JP5048733B2 - 通信網における省電力方法および通信ノード - Google Patents

Description

本発明は、通信網における電力消費量を抑制できる省電力方法および通信ノードに関する。

通信網において省電力を実現する方法として、通信ノードがデータの送受信を行わない期間には、必要最低限の機能ブロックにのみ給電を行い、他の機能ブロックは休止させる方法がある。機能ブロックを休止させている状態を一般にスリープモードと呼び、特定の機能ブロックを休止させる機能をスリープ機能と呼ぶ。また、スリープモードで動作していることを、スリープ中と呼ぶ。例えば、特許文献１には、通信ノード間のフロー制御により、データ送信を停止させられている期間にはスリープモードに移行することで、省電力を実現する方法が開示されている。

また、上記のフロー制御は、接続している通信ノード間で行うのではなく、論理回線ごとに行うこともできる。例えば、特許文献２には、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）と呼ばれる論理回線ごとにフロー制御を実現する方法が開示されている。

さらに、フロー制御の方法として、通信ノードからの全てのデータ送信を停止させるのではなく、優先度を指定してデータ送信を停止させる方法も知られている。例えば、非特許文献１には、優先度を指定できるフロー制御の方法が開示されている。

また、光アクセスネットワークにおいても、通信ノードにスリープ機能を持たせることで、省電力を実現する方法が検討されている。例えば、非特許文献２には、ＥＰＯＮ（Ethernet Passive Optical Network）と呼ばれる光アクセスネットワークにおいて、ＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側通信装置）と、ＯＮＵ（Optical Network Unit：宅内通信装置）との間でメッセージを交換し、ＯＮＵをスリープモードに移行させる手続きが開示されている。

ここで、スリープ機能を用いる省電力方法において、スリープ中の通信ノードを経由する通信データが発生した際に、この通信データをどのように扱うか、という課題がある。

発生した通信データが廃棄してもよい、すなわち、当該通信ノードが正常に受信しなくとも問題が発生しない通信データである場合、特別な考慮は必要としない。すなわち、スリープ中であってもかまわずにその通信ノード宛てにデータを送信し、通信ノードはスリープ中であるから正常に受信できずに通信データが廃棄されるようにしてもよい。あるいは、当該通信ノードに接続する他の通信ノード（管理ノード）がスリープ状態を管理し、スリープ中である場合に、管理ノードが、その通信ノード宛ての通信データを廃棄する方法を実施することもできる。

しかしながら、アプリケーションまたは通信サービスの都合上、廃棄の許されない通信データが発生する場合もある。この場合、スリープ中の通信ノードを経由する通信データを廃棄せずに扱う方法が必要である。

上記の課題に対し、スリープ機能を有する通信ノード（子ノード）が接続している通信ノード（親ノード）でデータを蓄積する方法が知られている。例えば、スリープ中の子ノードを経由する通信データを、子ノードが接続している親ノード側で蓄積し、子ノードがスリープモードから通常モードに移行する適当なタイミングでのみ通信データの送受信を行う方法が知られている。

図５は、上記の従来技術を用いて、スリープ中の子ノードを経由する通信データの廃棄を回避する省電力通信網を実現するための通信網の構成を示す。図５では、親ノード１６には、通信路２を介して複数の子ノード３が接続する。親ノード１６は上位ネットワーク５に接続し、それぞれの子ノード３は下位ネットワーク４に接続する。

（スリープ手順）
図６は、親ノード１６が子ノード３−ｉをスリープモードへ移行させる手順を示す。まず、親ノード１６は子ノード３−ｉに制御メッセージを送信するよう指示を与え、子ノード３−ｉは指示に応答して制御メッセージを送信する。

次に、親ノード１６は、子ノード３−ｉをスリープモードに移行させるか否かを判断する。この判断は、親ノード１６から子ノード３−ｉへの下り通信データの有無と、子ノード３−ｉから親ノード１６への上り通信データの有無に基づいて行われる。

下り通信データの有無は、親ノード１６における、上位ネットワーク５から下位ネットワーク４−ｉへの下り通信データの流量を観測することによって識別することができる。一方、上り通信データの有無は、上記の子ノード３−ｉが親ノード１６に送信した制御メッセージに基づいて識別することができる。制御メッセージは、子ノード３−ｉに蓄積されている通信データ量を親ノード１６に通知するために伝送される。親ノード１６は、この判断を子ノードごとに行う。

