CN102474441A - 通信系统、站侧光线路终端装置、利用者侧光线路终端装置、控制装置以及通信方法 - Google Patents

通信系统、站侧光线路终端装置、利用者侧光线路终端装置、控制装置以及通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种通信系统，其特征在于，使用公共的光纤，将多个利用者侧光线路终端装置即ONU连接到站侧光线路终端装置即OLT，多个ONU中的至少一部分的ONU具备：发送接收器，具有对接收部供给电力的同时使发送部停止的省电功能；控制装置，将省电功能的对应信息经由发送接收器发送到OLT，OLT具备：控制装置，根据省电功能的对应信息，生成上行通信的发送许可信息；以及发送接收器，接收省电功能的对应信息，并且将发送许可信息发送到ONU。

Description

通信系统、站侧光线路终端装置、利用者侧光线路终端装置、控制装置以及通信方法
技术领域
本发明涉及多个终端通过公共的线路连接的通信系统、通信方法，涉及例如由OLT(Optical Line Terminal(光线路终端)：站侧终端装置)和多个ONU(Optical Network Unit(光网络单元)：利用者侧终端装置)构成的PON(Passive Optical Network，无源光网络)系统等。
背景技术
在PON系统中，以使从ONU发送的上行方向的数据不冲突的方式，在OLT与ONU之间取得同步的同时进行通信。OLT计划成以使上行方向的数据不冲突的方式，提供针对各ONU的发送许可。此时，考虑由与各ONU之间的距离引起的延迟。因此，OLT测量与各ONU之间的往返时间，但在利用光纤的传送中存在抖动、偏离等传送路径的变动，所以需要周期性地进行测量。
另一方面，数据通信并非始终进行，例如在夜间等完全不进行数据通信。但是，如上所述，与有无数据通信无关地，周期性地测量往返时间。即使在不进行数据通信的情况下，为了往返时间的测量，而使ONU始终处于可通信的状态，这将消耗电力。因此，研究了通过请求从ONU向省电状态的转移，使ONU间歇地迁移到省电状态的技术。
另外，研究了在没有来自ONU的上行数据的情况下，对这样的ONU不分配浪费的发送频带，来提高吞吐率的PON系统(专利文献1)。在该PON系统中，在OLT探测到在预先设定的一定期间内没有用户数据的状态时，OLT删除ONU的登记，对该ONU通知使光链接临时停止的意思。之后，不对ONU分配发送频带，用于维持链接的帧的发送也被抑制，所以ONU能够减少帧的发送次数。
【专利文献1】日本特开2007-274534号公报
发明内容
在专利文献1记载的PON系统中，针对不发送一定数据的ONU切断链接，所以能够降低ONU的负荷。但是，在ONU再次开始上行数据的发送的情况下，再次进行探索未连接的ONU的搜索处理，新确立链接而再次登记ONU。因此，存在在例如低比特率下的通信持续的情况下，无法使用该通信方法这样的课题。
本发明提供一种通信系统，其特征在于，使用公共的光纤，将多个利用者侧光线路终端装置即ONU连接到站侧光线路终端装置即OLT，多个ONU中的至少一部分的ONU具备：发送接收器，具有对接收部供给电力的同时使发送部停止的省电功能；控制装置，将省电功能的对应信息经由发送接收器发送到OLT，OLT具备：控制装置，根据省电功能的对应信息，生成上行通信的发送许可信息；以及发送接收器，接收省电功能的对应信息，并且将发送许可信息发送到ONU。
本发明的站侧光线路终端装置从利用者侧光线路终端装置接收省电功能的对应信息，并具备控制装置，该控制装置根据该对应信息，从通信步骤不同的多个省电协议，选择在与该利用者侧光线路终端装置的通信中使用的省电协议。
本发明的利用者侧光线路终端装置具备：光发送接收器，连接到光纤，具备继续接收的同时停止发送的省电功能；以及控制装置，经由该光发送接收器将省电功能的对应信息发送到站侧光线路终端装置，根据从站侧光线路终端装置事先接收到的规定信息，控制光发送接收器可否转移到省电状态。
本发明的通信方法具备：母站装置检测子站装置的省电功能的步骤；根据母站装置检测到的子站装置的省电功能，决定省电协议的步骤；以及使用母站装置决定的省电协议，控制子站装置的发送器电力或者接收器电力的断续供给的步骤。
本发明的控制装置经由OLT的发送接收器，检测ONU的省电功能，使用根据该检测结果选择出的省电协议，控制ONU的发送器电力或者接收器电力的断续供给。
本发明的通信方法、光通信系统、站侧光线路终端装置、利用者侧光线路终端装置、以及控制装置能够继续断续的通信的同时降低功耗。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式中的通信系统的结构的结构图。
图2是示出本发明的实施方式1中的通信方法的时序图。
图3是示出本发明的实施方式1中的省电模式下的通信方法的时序图。
图4是示出本发明的实施方式1中的配置控制和睡眠控制的时序图。
图5是示出本发明的实施方式1中的配置控制和睡眠控制的时序图。
图6是示出本发明的实施方式1中的睡眠协议的时序图。
图7是示出本发明的实施方式1中的睡眠协议的其他例子的时序图。
图8是示出本发明的实施方式2中的控制装置的配置处理等的流程图。
图9是示出本发明的实施方式2中的控制装置的睡眠模式控制等的流程图。
图10是示出本发明的实施方式2中的控制装置的睡眠模式请求处理等的流程图。
图11是示出本发明的实施方式2中的ONU以及服务的数据的表。
图12是示出本发明的实施方式2中的服务和禁止省电模式的数据的表。
图13是示出本发明的实施方式2中的服务和禁止省电模式的数据的表。
图14是示出本发明的实施方式2中的服务和最大睡眠时间的数据的表。
图15是示出本发明的实施方式2中的服务和默认睡眠时间的数据的表。
(符号说明)
1：OLT；2：PON控制部；3、13：接收缓冲器；4、12：发送缓冲器；5、14：光发送接收器；6：WDM；7：PHY；10-1～10-3：ONU；11：PON控制部；20-1、20-2：终端；30：加入者线；40：分路器；51、142、161-1、161-2：Rx；52、141、162-1、162-2：Tx。
具体实施方式
实施方式1.
