JP2009302752A - 加入者終端装置および電源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の低減効果の高い加入者終端装置を得ること。
【解決手段】パケットに含まれる宛先を示す識別情報に基づいて自局宛パケットであるか他局宛パケットであるかを判断する識別情報検出回路５１と、自局宛パケットと判断したパケットを計数し、パケット受信頻度を算出する識別情報検出頻度算出回路５２と、判断結果に基づいてデータ処理部５４への電源を供給するか否かを決定し、その決定結果に基づいて電源部６を制御し、また、パケット受信頻度に基づいて光受信部３への電源供給時間に対する電源供給休止時間の比を決定し、その決定結果に基づいて電源部６を制御する電源制御回路５３と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光通信システムに関するものであり、特に、アクセス系光通信システムの一つの方式であるＰＯＮ（Passive Optical Network）システムの加入者終端装置および電源制御方法に関する。

従来、光ファイバを用いた公衆回線網を実現する方式として、ＰＯＮシステムと呼ばれるポイント・トゥ・マルチポイントのアクセス系光通信システムが広く用いられている。ＰＯＮシステムは、局側装置である１台のＯＬＴ（Optical Line Terminal）と、光スターカプラを介して接続される複数の加入者端末装置であるＯＮＵ（Optical Network Unit）と、で構成される。ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴと伝送路である光ファイバの大部分とが、複数のＯＮＵに対して共有できるため運用コストの低減が期待できる。また、受動部品である光スターカプラは給電を必要としないため屋外設置が容易であり、信頼性も高いという利点がある。これらのことから、ＰＯＮシステムはブロードバンドネットワークを実現する切り札として近年活発に導入が進められている。

たとえば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers，Inc．）８０２．３ａｈで規格化されている、伝送速度が１．２５Ｇｂｉｔ／ｓのＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet（登録商標）−Passive Optical Network）では、ＯＬＴからＯＮＵへの下り方向の通信には、光波長１．４９μｍ帯を用いた同報通信方式を採用している。そして、各ＯＮＵは割り当てられたタイムスロットの自局宛データのみ取り出す。一方、各ＯＮＵからＯＬＴへの上り方向の通信は、光波長１．３１μｍ帯を用い、各ＯＮＵのデータが衝突しないように送出タイミングを制御する時分割多重通信方式を採用している。

上記のようなＰＯＮシステムの下り方向の通信では、各ＯＮＵは、ＯＬＴから送信される全てのパケット信号列から自局宛のパケット信号のみを取り出し、データ受信処理を行う。この際、各ＯＮＵは、自局宛のパケット信号受信に備えて、他局宛のパケット信号の受信時にも常時動作している。このため、各ＯＮＵは、常に多くの電力を消費するという問題点があった。

このような同報通信方式を採用する場合のパケット受信時の低消費電力化に関しては、特に、携帯電話や携帯情報端末等の受信装置について様々な方式が提案されている。たとえば、下記特許文献１では、自局へのパケットの受信有無を判定して判定結果を出力する制御チャネル受信部を備え、制御チャネル受信部からの判定結果に基づいて不要領域の電源供給をＯＦＦすることにより消費電力を削減する技術が提案されている。

