光网络系统转让专利

申请号 : CN201280040836.3

文献号 : CN103918226B

文献日 : 2017-08-22

本发明的目的在于实现FW更新时从现有的OSU到预备OSU15的OSU切换动作的迅速化。本发明具有正常系OSU、冗余系OSU、光开关、集线开关以及通过运行操作检测所输入的命令并根据该命令进行控制的控制器，在控制器检测到从正常系OSU切换到冗余系OSU的冗余系切换命令的状态下，控制器使集线开关变更下行信号的容纳处，并且，向切换源的正常系OSU发出发送许可消息的发送停止指示，基于接收到来自集线开关以及切换源的正常系OSU各自的剩余数据处理结束通知，向光开关发出路径切换指示，向冗余系OSU写入关于切换源的正常系OSU的所积蓄的信息，向集线开关发出切换结束通知，从而，从集线开关发送下行信号。

1.一种站侧终端装置，包括：

OSU，所述OSU是光用户单元，用于连接任意的用户端终端装置，并接收来自所连接的用户端终端装置的上行信号，并向所连接的用户端终端装置发送下行信号；

集线开关，将各OSU所接收的上行信号复用化，并且，将下行信号输出至成为该下行信号的发送目的地的用户端终端装置的连接处OSU；以及控制器，用于控制各用户端终端装置的连接处OSU，

所述站侧终端装置的特征在于，

当将用户端终端装置的连接处OSU从切换源OSU切换到切换目的地OSU时，控制器向集线开关发送用于告知切换用户端终端装置的连接处OSU的连接处变更指示，并且，向切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，向切换目的地OSU通知所连接的用户端终端装置的信息，从而，集线开关进行发送给切换源OSU所连接的用户端终端装置的下行信号的缓冲，同时，接收用户端终端装置的信息的切换目的地OSU对所连接的用户端终端装置进行设定，在切换目的地OSU结束对所连接的用户端终端装置的设定之后，控制器向集线开关以及切换目的地OSU通知结束从切换源OSU到切换目的地OSU的切换，集线开关将缓冲中的下行信号输出至切换目的地OSU，同时，切换目的地OSU向所连接的用户端终端装置进行重新开始发送通知。

2.根据权利要求1所述的站侧终端装置，其特征在于，

集线开关在接收到所述连接处变更指示后，将指向切换源OSU的下行缓冲器切换为指向切换目的地OSU的下行缓冲器，同时，将需要输出至切换目的地OSU的下行信号积蓄在指向切换目的地OSU的下行缓冲器中，并且，对应于切换源OSU的上行或者下行缓冲器中已经积蓄的数据的输出处理结束后，向控制器通知剩余数据处理结束，切换源OSU按照所述发送许可消息的发送停止指示，停止向下属的用户端终端装置发送发送许可消息，并且，积蓄在自身所持有的上行或者下行缓冲器中的上行或者下行信号的输出处理结束后，向控制器通知剩余数据处理结束，以及控制器基于从集线开关以及切换源OSU接收到各自的所述剩余数据处理结束通知以及结束切换目的地OSU对用户端终端装置的设定，向集线开关以及切换目的地OSU进行切换结束通知。

3.根据权利要求1或2所述的站侧终端装置，其特征在于，还包括：光开关，通过控制各用户端终端装置和各OSU的连接状态，从而切换各OSU所连接的用户端终端装置，其中，在将用户端终端装置的连接处OSU从切换源OSU切换到切换目的地OSU时，控制器向集线开关发送用于告知切换用户端终端装置的连接处OSU的连接处变更指示，并且，对切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，向切换目的地OSU通知所连接的用户端终端装置的信息，向光开关通知切换目的地OSU和该切换目的地OSU所连接的用户端终端装置的信息，从而，集线开关进行发送给切换源OSU所连接的用户端终端装置的下行信号的缓冲，并且，接收用户端终端装置的信息的切换目的地OSU对所连接的用户端终端装置进行设定，并且，光开关将被通知的用户端终端装置连接于切换目的地OSU，以及切换目的地OSU结束对所连接的用户端终端装置的设定，并且，光开关结束被通知的用户端终端装置与切换目的地OSU的连接，则控制器向集线开关通知结束从切换源OSU到切换目的地OSU的切换，集线开关将缓冲中的下行信号输出至切换目的地OSU，并且，切换目的地OSU向所连接的用户端终端装置通知重新开始发送。

4.根据权利要求3所述的站侧终端装置，其特征在于，

基于向光开关通知切换目的地OSU所连接的用户端终端装置的信息，光开关将被通知的用户端终端装置连接于切换目的地OSU，控制器向集线开关发送连接处变更指示，并且，对切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，并且，向切换目的地OSU通知所连接的用户端终端装置的信息。

5.一种光网络系统，其特征在于，包括：

权利要求1～4中任一项所述的站侧终端装置；以及

用户端终端装置。

6.一种站侧终端装置的OSU切换方法，所述站侧终端装置包括：OSU，所述OSU是光用户单元，用于连接任意的用户端终端装置，并接收来自所连接的用户端终端装置的上行信号，并向所连接的用户端终端装置发送下行信号；

所述站侧终端装置的OSU切换方法的特征在于，包括：

OSU切换步骤，控制器向集线开关发送用于告知切换用户端终端装置的连接处OSU的连接处变更指示，并且，向切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，向切换目的地OSU通知所连接的用户端终端装置的信息，从而，集线开关进行发送给切换源OSU所连接的用户端终端装置的下行信号的缓冲，同时，接收用户端终端装置的信息的切换目的地OSU对所连接的用户端终端装置进行设定；以及数据输送开始步骤，在切换目的地OSU结束对所连接的用户端终端装置的设定之后，控制器向集线开关以及切换目的地OSU通知结束从切换源OSU到切换目的地OSU的切换，从而，集线开关将缓冲中的下行信号输出至切换目的地OSU，同时，切换目的地OSU向所连接的用户端终端装置进行重新开始发送通知。

7.根据权利要求6所述的站侧终端装置的OSU切换方法，其特征在于，在所述OSU切换步骤中，

控制器基于从集线开关以及切换源OSU接收到各自的所述剩余数据处理结束通知以及结束切换目的地OSU对用户端终端装置的设定，向集线开关以及切换目的地OSU进行切换结束通知。

8.根据权利要求6或7所述的站侧终端装置的OSU切换方法，其特征在于，在所述OSU切换步骤中，控制器向集线开关发送用于告知切换用户端终端装置的连接处OSU的连接处变更指示，并且，对切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，向切换目的地OSU通知所连接的用户端终端装置的信息，向光开关通知切换目的地OSU和该切换目的地OSU所连接的用户端终端装置的信息，从而，集线开关进行发送给切换源OSU所连接的用户端终端装置的下行信号的缓冲，并且，接收用户端终端装置的信息的切换目的地OSU对所连接的用户端终端装置进行设定，并且，光开关将被通知的用户端终端装置连接于切换目的地OSU，在所述数据输送开始步骤中，切换目的地OSU结束对所连接的用户端终端装置的设定，并且，光开关结束被通知的用户端终端装置与切换目的地OSU的连接，则控制器向集线开关通知结束从切换源OSU到切换目的地OSU的切换，集线开关将缓冲中的下行信号输出至切换目的地OSU，并且，切换目的地OSU向所连接的用户端终端装置通知重新开始发送。

9.根据权利要求8所述的站侧终端装置的OSU切换方法，其特征在于，在所述OSU切换步骤中，

10.一种站侧终端装置，其包括：

切换源OSU，所述OSU是光用户单元，用于接收来自用户端终端装置的上行信号，并且，将输入的下行信号发送到所述用户端终端装置；

切换目的地OSU，接收来自所述用户端终端装置的上行信号，以此代替所述切换源OSU的任意一个，并向所述用户端终端装置发送下行信号；

集线开关，将所述切换源OSU以及所述切换目的地OSU所接收的上行信号复用化，并且，将下行信号按照事先规定的各数据分离，并输出至所述切换源OSU以及所述切换目的地OSU中的任一；以及控制器，检测所述切换源OSU的故障，根据是否有故障，控制所述切换源OSU、所述切换目的地OSU以及所述集线开关的动作，所述站侧终端装置的特征在于，

在所述控制器未检测到所述切换源OSU的故障的状态下，

所述控制器定期或者每当更新信息时读出所述各切换源OSU所具有的、关于所述用户端终端装置的控制、管理或者登录的信息，并进行积蓄，所述控制器监视所述切换源OSU，

在所述控制器检测到所述切换源OSU的故障的状态下，

所述控制器向所述集线开关发出用于告知将下行信号的容纳处从发生故障的所述切换源OSU变更为所述切换目的地OSU的容纳处变更指示，所述集线开关按照所述容纳处变更指示，切换下行信号的容纳处，并且，将发送给所述切换目的地OSU的下行信号积蓄在下行缓冲器，所述控制器向所述切换目的地OSU写入关于发生故障的所述切换源OSU的所积蓄的所述信息，所述切换目的地OSU在所述信息的设定结束后，向所述控制器进行反映结束通知，所述控制器根据所述反映结束通知，向切换目的地OSU发送发送指示，所述切换目的地OSU根据所述发送指示开始与所述用户端终端装置进行收发，所述控制器根据所述反映结束通知向所述集线开关进行切换结束通知，所述集线开关根据所述切换结束通知，对所述切换目的地OSU发送积蓄在所述下行缓冲器中的下行信号。

11.根据权利要求10所述的站侧终端装置，其特征在于，

具有N台的所述切换源OSU，所述N是自然数，

且具有一台所述切换目的地OSU，

光开关具有：

由N个的光输入输出端口构成的第一群光输入输出端口；以及

由N+1个的光输入输出端口构成的第二群光输入输出端口，

所述第一群光输入输出端口分别连接于所述用户端终端装置侧，

所述第二群光输入输出端口分别连接于所述切换源OSU侧或者所述切换目的地OSU侧，根据来自外部的指示，所述第一群光输入输出端口的任意一个能够与所述第二群光输入输出端口的任意一个结合。

12.根据权利要求10所述的站侧终端装置，其特征在于，

具有N台的所述切换源OSU，所述N是自然数，

具有一台所述切换目的地OSU，

光开关具有：

由N个的光输入输出端口构成的第一群光输入输出端口；

由一个光输入输出端口构成的第二群光输入输出端口；以及

N个的B:2分光器，所述B为任意的自然数，

所述B:2分光器的2分支中的一个分别连接于所述第一群光输入输出端口，所述B:2分光器的2分支中的另一个分别连接于所述切换源OSU，所述第二群光输入输出端口连接于所述切换目的地OSU侧，

根据来自外部的指示，

所述第二群光输入输出端口能够与所述第一群光输入输出端口的任意一个结合。

13.一种光网络系统，其特征在于，具有：

权利要求10～12中的任一项所述的站侧终端装置；以及

用户端终端装置。

14.根据权利要求13所述的光网络系统，其特征在于，

在所述控制器检测所述切换源OSU的故障时，

所述用户端终端装置检测到来自所述切换源OSU的下行信号中断，则将输入所述用户端终端装置的上行信号积蓄在上行缓冲器中，检测到从所述切换源OSU向所述切换目的地OSU的切换，则利用进行该切换之前的关于控制、管理或者登录的信息，开始与切换后的所述切换目的地OSU进行通信，以及在发送积蓄在所述上行缓冲器的上行信号之后，从所述用户端终端装置向所述切换目的地OSU发送输入所述用户端终端装置中的上行信号。

