CN102170598B

CN102170598B - 能够省电的pon系统中的onu从休眠状态恢复的方法

Info

Publication number: CN102170598B
Application number: CN201110028105.4A
Authority: CN
Inventors: 栖川淳; 池田博树; 加泽彻
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: EP2362675A2; EP2362675A3; US20110211837A1; CN102170598A; JP5463165B2; JP2011181990A; US8705965B2

Abstract

本发明的目的在于，使处于休眠状态的ONU在设定的休眠解除时刻前在短时间内不使上行频带利用效率下降地在短时间内PON间的通信。OLT管理连接在PON上的各ONU的功率状态。在至少一个ONU处于休眠模式的情况下，对对应的ONU发送分配休眠解除通知用的频带的授权。在休眠模式中，在ONU发生了通信的需要的情况下，利用休眠解除通知用的频带，对OLT发送休眠解除通知。OLT如果接受到休眠解除通知，则将管理的对应ONU的状态转变为通常状态，将PON间的通信恢复。

Description

能够省电的PON系统中的ONU从休眠状态恢复的方法

技术领域

本发明涉及能够实现终端装置的省电化的通信系统，涉及终端装置从低功率状态恢复的恢复方法。

背景技术

[光接入网络的普及]

近年来，随着因特网的普及，对网络的高速化的要求提高，ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)、以及B-PON(Broadband PON)、E-PON(Ethernet PON)、G-PON(Gigabit Capable PON)的普及不断进展。特别是，PON方式中，在将置于局端的收容局(OLT：Optical Line Terminal)与置于各用户宅中的网络单元(ONU：Optical Network Unit)之间连接时，从OLT拉出1根光纤，使用光分离器分支后连接各用户。因此，光纤的铺设成本较便宜，并且由于使用光传送，所以能够高速地进行通信，所以处于在世界各国中不断普及的状况。

[通信的高速化和消耗功率的增大]

随着用户使用的频带的增大，在光接入网络中要求通信的高速化。在IEEE中，已将在上行下行双向实现10Gbps的10G-EPON作为IEEE802.3av规格而标准化(非专利文献1)。随着该通信的高速化，可以想到电子部件中的消耗功率增大，OLT及ONU的设备的消耗功率增大。

[网络设备中的低消耗功率化要求]

近年来，因为要求环境负荷降低，而要求网络设备中的低消耗功率化。但是，在光接入网络中，通过伴随着光线路加入者扩大的设备数的增大、以及伴随着通信的高速化的单位设备的消耗功率增大，消耗功率有增大的趋势。因而，需要光接入网络设备中的低消耗功率化。此外，作为需要低功率化的其他理由，可以想到停电等的灾害时的通信基础设施的维持。在停电时，考虑设备的电池动作。从通信基础设施的维持的观点看，希望电池下的长时间动作。为此，需要设备的低消耗功率化。

[PON的以往的低功率化技术]

作为PON系统的省电方法，已知有导入ONU的休眠模式的方法。所谓休眠模式，是将ONU设为低功率状态的状态。ONU一边切换作为通常的功率状态的通常模式和作为低功率状态的休眠模式，一边进行动作。公知有如下方法(例如非专利文献2)，即，通过OLT-ONU间的信息交换来决定将休眠模式解除的时刻、或处于休眠模式的时间，来使ONU休眠。在休眠解除时刻之后，ONU从OLT接收上行频带分配帧，然后恢复为通常模式，能够发送上行数据。

[无线系统中的低功率化技术]

另一方面，在无线系统的低功率化方法中，也已知有同样的对终端站导入休眠模式的方法。在无线系统中，为了实现延迟量降低和消耗功率降低，已知有如下方法(例如专利文献1、专利文献2)，即，在终端站从休眠模式脱离的情况下，以周期性发送来的通知信息的接收为契机，对基站发送休眠解除通知而恢复。

[专利文献1]日本特表2003-517741

[专利文献2]日本特开2004-172772

[非专利文献1]IEEE 802.3av

[非专利文献2]IEEE P802.3av Task Force“3av_0809_mandin_4.pdf”

在非专利文献2中记载的方法中，由于在到休眠解除时刻之前不能进行PON间的通信，所以上行通信的延迟成为问题。另一方面，如果为了使上行通信的延迟量降低而增加使ONU成为通常模式的频率，则消耗功率增大。因此，难以同时实现上行通信的延迟量的降低和消耗功率的降低。具体而言，在非专利文献2中记载的方法中，如果使上行通信的延迟量降低，则即使在OLT与ONU间不需要通信的情况下，也需要OLT与ONU间进行通信来定期解除ONU的低功率模式。因此，ONU处于通常模式的比例变多，并不能充分降低时间平均下的消耗功率。例如，设通常模式下的消耗功率为Pn＝10W、休眠模式下的消耗功率为Ps＝1W、处于通常模式的时间为Tn＝1ms、处于休眠模式的时间为Ts＝9ms的情况下，消耗功率的时间平均是Paverage＝(Pn×Tn+Ps×Ts)/(Tn+Ts)＝1.9W。此外，此情况下的导入休眠模式带来的在ONU中发生的延迟量是10ms。虽然能够将延迟量抑制为10ms，但消耗功率是1.9W，与Ps相比较大，希望进一步削减消耗功率。即，希望进一步降低上行通信的延迟量和消耗功率这两者。