特開２００５−３３３３５１号公報

しかしながら、上記特許文献１に示された技術では、無線受信装置のフロントエンド部である、受信信号を無線周波数からベースバンド周波数へ変換してベースバンド信号を出力するＲＦ（Radio Frequency）回路と、ＲＦ回路から出力されるベースバンド信号と再生タイミングとの同期をとる同期回路を備える受信回路部と、には、他局宛のパケット信号を受信時にも常に電力が供給されている。そのため、低消費電力化の効果は限定的である、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力効果の低減効果の高い加入者終端装置および電源制御方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光信号として同報通信方式により送信されたパケットを電気信号に変換する光受信手段と、前記電気信号の受信処理を行うデータ処理手段と、を備える加入者終端装置であって、前記光受信手段および前記データ処理手段に電源を供給する電源手段と、前記電気信号に変換されたパケットに含まれる宛先を示す識別情報を検出し、検出した識別情報が自局を示す情報であった場合にはそのパケットを自局宛パケットと判断し、検出した識別情報が自局以外を示す情報であった場合には他局宛パケットと判断する識別情報検出手段と、前記識別情報検出手段が前記自局宛パケットと判断したパケットを計数し、計数結果に基づいて単位時間あたりの自局宛パケット数をパケット受信頻度として算出する頻度算出手段と、前記識別情報検出手段の判断結果に基づいて前記データ処理手段へ電源を供給するか否かを決定し、その決定結果に基づいて前記電源手段を制御し、また、前記パケット受信頻度に基づいて前記光受信手段への電源供給時間に対する電源供給休止時間の比である休止時間比を決定し、その決定結果に基づいて前記電源手段を制御する電源制御手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、自局宛のパケットであるか他局宛のパケットであるかを判断し、判断結果に基づいて自局宛のパケットの単位時間当たりの受信頻度を算出し、そして、電源制御手段が、パケットの宛先の判断結果に基づいてデータ処理手段の電源供給を制御し、自局宛のパケット受信頻度に基づいて光受信手段の電源供給を制御するようにしたので、消費電力の低減効果を高くすることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる加入者終端装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる加入者終端装置の実施の形態１の機能構成例を示す図である。本実施の形態の加入者終端装置は、ＰＯＮシステムのＯＮＵとして動作する。図１に示すように、本実施の形態の加入者終端装置（以下、ＯＮＵという）１は、波長の異なる送受信信号を合分波するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）フィルタ２と、光データ信号を受信し電気データ信号に変換する光受信部３と、電気データ信号を光データ信号に変換して送信する光送信部４と、ＭＡＣ（Media Access Control）やプロトコル管理などのＰＯＮシステムの制御を行うＰＯＮ−ＬＳＩ（Large Scale Integration）５と、各機能ブロックに電源を供給する電源部６と、で構成される。

また、ＰＯＮ−ＬＳＩ５は、受信したパケット信号に含まれる宛先を識別するための宛先識別情報を抽出し、抽出した宛先識別情報に基づいて自局宛パケットであるか、または他局宛のパケット信号であるか、を判断する識別情報検出回路５１と、識別情報検出回路５１の判断結果に基づいて自局宛パケット信号の受信頻度を算出する識別情報検出頻度算出回路５２と、識別情報検出回路５１の検出結果および識別情報検出頻度算出回路５２の抽出結果に基づいて各機能ブロックに対する電源供給を制御する電源制御回路５３と、受信したパケットの受信データ処理を行いＵＮＩ（User Network Interface）に出力し、また、ＵＮＩから送信データを受け取り所定の送信データ処理を行い光送信部４に出力するデータ処理部５４と、で構成される。

図２は、ＯＮＵ１が受信するパケット列と各機能ブロックへの電源供給状況を説明するタイミングチャートである。「（ａ）受信パケット列」の段は、ＯＮＵ１が受信するパケット列を示しており、自局宛パケット２００を太線で、他局宛パケット１００を細線で表している。なお、各パケットはオーバヘッド領域（ＯＨ）とデータ領域（ＤＡＴＡ）により構成され、オーバヘッド領域には、どのＯＮＵ宛のパケットであるかを表す識別情報が書き込まれていることとする。

「（ｂ）識別情報検出回路，識別情報検出頻度算出回路，電源制御回路，光送信部電源供給状況」の段は、識別情報検出回路５１，識別情報検出頻度算出回路５２，電源制御回路５３，光送信部４の電源供給状況を示したものであり、ハッチング部は電源供給されていることを表す。識別情報検出回路５１，識別情報検出頻度算出回路５２，電源制御回路５３，光送信部４は、受信するパケット列に係らず常時電源が供給されている（電源ＯＮ）状態である。

「（ｃ）データ処理部電源供給」の段は、データ処理部５４への電源供給状況を示しており、自局宛パケット受信時のみ電源が供給され、他局宛パケット受信時には電源が供給されない。「（ｄ）光受信部電源供給」の段は、光受信部３への電源供給状況を示しており、自局宛パケットの受信頻度に応じて電源が供給される時間と電源が供給されない時間の割合が変動する。「（ｄ−１）受信頻度高」の段は、自局宛パケットの受信頻度が高い場合を示しており、この場合は常時電源が供給されている。「（ｄ−２）受信頻度中」の段は、自局宛パケットの受信頻度が中程度である場合を示しており、「（ｄ−３）受信頻度低」の段は、自局宛パケットの受信頻度が低い場合を示している。本実施の形態では、このように、自局宛パケットの受信頻度が高いほど光受信部３への電源供給時間が長くなるよう制御される。

つづいて、図１と図２を用いて、本実施の形態の動作について説明する。まず、図１に示す識別情報検出回路５１は、受信した各パケットのオーバヘッド領域に書き込まれた宛先識別情報を検出し、検出した宛先識別情報に基づいてパケットごとに自局宛のパケットであるか他局宛のパケットであるかを判断する。つぎに、識別情報検出頻度算出回路５２は、識別情報検出回路５１が自局宛のパケットであると判断したパケット（自局宛パケット）数をカウントし、単位時間当たりの自局宛パケット受信頻度を算出する。