15.一种站侧终端装置的OSU切换方法，所述站侧终端装置包括：切换源OSU，所述OSU是光用户单元，用于接收来自用户端终端装置的上行信号，并且，将输入的下行信号发送到所述用户端终端装置；

切换目的地OSU，接收来自所述用户端终端装置的上行信号，以此代替所述切换源OSU的任意一个，并向所述用户端终端装置发送下行信号；以及集线开关，将所述切换源OSU以及所述切换目的地OSU所接收的上行信号复用化，并且，将下行信号按照事先规定的各数据分离，并输出至所述切换源OSU以及所述切换目的地OSU中的任一；

所述站侧终端装置的OSU切换方法的特征在于，包括：

监视步骤，在各所述切换源OSU和所述用户端终端装置之间进行信号收发，并且，定期或者每当更新信息时读出所述各切换源OSU所具有的关于所述用户端终端装置的控制、管理或者登录的信息，并进行积蓄，并且，监视所述切换源OSU；

OSU切换步骤，在所述切换目的地OSU设定关于发生故障的所述切换源OSU的、在所述监视步骤中积蓄的所述信息，并且，所述集线开关将下行信号的容纳处从发生故障的所述切换源OSU切换到所述切换目的地OSU，并且，将指向所述切换目的地OSU的下行信号积蓄在下行缓冲器；以及数据输送开始步骤，所述切换目的地OSU开始与所述用户端终端装置进行收发，所述集线开关向所述切换目的地OSU发送积蓄在所述下行缓冲器中的下行信号。

16.根据权利要求15所述的站侧终端装置的OSU切换方法，其特征在于，在所述OSU切换步骤中，

所述用户端终端装置积蓄所输入的上行信号，

在所述数据输送开始步骤中，

所述用户端终端装置利用从所述切换源OSU切换到所述切换目的地OSU之前的、关于控制、管理或者登录的信息，开始与切换后的所述切换目的地OSU进行通信，发送在所述OSU切换步骤中积蓄的上行信号之后，发送新输入的上行信号。

光网络系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种PON系统。

背景技术

[0002] 随着宽带的普及，接入网络通信的作用逐渐变大，因此，要求接入网络提供稳定的服务。

[0003] 图23示出了作为目前的接入网络代表的PON(Passive optical Network)11和L2SW(Layer2switch)12构成的网络。PON11由容纳多个OSU(Optical Subscriber Unit)15的Optical Line Terminal(OLT:站侧终端装置)14和M:1的分光器18和Optical Network Unit(ONU:用户端终端装置)17构成，一台的OSU15上连接有多个(例如，32)的ONU17。在PON11，有M台的ONU17共享OSU15以及OSU15－分光器18之间的光纤19，因此，能够以较低成本提供服务。其中，L2SW12具有多个用于连接于PON11以及核心网13的端口，PON11侧的各端口通过一根接线连接于一台的OSU15。其中，L2SW12具有集线功能，因此，比连接于PON11侧端口的接线数少的数量的接线连接于核心网13侧的端口，集中来自OSU15的接线，并连接于核心网13。L2SW12一旦从上层接收到下行帧，则读取该帧携带的标识符(例如，VID(Virtual LAN Identifier))。L2SW12中事先登记有VID编号和ONU编号的关联以及作为各ONU的连接目的地的OSU编号的对应信息，因此，根据该对应信息和所接收到的VID编号可以得知与相应的VID编号相关联的ONU的连接目的地OSU编号。L2SW12中还登记有自身的PON侧端口编号和连接目的地OSU编号的对应信息，因此，

[0004] 根据该信息，为了将所接收到的下行帧发送到期望的OSU15，从相应的PON侧端口输出。另一方面，对于来自各OSU15的上行帧，在分别接收之后，按照以任意的调度方法确定的发送顺序，从L2SW12向上层输出。图23所示的例子中，L2SW12的PON11侧端口和OSU15的连接为1:1的关系，并且L2SW12具有可容纳多个OLT14的数量的PON11侧端口，因此，例如，最大限度地容纳OLT14时，与容纳在这些所有OLT14的所有OSU15的数量相同数量的接线在L2SW12－OLT14之间连结。

[0005] 如上所述，L2SW12或OLT14容纳多个用户，因此，因这些装置发生故障等而中断服务时将会影响到多个用户。从而，为了稳定地提供服务，防备装置故障或光纤中断，实现装置或路径的冗余化变得尤为重要。容纳数量较多的L2SW12的冗余化实现的相对良好，但是考虑到今后的服务的多样化或OLT14中的容纳数量的增加等，需要提高对PON11的冗余化的重要性。

[0006] 另外，在上述说明中，L2SW12设在OLT14的外部，还可以内设在OLT14。并且，还可以由多个OLT14共用L2SW12。(图23示出的构成是将L2SW12设在OLT的外部，由多个OLT14共用。)并且，L2SW12可以是多级结构。

[0007] 将实现构成PON11的装置以及光纤的一部分或者全部的冗余化称为PON防护，根据冗余处或冗余方法有各种不同的方式。例如，为了指向现行(正常系)装置N台具有一台冗余系(backup)装置，正常系和冗余系的对应为N:1的方式称为N:1防护，非专利文献1公开的这种方式。图24示出了N:1防护的构成。每台OSU最多能够容纳A台的ONU17，则在本方式中使用容纳了N台的正常系OSU以及一台的冗余系OSU的一台的OLT14和、A×N台以下的ONU17和、一台的N×(N+1)光开关16(N条的输入输出端口(N侧)中的任意的输入输出端口和N+1条的输入输出端口((N+1)侧)中的任意的输入输出端口连接的光开关。也可以是未连接的端口)。光开关16的N侧的N条的输入输出端口分别通过PON线路19连接有ONU17。并且，光开关16的(N+1)侧的输入输出端口上分别连接有OSU15。该OSU15中的N台为正常系，一台为冗余系。正常时，N台的正常系OSU15通过光开关16以及N条的PON线路19分别与下属的ONU17进行通信。
另一方面，正常时，冗余系OSU15未通过光开关16与哪个PON线路建立路径，因此，与哪个ONU17也不进行数据传送。

[0008] N台的正常系OSU15中的一台发生故障时，光开关16切换路径，建立连接于发生故障的正常系OSU15的PON线路19和冗余系OSU15之间的传送通道。其中，PON11中的ONU17需要在开始数据通信之前进行OSU15的ONU登录以及测量OSU15－各ONU17之间的信号输送时间，在OSU15－ONU17之间确立链接。例如，在非专利文献2记载的GE-PON(Gigabit Ethernet(注册商标)PON)系统中，在OSU15和ONU17之间进行基于MPCP(Multi Point Control Protocol)规定的MPCP帧的发送接收，从而，进行登录以及信号输送时间的测量，并且，在OSU15和ONU17之间确立MPCP链接。从而，GE－PON中首选需要进行这些流程。而且，在确立MPCP链接之后，ONU17通过在与OSU15之间进行作为维修监视号的OAM(Operation,Administration and Maintenance)帧的交换，进行OAM链接的确立以及认证、密钥的交换，在结束所有这些流程之后，才能开始数据通信。

[0009] 但是，图24所示的系中的冗余系OSU15一般情况下在切换前不掌握有关发生故障的正常系OSU15下属的ONU17的登录或认证等信息，因此，通过正常系OSU故障以及光开关16的路径切换，中断发生故障的正常系OSU15和其下属的ONU17之间的链接。在PON系统中，在ONU17－OSU15之间如果没有建立链接或交换认证·密钥，则无法开始数据传送，因此，切换路径之后，发生故障的正常系OSU15下属的ONU17与冗余系OSU15建立链接等之后，开始数据传送。

[0010] 如上所述，即使正常系OSU15发生故障，下属的ONU17也可以通过光开关16与冗余系OSU15开始通信，因此，与不防护时相比，即使发生OSU故障，也可以通过切换来恢复通信。并且，在N:1防护中，由N台的正常系OSU15下属的所有用户负担一台的冗余系OSU15的成本，因此，具有越是扩大N的值来构筑系统，越能够降低各用户的因防护所需的追加成本的特征。

[0011] 如上所述，PON防护以提高可靠性为目的，当正常系装置发生故障时通过切换到冗余系从而能够防止通信中断。但是，不仅在发生故障时，在正常时也能够通过切换，实现抑制ONU17的通信中断的FW更新。换言之，正常时通过运行操作，将任意的切换源OSU15(例如，正常系OSU)切换到切换目的地OSU15(例如，冗余系OSU)，通过冗余系OSU15，维持该OSU15下属的ONU17的通信的期间，如果进行切换源OSU15的FW更新，则与不进行PON防护的系统中的FW更新相比，至少可以抑制相当于重新启动OSU15的时间的ONU通信中断。

[0012] 先行技术文献

[0013] 非专利文献

[0014] 非专利文献1：K.Tanaka and Y.Horiuchi“, 1:N OLT Redundant Protection Architecture in Ethernet(注册商标)PON System，”OFC/NFOEC,pp.1-6,2008。

[0015] 非专利文献2：IEEE 802.3ah CSMA/CD Access Method and Physical Layer Specifications Amendment:Media Access Control Parameters,Physical Layers,and Management Parameters for Subscriber Access Networks。

[0016] 但是，运行切换时，如上述的N:1防护方式，发生ONU17的链接中断，则无法迅速重新开始数据传送，因此存在无法连续进行FW更新的问题。

发明内容

[0017] 为此，本发明的第一目的在于实现FW更新时的从现有的OSU15到预备OSU15的OSU切换动作的迅速化。

[0018] 并且，如上述的N:1防护方式，在OSU15发生故障时，从切换源OSU(通常是正常系OSU)切换到切换目的地OSU(通常是冗余系OSU)的OSU切换时发生切换源OSU下属的ONU的链接中断的方式中，在路径切换后需要重新建立切换目的地OSU－ONU之间的链接等，从而存在无法迅速地重新开始数据输送的问题。

[0019] 于是，本发明的第二目的在于实现在从切换源OSU到切换目的地OSU的路径切换后迅速地重新开始数据输送。

[0020] 为了实现上述目的，根据第一发明，在PON方式中采用OSU冗余构成，当FW更新时以冗余系OSU代替现有的正常系OSU时，将积蓄在OSU外部的OSU所具有的ONU信息快速地反映给冗余系OSU，将切换过程中到达的数据积蓄在缓冲器中，从而，能够连续地进行切换。

[0021] 为了实现上述目的，根据第二本发明，将OSU所具有的ONU信息定期地积蓄在OSU外部，从而，在OSU故障时向预备系OSU反映所述积蓄的ONU信息，并且，与集线开关(concentration switch，又称集中交换机)连动，从而，切换动作能够比目前更快。

