JP5171591B2 - ネットワークシステム、ネットワーク中継装置の電力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークの中継を行うネットワーク中継装置に関する。

ＩＣＴ（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）技術の進展に伴うインターネットトラフィックの増加を背景として、ネットワーク中継装置（例えば、ＬＡＮスイッチやルータ）の消費電力が急増している。一方、近年では環境保護の観点から、ネットワーク中継装置に対する電力削減の要請が高まっている。特許文献１には、ＰｏＥ（Ｐｏｗｅｒ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）給電回路からのＰｏＥ給電と、バッテリからの給電の両方を利用してＰＣの駆動（動作）を行う技術が開示されている。

特開２００８−５９１１２号公報 特開２０００−３０８２５５号公報

この技術では、ＰＣに対して、常にＡＣ電力が給電されている。このため、ＰＣが、例えば待機（スタンバイ）状態であっても、数ワットのＡＣ電力を消費する。なお、このような問題はＰＣのようなデバイスに限らず、ネットワーク中継装置にも共通する問題であった。

本発明は、ネットワーク中継装置において、ＡＣ電源からの消費電力を低減しつつ、低消費電力を実現することのできる技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
ネットワーク中継装置であって、
ＡＣ電源から供給されるＡＣ電力を受電する主電源部と、
イーサネット（登録商標）ケーブルを介して外部デバイスから供給されるＰｏＥ電力を受電する待機電源部と、
ネットワーク中継処理を実行する中継処理部と、
を備え、
前記待機電源部は、
前記ＰｏＥ電力を受電するためのＰｏＥ受電部と、
前記ＰｏＥ受電部を制御するための待機電力制御部と、
を備え、
前記ネットワーク中継装置は、
前記中継処理部への前記ＡＣ電力および前記ＰｏＥ電力の供給が遮断されている停止状態と、
前記ＰｏＥ電力の供給により前記中継処理部が動作する待機状態と、
前記ＡＣ電力の供給により前記中継処理部が動作する動作状態と、
を有し、
前記待機電力制御部は、前記外部デバイスからの指示に応じて、前記主電源部および前記ＰｏＥ受電部に電源オン／オフを指示することによって、前記停止状態と、前記待機状態と、前記動作状態とを切り替える、ネットワーク中継装置。
こうすれば、ネットワーク中継装置が停止状態および待機状態の場合、ＡＣ電力の供給が不要となる。このため、ネットワーク中継装置において、ＡＣ電源からの消費電力を低減しつつ、低消費電力を実現することができる。

［適用例２］
適用例１記載のネットワーク中継装置であって、
前記動作状態は、
前記中継処理部に、前記ＡＣ電力および前記ＰｏＥ電力が供給されている待機電力オンモードと、
前記中継処理部に、前記ＡＣ電力が供給され、前記ＰｏＥ電力が供給されない待機電力オフモードと、
を含み、
前記待機電力制御部は、前記外部デバイスからの指示に応じて、前記ＰｏＥ受電部に電源オン／オフを指示することによって、前記待機電力オンモードと、前記待機電力オフモードとを切り替える、ネットワーク中継装置。
こうすれば、ネットワーク中継装置が待機電力オフモードで動作状態の場合、ＰｏＥ電力の供給が不要となる。このため、ネットワーク中継装置において、ＡＣ電源からの消費電力を低減しつつ、より一層の低消費電力を実現することができる。

［適用例３］
適用例１または２記載のネットワーク中継装置であって、
前記待機電力制御部は、前記ネットワーク中継装置が前記待機電力オフモードでの動作状態から前記停止状態へ移行する場合に、前記ネットワーク中継装置を、前記待機電力オンモードでの動作状態へと状態遷移させた後に前記待機状態へと状態遷移させ、その後、前記停止状態とする、ネットワーク中継装置。
こうすれば、ネットワーク中継装置を安全に停止状態へと移行させることができる。このため、ネットワーク中継装置において、低消費電力を実現しつつ、信頼性を向上させることができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、ネットワーク中継装置およびネットワーク中継装置の電力制御方法、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記憶媒体等の形態で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ｂ．変形例：

