站側終端裝置以及路徑切換方法
【專利摘要】本發明提供站側終端裝置以及路徑切換方法，即使在收容的ONU的臺數較多的情況下，也能夠不產生數據包丟失地動態地變更與ONU的連接。OLT(100)具備多個OSU(200)和OSU分配部(120)。多個OSU(200)分別具備包括通過隊列(222)和1個以上的切換隊列(224)的緩沖部(220)、將發往切換對象的ONU的數據包送至切換隊列，將發往非切換對象的ONU的數據包送至通過隊列的ONU分配部、以及從切換隊列以及上述通過隊列讀出數據包的調度程序部(250)。OSU分配部將接受到的數據包送至登錄有該數據包的目的地ONU的OSU。
【專利說明】站側終端裝置以及路徑切換方法
【技術領域】
[0001]該發明涉及能夠動態地切換與用戶側終端裝置的連接的站側終端裝置、以及切換用戶側終端裝置與站側終端裝置之間的連接的路徑切換方法。
【背景技術】
[0002]近年來，以向一般的私人住宅提供高速、高帶寬的寬帶服務為目的而在傳輸線路中使用了光纖的被稱作？了報(打“!" 10 11！6 1101116:光纖到戶)的服務普及開來。在基于？11?的寬帶服務的提供中，多利用被稱作無源光用戶網絡0的1(331他切04:無源光網絡)的光接入網。
[0003]？0^通過使用被稱作光分路器(光耦合器)的光無源元件使1根光纜分支，來將一個站側終端裝置(01111116 161^1的1:光線路終端)與多個用戶側終端裝置(0^11:0^)1:1081 1)=11::光網絡單元)以一對多的方式進行連接而構成。在？0^中，通過多個用戶共享光纖、011等，能夠經濟地提供服務。
[0004](10 千兆以太網)(注冊商標)？0⑷的例如，參照非專利文獻1)。在該非專利文獻1所記載的？0~中，在從0斯朝向011'的通信(上行通信)中使用10嫩(111116 01^181011 11111:11)16 4(3(3688:時分多址)技術，來避免來自各0X1的信號的沖突。使用該10嫩技術的？0~也被稱作11)1 一 ？0~。
[0005]并且，為了應對將來的光接入網中的通信需求的增大，關于作為傳輸速率超過10(?% 的下一代的？0^，使用 101(1^61611^11 01^181011 11111:11)16x1118:波分復用)技術將多個101 — ？0^構建在一個？0~基礎構架上的101/101 —一 ？0吣的研究開發正在進展(例如，參照專利文獻1)。通過使用1101 — ？0化能夠增大？0~基礎構架中的傳輸容量。
[0006]在專利文獻1所示的1101 — ？0~中，011由多個光收發器和控制1101 — ？0^的控制裝置構成。各光收發器經由光耦合器與多個0X1連接。
[0007]關于上行通信，固定地分配011的各光收發器的接收波長，以使得011的各光收發器的接收波長不重疊。在該情況下，通過變更0X1的光收發器的發送波長，能夠動態地切換011的各光收發器與0X1的連接。關于從0口朝向0X1的通信(下行通信)，也與上行通信相同，固定地分配0口的各光收發器的發送波長，并且變更0X1的光收發器的接收波長，由此能夠動態地切換0口的各光收發器與0X1的連接。因此，1101 一 ？0^具有與流量變動相對應的負載分配、故障時的基于路徑切換的高可靠性、在低負載時由光收發器、設備電路的睡眠所帶來的節省電力等優點。
[0008]這里，在1101 — ？中，例如在動態地切換關于下行通信的0口與0X1的連接時，進行01^的光收發器的切換和0X1的接收波長的切換。在0X1的接收波長從切換前波長到切換為切換后波長為止的切換時間中，在0X1中不能接收下行通信的數據包(以下，簡稱為下行數據包。但是，在多媒體應用等中，在服務品質方面，希望在切換時間中不產生數據包丟失，要求無中斷的切換處理。
