JP5455614B2 - 通信システム、親局装置および子局装置 - Google Patents

Description

本発明は、親局装置が子局装置と１対多接続するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムを構成する通信システムに関する。

近年、各家庭や企業などと上位ネットワークを結ぶアクセス系ネットワークに、ＰＯＮシステムが用いられている。ＰＯＮは、親局装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と多数の子局装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を光ファイバおよびスプリッタを用いて１対多接続するシステムである。

このような１対多接続を行うＰＯＮシステムでは、ＯＮＵからＯＬＴへの通信である上りデータ通信を行う場合、以下のような帯域割当処理を行う。まず、ＯＮＵはＯＬＴに自装置のデータのバッファ量を通知するためのバッファ量通知を送信する。そして、ＯＬＴは各ＯＮＵのバッファ量通知に基づいて各ＯＮＵに帯域を割り当て、割り当て結果としてＯＮＵ毎の送信開始時刻と送信時間を示した割当帯域通知を送信する。ＯＮＵはＯＬＴから自装置宛の割当帯域通知を受信し、割当帯域通知の内容に従って上りデータを送信する。

従来のＰＯＮシステムとしては、たとえば、下記非許文献１に開示されている１０Ｇ−ＥＰＯＮ（１０ Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ）システムがある。下記非特許文献１に記載のＰＯＮシステムでは、上下方向の通信にそれぞれ１０Ｇｂｉｔ／ｓのデータ伝送レートを持ち、上下異なる波長を用いた波長多重による双方向通信を行う。また、ＯＮＵが上りデータを送信する際には、複数のＯＮＵで上り帯域を分割して使用する時分割多重方式によりデータを送信する。

一方、ＯＮＵの省電力化が近年検討されており、たとえば、下記非特許文献２には、ＯＮＵの省電力化のためのＯＬＴとＯＮＵ間のパワーセーブシーケンスが開示されている。このパワーセーブシーケンスでは、ＯＮＵからスリープ（省電力）モードに入るためのスリープリクエストを送信し、当該リクエストを受信したＯＬＴではＯＮＵにスリープ指示を送信する。そして、スリープ指示を受信したＯＮＵはスリープモードに入る。

その後、スリープモードから復帰する場合は、ＯＮＵは起動要求をＯＬＴに送信する。起動要求を受信したＯＬＴは起動指示を当該ＯＮＵに送信し、起動指示を受信したＯＮＵは通常モードに戻る。ＯＮＵはスリープモードに移行している間、スリープモードの間上りデータを送信するための光送信器や各種デバイスを停止させる。このようにしてＯＮＵの省電力化を実現している。

ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ），"ＩＥＥＥ Ｄｒａｆｔ Ｐ８０２．３ａｖ／Ｄ３．４"，Ｊｕｎｅ ２００９ ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｔｉｏｎ ｓｅｃｔｏｒ） ＳＧ１５Ｑ２ Ｉｎｔｅｎｄｅｄ ｔｙｐｅ ｏｆ ｄｏｃｕｍｅｎｔ（Ｒ−Ｃ−ＴＤ）：ＧＲ−４、"ＯＮＵ ｐｏｗｅｒ−ｓａｖｅ ａｎｎｅｘ"，ＰＭＣ−Ｓｉｅｒｒａ， Ａｐｒｉｌ ２００８

上記非特許文献１に記載のシステムでは、ＯＮＵの上り送信制御を論理リンク単位で実施する。例えば、１ＯＮＵの上りユーザデータトラヒックに対する遅延制御，スループット制御の１形態として、１つのＯＮＵに対して複数の論理リンクを実装することにより、上りユーザデータトラヒックの優先度と論理リンクを結び付け、優先度に応じた制御を行う。

しかし、非特許文献２に記載されているような従来の省電力化方法によると、ＯＮＵ毎にスリープモードへの移行を管理する。そのため、１ＯＮＵに複数論理リンクがある場合、ある論理リンクに一時的に送信データがない場合でも、当該ＯＮＵに実装しているその他論理リンクに送信データがある場合は、スリープモードに移行することが出来ないため、省電力効果が期待できない、という問題点があった。

例えば、１ＯＮＵに３つの論理リンクを実装している場合、通常は３つの論理リンクが独立して上り出力制御を行っており、論理リンクごとにＯＬＴからの指示に従って上りユーザデータを送信している。ここで、１つの論理リンクの上りユーザデータが無くなったとしてもスリープモードに以降し残りの２論理リンクは通常モードのままである場合、残りの２論理リンクはそれぞれ独立して上りユーザデータを送信し続ける。

ＯＮＵは、自身が実装している全ての論理リンクに対して上り割当帯域がない時間帯では、スリープモードに移行して上り送信に関する機能部（例えば光送信器等）を停止させることができる。しかし、独立して通常モードで動作している２論理リンクが存在する場合には、光送信器等を停止させることができない。従って、ＯＮＵの消費する電力が高いという問題があった。

また、他の付加的な課題としては、ＯＮＵは光送信器等停止させるとしても２論理リンクのいずれの上り送信が生じない時間帯しか停止することができない。光送信器等は、通常モードとして動作できるまでに準備時間が必要であり、実際には上り送信をしない時間よりも短い時間しか停止することができない。したがって、省電力効果が期待できないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、省電力効果を向上させることができる通信システム、親局装置および子局装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、親局装置が共通の通信路を介して複数の子局装置に接続され、各子局装置が帯域更新周期内に割当てられた帯域を用いて前記親局装置にデータを送信する通信システムであって、前記子局装置は、複数の論理リンクのうち一部の論理リンクを休止させる制御部と、前記親局装置からの指示信号に基づいて前記論理リンクを用いたデータ送信に必要な帯域要求を送信する光送信器と、を備え、前記親局装置は、前記論理リンクの休止状態に基づいて、前記子局装置が帯域要求を送信する帯域要求周期を決定する周期管理部と、前記周期管理部が決定した帯域要求周期に基づき前記帯域要求の送信タイミングを指示する指示信号を送信する光送信器と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、省電力効果を向上させることができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１のＰＯＮシステムの構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１の帯域要求受信周期の一例を示す図である。 図３は、Ｓｌｅｅｐモードから復帰する際の帯域要求受信周期の一例を示す図である。 図４は、全ての論理リンクがＳｌｅｅｐモードとなった場合の起動要求ポーリング周期の一例を示す図である。 図５は、実施の形態１の帯域要求受信周期の決定処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、サービス内容と個別設定周期の対応の一例を示す図である。 図７は、サービス内容ごとに論理リンクの個別設定周期を決定した場合のモード管理情報の一例を示す図である。 図８は、サービス内容に基づいて論理リンクの個別設定周期を定める場合の帯域要求受信周期の決定処理の一例を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態１の帯域割当方法を説明するための図である。 図１０は、実施の形態１の連続割当の効果を説明する図である。 図１１は、従来の帯域割当方法による割当結果と実施の形態１の帯域割当方法による割当結果の一例を示す図である。 図１２は、全論理リンクがＳｌｅｅｐモードの場合の、従来の帯域割当方法による割当結果と実施の形態１の帯域割当方法による割当結果の一例を示す図である。 図１３は、実施の形態２のＰＯＮシステムの構成例を示す図である。 図１４は、実施の形態２の帯域要求送信周期の一例を示す図である。 図１５は、Ｓｌｅｅｐモードから復帰する際の帯域要求送信周期の一例を示す図である。 図１６は、実施の形態２の帯域要求送信周期の決定処理の一例を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態３のＰＯＮシステムの起動要求ポーリング周期の一例を示す図である。 図１８は、全論理リンクがＳｌｅｅｐモードの場合の起動要求ポーリング周期の一例を示す図である。 図１９は、実施の形態３の省電力効果を説明するための図である。 図２０は、全論理リンクがＳｌｅｅｐモードの場合の、実施の形態３の省電力効果を説明するための図である。

以下に、本発明にかかる通信システム、親局装置および子局装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかるＰＯＮシステムの実施の形態１の構成例を示す図である。本実施の形態では、本発明にかかる通信システムがＰＯＮシステムとして構成される場合を例に説明する。図１に示すように、本実施の形態のＰＯＮシステムは、ＯＬＴ（親局装置）１とＯＮＵ（子局装置）２−１〜２−ｎ（ｎは１以上の整数）と、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−ｎを接続する光ファイバ３と、光ファイバを１対多接続用に分岐するスプリッタ４と、ＯＬＴ１の上位に接続する上位通信装置５と、ＯＮＵ２−１の配下に接続する端末通信装置６と、を備えている。なお、図１では省略しているが、ＯＮＵ２−２〜ＯＮＵ２−ｎの配下にもそれぞれ端末通信装置が接続されているとする。

