特許 7019626 光回線終端装置および光回線終端装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-04

(45)【発行日】2022-02-15

(54)【発明の名称】光回線終端装置および光回線終端装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/44 20060101AFI20220207BHJP

   H04B 10/272 20130101ALI20220207BHJP

   H04B 10/032 20130101ALI20220207BHJP

【ＦＩ】

H04L12/44 Z

H04L12/44 200

H04B10/272

H04B10/032

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019111690

(22)【出願日】2019-06-17

(65)【公開番号】P2020205509

(43)【公開日】2020-12-24

【審査請求日】2021-01-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100130247

【弁理士】

【氏名又は名称】江村 美彦

(74)【代理人】

【識別番号】100167863

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 恵

(72)【発明者】

【氏名】後藤 健一

(72)【発明者】

【氏名】謝 炎

【審査官】野元 久道

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２１３１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１６８８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３２９４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１１５７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／４４

Ｈ０４Ｂ １０／２７２

Ｈ０４Ｂ １０／０３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに適用される光回線終端装置において、
ＯＮＵ（Optical Network Unit）との間で光信号を送受信する複数の光送受信部と、
上位ネットワークおよび複数の前記光送受信部の間でデータを送受信するとともに、複数の前記光送受信部を制御する複数のＰＯＮ制御部と、
複数の前記ＰＯＮ制御部と、複数の前記光送受信部とを相互に接続して、データと制御信号を伝送するとともに、複数の前記ＰＯＮ制御部のいずれかに不具合が発生した場合には、予備系の前記ＰＯＮ制御部に接続関係を切り換えるマトリクススイッチと、
を有し、
前記マトリクススイッチは、
複数の前記ＰＯＮ制御部と、複数の前記光送受信部とを相互に接続してデータを伝送するとともに、複数の前記ＰＯＮ制御部のいずれかに不具合が発生した場合には、予備系の前記ＰＯＮ制御部に接続関係を切り換える第１マトリクススイッチと、
複数の前記ＰＯＮ制御部と、複数の前記光送受信部とを相互に接続して制御信号を伝送するとともに、複数の前記ＰＯＮ制御部のいずれかに不具合が発生した場合には、予備系の前記ＰＯＮ制御部に接続関係を切り換える第２マトリクススイッチと、
を有し、
前記第１マトリクススイッチは、クロスポイントスイッチによって構成され、
前記第２マトリクススイッチは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によって構成される、
ことを特徴とする光回線終端装置。

【請求項2】

前記第１マトリクススイッチは、複数の前記クロスポイントスイッチによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光回線終端装置。

【請求項3】

複数の前記クロスポイントスイッチは、それぞれが異なる伝送速度のデータの切り換えを実施することを特徴とする請求項２に記載の光回線終端装置。

【請求項4】

複数の前記ＰＯＮ制御部と前記上位ネットワークとの間に配置される複数のＬ２スイッチを有し、
複数の前記ＰＯＮ制御部は、複数の前記Ｌ２スイッチとのリンクを監視し、リンク断が生じた場合には、当該Ｌ２スイッチへのパケットの転送を停止する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光回線終端装置。

【請求項5】

ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに適用される光回線終端装置の制御方法において、
ＯＮＵ（Optical Network Unit）との間で光信号を送受信する複数の光送受信部と、
上位ネットワークおよび複数の前記光送受信部の間でデータを送受信するとともに、複数の前記光送受信部を制御する複数のＰＯＮ制御部と、
複数の前記ＰＯＮ制御部と、複数の前記光送受信部とを相互に接続してデータおよび制御信号を伝送するマトリクススイッチと、を有し、
複数の前記ＰＯＮ制御部のいずれかに不具合が発生した場合には、前記マトリクススイッチを制御して、予備系の前記ＰＯＮ制御部に接続関係を切り換え、
前記マトリクススイッチは、
複数の前記ＰＯＮ制御部と、複数の前記光送受信部とを相互に接続してデータを伝送するとともに、クロスポイントスイッチによって構成される第１マトリクススイッチと、
複数の前記ＰＯＮ制御部と、複数の前記光送受信部とを相互に接続して制御信号を伝送するとともに、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によって構成される第２マトリクススイッチと、
を有する
ことを特徴とする光回線終端装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光回線終端装置および光回線終端装置の制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、Ｎ個の現用系ＰＯＮインターフェースと、１個の予備系ＰＯＮインターフェースを有し、現用系ＰＯＮインターフェースが故障した場合には、光スイッチ部によって予備系ＰＯＮインターフェースに切り換えるＯＬＴに関する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１４６２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に開示された技術では、２Ｎ＋１本の光ファイバが必要になることから、接続作業が繁雑となる。また、２Ｎ＋１本の光ファイバとともに、光スイッチ部が必要になることから、設置に場所を必要とするという問題点がある。