[0009]因此，為了避免切換時間中的下行通信的數據包丟失，需要在切換時間中，在01丁中對發往切換對象的0X1的數據包進行緩沖。
[0010]作為對輸入的數據包進行緩沖，并且切換通信路徑的方法，提案有在對路徑進行切換的開關的前段具有緩沖器，并根據輸入的數據包的目的地利用開關來切換路徑的技術(例如，參照專利文獻2、。
[0011]專利文獻1:日本特開2011 — 55407號公報
[0012]專利文獻2:日本特開平10 — 229404號公報
[0013]非專利文獻 1:1222 (1 = 81:11:111:6 0？ ￡1601:1-1081 811(1 ￡1601:1-0111088七4802.3^ — 2009
[0014]在這里，在1聊1 一 ？0^中，011以0顯單位識別下行數據包，并向分配有與該時刻的0X1的接收波長相當的發送波長的光收發器分配數據包。
[0015]為了在1101 — ？0^中進行無中斷的路徑切換，在應用上述的專利文獻2所公開的結構的情況下，需要搭載收容于1101 — ？0^的0X1的臺數數量的開關前段的緩沖器。因此，在收容的0X1的臺數較多的情況下，電路規模增大。另外，在各緩沖器中，需要能夠保持切換時間的量的數據包的容量，所以在切換所需要的時間較長的情況下，需要較大的緩沖器容量。電路規模、緩沖器容量的增大在裝置實現性的方面成為課題。
[0016]另一方面，若應用共享緩沖器的共享緩沖器方式，則隨著收容的0X1的臺數的增力口，地址管理信息增大。因此，在收容的0X1的臺數較多的情況下，對于地址管理用，需要較大的存儲器，這在裝置實現性的方面成為課題。
【發明內容】
[0017]該發明是鑒于上述的問題點而完成的。該發明的目的在于不增大電路規模地提供即使在收容的0X1的臺數較多的情況下，也能夠不產生數據包丟失地動態地變更與0X1的連接的01^、和變更0斯與0口之間的連接的路徑切換方法。
[0018]為了實現上述目的，該發明的011'具備多個終端裝置(031181113801-1)361-
1)1111::光用戶單元)和0311分配部。多個0311分別具備:緩沖部，其包括通過隊列
0116116)和1個以上的切換隊列分配部，其將發往切換對象的0X1的數據包送至切換隊列，將發往非切換對象的0X1的數據包送至通過隊列；以及調度程序部，其從切換隊列以及通過隊列讀出數據包。0%分配部將接收到的數據包送至登錄有該數據包的目的地0X1的0別。
[0019]另外，該發明的路徑切換方法例如通過具備上述的011的網絡來實施，并具備以下的過程。
[0020]08^分配部將發往切換對象的0X1的數據包的發送目的地從切換源0%變更為切換目的地0%。切換目的地0%所具備的0X1分配部參照學習表，在切換對象的0X1學習完畢的情況下，將發往該0X1的數據包送至學習完畢的處理隊列，在切換對象的0X1未學習的情況下，將發往該0X1的數據包送至未使用的處理隊列，并且將該處理隊列登錄到學習表。
[0021]在積蓄于切換源0%的發往切換對象的0X1的數據包的量成為0后，切換目的地08^開始發往切換對象的0X1的發送。
[0022]在處理隊列所積蓄的發往切換對象的0X1的數據包的量成為0后，從學習表釋放切換對象的0X1，并經由通過隊列進行發送。
[0023]根據該發明的011以及路徑切換方法，能夠限制同時進行切換處理的0X1的臺數，并能夠使切換處理中的保持數據包的切換隊列少于被收容的0X1的臺數數量。
[0024]另外，由于隊列數被削減，所以能夠削減緩沖器的地址管理所需要的存儲器容量。由此，能夠經濟地提供能夠無中斷切換的01丁。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是用于說明I'胃01 — ？0^的示意圖。
[0026]圖2是用于說明路徑切換方法的示意圖。