本実施の形態のＯＬＴ１は、上位通信装置５から下りフレームを受信する下りフレーム受信部１０と、下りフレームを格納するためのバッファである下りフレームバッファ１１と、下りフレームとＰＯＮ制御データを多重するフレーム多重部１２と、多重したフレームを各ＯＮＵに光信号として送信する光送信器１３と、ＯＮＵから受信した光信号を受信フレーム（電気信号）に変換する光受信器１６と、受信フレームからＰＯＮ制御フレームを抽出するフレーム抽出部１５と、上位通信装置５にデータフレームを送信する上りフレーム送信部１４と、ＰＯＮ制御フレームに基づいて各ＯＮＵに対して帯域割当を行うＰＯＮ制御部１７と、論理リンクごとの通常モードでの帯域要求周期（帯域要求の送信周期）の要求値である個別設定周期を管理する帯域更新周期管理部（周期管理部）１８と、を備える。

この帯域更新周期管理部１８は、後述するようにＯＮＵ２−１が各論理リンクのＲｅｐｏｒｔフレーム（帯域要求）を送信する送信周期を各論理リンクのモードに従って決定／制御する制御部でもある。帯域更新周期管理部１８は、一部の論理リンクがＳｌｅｅｐモードに移行した場合に、所定の条件で移行前よりＲｅｐｏｒｔフレームの送信周期を長く制御する。そのため、単位時間当たりのＯＮＵ２−１の光送信器２３の駆動時間を短くすることができ、省電力効果が得られる。

また、各論理リンクに割当てられたサービスの要求条件に従い論理リンク毎にバラバラの帯域要求周期を設定すると（例えば、２ｍｓと３ｍｓ）、ＯＮＵ２−１全体として見た場合に、結果として光送信器２３が各帯域要求周期よりも短い間隔（例えば１ｍｓ）で駆動しなければならなくなる。この帯域更新周期管理部１８は、このような場合にも、送信周期を調整して送信周期が適切な範囲で長くなるように制御するため、消費電力を抑える効果が得られる。この動作についても後述する。

本実施の形態のＯＮＵ２−１は、ＯＬＴ１から受信した下り光信号を下りフレーム（電気信号）に変換する光受信器２０と、下りフレームからＰＯＮ制御フレームを抽出するフレーム抽出部２１と、配下の端末通信装置６にデータフレームを送信する下りフレーム送信部２２と、端末通信装置６から上りフレームを受信する上りフレーム受信部２６と、上りフレームを格納する上りフレームバッファ２５と、ＰＯＮ制御フレームと端末からの上りフレーム（データフレーム）とを多重するフレーム多重部２４と、多重したフレームをＯＬＴ１に光信号として送信する光送信器２３と、ＰＯＮ制御部２８から通知される送信時刻に基づいて上り出力機構の起動と停止を制御するデバイス制御部２７と、を備える。なお、ここではＯＮＵ２−１の構成を説明したが、ＯＮＵ２−２〜２−ｎも、ＯＮＵ２−１と同様の構成である。ここで、ＰＯＮ制御部２８は、複数の論理リンクがある場合に、一部の論理リンクの送信を継続しつつ、一部の論理リンクの送信を休止するように制御可能であり、一部の論理リンクの休止をＯＬＴ１へ通知することにより、論理リンクの休止状態に基づきより高い省電力効果をえることができるという特徴がある。

以下、本実施の形態の動作を説明する。まず、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜２−ｎ間の通常の通信動作について説明する。ＯＮＵ２−１〜２−ｎでは、上りフレーム受信部２６がそれぞれの配下の端末通信装置６から受信した上りフレームを上りフレームバッファ２５に格納する。ＰＯＮ制御部２８は、上りフレームバッファ２５に蓄積されたデータ量に基づいて、バッファ量を通知し帯域割当を要求するＰＯＮ制御フレームであるＲｅｐｏｒｔフレーム（帯域要求）を生成する。ＰＯＮ制御部２８は、ＯＬＴ１から受信した割当帯域結果を通知するＰＯＮ制御フレームであるＧａｔｅフレームの内容に基づいて上りフレームを送信するようフレーム多重部２４に指示する。フレーム多重部２４は、上りフレームバッファ２５から読み出した上りフレームとＰＯＮ制御部２８が生成したＲｅｐｏｒｔフレームとを多重して光送信器２３に渡す。光送信器２３は、多重後のフレームを光信号に変換してＯＬＴ１に送信する。

ＯＬＴ１では、光受信器１６が、ＯＮＵ２−１〜２−ｎからＲｅｐｏｒｔフレームが多重された光信号を受信すると、光信号を電気信号に変換して受信フレームとしてフレーム抽出部１５に渡す。フレーム抽出部１５は、受信フレームからＰＯＮ制御フレームであるＲｅｐｏｒｔレポートを抽出し、ＰＯＮ制御１７に渡す。フレーム抽出部１５は、受信フレームのうちのデータフレームを上りフレーム送信部１４に渡す。上りフレーム送信部１４は、フレーム抽出部１５から受け取ったデータフレームを上位通信装置５に向けて送信する。

ＰＯＮ制御部１７は、各ＯＮＵからのＲｅｐｏｒｔフレームに基づいて各ＯＮＵに対して帯域割当を行い、割当結果を格納した割当帯域通知（Ｇａｔｅフレーム若しくは送信タイミング指示信号）を生成する。なお、帯域割当結果は、ＯＮＵごとのデータ送信開始時刻と送信時間として通知されることとする。また、下りフレーム送信部１０は、上位通信装置５から受信した下りフレームを下りフレームバッファ１１に格納する。フレーム多重部１２は、下りフレームバッファ１１から読み出した下りフレームとＧａｔｅフレームとを多重する。そして、光送信器１３が、多重されたフレームを電気信号から光信号に変換してＯＮＵ２−１〜２−ｎに送信する。

ＯＮＵ２−１〜２−ｎでは、光受信器２０がＯＬＴ１からＧａｔｅフレームを含む光信号を受信すると、その光信号を電気信号に変換し受信フレームとしてフレーム抽出部２１へ渡す。フレーム抽出部２１は、受信フレームから自装置宛Ｇａｔｅフレームを抽出してＰＯＮ制御部２８に渡す。また、フレーム抽出部２１は、受信フレームから自装置宛のデータフレームを下りフレーム送信部２２へ渡す。下りフレーム送信部２２は、データフレームを配下の端末通信装置６に送信する。

その後、上述のようにＰＯＮ制御部２８がＧａｔｅフレームによって指示された自装置への割当結果に基づいて上りフレームの送信を制御する。具体的には、ＰＯＮ制御部２８は、Ｇａｔｅフレームによって指示されたデータ送信開始時刻になるとフレーム多重部２４にデータ送信を指示し、ＯＬＴ１に対してデータを送信する。そして、データ送信開始からＧａｔｅフレームによって指示された送信時間が経過すると、フレーム多重部２４にデータ送信の停止を指示する。

以上の通常動作の説明では、説明簡素化のためＯＮＵ２−１〜２−ｎの上り送信について、ＯＮＵ装置単位で帯域割当が行なわれるとして説明したが、本実施の形態では、上り送信の帯域制御はＯＮＵ装置内の論理リンク毎に実施する。したがって、１ＯＮＵ内に複数論理リンクを実装した場合は、当該ＯＮＵについては、上記の帯域制御を論理リンク毎に独立して行なう。すなわち、当該ＯＮＵはＲｅｐｏｔフレームを論理リンクごとに独立に送信し、ＯＬＴ１は、当該ＯＮＵに対して論理リンクごとのＲｅｐｏｒｔフレームに基づいて論理リンクごとにＧａｔｅフレームを生成して送信する。そして、当該ＯＮＵは、Ｇａｔｅフレームに基づいて論理リングごとに上りフレームの送信を行なう。また、当該ＯＮＵは、論理リンクごとに上りフレームバッファ２５へ上りフレームを格納する。

また、本実施の形態では、省電力化のため、ＯＮＵ２−１〜２−ｎは、自装置からの上り送信が生じない時間帯は、上り送信に関する各構成要素（光送信器２３、フレーム多重部２４の一部の機能等）を停止させる。具体的には、ＰＯＮ制御部２８は、ＯＬＴ１からの割当結果に基づいて、自装置からの上り送信が生じる時間帯である送信時間帯をデバイス制御部２７へ通知する。デバイス制御部２７は、通知された送信時間帯に基づいて自装置から上り送信を行わない期間の間光送信器２３などの上り送信に関連する各デバイスを停止させる。

