JP2012039249A

JP2012039249A - 光アクセスシステムの局側装置

Info

Publication number: JP2012039249A
Application number: JP2010175536A
Authority: JP
Inventors: Makoto Imai; 誠今井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2012-02-23
Anticipated expiration: 2030-08-04
Also published as: JP5557643B2

Abstract

【課題】光アクセスシステムの局側装置の消費電力を低減する。
【解決手段】監視制御部１５８は、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎから受信したデータ信号を信号処理部１５２より取得して、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎの状態を判定する。判定結果に応じて、電源制御部１５９がスイッチ１６０−１〜１６０−３を個別にオンオフ制御し、ＰＨＹ処理部１５１、信号処理部１５２、光インタフェース部１５５の電源供給および電源切断を個別に切り替える。
【選択図】図１

Description

この発明は、１つの局側装置に対して複数の加入者側装置を光ファイバとスターカプラで接続し、データ送受信を行う光アクセスシステムにおける局側装置に関するものである。

光アクセスシステムは、１つの局側装置に対して複数の加入者側装置を光ファイバとスターカプラで接続し、局側装置と加入者側装置との間でデータを送受信するシステムである。以下では、局側装置から加入者側装置へ送信されるデータ信号を下りデータ信号と呼び、加入者側装置から局側装置へ送信されるデータ信号を上りデータ信号と呼ぶ。

局側装置は、上位ネットワークから受信したデータ信号を電気信号から光信号に変換し、上りデータ信号と下りデータ信号を波長分離して、光ファイバへ送出する。局側装置から光ファイバへ送出された下りデータ信号は、スターカプラで分配され複数の光ファイバそれぞれを通じて各加入者側装置へ送られる。

加入者側装置が光ファイバへ送出した上りデータ信号は、スターカプラで多重され光ファイバを介して局側装置へ送られる。局側装置は、光ファイバ中の上りデータ信号と下りデータ信号を波長分離して、分離した上りデータ信号を光信号から電気信号に変換し、上位ネットワークへ送出する。

光アクセスシステムにおける局側装置と加入者側装置の間のデータの送受信の流れは上記のとおりであるが、このデータ送受信を行うためには、加入者側装置が局側装置により認証される必要がある。認証は二段階に分けて行われる。

認証の第一段階は、加入者側装置が、光ファイバとスターカプラを経由して局側装置と物理的に接続された状態になることである。この状態では、局側装置が加入者側装置に接続されていることを検出できるが、データ送受信を行うことはできない。この第一段階の状態に移行するために、局側装置は定期的に加入者側装置の有無を確認している。

認証の第二段階は、加入者側装置のＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレスといったＩＤ情報が局側装置に登録された状態になることである。この第二段階の状態に移行することにより、局側装置と加入者装置がデータ送受信を行うことが可能となる。局側装置は、第一段階および第二段階を経て認証された状態（即ち、データ送受信可能な状態）の加入者側装置に対して、周期的にデータ送信有無を問い合わせ、送信するデータを有する加入者側装置に対してのみデータ送信許可を与え、データ送受信を実施する。

上記のような光アクセスシステムは、加入者の増加に伴って加入者側装置の接続数が増加するため局側装置の導入数も増加する。そのため、加入者側装置、局側装置とも消費電力の低減が求められている。

そこで、特許文献１に係る発明では、加入者側装置において、データ送受信に必要な処理を行う複数の回路部と、各回路部に電源を個別に供給する電源部と、電源部と各回路の間に個別に配設されているスイッチと、各スイッチを個別に制御する電源制御部とを備え、電源制御部は通信状態の良または不良に応じて各スイッチのオンオフを制御するようにして、加入者側装置の消費電力の削減を図っている。

また、他のデータ伝送機器の例として、例えば特許文献２に係るルータ装置は、下位端末側ポートと上位ネットワーク側ポートの状態を監視してポートに供給する電力を制御する電力供給制御手段を備え、リンク確立状態が一定時間検出されなかったポートに対する電力供給を停止したり、一定時間内にアクセス要求がなされなかったポートに対する電力供給を停止したりして、消費電力の削減を図っている。

