JP5617654B2 - 局内装置、通信システム及びレイヤ２スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムを用
いて例えばユーザ端末等の下位側装置と通信を行う局内装置、通信システム及びレイヤ２スイッチに関するものである。

サーバ等の上位側装置から下位側装置への伝送路を引き込むシステムとして、例えばＰＯＮシステムがある（例えば、非特許文献１参照）。ＰＯＮシステムを構成する親局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）は複数のインタフェースカードを備え、各インタフェースカードは下位側にある複数の子局側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）に接続される。ＯＬＴはレイヤ２スイッチ（以下、Ｌ２ＳＷと略称する）と接続され、Ｌ２ＳＷは上位側装置と接続される。

例えば上位側装置からＯＮＵへの下りフレーム送信が所定時間ない場合に、ＯＮＵ内の一部装置への電源供給を停止させた状態（スリープ状態）にしてＰＯＮシステムの低消費電力化を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。任意のＯＮＵがスリープ状態に移行すると、ＯＬＴのインタフェースカードのバッファに前記任意のＯＮＵ宛ての下りフレームが蓄積される。当該ＯＮＵがスリープ状態から解除されるとＯＬＴは蓄積したフレームを読出しＯＮＵに送信する。

IEEE Standard 802.3av, (2009). 特開２００８−２６３２８１号公報

従来のＯＮＵのスリープ状態への移行に基づく消費電力の低減手段では、スリープ状態にある全てのＯＮＵ宛の下りフレームをＯＬＴのバッファに蓄積する必要があるので、バッファの消費電力が大きいという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、低消費電力化を図ることのできる局内装置、通信システム及びレイヤ２スイッチを提供することを目的とする。

本発明に係る局内装置は、上位側装置から複数の子局側装置宛てに送信される下りフレームを受信し、該下りフレームを蓄積する共有バッファを備えるレイヤ２スイッチと、該レイヤ２スイッチから前記下りフレームを受信し複数の子局側装置に前記下りフレームを送信する親局側装置とを有する局内装置であって、前記親局側装置は、前記複数の子局側装置のうち第１の子局側装置が、該第１の子局側装置内の一部装置への電源供給を停止したスリープ状態であるかを判定するスリープ判定部と、前記第１の子局側装置が前記スリープ状態である場合に、前記第１の子局側装置宛て下りフレームの送信を停止させるフレーム停止信号を前記レイヤ２スイッチに送信するフレーム制御信号送信部を備え、前記レイヤ２スイッチは、前記フレーム停止信号を受信した場合に、前記共有バッファに蓄積された前記下りフレームのうち前記第１の子局側装置宛ての下りフレームの送信を停止するよう制御する下りフレーム制御部を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る通信システムは、上位側装置から複数の子局側装置宛てに送信される下りフレームを受信し、該下りフレームを蓄積する共有バッファを備えるレイヤ２スイッチと、該レイヤ２スイッチから前記下りフレームを受信する親局側装置と、該親局側装置から前記下りフレームを受信する複数の子局側装置とを有する通信システムであって、前記親局側装置は、前記複数の子局側装置のうち第１の子局側装置が、該第１の子局側装置内の一部装置への電源供給を停止したスリープ状態である場合に、前記第１の子局側装置宛て下りフレームの送信を停止させるフレーム停止信号を前記レイヤ２スイッチに送信し、前記レイヤ２スイッチは、前記フレーム停止信号を受信した場合に、前記共有バッファに蓄積された前記下りフレームのうち前記第１の子局側装置宛ての下りフレームの送信を停止することを特徴とする。

本発明の局内装置、通信システム及びレイヤ２スイッチによれば、ＯＬＴは、特定のＯＮＵがスリープ状態にあると判定すると、Ｌ２ＳＷ内の共有バッファに蓄積された下りフレームのうちその特定ＯＮＵ宛ての下りフレームの送信を停止するようフロー制御するので、ＰＯＮシステムの低消費電力化を図ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１を示す構成図。 既存のポーズフレームの構成を示した図。 ポーズフレームにＯＮＵの識別情報を埋め込んだ、フレーム停止信号のフレーム構成を示した図。 スリープ状態にあるＯＮＵ宛の下りフレームの読み出しを停止させる動作を説明するシーケンス図。 ＯＮＵのスリープ状態中に下りフレームが発生した場合における、スリープ状態にあるＯＮＵ宛下りフレームの読出停止を解除する動作を説明するシーケンス図。 ＯＮＵのスリープ状態中に上りフレームが発生した場合における、スリープ状態にあるＯＮＵ宛下りフレームの読出停止を解除する動作を説明するシーケンス図。 ポーズフレームにＶＬＡＮタグ（ＴＡＧ）を追加した、フレーム制御信号のフレーム構成を示した図。 ポーズフレームの送信元アドレス領域にスリープ状態にあるＯＮＵのＭＡＣアドレスを埋め込んだ、フレーム停止信号のフレーム構成を示した図。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を説明する構成図である。

ＰＯＮシステムは、ＯＬＴ１００と複数のＯＮＵ２００が、光パワーを等配分する光デバイスである光カップラ１５０を介して光ファイバで接続されて構成される。また、ＯＬＴ１００の上位側にはＬ２ＳＷ４００が接続される。ＯＬＴ１００、複数のＯＮＵ２００、及びＬ２ＳＷ４００と構成されるシステムを通信システムと定義する。ＯＬＴ１００とＬ２ＳＷとを含めた装置を局内装置１０００と定義する。ＯＮＵ２００の下位側にはそれぞれＰＣ等の下位側装置３００が接続され、Ｌ２ＳＷ４００の上位側にはサーバ等の上位側装置５００が接続される。