電源制御回路５３は、識別情報検出回路５１の検出結果に基づいて、電源部６を制御する。このときの制御の具体的内容は、図２に示すように、ＰＯＮ−ＬＳＩ５のデータ処理部５４に対しては、自局宛パケット受信時に電源を供給し、また他局宛パケット受信時には電源を供給しないよう制御する。また、電源制御回路５３は、識別情報検出頻度算出回路５２が算出した自局宛パケット受信頻度に基づいて、自局宛パケット受信頻度が高い場合には、光受信部３への電源の供給時間が長くなるように制御し、自局宛パケット受信頻度が低い場合には、光受信部３への電源の供給時間が短くなるように適応的に制御する。

具体的には、たとえば、図２の例では、自局宛パケット受信頻度が所定の第１のしきい値以上の場合には、光受信部３へ常時電源を供給するように制御する。また、自局宛パケット受信頻度が第１のしきい値未満、かつ、自局宛パケット受信頻度が所定の第２のしきい値以上の場合には、光受信部３へ所定の第１の期間だけ電源を供給し、その後所定の第１の休止期間だけ電源の供給を停止し、以降、電源の供給と停止を同様に繰り返す。また、自局宛パケット受信頻度が第２のしきい値未満の場合には、光受信部３へ所定の第２の期間だけ電源を供給し、その後所定の第２の休止期間だけ電源の供給を停止し、以降、電源の供給と停止を同様に繰り返す。

このように制御することにより、他局宛パケット信号受信時にはＰＯＮ−ＬＳＩ５のデータ処理部５４の電力消費をカットすることができ、また、通信頻度が低い場合には光受信部３の電力消費を抑制することができる。

なお、光受信部３に電源が供給されていない場合には、伝送されてくる光データ信号を電気データ信号に変換できないため、自局宛のパケットであっても受信できない、という現象が生じる可能性がある。特に、自局宛パケット受信頻度が低い場合、すなわち、光受信部３に電源が供給される時間が短い場合には、自局宛パケットを受信し損なう可能性が高くなる。

しかしながら、ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴがある特定のＯＮＵに対してパケット信号を送信し、その特定のＯＮＵが正常に受信した場合には、ＯＮＵは受信完了のメッセージをＯＬＴに返送する。そして、ＯＬＴは、その特定のＯＮＵから受信完了のメッセージが返送されない場合には、ＯＬＴがその特定のＯＮＵにパケット信号を再送信する。従って、上記のように光受信部３に電源が供給されていない時に自局宛パケットが到達する場合であっても、パケット信号受信にタイムラグが生じ、必要なデータをダウンロードするために要する総時間が長くなるものの、必要なデータ信号が欠落する恐れはない。

なお、本実施の形態では、自局宛パケット受信頻度を高、中、低の３種類に分類して種類ごとに電源供給の時間を設定する制御例について説明したが、これに限らず、自局宛パケット受信頻度が低いほど電源供給時間を短くするよう制御する方法であればどのような制御方法としてもよい。

このように、本実施の形態では、識別情報検出回路５１が自局宛のパケットであるか他局宛のパケットであるかを判断し、識別情報検出頻度算出回路５２が、識別情報検出回路５１の判断結果に基づいて自局宛のパケットの単位時間当たりの受信頻度を算出する。そして、電源制御回路５３は、識別情報検出回路５１の判断結果に基づいてＰＯＮ−ＬＳＩ５のデータ処理部５４の電源供給を制御し、識別情報検出頻度算出回路５２の算出結果に基づいて光受信部３の電源供給を制御する。そのため、不要な電力消費を抑圧することが可能となり、消費電力の低減効果を高くすることができる。

実施の形態２．
図３は、本発明にかかる加入者終端装置の実施の形態２の機能構成例を示す図である。本実施の形態の加入者終端装置（ＯＮＵ１ａ）は、実施の形態１のＯＮＵ１に、節電モード切替回路７を追加する以外は、実施の形態１のＯＮＵ１と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、同一の符号を付して説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

本実施の形態の節電モード切替回路７は、実施の形態１で示した識別情報検出頻度算出回路５２が算出した自局宛パケット受信頻度の値にかかわらず、光受信部３に対する電源の供給を所定の固定期間行い、その後所定の休止期間だけ電源の供給を停止し、そして、これらの供給と停止を繰り返すように電源部６を制御する。

