JP2013026818A - 通信システム、通信方法及び子局側装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＮＵが省電力モードにあるときに端末装置からＨＧＷを介してＯＮＵに上り信号が送信されると、ＯＮＵが通常モードに遷移するまでの間に上り信号のパケットを損失し、通信に遅延が生じてしまうという課題があった。
【解決手段】親局装置１０と接続される複数の子局側装置２０に上り信号を中継する中継装置４０が接続され、この中継装置４０は、端末装置５０との接続状態に対応した子局側装置２０の遷移するモード情報を記憶し、端末装置５０が接続されるとその接続状態に対応した遷移モード情報を含んだモード通知フレームを子局側装置２０に送信し、モード通知フレームを受信した子局側装置２０はその遷移モードに遷移するよう制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の端末が共通の回線で接続された通信システム等に関し、例えば親局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と複数の子局側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とで構成されるＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム等に関する。

サーバ等の上位側装置からＰＣ等の端末装置への伝送路を引き込むシステムとして、例えばＰＯＮシステムがある（例えば、非特許文献１参照）。ＰＯＮシステムでは、通信網事業者局に設置されるＯＬＴと、加入者の宅内や屋外に設置される複数のＯＮＵとが共通の光ファイバで接続され双方向通信を実現する。このようなＰＯＮシステムにおいては、近年の消費電力増大による温暖化の影響を背景として、ＯＬＴからＯＮＵに対する制御メッセージを用いてＯＮＵを省電力モードにし、ＰＯＮシステムの低消費電力化を図る省電力制御技術が議論されている。

また、近年のインターネット常時接続サービスでは、ＩＰ電話サービスやＩＰ放送サービス等の普及に伴い、ＰＯＮシステムにホームゲートウェイ（ＨＧＷ）等の中継装置が接続される構成をとった通信システムが採用されることも多い（例えば、特許文献１参照）。このような構成の通信システムにおいては、ＯＮＵがＨＧＷを収容し、ＨＧＷが加入者端末、ＩＰ電話等の端末装置を複数収容する。

特開２００９−２６７９８７号公報

IEEE Standard 802.3av, (2009).

このようなＨＧＷが接続されたＰＯＮシステムに省電力制御技術を適用すると、ＯＮＵが省電力モードにあるとき、端末装置からＨＧＷを介してＯＮＵに上り信号が送信されると、ＯＮＵが通常モードに遷移するまでの間に上り信号のパケットを損失し、通信に遅延が生じてしまうという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、上り信号のパケットの損失を防ぎ、迅速な通信を行うことのできる通信システム、通信方法及び子局側装置を提供することを目的とする。

本発明に係る通信システムは、親局側装置と、この親局側装置と接続される複数の子局側装置と、この子局側装置に接続され端末装置からの上り信号を中継する中継装置とを備える通信システムであって、前記中継装置は、前記端末装置との接続状態に対応した前記子局側装置の遷移するモード情報を記憶する接続情報管理手段と、この接続情報管理手段に記憶された前記遷移モード情報を送信するモード通知フレーム送信手段を備え、前記子局側装置は、前記モード通知フレーム送信手段から送信された遷移モードの情報に基づいて前記子局側装置を省電力モード又は通常モードに遷移するよう制御するモード制御手段を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る通信方法は、 親局側装置と、この親局側装置と接続される複数の子局側装置と、この子局側装置に接続され端末装置からの上り信号を中継する中継装置とを備える通信システムにおける通信方法であって、前記中継装置への前記端末装置の接続を検知するステップと、この検知された前記端末装置の接続状態に対応した前記子局側装置の遷移するモードを決定するステップと、この決定された遷移モードに基づいて前記子局側装置を省電力モード又は通常モードに遷移するよう制御するステップを有することを特徴とする。

また、本発明に係る子局側装置は、親局側装置と接続され、１又は複数の端末装置が接続される子局側装置であって、前記端末装置との接続状態に対応した前記子局側装置の遷移するモード情報を記憶する接続情報管理手段と、前記遷移モード情報に基づいて前記子局側装置を省電力モード又は通常モードに遷移するよう制御するモード制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の通信システム、通信方法及び子局側装置によれば、ＨＧＷへ接続され通信可能な端末装置の接続状態に基づきＯＮＵのモードを遷移させるので、上り信号のパケットの損失を防ぎ、迅速な通信を行うことができる。

本発明の実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。 ＨＧＷ４０に接続される端末装置と省電力モード及び通常モードとの対応関係を表すテーブルを示す図である。 本発明の実施の形態１の省電力モード及び通常モードへの遷移動作を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態１においてＯＮＵが省電力モードにあるときに上り信号が送信された場合の通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態１におけるＯＮＵ２０−１とＨＧＷ４０−１とが一体型となった通信システムの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態２においてＯＮＵが省電力モードにあるときに上り信号が送信された場合の通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態３の通信システムの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態３においてＯＮＵの省電力モードにあるときにアプリケーションが起動する場合の通信システムの動作を示すシーケンス図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。図２はＨＧＷ４０に接続される端末装置と省電力モード及び通常モードとの対応関係を表すテーブルを示す図である。図３は本発明の実施の形態１の省電力モード及び通常モードへの遷移動作を示すシーケンス図である。図４は本発明の実施の形態１においてＯＮＵが省電力モードにあるときに上り信号が送信された場合の通信システムの動作を示すシーケンス図である。図５は本発明の実施の形態１におけるＯＮＵ２０−１とＨＧＷ４０−１とが一体型となった通信システムの構成例を示す図である。

図１に示すように、本実施の形態の通信システムは、サーバ等の上位側装置３０が接続されたＯＬＴ１０と、このＯＬＴ１０と光パワーを等配分する光デバイスである光カップラ１００を介して光ファイバで接続される複数のＯＮＵ２０−１〜２０−３と、ＯＮＵ２０の下位側にそれぞれ接続された中継装置であるＨＧＷ４０−１〜４０−２と、このＨＧＷ４０の下位側に接続された端末装置５０−１〜５０−２とを備える。

