JP2014150436A - 加入者側装置の省電力送受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＯＮＵの全機能に対して一定時間完全に電源を遮断するようなタイマを実装することで、従来よりも更なる低消費電力化を実現することを目的とする。
【解決手段】本発明は、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で接続された局側装置と光信号を送受信する送受信機能部と、外部から入力される電力を送受信機能部に供給するスイッチ１２と、設定された時間ごとに、スイッチ１２に対し送受信機能部へ電力供給を停止させる第１のモードとスイッチ１２に対し送受信機能部へ電力供給させる第２のモードとを切り替えるモード制御部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＯＮシステムにおける加入者側装置の省電力化方法に関する。

インターネットの発展に伴い、光ファイバを用いたアクセスネットワークの加入者が増大している。同時にひかり電話等のＩＰベースの電話も普及しているが、メタル配線がないため端末の電力供給は端末近傍の電力線から取らざるを得ないため、ＵＰＳ等や電池等の代替電源がないと停電時に通信が行えなくなる。これらバッテリの動作時間を延ばすことは省エネという観点だけではなく、災害時の通信手段の確保の観点からも重要である。

非特許文献１において、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＥＰＯＮ）方式の省電力化に関する記述がある。この文献においては、局内光終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ：ＯＬＴ）と宅内光終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ：ＯＮＵ）間の制御用プロトコル（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＭＰＣＰ）について記載があり、ＯＮＵのトランシーバ機能を極力休ませるスリープモードにすることによって、省電力を図る方式の説明がなされている。ＯＮＵは全ユーザの宅内に敷設されているものであり、相当の台数あるため、ＯＮＵの省電力化はＮＷ全体の総電力削減に大きな効果があると期待されている。

ＯＮＵのスリープモードに関する検討は様々行われており、例えば非特許文献２、非特許文献３が挙げられる。 スリープモード中に通信を行う際には、Ｅａｒｌｙ Ｗａｋｅｕｐによって強制的に起こすか、決められたスリープ時間を待たなくてはならない。Ｅａｒｌｙ Ｗａｋｅｕｐを行うためにはフレーム到着時に全機能を動作させるための回路を常に動作させておく必要があり電力低減効果が低い。

また、決められたスリープ時間を待つ場合にはそのスリープ時間が通信の遅延時間に付加されるため、極端に大きな値を設定することはできない。通常のスリープモードにおけるスリープ時間は数１０ミリ秒〜数百ミリ秒である。また、スリープ状態と動作状態とを遷移する際には、通信ができない上にスリープ状態よりも電力消費が大きい過渡状態が存在する。通信ができないためこの過渡状態も遅延時間に付加される。

ＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１ ＴＭ， Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ （ＳＩＥＰＯＮ）， Ｄ１．４， ２０１１．０７．０８， １０ Ｐｏｗｅｒ Ｓａｖｉｎｇ 電子情報通信学会技術研究報告ＣＳ２０１０−３８「ＰＯＮシステムの省電力化に関する検討」 電子情報通信学会技術研究報告ＣＳ２０１１−１２「ＰＯＮシステムにおけるサービスを考慮したＯＮＵ省電力モード選択方式に関する検討」

上記の様に従来のスリープ方式では、応答性を高めるためにスリープ状態での電力消費を減らす事が困難であり、また高頻度にスリープに遷移させるために過渡状態への影響が増えることでも電力消費を減らすことが困難である。

そこで、本発明は、ＯＮＵの全機能に対して一定時間完全に電源を遮断するようなタイマを実装することで、従来よりも更なる低消費電力化を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明は、ＯＮＵの送受信機能部を休止させその電力供給を遮断し、ディープスリープ状態にする。

具体的には、本発明の加入者側装置は、
ＰＯＮで接続された局側装置と光信号を送受信する送受信機能部と、
外部から入力される電力を前記送受信機能部に供給するスイッチと、
設定された時間ごとに、前記スイッチに対し前記送受信機能部へ電力供給を停止させる第１のモードと前記スイッチに対し前記送受信機能部へ電力供給させる第２のモードとを切り替えるモード制御部と、
を備える。