[0027]附圖標記說明:10…丁麗一？0?；100 —011 ；110…110識別部；120…0別分配部；130…光發送器；140…0口控制部；200…0% ；210…0斯分配部；220…緩沖部；222…通過隊列；224…切換隊列；250…調度程序部；260…控制信號生成部；300…圓；330…光接收器；400…光分路器。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照附圖，對該發明的實施方式進行說明，但各圖不過是簡要地表示到能夠理解該發明的程度的圖解。另外，以下，對該發明的優選結構例進行說明，但數值的條件等只不過是優選例。因此，該發明并不限定于以下的實施方式，在不脫離該發明的結構的范圍內能夠進行可達到該發明的效果的較多的變更或者變形。
[0029]參照圖1，對具備該發明的011的1101 — ？0^的結構例進行說明。圖1是用于說明丁101 — ？0^的示意圖。1101 — ？0^是使用了 ？0~系統的光接入網。在1101 — ？中，收發從011朝向0X1的下行信號和從0X1朝向011的上行信號。另外，上行信號和下行信號包括在與0口連接的上一級網絡(省略圖示。)和與0X1連接的用戶終端等(省略圖示。)之間進行收發的數據信號、和用于確立？鏈路的控制信號。這里，關于下行信號所包含的數據信號(以下，有時也稱為下行數據包。)進行說明，省略關于上行信號以及下行信號所包含的控制信號的說明。
[0030]1101 — ？0^10具備一個011100、多個0斯300 — 1?111(111是2以上的整數)、以及作為光無源元件的光分路器400。01X100與光分路器400之間、以及0斯300 — 1?0與光分路器400之間分別由光纖連接。
[0031]01X100具備1110識別部110、08^分配部120、多個08^200 — 1?11(11是2以上的整數)、多個光發送器130 — 1?II以及0口控制部140而構成。
[0032]1110識別部110與0別分配部120連接。110識別部110基于從上一級網絡輸入的下行數據包的識別信息，識別目的地0X1。作為下行數據包的識別信息，例如能夠使用包含于以太網(注冊商標)的數據包(幀)的乂!^^ 10010)0 110識別部110具有在乂10與邏輯鏈路標識符(110山00(^1 11^ 10)之間建立對應的110識別表112。基本上，1110被以1對1的方式分配給連接的口。因此，1110識別部110使用110識別表112，能夠根據下行數據包的^10識別目的地0^^300。1110識別部110將分配給目的地0^^300的110附加到下行數據包，并送至0%分配部120。
[0033]08^分配部120與多個03^200 — 1?II連接。在I'胃01 — ？0^10中，各0斯300 —1?III被登錄到多個03口200 — 1?II中的任一個。0%分配部120具有在110與0%之間建立對應的110分配表122。08^分配部120使用110分配表122，根據接收到的下行數據包的110，來識別登錄有目的地(^[300的0%200。0%分配部120將下行數據包送至識別出的03口200。
[0034]03口200 — 1?II以1對1的方式與光發送器130 — 1?II連接。另外，向光發送器130 — 1?II固定地分配分別不同的波長(入1?X =)。光發送器130 — 1?II經由光分路器400與0^^300 — 1?111連接。
[0035]輸入至03口200的下行數據包，經由連接的光發送器130，以被分配到該光發送器130的波長，送至目的地0^^300。這里，0別200 — 1?II以1對1的方式與光發送器130 —1?II連接，所以下行數據包的發送波長由登錄有目的地0X1的0%來確定。因此，在以下的說明中，有時也將分配到與某個0%200 — 1?II連接的光發送器130 — 1?II的波長，表示為分配到0%200 — 1?II的波長。