たとえば、節電モードとして「強」、「中」、「弱」の３通りのモードを備えることとし、節電モードはユーザが選択できることとする。そして、節電モード切替回路７は、ユーザからの選択を受付け、ユーザの選択したモードに基づいて光受信部３に電力を供給する固定期間と休止期間を変更するようにする。節電モードが「強」の場合には、固定期間に対する休止期間の比率を３つのモードのなかで最も高くし、節電モードが「弱」の場合には、同比率を最も小さくする。このようにすると、ダウンロード速度よりも節電を優先するユーザは節電モード「強」、節電よりもダウンロード速度を優先するユーザは節電モード「弱」を選択するなど、ユーザの嗜好に応じたサービスを提供できる。

本実施の形態のこれ以外の動作は実施の形態１と同様である。なお、光受信部３の電源供給の制御を実施の形態１の制御とするか本実施の形態の制御とするかについては、どちらにするかをユーザが選択できるようにしてもよいし、節電モードが設定されていない場合には実施の形態１と同様の動作を行い、節電モードが設定された場合に節電モード切替回路７が上述の制御を行うようにしてもよい。

このように、本実施の形態では、節電モード切替回路７が、ユーザが設定した節電モードに応じて光受信部３に電源を供給する固定期間と休止期間との比率を変更するようにした。このため、ユーザの嗜好に応じた度合いで不要な電力消費を抑圧することが可能となり、消費電力の低減効果を高くすることができる。

実施の形態３．
図４は、本発明にかかる加入者終端装置の実施の形態３の機能構成例を示す図である。本実施の形態の加入者終端装置（ＯＮＵ１ｂ）は、実施の形態２のＯＮＵ１ａの、ＰＯＮ−ＬＳＩ５をＰＯＮ−ＬＳＩ５ａに替える以外は、実施の形態２のＯＮＵ１ａと同様である。また、本実施の形態のＰＯＮ−ＬＳＩ５ａは、実施の形態２のＰＯＮ−ＬＳＩ５に節電モード信号検出回路５５を追加する以外は、実施の形態２のＰＯＮ−ＬＳＩ５と同様である。実施の形態２と同様の機能を有する構成要素は、同一の符号を付して説明を省略する。以下、実施の形態２と異なる部分について説明する。

本実施の形態では、ＯＬＴから送信されるパケットのオーバヘッド領域に節電モードを指定する節電モード指定情報が含まれていることとする。そして、本実施の形態の節電モード信号検出回路５５は、オーバヘッド領域に書き込まれた節電モード指定情報を検出し、節電モード指定情報に基づいて光受信部３に対する電源の供給時間を決定して、電源部６を制御することとする。節電モードごとの光受信部３に対する電源の供給の制御方法は実施の形態２と同様である。この場合、実施の形態１で示した識別情報検出頻度算出回路５２により抽出した自局宛パケット受信頻度や、実施の形態２で示した節電モード切替回路７による節電モード設定より、節電モード信号検出回路５５が検出した節電モード指定情報に基づく処理が優先されることが望ましい。

たとえば、実施の形態２と同様に、節電モードとして「強」、「中」、「弱」の３通りのモードを備えることとする。節電モード指定情報として、「強」、「中」、「弱」のいずれかを指定する値が設定されていることとする。そして、実施の形態２と同様に、節電モードごとに光受信部３に電源を供給する固定期間と休止期間との比率を変更するようにする。

そして、たとえば、ユーザは希望する節電モードをサービス契約時、またはサービス変更時に指定し、ユーザの指定した節電モードに応じてサービス提供者が、ＯＬＴが送信するパケットの節電モード指定情報を設定するようにする。このように、オーバヘッド領域に含めて節電モード指定情報を送信することによって、ユーザの手を煩わすことなく、遠隔制御により節電モード設定が可能となる。

本実施の形態の上記以外の動作は、実施の形態２と同様である。なお、本実施の形態では、実施の形態２の構成に節電モード信号検出回路５５を追加するようにしたが、これに限らず、実施の形態１の構成に節電モード信号検出回路５５を追加するようにしてもよい。この場合、節電モード切替回路７を用いたユーザによる節電モード設定はできないが、上記のようにＯＬＴを用いた節電モードの設定が可能である。