此外，在光接入系统中采用的E-PON、10G-EPON中，如果采用在专利文献1、2中记载的、以周期性地发送来的通知信息的接收为契机发送休眠解除通知的方法，则会导致上行通信中的频带利用效率的下降。具体而言，能够作为周期性的通知信息利用的帧在E-PON、10G-EPON中相当于从OLT对所有ONU以一定周期发送的DiscoveryGate，DiscoveryGate在新ONU的登录或ONU的登录解除中使用。但是，为了从ONU对OLT发送休眠解除通知，需要追加用于休眠解除通知的DiscoveryWindow。由于DiscoveryWindow期间不能进行从其他ONU向OLT的通信，所以会导致上行的频带利用效率的下降。在图23中，表示以从OLT发送的DiscoveryGate为契机、ONU对OLT发送休眠解除通知的情况下的动作顺序。在该例中，ONU#1依次变化为通常状态、休眠状态、通常状态，ONU#2处于通常状态。在接收到第二个DiscoveryGate时，ONU#1利用DiscoveryWindow，将休眠解除通知(SleepCancelReport)发送给OLT。在DiscoveryWindow的期间中，ONU#2不能与OLT之间进行上行通信，所以上行频带利用效率下降。此外，为了使ONU#1的上行数据转送的延迟时间降低，产生了缩短发送DiscoveryGate的周期的需要，但在此情况下上行频带利用效率进一步下降。

另外，在从终端向基站的上行通信中，在按照每个终端将频率或时间分割而通信的无线通信系统中，不会与其他终端发生上行通信的冲突。因此，即使在以通知信号为契机将休眠模式解除的情况下，也不会发生与其他终端的上行通信的冲突。在这样的无线通信系统中，不需要设置DiscoveryWindow，设置DiscoveryWindow带来的上行的频带利用效率的下降不成为问题。

因而，希望有能够防止上行频带利用效率的下降、并且同时实现上行通信的延迟量的降低和休眠模式时间的增大(即消耗功率的降低)的方法。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而做出的，目的是抑制上行频带利用效率的下降，并且即使在休眠模式时间较长的情况下(即能够降低消耗功率的情况下)也使上行通信的延迟量降低。

本发明是一种具备控制装置及至少1个以上的终端装置的系统，在上述终端装置与上述控制装置之间收发数据，其特征在于，上述终端装置具备：接收部，接收从上述控制装置发送的帧；发送部，对上述控制装置发送帧；控制电路，处理上述帧；以及休眠控制电路，使该终端装置的至少一部分成为省电状态；上述控制装置具备：接收部，接收从上述终端装置发送的帧；发送部，对上述终端装置发送帧；以及控制电路，处理上述帧；上述控制装置的控制电路对处于省电状态的上述终端装置，周期性地分配用于该终端向上述控制装置发送休眠解除通知的频带，经由上述控制装置的发送部将包括该频带分配信息的控制帧周期性地发送给该省电状态的终端装置。

