤传输通道侧端子中的哪一个端子连接，设定接收波长。波长可调谐光接收器19可以是在PIN-PD或APD等受光器的前级配置能够改变透射波长的波长可调谐滤波器的结构。在此，各ONU200b送出将赋予给自身的LLID等ONU标识符包含在发送帧内的上行突发信号光，由此OLT100b能够利用接收帧内的ONU标识符来确定作为帧的发送源的ONU。

作为ONU内和OSU内的光接收器也能够使用相干接收器。在这种情况下，ONU内的局部发光源的输出光波长根据该ONU通过光纤传输通道与波长路由装置的光纤传输通道侧端子中的哪一个端子连接，被设定在规定的下行波长的附近。另一方面，OSU内的局部发光源的输出光波长根据输入光接收器的上行突发信号光是从哪一个ONU发送来的而改变。通过应用以高接收灵敏度作为特征的相干接收，可以使光纤传输通道中的容许损失和与各OSU连接的光合分波装置中的容许损失增大。通过光纤传输通道中容许的传送损失和分路损失的增大，实现传送距离的延长和收容的ONU数量的增大。此外，通过与各OSU连接的光合分波装置中容许的分路损失的增大，可以使OSU数量增大，所以能够使系统总带宽扩大。

接着，对本实施方式的保护动作进行说明。图14是如下情况：与发生故障的OSU#1逻辑连接的ONU#n-1将逻辑连接目标OSU改变为作为预备OSU指定的OSU#2。

[预备指定步骤和预备指定装置]

在应用本实施方式的波长可调谐WDM/TDM-PON构成中，每个ONU被指定逻辑连接的OSU之外的一台预备OSU。按每个ONU指定的预备OSU可以是逻辑连接有一台以上的ONU的OSU，也可以是未逻辑连接任何一台ONU的OSU。另外，在图12、13中，OLT具有预备指定装置。

[信息保存步骤、第一信息保存装置和第二信息保存装置]

ONU检测到经过一定时间以上未接收到下行信号光时、即检测到OSU发生故障时，不删除与OLT的连接信息，持续存储由OLT分配的LLID等ONU标识符。即，在图12、13中，ONU具有第二信息保存装置。

OLT例如可以通过经过一定时间以上未接收到上行突发信号光，检测OSU发生故障。OLT检测到OSU发生故障时，持续保存与发生故障的OSU逻辑连接的ONU的信息。即，图12、13的OLT具有第一信息保存装置。并且，OLT将保存的所述ONU信息向预备OSU传送。即，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU的预备OSU接受该ONU的信息。作为ONU信息相当于由OLT分配的LLID等ONU标识符、与OLT之间的帧往返传送时间等。

[控制帧发送步骤和控制帧发送装置]

OLT检测到OSU发生故障时，与实施方式1的保护动作同样，从按每个ONU指定的预备OSU向与发生故障的OSU逻辑连接的ONU发送指示回复的控制帧。即，图12、13的OLT具有控制帧发送装置。图12的OLT在控制帧内包含的信息与实施方式1的图11相同。图13的OLT在控制帧内包含的信息与实施方式1的图10或图11相同。

[响应步骤和响应装置]

在与发生故障的OSU逻辑连接的ONU的预备OSU向该ONU发送控制帧的时点，ONU持续存储由OLT分配的LLID等ONU标识符。由此，如图14所示，ONU识别控制帧是向自身发送的，在由控制帧通知的发送允许时间内回复上行突发信号光。即，图12、13的ONU具有响应装置。

[确认步骤和确认装置]

OLT基于对回复的上行突发信号光的接收，确认该ONU的逻辑连接目标OSU改变且保护动作结束。即，图12、13的OLT具有确认装置。

(实施方式2的效果)

在本实施方式的保护方法中，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU检测到OSU发生故障时，由于不删除与OLT的连接信息，并且在OLT侧由预备OSU接受该ONU的信息，所以不需要进行发现动作。因此，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU能够在OSU发生故障后在短时间内再次开始通信。

[附记]

以下说明本实施方式的保护方法。

在应用以往的波长扫描方式的保护技术中，直到ONU的接收波长与检索信号的波长一致为止不能开始未登录ONU的登录处理，所以存在到保护动作结束所需要的时间变长的课题。

在此，本发明(1)：提供一种保护方法，是如下光通信系统的保护方法：具有多个终端装置的母节点和多个子节点通过光纤传输通道连接，通过所述子节点和所述终端装置的至少一个所具有的波长可调谐功能，所述子节点能够与所述多个终端装置中的任意一台逻辑连接，所述子节点被指定将逻辑连接的所述终端装置之外的所述终端装置作为预备终端装置，所述保护方法的特征在于，所述子节点在检测到逻辑连接的所述终端装置发生故障时，持续保存与所述母节点的连接信息，所述母节点在检测到所述终端装置发生故障时，持续保存与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点的信息，所述预备终端装置向与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点中的将自身作为预备终端装置的所述子节点发送控制帧，通过接收所述子节点针对所述控制帧回复的上行信号光，所述母节点确认所述子节点的逻辑连接目标的终端装置改变。

(2)：在上述(1)中记载的保护方法的基础上，所述母节点检测到所述终端装置发生故障时，所述预备终端装置接受与发生故障的所述终端装置逻辑连接的所述子节点中的将自身作为预备终端装置的所述子节点的信息。

(3)：在上述(1)或(2)中记载的保护方法的基础上，所述子节点能够切换选择接收的波长，与所述预备终端装置逻辑连接时被通知所述预备终端装置向所述子节点发送的下行信号光的波长，检测到逻辑连接的所述终端装置发生故障时，将选择接收的波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接时的所述下行信号光的波长。

(4)：在上述(1)至(3)中任意一项记载的保护方法的基础上，所述子节点能够切换上行信号光的发送波长，与所述预备终端装置逻辑连接时被通知所述子节点向所述预备终端装置发送的上行信号光的波长，检测到逻辑连接的所述终端装置发生故障时，将上行信号光的发送波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接时的所述上行信号光的波长。

(5)：在上述(1)至(3)中任意一项记载的保护方法的基础上，所述子节点能够切换上行信号光的发送波长，按照由来自所述预备终端装置的控制帧通知的波长切换指示，将上行信号光的发送波长切换为与所述预备终端装置逻辑连接时的所述子节点向所述预备终端装置发送的上行信号光的波长。

本发明的特征在于，与发生故障的OSU逻辑连接的ONU通过在检测到OSU发生故障的时点将接收波长切换为预备波长，能够接收预备OSU发送的控制帧，在OLT侧预备OSU接受与发生故障的OSU逻辑连接的ONU的信息，由此在短时间内再次开始通信。

附图标记说明

11：光发送器

12：波长合分波装置

13：波长滤波器

14：受光器

15：光接收器

16：相干接收器

17：局部发光源

18：波长可调谐光发送器

19：波长可调谐光接收器

21：受光器

22：波长可调谐滤波器

23：波长可调谐光接收器

24：波长可调谐光发送器

26：波长合分波装置

27：相干接收器

28：局部发光源

29：光接收器

30：光发送器

51：OSU

100、100a、100b、100c：OLT

151：光合分波装置

152：波长路由装置

153：波长路由装置

200、200a、200b：ONU

250：光纤传输通道

300：TDM-PON

300a：WDM/TDM-PON

300b、301b、302b：波长可调谐WDM/TDM-PON

300c：波长可调谐WDM/TDM-PON

300d：波长可调谐WDM/TDM-PON

300e：波长可调谐WDM/TDM-PON