この端末装置５０−１〜５０−２は、例えば宅内に設置されるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）電話、アナログ電話、ＰＣ、プリンタ、家電機器、ＳＴＢ（Ｓｅｔ−Ｔｏｐ Ｂｏｘ）、センサ機器等が該当する。なお、ここではＯＮＵ２０を３台とした例を示しているが、ＯＮＵ２０の台数はこれに限らず何台でもよい。また、全てのＯＮＵ２０にＨＧＷ４０が接続されていなくてもよく、ＨＧＷ４０が接続されたＯＮＵ２０とＨＧＷ４０が接続されていないＯＮＵ２０が混在してもよい。また、ＨＧＷ４０に接続される端末装置５０の種類、台数も限定されない。

以下、上位側装置３０から端末装置５０への信号の通信方向を下り、端末装置５０から上位側装置３０への信号の通信方向を上りとよぶこととする。

ＯＮＵ２０−１は、ＰＯＮプロトコルに基づいてＯＮＵ２０−１の制御処理を実施するＰＯＮ制御手段２１と、ＯＬＴ１０への上りデータ及びＯＬＴ１０からの下りデータを蓄積するバッファ２２と、光信号の送受信処理を行う光送受信器２３と、上りデータと下りデータを波長多重するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）と、ＨＧＷ４０と接続されるＯＮＵインタフェース２５と、ＨＧＷ４０からの後述するモード通知フレームを受信するモード通知フレーム受信手段２６と、モード通知フレームに記された情報に基づき、ＯＮＵを、ＯＮＵ内の一部装置への電力供給が停止された省電力モード又はＯＮＵ内の全ての装置へ電力供給する通常モードのいずれのモードに遷移させるかを決定するモード決定手段２７と、このモード決定手段２７の決定に基づきＯＮＵをいずれかのモードに制御するモード制御手段２８と、を備える。

光送受信器２３は、電気信号を光信号に変換して送信する光送信器（Ｔｘ：Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）２３−１と、受信した光信号を電気信号に変換する光受信器（Ｒｘ：Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）２３−２とを有する。上記の省電力モードには、例えばＴｘ２３−１への電力供給を停止する省電力モード１と、Ｔｘ２３−１とＲｘ２３−２の両方への電力供給を停止する省電力モード２とがある。省電力モード２は、省電力モード１に比べて、省電力効果が大きいが、通常モードへの遷移時間（復帰時間）は長くなる。このように、省電力効果と省電力モードから通常モードへの遷移時間とはトレードオフの関係にある。

なお、上記省電力モードは、ＰＯＮ制御手段２１への電力供給を停止する省電力モードや、ＰＯＮ制御手段２１及びＴｘ２３−１との両方への電力供給を停止する省電力モード等でもよい。これら省電力モード、通常モードを総称して遷移モードと定義する。以下は、省電力モードとして、上記省電力モード１、２を用いて説明を行う。

ＨＧＷ４０−１は、ＨＧＷ４０−１からの上りデータ及び下りデータの通信制御を行う制御手段４１と、ＨＧＷ４０−１と端末装置５０−１〜５０−２とのデータ通信を仲介するとともに、ＨＧＷ４０−１に物理層にて新たに接続された端末装置５０を検知する物理層処理手段（ＰＨＹ）４２と、ＨＧＷ４０−１に物理層にて接続された端末装置５０を管理し、その接続状態に対応するＯＮＵ２０−１の遷移モードの情報を送信する接続情報管理手段４３と、端末装置５０−１〜５０−２からＰＨＹ４２への送信信号を監視し、送信信号があれば送信した端末装置５０の情報を送信する受信状態監視手段４４と、接続情報管理手段４３からの情報又は受信状態監視手段４４からの情報を受信し、モード通知フレームを生成しＯＮＵ２０−１に送信するモード通知フレーム送信手段４５と、ＯＮＵ２０−１と接続されるＨＧＷインタフェース４６とを備える。物理層での接続とは、単なる端末装置５０のコネクタの抜き差しではなく、接続先の端末装置５０の電源がＯＮで通信可能であることを意味する。つまり、物理的にだけではなく電気的に接続されていることも含む。以下、物理層での接続を単に接続と表現して説明を行う。

接続情報管理手段４３は、図２に示すような、ＨＧＷ４０−１に接続された端末装置５０と省電力モード及び通常モードとの対応関係を表すテーブルを有する。接続された端末装置５０とその接続状態に対応するＯＮＵ２０−１の遷移させる省電力モードの情報（遷移モード情報）についてのテーブルを内部メモリに記憶する。例えば、図２に示すテーブルによれば、ＨＧＷ４０−１にアナログ電話だけが接続されている場合は省電力モード２、ＩＰ電話だけが接続されている場合は省電力モード２、・・・アナログ電話とＩＰ電話が接続されている場合は省電力モード１、アナログ電話及びＰＣ(無線ＬＡＮ)が接続されている場合は省電力モード１、・・・のようになる。なお、この管理情報は、各ＯＮＵ４０毎にそれぞれ異なり、ユーザの使用状態や契約状態によってあらかじめ任意に設定できる。例えば多少の遅延を許容するユーザであれば複数の端末装置５０が接続されても省電力モード２にする、等が可能である。

本実施の形態の全体動作を説明する。まずは下りデータの通信について説明する。ＯＬＴ１０は、上位側装置３０又は上位ネットワークからの下りデータを受信すると、受信した下りデータを光信号に変え、光ファイバを経由して全てのＯＮＵ２０−１〜２０−３に送信する。ＯＮＵ２０−１は、ＯＬＴ１０からの下りデータのうち、自身宛のデータを受信すると、ＷＤＭ２４がこれを分離してＲｘ２３−２に出力する。Ｒｘ２３−２はこの下りデータを電気信号に変換し、ＰＯＮ制御手段２１に出力する。ＰＯＮ制御手段２１は、Ｒｘ２３−２から出力された下りデータをバッファ２２に格納し、下りデータを送信するときはバッファ２２から下りデータを読み出し、ＯＮＵインタフェース２５を介してＨＧＷ４０−１に送信する。

