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技術 通信装置及び通信方法

出願人 日本電信電話株式会社
発明者 栩野貴充光井隆秦野智也
出願日 2018年7月11日 (2年10ヶ月経過) 出願番号 2018-131516
公開日 2020年1月16日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2020-010247
状態 未査定
技術分野 小規模ネットワーク(3)ループ,バス以外
主要キーワード 制御開始命令 Gate信号 開始通知メッセージ 初期接続処理 再送命令 Request信号 敷設コスト 一時記憶媒体
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図面 (13)

課題

複数ネットワーク機器PONトポロジで接続した際に、標準的なEthernet(登録商標機器のみで初期接続を行うこと。

解決手段

第1の通信装置と複数の第2の通信装置とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムにおける前記第1の通信装置は、イーサネット(登録商標)として通信を実現するイーサネットコントローラと、前記第2の通信装置が前記光アクセスシステムのネットワークに初期接続を行う場合において、前記複数の第2の通信装置からそれぞれ送信された光信号衝突検知に基づいてリンク障害の発生の有無を検知するリンク障害検知部と、前記リンク障害検知部によって前記リンク障害が発生していないことが検知された場合、前記初期接続の処理を開始させるための通知を示す初期接続開始通知を出力する信号処理部と、を備える。

概要

背景

Ethernet(イーサネット)(登録商標)は、世界的に使用されている有線ネットワークプロトコルであり、多くの標準的なネットワーク機器によって用いられている。その中でも、光伝送技術を適用した、物理層光インターフェースで規定しているEthernet(登録商標)は、専らP2P(ポイント・ツー・ポイント)方式の通信において用いられており、長距離高速通信を可能にするインターフェースとして普及している。

複数のネットワーク機器を収容する、特に長距離伝送を行うアクセスネットワークにおいて、上記P2Pのネットワークトポロジを用いた場合、光ファイバ敷設コスト及び局内装置占有面積が増加する。そこで、PON(Passive Optical Network)トポロジを用いたP2MP(ポイント・ツー・マルチポイント)方式の通信システムが、PONシステムとしてアクセスネットワークに用いられている。PONシステムは、光ファイバと光加入者線端局装置(OLT;Optical Line Terminal)を、複数の光加入者線終端装置(ONU;Optical Network Unit)で共有することにより、光ファイバの敷設コストとOLTの占有面積とを削減することができる、このPONシステムの構成は、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)によって規定されている。

従来のPONシステムでは、OLT/ONU間の初期接続のために、Discoveryプロセスを実行する。Discoveryプロセスとは、OLTがONUを新たに登録する方法である。この登録に基づいて、OLT/ONU間の初期接続が実行される(非特許文献1参照)。

図9は、ONUが新たにPONシステムに接続する際のネットワーク構成を示す図である。図9に示すように、OLTは、既に1台以上の接続済みのONU(以下「接続済ONU」という。)に接続している。1台以上の未接続のONU(以下「未接続ONU」という。)が、Discoveryプロセスにより、OLTとの初期接続を行う。

図10は、従来技術におけるDiscoveryプロセスを実行する通信システムの構成を示すブロック図である。また、図11は、従来技術におけるDiscoveryプロセスの処理の流れを示すシーケンス図である。また、図12は、従来技術におけるDiscoveryプロセスの処理の流れを示すフローチャートである。図10〜図12に基づいて、従来技術におけるDiscoveryプロセスの処理の流れを以下に示す。

Discoveryプロセスは、全接続済ONUがデータ送信をしていない状態で実行される。Discoveryプロセスが開始されると、OLTのメッセージ処理部は、データ信号送信処理部、データ信号送信部及びデータ信号光送信部を介して、Discovery_Gate信号を全ONUに向けて送信する。
未接続ONUのメッセージ処理部は、データ信号光受信部、データ信号受信部及びデータ信号受信処理部を介して、Discovery_Gate信号を受信する。

未接続ONUのメッセージ処理部は、Discovery_Gate信号を受信すると、データ信号送信処理部、データ信号送信部及びデータ信号光送信部を介して、Register_Request信号をOLTに向けて送信する。この際、未接続ONUの、光信号制御命令部、光信号出力制御部及び光信号制御部を介して、OLTに向けて光信号がバースト的に送信される。

OLTのメッセージ処理部は、データ信号光受信部、データ信号受信部及びデータ信号受信処理部を介して、Register_Request信号を受信する。OLTのメッセージ処理部は、Register_Request信号を受信すると、Discovery_Gate信号に記載された識別子を認識する。OLTのメッセージ処理部は、データ信号送信処理部、データ信号送信部及びデータ信号光送信部を介して、Register信号を未接続ONUに向けて送信する。

未接続ONUのメッセージ処理部は、データ信号光受信部、データ信号受信部及びデータ信号受信処理部を介して、Register信号を受信する。未接続ONUのメッセージ処理部は、Register信号を受信すると、データ信号送信処理部、データ信号送信部及びデータ信号光送信部を介して、Register_ACK信号をOLTに向けて送信する。

OLTのメッセージ処理部は、データ信号光受信部、データ信号受信部及びデータ信号受信処理部を介して、Register_ACK信号を受信する。
以上の処理により、Discoveryプロセスが完了し、未接続ONUがOLTに登録され、初期接続が完了する。