[0022] 根据第一发明的站侧终端装置，包括：OSU，容纳任意的用户端终端装置，并接收来自所容纳的用户端终端装置的上行信号，并向所容纳的用户端终端装置发送下行信号；集线开关，将各OSU所接收的上行信号复用化，并且，将下行信号输出至成为该下行信号的发送目的地的用户端终端装置的容纳处OSU；以及，控制器，用于控制各用户端终端装置的容纳处OSU，所述站侧终端装置的特征在于，当将用户端终端装置的容纳处OSU从切换源OSU切换到切换目的地OSU时，控制器向集线开关发送用于告知切换用户端终端装置的容纳处OSU的容纳处变更指示，并且，向切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，向切换目的地OSU通知所容纳的用户端终端装置的信息，从而，集线开关进行容纳在切换源OSU的发送给用户端终端装置的下行信号的缓冲，同时，设定接收用户端终端装置的信息的切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置，在结束切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置的设定之后，控制器向集线开关以及切换目的地OSU通知结束从切换源OSU到切换目的地OSU的切换，集线开关将缓冲中的下行信号输出至切换目的地OSU，同时，切换目的地OSU向所容纳的用户端终端装置进行重新开始发送通知。

[0023] 在根据第一发明的站侧终端装置中，可以集线开关在接收到所述容纳处变更指示后，将指向切换源OSU的下行缓冲器切换为指向切换目的地OSU的下行缓冲器，同时，将需要输出至切换目的地OSU的下行信号在指向切换目的地OSU的下行缓冲器中积蓄，并且，对应于切换源OSU的上行或者下行缓冲器中已经积蓄的数据的输出处理结束后，向控制器通知剩余数据处理结束，切换源OSU按照所述发送许可消息的发送停止指示，停止向下属的用户端终端装置发送发送许可消息，并且，积蓄在自身所持有的上行或者下行缓冲器中的上行或者下行信号的输出处理结束后，向控制器通知剩余数据处理结束，控制器基于从集线开关以及切换源OSU接收到各自的所述剩余数据处理结束通知以及结束切换目的地OSU用户端终端装置的设定，向集线开关以及切换目的地OSU进行所述切换结束通知。

[0024] 在根据第一个发明的站侧终端装置中，可以还包括：光开关，通过控制各用户端终端装置和各OSU的连接状态，从而切换各OSU所容纳的用户端终端装置，其中，在将用户端终端装置的容纳处OSU从切换源OSU切换到切换目的地OSU时，控制器向集线开关发送用于告知切换用户端终端装置的容纳处OSU的容纳处变更指示，并且，对切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，向切换目的地OSU通知所容纳的用户端终端装置的信息，向光开关通知切换目的地OSU和该切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置的信息，从而，集线开关进行发送给切换源OSU所容纳的用户端终端装置的下行信号的缓冲，并且，设定接收用户端终端装置的信息的切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置，并且，光开关将被通知的用户端终端装置连接于切换目的地OSU，结束切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置的设定，并且，光开关结束被通知的用户端终端装置与切换目的地OSU的连接，则控制器向集线开关通知结束从切换源OSU到切换目的地OSU的切换，集线开关将缓冲中的下行信号输出至切换目的地OSU，并且，切换目的地OSU向所容纳的用户端终端装置通知重新开始发送。

[0025] 在根据第一发明的站侧终端装置中，可以基于向光开关通知切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置的信息，光开关将被通知的用户端终端装置连接于切换目的地OSU，控制器向集线开关发送容纳处变更指示，并且，对切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，并且，向切换目的地OSU通知所容纳的用户端终端装置的信息。

[0026] 根据第一发明的光网络系统包括根据本发明的站侧终端装置以及用户端终端装置。

[0027] 根据第一发明的站侧终端装置的OSU切换方法，所述站侧终端装置包括：OSU，容纳任意的用户端终端装置，并接收来自所容纳的用户端终端装置的上行信号，并向所容纳的用户端终端装置发送下行信号；集线开关，将各OSU所接收的上行信号复用化，并且，将下行信号输出至成为该下行信号的发送目的地的用户端终端装置的容纳处OSU；以及，控制器，用于控制各用户端终端装置的容纳处OSU，所述站侧终端装置的OSU切换方法的特征在于，包括：OSU切换步骤，控制器向集线开关发送用于告知切换用户端终端装置的容纳处OSU的容纳处变更指示，并且，向切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，向切换目的地OSU通知所容纳的用户端终端装置的信息，从而，集线开关进行容纳在切换源OSU的发送给用户端终端装置的下行信号的缓冲，同时，设定接收用户端终端装置的信息的切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置；以及，数据输送开始步骤，在结束切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置的设定之后，控制器向集线开关以及切换目的地OSU通知结束从切换源OSU到切换目的地OSU的切换，从而，集线开关将缓冲中的下行信号输出至切换目的地OSU，同时，切换目的地OSU向所容纳的用户端终端装置进行重新开始发送通知。

[0028] 在根据第一发明的站侧终端装置的OSU切换方法中，可以在所述OSU切换步骤中，集线开关在接收到所述容纳处变更指示后，将指向切换源OSU的下行缓冲器切换为指向切换目的地OSU的下行缓冲器，同时，将需要输出至切换目的地OSU的下行信号在指向切换目的地OSU的下行缓冲器中积蓄，并且，对应于切换源OSU的上行或者下行缓冲器中已经积蓄的数据的输出处理结束后，向控制器通知剩余数据处理结束，切换源OSU按照所述发送许可消息的发送停止指示，停止向下属的用户端终端装置发送发送许可消息，并且，积蓄在自身所持有的上行或者下行缓冲器中的上行或者下行信号的输出处理结束后，向控制器通知剩余数据处理结束，在所述数据输送开始步骤中，控制器基于从集线开关以及切换源OSU接收到各自的所述剩余数据处理结束通知以及结束切换目的地OSU的用户端终端装置的设定，向集线开关以及切换目的地OSU进行所述切换结束通知。

[0029] 在根据第一发明的站侧终端装置的OSU切换方法中，可以在所述OSU切换步骤中，控制器向集线开关发送用于告知切换用户端终端装置的容纳处OSU的容纳处变更指示，并且，对切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，向切换目的地OSU通知所容纳的用户端终端装置的信息，向光开关通知切换目的地OSU和该切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置的信息，从而，集线开关进行发送给切换源OSU所容纳的用户端终端装置的下行信号的缓冲，并且，设定接收用户端终端装置的信息的切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置，并且，光开关将被通知的用户端终端装置连接于切换目的地OSU，在所述数据输送开始步骤中，结束切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置的设定，并且，光开关结束被通知的用户端终端装置与切换目的地OSU的连接，则控制器向集线开关通知结束从切换源OSU到切换目的地OSU的切换，集线开关将缓冲中的下行信号输出至切换目的地OSU，并且，切换目的地OSU向所容纳的用户端终端装置通知重新开始发送。

[0030] 在根据第一发明的站侧终端装置的OSU切换方法中，可以在所述OSU切换步骤中，基于向光开关通知切换目的地OSU所容纳的用户端终端装置的信息，光开关将被通知的用户端终端装置连接于切换目的地OSU，控制器向集线开关发送容纳处变更指示，并且，对切换源OSU进行发送许可消息的发送停止指示，并且，向切换目的地OSU通知所容纳的用户端终端装置的信息。

[0031] 根据第二发明的站侧终端装置，其包括：切换源OSU，用于接收来自用户端终端装置的上行信号，并且，将输入的下行信号发送到所述用户端终端装置；切换目的地OSU，接收来自所述用户端终端装置的上行信号，以此代替所述切换源OSU的任意一个，并向所述用户端终端装置发送下行信号；集线开关，将所述切换源OSU以及所述切换目的地OSU所接收的上行信号复用化，并且，将下行信号按照事先规定的各数据分离，并输出至所述切换源OSU以及所述切换目的地OSU中的任一；以及，控制器，检测所述切换源OSU的故障，根据是否有故障，控制所述切换源OSU、所述切换目的地OSU以及所述集线开关的动作，所述站侧终端装置的特征在于，在所述控制器未检测所述切换源OSU的故障的状态下，所述控制器定期或者每当更新信息时读出所述各切换源OSU所具有的、关于所述用户端终端装置的控制、管理或者登录的信息，并进行积蓄，所述控制器监视所述切换源OSU，在所述控制器检测所述切换源OSU的故障的状态下，所述控制器向所述集线开关发出用于告知将下行信号的容纳处从发生故障的所述切换源OSU变更为所述切换目的地OSU的容纳处变更指示，所述集线开关按照所述容纳处变更指示，切换下行信号的容纳处，并且，将发送给切换目的地的下行信号积蓄在下行缓冲器，所述控制器向所述切换目的地OSU写入关于发生故障的OSU的所积蓄的所述信息，所述切换目的地OSU基于所述信息的设定结束，向所述控制器进行反映结束通知，所述控制器根据所述反映结束通知，向切换目的地OSU发送指示，所述切换目的地OSU根据所述发送指示开始与所述用户端终端装置进行收发，所述控制器根据所述反映结束通知向所述集线开关进行切换结束通知，所述集线开关根据所述切换结束通知，对所述切换目的地OSU发送积蓄在所述下行缓冲器中的下行信号之后，向所述集线开关发送所输入的下行信号。

[0032] 在根据第二发明的站侧终端装置中，可以具有N台的所述切换源OSU(N是自然数)，且具有一台所述切换目的地OSU，所述光开关具有：由N个的光输入输出端口构成的第一群光输入输出端口；以及，由N+1个的光输入输出端口构成的第二群光输入输出端口，所述第一群光输入输出端口分别连接于所述用户端终端装置侧，所述第二群光输入输出端口分别连接于所述切换源OSU侧或者所述切换目的地OSU侧，根据来自外部的指示，所述第一群光输入输出端口的任意一个能够与所述第二群光输入输出端口的任意一个结合。

[0033] 在根据第二发明的站侧终端装置中，可以具有N台的所述切换源OSU(N是自然数)，具有一台所述切换目的地OSU，所述光开关具有：由N个的光输入输出端口构成的第一群光输入输出端口；由一个光输入输出端口构成的第二群光输入输出端口；以及，N个的B:2分光器(B为任意的自然数)，所述B:2分光器的2分支中的一个分别连接于所述第一群光输入输出端口，所述B:2分光器的2分支中的另一个分别连接于所述切换源OSU，所述第二群光输入输出端口连接于所述切换目的地OSU侧，根据来自外部的指示，所述第二群光输入输出端口能够与所述第一群光输入输出端口的任意一个结合。

[0034] 第二发明的光网络系统具有根据本发明的站侧终端装置以及用户端终端装置。

[0035] 在第二发明的光网络系统中，可以在所述控制器检测所述切换源OSU的故障时，所述用户端终端装置检测到来自所述切换源OSU的下行信号中断，则将输入所述用户端终端装置的上行信号积蓄在上行缓冲器中，检测到从所述切换源OSU向所述切换目的地OSU的切换，则利用进行该切换之前的关于控制、管理或者登录的信息，开始与切换后的所述切换目的地OSU进行通信，在发送积蓄在所述上行缓冲器的上行信号之后，从所述用户端终端装置向所述切换目的地OSU发送输入所述用户端终端装置中的上行信号。