一方、ＯＮＵの省電力化のために、送信すべきデータが無い場合等にＯＮＵをＳｌｅｅｐモードに遷移させる技術がＩＴＵ−Ｔ等で検討されている。本実施の形態では、各ＯＮＵでは、ＰＯＮ制御部２８が、自身に実装している論理リンクごとに現在のモード（Ｓｌｅｅｐモードまたは通常モード）をモード情報として保持、管理する。

ＰＯＮ制御部２８は、たとえば、論理リンクごとに上りフレームバッファ２５に蓄積されているデータ量を確認し、蓄積されているデータがない論理リンクについてはＳｌｅｅｐモード（休止状態）へ遷移させるべきと判断し、Ｓｌｅｅｐモードへ遷移させるためＳｌｅｅｐモード遷移処理を開始する。なお、論理リンクがＳｌｅｅｐモードに移行したとしても、原則リンクが切れた状態にはならず、一時的に通信をしない状態になるだけである。

Ｓｌｅｅｐモード遷移処理として、ＰＯＮ制御部２８は、まずＳｌｅｅｐモードへ遷移させる論理リンク（Ｓｌｅｅｐ遷移対象論理リンク）についてのＳｌｅｅｐ要求をＰＯＮ制御フレームとして生成し、フレーム多重部２４および光送信器２３経由でＯＬＴ１へ送信する。ＰＯＮ制御部２８は、光受信器２０およびフレーム抽出部２１経由で、ＯＬＴからそのＳｌｅｅｐ要求に対応するＳｌｅｅｐ指示を示すＰＯＮ制御フレームを受け取ると、Ｓｌｅｅｐ遷移対象論理リンクをＳｌｅｅｐモードとするようモード情報を更新する。

ＯＬＴ１では、ＰＯＮ制御部１７が、ＯＮＵ２−１〜２−ｎから光受信器１６およびフレーム抽出部１５経由でＳｌｅｅｐ要求を受信すると、要求された論理リンクをＳｌｅｅｐモードへの遷移を許可するＳｌｅｅｐ指示のＰＯＮ制御フレームを生成し、フレーム多重部１２および光送信器１３経由でＯＮＵ２−１〜２−ｎへ通知する。

また、ＯＮＵ２−１のＰＯＮ制御部２８は、Ｓｌｅｅｐモードとしていた論理リンクについて上りフレームが上りフレームバッファ２５に蓄積すると、その論理リンクをＳｌｅｅｐモードから復帰する（起動する）ための起動要求をＰＯＮ制御フレームとして生成する。そして、生成した起動要求をＯＬＴ１へ送信する。ＯＬＴ１では、ＰＯＮ制御部１７が、起動要求を受信すると、要求された論理リンクの起動を許可する起動指示をＰＯＮ制御フレームとして生成し、ＯＮＵ２−１へ送信する。以上のような動作により、ＯＮＵ２−１〜２−ｎとＯＬＴ１は、論理リンクごとのモード（通常モード、Ｓｌｅｅｐモード）遷移を実施する。

つぎに、本実施の形態の帯域要求方法について説明する。従来のＰＯＮシステムでは、論理リンクごとに帯域割当を行なう場合、ＯＬＴは、論理リンクごとの帯域割当を通知するＧａｔｅフレームを定期的に送信し、ＯＮＵは、論理リンクごとに、Ｇａｔｅフレームに基づいてＲｅｐｏｒｔフレームとデータフレームを多重したフレームを送信する。ＯＬＴでは、Ｇａｔｅフレームの送信間隔を帯域割当周期とし、Ｇａｔｅフレームを送信した帯域割当周期の次の帯域割当周期の割当結果を通知している。この帯域割当周期は、従来のＰＯＮシステムでは、ＯＮＵによらずまた論理リンクによらない一定値である。

これに対し、本実施の形態では、Ｇａｔｅフレームの送信周期を論理リンクのモードに基づいて決定する。各ＯＮＵは、Ｇａｔｅフレームを受信すると次の帯域割当周期の帯域要求を行なうためのＲｅｐｏｒｔフレームを送信する。Ｒｅｐｏｒｔフレームの送信許可もＧａｔｅフレームによって与えられるため、Ｇａｔｅフレームの送信周期が、Ｒｅｐｏｒｔフレームの送信周期を決定することになる。すなわち、Ｇａｔｅフレームの送信周期を変更することにより、各ＯＮＵから帯域要求を受信する周期を変更することができる。本実施の形態では、各ＯＮＵから帯域要求を受信する周期を帯域要求受信周期と表記する。

つぎに、帯域要求受信周期の決定方法を説明する。まず、本実施の形態では、各ＯＮＵの論理リンクごとに個別設定周期をあらかじめ定めておき、ＯＬＴ１の帯域更新周期管理部１８がその情報を保持しているとする。なお、個別設定周期の定め方は後述する。また、個別設定周期は必要に応じて更新するようにしてもよい。

図２は、本実施の形態の帯域要求受信周期の一例を示す図である。この例では、ＯＮＵ２−１がＬＬＩＤ（Logical Link IDentifier）＃１〜ＬＬＩＤ＃３までの３つの論理リンクを実装しているとする。図２の下方に示すように、ＬＬＩＤ＃１の個別設定周期は３ｍｓに設定され、ＬＬＩＤ＃２の個別設定周期は２ｍｓに設定され、ＬＬＩＤ＃３の個別設定周期は１ｍｓに設定されているとする。また、はじめの状態では、３つの論理リンクが全て通常モードであったとする。ＰＯＮ制御部１７は、このような論理リンクごとの個別設定周期と論理リンクごとのモード（通常モードであるかＳｌｅｅｐモードであるか）の情報を保持するとともに、各論理リンクのモード変更時などに帯域更新周期管理部１８へ通知する。帯域更新周期管理部１８は、通知された論理リンクごとのモードを保持する。

なお、ＯＬＴ１は、Ｓｌｅｅｐモードの論理リンクについても、起動要求を受け付けるため送信帯域の割当を定期的に行い、その割当を通知するＧａｔｅフレームを定期的に送信する。なお、ここでは、ＯＮＵ２−１は３つの論理リンクを実装する例を示しているが、１つのＯＮＵが実装する論理リンクの数はこれに限らずいくつでもよい。

ＯＬＴ１の帯域更新周期管理部１８は、図２に示すように、ＯＮＵ２−１に実装されている全ての論理リンクが通常モードである場合には、それらの論理リンクに設定されている個別設定周期のうちの最小値を帯域要求受信周期として決定する。そして、ＯＮＵ２−１の各論理リンクに対する帯域割当を帯域要求受信周期ごとに行なうこととし、Ｇａｔｅフレームを帯域要求受信周期ごとに送信する。同様に、帯域更新周期管理部１８は、ＯＮＵ２−２〜２−ｎについても、ＯＮＵごとに、実装されている論理リンクに設定されている個別設定周期の最小値（この例の場合は１ｍｓ）を帯域要求受信周期として決定する。

ＯＮＵ２−１は、Ｇａｔｅフレームを受信すると、上述のとおり、Ｇａｔｅフレームにより通知された割当結果に基づいて上りフレームおよびＲｅｐｏｔフレームの送信を行なう。すなわち、本実施の形態では、ＯＬＴ１がＲｅｐｏｒｔフレーム（またはＲｅｐｏｒｔフレームおよびデータフレーム）の送信時間帯を許可するＧａｔｅフレームを送信する周期によって、ＯＮＵ２−１から帯域割当要求を受け付ける周期を決定していることになる。ＯＬＴ１では、帯域要求であるＲｅｐｏｒｔフレームを受信した場合に、ＯＮＵ２−１へ帯域を割当てるため、帯域要求受信周期が長いほど、ＯＮＵ２−１の上り送信契機は少なくなる。

