JP2014146955A - 通信システム、親局、子局、およびスリープ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スリープモード中に子局から親局に対してスリープ用フレームを送信することなく、親局と子局との間で通常モードへの復帰を同期させる。
【解決手段】子局（ＯＮＵ２０）において、送信制御部２２が当該子局の通常モードへの復帰を決定し、これに応じて子局電力制御部２３が親局との通信を再開させ、親局（ＯＬＴ１０）において、帯域制御部１２が、当該子局における通常モードへの復帰に応じて当該子局との通信を再開することにより、当該子局が通常モードへ復帰したこと検知する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、データ通信技術に関し、特に親局と子局で構成される通信システムにおいて、これら親局および子機との間で同期させて、互いの動作状態を通常モードと省電力状態であるスリープモードとに切替制御するスリープ制御技術に関する。

従来、親局と子局で構成する通信システムにＰＯＮ（Passive Optical Network）システムがある。ＰＯＮシステムは、局舎に設置されるＯＬＴ（Optical Line Terminal）を親局とするとともに、各ユーザー宅に設置されるＯＮＵ（Optical Network Unit）を子局として、光ファイバを介してデータ通信を行うようになされたものである。

図２０は、通信システム（ＰＯＮシステム）の構成例である。この通信システム９は、１つのＯＬＴ７０と、ｍ（ｍは１以上の整数）個のＯＮＵ８０と、これらＯＬＴ７０とｍ個のＯＮＵ８０とを１：ｍに接続する光ファイバ３０および光スプリッタ４０からなる通信網とにより構成されるＰＯＮシステムである。
ＯＬＴ７０には外部ネットワーク５０が接続され、ＯＮＵ８０にはユーザーネットワーク６０が接続される。ＯＬＴ７０からＯＮＵ８０へ信号を送信する方向を下りと呼び、逆方向を上りと呼ぶ。また、ＯＬＴ７０とＯＮＵ８０との間のＰＯＮ区間で送受信する信号をフレームと呼ぶ。

このような通信システム９では、各ＯＮＵ８０から送信されるフレームが、光スプリッタ４０で束ねられてＯＬＴ７０に届く。そのため、各ＯＮＵ８０からの上りフレームが衝突しないよう、各ＯＮＵ８０が時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）技術を用いてＯＬＴ７０と通信する方法が規定されている（例えば、非特許文献１など参照）。本規定によると、親局であるＯＬＴ７０が司令塔となり、子局である各ＯＮＵ８０に送信時刻を指示することで、上りフレームの衝突を回避する。

図２１は、一般的なデータ通信手順を示すシーケンス図である。このデータ通信手順では、まず、ＯＬＴ７０が送信時刻を指示するフレーム（Ｇａｔｅフレーム）を各ＯＮＵ８０に送信する。
このＧａｔｅフレームには、いつの時点からどれだけの期間、フレームを送信してよいかという情報として、各ＯＮＵ８０の上りフレーム送信開始時刻Ｔｓ１と送信可能帯域ＢＷ１が記載されている。

一方、ＯＮＵ８０は、ユーザーネットワーク６０から上りデータフレームが入力されると、すぐにはＯＬＴ７０に送信せず、一時的にバッファに蓄積する。そして、Ｇａｔｅフレームで指示された時刻Ｔｓ１になると、バッファに蓄積している蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｓ１を報告するＲｅｐｏｒｔフレームをＯＬＴ７０に送信する。

ＯＬＴ７０は、各ＯＮＵ８０から送信されてくるＲｅｐｏｒｔフレームに記載された蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｓ１を基にして、各ＯＮＵ８０に指示する送信開始時刻Ｔｓ２と送信可能帯域ＢＷ２を計算し、Ｇａｔｅフレームにこれらを記載して送信する。
ＯＮＵ８０は、このＧａｔｅフレームで通知された送信開始時刻Ｔｓ２になると、バッファに蓄積した上りデータフレームを送信可能帯域ＢＷ２で送信するとともに、送信できずにバッファに残った蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｓ２をＲｅｐｏｒｔフレームに記載してＯＬＴ７０に送信する。以後、これを繰り返す。

ところで、このような通信システム９では、ユーザー宅のそれぞれにＯＮＵ８０が設置される。そのため、全ＯＮＵ８０の消費電力量は、ネットワーク全体の消費電力量の中でも割合が大きく、ＯＮＵ８０には省電力化が求められている。

ＯＮＵ８０の省電力方式の１つとして、スリープ方式がある（例えば、非特許文献３など参照）。本方式において、ＯＮＵ８０はスリープモードと通常モードの２つのモードを持つ。スリープモードのＯＮＵ８０は、休止状態と間欠起動状態を周期的に繰り返す。ここで、休止状態とは装置の一部を停止して電力消費を抑制している状態を指し、間欠起動状態とは装置を停止していない状態を指す。例えば、休止状態のＯＮＵ８０は、ＰＯＮ区間でフレームの送受信機能を停止する。

図２２は、従来のスリープ制御手順を示すシーケンス図である。このスリープ制御手順では、まず、ＯＬＴ７０が該当ＯＮＵ８０に対して、スリープモードへの移行を指示するスリープ指示フレームを送信する。これに応じて、ＯＮＵ８０は、スリープモードへの移行を了解したことを知らせるスリープ了解フレームをＯＬＴ７０に返信する。

これにより、ＯＬＴ７０とＯＮＵ８０は設定した休止期間Ｔｓだけ休止状態となり、該当ＯＮＵ８０は機能の一部を停止する。この休止状態でＯＮＵ８０はＰＯＮ区間のフレーム送受信機能を停止するため、ＯＬＴ７０は外部ネットワーク５０から入力される該当ＯＮＵ８０宛の下りデータフレームをバッファリングする。休止期間が終了すると、ＯＬＴ７０とＯＮＵ８０は設定した期間間欠起動期間Ｔａだけ間欠起動状態となり、該当ＯＮＵ８０は停止していた機能を起動する。

この間欠起動期間において、ＯＮＵ８０は、通常モードへ復帰するか否かを確認する復帰確認フレームをＯＬＴ７０に送信する。これに応じて、ＯＬＴ７０は、休止状態中に受信した該当ＯＮＵ８０宛下りフレームの量などから通常モードへ復帰するか否かを判断し、復帰判断通知フレーム（Ｙｅｓ／Ｎｏ）をＯＮＵ８０へ送信する。
通常モードへ復帰しない場合（Ｎｏ）、ＯＬＴ７０とＯＮＵ８０は、間欠起動期間が終了すると再びＴｓだけ休止状態となり、以後これを繰り返す。なお、ＯＬＴ７０とＯＮＵ８０はスリープモード中もＧａｔｅフレームやＲｅｐｏｒｔフレームの送受信を行う。

スリープモード中のＯＮＵ８０が一定量以上の上りデータフレームをユーザーネットワーク６０から受信すると、ＯＮＵ８０は通常モードへと復帰し、ＯＬＴ７０に復帰通知フレームを送信する。
この復帰通知フレームを受信したＯＬＴ７０は、該当ＯＮＵ８０の管理を通常モードへ復帰させ、上りデータフレーム送信用のＧａｔｅフレームを該当ＯＮＵ８０に送信する。そして、ＯＮＵ８０はＧａｔｅフレームで指示された時刻になると、外部ネットワーク５０から受信して蓄積している上りデータフレームをＯＬＴ７０に送信する。

本方式において、ＯＬＴ７０とＯＮＵ８０で認識するスリープモードの状態、すなわちスリープモード中か否か、間欠起動期間か休止期間かの情報は、両者間で同期をとる必要がある。同期がはずれてしまった場合、データフレームの送受信に支障が生じる。
例えば、ＯＮＵ８０がスリープしている場合にＯＬＴ７０がスリープしていないと認識した場合、ＯＬＴ７０はスリープしているＯＮＵ８０に下りフレームを送信してしまい、フレーム消失の原因となる。

逆に、ＯＮＵ８０がスリープしていない場合にＯＬＴ７０がスリープしていると認識した場合、ＯＬＴ７０はスリープしていないＯＮＵ８０の下りフレームをバッファリングし続けてしまい、下りフレームがＯＮＵ８０に届かなくなる。
以上の例はフレームの導通に関する大きな支障であるが、他にも遅延発生などにより、サービスに影響がでる場合もある。

図２３は、従来の通信システムにかかるＯＬＴおよびＯＮＵの構成を示すブロック図である。
ＯＬＴ７０には、親局通信部７１、帯域制御部７２、およびＯＬＴ７０に接続される各ＯＮＵ８０に対応するｍ個の親局電力制御部７３が設けられている。