特開２００７−８９０２７号公報特許第３５７０９６８号公報

従来の光アクセスシステムは以上のように構成されているので、局側装置は加入者側装置の接続検出のため、常に内部回路に電源を供給する必要があり、無駄な電力を消費するという課題があった。また、局側装置は、データ送受信を行う加入者側装置が無い場合も常に内部回路に電源を供給しているため、無駄な電力を消費していた。さらに、局側装置は、適正に空調管理された場所に設置されることが多いが、設置場所の環境に応じて空冷ファンをオンオフさせる機能が無く、不要な電力を消費していた。

上記特許文献１は、光アクセスシステムにおいて加入者側装置の消費電力を削減する構成であって、局側装置を対象としたものではない。また、上記特許文献２はネットワーク接続ポートの状態を監視し、不要なポートへの電力供給を停止することにより消費電力を削減する構成であって、加入者側装置の状態を監視して局側装置の電力制御をする構成ではない。従って、特許文献１，２に係る発明では、上述した局側装置特有の課題を解決することができなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、光アクセスシステムの局側装置の消費電力を低減することを目的とする。

この発明に係る光アクセスシステムの局側装置は、複数の所定の回路部と、複数の所定の回路部に電源を供給する電源部と、複数の所定の回路部と電源部との間に個別に配設された複数のスイッチと、加入者側装置の状態を監視する監視制御部と、監視制御部が監視する加入者側装置の状態に応じて、複数のスイッチのオンオフを個別に制御する電源制御部とを備えるものである。

この発明によれば、局側装置において加入者側装置の状態を監視し、状態に応じて不要な回路部の電源を切断するようにしたので、局側装置の消費電力を低減することができる。

この発明の実施の形態１に係る光アクセスシステムの構成を示すブロック図である。加入者側装置から局側装置への装置情報転送シーケンスである。加入者側装置から局側装置へのデータ送信要求シーケンスである。局側装置が装置情報を受信した場合の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２に係る光アクセスシステムの構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１に示す光アクセスシステムは、１台の局側装置１０１に対して、ｎ台の加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎがスターカプラ（ＳＣ）２０２を経由して接続されている。局側装置１０１とスターカプラ２０２の間は光ファイバ２０１で接続され、スターカプラ２０２と各加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎの間は各光ファイバ２０３−１〜２０３−ｎで接続される。局側装置１０１から送出された光信号（下りデータ信号）はスターカプラ２０２で光ファイバ２０３−１〜２０３−ｎに分配されて、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎへ送信され、反対に、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎから送出された光信号（上りデータ信号）はスターカプラ２０２で１本の光ファイバ２０１に結合されて、局側装置１０１へ送信される。

局側装置１０１は、外部電源から電源供給を受ける装置電源部１０２と、装置内部の温度上昇を防ぐ空冷ファン１０３と、認証済みの加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎの装置情報を管理するデータベースを有する装置監視制御部１０４と、データ信号の送受信を行う送受信部１０５とを備える。

送受信部１０５は、ＰＨＹ処理部１５１と、信号処理部１５２と、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ−Ｄｉｏｄｅ）１５３およびフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）１５４より構成される光インタフェース部１５５と、波長分離多重部（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）１５６と、電源部１５７と、監視制御部１５８と、電源制御部１５９と、スイッチ１６０−１〜１６０−３とを備える。

電源部１５７は、装置電源部１０２から電源供給を受けて、送受信部１０５の各部へ電源供給を行う。電源部１５７とＰＨＹ処理部１５１を接続する電源供給ラインにはスイッチ１６０−１が配設され、電源部１５７と信号処理部１５２を接続する電源供給ラインにはスイッチ１６０−２が配設され、電源部１５７と光インタフェース部１５５を接続する電源供給ラインにはスイッチ１６０−３が配設されている。そして、スイッチ１６０−１〜１６０−３に接続された電源制御部１５９が、スイッチ１６０−１〜１６０−３のオンオフを制御して、ＰＨＹ処理部１５１、信号処理部１５２、光インタフェース部１５５への電源供給および電源切断の切り替えを行う。

なお、図１ではＰＨＹ処理部１５１、信号処理部１５２および光インタフェース部１５５の３つの回路部を電力削減対象とする。また、電源部１５７から監視制御部１５８および電源制御部１５９へそれぞれ電源供給ラインが接続され、これらの回路は、局側装置１０１の動作中、常に電源が供給されている。一方、波長分離多重部１５６は電源供給を受けない受動部品であるので、電源供給ラインは不要である。