概要

複数ネットワーク機器をPONトポロジで接続した際に、標準的なEthernet(登録商標)機器のみで初期接続を行うこと。第1の通信装置と複数の第2の通信装置とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムにおける前記第1の通信装置は、イーサネット(登録商標)として通信を実現するイーサネットコントローラと、前記第2の通信装置が前記光アクセスシステムのネットワークに初期接続を行う場合において、前記複数の第2の通信装置からそれぞれ送信された光信号の衝突検知に基づいてリンク障害の発生の有無を検知するリンク障害検知部と、前記リンク障害検知部によって前記リンク障害が発生していないことが検知された場合、前記初期接続の処理を開始させるための通知を示す初期接続開始通知を出力する信号処理部と、を備える。

目的

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、複数ネットワーク機器をPONトポロジで接続した際に、標準的なEthernet(登録商標)機器のみで初期接続を行うことができる技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1の通信装置と複数の第2の通信装置とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムにおける前記第1の通信装置であって、イーサネット登録商標)として通信を実現するイーサネットコントローラと、前記第2の通信装置が前記光アクセスシステムのネットワーク初期接続を行う場合において、前記複数の第2の通信装置からそれぞれ送信された光信号衝突検知に基づいてリンク障害の発生の有無を検知するリンク障害検知部と、前記リンク障害検知部によって前記リンク障害が発生していないことが検知された場合、前記初期接続の処理を開始させるための通知を示す初期接続開始通知を出力する信号処理部と、を備える通信装置。

請求項2

第1の通信装置と複数の第2の通信装置とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムにおける前記第2の通信装置であって、イーサネット(登録商標)として通信を実現するイーサネットコントローラと、前記光アクセスシステムのネットワークに初期接続を行う場合において、一定時間、前記第1の通信装置に対する光信号の出力を中止させるための命令を示す第1中止命令を出力する第1中止命令部と、を備える通信装置。

請求項3

前記ネットワークに接続した後、前記第1の通信装置から送信される前記初期接続の処理を開始させるための初期接続開始通知を前記一定時間が経過しても受信しなかった場合、前記第1の通信装置へのアイドル信号の送信をさせるための命令を示す第1送信命令を出力する第1送信命令部をさらに備える請求項2に記載の通信装置。

請求項4

前記第1の通信装置への前記アイドル信号の送信に対して前記第1の通信装置から送信される、リンク障害の発生を示すリンク障害発生通知を受信した場合、前記第1の通信装置への光信号の出力を中止させ、任意の時間が経過した後に、前記アイドル信号を再送させるための再送命令を出力する再送命令部をさらに備える請求項3に記載の通信装置。

請求項5

前記初期接続の処理を開始させるための初期接続開始通知を受信した後、リンク障害の発生を示すリンク障害発生通知を受信した際に前記ネットワークに接続済みである場合、前記第1の通信装置に対する光信号の出力を中止させるための命令を示す第2中止命令を出力する第2中止命令部をさらに備える請求項2に記載の通信装置。

請求項6

リンク障害の発生を示すリンク障害発生通知を受信した際に前記ネットワークに接続済みである場合、前記第1の通信装置への前記光信号の出力を中止させ、前記リンク障害発生通知を受信した際に前記ネットワークに接続していない場合、任意の時間が経過した後に、前記初期接続の処理を開始させるための初期接続開始通知に対する前記第1の通信装置への応答を示す初期接続応答を前記第1の通信装置へ送信させるための第2送信命令を出力する第2送信命令部をさらに備える請求項2又は請求項5に記載の通信装置。

請求項7

第1の通信装置と複数の第2の通信装置とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムにおける前記第1の通信装置のコンピュータによる通信方法であって、イーサネット(登録商標)として通信を実現するステップと、前記第2の通信装置が前記光アクセスシステムのネットワークに初期接続を行う場合において、前記複数の第2の通信装置からそれぞれ送信された光信号の衝突検知に基づいてリンク障害の発生の有無を検知するステップと、前記リンク障害が発生していないことが検知された場合、前記初期接続の処理を開始させるための通知を示す初期接続開始通知を出力するステップと、を有する通信方法。

請求項8

第1の通信装置と複数の第2の通信装置とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムにおける前記第2の通信装置のコンピュータによる通信方法であって、イーサネット(登録商標)として通信を実現するステップと、前記光アクセスシステムのネットワークに初期接続を行う場合において、一定時間、前記第1の通信装置に対する光信号の出力を中止させるための命令を示す中止命令を出力するステップと、を有する通信方法。

技術分野

0001

本発明は、通信装置及び通信方法に関する。

背景技術

0002

Ethernet(イーサネット)(登録商標)は、世界的に使用されている有線ネットワークプロトコルであり、多くの標準的なネットワーク機器によって用いられている。その中でも、光伝送技術を適用した、物理層光インターフェースで規定しているEthernet(登録商標)は、専らP2P(ポイント・ツー・ポイント)方式の通信において用いられており、長距離高速通信を可能にするインターフェースとして普及している。

0003

複数のネットワーク機器を収容する、特に長距離伝送を行うアクセスネットワークにおいて、上記P2Pのネットワークトポロジを用いた場合、光ファイバ敷設コスト及び局内装置占有面積が増加する。そこで、PON(Passive Optical Network)トポロジを用いたP2MP(ポイント・ツー・マルチポイント)方式の通信システムが、PONシステムとしてアクセスネットワークに用いられている。PONシステムは、光ファイバと光加入者線端局装置(OLT;Optical Line Terminal)を、複数の光加入者線終端装置(ONU;Optical Network Unit)で共有することにより、光ファイバの敷設コストとOLTの占有面積とを削減することができる、このPONシステムの構成は、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)によって規定されている。