親ノード１６は、当該子ノード３−ｉをスリープモードに移行させるべきと判断したら、スリープメッセージを子ノード３−ｉに送信する。スリープメッセージは、子ノード３−ｉがスリープする時間（スリープ時間＝ＳＴｉ）を含む。

子ノード３−ｉは、受信したスリープメッセージに含まれるスリープ時間ＳＴｉを読み出し、直ちにスリープモードへ移行する。このとき、子ノードのすべての機能への給電を停止するのではなく、少なくともスリープ時間を管理するタイマーだけは動作したままにしておく。

スリープメッセージを受信後スリープ時間ＳＴｉが経過したら、子ノード３−ｉは直ちに起動し、通常モードへ移行する。親ノード１６は、子ノード３−ｉが通常モードへ移行する時刻にあわせて、子ノード３−ｉが制御メッセージを送信するように指示を与えておく。子ノード３−ｉはその指示に応答して、蓄積データ量の有無を示す制御メッセージ、あるいは、引き続きスリープモードへ移行することを要求する制御メッセージを親ノード１６へ送信する。親ノード１６は上記と同様に、当該子ノード３−ｉをスリープモードへ移行させるか否かを判断する。

この一連の手順を繰り返し、適切な時期に子ノードをスリープモードへと移行させることにより、省電力化を図ることができる。

（親ノードの構成）
図７は、従来技術に係る親ノードの構成を示す。図７を参照して、スリープ中の子ノードを経由する通信データを廃棄せずに親ノードにて蓄積する手順を説明する。

親ノード１６は、子ノードごとで、かつ、優先度ごとのバッファ８を備える。つまり、図７に示すように、バッファ８は、高優先の通信データを蓄積するバッファ（例：８−１Ｈ）および低優先の通信データを蓄積するバッファ（例：８−１Ｌ）を有する。

親ノード１６が上位ネットワーク５から受信した通信データは、振り分け部７により、バッファ８に振り分けられ、蓄積される。振り分け部７は、当該通信データが経由する子ノードと、優先度とを通信データから識別し、対応するバッファ８に蓄積する。例えば、子ノード３−１を経由する高優先の通信データであれば、振り分け部７は、当該通信データをバッファ８−１Ｈに蓄積する。

スケジューラ９、１０は、バッファ８から通信データを読み出し、通信路２へ読み出した通信データを送信する。スケジューラ９は、高優先バッファから通信データを読み出すスケジューラ９−Ｈおよび低優先バッファから通信データを読み出すスケジューラ９−Ｌを含む。

スケジューラ９は、子ノードの動作状態を管理する管理テーブル１１を参照し、通信データの読み出しを制御する。具体的には、スリープ中の子ノード３を経由する通信データが蓄積されているバッファ８からは通信データを読み出さず、通常モードの子ノード３を経由する通信データを蓄積しているバッファ８のみから通信データを読み出す。図７の例では、管理テーブル１１は、子ノード３−１、３−２はスリープ中であることを示しているので、スケジューラ９−Ｈはバッファ８−３Ｈのみから通信データを読み出し、スケジューラ９−Ｌはバッファ８−３Ｌのみから通信データを読み出す。他のバッファ８は、経由する子ノードがスリープ中であるので、通信データが蓄積されたままになる。

スケジューラ１０は、完全優先により通信データを読み出す。すなわち、スケジューラ９―Ｈが読み出す通信データがある限りは、スケジューラ９−Ｈが読み出した通信データのみを読み出す。スケジューラ９−Ｈが読み出す通信データが無い場合にのみ、スケジューラ９−Ｌが読み出す通信データを読み出す。

また、親ノード１６は、管理テーブル１１により子ノード３ごとの動作状態を管理する。親ノード１６は、スリープメッセージの送信後、直ちに対応する子ノードをスリープ中として管理テーブル１１に記録し、通知したスリープ時間の経過後、当該子ノードを通常モードとして管理テーブル１１に記録することによって、管理テーブル１１を更新する。

上記のように、従来技術であっても、スリープ中の子ノードを経由する通信データを廃棄することなく、省電力の通信網を構成することが出来る。

特開２００８−２６３２８１号公報 特開２００３−２２４５７４号公報

ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｂ Ｄｒａｆｔ０．２ http://www.ieee802.org/3/av/public/2008_09/3av_0809_mandin_4.pdf