【0005】

本発明は、このような課題を解決するためのものであり、光ファイバの本数を減らすことができ、設置工事を簡易化するとともに、広い設置場所を必要としない光回線終端装置および光回線終端装置の制御方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに適用される光回線終端装置において、ＯＮＵ（Optical Network Unit）との間で光信号を送受信する複数の光送受信部と、上位ネットワークおよび複数の前記光送受信部の間でデータを送受信するとともに、複数の前記光送受信部を制御する複数のＰＯＮ制御部と、複数の前記ＰＯＮ制御部と、複数の前記光送受信部とを相互に接続して、データと制御信号を伝送するとともに、複数の前記ＰＯＮ制御部のいずれかに不具合が発生した場合には、予備系の前記ＰＯＮ制御部に接続関係を切り換えるマトリクススイッチと、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、光ファイバの本数を減らすことができ、設置工事を簡易化するとともに、広い設置場所を必要としなくなる。

【0007】

また、本発明は、前記マトリクススイッチは、複数の前記ＰＯＮ制御部と、複数の前記光送受信部とを相互に接続してデータを伝送するとともに、複数の前記ＰＯＮ制御部のいずれかに不具合が発生した場合には、予備系の前記ＰＯＮ制御部に接続関係を切り換える第１マトリクススイッチと、複数の前記ＰＯＮ制御部と、複数の前記光送受信部とを相互に接続して制御信号を伝送するとともに、複数の前記ＰＯＮ制御部のいずれかに不具合が発生した場合には、予備系の前記ＰＯＮ制御部に接続関係を切り換える第２マトリクススイッチと、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、高速と低速の信号を分離して第１マトリクススイッチおよび第２マトリクススイッチで切り換えることで、コストを低減することができる。

【0008】

また、本発明は、前記第１マトリクススイッチは、クロスポイントスイッチによって構成され、前記第２マトリクススイッチは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によって構成される、ことを特徴とする。
このような構成によれば、装置の製造コストを低減することができる。

【0009】

また、本発明は、前記第１マトリクススイッチは、複数の前記クロスポイントスイッチによって構成されることを特徴とする。
このような構成によれば、装置の製造コストをさらに低減することができる。

【0010】

また、本発明は、複数の前記クロスポイントスイッチは、それぞれが異なる伝送速度のデータの切り換えを実施することを特徴とする。
このような構成によれば、伝送速度に応じたクロスポイントスイッチを選択することで、装置の製造コストをさらに低減することができる。

【0011】

また、本発明は、複数の前記ＰＯＮ制御部と前記上位ネットワークとの間に配置される複数のＬ２スイッチを有し、複数の前記ＰＯＮ制御部は、複数の前記Ｌ２スイッチとのリンクを監視し、リンク断が生じた場合には、当該Ｌ２スイッチへのパケットの転送を停止する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、Ｌ２スイッチが故障した場合でも通信断が生じることを防止することが可能となる。

【0012】

また、本発明は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに適用される光回線終端装置の制御方法において、ＯＮＵ（Optical Network Unit）との間で光信号を送受信する複数の光送受信部と、上位ネットワークおよび複数の前記光送受信部の間でデータを送受信するとともに、複数の前記光送受信部を制御する複数のＰＯＮ制御部と、複数の前記ＰＯＮ制御部と、複数の前記光送受信部とを相互に接続してデータおよび制御信号を伝送するマトリクススイッチと、を有し、複数の前記ＰＯＮ制御部のいずれかに不具合が発生した場合には、前記マトリクススイッチを制御して、予備系の前記ＰＯＮ制御部に接続関係を切り換える、ことを特徴とする。
このような方法によれば、光ファイバの本数を減らすことができ、設置工事を簡易化するとともに、広い設置場所を必要としなくなる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、光ファイバの本数を減らすことができ、設置工事を簡易化するとともに、広い設置場所を必要としない光回線終端装置および光回線終端装置の制御方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明を実施形態に係る光回線終端装置（ＯＬＴ）を有するネットワークシステムの構成例を示す図である。