そして、図２に示すように、途中でＯＮＵ２−１のＬＬＩＤ＃３についてＳｌｅｅｐ要求が送信され、ＬＬＩＤ＃３がＳｌｅｅｐモードに遷移したとする。ＰＯＮ制御部１７は、Ｓｌｅｅｐ要求に基づいて保持しているＯＮＵ２−１のＬＬＩＤ＃３のモードの情報をＳｌｅｅｐモードに変更し、帯域更新周期管理部１８へ変更を通知する。帯域更新周期管理部１８は、ＯＮＵ２−１についての帯域要求受信周期をＳｌｅｅｐモードであるＬＬＩＤ＃３を除いた論理リンク（ＬＬＩＤ＃１およびＬＬＩＤ＃２）の個別設定周期のうちの最小値に変更する。そして、ＰＯＮ制御部１７は、ＯＮＵ２−１のＬＬＩＤ＃３については、起動要求の送信を受け付ける周期（以下、起動要求ポーリング周期（起動要求問い合わせ周期）という）をＬＬＩＤ＃３の個別設定周期（この例では１ｍｓ）として設定する。ＬＬＩＤ＃３の起動要求を受け付けるためのＧａｔｅフレームを起動要求ポーリング周期で送信する。

図３は、Ｓｌｅｅｐモードから復帰する際の帯域要求受信周期の一例を示す図である。図２で説明したように、ＬＬＩＤ＃３がＳｌｅｅｐモードに遷移し、ＬＬＩＤ＃１およびＬＬＩＤ＃２が通常モードであるとする。この状態で、ＯＮＵ２−１からＬＬＩＤ＃３についての起動要求が送信され、ＬＬＩＤ＃３が通常モードに復帰したとする。この場合、ＯＮＵ２−１については図２のはじめの状態と同様に３つの論理リンクが通常モードとなる。したがって、図２のはじめの状態と同様に、実装されている論理リンクに設定されている個別設定周期の最小値（この例の場合は１ｍｓ）を帯域要求受信周期として決定する。

図４は、全ての論理リンクがＳｌｅｅｐモードとなった場合の起動要求ポーリング周期の一例を示す図である。図４の例では、ＯＮＵ２−１に実装されている３つの全てがＳｌｅｅｐモードへ遷移しているとする。この場合、各論理リンクの個別設定周期を起動要求ポーリング周期とし、ＯＬＴ１は、論理リンクごとに起動要求を受け付けるためのＧａｔｅフレームを起動要求ポーリング周期で送信する。

図５は、本実施の形態の帯域要求受信周期の決定処理の一例を示すフローチャートである。帯域更新周期管理部１８は、いずれかの論理リンクについてＳｌｅｅｐモードから通常モードへの遷移、または通常モードからＳｌｅｅｐモードへの遷移が生じた場合に、その論理リンクを備えるＯＮＵについて帯域要求受信周期の決定処理を実施する。また、帯域更新周期管理部１８は決定した帯域要求受信周期をＰＯＮ制御部１７へ通知する。図５に示すように、まず、帯域要求受信周期を決定する対象のＯＮＵについての帯域要求受信周期と論理リンクＮｏを初期化する（ステップＳ１０）。具体的には、帯域要求受信周期を想定される帯域要求受信周期の最大値より大きな数値（たとえば９９９９）に設定し、論理リンクＮｏを論理リンクに対応づけた番号の最小値とする（この例では０を最小値とする）。

当該論理リンク（設定した論理リンクＮｏに対応する論理リンク）が、通常モードであるかを判断する（ステップＳ１１）。当該論理リンクが通常モードである場合（ステップＳ１１ Ｙｅｓ）、当該論理リンクの個別設定周期が帯域要求受信周期より小さいか否かを判断する（ステップＳ１２）。

当該論理リンクの個別設定周期が帯域要求受信周期より小さい場合（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）、帯域要求受信周期を当該論理リンクの個別設定周期とする（ステップＳ１３）。そして、全論理リンクの精査（ステップＳ１１〜ステップＳ１３の処理）が終了したかを判断し（ステップＳ１４）、終了していない場合（ステップＳ１４ Ｎｏ）は、次の論理リンクＮｏを設定し（論理リンクＮｏをインクリメントし：ステップＳ１５）、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１１で、当該リンクが通常モードでないと判断した場合（ステップＳ１１ Ｎｏ）は、ステップＳ１４へ進む。また、ステップＳ１２で当該論理リンクの個別設定周期が帯域要求受信周期より小さくない場合（ステップＳ１２ Ｎｏ）は、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４で、全論理リンクの精査を終了したと判断した場合（ステップＳ１４ Ｙｅｓ）は、帯域要求受信周期の決定処理を終了する。

ここで、論理リンクごとの個別設定周期の決定方法を説明する。論理リンクごとの個別設定周期の決定方法は様々な方法が考えられるが、まずサービス内容に基づいて決定する方法を説明する。図６は、サービス内容と個別設定周期の対応の一例を示す図である。個別設定周期は、割当周期に対応するため、一般にリアルタイム性の要求の高いサービスほど短い値となる。したがって、たとえば、リアルタイム性の要求の高い電話サービスについては、１ｍｓと短い個別設定周期とし、インターネットサービスのようにリアルタイム性の要求の高くないサービスについては、３ｍｓと長い個別設定周期とする。なお、図６は一例であり、サービスごとの個別設定周期および個別設定周期を定めるサービスの分類はこれに限らずどのように設定してもよい。

図７は、サービス内容ごとに論理リンクの個別設定周期を決定した場合のモード管理情報の一例を示す図である。サービス内容に基づいて個別設定周期を決定する場合、図６に示したような情報と論理リンクごとのサービス内容とを保持すれば論理リンクごとの個別設定周期を求めることができる。図７では、論理リンクごとのサービス内容に加え、論理リンクごとのモードを同時に管理するようにしている。図６に示した情報と図７に示した情報をＯＬＴ１の帯域更新周期管理部１８が保持することにより、上述の帯域要求受信周期を決定することができる。

つぎに、論理リンクごとの最大帯域に基づいて個別設定周期を決定する方法を説明する。まず、ＯＬＴ１は全論理リンク共通で一番基本となる帯域割当間隔ＢＧを設定する。ＢＧは、帯域割当の周期の最小値に対応する値であり、たとえば、従来の帯域割当周期に相当する数値や想定される個別設定周期の最小値等を設定する。

そして、各論理リンクの個別設定周期ＧＣを、論理リンク毎に設定されている最大帯域（最大伝送速度）ＭａｘＢＷを用いて、以下の式（１）に基づいて算出する。なお、「切り上げ（ ）」、（ ）内の割り算結果の余りを切り上げることを意味する。回線速度は、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜２−ｎ間の回線速度とする。
ＧＣ ＝ 切り上げ（ 回線速度 ÷ ＭａｘＢＷ ）× ＢＧ …（１）

具体的な数値を仮定した計算例を以下に示す。ＢＧ＝０．５ｍｓ、回線速度＝１０Ｇｂｐｓ、ＭａｘＢＷ ＝１．５Ｇｂｐｓの場合は、以下の式（２）のようになる。
ＧＣ ＝ 切り上げ（１０Ｇｂｐｓ÷１．５Ｇｂｐｓ）×０．５ｍｓ
＝７×０．５ｍｓ ＝ ３．５ｍｓ …（２）

なお、上記の式（１）は一例であり、最大帯域を用いて式（１）以外の算出方法で個別設定周期を算出してもよい。

また、論理リンクごとの最小帯域に基づいて個別設定周期を決定してもよい。この場合、式（１）のＭａｘＢＷを最小帯域ＭｉｎＢｗに置き換え、以下の式（３）を用いて算出する。
ＧＣ ＝ 切り上げ（ 回線速度 ÷ ＭｉｎＢＷ ）× ＢＧ …（３）

以上述べた個別設定周期の決定方法は、一例であり、これ以外の方法で個別設定周期を決定してもよい。また、上述べた３種類の個別設定周期の決定方法のうちの２つ以上を組み合わせて決定するようにしてもよい。たとえば、サービスごとに上記のＢＧを決定し、式（１）に従って算出するようにしてもよい。

なお、個別設定周期は、ここではＯＬＴ１（たとえばＰＯＮ制御部１７）が決定することとしているが、これに限らず、ＯＮＵ２−１〜２−ｎが各々の論理リンクについて個別設定周期を決定し、ＯＮＵ２−１〜２−ｎからＯＬＴ１へ通知するようにしてもよい。

図８は、サービス内容に基づいて論理リンクの個別設定周期を定める場合の帯域要求受信周期の決定処理の一例を示すフローチャートである。サービス内容に基づいて論理リンクの個別設定周期を定める場合、図５の替わりに図８に示す手順によって帯域要求受信周期を求めるようにしてもよい。図８に示した手順のうち図５の例を異なる点を説明する。