Ａ．実施例：
図１は、本発明の一実施例としてのネットワーク中継装置が用いられたネットワークの概略構成を示す説明図である。このネットワークは、クライアント端末１０と、ＰｏＥ供給装置２０と、ネットワーク中継装置３０（以降、「ルータ」とも呼ぶ）とを備えている。クライアント端末１０は、ＰｏＥ供給装置２０に接続されるＰＣ等のクライアント端末である。ＰｏＥ供給装置２０は、例えば、ルータやブリッジ等のネットワーク中継装置であって、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆに準拠したＰｏＥ給電機能を有するデバイスである。なお、ＰｏＥ供給装置２０は、ルータやブリッジ等に限らず、ＰｏＥの給電機能のみを有する専用機器とすることもできる。

ルータ３０は、ＡＣケーブル１００と、ＡＣコネクタ２００と、主電源部３００と、イーサネット（登録商標）ケーブル４００と、コネクタ５００と、待機電源部６００と、コネクタ７００と、中継処理部８００とを備えている。ＡＣケーブル１００は、外部のＡＣ電源とルータ３０とを接続するためのケーブルである。ＡＣコネクタ２００は、ＡＣケーブル１００を差し込むためにマザーボード上に設けられるコネクタである。主電源部３００は、受電スイッチ３０５と、ＡＣ電源受電部３１０とを備えている。ＡＣ電源受電部３１０は、ＡＣコネクタ２００から供給される電流を整流するとともに、中継処理部８００に所定の直流電源電圧を供給する。受電スイッチ３０５は、ＡＣコネクタ２００から供給される電流のオン／オフを切り替えるためのスイッチである。なお、受電スイッチ３０５は、ＡＣ電源受電部３１０が自身の内部に有するスイッチであるが、説明の便宜のために分けて記載した。

イーサネットケーブル４００は、イーサネット（登録商標）等で使用される銅製の非シールドより対線である。コネクタ５００は、イーサネット（登録商標）等で使用される８芯のモジュラ式コネクタである。コネクタ５００とＰｏＥ供給装置２０は、イーサネットケーブル４００によって接続されている。待機電源部６００は、受電スイッチ６０５と、ＰｏＥ受電部６１０と、待機電力制御部６２０を備えている。待機電源部６００は、ルータ３０が接続されたイーサネット（登録商標）を介して供給されるＰｏＥ電力を受電する機能（ＩＥＥＥ８０２．３ａｆに準拠したＰｏＥ受電機能）を有する。ＰｏＥ受電部６１０は、コネクタ５００から供給される電流を受電し、中継処理部８００に電源電圧を供給する。受電スイッチ６０５は、コネクタ５００から供給される電流のオン／オフを切り替えるためのスイッチである。なお、受電スイッチ６０５は、ＰｏＥ受電部６１０が自身の内部に有するスイッチであるが、説明の便宜のために分けて記載した。待機電力制御部６２０は、受電スイッチ６０５と、ＰｏＥ受電部６１０を制御するほか、後述の電力制御を行う。

コネクタ７００は、ルータ３０を他のデバイスに接続するためのコネクタである。中継処理部８００は、転送処理部８１０と、主制御部８２０とを備えている。中継処理部は、ネットワーク中継処理をはじめとした、ルータ３０としての各種処理を行う。転送処理部８１０は、例えば、ルーティング処理や、フィルタリング処理、キューイング処理といった、パケットの転送に関する処理を行う。主制御部８２０は、ルータ３０の各部を制御する。

図２は、ルータ３０の状態および省電力モードに対する電力の供給状態を示す説明図である。ルータ３０は、停止状態と、待機状態と、動作状態を有している。また、ルータ３０は、各状態に応じた省電力モードＭＤを有する。この省電力モードＭＤは、後述する電力制御において使用される。