发明效果：

根据本发明，在休眠解除时刻之前需要通信的情况下，能够较快地恢复PON间的通信。因而，能够降低上行通信的延迟量。

此外，根据本发明，即使使ONU的休眠期间较长，也能够较快地恢复PON间的通信。因而，能够使ONU的休眠期间较长，与以往相比能够实现低消耗功率。

进而，由于仅对处于休眠状态的ONU分配追加的休眠解除通知用的频带，所以能够防止上行频带利用效率的大幅下降。

附图说明

图1是说明采用本发明的光接入系统的结构的图。

图2是说明OLT的块结构的块图。

图3是说明OLT的PON PHY/MAC逻辑电路的块结构的块图。

图4是说明ONU的块结构的块图。

图5是说明ONU的PON PHY/MAC逻辑电路的块结构的块图。

图6是说明OLT的上行接收帧解析中的动作的流程图。

图7是说明本发明的OLT的休眠进程中的动作的流程图。

图8是说明本发明的ONU的下行接收帧解析中的动作的流程图。

图9是说明本发明的ONU的休眠进程中的动作的流程图。

图10是说明基于以往的实施方式的、在OLT-ONU之间进行的相互动作的顺序。

图11是说明基于本发明的第一实施方式的、在OLT-ONU之间进行的相互动作的顺序图。

图12是说明基于本发明的第二实施方式的、在OLT-ONU之间进行的相互动作的顺序图。

图13是说明基于本发明的第三实施方式的、在OLT-ONU之间进行的相互动作的顺序图。

图14是说明EPON中的帧格式的图。

图15是Normal Gate的帧格式。

图16是Discovery Gate的帧格式。

图17是通知的帧格式。

图18是休眠请求的帧格式。

图19是休眠授权(Sleep Grant)的帧格式。

图20是休眠取消通知的帧格式。

图21是说明OLT保持的、休眠时的上行频带分配管理表的图。

图22是说明本发明的ONU登录状态管理表的图。

图23是说明基于以往的另一实施方式的、在OLT-ONU之间进行的相互动作的顺序。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地说明。另外，对于在各图中共通的部分赋予相同的标号。

[第一实施方式]

首先，在图1中表示使用PON的光接入网的结构。光接入网具备OLT1、光分离器3及多个ONU2(2-1～2-n)。OLT1经由光纤4-0与光分离器3连接。ONU2(2-1～2-n)分别经由光纤4(4-1～4-n)连接在光分离器3上。

终端5(5-1～5-n)分别连接在ONU2(2-1～2-n)上。网络6连接在OLT1上。终端5经由光接入网连接在网络6上。

在图2中表示在PON中使用的OLT的块结构。OLT1包括合波分波器11、光发送机12、光接收机13、PON PHY/MAC逻辑电路14、NNI-IF电路15、总线16、MPU17、以及RAM18。接着，说明各构成部件的功能。

[合波分波器11的功能]

合波分波器11将PON中的上行通信波长λ1和下行通信波长λ2合波及分波。从光纤4-0输入到合波分波器11中的波长λ1的上行通信光信号向光接收机13输出。此外，从光发送机12输入的波长λ2的下行通信光信号向光纤4-0输出。

[光发送机12的功能]

光发送机12将从PON PHY/MAC逻辑电路14输入的电信号变换为波长λ2的光信号，向合波分波器11输出。

[光接收机13的功能]

光接收机13将从合波分波器11输入的波长λ1的光信号变换为电信号，将该电信号放大、整形，向PON PHY/MAC逻辑电路14输出。

[PON PHY/MAC逻辑电路14的功能]

PON PHY/MAC逻辑电路14基于从NNI-IF电路15输入的数据，生成PON用的帧格式，在并行串行变换后，向光发送机12输出。此外，生成控制帧，将其进行并行串行变换后，向光发送机12输出。此外，根据从光接收机13接收到的电信号进行时钟再现、串行并行变换后，将接收到的帧解析，实施按照帧种类的处理。在判断为接收到的帧是用户发送帧的情况下，向NNI-IF电路15输出数据。

[NNI-IF电路15的功能]

NNI-IF电路15将从网络6输入的帧输出给PON PHY/MAC逻辑电路14。此外，将从PON PHY/MAC逻辑电路14输入的帧向网络6输出。

[总线16、MPU17、RAM18的功能]

MPU17、RAM18经由总线16连接在PON PHY/MAC逻辑电路14、NNI-IF电路15上。MPU17执行在PON PHY/MAC逻辑电路中没有进行的运算处理。此外，RAM18用于上行及下行中的包缓存或MPU17中的运算时的存储器等。

[PON PHY/MAC逻辑电路14的动作详细情况]

接着，利用图3说明PON PHY/MAC逻辑电路14的动作的详细情况。PON PHY/MAC逻辑电路14包括发送PHY/MAC逻辑电路141、以及MPCP控制部143。接着，说明各结构部的功能。

接收PHY/MAC逻辑电路142根据从光接收机(OLT用)13输入的电信号进行时钟再现、串行并行变换后，实施解码处理。进而，从解码后的位串中检测帧开始位置，解析帧头。根据解析结果，在接收帧是MPCP控制帧的情况下，向MPCP控制(OLT用)143送出。此外，在接收帧是用户发送帧的情况下，向NNI-IF15送出。

发送PHY/MAC逻辑电路141从NNI-IF15或MPCP控制(OLT用)143接收帧，赋予PON区间中的头，并进行编码、并行串行变换后，向光发送机(OLT用)12送出。

MPCP控制(OLT用)143基于预先设定的协议，收发MPCP控制帧，并进行ONU的登录/解除、上行发送定时控制等。

在图4中表示在PON中使用的ONU的块结构。ONU2包括合波分波器21、光发送机22、光接收机23、PON PHY/MAC逻辑电路24、UNI-IF电路25、总线26、MPU27、RAM28、以及休眠控制电路29。接着，说明各构成部件的功能。

[合波分波器21的功能]

合波分波器21将PON中的上行通信波长λ1和下行通信波长λ2合波及分波。从光纤4输入到合波分波器21中的波长λ2的下行通信光信号向光接收机23输出。此外，从光发送机22输入的波长λ1的上行通信光信号向光纤4输出。