【図2】図１に示すＯＬＴの構成の概略を説明するための図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るＯＬＴの詳細な構成例を示す図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係るＯＬＴの詳細な構成例を示す図である。

【図5】本発明の第３実施形態に係るＯＬＴの詳細な構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、本発明の実施形態について説明する。

【0016】

（Ａ）本発明の第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）を有するネットワークシステムの構成例を示す図である。

【0017】

図１に示すように、ネットワークシステムは、ネットワーク１０、ＯＬＴ３０、ＯＮＵ（Optical Network Unit）５０－１～５０－ｎ（ｎは自然数）、および、端末装置７０－１～７０－ｎ（ｎは自然数）を有している。

【0018】

ここで、ネットワーク１０は、サービスノードのひとつであり、例えば、インターネットとして構成される。なお、インターネット以外にも、例えば、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）、専用線、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Networks）等として構成されていてもよい。

【0019】

ＯＬＴ３０は、後述するように、ネットワーク１０から供給される電気信号を光信号に変換してＯＮＵ５０－１～５０－ｎに下り光信号として送信するとともに、ＯＮＵ５０－１～５０－ｎから供給される光信号を受信して電気信号に変換してネットワーク１０に送信する。なお、ネットワーク１０が光信号を伝送する場合には、ＯＬＴ３０は、光信号を電気信号に変換した後に、再度、光信号に変換してＯＮＵ５０－１～５０－ｎに下り光信号として供給するとともに、ＯＮＵ５０－１～５０－ｎから供給される光信号を受信して電気信号に変換した後に、再度、光信号に変換してネットワーク１０に送信する。

【0020】

ＯＮＵ５０－１～５０－ｎは、ＯＬＴ３０から送信される光信号を電気信号に変換して端末装置７０－１～７０－ｎに供給するとともに、端末装置７０－１～７０－ｎから供給される電気信号を光信号に変換して上り光信号として送信する。なお、ＯＬＴ３０とＯＮＵ５０－１～５０－ｎによってＰＯＮ（Passive Optical Network）システムが構成される。

【0021】

端末装置７０－１～７０－ｎは、ネットワーク１０から供給されるデータの種類に応じた装置によって構成される。例えば、ネットワーク１０がインターネットである場合には、端末装置はパーソナルコンピュータまたは携帯端末として構成される。

【0022】

図２は、図１に示すＯＬＴ３０の概略の構成例を示す図である。図２に示すように、ＯＬＴ３０は、ＰＯＮ制御ＩＣ（Integrated Circuit）および光送受信部を主要な構成要素としている。図２の例では、ＰＯＮ制御ＩＣを２台有している。ＰＯＮ制御ＩＣは、それぞれ４台の光送受信部に接続されている。それぞれの光送受信部は、１２８台のＯＮＵに接続されている。すなわち、１台のＰＯＮ制御ＩＣは、合計で５１２台のＯＮＵに接続されている。

【0023】

このため、ＰＯＮ制御ＩＣが故障すると、５１２台のＯＮＵとの間で光信号の伝送ができなくなる。そこで、ＰＯＮ制御ＩＣが故障した場合には、他のＰＯＮ制御ＩＣに迅速に切り換えることが切望される。

【0024】

図３は、本発明の実施形態に係るＯＬＴ３０の詳細な構成例を示す図である。図３に示す例は、Ｌ２ＳＷ（Layer 2 Switch）専用ＩＣ３１－１～３１－２、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３、切り換えＩＣ９３、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）３５、光送受信部３６－１～３６－４８、および、制御部３７を有している。

【0025】

ここで、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１～３１－２は、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスに基づいて、例えば、データパケットの転送先を切り換えるスイッチである。

【0026】

ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３は、ＯＮＵ５０－１～５０－ｎとＰＯＮに基づく光通信を行うための制御を行う。なお、図３の例では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２は現用系として動作し、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３は予備系として設定されている。