しかしながら、上記のように親ノードに通信データを蓄積させるとすると、親ノードが備える機能が過大になってしまうことがある。例えば、親ノード１６と上位ネットワーク５との間の通信容量Ｃｓよりも、親ノード１６と通信路２との間の通信容量Ｃｐが同等以上の（Ｃｓ≦Ｃｐ）場合がある。このとき、親ノード１６は上位ネットワーク５から受信した下り通信データを蓄積することなく、通信路２へ転送すればよく、通信データを蓄積するバッファを必要としない。

あるいは、Ｃｓ＞Ｃｐだが、その差がわずかである場合には、優先度の高い通信データが廃棄されないように、優先度ごとにわずかばかりのバッファを親ノード１６が備えるだけで十分である。

それにも関わらず、親ノード１６にて通信データを蓄積しようとすると、図７のように親ノード１６に優先度ごと、子ノードごとに多量のバッファを備える必要が発生する。例えば、子ノードの数が３２、優先度の種類が４、スリープモード中に蓄積できるデータ量を最大で１０キロバイトとすると、省電力機能の実現のためだけに親ノードは３２×４×１０キロバイト＝１２８０キロバイトの容量のバッファを備えなければならない。省電力機能を備えなければ、上記のバッファ容量のほとんどは不要だったはずであるので、これは明らかに過大である。

すなわち、従来の方法では、スリープモードの子ノードを経由するデータを廃棄させずに蓄積するためには、そのためだけに親ノードに過大なバッファを備える必要があった。これは、親ノードの高コスト化を招くとともに、通信網全体で最適な機能配置にならず、ひいては消費電力量の抑制にならない恐れがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、通信網における省電力方法を実現するにあたり、スリープ中の通信ノードを経由する通信データの廃棄を回避するためのバッファを親ノード以外の通信ノードに備える方法、およびそのような通信ノードを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る、第１の通信ノードに通信路を介して複数の第２の通信ノードが接続し、前記第１の通信ノードは第３の通信ノードに接続した通信網における省電力方法を提供する。第２の通信ノードは、受信するスリープメッセージにより指定されたスリープ時間だけ、該第２の通信ノードの消費電力を抑制するスリープモードで動作する手段と、前記指定されたスリープ時間の経過後は、消費電力を抑制しない通常モードで動作する手段とを備える。第１の通信ノードは、前記第２の通信ノードを前記スリープモードで動作させる前記スリープ時間を第２の通信ノードごとに設定する手段と、設定した前記スリープ時間を含むスリープメッセージを該第２の通信ノードに送信する手段と、スリープメッセージを送信した第２の通信ノードを示す識別子と、該第２の通信ノードに設定したスリープ時間とを前記第３の通信ノードに通知する手段とを備える。第３の通信ノードは、前記通知された第２の通信ノードを示す識別子に基づいて、前記第２の通信ノードが通常モードであるか、またはスリープモードであるかを更新する管理テーブルと、通信データが経由する前記第２の通信ノードごとに、通信データを蓄積するバッファと、前記バッファから通信データを読み出すスケジューラであって、通常モードで動作している前記第２の通信ノードを経由する通信データを蓄積している前記バッファのみから通信データを読み出す、スケジューラと、通信データが経由する前記第２の通信ノードを識別して、該第２の通信ノードに対応付けられる前記バッファに前記通信データを振り分けるための振り分け手段とを備える。本発明に係る方法は、前記振り分け手段が、他のネットワークから受信した通信データがいずれの第２の通信ノードを経由するかを識別し、該第２の通信ノードに対応付けられる前記バッファに前記通信データを振り分けるステップと、前記スケジューラが、前記管理テーブルを参照して通常モードで動作している前記第２の通信ノードを識別し、該第２の通信ノードを経由する通信データを蓄積している前記バッファのみから通信データを読み出すステップとを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る、通信網における互いに接続した第１の通信ノードおよび第２の通信ノードを提供する。第１の通信ノードは、通信路を介して複数の他の通信ノードと接続し、他の通信ノードは、受信するスリープメッセージにより指定されたスリープ時間だけ、該他の通信ノードの消費電力を抑制するスリープモードで動作し、前記指定されたスリープ時間の経過後は、消費電力を抑制しない通常モードで動作する。第１の通信ノードは、前記他の通信ノードを前記スリープモードで動作させる前記スリープ時間を他の通信ノードごとに設定する手段と、設定した前記スリープ時間を含むスリープメッセージを該他の通信ノードに送信する手段と、スリープメッセージを送信した他の通信ノードを示す識別子と、該他の通信ノードに設定したスリープ時間とを前記第２の通信ノードに通知する手段とを備え、第２の通信ノードは、前記通知された他の通信ノードを示す識別子に基づいて、前記他の通信ノードが通常モードであるか、またはスリープモードであるかを更新する管理テーブルと、通信データが経由する前記他の通信ノードごとに、通信データを蓄積するバッファと、前記バッファから通信データを読み出すスケジューラであって、前記管理テーブルを参照して通常モードで動作している前記他の通信ノードを識別し、該他の通信ノードを経由する通信データを蓄積している前記バッファのみから通信データを読み出す、スケジューラと、他のネットワークから受信した通信データがいずれの他の通信ノードを経由するかを識別して、該他の通信ノードに対応付けられる前記バッファに前記通信データを振り分けるための振り分け手段とを備えることを特徴とする。