[0036] 根据第二发明的站侧终端装置的OSU切换方法，所述站侧终端装置包括：切换源OSU，用于接收来自用户端终端装置的上行信号，并且，将输入的下行信号发送到所述用户端终端装置；切换目的地OSU，接收来自所述用户端终端装置的上行信号，以此代替所述切换源OSU的任意一个，并向所述用户端终端装置发送下行信号；以及，集线开关，将所述切换源OSU以及所述切换目的地OSU所接收的上行信号复用化，并且，将下行信号按照事先规定的各数据分离，并输出至所述切换源OSU以及所述切换目的地OSU中的任一；所述站侧终端装置的OSU切换方法的特征在于，包括：监视步骤，在各所述切换源OSU和所述用户端终端装置之间进行信号收发，并且，定期或者每当更新信息时读出所述各切换源OSU所具有的关于所述用户端终端装置的控制、管理或者登录的信息，并进行积蓄，并且，监视所述切换源OSU；OSU切换步骤，在所述切换目的地OSU设定关于发生故障的所述切换源OSU的、在所述监视步骤中积蓄的所述信息，并且，所述集线开关将下行信号的容纳处从发生故障的所述切换源OSU切换到所述切换目的地OSU，并且，将指向切换目的地的下行信号积蓄在下行缓冲器；以及，数据输送开始步骤，所述切换目的地OSU开始与所述用户端终端装置进行收发，所述集线开关向所述切换目的地OSU发送积蓄在所述下行缓冲器中的下行信号之后，向所述集线开关发送所输入的下行信号。

[0037] 在第二发明的站侧终端装置的OSU切换方法中，可以在所述OSU切换步骤中，所述用户端终端装置积蓄所输入的上行信号，在所述数据输送开始步骤中，所述用户端终端装置利用从所述切换源OSU切换到所述切换目的地OSU之前的、关于控制、管理或者登录的信息，开始与切换后的所述切换目的地OSU进行通信，发送在所述OSU切换步骤中积蓄的上行信号之后，发送新输入的上行信号。

[0038] 另外，在可能的情况下，还可以组合上述各发明。

[0039] 发明的效果

[0040] 根据第一发明，将各OSU所具有的ONU信息定期地积蓄在OSU外部，在通过运行操作进行OSU切换时，向预备系OSU反映所述积蓄的ONU信息，并且，与集线开关连动，从而，能够实现OSU切换动作的迅速化。并且，根据第一发明，在进行切换的同时，将到达OLT的发送给切换源OSU下属的ONU的下行数据积蓄在OLT内部的集线开关的缓冲器，直到结束切换为止，从而，能够防止下行帧损耗。相同地，根据第一发明，在进行切换的同时，将切换过程中发生故障的OSU下属的ONU发送的上行数据积蓄在ONU内部的缓冲器中，直到结束切换为止，从而，能够防止上行帧损耗。

[0041] 并且，根据第一发明，将直到发生切换不久为止积蓄在切换源OSU以及集线开关的缓冲器的、发送给切换源OSU下属的ONU的下行数据全部发送给该ONU之后切换路径，或者，事前切换路径之后将发送给切换源OSU下属的ONU的下行数据全部发送给该ONU，从而，能够连续地切换OSU。

[0042] 根据第二发明，由于OSU发生故障而进行切换时，将各OSU所具有的ONU信息定期地积蓄在OSU外部，在OSU发生故障时向预备系OSU反映所述积蓄的ONU信息，并且，与集线开关连动，从而，能够迅速地重新开始数据输送。

[0043] 并且，根据第二发明，在进行切换的同时，将到达OLT的发送给故障OSU下属的ONU的下行数据积蓄在OLT内部的集线开关，直到结束切换为止，从而，能够抑制下行帧损耗。相同地，根据第二发明，在进行切换的同时，将切换过程中故障OSU下属的ONU发送的上行数据积蓄在ONU内部的缓冲器中，直到结束切换为止，从而能够抑制上行帧损耗。

附图说明

[0044] 图1是根据第一发明的实施方式1的光网络所具有的OLT的概略构成示意图。

[0045] 图2示出了根据第一发明的实施方式1的运行(operation)契机的第一切换序列例子。

[0046] 图3示出了根据第一发明的实施方式1的运行契机的第二切换序列例子。

[0047] 图4示出了N＝2时的N:1防护例子。

[0048] 图5示出了根据第一发明的实施方式2的控制器所具有的管理表例子。

[0049] 图6是根据第一发明的实施方式2的OSU故障时的切换动作说明图。

[0050] 图7示出了OSU切换后的管理表例子。

[0051] 图8是根据第一发明的实施方式3的光开关交换比较容易的N:1防护例子。

[0052] 图9示出了根据第一发明的实施方式3的运行契机的切换序列例子。

[0053] 图10示出了根据第一发明的实施方式5的运行契机的切换序列例子。

[0054] 图11示出了根据第一发明的实施方式6的运行契机的切换序列例子。

[0055] 图12示出了根据第二发明的实施方式1的光网络所具有的OLT的概略构成。

[0056] 图13示出了当ONU信息反映时间比光开关切换时间长时的、根据第二发明的实施方式1的OSU故障时的切换序列例子。

[0057] 图14示出了当ONU信息反映时间比光开关切换时间短时的、根据第二发明的实施方式1的OSU故障时的切换序列例子。

[0058] 图15示出了当ONU信息反映时间比光开关切换时间长时的、根据第二发明的实施方式2的OSU故障时的切换序列例子。

[0059] 图16示出了当ONU信息反映时间比光开关切换时间短时的、根据第二发明的实施方式2的OSU故障时的切换序列例子。

[0060] 图17示出了N＝2时的N:1防护例子。

[0061] 图18示出了根据第二发明的实施方式3的控制器所具有的管理表例子。

[0062] 图19是根据第二发明的实施方式3的OSU故障时的切换动作说明图。

[0063] 图20示出了OSU切换后的管理表例子。

[0064] 图21示出了根据第二发明的实施方式4的光开关交换比较容易的N:1防护例子。

[0065] 图22示出了当ONU信息反映时间比光开关切换时间短时的、根据第二发明的实施方式4的OSU故障时的切换序列例子。

[0066] 图23示出了接入网络的构成例。

[0067] 图24示出了N:1防护例。

具体实施方式

[0068] 下面，参照附图说明本发明的实施方式。下面说明的实施方式是本发明的实施例，本发明并不限定于下面的实施方式。另外，在本说明书以及附图中，符号相同的构成因素表示相同的部件。

[0069] (第一发明的实施方式1)

[0070] 图1示出了根据实施方式1的光网络所具有的OLT的概略构成。在根据实施方式1的OLT14中，分别具有(N+1)台的OSU15、切换控制用的一个的控制器20以及一个的集线开关40。各OSU15分别具有PON－IF31、PON信号处理部32以及PON控制部33，控制器20具有OSU/ONU/光开关管理控制部25、运行处理部24以及管理表21，集线开关40具有集线/划分控制部
43、复用部42以及(N+1)个的缓冲器41。缓冲器41具有上行缓冲器以及下行缓冲器。另外，对于说明中不需要的构成，省略其说明。

[0071] 本构成的OLT14以假设适用于采用光开关16的OSU15冗余的PON防护系统中，在这样的系统中进行OSU15的FW更新时，将该OSU15下属的ONU17的连接目的地OSU15连续切换到冗余系OSU15，在这期间更新该OSU15的FW，更新结束后，连续切换回来为目的。另外，在适用该OLT14的PON防护系统中，通过除了上述之外的功能模块等的动作也能够应付PON防护本来的目的、即OSU发生故障时的状况，在这里省略说明以及图示。

[0072] 只要是将OSU15冗余化的PON防护系统，本构成的OLT14还适用于未使用光开关16时。在哪种情况的系统中，本构成的OLT14在进行OSU15的FW更新时，都将该OSU15下属的ONU17的连接目的地OSU15连续切换到冗余系OSU15，在那期间，更新该OSU15的FW，更新结束后，连续地切换回来。

[0073] 光开关16具有OSU15侧的输入输出端口以及ONU17侧的输入输出端口，OSU15侧的输入输出端口通过光纤连接于OSU15，ONU17侧的输入输出端口通过光纤19(并且分光器18)连接于ONU17。

[0074] 下面，对本OLT14的每个功能模块的动作进行说明。

[0075] PON－IF31分别接收来自连接于该PON－IF31的ONU17的光信号的上行帧或者、来自PON信号处理部32的电信号的下行帧，转换为电信号或者光信号之后，输出到PON信号处理部32或者PON－IF31外部(ONU17侧)。并且，接收来自PON控制部33的发光ON/OFF指示，按照该指示，从发光状态停止发光，或者从发光停止状态开始发光。

[0076] PON信号处理部32接收来自PON－IF31的电信号的上行帧，当其为数据帧时，输出至集线开关40的缓冲器41，当数据帧之外(MPCP帧或OAM帧)时输出至PON控制部33，同时，接收来自集线开关40的缓冲器41的电下行数据帧，并将其输出至PON－IF31。并且，定期或者每当从PON控制部33有指示时，将自身所具有的缓冲器的数据积蓄量通知给PON控制部33。

[0077] PON控制部33接收来自PON信号处理部32的MPCP/OAM帧，按照其内容，进行该OSU15下属的ONU17的登录管理或上行宽带分配等的、与ONU17之间进行数据通信所需要的控制，同时，通过该控制，将PON控制部33进行管理并掌握的有关该ONU17的信息(称为ONU信息)定期或者每当更新信息时输出至控制器20的OSU/ONU/光开关管理控制部25。并且，从PON信号处理部32接收缓冲器的数据积蓄信息，其结果，当得知积蓄数据为零时，能够向控制器20的运行处理部24通知结束了缓冲器的剩余数据的处理(缓冲器剩余数据处理结束通知)。当从控制器20的OSU/ONU/光开关管理控制部25传输有ONU信息时，接收该ONU信息，同时，将一直管理并掌握的ONU信息更新为所接收到的ONU信息的内容，结束了该更新，则向OSU/ONU/光开关管理控制部25输出ONU信息反映结束通知。当接收到来自运行处理部24的DBA停止指示时，停止向下属的ONU17发送Gate消息。

[0078] 当从OSU/ONU/光开关管理控制部25发送了切换结束通知发送指示时，接收该指示，向ONU17输出切换结束通知。并且，接收来自OSU/ONU/光开关管理控制部25的发光ON·OFF发送指示，当接收到发光ON发送指示时，向PON－IF31输出发光指示，当接收到发光OFF发送指示时，向PON－IF31输出发光OFF指示。

[0079] OSU/ONU/光开关管理控制部25从PON控制部33接收ONU信息，并且，接收来自运行处理部24的有关切换源OSU15和切换目的地OSU15的信息(切换OSU信息)，并向管理表21输出表更新指示以使其按照其内容更新表。并且，从管理表21取得有关切换源OSU15下属的ONU17的ONU信息，将该ONU信息输送到切换目的地OSU15，同时，接收来自切换目的地OSU15的ONU信息反映结束通知。当接收到来自运行处理部24的光开关16开始路径切换的通知(路径切换开始通知)时，立即将路径切换指示输出至光开关16，以便切换路径。在接收到来自切换目的地OSU15的ONU信息反映结束通知以及光开关16结束路径切换的定时，将切换结束通知输出至集线开关40的集线/划分控制部43。

