JP5893576B2 - 局側装置および加入者側装置 - Google Patents

Description

本発明は、局側装置及び加入者側装置を光ファイバ伝送路を介して接続して、光信号により送受信する光通信システムにおける低消費電力化技術に関する。

光ネットワークは、１つの局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が、１つあるいは複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と、光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントあるいはポイントツーマルチポイントの通信を行うネットワークである。

光ネットワークの低消費電力化のために、起床すべきトラヒックが到着していない間ＯＮＵの主要機能を停止させるＯＮＵスリープ機能が議論されている。その中でも、サイクリックスリープやＤｏｚｅと呼ばれる手法は、ＩＴＵ−ＴのＧ．９８７．３やＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１などによって標準化が進められており、ＯＮＵの低消費電力化の有効な手法として期待されている。

関連する光通信システムの構成を図１６に示す。光通信システムは、ＯＬＴ９１、ＯＮＵ９２、光ファイバ伝送路９３及び光スプリッタ９４から構成される。ＯＬＴ９１は、ロジック部１６、送受信部１３及びＳＮＩ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）物理層部を有する上位側送受信部１７から構成される。ＯＮＵ９２は、ロジック部２５、送受信部２３及びＵＮＩ（Ｕｓｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）物理層部を有する送受信部２４から構成される。

サイクリックスリープでは、上りの起床すべきデータトラヒックがないことをロジック部２５のＵＮＩ監視によって確認し、下りの起床すべきデータトラヒックがないことをロジック部１６のＳＮＩ監視によって確認し、ロジック部２５及びロジック部１６がその旨のメッセージを交換する。ロジック部１６によってスリープ制御を行い、ロジック部２５によって状態切替を行い、ＯＮＵ９２は起床状態からスリープ状態に移行する。

サイクリックスリープでは、スリープ中にＯＮＵ９２に起床すべき上りトラヒックが入力されると、ＯＮＵ９２はスリープ状態を解除しデータ疎通を開始する。ＯＮＵ９２はスリープ中に起床すべき上りトラヒック入力がない場合でも、あらかじめ決められたスリープ継続時間の後にスリープ継続確認のために起動する。スリープ中にＯＮＵ９２あての起床すべき下りトラヒックがＯＬＴ９１へ入力されていた場合は、スリープ継続確認時にＯＬＴ９１は起床すべき下りトラヒックありのメッセージをＯＮＵ９２に送信し、ＯＮＵ９２はスリープ中止を判断し下りデータの受け取りを開始する。スリープ中にＯＮＵ９２あての起床すべき下りトラヒックがＯＬＴ９１へ入力されていない場合は、ＯＮＵ９２は再びスリープに入る。

上記のように、起床すべきトラヒックがない場合には、スリープへの移行とトラヒック確認の起動を周期的に繰り返すので、このスリープ方式をサイクリックスリープと呼ぶ。

Ｄｏｚｅでは、起床すべき上りのデータトラヒックがないことをロジック部２５のＵＮＩ監視によって確認し、ロジック部２５によって状態切替を行い、ＯＮＵ９２は起床状態からスリープ状態に移行する。

サイクリックスリープがＯＮＵ９２の上り送信機能および下り受信機能に関わる部位に対する給電を停止するのに対し、Ｄｏｚｅでは下り受信機能に関わる部位に対する給電は停止せず、上り送信機能に関わる部位に対する給電を停止する。このため、Ｄｏｚｅはサイクリックスリープに比べて下りのデータトラヒックへの遅延が小さく、また、原理的にはＯＬＴ９１とＯＮＵ９２の間のメッセージ交換を行わなくても実現可能である。

Ｄｏｚｅでは、スリープ中にＯＮＵ９２に起床すべき上りトラヒックが入力されると、ＯＮＵ９２はスリープ状態を解除しデータ疎通を開始する。また、一定時間ＯＮＵ９２からＯＬＴ９１に対する通信が全く行われないと、タイムアウトが発生しＯＮＵ−ＯＬＴ間のリンクが切断される恐れがあるため、リンク再確立時の遅延やフレームロスを避けるために、スリープ中に上りトラヒックが入力されなくても、ＯＮＵ９２はタイムアウト発生前にスリープ状態を解除し、起床状態に移行する。