ＨＧＷ４０−１の制御手段４１は、ＨＧＷインタフェース４６を介してＯＮＵ２０−１からの下りデータを受信し、宛先となる端末装置５０を判別してその端末装置５０へＰＨＹ４２を介して下りデータを送信する。

上りデータ通信について説明する。ＨＧＷ４０−１の制御手段４１は、端末装置５０−１からＰＨＹ４２を介して上りデータを受信し、その上りデータをＨＧＷインタフェース４６を介してＯＮＵ２０−１に送信する。上りデータは複数の端末装置５０から送信されることもあり、その場合制御手段４１は、優先度等を考慮して上りデータをＯＮＵ２０−１に送信する。例えば、アナログ電話とプリンタの両方から上りデータが送信された場合、アナログ電話についてはリアルタイムの通信が要求される。そのため、制御手段４１は、データ通信の優先度が高いアナログ電話からの上りデータを優先的に送信することとなる。

ＰＯＮ制御手段２１は、ＨＧＷ４０−１からの上りデータを受信すると、その上りデータをバッファ２２に格納する。ＰＯＮ制御手段２１は、予めＯＬＴ１０に許可された時間になると、ＯＬＴ１０から与えられた送信帯域に基づいて決められたデータ量の上りデータをバッファ２２から読み出し、Ｔｘ２３−１に出力する。Ｔｘ２３−１は、上りデータを光信号に変換し、ＷＤＭ２４、光ファイバを経由してＯＬＴ１０に送信する。ＯＬＴ１０は、受信した上りデータを上位側装置３０又は上位ネットワークに送信する。なお、ＰＯＮ制御手段２１は、ＯＬＴ１０からの送信帯域割当等の制御メッセージの指示に基づく動作の実施、制御メッセージに対する応答メッセージの生成等も行う。

次に、図１及び図３を用いて本実施の形態におけるＯＮＵ２０−１の省電力モードへの遷移動作について説明する。図１において、ＯＮＵ２０−１は省電力モードに遷移する機能を備えており、ＨＧＷ４０−１には端末装置５０としてアナログ電話が既に接続されている。

ＯＮＵ２０−１は、ＯＬＴ１０から省電力モードへの遷移を許可する省電力許可信号を受信しなければ省電力モードへ遷移することができない。これは、ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０−１がいずれの遷移モードにあるかを把握しておく必要があるためである。そのため、ＨＧＷ４０−１には既にアナログ電話が接続されているが、ＯＮＵ２０−１は、ＯＬＴ１０からの省電力許可信号を受信していないため、通常モードで動作する（ステップＳ１）。ＯＬＴ１０からの省電力許可信号を受信した場合には、図２に示すように、アナログ電話が接続された接続状態に対応する省電力モード２に遷移することになる。ＨＧＷ４０−１に端末装置５０としてのＰＣが有線ＬＡＮで新たに接続されると（ステップＳ２）、ＰＨＹ４２がその接続を検知し接続情報管理手段４３に接続があった旨を通知する。接続情報管理手段４３は、ＰＨＹ４２からの通知に基づきテーブル内の情報を更新する。図２に示すように、アナログ電話及びＰＣ（有線ＬＡＮ）が接続された更新後の接続状態に対応するＯＮＵ２０−１の遷移モードは省電力モード１であり、その遷移モードの情報を制御手段４１及びモード通知フレーム送信手段４５に送信する。

モード通知フレーム送信手段４５は、受信した遷移モード情報を所定のフレームに記し、モード通知フレームを生成する。そして、生成したモード通知フレームをＯＮＵ２０−１に送信する（ステップＳ３）。このモード通知フレームは、例えばＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）フレームのデータ領域に遷移モード情報を記すことにより生成することができる。

ＯＮＵ２０−１のモード通知フレーム受信手段２６がモード通知フレームを受信すると、モード決定手段２７は、そのモード通知フレームに記された遷移モード情報を抽出し、ＯＮＵ２０−１が遷移するモードを省電力モード１に決定する（ステップＳ４）。そして、モード決定手段２７は、電力供給を停止する装置をモード制御手段２８に通知する。ここではＯＮＵ２０−１は省電力モード１に遷移するので、モード決定手段２７は、Tx２３−１への電力供給を停止するようモード制御手段２８に通知する。

ＯＮＵ２０−１はその後も通常モードで動作を続けるが、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０−１に対して省電力モードへの遷移を許可する省電力許可信号が送信されると（ステップＳ５）、ＰＯＮ制御手段２１は、モード制御手段２８に対して省電力許可信号を受信した旨を通知する。通知を受けたモード制御手段２８は、Ｔｘ２３−１への電力供給を停止する旨をＰＯＮ制御手段２１へ通知する。通知を受けたＰＯＮ制御手段２１は、ＯＬＴ１０に対し省電力モード１へ遷移することを通知するための省電力要求信号を送信する（ステップＳ６）。

ＰＯＮ制御手段２１が省電力要求信号を送信すると、モード制御手段２８は、Ｔｘ２３−１への電力供給を停止する制御を行い、ＯＮＵ２０−１は省電力モード１に遷移する（ステップＳ７−１）。その後ＯＮＵ２０−１は省電力モードから一時的に通常モードに復帰し（Ｓ７−２）、再び省電力モード１（Ｓ７−３）に遷移する。これら動作を周期的に繰り返す。

一方ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０−１からの省電力要求信号を受信し、ＯＮＵ２０−１が省電力モード１に遷移したことを把握するが、ＯＮＵ２０−１が省電力モードにあるときも一定間隔で上り通信のための帯域を割り当て、これを送信許可情報（グラント又はゲート）として送信する（ステップＳ８）。これは、ＯＮＵ２０−１が省電力モードにあるときに上りデータが発生して省電力モードが中断された場合においても、ＯＮＵ２０−１が短い遅れで上りデータを送信できるようにするためである。なお、ＯＬＴ１０は、グラントを下りデータとともにフレームに格納してＯＮＵ２０−１に送信してもよいし、個別に送信してもよい。