親局通信部７１には、非特許文献１または非特許文献２に規定されたプロトコルが実装されており、親局通信部７１は、このプロトコルに従ってＯＮＵ８０との間で通信を行う機能を有している。
これにより、外部ネットワーク５０からの下りデータフレームは、親局通信部７１を経由してＯＮＵ８０へと送信され、ＯＮＵ８０から送信されてくる上りデータフレームは、親局通信部７１を経由して外部ネットワーク５０へと送信される。

帯域制御部７２は、各ＯＮＵ８０へ帯域割り当てを行う機能を有している。すなわち、帯域制御部７２は、各ＯＮＵ８０から送信されてくるＲｅｐｏｒｔフレームを親局電力制御部７０から受信して、各ＯＮＵ８０へ割り当てるべき送信可能帯域と上りフレーム送信開始時刻を計算し、これら送信可能帯域と上りフレーム送信開始時刻を含むＧａｔｅフレームを各ＯＮＵ８０へ親局電力制御部７１経由で送信する。

親局電力制御部７３は、自己と対応するＯＮＵ８０のスリープモードを制御する機能を有している。すなわち、親局電力制御部７３は、親局通信部７１から入力された該当ＯＮＵ８０の通信量により該当ＯＮＵ８０をスリープモードにするか否かを決定し、スリープ用フレーム（スリープ指示フレーム、スリープ了解フレームなど）を親局通信部７１経由でＯＮＵ８０と送受信する。
また、親局電力制御部７３は、該当ＯＮＵ８０が休止状態であるか間欠起動状態であるかを管理し、スリープモード中のＯＮＵ８０宛の下りフレームをバッファリングするよう親局通信部７１にバッファ指示を出力する。

一方、ＯＮＵ８０は、子局通信部８１、送信制御部８２、および子局電力制御部８３が設けられている。

子局通信部８１には、ＯＬＴ７０と同様の通信プロトコルが実装されており、ＯＬＴ７０との通信を行う機能を有している。すなわち、子局通信部８１は、ユーザーネットワーク６０から受信した上りデータフレームを一時的に蓄積し、送信制御部２２からの送信指示に応じてＯＬＴ７０へ送信し、ＯＬＴ７０からの下りデータフレームをユーザーネットワーク６０へそのまま転送する。
また、子局通信部８１は、スリープモード中に子局電力制御部８３から入力される停止／起動信号により、通信機能の停止または起動を行う。

送信制御部８２は、子局通信部８１を経由してＯＬＴ７０とＧａｔｅフレームやＲｅｐｏｒｔフレームの送受信を行い、受信したＧａｔｅフレームで指示された上りフレーム送信開始時刻に上りフレームの送信を指示する送信指示を子局通信部８１に出力し、子局通信部８１に蓄積された上りデータフレームの蓄積データ量ＱｕｅｕｅからＲｅｐｏｒｔフレームを作成してＯＬＴ７０に送信する。

子局電力制御部８３は、子局通信部８１経由でＯＬＴ７０とスリープ用フレームを送受信して自己のＯＮＵ８０のスリープモードを制御し、自己のＯＮＵ８０が休止状態か間欠起動状態かを管理し、その状態に合わせて子局通信部８１に通信機能の停止／起動を指示する。
また、子局電力制御部８３は、子局通信部８１経由で入力されたユーザーネットワーク６０からの通信量に基づいてスリープモード中における上りデータフレームを確認し、一定量以上の上りデータフレームを受信した場合には、通常モードへの復帰プロセスへ移行する。

IEEE Std 802.3-2005: Part 3: Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) access method and physical layer specifications IEEE Std 802.3avTM -2009: Part3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications 坂本健, 可児淳一, 久保亮吾, 氏川裕隆, 鈴木謙一, 吉本直人, "低消費電力10G-EPON装置向け制御インターフェースに関する一検討," 電子情報通信学会技術研究報告, 通信方式研究会, Vol. 110, No. 20, CS2010-2, pp. 7-12, 2010. "技術基礎講座 GE-PON技術," NTT技術ジャーナル, 2005, vol.17, No.8 〜 No.12.

しかしながら、このような従来技術では、スリープモードから通常モードへと復帰する際に、ＯＮＵ８０が、スリープモード中においても上りのスリープ用フレーム（復帰確認フレーム、復帰通知フレーム）をＯＬＴ７０へと送信するものとなっている。
これは、ＯＮＵ８０の通常モードへの復帰可否をＯＬＴ７０で検知し、この検知結果に応じたＯＬＴ７０からの指示に応じてＯＮＵ８０を通常モードへ復帰させることにより、ＯＬＴ７０とＯＮＵ８０との間で通常モードへの復帰を同期させるためである。

したがって、ＯＮＵ８０からＯＬＴ７０に対してスリープモード中であっても、スリープ用フレームを送信する必要があるため、ＯＬＴ７０は、スリープモード中のＯＮＵ８０に対しても、上記のスリープ用フレーム送信用として定期的に帯域を割り当てる必要がある。
このため、任意のＯＮＵ８０のスリープモード期間のうち他のＯＮＵ８０が使用可能な期間が短縮される結果となり、ＯＮＵ８０とＯＬＴ７０と間の通信帯域の利用効率が低下するという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、スリープモード中に子局から親局に対してスリープ用フレームを送信することなく、親局と子局との間で通常モードへの復帰を同期させることができるスリープ制御技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる通信システムは、１つの親局とｍ（ｍは１以上の整数）個の子局とが通信網を介して各種データを送受信するとともに、これら親局および子機の一部機能を一時的に停止状態に移行させることにより、これら親局および子機との間で同期させて互いの動作状態を通常モードと省電力状態であるスリープモードとに切替制御する通信システムであって、前記子局は、当該子局の一部機能を一時的に停止状態に移行させることにより、当該子局を通常モードからスリープモードへ移行させる子局電力制御部と、当該子局のスリープモードから通常モードへの復帰を決定する送信制御部とを備え、前記子局電力制御部は、前記送信制御部による前記復帰の決定に応じて当該子局の前記一部機能を停止状態から復帰させることにより、当該子局をスリープモードから通常モードへ復帰させて、通常モードへの復帰に応じて前記親局との通信を再開させ、前記親局は、スリープ指示により前記子局を通常モードからスリープモードへ移行させる親局電力制御部と、当該子局における通常モードへの復帰に応じて当該子局との通信を再開することにより、当該子局が通常モードへ復帰したことを検知する帯域制御部とを備えるものである。

また、本発明にかかる上記通信システムの一構成例は、前記送信制御部が、当該子局における通常モードへの復帰を決定する際、当該子局に蓄積されている前記親局への上りデータフレームの蓄積データ量と子局判定基準量とを比較し、蓄積データ量が子局判定基準量を越えた場合に、通常モードへの復帰を決定し、前記子局電力制御部は、再開させた前記親局との通信により、前記蓄積データ量を前記親局へ通知し、前記帯域制御部は、前記子局における通常モードへの復帰を検知する際、当該子局との間で再開された通信により通知された当該子局の蓄積データ量と親局判定基準量とを比較し、蓄積データ量が親局判定基準量を越えた場合に、通常モードへの復帰を検知するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記通信システムの一構成例は、前記帯域制御部が、当該子局における通常モードへの復帰を検知する際、前記親局判定基準量として当該子局の子局判定基準と同じ値を示す判定基準量を用いるようにしたものである。

また、本発明にかかる上記通信システムの一構成例は、前記送信制御部が、前記蓄積データ量と前記親局判定基準量とを比較する際、当該上りデータフレームの分類種別ごとに個別に比較し、いずれかの分類種別において蓄積データ量が判定基準量を越えた場合に、通常モードへの復帰を決定し、前記子局電力制御部は、再開させた前記親局との通信により、前記分類種別ごとに得た前記蓄積データ量を前記親局へ通知し、前記帯域制御部は、前記蓄積データ量と前記子局判定基準量とを比較する際、当該蓄積データ量を得た分類種別ごとに個別に比較し、いずれかの分類種別において蓄積データ量が判定基準量を越えた場合に、通常モードへの復帰を検知するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記通信システムの一構成例は、前記送信制御部が、当該子局における通常モードへの復帰を決定する際、当該子局に蓄積されている前記親局への送信データの蓄積データ量に基づいて、通常モードへの復帰を決定し、前記帯域制御部は、前記子局における通常モードへの復帰を検知する際、当該子局との間で再開された通信により当該子局から受信した単位時間当たりの受信フレーム数に基づいて、当該子局における通常モードへの復帰を検知するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記通信システムの一構成例は、前記帯域制御部が、前記子局における通常モードへの復帰を検知する際、子局から受信した受信フレームのうち、ＰＯＮシステムで用いるＲｅｐｏｒｔフレーム、キープアライブフレーム、または上りデータフレームに関する受信フレーム数に基づいて、当該子局における通常モードへの復帰を検知するようにしたものである。