停止状態とは、ルータ３０が停止し、中継処理部８００の転送処理部８１０および主制御部８２０が共に動作していない状態である。この停止状態を「停止モード」とも呼ぶ。停止状態においては、主電源部３００の受電スイッチ３０５と、待機電源部６００の受電スイッチ６０５は、共にオフされている。このため、ルータ３０の中継処理部８００に対して、ＡＣ電力と、ＰｏＥ電力の供給は遮断されている。なお、ＡＣ電力を「主電力」とも呼び、ＰｏＥ電力を「待機電力」とも呼ぶ。

待機状態とは、ルータ３０が、パケットを送受信していない状態、かつ、ある程度短時間でパケットの送受信が可能な状態へと移行できる状態（いわゆるスタンバイ状態）である。この待機状態を「待機モード」とも呼ぶ。待機状態では、中継処理部８００のうち、主制御部８２０は動作し、転送処理部８１０は動作していない。待機状態においては、主電源部３００の受電スイッチ３０５はオフされている。一方、待機電源部６００の受電スイッチ６０５はオンされている。このため、ルータ３０の中継処理部８００には、ＰｏＥ電力のみが供給されている。

動作状態とは、ルータ３０が、パケットを送受信している状態、または、すぐにパケットの送受信が可能な状態である。動作状態では、転送処理部８１０および主制御部８２０が共に動作している。この動作状態は、さらに、待機電力オンモードと、待機電力オフモードとを有している。待機電力オンモードでは、主電源部３００の受電スイッチ３０５と、待機電源部６００の受電スイッチ６０５は共にオンされている。このため、ルータ３０の中継処理部８００には、ＡＣ電力とＰｏＥ電力の両方が供給されている。待機電力オフモードでは、主電源部３００の受電スイッチ３０５はオンされている。一方、待機電源部６００の受電スイッチ６０５はオフされている。このため、ルータ３０には、ＡＣ電力が供給され、ＰｏＥ電力は供給されていない。

図３は、電力制御（起動時）の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１００において、ＰｏＥ供給装置２０の主電源がオンされる。次に、待機電力制御部６２０は、停止モード以外の省電力モード指示（待機モード、待機電力オンモード、待機電力オフモード）を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。この省電力モード指示は、ＰｏＥ供給装置２０より送信される。省電力モード指示は、起動後のルータ３０の状態を指定するためのものであり、省電力モード指示の種類は省電力モードＭＤ（図２）に対応する。ＰｏＥ供給装置２０からの省電力モード指示を受信していない場合は、ステップＳ１０２へ戻る。一方、省電力モード指示を受信した場合、待機電力制御部６２０は、待機電源をオンする（ステップＳ１０４）。具体的には、待機電力制御部６２０は、待機電源部６００の受電スイッチ６０５をオンにする。これにより、中継処理部８００へ待機電力（ＰｏＥ電力）が供給される。なお、待機電力制御部６２０による受電スイッチのオン／オフのことを「電源オン／オフ指示」とも呼ぶ。

次に、待機電力制御部６２０は、省電力モード指示の内容が待機モードであるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。省電力モード指示の内容が待機モードである場合、ルータ３０は、そのまま待機モードで動作する。一方、省電力モード指示の内容が待機モードでない場合、待機電力制御部６２０は、主電源をオンする（ステップＳ１０８）。具体的には、待機電力制御部６２０は、主電源部３００の受電スイッチ３０５をオンにする。これにより、中継処理部８００へ主電力（ＡＣ電力）が供給される。次に、待機電力制御部６２０は、省電力モード指示の内容が待機電力オンモードであるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。省電力モード指示の内容が待機電力オンモードである場合、ルータ３０は、そのまま待機電力オンモードの動作状態で動作する。