[光发送机22的功能]

光发送机22将从PON PHY/MAC逻辑电路24输入的电信号变换为波长λ1的光信号，向合波分波器21输出。

[光接收机23的功能]

光接收机23将从合波分波器21输入的波长λ2的光信号变换为电信号，并将该电信号放大、整形后，向PON PHY/MAC逻辑电路24输出。

[PON PHY/MAC逻辑电路24的功能]

PON PHY/MAC逻辑电路24基于从UNI-IF电路25输入的数据，生成PON用的帧格式，并行串行变换后，向光发送机22输出。此外，生成控制帧，并行串行变换后，向光发送机22输出。此外，根据从光接收机23接收到的电信号，进行时钟再现、串行并行变换后，将接收到的帧解析，实施按照帧种类的处理。在判断为接收到的帧是用户发送帧的情况下，将数据向UNI-IF电路25输出。

[UNI-IF电路25的功能]

UNI-IF电路25将从终端5输入的帧向PON PHY/MAC逻辑电路24输出。此外，将从PON PHY/MAC逻辑电路24输入的帧向终端5输出。

[总线26、MPU27、RAM28的功能]

MPU27、RAM28经由总线26连接在PON PHY/MAC逻辑电路24、NNI-IF电路25上。MPU27执行在PON PHY/MAC逻辑电路24中没有进行的运算处理。此外，RAM28用于上行及下行中的包缓存或MPU27中的运算时的存储器等。

[休眠控制电路29的功能]

休眠控制电路29监视UNI-IF25、PON PHY/MAC逻辑电路24的状态。此外，基于监视的结果，控制PON PHY/MAC逻辑电路24、UNI-IF电路25、光发送机22、光接收机23、RAM27、MPU28的功率状态。通过本电路中的控制，能够将ONU2切换为以通常的消耗功率动作的普通模式、和以低消耗功率动作的休眠模式。无论在普通模式的情况下，还是在休眠模式的情况下，最低限度只要处于光发送机和光接收机进行动作的状态就可以。

[PON PHY/MAC逻辑电路24的动作详细情况]

接着，利用图5说明PON PHY/MAC逻辑电路24的动作的详细情况。PON PHY/MAC逻辑电路24包括发送PHY/MAC逻辑电路241、以及MPCP控制部243。

基本的动作与PON PHY/MAC逻辑电路14是相同的，但MPCP控制部246的逻辑与MPCP控制部146的逻辑不同。

[OLT的上行接收帧解析动作]

利用图6说明本发明中的OLT的PON PHY/MAC逻辑电路14中的上行接收帧解析动作。首先，在S101中，接收PHY/MAC逻辑电路142等待帧的接收。如果接收PHY/MAC逻辑电路142经由合波分波器11及光接收器13接收到帧，则转移到S102，接收PHY/MAC逻辑电路将接收到的帧解析，转移到S103。在S103中，基于帧解析结果，判断接收到的帧是否是MPCP控制帧。在接收帧是MPCP控制帧的情况下，转移到S104，MPCP控制部143将接收帧的操作码(OpCode)解析，转移到S105。在S105中，MPCP控制部143实施按照Opcode的处理。

在本发明中，通过追加关于休眠模式的控制帧，实现休眠模式与普通模式的切换控制。如果处理结束，则回到S101。在S102中，在接收PHY/MAC逻辑电路判断接收帧不是MPCP控制帧的情况下，转移到S106。在S106中，由NNI-IF15实施处理。在处理结束后，回到S101。

[OLT的休眠进程中的动作]

利用图7说明本发明中的OLT的休眠进程中的动作。通过图6的S104的上行帧解析中的Opcode解析，在接收帧是休眠请求的情况下，MPCP控制部143执行接着的休眠进程。在S201中，如果接收到休眠请求，则转移到S202，开始休眠进程。在开始后，转移到S203，对对应的ONU判断是否发出休眠许可。在许可休眠的情况下向S204转移，在不许可的情况下向S205转移。在S205中，发送SleepGrant(NG)，向S209转移，结束休眠进程。另外，在进行休眠许可判断的时刻，在发送PHY/MAC逻辑电路141中，基于应送出的以对应ONU为目的地的用户帧的存在有无，进行休眠许可判断。例如，在存在对应ONU目的用户帧的情况下不进行休眠许可。

在S204中，对对应的ONU发送SleepGrant(OK)，转移到S206。另外，关于SleepGrant的帧格式在图19中后述。在OLT中，在对对应的ONU发送了SleepGrant(OK)的情况下将该ONU作为休眠模式的ONU管理。关于管理方法在图22中后述。在S206中，判断是否是休眠解除时刻前。在帧发送时利用作为时间戳而赋予的时刻，进行判断。具体而言，基于表示当前时刻的时间戳是比由SleepGrant帧设定的休眠解除时刻的时间戳靠前还是靠后来进行。在是休眠解除时刻前的情况下，向S207转移，将Gate向对应的ONU发送，并向S208转移。另外，关于SleepGrant的帧格式，在图15中后述。另一方面，在是休眠解除时刻后的情况下，不需要将Gate对该ONU发送，所以向S209转移，结束休眠进程。