0004

従来のPONシステムでは、OLT/ONU間の初期接続のために、Discoveryプロセスを実行する。Discoveryプロセスとは、OLTがONUを新たに登録する方法である。この登録に基づいて、OLT/ONU間の初期接続が実行される(非特許文献1参照)。

0005

図9は、ONUが新たにPONシステムに接続する際のネットワーク構成を示す図である。図9に示すように、OLTは、既に1台以上の接続済みのONU(以下「接続済ONU」という。)に接続している。1台以上の未接続のONU(以下「未接続ONU」という。)が、Discoveryプロセスにより、OLTとの初期接続を行う。

0006

図10は、従来技術におけるDiscoveryプロセスを実行する通信システムの構成を示すブロック図である。また、図11は、従来技術におけるDiscoveryプロセスの処理の流れを示すシーケンス図である。また、図12は、従来技術におけるDiscoveryプロセスの処理の流れを示すフローチャートである。図10図12に基づいて、従来技術におけるDiscoveryプロセスの処理の流れを以下に示す。

0007

Discoveryプロセスは、全接続済ONUがデータ送信をしていない状態で実行される。Discoveryプロセスが開始されると、OLTのメッセージ処理部は、データ信号送信処理部、データ信号送信部及びデータ信号光送信部を介して、Discovery_Gate信号を全ONUに向けて送信する。
未接続ONUのメッセージ処理部は、データ信号光受信部、データ信号受信部及びデータ信号受信処理部を介して、Discovery_Gate信号を受信する。

0008

未接続ONUのメッセージ処理部は、Discovery_Gate信号を受信すると、データ信号送信処理部、データ信号送信部及びデータ信号光送信部を介して、Register_Request信号をOLTに向けて送信する。この際、未接続ONUの、光信号制御命令部、光信号出力制御部及び光信号制御部を介して、OLTに向けて光信号がバースト的に送信される。

0009

OLTのメッセージ処理部は、データ信号光受信部、データ信号受信部及びデータ信号受信処理部を介して、Register_Request信号を受信する。OLTのメッセージ処理部は、Register_Request信号を受信すると、Discovery_Gate信号に記載された識別子を認識する。OLTのメッセージ処理部は、データ信号送信処理部、データ信号送信部及びデータ信号光送信部を介して、Register信号を未接続ONUに向けて送信する。

0010

未接続ONUのメッセージ処理部は、データ信号光受信部、データ信号受信部及びデータ信号受信処理部を介して、Register信号を受信する。未接続ONUのメッセージ処理部は、Register信号を受信すると、データ信号送信処理部、データ信号送信部及びデータ信号光送信部を介して、Register_ACK信号をOLTに向けて送信する。

0011

OLTのメッセージ処理部は、データ信号光受信部、データ信号受信部及びデータ信号受信処理部を介して、Register_ACK信号を受信する。
以上の処理により、Discoveryプロセスが完了し、未接続ONUがOLTに登録され、初期接続が完了する。

先行技術

0012

"IEEE Standard for Ethernet SECTION FIVE", IEEE Std 802.3TM-2015", IEEE Computer Society, pp.310-343,675-709, 2015年
"IEEE Standard for Ethernet SECTION FOUR", IEEE Std 802.3TM-2015", IEEE Computer Society, pp.321-323, 2015年

発明が解決しようとする課題

0013

ところで、従来技術において、物理層を光インターフェースで規定したEthernet(登録商標)は、P2P(Point-to-Point)方式の長距離高速通信等に用いられる。アクセスネットワークにP2Pのネットワークトポロジを用いた場合、光ファイバの敷設コストの増加が懸念される。そのため、PONトポロジを用いたP2MP(Point-to-MultiPoint)を行う方式が、PONシステムとしてアクセスネットワークに用いられている。

0014

PONシステムでは、OLT/ONU間の初期接続のために、Discoveryプロセスが実行される。汎用装置であるイーサネット(登録商標)機器を用いてPONシステムを実現した場合、特に10G Ethernet(登録商標)機器を用いたONUは、OLTから制御される前に光信号を送出する。そのため、自己のONUが送信する光信号と他のONUが送信する光信号とが衝突する。これにより、初期接続を行うことができない。また、10G Ethernet(登録商標)の必須規格であるリンク障害通知機能による制限から、接続済ONU全てが光信号を送信していない状態ではDiscoveryプロセスを実行することができない。そのため、従来と同様の技術を用いると、初期接続を行うことができないという課題がある。

0015

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、複数ネットワーク機器をPONトポロジで接続した際に、標準的なEthernet(登録商標)機器のみで初期接続を行うことができる技術を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0016

本発明の一態様は、第1の通信装置と複数の第2の通信装置とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムにおける前記第1の通信装置であって、イーサネット(登録商標)として通信を実現するイーサネットコントローラと、前記第2の通信装置が前記光アクセスシステムのネットワークに初期接続を行う場合において、前記複数の第2の通信装置からそれぞれ送信された光信号の衝突検知に基づいてリンク障害の発生の有無を検知するリンク障害検知部と、前記リンク障害検知部によって前記リンク障害が発生していないことが検知された場合、前記初期接続の処理を開始させるための通知を示す初期接続開始通知を出力する信号処理部と、を備える通信装置である。

0017

また、本発明の一態様は、第1の通信装置と複数の第2の通信装置とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムにおける前記第2の通信装置であって、イーサネット(登録商標)として通信を実現するイーサネットコントローラと、前記光アクセスシステムのネットワークに初期接続を行う場合において、一定時間、前記第1の通信装置に対する光信号の出力を中止させるための命令を示す第1中止命令を出力する第1中止命令部と、を備える通信装置である。