一方、省電力モード指示の内容が待機電力オンモードでない場合、待機電力制御部６２０は、主電源部３００の電源オン／オフ状態を確認する（ステップＳ１１２）。その後、待機電力制御部６２０は、主電源部３００の電源オン／オフ状態を、ＰｏＥ供給装置２０へ通知する。なお、待機電力制御部６２０は、主電源部３００の状態を常時監視する構成とすることもできる。次に、待機電力制御部６２０は、待機電源をオフにする（ステップＳ１１４）。具体的には、待機電力制御部６２０は、待機電源部６００の受電スイッチ６０５をオフにする。これにより、中継処理部８００への待機電力（ＰｏＥ電力）の供給が停止する。上記、ステップＳ１１２、Ｓ１１４の処理によって、ルータ３０は、待機電力オフモードでの動作状態となる。

このようにすれば、ルータ３０が停止状態（停止モード）および待機状態（待機モード）の場合における、ＡＣ電力の供給が不要となる。また、ルータ３０が待機状態の場合であっても、主制御部８２０は、ＰｏＥ電力を用いて動作することができる。このため、ルータ３０がパケットの送受信を行わない待機状態において、ｉ）ルータ３０内部の各種ソフトウェアの更新、ｉｉ）ルータ３０各部のチェック（例えば、ケーブルのショート有無のチェック）等といった処理を実施することができる。この結果、ネットワーク中継装置において、ＡＣ電源からの消費電力を低減しつつ、低消費電力を実現することが可能となる。なお、上記ｉ）、ｉｉ）の処理は、クライアント端末１０から行うものとしてもよいし、主制御部８２０が自動で行うものとしてもよい。

さらに、動作状態では、ルータ３０の動作に必要な電力は、ＡＣ電力でカバーされる。このため、上記のように待機電力オフモードを設けることで、ＰｏＥ電力を節約することができる。この結果、ネットワーク中継装置において、ＡＣ電源からの消費電力を低減しつつ、より一層の低消費電力を実現することが可能となる。

図４は、電力制御（停止時）の処理手順を示すフローチャートである。待機電力制御部６２０は、ＰｏＥ供給装置２０からの停止モード指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ２００）。停止モード指示を受信していない場合は、ステップＳ２００へ戻る。一方、ＰｏＥ供給装置２０からの停止モード指示を受信した場合、待機電力制御部６２０は、現在の省電力モードを判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、待機電力制御部６２０は、ＰｏＥ供給装置２０からの指示を受信する度に、待機電力制御部６２０中のメモリ領域に省電力モードを記憶しておく。そして、当該メモリ領域を参照することで、現在の省電力モードを判定する。なお、主電源部３００と待機電源部６００の電源オン／オフ状態を監視することで、現在の省電力モードを判定する構成を採用することもできる。

現在の省電力モードが待機電力オンモードである場合、待機電力制御部６２０は、ステップＳ２０６の処理を行う（ステップＳ２０２）。一方、現在の省電力モードが待機電力オンモードでない場合、待機電力制御部６２０は、待機電源をオンする（ステップＳ２０４）。具体的には、待機電力制御部６２０は、待機電源部６００の受電スイッチ６０５をオンにする。これにより、中継処理部８００へ待機電力が供給される。次に、待機電力制御部６２０は、主電源をオフにする（ステップＳ２０６）。具体的には、待機電力制御部６２０は、主電源部３００の受電スイッチ３０５をオフにする。これにより、中継処理部８００への主電力の供給が停止する。次に、待機電力制御部６２０は、主電源部３００の電源オン／オフ状態を確認し、ＰｏＥ供給装置２０へ通知する（ステップＳ２０８）。その後、待機電力制御部６２０は、待機電源をオフする（ステップＳ２１０）。