ＰＨＹ処理部１５１は、上位ネットワークと接続して物理層の制御を行うインタフェースであり、上位ネットワークから受信した信号を信号処理部１５２へ出力すると共に、信号処理部１５２から入力された信号を上位ネットワークへ送信する。

信号処理部１５２は、ＰＨＹ処理部１５１から入力された電気信号を処理してレーザダイオード１５３へ出力すると共に、フォトダイオード１５４から入力された電気信号を処理してＰＨＹ処理部１５１へ出力する。具体的には、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎからの受信したデータ信号に付与されているエラー訂正コードを削除したり装置情報を分離したり、また、上位ネットワークから受信したデータ信号にエラー訂正コードを付与したり装置情報を特定するＩＤを付与したりする。さらに、監視制御部１５８の指示に従って周期監視信号を生成および送信したり、分離した装置情報を監視制御部１５８へ出力したりする。

レーザダイオード１５３は、信号処理部１５２から入力された電気信号を光信号に変換して波長分離多重部１５６へ出力する。フォトダイオード１５４は、波長分離多重部１５６から入力された光信号を電気信号に変換する。

波長分離多重部１５６は、光インタフェース部１５５と光ファイバ２０１とで送受される光信号の上りデータ信号と下りデータ信号を分離多重する。そして、光ファイバ２０１から受信した光信号から分離した上りデータ信号はフォトダイオード１５４へ出力し、レーザダイオード１５３から入力された下りデータ信号を光信号に多重して光ファイバ２０１へ送信する。

監視制御部１５８は、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎの状態を監視するために、信号処理部１５２に指示を出し、ある監視周期毎に周期監視信号を送信させる。そして、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎからの返送内容に応じて、電源制御部１５９へ電源供給と電源切断の切り替えを指示する。

図２は、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎから局側装置１０１への装置情報転送シーケンスである。監視制御部１５８が信号処理部１５２に指示を出し、ある監視周期毎に周期監視信号を送信させる。新たに接続された加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎは、その周期監視信号に対して装置情報を返送することで、局側装置１０１にその加入者側装置が接続されていることを伝える。

図３は、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎから局側装置１０１へのデータ送信要求シーケンスである。上記同様、局側装置１０１からある監視周期毎に送信される周期監視信号に対し、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎがデータ送信要求を返送することで、局側装置１０１への上りデータ信号の送信許可を要求する。

次に、局側装置１０１の動作を説明する。
局側装置１０１において、監視制御部１５８が信号処理部１５２に指示を出し、図２および図３に示すように監視周期毎に周期監視信号（下りデータ信号）を送信させる。
加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎから送信され光ファイバ２０１を伝送してきた上りデータ信号は、波長分離多重部１５６で下りデータ信号と分離多重されてフォトダイオード１５４に入力される。フォトダイオード１５４では、上りデータ信号を光信号から電気信号に変換し、変換された電気信号を信号処理部１５２にて処理し、装置情報またはデータ送信要求が含まれていれば監視制御部１５８へ出力する。

図４は、局側装置１０１が装置情報を受信した場合の動作を示すフローチャートである。
新たに接続した加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎの送信した装置情報を受信した場合、監視制御部１５８は、その装置情報に含まれる加入者側装置のＭＡＣアドレス情報を取得して、装置監視制御部１０４に出力する（ステップＳＴ１）。装置監視制御部１０４は、自身が保持するデータベースにそのＭＡＣアドレスが登録されているか否か確認して、確認結果を監視制御部１５８へ通知する（ステップＳＴ２）。

ＭＡＣアドレスが登録されていれば（ステップＳＴ２“登録有”）、監視制御部１５８は、そのＭＡＣアドレスを持つ加入者側装置が局側装置１０１に物理的に接続された状態であり、かつ、局側装置１０１により認証されている状態と判断する（ステップＳＴ３）。そして、監視制御部１５８は引き続き、監視周期毎に周期監視信号を送信させる。

一方、ＭＡＣアドレスが登録されていなければ（ステップＳＴ２“登録無”）、監視制御部１５８は、そのＭＡＣアドレスを持つ加入者側装置が局側装置１０１に物理的に接続された状態であるが、局側装置１０１により認証されていない状態と判断する（ステップＳＴ４）。未認証状態の場合、局側装置１０１と上位ネットワークの間の通信が必要ないため、監視制御部１５８が電源制御部１５９に指示を出してスイッチ１６０−１をオフさせ、ＰＨＹ処理部１５１の電源を切断して消費電力の低減を図る（ステップＳＴ５）。信号処理部１５２および光インタフェース部１５５は引き続き周期監視信号の送出を行うため、電源を供給する。そして、監視制御部１５８は引き続き、監視周期毎に周期監視信号を送信させる。