[0080] 另外，当从光开关16接收到结束了路径切换的通知时，可以将该通知输送到运行处理部24。

[0081] 运行处理部24在通过指定切换源OSU15和切换目的地OSU15的运行投入命令之后，立即，向集线开关40的集线/划分控制部43输出容纳处变更通知，同时，向PON控制部33输出DBA停止指示。并且，向OSU/ONU/光开关管理控制部25输出所投入的命令内容的切换OSU信息。并且，在接收到来自PON控制部33的缓冲器剩余数据处理结束通知以及来自集线开关40的集线/划分控制部43的同样的缓冲器剩余数据处理结束通知后，立即，向OSU/ONU/光开关管理控制部25输出路径切换开始通知。

[0082] 另外，可以在上述的投入运行命令之后，向OSU/ONU/光开关管理控制部25输出路径切换开始通知，并且，可以在从OSU/ONU/光开关管理控制部25接收到光开关16结束路径切换的通知时，向集线开关40的集线/划分控制部43输出容纳处变更通知，同时，向PON控制部33输出DBA停止指示。

[0083] 对于OLT14下属的所有ONU17，管理表21中详细记载各ONU17的ONU信息，并且，还记载各ONU17的连接目的地OSU编号、连接目的地集线开关端口编号、连接目的地光开关输入/输出侧端口编号以及VID编号等。从而，控制器20可以通过管理表21详细掌握所有ONU17以及所有OSU15的物理性连接状况或登录·管理信息等。本管理表21接收到来自OSU/ONU/光开关管理控制部25的表更新指示，按照其内容进行更新。

[0084] 集线/划分控制部43持有通过控制器20事先登录的VID编号、ONU编号的关联以及各ONU17的连接目的地OSU编号以及集线开关端口编号的信息，按照这些信息，向复用部42指示复用部42接收的下行帧的相应的输出目的地缓冲器41。当接收到来自运行处理部24的容纳处变更通知时，按照其内容，对登录在自身的该ONU17的连接目的地OSU编号信息进行变更，同时，停止从对应于切换目的地OSU15的缓冲器41输出下行帧。并且，集线/划分控制部43通过事先设在自身的任意的调度方法，确定积蓄在各缓冲器41的上行帧的发送顺序，并向复用部42通知所确定的发送顺序。并且，掌握集线开关40中的各缓冲器41的数据积蓄量，并且任意的缓冲器41的剩余数据为零时，可以向运行处理部24输出用于通知该内容的缓冲器剩余数据处理结束通知。当接收到来自OSU/ONU/光开关管理控制部25的切换结束通知时，向停止输出下行帧的该缓冲器41发出下行帧的输出许可。

[0085] 复用部42接收来自OLT14的上层的下行数据帧，按照接收帧的VID编号和来自集线/划分控制部43的指示，按照事先规定的各数据分开后输出至相应的缓冲器41，并且，按照集线/划分控制部43通知的发送顺序，向该缓冲器41指示该上行帧的输出，并从这些缓冲器41接收上行帧，依次输出至上层。

[0086] 缓冲器41接收并积蓄来自该PON信号处理部32的上行数据帧，并且，按照复用部42的指示的顺序，输出至复用部42。另一方面，缓冲器41接收并积蓄来自复用部42的下行数据帧，并且，按照复用部42的指示的顺序，输出至该PON信号处理部32。并且，缓冲器41按照来自集线/划分控制部43的输出停止/输出许可的指示，可以停止或开始输出上行/下行帧。

[0087] 通过将由上述动作功能模块构成的OLT14适用于采用光开关16的PON防护的系统，从而，能够连续地进行OSU15的FW更新。

[0088] 根据本实施方式的光网络系统的OSU切换方法以及站侧终端装置的OSU切换方法的顺序是监视步骤、OSU切换步骤、数据输送开始步骤。在正常时，进行监视步骤。当切换源OSU15发生故障时，在进行切换OSU的OSU切换步骤之后，进行数据输送开始步骤。

[0089] 图2示出了采用本OLT14以及光开关16的PON系统中的运行契机的切换序列。在图2，以集线开关40、光开关16、控制器20、切换目的地OSU15、ONU17以及切换源OSU15的各自因素的时间轴为基础，时间轴上的点表示事件(切换命令投入、切换结束等)的发生或结束，因素之间的连接箭头表示交换消息或信息。并且，双方向的细箭头表示状态或动作时间，双方向的粗箭头表示ONU17的状态。另外，为了防止来自切换目的地OSU15的输出光在切换前的阶段与来自切换源OSU15的输出光冲突，在切换前的正常时，切换目的地OSU15与切换源OSU15下属的ONU17之间未确立传送通道，或者，切换目的地OSU15的发送部为发光OFF状态。
本序列图假设的是后者。

[0090] 正常时，切换源OSU15与下属的ONU17之间进行数据通信，基于OSU15对ONU17的宽带分配，来自ONU17的上行数据发送到OSU15。例如，在DBA(Dynamic Bandwidth Allocation)中，在OSU15－ONU17之间交换向OSU15请求上行数据的发送许可的report消息和向ONU17指示发送时刻以及发送数据量的gate消息，从而来自各ONU17的上行数据在分光器18或通用光纤中不会冲突，发送到OSU15。在这样的上行通信控制下，为了通过运行进行切换，一旦向控制器20投入明确了切换源OSU15和切换目的地OSU15的切换命令，则控制器20立即向集线开关40发送与切换源OSU15下属的ONU17相关联的VID编号的容纳处OSU15从切换源OSU15变更为切换目的地OSU15的容纳处变更指示，同时，向相应的切换源OSU15发送DBA停止指示(gate发送停止)。

[0091] 接收到容纳处变更通知的集线开关40将用于积蓄发送给切换源OSU15下属的ONU17的下行帧的缓冲器41从对应于切换源OSU15的缓冲器41(称为切换源下行缓冲器)变更为对应于切换目的地OSU15的缓冲器41(称为切换目的地下行缓冲器)，在切换目的地下行缓冲器中开始积蓄发送给该ONU17的下行帧。从而，停止将来自上层的发送给该ONU17的下行帧积蓄在切换源下行缓冲器，可以避免切换中从上层到达集线开关40的发送给该ONU17的下行帧发生损耗。另外，切换目的地下行缓冲器中的发送给该ONU17的下行帧的积蓄是一直继续，直到从控制器有指示(切换结束通知)，不会输出。对于已经积蓄在切换源上行/下行缓冲器中的上行/下行帧，直到其剩余数据变为零为止，通过集线/划分控制部43，继续发送处理，从而，切换源上行/下行缓冲器中不会发生帧损耗。切换源上行/下行缓冲器的剩余数据变为零，则集线开关40向控制器20发送用于通知结束了该缓冲器41的剩余数据处理的剩余数据处理结束通知消息。

[0092] 接收到DBA停止指示的切换源OSU15停止向下属ONU17发送gate，因此，除了对于已经发送的gate的上行数据之外，切换源OSU15不会再接收新的上行数据。并且，对于来自集线开关40的下行数据，切换源下行缓冲器根据容纳处变更指示不再接收新的下行数据，因此，向切换源OSU15仅发送接收容纳处变更指示前为止停留的下行数据。从而，切换源OSU15除了这些下行数据之外，不再接收新的下行数据。如上所述，切换过程中新的上行/下行数据不会到达切换源OSU15，因此，在接收到DBA停止指示之后继续上述的新的之外的上行/下行数据以及接收DBA停止指示前积蓄在切换源OSU15的上行/下行缓冲器的数据的处理，从而，切换源OSU15的缓冲器中不会发生帧损耗。结束这些剩余数据的处理，切换源OSU15的上行/下行缓冲器的剩余数据变为零，则切换源OSU15向控制器20发送剩余数据处理结束通知消息。

[0093] 切换源OSU15下属的ONU17在接收到切换源OSU15的DBA停止指示后，检测MPCP帧中断，而本系统中采用的ONU17具有例如在已注册(registered)状态时并不是检测MPCP帧中断后立即引起链接中断，而是从register(注册)状态转化到维持链接·认证·加密的状态的功能。该状态转化功能能够防止ONU17的链接中断，不需要在切换后与切换目的地OSU15之间重新进行链接等的作业，即、用于实现连续切换的功能。

[0094] 控制器20在发送容纳处变更指示以及DBA停止指示之后，向切换目的地OSU15输送管理表21中记载的、有关切换源OSU15下属的ONU17的ONU信息。接收到ONU信息的切换目的地OSU15按照其内容进行登录设定，结束后向控制器20发送ONU信息反映结束通知。并且，在接收到来自集线开关40以及切换源OSU15的剩余数据处理结束通知的两个通知的时刻，为了将切换源OSU15下属的ONU17的连接目的地OSU15作为切换目的地OSU15，按照管理表21，向光开关16发出路径切换指示，以便将光开关16的输入输出的连接切换到该路径。光开关16接受该指示，进行路径切换。

[0095] 其次，进行下面说明的数据输送开始步骤。

[0096] 控制器20在发送路径切换指示之后，估计光开关16的路径切换结束时期，向切换目的地OSU15通知切换结束通知发送指示以及发光ON指示。其中，当光开关16在路径切换结束时能够通知控制器20时，还可以采用控制器20接收到该通知之后，向切换目的地OSU15通知切换结束通知发送指示的方法。下面，仅考虑估计光开关16的路径切换结束并进行通知的方法。接受该指示的切换目的地OSU15对于通过路径切换新入到其下属的ONU17，发送告知结束切换的切换结束通知，同时，将自身的发光OFF状态变更为发光ON状态，开始发光。

[0097] 处于链接·认证·加密维持状态的ONU17一旦接收到切换结束通知，则立即恢复到已注册状态，可以在与切换目的地OSU15之间进行数据通信。

[0098] 并且，控制器20在向切换目的地OSU15发送切换结束通知发送指示之后，向集线开关40发送切换结束通知，接收到该通知的集线开关40开始发送积蓄在切换目的地缓冲器41中的、发送给该ONU17的下行数据。

[0099] 通过上述的运行契机的切换序列，即使发送给切换源OSU15下属的ONU17的下行帧在切换过程中到达OLT14的集线开关40，也能够避免这些帧的损耗。并且，对于集线开关40的切换源上行/下行缓冲器以及切换源OSU15的上行/下行缓冲器，在完全处理切换前以及切换开始后不久积蓄的数据之后结束切换，因此，不存在由于切换而在缓冲器发生的损耗。从而，能够连续地进行OSU切换，即、能够连续地进行FW更新。

[0100] 图3示出了在未采用光开关16来实现OSU15冗余化的PON防护系统中适用本构成的OLT14时的、运行契机的切换序列的第二例子。在该例子中，以集线开关40、控制器20、切换目的地OSU15、ONU17以及切换源OSU15的各因素的时间轴为基础，时间轴上的点表示事件(切换命令投入、切换结束等)的发生或结束，连接因素之间的箭头表示消息或信息的交换。

[0101] 在OSU切换步骤中，控制器20向集线开关40发送告知切换ONU17的容纳处OSU15的容纳处变更指示，同时，对切换源OSU15进行发送许可消息的发送停止指示，并且，向切换目的地OSU15通知容纳的ONU17的信息，从而，集线开关40进行对切换源OSU15所容纳的ONU17的下行信号的缓冲，同时，设定接收ONU17的信息的切换目的地OSU15所容纳的ONU17。