ＯＬＴ１００は複数のインタフェースカード１１０−１〜１１０−Ｎを備え、各インタフェースカード１１０のＰＯＮインタフェース１１１の下位側にはＯＮＵ２００が接続される。ＯＬＴ１００内のインタフェースカード１１０の上位側インタフェース１１２はそれぞれＬ２ＳＷ４００に接続され、各インタフェースカード１１０はＬ２ＳＷ４００によって集線される。

ＯＬＴ１００について詳細に説明する。ＯＬＴ１００に備えられたインタフェースカード１１０−１は、ＰＯＮインタフェース１１１、上位側インタフェース１１２、ＯＬＴ用フレーム分離部１１３、第１のバッファ部１１４、ＯＬＴ用読出制御部１１５、ＯＬＴ用フレーム読出部１１６、第１の光送受信部１１７、第１のバッファ監視部１１８、第１のスリープ処理部１１９、スリープ判定部１２０、フレーム制御信号送信部１２１、を備える。これは他のインタフェースカード１１０−i〜１１０−Ｎも同様である。

ＯＬＴ用フレーム分離部１１３は、上位側インタフェース１１２を介して送信されてきた下りフレームを宛先ＯＮＵ２００−１−１〜２００−１−Ｎごとに分離し第１のバッファ部１１４に蓄積させる。ＯＬＴ用フレーム分離部１１３は、フレーム内の宛先ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスに基づいて宛先ＯＮＵを識別する。なお、ＭＡＣアドレスの代わりにＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ＩＤに基づいて識別してもよい。

第１のバッファ部１１４は、インタフェースカード１１０−１に接続されるＯＮＵ２００−１−１〜２００−１−Ｎへ送信する下りフレームを蓄積する。

ＯＬＴ用読出制御部１１５は、予め定めた優先度に基づき第１のバッファ部１１４に蓄積される下りフレームの読み出しを行うようＯＬＴ用フレーム読出部１１６を制御する。

ＯＬＴ用フレーム読出部１１６は、ＯＬＴ用読出制御部１１５の制御に基づき、第１のバッファ部１１４から下りフレームを読出し、読み出した下りフレームを複数の時間間隔に区切って（時分割多重）第１の光送受信部１１７に出力する。

第１の光送受信部１１７は、ＯＬＴ用フレーム読出部１１６から出力された下りフレームを電気信号から光信号に変換し、ＰＯＮインタフェース１１１を介して全てのＯＮＵ２００−１−１〜２００−１−Ｎにマルチキャスト送信する。ＯＮＵ２００−１−１〜２００−１−Ｎは、到着した下りフレームのうち、自分宛のフレームのみ受信し他は廃棄する。

また、第１の光送受信部１１７は、各ＯＮＵ２００−１−１〜２００−１−Ｎから送信された光信号を受信し、電気信号に変換する。

第１のバッファ監視部１１８は、第１のバッファ部１１４に蓄積される各ＯＮＵ２００−１−１〜２００−１−Ｎ宛ての下りフレームの蓄積量を監視する。特定のＯＮＵ宛ての下りフレームが蓄積されると、そのＯＮＵの情報と下りフレーム蓄積量の情報を下り監視信号として第１のスリープ処理部１１９に出力する。

第１のスリープ処理部１１９は、第１のバッファ部１１８からの下り監視信号に基づいて、所定時間（以下監視時間と定義する）、下りフレームの蓄積がなかったＯＮＵを判断する。そして、下りフレームの蓄積がなかったＯＮＵに対して、ＯＮＵをスリープ状態に移行させるよう要求するスリープ要求信号を送信する。スリープ要求信号には、スリープを開始する時刻と（スリープ開始時刻）、どれだけの時間スリープを行うか（スリープ時間）の情報が含まれており、スリープ要求信号を受信したＯＮＵ２００はこの情報に従ってスリープ開始時刻からスリープ時間の間、スリープ状態を維持することとなる。

なお、「ＯＮＵがスリープ状態にある」とは、ＯＮＵがＯＮＵ内の一部装置への電源供給を停止させた状態であることを意味する。本実施の形態においては、一例として、ＯＮＵ２００内の後述する第２の光送受信部２０１がＯＦＦしている状態を「スリープ状態」として以下説明を行うが、何もこれに限定されるものではない。例えば、第２の光送受信部２０１の光送信部のみ停止させたり、光受信部のみ停止させたり、図１に図示しないＰＯＮチップへの電源供給を停止させてもよい。

また、第１のスリープ処理部１１９は、下り監視信号に基づいて、スリープ状態にあるＯＮＵ宛ての下りフレームが第１のバッファ部１１４に蓄積された場合には、そのＯＮＵに対してウェイクアップ信号を送信する。ウェイクアップ信号についての詳細は後述する。

スリープ判定部１２０は、ＯＮＵ２００−１−１〜２００−１−Ｎから送られてくるスリープ承認信号、ウェイクアップ承認信号、ウェイクアップ通知信号（これらの詳細は後述する）に基づいて各ＯＮＵがスリープ状態にあるか否かを判定し、判定結果及び対象とするＯＮＵの情報を判定結果信号としてフレーム制御信号送信部１２１に出力する。

フレーム制御信号送信部１２１は、スリープ判定部１２０からの判定結果信号に基づいて、上位側装置５００とＯＮＵ２００間での下りフレームのフローを制御するポーズフレームにスリープ状態にあるＯＮＵの識別情報を埋め込んでフレーム制御信号を生成し、上位側インタフェース１１２を介してＬ２ＳＷ４００に送信する。ＯＮＵ識別情報は、例えばＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮ ＩＤ等でよい。

