JP4821738B2 - 光伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、冗長動作可能な複数の受動光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）システムからなる光伝送システムに関する。

ＰＯＮシステムは、１つの局側光終端装置（ＯＬＴ）と光ファイバ伝送路の一部を複数のユーザ光終端装置（ＯＮＵ）で共有することにより、局側設備と光ファイバ設備を効率的に使う伝送方式である。反面、局光終端装置と光ファイバ伝送路の一部を共有することにより、これら共有される設備の障害が多くのユーザに影響を及ぼすこととなる。これを解決するために、いくつかの冗長方式が考えられている。

特許文献１には、現用のＯＬＴと予備のＯＬＴを２：１の光カプラを介してＰＯＮシステムの受動光伝送路に接続する冗長構成が記載されている。特許文献２には、ＯＮＵを２つの受動光伝送路の光カプラに接続する冗長化構成が記載されている。ＩＴＵ-Ｔ Ｇ．９８３は、これらの冗長構成とその組合せが規格化されている。また、ＯＬＴの冗長化については、２台以上の現用ＯＬＴに対して１台の予備ＯＬＴを用意する構成も、知られている。
特開２００７−０６７６０１号公報 特開２００２−０５７６７９号公報

予備のＯＬＴを用意する従来の冗長型ＰＯＮシステムでは、予備のＯＬＴは、現用のＯＬＴの障害を待機するのみで、通常時には、働いていない。これは、システムの信頼性向上と引き換えに、コストを増大させる。

また、従来の冗長型ＰＯＮシステムは、局側装置（ＯＬＴ）または宅側装置（ＯＮＵ）に、冗長構成に対応するための機能を組み込む必要があり、これがコストを増大させる。

本発明は、大幅なコストの増大を招くこと無しに高い信頼性を得られる光伝送システムを提示することを目的とする。

本発明に係る光伝送システムは、第１のＯＬＴ、複数の第１のユーザ光終端装置（ＯＮＵ）及び当該第１のＯＬＴと当該複数の第１のユーザ光終端装置を接続する第１の光伝送媒体からなる第１のＰＯＮ（Passive Optical Network）システムと、第２のＯＬＴ、複数の第２のユーザ光終端装置（ＯＮＵ）及び当該第２のＯＬＴと当該複数の第２のユーザ光終端装置を接続する第２の光伝送媒体からなる第２のＰＯＮシステムと、当該第１のＯＬＴの障害を検知する第１の障害検知手段と、当該第２のＯＬＴの障害を検知する第２の障害検知手段と、当該第１の光伝送媒体と当該第２の光伝送媒体間に配置される光接続機構とを具備する光伝送システムであって、当該光接続機構が、当該複数の第１のユーザ光終端装置と当該第２のＯＬＴとの間の光接続を常時は切り離し、当該第１の障害検知手段の検知出力に従い、当該複数の第１のユーザ光終端装置と当該第２のＯＬＴとを光接続する第１の光スイッチと、当該複数の第２のユーザ光終端装置と当該第１のＯＬＴとの間の光接続を常時は切り離し、当該第２の障害検知手段の検知出力に従い、当該複数の第２のユーザ光終端装置と当該第１のＯＬＴとを光接続する第２の光スイッチとを具備することを特徴とする。

本発明に係る光伝送システムは、それぞれが、ＯＬＴ、複数のユーザ光終端装置（ＯＮＵ）及び当該ＯＬＴと当該複数のユーザ光終端装置を接続する光伝送媒体からなるｍ個のＰＯＮ（Passive Optical Network）システムと、各ＰＯＮシステムの光伝送媒体上に配置されるｍ個の１×ｍの光分波器と、各ＰＯＮシステムの光伝送媒体上に配置され、ｍ個の選択端子を有するｍ個の光スイッチであって、当該ｍ個の選択端子が互いに異なる当該ｍ個の光分波器に接続する光スイッチと、当該ｍ個のＰＯＮシステムの各ＯＬＴの障害を検知するｍ個の障害検知手段であって、障害検知に応じて、障害を生じたＯＬＴの属するＰＯＮシステムの当該光伝送路媒体上に配置される当該光スイッチを別のＰＯＮシステムに切り換える障害検知手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、既存のＯＬＴ及びＯＮＵを変更しなくても、低コストでＰＯＮシステムを冗長化できる。予備のＯＬＴが不要になるので、設備コストを低く抑えることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。センター局１０は２つのＰＯＮシステム３０ａ，３０ｂを収容し、これらを独立に且つ同時に運用する。そのために、センター局１０には、主としてＰＯＮシステム３０ａを管理するＯＬＴ１２ａと、主としてＰＯＮシステム３０ｂを管理するＯＬＴ１２ｂを配置する。各ＰＯＮシステム３０ａ，３０ｂは、上りと下りで互いに異なる波長の光信号を使用し、上り信号光の伝送には、同じ時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ：Time Division Multiplex Access）を使用する。

ＰＯＮシステム３０ａは、周知の通り、センター局１０から引き出される光ファイバ３２ａ、１×Ｎの光カプラ３４ａ、光カプラ３４ａから各ユーザ宅まで延びる光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎ、ユーザ宅にあって光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎの終端に接続されるＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎからなる。光カプラ３４ａは、光ファイバ３２ａからの光信号をＮ分割し、各分割光を光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎに出力し、各光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎからの光信号を光ファイバ３２ａに供給する光受動素子である。光ファイバ３２ａ、光カプラ３４ａ及び光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎが、ＰＯＮシステム３０ａの受動光伝送路を構成する。

同様に、ＰＯＮシステム３０ｂは、センター局１０から引き出される光ファイバ３２ｂ、光カプラ３４ａと同様の機能の１×Ｍの光カプラ３４ｂ、光カプラ３４ｂから各ユーザ宅まで延びる光ファイバ３６ｂ−１〜３６ｂ−Ｍ、ユーザ宅にあって光ファイバ３６ｂ−１〜３６ｂ−Ｍの終端に接続されるＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍからなる。光ファイバ３２ｂ、光カプラ３４ｂ及び光ファイバ３６ｂ−１〜３６ｂ−Ｍが、ＰＯＮシステム３０ｂの受動光伝送路を構成する。

本実施例では、ＯＬＴ１２ａ，１２ｂを同時に稼働させ、一方のＯＬＴ１２ａ（又は１２ｂ）の障害時に他方のＯＬＴ１２ｂ（又は１２ａ）がその障害を救済する。その救済のための光接続手段として、２つの２×２の光カプラ１４ａ，１４ｂをセンター局１０に配置する。

ＯＬＴ１２ａの光入出力ポートは、２×２の光カプラ１４ａの入出力ポートＸ１に接続する。光カプラ１４ａの入出力ポートＹ１は、光ファイバ３２ａに接続する。光カプラ１４ａの入出力ポートＸ２は、常開光スイッチ１６ａを介して光カプラ１４ｂの入出力ポートＹ２に接続する。同様に、ＯＬＴ１２ｂの光入出力ポートは、２×２の光カプラ１４ｂの入出力ポートＸ１に接続する。光カプラ１４ｂの入出力ポートＹ１は光ファイバ３２ｂに接続する。光カプラ１４ｂの入出力ポートＸ２は、常開光スイッチ１６ｂを介して光カプラ１４ａの入出力ポートＹ２に接続する。

