JP5548634B2 - Ｏｌｔの間欠起動を実現する動的帯域制御、光加入者装置、システム - Google Patents

Description

ＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）における、動的帯域制御の方法および光加入者装置（ＯＬＴ）の低電力化に関するものである。

[光アクセスネットワークの普及]
近年、インターネットの普及に伴い、ネットワークへの高速化への要求が高まり、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）、そしてＢ−ＰＯＮ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＰＯＮ）、Ｅ−ＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＰＯＮ）、Ｇ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｃａｐａｂｌｅ ＰＯＮ）の普及が進んでいる。特に、ＰＯＮ方式は、局に置かれる収容局（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と各ユーザー宅に置かれるネットワークユニット（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）の間を接続する際に、ＯＬＴから１本のファイバを出し、光スプリッタを用いて分岐して各ユーザーが接続される。このため、ファイバの敷設コストが安く、かつ光伝送を用いるため高速に通信を行うことが可能であるため、世界各国で普及が進んでいる状況にある。

[ＰＯＮ方式]
ＰＯＮ方式の中でも、ＯＬＴからＯＮＵへの下り伝送用とＯＮＵからＯＬＴへの下り伝送用で別々の波長の光を用い、ＯＮＵ毎の信号を時分割するＴＤＭ−ＰＯＮ方式が広く利用されている。このＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮ方式は、Ｂ−ＰＯＮ、Ｅ−ＰＯＮ，Ｇ−ＰＯＮ，１０Ｇ−ＥＰＯＮ，ＸＧ−ＰＯＮにおいて採用されている。

[動的帯域割当制御]
ＴＤＭ−ＰＯＮにおいては、上り伝送での各ＯＮＵからの光信号の衝突を防ぐために、ＯＬＴがＯＮＵの光信号の送出タイミングを制御している。具体的には、ＯＬＴは各ＯＮＵに対して、送信を許可する期間を指示する制御フレームを送信し、ＯＮＵは送信を許可された期間に、上りの制御信号および上りデータを送信する。また、ＯＮＵは、接続している端末から受信したフレームのデータ量に基づいて、帯域要求量をＯＬＴに要求する制御フレームをＯＬＴに送信する。一般的には、ＯＮＵに対して送信を許可する期間は、ＯＮＵが要求した帯域要求量に基づいて動的に制御する、ＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）制御が利用されている。

このＤＢＡ制御に関しては、様々なアルゴリズムが考案されており、伝送遅延の低減や上り伝送の帯域利用効率の向上などを図る方法が知られている。例えば、特許文献１では、最大帯域を超えた低優先のデータを後の割当周期にて割り当てる方法が記載されている。また、特許文献２では、データを割当周期の後半にまとめて送出する方法が記載されている。

[ＤＢＡ制御部をもつ一般的なＯＬＴの構成]
図２にＤＢＡ制御を実現する一般的なＯＬＴ１装置の構成を示す。ＯＬＴ１は、ＷＤＭ１１０、ＯＬＴ光受信部１２０、ＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部１３０、ＯＬＴ光送信部１４０、ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部（ＯＬＴ）１５０、ＯＬＴ ＭＰＣＰ制御部１６０、ＳＮＩ部１８０から構成される。以下、各部の機能を説明する。

ＷＤＭ１１０は上り光信号（波長λ１）と下り光信号（波長λ２）を合波・分波する。ＷＤＭ１１０は幹線の光ファイバ４−０より入力された上り光信号をＯＬＴ光受信部１２０に出力する。また、ＷＤＭ１０は、ＯＬＴ光送信部１４０より入力された下り光信号を幹線の光ファイバ４−０へ出力する。ＯＬＴ光受信部１２０は、ＷＤＭ１０より入力された上り光信号を電流信号に変換し、さらに電流信号をさらに電圧信号に変換・増幅し、ＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部１３０に入力する。ＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部１３０は、ＯＬＴ光受信部１２０から入力された電圧信号からクロックを抽出し、抽出したクロックで電圧信号をリタイミングして、デジタル信号に変換する。さらに、デジタル信号を復号化し、フレームを抽出する。抽出されたフレームをユーザーデータと制御信号に識別し、制御信号はＭＰＣＰ処理部１６０へ、データはＳＮＩ部１８０へ送出する。ＯＬＴ ＭＰＣＰ制御部１６０は、ＰＯＮ区間でやりとりされる制御信号の解析、生成をおこなう。受信したＲＥＰＯＲＴフレームを解析し、ＤＢＡ制御部１７０に各ＯＮＵが要求するデータ量を入力する。また、ＤＢＡ制御部１７０から入力された各ＯＮＵへの帯域割当量に基づいて、各ＯＮＵへの帯域割当期間を決定し、ＧＡＴＥフレームを生成する。ＳＮＩ部１８０はＭＡＣ処理部６０から入力されたフレームをＳＮＩのインタフェースにあった信号に変換する。ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部（ＯＬＴ）１５０は、ＯＬＴ ＭＰＣＰ制御部１６０から入力された制御フレーム、ユーザーデータを多重し、多重したデジタル信号を符号化し、ＯＬＴ光送信部１４０へ送出する。ＯＬＴ光送信部１４０は、ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部（ＯＬＴ）１５０から入力された電圧信号を電流信号に変換したのち、光信号に変換して、ＷＤＭ１１０に送出する。

[ネットワーク機器での低消費電力化要求]
近年、環境負荷低減への要求から、ネットワーク機器における低消費電力化が求められている。しかしながら、光アクセスネットワークにおいては、光回線加入者拡大に伴う機器数の増大、ユーザトラフィックの増大に伴う通信の高速化による機器あたりの消費電力増大により、消費電力が増大する傾向にある。したがって、光アクセスネットワーク機器での低消費電力化が望まれる。また、低電力化が必要な別の理由として、停電などの災害時での通信インフラの維持が考えられる。停電時においては、機器のバッテリ動作が考えられる。通信インフラの維持の観点からバッテリでの長時間動作が望ましい。そのためには機器の低消費電力化が必要である。

[ＰＯＮにおける省電力化（ＯＮＵ）]
これらの低消費電力化の要求を受けて、１０Ｇｂｐｓ級のＰＯＮにおいては、ＰＯＮ装置の省電力を実現するための方法が盛んに検討されている。

ＰＯＮにおける省電力化を実現する一つの方法として、ＯＮＵの一部の部品をＯＮ／ＯＦＦする方式が知られている（例えば、非特許文献１）。非特許文献１においては、ＯＬＴとＯＮＵ間において、ＯＮＵの電力状態を制御するためのメッセージをやりとりして、トラフィックがない期間に、ＯＮＵの送信部や受信部などをＯＦＦにしてＯＮＵの省電力化を実現する。

特開２００７−１４２７６４号公報 特開２００９−２３２４５２号公報

ＩＥＥＥ ８０２．３ａｖ ＴＦ ３ａｖ＿０８０９＿ｍａｎｄｉｎ＿４．ｐｄｆ

このように、ＯＮＵの省電力化については検討が進んでいるものの、ＯＬＴの省電力化についてはＯＮＵに比べて検討が進んでいない状況である。

ＴＤＭ−ＰＯＮの下り伝送においては、連続的に光信号を送出する必要があるため、ＯＬＴ送信部は常にＯＮにしておく必要があり、ＯＬＴ送信部の低電力化は困難である。一方、ＴＤＭ−ＰＯＮの上り伝送はバースト信号となるため、ＯＬＴが上りデータ信号を受信していない期間にＯＬＴ受信部をＯＦＦさせ、データ信号受信期間のみＯＬＴ受信部をＯＮにすることができれば、ＯＬＴ受信部の低電力化を図ることができる。ＯＬＴは各ＯＮＵの送信タイミングをＤＢＡ制御にて決定しており、上り信号の受信期間および非受信期間を把握できるため、原理的にはＯＬＴ受信部のＯＮ／ＯＦＦ制御による省電力化が可能であると考えられる。

しかしながら、ＯＬＴ受信部のＯＮ状態（通常状態）とＯＦＦ状態（低電力状態）の切替には有限の切替時間を要する。そのため、ＯＬＴ受信部のＯＮ／ＯＦＦ制御を実現するためには、上り信号の非受信期間が切替時間に比べて長い必要がある。ＯＮＵ向けの光トランシーバにおいては電力状態の切替を１ｍｓ以下の時間で実現が可能になっている。同等の技術によって電力状態の制御が可能なＯＬＴ向けの光トランシーバを実現した場合においても、切替時間は１ｍｓ以下が実現可能と考えられる。また、ＤＢＡの割当周期は一般的にｍｓ程度である。従って、切替時間とＤＢＡの割当周期は同じオーダーである。

特許文献２に記載のＤＢＡ制御では、割当期間を割当周期の後半にまとめる。このように各ＯＮＵへの割当期間を連続して設定した場合には、非割当期間も連続して長く確保することが可能である。しかしながら、上りトラフィックが極めて少ない場合には、上り信号の非受信期間が長くなり、ＯＬＴ受信部をＯＦＦにすることが可能であるが、それ以外の場合には非割当期間を長く確保できない。そのため、ＯＬＴ受信部をＯＦＦできる場合がトラフィック状況に依存してしまい、ＯＦＦにできる頻度が限定的になる。そのため、ＯＬＴ受信部の電力削減も小さくなる。ＤＢＡの割当周期を長くすれば、ＯＬＴ受信部をＯＦＦにできる頻度は増加するが、帯域割当の更新頻度が低下するため、上り伝送での遅延量が増加してしまう。

従って、ＯＬＴ受信部のＯＮ／ＯＦＦ制御を実現するために、遅延量を抑えつつ、切替時間より長いデータ非受信期間をできるだけ頻繁に確保するＤＢＡ制御が望まれる。

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、遅延量を抑えつつ、ＯＬＴ受信部をＯＦＦにできる頻度をできるだけ増やすことが目的である。

複数の加入者装置に接続される局側装置の帯域割当部は、前記加入者装置から受信した帯域割当要求に基づいて、所定の帯域割当周期に前記各加入者装置に割り当てる帯域を決定する際、各加入者装置から受信する前記帯域割当要求の合計値が第1の閾値を下回ったときに、次以降の帯域割当周期で前記各加入者装置に送信帯域を割り当てることを特徴とする。