·硬件结构
图1是示出本发明的PON系统的实施方式1的结构例的图。如图1所示，本实施方式的PON系统具备OLT1(母站装置)、和ONU10-1～10-3(子站装置)。OLT1和ONU10-1～10-3经由分路器40通过加入者线30连接。分路器40将连接到OLT1的加入者线30分支为ONU10-1～10-3的数量。另外，ONU10-1与终端20-1以及20-2相连接。另外，此处示出了将ONU设为3台的例子，但ONU的台数不限于此而也可以是任意台。
OLT1具备：PON控制部2，根据PON协议实施OLT侧的处理；接收缓冲器3，是用于保存从ONU10-1～10-3接收的上行数据的缓冲器；发送缓冲器4，是用于保存发送到ONU10-1～10-3的下行数据的缓冲器；光发送接收器5，进行光信号的发送接收处理；WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)耦合器(WDM)6，对上行数据和下行数据进行波分复用；以及物理层处理部(PHY)7，在与网络之间实现NNI(Network Node Interface，网络节点接口)的物理接口功能。光发送接收器5具备进行接收处理的光接收器(Rx：Receiver(接收器))51、和进行发送处理的光发送器(Tx：Transmitter(发送器))52。
ONU10-1具备：PON控制部11，根据PON协议实施ONU侧的处理；发送缓冲器(上行缓冲器)12，是用于保存向OLT1的发送数据(上行数据)的缓冲器；接收缓冲器(下行缓冲器)13，是用于保存来自OLT1的接收数据(下行数据)的缓冲器；光发送接收器14；WDM15，对上行数据和下行数据进行波分复用；以及物理层处理部(PHY)16-1、16-2，在与终端20-1、20-2之间，分别实现UNI(User Network Interface，用户网络接口)的物理接口功能。
光发送接收器14具有进行发送处理的光发送器(Tx：Transmitter)141、和进行接收处理的光接收器(Rx：Receiver)142。PON控制部11为了将光发送器141和/或光接收器142控制为ON(接通)状态/OFF(关闭)状态，通过省电控制用的信号线而与光发送接收器14连接。在本实施方式的通信系统中，(1)仅能够使发送器141成为省电状态的ONU10、(2)能够使发送器141以及接收器142成为省电状态的ONU10、(3)无法应对任何省电状态的控制的ONU10混合存在。PHY16-1具有进行接收处理的接收部(Rx：Receiver)161-1、和进行发送处理的发送部(Tx：Transmitter)162-1，PHY16-2具有进行接收处理的接收部(Rx：Receiver)161-2、和进行发送处理的发送部(Tx：Transmitter)162-2。
另外，使连接到ONU10-1的终端成为2台，但终端的数量不限于此，而也可以是任意台，具备与终端的数量对应的物理层处理部(PHY)。另外，在图1中作为代表示出了ONU10-1的结构例，但ONU10-2、10-3也是与ONU10-1同样的结构。
OLT1的PON控制部2与以往的PON系统同样地，以对ONU10-1～10-3以不会使发送时间带重叠的方式分别提供发送许可的方式，进行上行数据的频带分配，防止ONU10-1～10-3的发送数据的冲突。该频带分配能够使用任意的方法，例如能够使用“Su-il Choi andJae-doo著，“HuhDynamic Bandwidth Allocation Algorithm forMultimedia Services over Ethernet(注册商标)PONs”、ETRIJournal、Volume 24、Number 6、December 2002 p.465～p.466”记载的Dynamic Bandwidth Allocation Algorithm(动态带宽分配算法)等。
接下来，说明本实施方式的OLT1和ONU10-1～10-3的整体动作。PON控制部2将经由PHY7从网络接收到的下行数据(下行通信数据)保存到发送缓冲器4。在从OLT1发送数据时，PON控制部2读出发送缓冲器4中保存的下行数据并输出到光发送接收器5，光发送接收器5的Tx52将发送数据作为光信号而输出到WDM6，WDM6对从光发送接收器5输出的光信号进行波分复用，经由加入者线30向ONU10-1～10-3作为下行信号而输出。另外，PON控制部2在发送发送发送许可的指示的发送频带分配等控制消息的情况下，将PON控制部2生成的控制消息输出到光发送接收器5，以下，与下行数据同样地发送到ONU10-1～10-3。另外，在图1的PON系统中，为了进行波分复用使用了WDM6、15，但在通过单一波长进行通信的情况下，WDM6、15并非必需。
在ONU10-1～10-3中，如果从OLT1接收到下行信号，则WDM15将下行信号分离而输出到光发送接收器14，光发送接收器14的Rx142将下行信号变换为电信号的下行数据而输出到PON控制部11。PON控制部11将从光发送接收器14的Rx142输出的下行数据保存到接收缓冲器13。PON控制部2读出接收缓冲器13中保存的下行数据并根据该数据的发送目的地输出到PHY16-1、16-2这两方或者单方。接收到下行数据的PHY16-1、16-2对下行数据实施规定的处理，发送到自身连接的终端20-1、20-2。
另一方面，在从ONU10-1～10-3发送上行数据的情况下，PON控制部11将从终端20-1、20-2经由PHY16-1、16-2取得的上行数据保存到发送缓冲器12。然后，根据从OLT1提供的发送频带读出发送缓冲器中保存的上行数据并输出到光发送接收器14。光发送接收器14的Tx141将上行数据变换为光信号(上行信号)，经由WDM15、加入者线30发送到OLT1。
OLT1的PON控制部2将从ONU10-1～10-3经由加入者线30、WDM6、光发送接收器5的Rx51接收到的上行数据保存到接收缓冲器3。另外，PON控制部2读出接收缓冲器3中保存的上行数据，经由PHY7输出到网络。
另外，在ONU10-1～10-3中，针对来自OLT1的控制消息，PON控制部11经由WDM15以及光发送接收器14的Rx142进行接收，进行基于控制消息的指示的动作实施、针对控制消息的响应生成等。