光カプラ１４ａの入出力ポートＸ２と光スイッチ１６ａの間には、光カプラ１４ａの入出力ポートＸ２から出力される光（各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎからの上り信号光）を分波する光分波器１８ａが配置される。光分波器１８ａは、分波した光をパワー計２０ａに供給する。パワー計２０ａは、詳細は後述するが、光分波器１８ａからの入射光量（時間平均）が所定値未満になると、光スイッチ１６ａを閉成する。

パワー計２０ａは、ＰＯＮシステム３０ａに収容される全ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎが上り信号光を出していない状態を検出する。具体的には、ＯＬＴ１２ａが故障するか、又は、ＯＬＴ１２ａと光カプラ１４ａとの間の光線路が破断すると、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎが上り信号光出力の許可を得られなくなり、その結果、パワー計２０ａに何れのＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎからも上り信号光を入力しなくなる。この意味で、パワー計２０ａは、ＯＬＴ１２ａの障害を間接的に検出する手段として機能する。

パワー計２０ａを光ファイバ３２ａからセンター局１０に入射する上り信号光をモニタする位置に配置しても良い。パワー計２０ａの代わりに、ＯＬＴ１２ａの障害を直接的に検出する手段を設け、ＯＬＴ１２ａの障害検出に応じて、光スイッチ１６ａを閉成するようにしてもよい。

同様に、光カプラ１４ｂの入出力ポートＸ２と光スイッチ１６ｂの間には、光カプラ１４ｂの入出力ポートＸ２から出力される光を分波する光分波器１８ｂが配置される。光分波器１８ｂは、分波した光をパワー計２０ｂに供給する。パワー計２０ｂもまた、光分波器１８ｂからの入射光量が所定値未満になると、光スイッチ１６ｂを閉成する。パワー計２０ａと同様の理由により、パワー計２０ｂは、ＯＬＴ１２ｂの障害を間接的に検出する手段として機能する。

光カプラ１４ａ，１４ｂは、入出力ポートＸ１の入力光を２つにパワー分割して入出力ポートＹ１，Ｙ２に供給し、入出力ポートＸ２の入力光を２つにパワー分割して入出力ポートＹ１，Ｙ２に供給し、逆に、入出力ポートＹ１の入力光を２つにパワー分割して入出力ポートＸ１，Ｘ２に供給し、入出力ポートＹ２の入力光を２つにパワー分割して入出力ポートＸ１，Ｘ２に供給する周知の光受動素子である。パワー分割の分割比は等分であるが、適宜に設定すればよい。

ＯＬＴ１２ａは、上位ネットワークからの下り信号を配下のＯＮＵ（正常運用時には、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎであり、ＯＬＴ１２ｂの障害時には、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎ，３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍ）に転送し、配下のＯＮＵからの上り信号を上位ネットワークに転送する。同様に、ＯＬＴ１２ｂもまた、上位ネットワークからの下り信号を配下のＯＮＵ（正常運用時には、ＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍであり、ＯＬＴ１２ａの障害時には、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎ，３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍ）に転送し、配下のＯＮＵからの上り信号を上位ネットワークに転送する。ＯＬＴ１２ａ，１２ｂはどちらも、配下のＯＮＵに対して上り信号の送信タイミング及び時間を通知して、時間軸上で上り信号が衝突しないようＴＤＭＡ方式で上り帯域を制御する。

図１では、省略してあるが、ＯＬＴ１２ａ，１２ｂは、ＯＮＵからの上り信号光のゲインを自動調整するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能と、各ＯＮＵからの上り信号光にクロック同期して上り信号を取り込むクロック同期・再生機能（ＣＤＲ：Clock and Data Recovery）を具備する。ＡＧＣ機能により、光パワーの異なる上り信号光の受信レベルを等しくすることができる。ＡＧＣ機能は、ＣＤＲ機能と相まって、上りデータの受信を容易にする。ＯＬＴ１２ａ，１２ｂは更に、ＱｏＳ（Quality of Service）機能を保有する。すなわち、音声信号又は映像信号など、優先されるべきフレームを優先的に転送する機能を持つ。

各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎ，３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍは、対応する光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎ，３６ｂ−１〜３６ｂ−Ｍからの下り信号光で伝送される下りデータを図示しない後段のコンピュータ等に転送する。各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎ，３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍは、ＯＬＴ１２ａ又は１２ｂにより指示されたタイミング及び期間に、後段のコンピュータからの上りデータを搬送する上り信号光を、それぞれ対応する光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎ，３６ｂ−１〜３６ｂ−Ｍに出力する。各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎ，３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍは、ＯＬＴ１２ａ又は１２ｂからの送信許可が無い限り、上り信号光を出力しない。

ＯＬＴ１２ａが正常に動作しているとき、ＯＬＴ１２ａは、定期的に所定の制御信号光（例えば、接続するＯＮＵを探索するＤｉｓｃｏｖｅｒｙフレーム）をＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎに送信し、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎは、この制御信号光に応答する上り信号光を出力する。これにより、ＯＬＴ１２ａは、活動中のＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎを個別に認識できる。

即ち、ＯＬＴ１２ａの出力する下り信号光は、光カプラ１４ａの入出力ポートＸ１に入力し、２分割され、一方の光成分が入出力ポートＹ１から光ファイバ３２ａに出力され、他方の光成分が入出力ポートＹ２から光スイッチ１６ａに出力される。光ファイバ３２ａを伝搬した下り信号光は、光カプラ３４ａでＮ個に分割される。光カプラ３４ａで分割された各光成分は、光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎを伝搬してＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎに入射する。各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎは、ＯＬＴ１２ａからの下り信号光に応答する上り信号光を生成し、許可されたタイミングで、それぞれ光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎに出力する。

各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎから出力される上り信号光は、関連する光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎを伝搬し、光カプラ３４ａ及び光ファイバ３２ａを介して光カプラ１４ａの入出力ポートＹ１に入射する。光カプラ１４ａは、光ファイバ３２ａから入出力ポートＹ１に入射する上り信号光を２分割し、一方の光成分を入出力ポートＸ１からＯＬＴ１２ａに出力する。これにより、ＯＬＴ１２ａと各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎ間の上りと下りの通信が実現する。光カプラ１４ａはまた、他方の光成分を入出力ポートＸ２から光分波器１８ａに出力する。光分波器１８ａは、光カプラ１４ａの入出力ポートＸ２から出力される上り信号光を２分割し、一方の光成分をパワー計２０ａに、他方の光成分を光スイッチ１６ａに供給する。このようにして、各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎから出力される上り信号光がパワー計２０ａに入射する。

パワー計２０ａは、入射する上り信号光の光パワーを計測する。パワー計２０ａの閾値は、ＯＬＴ１２ａが正常動作しているときのパワー計２０ａのパワー計測値より充分に低く設定されている。ＯＬＴ１２ａが正常動作しているとき、パワー計２０ａのパワー計測値の時間平均値がその閾値以上になるので、光スイッチ１６ａは開放状態に維持される。