本発明により、スリープ中の通信ノードを経由する通信データの廃棄を回避するのに必要なバッファ容量を削減し、かつ簡易なバッファ管理の方法により省電力通信システムを実現することができる。

本発明の第１の実施例における通信網の構成を示す図である。 本発明の第１の実施例におけるスリープモードへ移行する手順を示すシーケンス図である。 本発明の第１の実施例における集線ノードの構成を示す図である。 本発明の第２の実施例における集線ノードの構成を示す図である。 従来技術における通信網の構成を示す図である。 従来技術におけるスリープモードへ移行する手順を示すシーケンス図である。 従来技術における親ノードの構成を示す図である。

以下、本発明を実施するのに最良の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図中で同一の番号が付与されているものについては、同一の特徴を有するものとする。

（ネットワーク構成）
本発明における第１の実施例について以下に説明する。図１は本実施例における通信網の構成を示す。親ノード１には通信路２を介して複数の子ノード３が接続し、親ノード１は集線ノード６に接続する。

親ノード１は子ノード３をスリープモードへ移行させる機能等を含むスリープ管理機能を備え、集線ノード６はスリープ中の子ノードを経由する通信データを蓄積するバッファ機能を備える。親ノード１は、スリープ中の子ノードを示す識別子およびスリープ時間を含む通知メッセージ１２を集線ノード６に通知する。

なお、本実施例では、３つの子ノード（３−１〜３−３）のみが親ノード１に接続している例を示すが、本発明においては、子ノードの台数は制限されない。他の実施例についても同様である。すなわち、説明を簡単にするために、３つの子ノードのみを図示しているが、子ノードの数はこれに限定されるものではない。

また、図１において、親ノード１と複数の子ノード３とが接続する通信路２も、特に限定されるものではない。すなわち、通信路２は、ルーター等により構成されるＩＰ（Internet Protocol）ネットワークでもよく、イーサネット（登録商標）スイッチにより構成されるレイヤ２ネットワークでもよく、さらには、親ノードを無線基地局とし、子ノードを無線端末とした無線ネットワークでもよい。あるいは、親ノードをＯＬＴとし、子ノードをＯＮＵとして、光ファイバと光スプリッタとにより親ノードと複数の子ノードとをポイント・マルチポイント接続したＰＯＮ（Passive Optical Network）でもよい。あるいは、これらの組み合わせでも良い。

また、図１において、親ノード１と集線ノード６とは直接的に接続しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。親ノード１が送信した通知メッセージ１２を集線ノード６が受信できるのであれば、親ノード１と集線ノード６との間に通信網を構成してもよい。

集線ノード６は上位ネットワーク５に接続し、子ノード３は、それぞれ下位ネットワーク４に接続する。上位ネットワーク５から下位ネットワーク４への通信データは、集線ノード６、親ノード１、通信路２を介し、適切な子ノード３を経由して転送される。本明細書では、上位ネットワーク５から下位ネットワーク４へ転送される通信データを下り通信データと呼び、逆の方向に転送される通信データを上り通信データと呼ぶ。