[0102] 在数据输送开始步骤中，一旦结束切换目的地OSU15所容纳的ONU17的设定，则控制器20向集线开关40以及切换目的地OSU15通知从切换源OSU15到切换目的地OSU15的切换结束。切换到切换目的地OSU15的切换结束通知还可以是指示切换目的地OSU15所具有的光源开始发光的发光ON指示。接收到切换结束通知的集线开关40将缓冲中的下行信号输出至切换目的地OSU15。接收到切换结束通知的切换目的地OSU15向所容纳的ONU17通知重新开始发送。重新开始发送通知可以是重新开始DBA的Gate消息。

[0103] 另外，控制器20和切换目的地OSU15之间的ONU信息的输送·反映结束通知的消息发送定时并不限定于图2以及图3，如果在从发送DBA停止指示起到发送切换结束通知发送指示/发光ON指示为止的期间内结束ONU信息反映，则可以在任意定时发送。例如，在切换光开关的过程中，可以考虑同时进行ONU信息的输送以及反映结束的定时。

[0104] (第一发明的实施方式2)

[0105] 图4示出了将实施方式1中的切换序列以及OLT构成适用于采用光开关16的PON系统的例子。本实施方式是以图24中的N:1防护为基础的、N＝2的系统，本OLT14中的3台OSU15中的2台OSU15_1以及OSU15_2为正常系OSU，一台OSU15_3为冗余系OSU。假设A＝32，当各正常系OSU15_1～15_2正常时，分别通过2×3光开关16以及PON线路1·PON线路2，容纳32台的ONU17，冗余系OSU15_3通过2×3光开关16未与任何PON线路连接。正常时，2台正常系OSU15_1以及15_2分别向控制器20通知有关下属的ONU17的ONU信息，结果，控制器20持有如图5所示的管理表21。

[0106] 在这样的系统中，例如，更新OSU15_2的FW时，首先，为了将ONU17(ONU33～64)的连接目的地OSU从OSU15_2切换到冗余系OSU15_3，将该内容的命令通过运行操作投入控制器20。之后，参照管理表21，按照图3的切换序列进行处理，图4的系统被切换为图6所示的系统，并且，图5的管理表被更新为图7所示的内容。

[0107] 另外，在本实施方式的系统中，切换源OSU15_2的输出光和切换目的地OSU15_3的输出光不会发生冲突，因此，切换目的地OSU15_3的初始状态可以是发光ON。从而，在本实施方式中，在图3的切换序列，不用从控制器20向切换目的地OSU15_3发送发光ON指示。

[0108] 如上所述，通过连续切换到冗余系OSU15_3，从而，如果在维持OSU2下属的ONU17(ONU33～64)的通信期间进行OSU15_2的FW更新，则可以不发生ONU的通信中断即可进行FW更新。而且，在进行了OSU15_2的FW更新之后，通过同样的运行操作，从冗余系OSU15_3切换到OSU15_2(切换回来)，从而，ONU33～64可以连续地开始与进行FW更新的OSU15_2进行通信。

[0109] (第一发明的实施方式3)

[0110] 图8示出了在与实施方式2不同构成的N:1防护中适用本OLT14以及切换序列的情况。在本实施方式中，采用一台本OLT14、一台N×1光开关16、N个的B:2分光器18(1≤B≤A。但是，考虑成本时，技术上B＞A也可以。)、A×N台以下的ONU17。本OLT14中的N+1台的OSU15中N台为正常系OSU15(OSU1－OSUN)，剩下的一台为冗余系OSU(OSUN+1)。N台的正常系OSU15通过一条PON线路分别连接于N个的B:2分光器18的两侧的一个的端口，一台冗余系OSU15通过一条光纤连接于N×1光开关16的一侧(输入侧)。N个的B:2分光器18的两侧中的另一个端口分别通过一条光纤(称为预备光纤)连接于N×1光开关16的N侧，B:2分光器18的B侧通过最大B条光纤连接于最多B台的ONU17。在建立初期，N×1光开关16的N侧的哪个端口也未与一侧的端口连接路径，以防止来自冗余系OSU15的输出光经过N×1光开关16以及预备光纤在B:2分光器18的下位部分与来自正常系OSU15的输出光冲突。在这样的系统中，正常时，正常系OSU15分别与下属的ONU17进行通信，并不通过光开关16。

[0111] 在本实施方式的系统中，当更新任意的正常系OSU15的FW时，首先，按照与实施方式2相同的方法，进行OSU切换即可。只是，在从作为切换源OSU15的正常系OSU15切换到作为切换目的地OSU15的冗余系OSU15之后，在本实施方式的系统中，切换源OSU15仍然为维持与ONU17之间的物理性路径的状态，因此，来自切换源OSU15的输出光和来自切换目的地OSU15的输出光发生冲突，有可能给通信带来障碍。为了防止这样的事态，可以采用在切换目的地OSU15与ONU17开始数据通信之前，控制器20向切换源OSU15发送发光OFF指示，接收到该指示的切换源OSU15停止发光的方法。从而，如图9所示，本实施方式中的切换序列优选形成为在实施方式1的序列上添加控制器20接收到来自切换源OSU15的剩余数据处理结束通知后，且发送切换结束通知发送指示之前，向切换源OSU15发送发光OFF指示的动作的方式。

[0112] 如上所述，连续进行OSU切换，在切换源OSU15(正常系OSU)下属的ONU17与切换目的地OSU15(冗余系OSU)进行数据通信期间，更新正常系OSU15的FW。在更新正常系OSU15的FW之后，通过与实施方式1相同的运行操作，从冗余系OSU15切换到正常系OSU15(切换回来)，从而，正常系OSU15下属的ONU17能够连续地与进行FW更新的正常系OSU15进行通信。

[0113] (第一发明的实施方式4)

[0114] 本发明的OLT14是难以连续进行的，对应于通常的ONU17，至少与现有的FW更新方法相比，可期待有益效果。上述的通过运行进行的连续切换是假设适用下面的ONU17而得到的。

[0115] 其中，对于图2以及图9的流程中记载的ONU17进行说明。即、ONU17一旦检测到下行MPCP帧中断，则维持链接·认证·加密(有关控制·管理·登录的信息)，并且，在缓冲器中积蓄所接收到的上行帧，直到重新开始发送为止。而且，一旦结束OSU15的切换，则从切换目的地OSU15向ONU17发送下行信号、或者、切换结束通知，从而，ONU17掌握OSU切换结束。因此，ONU17向OSU15利用之前的链接·认证·加密(有关控制·管理·登录的信息)重新开始发送上行帧。从而，能够缩短直到重新开始发送为止的时间，并且，可以获得减少帧缺乏的效果。

[0116] 另外，在各实施方式中对集线开关40与OSU15一起设在OLT14内部的构成进行了说明。与OSU15不同地，即使集线开关40设在OLT14的外部，也可以实现本发明的技术。在这种情况下，如上述般进行OLT14内的控制器20与OLT14外的集线开关40之间的信号的收发以及OLT14内的OSU15与OLT14外的集线开关40之间的信号的收发。

[0117] (第一发明的实施方式5)

[0118] 图10示出了根据本实施方式的运行契机的切换序列。在本实施方式中，在图8所示的利用N×1光开关16从切换源OSU15切换到切换目的地OSU15的光网络系统中，将正常系OSU15中的任意切换到冗余系OSU15。在本实施方式中，在OSU切换步骤之前，切换目的地OSU15为发光OFF状态。

[0119] 在OSU切换步骤中，首先，控制器20向光开关16通知切换目的地OSU15所容纳的ONU17的信息。从而，光开关16将得到通知的ONU17连接于切换目的地OSU15。一旦结束连接，则光开关16向控制器20发送路径切换结束通知。

[0120] 接收到路径切换结束通知的控制器20向集线开关40发送告知切换ONU17的容纳处OSU15的容纳处变更指示，并且，向切换源OSU15进行发送许可消息的发送停止指示，向切换目的地OSU15通知所容纳的ONU17的信息。

[0121] 集线开关40接收到容纳处变更指示后，将指向切换源OSU15的下行缓冲器切换到指向切换目的地OSU15的下行缓冲器，并且，进行发送给切换源OSU15所容纳的ONU17的下行信号的缓冲。这时，当对应于切换源OSU15的上行或者下行缓冲器中存在已经积蓄的数据时，输出至切换源OSU15，在结束该数据的输出处理之后，向控制器20进行剩余数据处理结束通知。

[0122] 切换源OSU15接收发送许可消息的发送停止指示，停止向所容纳的ONU17发送上行信号的发送许可消息。从而，切换源OSU15中所容纳的各ONU17停止向容纳处的ONU15发送上行信号，有上行信号时积蓄在缓冲器中。这时，当存在积蓄在自身持有的上行或者下行缓冲器中的上行或者下行信号时，发送这些信号，结束上行或者下行信号的输出处理后，向控制器20通知剩余数据处理结束。

[0123] 切换目的地OSU15接收所容纳的ONU17的信息，设定容纳的ONU17。结束该设定，则切换目的地OSU15向控制器20通知ONU信息反映结束。

[0124] 控制器20接收来自集线开关以及切换源OSU的各剩余数据处理结束通知的两个通知，并且，从切换目的地OSU15接收到ONU信息反映结束通知，则向集线开关40以及切换目的地OSU15通知切换结束。从而，开始数据输送开始步骤。

[0125] 在数据输送开始步骤中，控制器20向集线开关40以及切换目的地OSU15通知切换结束。这样，集线开关40将缓冲中的下行信号输出至切换目的地OSU15，并且，向切换目的地OSU15容纳的ONU17通知重新开始发送。从控制器20向切换目的地OSU15进行的切换结束通知可以是指示切换目的地OSU15内具有的光源开始发光的发光ON指示。重新开始发送通知还可以是重新开始DBA的Gate消息。

[0126] 在本实施方式中，利用了N×1光开关16，因此，即使在数据通信中的状态下进行光开关16的路径切换，对主信号也不会带来影响。于是，在集线开关40或切换源OSU15开始缓冲之前进行光开关16的路径切换，从而，能够缩短实质性的切换时间(数据导通停止时间)，可以缩减集线开关40或ONU17的缓冲器。

[0127] (第一发明的实施方式6)

[0128] 图11示出了根据本实施方式的运行契机的切换序列。在本实施方式中，在第一发明的实施方式5中，不是从正常系OSU15切换到冗余系OSU15，而是将冗余系OSU15切回到正常系OSU15中的任意一个。

[0129] 在本实施方式中，利用了N×1光开关16，因此，即使利用冗余系OSU15时，各正常系OSU15也与所容纳的ONU17连接。于是，在本实施方式中，以冗余系OSU15的发光OFF且正常系OSU15的发光ON表示实质性切换结束，在OSU切换步骤中不进行光开关16的路径切换。这样切换回来之后，直到下次切换为止，只要维持冗余系OSU的发光OFF状态，则可以不切换光开关16的路径。如果希望将光开关的路径连接状态恢复到初始状态，则在执行数据输送开始步骤之后的数据通信中的状态下，切换光开关16的路径，以防止冗余系OSU15与任意ONU17建立路径。

[0130] 在本实施方式中，可以省略OSU切换步骤中的光开关16的路径切换，因此，能够缩短实质性的切换时间(数据导通停止时间)，能够缩减集线开关40或ONU17的缓冲器。

[0131] (第二发明的实施方式1)