また、本発明にかかる親機は、１つの親局とｍ（ｍは１以上の整数）個の子局とが通信網を介して各種データを送受信するとともに、これら親局および子機の一部機能を一時的に停止状態に移行させることにより、これら親局および子機との間で同期させて互いの動作状態を通常モードと省電力状態であるスリープモードとに切替制御する通信システムで用いられる前記親局であって、スリープ指示により前記子局を通常モードからスリープモードへ移行させる親局電力制御部と、当該子局における通常モードへの復帰に応じて当該子局との通信を再開することにより、当該子局が通常モードへ復帰したことを検知する帯域制御部とを備えるようにしたものである。

また、本発明にかかる子局は、１つの親局とｍ（ｍは１以上の整数）個の子局とが通信網を介して各種データを送受信するとともに、これら親局および子機の一部機能を一時的に停止状態に移行させることにより、これら親局および子機との間で同期させて互いの動作状態を通常モードと省電力状態であるスリープモードとに切替制御する通信システムで用いられる前記子局であって、当該子局の一部機能を一時的に停止状態に移行させることにより、当該子局を通常モードからスリープモードへ移行させる子局電力制御部と、当該子局のスリープモードから通常モードへの復帰を決定する送信制御部とを備え、前記子局電力制御部は、前記送信制御部による前記復帰の決定に応じて当該子局の前記一部機能を停止状態から復帰させることにより、当該子局をスリープモードから通常モードへ復帰させて、通常モードへの復帰に応じて前記親局との通信を再開させるようにしたものである。

また、本発明にかかるスリープ制御方法は、１つの親局とｍ（ｍは１以上の整数）個の子局とが通信網を介して各種データを送受信する通信システムで用いられて、これら親局および子機の一部機能を一時的に停止状態に移行させることにより、これら親局および子機との間で同期させて互いの動作状態を通常モードと省電力状態であるスリープモードとに切替制御するスリープ制御方法であって、前記子局が、当該子局の一部機能を一時的に停止状態に移行させ、当該子局のスリープモードから通常モードへの復帰の決定に応じて当該子局の前記一部機能を停止状態から復帰させることにより、当該子局をスリープモードから通常モードへ復帰させ、通常モードへの復帰に応じて前記親局との通信を再開させるステップと、前記親局が、スリープ指示により前記子局を通常モードからスリープモードへ移行させ、当該子局における通常モードへの復帰に応じて当該子局との通信を再開することにより、当該子局が通常モードへ復帰したことを検知するステップとを備えている。

本発明によれば、子局が、スリープモードから通常モードへ復帰して親局との通信を再開させ、この通信再開により親局で当該子局における通常モードへの復帰が検知される。
したがって、従来技術のように、スリープモード中に子局から親局に対してスリープ用フレームを送信することなく、親局と子局との間で通常モードへの復帰を同期させることができる。このため、任意の子局のスリープモード期間のうち他の子局が使用可能な期間を十分確保することができ、結果として、子局と親局と間の通信帯域について高い利用効率を得ることが可能となる。

第１の実施の形態にかかる通信システム（ＰＯＮシステム）の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかるＲｅｐｏｒｔフレームのフォーマット例である。 第１の実施の形態にかかるスリープ制御手順を示すシーケンス図である。 第１の実施の形態にかかる他のスリープ制御手順を示すシーケンス図である。 第１の実施の形態にかかる通信システムで用いるＯＬＴおよびＯＮＵの構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる帯域制御部の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる親局電力制御部におけるスリープ制御処理フロー例である。 第１の実施の形態にかかる送信制御部の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる子局電力制御部におけるスリープ制御処理フロー例である。 第１の実施の形態にかかる親局電力制御部における他のスリープ制御処理フロー例である。 第１の実施の形態にかかる子局電力制御部における他のスリープ制御処理フロー例である。 第２の実施の形態にかかるスリープ制御手順を示すシーケンス図である。 第２の実施の形態にかかる通信システムで用いるＯＬＴおよびＯＮＵの構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかる帯域制御部の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかる子局電力制御部におけるスリープ制御処理フロー例である。 分類種別ごとの判定基準の設定例である。 通常モードへの復帰判定例である。 第３の実施の形態にかかる帯域制御部の構成を示すブロック図である。 第３の実施の形態にかかる送信制御部の構成を示すブロック図である。 通信システム（ＰＯＮシステム）の構成例である。 一般的なデータ通信手順を示すシーケンス図である。 従来のスリープ制御手順を示すシーケンス図である。 従来の通信システムにかかるＯＬＴおよびＯＮＵの構成を示すブロック図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる通信システム１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる通信システム（ＰＯＮシステム）の構成を示すブロック図である。

この通信システム１は、局舎に設置される１つのＯＬＴ１０（Optical Line Terminal）と、各ユーザー宅に設置されるｍ（ｍは１以上の整数）個のＯＮＵ２０と、これらＯＬＴ１０とｍ個のＯＮＵ２０とを１：ｍに接続する光ファイバ３０および光スプリッタ４０らなる通信網とにより構成されるＰＯＮシステムである。このうち、ＯＬＴ１０が親局として動作し、ＯＮＵ２０が子局として動作する。

ＯＬＴ１０には外部ネットワーク５０が接続され、ＯＮＵ２０にはユーザーネットワーク６０が接続される。本発明において、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ信号を送信する方向を下りと呼び、逆方向を上りと呼ぶ。また、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間のＰＯＮ区間で送受信する信号をフレームと呼ぶ。

このような通信システム１では、各ＯＮＵ２０から送信されるフレームが、光スプリッタ４０で束ねられてＯＬＴ１０に届く。そのため、各ＯＮＵ２０からの上りフレームが衝突しないよう、各ＯＮＵ２０が時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）技術を用いてＯＬＴ１０と通信する方法が規定されている（例えば、非特許文献１など参照）。
本規定によると、親局であるＯＬＴ１０が司令塔となり、子局である各ＯＮＵ２０に送信時刻を指示することで、上りフレームの衝突を回避する。なお、本実施の形態にかかる通信システム１で用いられるデータ通信手順は、前述した図２１と同様であり、ここでの説明は省略する。

本実施の形態にかかる通信システム１で用いられるスリープ制御手順は、Ｒｅｐｏｒｔフレームに記載された蓄積データ量Ｑｕｅｕｅからなるデータ送信要求状況を指標として、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０がスリープモードから通常モードへと復帰することで、上りのスリープ用フレームを利用せずに帯域利用効率を向上させたことを特徴としている。
すなわち、本実施の形態において、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０は、Ｒｅｐｏｒｔフレームの蓄積データ量Ｑｕｅｕｅを解析し、それが設定した判定基準Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈより大きい場合、スリープモードから通常モードへの復帰を行う。なお、この判定基準Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈは、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０で同一の値を使用する。

図２は、第１の実施の形態にかかるＲｅｐｏｒｔフレームのフォーマット例である。このフォーマットは、非特許文献１および非特許文献２で規定されている。本規定によると、Ｒｅｐｏｒｔフレームは、８種類の蓄積データ量（Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７）を１つのＱｕｅｕｅセットとして設定可能になっている。

例えば、ＯＮＵ２０に蓄積されている上りフレームの蓄積データ量の合計値が１０００である場合、Ｑｕｅｕｅ＃０（低優先）＝５００，Ｑｕｅｕｅ＃１（中優先）＝３００，Ｑｕｅｕｅ＃２（高優先）＝２００，Ｑｕｅｕｅ＃４〜Ｑｕｅｕｅ＃７（特殊フレーム）＝０などとして、蓄積しているフレームの分類種別に合わせてＯＮＵ２０が細かく蓄積データ量をＯＬＴ１０に報告できるようになっている。
本実施の形態では、分かり易く説明するため、Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７の合計値Ｑｕｅｕｅ＿ｎからなるデータ送信要求状況を、スリープモードから復帰するための指標として採用する。

次に、図３を参照して、本実施の形態にかかるスリープ制御手順について説明する。図３は、第１の実施の形態にかかるスリープ制御手順を示すシーケンス図である。

まず、ＯＬＴ１０がスリープモードへの移行を指示するフレーム（スリープ指示フレーム）を該当ＯＮＵ２０に送信する。
これに応じて、ＯＮＵ２０は、スリープモードへの移行を了解したことを知らせるスリープ了解フレームを返信する。