また、ＯＮＵ９２の通信量が小さい時に、ＯＬＴ９１の一部機能を停止するＯＬＴ９１のスリープも検討されている（例えば、非特許文献３参照。）。

このようなスリープ制御を用いる際に、遅延がある程度許容されるトラヒックに対しては、複数フレームを一定量溜めてから送信することで、起床頻度と送信回数を減じ、更なる省電力化を図ることが可能である。また、送信回数が減ることで、プリアンブルなど送信毎に必要となるオーバーヘッドを削減できるため、帯域の利用効率向上も図ることが可能である。

久保亮吾、可児淳一、藤本幸洋、吉本直人、雲崎清美、省電力機能を搭載した１０ギガクラスＰＯＮシステムの性能解析、電子情報通信学会信学技報、ＣＳ２００９−２、ｐｐ．７−１２． ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ Ｇ−ｓｅｒｉｅｓ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ４５：ＧＰＯＮ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ、２００９年５月 Ｍａｓａｓｈｉ Ｔａｄｏｋｏｒｏ他，"Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｓｈａｒｅｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｆｏｒ Ｅｎｅｒｇｙ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ"，ＣＯＩＮ２０１２， ２０１２年５月

しかしながら、複数フレームを溜めて送信を行うと、フレーム間隔が狭くなる。これらのバースト的なフレーム群が、バースト耐性の低い装置に到着すると、フレームを処理し終わるよりも早くフレームが溜まり、溢れてしまうため、フレーム群の一部が破棄されてしまう。スリープによって複数フレームを溜めて送信を行う度に、バッファ溢れによってパケット破棄が起きると、通信品質が著しく低下してしまう。

また、コアネットワークでは、不正利用や異常などによるバーストなフレーム到着によって輻輳が起き、他のユーザのフレームが破棄されることを避けるために、ポリシング制御などによってバースト性の高いフレームを破棄する可能性がある。

映像や音声の通信は一般的に再送処理が行われない。このため、音声の通信を行った際にフレーム破棄が発生すると、音声に欠けが発生し、音声は聞き取りにくくなる。また、映像の通信を行った際にフレーム破棄が発生すると映像が乱れ、特に予測を使った画像符号化が行われていた場合、影響は破棄されたフレームが予測に関わる範囲全てに及ぶ。また、再送処理が含まれるＴＣＰを用いた通信を行う場合であっても、輻輳制御によって送信レートが著しく低下してしまう。

そこで、本発明は、通信機器のスリープを有効にすることで低消費電力を実現しながら、かつ、バースト耐性の低い装置におけるバッファ溢れや、ポリシング等の制御によるフレーム破棄を防ぐ技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、スリープによってフレーム間隔が狭められた複数のフレームを受け取った端末が、フレーム間隔を広げて送信することで、バッファ溢れを防ぎ、かつスリープ機能によって消費電力を減じる。

具体的には、本発明の局側装置は、
受動光ネットワークを介して加入者側装置に接続される局側装置であって、
前記加入者側装置は起床すべきトラヒックが流通していない時に送信機能を停止することで消費電力を低減する省電力機能を備え、
前記局側装置は、
前記加入者側装置から送信されたフレームを受信する受信部と、
前記受信部の受信したフレームを上位装置に送信する上位側送信部と、
前記加入者側装置のスリープ状態を判定するスリープ判断部と、
前記上位装置においてフレーム破棄が発生しないようなフレームの送信間隔を設定値として生成して保持する送信間隔テーブルと、
前記受信部の受信したフレームの送信元がスリープ状態から起床した加入者側装置である場合、前記上位側送信部から前記上位装置へ送信するフレームの送信間隔を、前記送信間隔テーブルの設定値に従って広げる送信間隔調整部と、
を備える。