[0132] 图12示出了根据实施方式1的光网络所具有的OLT的概略构成。在根据实施方式1的OLT14中，分别具有(N+1)台的OSU15、切换控制用的一个控制器20以及一个集线开关40。各OSU15分别具有PON－IF31、PON信号处理部32以及PON控制部33，控制器20具有切换控制部23、障碍检测部22以及管理表21，集线开关40具有集线/划分控制部43、复用部42以及N+1个的缓冲器41。缓冲器41具有上行缓冲器以及下行缓冲器。另外，省略说明中不需要的构成。

[0133] 另外，本构成的OLT14是假设适用于利用光开关16的PON系统中的，在这样的系统中，以当发生OSU故障时不会发生ONU17的链接中断，可高速进行OSU15切换为目的。光开关16具有OSU15侧的输入输出端口以及ONU17侧的输入输出端口，OSU15侧的输入输出端口通过光纤连接于OSU15，ONU17侧的输入输出端口通过光纤19(并且分光器18)，连接于ONU17。

[0134] 另外，只要是实现OSU15的冗余化的PON防护系统，本构成的OLT14还可以适用于未利用光开关16的情况。在哪个系统中，在发生OSU故障时，本构成的OLT14都不跟随发生ONU17的链接中断，高速进行OSU15切换。

[0135] 下面，假设将本OLT14适用于利用光开关16的系统中，对每个功能模块的动作进行说明。

[0136] PON－IF31分别接收来自连接于该PON－IF31的ONU17的光信号的上行帧或者、来自PON信号处理部32的电信号的下行帧，转换为电信号或者光信号之后，输出至PON信号处理部32或者PON－IF31外部(ONU17侧)。

[0137] PON信号处理部32接收来自PON－IF31的电信号的上行帧，当其为数据帧时，输出至集线开关40的缓冲器41，数据帧之外(MPCP帧或OAM帧)时，输出至PON控制部33，并且，接收来自集线开关40的缓冲器41的电下行数据帧，并将其输出至PON－IF31。

[0138] PON控制部33接收来自PON信号处理部32的MPCP帧或OAM帧，按照其内容，进行该OSU15下属的ONU17的登录管理或上行宽带分配等与ONU17之间进行数据通信所需的控制，同时，将通过该控制PON控制部33所管理并掌握的有关该ONU17的信息(称为ONU信息)定期或者每当更新信息时输出至控制器20的切换控制部23。并且，检测该OSU15中是否发生障碍，当发生了障碍时，向控制器20的障碍检测部22输出警报信号。并且，切换控制部23向PON控制部33输送ONU信息，则接收到该ONU信息的PON控制部33按照所接收到的ONU信息的内容更新一直管理·掌握的ONU信息，在结束该更新，则向切换控制部23输出反映结束通知。并且，PON控制部33在从切换控制部23发送有切换结束通知发送指示时接收该指示，并且，将切换结束通知(通过PON－IF31)输出至ONU17。

[0139] 障碍检测部22在接收到来自OSU15的PON控制部33的警报信号时，向切换控制部23输出告知该OSU15发生障碍的障碍通知。

[0140] 切换控制部23从PON控制部33接收ONU信息，并向管理表21输出表更新指示，以便按照其内容更新表。并且，切换控制部23在来自指定的OSU15的ONU信息通知被中断时，或者，从障碍检测部22接收到有关指定的OSU15的障碍通知时，识别并检测出该OSU15的故障，向集线开关40的集线/划分控制部43输出容纳处变更指示，并且，从管理表21获得有关故障的OSU15下属的ONU17的ONU信息，并将该ONU信息输送至切换目的地OSU15。并且，切换控制部23在接收到来自切换目的地OSU15的PON控制部33的反映结束通知后，或者，在任意定时，向光开关16输出路径切换指示。另外，在接收到来自切换目的地OSU15的反映结束通知以及结束光开关16的路径切换的定时，切换控制部23可以向集线开关40的集线/划分控制部43输出切换结束通知。

[0141] 管理表21中指向OLT14下属的所有ONU17详细记载各ONU17的ONU信息，并且，还记载有各ONU17的连接目的地OSU编号、连接目的地集线开关端口编号、连接目的地光开关输入/输出侧端口编号以及VID编号等。从而，控制器20通过管理表21，能够详细掌握所有ONU17以及所有OSU15的物理性连接状况或登录·管理信息等。本管理表21接收到来自切换控制部23的表更新指示，则按照其内容更新该管理表21。

[0142] 集线/划分控制部43持有通过控制器20事先登录的VID编号和ONU编号的关联以及各ONU17的连接目的地OSU编号/集线开关端口编号的信息，按照这些信息，向复用部42指示复用部42所接收的下行帧的相应的输出目的地缓冲器41。当接收到来自切换控制部23的容纳处变更指示时，按照其内容，更新登录在自身中的该ONU17的连接目的地OSU编号信息，同时，停止从对应于切换目的地OSU15的缓冲器41输出下行帧。并且，集线/划分控制部43按照自身中事先设定的任意的调度方法，确定积蓄在各缓冲器41的上行帧的发送顺序，并向复用部42通知所确定的发送顺序。当接收到来自切换控制部23的切换结束通知时，对于停止输出下行帧的该缓冲器41发出下行帧的输出许可。

[0143] 复用部42接收来自OLT14的上层的下行数据帧，按照接收帧的VID编号和来自集线/划分控制部43的指示，输出至相应的缓冲器41，并且，按照集线/划分控制部43通知的发送顺序，按照事先规定的各数据分开，向该缓冲器41指示输出上行帧，并接收来自这些缓冲器41的上行帧，依次输出至上层。

[0144] 缓冲器41接收·积蓄来自该PON信号处理部32的上行数据帧，并且，按照复用部42的指示依次输出至复用部。另一方面，缓冲器41接收·积蓄来自复用部42的下行数据帧，并且，按照复用部42的指示依次输出至该PON信号处理部32。并且，缓冲器41按照来自集线/划分控制部43的输出停止/输出许可的指示，可以停止或开始输出帧。

[0145] 通过将由上述的动作功能模块构成的OLT14适用于利用光开关16的PON系统，从而，防备OSU15故障，实现OSU15冗余化，并且，实现OSU15故障时的高速切换，从而能够实现抑制切换中的帧损耗的PON防护。

[0146] 根据本实施方式的光网络系统的OSU切换方法以及站侧终端装置的OSU切换方法依次具有监视步骤、OSU切换步骤、数据输送开始步骤。在正常时，进行监视步骤。在切换源OSU15发生故障时，在进行切换OSU的OSU切换步骤之后，进行数据输送开始步骤。

[0147] 图13示出了在采用本OLT14以及光开关16的PON系统中OSU15发生故障时的切换序列。在图13中，以集线开关40、控制器20、切换源OSU15、切换目的地OSU15、光开关16以及ONU17的各自的因素的时间轴为基础，时间轴上的点表示事件(发生障碍、切换结束等)发生或结束，连接因素之间的箭头表示消息或信息的交换。并且，双方向细箭头表示状态或动作的时间，双方向粗箭头表示ONU17的状态。

[0148] 其中，作为OSU15故障，假设发生电源中断故障(假设立即停止动作)，并且，作为检测OSU15故障的导火索(trigger)，假设控制器20检测到从OSU15(切换源OSU)到控制器20的ONU信息通知中断。

[0149] 正常时，切换源OSU15例如相隔一定时间向控制器20通知有关下属ONU17的ONU信息。但是，由于切换源OSU15发生了故障，切换源OSU15无法向控制器20通知ONU信息，控制器20基于在一定时间内未得到来自切换源OSU15的ONU信息通知来检测切换源OSU15的故障。

[0150] 其中，由于切换源OSU15发生故障，其下属的ONU17检测下行信号接收中断/下行接收光功率下降等，但是，本系统中利用的ONU17即使在例如Register状态时检测到该状态，也不会立即引起链接中断，而是具有从Register状态转化为维持链接·认证·加密的状态的功能。该状态转化功能是用于防止ONU17的链接中断，不需要在切换后与切换目的地OSU15之间重新建立链接等的重新连接作业的功能，即、是一种用于实现高速切换的功能。并且，如果能够检测到OSU15－控制器20之间的keep-alive中断，则无需一定要将ONU信息通知中断作为故障检测契机。

[0151] 检测到切换源OSU15的故障的控制器20立即向集线开关40通知变更帧的容纳处。接收到容纳处变更指示的集线开关40将发送给切换源OSU15下属的ONU17的下行帧的积蓄目的地的缓冲器41从与切换源OSU15相关联的缓冲器41(称为切换源缓冲器)变更为与切换目的地OSU15相关联的缓冲器41(称为切换目的地缓冲器41)，在切换目的地缓冲器41开始积蓄发送给该ONU17的下行帧。从而，能够防止来自上层的、发送给切换源OSU15下属的ONU17的下行帧积蓄在切换源缓冲器41。即使该切换源缓冲器41中已经积蓄有帧，但是这些下行帧不会到达该ONU17，因此，通过立即变更帧的容纳处，能够抑制切换过程中产生帧损耗。另外，切换目的地缓冲器41中继续积蓄发送给该ONU17的下行帧，直到从控制器20发送指示(切换结束通知)，不会进行输出。

[0152] 并且，控制器20向切换目的地OSU15输送记载在管理表21中的、有关切换源OSU15下属的ONU17的ONU信息。接收到ONU信息的切换目的地OSU15按照其内容进行登录设定，结束后向控制器20发送反映结束通知。

[0153] 控制器20接收到反映结束通知之后，为了将发生故障的OSU15下属的ONU17的连接目的地OSU15切换到切换目的地OSU15，按照管理表21，向光开关16发出路径切换指示，以便将光开关16的输入输出的连接切换到该路径。

[0154] 光开关16接受该指示后进行路径切换。

[0155] 其次，进行下面说明的数据输送开始步骤。

[0156] 控制器20在发送路径切换指示之后，估计结束光开关16的路径切换的时期，向切换目的地OSU15通知切换结束通知发送指示。其中，当在光开关16结束路径切换时能够通知给控制器20时，还可以采用控制器20接收到该通知之后，向切换目的地OSU15通知切换结束通知发送指示的方法。下面，仅考虑估计光开关16结束路径切换的时期并进行通知的方法。接收到该指示的切换目的地OSU15向通过路径切换新入到其下属的ONU17发送用于告知结束切换的切换结束通知。

[0157] 处于链接·认证·加密维持状态的ONU17接收到切换结束通知后立即恢复到Register状态，可与切换目的地OSU15进行数据通信。

[0158] 并且，从控制器20向集线开关40以同样的定时发送切换结束通知，接收到该通知的集线开关40开始发送积蓄在切换目的地缓冲器41中的发送给该ONU17的下行数据。

[0159] 由于上述的切换序列，可以抑制切换过程中发生到达OLT14的下行帧发生损耗，并且，由于切换时不产生ONU17的链接中断，因此，切换结束后可以立即重新开始数据通信。