他方、認証状態の加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎが送信したデータ送信要求を局側装置１０１が受信した場合、監視制御部１５８が信号処理部１５２に指示を出し、データ送信を許可する内容の下りデータ信号を送信させ、データ信号の送受信を行う。

また、認証状態の加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎが存在するが、所定期間中にデータ送信要求が無く、データ信号の送受信を行わない場合、局側装置１０１と上位ネットワークの間の通信が必要ないため、監視制御部１５８が電源制御部１５９に指示を出してスイッチ１６０−１をオフさせ、ＰＨＹ処理部１５１の電源を切断して消費電力の低減を図る。信号処理部１５２および光インタフェース部１５５は引き続き周期監視信号の送出を行うため、電源を供給する。

さらに、局側装置１０１が監視周期毎に周期監視信号を送信しても、所定期間中に加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎからの応答が無く、かつ、装置監視制御部１０４が保持するデータベースにＭＡＣアドレスの登録も無い場合、監視制御部１５８は、局側装置１０１に加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎが全く接続されていない状態と判断する。そして、監視制御部１５８が電源制御部１５９に指示を出してスイッチ１６０−１〜１６０−３をオフさせ、ＰＨＹ処理部１５１、信号処理部１５２および光インタフェース部１５５の電源を切断して消費電力のさらなる低減を図る。

なお、図示例では、信号処理部１５２の電源供給を切り替えるスイッチ１６０−２と、光インタフェース部１５５の電源供給を切り替えるスイッチ１６０−３とを別々に設置する構成にしたが、電源供給ラインの分岐手前に１つのスイッチを設置して信号処理部１５２と光インタフェース部１５５の電源供給を同時に切り替える構成にしてもよい。

以上より、実施の形態１に係る局側装置１０１は、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎに接続する光ファイバ２０１のインタフェースとなる光インタフェース部１５５と、上位ネットワークのインタフェースとなるＰＨＹ処理部１５１と、光インタフェース部１５５とＰＨＹ処理部１５１の間でデータ信号を授受してデータ処理する信号処理部１５２と、これらの回路部に電源を供給する電源部１５７と、これらの回路部と電源部１５７との間に個別に配設された複数のスイッチ１６０−１〜１６０−３と、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎから受信したデータ信号を信号処理部１５２より取得して加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎの状態を判定する監視制御部１５８と、監視制御部１５８が判定した加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎの状態に応じてスイッチ１６０−１〜１６０−３のオンオフを個別に制御する電源制御部１５９とを備えるように構成した。このため、加入者側装置３０１−１〜３０１−ｎの状態に応じて不要な回路部の電源を切断できるようになり、局側装置１０１の消費電力を低減することができる。

実施の形態２．
図５は、本実施の形態２に係る光アクセスシステムの構成を示すブロック図である。本実施の形態２に係る局側装置１０１は、新たに、温度センサ１０６およびスイッチ１７０を備える。その他、図５において図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。

温度センサ１０６は、局側装置１０１の筐体内に取り付けられ、筐体の内部温度を検出する。スイッチ１７０は、装置電源部１０２と空冷ファン１０３を接続する電源供給ラインに配設され、装置監視制御部１０４のオンオフ制御により電源供給および電源切断の切り替えを行う。

装置監視制御部１０４は電源制御部の処理を兼ね、スイッチ１７０のオンオフを制御すると共に空冷ファン１０３に制御信号を出力する。温度センサ１０６が検出する局側装置１０１の内部温度が所定の温度以下であれば、装置監視制御部１０４がスイッチ１７０をオフして空冷ファン１０３の電源を切断し、局側装置１０１の消費電力を削減する。空冷ファン１０３を停止させたことにより局側装置１０１内部の温度が上昇し、所定の温度を超えた場合には、装置監視制御部１０４がスイッチ１７０をオンにして空冷ファン１０３を再度動作させ、制御信号を用いて、筐体の内部温度が局側装置１０１の仕様内となるようにする。