図８に示す例では、図６および図７に示した情報をＰＯＮ制御部１７が保持しているとする。ステップＳ１０およびステップＳ１１は図５の例と同様である。ステップＳ１２の替わりに、ステップＳ１６として、当該論理リンクのサービス内容に対応する個別設定周期が帯域要求受信周期より小さいか否かを判断する（ステップＳ１６）。

当該論理リンクのサービス内容に対応する個別設定周期が帯域要求受信周期より小さいと判断した場合（ステップＳ１６ Ｙｅｓ）は、帯域要求受信周期を当該論理リンクのサービス内容に対応する個別設定周期とする（ステップＳ１７）。当該論理リンクのサービス内容に対応する個別設定周期が帯域要求受信周期より小さくないと判断した場合（ステップＳ１６ Ｎｏ）は、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４およびステップＳ１５は図５の例と同様である。

従来のＰＯＮシステムでは、帯域割当を行なう周期は論理リンクによらず一定であるため、各ＯＮＵのうち最も短い帯域割当周期を要求する論理リンクに対応して割当周期を決定し、その周期でＧａｔｅフレームを送信する。たとえば、図２で示した個別設定周期の最小値に相当する１ｍｓの周期で帯域割当を行なう。一方、ＯＮＵ２−１〜２−ｎでは、上述のようにデバイス制御部２７が、上り送信がない時間帯に上り送信に関する構成要素を停止させる。そして、デバイス制御部２７は上り送信の開始前に上り送信に関する構成要素を起動させる。上り送信に関する構成要素を起動にはある程度の準備時間が必要であり、帯域割当の周期が短い場合、上り送信に関する構成要素を停止できないこともありうる。また、停止できるとしても短時間となる。

これに対し、本実施の形態では、論理リンクごとに個別設定周期を定めておき、通常モードである論理リンクの個別設定周期の最小値を帯域要求受信周期としている。したがって、最も個別設定周期の短い論理リンクがＳｌｅｅｐモードになった場合には、帯域割当を行なう周期を長くすることができ、データを送信する時間およびデータを送信しない時間が、それぞれ従来と比べ長くなる。また起動のための準備時間も低減することができる。したがって、上り送信に関する構成要素の停止時間を長くすることができ、より省電力化することができる。

また、本実施の形態では、以下のようにＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７が１つのＯＮＵが実装する論理リンクに対する帯域の割当時間帯を連続した時間帯として割当てるようにする。このような割当を行なうことにより、さらに上り送信に関する構成要素の停止時間を長くすることができる。

以下、本実施の形態の帯域割当方法を説明する。図９は、本実施の形態の帯域割当方法を説明するための図である。ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１７は、図９に示すように、１ＯＮＵ内の複数の論理リンクに帯域割当を行なう場合、それらの論理リンクに対応する上り送信時間帯が連続するように割当てる。

図９の例では、ＯＮＵ２−１内のＬＬＩＤ＃１〜ＬＬＩＤ＃３の３つの論理リンクが割当を要求し、ＯＮＵ２−２内のＬＬＩＤ＃４〜ＬＬＩＤ＃６の３つの論理リンクが割当を要求しているとする。その場合、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１内の論理リンク（ＬＬＩＤ＃１〜ＬＬＩＤ＃３）の上り送信時間帯を連続する送信時間帯として割当て、ＯＮＵ２−１内の論理リンクの上り送信時間帯の後に、ＯＮＵ２−２内の論理リンク（ＬＬＩＤ＃４〜ＬＬＩＤ＃６）の上り送信時間帯を連続する送信時間帯として割当てる。このように１ＯＮＵ内の論理リンクの上り送信時間帯を連続させる（連続割当を行う）と、各ＯＮＵでは、送信が発生しない時間帯を長く確保でき、より省電力化することができる。

なお、１ＯＮＵ内の論理リンクのうちＳｌｅｅｐモードの論理リンクがある場合には、そのＯＮＵの通常モードの論理リンクに対して割当てた送信時間帯に連続するよう、Ｓｌｅｅｐモードの論理リンクの起動要求送信用の送信時間帯を割当てる。

図１０は、本実施の形態の連続割当の効果を説明する図である。図１０上段に示すように、従来のＰＯＮシステムでは、１ＯＮＵの論理リンクの送信時間帯が、連続するように割当られていない。したがって、上り送信を行わない期間が短い。これに対し、下段に示すように、本実施の形態では、１ＯＮＵの論理リンクの送信時間帯が連続しているため、上り送信を行わない期間が長い。したがって、上り送信に関する構成要素を停止する時間を長くすることができる。

図１１および図１２は、１ＯＮＵの論理リンクの上り送信時間帯を連続させた場合に、従来の帯域要求受信周期を用いた割当てと本実施の形態の帯域要求受信周期を用いた割当を比較するための図である。図１１は、ＯＮＵがＬＬＩＤ＃１〜ＬＬＩＤ＃３までの３つの論理リンクを実装しており、ＬＬＩＤ＃３がＳｌｅｅｐモードである場合に、従来の帯域割当方法による割当結果と本実施の形態の帯域割当方法による割当結果の一例を示している。図中の１，２，３の数値が記載された矩形は、それぞれＬＬＩＤ＃１，ＬＬＩＤ＃２，ＬＬＩＤ＃３の送信時間帯を示している。また、塗りつぶしをされた矩形は、Ｓｌｅｅｐモードの論理リンク（ＬＬＩＤ＃３）に対する起動要求用の送信時間帯とする。

図１１に上段に示すように、従来は固定の帯域割当の周期ごとに、Ｓｌｅｅｐモード、通常モードともに全論理リンクについて送信時間帯が割当てられる。したがって、このＯＮＵが完全に上り送信を停止できるのは、帯域要求受信周期内の最後の論理リンク（図１１の例ではＬＬＩＤ＃３）の送信時間帯が終了した時点から、次の帯域要求受信周期内の最初の論理リンク（図１１の例ではＬＬＩＤ＃１）の送信時間帯が開始するまでである。これに対し、本実施の形態では、ＬＬＩＤ＃３がＳｌｅｅｐモードの場合には、下段に示すように割当要求受信周期が倍になるため（各ＬＬＩＤの個別設定周期は図２に示した例と同様とする）、ＯＮＵの上り送信を停止する時間を長くすることができる。

また、図１１に示すように、本実施の形態では、Ｓｌｅｅｐモードの論理リンク（ＬＬＩＤ＃３）に対する起動要求用の送信時間帯を通常モードの論理リンクの送信時間帯の連続し、かつ連続する送信時間帯の端（図１１の例では右端すなわち最後）になるよう割当てる。なお、ここでは、Ｓｌｅｅｐモードの論理リンクの起動要求用の送信時間帯を、連続する送信時間帯の最後に割当てるようにしたが、これに限らず、Ｓｌｅｅｐモードの論理リンクの起動要求用の送信時間帯を、連続する送信時間帯の最初になるよう割当ててもよい。Ｓｌｅｅｐモードの論理リンクが複数存在する場合には、最初と最後に割当ててもよいし、最初または最後から順に割当ててもよい。

図１２は、ＯＮＵの全論理リンクがＳｌｅｅｐモードである場合を示している。各ＬＬＩＤの個別設定周期は図２に示した例と同様とする。図１２の上段に示すように、従来は固定の帯域割当の周期ごとに、Ｓｌｅｅｐモードの全論理リンクついて起動要求を受けとけるための送信時間帯を割当ている。これに対し、本実施の形態では、論理リンクごとに対応する個別設定周期で起動要求の送信時間帯を割当てる。したがって、帯域を有効利用できる。

なお、本実施の形態では、１ＯＮＵの上り送信時間帯を連続する送信時間帯とする割当（連続割当）を行い、さらに上述の帯域要求受信周期を用いた割当周期の制御を行うようにしたが、連続割当と割当周期の制御のうちのいずれか１方のみを実施するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、ＰＯＮシステムを例に説明したが、親局装置が子局装置に、論理リンクごとに上り方向の帯域を割当て、親局装置が子局装置に所定の周期で送信許可を与え、その送信許可の時間帯に子局装置からの帯域割当要求を受信するような通信システムであれば、ＰＯＮシステムに限らず、他の通信システムに本実施の形態の動作を適用してもよい。その場合、ＰＯＮ制御部１７，２８は、子局装置の論理リンクごとに上り方向の帯域を割当てる通信制御手段となる。