【0027】

切り換えＩＣ９３は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３の信号端子と光送受信部３６－１～３６－４８の信号端子とを相互に接続するとともに、現用系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２のいずれかに不具合等が生じた場合には、制御部３７の制御に応じて予備系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換える処理を実行する。なお、図３では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１と光送受信部３６－１～３６－４の間の信号線については、複数の線分で示しているが、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－２～３２－１３と光送受信部３６－５～３６－４８の間の信号線については、図面を簡略化するために太線によって省略表記している。

【0028】

光送受信部３６－１～３６－４８は、切り換えＩＣ９３から供給される電気信号を光信号に変換してＯＮＵ５０－１～５０－ｎ（図３の例ではｎ＝６１４４（＝５１２×１２））に送信するとともに、ＯＮＵ５０－１～５０－ｎから送信される光信号を電気信号に変換して切り換えＩＣ９３に供給する。なお、図３に矩形で示す１つの光送受信部のブロック（例えば、光送受信部３６－１～４）は、図２に示すように、それぞれ４台の送受信ブロックによって構成される。

【0029】

制御部３７は、例えば、図示しない外部の制御装置（例えば、ＳＶ（Supervisor））からの指示に基づいて、ＯＬＴ３０の各部を制御する。

【0030】

（Ｂ）本発明の第１実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第１実施形態の動作について説明する。なお、以下では、本発明の第１実施形態の概略の動作について説明した後、詳細な動作について説明する。

【0031】

本発明の第１実施形態では、電気信号の状態でスイッチングを行い、スイッチングを行った後に光信号に変換して出力することを特徴とする。このような構成によれば、光スイッチ部を用いないことから、使用する光ファイバの本数を減らすことができる。

【0032】

つぎに、本発明の第１実施形態の詳細な動作について説明する。例えば、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２が現用系として設定され、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３が予備系として設定されている場合、切り換えＩＣ９３は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２と光送受信部３６－１～３６－４８の高速通信信号を入出力する信号端子（１Ｇｂｐｓのｘ本の信号端子および１０Ｇｂｐｓのｙ本の信号端子）を相互に接続する。また、切り換えＩＣ９３は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２と光送受信部３６－１～３６－４８の制御信号を入出力する信号端子（ｚ本の制御信号端子）を相互に接続する。

【0033】

このような状態では、ネットワーク１０から供給されたパケットは、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２を介してＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２に供給される。ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２は、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２から供給されるパケットから高速通信信号を生成するとともに、光送受信部３６－１～３６－４８を制御するための制御信号を生成する。そして、生成した通信信号を切り換えＩＣ９３に供給する。

【0034】

この結果、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２から出力される高速通信信号は切り換えＩＣ９３を介して光送受信部３６－１～３６－４８に供給される。また、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２から出力される制御信号は切り換えＩＣ９３を介して光送受信部３６－１～３６－４８に供給される。なお、通信信号については、前述した経路と逆の経路にて、光送受信部３６－１～３６－４８から切り換えＩＣ９３を介してＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２に伝送される。また、光送受信部３６－１～３６－４８は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２から供給される制御信号に基づいて各部の制御を実行するとともに、各部の監視を行って監視結果の情報を逆の経路にてＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２に伝送する。

【0035】

このような状態において、例えば、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１に不具合が発生したとする。すると、制御部３７（または外部の制御装置）が不具合を検出し、切り換え動作を実行する。切り換え動作では、制御部３７が切り換えＩＣ９３に対して、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１をＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換える指示をする。この結果、切り換えＩＣ９３は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１と光送受信部３６－１～３６－４の高速通信信号に係る接続を、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３と光送受信部３６－１～３６－４の接続に変更する。また、切り換えＩＣ９３は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１と光送受信部３６－１～３６－４の制御信号に係る接続を、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３と光送受信部３６－１～３６－４の接続に変更する。

【0036】

以上の動作により、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１に不具合が発生した場合には、切り換えＩＣ９３によって、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換えることにより、通信断を極めて短くすることができる。なお、以上では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１とＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３の切り換えを例に挙げて説明したが、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１とＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３以外の任意の組み合わせによる切り換えも可能である。

【0037】

また、以上は、切り換えＩＣ９３による切り換え動作についての説明であるが、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２についても、パケットの伝送経路を変更する処理を実行する。すなわち、前述したように、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１に不具合が発生して、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換えを行ったとする。その後に、光送受信部３６－１～３６－４の配下に存在する所定のＯＮＵからパケットを受信し、切り換えＩＣ９３を介してＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に供給すると、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３は、このパケットをＬ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２に供給する。Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２は、パケットの経路を取得し、経路テーブルに格納する。この結果、前述した所定のＯＮＵ宛てのパケットをネットワーク１０から受信した場合には、経路テーブルを参照することで、所定のＯＮＵに伝送することができる。