パワー計２０ａの代わりに、上り信号光の有無を検出する手段を設けてもよい。その代替構成では、一定期間内に何れかのＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎからの上り信号光が検出される場合に、光スイッチ１６ａを開放状態に維持し、一定期間内に上り信号光が全く検出されない場合に、光スイッチ１６ａを閉成する。

同様に、ＯＬＴ１２ｂが正常に動作しているとき、パワー計２０ｂは、光スイッチ１６ｂを開放状態に維持する。即ち、ＰＯＮシステム３０ａとＰＯＮシステム３０ｂは、光学的に分離され、独立して動作している。

本実施例の通常運用から冗長運用への切替えシーケンスを説明する。例えば、ＯＬＴ１２ａが故障により動作しなくなったとする。図２は、通常運用から冗長運用への切替えシーケンスのフローチャートを示し、図３は、冗長運用から通常運用への切り戻しシーケンスのフローチャートを示す。

ＯＬＴ１２ａの故障により（Ｓ１）、ＰＯＮシステム３０ａの全ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎは、ＯＬＴ１２ａから上り信号光出力を許可する制御信号を受信できなくなり、従って、上り信号光を出力しない。この結果、パワー計２０ａの計測する光パワー（時間平均値）は閾値より低くなり（Ｓ２）、パワー計２０ａは、光スイッチ１６ａを閉成する（Ｓ３）。これにより、光カプラ１４ａの入出力ポートＸ２と光カプラ１４ｂの入出力ポートＹ２が光学的に接続し、ＯＬＴ１２ｂの配下にＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎを接続した状態になる（Ｓ４）。

即ち、ＯＬＴ１２ｂが出力する下り信号光は、光カプラ１４ｂにより、光ファイバ３２ｂ以外に、スイッチ１６ａを介して光カプラ１４ａにも転送され、更に、光ファイバ３２ａ、光カプラ３４ａ及び光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎを介してＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎに入力する。

逆に、各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎから出力される上り信号光は、関連する光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎ、光カプラ３４ａ、光ファイバ３２ａ、光カプラ１４ａ、光スイッチ１６ａ及び光カプラ１４ｂを介してＯＬＴ１２ｂに入射する。各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎは、ＯＬＴ１２ｂの管理下で、ＯＬＴ１２ｂを介して上位ネットワークと通信することができる。このとき、パワー計２０ａの検出光パワーは設定閾値を越えるが、パワー計２０ａは、光スイッチ１６ａを閉成状態のままにする。即ち、本実施例では、光スイッチ１６ａを開放状態に戻すには、特別の操作、例えば、マニュアル操作を必要とする。

ＯＬＴ１２ａの障害復旧には、故障したＯＬＴ１２ａを交換する必要がある。正常なＯＬＴ１２ａを接続したら（Ｓ１１）、光スイッチ１６ａをマニュアルで開放状態に戻す（Ｓ１２）。勿論、光スイッチ１６ａを開放状態に戻すための通信インターフェースを設けて、遠隔で戻せるようにしてもよい。これにより、ＰＯＮシステム３０ａの受動光伝送路とＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮがＯＬＴ１２ｂから切り離されて、新しいＯＬＴ１２ａに光学的に接続される。ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎは、ＯＬＴ１２ａの管理下でＯＬＴ１２ａとの通信を再開する（Ｓ１３）。ＯＬＴ１２ａの管理下でＯＬＴ１２ａとの通信を再開する際に、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎには信号断の状態が発生する。このような信号断が許されない場合には、冗長運用状態、即ち、ＯＬＴ１２ｂの管理下での通信を継続すれば良い。

光カプラ１４ａ，１４ｂ、光スイッチ１６ａ，１６ｂ及びパワー計２０ａ，２０ｂは、ＯＬＴ１２ａ又は同１２ｂの故障時にＰＯＮシステム３０ａ，３０ｂを光学的に接続する光接続機構として機能する。

ＰＯＮシステム３０ａ，３０ｂの光接続機構としては、図４に示す構成も利用可能である。図１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。

図４に示す構成のセンター局５０では、２×２の光カプラ１４ａを２×１の光カプラ５２ａと１×２の光カプラ５４ａに分離し、同様に、２×２の光カプラ１４ｂを２×１の光カプラ５２ｂと１×２の光カプラ５４ｂに分離した。

即ち、ＯＬＴ１２ａの光入出力ポートは、２×１の光カプラ５２ａの入出力ポートＸ１に接続する。光カプラ５２ａの入出力ポートＹ１は、光カプラ５４ａの入出力ポートＸ１に接続する。光カプラ５４ａの入出力ポートＹ１は、光ファイバ３２ａに接続する。光カプラ５２ａの入出力ポートＸ２は、常開光スイッチ１６ａを介して光カプラ５４ｂの入出力ポートＹ２に接続する。同様に、ＯＬＴ１２ｂの光入出力ポートは、２×１の光カプラ５２ｂの入出力ポートＸ１に接続する。光カプラ５２ｂの入出力ポートＹ１は、光カプラ５４ｂの入出力ポートＸ１に接続する。光カプラ５４ｂの入出力ポートＹ１は、光ファイバ３２ｂに接続する。光カプラ５２ｂの入出力ポートＸ２は、常開光スイッチ１６ｂを介して光カプラ５４ａの入出力ポートＹ２に接続する。

利得又はパワー分割比を除いて、光カプラ５２ａ，５４ａのトータルの伝達特性は、光カプラ１４ａのそれと一致し、光カプラ５２ｂ，５４ｂのトータルの伝達特性は、光カプラ１４ｂのそれと一致する。図４に示す構成の動作は、図１に示す実施例と全く同じになるので、詳細な動作の説明を省略する。

図４に示す構成では、光カプラ５２ａ，５４ａのそれぞれで個別にパワー分割比を調整できるので、全体としての光信号の分割比の調整が、単体の２×２の光カプラを使用する場合に比べると、容易になる。

図５は、光接続機構の更に別の構成例を示す。この構成例では、光カプラ３４ａ，３４ｂをセンター局６０内に配置し、図４に示す１×２の光カプラ５４ａを１×Ｎの光カプラ３４ａと一体化して１×（Ｎ＋１）の光カプラ６２ａとし、１×２の光カプラ５４ｂを１×Ｍの光カプラ３４ｂと一体化して、１×（Ｍ＋１）の光カプラ６２ｂとする。

即ち、１×（Ｎ＋１）の光カプラ６２ａが、２×１光カプラ５２ａの入出力ポートＹ１からの光を（Ｎ＋１）個に分割し、その分割光を光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎと光スイッチ１６ｂに供給する。光カプラ６２ａはまた、光ファイバ３６ａ−１〜３６ａ−Ｎと光スイッチ１６ｂからの光を光カプラ５２ａの入出力ポートＹ１に供給する。

同様に、１×（Ｍ＋１）の光カプラ６２ｂが、２×１光カプラ５２ｂの入出力ポートＹ１からの光を（Ｍ＋１）個に分割し、その分割光を光ファイバ３６ｂ−１〜３６ｂ−Ｍと光スイッチ１６ａに供給する。光カプラ６２ｂはまた、光ファイバ３６ｂ−１〜３６ｂ−Ｍと光スイッチ１６ａからの光を光カプラ５２ｂの入出力ポートＹ１に供給する。