図２及び図３を用いてポーズフレームの構成及びフレーム制御信号のフレーム構成を説明する。図２は、イーサネット（登録商標）で接続された装置間のフロー制御に用いるポーズフレームの構成を示す図である。ポーズフレームは、６ｂｙｔｅの宛先アドレスと、６ｂｙｔｅの送信元アドレスと、２ｂｙｔｅの長さ/タイプと、２ｂｙｔｅの操作コードと、２ｂｙｔｅの中断時間と、４２ｂｙｔｅのパディングと、４ｂｙｔｅのＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）とを有する。

本実施の形態では、図２に示す既存のポーズフレームのパディング領域の一部又は全部を使用してＯＮＵ識別情報を埋め込んだフレームを用いてフレーム制御信号とする。当該フレーム構成を図３に示す。Ｌ２ＳＷ４００は、受信したフレーム制御信号から中断及びＯＮＵ識別情報を読み出す。そして、中断時間の間、読み取った識別情報に該当するＯＮＵ宛ての下りフレーム送信を停止する。また、Ｌ２ＳＷ４００は、中断時間が「０」に設定されたフレーム制御信号を受信すると、該当ＯＮＵ宛の下りフレームの送信を再開する。すなわち、フレーム制御信号は、スリープ状態にあるＯＮＵの情報と、局内装置１０００からスリープ状態のＯＮＵへの下りフレームの停止又は再開を指示する情報とを含む。以下、下りフレームの送信を停止するよう制御するフレーム制御信号をフレーム停止信号、下りフレームの送信を再開するよう制御するフレーム制御信号（すなわち中断時間０に設定された信号）をフレーム再開信号と定義して説明を行なう。なお、フレーム再開信号については、中断時間に必ずしも０を設定する必要はなく、ＯＮＵ２００への下りフレームの到達が遅延しない程度であれば所定の値としてもよい。

図１に戻り、ＯＮＵ２００についてＯＮＵ２００−１−１を例にとって詳細に説明する。ＯＮＵ２００−１−１は、第２の光送受信部２０１、第２のバッファ部２０２、第２のバッファ監視部２０３、第２のスリープ処理部２０４、を備える。これは他のＯＮＵ２００についても同様である。

第２の光送受信部２０１は、ＯＬＴ１００からの下りフレームを光信号から電気信号に変換して下位側装置３００−１に送信する。ＯＬＴ１００から上述したスリープ要求信号またはウェイクアップ信号が送られてきた場合には、光信号から電気信号に変換して第２のスリープ処理部２０４に出力する。

第２のバッファ部２０２は、下位側装置３００−１−１から送信された上位側装置５００宛ての上りフレームを蓄積する。

第２のバッファ監視部２０３は、第２のバッファ部２０２に蓄積される上りフレームの蓄積量を監視する。そして、上りフレームの蓄積があると、蓄積されたことを通知するための上り監視信号を第２のスリープ処理部２０４に出力する。

第２のスリープ処理部２０４は、ＯＬＴ１００からの指示に基づいて電源制御信号を第２の光送受信部２０１に出力し、第２の光送受信部２０１の電源をＯＮ又はＯＦＦ制御する。ＯＬＴ１００からスリープ要求信号が送られてきた場合は、第２のスリープ処理部２０４は、自己の内部タイマに基づき、スリープ開始時刻になると第２の光送受信部２０１に電源制御信号を出力してＯＦＦする。そして、第２のスリープ処理部２０４は、スリープ時間が経過すると第２の光送受信部２０１に電源制御信号を出力して再びＯＮする（スリープ復帰）。

スリープ復帰してから所定時間経過すると、第２のスリープ処理部２０４は、再度第２の光送受信部２０１に電源制御信号を出力してＯＦＦし、スリープ状態に移行する。このように、ＯＮＵ２００は、一定時間ごとに起動、停止を繰り返す動作を行う。

第２のスリープ処理部２０４は、スリープ復帰状態にある場合において、ＯＬＴ１００からウェイクアップ信号を受信すると、ウェイクアップ状態となり、第２の光送受信部２０１に電源制御信号を出力してＯＮの状態を維持させるようになる。すなわち、ＯＮＵ２００のウェイクアップ状態とは、再度ＯＬＴ１００からスリープ要求されない限り、スリープ状態に移行することがない状態のことをいう。

第２のスリープ処理部２０４は、ＯＬＴ１００からウェイクアップ信号を受信すると、ウェイクアップを承認したことを通知するためのウェイクアップ承認信号をＯＬＴ１００に送信する。

第２のスリープ処理部２０４は、ＯＮＵ２００−１−１のスリープ状態中に第２のバッファ監視部２０３からの上り監視信号を受信すると、第２の光送受信部２０１に電源制御信号を出力して強制的にＯＮし、ウェイクアップ状態に移行する。そして、ＯＬＴ１００への上りフレーム送信が許可された時刻になると、ウェイクアップ状態に移行したことを伝えるウェイクアップ通知信号を第２の光送受信部２０１を介してＯＬＴ１００に送信する。

次に、Ｌ２ＳＷ４００の詳細について説明する。Ｌ２ＳＷ４００は、Ｌ２ＳＷ用フレーム分離部４０１、共有バッファ４０２、複数のＬ２ＳＷ用フレーム読出部４０３−１〜４０３−Ｎ、複数の下りフレーム制御部４１０−１〜４１０−Ｎ、を備える。複数のＬ２ＳＷ用フレーム読出部４０３−１〜４０３−Ｎ、及び複数の下りフレーム制御部４１０−１〜４１０−Ｎ、はそれぞれ、ＯＬＴ１００のインタフェースカード１１０−１〜１１０−Ｎに対応している。