·ONU特性适应型节电
接下来，作为通信系统的省电动作的一个例子，使用图2，说明PON系统的节电动作。在图2所示的通信系统中，具有省电功能的ONU(1)、和不具有省电功能的ONU(2)连接到1个OLT1。图2示出OLT1与ONU10的能力符合地使ONU10以省电状态动作的控制。
首先，在步骤S1中，OLT1为了发现有源的ONU10而进行搜索处理。OLT1在下行通信中广播搜索的控制消息，接收到该控制消息的各ONU10将ONU的序列号等回送到OLT1。此处，处于可通信状态的所有ONU10回送响应消息，所以OLT1通过接收响应消息能够探索有源状态的ONU10。此处ONU(2)的电源被切断而不回送响应消息。
接下来，OLT1变换在步骤S1中探索出的ONU10和与ONU10的能力、通信条件相关的各种参数，进行相互的通信的条件设定(步骤S2)。ONU10将ONU10的省电功能的对应信息作为节电等级而发送到OLT1。该对应信息包括发送接收器的电源控制信息、省电模式的继续时间(sleep_time)。电源控制信息是例如[1]打盹模式(Doze/Dozing mode)：发送功能(Tx)OFF且接收功能[Rx]ON、[2]睡眠模式(或者Cyclic sleep(周期性睡眠))：周期性地使发送功能(Tx)以及接收功能[Rx]成为OFF、[3]不对应于任意一个省电模式、或者在对应于多个模式的情况下列举了这些模式的数据。
如果配置结束，则OLT1转移到通常的通信状态。OLT1对各ONU10分配用于上行通信的频带，将其作为发送许可信息(Grant(授权)或者Gate(门))发送到ONU10。OLT1既可以将该Grant与下行的其他数据一起保存于帧中而发送到ONU10，也可以独立地发送。
接收到Grant的ONU10开始数据发送，但此处说明没有发送数据而ONU10转移到省电模式的情况(步骤S3)。在转移到省电模式的情况下，ONU10向OLT1发送请求信号。OLT1根据在例如步骤S2中得到的ONU10的各种信息、与该ONU10的上行下行的通信状况等，判断是否许可向省电模式的转移，将许可信号(不许可信号)发送到ONU10。如果接收到许可信号，则ONU10使发送部141(或者发送部141以及接收部142)的电源成为OFF，降低由光发送接收器14消耗的电力。
OLT1还有时根据步骤S2的配置结果，许可与ONU10请求的省电模式不同的省电模式，并且变更在省电中使发送器141等的电源临时成为OFF的时间的设定，并通知到ONU10。
在步骤S3中，OLT1对省电模式的ONU10也分配Grant。其目的在于，在ONU10中产生了上行数据的情况下，ONU10能够以短的延迟发送数据。对于该Grant的分配，OLT1既可以针对各频带更新周期每次进行分配，也可以考虑上行通信少的情况而以几次中一次的间隔进行分配。例如，在打盹模式下，设成每次分配，在睡眠模式下，设成抽选的间隔。
另外，即使在省电模式下，OLT1和ONU10也继续通信。图3示出其样子。ONU10从定时U3进入省电模式，但例如在打盹模式下与Grant一起接收下行数据。另一方面，关于上行的通信，ONU10在规定的时间(Sleep time(睡眠时间))结束后的定时U6，临时地使发送器141的电源成为ON，发送请求(Sleep(睡眠)请求)并维持链接，之后再次使发送器141的电源成为OFF。在发送器141临时地成为ON状态时，ONU10还可以通过所分配的频带发送其他控制信息、小的数据。对于维持链接的同时使用省电功能的控制，申请人在国际专利合作条约申请PCT/JP2010/002054中进行了说明，引用该申请并包含于本申请中。
回到图2，继续说明基于ONU10的能力的省电控制。ONU10监视规定的阈值以上的上行数据的产生、开始要求大的频带的终端(连接设备)的通信，根据该监视结果决定省电模式的解除。该解除通过ONU10发送解除消息、或者发送数据来进行。
接下来，说明不具有省电功能/不对应于省电协议的ONU(2)起动了的情况的控制。通过OLT1的周期性的搜索(步骤S4)，发现ONU(2)，如果配置(步骤S5)结束，则ONU(2)开始通信。如果OLT1如通常向ONU(1)以及ONU(2)发送了Grant，则ONU(2)即使在没有上行数据的情况下也将Idle Frame(空闲帧)作为响应而发送。ONU(2)发送Idle frame的原因在于，在不发送的情况下由OLT1检测到LOSi(Loss of Signal for ONUi(对于ONUi的信号损耗))，而切断链接。但是，当尽管没有发送数据但仍发送帧时，导致ONU10的功耗和频带的浪费。
因此，OLT1如果根据配置的结果，判断为不具有省电功能的ONU(2)以这样的状态长期(规定的阈值以上)地动作，则决定使该ONU(2)实质上以省电状态动作(步骤S7a)。在图2的例子中，从ONU(1)接收省电模式的请求，所以OLT1根据配置的结果，使对应于省电模式的ONU(1)，例如以打盹模式的省电协议，开始通信，使不对应于省电模式的ONU(2)，以利用虚拟打盹模式的省电协议，开始通信。
此处，利用虚拟打盹模式的省电协议是指，使Grant的发送间隔成为例如针对频带更新周期的每10个周期设成1次，针对Grant与转移到虚拟打盹模式之前相比进行抽选的协议。由此，Idle frame的发送减少，能够节约为了上行通信而消耗的电力。另外，在虚拟打盹模式下，ONU10如果赋予了Grant，则一定回送响应。
另一方面，在打盹模式的省电协议的规则中，ONU10即使被赋予了Grant，在没有发送数据的情况下，也无需回送响应。为了代替每次的响应而检测通信路径的障碍，ONU10在由sleep time决定的期间，回送1次响应帧。另外，在打盹模式下，比虚拟打盹模式更频繁地赋予Grant。图2的C2表示在虚拟打盹模式下赋予的Grant的间隔。该间隔C2比在打盹模式下提供的间隔C1长，因此Idle Frame的发送间隔变长，ONU(2)的功耗被抑制。
另外，打盹模式的省电协议的特征在于，抑制响应帧的发送，并且通过短的Grant的发送间隔，能够消除或者减少上行通信产生时的发送延迟。