通常運用時と障害発生時の動作は、基本的に、図１及び図４に示す構成と同じであるので、動作説明を省略する。

このように、ＰＯＮシステム３０ａ，３０ｂを通常時には、独立して動作させ、一方のＯＬＴの障害に、それぞれの受動光伝送路を光学結合する光接続機構は、ＰＯＮシステム３０ａのＯＬＴ１２ａの障害時に、ＰＯＮシステム３０ａのＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮをＰＯＮシステム３０ｂのＯＬＴ１２ｂに光学的に接続する光パス（光スイッチ１６ａ）と、ＰＯＮシステム３０ｂのＯＬＴ１２ｂの障害時に、ＰＯＮシステム３０ｂのＯＮＵ３８ａｂ−１〜３８ｂ−ＭをＰＯＮシステム３０ａのＯＬＴ１２ａに光学的に接続する光パス（光スイッチ１６ｂ）と、これらの光パスをＰＯＮシステム３０ａ，３０ｂの受動光伝送路に光学的に結合する光カプラ１４ａ，１４ｂ；５２ａ，５２ｂ，５４ａ，５４ｂ；５２ａ，５２ｂ，６２ａ，６２ｂからなる。

図６は、本発明の実施例４の概略構成ブロック図を示す。この実施例では、ＰＯＮシステム３０ａのＯＬＴ１１２ａは、通常運用時の配下のＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎのリンク情報、即ち、各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮのＭＡＣアドレスと付与されたリンクの識別情報（ＬＬＩＤ）の対応関係をリンク情報テーブル１１３ａに格納する。同様に、ＰＯＮシステム３０ｂのＯＬＴ１１２ｂもまた、通常運用時の配下のＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍのリンク情報をリンク情報テーブル１１３ｂに格納する。

図７は、リンク情報テーブル１１３ａの構造と内容例を示し、図８は、リンク情報テーブル１１３ｂの構造と内容例を示す。ＰＯＮシステム３０ａ，３０ｂが独立に運用されているので、図７及び図８に示すように、ＰＯＮシステム３０ａのＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎと、ＰＯＮシステム３０ｂのＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍには、同じリンク識別情報（ＬＬＩＤ）が付与されることがある。

ＯＬＴ制御装置１１６は、各ＯＬＴ１１２ａ，１１２ｂの動作をモニタし、ＯＬＴ１１２ａ，１１２ｂの障害検出に応じて、実施例１の場合と同様に光スイッチ１６ａ，１６ｂを閉成する。ＯＬＴ１１２ａ，１１２ｂは、リンク情報テーブル１１３ａ，１１３ｂの内容を定期的（例えば、１秒毎）に、又は、更新の都度、ＯＬＴ制御装置１１６に送信する。ＯＬＴ制御装置１１６は、ＯＬＴ１１２ａ，１１２ｂから送られるリンク情報テーブル１１３ａ，１１３ｂの内容をメモリ１１８に格納する。即ち、メモリ１１８には、テーブル１１３ａ，１１３ｂのコピーが保存される。

ここで、ＯＬＴ１１２ａが故障した場合の、通常運用から冗長運用への切替え動作を説明する。図９は、その切替え動作のフローチャートを示す。

ＯＬＴ制御装置１１６は、ＯＬＴ１１２ａの故障を検知すると（Ｓ２１，Ｓ２２）、光スイッチ１６ａを閉成する（Ｓ２３）。同時に、ＯＬＴ制御装置１１６は、メモリ１１８からテーブル１１３ａの内容に相当するテーブルデータを読み出し、ＯＬＴ１１２ａが管理していたＯＮＵ（ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎ）のＭＡＣアドレスをＯＬＴ１１２ｂに通知する（Ｓ２４）。

ＯＬＴ１１２ｂは、ＯＬＴ制御装置１１６から通知されたＭＡＣアドレス（新たに参加するＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮのＭＡＣアドレス）をリンク識別テーブル１１３ｂに追加し、未使用のＬＬＩＤを付与し、これらの各ＭＡＣアドレスに対しＲｅｇｉｓｔｅｒフレームでＬＬＩＤの付与を通知する（Ｓ２５）。図１０は、リンク識別テーブル１１３ａに登楼されたＭＡＣアドレス（図７に示すＭＡＣアドレス）のＯＮＵが加入した後の、リンク識別テーブル１１３ｂの内容例を示す。

ＯＬＴ制御装置１１６が、ＯＬＴ１１２ｂが新たに管理するＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮのＭＡＣアドレスをＯＬＴ１１２ｂに通知することで、ＯＬＴ１１２ｂは、新たに加入するＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎを探索するＤｉｓｃｏｖｅｒｙ手続きを省略できる。これにより、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎは、ＯＬＴ１１２ｂを介して上位ネットワークと通信することが早期に可能になる。

参考のために、図１１を参照して、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ ＥＰＯＮにおけるＯＮＵの登録手順を説明する。ＯＬＴは、未知（未登録）のＯＮＵを検出するために、定期的にＤｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥフレーム７０を送信する。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥは、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの開始時間と長さを各ＯＮＵに通知するものである。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥフレーム７０の送信間隔は、通常、数秒に設定される。この送信間隔が長すぎると、増設されたＯＮＵのリンクアップに遅延が生じ、短すぎると、通信不能の時間が増える。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの時間内は、通常の通信ができないからである。

Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥフレーム７０を受信した各ＯＮＵは、ランダム時間だけ待って、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱフレーム７２で、自身のＭＡＣアドレスをＯＬＴに通知する。ランダム時間を待つのは、異なるＯＮＵからのＲｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱフレーム同士の衝突を回避するためである。

ＯＬＴは、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱフレーム７２を受信すると、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱフレーム７２を各ＯＮＵに論理リンクを設定し、その識別情報ＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）をＲｅｇｉｓｔｅｒフレーム７４で通知する。

Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレーム７４を受信したＯＮＵは、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＡＣＫで、Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレーム７４の受信をＯＬＴに通知する。以上で、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ手順を終了する。以後、ＯＬＴと各ＯＮＵとの間でデータを双方向に伝送できる。

本実施例では、ＯＬＴ１１２ｂは、新たに配下に入るＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮのＭＡＣアドレスをＯＬＴ制御装置１１６から通知されるので、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎの参加のためのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥフレーム７０及びＲｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱフレーム７２を省略できる。

勿論、ＯＬＴ制御装置１１６は、ＯＬＴ１１２ｂが新たに管理するＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮのＭＡＣアドレスをＯＬＴ１１２ｂに通知しなくてもよい。その場合、ＯＬＴ１１２ｂは、定期的に発行するＤｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥフレーム７０以下でＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎを発見し、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎからの登録要求（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱフレーム７２）を経て、各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎとの間にリンクを設定する。

なお、逆にＯＬＴ１１２ｂが故障したときには、ＯＬＴ制御装置１１６は、光スイッチ１６ｂを閉成し、メモリ１１８からテーブル１１３ｂの内容に相当するテーブルデータを読み出し、ＯＬＴ１１２ｂが管理していたＯＮＵ（ＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍ）のＭＡＣアドレスをＯＬＴ１１２ａに通知する。