[0160] 另外，控制器20向切换目的地OSU15输送ONU信息起到发送切换结束通知发送指示为止的期间的消息发送顺序并不限定于图13，还可以按照图14进行。图13的序列是适用于切换目的地OSU15中的ONU信息反映时间(接收来自控制器20的ONU信息输送起到向控制器20发送ONU信息反映结束通知为止的时间)比光开关切换时间(接收来自控制器20的路径切换指示起到路径切换结束为止的时间)充分长的情况的序列，通过在ONU信息反映中结束光开关16的路径切换，从而能够缩短总的切换时间。另一方面，图14的序列是适用于光开关切换时间比ONU信息反映时间充分长的情况的序列，通过在路径切换过程中结束ONU信息反映，从而，同样可以缩短总的切换时间。

[0161] 如上所述，基于依赖于所采用的光开关16的性能的光开关切换时间和依赖于连接在每台OSU的ONU17的台数的ONU信息反映时间，选择图13或者图14中的最佳序列，并行ONU信息反映和光开关16的路径切换，从而能够实现高速切换。

[0162] 并且，在本实施方式中，说明了装载有集线开关40的OLT14，但是，只要在OSU15－集线开关40－控制器20之间能够实现上述的动作或控制，则无需一定要将集线开关40装载于OLT14的内部。例如，作为可代替在OLT14装载集线开关40的方案，可以采用将L2SW12配置在OLT14的上层，并适用PON防护的网络构成。这时，OLT14的控制器20以及OSU15和上层L2SW12彼此合作进行上述的动作、控制以及切换序列，则能够实现与本实施方式相同的效果(OSU15发生故障时的高速切换、切换时抑制帧损耗)。在后面说明的实施方式中也相同，所以省略说明。

[0163] (第二发明的实施方式2)

[0164] 在实施方式1中，作为OSU15故障的检测契机采用了ONU信息通知中断，还可以是例如，PON－IF31中的接收部发生故障等一部分的功能发生故障时也采用ONU信息通知的故障模式，这时，无法将ONU信息通知中断作为故障检测契机。于是，仅限于指定的故障模式，OSU15自身检测故障，检测到故障时向控制器20发送警报信号，从而，控制器20检测·识别OSU15故障。

[0165] 图12中的OSU15的PON控制部33具有检测自身的故障以及发送警报功能，因此，在本实施方式中，OLT构成与图12相同。关于切换序列，故障检测部分与实施方式1不同，图15以及图16示出了本实施方式中的切换序列。图15示出了ONU信息反映时间比光开关切换时间长的情况，图16示出了相反的情况。图15、图16的故障检测部分的序列相同，首先，切换源OSU15检测产生在自身的指定功能的异常，向控制器20发送告知该异常的警报信号。控制器20接收到该警报信号后，检测·识别切换源OSU15的故障，立即向集线开关40发送容纳处变更指示。之后的序列与图13或者图14相同，因此在这里省略其说明。

[0166] 将上述的切换序列以及图12的OLT构成适用于利用光开关16的PON防护，从而，即使是不导致ONU信息通知中断的OSU15故障，也可以实现高速且抑制帧损耗的OSU15切换。

[0167] (第二发明的实施方式3)

[0168] 图17示出了将实施方式1以及实施方式2中的切换序列以及OLT构成适用于利用光开关16的PON系统的例子。本实施方式是以图23中的N:1防护为基础的N＝2的系统，本OLT14中的3台的OSU15中的2台OSU15_1以及OSU15_2为正常系OSU，一台OSU15_3为冗余系OSU。A＝32，当各正常系OSU15_1以及15_2为正常时，通过2×3光开关16以及支线1或者支线2分别容纳32台的ONU17，冗余系OSU15_3为未通过2×3光开关16与任何支线连接的状态。正常时，2台正常系OSU15_1以及15_2分别向控制器20通知关于下属的ONU17的ONU信息，其结果，控制器20持有图18所示的管理表21。

[0169] 在这样的系统中，例如，当OSU15_2发生故障时，控制器20通过实施方式1或者实施方式2记载的切换序列，检测OSU故障。通过管理表21以及初始设定，控制器20事先掌握了OSU15_2的连接状况以及OSU15_3未连接于支线且连接于集线开关40的端口3，所以判断将光开关16中的输出侧端口2的连接目的地输入侧端口编号从2变更为3即可。根据实施方式1或者实施方式2记载的切换序列，最终，图17所示的系统变更为图19所示的系统，并且，图18的管理表变更为图20所示的内容。

[0170] 如上所述，本发明的OLT14以及切换序列可以适用于现有的N:1防护方式，并且，可以实现比现有方式更加高速且抑制帧损耗的OSU切换。

[0171] (第二发明的实施方式4)

[0172] 在将本OLT14以及切换序列适用于实施方式3的N:1防护方式的构成中，存在正常时N×(N+1)光开关16发生故障，则所有ONU17的通信被中断的问题。并且，当由于这样的光开关故障更换为新的光开关16时或者为了维修从系统中拆卸光开关16时，也发生ONU17的通信中断。于是，图21示出了在这样的情况下也不会发生通信中断等问题，能够简单地更换光开关16的N:1防护。

[0173] 在本实施方式中利用一台的本OLT14、一台的N×1光开关16、N个的B:2分光器18(1≤B≤A。但是，不考虑成本时，技术上B＞A也可以。)、A×N台以下的ONU17。本OLT14中的N+1台的OSU15中，N台为正常系OSU15(OSU1～OSUN)，一台为冗余系OSU15(OSUN+1)。N台的正常系OSU15通过一条支线分别连接于N个的B:2分光器18的两侧中的一个端口，一台的冗余系OSU15通过一条支线连接于N×1光开关16的一侧(输入侧)。N个的B:2分光器的两侧中的另一个端口分别通过一条光纤(称为预备光纤)连接于N×1光开关16的N侧，B:2分光器18的B侧通过最多B条的光纤连接于最多B台的ONU17。在建立初始，N×1光开关16的N侧的哪个端口也未与一侧的端口连接路径，以使来自冗余系OSU15的输出光经由N×1光开关16以及预备光纤在B:2分光器18的下位部分与来自正常系OSU15的输出光不冲突。

[0174] 另外，在建立初期，还可以使冗余系OSU15处于发光OFF的状态，以使来自冗余系OSU15的输出光经由N×1光开关16以及预备光纤在B:2分光器18的下位部分与来自正常系OSU15的输出光不冲突。

[0175] 通过这样的系统，正常时，正常系OSU15能够分别与下属的ONU17进行通信，而不通过光开关16。因此，即使在正常时发生光开关故障，ONU17的通信也不会受到影响。而且，为了更换·维修等将光开关16从系统拆卸时，不会给正常系OSU15－ONU17之间的通信带来影响，因此，不用考虑通信中断，可按照使用者的情况进行作业。

[0176] 并且，在本实施方式中，通过预备光纤支线也被冗余，因此，即使在发生了支线中断时，也能够通过光开关16的路径切换来防止ONU17的通信中断。其中，作为检测支线中断的导火索，还可以采用连接该支线的OSU15检测到来自下属的所有ONU17的同时信号中断(在检测到来自任意第一台ONU17的上行信号中断之后，在一定的时间间隔之内，检测到来自其他所有ONU17的上行信号中断)的情况等。检测到支线中断的该OSU15向控制器20通知警报信号，从而，控制器20检测·识别该支线的异常，开始切换动作。控制器20检测支线中断之后的序列与实施方式2中的图15或者图16相同。

[0177] 关于OSU15发生故障时的切换，本实施方式与实施方式3的构成不同，支线不通过光开关16，因此，在进行光开关16的路径切换之后，切换源OSU15是与ONU17维持物理性路径的状态。因此，例如无线电收发机之外的指定功能发生故障等、在切换后切换源OSU15和ONU17之间也无法进行通信的故障模式，由于来自切换源OSU15的信号，有时切换目的地OSU15和ONU17之间的数据通信出现不良状况。为了防止这样的事态发生，可以采用在开始切换目的地OSU15与ONU17的数据通信之前，停止切换源OSU15的电源或发送部的方法。从而，本实施方式中的切换序列优选在图13～图16的序列上分别添加从控制器20向切换源OSU15发送停止电源或者停止发送部的指示。其中，将两者统称为“输出光停止指示”，图22示出了仅以图16所示的序列为基础的本实施方式中的切换序列。另外，输出光停止指示的发送定时并不限定于图22(在输送路径切换指示和ONU信息之间发送)，在检测故障之后(接收到来自切换源OSU15的警报之后)的任意定时进行发送也可以。但是，在具有内部电容器的OSU15时，在停止电源之后也可以进行一定时间的动作，因此，在控制器20检测到故障之后，优选尽快地向发生故障的OSU15发送输出光停止指示。

[0178] 作为本实施方式的序列图，图22仅示出了以图16的序列为基础的例子，但是以图13、图14、图15的序列为基础的例子也可适用于图22(在这里省略图示)。

[0179] (第二发明的实施方式5)

[0180] 通常的ONU17也对应于根据本实施方式的OLT14，但是，如果适用假设上述OSU15故障的ONU17，则可以获得更加有益效果。

[0181] 其中，对图13、14、15、16、22的流程中记载的ONU17进行说明。即、ONU17一旦检测到下行信号中断，则维持链接·认证·加密(有关控制·管理·登录的信息)，并且，直到重新开始发送为止，在ONU17内的缓冲器中继续积蓄所接收的上行帧。而且，一旦结束OSU15的切换，从切换目的地OSU15向ONU17发送下行信号或者切换结束通知，从而，ONU17掌握OSU15的切换结束。于是，ONU17利用之前的链接·认证·加密(有关控制·管理·登录的信息)向OSU15重新开始发送上行帧。从而，可以缩短到重新开始发送为止的时间，并且，可以获得减少帧缺乏的效果。

[0182] 如上所述，在本实施方式的构成的N:1防护中，不仅可以应付OSU15故障，还可以应付支线中断，并且，正常时即使光开关发生故障，也不会给数据通信带来影响，具有可以按照使用者的情况更换光开关16的优点。

[0183] 另外，在各实施方式中，对集线开关40与OSU15一起设在OLT14内的构成进行了说明。集线开关40即使与OSU15分开设在OLT14的外部，也可以实现本发明的技术。这时，也可以按照上述进行OLT14内的控制器20－OLT14外的集线开关40之间的信号的收发以及OLT14内的OSU15－OLT14外的集线开关40之间的信号的收发。

[0184] 产业上的可利用性

[0185] 本发明可以适用于信息通信产业。

[0186] 附图标记

[0187] 10:光传送通道

[0188] 11:PON

[0189] 12:L2SW

[0190] 13:核心网

[0191] 14:OLT

[0192] 15、15_1、15_2、15_3:OSU

[0193] 16:光开关

[0194] 17:ONU

[0195] 18:分光器

[0196] 19:光纤

[0197] 20:控制器

[0198] 21:管理表

[0199] 22:障碍检测部

[0200] 23:切换控制部

[0201] 24:运行处理部

[0202] 25:OSU/ONU/光开关管理控制部

[0203] 31:PON－IF

[0204] 32:PON信号处理部

[0205] 33:PON控制部

[0206] 40:集线开关

[0207] 41:缓冲器

[0208] 42:复用部

[0209] 43:集线/划分控制部

光网络系统转让专利

申请号 : CN201280040836.3

文献号 : CN103918226B

文献日 : 2017-08-22

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发明人 : 光井隆 , 深田阳一 , 坂本健 , 吉本直人

申请人 : 日本电信电话株式会社

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