在S208中，确认是否从对应的ONU接收到休眠取消。在接收到了休眠取消的情况下，向S209转移，结束休眠进程。在没有接收到休眠取消的情况下，向S206转移。另外，休眠取消的帧格式在图20中后述。

通过重复S206到S208的动作，对休眠模式的ONU定期地发送Gate，如果从该ONU接收到休眠取消，则停止为休眠解除发送而发出的Gate发送，能够恢复为通常动作。另外，对休眠模式的ONU定期地发送的Gate的周期也可以通过在图21中后述那样管理来实现。

[ONU登录状态的管理]

利用图22对ONU登录状态的管理方法进行说明。OLT保持图22所示那样的管理表。该管理表包括ONU识别ID、ONU登录状态、以及初始设定参数(例如，逻辑链路ID：LLID，ONU的LaserON时间：Ton，ONU的LaserOFF时间：Toff，上行发送时的SyncTime)。ONU识别ID是用来识别连接在OLT上的ONU的ID。此外，ONU登录状态是登录/休眠/未登录的某个。此外，初始设定参数是在发现进程中、在登录ONU时决定的参数。

在本发明中，即使在ONU成为休眠状态的情况下，也保持初始设定参数，从而在ONU从休眠模式变化为通常模式时，能够不执行用于OLT取得初始设定参数的发现进程而使ONU成为登录状态。其结果，在ONU从休眠状态变化为通常状态时，能够缩短到PON区间的通信成为可能时为止的时间。另外，图22中表示的初始设定参数是一例，也可以包括其他参数。

[ONU的下行接收帧解析动作]

利用图8，对本发明中的ONU的下行接收帧解析动作进行说明。首先，在S301中，接收PHY/MAC逻辑电路242等待帧的接收。如果接收到帧，则转移到S302，接收PHY/MAC逻辑电路242将接收到的帧解析，并转移到S303。在S303中，基于帧解析结果，判断接收到的帧是否是MPCP控制帧。在接收帧是MPCP控制帧的情况下，转移到S304，MPCP控制243将接收帧的OpCode解析，转移到S305。在S305中，MPCP控制243实施按照Opcode的处理。在本发明中，通过追加关于休眠模式的控制帧，实现休眠模式和普通模式的切换控制。如果处理结束，则回到S301。在S303中，在判断为接收帧不是MPCP控制帧的情况下，转移到S306。在S306中，实施UNI-IF部中的处理。在处理结束后，回到S301。

[ONU的休眠进程中的动作]

利用图9说明本发明中的ONU的休眠进程中的动作。通过帧解析中的Opcode解析，在接收帧是SleepGrant的情况下，执行休眠进程。在S401中，如果接收到SleepGrant，则转移到S402，开始休眠进程。在休眠进程开始后，转移到S403，开始休眠模式。这里，通过休眠控制电路29将对各部件的功率状态设为低功率状态，转移到休眠模式。然后，转移到S404。

在S404中，判断是否是设定的休眠解除时刻前。利用在帧发送时作为时间戳赋予的时刻，来进行是否是设定的休眠解除时刻前的判断。具体而言，基于表示当前时刻的时间戳是比由SleepGrant帧设定的休眠解除时刻的时间戳靠前还是后来进行。在判断为休眠解除前的情况下转移到S405，在判断为休眠解除后的情况下，向S408转移，结束休眠进程。

在S405中，休眠控制电路29基于监视结果判断是否需要PON通信。例如，在与终端的接口部分从连接断开到连接的情况下，或在从终端接收到用户帧的情况下，判断为需要PON通信，除此以外判断为不需要PON通信。在判断为需要PON通信的情况下向S406转移，在判断为不需要PON通信的情况下向S404返回。

在S406中，将休眠模式解除。具体而言，通过休眠控制电路29使各部件的功率状态转移到通常功率状态，将休眠模式解除(转移到普通模式)。

在S407中，对OLT1发送休眠取消。基于从OLT1接收到的Gate帧决定休眠取消的发送定时。如果发送休眠取消，则向S408转移，结束休眠进程。

[以往例中的ONU-OLT间的相互动作]

接着，利用图10说明以往例(非专利文献2)的ONU-OLT间的相互动作。

从ONU处于通常状态的状态开始说明。在该状态下，ONU2根据终端的状态，检测为不需要PON间的通信，并决定最大休眠时间，对OLT1发送休眠请求。OLT1如果从ONU2接收到休眠请求，则决定ONU2的休眠可否和休眠恢复时刻，对ONU2发送SleepGrant。ONU2如果接收到SleepGrant，则向休眠模式转移，直到在SleepGrant中指定的SleepWakeUpTime。