本発明によれば、ＯＬＴ受信部を頻繁に低電力状態にすることが可能となり、ＯＬＴの低電力化を実現することが可能となる。

また、ＯＬＴ受信部のＯＮ／ＯＦＦ切替時間がｍｓ程度である場合でも適用可能となるため、ＯＮ／ＯＦＦ制御の対象を広げることができる。従って、ＯＦＦ時の電力を下げることが可能となり、ＯＬＴの電力をさらに低減することができる。

一般的なＰＯＮシステムの構成 一般的なＯＬＴの構成 一般的なＯＮＵの構成 本発明におけるＯＬＴの構成 従来例における上り帯域割当の例 従来例における上り通信の動作例 本発明の第１の実施形態における上り帯域割当の例 本発明の第１の実施形態における上り通信の動作例 本発明の第１の実施形態におけるＤＢＡ制御部の動作を表すフローチャート 本発明の第１の実施形態におけるＯＬＴの電力制御部の動作を表すフローチャート 本発明の第１の実施形態におけるＯＬＴとＯＮＵの動作の例を表すシーケンス図 本発明の第２の実施形態における上り帯域割当の動作例 本発明の第２の実施形態におけるＤＢＡ制御部の動作を表すフローチャート 本発明の第３の実施形態におけるＯＮＵの構成 本発明の第３の実施形態におけるＯＮＵの電力制御部の動作を表すフローチャート 本発明の第３の実施形態におけるＯＬＴとＯＮＵの動作の例を表すシーケンス図 本発明の第４の実施形態における上り帯域割当の例

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には、同一の符号が付与されている。

[第１の実施形態］
[一般的なＰＯＮシステムの構成]
図１にＰＯＮを利用した一般的な光アクセス網の構成を示す。光アクセス網は、ＯＬＴ１、光スプリッタ３、及び複数のＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）を備える。ＯＬＴ１は幹線の光ファイバ４−０を介して光スプリッタ３と接続される。ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）は、各々、支線の光ファイバ４（４−１〜４−ｎ）を介して光スプリッタ３に接続される。

ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）からＯＬＴ１への上り伝送に関して説明する。ＯＮＵ２が送出した光信号は光スプリッタ３にて合波される。合波された光信号はＯＬＴ１に入力される。各ＯＮＵが送信する光信号は時分割によって多重される。各ＯＮＵが送信する光信号の衝突を防止するために、ＯＬＴは各ＯＮＵの送出するタイミングを制御している。
そのため、ＯＬＴが受信する信号は、光信号がある時間領域と光信号がない時間領域が存在するバースト信号となる。

なお、以下では、１０Ｇ−ＥＰＯＮで利用される制御フレームに基づいて説明する。

[一般的なＯＮＵの構成]
第１の実施形態においては、ＯＮＵは一般的な構成で構わない。図３に一般的なＯＮＵ２の構成を示す。ＯＮＵ２は、ＷＤＭ２１０、ＯＮＵ光受信部２２０、ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部（ＯＮＵ）２３０、ＯＮＵ光送信部２４０、ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部（ＯＮＵ）２５０、ＭＰＣＰ制御部（ＯＮＵ）２６０、ＵＮＩ部２８０から構成される。

ＷＤＭ２１０は上り光信号（波長λ１）と下り光信号（波長λ２）を合波・分波する。ＷＤＭ２１０は支線の光ファイバより入力された下り光信号をＯＮＵ光受信部２４０に出力する。また、ＷＤＭ２１０は、ＯＮＵ光送信部２２０より入力された上り光信号を光ファイバ４へ出力する。

ＯＮＵ光受信部２２０は、ＷＤＭ２１０より入力された下り光信号を電流信号に変換し、さらに電流信号をさらに電圧信号に変換・増幅し、ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部（ＯＮＵ）２３０に入力する。

ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部（ＯＮＵ）２３０は、ＯＮＵ光受信部２２０から入力された電圧信号からクロックを抽出し、抽出したクロックで電圧信号をリタイミングして、デジタル信号に変換する。さらに、デジタル信号を復号化し、フレームを抽出する。抽出されたフレームをユーザーデータと制御信号を識別し、制御信号はＭＰＣＰ処理部（ＯＮＵ）２６０へ、データはＵＮＩ部２８０へ送出する。

ＭＰＣＰ制御部（ＯＮＵ）２６０は、ＰＯＮ区間でやりとりされる制御信号の解析、生成をおこなう。受信したＧＡＴＥフレームを解析し、上り送信タイミングを決定する。また、バッファ量を取得し、取得したバッファ量に基づいてＲＥＰＯＲＴフレームを生成し、ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部（ＯＮＵ）２５０へ送出する。

ＵＮＩ部２８０はＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部（ＯＮＵ）２３０から入力されたフレームをＵＮＩのインタフェースにあった信号に変換する。

ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部（ＯＮＵ）２５０は、ＭＰＣＰ制御部（ＯＮＵ）２６０から入力された制御フレーム、ＵＮＩ部２８０から入力されたユーザーデータフレームを多重し、多重したデジタル信号を符号化し、ＯＮＵ光送信部２４０へ送出する。

ＯＮＵ光送信部２４０は、ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部（ＯＮＵ）２５０から入力された電圧信号を電流信号に変換したのち、光信号に変換して、ＷＤＭ２１０に送出する。

[本発明におけるＯＬＴの構成]
図４に本発明におけるＯＬＴの構成を示す。図２に示した一般的なＯＬＴの構成との違いを中心に説明する。

ＯＬＴ１は、ＷＤＭ１１０、ＯＬＴ光受信部１２１、ＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部１３１、ＯＬＴ光送信部１４０、ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部（ＯＬＴ）１５０、ＯＬＴ ＭＰＣＰ制御部１６１、ＤＢＡ制御部１７１、ＳＮＩ部１８０、電力制御部１９１から構成される。

ＷＤＭ１１０は上り光信号（波長λ１）と下り光信号（波長λ２）を合波・分波する。ＷＤＭ１１０は幹線の光ファイバ４−０より入力された上り光信号をＯＬＴ光受信部１２０に出力する。また、ＷＤＭ１０は、ＯＬＴ光送信部１４０より入力された下り光信号を幹線の光ファイバ４−０へ出力する。

ＯＬＴ光受信部１２０は、ＷＤＭ１０より入力された上り光信号を電流信号に変換し、さらに電流信号をさらに電圧信号に変換・増幅し、ＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部１３０に入力する。また、ＯＬＴ電力制御部１９１からの指示に基づいて、通常状態と低電力状態を切り替えることが可能である。

ＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部１３０は、ＯＬＴ光受信部１２０から入力された電圧信号からクロックを抽出し、抽出したクロックで電圧信号をリタイミングして、デジタル信号に変換する。さらに、デジタル信号を復号化し、フレームを抽出する。抽出されたフレームをユーザーデータと制御信号を識別し、制御信号はＭＰＣＰ処理部１６０へ、データはＳＮＩ部１８０へ送出する。また、ＯＬＴ電力制御部１９１からの指示に基づいて、通常状態と低電力状態を切り替えることが可能である。

ＯＬＴ ＭＰＣＰ制御部１６０は、ＰＯＮ区間でやりとりされる制御信号の解析、生成をおこなう。受信したＲＥＰＯＲＴフレームを解析し、ＤＢＡ制御部１７０に各ＯＮＵが要求するデータ量を入力する。また、ＤＢＡ制御部１７０から入力された各ＯＮＵへの帯域割当量に基づいて、各ＯＮＵへの帯域割当期間を決定し、ＧＡＴＥフレームを生成する。また、決定した帯域割当期間をＯＬＴ電力制御部１９１に入力する。

ＳＮＩ部１８０はＭＡＣ処理部６０から入力されたフレームをＳＮＩのインタフェースにあった信号に変換する。

ＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部１５０は、ＯＬＴ ＭＰＣＰ制御部１６０から入力された制御フレーム、ユーザーデータを多重し、多重したデジタル信号を符号化し、ＯＬＴ光送信部１４０へ送出する。

ＯＬＴ光送信部１４０は、ＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部１５０から入力された電圧信号を電流信号に変換したのち、光信号に変換して、ＷＤＭ１１０に送出する。

ＯＬＴ電力制御部１９１は、ＯＬＴ ＭＰＣＰ制御部１６１から入力された帯域割当情報に基づいて、ＯＬＴ受信部であるＯＬＴ光受信部１２１およびＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部１３１を低電力するか否かを決定する。低電力化する場合には、低電力期間を決定し、ＯＬＴ光受信部１２１およびＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部１３１の電力を制御する。

本発明の構成によれば、ＯＬＴ ＭＰＣＰ制御部が帯域割当期間をＯＬＴ電力制御部に通知し、ＯＬＴ電力制御部が帯域割当期間に基づいてＯＬＴ受信部のスリープ可否を判定し、スリープ可の場合にＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ受信部およびＯＬＴ光受信部を低電力状態にすることが可能である。従って、帯域割当期間に基づいてＯＬＴ受信部の電力を制御することができる。

[従来例における上り帯域割当の例]
ここで、本発明における帯域割当を従来の帯域割当と比較して説明する。まず、従来例での帯域割当に関して説明する。

図５に従来例における上り帯域割当の例を示す。従来例においては、全ＯＮＵからの帯域量が最大以下の場合は、ＯＮＵから要求された分だけ帯域を割り当てるとする。また、説明を簡潔にするため、接続しているＯＮＵ数は３台であるとして説明する。図５においては、第１の割当周期から第５の割当周期までの帯域割当を示している。図５で利用している略号を以下に説明する。Ｔ＿ＤＢＡは割当周期である。Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮは、ＯＬＴの受信部が可能な最小スリープ期間である。なお、Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮはＯＬＴ受信部の電力状態の切替時間で制限される値である。