（スリープ手順）
図２は、子ノード３をスリープモードに移行させる手順を示す。以下、子ノード３−ｉをスリープモードに移行させる手順を説明する。まず、親ノード１は子ノード３−ｉに制御メッセージを送信するよう指示を与え、子ノード３−ｉはその指示に応答して制御メッセージを送信する。

次に、親ノード１は子ノード３−ｉをスリープモードに移行させるか否かを判断する。この判断は、親ノード１から子ノード３−ｉへの下り通信データの有無と、子ノード３−ｉから親ノード１への上り通信データの有無に基づいて行われる。下り通信データの有無は、親ノード１における、上位ネットワーク５から下位ネットワーク４−ｉへの下り通信データの流量を観測することによって識別することができる。一方、上り通信データの有無は、子ノード３−ｉが親ノード１に送信した制御メッセージに基づいて識別することができる。制御メッセージは、子ノード３−ｉに蓄積されている通信データ量を親ノードに通知するために伝送される。親ノード１は、この判断を子ノードごとに行う。

なお、本発明においては、この制御メッセージは蓄積データ量を通知する形式のものに限定されない。子ノードがスリープモードへ移行することを要求する形式でもよい。また、子ノードをスリープモードへ移行させる際の上記の判断は、優先度ごとの通信データの有無に基づいても良い。

親ノード１は、当該子ノード３−ｉをスリープモードに移行させるべきと判断したら、スリープメッセージを子ノード３−ｉに送信する。スリープメッセージは、子ノード３−ｉがスリープする時間（スリープ時間＝ＳＴｉ）を含む。子ノード３−ｉは、受信したスリープメッセージに含まれるスリープ時間ＳＴｉを読み出し、直ちにスリープモードへ移行する。このとき、子ノードのすべての機能への給電を停止するのではなく、少なくともスリープ時間を管理するタイマーだけは動作したままにしておく。

このとき、親ノード１は集線ノード６に対して通知メッセージ１２を送信し、スリープモードへ移行した子ノードの識別子（ここでは３−ｉ）と、設定したスリープ時間（ここではＳＴｉ）とを通知する。通知メッセージ１２を受信した集線ノード６は、通知メッセージ１２に含まれている子ノードの識別子および設定したスリープ時間に従って、管理テーブル１１を更新する。管理テーブル１１は、子ノード３ごとの動作状態を管理するテーブルである。

スリープメッセージを受信後スリープ時間ＳＴｉが経過したら、子ノード３−ｉは直ちに起動し、通常モードへ移行する。また、集線ノード６は、子ノード３−ｉが通常モードへ移行したことを同じタイミングで管理テーブル１１に記録する。

親ノード１は、子ノード３−ｉが通常モードへ移行する時刻にあわせて、子ノード３−ｉが制御メッセージを送信するように指示を与えておく。子ノードはその指示に応答して、子ノード３−ｉにおける蓄積データ量の有無を示す制御メッセージ、あるいは、引き続きスリープモードへ移行することを要求する制御メッセージを親ノード１へ送信する。親ノード１は上記と同様に、当該子ノード３−ｉをスリープモードへ移行させるか否かを判断する。

この一連の手順を繰り返し、適切な時期に子ノードをスリープモードへと移行させることによって、省電力化を図ることができる。

（蓄積手順）
次に、スリープ中の子ノードを経由する通信データを集線ノード６に蓄積する処理の手順を、図３を用いて説明する。

集線ノード６は、子ノードごと、優先度ごとにバッファ８を備え、上位ネットワーク５から受信した通信データを蓄積する。例えば、子ノード３−１を経由する高優先の通信データを蓄積するバッファとしてバッファ８−１Ｈを備え、子ノード３−３を経由する低優先の通信データを蓄積するバッファとしてバッファ８−３Ｌを備える。

集線ノード６が通信データを蓄積する処理の手順を説明する。まず、集線ノード６が備える振り分け部７は、上位ネットワーク５から受信した通信データに記載された情報に基づき、当該通信データが経由する子ノード３を識別する。ここで、通信データに記載された情報は、ＶＬＡＮタグの識別子でもよいし、ＩＰ（Internet Protocol）ヘッダのアドレスでもよい。また、振り分け部７は、当該通信データの優先度も同様にＶＬＡＮタグあるいはＩＰヘッダの情報に基づいて識別する。本実施例においては、ＶＬＡＮタグまたはＩＰヘッダを識別子として用いたが、本発明はそれらに限定されない。当該通信データが経由する子ノードを識別できる情報であれば、その形式には限定されない。また、優先度を識別する形式についても限定されない。