ＯＮＵ２０−１は、通常モードにあるとき（ステップＳ７−２）にＯＬＴ１０によりグラントが割当てられると、例えばアイドルデータ等の上りデータをＯＬＴ１０に送信する（ステップＳ９）。こうすることにより、ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０−１が正常に動作しており障害が発生していないことを確認することができる。

次に、図１、図２及び図４を用いて、ＯＮＵ２０−１が省電力モードにあるときに端末装置５０が新たに接続され上りデータの送信がある場合の通信システムの動作について説明する。ＨＧＷ４０−１には予めアナログ電話が接続され、図３と同様ＯＮＵ２０−１は通常モードにある。

ＯＮＵ２０−１は、ＯＬＴ１０からの省電力許可信号を受信すると（ステップS１１）、省電力要求信号をＯＬＴ１０へ送信して省電力モード２へ遷移する（ステップS１２、１３）。なお、ＯＮＵ２０−１は、ＨＧＷ４０−１にはアナログ電話のみ接続されていることから、図２に示すように、省電力モード２となる。

ＯＮＵ２０−１が省電力モードにあるときに、ＨＧＷ４０−１に新たに端末装置５０としてＰＣ（無線ＬＡＮ）が接続された場合（ステップＳ１４）、ＰＨＹ４２はその接続を検知し接続情報管理手段４３に接続があった旨を通知する。接続情報管理手段４３は、ＰＨＹ４２からの通知に基づきテーブル内の情報を更新し、更新後の接続状態に対応するＯＮＵ２０−１の遷移モード情報を制御手段４１及びモード通知フレーム送信手段４５に送信する。図２に示すように、この場合ＯＮＵ２０−１の遷移するモードは通常モードである。

モード通知フレーム送信手段４５は、受信した遷移モード情報を所定のフレームに記し、モード通知フレームを生成する。そして、生成したモード通知フレームをＯＮＵ２０−１に送信する（ステップＳ１５）。

ＯＮＵ２０−１のモード通知フレーム受信手段２６がモード通知フレームを受信すると、モード決定手段２７は、モード通知フレームから遷移モード情報を抽出しＯＮＵ２０−１の遷移モードを通常モードに決定する（ステップＳ１６）。そして、モード決定手段２７は、光送受信器２３への電力供給を再開するようモード制御手段２８に通知する。

通知を受けたモード制御手段２７は、光送受信器２３への電力供給を再開し、ＯＮＵ２０−１は遷移時間Ｔ１で通常モードに遷移するとともに（ステップＳ１７）、ＰＯＮ制御手段２１に通常モードに遷移した旨を通知する。なお、この遷移時間Ｔ１は、光送受信器２３の立ち上がり時間に依存するものである。

ＯＮＵ２０−１の通常モードへの遷移後、ＰＯＮ制御手段２１は、ＯＬＴ１０からのグラント割り当て（ステップＳ１８）に対して通常モードへの遷移を通知するウェイクアップ要求信号をＯＬＴ１０に送信する（ステップＳ１９）。

アナログ電話またはＰＣからＨＧＷ４０−１に上り信号が送信された場合（ステップＳ２０）、ＰＨＹ４２への送信を監視する受信状態監視手段４４は、上り信号を送信した端末装置５０を特定しその情報をモード通知フレーム送信手段４５に通知する。当該情報が通知されたモード通知フレーム送信手段４５は、遷移モードを通常モードとした遷移モード情報を記したモード通知フレームを生成しＯＮＵ２０−１に送信する（ステップＳ２１）。このモード通知フレームについても、ＯＮＵ２０−１において上記と同様の処理が行われるが、ＯＮＵ２０−１はステップＳ１７においてすでに通常モードとなっているため、モード制御手段２８は特段の動作を行わない。なお、上り信号には、例えば端末装置５０からの制御信号、ユーザデータ等が該当し、本実施の形態のようなアナログ電話が接続される場合は、オフフックによる電流の変化がこの上り信号に該当する。

ＰＨＹ４２を介して制御手段４１に出力された上り信号は、すぐにＨＧＷインタフェース４６を介してＯＮＵ２０−１へ送信される（ステップＳ２２）。制御手段４１は、端末装置５０の接続（ステップＳ１４）によって接続情報管理手段４３からの遷移モード情報を受信し、ＯＮＵ２０−１が通常モードであることを把握しているため、上り信号をバッファに蓄積することなくすぐにＯＮＵ２０−１に送信することができる。そのため、遅延がほとんど発生しない上り通信を実現することができるとともに、ＨＧＷのバッファへの蓄積量を減らし消費電力の低減を図ることができる。

ＯＬＴ１０からグラントが割当てられると（ステップＳ２３）、ＯＮＵ２０−１は上り信号をＯＬＴ１０へ送信する（ステップＳ２４）。その後は通話、すなわち上りデータ通信、下りデータ通信が行われる（ステップＳ２５）。

通話が終了し、アナログ電話のオンフックによる電流の変化である上り信号が送信されると（ステップＳ２６）、ＰＨＹ４２への送信を監視する受信状態監視手段４４は、上り信号を送信した端末装置５０を特定しその情報をモード通知フレーム送信手段４５に通知する。

当該情報が通知されたモード通知フレーム送信手段４５は、上り信号（ステップ２０）が送信される前のモードである省電力モード２へ遷移するモード通知フレームを生成し、ＯＮＵ２０−１に送信する（ステップＳ２７）。

ＯＮＵ２０−１のモード通知フレーム受信手段２６がモード通知フレームを受信すると、モード決定手段２７は、ＯＮＵ２０−１の遷移モードを省電力モード２に決定する。

電力供給を停止するよう通知を受けたモード制御手段２７は、ＯＬＴ１０から省電力許可信号を受信するとＯＬＴ１０に対し省電力要求信号を送信し（ステップＳ２８、Ｓ２９）、電力供給を停止する（ステップＳ３０）。その後は図３で説明したように、通常モードと省電力モード２とを周期的に繰り返し実行する。