0018

また、本発明の一態様は、上記の通信装置であって、前記ネットワークに接続した後、前記第1の通信装置から送信される前記初期接続の処理を開始させるための初期接続開始通知を前記一定時間が経過しても受信しなかった場合、前記第1の通信装置へのアイドル信号の送信をさせるための命令を示す第1送信命令を出力する第1送信命令部をさらに備える。

0019

また、本発明の一態様は、上記の通信装置であって、前記第1の通信装置への前記アイドル信号の送信に対して前記第1の通信装置から送信される、リンク障害の発生を示すリンク障害発生通知を受信した場合、前記第1の通信装置への光信号の出力を中止させ、任意の時間が経過した後に、前記アイドル信号を再送させるための再送命令を出力する再送命令部をさらに備える。

0020

また、本発明の一態様は、上記の通信装置であって、前記初期接続の処理を開始させるための初期接続開始通知を受信した後、リンク障害の発生を示すリンク障害発生通知を受信した際に前記ネットワークに接続済みである場合、前記第1の通信装置に対する光信号の出力を中止させるための命令を示す第2中止命令を出力する第2中止命令部をさらに備える。

0021

また、本発明の一態様は、上記の通信装置であって、リンク障害の発生を示すリンク障害発生通知を受信した際に前記ネットワークに接続済みである場合、前記第1の通信装置への前記光信号の出力を中止させ、前記リンク障害発生通知を受信した際に前記ネットワークに接続していない場合、任意の時間が経過した後に、前記初期接続の処理を開始させるための初期接続開始通知に対する前記第1の通信装置への応答を示す初期接続応答を前記第1の通信装置へ送信させるための第2送信命令を出力する第2送信命令部をさらに備える。

0022

また、本発明の一態様は、第1の通信装置と複数の第2の通信装置とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムにおける前記第1の通信装置のコンピュータによる通信方法であって、イーサネット(登録商標)として通信を実現するステップと、前記第2の通信装置が前記光アクセスシステムのネットワークに初期接続を行う場合において、前記複数の第2の通信装置からそれぞれ送信された光信号の衝突検知に基づいてリンク障害の発生の有無を検知するステップと、前記リンク障害が発生していないことが検知された場合、前記初期接続の処理を開始させるための通知を示す初期接続開始通知を出力するステップと、を有する通信方法である。

0023

また、本発明の一態様は、第1の通信装置と複数の第2の通信装置とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムにおける前記第2の通信装置のコンピュータによる通信方法であって、イーサネット(登録商標)として通信を実現するステップと、前記光アクセスシステムのネットワークに初期接続を行う場合において、一定時間、前記第1の通信装置に対する光信号の出力を中止させるための命令を示す中止命令を出力するステップと、を有する通信方法である。

発明の効果

0024

本発明によれば、複数ネットワーク機器をPONトポロジで接続した際に、標準的なEthernet(登録商標)機器のみで初期接続を行うことができる。

図面の簡単な説明

0025

本発明の一実施形態に係る通信システム1の機能構成を示すブロック図である。
本発明の一実施形態に係る通信システム1によるDiscoveryプロセスにおいて、1台目の装置を接続する際のプロセスの流れを示す図である。
本発明の一実施形態に係る通信システム1によるDiscoveryプロセスにおいて、1台目のONUと2台目以上のONUとを同時に接続する際のプロセスの流れを示す図である。
本発明の一実施形態に係る通信システム1によるDiscoveryプロセスにおいて、1台以上のONUが接続されている状態で新たに1台のONUを接続する際のプロセスの流れを示す図である。
本発明の一実施形態に係る通信システム1によるDiscoveryプロセスにおいて、1台以上のONUが接続されている状態で新たに2台のONUを接続する際のプロセスの流れを示す図である。
通信システム1によるDiscoveryプロセスにおける処理の流れを示すフローチャートである。
通信システム1によるDiscoveryプロセスにおける処理の流れを示すフローチャートである。
通信システム1によるDiscoveryプロセスにおける処理の流れを示すフローチャートである。
ONUが新たにPONシステムに接続する際のネットワーク構成を示す図である。
従来技術におけるDiscoveryプロセスを実行する通信システムの構成を示すブロック図である。
従来技術におけるDiscoveryプロセスの処理の流れを示すシーケンス図である。
従来技術におけるDiscoveryプロセスの処理の流れを示すフローチャートである。

実施例

0026

<実施形態>
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

0027

[通信システムの機能構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る通信システム1の機能構成を示すブロック図である。図1に示すように、通信システム1は、ONU10と、OLT20と、を含んで構成される。通信システム1は、OLT20(第1の通信装置)と複数のONU10(第2の通信装置)とが時分割多元接続方式により通信を行う光アクセスシステムである。

0028

ONU10は、演算処理部11と、イーサネットコントローラ13と、光信号送受信器15と、を含んで構成される。

0029

演算処理部11は、例えば、CPU(Central Processing Unit;中央演算処理装置)等のプロセッサを含んで構成される。図1に示すように、演算処理部11は、メッセージ処理部111と、データ信号送信処理部112と、光信号制御命令部113と、データ信号受信処理部114と、初期接続開始待ち命令部115と、初期接続開始処理部116と、アイドル信号再送命令部117と、初期接続応答待ち処理追加部118と、リンク障害処理部119と、初期接続応答待ち処理部120と、を含んで構成される。