如上所述，在本实施方式的通信系统中，能够根据省电功能的对应信息变更省电协议，与多个ONU各自的特性符合地抑制功耗。另外，该通信系统对ONU(2)那样的不具有省电功能/不对应于省电协议的ONU10，也可以进行抑制了功耗的控制。
·配置详细内容和省电模式的选择
接下来，使用图4，说明配置详细内容。在图4中，与图2相同的符号表示同一或者相当的处理。步骤S5示出图2的配置动作的详细内容。
ONU10收集终端20-1等连接设备的种类、ON/OFF、线路的种类、速度等属性的信息(步骤S5a)，与本装置的存储装置中记录的与本装置的功能、性能相关的信息符合地，生成属性信息(步骤S5b)。ONU10作为该属性信息记录省电功能的对应信息(power_save_attr)。
如果搜索结束，则OLT1为了配置而发送ONU10的属性信息的请求指令(Get_cmd)。各ONU10针对该请求指令通过响应帧(Get_rsp)回送属性信息。另外，还有不对应于省电功能的ONU(2)不发送省电功能的对应信息(power_save_attr)的情况。
OLT1如果接收到响应帧(Get_rsp)，则按照后述图11所示那样的形式存储到自己的记录装置(数据库)。另外，同样地，根据在记录装置中预先记录的每个用户的契约，调查用户、提供服务的每一个的省电模式的限制事项(步骤S5c)，决定对该各ONU10许可的省电模式、条件(步骤S5d)。图11～15示出限制事项的例子。例如，在用户以要求迅速的响应的服务器用途使用了通信线路的情况下，不期望ONU10转移到省电模式而产生延迟。OLT1、以及ONU10通过确认预先许可的省电模式，能够预先抑制这样的不希望的延迟。
接下来，OLT1使用指示帧(Set_cmd)将所决定的许可省电模式发送到ONU10。ONU10将所接收到的许可省电模式记录到本装置的存储装置(步骤S5e)。
ONU10根据所记录的许可省电模式，决定所使用的省电模式/可否转移到省电模式。在转移到省电模式的情况下，ONU10如上所述与所请求的省电模式的参数一起发送请求(sleep_mode_req)。接收到该请求的OLT1探测上行或者下行通信的通信量的状态(有无和量)、链接的种类、ONU10侧的连接设备(种类、ON、OFF等)，根据所请求的省电模式、探测结果、所许可的省电模式的信息，选择省电模式。然后，将其结果，使用响应帧(sleep_mode_ack)，回送到ONU10。
此处，OLT1还监视不具有省电功能的ONU(2)的通信量，判断是否应转移到省电模式，所以即使ONU(2)不发送请求，OLT1也可以将该ONU(2)控制为实质上的省电状态。
·不同的省电模式的选择
接下来，说明针对具备省电功能的多个ONU10，根据ONU10的特性，选择不同种类的省电协议的处理。在图5中，与图4相同的符号表示同一或者相当的处理。ONU(1)仅具有与打盹模式对应的省电功能，ONU(3)具有与打盹模式以及睡眠模式对应的省电功能。换言之，ONU(1)能够仅使发送器141成为电源OFF，但ONU(3)能够独立地控制发送器141以及接收器142的电源。
在配置结束，并在通信开始之后，两个ONU成为可转移到省电模式的状况。例如，是仅产生了利用网页浏览的断续并且少量的数据通信、小频带的声音通信的情况、或者仅IP电话成为电源ON并且成为待机状态的情况等。ONU10通过进行发送缓冲器监视、连接设备的状态监视，来探测它们的通信量的状况，在分别成为预定的条件时，决定向省电模式的转移。ONU10例如在规定期间的上行、下行各自的通信量总量、平均值成为阈值以下的情况下，通过连接设备的状态和可转移的省电模式的对比表等来进行转移的判断(步骤S6a、S6b)。
ONU10在步骤S6c中，通过访问存储装置，调查根据通信量状态等决定的省电模式是否相应于从OLT1许可的省电模式，如果是许可模式，则将请求(sleep_mode_req)发送到OLT1。此时，在所决定的模式不相应于许可模式的情况下，ONU10将模式变更为相应于许可模式的模式、或者抑制请求的发送。通过抑制不相应于许可模式的请求，能够节约浪费的频带消耗和与处理相关的电力。
OLT1接收来自各ONU10的请求，判断请求可否许可，或者判断与ONU10的属性信息符合的省电模式(步骤S7a)，回送到ONU10。例如，即使在从ONU(3)存在希望转移到打盹模式的意思的请求的情况下，在OLT1判断为没有下行通信的情况下，也可以以使对应于睡眠模式的ONU(3)转移到睡眠模式的方式，变更模式并回送响应帧。另一方面，由于知晓仅ONU(1)对应于打盹模式，所以即使在同样的状况下，OLT1也不进行向睡眠模式的变更，按照来自ONU(1)的请求，回送指示了打盹模式的响应帧。
通过上述处理，以后ONU(1)以打盹模式动作，ONU(3)以睡眠模式动作。
另外，还可以以不指定省电模式的形式，进行来自ONU10的请求。在该情况下，OLT1根据通过配置得到的ONU10的对应信息、属性信息，选择省电模式并通知到ONU10。
·省电模式间的模式变更
接下来，使用图6，说明省电模式间的模式变更。在图6中，与图2相同的符号表示同一或者相当的处理。另外，该协议是一个例子，本发明不限于图6所示的各种发送帧、其名称、步骤。
图6示出ONU10从打盹模式转移到睡眠模式，之后再次转移到打盹模式的样子。对于该多个省电模式间的模式变更，也有时ONU10根据在图5的步骤S6a～S6c中说明的ONU10的判断自发地执行，但还可以OLT1指示模式的转移。以下，以OLT1指示模式的转移的情况为例子进行说明。
在期间P1动作的ONU10指定打盹模式并发送请求(sleep_mode_req)，在期间P2转移到打盹模式。如果转移到打盹模式，则维ONU10持接收器142的供给电力，另一方面切断发送器141的供给电力，开始抑制了功耗的运转。在图6中，Tx和Rx分别表示发送器141和接收器142的电源ON状态(没有记载的期间是电源OFF状态)。
在期间P2，接收器142是ON状态，所以OLT1能够发送下行数据。另外，虽然未图示，但OLT1与下行数据一起向ONU10还提供Grant。ONU10接收Grant，但在没有发送数据的情况下不向发送器141供给电力，而抑制功耗。