図１２は、ＯＬＴ１１２ａが復旧し、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮをＯＬＴ１１２ａの配下に戻すシーケンスのフローチャートを示す。この切り戻しの際にＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎに通信断状態が発生するので、必ずしも図１２に示す切り戻し処理をしなければいけないことは無い。

正常なＯＬＴ１１２を用意できたら（Ｓ３１）、ＯＬＴ制御装置１１６は、メモリ１１８にバックアップされていたテーブル１１３ａの内容を参照して、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮのＭＡＣアドレスをＯＬＴ１１２ａに通知し（Ｓ３２）、光スイッチ１６ａを開放する（Ｓ３３）。ＯＬＴ１１２ａは、ＯＬＴ制御装置１１６から通知されたＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮのＭＡＣアドレスに対しリンクを設定し、Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレームを送信し、各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮからＲｅｇｉｓｔｅｒ＿ＡＣＫフレームを受信する（Ｓ３４）。この後、ＯＬＴ１１２ａは、各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎとの間でデータ通信を再開する（Ｓ３５）。

図１３は、本発明の実施例５の概略構成ブロック図を示す。図１４は、光スイッチ１６ａを制御するスイッチ制御回路２２０ａの概略構成ブロック図を示す。光スイッチ１６ｂを制御するスイッチ制御回路２２０ｂの構成と機能は、スイッチ制御回路２２０ａのそれと同じである。

図１３に示す実施例では、センター局２１０内の、ＯＬＴ２１２ａ，２１２ｂ、リンク情報テーブル２１３ａ，２１３ｂ及び光スイッチ制御回路２２０ａ，２２０ｂの機能が、実施例１とは異なる。

ＰＯＮシステム３０ａのＯＬＴ２１２ａは、通常運用時の配下のＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎのリンク情報、即ち、各ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮのＭＡＣアドレスと付与されたリンクの識別情報（ＬＬＩＤ）の対応関係をリンク情報テーブル２１３ａに格納する。同様に、ＰＯＮシステム３０ｂのＯＬＴ２１２ｂもまた、通常運用時の配下のＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍのリンク情報をリンク情報テーブル２１３ｂに格納する。

パワー計２０ａ，２０ｂの代わりに、バーストレシーバを有する光スイッチ制御回路２２０ａ，２２０ｂが配置される。光スイッチ制御回路２２０ａは、ＰＯＮシステム３０ａのＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎからの上り光信号をモニタすると共にそれらのＭＡＣアドレス情報を収集し、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎからの上り光信号の消失時に、光スイッチ１６ａを閉成し、収集したＭＡＣアドレス情報をＯＬＴ２１２ｂに通知する。同様に、光スイッチ制御回路２２０ｂは、ＰＯＮシステム３０ｂのＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍからの上り光信号をモニタすると共にそれらのＭＡＣアドレス情報を収集し、ＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍからの上り光信号の消失時に、光スイッチ１６ｂを閉成し、収集したＭＡＣアドレス情報をＯＬＴ２１２ａに通知する。

図１４を参照して、光スイッチ制御回路２２０ａの作用を詳細に説明する。ＯＬＴ２１２ａが正常に動作しているとき、光分波器１８ａで分波された光信号（ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎからの上り光信号）は、バーストレシーバ２２２に入力する。バーストレシーバ２２２は、入力光信号をバースト受信及び電気信号に変換し、受信信号をＣＰＵ２２４に出力する。バーストレシーバ２２２はまた、光信号を受信する都度、タイマ２２６にリセット信号を供給する。タイマ２２６は、バーストレシーバ２２２からのリセット信号により初期値にリセットされる。

ＣＰＵ２２４は、バーストレシーバ２２２からの受信信号からＭＡＣアドレスを抽出し、メモリ２２８に格納する。メモリ２２８に格納される各ＭＡＣアドレスには、一定の寿命時間がセットされる。この寿命時間は時間の経過によりデクリメントされ、０になると、該当するＭＡＣアドレス情報がメモリ２２８から消去される。ＣＰＵ２２４は、ＭＡＣアドレスを抽出する度に、メモリ２２８に格納される同じＭＡＣアドレスの寿命時間を更新する。このような処理により、メモリ２２８には、ＰＯＮシステム３０ａの活動中の全ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−ＮのＭＡＣアドレスが蓄積記憶される。

図１５はメモリ２２８に記憶されるＭＡＣアドレスと寿命時間の表例である。寿命時間の初期値を３００秒としている。図１５に示す例では、ＣＰＵ２２４が、バーストレシーバ２２２の受信信号からＭＡＣアドレス00-00-00-00-00-14を１秒以内に検出しないと、ＭＡＣアドレス00-00-00-00-00-14は、メモリ２２８から消去される。

ここで、ＯＬＴ２１２ａが故障し、その結果、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎの何れもが、上り光信号を出力しなくなったとする。その結果、バーストレシーバ２２２に光信号が入力しなくなる。タイマ２２６は、リセットされること無しに所定の閾値時間を経過すると、ＣＰＵ２２４にタイムアウト信号を出力する。ＣＰＵ２２４は、タイマ２２６からタイムアウト信号を受信すると、光スイッチ１６ａを閉成し、メモリ２２８に記憶されるＭＡＣアドレス情報をＯＬＴ２１２ｂに送信する。

バーストレシーバ２２２が光信号を受信しなくなったら、即座にＣＰＵ２２４にタイムアウトを通知しても良い。ＣＰＵ２２４は、バーストレシーバ２２２からのタイムアウト信号に従い、光スイッチ１６ａを閉成し、メモリ２２８に記憶されるＭＡＣアドレス情報をＯＬＴ２１２ｂに送信する。この場合、タイマ２２６は不要である。

ＯＬＴ２１２ｂは、光スイッチ制御回路２２０ａのＣＰＵ２２４からＭＡＣアドレス情報を受信すると、受信したＭＡＣアドレス情報をリンク識別テーブル２１３ｂに追加する。その後、ＯＬＴ２１２ｂは、リンク識別テーブル２１３ｂに追加されたＭＡＣアドレスに対して論理リンクの付与手続を開始する。具体的には、先に説明したように、追加されたＭＡＣアドレスに未使用の論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を付与し、追加された各ＭＡＣアドレスに付与した論理リンク識別子をＲｅｇｉｓｔｅｒフレームでＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎに通知する。この動作は、図７、図８及び図１０を参照して説明した動作と同じである。

このようにして、本実施例でも、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ手続き中のＤｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥフレーム及びＲｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱフレームを省略し、早期に、障害の発生したＯＬＴの配下のＯＮＵを救済できる。

ＯＬＴ２１２ａが故障した場合を説明したが、ＯＬＴ２１２ｂが故障した場合も同様である。即ち、光スイッチ制御回路２２０ｂは、ＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍからの上り光信号を検出しなくなって一定時間が経過すると、光スイッチ１６ｂを閉成し、ＯＬＴ２１２ａに、活動中のＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−ＭのＭＡＣアドレスを通知する。ＯＬＴ２１２ａは、通知されたＭＡＣアドレスをリンク識別テーブル２１３ａに追加し、追加されたＭＡＣアドレスに未使用の論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を付与し、追加された各ＭＡＣアドレスに付与した論理リンク識別子をＲｅｇｉｓｔｅｒフレームでＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍに通知する。