本発明の局側装置では、
前記加入者側装置に対する保証割り当て帯域を保持する保証帯域テーブルをさらに備え、
前記送信間隔テーブルは、前記保証帯域テーブルから前記加入者側装置の保証割り当て帯域を読み出し、読み出した保証割り当て帯域に適合するような送信間隔の設定値を生成する。

本発明の局側装置では、
上位の制御装置から通知される通信流量制限量を取得する制御信号処理部をさらに備え、
前記送信間隔テーブルは、前記制御信号処理部の取得した通信流量制限量以下若しくは当該通信流量制限量を下回るような送信間隔の設定値を生成する。

本発明の局側装置では、
前記送信間隔テーブルは、前記スリープ判断部の判断結果を用いて前記加入者側装置がスリープしていない間に前記加入者側装置から受信したフレームの受信間隔を、前記送信間隔の設定値として生成する。

本発明の局側装置では、
前記送信間隔テーブルは、前記スリープ判断部の判断結果を用いて前記加入者側装置がスリープしていたスリープ時間を判定するとともに、前記スリープ判断部の判断結果を用いて前記加入者側装置がスリープから起床した際に前記加入者側装置から受信したフレーム数を計測し、前記スリープ時間から前記フレーム数を除した時間を、前記送信間隔の設定値として生成する。

本発明の局側装置では、
前記送信間隔テーブルは、予め定められた特定のフレームに対して送信間隔の設定値を生成する。

本発明の局側装置では、
受信したフレームから特定のフレームに記載されるフレームの送信間隔を読み出す送信間隔解析部をさらに備え、
前記送信間隔テーブルは、前記送信間隔解析部の読み出し送信間隔に従って、前記送信間隔の設定値を生成する。

本発明の局側装置では、
特定のフレームに記載されるタイムスタンプを解析するタイムスタンプ解析部を備え、
前記送信間隔テーブルは、前記タイムスタンプ解析部の取得したタイムスタンプの差を基に前記送信間隔の設定値を生成する。

具体的には、本発明の加入者側装置は、
受動光ネットワークを介して局側装置に接続される加入者側装置であって、
前記局側装置から送信されたフレームを受信する受信部と、
前記受信部の受信したフレームを下位装置に送信する下位側送信部と、
自装置がスリープしているか否かを判定するスリープ判断部と、
起床すべきトラヒックが流通していない時に前記受信部の受信機能を停止することで消費電力を低減する省電力機能と、
前記下位装置においてバッファ溢れを起こさないようなフレームの送信間隔を設定値として生成して保持する送信間隔テーブルと、
自装置がスリープ状態から起床した場合、前記下位側送信部から前記下位装置へ送信するフレームの送信間隔を、前記送信間隔テーブルの設定値に従って広げる送信間隔調整部と、
を備える。

本発明の加入者側装置では、
上りのフレーム受信間隔を観測するトラヒックモニタを備え、
前記送信間隔テーブルは、前記トラヒックモニタの観測した上りのフレーム受信間隔を、前記送信間隔の設定値として生成する。

本発明の加入者側装置では、
前記送信間隔テーブルは、前記スリープ判断部の判断結果を用いて前記加入者側装置がスリープしていたスリープ時間を判定するとともに、前記スリープ判断部の判断結果を用いて前記加入者側装置がスリープから起床した際に前記加入者側装置から受信したフレーム数を計測し、前記スリープ時間から前記フレーム数を除した時間を、前記送信間隔の設定値として生成する。

本発明の加入者側装置では、
前記送信間隔テーブルは、予め定められた特定のフレームに対して送信間隔の設定値を生成する。

本発明の加入者側装置では、
受信したフレームから特定のフレームに記載されるフレームの送信間隔を読み出す送信間隔解析部をさらに備え、
前記送信間隔テーブルは、前記送信間隔解析部の読み出し送信間隔に従って、前記送信間隔の設定値を生成する。