【0038】

また、本実施形態では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３は、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２とのリンクを監視しているので、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２のいずれか一方に不具合が発生した場合には、全てのパケットをＬ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２の他方（不具合が発生していない方）に対して転送する。このような機能を備えることにより、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３だけでなく、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２に不具合が発生した場合でも、通信障害が発生することを防止できる。

【0039】

以上に説明したように、本発明の第１実施形態によれば、電気信号において切り換えを行うことで、光スイッチが不要となるため、光ファイバの本数を減らすことができ、設置工事を簡略化することができるとともに、広い設置場所が不要となる。

【0040】

また、第１実施形態では、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２がＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３からのパケットに基づいて経路を学習するようにしたので、現用系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２のいずれにおいて不具合が生じて切り換えが生じた場合でも、予備系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３を用いて極めて短い時間で通信を再開することができる。

【0041】

また、第１実施形態では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３がＬ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２とのリンクを監視し、リンク断を検出した場合にはパケットの送付先を変更するようにしたので、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２のいずれかに不具合が発生した場合でも、通信を継続することができる。

【0042】

（Ｃ）本発明の第２実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態の構成例を示す図である。なお、図４において、図３と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図４では、図３と比較すると、切り換えＩＣ９３が除外され、１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３、１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４、および、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）３５が追加されている。これ以外の構成は、図３と同様である。

【0043】

１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３の１Ｇｂｐｓの高速通信信号の端子である１Ｇ信号端子と光送受信部３６－１～３６－４８の１Ｇ信号端子とを相互に接続するとともに、現用系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２のいずれかに不具合等が生じた場合には、制御部３７の制御に応じて予備系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換える処理を実行する。なお、図３では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１と光送受信部３６－１～３６－４の間の信号線については、複数の線分で示しているが、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－２～３２－１３と光送受信部３６－５～３６－４８の間の信号線については、図面を簡略化するために太線によって省略表記している。

【0044】

１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３の１０Ｇｂｐｓの高速通信信号の端子である１０Ｇ信号端子と光送受信部３６－１～３６－４８の１０Ｇ信号端子とを相互に接続するとともに、現用系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２のいずれかに不具合等が生じた場合には、制御部３７の制御に応じて予備系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換える処理を実行する。なお、図３では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１と光送受信部３６－１～３６－４の間の信号線については、複数の線分で示しているが、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－２～３２－１３と光送受信部３６－５～３６－４８の間の信号線については、図面を簡略化するために太線によって省略表記している。

【0045】

ＦＰＧＡ３５は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３の制御信号端子と光送受信部３６－１～３６－４８の制御信号端子とを相互に接続するとともに、現用系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２のいずれかに不具合等が生じた場合には、制御部３７の制御に応じて予備系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換える処理を実行する。制御信号としては、光送受信部３６－１～３６－４８に内蔵されているＬＤ（Laser Diode）をオン／オフしたり、同じく光送受信部３６－１～３６－４８に内蔵されているＰＤ（Photo Diode）の受信強度を監視したりするための信号が伝送される。なお、図３では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１と光送受信部３６－１～３６－４の間の制御線については、複数の線分で示しているが、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－２～３２－１３と光送受信部３６－５～３６－４８の間の制御線については、図面を簡略化するために太線によって省略表記している。

【0046】

光送受信部３６－１～３６－４８は、１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３および１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４から供給される高速通信信号（電気信号）を光信号に変換してＯＮＵ５０－１～５０－ｎ（図３の例ではｎ＝６１４４（＝５１２×１２））に送信するとともに、ＯＮＵ５０－１～５０－ｎから送信される光信号を電気信号に変換して１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３および１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４に供給する。なお、図３に矩形で示す１つの光送受信部のブロック（例えば、光送受信部３６－１～４）は、図２に示すように、それぞれ４台の送受信ブロックによって構成される。

【0047】

（Ｄ）本発明の第２実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第２実施形態の動作について説明する。以下では、第２実施形態の動作の概要について説明した後に、詳細な動作について説明する。