0030

なお、メッセージ処理部111、データ信号送信処理部112、光信号制御命令部113、データ信号受信処理部114、初期接続開始待ち命令部115、初期接続開始処理部116、アイドル信号再送命令部117、初期接続応答待ち処理追加部118、リンク障害処理部119及び初期接続応答待ち処理部120は、CPU等のプロセッサによって実行されるソフトウェアプログラムである。

0031

メッセージ処理部111は、データ信号送信処理部112及び光信号制御命令部113に対して、それぞれ制御開始命令及び制御終了命令を出力する。
データ信号送信処理部112は、制御開始命令が入力されると、要求元から送信されて送信待ちとなっているデータ(以下「送信待ちデータ」という。)に対する送信処理を開始する。なお、送信待ちデータは、演算処理部11あるいはONU10の他の機能ブロックが備える一時記憶媒体(図示せず)に記憶されているものとする。データ信号送信処理部112は、データ信号の送信を実行させるためのデータ信号送信命令及び送信処理されたデータを、イーサネットコントローラ13のデータ信号送信部131を介して、光信号送受信器15のデータ信号光送信部151へ向けて出力する。

0032

光信号制御命令部113は、制御開始命令が入力されると、光信号の出力の制御を実行させるための光信号制御命令を、イーサネットコントローラ13の光信号出力制御部132へ出力する。
データ信号受信処理部114は、データ信号光受信部153が受信した光信号に基づくデータ信号を、リンク障害検知部134を介してデータ信号受信部133から取得する。
初期接続開始待ち命令部115は、ネットワーク接続時に、一定時間、光信号の出力をしないよう光信号制御命令部113に対して命令を出力する。

0033

初期接続開始処理部116は、ネットワーク接続後、一定時間が経過しても初期接続開始通知メッセージを受信しなかった場合、光信号制御命令部113に対して、アイドル信号を出力させるための命令を出力する。
アイドル信号再送命令部117は、アイドル信号の送信に対してリンク障害通知を受信した際に、光信号の出力を中止する。そして、アイドル信号再送命令部117は、ランダムな(任意の)時間が経過した後、光信号制御命令部113に対して、アイドル信号を再出力させるための命令を出力する。

0034

初期接続応答待ち処理追加部118は、上記アイドル信号の再出力よりも前に初期接続開始通知メッセージを受信した場合、再度、ランダムな(任意の)時間が経過した後、データ信号送信処理部112に対して、初期接続応答メッセージを送信させるための命令を出力する。

0035

リンク障害処理部119は、初期接続開始通知メッセージを受信した後にリンク障害通知を受信した場合、ネットワークに接続済みの場合には、光信号制御命令部113に対して、光信号の出力を中止させるための命令を出力する。
初期接続応答待ち処理部120は、アイドル信号の送信に対してリンク障害通知を受信した場合、光信号の出力を中止する。そして、初期接続応答待ち処理部120は、ランダムな(任意の)時間が経過した後、データ信号送信処理部112に対して、初期接続応答メッセージを送信させるための命令を出力する。

0036

イーサネットコントローラ13は、例えばネットワークインターフェース及びネットワーク機器に実装されている、MAC(Media Access Control)層及びPHY層(物理層)のプロトコルでデータの通信を可能にする回路のうち、特にEthernet(登録商標)として通信を実現する回路である。図1に示すように、イーサネットコントローラ13は、データ信号送信部131と、光信号出力制御部132と、データ信号受信部133と、リンク障害検知部134と、を含んで構成される。

0037

データ信号送信部131は、データ信号送信処理部112から入力されたデータ信号に基づく電気信号を、データ信号光送信部151へ出力する。ここで、光信号出力制御部132は、データ信号送信部131からデータ信号光送信部151へ出力される電気信号に基づいて光信号制御部152を制御することにより、データ信号光送信部151から送信される光信号の出力制御を行う。
データ信号受信部133は、データ信号光受信部153が受信した光信号に基づく電気信号をリンク障害検知部134から取得し、取得した電気信号に基づくデータ信号をデータ信号受信処理部114へ出力する。
リンク障害検知部134は、データ信号光受信部153が受信した光信号に基づく電気信号を取得し、リンク障害通知の有無を検知する。リンク障害検知部134は、取得したリンク障害通知をリンク障害処理部119へ出力する。
また、リンク障害検知部134は、取得した電気信号に基づくデータ信号をデータ信号受信部133へ出力する。

0038

光信号送受信器15は、電気信号を光信号として出力可能物理媒体依存部機能を有した機器である。具体的には、光信号送受信器15は、例えば、SFP(Small Form-factor Pluggable/Mini-GBIC)/SFP+等の光モジュール、あるいは、プリント基板上に実装された光モジュールである。図1に示すように、光信号送受信器15は、データ信号光送信部151と、光信号制御部152と、データ信号光受信部153と、を含んで構成される。

0039

データ信号光送信部151は、光信号制御部152による制御のもと、データ信号送信部131から入力された電気信号に基づく光信号を、ネットワークを介してOLT20へ送信する。
光信号制御部152は、光信号出力制御部132による制御のもと、データ信号光送信部151へ入力された電気信号の0及び1の値を踏まえて、光パルスのON/OFF切り替えを実行する。これにより、OLT20へ向けて光信号が送信される。上記の構成により、ONU10は、光回線終端装置を用いずに、データ信号を光バースト信号としてOLT20へ送信することができる。
データ信号光受信部153は、OLT20から送信された光信号を受信する。データ信号光受信部153は、受信した光信号に基づく電気信号をリンク障害検知部134へ出力する。