図５は、ルータ３０の状態遷移図である。ルータ３０が待機電力オフモードでの動作状態から停止状態になる場合は、次のｉ）〜ｉｉｉ）の流れになる。
ｉ）待機電力オフモードでの動作状態ＣＯ４から待機電力オンモードでの動作状態ＣＯ３へと遷移する（ステップＳ１１）。
ｉｉ）待機電力オンモードでの動作状態ＣＯ３から待機状態ＣＯ２へと遷移する（ステップＳ１２）。
ｉｉｉ）待機状態ＣＯ２から停止状態ＣＯ１へと遷移する（ステップＳ１３）
従って、ルータ３０が待機電力オンモードにある時に、ＰｏＥ供給装置２０から停止モード指示を受信した場合、ルータ３０の状態遷移は、ＣＯ３、ＣＯ２、ＣＯ１の順序となる。

ルータ３０の起動時は、停止時とは逆の順序で状態が遷移する。具体的には、ｉ）ＣＯ１からＣＯ２へ遷移（ステップＳ２１）、ｉｉ）ＣＯ２からＣＯ３へ遷移（ステップＳ２２）、ｉｉｉ）ＣＯ３からＣＯ４へ遷移（ステップＳ２３）である。従って、ルータ３０が停止モード時に、ＰｏＥ供給装置２０から待機電力オンモード指示を受信した場合、ルータ３０の状態遷移は、ＣＯ１、ＣＯ２、ＣＯ３の順序となる。

このようにすれば、ルータ３０を安全に停止状態へと移行させることができる。このため、ネットワーク中継装置において、低消費電力を実現しつつ、信頼性を向上させることができる。また、ルータ３０が待機電力オンモードでの動作状態にある場合は、待機電力オフモードでの動作状態にある場合と比較して、素早く停止状態への移行が可能である。さらに、ルータ３０は、外部デバイスであるＰｏＥ供給装置２０からのリモート操作（省電力モード指示）での状態遷移が可能なため、利便性に優れている。例えば、ＰｏＥ供給装置２０が、ルータ３０が停止状態の時に、ルータ３０を経由すべきパケットを受信した場合について考える。このような場合であっても、ＰｏＥ供給装置２０は、ルータ３０に省電力モード指示を送信し、ルータ３０を動作状態にすることができる。この結果、問題なくパケットをルータ３０へ送信することが可能となる。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｂ１．変形例１：
上記実施例では、ネットワーク中継装置の一構成例を記載した。しかし、上記実施例において記載した態様に限らず、任意の態様を採用することができる。具体的には、ネットワーク中継装置は、レイヤ３スイッチやブリッジであるものとしてもよい。

Ｂ２．変形例２：
上記実施例では、待機電力制御部は、待機電源部に含まれているものとして記載した。しかし、上記実施例における構成はあくまで一例であり、他の構成を採用することも可能である。例えば、待機電力制御部は、主制御部に含まれるものとしてもよい。

Ｂ３．変形例３：
上記実施例では、ルータの状態遷移の態様を図５に示した。しかし、図５に示した状態遷移の順序にとらわれず、自由に各状態間を遷移可能な構成を採用することも可能である。例えば、待機電力オフモードにおける動作状態から、直接、停止状態へと遷移することができる。

本発明の一実施例としてのネットワーク中継装置が用いられたネットワークの概略構成を示す説明図である。 ルータ３０の状態および省電力モードに対する電力の供給状態を示す説明図である。 電力制御（起動時）の処理手順を示すフローチャートである。 電力制御（停止時）の処理手順を示すフローチャートである。 ルータ３０の状態遷移図である。

符号の説明

１０…クライアント端末
３０…ネットワーク中継装置（ルータ）
３００…主電源部
３０５…受電スイッチ
４００…イーサネットケーブル
５００…コネクタ
６００…待機電源部
６０５…受電スイッチ
６２０…待機電力制御部
７００…コネクタ
８００…中継処理部
８１０…転送処理部
８２０…主制御部

Claims (4)