次に、振り分け部７は識別した子ノードおよび優先度に基づき、該当するバッファ８に当該通信データを蓄積する。例えば、通信データが、子ノード３−１を経由する高優先のものであれば、通信データはバッファ８−１Ｈに蓄積される。あるいは、通信データが子ノード３−３を経由する低優先のものであれば、通信データはバッファ８−３Ｌに蓄積される。なお、本実施例では、優先度は高低２段階として説明した。しかし、本発明は優先度の数には限定されない。より細かい優先度（４段階など）を設定してもよいし、あるいは、優先度無しでも良い。

（読み出し手順）
次に、集線ノード６がバッファ８から通信データを読み出し、親ノード１へ通信データを送信する処理の手順について図３を参照して説明する。

集線ノード６は、バッファ８から通信データを読み出すスケジューラ９とスケジューラ１０とを備え、子ノードごとの動作状態を管理する管理テーブル１１とを備える。

スケジューラ９は優先度ごとに設けることができる。集線ノード６は、高優先のバッファ８から通信データを読み出すスケジューラとしてスケジューラ９−Ｈ、低優先のバッファ８から通信データを読み出すスケジューラとしてスケジューラ９−Ｌを備える。

スケジューラ９は管理テーブル１１を参照し、通常モードで動作している子ノードを経由する通信データを蓄積しているバッファのみから通信データを読み出す。例えば、図３の例であれば、スケジューラ９−Ｈは管理テーブル１１を参照し、子ノード３−３のみが通常モードで動作しているので、バッファ８−３Ｈのみから通信データを読み出す。一方、子ノード３−１、３−２はスリープ中であるので、バッファ８−１Ｈ、８−２Ｈからは通信データを読み出さず、蓄積されたままにしておく。

スケジューラ９−Ｌも、スケジューラ９−Ｈと同様に管理テーブル１１を参照し、通常モードで動作している子ノード３−３を経由する通信データを蓄積しているバッファ８−３Ｌのみから通信データを読み出す。

スケジューラ９は、通常モードで動作している子ノードを経由する通信データを蓄積しているバッファから読み出す通信データ量が公平になるように、通信データを読み出す。例えば、全ての子ノード３が通常モードであった際には、全ての子ノードから読み出す通信データ量が公平になるような順番で通信データを読み出す。

スケジューラ１０は、スケジューラ９が読み出した通信データを読み出し、親ノード１へ送信する。スケジューラ１０は完全優先により通信データを読み出す。すなわち、高優先のバッファ８から通信データを読み出すスケジューラ９−Ｈが読み出した通信データがある限りは、スケジューラ９−Ｈが読み出した通信データを読み出し親ノード１へ送信する。スケジューラ９−Ｈが読み出した通信データが無い場合にのみ、スケジューラ９−Ｌが読み出した通信データを読み出し親ノード１へ送信する。

本実施例においては、スケジューラ９は公平読み出し、スケジューラ１０は完全優先読み出しとしたが、本発明は、スケジューラの読み出し方法に限定されない。スケジューラ９はバッファごとに重みをつけて読み出しても良いし、スケジューラ１０は優先度ごとの重みをつけて読み出してもよい。

また、スケジューラ９およびスケジューラ１０は、通信データの読み出し過程において連携して動作してもよい。すなわち、スケジューラ１０が、スケジューラ９−Ｌからの通信データを読み出せる（即ち、スケジューラ９−Ｈが読み出す通信データが無い）場合にのみ、スケジューラ９−Ｌがバッファ８から通信データを読み出すようにしてもよい。

次に、管理テーブル１１の更新について図３を参照して説明する。集線ノード６は、子ノードごとの動作状態を管理する管理テーブル１１を備える。親ノード１はスリープメッセージを送信した子ノード３の情報を含む通知メッセージを集線ノードに通知する。図３の例であれば、親ノード１は通知メッセージ１２により、子ノード３−１に対し、スリープ時間をＳＴ１と設定したスリープメッセージを送信したことを集線ノード６に通知している。集線ノード６は、通知メッセージ１２を受信した場合、直ちに管理テーブル１１を更新し、子ノード３−１がスリープモードへ移行したことを記録する。