向休眠模式转移后的ONU2如果在休眠解除时刻WakeUpTime之前根据终端的状态检测为能够通信的状态，则将然后从终端接收到的上行数据保存到缓存中。如果成为休眠解除时刻WakeUpTime，则OLT判断为ONU2转移到通常模式，对对应的ONU2发送Gate。ONU2如果接收到Gate，则利用在Gate中指定的时刻和期间，对OLT发送通知，基于保存的缓存量，请求上行频带分配。OLT如果接收到通知，则基于包含在通知中的缓存量，决定对该ONU的上行频带分配，并向ONU发送Gate。ONU如果接收到Gate，则利用指定的时刻和期间，将上行数据向OLT发送。OLT如果接收到上行数据，则向网络转送。

在该动作中，由于在成为休眠解除时刻WakeUpTime之前不能分配上行频带，所以在上行数据转送中发生延迟。上行数据延迟量取决于设定的休眠期间。

[本发明中的ONU-OLT间的相互动作]

接着，利用图11，对本发明的ONU-OLT间的相互动作进行说明。

OLT1、ONU2的结构如图2、图3、图4、图5所示。

从ONU处于通常状态的状态起开始说明。ONU如果根据终端的状态检测到不需要PON间的通信，则将包括预先设定的最大休眠时间的休眠请求向OLT1发送。OLT1如果接收到休眠请求，则如在图7中说明那样决定休眠可否和休眠解除时刻，对ONU2发送SleepGrant。ONU2如果接收到SleepGrant，则向在图9中说明的休眠模式转移。OLT如在图7中说明那样，基于预先设定的周期、上行频带分配，对处于休眠模式的ONU持续发送Gate。由此，即使是休眠解除时刻前，ONU也能够从休眠模式转移为普通模式。另外，在ONU处于休眠模式的期间中，ONU对Gate不应答(或者不能应答)。

ONU如果在休眠解除时刻WakeUpTime前根据终端的状态检测到可通信的状态，则如在图9中说明那样将休眠模式解除。进而，如在图9中说明那样，然后利用由从OLT接收到的Gate分配的时刻和期间，发送休眠取消通知。OLT如在图7中说明那样，如果接收到休眠取消通知，则结束对对应的ONU的休眠进程。然后，OLT对ONU发送Gate。此外，ONU如在图7中说明那样，在检测到可通信的状态之后，将从终端接收到的上行数据保存到缓存中。ONU如果在休眠取消通知发送后从OLT接收到Gate，则基于保存在该ONU中的缓存量，向OLT发送通知，请求上行频带分配。OLT基于接收到的通知决定对ONU分配的上行频带，并发送Gate。ONU如果接收到Gate，则利用被分配的频带将上行数据发送给OLT。OLT将从ONU接收到的上行数据向网络转送。

通过该动作，即使是成为休眠解除时刻WakeUpTime前，也能够在抑制上行频带的利用效率下降的同时进行ONU间的通信，能够减小上行数据转送的延迟。此外，上行数据延迟量不取决于设定的休眠时刻，而取决于OLT在休眠期间中发送的Gate的周期。

[扩展后的MPCP控制帧]

利用图14、图15、图16、图17、图18、图19、图20，说明在本发明中使用的MPCP控制帧格式。在图14中表示在EPON中使用的帧格式。在MPCP控制帧使用时，对OpcodeF105输入表示控制帧的种类的值。由于与由IEEE802.3av规定的帧格式是相同的，所以省略各字段F101到F108的说明。

在图17、图18、图19中分别表示Normal Gate帧、Discovery Gate帧、通知帧的MPCP控制帧格式。这些帧格式与由IEEE802.3av规定的帧格式是相同的，所以省略各字段的说明。

利用图18说明休眠请求帧中的各字段的内容。该休眠请求帧是ONU对OLT请求休眠许可的帧。OpcodeF504包含表示休眠请求的值。在本实施例中设为0x0007，但只要满足IEEE802.3av的规格，也可以是其他值。此外，由最大休眠时间(MaxSleepTime)F506输入ONU对OLT请求的休眠时间的最大值。OLT基于最大休眠时间决定执行休眠解除的时刻WakeUpTime。由于根据各ONU或ONU的通信量状态、时间带而适当的休眠时间有可能不同，所以ONU需要通知适当的休眠时间。此外，输入最大值是因为，有可能因保持ONU中的时刻的计数器有限等的制约而可实现的休眠时间受到限制。