【0048】

第２実施形態では、１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓの高速通信信号をスイッチングするためのＩＣとしてクロスポイントスイッチを使用し、低速信号である制御信号をスイッチングするためのＩＣとしてはＦＰＧＡを使用している。

【0049】

クロスポイントスイッチは、マトリクス状に配置されたスイッチの集合体であり、任意の入力ポートと、任意の出力ポートの接続を、例えば、２ｎｓ程度の高速で切り換えることができるマトリクススイッチである。このようなクロスポイントスイッチを１Ｇｂｐｓ用および１０Ｇｂｐｓ用としてそれぞれ使用するとともに、低速の制御信号に対してＦＰＧＡを用いることで、コストを抑制しつつ、実装面積を低減することが可能になる。

【0050】

つぎに、本発明の詳細な動作について説明する。例えば、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２が現用系として設定され、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３が予備系として設定されている場合、１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２と光送受信部３６－１～３６－４８の１Ｇｂｐｓの高速通信信号を入出力する信号端子を相互に接続する。また、１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２と光送受信部３６－１～３６－４８の１０Ｇｂｐｓの高速通信信号を入出力する信号端子を相互に接続する。さらに、ＦＰＧＡ３５は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２と光送受信部３６－１～３６－４８の制御信号を入出力する信号端子を相互に接続する。

【0051】

このような状態では、ネットワーク１０から供給されたパケットは、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２を介してＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２に供給される。ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２は、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２から供給されるパケットから１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓの高速通信信号を生成するとともに、光送受信部３６－１～３６－４８を制御するための制御信号を生成する。そして、１Ｇｂｐｓの高速通信信号については１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３に供給し、１０Ｇｂｐｓの高速通信信号については１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４に供給し、制御信号についてはＦＰＧＡ３５に供給する。

【0052】

この結果、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２から出力される１Ｇｂｐｓの高速通信信号は１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３を介して光送受信部３６－１～３６－４８に供給される。また、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２から出力される１０Ｇｂｐｓの高速通信信号は１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４を介して光送受信部３６－１～３６－４８に供給される。さらに、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２から出力される制御信号はＦＰＧＡ３５を介して光送受信部３６－１～３６－４８に供給される。なお、１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓの高速通信信号については、前述した経路と逆の経路にて、光送受信部３６－１～３６－４８から１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３または１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４を介してＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２に伝送される。また、光送受信部３６－１～３６－４８は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２から供給される制御信号に基づいて各部の制御を実行するとともに、各部の監視を行って監視結果の情報を逆の経路にてＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２に伝送する。

【0053】

このような状態において、例えば、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１に不具合が発生したとする。すると、制御部３７（または外部の制御装置）が不具合を検出し、切り換え動作を実行する。切り換え動作では、制御部３７が１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３、１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４、および、ＦＰＧＡ３５に対して、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１をＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換える指示をする。この結果、１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１と光送受信部３６－１～３６－４の１Ｇｂｐｓの高速通信信号に係る接続を、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３と光送受信部３６－１～３６－４の接続に変更する。また、１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１と光送受信部３６－１～３６－４の１０Ｇｂｐｓの高速通信信号に係る接続を、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３と光送受信部３６－１～３６－４の接続に変更する。さらに、ＦＰＧＡ３５は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１と光送受信部３６－１～３６－４の制御信号に係る接続を、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３と光送受信部３６－１～３６－４の接続に変更する。

【0054】

以上の動作により、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１に不具合が発生した場合には、１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３、１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４、および、ＦＰＧＡ３５によって、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換えることにより、通信断を極めて短くすることができる。なお、以上では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１とＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３の切り換えを例に挙げて説明したが、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１とＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３以外の任意の組み合わせによる切り換えも可能である。

【0055】

また、以上は、１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３、１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４、および、ＦＰＧＡ３５による切り換え動作についての説明であるが、第１実施形態と同様に、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２についても、パケットの伝送経路を変更する処理を実行する。すなわち、前述したように、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１に不具合が発生して、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換えを行ったとする。その後に、光送受信部３６－１～３６－４の配下に存在する所定のＯＮＵからパケットを受信し、１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３または１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４を介してＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に供給すると、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３は、このパケットをＬ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２に供給する。Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２は、パケットの経路を取得し、経路テーブルに格納する。この結果、前述した所定のＯＮＵ宛てのパケットをネットワーク１０から受信した場合には、経路テーブルを参照することで、所定のＯＮＵに伝送することができる。