ＰＯＮシステム３０ａ，３０ｂを光学的に接続する上述の各構成の光接続機構をこの実施例に適用できることは明らかである。

ＰＯＮシステム３０ａ，３０ｂを光学的に接続する光接続機構により、光信号が減衰する。これを補うために、上述の各実施例に対し双方向光増幅器を配置しても良い。

図１６は、図１に示す実施例に対して双方向光増幅器を配置した実施例の概略構成ブロック図を示す。即ち、センター局３１０では、光カプラ１４ａの入出力ポートＸ２と光分波器１８ａの間に双方向光増幅器３２２ａを配置し、光カプラ１４ｂの入出力ポートＸ２と光分波器１８ｂの間に双方向光増幅器３２２ｂを配置する。図１に示す実施例と同じ構成要素には同じ符号を付してある。ＰＯＮシステムでは、上りと下りに互いに異なる波長を使用するのが一般的であり、双方向光増幅器３２２ａ，３２２ｂも、上り波長（例えば、１．３１μｍ）と下り波長（１．４９μｍ）の相違を利用して、個別に光増幅する。

図１７は、双方向光増幅器３２２ａの概略構成ブロック図を示す。双方向光増幅器３２２ｂの構成も同じである。上り光信号と下り光信号を波長分離するＷＤＭ光カプラ３２４，３２６の間に光増幅器３２８，３３０を互いに逆方向に配置する。ＷＤＭ光カプラ３２４は、光分波器１８ａからの下り光信号（波長１．４９μｍ）を光増幅器３２８に供給する。ＷＤＭ光カプラ３２６は、光増幅器３２８の出力光を光カプラ１４ａに供給する。他方、ＷＤＭ光カプラ３２６は、光カプラ１４ａからの上り光信号（波長１．３１μｍ）を光増幅器３３０に供給する。ＷＤＭ光カプラ３２４は、光増幅器３３０の出力光を光分波器１８ａに供給する。光増幅器３２８の増幅帯域は１．４９μｍ帯に最適化され、光増幅器３３０の増幅帯域は１．３１μｍ帯に最適化されている。

図１８は、光再生中継器を双方向光増幅器３２２ａ，３２２ｂとして使用する場合の概略構成ブロック図である。ＷＤＭ光カプラ３３２，３３４は、ＷＤＭ光カプラ３２４，３２６と同様に、上り光信号と下り光信号を波長分離する。

ＷＤＭ光カプラ３３２は、光分波器１８ａからの下り光信号（波長１．４９μｍ）を受光器３３６に供給し、受光器３３６は、ＷＤＭ光カプラ３３２からの下り光信号を電気信号に変換する。電気３Ｒ回路３３８は、受光器３３６の出力電気信号を３Ｒ（リタイミング、リシェーピング及びリジェネレーション）再生する。レーザダイオード３４０は電気３Ｒ回路３３８の出力信号を波長１．４９μｍの光信号に変換して、ＷＤＭ光カプラ３３４に供給する。ＷＤＭ光カプラ３３４は、レーザダイオード３４０の出力光を光カプラ１４ａに供給する。

他方、ＷＤＭ光カプラ３３４は、光カプラ１４ａからの上り光信号（波長１．３１μｍ）を受光器３４２に供給し、受光器３４２は、ＷＤＭ光カプラ３３４からの上り光信号を電気信号に変換する。バーストレシーバ３４４は、受光器３４２の出力電気信号をバースト受信し、受信信号を電気３Ｒ回路３４６に供給する。電気３Ｒ回路３４６は、バーストレシーバ３４４の受信信号を３Ｒ（リタイミング、リシェーピング及びリジェネレーション）再生する。レーザダイオード３４８は電気３Ｒ回路３４６の出力信号を波長１．３１μｍの光信号に変換して、ＷＤＭ光カプラ３３２に供給する。ＷＤＭ光カプラ３３２は、レーザダイオード３４８の出力光を光分波器１８ａに供給する。

図１９は、図１６に示す実施例の変更例の概略構成ブロック図を示す。この実施例では、センター局４１０に双方向光増幅器４２２を３端子Ａ，Ｂ，Ｃの光スイッチ４１６ａ，４１６ｂの間に配置している。光カプラ１４ａの入出力ポートＸ２が光分波器１８ａを介して光スイッチ４１６ａの端子Ｂに接続し、光カプラ１４ｂの入出力ポートＸ２が光分波器１８ｂを介して光スイッチ４１６ａの端子Ａに接続する。また、光カプラ１４ａの入出力ポートＹ２が光スイッチ４１６ｂの端子Ａに接続し、光カプラ１４ｂの入出力ポートＹ２が光スイッチ４１６ｂの端子Ｂに接続する。光スイッチ４１６ａ，４１６ｂの端子Ｃは、どこにも接続しない。光スイッチ４１６ａ，４１６ｂは、通常運用時には、中立の端子Ｃに接続する。

パワー計２０ａの代わりに配置されたパワー計４２０ａが、入力光信号の不在を検知すると、スイッチ４１６ａ，４１６ｂを端子Ｂに切り替える。これにより、ＯＬＴ１２ａの障害時に、ＯＮＵ３８ａ−１〜３８ａ−Ｎは、光スイッチ４１６ａ、双方向光増幅器４２２及び光スイッチ４１６ｂを介して、ＯＬＴ１２ｂと接続する。

パワー計２０ｂの代わりに配置されたパワー計４２０ｂが、入力光信号の不在を検知すると、スイッチ４１６ａ，４１６ｂを端子Ａに切り換える。これにより、ＯＬＴ１２ｂの障害時に、ＯＮＵ３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍは、光スイッチ４１６ｂ、双方向光増幅器４２２及び光スイッチ４１６ａを介して、ＯＬＴ１２ａと接続する。

ＯＬＴ１２ａ，１２ｂのどちらに障害が発生しても、双方向増幅器４２２が、上り光信号及び下り光信号を光増幅する。双方向光増幅器４２２は、図１７に示す構成でも、図１８に示す構成でも良いことは明らかである。

図１９に示す構成で、双方向増幅のためのコストと設備設置面積を削減できる。障害から復旧する場合、光スイッチ４１６ａ，４１６ｂは、光スイッチ１６ａ，１６ｂと同様に、手動で又は遠隔操作で端子Ｃに戻される。

図２０は、本発明の実施例８の概略構成ブロック図を示す。この実施例では、Ｍ系統のＰＯＮシステム５３０ａ〜５３０ｍを同時稼働しつつ、その何れかのＯＬＴ５１２ａ〜５１２ｍが故障したときに、残る何れかのＯＬＴが、故障したＯＬＴが収容していたＯＮＵを収容する。

センター局５１０はｍ台のＰＯＮシステム５３０ａ〜５３０ｍを収容し、これらを独立に且つ同時に運用する。そのために、センター局５１０には、各ＰＯＮシステム５３０ａ〜５３０ｍを管理するＯＬＴ５１２ａ〜５１２ｍを配置する。各ＰＯＮシステム５３０ａ〜５３０ｍは、上りと下りで互いに異なる波長の光信号を使用し、上り信号光の伝送には、同じ時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ：Time Division Multiplex Access）を使用する。