如果在步骤S10中从OLT1向ONU10发送的下行通信量消失，则OLT1从发送缓冲器4等的监视结果对其进行探测，调查存储装置中存储的步骤S2的配置的结果，判断下行通信是否也设成省电模式。例如，通过一定期间的下行通信量是否成为规定的阈值以下，进行下行通信量的结束探测。
在OLT1判断为进行从打盹模式向睡眠模式的变更的情况下，OLT1指定变更睡眠模式变更指示(sleep_mode_Ind)的模式(SLEEP(睡眠))，发送到ONU10。接收到该变更指示的ONU10与向通常的省电模式的转移同样地，发送sleep_mode_req，如果从OLT1回送了sleep_mode_ack，则从打盹模式向睡眠模式切换省电模式。然后，ONU10切断接收器142的供给电力，在进一步抑制了功耗的状态动作。
在睡眠模式下，按照循环睡眠这样的一定或者可变周期，反复电源OFF和ON。对于在哪个期间，使电源成为OFF，通过Sleep time这样的参数来指定。Sleep time既可以是通过配置决定的默认值，也可以是通过sleep_mode_ack(sleep_mode_req)指定的值。例如，在sleep_mode_ack(sleep_mode_req)中没有指定Sleep time的情况下，ONU10以及OLT1使用默认值。
ONU10按照Sleep time，使发送器141以及接收器142的电源临时成为ON，对OLT1通知是否继续睡眠模式(sleep_mode_req)。OLT1通过接收sleep_mode_req，能够确认在与该ONU10之间没有产生线路障碍。另外，OLT1对sleep_mode_req，回送sleep_mode_ack。此时，OLT1还可以同时发送少量的下行数据。另外，OLT1还可以根据发送缓冲器的数据积蓄信息、其增减等，调整Sleep time，向ONU10发送sleep_mode_ack(选择功能)。例如，在发送缓冲器的数据积蓄量增加了的情况下，OLT1将Sleep time变更为较短，在减少了/没有数据的状态持续一定期间的情况下，将Sleep time变更为较长。
接下来，说明在睡眠模式下，下行通信量产生或者增加了的情况。在检测到通过发送缓冲器的监视得到的通信量的状况变化、新的通信产生等的情况下，OLT1判断是否变更睡眠模式(步骤S11)，在变更的情况下，将变更请求(sleep_mode_Ind)发送到ONU10。此时，在判断为仅下行的通信的通信量增加的情况下，OLT1也可以以从睡眠模式变更为打盹模式的方式，指示ONU10。该指示具有相比于从睡眠模式转移到全服务模式(Tx、Rx都成为ON状态)的情况，能够降低由ONU10消耗的电力这样的效果。
另外，OLT1还可以在变更请求(sleep_mode_Ind)中，指定Sleeptime。另外，在图6的例子中，在打盹模式与睡眠模式之间的模式变更中，使用了sleep_mode_Ind、sleep_mode_req、sleep_mode_ack这3个消息，但也可以如图7所示，通过sleep_mode_Ind、sleep_mode_ack的消息切换模式。
实施方式2.
图8是说明本实施方式2的OLT1中的PON控制部2的处理的流程图。实施方式2的PON控制部2能够应用于实施方式1的通信系统，对于与通信系统整体相关的点，与实施方式1相同。
PON控制部2是OLT1等母机中使用的控制装置，由数字信号处理器、通用处理器和软件的组合构成。这些处理器通过高集成的IC(Integrated Circuit，集成电路)被芯片化，与光发送接收器5等用信号线相互结合而组合使用，从而作为OLT1发挥功能。
首先，PON控制部2经由光发送接收器5开始搜索。在搜索中，得到ONU10的序列号，所以PON控制部2据此访问内置或者外部连接的存储装置，确定使用ONU10的用户。然后，PON控制部2将用户和用户契约的服务对应关联(步骤S50)。例如，图11示出其对应关联的例子，PON控制部2将ONU的序列号、和用户的ID、以及用户是否作为商业用途契约、是否为一般家庭的用户等其他一般的契约等服务信息对应关联。对应关联的信息具有与服务线路的类别相关的信息(IPTV、IP电话、其他网络)等信息。这些服务线路根据其类别，而上行下行各自的保证频带、容许延迟等服务要求条件(QoS)不同。
·配置
接下来，PON控制部2开始与图2的步骤S2相当的ONU10的配置。PON控制部2为了向各ONU10请求省电功能的对应信息(power_save_attr)，生成请求消息(Get_cmd)，发送到各ONU10(步骤S51)。此时，PON控制部2还可以请求其他ONU10的属性信息。ONU10的属性信息是例如在ITU-T G.984.4ONT managementand control interface(ONT管理和控制接口)中规定的信息，并且，其配置方法能够与其同样地实施。另外，其也可以使用与据此策定的下一代的规格XG-PON等同等规格同样的信息、方法来取得。
接下来，PON控制部2从缓冲器或者发送接收器5取得发送接收器5从各ONUi接收到的对应信息OCi(步骤S52)，比较通过搜索确定的有源的ONU10的序列号和发送了对应信息OCi的ONU10的序列号，从而将没有省电功能的对应信息OCi的ONU10确定为没有省电功能的ONU10(步骤S53)。另外，即使在ONU10使用Get_rsp消息发送了表示不对应于省电功能的对应信息OCi的情况下，PON控制部2也将该ONU10确定为没有省电功能的ONU10。
PON控制部2将对应信息按照例如如图11所示那样的形式与ONU10对应关联而写入到内置存储装置等(步骤S54)。在PON控制部2取得的对应信息中，不仅包括省电模式，而且还包括sleep time等与省电功能相关的各种参数。因此，虽然在图11中没有记载，但PON控制部2将这些各种参数也同样地记录到存储装置。
接下来，PON控制部2访问图11～15所示那样的服务数据库(存储装置)，对N个ONUi分别决定所许可的省电模式、以及省电参数(步骤S5c、S5d)。该决定能够通过例如下述方法来实施。