Ｈ１（１）、Ｈ１（２），Ｈ１（３）はそれぞれ、第１の割当周期にてＯＮＵ１，ＯＮＵ２，ＯＮＵ３に割り当てた優先フレーム用の帯域量である。また、Ｌ１（１）、Ｌ１（２），Ｌ１（３）はそれぞれ、第１の割当周期にてＯＮＵ１，ＯＮＵ２，ＯＮＵ３に割り当てた非優先フレーム用の帯域量である。第２から第５の割当周期においても同様である。また、Ｎｏｔ Ａｓｓｉｇｎｅｄは帯域割当の空き期間を表す。

帯域割当の空き期間が最小スリープ時間Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮよりも大きい場合には低電力状態にすることができるが、小さい場合には低電力状態にすることはできない。そのため、図５の例においては、第４の割当周期のみ低電力状態にすることができる。
[従来例における上り通信の動作例]
図６に従来例における上り通信の動作例を示す。ＯＬＴはＤＢＡ制御部で決定した結果に基づいて一定の割当周期でＧＡＴＥフレームを各ＯＮＵへ送信する。また、ＯＮＵは上りバッファ量に基づいて、ＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴへ送信する。また、ＯＮＵはＧＡＴＥフレームで指定された期間に上りデータおよびＲＥＰＯＲＴフレームを送信する。

次に、第１の割当周期と第２の割当周期での動作を説明する。時刻ｔａ＿ｇａｔｅ（１）にＯＬＴは各ＯＮＵにＧＡＴＥフレームを送信する。各ＯＮＵはＧＡＴＥで指定された時刻にＲＥＰＯＲＴフレームおよび上りデータを送信する。時刻ｔａ＿ｓｔａｒｔ（１）に上りデータ受信を開始し、時刻ｔａ＿ｅｎｄ（１）に上りデータ受信を終了する。第２の割当周期においても同様である。

第１の割当周期におけるデータの非受信期間は時刻ｔａ＿ｅｎｄ（１）から時刻ｔａ＿ｓｔａｒｔ（２）の間である。同様に、第２の割当周期におけるデータの非受信期間は時刻ｔａ＿ｅｎｄ（２）から時刻ｔａ＿ｓｔａｒｔ（３）の間である。
この例では、第１および第２の割当周期での非受信期間は最小スリープ時間Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮよりも短いため、この非受信期間にＯＬＴ受信部は低電力状態にすることができない。

[本発明の第１の実施形態における上り帯域割当の例]
次に、本発明の第１の実施形態での帯域割当を説明する。

図７に本発明の第１の実施形態における上り帯域割当の例を示す。本発明の実施形態においては、割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬが閾値Ｔ＿ＴＨ２以上かつ閾値Ｔ＿ＴＨ１である場合には、非優先データの帯域割当を次の割当周期に遅らせる。また、非優先データの帯域割当を次の割当周期に遅らせる回数は１回のみとする。すなわち、ＣＯＵＮＴ＿ＭＡＸ＝１と設定している場合である。この動作を第１の割当周期から第５の割当周期まで順に説明する。

第１の割当周期においては、Ｈ１（１），Ｈ１（２），Ｈ１（３），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３）の総和である割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬが、Ｔ＿ＴＨ２とＴ＿ＴＨ１の間にある。よって、第１の割当周期では、非優先データは割りあてずに第２の割当周期に遅らせる。即ち、第１の割当周期では、Ｈ１（１），Ｈ１（２），Ｈ１（３）分のデータに対してのみ帯域割当を実施し、Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３）分のデータの帯域割当は第２の割当周期以降で行う。これは図９で説明したＤＢＡ制御部のフローチャートのＳ９０９に相当する。これにより、第１の割当周期のＮｏｔＡｓｓｉｇｎｅｄで示された領域に相当する期間はＯＬＴ受信部を低電力状態にすることができる。図１０の電力制御部のフローチャートのＳ１００６で説明したように、電力制御部はＯＬＴ受信部に低電力状態への遷移指示をする。

第２の割当周期においては、元々割当予定のデータであるＨ２（１），Ｈ２（２），Ｈ２（３），Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）に、第１割当周期で帯域を割当なかったデータＬ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３）を加えて上りデータ量の合計Ｔ＿ＴＯＴＡＬを算出する。Ｔ＿ＴＯＴＡＬは閾値Ｔ＿ＴＨ１よりも大きいため、Ｈ２（１），Ｈ２（２），Ｈ２（３），Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３）に帯域を割り当てる。

第３の割当周期においては、Ｈ３（１），Ｈ３（２），Ｈ３（３），Ｌ３（１），Ｌ３（２），Ｌ３（３）の総和である割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬがＴ＿ＴＨ１とＴ＿ＴＨ２の間にある。よって、Ｌ３（１），Ｌ３（２），Ｌ３（３）からなる非優先データ分は第３の割当周期では割りあてずに第４の割当周期以降で帯域を割り当てる。

第４の割当周期においては、元々割当予定のデータは優先データのみである。本周期においては、元々割当予定のデータであるＨ４（１），Ｈ４（２），Ｈ４（３）に、第３周期で帯域を割り当てなかった非優先データＬ３（１），Ｌ３（２），Ｌ３（３）を加えて上りデータ量の合計Ｔ＿ＴＯＴＡＬを算出する。Ｔ＿ＴＯＴＡＬはＴＨ＿２以上ＴＨ＿１以下であるが、Ｌ３（１），Ｌ３（２），Ｌ３（３）は既に１回遅らせており、遅らせる回数の限度である１回に達している（図９のＳ９０８の判定の結果がＮｏとなる）ため、そのまま帯域割当を実施する。

第５の割当周期においては、Ｈ５（１），Ｈ５（２），Ｈ５（３），Ｌ５（１），Ｌ５（２），Ｌ５（３）の総和である上りデータ量の合計Ｔ＿ＴＯＴＡＬがＴ＿ＴＨ１より大きいため、Ｈ５（１），Ｈ５（２），Ｈ５（３），Ｌ５（１），Ｌ５（２），Ｌ５（３）に帯域を割当てる。

以上の動作により、第１および第３の割当周期において、帯域の空き期間がＴ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮより長いため、この非受信期間にＯＬＴ受信部は低電力状態にすることができる。図５で説明した従来例では、スリープ可能な割当周期は、第４の割当周期の１回のみであったが、本発明の第１の実施形態では、第１および第３の割当周期の２回に増えている。従って、本発明によってＯＬＴ受信部のスリープの頻度を増加させることができる。

なお、図７の説明では優先データへの割当分は一定であるとして記載したが、割当周期毎に変動しても構わない。例えば、各ＯＮＵの優先データの帯域要求量に基づいて優先データへの割当分を設定してもよい。

[本発明の第１の実施形態における上り通信の動作例]
図８に本発明の第１の実施形態における上り通信の動作例を示す。本発明においては、非優先のデータＬ１（１）、Ｌ２（１）、Ｌ３（１）が第２の割当周期にて割当が実施される。

第１の割当周期に関して説明する。ＯＬＴは時刻ｔｂ＿ｇａｔｅ（１）に各ＯＮＵにＧＡＴＥフレームを送信する。各ＯＮＵはＧＡＴＥフレームで指定された時刻にＲＥＰＯＲＴおよび上りデータを送信する。各ＯＮＵは優先データ分の期間のみ送信許可が与えられるため、各ＯＮＵはＲＥＰＯＲＴおよび優先データのみを送信する。即ち、ＯＮＵ１はＲＥＰＯＲＴフレームと優先データＨ１（１）を送信し、ＯＮＵ２はＲＥＰＯＲＴフレームと優先データＨ１（２）を送信し、ＯＮＵ３はＲＥＰＯＲＴフレームと優先データＨ１（３）を送信する。ＯＬＴはｔｂ＿ｓｔａｒｔ（１）からｔｂ＿ｅｎｄ（１）までの間信号を受信する。

次に、第２の割当周期に関して説明する。ＯＬＴは時刻ｔｂ＿ｇａｔｅ（２）に各ＯＮＵにＧＡＴＥフレームを送信する。各ＯＮＵはＧＡＴＥフレームで指定された期間にＲＥＰＯＲＴおよびデータを送信する。ＯＮＵ１はＲＥＰＯＲＴフレームと優先データＨ２（１），非優先データＬ１（１），Ｌ２（１）を送信する。ＯＮＵ２はＲＥＰＯＲＴフレームと優先データＨ２（２）と非優先データＬ１（２），Ｌ２（２）を送信する。ＯＮＵ３はＲＥＰＯＲＴフレームと優先データＨ２（３）と非優先データＬ１（３），Ｌ２（３）を送信する。ＯＬＴはｔｂ＿ｓｔａｒｔ（２）からｔｂ＿ｅｎｄ（２）までの間信号を受信する。

第１の割当周期におけるデータの非受信期間は時刻ｔｂ＿ｅｎｄ（１）から時刻ｔｂ＿ｓｔａｒｔ（２）の間である。同様に、第２の割当周期におけるデータの非受信期間は時刻ｔｂ＿ｅｎｄ（２）から時刻ｔｂ＿ｓｔａｒｔ（３）の間である。この例では、第１の割当周期におけるデータの非受信期間は従来例に比べ長くなり、第２の割当周期におけるデータの非受信期間は従来例に比べ短くなっていることがわかる。第１の割当周期におけるデータの非受信期間は最小スリープ時間Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮよりも長く確保できるため、この非受信期間にＯＬＴ受信部を低電力状態にすることができる。

[本発明の第１の実施形態におけるＤＢＡ制御部の動作]
次に、図７および図８で説明した上り帯域割当動作を実現するＤＢＡ制御部の動作を説明する。

本発明のＤＢＡ制御部においては、各ＯＮＵへの優先データと非優先データ毎に帯域割当を仮設定し、各割当周期での帯域割当期間の長さｔ＿ｔｏｔａｌを閾値Ｔ＿ＴＨ１，Ｔ＿ＴＨ２と比較して、非優先データの帯域割当を現在の割当周期で実施するか、次以降の割当周期で実施するかを判定する。なお、優先データの割当は、各割当周期での帯域割当期間の長さに関係なく実施する。これは優先データの遅延増大を防ぐためである。また、非優先データの割当は、上りトラフィックの状況によっては、制限なく何回も次割当周期に移され、遅延が増大する可能性があるため、次割当周期への移動回数ｃｏｕｎｔをＣＯＵＮＴ＿ＭＡＸ以下に制限する。なお、第1の実施形態においては、非優先データを次周期に移す場合は、全ＯＮＵの非優先データ割当を一括して次割当周期に移すものとする。