关于其他字段，是如IEEE802.3av规格那样的，所以省略说明。

利用图19说明休眠授权(Sleep Grant)帧中的各字段的内容。该休眠授权帧是OLT对ONU通知休眠许可的帧。OpcodeF604包含表示休眠授权的值。在本实施例中设为0x0008，但只要满足IEEE802.3av的规格，也可以是其他值。此外，休眠许可(Sleep Permission)F606包含表示休眠许可的有无的值。例如，在许可休眠的情况下输入0x01，在不许可休眠的情况下输入0x02。WakeUpTimeF607输入ONU将休眠模式解除的时刻。(ONU到WakeUpTime指定的时刻为止将休眠模式解除。由于从休眠模式恢复为通常模式要花费时间，所以ONU提前恢复时间的量执行从休眠模式向通常模式的控制。另外，即使是由WakeUpTime指定的时刻前，在检测到连接在ONU上的终端能够通信等、检测到需要PON区间的通信的情况下，将休眠模式解除。

关于其他字段，是如IEEE802.3av规格那样的，所以省略说明。

利用图20说明休眠取消通知帧中的各字段的内容。该休眠取消通知帧是ONU对OLT通知解除了休眠状态的帧。OpcodeF704包含表示休眠取消通知的值。在本实施例中设为0x0009，只要满足IEEE802.3av的规格，也可以是其他值。帧格式自身与通知帧是相同的，Opcode的值不同。

在上述中表示的休眠取消通知帧是一例。也可以代替使用休眠取消通知而原样使用通知帧。此外，休眠取消通知的格式也可以与通知帧不同。在通知帧中，QueueReport#n有8个，但在休眠取消通知中也可以设为例如4个。

以上，根据第一实施方式，在休眠解除时刻前，也能够抑制上行频带的利用效率下降并将PON间通信在短时间中恢复。此外，由于能够将休眠期间设定得较长，所以与以往例相比，能够实现低功率化。

[第二实施方式]

接着，利用图12对本发明的第二实施方式进行说明。以与第一实施方式的差别为中心进行说明。

在第一实施方式中，ONU在发送休眠取消通知后，以Gate接收、通知发送、Gate接收、上行数据发送这样的顺序进行恢复。

在第二实施方式中，将1个来回的Gate接收、通知发送缩短。即，ONU在发送休眠取消通知后，以Gate接收、上行数据发送这样的顺序进行恢复。

以下说明其实现方法。

ONU在发送休眠取消通知时，请求预先设定的上行频带。即，ONU即使在上行缓存量是零的情况下，也总是请求一定的频带。OLT如果接收到休眠取消通知，则基于休眠取消通知中的上行频带请求，对ONU决定频带分配，将Gate对ONU发送。ONU在由Gate指定的时刻将上行数据发送给OLT。OLT将从ONU接收到的上行数据向网络转送。

根据第二实施方式，与第一实施方式相比能够以更短时间恢复PON间通信。

[第三实施方式]

接着，利用图13对本发明的第三实施方式进行说明。以与第二实施方式的差别为中心进行说明。

在第二实施方式中，ONU在发送休眠取消通知之后，以Gate接收、上行数据发送这样的顺序进行恢复。

在第三实施方式中，在ONU将休眠取消通知发送后，不等待下个Gate地发送上行数据，进行恢复。

以下说明其实现方法。

在第一实施方式及第二实施方式中，当ONU处于休眠模式时，OLT对ONU发送的Gate仅分配发送休眠取消通知的量的频带。在第三实施方式中，当ONU处于休眠模式时，OLT对该休眠模式的ONU发送的Gate除了休眠取消通知发送频带量以外还总是分配预先设定的频带量。由此，ONU如果在检测到可通信的状态后从OLT接收到Gate，则利用被分配的频带，发送休眠取消通知及上行数据。

根据第三实施方式，能够以比第二实施方式更短时间恢复PON间通信。在第三实施方式中，由于对休眠中的ONU多余地分配上行频带，所以上行的频带利用效率下降。通过基于其他ONU的上行频带请求决定对休眠模式的ONU分配的频带，能够防止上行频带利用效率的下降。

[每个ONU的延迟量和分配频带的优化]

在第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式中，说明了单一的ONU与OLT间的相互动作。

根据加入者、即根据ONU，能够容许的延迟量并不一定是一定的。因此，对休眠模式的ONU发送的Gate的发送周期及分配频带不需要对所有的ONU设为一定。

利用图21说明在此情况下需要的、休眠时的频带分配管理表。

休眠时的频带分配管理表包括ONU识别ID、休眠时的Gate发送周期、休眠时的分配频带。ONU识别ID是用来识别连接在OLT上的ONU的ID，取从1到n的值(n是PON的分支数)。也可以代替ONU识别ID而使用ONU MAC地址。休眠时的Gate发送周期是对休眠时的ONU定期发送的Gate的周期。一般，在EPON中，由于以DBA周期T_dba发送Gate，所以如果将周期设为T_dba的整数倍，则安装较容易。此外，休眠时的分配频带表示由对休眠时的ONU发送的Gate分配的上行频带的量。