以上のように、本発明の実施の形態１によれば、端末装置５０のＨＧＷ４０−１への接続により上り信号が発生する前に予めＯＮＵ２０−１を省電力モードから通常モードへ遷移させるので、端末装置５０からの上り信号が生じた場合にはすぐに上り信号を受信してＯＬＴ１０へ送信でき、パケットドロップがなく遅延のない迅速な通信を実現することができる。

また、ＨＧＷ４０−１は端末装置５０からの上り信号を長時間内部のバッファに蓄積する必要がなくなるので、バッファ量の増大による消費電力の増大を防止することができる。

なお、本実施の形態における説明では、上り信号を送信する端末装置５０−３としてアナログ電話を例にとって説明したが、例えばＩＰ電話の場合においては、図６のステップＳ２０に該当する上り信号にはＩＮＶＩＴＥ信号が該当し、ＯＮＵ２０−１を通常モードから省電力モードへ遷移させるトリガーとなる上り信号（ステップＳ２６）にはＢＹＥ信号又はＣＡＮＣＥＬメッセージが該当する。

ＰＣが有線ＬＡＮを介して上り信号を送信する場合においては、ＰＣが有線ＬＡＮを介してＨＧＷ４０−１へＦＬＰ（Ｆａｓｔ Ｌｉｎｋ Ｐｕｌｓｅ）信号、ＮＬＰ（Ｎｏｒｍａｌ Ｌｉｎｋ Ｐｕｌｓｅ）信号、又はＩＤＬＥ（アイドル）信号等を送信し、ＨＧＷ４０−１が接続（図４のステップＳ１４に対応）を検知する。ただしＨＧＷ４０−１及びＰＣがＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のオートネゴシエーションに対応されている必要がある。その後ＰＣから有線ＬＡＮを介して送信される上りデータ等が図４のステップＳ２０における上り信号に該当する。ＯＮＵ２０−１を通常モードから省電力モードへ遷移させるトリガーとなる上り信号（ステップＳ２６）には有線ＬＡＮによる接続が切断されること（接続断）による電流の変化が該当する。

ＰＣが無線ＬＡＮを介して上り信号を送信する場合においては、ＰＣが無線ＬＡＮを介してＨＧＷ４０−１へＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ信号を送信し、ＨＧＷ４０−１が接続（図４のステップＳ１４に対応）を検知する。その後ＰＣから無線ＬＡＮを介して送信される上りデータ等が図４のステップＳ２０における上り信号に該当する。通常モードから省電力モードへの遷移のトリガーとなる上り信号（ステップＳ２６）には無線ＬＡＮの接続断による電流の変化が該当する。

なお、上述の説明では、端末装置５０の接続によるＯＮＵ２０−１の省電力モード又は通常モードへの遷移について説明したが、端末装置５０の接続断によってもＯＮＵ２０−１は省電力モードへ遷移するのはもちろんのことである。この場合についても図２で説明したテーブルに基づいて省電力モードが決定される。

なお、本実施の形態では、ＯＮＵ２０−１とＨＧＷ４０−１とがそれぞれ異なる装置として説明を行ってきたが、これらを一体型としてもよい。図５に示すように、ＯＮＵ２０−１は、図１の構成に加え、ＰＨＹ４２と、接続情報管理手段４３と、受信状態監視手段４４と、モード通知フレーム送信手段４５とを備える。なお、図１にて上述した構成については図１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

ＯＮＵ２０−１が省電力モードにあるときに、ＯＮＵ２０−１に新たに端末装置５０が接続されると、ＰＨＹ４２はその接続を検知し接続情報管理手段４３に接続があった旨を通知する。接続情報管理手段４３は、ＰＨＹ４２からの通知に基づきテーブル内の情報を更新して新たな接続状態に対応する遷移モード情報を記憶する。そして、更新後の接続状態に対応するＯＮＵ２０−１の遷移モード情報をモード通知フレーム送信手段４５に送信する。

モード通知フレーム送信手段４５は、受信した遷移モード情報を所定のフレームに記し、モード通知フレームを生成する。そして、生成したモード通知フレームをモード通知フレーム受信手段２６に送信する。

モード通知フレーム受信手段２６がモード通知フレームを受信すると、モード決定手段２７は、モード通知フレームから遷移モード情報を抽出しＯＮＵ２０−１の遷移モードを決定する。そして、モード決定手段２７は、光送受信器２３への電力供給を再開又は停止するようモード制御手段２８に通知する。

通知を受けたモード制御手段２７は、光送受信器２３への電力供給を再開又は停止し、ＯＮＵ２０−１は省電力モード又は通常モードに遷移するとともに、ＰＯＮ制御手段２１に省電力モード又は通常モードに遷移した旨を通知する。

端末装置５０から上り信号が送信された場合、ＰＨＹ４２への送信を監視する受信状態監視手段４４は、上り信号を送信した端末装置５０を特定しその情報をモード通知フレーム送信手段４５に通知する。当該情報が通知されたモード通知フレーム送信手段４５は、通常モードである遷移モード情報を記したモード通知フレームを生成しモード通知フレーム受信手段２６に送信する。モード通知フレーム受信手段２６がモード通知フレームを受信すると、モード決定手段２７は、モード通知フレームから遷移モード情報を抽出しＯＮＵ２０−１の遷移モードを通常モードに決定する。そして、モード決定手段２７は、光送受信器２３への電力供給を再開するようモード制御手段２８に通知する。

通知を受けたモード制御手段２７は、光送受信器２３への電力供給を再開し、ＯＮＵ２０−１は通常モードに遷移するとともに、ＰＯＮ制御手段２１に通常モードに遷移した旨を通知する。

以上説明したように、ＯＮＵ２０−１にＨＧＷ４０−１の機能を盛り込んでこれら装置を一体型としても、ＯＮＵ２０−１とＨＧＷ４０−１とがそれぞれ異なる装置である場合と同様の動作を達成できる。