[0036]各0%200 — 1?II分別具備0斯分配部210、緩沖部220、調度程序部250以及控制信號生成部260而構成。緩沖部220以并聯的方式具備一個通過隊列222和1個以上的切換隊列224 &是1以上的整數此外，切換隊列224的個數&與同時進行的路徑切換數對應。因此，切換隊列224最好設置多個。另一方面，若切換隊列224的個數變多，則導致電路規模的增大。因此，最好使切換隊列224的個數&少于能夠登錄到各0%200的0^^300的臺數，抑制電路規模的增大。
[0037]0^分配部210在數據包的目的地0^^是非切換對象時，將該數據包送至通過隊列222。另一方面，0X1分配部210在數據包的目的地0X1是切換對象時，將該數據包送至切換隊列224 — 1?&中的任一個。0斯分配部210參照學習表212來決定將發往切換對象的0X1的數據包送至多個切換隊列中的哪一個。0X1分配部210在切換對象的0X1未學習的情況下，即在切換對象的0X1未被登錄到學習表的情況下，送至未使用的切換隊列224中的任一個。此時，(^口分配部210將已送入數據包了的目的地切換隊列224登錄到學習表212，并設學習完畢。0X1分配部210在切換對象的0X1學習完畢的情況下，將數據包送至被登錄在學習表212的切換隊列224。
[0038]控制信號生成部260生成用于確立？0~鏈路的選通等控制信號。0X1中的接收波長的切換指示能夠使用該控制信號來進行。
[0039]若通過隊列222以及多個切換隊列224 — 1?&被輸入數據包，則對調度程序部250發出發送請求。調度程序部250根據來自各隊列222、224 — 1?&的發送請求、控制信號的發送請求來調整輸出，經由光發送器向各0斯發送下行信號。
[0040]011控制部140控制0口整體和搭載于0口的0%。例如，011控制部140進行1110識別表112以及110分配表122的改寫。另外，進行通過0口的流量的監視，決定路徑切換的時期以及內容。另外，也對從各0%的調度程序部的讀出進行監視。
[0041]另外，011控制部140在變更切換對象的0X1的登錄目的地時，進行從切換源0%的解除、向切換目的地0%的登錄、針對切換目的地0%的切換對象的0X1的通知。此外，對于該通知，011控制部140可以直接對0%進行指示，也可以對向各0%發送的數據包附加該主旨再進行發送。
[0042]0^300具備接收下行數據包的光接收器330。光接收器的接收波長可變，且設定為能夠接收分配到被登錄了的0%的波長的下行數據包。
[0043]對于上述以外的結構，能夠與公知的了101 — ？0^同樣地構成。
[0044](路徑切換方法)
[0045]參照圖2，對路徑切換方法進行說明。圖2是用于說明路徑切換方法的示意圖。這里將第一 0斯的110設為10。即，在110識別表112中，對110 = 10分配有0斯=1。
[0046]在時刻I，第一 0斯300 — 1被登錄至第一 03^200 — 1。即，在110分配表122中，對110 = 10分配有0% = 1。因此，08^分配部120將發往第一 (^[300 — 1的數據包送至第一 0%200 — 1。該數據包經由第一 0%200 — 1的通過隊列、調度程序部、第一光發送器130 — 1，作為波長\ 1的下行信號被送至第一 0X11300 — 1。
[0047]這里，將第一 0斯300 — 1的登錄目的地從第一 0%200 — 1切換到第二 0%200 —
2。該切換例如根據通信負載的分配等目的而進行。
[0048]在時刻II，011控制部140改寫110分配表122，對110 = 10分配0% = 2。在改寫該110分配表122之后從上一級網絡送至011100的發往第一 0斯300 — 1的數據包被送至第二 03^200 — 2。