PON控制部2根据与ONUi对应关联的用户标识符(ID)，从存储装置(参照图11)读出用户契约的服务ID，针对服务ID，从图12以及图13各自的信息表，确定所禁止的省电模式Fi。此时，针对ONUi的禁止模式，能够通过任意的算法决定，在图12以及图13中的某一个中成为“不可”的情况下，PON控制部2将该省电模式设置为禁止模式。
PON控制部2从图11的信息表确定ONUi自身具有的省电模式，从此处指定的省电模式，去除省电模式Fi，从而决定所许可的省电模式AMi。所许可的省电模式Ami被存储到存储装置。
接下来，PON控制部2将Sleep time的默认值DefPSTi保存到存储装置(图15)。默认值DefPSTi是与上述省电功能相关的参数之一，从ONU10取得。PON控制部2还可以以根据服务调整省电模式的方式，根据服务使用预先确定的规定值、默认值来调整该默认值DefPSTi。例如，在ONU10通知来的Sleep time的默认值过长的情况下，上行通信的通信质量降低、下行通信量压迫OLT1的接收缓冲器的存储区域，所以PON控制部2调整sleep time。另外，同样地PON控制部2将最大睡眠时间MaxPSTi也保存到存储装置(参照图14)。该最大sleep time是动态地调整sleep time的情况的规定值。另外，PON控制部2也可以将MaxPSTi用作LOSi等警报的判断条件。
另外，对于图14、图15的表，OLT1预先分别存储OLT1预先存储了的表、和与ONU10的交涉的结果确定的表这2种类即可。
如果针对各ONU10决定了关于这些省电模式的许可模式Ami、默认睡眠时间DefPSTi、以及最大睡眠时间MaxPSTi，则PON控制部2使用消息(Set_cmd)将这些参数通知到各ONU10。ONU10在接收到Set_cmd之后，将这些参数记录到ONU10的存储装置，用于睡眠协议的控制。
·睡眠模式控制
接下来，使用图9，说明通过PON控制部2进行的睡眠模式的控制。图9的[A]所示的连接部是图8的连接部[A]所示的流程的继续。首先，PON控制部2在步骤S60～S68中，进行省电模式下的频带分配控制。OLT1从OLT1的缓冲器3、4的状态、从ONU10发送来的信息等，探测上行下行的通信量或者ONU10的连接设备的状态。该状态信息用于步骤S68的频带分配、步骤S69的向省电模式的转移判断。
接下来，PON控制部2调查成为对象的ONU10的当前的省电模式，进行与各模式对应的频带分配量限制、Grant的赋予机会限制(步骤S61)。在ONU10是并非省电模式的状态(全服务模式)的情况下，PON控制部2不进行省电模式下的频带分配限制。在是打盹模式的情况下，PON控制部2将上行通信的分配频带限制Bi限制为预定的值、或者根据服务确定的值(步骤S62)。在该模式是睡眠模式的情况下，PON控制部2与步骤S62同样地设置Bi(步骤S63)，Grant的机会也被限制为针对频带更新周期的每m次成为1次(步骤S64)。
例如，在步骤S68中，作为用于没有分配该频带更新周期的发送机会的标志，设定Grant Skip(授权跳过)标志GSi，PON控制部2在设置了该标志的情况下，在该周期中，不向该ONUi提供发送机会。在步骤S64中，PON控制部2针对每m次设置(m-1)次标志GSi，从而针对每m次的频带发送周期向该ONU10提供1次发送机会。另外，即使在虚拟打盹模式的情况下，OLT1也在步骤S65、S66中，执行与步骤S63、S64同样的处理。
另外，与上述省电模式对应的频带分配方法是一个例子，PON控制部2能够根据需要设定各模式下的频带的限制/不限制、发送机会的限制/不限制。例如，PON控制部2即使在打盹模式下也可以限制Grant以及上行链接的数据发送的机会，还可以不对睡眠模式的ONU10进行Grant Skip，而每次提供Grant。另外，频带限制也是任意的，例如，即使没有设定分配频带限制Bi，由于来自ONU10的上行通信量的状态、或者频带分配请求的值少，通过步骤S68的动态的频带分配实现的分配量相对其他ONU10更少，所以PON控制部2还可以不区分省电模式的ONU10和其他ONU10，而进行频带分配。
如果针对所有ONU10，上述处理结束，则PON控制部2对各ONU10分配频带。此时，使用上述Grant Skip标志GSi以及分配频带限制Bi。首先，PON控制部2从接下来的周期的频带分配对象去除设置了Grant Skip标志GSi的ONUi，接下来，使用Traffic monitoring(通信量监视)DBA(Dynamic Bandwidth Allocation，动态带宽分配)、status report(状态报告)DBA或者它们的组合，对各ONU10分配频带。此时，PON控制部2对省电模式的ONUi不提供超过分配频带限制Bi的频带。另外，如果频带分配结束，则PON控制部2复位各GSi、Bi。
接下来，PON控制部2针对不对应于省电功能的ONU10，根据上行通信量的状态，判断是否转移到省电模式(虚拟打盹模式)/是否继续省电模式。例如，在一定期间的通信量低于规定的阈值的情况下，PON控制部2使该ONU10转移到省电模式。另外，PON控制部2还可以根据定时器在特定时间带中使ONU10以省电模式动作。
在步骤S70中，PON控制部2进行光发送接收器5接收到的请求(sleep_mode_req)和作为针对该请求的许可信号的sleep_mode_ack的发送处理。对于sleep_mode_req的处理的详细内容，将使用图10后述。
接下来，PON控制部2在步骤S71～S78中进行利用OLT1的省电模式的变更指示控制。通过该控制，OLT1能够使属下的ONU1从省电模式转移到全服务模式、或从某省电模式转移到其他省电模式，作为通信系统，能够高效地降低功耗，并且还可以提高通信质量。
PON控制部2调查存储装置来检测该ONUi是否为睡眠模式中。在其并非睡眠模式的情况下，在步骤S73中PON控制部2检查是否有睡眠模式的开始主要原因。在判断为没有开始主要原因的情况下，PON控制部2转移到步骤S78的处理，针对接下来的ONUi反复同样的处理。
另一方面，在下行链接中通信量减少、或者在上行链接中通信量减少等情况下，PON控制部2分别转移到步骤S74、S75的处理，为了使ONU10转移到省电模式，进行发送sleep_mode_Ind的准备。