以上より、実施の形態２に係る局側装置１０１は、筐体の内部温度を検出する温度センサ１０６と、内部温度上昇を抑える空冷ファン１０３と、空冷ファン１０３と装置電源部１０２との間に配設されたスイッチ１７０と、温度センサ１０６が検出する温度に応じて空冷ファン１０３のスイッチ１７０のオンオフを制御する装置監視制御部１０４とを備えるように構成した。このため、空冷ファン１０３の使用をコントロールして局側装置１０１の消費電力を低減することができる。

なお、上記実施の形態１，２では、局側装置１０１が１つの送受信部１０５を備える構成にしたが、複数の送受信部１０５を備える構成にしてもよく、その場合であっても各送受信部１０５の動作は上記同様に行えばよい。

また、上記実施の形態１，２では、複数の送受信部１０５を備える構成を想定して、装置電源部１０２の電源供給ラインを電源部１５７経由で送受信部１０５の各回路に分岐させるようにしたが、例えば、送受信部１０５が１つ備える構成の場合に装置電源部１０２から送受信部１０５の各回路へ直接電源供給ラインを接続して、スイッチ１６０−１〜１６０−３をそれぞれ配設してもよい。そして、電源制御部１５９がスイッチ１６０−１〜１６０−３に加えてスイッチ１７０もオンオフ制御してもよい。

１０１局側装置、１０２装置電源部、１０３空冷ファン、１０４装置監視制御部、１０５送受信部、１０６温度センサ、２０１光ファイバ、２０２スターカプラ、２０３−１〜２０３−ｎ光ファイバ、３０１−１〜３０１−ｎ加入者側装置、１５１ＰＨＹ処理部、１５２信号処理部、１５３レーザダイオード、１５４フォトダイオード、１５５光インタフェース部、１５６波長分離多重部、１５７電源部、１５８監視制御部、１５９電源制御部、１６０−１〜１６０−３，１７０スイッチ。

Claims

１つの局側装置に対して複数の加入者側装置を光ファイバとスターカプラで接続し、データ信号の送受信を行う光アクセスシステムの局側装置において、
複数の所定の回路部と、
前記複数の所定の回路部に電源を供給する電源部と、
前記複数の所定の回路部と前記電源部との間に個別に配設された複数のスイッチと、
前記加入者側装置の状態を監視する監視制御部と、
前記監視制御部が監視する前記加入者側装置の状態に応じて、前記複数のスイッチのオンオフを個別に制御する電源制御部とを備えることを特徴とする光アクセスシステムの局側装置。
前記複数の所定の回路部は、
加入者側装置に接続する光ファイバのインタフェースとなる光インタフェース部と、
上位ネットワークのインタフェースとなるＰＨＹ処理部と、
前記光インタフェース部と前記ＰＨＹ処理部の間でデータ信号を授受してデータ処理する信号処理部とを備え、
前記監視制御部は、前記加入者側装置から受信するデータ信号を前記信号処理部より取得して、前記加入者側装置の状態を判定し、
前記電源制御部は、前記監視制御部が判定した前記加入者側装置の状態に応じて、前記スイッチのオンオフを個別に制御することを特徴とする請求項１記載の光アクセスシステムの局側装置。
前記電源制御部は、加入者側装置が認証されていない状態の場合に前記ＰＨＹ処理部のスイッチをオフすることを特徴とする請求項２記載の光アクセスシステムの局側装置。
前記電源制御部は、加入者側装置が認証された状態であるがデータ信号の送受信が行われていない状態の場合に前記ＰＨＹ処理部のスイッチをオフすることを特徴とする請求項２記載の光アクセスシステムの局側装置。
前記電源制御部は、認証された状態の加入者側装置がなく、かつ、加入者側装置からデータ信号の受信がない状態の場合に前記ＰＨＹ処理部、前記光インタフェース部および前記信号処理部の各スイッチをオフすることを特徴とする請求項２記載の光アクセスシステムの局側装置。
局側装置の内部温度を検出する温度センサと、
前記局側装置の内部温度上昇を抑える空冷ファンと、
前記空冷ファンと前記電源部との間に配設されたスイッチとを備え、
前記電源制御部は、前記温度センサが検出する温度に応じて前記空冷ファンのスイッチのオンオフを制御することを特徴とする請求項１記載の光アクセスシステムの局側装置。