図９に、本発明の第１の実施形態におけるＤＢＡ制御の動作を表すフローチャートを示す。各ステップに従って動作を説明する。

Ｓ９０１において、ＤＢＡ制御の動作を開始し、Ｓ９０２に移る。Ｓ９０２において、ｃｏｕｎｔをゼロにリセットし、Ｓ９０３に移る。Ｓ９０３において、ＭＰＣＰ制御部より各ＯＮＵの優先度毎の帯域要求量を取得する。取得完了後に、Ｓ９０４に移る。Ｓ９０４において、各ＯＮＵの帯域要求量に基づいて、優先データへの割当期間を仮設定する。なお、この割当期間は一時的に記憶しておくものとする。仮設定完了後に、Ｓ９０５に移る。Ｓ９０５において、各ＯＮＵの帯域要求量および前割当周期で割り当てられなかったデータ量に基づいて、非優先データへの割当期間を仮設定する。なお、この割当期間は一時的に記憶しておくものとする。仮設定完了後に、Ｓ９０６に移る。

Ｓ９０６において、Ｓ９０４，Ｓ９０５で仮設定した割当期間に基づいて、帯域割当期間の長さＴ＿ｔｏｔａｌを算出する。Ｔ＿ｔｏｔａｌ算出完了後Ｓ９０７に移る。Ｓ９０７において、Ｓ９０６で算出したＴ＿ｔｏｔａｌと閾値ＴＨ＿１およびＴＨ＿２と比較する。Ｔ＿ＴＨ２＜Ｔ＿ｔｏｔａｌ＜Ｔ＿ＴＨ１である場合は、Ｓ９０８に移る。それ以外の場合には、Ｓ９１１に進む。

Ｓ９０８において、ｃｏｕｎｔと閾値ＣＯＵＮＴ＿ＭＡＸを比較する。ｃｏｕｎｔ＜ＣＯＵＮＴ＿ＭＡＸである場合はＳ９０９に進む。それ以外の場合は、Ｓ９１１に進む。Ｓ９０９においては、非優先データへの帯域割当を現在の割当周期での割当対象から外し、次割当周期に移す。Ｓ９１０においては、ｃｏｕｎｔを１だけカウントアップする。Ｓ９１１においては、ｃｏｕｎｔをゼロにリセットする。

Ｓ９１２においては、帯域割当の対象から、各ＯＮＵへの割当が連続するように順序を調整する。順序が決定すると、各ＯＮＵへの帯域割当期間を最終決定する。Ｓ９１３においては、Ｓ９１２で決定した帯域割当期間をＭＰＣＰ制御部に通知する。通知後、Ｓ９０３に戻る。

ＤＢＡ制御部はＳ９０３からＳ９１３の動作を繰り返すことにより、各割当周期でのＯＮＵへの帯域割当期間を決定する。

ここで、閾値であるＴＨ＿１、ＴＨ＿２、ＣＯＵＮＴ＿ＭＡＸの設定方法を説明する。ＴＨ＿２は割当周期の長さＴ＿ＤＢＡおよびＯＬＴ受信部の最小スリープ時間Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮに基づいて設定する。具体的には、ＴＨ＿２＝Ｔ＿ＤＢＡ−Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮにより定める。このように閾値ＴＨ＿２を定めると、Ｔ＿ｔｏｔａｌ≦ＴＨ＿２の場合には、現在の割当周期内でＯＬＴ受信部を低電力状態にすることができる。

ＴＨ＿１は、上りの帯域利用効率とＯＬＴ受信部の電力削減を考慮して設定する。例えば、ＴＨ＿１を大きくすると、非優先データのトラフィックが少ないときに、Ｔ＿ｔｏｔａｌがＴＨ＿２を上回るまでに次周期に回す回数が増え、上り伝送の遅延時間が増加してしまう。また、ＴＨ＿１を小さくすると、非優先データを次周期に回す回数が減り、ＯＬＴ受信部を低電力状態にする頻度が減少してしまう。そのため、上り伝送の遅延時間と低電力効果のバランスを考慮して設定する必要がある。

ＣＯＵＮＴ＿ＭＡＸは、非優先データの割当を次周期に回す回数の上限を表す。そのため、非優先データの許容可能な遅延時間に基づいて定める。例えば、許容可能な遅延時間をＴ＿ＤＢＡ×ＣＯＵＮＴ＿ＭＡＸ以下になるように定める。

[本発明におけるＯＬＴの電力制御部の動作]
ＯＬＴの電力制御部は、ＭＰＣＰ制御部から入力された帯域割当情報に基づいて、帯域非割当時間を算出し、帯域非割当時間が閾値Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮより大きい場合に、ＯＬＴの受信部を低電力状態にする。図１０に、本発明の第１の実施形態におけるＯＬＴの電力制御部の動作を表すフローチャートを示す。各ステップに従って動作を説明する。

Ｓ１００１において、電力制御部の動作を開始する。Ｓ１００２において、ＭＰＣＰ制御部から帯域割当期間の情報を受信する。Ｓ１００３において、帯域非割当時間ｔ＿ｏｌｔ＿ｎｏｔａｓｓｉｇｎを算出する。具体的には、まず、各ＯＮＵへの割当期間より、帯域連続して割り当てられる時間を算出する。次に、Ｔ＿ＤＢＡより帯域が連続して割り当てられる時間を引いた値を算出し、この値をｔ＿ｏｌｔ＿ｎｏｔａｓｓｉｇｎとする。
Ｓ１００４において、帯域非割当時間ｔ＿ｏｌｔ＿ｎｏｔａｓｓｉｇｎと閾値Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮを比較する。ｔ＿ｏｌｔ＿ｎｏｔａｓｓｉｇｎ ＞ Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮである場合にはＳ１００５に進む。それ以外の場合には、Ｓ１００２に戻る
Ｓ１００５において、ＯＬＴ受信部のスリープ期間を設定する。Ｓ１００６において、Ｓ１００５で設定したスリープ期間に基づいて、ＯＬＴ受信部にスリープを指示する制御信号を出力する。出力後に、Ｓ１００２に戻る。

Ｓ１００２からＳ１００６までのサイクルを繰り返すことにより、閾値Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮより大きい場合に、ＯＬＴの受信部を低電力状態にすることができる。

なお、ＯＬＴ受信部のスリープ期間は、常に一定の値、例えば、Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮと設定してもよい。この場合はＯＬＴの電力制御部は、固定したタイマに基づいて、ＯＬＴの受信部を制御すればよいため、実現が容易である。また、帯域非割当期間に基づいて動的にスリープ期間を設定してもよい。この場合は、毎回、スリープ期間が変動するため、固定したスリープ期間に比べ実現は複雑になるが、より長いスリープ時間を確保できるため、より低電力化を実現する際に適している。

[本発明におけるＭＰＣＰ制御フレームの利用方法]
ここで、ＯＮＵがＯＬＴに帯域要求量を通知するＲＥＰＯＲＴフレーム、および、ＯＬＴがＯＮＵに対して帯域割当期間を指示するＧＡＴＥフレームの利用方法について説明する。ＲＥＰＯＲＴフレームおよびＧＡＴＥフレームの各フィールドの構成は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ Ｃｌａｕｓｅ７７．３．６に記載されている通りの構成を適用する。

ＲＥＰＯＲＴフレームには帯域要求量を表す「ＱＵＥＵＥ＃０ＲＥＰＯＲＴ」〜「ＱＵＥＵＥ＃７ＲＥＰＯＲＴ」のフィールドがある。本発明においては、例えば、優先データの帯域要求量を「ＱＵＥＵＥ＃０ＲＥＰＯＲＴ」に入力し、非優先データの帯域要求量を「ＱＵＥＵＥ＃１ＲＥＰＯＲＴ」に入力する。このようにＲＥＰＯＲＴフレームを利用することによって、優先度毎の帯域要求量を通知することが可能である。また、本発明の実施形態においては、優先度として「優先」「非優先」の２種類のみ設定していたが、優先度が３種以上の場合にも対応可能である。その場合には、優先度毎に「ＱＵＥＵＥ＃ｎＲＥＰＯＲＴ」に帯域要求量を入力すればよい。

ＧＡＴＥフレームには帯域割当期間を表す「ＧＲＡＮＴ＃１ＳｔａｒｔＴｉｍｅ」［ＧＲＡＮＴ＃１Ｌｅｎｇｔｈ］〜「ＧＲＡＮＴ＃４ＳｔａｒｔＴｉｍｅ」［ＧＲＡＮＴ＃４Ｌｅｎｇｔｈ］のフィールドがある。本発明においては、例えば、優先データの帯域割当期間を「ＧＲＡＮＴ＃１ＳｔａｒｔＴｉｍｅ」［ＧＲＡＮＴ＃１Ｌｅｎｇｔｈ］で指定し、非優先データの帯域割当期間を「ＧＲＡＮＴ＃２ＳｔａｒｔＴｉｍｅ」［ＧＲＡＮＴ＃２Ｌｅｎｇｔｈ］で指定する。このようにＧＡＴＥフレームを利用することによって、優先度毎の帯域割当期間を指示することが可能である。また、本発明の実施形態においては、優先度として「優先」「非優先」の２種類のみ設定していたが、優先度が３種以上の場合にも対応可能である。その場合には、優先度毎に「ＧＲＡＮＴ＃ｎＳｔａｒｔＴｉｍｅ」［ＧＲＡＮＴ＃ｎＬｅｎｇｔｈ］に帯域割当期間を入力すればよい。

ＧＡＴＥフレームの別の利用方法としては、優先データおよび非優先データを纏めた１つの帯域割当期間を指示し、ＯＮＵ側で優先度毎に帯域割当期間を決めることも可能である。なお、ＯＮＵ側では、帯域割当期間のうち、まず優先度データ用の帯域割当期間を定め、残りの帯域割当期間を非優先データ用に利用すればよい。この場合には、優先データおよび非優先データを纏めた１つの帯域割当期間をＧＲＡＮＴ＃１ＳｔａｒｔＴｉｍｅ」［ＧＲＡＮＴ＃１Ｌｅｎｇｔｈ］で指定すればよい。