また、集線ノード６は通知メッセージ１２を受信後時間ＳＴ１が経過したら、管理テーブル１１を更新し、子ノード３−１が通常モードへ移行したことを記録する。これにより、子ノード３−１が通常モードへ移行するのにあわせて、集線ノード６はスリープ中に蓄積していた子ノード３−１を経由する通信データの送信を再開することが出来る。

また、時間ＳＴ１が経過する以前に、同じ子ノード３−１について新たな通知メッセージ１２を受信したら、集線ノード６は改めて管理テーブル１１を更新する。新たな通知メッセージ１２により通知されるスリープ時間によっては、集線ノード６にて子ノード３−１が通常モードへ移行すると見なす時刻を延ばすこともあり、あるいは当初よりも早い時刻に移行するものとして、適当な時刻に管理テーブル１１を更新することもある。

上記の一連の処理、すなわち、（１）通知メッセージの受信、（２）通知メッセージに従った管理テーブルの更新、（３）スリープ時間経過後の管理テーブルの更新は、集線ノード６が子ノードごとに行う。

以上により、スリープメッセージを送信する親ノードと連携した集線ノードにより、スリープ中の子ノードを経由する通信データを集線ノードに蓄積する本発明を実施することができる。

本発明における第２の実施例について以下に説明する。図４は本実施例における通信網の構成を示す。第１の実施例と第２の実施例は、以下で説明する点が異なる。

本実施例においては、集線ノード１３は振り分け部１４と廃棄設定テーブル１５を備える。振り分け部１４は廃棄設定テーブル１５を参照し、受信した通信データの振り分けを行う。廃棄設定テーブル１５は、スリープ中の子ノード３を経由する通信データの扱いに関して優先度ごとに設定したテーブルである。例えば、図４の例であれば、スリープ中の子ノード３を経由する通信データが高優先の場合には、集線ノード１３は当該通信データを適当なバッファ（バッファ８−１Ｈ〜８−３Ｈ）に蓄積し、一方、スリープ中の子ノード３を経由する通信データが低優先の場合には、集線ノード１３は当該通信データを蓄積せずに廃棄することを意味する。

振り分け部１４は廃棄設定テーブル１５の設定に従い、蓄積するべき通信データは適当なバッファに蓄積し、廃棄するべき通信データは廃棄する。本実施例においては、スリープ中の子ノードを経由する高優先の通信データは蓄積し、低優先の通信データは廃棄する設定としたが、本発明は、設定内容に限定されない。

以上の構成により、集線ノード１３はスリープ中の子ノードを経由する通信データのうち、適当な優先度の通信データのみを蓄積することができる。

以上、これまでに説明したように、本発明により、通信網における省電力の方法を実現するにあたり、スリープ中の通信ノードを経由する通信データの廃棄を回避するのに必要なバッファ容量を削減し、かつ、簡易な手段によりバッファを管理する方法、およびそのような通信ノードを提供することができる。

１、１６ 親ノード
２ 通信路
３ 子ノード
４ 下位ネットワーク
５ 上位ネットワーク
６、１３ 集線ノード
７、１４ 振り分け部
８ バッファ
９、１０ スケジューラ
１１ 管理テーブル
１２ 通知メッセージ
１５ 廃棄設定テーブル

Claims (6)