Ｌ２ＳＷ用フレーム分離部４０１は、上位側装置５００からの下りのフレームを共有バッファ４０１に振り分けて蓄積する。

共有バッファ４０２は、局内装置１０００に接続される全てのＯＮＵ２００宛ての下りフレームを蓄積するバッファである。

Ｌ２ＳＷ用フレーム読出部４０３は、共有バッファ４０２に蓄積される下りフレームから、ＯＬＴ１００内の各インタフェースカード１１０に接続されるＯＮＵ２００宛の下りフレームを読み出してＯＬＴ１００に送信する。例えば、Ｌ２ＳＷ用フレーム読出部４０３−１について言えば、対応するインタフェースカード１１０−１に接続されるＯＮＵ２００−１−１〜２００−１−Ｎ宛の下りフレームを共有バッファ４０２から読み出して、インタフェースカード１１０−１に送信する。

また、Ｌ２ＳＷ用フレーム読出部４０３−１は、下りフレーム制御部４１０−１からの制御に基づいて、各ＯＮＵ宛ての下りフレームの読み出しの停止又は再開を行う。

下りフレーム制御部４１０−１は、ＯＬＴ１００の下りフレーム制御信号送信部１２１から送られてくるフレーム停止信号を受信し、共有バッファ４０２に蓄積される下りフレームのうちスリープ状態にあるＯＮＵ宛ての下りフレームの送信を停止するようＬ２ＳＷ用フレーム読出部４０３−１を制御する。また、フレーム再開信号を受信し、共有バッファ４０２に蓄積されるスリープ状態にあるＯＮＵ宛ての下りフレームの送信を再開するようＬ２ＳＷ用フレーム読出部４０３−１を制御する。

下りフレーム制御部４１０の詳細について一例として下りフレーム制御部４１０−１を用いて説明する。下りフレーム制御部４１０−１は、フレーム制御信号解析部４０４、共有バッファ監視部４０５、Ｌ２ＳＷ用読出制御部４０６、を有する。

フレーム制御信号解析部４０４は、フレーム制御信号からＯＮＵ識別情報及び中断時間についての情報を抽出し、Ｌ２ＳＷ用読出制御部４０６に出力する。

Ｌ２ＳＷ用読出制御部４０６は、フレーム制御信号解析部４０４からの出力に基づき、該当ＯＮＵ宛ての下りフレーム送信（読み出し）についての停止又は再開を行うようＬ２ＳＷ用フレーム読出部４０３−１を制御する。

共有バッファ監視部４０５は、共有バッファ４０２に蓄積される下りフレームのうち、インタフェースカード１１０−１に接続されるＯＮＵ２００−１宛の下りフレームの蓄積量を監視する。そして、下りフレームの蓄積があると、宛先のＯＮＵ情報と蓄積量の情報を共有監視信号としてＬ２ＳＷ用読出制御部４０６に出力し、通知する。

Ｌ２ＳＷ用読出制御部４０６は、ＯＮＵ２００のスリープ中に共有監視信号を受信し、そのＯＮＵ２００宛て下りフレームの蓄積を通知されると、そのＯＮＵ宛て下りフレームの読出停止の解除を行うようＬ２ＳＷ用フレーム読出部４０３−１を制御する。

次に、実施の形態１に係る下りフレームのフロー制御動作について、図４乃至図６のシーケンス図を用いて説明する。以下、一例としてＯＮＵ２００−１−１がスリープ状態に移行するものとして説明を行う。

図４のシーケンス図を用いて、ＯＮＵ２００−１−１がスリープ状態に移行した後に、スリープＯＮＵ宛の下りフレームの読み出しを停止させるフロー制御動作について説明する。なお、この一連の動作において、上り又は下りのフレームの発生はないものとする。

まず、ステップＳ１のＯＮＵスリープ処理について説明する。ＯＬＴ１００の第１のスリープ処理部１１９は、監視時間の間、第１のバッファ部１１４からＯＮＵ２００−１−１宛て下りフレームの蓄積があったことを通知されなければ、スリープ要求信号をＯＮＵ２００−１−１に送信する（ステップＳ１a）。スリープ要求信号には、スリープ時刻Ｔ３、スリープ時間Ｔ４−Ｔ３という情報が含まれている。

スリープ要求信号を受信したＯＮＵ２００−１−１の第２のスリープ処理部２０４は、スリープ承認信号をＯＬＴ１００に送信する（ステップＳ１b）。ＯＬＴ１００のスリープ判定部１２０がスリープ承認信号を受信すると、ＯＬＴ１００のスリープ判定部１２０はＯＮＵ２００−１−１はスリープ状態へ移行したと判定し、ＯＮＵスリープ処理が終了する（時刻Ｔ１）。以上がＯＮＵスリープ処理である。その後、ＯＮＵ２００−１−１は、時刻Ｔ３（＞Ｔ２）にスリープ状態に移行し、時刻Ｔ４までスリープ状態を維持する。

次に、スリープ状態にあるＯＮＵ宛ての下りフレームを停止させる処理について説明する。時刻Ｔ１にＯＮＵスリープ処理が終了すると（ステップＳ１）、ＯＬＴ１００のフレーム制御信号送信部１２１は、スリープ判定部１２０からの判定結果信号に基づいて、Ｌ２ＳＷ４００の下りフレーム制御部４１０−１に対して、スリープ状態にあるＯＮＵ宛の下りフレームのフローを中断時間Ｔｐの間停止するように設定したフレーム停止信号を送信する（ステップＳ２）。

Ｌ２ＳＷ４００はフレーム停止信号を時刻Ｔ２に受信すると、下りフレーム制御部４１０−１は、共有バッファ４０２に蓄積された下りフレームのうちＯＮＵ２００−１−１宛ての下りフレームの読み出しを時刻Ｔ２から時刻Ｔ６までの間（Ｔｐ間）停止するようフロー制御を行う。