该休眠时的频带分配管理表在连接ONU而开始服务之前设定。此外，设定的值也可以在运行中变更。另外，例如从经由网络连接在OLT上的运行维护终端进行变更。

此外，设定的值由在各ONU中需要的服务品质决定。例如，在即使延迟时间较大也想要减小ONU的消耗功率的情况下，将休眠时的Gate发送周期设定得较长，使休眠时的分配频带变小。

[补充]

在本说明中，使用10GE-PON(IEEE802.3av)中的帧形式进行了说明，但如果是E-PON(IEEE802.3ah)或G-PON中的帧形式也同样能够采用。

标号说明

1-1～1-n光线路装置(OLT)

2-1～2-n光网络装置(ONU)

3光分离器

4-0～4-n光纤

5-1～5-n终端

6网络

11、21合波分波器

12、22光发送机

13、23光接收机

14、24PON PHY/MAC逻辑电路

141、241发送PHY/MAC逻辑电路

142、242接收PHY/MAC逻辑电路

143、243MPCP控制电路

15NNI-IF电路

16、26总线

17、27MPU

18、28RAM

25UNI-IF电路

29休眠控制电路

Claims

1.一种通信系统，具备控制装置及至少1个以上的终端装置，在上述终端装置与上述控制装置之间收发数据，其特征在于，

上述终端装置具备：

接收部，接收从上述控制装置发送的帧；

发送部，对上述控制装置发送帧；

控制电路，处理上述帧；以及

休眠控制电路，使该终端装置的至少一部分成为省电状态；

上述控制装置具备：

接收部，接收从上述终端装置发送的帧；

发送部，对上述终端装置发送帧；以及

控制电路，处理上述帧；

上述控制装置对向上述省电状态转移的终端装置发送包含休眠解除时刻在内的信息；

上述控制装置的控制电路对处于省电状态的上述终端装置，周期性地分配用于该终端装置向上述控制装置发送休眠解除通知的频带，经由上述控制装置的发送部将包括该频带分配信息的控制帧周期性地发送给该省电状态的终端装置；

通过上述休眠控制电路，能够将上述终端装置切换为普通模式、和以低消耗功率动作的休眠模式；

上述终端装置，

在处于休眠模式的情况下，不对上述控制帧应答，

在上述休眠解除时刻前，根据上述周期性地接收的控制帧的频带分配信息，发送上述休眠解除通知。

2.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，

上述终端装置及上述控制装置保持在进入到省电状态之前通过发现进程决定的上述终端装置的初始设定信息；

当终端装置从省电状态恢复为通常状态时，上述控制装置省略发现进程，参照保持的上述初始设定信息使终端装置成为登录状态。

3.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，

上述休眠解除通知包括上行频带请求信息；

上述终端装置具备上行通信用的缓存，基于保存在上述缓存中的缓存量决定上行频带请求信息；

上述终端装置将包括上述上行频带请求信息的休眠解除通知发送给上述控制装置；

上述控制装置在使上述终端装置从省电状态成为登录状态后，基于上述上行频带请求信息分配上行频带。

4.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，

上述休眠解除通知包括上行频带请求信息；

上述终端装置具备上行通信用的缓存，基于保存在上述缓存中的缓存量及预先设定的缓存量决定上行频带请求信息；

上述终端装置将包括上行频带请求信息的休眠解除通知发送给上述控制装置；

上述控制装置在使上述终端装置从省电状态成为登录状态后，基于上述上行频带信息分配上行频带。

5.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，

上述控制装置的控制电路对处于休眠省电状态的上述终端装置，周期性地分配用于该终端向上述控制装置发送休眠解除通知的频带及预先设定的频带之和，经由上述控制装置的发送部将包括该频带分配信息的控制帧周期性地发送给该省电休眠状态的终端装置。

6.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，上述休眠解除通知用的频带分配的周期及分配频带按照每个终端装置设定不同的值。

7.如权利要求1所述的通信系统，其特征在于，上述控制装置对省电状态的终端装置单独地发送休眠解除通知用的频带分配帧，并且发送休眠解除通知的终端装置进行应答。

8.一种控制装置，连接在至少1个以上的终端装置上，与该终端装置之间收发数据，该终端装置能够切换为普通模式、和以低消耗功率动作的休眠模式，上述控制装置的特征在于，

具备：

接收部，接收从上述终端装置发送的帧；

发送部，对上述终端装置发送帧；以及

控制电路，处理上述帧；

上述控制装置对向上述休眠模式转移的终端装置发送包含休眠解除时刻在内的信息；

经由上述控制装置的发送部所发送的包含该频带分配信息的控制帧，在上述终端装置处于休眠模式的情况下，不被应答；

在上述休眠解除时刻前，对根据上述周期性地接收的控制帧的频带分配信息而从上述终端装置发送的上述休眠解除通知进行接收。