以上のように、本実施の形態では、ＯＬＴ１が、ＯＮＵ２−１〜２−ｎに対して、論理リンクごとに個別設定周期を設定し、ＯＮＵごとに通常モードの論理リンクの個別設定周期のうちの最小周期でＧａｔｅフレームを送信し帯域割当を行なうようにし、Ｓｌｅｅｐモードの論理リンクについては、その論理リンクの個別設定周期で、起動要求を受け付けるためのＧａｔｅフレームを送信するようにした。そのため、従来に比べ、ＯＮＵ２−１〜２−ｎの上り送信契機を低減させ、上り送信を停止する時間を長く確保することができ、省電力効果を向上させることができる。また、Ｓｌｅｅｐモードの論理リンクについては、その論理リンクの個別設定周期で、起動要求を受け付けるためのＧａｔｅフレームを送信しているため、起動要求の送信遅延を防ぐことができる。

さらに本実施の形態では、ＯＬＴ１が、帯域割当の際に、１ＯＮＵの論理リンクに対する上り送信時間帯を連続した時間帯となるよう割当てるようにした。そのため、さらに上り送信を停止する時間を長く確保することができ、省電力効果を向上させることができる。

実施の形態２．
図１３は、本発明にかかるＰＯＮシステムの実施の形態２の構成例を示す図である。本実施の形態のＰＯＮシステムは、実施の形態１のＯＬＴ１をＯＬＴ１ａに代え、ＯＮＵ２−１〜２−ｎをＯＮＵ２ａ−１〜ＯＮＵ２ａ−ｎに代える以外は実施の形態１のＰＯＮシステムと同様である。本実施の形態のＯＬＴ１ａは、実施の形態１のＯＬＴ１から帯域更新周期管理部１８を削除する以外は、実施の形態１のＯＬＴ１と同様である。また、本実施の形態のＯＮＵ２ａ−１は、実施の形態１のＯＮＵ２−１に帯域更新周期管理部２９を追加する以外は、実施の形態１のＯＮＵ２ａ−１と同様である。

実施の形態１では、ＯＬＴ１の帯域更新周期管理部１８が、論理リンクごとに定められた個別設定周期と論理リンクごとのモードとに基づいて帯域要求を行なう周期（帯域要求周期）として帯域要求受信周期を定めるようにした。本実施の形態では、ＯＮＵ２ａ−１〜２ａ−ｎが、Ｒｅｐｏｒｔフレームを送信する周期（帯域要求送信周期）を帯域要求周期として制御することにより、帯域割当を行なう周期を決定するする。実施の形態１と同一の機能を有する構成要素は実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。

なお、実施の形態１および実施の形態２では、いずれも帯域要求を行なう周期（帯域要求周期）を制御することにより、帯域割当を行なう周期を制御している。実施の形態１では、帯域要求周期としてＯＬＴ１側がＲｅｐｏｒｔフレーム（帯域要求）を受信する周期（帯域要求受信周期）を用い、本実施の形態では、ＯＮＵ２ａ−１〜２ａ−ｎ側がＲｅｐｏｒｔフレームを送信する周期（帯域要求送信周期）を用いることになる。

本実施の形態の論理リンクごとの個別設定周期の決定方法は、実施の形態１と同様である。本実施の形態では、論理リンクごとの個別設定周期をＯＬＴ１ａが決定し（たとえばＯＬＴ１ａのＰＯＮ制御部１７）、ＯＮＵ２ａ−１〜２ａ−ｎへ通知することとする。なお、これに限らず、ＯＮＵ２ａ−１〜２ａ−ｎが自装置内の論理リンクについて個別設定周期を決定するようにしてもよい。

図１４は、本実施の形態の帯域要求送信周期の一例を示す図である。図１４では、実施の形態１の図２の例と同様に、ＯＮＵ２ａ−１がＬＬＩＤ＃１〜ＬＬＩＤ＃３の３つの論理リンクを実装しているとし、ＬＬＩＤ＃１の個別設定周期が３ｍｓに設定され、ＬＬＩＤ＃２の個別設定周期が２ｍｓに設定され、ＬＬＩＤ＃３の個別設定周期が１ｍｓに設定されているとする。図１４の例では、はじめは３つの論理リンクとも通常モードであるとする。なお、本実施の形態のＳｌｅｅｐモードへの遷移、通常モードへの復帰の方法は実施の形態１と同様である。

３つの論理リンクが通常モードである場合、ＯＮＵ２ａ−１の帯域更新周期管理部２９は、ＬＬＩＤ＃１〜ＬＬＩＤ＃３に対応する個別設定周期のうちの最小値を帯域送信要求周期として決定し、ＰＯＮ制御部２８へ通知する。ＰＯＮ制御部２８は、帯域送信要求周期でＲｅｐｏｒｔフレームを送信する。なお、ＯＬＴ１は、一定周期（ここでは１ｍｓとする）で、上りフレームおよびＲｅｐｒｏｔフレーム（またはＲｅｐｏｒｔフレームのみ）に対する割当結果を含むＧａｔｅフレームを送信する。すなわち、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２ａ−１〜２ａ−ｎに対して一定周期でＲｅｐｏｔフレームの送信を許可していることになる。ＯＬＴ１がＧａｔｅフレームを送信する周期は、想定される個別設定周期の最小値以下の周期とする。

図１４の例では、はじめはＧａｔｅフレームの送信周期とＲｅｐｏｒｔフレームの送信周期（帯域要求送信周期）が一致しているため、ＯＮＵ２ａ−１は、Ｇａｔｅフレームの受信ごとにＲｅｐｏｒｔフレームを送信することになる。

そして、途中でＬＬＩＤ＃３の論理リンクがＳｌｅｅｐモードに遷移したとする。ＰＯＮ制御部２８は、ＬＬＩＤ＃３の論理リンクがＳｌｅｅｐモードに遷移したことを帯域更新周期管理部２９に通知する。帯域更新周期管理部２９は、帯域送信要求周期（Ｒｅｐｏｒｔフレームの送信周期）を通常モードの論理リンク（図１４の例ではＬＬＩＤ＃１およびＬＬＩＤ＃２）の個別設定周期のうちの最小値（図１４の例では２ｍｓ）に決定し、ＰＯＮ制御部２８へ通知する。以降、ＯＮＵ２ａ−１は２ｍｓごとにＲｅｐｏｒｔフレームを送信することになり、Ｇａｔｅフレームの受信の２回につき１回Ｒｅｐｏｒｔフレームを送信することになる。

図１５は、Ｓｌｅｅｐモードから復帰する際の帯域要求送信周期の一例を示す図である。図１５に示すように、Ｓｌｅｅｐモードに遷移していたＬＬＩＤ＃３が通常モードに復帰すると、帯域更新周期管理部２９は、ＬＬＩＤ＃１〜ＬＬＩＤ＃３の個別設定周期のうちの最小値を帯域要求送信周期として決定する。

ＯＬＴ１ａでは、Ｒｅｐｏｒｔフレームを受信した場合に、送信元のＯＮＵに対する送信帯域の割当を行い、Ｇａｔｅフレームを用いて送信元のＯＮＵに割当結果を通知する。Ｒｅｐｏｒｔフレームの送信頻度が減るため、ＯＬＴ１ａは、そのＯＮＵの論理リンクの上り送信に割当てない時間帯が増える。したがって、当該ＯＮＵでは、省電力化の効果を向上させることができる。

また、実施の形態１と同様に、ＯＬＴ１ａのＰＯＮ制御部１７が、１ＯＮＵの論理リンクの送信時間帯を連続するように割当を行うと、さらにＯＮＵ２ａ−１〜２ａ−ｎの省電力化の効果を高めることができる。

図１６は、本実施の形態の帯域要求送信周期の決定処理の一例を示すフローチャートである。帯域更新周期管理部２９は、自装置のいずれかの論理リンクについてＳｌｅｅｐモードから通常モードへの遷移、または通常モードからＳｌｅｅｐモードへの遷移が生じた場合に、帯域要求送信周期の決定処理を実施する。また、帯域更新周期管理部２９は決定した帯域要求受信周期をＰＯＮ制御部２８へ通知する。図１６に示すように、まず、帯域要求送信周期を決定する対象のＯＮＵについての帯域要求送信周期と論理リンクＮｏを初期化する（ステップＳ２０）。具体的には、帯域要求送信周期を想定される帯域要求受信周期の最大値より大きな数値（たとえば９９９９）に設定し、論理リンクＮｏを論理リンクに対応づけた番号の最小値とする（この例では０を最小値とする）。

当該論理リンク（設定した論理リンクＮｏに対応する論理リンク）が、通常モードであるかを判断する（ステップＳ２１）。当該論理リンクが通常モードである場合（ステップＳ２１ Ｙｅｓ）、当該論理リンクの個別設定周期が帯域要求送信周期より小さいか否かを判断する（ステップＳ２２）。