[本発明の第１の実施形態におけるＯＬＴとＯＮＵの動作]
本発明の第１の実施形態におけるＯＬＴとＯＮＵの動作の例を表すシーケンス図を図１１に示す。ここでは、ＯＮＵから帯域要求を表すＲＥＰＯＲＴフレームを受信してから、ＯＬＴ受信部をＯＦＦにするまでの動作を示す。なお、図を簡略化するため、下りのデータの信号は図に表示していない。

ＯＮＵはＯＬＴにＲＥＰＯＲＴフレームおよび上りデータを送信する（ＳＩＧ１０１からＳＩＧ１０７）。ＯＬＴ送受信部で上りデータについてはＳＮＩ部に出力し、ＲＥＰＯＲＴフレームなどＭＰＣＰ制御信号はＭＰＣＰ制御部に出力する。ＭＰＣＰ制御部は入力されたＲＥＰＯＲＴフレームを解析し、各ＯＮＵの帯域要求量をＤＢＡ制御部に出力する（ＳＩＧ１０６）。ＤＢＡ制御部では、図９で示すように各ＯＮＵの帯域要求量に基づいて帯域割当を決定し、ＭＰＣＰ制御部に帯域割当情報を出力する（ＳＩＧ１０８）。ＭＰＣＰ制御部は入力された帯域割当情報に基づいてＧＡＴＥフレームを生成し、ＯＬＴ送受信部を経由して、各ＯＮＵにＧＡＴＥフレームを送信する（ＳＩＧ１０９、ＳＩＧ１１０、ＳＩＧ１１１）。ＭＰＣＰ制御部はＧＡＴＥフレームを出力後に、電力制御部に帯域割当期間の情報を電力制御部に出力する（ＳＩＧ１１２）。電力制御部は、入力された帯域割当期間に基づいて、スリープ可否を判定する。ここでは、スリープ可と判定し、スリープ期間を設定する。

その後、ＯＮＵはＯＬＴにＲＥＰＯＲＴフレームおよび上りデータを送信する（ＳＩＧ１１３からＳＩＧ１１８）。ＯＬＴ送受信部で上りデータについてはＳＮＩ部に出力し、ＲＥＰＯＲＴフレームなどＭＰＣＰ制御信号はＭＰＣＰ制御部に出力する。ＭＰＣＰ制御部は入力されたＲＥＰＯＲＴフレームを解析し、各ＯＮＵの帯域要求量をＤＢＡ制御部に出力する（ＳＩＧ１１９）。ＤＢＡ制御部では、図９で示すように各ＯＮＵの帯域要求量に基づいて帯域割当を決定し、ＭＰＣＰ制御部に帯域割当情報を出力する（ＳＩＧ１２０）。

電力制御部は上記で設定されたスリープ開始時刻になると、ＯＬＴ送受信部に対して受信部をＯＦＦ（低電力状態）にする信号を出力し（ＳＩＧ１２１）、ＯＬＴ送受信部は受信部が低電力状態になる。また、スリープ終了時刻になると、電力制御部はＯＬＴ送受信部に対して受信部をＯＮ（通常状態）に戻す信号を出力する（ＳＩＧ１２５）。
なお、受信部をＯＦＦにしている間でも、送信部は通常通り動作するので、下りデータやＧＡＴＥフレームなどを送信できる。

以上より、ＯＮＵから受信したＲＥＰＯＲＴフレームに基づいて、帯域割当を設定し、帯域非割当期間が長い場合に、ＯＬＴ受信部を低電力状態にできることがわかる。

[本発明における優先度の分類例]
ここで、本発明における優先データと非優先データの分類例と、優先度の決定方法に関して説明する。

例えば、遅延が許容出来ないフレームや帯域保証が必要なフレームを優先データに分類し、それ以外のフレームを非優先データとして分類する。具体的には、ＭＰＣＰ制御フレーム、ＶｏＩＰ用データを優先データに分類し、その他のデータを非優先として分類する。

[本発明における優先度の決定方法]
上記の優先度の決定方法としては、ＯＮＵの（ＵＮＩポートが複数ある場合）ＵＮＩポート番号、ＶＬＡＮタグやＭＡＣヘッダのＣｏＳフィールド、ＩＰヘッダのＴｏＳフィールドを利用すればよい。ＯＮＵは、ＵＮＩ部でフレームを受信する際に、上記フィールドを解析し、優先度を判定すればよい。なお、ＭＰＣＰ制御フレームに関しては最優先として決定する。

[本発明の第１の実施形態における効果]
本発明の第１の実施形態における効果を説明する。本実施形態によれば、優先データの遅延量を増大させることなく、ＯＬＴ受信部を低電力状態にする頻度を増大することが可能である。また、非優先データに関しても、一定の遅延時間以内に制限することが可能である。

[第２の実施形態］
第１の実施形態においては、非優先データの割当を次割当周期に回す際には、全ＯＮＵの非優先データを一括して次割当周期に回していた。第２の実施形態においては、一部のＯＮＵの非優先データを次割当周期に回すことで、次割当周期にまわされる非優先データをできるだけ少なくし、遅延の増大するＯＮＵ数を低減することができる。また、後述するように、スリープ可能な割当周期の頻度を増やすことができるため、より低電力化を達成できる。

[第２の実施形態における上り帯域割当の動作例]
本発明の第２の実施形態での帯域割当を説明する。

図１２に本発明の第２の実施形態における上り帯域割当の例を示す。本発明の実施形態においては、割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬが閾値Ｔ＿ＴＨ２以上かつ閾値Ｔ＿ＴＨ１である場合には、割当期間の長さがＴ＿ＴＨ２未満になるまで一部のＯＮＵの非優先データの帯域割当を次の割当周期に遅らせる。また、遅らせる回数は１回のみとする。この動作を第１の割当周期から第５の割当周期まで順に説明する。

第１の割当周期においては、元々Ｈ１（１），Ｈ１（２），Ｈ１（３），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３）に対して帯域を割当てる予定であるが、割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬがＴ＿ＴＨ２とＴ＿ＴＨ１の間にあるため、第１の割当周期では、一部ＯＮＵの非優先データＬ１（３）は帯域を割りあてずに第２の割当周期で帯域を割り当てる。どのＯＮＵを次の割当周期に回すかについては後述する。即ち、Ｈ１（１），Ｈ１（２），Ｈ１（３），Ｌ１（１），Ｌ１（２）分のみ第１の割当周期において帯域割当を実施し、Ｌ１（３）分は第２の割当周期で帯域を割り当てる。

第２の割当周期においては、元々割当予定のデータであるＨ２（１），Ｈ２（２），Ｈ２（３），Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）に加えて、第１周期で帯域を割り当てていないデータＬ１（３）を加えて上りデータ量の合計Ｔ＿ＴＯＴＡＬを算出する。Ｔ＿ＴＯＴＡＬは閾値Ｔ＿ＴＨ１よりも大きいため、そのままＨ２（１），Ｈ２（２），Ｈ２（３），Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３），Ｌ１（３）に帯域を割り当てる。

第３の割当周期においては、Ｈ３（１），Ｈ３（２），Ｈ３（３），Ｌ３（１），Ｌ３（２），Ｌ３（３）の総和である割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬがＴ＿ＴＨ１とＴ＿ＴＨ２の間にあるため、一部ＯＮＵの非優先データであるＬ３（３）分には第３の割当周期では帯域を割りあてずに第４の割当周期で帯域を割り当てる。

第４の割当周期においては、元々割当予定のデータであるＨ４（１），Ｈ４（２），Ｈ４（３）に加えて、第３周期で帯域を割り当てなかった非優先データＬ３（３）を加えて上りデータ量の合計Ｔ＿ＴＯＴＡＬを算出する。Ｔ＿ＴＯＴＡＬはＴＨ＿２未満であるため、そのままＨ４（１），Ｈ４（２），Ｈ４（３），Ｌ３（３）に帯域を割り当てる。

第５の割当周期においては、Ｈ５（１），Ｈ５（２），Ｈ５（３），Ｌ５（１），Ｌ５（２），Ｌ５（３）の総和である割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬがＴ＿ＴＨ１より大きいため、そのままＨ５（１），Ｈ５（２），Ｈ５（３），Ｌ５（１），Ｌ５（２），Ｌ５（３）に帯域を割当てる。

以上の動作により、第１、第３、第４の割当周期において、帯域の空き期間がＴ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮより長いため、この非受信期間にＯＬＴ受信部は低電力状態にすることができる。本発明の第１の実施形態では、第１、第３の割当周期の２回だけ低電力状態にできたが、本発明の第２の実施形態では、第１、第３、第４の割当周期の３回を低電力状態にできる。従って、本発明の第２の実施形態によりＯＬＴ受信部のスリープの頻度をさらに増加させることができる。

[本発明の第２の実施形態におけるＯＬＴの電力制御部の動作]
本発明の第１の実施形態と同じであるため、説明は割愛する。

[本発明の第２の実施形態におけるＤＢＡ制御部の動作]
次に、第２の実施形態における上り帯域割当動作を実現するＤＢＡ制御部の動作を説明する。第１の実施形態との違いは、第１の実施形態においては帯域割当を次割当周期にまわす際に、全ＯＮＵに対して一括して次割当周期にまわしていたのに対して、第２の実施形態においてはＴ＿ｔｏｔａｌがＴ＿ＴＨ２未満になるまで一部のＯＮＵのみ次割当周期にまわす。

どのＯＮＵを次周期に回すかは、ＯＮＵ毎に非優先データの帯域割当を次周期に移動した回数ｃｏｕｎｔ（ｉ）に基づいて判定する。なお、ｉはＯＮＵの識別子を表す。具体的には、ｃｏｕｎｔ（ｉ）が小さいＯＮＵから順に次割当周期に回し、ｃｏｕｎｔ（ｉ）が大きいＯＮＵは次割当周期に回さず、現在の割当周期で帯域割当を実施する。