具体的には、本発明の加入者側装置の省電力送受信方法は、
ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で接続された局側装置と光信号を送受信する送受信機能部と、
外部から入力される電力を前記送受信機能部に供給するスイッチと、
を備える加入者側装置の省電力送受信方法であって、
設定された時間ごとに、前記スイッチに対し前記送受信機能部へ電力供給を停止させる第１のモードと、前記スイッチに対し前記送受信機能部へ電力供給を行わせる第２のモードとを切り替える。

本発明の加入者側装置は、
前記局側装置と前記加入者側装置間で送受信されるパケットの優先度を判定する優先度判別回路をさらに備え、
前記モード制御部は、前記優先度判別回路の判定結果に応じて、前記第２のモードから前記第１のモードへの切り替えを停止させてもよい。

本発明の加入者側装置は、
前記局側装置と前記加入者側装置間でパケットが送受信されているか否かを検出するパケット到着測定部をさらに備え、
前記モード制御部は、前記パケット到着測定部からのパケットが送受信されている旨の通知を受けて、前記第２のモードから前記第１のモードへの切り替えを停止させてもよい。

本発明の加入者側装置は、
前記送受信機能部が外部電源入力で起動したかあるいは前記第１のモードから前記第２のモードの切り替えにより起動したかを検出する電源検出部をさらに備え、
前記モード制御部は、前記電源検出部からの前記送受信機能部が外部電源入力で起動した旨の通知を受けて、前記第２のモードから前記第１のモードへの切り替えを停止させてもよい。

本発明の加入者側装置は、
外部電源の入力時から継続信号を前記モード制御部へ出力し、前記局側装置と前記加入者側装置間でＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によるセッションの終了時に前記継続信号の出力を停止する継続信号出力部をさらに備え、
前記モード制御部は、前記継続信号出力部から前記継続信号が入力されている間は前記第２のモードから前記第１のモードへの切り替えを停止させてもよい。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、ＯＮＵのＰＯＮチップ、メモリ、ＤＣ／ＤＣコンバータを休止させ、その電力供給を遮断し、ディープスリープ状態にすることで省電力効果を高めることができる。

実施形態１に係る加入者側装置の構成例を示す図である。 実施形態２に係る加入者側装置の構成例を示す図である。 実施形態３に係る加入者側装置の構成例を示す図である。 実施形態４に係る加入者側装置の構成例を示す図である。 実施形態５に係る加入者側装置の構成例を示す図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図１に本実施形態におけるＯＮＵの構成を示す。本実施形態のＯＮＵ１０は、スイッチ１２と、モード制御部として機能するディープスリープタイマ回路１１と、送受信機能部と、で構成されている。送受信機能部は、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で接続されたＯＬＴと光信号を送受信する機能を有し、例えば、ＤＣ／ＤＣ１３、ＵＮＩ―１５（Ｕｓｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、論理回路１６、メモリ１７及び光モジュール１８を備える。

本実施形態では、外部電源入力が常時スイッチ１２及びＤＣ／ＤＣ１４に供給される。ディープスリープタイマ回路１１はＤＣ／ＤＣ１４から供給される電力によって駆動する。このため、ディープスリープタイマ回路１１及びスイッチ１２は、外部電源入力によって常時動作可能な状態になっている。

ＵＮＩ―１５、論理回路１６、メモリ１７及び光モジュール１８は、スイッチ１２からの電圧を変換するＤＣ／ＤＣ１３に接続され、スイッチ１２からＤＣ／ＤＣ１３に供給される電力によって駆動する。このため、これらの構成は、スイッチ１２からＤＣ／ＤＣ１３への電力供給がなければ休止状態となる。

ＤＣ／ＤＣ１４は外部電源入力の電圧を変換してディープスリープタイマ回路１１に供給する電源を供給する。本発明ではモード制御手順を有し、ディープスリープタイマ回路１１は時間の経過をトリガにしてスイッチ１２のオン、オフを交互に切り替える。