これにより、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０は設定した休止期間Ｔｓだけ休止状態となり、該当ＯＮＵ２０は、ＰＯＮ区間のフレーム送受信機能など、自己の機能の一部を停止する。
この休止状態において、ＯＮＵ２０はＰＯＮ区間のフレーム送受信機能を停止するため、ＯＬＴ１０は外部ネットワーク５０から入力される該当ＯＮＵ２０宛の下りデータフレームをバッファリングする。

休止期間が終了すると、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０は設定した間欠起動期間Ｔａだけ間欠起動状態となり、該当ＯＮＵ２０は停止していた機能を起動する。
また、スリープモードに入ったＯＮＵ２０は、間欠起動期間になってもＯＬＴ１０に上り復帰確認フレームを送信することはない。

ここで、スリープモード中のＯＮＵ２０に対してユーザーネットワークから上りデータフレームが入力されると、これらのデータフレームはＯＮＵ２０で一時的に蓄積される。そして、当該ＯＮＵ２０は、蓄積している上りデータフレーム量を蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎとしてＲｅｐｏｒｔフレームに記載してＯＬＴ１０に送信する。
この際、蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎが事前に設定したスリープモードからの復帰の判定基準ＱｕｅｕｅＢＷ＿Ｔｈ以上である場合、当該ＯＮＵ２０は通常モードへの復帰を決定する。

次に、このＲｅｐｏｒｔフレームを受信したＯＬＴ１０は、該当ＯＮＵ２０からの蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎ）が判定基準ＱｕｅｕｅＢＷ＿Ｔｈ以上であることを認識すると、ＯＮＵ２０が通常モードに復帰することを検知し、該当ＯＮＵ２０の管理をスリープモードから通常モードへと復帰させる。これにより、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０の通常モードへの復帰が完了する。
この後、ＯＬＴ１０は、該当ＯＮＵ２０に対して、上りデータフレーム送信用の帯域を割り当てたＧａｔｅフレームを送信する。これを受信したＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０に対する上りデータフレームの送信を開始する。

図４は、第１の実施の形態にかかる他のスリープ制御手順を示すシーケンス図である。
本実施の形態において、ＯＬＴ１０が主導して該当ＯＮＵ２０を通常モードへ復帰させたい場合は、図４のように、間欠起動期間に復帰指示の下りスリープ用フレームを送信する。

すなわち、スリープモード中の任意の時点において、該当ＯＮＵ２０を通常モードへ復帰させたい場合、ＯＬＴ１０が該当ＯＮＵ２０に復帰指示フレームを送信する。これに応じて、ＯＮＵ２０は、通常モードへ復帰する。これにより、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０の通常モードへの復帰が完了する。

次に、図５を参照して、本実施の形態にかかる通信システム１で用いるＯＬＴ１０およびＯＮＵ２０の構成について説明する。図５は、第１の実施の形態にかかる通信システムで用いるＯＬＴおよびＯＮＵの構成を示すブロック図である。

本実施の形態は、前述の図２３で説明した従来の構成と比較して、ＯＮＵ２０の送信制御部２２から子局電力制御部２３に対して復帰指示信号が追加され、ＯＬＴ１０の帯域制御部１２から各親局電力制御部１３に対して復帰検知信号が追加されている点が異なる。

すなわち、ＯＬＴ１０には、主な機能部として、親局通信部１１、帯域制御部１２、およびＯＬＴ１０に接続される各ＯＮＵ２０に対応するｍ個の親局電力制御部１３が設けられている。
親局通信部１１は、非特許文献１または非特許文献２に規定されたプロトコルに従ってＯＮＵ２０との間で通信を行う機能を有している。これにより、外部ネットワーク５０からの下りデータフレームは、親局通信部１１を経由してＯＮＵ２０へと送信され、ＯＮＵ２０から送信されてくる上りデータフレームは、親局通信部１１を経由して外部ネットワーク５０へと送信される。

帯域制御部１２は、各ＯＮＵ２０へ帯域割り当てを行うため、各ＯＮＵ２０から送信されてくるＲｅｐｏｒｔフレームを親局電力制御部１３から受信して、各ＯＮＵ２０へ割り当てるべき送信可能帯域と上りフレーム送信開始時刻を計算する機能と、これら送信可能帯域と上りフレーム送信開始時刻を含むＧａｔｅフレームを、各ＯＮＵ２０へ親局電力制御部１３経由で送信する機能と、ＯＮＵ２０における通常モードへの復帰に応じてＯＮＵ２０から送信されたＲｅｐｏｒｔフレームを親局電力制御部１３から受け取り、このＲｅｐｏｒｔフレームで通知された蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎからなるデータ送信要求状況に基づいて、ＯＮＵ２０が通常モードへ復帰したことを検知し、該当ＯＮＵ２０が通常モードへ復帰したことを示す復帰検知信号を親局電力制御部１３へ通知する機能とを有している。

親局電力制御部１３は、自己と対応するＯＮＵ２０のスリープモードを制御するため、親局通信部１１から入力された該当ＯＮＵ２０の通信量により該当ＯＮＵ２０をスリープモードにするか否かを決定する機能と、決定結果に応じてスリープ指示フレームやスリープ了解フレームなどのスリープ用フレームを親局通信部１１経由でＯＮＵ２０と送受信する機能と、該当ＯＮＵ２０が休止状態であるか間欠起動状態であるかを管理し、スリープモード中のＯＮＵ２０宛の下りフレームをバッファリングするよう親局通信部１１にバッファ指示を出力する機能と、帯域制御部１２からの自己と対応するＯＮＵ２０に関する復帰検知信号に基づき、自己と対応するＯＮＵ２０が通常モードに復帰したことを認識する機能とを有している。

一方、ＯＮＵ２０には、主な機能部として、子局通信部２１、送信制御部２２、および子局電力制御部２３が設けられている。
子局通信部２１は、ＯＬＴ１０と同様の通信プロトコルに従って、ＯＬＴ１０との間で通信を行う機能と、ユーザーネットワーク６０から受信した上りデータフレームを一時的に蓄積し、送信制御部２２からの送信指示に応じてＯＬＴ１０へ送信する機能と、ＯＬＴ１０からの下りデータフレームをユーザーネットワーク６０へそのまま転送する機能と、スリープモード中に子局電力制御部２３から入力される停止／起動信号により、通信機能の停止または起動を行う機能とを有している。

送信制御部２２は、子局通信部２１を経由してＯＬＴ１０とＧａｔｅフレームやＲｅｐｏｒｔフレームの送受信を行う機能と、受信したＧａｔｅフレームで指示された上りフレーム送信開始時刻に上りフレームの送信を指示する送信指示を子局通信部２１に出力する機能と、子局通信部２１に蓄積された上りデータフレームの蓄積データ量ＱｕｅｕｅからＲｅｐｏｒｔフレームを作成してＯＬＴ１０に送信する機能と、送信するＲｅｐｏｒｔフレームの蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎからなるデータ送信要求状況に基づいて通常モードへの復帰を決定し、復帰を指示する復帰指示信号を子局電力制御部２３へ通知する機能とを有している。

子局電力制御部２３は、子局通信部２１経由でＯＬＴ１０とスリープ用フレームを送受信して自己のＯＮＵ２０のスリープモードを制御する機能と、自己のＯＮＵ２０が休止状態か間欠起動状態かを管理し、その状態に合わせて子局通信部２１に通信機能の停止／起動を指示する機能と、子局通信部２１経由で入力されたユーザーネットワーク６０からの通信量に基づいてスリープモード中における上りデータフレームを確認する機能と、一定量以上の上りデータフレームを受信した場合、あるいは送信制御部２２からの復帰指示信号に応じて、自己の一部機能を停止状態から復帰させるなどの通常モードへの復帰プロセスへ移行する機能とを有している。

図６は、第１の実施の形態にかかる帯域制御部の構成を示すブロック図である。
ＯＬＴ１０の帯域制御部１２には、主な機能部として、帯域計算部１２Ａと復帰検知部１２Ｂとが設けられている。

帯域計算部１２Ａは、従来構成と同様に、親局通信部１１を経由して各ＯＮＵ２０からのＲｅｐｏｒｔフレームを受信し、各ＯＮＵ２０からの蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎを基に次に割り当てる帯域量を計算する機能を有している。
本実施の形態では、この構成に加えて、帯域計算部１２Ａが、Ｒｅｐｏｒｔフレームの蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎを復帰検知部１２Ｂに出力する機能を有している。

また、復帰検知部１２Ｂは、各ＯＮＵ２０の蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎが事前に設定した判定基準Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈよりも大きい場合、該当ＯＮＵ２０が通常モードに復帰したことを検知する機能と、該当ＯＮＵ２０が通常モードへ復帰したことを示す復帰検知信号を親局電力制御部１３へ通知する機能とを有している。