ＰＯＮシステム５３０ａは、周知の通り、センター局５１０から引き出される光ファイバ５３２ａ、１×Ｎの光カプラ５３４ａ、光カプラ５３４ａから各ユーザ宅まで延びる光ファイバ５３６ａ−１〜５３６ａ−Ｎ、ユーザ宅にあって光ファイバ５３６ａ−１〜５３６ａ−Ｎの終端に接続されるＯＮＵ５３８ａ−１〜５３８ａ−Ｎからなる。光カプラ５３４ａは、光ファイバ５３２ａからの光信号をＮ分割し、各分割光を光ファイバ５３６ａ−１〜５３６ａ−Ｎに出力し、各光ファイバ５３６ａ−１〜５３６ａ−Ｎからの光信号を光ファイバ５３２ａに供給する光受動素子である。光ファイバ５３２ａ、光カプラ５３４ａ及び光ファイバ５３６ａ−１〜５３６ａ−Ｎが、ＰＯＮシステム５３０ａの受動光伝送路を構成する。

他のＰＯＮシステム５３０ｂ〜５３０ｍも、ＰＯＮシステム５３０ａと同様の構成から成る。各ＰＯＮシステム５３０ｂ〜５３０ｍに収容されるＯＮＵの数は、互いに異なっても良いが、説明の都合上、図２０では、同数Ｎとしてある。

本実施例では、ＯＬＴ５１２ａ〜５１２ｍの何れかに障害が発生した場合に、障害が発生したＯＬＴの管理下のＯＮＵを救済するために、１×Ｍの光分波器５１４ａ〜５１４ｍ及びｍ個の選択端子を具備する光スイッチ５１６ａ〜５１６ｍをＰＯＮシステム５３０ａ〜５３０ｍの光伝送路上、好ましくは、ＯＬＴ５１２ａ〜５１２ｍと光ファイバ５３２ａ〜５３２ｍの間に配置する。

各光分波器５１４ａ〜５１４ｍは、対応するＯＬＴ５１２ａ〜５１２ｍからの下り光信号をｍ個に分割し、ｍ個の光スイッチ５１６ａ〜５１６ｍの選択端子に供給し、ｍ個の光スイッチ５１６ａ〜５１６ｍの選択端子からの上り光信号を対応するＯＬＴ５１２ａ〜５１２ｍに供給する。

光スイッチ５１６ａ〜５１６ｍは、初期状態では、それぞれ、光分波器５１４ａ〜５１４ｍに接続する選択端子に接続している。これにより、ＯＬＴ５１２ａ〜５１２ｍは、それぞれＰＯＮシステム５３０ａ〜５３０ｍを管理する。

光分波器５１８ａ〜５１８ｍは、光カプラ５３４ａ〜５３４ｍからＯＬＴ５１２ａ〜５１２ｍに向う上り光信号を２分割し、一方を光スイッチ５１６ａ〜５１６ｍに供給し、他方をパワー計５２０ａ〜５２０ｍに供給する。パワー計５２０ａ〜５２０ｍは、パワー計２０ａ，２０ｂと同様に、入力光のパワーレベルが所定閾値未満になると、対応する光スイッチ５１６ａ〜５１６ｍを切り替える。切替え先の接続端子は、予め、決めておく。例えば、収容ＯＮＵ数の少ないＰＯＮシステムの光分波器に接続する接続端子を切替え先とする。パワー計５２０ａ〜５２０ｍの代わりに、図１３に示す実施例の光スイッチ制御装置２２０ａ，２２０ｂの構成を採用できることは明らかである。

この実施例では、単一のＯＬＴが、ｍ個のＰＯＮシステム５３０ａ〜５３０ｍの全てを管理することも可能である。即ち、（ｍ−１）個のＯＬＴの障害に対応可能である。

光分波器５１８ａ〜５１８ｍと光ファイバ５３２ａ〜５３２ｍと間に、図１６に示す実施例で説明した双方向光増幅器３２２ａ，３２２ｂに相当する双方向光増幅器を配置することで、光分波器５１４ａ〜５１４ｍによる損失を補償できる。

簡単のためＩＥＥＥ８０２．３ａｈを例に動作を説明したが、本発明は、ＰＯＮ部分のビットレートを問わない。本発明は、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８４のＧＰＯＮ、現在標準化中の１０ＧＥ-ＰＯＮ、またＷＤＭ−ＰＯＮにも、適用可能である。

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。 図１に示す実施例で通常運用から冗長運用への切替えシーケンスのフローチャートを示す。 図１に示す実施例で冗長運用から通常運用への切り戻しシーケンスのフローチャートを示す。 本発明の実施例２の光接続機構の構成例である。 本発明の実施例３の光接続機構の構成例である。 本発明の実施例４の概略構成ブロック図を示す。 リンク情報テーブル１１３ａの構造と内容例を示す。 リンク情報テーブル１１３ｂの構造と内容例を示す。 図６に示す実施例の通常運用から冗長運用への切替えシーケンスのフローチャートを示す。 冗長運用時のリンク識別テーブル１１３ｂの内容例を示す。 ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ ＥＰＯＮにおけるＯＮＵ登録手順のシーケンス図である。 図６に示す実施例の冗長運用から通常運用への切り戻しシーケンスのフローチャートを示す。 本発明の実施例５の概略構成ブロック図を示す。 光スイッチ１６ａを制御するスイッチ制御回路２２０ａの概略構成ブロック図を示す。 メモリ２２８に記憶されるＭＡＣアドレスと寿命時間の表例である。 本発明の実施例６の概略構成ブロック図を示す。 双方向光増幅器３２２ａの概略構成ブロック図を示す。 光再生中継器を双方向光増幅器３２２ａ，３２２ｂとして使用する場合の概略構成ブロック図である。 本発明の実施例７の概略構成ブロック図を示す。 本発明の実施例８の概略構成ブロック図を示す。