なお、上述の説明では、端末装置５０の接続に基づきＯＮＵ２０−１の省電力モード又は通常モードの遷移を行っていたが、特定の端末装置５０が接続された場合にのみＯＮＵ２０−１のモードを遷移させるような構成にしてもよい。特定の端末装置５０とは、例えばプリンタ、ＨＵＢ、ＵＳＢメモリ、ＵＳＢカードリーダ、外付けＨＤＤ等のＵＳＢ接続する機器、またはセンサ等の外部接続する機器であって、上位側装置３０又は上位ネットワークとの通信を必要とするアプリケーションを有するものが該当する。これら特定の機器の情報は、例えば接続情報管理手段４３の内部メモリに記憶されていればよい。以上のような構成によれば、端末装置５０が接続に基づいて一様にＯＮＵ２０−１のモードを遷移させるのではなく、ある特定の機器が接続された場合にだけ遷移させるようにするので、上位ネットワークとの通信がなくＯＮＵ２０−１を省電力モードから切り替える必要がない場合には省電力モードを維持させることができるので、効率よく低消費電力化を図ることができる。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２においてＯＮＵが省電力モードにあるときに上り信号が送信された場合の通信システムの動作を示すシーケンス図である。本実施の形態における通信システムの構成は、実施の形態１と同様の機能を有するので、実施の形態１における図１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

ＯＮＵ２０−１が省電力モードにあるときに、端末装置５０が新たに接続され上りデータの送信がある場合の通信システムの動作について図１、図２及び図６を用いて説明する。実施の形態１では端末装置５０の接続によりＯＮＵ２０−１は通常モードに遷移したが、本実施の形態では、ＯＮＵ２０−１は段階的に通常モードに遷移する。なお、ＨＧＷ４０−１には端末装置５０としてのアナログ電話が既に接続されている。また、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０−１の動作を説明するステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理は図４のステップＳ１１〜Ｓ１３と同様であるので説明を省略する。

ＯＮＵ２０−１が省電力モードにあるときに端末装置５０としてのＰＣ（有線ＬＡＮ）が新たに接続されると（ステップＳ１０４）、ＰＨＹ４２はその接続を検知し接続情報管理手段４３に接続があった旨を通知する。接続情報管理手段４３は、ＰＨＹ４２からの通知に基づきテーブル内の情報を更新し、更新後の接続状態に対応するＯＮＵ２０−１の遷移モード情報を制御手段４１及びモード通知フレーム送信手段４５に送信する。図２に示すように、この場合ＯＮＵ２０−１の遷移するモードは省電力モード１である。

モード通知フレーム送信手段４５は、受信した遷移モード情報を所定のフレームに記し、モード通知フレームを生成する。そして、生成したモード通知フレームをＯＮＵ２０−１に送信する（ステップＳ１０５）。

ＯＮＵ２０−１のモード通知フレーム受信手段２６がモード通知フレームを受信すると、モード決定手段２７は、モード通知フレームから遷移モード情報を抽出しＯＮＵ２０−１の遷移モードを省電力モード１に決定する（ステップＳ１０６）。そして、モード決定手段２７は、光送受信器２３のうちＲｘ２３−２のみ電力供給を再開するようモード制御手段２８に通知する。

通知を受けたモード制御手段２７は、Ｒｘ２３−２への電力供給を再開し、ＯＮＵ２０−１は遷移時間Ｔ２で省電力モード１に遷移するとともに（ステップＳ１０７）、ＰＯＮ制御手段２１に省電力モード１に遷移した旨を通知する。ここでの遷移時間Ｔ２は、Ｒｘ２３−２の立ち上がり時間等によるものである。

ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０−１には一定間隔でグラントが割当てられるが、ＯＮＵ２０−１は省電力モード２、省電力モード１の間はＯＬＴ１０へ応答できない。

端末装置５０であるアナログ電話からのオフフック電流（上り信号）がＨＧＷ４０−１に送信されると（ステップＳ１０８）、ＰＨＹ４２への送信を監視する受信状態監視手段４４は、上り信号を送信した端末装置５０を特定しその情報をモード通知フレーム送信手段４５に通知する。当該情報が通知されたモード通知フレーム送信手段４５は、通常モードへ遷移するモード通知フレームを生成しＯＮＵ２０−１に送信する（ステップＳ１０９）。

このモード通知フレームをＯＮＵ２０−１が受信すると、モード決定手段２７がＯＮＵ２０−１の遷移モードを通常モードに決定し（ステップＳ１１０）、モード制御手段２８がＴｘ２３−１への電力供給を再開する。ＯＮＵ２０−１は、遷移時間Ｔ３で通常モードに遷移する（ステップＳ１１１）。

このように、ＯＮＵ２０−１は、端末装置５０のＨＧＷ４０−１への接続により省電力モード２から省電力モード１へ遷移し、端末装置５０からＨＧＷ４０−１への上り信号により省電力モード１から通常モードへ遷移、つまり、段階的に省電力モードを遷移する。なお、ここでは端末装置５０のＨＧＷ４０−１への接続により省電力モード２から省電力モード１への遷移を例にとって説明したが、これに限るものではなく、通常モードに遷移しやすい省電力モードに遷移するのであればよい。

遷移時間Ｔ３はＴｘ２３−１のみの立ち上がり時間等によるものであり、Ｔｘ２３−１とRｘ２３−２の両方を立ち上げる時間Ｔ１と比べて短い。つまり、端末装置５０からの上り信号が送信される前に、ＯＮＵ２０−１は端末装置５０のＨＧＷ４０−１への接続により省電力モード２から省電力モード１へ遷移しているので、ＨＧＷ４０−１へ上り信号が送信された後、ＯＮＵ２０−１はすばやく通常モードへ遷移し、パケットドロップを防ぐことができる。