図７は、第１の実施の形態にかかる親局電力制御部におけるスリープ制御処理フロー例である。
親局電力制御部１３は、図７に示すスリープ制御処理フローに基づき、該当ＯＮＵ２０の動作モードとして、通常モードを示す通常状態Ｓ０と、スリープモードを示す休止状態Ｓ１および間欠起動状態Ｓ２とを管理する。

親局電力制御部１３は、このスリープ制御処理フローにおいて、通常状態Ｓ０からスタートする。この状態において、例えばＯＮＵ２０の蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎの低下に応じて、ＯＮＵ２０をスリープモードにすることを決定すると、該当ＯＮＵ２０にスリープ指示フレームを送信する。そして、スリープ了解フレームを受信すると、該当ＯＮＵ２０宛の下りフレームのバッファリング開始を親局通信部１１に指示する。

次に、休止状態の期間Ｔｓが終了すると休止状態Ｓ１から間欠起動状態Ｓ２に遷移する。間欠起動状態Ｓ２では、間欠起動状態の期間Ｔａが終了するまでの間に復帰指示フレームをＯＮＵ２０に送信するか、あるいは復帰検知信号を受信すると、停止していたＯＮＵ２０の一部機能を復帰させるとともに、該当ＯＮＵ２０宛の下りデータフレームのバッファリングを解除して通常状態Ｓ０へ遷移する。

一方、そのまま間欠起動期間Ｔａが終了した場合には、再び休止状態Ｓ１に遷移する。なお、間欠起動状態Ｓ２において、通常状態Ｓ０への遷移と休止状態Ｓ１への遷移とが同時に発生した場合には、通常状態Ｓ０への遷移を優先する。

図８は、第１の実施の形態にかかる送信制御部の構成を示すブロック図である。
ＯＮＵ２０の送信制御部２２には、主な機能部として、帯域管理部２２Ａと復帰判断部２２Ｂとが設けられている。

帯域管理部２２Ａは、従来構成と同様に、子局通信部２１を経由してＯＬＴ１０とＧａｔｅフレームやＲｅｐｏｒｔフレームを送受信し、送信指示により子局通信部２１の送信制御を行う機能を有している。
本実施の形態では、この構成に加えて、帯域管理部２２Ａが、Ｒｅｐｏｒｔフレームを送信する際、Ｒｅｐｏｒｔフレームの蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎを復帰判断部２２Ｂに出力する。

また、復帰判断部２２Ｂは、入力された蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎが事前に設定した判定基準Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈよりも大きい場合、通常モードへの復帰を決定し、復帰を指示する復帰指示信号を子局電力制御部２３へ通知する機能とを有している。

図９は、第１の実施の形態にかかる子局電力制御部におけるスリープ制御処理フロー例である。
子局電力制御部２３は、図９に示すスリープ制御処理フローに基づき、該当ＯＮＵ２０の動作モードとして、通常モードを示す通常状態Ｓ３と、スリープモードを示す休止状態Ｓ４および間欠起動状態Ｓ５とを管理する。

子局電力制御部２３は、このスリープ制御処理フローにおいて、通常状態Ｓ３からスタートする。この状態において、ＯＬＴ１０からスリープ指示フレームを受信するとスリープ了解フレームを送信し、子局通信部２１に停止信号を出力し、ＯＮＵ２０の一部機能を停止することにより休止状態Ｓ４に遷移する。

休止状態の期間Ｔｓが終了すると起動信号を出力して間欠起動状態Ｓ５に遷移する。
間欠起動状態Ｓ５では、間欠起動の期間Ｔａが終了するまでに、ＯＬＴ１０から復帰指示フレームを受信するか、あるいは復帰指示信号が入力された場合、停止していた機能を復帰させて通常状態Ｓ３へ遷移する。

一方、そのまま間欠起動期間Ｔａのカウントが終了した場合には、停止信号を出力して再び休止状態Ｓ４に遷移する。なお、間欠起動状態Ｓ５において、通常状態Ｓ３への遷移と休止状態Ｓ４への遷移とが同時に発生した場合には、通常状態Ｓ３への遷移を優先する。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、子局（ＯＮＵ２０）において、子局電力制御部２３が、当該子局の一部機能を一時的に停止状態に移行させることにより、当該子局を通常モードからスリープモードへ移行させ、送信制御部２２が、当該子局のスリープモードから通常モードへの復帰を決定し、子局電力制御部２３が、送信制御部２２による復帰の決定に応じて当該子局の一部機能を停止状態から復帰させることにより、当該子局をスリープモードから通常モードへ復帰させて、通常モードへの復帰に応じて親局との通信を再開させるようにしたものである。

これに加えて、親局（ＯＬＴ１０）において、親局電力制御部１３が、スリープ指示により子局を通常モードからスリープモードへ移行させ、帯域制御部１２が、当該子局における通常モードへの復帰に応じて当該子局との通信を再開することにより、当該子局が通常モードへ復帰したことを検知するようにしたものである。

これにより、子局（ＯＮＵ２０）が、当該子局におけるデータ送信要求状況に応じてスリープモードから通常モードへ復帰して、親局（ＯＬＴ１０）との通信を再開させ、この通信再開により、親局で当該子局における通常モードへの復帰が検知される。
したがって、従来技術のように、スリープモード中に子局から親局に対してスリープ用フレームを送信することなく、親局と子局との間で通常モードへの復帰を同期させることができる。このため、任意の子局のスリープモード期間のうち他の子局が使用可能な期間を十分確保することができ、結果として、子局と親局と間の通信帯域について高い利用効率を得ることが可能となる。

また、本実施の形態にかかる具体的な構成として、子局（ＯＮＵ２０）において、送信制御部２２が、当該子局における通常モードへの復帰を決定する際、当該子局に蓄積されている親局への上りデータフレームの蓄積データ量と子局判定基準量とを比較し、蓄積データ量が判定基準量を越えた場合に、通常モードへの復帰を決定し、子局電力制御部２３が、再開させた親局との通信により、蓄積データ量を親局へ通知し、親局（ＯＬＴ１０）において、帯域制御部１２が、子局における通常モードへの復帰を検知する際、当該子局との間で再開された通信により通知された当該子局の蓄積データ量と親局判定基準量とを比較し、蓄積データ量が判定基準量を越えた場合に、通常モードへの復帰を検知するようにしてもよい。

また、この際、親局（ＯＬＴ１０）において、帯域制御部１２が、当該子局における通常モードへの復帰を検知する際、親局判定基準量として当該子局の子局判定基準と同じ値を示す判定基準量を用いるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、親局と子局で構成する通信システム１として、ＰＯＮシステムを例として説明したが、これに限定されるものではない。少なくとも通信網を介して接続された親局と子局が通信を行うようなシステムであれば、例えば、有線ＬＡＮによるネットワークや、Ｈｉ−Ｆｉなどの無線ＬＡＮによるネットワークにも対応可能である。また、このことは、他の実施の形態についても同様である。

また、本実施の形態では、従来、ＯＮＵ２０をスリープモードから通常モードに復帰させるために使用していた全ての上りスリープ用フレーム（スリープ了解フレーム、復帰通知フレーム）を使用しない場合を例として説明を示したが、これに限定されるものではなく、ＯＮＵ２０からの上りスリープ用フレーム送信数を削減することで帯域の利用効率を向上させる構成であれば、前述と同様にして本実施の形態を適用することが可能である。例えば、復帰通知フレームを使用するような例にも適用可能である。また、このことは、他の実施の形態も同様である。

また、本実施の形態では、休止期間中のＯＮＵ２０については、ＰＯＮ区間における送信機能と受信機能を停止することを前提として説明したが、本実施の形態の適用に際し、休止期間中のＯＮＵ２０が停止する機能についての制限はない。例えば、休止期間中のＯＮＵ２０がＰＯＮ区間での送信機能のみを停止する場合でも、本実施の形態を適用可能である。この場合、ＯＬＴ１０はスリープモード中のＯＮＵ２０宛の下りデータフレームをバッファリングする必要はない。また、このことは、他の実施の形態も同様である。

また、本実施の形態では、Ｒｅｐｏｒｔフレームの蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎが判定基準を超えた場合、ＯＮＵ２０が通常モードへ復帰してＯＬＴ１０がそれを検知する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、ＯＮＵ２０に一定量以上の上りフレームがユーザーネットワークから入力されたことをＯＬＴが検知する構成であればよい。例えば、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０が割り当てられた帯域量をＧａｔｅフレーム等から判断する構成であっても、前述と同様にして本実施の形態を適用することが可能である。