符号の説明

１０：センター局
１２ａ，１２ｂ：ＯＬＴ
１４ａ，１４ｂ：光カプラ
１６ａ，１６ｂ：光スイッチ
１８ａ，１８ｂ：光分波器
２０ａ，２０ｂ：パワー計
３０ａ，３０ｂ：ＰＯＮシステム
３２ａ，３２ｂ：光ファイバ
３４ａ，３４ｂ：１×Ｎの光カプラ
３６ａ−１〜３６ａ−Ｎ，３６ｂ−１〜３６ｂ−Ｍ：光ファイバ
３８ａ−１〜３８ａ−Ｎ、３８ｂ−１〜３８ｂ−Ｍ：ＯＮＵ
５０：センター局
５２ａ，５２ｂ：２×１の光カプラ
５４ａ，５４ｂ：１×２の光カプラ
６０：センター局
６２ａ，６２ｂ：光カプラ
７０：Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥフレーム
７２：Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱフレーム
７４：Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレーム
１１０：センター局
１１２ａ，１１２ｂ：ＯＬＴ
１１３ａ，１１３ｂ：リンク情報テーブル
１１６：ＯＬＴ制御装置
１１８：メモリ
２１０：センター局
２１２ａ，２１２ｂ：ＯＬＴ
２１３ａ，２１３ｂ：リンク情報テーブル
２２０ａ，２２０ｂ：光スイッチ制御回路
２２２：バーストレシーバ
２２４：ＣＰＵ
２２６：タイマ
２２８：ＣＰＵ
３１０：センター局
３２２ａ，３２２ｂ：双方向光増幅器
３２４，３２６：ＷＤＭ光カプラ
３２８，３３０：光増幅器
３３２，３３４：ＷＤＭ光カプラ
３３６：受光器
３３８：電気３Ｒ回路
３４０：レーザダイオード
３４２：受光器
３４４：バーストレシーバ
３４６：電気３Ｒ回路
３４８：レーザダイオード
４１０：センター局
４２２：双方向光増幅器
４１６ａ，４１６ｂ：光スイッチ
４２０ａ，４２０ｂ：パワー計
５１０：センター局
５１２ａ〜５１２ｍ：ＯＬＴ
５１４ａ〜５１４ｍ：光分波器
５１６ａ〜５１６ｍ：光スイッチ
５２０ａ〜５２０ｍ：パワー計
５３０ａ〜５３０ｍ：ＰＯＮシステム
５３２ａ〜５３２ｍ：光ファイバ
５３４ａ〜５３４ｍ：１×Ｎの光カプラ
５３６ａ−１〜５３６ａ−Ｎ，５３６ｍ−１〜５３６ｍ−Ｎ：光ファイバ
５３８ａ−１〜５３８ａ−Ｎ，５３８ｍ−１〜５３８ｍ−Ｎ：ＯＮＵ

Claims (5)

1. 第１のＯＬＴ、複数の第１のユーザ光終端装置（ＯＮＵ）及び当該第１のＯＬＴと当該複数の第１のユーザ光終端装置を接続する第１の光伝送媒体からなる第１のＰＯＮ（Passive Optical Network）システムと、
   第２のＯＬＴ、複数の第２のユーザ光終端装置（ＯＮＵ）及び当該第２のＯＬＴと当該複数の第２のユーザ光終端装置を接続する第２の光伝送媒体からなる第２のＰＯＮ（Passive Optical Network）システムと、
   当該第１のＯＬＴの障害を検知する第１の障害検知手段と、
   当該第２のＯＬＴの障害を検知する第２の障害検知手段と、
   当該第１の光伝送媒体と当該第２の光伝送媒体間に配置される光接続機構
   とを具備する光伝送システムであって、
   当該光接続機構が、
   当該複数の第１のユーザ光終端装置と当該第２のＯＬＴとの間の光接続を常時は切り離し、当該第１の障害検知手段の検知出力に従い、当該複数の第１のユーザ光終端装置と当該第２のＯＬＴとを光接続する第１の光スイッチと、
   当該複数の第２のユーザ光終端装置と当該第１のＯＬＴとの間の光接続を常時は切り離し、当該第２の障害検知手段の検知出力に従い、当該複数の第２のユーザ光終端装置と当該第１のＯＬＴとを光接続する第２の光スイッチ
   とを具備する
   ことを特徴とする光伝送システム。
2. 当該第１の障害検知手段が、当該複数の第１のユーザ光終端装置からの上り光信号の光パワーを計測し、当該光パワーが所定値未満になると、当該第１のＯＬＴの障害と判断して当該第１の光スイッチを閉成する第１のパワー計からなり、
   当該第２の障害検知手段が、当該複数の第２のユーザ光終端装置からの上り光信号の光パワーを計測し、当該光パワーが所定値未満になると、当該第２のＯＬＴの障害と判断して当該第２の光スイッチを閉成する第２のパワー計からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
3. 当該第１の障害検知手段が、当該複数の第１のユーザ光終端装置からの上り光信号をバースト受信する第１のバーストレシーバと、当該第１のバーストレシーバの受信信号から当該複数の第１のユーザ光終端装置の第１のＭＡＣアドレス情報を抽出して第１のメモリに格納する第１のＣＰＵであって、当該第１のバーストレシーバの受信信号の一定時間内の不在に応じて、当該第１の光スイッチを閉成する第１のＣＰＵとを具備する第１の光スイッチ制御装置からなり、
   当該第２の障害検知手段が、当該複数の第２のユーザ光終端装置からの上り光信号をバースト受信する第２のバーストレシーバと、当該第２のバーストレシーバの受信信号から当該複数の第２のユーザ光終端装置の第２のＭＡＣアドレス情報を抽出して第２のメモリに格納する第２のＣＰＵであって、当該第２のバーストレシーバの受信信号の一定時間内の不在に応じて、当該第２の光スイッチを閉成する第２のＣＰＵとを具備する第２の光スイッチ制御装置からなり、
   当該第１のＣＰＵは、当該第１の光スイッチを閉成する際に当該第１のメモリに記憶される当該第１のＭＡＣアドレス情報を当該第２のＯＬＴに通知し、当該第２のＯＬＴは、当該第１のＭＡＣアドレス情報を参照して、複数の当該第１のユーザ光終端装置を収容し、
   当該第２のＣＰＵは、当該第２の光スイッチを閉成する際に当該第２のメモリに記憶される当該第２のＭＡＣアドレス情報を当該第１のＯＬＴに通知し、当該第１のＯＬＴは、当該第２のＭＡＣアドレス情報を参照して、複数の当該第２のユーザ光終端装置を収容する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
4. 更に、当該複数の第１のユーザ光終端装置の第１のＭＡＣアドレス情報及び当該複数の第２のユーザ光終端装置の第２のＭＡＣアドレス情報を記憶する記憶手段と、
   当該第１のＯＬＴの障害時に、当該記憶装置から当該複数の当該第１のＭＡＣアドレス情報を読み出して当該第２のＯＬＴに通知し、当該第２のＯＬＴの障害時に、当該記憶装置から当該第２のＭＡＣアドレス情報を読み出して当該第１のＯＬＴに通知する通知手段
   とを具備し、
   当該第１のＯＬＴは、当該通知手段により通知される第１のＭＡＣアドレス情報を参照して、複数の当該第１のユーザ光終端装置を収容し、
   当該第２のＯＬＴは、当該通知手段により通知される第２のＭＡＣアドレス情報を参照して、複数の当該第２のユーザ光終端装置を収容する
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光伝送システム。
5. それぞれが、ＯＬＴ、複数のユーザ光終端装置（ＯＮＵ）及び当該ＯＬＴと当該複数のユーザ光終端装置を接続する光伝送媒体からなるｍ個のＰＯＮ（Passive Optical Network）システムと、
   各ＰＯＮシステムの光伝送媒体上に配置されるｍ個の１×ｍの光分波器と、
   各ＰＯＮシステムの光伝送媒体上に配置され、ｍ個の選択端子を有するｍ個の光スイッチであって、当該ｍ個の選択端子が互いに異なる当該ｍ個の光分波器に接続する光スイッチと、
   当該ｍ個のＰＯＮシステムの各ＯＬＴの障害を検知するｍ個の障害検知手段であって、障害検知に応じて、障害を生じたＯＬＴの属するＰＯＮシステムの当該光伝送路媒体上に配置される当該光スイッチを別のＰＯＮシステムに切り換える障害検知手段
   とを具備することを特徴とする光伝送システム。

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