通常モードへの遷移後、ＯＮＵ２０−１は、ＯＬＴ１０からグラントが割当てられると（ステップＳ１１２）、ウェイクアップ要求信号をＯＬＴ１０へ送信する（ステップＳ１１３）。そして、その次のグラントが割当てられると、ＨＧＷ４０−１から送信された上り信号をＯＬＴ１０へ送信する（ステップＳ１１４〜Ｓ１１６）。その後の処理（ステップＳ１１７〜Ｓ１２２）については実施の形態１で説明した図４の処理ステップＳ２５〜Ｓ３０）と同様であるので説明を省略する。

以上のように、本発明の実施の形態２によれば、端末装置５０のＨＧＷ４０−１への接続により、上り信号が発生する前に、ＯＮＵ２０−１を通常モードへ遷移しやすい省電力モードへ遷移させ、上り信号が生じた場合には迅速に通常モードへ遷移させて上り信号をＯＬＴ１０へ送信できるので、実施の形態１よりも省電力効果を得つつ、パケットドロップがなく遅延のない迅速な通信を実現することができる。

また、ＨＧＷ４０−１は端末装置５０からの上り信号を長時間内部バッファに蓄積する必要がなくなるので、バッファ量の増大による消費電力の増大を防止することができる。

なお、実施の形態１で説明したように、上り信号を送信する端末装置５０は、ＩＰ電話、有線ＬＡＮで接続されたＰＣ、無線ＬＡＮで接続されたＰＣのいずれであってもよい。また、端末装置５０の接続断によってＯＮＵ２０−１が省電力モードへ遷移してもよいし、ＯＮＵ２０−１とＨＧＷ４０−１とが一体型であってもよい。一体型の場合、例えばＯＮＵ２０−１は、端末装置５０との物理層における接続状態に対応した遷移モードの情報を内部メモリに有し、その情報に基づいて省電力モード又は通常モードに遷移する。

実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３の通信システムの構成例を示す図である。図８は本発明の実施の形態３においてＯＮＵの省電力モードにあるときにアプリケーションが起動する場合の通信システムの動作を示すシーケンス図である。本実施の形態における通信システムの構成は、実施の形態１、２と比べて、新たにアプリ制御手段４７がＨＧＷ４０に備えられた構成となっている。実施の形態１、２と同様の構成については図１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

ＨＧＷ４０は、上述のような上位側装置３０と端末装置５０間の通信を中継する機能に加えて、ファイアウォール設定やインターネット接続可否、ログ収集やF/W更新等の遠隔保守サービス機能も備えている。これらの機能を実現するためには、ＨＧＷ４０内にあるアプリケーションが、キャリアのオペレータ等の上位側装置３０又は上位ネットワークと接続して通信することが必要となる。

アプリ制御手段４７は、アプリケーションの起動又は終了を制御する。また、アプリ制御手段４７は、上位側装置３０又は上位ネットワークと通信が必要なアプリケーションの情報を内部メモリ等に有しており、そのアプリケーションを起動させる時刻よりも前に、モード通知フレーム送信手段４５へアプリケーションを起動する旨を通知する。

図７及び図８を用いて、ＯＮＵ２０−１が省電力モードにあるときにアプリケーションが起動する場合の通信システムの動作について説明する。

ＨＧＷ４０−１は、端末装置５０としてアナログ電話が接続され、省電力モード２の状態とする（ステップＳ２０１）。その間はＯＬＴ１０からのグラント割当てに対して応答しない。ＨＧＷ４０−１は、上位側装置３０又は上位ネットワークと通信が必要なアプリケーションを有する。アプリ制御手段４７は、そのアプリケーションが起動するよりも前に、モード通知フレーム送信手段４５へそのアプリケーションを起動する旨を通知する（ステップＳ２０２）。なお、ＨＧＷ４０−１は、アプリケーションが起動する時間を把握し、図７に図示しない内部タイマに基づいて上記時間を管理している。

通知を受けたモード通知フレーム送信手段４５は、ＯＮＵ２０−１の遷移モードを通常モードとした遷移モード情報を所定のフレームに記し、モード通知フレームを生成する。そして、生成したモード通知フレームをＯＮＵ２０−１に送信する（ステップＳ２０３）。

モード通知フレームを受信したＯＮＵ２０−１は、遷移モードを通常モードに決定し（ステップＳ２０４）、光送受信器２３への電力供給を再開して遷移時間Ｔ１で通常モードに遷移する（ステップＳ２０５）。そして、ＯＬＴ１０からのグラント割当てに対してウェイクアップ要求信号を送信する（ステップＳ２０６、Ｓ２０７）。

アプリケーションの起動時間になり、アプリ制御手段４７がアプリケーションを起動すると（ステップＳ２０８）、ＨＧＷ４０−１からＯＮＵ２０−１へ上り信号が送信される（ステップＳ２０９）。ＯＮＵ２０−１は、ＯＬＴ１０からグラントが割当てられると、指定された時間にその上り信号をＯＬＴ１０へ送信する（ステップＳ２１０、Ｓ２１１）。ＯＬＴ１０は、その上り信号を上位側装置３０又は上位ネットワークへ送信する。その後もアプリケーションの動作中は、上位側装置３０又は上位ネットワークとＨＧＷ４０−１間で通信が行われる（ステップＳ２１２）。

アプリ制御手段４７がアプリケーションを終了すると（ステップＳ２１３）、アプリ制御手段４７はアプリケーションが終了した旨をモード通知フレーム送信手段４５へ送信する。

通知を受けたモード通知フレーム送信手段４５は、ＯＮＵ２０−１の遷移モードを省電力モード２とした遷移モード情報を所定のフレームに記し、モード通知フレームを生成する。そして、生成したモード通知フレームをＯＮＵ２０−１に送信する（ステップＳ２１４）。

モード通知フレームを受信したＯＮＵ２０−１は、ＯＬＴ１０からの省電力許可信号に対して省電力要求信号を送信する（ステップＳ２１５、Ｓ２１６）。そして、光送受信器２３への電力供給を再び停止し、省電力モード２へ遷移する（ステップＳ２１７）。