また、本実施の形態では、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０でスリープモードからの復帰を判断する蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎの判定基準Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈは、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０で同一である場合を例として説明した。しかしながら、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０の判定基準は同一である必要はない。また、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０は事前にスリープ用フレーム等により判定基準に関してコンセンサスを取るプロセスを追加してもよい。さらには、システム運用者が運用に合わせてＯＬＴ１０とＯＮＵ２０の判定基準を設定するのもよい。

また、本実施の形態では、間欠起動状態においてスリープモードから復帰することを前提として説明したが、これに限定されるものではなく、休止状態においてスリープモードから復帰することにも対応可能である。
図１０は、第１の実施の形態にかかる親局電力制御部における他のスリープ制御処理フロー例である。図１１は、第１の実施の形態にかかる子局電力制御部における他のスリープ制御処理フロー例である。

例えば、図１０に示すように、親局電力制御部１３のスリープ制御処理フローにおいて、休止状態Ｓ１で復帰検知信号を受信した場合には通常状態Ｓ０へ遷移するフローを追加し、図１１に示すように、子局電力制御部２３のスリープ制御処理フローにおいて、休止状態Ｓ４で復帰指示信号を受信した場合には起動信号を出力して通常状態Ｓ３へ遷移するフローを追加すればよい。

また、本実施の形態では、各ＯＮＵ２０がスリープモードであるか否かに関係なく、ＯＬＴ１０において帯域制御部１２がＲｅｐｏｒｔフレームを解析し、復帰検知信号を出力する構成を例として説明したが、この構成に限定されるものではない。
例えば、ＯＬＴ１０のそれぞれの親局電力制御部１３から、各ＯＮＵ２０がスリープモード中であるか否かの情報を帯域制御部１２に入力し、スリープモードではないＯＮＵ２０からのＲｅｐｏｒｔフレームには復帰検知を行わないことで、低消費電力化を行ってもよい。なお、ＯＮＵ２０においても同様である。

［第２の実施の形態］
次に、図１２を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる通信システム１について説明する。図１２は、第２の実施の形態にかかるスリープ制御手順を示すシーケンス図である。

第１の実施の形態では、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０からのＲｅｐｏｒｔフレームで通知された蓄積データ量に基づいて、スリープモードから通常モードへの復帰を検知する場合を例として説明した。本実施の形態では、ＯＬＴ１０がスリープモード中にＯＮＵ２０から受信したＲｅｐｏｒｔフレームの数に基づいて、ＯＮＵ２０が通常モードへ復帰したことを検知する場合について説明する。

図１２を参照して、本実施の形態にかかるスリープ制御手順について説明する。なお、スリープ用フレームのやり取りは、第１の実施の形態と同様のため省略する。
まず、ＯＮＵ２０がスリープモードに入っても、一般的なＯＬＴ１０は定期的にＧａｔｅフレームを送信している。スリープモード中のＯＮＵ２０は、休止状態においてＰＯＮ区間のフレーム送受信機能を停止しているため、休止状態ではＲｅｐｏｒｔフレームを返信せず、間欠起動状態でＲｅｐｏｒｔフレームを返信する。

ここで、Ｇａｔｅフレームが送信される間隔は、一般的に休止状態や間欠起動状態の期間に比べて十分に小さい。例えば、非特許文献１または非特許文献２に規定されたプロトコルによれば、Ｇａｔｅ送信間隔が１００ｕｓｅｃ〜１ｍｓｅｃである場合、休止期間は１０ｍｓｅｃ〜１ｍｓｅｃ程度である。
したがって、ＯＮＵ２０がスリープモードから通常モードに復帰すると、ＯＬＴ１０が休止期間だと想定している間にもＯＮＵ２０がＲｅｐｏｒｔフレームを返信してくるようになる。

このため、ＯＬＴ１０は一定期間ごとにＲｅｐｏｒｔフレームの数を計測し、休止期間と想定しているときにＲｅｐｏｒｔフレームが返信されてくるようであれば、該当ＯＮＵ２０は通常モードへ復帰したと検知することができる。

この場合、ＯＮＵ２０はユーザーネットワークから入力される上りデータフレームの量により、自身の判断で通常モードへ復帰する。そして、ＯＬＴ１０から送信されてくるＧａｔｅフレームに対して蓄積データ量を記載したＲｅｐｏｒｔフレームを返信し、次のＧａｔｅフレームで上りデータフレームを送信する。

一方、ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０の通常モードへの復帰にしばらくは気づかないが、休止期間にＲｅｐｏｒｔフレームの数が増加したことによりＯＮＵ２０の通常モードへの復帰を検知し、該当ＯＮＵ２０の管理を通常モードへと復帰させて下りのバッファリングを解除する。これにより、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０の通常上モードへの復帰プロセスが完了する。

本実施の形態も、上りのスリープ用フレームを利用せずに通常モードへと復帰することができるため、第１の実施の形態と同様の効果がある。また、第１の実施の形態のように、ＧａｔｅフレームやＲｅｐｏｒｔフレームを解析する処理がなくなるため、装置の消費電力削減や小型化の効果がある。特にＯＬＴ１０においては、全ＯＮＵ２０から送信されてくるＲｅｐｏｒｔを解析せずその受信数だけを計測すればよいだけになるため、効果は大きい。

また、従来技術や第１の実施の形態では、スリープ用フレームやＲｅｐｏｒｔフレームがＰＯＮ区間で消失した場合、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０で管理するスリープの状態が異なってしまう可能性があるが、本実施の形態はＯＬＴ１０がＯＮＵ２０の通常モードへの復帰を検知する構成であるため、フレームの消失等に耐性がありシステムの信頼性向上に効果がある。加えて、フレームが消失した場合の動作等を規定する必要がなくなるため、相互運用性がさらに向上する。

次に、図１３を参照して、本実施の形態にかかる通信システム１で用いるＯＬＴ１０およびＯＮＵ２０の構成について説明する。図１３は、第２の実施の形態にかかる通信システムで用いるＯＬＴおよびＯＮＵの構成を示すブロック図である。

本実施の形態の構成が第１の実施の形態と異なる点は、ＯＮＵ２０において送信制御部２２から子局電力制御部２３に出力されていた復帰指示信号が削除されている点である。本実施の形態では、ＯＮＵ２０の子局電力制御部２３が通信量などから自身の判断のみでスリープモードから通常モードへと復帰するため、送信制御部２２から復帰指示を受ける必要がない。

図１４は、第２の実施の形態にかかる帯域制御部の構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、図１４のように、ＯＬＴ１０の帯域制御部１２の構成が第１の実施の形態と異なる。本実施の形態における帯域制御部１２には、主な機能部として、帯域計算部１２Ａ、復帰検知部１２Ｂ、受信数測定部１２Ｃ、および期間計測部１２Ｄが設けられている。

帯域計算部１２Ａは、従来構成と同様に、親局通信部１１を経由して各ＯＮＵ２０からのＲｅｐｏｒｔフレームを受信し、各ＯＮＵ２０からの蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＿ｎを基に次に割り当てる帯域量を計算する機能を有している。

本実施の形態では、この構成に加えて、帯域計算部１２Ａが、Ｒｅｐｏｒｔフレームを受信するたびに受信数測定部１２Ｃに受信を通知する機能を有している。
受信数測定部１２Ｃは、帯域計算部１２Ａからの通知により各ＯＮＵ２０のＲｅｐｏｒｔフレーム受信数を測定し、この測定結果を復帰検知部１２Ｂに出力する機能とを有している。

期間計測部１２Ｄは、設定された期間Ｔを常に測定し、期間が満了するたびにリセット信号を受信数測定部１２ＣＩ出力する機能を有している。受信数測定部１２Ｃで測定するＲｅｐｏｒｔフレーム受信数は、期間計測部１２Ｄからのリセット信号によりゼロリセットされ、一定期間毎のＲｅｐｏｒｔフレーム受信数が測定できるようになっている。

復帰検知部１２Ｂは、受信数測定部１２Ｃから出力された各ＯＮＵ２０からのＲｅｐｏｒｔフレーム受信数Ｎ＿ｎが判定基準Ｎ＿Ｔｈ以上になると、該当ＯＮＵ２０が通常モードに復帰したと判断し、該当ＯＮＵ２０と対応する親局電力制御部１３に復帰検知信号を出力する機能を有している。

図１５は、第２の実施の形態にかかる子局電力制御部におけるスリープ制御処理フロー例である。
子局電力制御部２３は、図１５に示すスリープ制御処理フローに基づき、該当ＯＮＵ２０の動作モードとして、通常モードを示す通常状態Ｓ３と、スリープモードを示す休止状態Ｓ４および間欠起動状態Ｓ５とを管理する。