【0056】

また、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３は、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２とのリンクを監視しているので、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２のいずれか一方に不具合が発生した場合には、全てのパケットをＬ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２の他方（不具合が発生していない方）に対して転送する。このような機能を備えることにより、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２だけでなく、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２に不具合が発生した場合でも、通信障害が発生することを防止できる。

【0057】

以上に説明したように、本発明の第２実施形態によれば、電気信号において切り換えを行うことで、光スイッチが不要となるため、光ファイバの本数を減らすことができ、設置工事を簡易化することが可能になるとともに、広い設置場所が不要となる。

【0058】

また、第２実施形態では、高速の通信信号についてはクロスポイントスイッチを用いて切り換えを行い、低速の制御信号についてはＦＰＧＡを用いて切り換えを行うようにしたので、装置の製造コストを低減することができる。

【0059】

また、第２実施形態では、通信信号の伝送速度に応じた１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３と１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４の２種類のクロスポイントスイッチを設けるようにしたので、前述したように、装置の製造コストを低減するとともに、高速な切り換えを実現することができる。

【0060】

また、第２実施形態では、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２がＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３からのパケットに基づいて経路を学習するようにしたので、現用系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２のいずれにおいて不具合が生じて切り換えが生じた場合でも、予備系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３を用いて極めて短い時間で通信を再開することができる。

【0061】

また、第２実施形態では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３がＬ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２とのリンクを監視し、リンク断を検出した場合にはパケットの送付先を変更するようにしたので、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２のいずれかに不具合が発生した場合でも、通信を継続することができる。

【0062】

（Ｅ）本発明の第３実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、本発明の第３実施形態の構成例を示す図である。なお、図５において、図３と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図５では、図３と比較すると、切り換えＩＣ９３がＦＰＧＡ１０３，１１３に置換されている。これ以外の構成は、図３と同様である。

【0063】

図５の例では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－６と光送受信部３６－１～３６－２４の間にＦＰＧＡ１０３が配置され、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－７～３２－１３と光送受信部３６－２５～３６－４８の間にＦＰＧＡ１１３が配置されている。ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－６とＦＰＧＡ１０３はｘ本の１Ｇｂｐｓの信号線、ｙ本の１０Ｇｂｐｓの信号線、および、ｚ本の制御線によってそれぞれ接続されている。ＰＯＮ制御ＩＣ３２－７～３２－１３とＦＰＧＡ１１３はｘ本の１Ｇｂｐｓの信号線、ｙ本の１０Ｇｂｐｓ信号線、および、ｚ本の制御線によってそれぞれ接続されている。ＦＰＧＡ１０３と光送受信部３６－１～３６－２４はｘ本の１Ｇｂｐｓ信号線、ｙ本の１０Ｇｂｐｓ信号線、および、ｚ本の制御線によってそれぞれ接続されている。ＦＰＧＡ１１３と光送受信部３６－２５～３６－４８はｘ本の１Ｇｂｐｓ信号線、ｙ本の１０Ｇｂｐｓ信号線、および、ｚ本の制御線によってそれぞれ接続されている。また、ＦＰＧＡ１０３とＦＰＧＡ１１３は、２×ｘ本の１Ｇｂｐｓの信号線、２×ｙ本の１０Ｇｂｐｓの信号線、および、２×ｚ本の制御線によって相互に接続されている。

【0064】

（Ｆ）本発明の第３実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第３実施形態の動作について説明する。なお、第３実施形態は、図３に示す第１実施形態と比較して、切り換えＩＣ９３が２つのスイッチであるＦＰＧＡ１０３およびＦＰＧＡ１１３に分割されて、動作する点のみが異なるので、差異点に着目して簡潔に説明する。

【0065】

第３実施形態では、例えば、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１に不具合が発生した場合、制御部３７がＦＰＧＡ１０３，１１３を制御して、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換える処理を実行する。

【0066】

この結果、ＦＰＧＡ１１３は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３の１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓの信号線および制御線をＦＰＧＡ１０３に接続する。ＦＰＧＡ１０３は、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３の１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓの信号線および制御線を光送受信部３６－１に接続を切り換える。これにより、不具合が生じたＰＯＮ制御ＩＣ３２－１を、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３に切り換えることが可能になる。