以上のように、本発明の実施の形態３によれば、ＯＮＵ２０−１は、ＨＧＷ４０−１のアプリケーションによる上り信号が発生する時刻よりも前に通常モードへ遷移させるので、生じた上り信号をすぐにＯＬＴ１０へ送信するので、パケットドロップがなく遅延のない迅速な通信を実現することができる。

なお、ＨＧＷ４０−１は、実施の形態２で説明したように、アプリケーションが起動する時刻よりも前に送信するモード通知フレームによりＯＮＵ２０−１を省電力モード２から省電力モード１へ遷移させ、アプリケーションが起動したときにモード通知フレームを送信してＯＮＵ２０−１を省電力モード１から通常モードへ遷移させてもよい。

なお、ＨＧＷ４０−１は、アプリケーションが起動する所定時間前にモード通知フレームを送信してＯＮＵ２０−１のモードを遷移させるとしたが、アプリケーション起動時にのみモード通知フレームを送信してＯＮＵ２０−１のモードを遷移させるようにしてもよい。

１０ ＯＬＴ
２０−１〜２０−３ ＯＮＵ
２１ ＰＯＮ制御手段
２２ バッファ
２３ 光送受信器
２３−１ Ｔｘ
２３−２ Ｒｘ
２４ ＷＤＭ
２５ ＯＮＵインタフェース
２６ モード通知フレーム受信手段
２７ モード決定手段
２８ モード制御手段
３０ 上位側装置
４０−１〜４０−２ ＨＧＷ
４１ 制御手段
４２ ＰＨＹ
４３ 接続情報管理手段
４４ 受信状態監視手段
４５ モード通知フレーム送信手段
４６ ＨＧＷインタフェース
４７ アプリ制御手段
５０−１〜５０−３ 端末装置

Claims (12)

1. 親局側装置と、この親局側装置と接続される複数の子局側装置と、この子局側装置に接続され端末装置からの上り信号を中継する中継装置とを備える通信システムであって、
   前記中継装置は、前記端末装置との接続状態に対応した前記子局側装置の遷移するモード情報を記憶する接続情報管理手段と、
   この接続情報管理手段に記憶された前記遷移モード情報を送信するモード通知フレーム送信手段を備え、
   前記子局側装置は、前記モード通知フレーム送信手段から送信された遷移モードの情報に基づいて前記子局側装置を省電力モード又は通常モードに遷移するよう制御するモード制御手段を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記接続情報管理手段は、端末装置が新たに接続された場合に前記接続状態を更新し、更新後の接続状態に対応する遷移モードを前記子局側装置に送信し、
   前記モード制御手段は前記遷移モード情報に基づいて前記子局側装置を省電力モード又は通常モードへ遷移するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記中継装置は前記端末装置からの上り信号を監視する受信状態監視手段を備え、
   この受信状態監視手段により前記上り信号が検知されると前記モード通知フレーム送信手段は通常モードである前記遷移モード情報を前記子局側装置に送信し、
   前記モード制御手段は前記遷移モード情報に基づいて前記子局側装置を通常モードへ遷移するよう制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記モード通知手段は、アナログ電話のオフフックが前記受信状態監視手段により検知されると通常モードである前記遷移モード情報を前記子局側装置へ送信し、前記アナログ電話のオンフックが前記受信状態監視手段により検知されると省電力モードである前記遷移モード情報を前記子局側装置へ送信することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の通信システム。
5. 前記モード通知手段は、ＩＰ電話のＩＮＶＩＴＥ信号が前記受信状態監視手段により検知されると通常モードである前記遷移モード情報を前記子局側装置へ送信し、前記ＩＰ電話のＢＹＥ信号又はＣＡＮＣＥＬ信号が前記受信状態監視手段により検知されると省電力モードである前記遷移モード情報を前記子局側装置へ送信することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の通信システム。
6. 前記中継装置は、有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して接続される端末からのＦＬＰ（Ｆａｓｔ Ｌｉｎｋ Ｐｕｌｓｅ）信号、ＮＬＰ（Ｎｏｒｍａｌ Ｌｉｎｋ Ｐｕｌｓｅ）信号、又はアイドル信号を受信することにより前記端末の接続を検知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の通信システム。
7. 前記中継装置は、無線ＬＡＮを介して接続される端末からのＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ信号を受信することにより前記端末の接続を検知することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の通信システム。
8. 前記中継装置はアプリケーションを有し、前記モード通知フレーム送信手段は前記アプリケーションが起動する前に通常モードである前記遷移モード情報を前記子局側装置に送信することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の通信システム。
9. 親局側装置と、この親局側装置と接続される複数の子局側装置と、この子局側装置に接続され端末装置からの上り信号を中継する中継装置とを備える通信システムにおける通信方法であって、
   前記中継装置への前記端末装置の接続を検知するステップと、
   この検知された前記端末装置の接続状態に対応した前記子局側装置の遷移するモードを決定するステップと、
   この決定された遷移モードに基づいて前記子局側装置を省電力モード又は通常モードに遷移するよう制御するステップを有することを特徴とする通信方法。
10. 親局側装置と接続され、１又は複数の端末装置が接続される子局側装置であって、
    前記端末装置との接続状態に対応した前記子局側装置の遷移するモード情報を記憶する接続情報管理手段と、
    前記遷移モード情報に基づいて前記子局側装置を省電力モード又は通常モードに遷移するよう制御するモード制御手段とを備えることを特徴とする子局側装置。
11. 前記接続情報管理手段は、端末装置が新たに接続された場合に前記接続状態を更新し、更新後の接続状態に対応する遷移モード情報を記憶し、
    前記モード制御手段は前記遷移モード情報に基づいて前記子局側装置を省電力モード又は通常モードへ遷移するよう制御することを特徴とする請求項１０に記載の子局側装置。
12. 前記端末装置からの上り信号を監視する受信状態監視手段を備え、
    この受信状態監視手段により前記上り信号が検知されると前記モード制御手段は前記子局側装置を通常モードへ遷移するよう制御することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の子局側装置。

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