[0049]在該時刻，第一 (^[300 — 1的接收波長是\ 1，所以不能接收來自第二 0%200 —2的波長\ 2的下行信號。因此，第一 0%200 — 1需要對第一 0X1300 — 1指示將接收波長切換為、2的主旨。
[0050]但是，存在第一 03口200 — 1中以未發送的狀態積蓄有發往第一 0^^300 — 1的數據包的可能性。另外，也存在第一 0X1300 — 1中的接收波長的切換花費時間的情況。
[0051]因此，最好考慮第一 (^[300 — 1的波長切換所需要的時間、和到積蓄在第一08^200 一 1的發往第一 0X1300 — 1的數據包發送完畢為止的時間，結合波長切換和該時機來對第一 (^[300 — 1進行指示。
[0052]在時刻II以后，若第二 0%200 — 2接受發往第一 0X1300 — 1的數據包，則判定第一 0^300 一 1是否是切換對象的在時刻II，在改寫110分配表時，將第一 0X^300 —1是切換對象的0^^的主旨從0口控制部140通知給第二 0%。0^分配部210根據該通知，識別第一 (^[300 — 1是切換對象的口。
[0053]接下來，在時刻III，分配部210對學習表212判定第一 0^^300 — 1是學習完畢還是未學習。這里，由于未登錄第一 0X11300 — 1，所以判定為第一 0X11300 — 1未學習。0^分配部210將發往未學習的0X1的數據包送至一個未使用的切換隊列，使學習表學習(登錄)該切換隊列。這里，作為未使用的切換隊列，選擇第一切換隊列。該切換隊列的選擇選擇未使用的切換隊列即可，可以從編號較小的開始按順序選擇等，也可以隨機地進行選擇等。
[0054]在選擇出第一切換隊列后，將發往第一 0X1300 — 1的數據包送至切換隊列1，在學習表212的110欄登錄10，在隊列欄登錄1。其結果是，第一 0^^300 — 1學習完畢。在第一 0^^300 — 1學習完畢后，0^分配部210通過參照學習表212，將發往第一 0^^300 —1的數據包送至第一切換隊列。
[0055]接下來，在時刻IV，第一 0X1的接收波長被從\ 1切換到\ 2。波長切換的時機被調整，以使得在到達該時刻IV之前，積蓄在第一 0%的發往第一 0X1的數據包發送完畢。在第一 0X1中接收波長的切換完成后，從第二 0%朝向第一 0X1，選通信號等控制信號被發送，并從第一 0X1接收響應。由此，確立第二 0%與第一 0X1的鏈路。
[0056]之后，在時刻V，調度程序部將積蓄在第一切換隊列的數據包發送至第一 0X1。
[0057]在時刻VI，釋放學習入口。調度程序部的讀出時機被調整，以使得在到達該時刻VI之前，積蓄在第一切換隊列的數據包發送完畢。學習入口的開放通過從學習表中刪除第一 0X1和第一切換隊列來進行。另外，將第一 0X1300 — 1設為非切換對象。
[0058]在學習入口被釋放且第一 (^[300 — 1成為非切換對象后，發往第一 (^[300 — 1的數據包經由第二 0%200 — 2的通過隊列、調度程序部被送到第二光發送器。
[0059]此外，關于在進行第一 (^[300 — 1的路徑切換期間，將第二 (^[300 — 2的登錄目的地從第一 0%200 — 1變更為第二 0%200 — 2的情況，也能夠通過上述的過程來進行路徑切換。在該情況下，第一切換隊列已使用，所以作為未使用的切換隊列使用第二切換隊列。此外，01^控制部140監視路徑切換的進行狀況，將同時進行波長切換的0X1的個數限制在切換隊列數以下。
[0060]根據該發明的011以及路徑切換方法，能夠限制同時進行切換處理的0斯的臺數，使切換處理中的保持數據包的切換隊列少于收容的0X1的臺數數量。另外，由于隊列數被削減，所以能夠減少緩沖器的地址管理所需要的存儲器容量。