このように、本実施の形態では、ＯＬＴから送信されるパケットのオーバヘッド領域に含まれる節電モード指定情報に基づいてユーザが設定した節電モードに応じて光受信部３に電源を供給する固定期間と休止期間との比率を変更するようにした。そのため、ユーザの手を煩わすことなく、ユーザの嗜好に応じた度合いで不要な電力消費を抑圧することが可能となり、消費電力の低減効果を高くすることができる。

以上のように、本発明にかかる加入者終端装置および電源制御方法は、光通信システムに有用であり、特に、ＰＯＮシステムに適している。

本発明にかかる加入者終端装置の実施の形態１の機能構成例を示す図である。 ＯＮＵが受信するパケット列と各機能ブロックへの電源供給状況を説明するタイミングチャートである。 本発明にかかる加入者終端装置の実施の形態２の機能構成例を示す図である。 本発明にかかる加入者終端装置の実施の形態３の機能構成例を示す図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ ＯＮＵ
２ ＷＤＭフィルタ
３ 光受信部
４ 光送信部
５ ＰＯＮ−ＬＳＩ
６ 電源部
７ 節電モード切替回路
５１ 識別情報検出回路
５２ 識別情報検出頻度算出回路
５３ 電源制御回路
５４ データ処理部
５５ 節電モード信号検出回路

Claims (6)

1. 光信号として同報通信方式により送信されたパケットを電気信号に変換する光受信手段と、前記電気信号の受信処理を行うデータ処理手段と、を備える加入者終端装置であって、
   前記光受信手段および前記データ処理手段に電源を供給する電源手段と、
   前記電気信号に変換されたパケットに含まれる宛先を示す識別情報を検出し、検出した識別情報が自局を示す情報であった場合にはそのパケットを自局宛パケットと判断し、検出した識別情報が自局以外を示す情報であった場合には他局宛パケットと判断する識別情報検出手段と、
   前記識別情報検出手段が前記自局宛パケットと判断したパケットを計数し、計数結果に基づいて単位時間あたりの自局宛パケット数をパケット受信頻度として算出する頻度算出手段と、
   前記識別情報検出手段の判断結果に基づいて前記データ処理手段へ電源を供給するか否かを決定し、その決定結果に基づいて前記電源手段を制御し、また、前記パケット受信頻度に基づいて前記光受信手段への電源供給時間に対する電源供給休止時間の比である休止時間比を決定し、その決定結果に基づいて前記電源手段を制御する電源制御手段と、
   を備えることを特徴とする加入者終端装置。
2. 前記電源制御手段は、前記識別情報検出手段による判断結果が自局宛パケットであった場合には前記光受信手段へ電源を供給するよう決定し、また、前記判断結果が他局宛パケットであった場合には前記光受信手段への電源供給を休止するよう決定することを特徴とする請求項１に記載の加入者終端装置。
3. 前記電源制御手段は、前記パケット受信頻度が所定のしきい値以下の場合の休止時間比が、前記パケット受信頻度が前記しきい値を超える場合の休止時間比より大きくなるように、休止時間比を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の加入者終端装置。
4. 節電の度合いを示す節電モードの選択を受付け、選択結果に基づいて休止時間比を決定し、その決定結果に基づいて前記電源手段を制御する節電モード切替手段、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載の加入者終端装置。
5. 前記電気信号に変換されたパケットに含まれる節電の度合いを示す節電設定情報を抽出し、前記節電設定情報に基づいて休止時間比を決定し、その決定結果に基づいて前記電源手段を制御する節電信号抽出手段、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の加入者終端装置。
6. 光信号として同報通信方式によって送信されたパケットを電気信号に変換し、前記電気信号を受信パケットとする光受信手段と、前記受信パケットの受信処理を行うデータ処理手段と、を備える加入者終端装置における電源制御方法であって、
   前記受信パケットに含まれる宛先を示す識別情報を検出し、検出した識別情報が自局を示す情報であった場合にはそのパケットを自局宛パケットと判断し、検出した識別情報が自局以外を示す情報であった場合には他局宛パケットと判断する識別情報検出ステップと、
   前記識別情報検出ステップで自局宛パケットと判断したパケットを計数し、計数結果に基づいて単位時間あたりの自局宛パケット数をパケット受信頻度として算出する頻度算出ステップと、
   前記識別情報検出ステップの判断結果に基づいて前記データ処理手段へ電源を供給するか否かを決定し、その決定結果に基づいて前記電源手段を制御し、また、前記パケット受信頻度に基づいて前記光受信手段への電源供給時間に対する電源供給休止時間の比である休止時間比を決定し、その決定結果に基づいて前記電源手段を制御する電源制御ステップと、
   を含むことを特徴とする電源制御方法。

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