図１３に、本発明の第２の実施形態におけるＤＢＡ制御の動作を表すフローチャートを示す。各ステップに従って動作を説明する。

Ｓ１３０１において、ＤＢＡ制御の動作を開始し、Ｓ１３０２に移る。Ｓ１３０２において、ｃｏｕｎｔ（ｉ）をゼロにリセットし、Ｓ１３０３に移る。Ｓ１３０３において、ＭＰＣＰ制御部より各ＯＮＵの優先度毎の帯域要求量を取得する。取得完了後に、Ｓ１３０４に移る。Ｓ１３０４において、各ＯＮＵの帯域要求量に基づいて、優先データへの割当期間を仮設定する。なお、この割当期間は一時的に記憶しておくものとする。仮設定完了後に、Ｓ１３０５に移る。Ｓ１３０５において、各ＯＮＵの帯域要求量および前割当周期で割り当てられなかったデータ量に基づいて、非優先データへの割当期間を仮設定する。なお、この割当期間は一時的に記憶しておくものとする。仮設定完了後に、Ｓ１３０６に移る。

Ｓ１３０６において、Ｓ１３０４，Ｓ１３０５で仮設定した割当期間に基づいて、帯域割当期間の長さＴ＿ｔｏｔａｌを算出する。Ｔ＿ｔｏｔａｌ算出完了後Ｓ１３０７に移る。Ｓ１３０７において、Ｓ１３０６で算出したＴ＿ｔｏｔａｌと閾値ＴＨ＿１およびＴＨ＿２と比較する。Ｔ＿ＴＨ２＜Ｔ＿ｔｏｔａｌ＜Ｔ＿ＴＨ１である場合は、Ｓ１３０８に移る。それ以外の場合には、Ｓ１３１２に進む。Ｓ１３０８において、ｃｏｕｎｔ（ｉ）が最小のＯＮＵを決定する。最小のＯＮＵが複数（Ｍ個）ある場合は、複数の中から１つのＯＮＵをランダムに選択する。選択したＯＮＵの非優先データの帯域割当は現在の割当周期での割当対象から外し、次周期に移す。Ｓ１３０９において、Ｓ１３０６と同様に帯域割当期間の長さＴ＿ｔｏｔａｌを算出する。但し、Ｓ１３０８で次周期に移したＯＮＵについてはＴ＿ｔｏｔａｌ算出の対象から外すものとする。

Ｓ１３１０において、Ｔ＿ｔｏｔａｌとＴ＿ＴＨ１を比較する。Ｔ＿ｔｏｔａｌ＜Ｔ＿ＴＨ１である場合には、Ｓ１３１１に移る。それ以外の場合には、Ｓ１３０８に戻る。
Ｓ１３０８からＳ１３１０を繰り返すことによって、Ｔ＿ｔｏｔａｌがＴ＿ＴＨ１未満になるまで一部のＯＮＵの非優先データを次周期に回すことができる。

Ｓ１３１１においては、ｃｏｕｎｔ(ｉ)を設定する。次周期に回したＯＮＵについては、ｃｏｕｎｔ（ｉ）を１だけカウントアップする。それ以外のＯＮＵ（そのまま帯域割当実施したＯＮＵ）については、ｃｏｕｎｔ(ｉ)をゼロにリセットする。

Ｓ１３１２においては、すべてのＯＮＵに対して、ｃｏｕｎｔ（ｉ）をゼロにリセットする。Ｓ１３１３においては、帯域割当の対象から、各ＯＮＵへの割当が連続するように順序を調整する。順序が決定すると、各ＯＮＵへの帯域割当期間を最終決定する。
Ｓ１３１４においては、Ｓ１３１３で決定した帯域割当期間をＭＰＣＰ制御部に通知する。通知後、Ｓ１３０３に戻る。

ＤＢＡ制御部はＳ１３０３からＳ１３１４の動作を繰り返すことにより、各割当周期でのＯＮＵへの帯域割当期間を決定する。

なお、Ｓ１３０８において、次の割当周期にまわすＯＮＵの選択は、ｃｏｕｎｔ(ｉ)に基づいて実施し、ｃｏｕｎｔ(ｉ)が同じＯＮＵが複数ある場合は、複数からランダムに１つのＯＮＵを選択していたが、他の方法で選択しても構わない。例えば、ｃｏｕｎｔ（ｉ）が最小のＯＮＵが複数ある場合には、該当するＯＮＵすべての非優先データの帯域割当を次の割当周期に回してもよい。他には、各ＯＮＵの非優先データ割当期間の長さを比較し、最も長い（あるいは最も短い）ＯＮＵを選択してもよい。

[本発明の第２の実施形態におけるＯＬＴとＯＮＵの動作]
第１の実施形態と同じであるため、説明を割愛する。

[第２の実施形態での効果]
第２の実施形態によれば、第１の実施形態に比べてＯＬＴ受信部の低電力効果をさらに高めることができる。また、上り送信データの遅延をさらに抑えることが可能となる。

[第３の実施形態]
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態との差分を中心に説明する。第３の実施形態においては、ＯＬＴ受信部を低電力状態にする際に、ＯＮＵ送信部も合わせて低電力状態にする。ＯＬＴ内の各機能部である、電力制御部、ＭＰＣＰ制御部、ＤＢＡ制御部などの動作は第１の実施形態と同じである。

[本発明の第３の実施形態でのＯＮＵの構成]
第３の実施形態においては、ＯＮＵ送信部の電力状態を制御可能とする。

図１４に本発明における本発明の第３の実施形態でのＯＮＵの構成を示す。

ＯＮＵ１は、ＷＤＭ２１０、ＯＮＵ光送信部２２１、ＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部２３１、ＯＮＵ光受信部１４０、ＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部２５０、ＯＮＵ ＭＰＣＰ制御部２６１、ＵＮＩ部２８０、ＯＮＵ電力制御部２９１から構成される。

ＷＤＭ２１０は上り光信号（波長λ１）と下り光信号（波長λ２）を合波・分波する。ＷＤＭ２１０は支線の光ファイバ４−ｎより入力された下り光信号をＯＮＵ光受信部２４０に出力する。また、ＷＤＭ１０は、ＯＮＵ光送信部２２１より入力された上り光信号を支線の光ファイバ４―ｎへ出力する。

ＯＮＵ光受信部２４０は、ＷＤＭ２１０より入力された下り光信号を電流信号に変換し、さらに電流信号をさらに電圧信号に変換・増幅し、ＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部２５０に入力する。

ＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部２５０は、ＯＮＵ光受信部２４０から入力された電圧信号からクロックを抽出し、抽出したクロックで電圧信号をリタイミングして、デジタル信号に変換する。さらに、デジタル信号を復号化し、フレームを抽出する。抽出されたフレームをユーザーデータとＭＰＣＰ制御信号に識別し、ＭＰＣＰ制御信号はＭＰＣＰ処理部２６１へ、データはＵＮＩ部２８０へ送出する。

ＯＮＵ ＭＰＣＰ制御部２６１は、ＰＯＮ区間でやりとりされるＭＰＣＰ制御信号の解析、生成をおこなう。受信したＧＡＴＥフレームを解析し、帯域割当期間を決定する。また、ＵＮＩ制御部から受信したフレームに基づいて、帯域要求量を決定し、ＲＥＰＯＲＴフレームを生成し、ＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ送信部に出力する。また、ＯＮＵ電力制御部にＧＡＴＥフレーム帯域割当期間を通知する。ＵＮＩ部１８０はＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部６０から入力されたフレームをＵＮＩのインタフェースにあった信号に変換する。また、ＵＮＩ部に接続している端末から入力された信号を変換し、ＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部２３１に出力する。

ＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部２３１は、ＯＮＵＭＰＣＰ制御部２６１から入力されたＭＰＣＰ制御フレーム、ユーザーデータを多重し、多重した信号を符号化し、ＯＮＵ光送信部２２１へ送出する。また、ＯＮＵ電力制御部２９１からの指示に基づいて、低電力状態と通常状態を切り替える。

ＯＮＵ光送信部２２１は、ＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部２３１から入力された電圧信号を電流信号に変換したのち、光信号に変換して、ＷＤＭ２１０に送出する。また、ＯＮＵ電力制御部２９１からの指示に基づいて、低電力状態と通常状態を切り替える。

ＯＮＵ電力制御部２９１は、ＯＮＵ ＭＰＣＰ制御部２６１から入力された帯域割当情報に基づいて、ＯＮＵ送信部であるＯＮＵ光送信部２２１およびＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部２２１を低電力するか否かを決定する。低電力化する場合には、低電力期間を決定し、ＯＮＵ光送信部２２１およびＯＮＵＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部２２１の電力を制御する。

本発明の構成により、上り帯域の帯域割当期間に基づいてＯＮＵ送信部の電力状態制御することが可能である。

[本発明の第３の実施形態におけるＯＮＵ電力制御部の動作]
ＯＮＵ電力制御部は、ＯＮＵ ＭＰＣＰ制御部から入力された帯域割当情報に基づいて、帯域非割当時間を算出し、帯域非割当時間が閾値Ｔ＿ＤＯＺＥ＿ＭＩＮより大きい場合に、ＯＮＵの送信部を低電力状態にする。図１５に、本発明の第３の実施形態におけるＯＮＵ電力制御部の動作を表すフローチャートを示す。各ステップに従って動作を説明する。

Ｓ１５０１において、ＯＮＵ電力制御部の動作を開始する。Ｓ１５０２において、ＯＮＵ ＭＰＣＰ制御部から帯域割当期間の情報を受信する。Ｓ１５０３において、帯域非割当時間ｔ＿ｏｎｕ＿ｎｏｔａｓｓｉｇｎを算出する。具体的には、まず、各ＯＮＵへの帯域割当期間より、連続して割り当てられる時間を算出する。次に、Ｔ＿ＤＢＡより帯域が連続して割り当てられる時間を引いた値を算出し、この値をｔ＿ｏｎｕ＿ｎｏｔａｓｓｉｇｎとする。