1. ネットワーク中継装置と外部デバイスがイーサネット（登録商標）ケーブルを介して接続されるネットワークシステムであって、
   前記ネットワーク中継装置は、
   ＡＣ電源から供給されるＡＣ電力を受電する主電源部と、
   前記イーサネット（登録商標）ケーブルを介して前記外部デバイスから供給されるＰｏＥ電力を受電する待機電源部と、
   ネットワーク中継処理を実行する中継処理部と、
   を備え、
   前記待機電源部は、
   前記ＰｏＥ電力を受電するためのＰｏＥ受電部と、
   前記ＰｏＥ受電部を制御するための待機電力制御部と、
   を備え、
   前記ネットワーク中継装置は、
   前記中継処理部への前記ＡＣ電力および前記ＰｏＥ電力の供給が遮断されている停止状態と、
   前記ＰｏＥ電力の供給により前記中継処理部が動作する待機状態と、
   前記ＡＣ電力の供給により前記中継処理部が動作する動作状態と、
   を有し、
   前記待機電力制御部は、前記外部デバイスからの指示に応じて、前記主電源部および前記ＰｏＥ受電部に電源オン／オフを指示することによって、前記停止状態と、前記待機状態と、前記動作状態とを切り替え、
   前記外部デバイスは、前記ネットワーク中継装置が前記停止状態である場合に前記ネットワーク中継装置に送信すべきパケットを受信すると、前記ネットワーク中継装置へ指示して前記動作状態へ切り替えさせてから前記パケットを前記ネットワーク中継装置へ送信する、ネットワークシステム。
2. 請求項１記載のネットワークシステムであって、
   前記動作状態は、
   前記中継処理部に、前記ＡＣ電力および前記ＰｏＥ電力が供給されている待機電力オンモードと、
   前記中継処理部に、前記ＡＣ電力が供給され、前記ＰｏＥ電力が供給されない待機電力オフモードと、
   を含み、
   前記待機電力制御部は、前記外部デバイスからの指示に応じて、前記ＰｏＥ受電部に電源オン／オフを指示することによって、前記待機電力オンモードと、前記待機電力オフモードとを切り替える、ネットワークシステム。
3. 請求項１または２記載のネットワークシステムであって、
   前記待機電力制御部は、前記ネットワーク中継装置が前記待機電力オフモードでの動作状態から前記停止状態へ移行する場合に、前記ネットワーク中継装置を、前記待機電力オンモードでの動作状態へと状態遷移させた後に前記待機状態へと状態遷移させ、その後、前記停止状態とする、ネットワークシステム。
4. ネットワーク中継処理を実行する中継処理部を備え、ＡＣ電源から供給されるＡＣ電力と、イーサネット（登録商標）ケーブルを介して外部デバイスから供給されるＰｏＥ電力とを受電可能なネットワーク中継装置の電力制御方法であって、
   （ａ）前記ネットワーク中継装置が、前記ＡＣ電力と前記ＰｏＥ電力との少なくとも一方を受電する工程と、
   （ｂ）前記ネットワーク中継装置が、前記ＡＣ電力と前記ＰｏＥ電力の受電状態を変更する工程と、
   （ｃ）前記外部デバイスが、前記ネットワーク中継装置へ前記受電状態の変更を指示する工程と、
   を備え、
   前記ネットワーク中継装置は、
   前記中継処理部への前記ＡＣ電力及び前記ＰｏＥ電力の供給が遮断されている停止状態と、
   前記ＰｏＥ電力の供給により前記中継処理部が動作する待機状態と、
   前記ＡＣ電力の供給により前記中継処理部が動作する動作状態と、
   を有し、
   前記工程（ｂ）は、前記外部デバイスからの指示に応じて前記ＡＣ電力と前記ＰｏＥ電力の受電状態を切り替えることによって、前記停止状態と、前記待機状態と、前記動作状態とを切り替える工程を含み、
   前記工程（ｃ）は、前記ネットワーク中継装置が前記停止状態である場合に前記ネットワーク中継装置に送信すべきパケットを受信すると、前記ネットワーク中継装置へ指示して前記動作状態へ切り替えさせてから前記パケットを前記ネットワーク中継装置へ送信する工程を含む、方法。

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