スイッチ１２がオンとなっているときＵＮＩ―１５、論理回路１６、メモリ１７及び光モジュール１８への電力供給が行われ、これらの送受信機能部の構成は動作状態となる。

スイッチ１２がオフとなっているときにディープスリープ状態となり、ＤＣ／ＤＣ１３に接続されているＵＮＩ―１５、論理回路１６、メモリ１７及び光モジュール１８は電力供給がないため休止状態となる。

設定されるオン時間およびオフ時間は同じ値でも異なる値でもよく、またこれらの時間は静的に決めることも動的に変化させることも可能である。本発明によりＤＣ／ＤＣ１４およびＤＣ／ＤＣ１４に接続している回路のみのディープスリープタイマ回路１１に接続している回路部の電力のみが消費されることになり、ＤＣ／ＤＣ１３以降の回路の消費電力を削減することができる。なお図ではＤＣ／ＤＣ１４に接続している回路はディープスリープタイマ回路１１のみであるが他の周辺回路、例えばＬＥＤ表示部などを接続することもできる。

（実施形態２）
図２に本実施形態におけるＯＮＵ１０の構成を示す。本実施形態のＯＮＵ１０は、実施形態１の構成に加えて論理回路１６内に優先度判別部３０を具備している。

ＯＮＵ１０が送受信するパケットの優先度を論理回路１６内の優先度判別部３０で解析を行う。特定の１つまたは複数の高優先度のパケットが存在している場合は、優先度判別部３０はディープスリープタイマ回路１１にディープスリープに移行しないよう情報を与え、これにより音声通話などの高優先パケットでのやり取りの際に通話が途中で切断されることがなくなる。

（実施形態３）
図３に本実施形態におけるＯＮＵ１０の構成を示す。本実施形態のＯＮＵ１０は、実施形態２で説明した論理回路１６内の優先度判別部３０に代わりパケット到着測定部３１を具備している。

パケット到着測定部３１は、ＯＮＵ１０がＯＬＴと送受信するパケットを監視し、パケットを送信または受信している際にはその後にも通信が継続している可能性がたかいため、一定時間ディープスリープへの移行を制限する。

具体的には、パケット到着測定部３１はパケット到着の有無を監視し、パケットが存在している場合に、パケット到着測定部３１はディープスリープタイマ回路１１にディープスリープに移行しないよう情報を与える。

（実施形態４）
図４に本実施形態におけるＯＮＵ構成を示す。実施形態１のＯＮＵ１０に電源検出部３２を加えた構成となっている。

具体的には、電源検出部３２は外部電源入力の投入によるＯＮＵ１０の起動かディープスリープからの復帰によるＯＮＵ１０の起動かを判別する回路である。外部電源入力の投入時にはＰＰＰｏＥやＳＩＰサーバへの登録といった様々な通信が発生する。この際にディープスリープ状態になるとサーバからの通信がタイムアウトし登録が失敗する可能性がある。

そこで本実施形態では外部電源入力の投入時には電源検出部３２からディープスリープタイマ回路１１にディープスリープへ移行することを抑制する信号を送り、一定時間ディープスリープ状態に移行しない。これにより、外部電源入力の登録時に発生する通信のタイムアウトを回避することができる。

電源検出部３２の判別方法は、例えば、コンデンサ等の電荷を貯める素子を用いて通常に電荷を貯め、コンデンサの放電によってディープスリープ時はあまり電荷が減らないが、電源喪失時には電荷が大きく減るのでコンデンサ端子間電圧が下がるのでこの電位を用いて判別する。コンデンサの放電は漏れ電流による自然放電と電源喪失時のダイイングギャスプによる放電が考えられる。自然放電の場合は時間に比例して放電する電荷量が増えるので、電源喪失時間を用いて電源喪失時間が長い場合は外部電源の投入、電源喪失時間が短い場合にはディープスリープからの復帰とみなす。

また、電源検出部３２の判別方法は、ＯＮＵ１０の停止状態がディープスリープへの移行によるものか、外部電源の喪失によるものかのどちらか、又は両方の場合において不揮発性メモリにいずれかを書き込み、外部電源投入時に当該メモリにアクセスすることで判別をしてもよい。