なお、上りフレーム又は下りフレームが発生しない場合は、下りフレームの読み出し停止を解除する必要はない。そのため、上りフレーム又は下りフレームが発生しない場合は、ＯＬＴ１００は、下りフレームの読み出し停止の解除を防止するため、Ｌ２ＳＷ４００に対して、中断時間Ｔｐより短い時間間隔でフレーム停止信号を送り続ける（ステップＳ３）。

例えば図４の例では、時刻Ｔ６になるとＬ２ＳＷ４００が時刻Ｔ２に受信したフレーム停止信号の中断時間が経過して下りフレームの読み出しが再開されるため、ＯＬＴ１００は、時刻Ｔ６より前の時刻Ｔ５にフレーム停止信号を送信する。

図５のシーケンス図を用いて、ＯＮＵ２００−１−１のスリープ状態中にＯＮＵ２００−１−１宛の下りフレームが発生した場合における、ＯＮＵ２００−１−１宛下りフレームの読出停止解除動作について説明する。

ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００−１−１との間でＯＮＵスリープ処理が時刻Ｔ０１に完了すると（ステップＳ０１）、ＯＬＴ１００はＬ２ＳＷ４００に中断時間Ｔｐに設定されたフレーム停止信号を送信する（ステップＳ０２）。

時刻Ｔ０２にフレーム停止信号を受信したＬ２ＳＷ４００は、時刻Ｔ０７まで共有バッファ４０２からのＯＮＵ２００−１−１宛ての下りフレームの読み出し処理を停止する。

一方、ＯＮＵ２００−１−１は、ＯＮＵスリープ処理に基づいて、ＯＬＴ１００から指定された時刻Ｔ０３にウェイクアップ状態からスリープ状態にスリープ移行し、ＯＬＴ１００から指定された時刻Ｔ０５までスリープ状態となる。

ここまでは、上述した図４の例と同様であるが、ＯＮＵ２００−１−１がスリープ中である時刻Ｔ０４に、上位側装置５００からＬ２ＳＷ４００に、ＯＮＵ２００−１−１宛ての下りフレームが送られてくると（ステップＳ０３）、Ｌ２ＳＷ４００は下りフレームの読出停止処理を解除してＯＮＵ２００−１−１に下りフレームを送信することとなる。以下その動作について説明する。

ＯＮＵ２００−１−１宛ての下りフレームが送られると、まず、下りフレーム制御部４１０−１は、ＯＬＴ１００に対し、ＯＮＵ２００−１−１宛ての下りフレームを１フレームだけＯＬＴ１００に送信する（ステップＳ０４）。

具体的には、下りフレーム制御部４１０−１の共有バッファ監視部４０５がＯＮＵ２００−１−１宛ての下りフレームを検知し、共有監視信号をＬ２ＳＷ用読出制御部４０６に出力する。そして、Ｌ２ＳＷ用読出制御部４０６が共有監視信号に基づきＬ２ＳＷ用フレーム読出部４０３−１にＯＮＵ２００−１−１宛の下り１フレームのみ読み出すよう指示を与え、Ｌ２ＳＷ用フレーム読出部４０３−１はＯＬＴ１００に１フレーム送信する。

ＯＬＴ１００は、Ｌ２ＳＷ４００からＯＮＵ２００−１−１宛の下り１フレームを受信すると、その１フレームを第１のバッファ部１１４に蓄積するとともに、ＯＮＵ２００−１−１に対して、スリープ状態からウェイクアップ状態に移行するようウェイクアップ信号を送信する（ステップＳ０５）。ＯＬＴ１００は、Ｌ２ＳＷ４００から下り１フレームを受信することにより、ＯＮＵ２００−１−１宛の下りフレームが発生したことを認識できる。

具体的には、ＯＬＴ１００内の第１のバッファ監視部１１８が、Ｌ２ＳＷ４００から送信されたＯＮＵ２００−１−１宛の下り１フレームを第１のバッファ部１１４から検知し、下り監視信号を第１のスリープ処理部１１９に出力する。そして、下り監視信号を受けた第１のスリープ処理部１１９が、ウェイクアップ信号を生成し、ＯＮＵ２００−１−１に送信する。こうすることにより、Ｌ２ＳＷ４００はＯＬＴ１００に１フレーム送信するだけで下りフレームが蓄積されたことを通知できるので、ＯＬＴ１００内の第１のバッファ部１１４の蓄積容量はほとんど増えず消費電力の低減を妨げない。

ＯＬＴ１００がＯＮＵ２００−１−１にウェイクアップ信号を送信する時刻については、ＯＮＵ２００−１−１がスリープ状態からスリープ復帰状態に移行する時刻Ｔ０５以降でかつ再びスリープ状態に移行するまでの時間内であればよいが、図５の例のように、ＯＮＵ２００−１−１がスリープ復帰状態に移行する時刻Ｔ０５の直後にウェイクアップ信号が到達するようなタイミングで送信するのが好ましい。そうすることにより、ＯＮＵ２００−１−１はスリープ復帰状態になってすぐウェイクアップ信号を受信しウェイクアップ状態に移行することができるので、その後の処理を素早く行い、遅延なく下りフレームを受信することが可能となる。

ウェイクアップ信号を受信したＯＮＵ２００−１−１はウェイクアップ状態となり、第２のスリープ処理部２０４は、ＯＬＴ１００に対してウェイクアップ承認信号を送信する（ステップＳ０６）。

ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ２００−１−１からウェイクアップ承認信号を受信すると、ＯＮＵ２００−１−１がウェイクアップ状態にあることを認識し、ＯＮＵ２００−１−１に対してＬ２ＳＷ４００の共有バッファ４０２に蓄積されている下りフレームの読み出し停止処理の解除を行うよう、フレーム再開信号を生成し、Ｌ２ＳＷ４００に送信する（ステップＳ０７）。