0040

OLT20は、演算処理部21と、イーサネットコントローラ23と、光信号送受信器25と、を含んで構成される。

0041

演算処理部21は、例えば、CPU等のプロセッサを含んで構成される。図1に示すように、演算処理部21は、メッセージ処理部211と、データ信号送信処理部212と、データ信号受信処理部213と、アイドル信号処理部214と、を含んで構成される。

0042

メッセージ処理部211は、データ信号送信処理部212及びデータ信号受信処理部213に対して、制御開始命令及び制御終了命令を出力する。
データ信号送信処理部212は、制御開始命令が入力されると、送信待ちデータに対する送信処理を開始する。なお、送信待ちデータは、演算処理部21あるいはOLT20の他の機能ブロックが備える一時記憶媒体(図示せず)に記憶されているものとする。データ信号送信処理部212は、データ信号の送信を実行させるためのデータ信号送信命令及び送信処理されたデータを、イーサネットコントローラ23のデータ信号送信部231を介して、光信号送受信器25のデータ信号光送信部251へ向けて出力する。

0043

データ信号受信処理部213は、データ信号光受信部252が受信した光信号に基づくデータ信号を、リンク障害検知部233を介してデータ信号受信部232から取得する。
アイドル信号処理部214は、初期接続に関して、アイドル信号を受信し、リンク障害が発生していない状態において、初期接続開始通知メッセージの送信命令をデータ信号送信処理部212に出力する。

0044

イーサネットコントローラ23は、例えばネットワークインターフェース及びネットワーク機器に実装されている、MAC層及びPHY層(物理層)のプロトコルでデータの通信を可能にする回路のうち、特にEthernet(登録商標)として通信を実現する回路である。図1に示すように、イーサネットコントローラ23は、データ信号送信部231と、データ信号受信部232と、リンク障害検知部233と、を含んで構成される。

0045

データ信号送信部231は、データ信号送信処理部212から入力されたデータ信号に基づく電気信号を、データ信号光送信部251へ出力する。
データ信号受信部232は、データ信号光受信部252が受信した光信号に基づく電気信号をリンク障害検知部233から取得し、受信した電気信号に基づくデータ信号をデータ信号受信処理部213へ出力する。
リンク障害検知部233は、データ信号光受信部252が受信した光信号に基づく電気信号を取得し、リンク障害の有無を検知する。また、リンク障害検知部233は、取得した電気信号をデータ信号受信部232へ出力する。

0046

光信号送受信器25は、電気信号を光信号として出力可能な物理媒体依存部機能を有した機器である。具体的には、光信号送受信器25は、例えば、SFP/SFP+等の光モジュール、あるいは、プリント基板上に実装された光モジュールである。図1に示すように、光信号送受信器25は、データ信号光送信部251と、データ信号光受信部252と、を含んで構成される。

0047

データ信号光送信部251は、データ信号送信部231から入力された電気信号に基づく光信号を、ネットワークを介してONU10へ送信する。
データ信号光受信部252は、OLT10から送信された光信号を受信する。データ信号光受信部252は、受信した光信号に基づく電気信号をリンク障害検知部233へ出力する。
以上の構成により、初期接続が実現される。

0048

以下、図2〜8を参照しながら、通信システム1によるDiscoveryプロセスにおいて、1台目のONUを接続する際のプロセス、1台目のONUと2台目以上のONUとを同時に接続する際のプロセス、1台以上のONUが接続されている状態で新たに1台のONUを接続する際のプロセス、及び、1台以上のONUが接続されている状態で新たに2台のONUを接続する際のプロセスについて説明する。

0049

[1台目のONUを接続する際のプロセス]
図2は、本発明の一実施形態に係る通信システム1によるDiscoveryプロセスにおいて、1台目の装置を接続する際のプロセスの流れを示す図である。

0050

1台目のONUとしてネットワークに接続する未接続ONU10は、ネットワークに接続した後(ステップS10)、初期接続開始待ち命令部115の命令により、光信号を出力せずに初期接続の開始を待つ(ステップS11)。
未接続ONU10は、一定時間、初期接続開始通知メッセージを受信しなかった後、初期接続開始待ち命令部115の命令により、アイドル信号を送信する(ステップS12)。
アイドル信号を受信したOLT20は、アイドル信号処理部214の命令により、初期接続開始通知メッセージを送信する(ステップS13)。

0051

初期接続開始通知メッセージを受信した未接続ONU10は、メッセージ処理部111の命令により、初期接続応答メッセージを送信する(ステップS14)。
初期接続応答メッセージを受信したOLT20は、メッセージ処理部211の命令により、初期接続完了通知メッセージを送信する(ステップS15)。
初期接続完了通知メッセージを未接続ONU10が受信することにより、初期接続が完了する。

0052

[1台目のONUと2台目以上のONUとを同時に接続する際のプロセス]
図3は、本発明の一実施形態に係る通信システム1によるDiscoveryプロセスにおいて、1台目のONUと2台目以上のONUとを同時に接続する際のプロセスの流れを示す図である。

0053

1台目のONU及び2台目以上のONUとしてネットワークに同時に初期接続する未接続ONU10は、ネットワークに接続した後(ステップS20)、初期接続開始待ち命令部115の命令により、光信号を出力せずに初期接続の開始を待つ(ステップS21)。
未接続ONU10は、一定時間、初期接続開始通知メッセージを受信しなかった後、初期接続開始待ち命令部115の命令により、アイドル信号をOLT20へ送信する(ステップS22)。
2台の未接続ONU10から送信されたアイドル信号はOLT10において衝突して受信される。そのため、OLT20は、リンク障害検知部233によりリンク障害を検知する(ステップS23)。