当該論理リンクの個別設定周期が帯域要求送信周期より小さい場合（ステップＳ２２ Ｙｅｓ）、帯域要求送信周期を当該論理リンクの個別設定周期とする（ステップＳ２３）。そして、全論理リンクの精査（ステップＳ２１〜ステップＳ２３の処理）が終了したかを判断し（ステップＳ２４）、終了していない場合（ステップＳ２４ Ｎｏ）は、次の論理リンクＮｏを設定し（論理リンクＮｏをインクリメントし：ステップＳ２５）、ステップＳ２１に戻る。

ステップＳ２１で、当該リンクが通常モードでないと判断した場合（ステップＳ２１ Ｎｏ）は、ステップＳ２４へ進む。また、ステップＳ２２で当該論理リンクの個別設定周期が帯域要求送信周期より小さくない場合（ステップＳ２２ Ｎｏ）は、ステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４で、全論理リンクの精査を終了したと判断した場合（ステップＳ２４ Ｙｅｓ）は、帯域要求送信周期の決定処理を終了する。

このように、本実施の形態では、論理リンクごとに個別設定周期を設定し、ＯＮＵ２ａ−１の帯域更新周期管理部２９が、通常モードの論理リンクのうちの最小の個別設定周期でＲｅｐｏｒｔフレームを送信するようにした。また、ＯＬＴ１ａは、所定の周期でＧａｔｅフレームを送信するようにした。そのため、従来に比べ、ＯＮＵ２ａ−１〜２ａ−ｎの上り送信契機を低減し、上り送信を停止する時間を長く確保することができ、省電力効果を向上させることができる。また、Ｓｌｅｅｐモードの論理リンクに対する起動要求を送信するための送信時間帯も通常モードの送信時間帯に連続した時間帯としているため、ＯＮＵ２ａ−１〜２ａ−ｎは、上り送信を停止する時間をより長く確保することができる。

実施の形態３．
図１７は、本発明にかかるＰＯＮシステムの実施の形態３の起動要求ポーリング周期の一例を示す図である。本実施の形態のＰＯＮシステムの構成は実施の形態１のＰＯＮシステムの構成と同様である。本実施の形態のＯＬＴ，ＯＮＵの構成は、実施の形態１のＯＬＴ１，ＯＮＵ２−１の構成とそれぞれ同様である。

実施の形態１では、ＯＬＴ１が、１ＯＮＵの通常モードの論理リンクの個別設定周期に基づいて帯域要求受信周期を決定することにより、ＯＮＵの上り送信契機を低減した。本実施の形態では、帯域要求受信周期については実施の形態１と同様の決定方法とするが、Ｓｌｅｅｐモードの論理リンクに対する起動要求ポーリング周期の決定方法を実施の形態１と異なる方法とすることにより、さらにＯＮＵの上り送信契機を低減する。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。

図１７の例では、実施の形態１と同様の構成のＯＮＵ２−１が、ＬＬＩＤ＃１〜ＬＬＩＤ＃３の３つの論理リンクを実装しているとする。また、各論理リンクの個別設定周期は図２の例と同様とする。はじめの状態では、３つの論理リンクがいずれも通常モードであり、この状態の帯域要求受信周期の決定方法は実施の形態１と同様である。

つぎに、途中で、ＬＬＩＤ＃３の論理リンクがＳｌｅｅｐモードに遷移したとする。この際の、帯域要求受信周期の決定方法は実施の形態１と同様である。一方、本実施の形態では、ＯＬＴ１の帯域更新周期管理部１８は、ＬＬＩＤ＃３の起動要求ポーリング周期を、その時点で決定した帯域要求受信周期と同一値として決定する。すなわち、図１７の例では、ＬＬＩＤ＃３の論理リンクがＳｌｅｅｐモードに遷移した場合、ＬＬＩＤ＃１とＬＬＩＤ＃２の個別設定周期のうちの最小値（この例では２ｍｓ）を帯域要求受信周期とするが、ＬＬＩＤ＃３の起動要求ポーリング周期もその帯域要求受信周期と同一の値とする。

図１８が、全論理リンクがＳｌｅｅｐモードの場合の起動要求ポーリング周期の一例を示す図である。図１８では、図１７と同様にＬＬＩＤ＃３の３つの論理リンクを実装しているとし、その３つの論理リンクの全てがＳｌｅｅｐモードに遷移したとする。この場合、ＯＬＴ１の帯域更新周期管理部１８は、ＬＬＩＤ＃１〜ＬＬＩＤ＃３の個別設定周期のうちの最大値（この例では３ｍｓ）を、起動要求ポーリング周期とする。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。

図１９は、本実施の形態の省電力効果を説明するための図である。図１９の例では、３つの論理リンクＬＬＩＤ＃１〜ＬＬＩＤ＃３のうちＬＬＩＤ＃３がＳｌｅｅｐモードであり、ＬＬＩＤ＃１およびＬＬＩＤ＃２が通常モードであるとする。従来のＰＯＮシステムでは、上段に示すように、固定の帯域割当周期ごとに全論理リンクに対して送信時間帯を割当てる。これに対し、本実施の形態では、全論理リンクに対して通常モードの論理リンクの個別設定周期の最小値を帯域要求受信周期とし、帯域要求受信周期で全論理リンクに対して送信時間帯を割当てる。したがって、データの送信タイミングをまとめることができるため、ＯＮＵの上り送信を行なわない時間を長く確保することができる。また、図１９に示すように従来の帯域割当周期より帯域要求受信周期が長い場合、当該ＯＮＵに対して帯域の割当を行なわない期間（図１９では、帯域を有効利用可能と記載した帯域割当周期）が存在することになり、他のＯＮＵへの割当に用いることができ、帯域を有効に利用することができる。

図２０は、全論理リンクがＳｌｅｅｐモードの場合の、本実施の形態の省電力効果を説明するための図である。従来のＰＯＮシステムでは、上段に示すように、固定の帯域割当周期ごとに全論理リンクに対して送信時間帯を割当てるが、本実施の形態では、下段に示すように、全論理リンクがＳｌｅｅｐモードの場合には、ＬＬＩＤ＃１〜ＬＬＩＤ＃３の個別設定周期のうちの最大値を起動要求ポーリング周期とし、起動要求ポーリング周期で全論理リンクに対して送信時間帯を割当てる。したがって、ＯＮＵの上り送信を行なわない時間をさらに長くすることができる。また、起動要求用帯域の帯域を他のＯＮＵに割り当てることができ、帯域を有効利用できる。

このように、本実施の形態では、ＯＬＴ１が、実施の形態１と同様に帯域要求受信周期を決定することとし、１つのＯＮＵの論理リンクのうち通常モードとＳｌｅｅｐモードの論理リンクが有る場合にはＳｌｅｅｐモードの論理リンクに対する起動要求ポーリング周期を通常モードの論理リンクに対する帯域要求受信周期と同一とするようにした。また、１つのＯＮＵの全論理リンクがＳｌｅｅｐモードの場合には、各論理リンクの個別設定周期のうちの最大値を起動要求ポーリング周期とするようにした。そのため、実施の形態１に比べＯＮＵの上り送信を行なわない時間をさらに長くすることができ、省電力化の効果を向上させることができる。また、起動要求用帯域の帯域を他のＯＮＵに割り当てることができ、帯域を有効利用できる。

以上のように、本発明にかかる通信システム、親局装置および子局装置は、親局装置が子局装置に時分割で帯域を割当てるＰＯＮシステムに有用であり、特に、子局装置が、上り送信を行なわない時間帯に上り送信機能を停止させるＰＯＮシステムに適している。

１，１ａ ＯＬＴ
２−１〜２−ｎ，２ａ−１〜２ａ−ｎ ＯＮＵ
３ 光ファイバ
４ スプリッタ
５ 上位通信装置
６ 端末通信装置
１０ 下りフレーム受信部
１１ 下りフレームバッファ
１２，２４ フレーム多重部
１３，２３ 光送信器
１４ 上りフレーム送信部
１５，２１ フレーム抽出部
１６，２０ 光受信器
１７，２８ ＰＯＮ制御部
１８，２９ 帯域更新周期管理部
２２ 下りフレーム送信部
２５ 上りフレームバッファ
２６ 上りフレーム受信部
２７ デバイス制御部

Claims (23)