具体的には、ＯＬＴ１００のスリープ判定部１２０が、ＯＮＵ２００−１−１からのウェイクアップ承認信号を受信し、ＯＮＵ２００−１−１はウェイクアップ状態にあると判定し、その判定結果を判定結果信号としてフレーム制御信号送信部１２１に出力する。判定結果信号を受けたフレーム制御信号送信部１２１は、ポーズフレームにＯＮＵ２００−１−１の識別情報、及び中断時間「０」を埋め込み、フレーム再開信号としてＬ２ＳＷ４００の下りフレーム制御部４１０−１に送信する。

時刻Ｔ０６にフレーム再開信号を受信したＬ２ＳＷ４００は、ＯＮＵ２００−１−１宛て下りフレームの読出停止処理を解除し、読み出しを再開する。そして、読み出しが再開された時刻Ｔ０６以降、下りフレームがＯＬＴ１００を介してＯＮＵ２００−１−１に送信される（ステップＳ０８）。

下りフレームの読み出しを停止する時間は中断時間Ｔｐ（Ｔ０７−Ｔ０２）に設定されていたが、ＯＮＵ２００−１−１のスリープ中に上位側装置５００から下りフレームが送信されたため、下りフレームの読み出し停止時間はＴ０６−Ｔ０２となる。

図６のシーケンス図を用いて、ＯＮＵ２００−１−１のスリープ状態中に上りフレームが発生した場合における、ＯＮＵ２００−１−１宛の下りフレームの読出停止解除動作について説明する。

ステップＳ００１のＯＮＵスリープ処理、ステップＳ００２のフレーム停止信号送信については、図４におけるステップＳ１、２又は図５におけるステップＳ０１、０２と同様であるので、ここではその説明を省略する。ＯＮＵ２００−１−１は、時刻Ｔ００３においてスリープ移行し、時刻Ｔ００５までスリープ状態を維持する。

ＯＮＵ２００−１−１のスリープ中である時刻Ｔ００４に、下位側装置３００−１−１からＯＮＵ２００−１−１に上りフレームが送信されると（ステップＳ００３）、ＯＮＵ２００−１−１は、スリープ復帰する時刻Ｔ００５以降に、ウェイクアップ状態に移行したことを通知するウェイクアップ通知信号をＯＬＴ１００に送信する（ステップＳ００４）。なお、図６の例ではスリープ復帰時（時刻Ｔ００５）にウェイクアップ通知信号を送信している。

具体的には、ＯＮＵ２００−１−１のスリープ中に、第２のバッファ監視部２０４が第２のバッファ部２０２に蓄積された上りフレームを検知し、上り監視信号を第２のスリープ処理部２０４に出力する。第２のスリープ処理部２０４は、上り監視信号に基づいて、スリープ復帰時刻以降になると、ウェイクアップ通知信号をＯＬＴ１００に送信する。なお、ＯＮＵ２００−１−１は、スリープ状態の間（Ｔ００５−Ｔ００３）はＯＬＴ１００に上りフレームの送信を許可されていないので、その時間の間はウェイクアップ通知信号を送信できない。

また、ＯＮＵ２００−１−１は、時刻Ｔ００５以降、上りフレームをＯＬＴ１００に送信する（ステップＳ００５）。具体的には、第２のスリープ処理部２０４が第２のバッファ部２０２に送信指示をすることにより、第２のバッファ部２０２からＯＬＴ１００に上りフレームが送信される。

上りフレームを送信するタイミングについて、図６の例では、ＯＮＵ２００−１−１はウェイクアップ通知信号を送信してから所定時間後に上りフレームを送信しているが、ウェイクアップ通知信号と同時に上りフレームを送信してもよい。

なお、上りフレームはインタフェースカード１１０−１内の図１には図示しない上りフレーム用バッファに蓄積され、一定の処理が施されて上位ネットワークに送信される。

ＯＮＵ２００−１−１からウェイクアップ通知信号を受信したＯＬＴ１００は、下りフレームの読出停止処理を解除するためフレーム再開信号をＬ２ＳＷ４００に送信する（ステップＳ００６）。

具体的には、スリープ判定部１２０がウェイクアップ通知信号を受信し、ＯＮＵ２００−１−１がスリープ状態からウェイクアップ状態に移行したと判定し、その判定結果を判定結果信号としてフレーム制御信号送信部１２１に出力する。判定結果信号を受けたフレーム制御信号送信部１２１は、ポーズフレームにＯＮＵ２００−１−１の識別情報、及び中断時間「０」を埋め込み、フレーム再開信号としてＬ２ＳＷ４００の下りフレーム制御部４１０−１に送信する。

時刻Ｔ００６にフレーム再開信号を受信したＬ２ＳＷ４００は、ＯＮＵ２００−１−１宛て下りフレームの読出停止処理を解除し、読み出しを再開する。そして、読み出しが再開された時刻Ｔ０６以降に上位側装置５００から下りフレームが送信されると（時刻Ｔ００７）、Ｌ２ＳＷ４００はＯＬＴ１００を介してＯＮＵ２００−１−１に下りフレームを送信する（ステップＳ００７）。

なお、ＯＬＴ１００がフレーム再開信号をＬ２ＳＷ４００に送信するタイミングについては、ＯＮＵ２００−１−１からウェイクアップ通知信号を受信した段階で下りフレームが発生しているとは限らないので、ウェイクアップ通知信号を受信してすぐにフレーム再開信号を送信しなければならないというわけではない。図６の例で言えば、下りフレームがＬ２ＳＷ４００に送られてくる時刻Ｔ００７までにフレーム再開信号がＬ２ＳＷ４００に到達できていればいい。