[0061]由此，能夠經濟地提供能夠無中斷切換的01丁。
[0062]此外，這里，對一個切換對象的0斯使用一個切換隊列的例子進行了說明，但并不限定于此。例如，也能夠使用一個切換隊列進行波長切換時間相等的多個0X1的路徑切換。
[0063]這里，以1101 — ？0~為例進行了說明，但該發明的011以及路徑切換方法在一般的網絡中，也能夠應用于用于負載分配的路徑切換、發生故障時的向冗余路徑的無中斷切換。
【權利要求】
1.一種站側終端裝置，其特征在于，具備: 多個終端裝置；以及 終端裝置分配部，其將接受到的數據包送至登錄有該數據包的目的地用戶側終端裝置的所述終端裝置， 多個所述終端裝置分別具備: 緩沖部，其包含通過隊列和I個以上的切換隊列； 用戶側終端裝置分配部，其將發往切換對象的用戶側終端裝置的數據包送至所述切換隊列，將發往非切換對象的用戶側終端裝置的數據包送至所述通過隊列；以及調度程序部，其從所述切換隊列以及所述通過隊列讀出數據包。
2.根據權利要求1所述的站側終端裝置，其特征在于， 所述用戶側終端裝置分配部參照在切換對象的用戶側終端裝置與切換隊列之間建立對應的學習表來決定發送目的地隊列， 在數據包的目的地用戶側終端裝置是非切換對象的用戶側終端裝置時，將該數據包送至所述通過隊列， 在數據包的目的地用戶側終端裝置是切換對象的用戶側終端裝置，并且切換隊列已被登錄到學習表時，將該數據包送至所登錄的所述切換隊列， 在數據包的目的地用戶側終端裝置是切換對象的用戶側終端裝置，并且切換隊列未被登錄到學習表時，將該數據包送至未使用的所述切換隊列，并將該切換隊列登錄到學習表。
3.根據權利要求1或者2所述的站側終端裝置，其特征在于， 所述切換隊列的個數少于能夠登錄到終端裝置的用戶側終端裝置的臺數。
4.根據權利要求1?3中任意一項所述的站側終端裝置，其特征在于， 同時進行波長切換的用戶側終端裝置的臺數在所述切換隊列的個數以下。
5.根據權利要求1?4中任意一項所述的站側終端裝置，其特征在于， 還具備站側終端裝置控制部， 所述終端裝置分配部參照在用戶側終端裝置與登錄有該用戶側終端裝置的終端裝置之間建立對應的LLID分配表，來決定接受到的數據包的發送目的地終端裝置， 所述站側終端裝置控制部對所述各終端裝置指示切換對象的用戶側終端裝置的從切換源終端裝置的解除、以及向切換目的地終端裝置的登錄，并且進行LLID分配表的改寫。
6.一種路徑切換方法，是在權利要求1?5中任意一項所述的站側終端裝置中，將切換對象的用戶側終端裝置的登錄目的地從切換源終端裝置變更為切換目的地終端裝置的路徑切換方法，其特征在于，具備: 所述終端裝置分配部將發往切換對象的用戶側終端裝置的數據包的發送目的地從切換源終端裝置變更為切換目的地終端裝置的過程； 具備切換目的地終端裝置的用戶側終端裝置分配部參照學習表，在切換對象的用戶側終端裝置學習完畢的情況下，將發往該用戶側終端裝置的數據包送至學習完畢的處理隊列，在切換對象的用戶側終端裝置未學習的情況下，將發往該用戶側終端裝置的數據包送至未使用的處理隊列，并且將該處理隊列登錄到學習表的過程； 在所述切換源終端裝置所積蓄的發往切換對象的用戶側終端裝置的數據包的量成為O后，切換目的地終端裝置開始發往切換對象的用戶側終端裝置的發送的過程； 在所述處理隊列所積蓄的發往切換對象的用戶側終端裝置的數據包的量成為O后，從學習表釋放切換對象的用戶側終端裝置，并經由所述通過隊列進行發送的過程。
【文檔編號】H04L12/861GK104427414SQ201410273277
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年6月18日 優先權日:2013年9月2日
【發明者】古沢聰 申請人:沖電氣工業株式會社