Ｓ１５０４において、帯域非割当時間ｔ＿ｏｎｕ＿ｎｏｔａｓｓｉｇｎと閾値Ｔ＿ＤＯＺＥ＿ＭＩＮを比較する。ｔ＿ｏｎｕ＿ｎｏｔａｓｓｉｇｎ ＞ Ｔ＿ＤＯＺＥ＿ＭＩＮである場合にはＳ１５０５に進む。それ以外の場合には、Ｓ１５０２に戻る
Ｓ１５０５において、ＯＮＵ送信部のスリープ期間を設定する。Ｓ１５０６において、Ｓ１５０５で設定したスリープ期間に基づいて、ＯＮＵ送信部にスリープを指示する制御信号を出力する。出力後に、Ｓ１５０２に戻る。

Ｓ１５０２からＳ１５０６までのサイクルを繰り返すことにより、帯域割当期間が閾値Ｔ＿ＤＯＺＥ＿ＭＩＮより大きい場合に、ＯＮＵ送信部を低電力状態にすることができる。

なお、ＯＮＵ送信部のスリープ期間は、常に一定の値、例えば、Ｔ＿ＤＯＺＥ＿ＭＩＮと設定してもよい。この場合には、ＯＮＵ電力制御部は固定したタイマに基づいて、ＯＮＵの送信部を制御すればよいため、実現が容易である。また、帯域非割当期間に基づいて動的にスリープ期間を設定してもよい。この場合は、毎回、スリープ期間が変動するため、固定したスリープ期間に比べ実現は複雑になるが、より長いスリープ時間を確保できるため、より低電力化を実現する際に適している。スリープの終了は次の帯域割当が開始されるまでに実施する。例えば、次のＧＡＴＥフレームを受信するまでにすればよい。

[本発明の第３の実施形態におけるＯＬＴとＯＮＵの動作]
本発明の第３の実施形態におけるＯＬＴとＯＮＵの動作の例を表すシーケンス図を図１６に示す。ここでは、ＯＮＵから帯域要求を表すＲＥＰＯＲＴフレームを受信してから、ＯＬＴ受信部をＯＦＦにするまでの動作を示す。なお、図を簡略化するため、下りのデータの信号は図に表示していない。ＯＬＴ側の動作は第１の実施形態と同じであるため、ＯＮＵ側の動作を中心に説明する。

ＯＮＵはＯＬＴにＲＥＰＯＲＴフレームおよび上りデータを送信する（ＳＩＧ３０１からＳＩＧ３０７）。その後、帯域非割当期間が長いＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２は送信部をＯＦＦにする。ＯＬＴ送受信部で上りデータについてはＳＮＩ部に出力し、ＲＥＰＯＲＴフレームなどＭＰＣＰ制御信号はＭＰＣＰ制御部に出力する。ＭＰＣＰ制御部は入力されたＲＥＰＯＲＴフレームを解析し、各ＯＮＵの帯域要求量をＤＢＡ制御部に出力する（ＳＩＧ３０６）。ＤＢＡ制御部では、図９で示すように各ＯＮＵの帯域要求量に基づいて帯域割当を決定し、ＭＰＣＰ制御部に帯域割当情報を出力する（ＳＩＧ３０８）。ＭＰＣＰ制御部は入力された帯域割当情報に基づいてＧＡＴＥフレームを生成し、ＯＬＴ送受信部を経由して、各ＯＮＵにＧＡＴＥフレームを送信する（ＳＩＧ３０９、ＳＩＧ３１０、ＳＩＧ３１１）。ＯＬＴのＭＰＣＰ制御部はＧＡＴＥフレームを出力後に、電力制御部に帯域割当期間の情報を電力制御部に出力する（ＳＩＧ３１２）。電力制御部は、入力された帯域割当期間に基づいて、スリープ可否を判定する。ここでは、スリープ可と判定し、スリープ期間を設定する。

ＯＮＵ送信部を低電力状態にしていたＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２は、ＧＡＴＥを受信すると送信部を通常状態に戻す。また、受信したＧＡＴＥフレームから帯域非割当期間を算出し、ＯＮＵ送信部を低電力状態にできるかを判定する。ここでは、ＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２、ＯＮＵ＃３いずれも低電力状態にできるとする。

その後、ＯＮＵはＯＬＴにＲＥＰＯＲＴフレームおよび上りデータを送信する（ＳＩＧ３１３からＳＩＧ３１８）。データ送信後、指定した期間になるとＯＮＵ送信部を低電力状態にする。ＯＬＴ送受信部で上りデータについてはＳＮＩ部に出力し、ＲＥＰＯＲＴフレームなどＭＰＣＰ制御信号はＭＰＣＰ制御部に出力する。ＭＰＣＰ制御部は入力されたＲＥＰＯＲＴフレームを解析し、各ＯＮＵの帯域要求量をＤＢＡ制御部に出力する（ＳＩＧ３１９）。ＤＢＡ制御部では、図９で示すように各ＯＮＵの帯域要求量に基づいて帯域割当を決定し、ＭＰＣＰ制御部に帯域割当情報を出力する（ＳＩＧ３２０）。

ＯＬＴの電力制御部は上記で設定されたスリープ開始時刻になると、ＯＬＴ送受信部に対して受信部をＯＦＦ（低電力状態）にする信号を出力し（ＳＩＧ３２１）、ＯＬＴ送受信部は受信部が低電力状態になる。また、スリープ終了時刻になると、ＯＬＴの電力制御部はＯＬＴ送受信部に対して受信部をＯＮ（通常状態）に戻す信号を出力する（ＳＩＧ３２５）。なお、受信部をＯＦＦにしている間でも、送信部は通常通り動作するので、下りデータやＧＡＴＥフレームなどを送信できる。

ＯＬＴのＭＰＣＰ制御部は入力された帯域割当情報に基づいてＧＡＴＥフレームを生成し、ＯＬＴ送受信部を経由して、各ＯＮＵにＧＡＴＥフレームを送信する（ＳＩＧ３２２、ＳＩＧ３２３、ＳＩＧ３２４）。ＯＮＵはＧＡＴＥフレームを受信するとＯＮＵ送信部を低電力状態から通常状態に戻す。

以上より、ＯＮＵから受信したＲＥＰＯＲＴフレームに基づいて、帯域割当を設定し、帯域非割当期間が長い場合に、ＯＬＴ受信部を低電力状態にできることがわかる。また、ＯＮＵの送信部も合わせて低電力状態にできることが分かる。

[第３の実施形態での効果]
第３の実施形態においては、ＯＬＴ受信部に加えて、ＯＮＵ送信部の電力も同時に制御する。そのため、ＰＯＮシステム全体の電力消費をさらに低減することが可能となる。

[第４の実施形態］
第１から第３の実施形態においては、割当周期Ｔ＿ＤＢＡを一定としていたが、第４の実施形態においては、割当周期を動的に変更が可能とする。例えば、トラフィック量が少ない夜間に割当周期を長くし、トラフィックが多い昼間に割当周期を短くする。割当周期が長いほど、ＯＬＴ受信部を低電力状態にできる頻度や時間が増大するため、よりＯＬＴを低電力化できる。以下では、第２の実施形態との差分を中心に説明する。

[本発明の第４の実施形態における上り帯域割当の例]
本発明の第４の実施形態での帯域割当を説明する。

図１７に本発明の第４の実施形態における上り帯域割当の例を示す。本発明の実施形態においては、割当周期Ｔ＿ＤＢＡの変更にともない，閾値Ｔ＿ＴＨ１，閾値Ｔ＿ＴＨ２も変更する。なお、第４の実施形態での閾値Ｔ＿ＴＨ１およびＴ＿ＴＨ２の決め方については後述する。一部のＯＮＵの非優先データの帯域割当を次の割当周期に遅らせる動作については、第２の実施形態と同じである。

ここでは、第１、第２の割当周期が短く、第３から第７の割当周期が長いとして説明する。

第１の割当周期においては、割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬがＴ＿ＴＨ１より大きいため、元々割当予定のデータＨ１（１），Ｈ１（２），Ｈ１（３），Ｌ１（１），Ｌ１（２），Ｌ１（３）分の帯域を割当てる。

第２の割当周期においても、割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬがＴ＿ＴＨ１より大きいため、元々割当予定のデータＨ２（１），Ｈ２（２），Ｈ２（３），Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）分の帯域を割当てる。

第３の割当周期においては、割当周期が長くなり、それに伴い閾値Ｔ＿ＴＨ１およびＴ＿ＴＨ２を変更する。割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬがＴ＿ＴＨ２より小さいため、元々割当予定のデータＨ３（１），Ｈ３（２），Ｈ３（３），Ｌ３（１），Ｌ３（２），Ｌ３（３）分の帯域を割当てる。

第４の割当周期においても、割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬがＴ＿ＴＨ２より小さいため、元々割当予定のデータＨ３（１），Ｈ３（２），Ｈ３（３）分の帯域を割当てる。

第５の割当周期においては、割当期間の長さＴ＿ＴＯＴＡＬがＴ＿ＴＨ１とＴ＿ＴＨ２の間にあるため、一部のＯＮＵの非優先データであるＬ５（３）は第６以降の割当周期で帯域を割当てる。従って、Ｈ５（１），Ｈ５（２），Ｈ５（３），Ｌ５（１），Ｌ５（２）分の帯域を割当てる。

第６の割当周期においては、元々割当予定のデータであるＨ６（１），Ｈ６（２），Ｈ６（３）に加えて、第５周期で帯域を割り当てなかった非優先データＬ５（３）を加えて上りデータ量の合計Ｔ＿ＴＯＴＡＬを算出する。Ｔ＿ＴＯＴＡＬはＴＨ＿２未満であるため、そのままＨ６（１），Ｈ６（２），Ｈ６（３），Ｌ５（３）分の帯域を割り当てる。

以上の動作により、第３、第４、第５、第６の割当周期において、帯域の空き期間がＴ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮより長いため、この非受信期間にＯＬＴ受信部は低電力状態にすることができる。本発明の第４の実施形態では、割当周期を大きくした場合に、頻繁にＯＬＴ受信部を低電力状態にできることがわかる。