（実施形態５）
図５に本実施形態のシステム構成を示す。本実施形態では、ＯＮＵ１０が、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ルータ３４と接続され、更に判定回路３３を備える。

判定回路３３はＯＮＵ１０の電源投入時には継続信号をディープスリープタイマ回路１１に出力し、検知したディープスリープタイマ回路１１はディープスリープへの移行を抑制する。ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）登録等の電源投入時に必要な通信が終わった際には、判定回路３３はＶｏＩＰルータ３４から完了の情報をＵＮＩ―１５を介して受け取り、完了の情報を受け取ったタイミングで継続信号を切ることによりディープスリープへの移行を抑制しない。これにより電源投入時の登録のタイムアウトを回避することができる。

ＶｏＩＰルータ３４から判定回路３３に完了の情報を送る手段としては通常のデータ通信パケットの中に挿入することが可能である。また、ＶｏＩＰルータ３４からの指示ではなく、ＯＮＵ内でＶｏＩＰルータ３４とサーバとの通信パケットを監視して、登録完了のパケットを発見したときに継続信号を切る構成もとることができる。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１０：ＯＮＵ
１１：ディープスリープタイマ回路
１２：スイッチ
１３：ＤＣ／ＤＣ１
１４：ＤＣ／ＤＣ２
１５：ＵＮＩ
１６：論理回路
１７：メモリ
１８：光モジュール
３０：優先度判別部
３１：パケット到着測定部
３２：電源検出部
３３：判定回路
３４：ＶｏＩＰルータ

Claims (6)

1. ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で接続された局側装置と光信号を送受信する送受信機能部と、
   外部から入力される電力を前記送受信機能部に供給するスイッチと、
   設定された時間ごとに、前記スイッチに対し前記送受信機能部へ電力供給を停止させる第１のモードと前記スイッチに対し前記送受信機能部へ電力供給させる第２のモードとを切り替えるモード制御部と、
   を備える加入者側装置。
2. 前記局側装置と前記加入者側装置間で送受信されるパケットの優先度を判定する優先度判別回路をさらに備え、
   前記モード制御部は、前記優先度判別回路の判定結果に応じて、前記第２のモードから前記第１のモードへの切り替えを停止させることを特徴とする請求項１に記載の加入者側装置。
3. 前記局側装置と前記加入者側装置間でパケットが送受信されているか否かを検出するパケット到着測定部をさらに備え、
   前記モード制御部は、前記パケット到着測定部からのパケットが送受信されている旨の通知を受けて、前記第２のモードから前記第１のモードへの切り替えを停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の加入者側装置。
4. 前記送受信機能部が外部電源入力で起動したかあるいは前記第１のモードから前記第２のモードの切り替えにより起動したかを検出する電源検出部をさらに備え、
   前記モード制御部は、前記電源検出部からの前記送受信機能部が外部電源入力で起動した旨の通知を受けて、前記第２のモードから前記第１のモードへの切り替えを停止させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の加入者側装置。
5. 外部電源の入力時から継続信号を前記モード制御部へ出力し、前記局側装置と前記加入者側装置間でＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によるセッションの終了時に前記継続信号の出力を停止する継続信号出力部をさらに備え、
   前記モード制御部は、前記継続信号出力部から前記継続信号が入力されている間は前記第２のモードから前記第１のモードへの切り替えを停止させることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の加入者側装置。
6. ＰＯＮで接続された局側装置と光信号を送受信する送受信機能部と、
   外部から入力される電力を前記送受信機能部に供給するスイッチと、
   を備える加入者側装置の省電力送受信方法であって、
   設定された時間ごとに、前記スイッチに対し前記送受信機能部へ電力供給を停止させる第１のモードと、前記スイッチに対し前記送受信機能部へ電力供給を行わせる第２のモードとを切り替えるモード制御手順を有する
   ことを特徴とする加入者側装置の省電力送受信方法。

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