しかし、ウェイクアップ通知信号を受信した段階ですでにＯＮＵ２００−１−１はウェイクアップ状態にあり、いつでも下りフレームを受信できる状態にあるので、ＯＬＴ１００は、ウェイクアップ通知信号を受信してすぐにフレーム再開信号をＬ２ＳＷ４００に送信して下りフレームの読み出し停止解除を行うことが好ましい。そのようにすることにより、ＯＮＵ２００−１−１はスリープ状態からウェイクアップ状態に移行してすぐに下りフレームを受信することができるので、トラフィック効率を向上させることが可能となる。

以上のように、本発明の実施の形態１によれば、特定のＯＮＵ２００がスリープ状態に移行した場合に、ＯＬＴ１００がそのＯＮＵ２００宛ての下りフレームの送信を停止させるフレーム停止信号をＬ２ＳＷ４００に送信し、Ｌ２ＳＷ４００は共有バッファ４０２に蓄積された下りフレームのうちスリープ状態にあるＯＮＵ２００宛ての下りフレームの送信を所定時間（中断時間）停止する。そうすることにより、ＯＮＵ２００のスリープ状態中に上位側装置５００より送信された下りフレームをＬ２ＳＷ４００の共有バッファ４０２内で蓄積することができるので、ＯＬＴ１００内のバッファ搭載量を削減し、局内装置の低消費電力化が可能となる。

なお、スリープ状態にあるＯＮＵ２００宛ての下りフレームをＬ２ＳＷ４００内の共有バッファ４０２に蓄積すると、Ｌ２ＳＷ４００内のバッファ搭載量は従来より必要となる。しかしながら、共有バッファ４０２はＯＬＴ１００内の複数のインタフェースカードを集線した構成となっており、統計多重効果によりバッファ使用効率を高めることができる。すなわち、ＯＬＴ１００とＬ２ＳＷ４００とを合わせた局内装置１０００として見ればバッファ搭載量を削減することができ、消費電力の低減が可能となる。また、結果としてＰＯＮシステム全体としての消費電力の低減が可能となる。

なお、図３では、フレーム制御信号のフレーム構成について、ポーズフレームのパディング領域の一部又は全部を使用してＯＮＵ識別情報を埋め込む構成としたが、図７に示すフレーム構成を用いてもよい。

図７は、既存のポーズフレームにＶＬＡＮタグ（ＴＡＧ）を追加したフレーム構成となっている。この場合のＯＮＵ識別情報はＶＬＡＮタグ内のＶＬＡＮ ＩＤであり、Ｌ２ＳＷ４００は、下りフレームの宛先ＯＮＵをＶＬＡＮ ＩＤで識別する。なお、ＴＡＧは４ｂｙｔｅで、２ｂｙｔｅのＴＰＩＤ（Ｔａｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、３ｂｉｔの優先度と、１ｂｉｔのＣＦＩ（Ｃａｎｏｎｉｃａｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、１２ｂｉｔのＶＬＡＮ ＩＤとから構成される。

また、図３又は図７に示すフレーム制御信号のフレーム構成の代わりに、図８に示すフレーム構成を用いてもよい。

図８は、ポーズフレームの送信元アドレス領域にスリープＯＮＵのＭＡＣアドレスを埋め込んだフレーム構成となっている。この場合のＯＮＵ識別情報はＭＡＣアドレスであり、Ｌ２ＳＷ４００は下りフレームの宛先ＯＮＵをＭＡＣアドレスで識別する。

なお、図４のＯＮＵスリープ処理（ステップＳ１）について、ＯＬＴ１００からＯＮＵ２００への指示（スリープ要求信号）ではなく、ＯＮＵ２００からのスリープ要求に基づいてスリープ動作を行ってもよい。その場合、ＯＮＵ２００からＯＬＴ１００にスリープ要求がなされ、ＯＬＴ１００がＯＮＵ２００に対しスリープ承認を行う。ＯＮＵ２００からスリープ要求を通知されると、ＯＬＴ１００のスリープ判定部１２０はＯＮＵ２００のスリープ移行を認識し、スリープ処理が終了する。

なお、図４において、上りフレーム又は下りフレームが発生しない場合においては、下りフレームの読み出し停止の解除を防止するため、ＯＬＴ１００はＬ２ＳＷ４００に対して、中断時間Ｔｐよりも短い時間間隔でフレーム停止信号を送り続けることを説明したが、このようにせず、中断時間Ｔｐに長時間設定して一度だけフレーム停止信号を送信するようにしてもよい。

なお、図５において、ＯＮＵ２００−１−１のスリープ中に下りフレームがＬ２ＳＷ４００に送られると、下りフレームの読出停止処理を解除して１フレームだけＯＬＴ１００に送信することを説明したが、これは一例であり、例えば第１のバッファ部１１４の蓄積容量増加を妨げない数フレームとしても構わない。また、上位側装置５００から送信された１フレームをＯＬＴ１００に送信せず、例えば共有バッファ監視部４０５等から第１のスリープ処理部１１９に直接下りフレームが送信されてきたことを通知してもよい。

１００ ＯＬＴ
１１０−１〜１１０−Ｎ インタフェースカード
１１１ ＰＯＮインタフェース
１１２ 上位側インタフェース
１１３ ＯＬＴ用フレーム分離部
１１４ 第１のバッファ部
１１５ ＯＬＴ用読出制御部
１１６ ＯＬＴ用フレーム読出部
１１７ 第１の光送受信部
１１８ 第１のバッファ監視部
１１９ 第１のスリープ処理部
１２０ スリープ判定部
１２１ フレーム制御信号送信部
１５０−１〜１５０−Ｎ 光カップラ
２００−１−１〜２００−１−Ｎ ＯＮＵ
２０１ 第２の光送受信部
２０２ 第２のバッファ部
２０３ 第２のバッファ監視部
２０４ 第２のスリープ処理部
３００−１−１〜３００−１−Ｎ 下位側装置
４００ Ｌ２ＳＷ
４０１ Ｌ２ＳＷ用フレーム分離部
４０２ 共有バッファ
４０３−１〜４０３−Ｎ Ｌ２ＳＷ用フレーム読出部
４０４ フレーム制御信号解析部
４０５ 共有バッファ監視部
４０６ Ｌ２ＳＷ用読出制御部
４１０−１〜４１０−Ｎ 下りフレーム制御部
５００ 上位側装置
１０００ 局内装置