ここで、第４の実施形態における閾値Ｔ＿ＴＨ１と閾値Ｔ＿ＴＨ２の設定方法を説明する。閾値Ｔ＿ＴＨ２は第１の実施形態と同様に割当周期の長さＴ＿ＤＢＡおよびＯＬＴ受信部の最小スリープ時間Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮに基づいて設定する。具体的には、ＴＨ＿２＝Ｔ＿ＤＢＡ−Ｔ＿ＳＬＥＥＰ＿ＭＩＮにより定めればよい。このように閾値ＴＨ＿２を定めれば、Ｔ＿ＤＢＡが変化した場合においても、Ｔ＿ｔｏｔａｌ≦ＴＨ＿２の場合には、現在の割当周期内でＯＬＴ受信部を低電力状態にすることができる。

ＴＨ＿１についても第１の実施形態と同様に、上りの帯域利用効率とＯＬＴ受信部の電力削減を考慮して設定する。例えば、ＴＨ＿１とＴ＿ＤＢＡの比が一定になるようにし、Ｔ＿ＤＢＡに基づいて設定してもよい。
次に、これらの帯域割当動作を実現するためのＤＢＡ制御部、ＯＬＴ電力制御部の動作を説明する。なお、第２の実施形態との差分を中心に説明する。

[本発明の第４の実施形態におけるＤＢＡ制御部の動作]
第４の実施形態におけるＤＢＡ制御部の動作は基本的に第２の実施形態と同じであるが、パラメータＴ＿ＤＢＡ，閾値Ｔ＿ＴＨ１および閾値Ｔ＿ＴＨ２が変動する点が異なる。従って、割当周期毎にＴ＿ＤＢＡ，Ｔ＿ＴＨ１，Ｔ＿ＴＨ２を更新する。例えば、図１３におけるＳ１３０３の際にパラメータを更新すればよい。

[本発明の第４の実施形態におけるＯＬＴ電力制御部の動作]
第４の実施形態におけるＯＬＴ電力制御部の動作は基本的に第１の実施形態と同じであるが、パラメータＴ＿ＤＢＡが変動する。そのため、帯域非割当時間ｔ＿ｏｌｔ＿ｎｏｔａｓｓｉｇｎの算出時にＴ＿ＤＢＡの変動を考慮する必要がある。即ち、図１０におけるＳ１００３の際に、更新されたＴ＿ＤＢＡを用いてｔ＿ｏｌｔ＿ｎｏｔａｓｓｉｇｎを算出する。

[補足]
本説明においては、１０Ｇ−ＥＰＯＮで規定されているフレームフォーマットに基づいて説明したが、Ｅ−ＰＯＮ，Ｇ−ＰＯＮ、ＸＧ−ＰＯＮなど他のＴＤＭ−ＰＯＮで規定されたフレームフォーマットにおいても同様に適用が可能である。

また、優先度が２種類の場合に説明を実施したが、３種類以上の場合においても適用が可能である。その場合には、例えば、優先度が低いデータ順に次の割当周期に回せばよい。

１ 光回線装置（ＯＬＴ）
２−１〜２−ｎ 光ネットワーク装置（ＯＮＵ）
３ 光スプリッタ
４−０〜４−ｎ 光ファイバ
５−１〜５−ｎ 上りバースト光信号
１１０、２１０ 合波・分波器（ＷＤＭ）
１２０、１２１ ＯＬＴ光受信部
１３０、１３１ ＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部
１４０ ＯＬＴ光送信部
１５０ ＯＬＴ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部
１６０、１６１ ＯＬＴ ＭＰＣＰ制御部
１７０、１７１ ＤＢＡ制御部
１８０ ＳＮＩ部
１９１ ＯＬＴ電力制御部
２２０、２２１ ＯＮＵ光送信部
２３０、２３１ ＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理送信部
２４０ ＯＬＴ光受信部
２５０ ＯＮＵ ＰＨＹ／ＭＡＣ論理受信部
２６０、２６１ ＯＮＵ ＭＰＣＰ制御部
２９１ ＯＮＵ電力制御部

Claims (18)

1. 複数の加入者装置に接続される局側装置の帯域割当装置であって、
   前記加入者装置から受信した帯域割当要求に基づいて、所定の帯域割当周期に前記各加入者装置に割り当てる帯域を決定する際、各加入者装置から受信する前記帯域割当要求の合計値が第1の閾値を下回ったときに、次以降の帯域割当周期で前記各加入者装置に送信帯域を割り当てることを特徴とする局側装置における帯域割当装置。
2. 請求項1に記載の帯域割当装置であって、
   各宅加入者装置から受信した帯域割当要求の合計値が、前記第1の閾値を下回り、かつ、第２の閾値を上回ったときに、各加入者装置に割り当てる帯域を次以降の帯域割当周期で設定することを特徴とする局側装置における帯域割当装置。
3. 請求項1に記載の帯域割当装置であって、
   前記帯域割当要求は、各加入者装置から優先データ送信のための帯域要求と、非優先データのための帯域要求を含み、 各加入者装置から受信した帯域割当要求の合計値が前記第1の閾値を下回ったときに、各加入者装置の非優先データに割り当てる帯域を次以降の帯域割当周期で設定することを特徴とする局側装置における帯域割当装置。
4. 請求項２に記載の帯域割当装置であって、
   各加入者装置から受信した帯域割当要求の合計値が、前記第1の閾値を下回り、かつ、第２の閾値を上回ったときに、
   帯域割当要求の合計値が第２の閾値を下回るまで前記複数の加入者装置のうち一部の加入者装置に割り当てる帯域を次以降の帯域割当周期にて設定することを特徴とする局側装置における帯域割当装置。
5. 請求項４に記載の帯域割当装置であって、
   前記加入者装置毎に非優先データの帯域設定を次の帯域割当周期に回す回数を表す遅延カウンタを備え、
   前記遅延カウンタに基づいて、次の帯域割当周期に回す順序を決定することを特徴とする局側装置における帯域割当装置。
6. 請求項４に記載の帯域割当装置であって、
   前記加入者装置の要求する帯域データ量に基づいて次の帯域割当周期に回す順序を決定することを特徴とする局側装置における帯域割当装置。
7. 請求項３に記載の帯域割当装置であって、
   優先データに対しては、あらかじめ定めた帯域量を設定することを特徴とする帯域割当装置。
8. 請求項３に記載の帯域割当装置であって、
   前記加入者装置が要求する優先データ量に基づいて動的に帯域量を設定することを特徴とする帯域割当装置。
9. 請求項1に記載の帯域割当装置であって、
   前記各加入者装置に割り当てる帯域割当期間を、同一帯域割当周期において連続して割り当てることを特徴とする帯域割当装置。
10. 請求項１に記載の帯域割当装置であって、
    前記帯域割当周期の長さを、前記加入者装置の帯域要求に基づいて、動的に変化させることを特徴とする帯域割当装置。
11. 複数の加入者装置に接続される制御装置であって、
    前記加入者装置から帯域割当要求を受信する受信部と、
    所定の帯域割当周期に前記受信した帯域割当要求に基づいて前記各加入者装置に割り当てる帯域を決定する際、各加入者装置から受信する前記帯域割当要求の合計値が第1の閾値を下回ったときに、次以降の帯域割当周期で前記各加入者装置に送信帯域を割り当てる帯域割当部と、
    前記帯域割当部で割り当てられた帯域割当情報に基づいて、前記加入者装置に送信許可信号を送信する送信部と、を有することを特徴とする
    制御装置。
12. 請求項１１に記載の制御装置であって、
    消費する電力状態を制御可能な光受信部と、
    各帯域割当周期において、帯域が割り当てられない期間の長さが第３の閾値を上回った場合に、前記光受信部の電力を低電力状態にするように制御する電力制御部を備えることを特徴とする制御装置。
13. 請求項１２に記載の制御装置であって、
    前記光受信部を低電力状態にする期間の長さをあらかじめ設定された値にすることを特徴とする制御装置。
14. 請求項１２に記載の制御装置であって、
    前記光受信部を低電力状態にする期間の長さを、帯域が割り当てられない期間の長さに基づいて決定することを特徴とする制御装置。
15. 複数の加入者装置と、前記複数の加入者装置に接続される制御装置とを備えたネットワークシステムであって、
    前記各加入者装置は、
    前記制御装置に帯域割当要求を送信する送信部と、
    前記制御装置から送信される送信許可信号を受信する受信部と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記加入者装置から前記帯域割当要求を受信する受信部と、
    所定の帯域割当周期に前記受信した帯域割当要求に基づいて前記各加入者装置に割り当てる帯域を決定する際、各加入者装置から受信する前記帯域割当要求の合計値が第1の閾値を下回ったときに、次以降の帯域割当周期で前記各加入者装置に送信帯域を割り当てる帯域割当部と、
    前記帯域割当部で割り当てられた帯域割当情報に基づいて、前記加入者装置に前記送信許可信号を送信する送信部と、を有することを特徴とするネットワークシステム。
16. 請求項１５に記載のネットワークシステムであって、
    前記加入者装置が送信する帯域割当要求には、優先データと非優先データの帯域をそれぞれ要求する帯域要求が含まれ、
    前記制御装置は、前記帯域割当要求に基づいて、優先データと非優先データそれぞれに対して帯域割当を設定する送信許可を送信することを特徴とするネットワークシステム。
17. 請求項１５に記載のネットワークシステムであって、
    前記加入者装置が送信する帯域割当要求には、優先データと非優先データの帯域をそれぞれ要求する帯域要求が含まれ、
    前記制御装置は、前記帯域割当要求に基づいて、優先データと非優先データの帯域割当を設定する送信許可を送信することを特徴とするネットワークシステム。
18. 請求項１５に記載のネットワークシステムであって、
    前記加入者装置は、前記光受信部の電力を低電力状態にするように制御する電力制御部を備え
    前記送信許可信号に基づいて信号を送信しない、送信空き期間を算出し、
    前記空き期間の長さが第４の閾値を上回った場合に、前記光受信部の電力を低電力状態にすることを特徴とするネットワークシステム。