在下行链接的状况下(从全服务模式或者打盹模式)转移到睡眠模式的情况下，PON控制部2指定SLEEP而作为省电模式。另外，在上行链接的通信持续的情况下，不选择睡眠。另外，在上行链接的状况下转移到省电模式的情况下，PON控制部2指定DOZE(打盹)而作为省电模式。
在步骤S72中判断为该ONUi是睡眠模式中的情况下，PON控制部2检查睡眠模式的中断主要原因(步骤S76)。在没有中断主要原因的情况下，PON控制部2继续睡眠模式而转移到接下来的ONU10的处理，另一方面，在中断主要原因是上行链接的情况下，为了中止省电模式并转移到全服务模式，指定WACKUP(醒来)进行发送sleep_mode_Ind的准备(步骤S77)。另外，在中断主要原因是下行链接的情况下，为了使ONU10从睡眠模式转移到打盹模式，PON控制部2作为模式指定WACKUP，进行发送sleep_mode_Ind的准备(步骤S77)。另外，虽然在图中没有记载从打盹模式向其他模式的变更，但能够同样地规定从打盹模式等各个省电模式向其他省电模式的迁移、以及其相逆的打盹模式的开始和中断。
对于睡眠的开始主要原因、中断主要原因，只要是抑制功耗并且确保所需的通信质量的基准，则可以是任意的基准。例如，一定期间的通信量、缓冲器中积蓄的数据量、与ONU10连接的连接设备的ONOFF(接通关闭)信息、或者新的服务的开始等成为基准。
如果以上的处理结束，则PON控制部2生成保存了频带分配的结果、sleep_mode_ack、sleep_mode_Ind等控制消息的帧，发送到ONU10(步骤S79)。此时，在帧中，还可以与控制消息一起保持下行数据。
PON控制部2接下来判断是否为需要搜索的定时(步骤S80)，如果需要，则转移到图8的步骤S1的处理(参照连接部[B])，如果不需要搜索，则回到步骤S60，转移到接下来的频带更新周期的发送控制。
·请求(sleep_mode_req)的处理
图10是示出通过PON控制部2进行的请求(sleep_mode_req)的处理的一个例子。PON控制部2如果从ONU10接收到sleep_mode_req，则判断许可还是变更来自ONU10的要求，通过sleep_mode_rsp消息回送其结果。图10是示出该处理的图。
在步骤S91中，PON控制部2通过访问存储装置，调查在sleep_mode_req中作为参数指定的省电模式是否包含于该ONUi的许可模式AMi。此处，在没有指定省电模式的情况下，PON控制部2将省电模式设置为通过图2的步骤S2等的配置事先确定的省电模式的默认值(步骤S92)。另一方面，在许可模式Ami中没有所指定的模式的情况下，PON控制部2设置将其修正为许可模式、或者针对向省电模式的转移的拒绝信息(步骤S93)。另外，在PON控制部2变更从ONU10指定的省电模式的情况下，必须保证在通信质量中没有引起障碍。
在上述处理结束或者指定的模式是许可模式Ami的情况下，PON控制部2转移到接下来的步骤S94的处理。在该步骤中，PON控制部2通过访问存储装置，调查在sleep_mode_req中作为参数指定的sleeptime是否为对该ONUi设定的最大睡眠时间内MaxPSTi(步骤S94)。此处，在没有指定sleep time的情况下，PON控制部2对sleep time设置通过图2的步骤S2等的配置事先确定的sleep time的默认值DefPSTi(步骤S95)。另一方面，在所指定的sleep time大于MaxPSTi的情况下，PON控制部2将其修正为MaxPSTi、或者设置为针对向省电模式的转移的拒绝信息(步骤S96)。
在上述处理是结束或者sleep time≤MaxPSTi的情况下，PON控制部2将省电模式信息PSi作为对应ONU的省电模式的信息而记录到存储装置，同时，在对图9的步骤S64、S66、S68的Grant的定时、对成为用于省电中的警报抑制的基准的定时器PSTi设置sleep time。
如果该处理结束，则PON控制部2针对所接收到的所有sleep_mode_req，反复上述处理。
以上，说明了本发明的实施方式。本发明不限于这些实施方式，只要包含于本发明的要旨，则可以进行任何变形。例如，应用该通信方法的通信系统也可以并非PON系统。还可以应用于使用了有源元件的光通信系统。另外，不限于光通信，还可以应用于使用电信号在终端之间进行通信的通信系统。
另外，在上述实施方式中，OLT1考虑ONU10的功能或者提供服务，对ONU10指示向省电模式的转移、条件(参数)，从而OLT1能够控制通信系统上的省电功能。关于该功能，根据省电功能的对应信息，OLT1是否发送发送许可信号是选择性的事项。
作为省电模式，例示了打盹模式、睡眠模式、虚拟打盹模式，但省电模式、其协议不限于这些。另外，也可以进行编码，以将打盹模式命名为睡眠模式1、将上述睡眠模式命名为睡眠模式2，对于对应的mode(模式)参数，也可以将“1”设成睡眠模式1、将“2”设成睡眠模式2。
作为省电协议的例子，说明了在转移到打盹模式时，ONU10将请求发送到OLT1，在从OLT1存在响应的情况下，ONU10转移到打盹模式这样的省电协议，但还可以使用其他省电协议，来控制省电状态。例如，OLT1和其PON控制部2还可以通过省电功能的对应信息，判断该ONU10是否为支持打盹模式的ONU10，假设ONU10在所分配的频带中没有回送Idle frame等响应信号的情况下，OLT1判断为ONU10转移到打盹模式，以后，按照打盹模式的协议与ONU10进行通信。
产业上的可利用性
本发明适用于需要省电化的通信方法、通信系统。

Claims (21)

1.一种通信系统，使用公共的光纤，将多个利用者侧光线路终端装置即ONU连接到站侧光线路终端装置即OLT，其特征在于，
所述多个ONU中的至少一部分ONU具备：
发送接收器，具有对接收部供给电力的同时使发送部停止的省电功能；
控制装置，将所述省电功能的对应信息经由所述发送接收器发送到所述OLT，
所述OLT具备：
控制装置，根据所述省电功能的对应信息，生成上行通信的发送许可信息；以及
发送接收器，接收所述省电功能的对应信息，并且将所述发送许可信息发送到所述ONU。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，