前述の図９に示した第１の実施の形態と比較して、間欠起動状態Ｓ５から通常状態Ｓ３へ遷移する条件が異なる。すなわち、間欠起動状態Ｓ５では、間欠起動の期間Ｔａが終了するまでに、ＯＬＴ１０から復帰指示フレームを受信するか、あるいは一定以上の上りフレームデータをユーザーネットワーク６０から受信したとき、通常状態Ｓ３へ遷移する。
なお、親局電力制御部１３におけるスリープ制御処理フローについては、第１の実施の形態と同様である。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、子局（ＯＮＵ２０）において、送信制御部２２が、当該子局における通常モードへの復帰を決定する際、当該子局に蓄積されている親局への送信データの蓄積データ量に基づいて、通常モードへの復帰を決定し、親局（ＯＬＴ１０）において、帯域制御部１２が、子局における通常モードへの復帰を検知する際、当該子局との間で再開された通信により当該子局から受信した単位時間当たりの受信フレーム数に基づいて、当該子局における通常モードへの復帰を検知するようにしたものである。

これにより、第１の実施の形態と同様に、子局（ＯＮＵ２０）が、当該子局におけるデータ送信要求状況に応じてスリープモードから通常モードへ復帰して、親局（ＯＬＴ１０）との通信を再開させ、この通信再開により、親局で当該子局における通常モードへの復帰が判定される。

したがって、従来技術のように、スリープモード中に子局から親局に対してスリープ用フレームを送信することなく、親局と子局との間で通常モードへの復帰を同期させることができる。このため、任意の子局のスリープモード期間のうち他の子局が使用可能な期間を十分確保することができ、結果として、子局と親局と間の通信帯域について高い利用効率を得ることが可能となる。

また、本実施の形態では、ＯＮＵ２０からのＲｅｐｏｒｔフレームの受信数に基づいて、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０の通常モードへの復帰を検知する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、間欠起動状態では受信数が増加し休止状態では受信数が低下するフレームの数を計測する構成であればよい。例えば、Ｒｅｐｏｒｔフレームのほか、接続確認のために定期的に送信されるキープアライブ用のフレーム数や、上りデータトラフィックを測定する構成であってもよい。

また、本実施の形態において、期間計測部１２Ｄが計測する期間Ｔと復帰検知部１２Ｂが復帰を検知するＲｅｐｏｒｔ受信数Ｎ＿Ｔｈの具体的な値については特に制限がない。しかしながら、実際のシステム運用時には、フレームの消失等を考慮して、Ｎ＿Ｔｈは２以上で、計測期間ＴはＮ＿Ｔｈ＞＝２となる値を採用することが望ましい。例えば、Ｇａｔｅフレームの送信間隔が１００ｕｓｅｃの時には、Ｔ＝３００でＮ＿Ｔｈ＝２とするのもよい。また、本実施の形態では、計測期間Ｔは間欠起動期間Ｔａや休止期間よりも短い時間であることを前提に説明を行ったが、計測期間Ｔは間欠起動期間Ｔａや休止期間よりも長くてもよい。

また、本実施の形態では、ＯＮＵに入力され上りデータフレームの量（蓄積データ量）により、ＯＮＵがスリープモードからの復帰を決定する例を示したが、ＯＮＵがスリープモードからの復帰を決定する指標は運用次第にさまざまである。例えば、一定時刻になると復帰を決定したりする例もある。
また、本実施の形態においても、各ＯＮＵ２０がスリープモードであるか否かに関係なく、ＯＬＴ１０は復帰検知信号を出力する構成を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＯＬＴ１０のそれぞれの親局電力制御部１３から、各ＯＮＵ２０がスリープモード中であるか否かや、休止期間か間欠起動期間かの情報を帯域制御部１２に入力し、スリープモードではないＯＮＵ２０からのＲｅｐｏｒｔフレームには復帰検知を行わないことで、低消費電力化を行ってもよい。

［第３の実施の形態］
次に、第１の実施の形態をベースとした、本発明の第３の実施の形態にかかる通信システム１について説明する。

第１の実施の形態では、各上りデータフレームに設定されている優先度などの分類種別を考慮しておらず、実質的には、Ｒｅｐｏｒｔフレームに記載された、分類種別ごとの蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７の合計値をデータ送信要求状況として、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０がスリープモードから復帰する場合を例として説明した。

本実施の形態では、分類種別ごとの蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７をそれぞれデータ送信要求状況とし、分類種別ごとに設定した判定基準と比較することにより、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０がスリープモードから復帰する場合について説明する。なお、本実施の形態においても、判定基準は、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０で同一の値を使用するものとする。

図１６は、分類種別ごとの判定基準の設定例である。ここでは、Ｒｅｐｏｒｔフレームの８種類の蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７のそれぞれに、Ｑｕｅｕｅ＃０は低優先のフレーム、Ｑｕｅｕｅ＃１は中優先のフレーム、Ｑｕｅｕｅ＃２は高優先のフレーム、Ｑｕｅｕｅ＃３は特殊フレーム＃１、Ｑｕｅｕｅ＃４は特殊フレーム＃２、Ｑｕｅｕｅ＃５は特殊フレーム＃３、Ｑｕｅｕｅ＃６は特殊フレーム＃４、Ｑｕｅｕｅ＃７は特殊フレーム＃５が割り当てられている。

また、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０がスリープモードから復帰する指標として、Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７それぞれに対する判定基準をＱｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃７とする。そして、８種類の蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７の中でどれか１つでも判定基準を超えた場合に、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０はスリープモードから復帰するものとする。

図１７は、通常モードへの復帰判定例である。例えば、Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃０＝５００、Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃１＝３００、Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃２＝１００、Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃３＝０、Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃４＝０、Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃５＝０、Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃６＝０、Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃７＝０と判定基準を設定した場合、受信したＲｅｐｏｒｔフレームＡの蓄積データ量が、Ｑｕｅｕｅ＃０＝３００、Ｑｕｅｕｅ＃１＝１００、Ｑｕｅｕｅ＃２＝０、Ｑｕｅｕｅ＃３＝０、Ｑｕｅｕｅ＃４＝０、Ｑｕｅｕｅ＃５＝０、Ｑｕｅｕｅ＃６＝０、Ｑｕｅｕｅ＃７＝０の場合、蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７のそれぞれが判定基準を超えていないため、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０は通常モードへ復帰することはない。

一方、受信したＲｅｐｏｒｔフレームＢの蓄積データ量が、Ｑｕｅｕｅ＃０＝０、Ｑｕｅｕｅ＃１＝０、Ｑｕｅｕｅ＃２＝０、Ｑｕｅｕｅ＃３＝０、Ｑｕｅｕｅ＃４＝０、Ｑｕｅｕｅ＃５＝０、Ｑｕｅｕｅ＃６＝１、Ｑｕｅｕｅ＃７＝０の場合、Ｑｕｅｕｅ＃６が判定基準を超えているため、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０は通常モードへと復帰する。

図１８は、第３の実施の形態にかかる帯域制御部の構成を示すブロック図である。
ＯＬＴ１０の帯域制御部１２には、第１の実施の形態の図６と同様に、主な機能部として、帯域計算部１２Ａと復帰検知部１２Ｂとが設けられている。

このうち、復帰検知部１２Ｂは、第１の実施の形態と異なり、８種類の蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７からなるデータ送信要求状況の中で、どれか１つがそれぞれの判定基準Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃７を超えた場合に、復帰検知信号を出力する機能を有している。
親局電力制御部１３は、第１の実施の形態の図７と同様に、復帰検知部１２Ｂからの復帰検知信号に応じて、該当ＯＮＵ２０宛の下りデータフレームのバッファリングを解除して通常モード（通常状態Ｓ０）へ遷移する。

図１９は、第３の実施の形態にかかる送信制御部の構成を示すブロック図である。
ＯＮＵ２０の送信制御部２２には、第１の実施の形態の図８と同様に、主な機能部として、帯域管理部２２Ａと復帰判断部２２Ｂとが設けられている。

このうち、復帰判断部２２Ｂは、第１の実施の形態と異なり、８種類の蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７からなるデータ送信要求状況の中で、どれか１つがそれぞれの判定基準Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＿Ｔｈ＃７を超えた場合に、復帰指示信号を出力する機能を有している。
子局電力制御部２３は、第１の実施の形態の図９と同様に、復帰判断部２２Ｂからの復帰指示信号に応じて、通常モード（通常状態Ｓ３）へ遷移する。

［第３の実篠形態の効果］
このように、本実施の形態は、親局（ＯＬＴ１０）において、帯域制御部１２が、当該子局における通常モードへの復帰を決定する際、親局判定基準量として当該子局の子局判定基準と同じ値を示す判定基準量を用いるようにしたものである。