【0067】

以上に説明したように、本発明の第３実施形態によれば、電気信号において切り換えを行うことで、光スイッチが不要となるため、光ファイバの本数を減らすことができ、設置工事を簡易化することが可能になるとともに、広い設置場所が不要となる。

【0068】

また、第３実施形態では、２つのＦＰＧＡ１０３，１１３を用いるようにしたので、図３に示す第１実施形態に比較して、ＩＣのサイズを小型化することができる。

【0069】

また、第３実施形態では、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２がＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３からのパケットに基づいて経路を学習するようにしたので、現用系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１２のいずれにおいて不具合が生じて切り換えが生じた場合でも、予備系のＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３を用いて極めて短い時間で通信を再開することができる。

【0070】

また、第３実施形態では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３がＬ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２とのリンクを監視し、リンク断を検出した場合にはパケットの送付先を変更するようにしたので、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２のいずれかに不具合が発生した場合でも、通信を継続することができる。

【0071】

（Ｇ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の各実施形態では、通信信号を切り換えるスイッチとして、クロスポイントスイッチを用いるようにしたが、これ以外のスイッチＩＣを用いるようにしてもよい。なお、任意の入力ポートと任意の出力ポートとを接続可能であるマトリクススイッチであり、また、高速の通信信号を切り換えるために、高速の切り換え時間（例えば、数ｎ秒程度）を有するマトリクススイッチであればよい。

【0072】

また、図４に示す第２実施形態では、１Ｇ用クロスポイントスイッチ３３と、１０Ｇ用クロスポイントスイッチ３４の２種類のクロスポイントスイッチを備えるようにしたが、これ以外の伝送速度のマトリクススイッチを設けるようにしてもよい。例えば、１Ｇ未満の伝送速度であったり、１～１０Ｇの間の伝送速度であったり、１０Ｇを超える伝送速度であったりしてもよい。

【0073】

また、図４に示す第２実施形態では、２つのクロスポイントスイッチを設けるようにしたが、１つまたは３つ以上のマトリクススイッチを用いるようにしてもよい。

【0074】

また、図４に示す第２実施形態では、１Ｇおよび１０Ｇの信号線はそれぞれｘ，ｙ本とし、制御線はｚ本としたが、これは一例であって、本願発明がこのような場合にのみ限定されるものではないことはいうまでもない。なお、制御線については、例えば、パラレル／シリアル変換を行うことで、ＦＰＧＡ３５に接続される制御線の本数を減少させることも可能である。

【0075】

また、図２に示すＰＯＮ制御ＩＣ、光送受信部、および、ＯＮＵの台数は一例であって、本願発明が図２に示す場合にのみ限定されるものではないことはいうまでもない。

【0076】

また、図３～図５に示す各実施形態では、Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２を有する構成としたが、これらを有しない構成としてもよい。

【0077】

また、図３～図５に示す各実施形態では、ＯＬＴ１０の内部に制御部３７を有する構成としたが、外部に設けるようにしたり、あるいは、外部の制御装置（ＳＶ）によって制御される構成としたりしてもよい。

【0078】

また、図１に示す実施形態では、ＯＬＴ３０の上流には、ネットワーク１０が接続される構成としたが、これ以外のサービスノードが１または複数接続されるようにしてもよい。

【0079】

Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ３１－１，３１－２がＰＯＮ制御ＩＣ３２－１～３２－１３からのパケットに基づいて経路を学習するようにしたが、フラッディングを用いることで通信を継続することもできる。

【0080】

また、図３～図５に示す各実施形態では、ＰＯＮ制御ＩＣ３２－１とＰＯＮ制御ＩＣ３２－１３を切り換える動作について説明したが、これ以外の任意の組み合わせで切り換えを行うことが可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0081】

１０ ネットワーク
３０ ＯＬＴ
３１－１～３１－２ Ｌ２ＳＷ専用ＩＣ
３２－１～３２－１３ ＰＯＮ制御ＩＣ
３３ １Ｇ用クロスポイントスイッチ
３４ １０Ｇ用クロスポイントスイッチ
３５ ＦＰＧＡ
３６－１～３６－４８ 光送受信部
３７ 制御部
５０－１～５０－ｎ ＯＮＵ
７０－１～７０－ｎ 端末装置
１０３ ＦＰＧＡ
１１３ ＦＰＧＡ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】