能够混合存在：能够在对所述接收部供给电力的同时使所述发送部停止的打盹模式下进行省电动作的ONU、能够在使所述发送部以及所述接收部临时地成为停止状态的睡眠模式或/和所述打盹模式下进行省电动作的ONU、以及在所述打盹模式及睡眠模式下都不动作的ONU中的至少2种ONU，
所述OLT的控制装置根据所述省电功能的对应信息从多个省电协议选择针对该ONU的省电协议。
3.根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于，
所述OLT的控制装置针对向在所述打盹模式以及睡眠模式下都不动作的非对应ONU的通信，应用上行通信的发送频度少的省电协议，从而使该ONU以省电模式动作。
4.根据权利要求2或者3所述的通信系统，其特征在于，
所述OLT的控制装置通过监视所述ONU的上行通信的发送状况来决定所述ONU向省电模式的转移，在该ONU是所述非对应ONU的情况下，将所述发送许可信号的发送间隔变长，降低与针对所述发送许可信号的响应信号的发送相关的功耗。
5.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于，
所述OLT的控制装置根据所述省电功能的对应信息，将所述非对应ONU的所述发送许可信号的发送间隔，控制为比针对在所述打盹模式下动作中的ONU的所述发送许可信号的发送间隔长的间隔。
6.根据权利要求2～5中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
所述OLT的控制装置根据针对所述ONU的通信服务的种类，判断可否转移到省电协议。
7.根据权利要求2～6中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
所述OLT的控制装置根据所述省电功能的对应信息，指示所述ONU从所述打盹模式向睡眠模式转移。
8.根据权利要求7所述的通信系统，其特征在于，
所述OLT的控制装置根据下行通信的通信量，决定从所述打盹模式向睡眠模式的转移。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的通信系统，其特征在于，
所述OLT的控制装置根据针对所述ONU或者利用者的通信服务的种类，对所述ONU事先通知可否使用所述省电功能。
10.一种站侧光线路终端装置，该站侧光线路终端装置是使用公共的光纤，将多个利用者侧光线路终端装置连接到站侧光线路终端装置的光通信系统中的站侧光线路终端装置，其特征在于，
从所述利用者侧光线路终端装置接收省电功能的对应信息，并具备控制装置，该控制装置根据该对应信息，从通信步骤不同的多个省电协议，选择在与该利用者侧光线路终端装置的通信中使用的省电协议。
11.根据权利要求10所述的站侧光线路终端装置，其特征在于，
所述省电功能的对应信息包括利用者侧光线路终端装置向使接收功能激活的同时使发送功能停止的打盹模式的对应信息，根据该对应信息，针对非对应于所述打盹模式的利用者侧光线路终端装置，选择上行通信的发送许可信息的发送间隔与所述打盹模式不同的省电协议。
12.根据权利要求10所述的站侧光线路终端装置，其特征在于，
所述控制装置根据与所述利用者侧光线路终端装置的通信的服务类别，决定可否使用所述省电功能。
13.根据权利要求12所述的站侧光线路终端装置，其特征在于，
所述控制装置对该利用者侧光线路终端装置事先通知根据所述服务类别决定的所述省电功能可否使用。
14.根据权利要求10所述的站侧光线路终端装置，其特征在于，
所述控制装置监视下行通信的通信量，根据所述对应信息，判断所述利用者侧光线路终端装置可否从使接收功能激活的同时使发送功能停止的打盹模式转移到使所述接收功能以及所述发送功能临时停止的睡眠模式，将转移指示信息发送到所述利用者侧光线路终端装置。
15.一种利用者侧光线路终端装置，所述利用者侧光线路终端装置是使用公共的光纤，将多个利用者侧光线路终端装置连接到站侧光线路终端装置的光通信系统的利用者侧光线路终端装置，具备：
光发送接收器，连接到所述光纤，具备继续接收的同时停止发送的省电功能；以及
控制装置，经由该光发送接收器将所述省电功能的对应信息发送到所述站侧光线路终端装置，根据从所述站侧光线路终端装置事先接收到的规定信息，控制所述光发送接收器可否转移到省电状态。
16.根据权利要求15所述的利用者侧光线路终端装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述规定信息，控制是否向所述站侧光线路终端装置发送使用省电功能的请求信号。
17.一种通信方法，该通信方法是子站装置通过通信线路连接到母站装置的通信系统中的通信方法，具备：
所述母站装置检测所述子站装置的省电功能的步骤；
根据所述母站装置检测到的所述子站装置的省电功能，决定省电协议的步骤；以及
使用所述母站装置决定的省电协议，控制所述子站装置的发送器电力或者接收器电力的断续供给的步骤。
18.根据权利要求17所述的通信方法，其特征在于，
具备根据所述母站装置对所述子站装置的用户提供的服务，决定可否使用所述省电协议的步骤。
19.根据权利要求17或者18所述的通信方法，其特征在于，具备：
根据所述母站装置检测到的所述子站装置的省电功能，将所许可的省电功能通知到所述子站装置的步骤；
所述子站装置接收所述母站装置许可的省电功能的通知，根据该省电功能的通知选择省电协议的步骤；以及
所述子站装置根据所选择的省电协议，与所述母站装置开始通信的步骤。
20.根据权利要求17～19中的任意一项所述的通信方法，其特征在于，
具备所述母站装置向所述子站装置发送对所述子站装置的发送器电力或者接收器电力的供给停止时间进行调整的信号的步骤。
21.一种控制装置，该控制装置是与多个利用者侧光线路终端装置即ONU经由公共的光纤进行通信的站侧光线路终端装置即OLT的控制装置，其特征在于，
经由所述OLT的发送接收器，检测所述ONU的省电功能，使用根据该检测结果选择出的省电协议，控制所述ONU的发送器电力或者接收器电力的断续供给。
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