0054

そして、OLT20は、データ信号光送信部251を介して、リンク障害通知を未接続ONU10へ送信する(ステップS24)。
リンク障害通知を受信した未接続ONU10は、アイドル信号の送信によりリンク障害が発生したと認識して、光信号の出力を中止する(ステップS25)。
未接続ONU10は、装置固有の値に対してランダムな(任意の)時間が経過した後(ステップS26)、アイドル信号再送命令部117の命令により、OLT20へアイドル信号を再送する(ステップS27)。

0055

1台の未接続ONU10からアイドル信号を受信したOLT20は、アイドル信号処理部214の命令により、初期接続開始通知メッセージを未接続ONU10へ送信する(ステップS28)。
初期接続開始通知メッセージを受信した未接続ONU10は、メッセージ処理部111の命令により、初期接続応答メッセージをOLT20へ送信する(ステップS29)。
初期接続応答メッセージを受信したOLT20は、メッセージ処理部211の命令により、初期接続完了通知メッセージを未接続ONU10へ送信する(ステップS30)。
初期接続完了通知メッセージを未接続ONU10が受信することにより、初期接続が完了する。

0056

一方,上記アイドル信号を送信する前に初期接続開始通知メッセージを受信した未接続ONU10は、再度、装置固有の値に対してランダムな(任意の)時間が経過した後(ステップS31)、初期接続応答待ち処理追加部118の命令により、初期接続応答メッセージをOLT20へ送信する(ステップS32)。
初期接続応答メッセージを受信したOLT20は、メッセージ処理部211の命令により、初期接続完了通知メッセージを未接続ONU10へ送信する(ステップS33)。
初期接続完了通知メッセージを未接続ONU10が受信することにより、初期接続が完了する。

0057

なお、3台目以降に接続する未接続ONU10は、上記プロセスを繰り返すことで、初期接続を実行し続ける。
全未接続ONU10が初期接続を完了すると、プロセスが終了する。

0058

[1台以上のONUが接続されている状態で新たに1台のONUを接続する際のプロセス]
図4は、本発明の一実施形態に係る通信システム1によるDiscoveryプロセスにおいて、1台以上のONUが接続されている状態で新たに1台のONUを接続する際のプロセスの流れを示す図である。

0059

新たにネットワークに接続する未接続ONU10は、ネットワークに接続した後(ステップS40)、初期接続開始待ち命令部115の命令により、光信号を出力せずに初期接続の開始を待つ(ステップS41)。
一定時間の間に、OLT20のメッセージ処理部211の命令によって送信される初期接続開始通知メッセージ(ステップS42)を受信した未接続ONU10は、初期接続開始待ち命令部115の命令により、OLT20へのアイドル信号の送信を開始する(ステップS43)。
アイドル信号を受信したOLT20は、リンク障害検知部233によりリンク障害を検知する(ステップS44)。

0060

そして、OLT20は、データ信号光送信部251を介して、リンク障害通知を接続済ONU10及び未接続ONU10へ送信する(ステップS45)。
リンク障害通知を受信した接続済ONU10は、リンク障害処理部119の命令により、光信号の出力を中止する(ステップS46)。
上記光信号の出力の中止により、未接続ONU10は、メッセージ処理部111の命令により、上記初期接続開始メッセージに対する初期接続応答メッセージをOLT20へ送信する(ステップS47)。

0061

初期接続応答メッセージを受信したOLT20は、メッセージ処理部211の命令により、初期接続完了通知メッセージを未接続ONU10へ送信する(ステップS48)。
初期接続完了通知メッセージを未接続ONU10が受信することにより、初期接続が完了する。

0062

[1台以上のONUが接続されている状態で新たに2台のONUを接続する際のプロセス]
図5は、本発明の一実施形態に係る通信システム1によるDiscoveryプロセスにおいて、1台以上のONUが接続されている状態で新たに2台のONUを接続する際のプロセスの流れを示す図である。

0063

新たにネットワークに接続する1台目のONU及び2台目以上のONUとして、ネットワークに同時に初期接続する未接続ONU10は、ネットワークに接続した後(ステップS50)、初期接続開始待ち命令部115の命令により、光信号を出力せずに初期接続の開始を待つ(ステップS51)。
一定時間の間に、OLT20のメッセージ処理部211の命令によって送信される初期接続開始通知メッセージ(ステップS52)を受信した未接続ONU10は、初期接続開始待ち命令部115の命令により、OLT20へのアイドル信号の送信を開始する(ステップS53)。

0064

アイドル信号を受信したOLT20は、リンク障害検知部233でリンク障害を検知する(ステップS54)。
そして、OLT20は、データ信号光送信部251を介して、リンク障害通知を接続済ONU10及び未接続ONU10へ送信する(ステップS55)。
リンク障害通知を受信した接続済ONU10は、リンク障害処理部119の命令により、光信号の出力を中止する(ステップS56)。

0065

しかしながら、2台以上の未接続ONU10がアイドル信号を送信し続けるため、リンク障害は継続して発生し続ける。一定時間、リンク障害が発生し続けると、未接続ONU10は、初期接続応答待ち処理追加部118の命令により、OLT20への光信号の送信を中止する(ステップS57)。
ランダムな(任意の)時間が経過した後(ステップS58)、未接続ONU10は、アイドル信号の送信を行い、その後、メッセージ処理部111の命令により、初期接続応答メッセージをOLT20へ送信する(ステップS59)。