Claims (9)

1. 上位側装置から複数の子局側装置宛てに送信される下りフレームを受信し、該下りフレームを蓄積する共有バッファを備えるレイヤ２スイッチと、
   該レイヤ２スイッチから前記下りフレームを受信し複数の子局側装置に前記下りフレームを送信する親局側装置とを有する局内装置であって、
   前記親局側装置は、
   前記複数の子局側装置のうち第１の子局側装置が、該第１の子局側装置内の一部装置への電源供給を停止したスリープ状態であるかを判定するスリープ判定部と、
   前記第１の子局側装置が前記スリープ状態である場合に、前記第１の子局側装置宛て下りフレームの送信を停止させるフレーム停止信号を前記レイヤ２スイッチに送信するフレーム制御信号送信部を備え、
   前記レイヤ２スイッチは、
   前記フレーム停止信号を受信した場合に、前記共有バッファに蓄積された前記下りフレームのうち前記第１の子局側装置宛ての下りフレームの送信を停止するよう制御する下りフレーム制御部を備えることを特徴とする局内装置。
2. 前記下りフレーム制御部は、前記共有バッファ内の前記下りフレームの蓄積を監視する共有バッファ監視部を備え、
   該共有バッファ監視部が前記第１の子局側装置宛ての下りフレームが前記共有バッファ内に蓄積されたことを検知すると、前記レイヤ２スイッチは前記親局側装置に前記下りフレームの蓄積があったことを通知し、
   該通知を受けた前記親局側装置は前記第１の子局側装置のスリープ状態を解除し、前記フレーム制御信号送信部は前記第１の子局側装置宛て下りフレームの送信を再開させるフレーム再開信号を前記下りフレーム制御部に送信し、
   前記下りフレーム制御部は、前記フレーム再開信号を受信した場合に、前記共有バッファに蓄積された前記下りフレームのうち前記第１の子局側装置宛ての下りフレームの送信を再開するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の局内装置。
3. 前記レイヤ２スイッチは、前記親局側装置に前記第１の子局側装置宛て下りフレームを１フレーム送信することにより前記下りフレームの蓄積があったことを通知することを特徴とする請求項２に記載の局内装置。
4. 前記フレーム制御信号送信部は、前記上位側装置宛ての上りフレームの蓄積により前記第１の子局側装置が前記スリープ状態から解除された場合に、前記第１の子局側装置宛て下りフレームの送信を再開させるフレーム再開信号を前記下りフレーム制御部に送信し、
   前記下りフレーム制御部は、前記フレーム再開信号を受信した場合に、前記共有バッファに蓄積された前記下りフレームのうち前記第１の子局側装置宛ての下りフレームの送信を再開するよう制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の局内装置。
5. 前記下りフレーム制御信号送信部は、前記上位側装置と前記子局側装置との間における前記下りフレームのフローを制御するポーズフレームに前記第一の子局側装置の識別情報を埋め込むことによって前記下りフレーム停止信号を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の局内装置。
6. 前記下りフレーム制御信号送信部は、前記ポーズフレームの中断時間領域に所定の値を設定することにより前記フレーム再開信号を生成することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の局内装置。
7. 上位側装置から複数の子局側装置宛てに送信される下りフレームを受信し、該下りフレームを蓄積する共有バッファを備えるレイヤ２スイッチと、該レイヤ２スイッチから前記下りフレームを受信する親局側装置と、該親局側装置から前記下りフレームを受信する複数の子局側装置とを有する通信システムであって、
   前記親局側装置は、
   前記複数の子局側装置のうち第１の子局側装置が、該第１の子局側装置内の一部装置への電源供給を停止したスリープ状態である場合に、前記第１の子局側装置宛て下りフレームの送信を停止させるフレーム停止信号を前記レイヤ２スイッチに送信し、
   前記レイヤ２スイッチは、
   前記フレーム停止信号を受信した場合に、前記共有バッファに蓄積された前記下りフレームのうち前記第１の子局側装置宛ての下りフレームの送信を停止することを特徴とする通信システム。
8. 上位側に接続されたレイヤ２スイッチからの下りフレームを受信し下位側に接続された複数の子局側装置に送信する親局側装置であって、
   前記複数の子局側装置のうち第１の子局側装置が、該第１の子局側装置内の一部装置への電源供給を停止したスリープ状態であるかを判定するスリープ判定部と、
   前記第１の子局側装置が前記スリープ状態である場合に、前記第１の子局側装置宛て下りフレームの送信を停止させるフレーム停止信号を生成し、送信するフレーム制御信号送信部とを備えることを特徴とする親局側装置。
9. 親局側装置の上位側と接続され、前記親局側装置の下位側に接続された複数の子局側装
   置宛ての下りフレームを蓄積する共有バッファを備えたレイヤ２スイッチであって、
   前記親局側装置により前記子局側装置内の一部装置への電源供給を停止したスリープ状態であると判定された前記子局側装置の識別情報が含まれたフレーム停止信号を受信し、
   前記親局側装置から送信された前記フレーム停止信号を解析して前記識別情報を抽出し、前記共有バッファに蓄積された前記下りフレームのうち前記識別情報に対応する前記子局側装置宛ての下りフレームの送信を停止するよう制御する下りフレーム制御部を備えることを特徴とするレイヤ２スイッチ。

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