これにより、ＯＮＵ２０に蓄積された上りデータフレームの優先度などの分類種別にあわせて判定基準を設定することができる。したがって、例えば、低優先の上りデータフレームが少しだけ入力された場合では通常モードに復帰しないが、高優先の上りデータフレームが少しでも入力された場合には、即座に復帰するというような使い方できる。これにより、スリープモードにおける低消費電力効果の向上や、高優先の上りデータフレームの上り送信遅延の削減の効果がある。

また、本実施の形態では、各蓄積データ量それぞれに判定基準を設け、どれか１つの蓄積データ量が判定基準を超えた場合に、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０がスリープモードから復帰する場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、複数の蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃２はその合計値で判定基準を設けるような使い方をしてもよい。判定基準の設定方法は、運用により様々である。

また、本実施の形態では、Ｒｅｐｏｒｔフレームの蓄積データ量として、８種類の蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ＃０〜Ｑｕｅｕｅ＃７で規定される１つのＱｕｅｕｅセットのみを使用する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、複数のＱｕｅｕｅセットを用いる場合にも、本実施の形態を適用することが可能である、なお、複数のＱｕｅｕｅセットの使い方は非特許文献（４）を参照すればよい。

例えば、２つのＱｕｅｕｅセットを用いる場合、Ｑｕｅｕｅセット１の８種類の蓄積データ量をＱｕｅｕｅ１＃０〜Ｑｕｅｕｅ１＃７とし、Ｑｕｅｕｅセット２の蓄積データ量をＱｕｅｕｅ２＃０〜Ｑｕｅｕｅ２＃７とする。この場合、全１６種類の蓄積データ量Ｑｕｅｕｅ１＃０〜Ｑｕｅｕｅ２＃７のそれぞれに個別の判定基準を設けてもよい。また、Ｑｕｅｕｅセット毎に判定基準を設けてもよい。さらに、１つのＱｕｅｕｅセットに対してだけ判定基準を設ける構成でもよいことは当然である。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１…通信システム、１０…ＯＬＴ（親局）、１１…親局通信部、１２…帯域制御部、１２Ａ…帯域計算部、１２Ｂ…復帰検知部、１２Ｃ…受信数測定部、１２Ｄ…期間計測部、１３…親局電力制御部、２０…ＯＮＵ（子局）、２１…子局通信部、２２…送信制御部、２２Ａ…帯域管理部、２２Ｂ…復帰判断部、２３…子局電力制御部、３０…光ファイバ、４０…光スプリッタ、５０…外部ネットワーク、６０…ユーザーネットワーク。

Claims (9)

1. １つの親局とｍ（ｍは１以上の整数）個の子局とが通信網を介して各種データを送受信するとともに、これら親局および子機との間で同期させて、互いの動作状態を通常モードと省電力状態であるスリープモードとに切替制御する通信システムであって、
   前記子局は、
   当該子局の一部機能を一時的に停止状態に移行させることにより、当該子局を通常モードからスリープモードへ移行させる子局電力制御部と、
   当該子局のスリープモードから通常モードへの復帰を決定する送信制御部とを備え、
   前記子局電力制御部は、前記送信制御部による前記復帰の決定に応じて当該子局の前記一部機能を停止状態から復帰させることにより、当該子局をスリープモードから通常モードへ復帰させて、通常モードへの復帰に応じて前記親局との通信を再開させ、
   前記親局は、
   スリープ指示により前記子局を通常モードからスリープモードへ移行させる親局電力制御部と、
   当該子局における通常モードへの復帰に応じて当該子局との通信を再開することにより、当該子局が通常モードへ復帰したことを検知する帯域制御部と
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記送信制御部は、当該子局における通常モードへの復帰を決定する際、当該子局に蓄積されている前記親局への上りデータフレームの蓄積データ量と子局判定基準量とを比較し、蓄積データ量が子局判定基準量を越えた場合に、通常モードへの復帰を決定し、
   前記子局電力制御部は、再開させた前記親局との通信により、前記蓄積データ量を前記親局へ通知し、
   前記帯域制御部は、前記子局における通常モードへの復帰を検知する際、当該子局との間で再開された通信により通知された当該子局の蓄積データ量と親局判定基準量とを比較し、蓄積データ量が親局判定基準量を越えた場合に、通常モードへの復帰を検知する
   ことを特徴とする通信システム。
3. 請求項２に記載の通信システムにおいて、
   前記帯域制御部は、当該子局における通常モードへの復帰を検知する際、前記親局判定基準量として当該子局の子局判定基準と同じ値を示す判定基準量を用いることを特徴とする通信システム。
4. 請求項２または請求項３に記載の通信システムにおいて、
   前記送信制御部は、前記蓄積データ量と前記子局判定基準量とを比較する際、当該上りデータフレームの分類種別ごとに個別に比較し、いずれかの分類種別において蓄積データ量が判定基準量を越えた場合に、通常モードへの復帰を決定し、
   前記子局電力制御部は、再開させた前記親局との通信により、前記分類種別ごとに得た前記蓄積データ量を前記親局へ通知し、
   前記帯域制御部は、前記蓄積データ量と前記親局判定基準量とを比較する際、当該蓄積データ量を得た分類種別ごとに個別に比較し、いずれかの分類種別において蓄積データ量が判定基準量を越えた場合に、通常モードへの復帰を検知する
   ことを特徴とする通信システム。
5. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記送信制御部は、当該子局における通常モードへの復帰を決定する際、当該子局に蓄積されている前記親局への送信データの蓄積データ量に基づいて、通常モードへの復帰を決定し、
   前記帯域制御部は、前記子局における通常モードへの復帰を検知する際、当該子局との間で再開された通信により当該子局から受信した単位時間当たりの受信フレーム数に基づいて、当該子局における通常モードへの復帰を検知する
   ことを特徴とする通信システム。
6. 請求項５に記載の通信システムにおいて、
   前記帯域制御部は、前記子局における通常モードへの復帰を検知する際、子局から受信した受信フレームのうち、ＰＯＮシステムで用いるＲｅｐｏｒｔフレーム、キープアライブフレーム、または上りデータフレームに関する受信フレーム数に基づいて、当該子局における通常モードへの復帰を検知することを特徴とする通信システム。
7. １つの親局とｍ（ｍは１以上の整数）個の子局とが通信網を介して各種データを送受信するとともに、これら親局および子機との間で同期させて、互いの動作状態を通常モードと省電力状態であるスリープモードとに切替制御する通信システムで用いられる前記親局であって、
   スリープ指示により前記子局を通常モードからスリープモードへ移行させる親局電力制御部と、
   当該子局における通常モードへの復帰に応じて当該子局との通信を再開することにより、当該子局が通常モードへ復帰したことを検知する帯域制御部と
   を備えることを特徴とする親局。
8. １つの親局とｍ（ｍは１以上の整数）個の子局とが通信網を介して各種データを送受信するとともに、これら親局および子機との間で同期させて、互いの動作状態を通常モードと省電力状態であるスリープモードとに切替制御する通信システムで用いられる前記子局であって、
   当該子局の一部機能を一時的に停止状態に移行させることにより、当該子局を通常モードからスリープモードへ移行させる子局電力制御部と、
   当該子局のスリープモードから通常モードへの復帰を決定する送信制御部とを備え、
   前記子局電力制御部は、前記送信制御部による前記復帰の決定に応じて当該子局の前記一部機能を停止状態から復帰させることにより、当該子局をスリープモードから通常モードへ復帰させて、通常モードへの復帰に応じて前記親局との通信を再開させる
   ことを特徴とする子局。
9. １つの親局とｍ（ｍは１以上の整数）個の子局とが通信網を介して各種データを送受信する通信システムで用いられて、これら親局および子機との間で同期させて、互いの動作状態を通常モードと省電力状態であるスリープモードとに切替制御するスリープ制御方法であって、
   前記子局が、当該子局の一部機能を一時的に停止状態に移行させることにより、当該子局を通常モードからスリープモードへ移行させ、当該子局のスリープモードから通常モードへの復帰の決定に応じて当該子局の前記一部機能を停止状態から復帰させることにより、当該子局をスリープモードから通常モードへ復帰させ、通常モードへの復帰に応じて前記親局との通信を再開させるステップと、
   前記親局が、スリープ指示により前記子局を通常モードからスリープモードへ移行させ、当該子局における通常モードへの復帰に応じて当該子局との通信を再開することにより、当該子局が通常モードへ復帰したことを検知するステップと
   を備えることを特徴とするスリープ制御方法。

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