0066

初期接続応答メッセージを受信したOLT20は、メッセージ処理部211の命令により、初期接続完了通知メッセージを未接続ONU10へ送信する(ステップS60)。
初期接続完了通知メッセージを未接続ONU10が受信することにより、初期接続が完了する。
上記のフローは、全未接続ONU20の初期接続が完了するまで繰り返される。

0067

図6は、通信システム1によるDiscoveryプロセスにおける処理の流れを示すフローチャートである。

0068

接続済ONU10の数が1つ以上ある場合(ACT001・Yes)、接続済ONU10は、アイドル信号をOLT20へ送信する(ACT002)。
次に、図7に示す初期接続処理Aが行われる(ACT003)。

0069

OLT20は、初期接続開始通知メッセージを未接続ONU10へ送信する(ACT101)。
未接続ONU10は、OLT20から送信された初期接続開始通知メッセージを受信する(ACT102)。

0070

図6に戻って説明する。
未接続ONU10は、アイドル信号をOLT20へ送信する(ACT004)。
OLT20は、リンク障害を検知し、リンク障害通知を全接続済ONU10へ送信する(ACT005)。
全接続済ONU10は、光信号の出力を中止する(ACT006)。
未接続ONU10の数が2つ以上ある場合(ACT007・Yes)、ONU10は、ランダムな(任意の)時間の経過を待つ(ACT008)。未接続ONU10の数が2つ未満である(すなわち、未接続ONU10の数が1つである)場合(ACT007・No)、ONU10は、上記のランダムな(任意の)時間の経過を待つことは行わない。
次に、未接続ONU10の数だけ、図8に示す初期接続処理Bが繰り返される(ACT017)。

0071

未接続ONU10は、初期接続応答メッセージをOLT20へ送信する(ACT201)。
OLT20は、未接続ONU10から送信された初期接続応答メッセージを受信する(ACT202)。
OLT20は、初期接続完了通知メッセージを未接続ONU10へ送信する(ACT203)。
未接続ONU10は、OLT20から送信された初期接続完了通知メッセージを受信する(ACT204)。

0072

図6に戻って説明する。
接続済ONU10の数が1つ未満である(すなわち、接続済ONU10が存在しない)場合(ACT001・Yes)、未接続ONU10は、光信号を出力せずに初期接続の開始を待つ(ACT009)。
未接続ONU10は、アイドル信号をOLT20へ送信する(ACT010)。
未接続ONU10の数が2つ未満である(すなわち、未接続ONU10の数が1つである)場合(ACT011・No)、以下に説明するACT016の処理へ進む。未接続ONU10の数が2つ以上ある場合(ACT011・Yes)、OLT20は、リンク障害を検知し、リンク障害通知を全接続済ONU10へ送信する(ACT012)。

0073

全未接続ONU10は、光信号の出力を中止する(ACT013)。
ONU10は、ランダムな(任意の)時間の経過を待つ(ACT014)。
未接続ONU10の1つは、アイドル信号をOLT20へ送信する(ACY015)。
次に、図7を参照しながら説明した、上記の初期接続処理Aが行われる(ACT016)。
次に、未接続ONU10の数だけ、図8を参照しながら説明した、上記の初期接続処理Bが繰り返される(ACT017)。
以上で、図6〜8に示したフローチャートの処理が終了する。

0074

以上説明したように、Ethernet(登録商標)機器(ONU)が新たにPONシステムに接続した場合、他のONUが送信する光信号と自己のONUが送信する光信号とを衝突させないために、ネットワーク接続後に、初期接続が開始するまで光信号を送信させないための制御が必要となる。また、リンク障害通知機能が動作しても初期接続が実行できる手段が必要となる。

0075

本発明では、Ethernet(登録商標)機器から構成されるONU10が、OLT20に接続した際に光信号を送信しないように制御を行い、またリンク障害通知を受けた接続済ONU10が光信号の出力を中止する制御を行う。これにより、本発明によれば、複数ネットワーク機器をPONトポロジで接続した際に、標準的なEthernet(登録商標)機器のみで初期接続が可能となる。

0076

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

0077

なお、上述した実施形態におけるONU10及びOLT20の一部または全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ONU10及びOLT20に内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

0078

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信回線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

0079

また、上述した実施形態におけるONU10及びOLT20の一部または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。ONU10及びOLT20の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。

0080

1…通信システム、10…ONU(光加入者線終端装置)、11…演算処理部、13…イーサネットコントローラ、15…光信号送受信器、20…OLT(光加入者線端局装置)、21…演算処理部、23…イーサネットコントローラ、25…光信号送受信器、111…メッセージ処理部、112…データ信号送信処理部、113…光信号制御命令部、114…データ信号受信処理部、115…初期接続開始待ち命令部、116…初期接続開始処理部、117…アイドル信号再送命令部、118…初期接続応答待ち処理追加部、119…リンク障害処理部、120…初期接続応答待ち処理部、131…データ信号送信部、132…光信号出力制御部、133…データ信号受信部、134…リンク障害検知部、151…データ信号光送信部、152…光信号制御部、153…データ信号光受信部、211…メッセージ処理部、212…データ信号送信処理部、213…データ信号受信処理部、214…アイドル信号処理部、231…データ信号送信部、232…データ信号受信部、233…リンク障害検知部、251…データ信号光送信部、252…データ信号光受信部

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