1. 第１の通信ノードに通信路を介して複数の第２の通信ノードが接続し、前記第１の通信ノードは第３の通信ノードに接続した通信網における省電力方法であって、
   前記第２の通信ノードは、
   受信するスリープメッセージにより指定されたスリープ時間だけ、該第２の通信ノードの消費電力を抑制するスリープモードで動作する手段と、
   前記指定されたスリープ時間の経過後は、消費電力を抑制しない通常モードで動作する手段と
   を備え、
   前記第１の通信ノードは、
   前記第２の通信ノードを前記スリープモードで動作させる前記スリープ時間を第２の通信ノードごとに設定する手段と、
   設定した前記スリープ時間を含むスリープメッセージを該第２の通信ノードに送信する手段と、
   スリープメッセージを送信した第２の通信ノードを示す識別子と、該第２の通信ノードに設定したスリープ時間とを前記第３の通信ノードに通知する手段と
   を備え、
   前記第３の通信ノードは、
   前記通知された第２の通信ノードを示す識別子に基づいて、前記第２の通信ノードが通常モードであるか、またはスリープモードであるかを更新する管理テーブルと、
   通信データが経由する前記第２の通信ノードごとに、通信データを蓄積するバッファと、
   前記バッファから通信データを読み出すスケジューラであって、通常モードで動作している前記第２の通信ノードを経由する通信データを蓄積している前記バッファのみから通信データを読み出す、スケジューラと、
   通信データが経由する前記第２の通信ノードを識別して、該第２の通信ノードに対応付けられる前記バッファに前記通信データを振り分けるための振り分け手段と
   を備え、
   前記方法は、
   前記振り分け手段が、他のネットワークから受信した通信データがいずれの第２の通信ノードを経由するかを識別し、該第２の通信ノードに対応付けられる前記バッファに前記通信データを振り分けるステップと、
   前記スケジューラが、前記管理テーブルを参照して通常モードで動作している前記第２の通信ノードを識別し、該第２の通信ノードを経由する通信データを蓄積している前記バッファのみから通信データを読み出すステップと
   を備えることを特徴とする省電力方法。
2. 前記バッファおよび前記スケジューラは、優先度ごとに設けられ、
   前記振り分け手段は、通信データの優先度に従って、対応付けられる優先度のバッファに該通信データを蓄積する、
   ことを特徴とする請求項１記載の省電力方法。
3. 前記第３の通信ノードは、
   前記通信データのうち、該通信データが経由する第２の通信ノードがスリープモードで動作しており、かつ、該通信データの優先度が特定の優先度である通信データを廃棄する廃棄手段をさらに備え、
   前記振り分け手段は、前記廃棄手段を参照して、受信した通信データが廃棄される通信データであるか否かを判定することを特徴とする請求項２記載の省電力方法。
4. 通信網における互いに接続した第１の通信ノードおよび第２の通信ノードであって、
   前記第１の通信ノードは、通信路を介して複数の他の通信ノードと接続し、
   前記他の通信ノードは、受信するスリープメッセージにより指定されたスリープ時間だけ、該他の通信ノードの消費電力を抑制するスリープモードで動作し、前記指定されたスリープ時間の経過後は、消費電力を抑制しない通常モードで動作し、
   前記第１の通信ノードは、
   前記他の通信ノードを前記スリープモードで動作させる前記スリープ時間を他の通信ノードごとに設定する手段と、
   設定した前記スリープ時間を含むスリープメッセージを該他の通信ノードに送信する手段と、
   スリープメッセージを送信した他の通信ノードを示す識別子と、該他の通信ノードに設定したスリープ時間とを前記第２の通信ノードに通知する手段と
   を備え、
   前記第２の通信ノードは、
   前記通知された他の通信ノードを示す識別子に基づいて、前記他の通信ノードが通常モードであるか、またはスリープモードであるかを更新する管理テーブルと、
   通信データが経由する前記他の通信ノードごとに、通信データを蓄積するバッファと、
   前記バッファから通信データを読み出すスケジューラであって、前記管理テーブルを参照して通常モードで動作している前記他の通信ノードを識別し、該他の通信ノードを経由する通信データを蓄積している前記バッファのみから通信データを読み出す、スケジューラと、
   他のネットワークから受信した通信データがいずれの他の通信ノードを経由するかを識別して、該他の通信ノードに対応付けられる前記バッファに前記通信データを振り分けるための振り分け手段と
   を備えた、
   ことを特徴とする通信網における互いに接続した第１の通信ノードおよび第２の通信ノード。
5. 前記バッファおよび前記スケジューラは、優先度ごとに設けられ、
   前記振り分け手段は、通信データの優先度に従って、対応付けられる優先度のバッファに該通信データを蓄積する、
   ことを特徴とする請求項４記載の通信網における互いに接続した第１の通信ノードおよび第２の通信ノード。
6. 前記第２の通信ノードは、
   前記通信データのうち、該通信データが経由する他の通信ノードがスリープモードで動作しており、かつ、該通信データの優先度が特定の優先度である通信データを廃棄する廃棄手段をさらに備え、
   前記振り分け手段は、前記廃棄手段を参照して、受信した通信データが廃棄される通信データであるか否かを判定することを特徴とする請求項５記載の通信網における互いに接続した第１の通信ノードおよび第２の通信ノード。

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