1. 親局装置が共通の通信路を介して複数の子局装置に接続され、各子局装置が帯域更新周期内に割当てられた帯域を用いて前記親局装置にデータを送信する通信システムであって、
   前記子局装置は、
   複数の論理リンクのうち一部の論理リンクを休止させる制御部と、
   前記親局装置からの指示信号に基づいて前記論理リンクを用いたデータ送信に必要な帯域要求を送信する光送信器と、を備え、
   前記親局装置は、
   前記論理リンクの休止状態に基づいて、前記子局装置が帯域要求を送信する帯域要求周期を決定する周期管理部と、
   前記周期管理部が決定した帯域要求周期に基づき前記帯域要求の送信タイミングを指示する指示信号を送信する光送信器と、
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記親局装置の周期管理部は、一部の論理リンクが休止状態となった子局装置の前記帯域要求の送信周期を休止前より長い周期に変更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. 前記親局装置の周期管理部は、一部の論理リンクが休止状態となり、かつ継続状態の複数の論理リンク間の帯域要求周期の要求値が一致しない場合であっても、帯域要求周期を前記要求値のうちのいずれか１つの要求値に合わせることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 前記子局装置は、
   論理リンクごとに、送信停止中または送信継続中のいずれであるかを判断し、判断結果を前記親局装置に通知し、また、前記親局装置から受信した割当結果に基づいて上り送信を行なう時間帯である送信時間帯を決定する子局通信制御部、
   をさらに備え、
   前記子局装置の制御部は、前記送信時間帯以外の時間帯で上り送信機能を停止するよう制御し、
   前記親局装置は、
   前記子局装置から通知された前記判断結果に基づいて、前記子局装置内の論理リンクごとに、その論理リンクが送信停止中であるか送信継続中であるかを示す送信停止情報を通知する通信制御部、
   をさらに備え、
   前記親局装置の周期管理部は、前記子局装置ごとに、通知された前記送信停止情報を保持することにより前記論理リンクの休止状態を把握し、また、前記論理リンクごとに決定された帯域要求周期の要求値である個別設定周期を論理リンクに対応づけて周期情報として保持し、前記子局装置ごとの前記周期情報および前記送信停止情報に基づいて、その子局装置から帯域要求を受信する帯域要求周期を決定し、
   前記通信制御部は、前記帯域要求周期ごとにその子局装置へ論理リンクごとの上り送信用の帯域を割当て、割当結果を前記周期管理部が決定した帯域要求周期ごとに前記子局装置へ送信する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
5. 前記親局装置が、論理リンクごとの個別設定周期を決定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
6. 前記子局装置が、論理リンクごとの個別設定周期を決定し、決定結果を前記親局装置へ送信し、
   周期管理部は、前記決定結果を前記周期情報として保持する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
7. 周期管理部は、送信停止中の論理リンクについて、起動要求の送信を問い合わせるための周期である起動要求ポーリング周期を、その論理リンクに対応する前記個別設定周期とし、
   前記通信制御部は、前記送信停止中の論理リンクに対して、起動要求ポーリング周期ごとに起動要求の送信を行なうための帯域を割当てる、割当結果を前記起動要求ポーリング周期ごとに送信する、
   ことを特徴とする請求項４、５または６に記載の通信システム。
8. 周期管理部は、送信停止中の論理リンクについて、起動要求の送信を問い合わせるための周期である起動要求ポーリング周期を前記帯域要求周期と同一とし、
   前記通信制御部は、前記送信停止中の論理リンクに対して、起動要求ポーリング周期ごとに起動要求の送信を行なうための帯域を割当てる、割当結果を前記起動要求ポーリング周期ごとに送信する、
   ことを特徴とする請求項４、５または６に記載の通信システム。
9. 周期管理部は、送信継続中の論理リンクが存在しない子局装置に対しては、送信停止中の論理リンクに対応する前記個別設定周期のうちの最大値を、前記起動要求ポーリング周期とする、
   ことを特徴とする請求項８に記載の通信システム。
10. 前記通信制御部は、１つの前記子局装置内の論理リンクの送信時間帯が互いに連続する時間帯となるよう、その子局装置へ上り送信用の帯域を割当てる、
    ことを特徴とする請求項４〜９のいずれか１つに記載の通信システム。
11. 前記通信制御部は、１つの前記子局装置内の論理リンクのうち、送信停止中の論理リンクに対する送信時間帯を、その子局装置内の論理リンクのうち送信継続中の論理リンクに対する送信時間帯の最初または最後に割当てる、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。
12. 子局装置と、前記子局装置に対して前記子局装置内の論理リンクごとに上り送信用の帯域を割当てる親局装置と、を備える通信システムであって、
    前記子局装置は、
    論理リンクごとの帯域要求を前記親局装置へ送信し、また、論理リンクごとに、送信停止中または送信継続中のいずれであるかを判断し、判断結果を送信停止情報とし、また、前記親局装置から受信した割当結果に基づいて上り送信を行なう時間帯である送信時間帯を決定する子局通信制御部と、
    前記送信停止情報を保持し、また、前記論理リンクごとに決定された帯域要求周期の要求値である個別設定周期および前記送信停止情報に基づいて、帯域割当要求を送信する帯域要求周期を決定する帯域更新周期管理部と、
    前記送信時間帯以外の時間帯で上り送信機能を停止するよう制御するデバイス制御部と、
    を備え、
    前記子局通信制御部は、前記帯域要求周期ごとに、前記帯域要求を送信し、
    前記親局装置は、
    所定の周期ごとに子局装置へ論理リンクごとの上り送信用の帯域を割当て、割当結果を前記所定の周期ごとに送信する親局通信制御部、
    を備えることを特徴とする通信システム。
13. 前記子局装置が、論理リンクごとの個別設定周期を決定する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。
14. 前記親局装置が、論理リンクごとの個別設定周期を決定し、決定結果を前記子局装置へ送信し、
    周期管理部は、前記決定結果を周期情報として保持する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。
15. 前記親局通信制御部は、１つの前記子局装置内の論理リンクの送信時間帯が互いに連続する時間帯となるよう、その子局装置へ上り送信用の帯域を割当てる、
    ことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の通信システム。
16. 前記子局通信制御部は、送信停止情報を前記親局装置へ送信し、
    前記親局通信制御部は、前記送信停止情報に基づいて、１つの前記子局装置内の論理リンクのうち、送信停止中の論理リンクに対する送信時間帯を、その子局装置内の論理リンクのうち送信継続中の論理リンクに対する送信時間帯の最初または最後に割当てる、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の通信システム。
17. 前記周期管理部は、１つの子局装置内の送信継続中の論理リンクに対応する個別設定周期のうち最小となる周期を、前記帯域要求周期として決定する、
    ことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載の通信システム。
18. 前記個別設定周期を論理リンクごとのサービス内容に基づいて決定する、
    ことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つに記載の通信システム。
19. 前記個別設定周期を論理リンクごとに設定された最大帯域に基づいて決定する、
    ことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１つに記載の通信システム。
20. 前記個別設定周期を論理リンクごとに設定された最小帯域に基づいて決定する、
    ことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つに記載の通信システム。
21. 前記親局装置をＰＯＮシステムにおけるＯＬＴとし、前記子局装置をＰＯＮシステムにおけるＯＮＵとする、
    ことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１つに記載の通信システム。
22. 共通の通信路を介して複数の子局装置に接続され、各子局装置に上り通信用の帯域を割当てる親局装置であって、
    前記子局装置が複数の論理リンクのうち一部の論理リンクを休止させた場合に、前記論理リンクの休止状態に基づいて、前記子局装置が帯域要求を送信する帯域要求周期を決定する周期管理部と、
    前記周期管理部が決定した帯域要求周期に基づき前記帯域要求の送信タイミングを指示する指示信号を送信する光送信器と、
    を備えることを特徴とする親局装置。
23. 親局装置が、子局装置が帯域要求を送信する帯域要求周期を決定し、この帯域要求周期に基づいて送信タイミング指示信号を送信する通信システムの子局装置であって、
    前記親局装置と接続された複数の論理リンクのうち一部の論理リンクを休止させる制御部と、
    前記親局装置からの送信タイミング指示信号に応じて前記論理リンクを用いたデータ送信に必要な帯域要求及び前記論理リンクの休止状態を送信し、前記親局装置に前記帯域要求及び前記休止状態に基づく帯域要求周期を決定させる送信器と、
    前記親局装置から送信された送信タイミング指示信号を受信する受信器と、
    前記論理リンクの休止状態に基づいて決定された送信タイミング指示信号に基づき、前記送信器の起動及び停止を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする子局装置。

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