本発明の加入者側装置では、
特定のフレームに記載されるタイムスタンプを解析するタイムスタンプ解析部を備え、
前記送信間隔テーブルは、前記タイムスタンプ解析部の取得したタイムスタンプの差を基に前記送信間隔の設定値を生成する。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、スリープによってフレーム間隔が狭められた複数のフレームを受け取った端末がフレーム間隔を広げて送信するため、通信機器のスリープを有効にすることで低消費電力を実現しながら、かつ、バースト耐性の低い装置におけるバッファ溢れや、ポリシング等の制御によるフレーム破棄を防ぐことができる。

実施形態１に係る光通信システムの構成の一例を示す。 送信間隔調整部による間隔調整後のフレームの一例を示す。 実施形態２に係る通信システムの一例を示す。 実施形態３に係る通信システムの一例を示す。 実施形態４に係る通信システムの一例を示す。 実施形態５に係る通信システムの一例を示す。 実施形態６に係る通信システムの一例を示す。 実施形態７に係る光通信システムの構成の一例を示す。 送信間隔が記載された特定フレームの一例を示す。 実施形態８に係る光通信システムの構成の一例を示す。 タイムスタンプが記載された特定フレームの一例を示す。 実施形態９に係る通信システムの一例を示す。 実施形態１０に係る通信システムの一例を示す。 実施形態１１に係る通信システムの一例を示す。 実施形態１２に係る通信システムの一例を示す。 実施形態１３に係る通信システムの一例を示す。 送信間隔が記載された特定フレームの一例を示す。 実施形態１４に係る通信システムの一例を示す。 タイムスタンプが記載された特定フレームの一例を示す。 関連する光通信システムの構成の一例を示す。 関連する光通信システムの構成の一例を示す。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

関連する光通信システムの構成を図１７に示す。光通信システムは、ＯＬＴ９１、ＯＮＵ９２及び光ファイバ伝送路９３から構成される。図１７において、１つのＯＬＴ９１及び１つのＯＮＵ９２が、光ファイバ伝送路９３を介して、ポイントツーポイントで接続されているが、図１６のように、１つのＯＬＴ９１及び複数のＯＮＵ９２が、光ファイバ伝送路９３及び光スプリッタ９４を介して、ポイントツーマルチポイントで接続されてもよい。

ＯＬＴ９１は、バッファ１２、送受信部１３、受信部１３Ｒ、送信部１３Ｔ、上位側送受信部１７から構成される。上りトラヒックは、ＯＮＵ９２から、送受信部１３、受信部１３Ｒ、バッファ１２及び上位側送受信部１７を介して、上流側に伝送される。

ＯＮＵ９２は、トラヒックモニタ２５１、バッファ２２、送受信部２３、送信部２３Ｔ、受信部２３Ｒ、スリープ指示部２５２及びスリープメッセージ生成受取部２５３から構成される。下りトラヒックは、ＯＬＴ９１から、送受信部２３及び受信部２３Ｒを介して、下流側に伝送される。上りトラヒックは、下流側から、トラヒックモニタ２５１、バッファ２２、送信部２３Ｔ及び送受信部２３を介して、ＯＬＴ９１に伝送される。

トラヒックモニタ２５１は、上りトラヒックがあるかどうかを監視する。そして、起床すべき上りトラヒックがあることをスリープ指示部２５２に通知する。バッファ２２は、スリープ指示部２５２からの後述のスリープ開始指令を受けて、スリープ状態に移行する。そして、スリープ指示部２５２からの後述のスリープ解除指令を受けて、起床状態に移行する。

スリープ指示部２５２は、起床すべき上りトラヒックがあることをトラヒックモニタ２５１から通知される。そして、スリープ解除指令をバッファ２２、スリープメッセージ生成受取部２５３及びスリープ可能な各ブロックに出力する。スリープ指示部２５２は、スリープ開始の旨をスリープメッセージ生成受取部２５３から通知される。そして、スリープ開始指令をバッファ２２及びスリープ可能な各ブロックに出力する。

ＯＮＵ９２は、スリープ状態に移行してから上りトラヒックを受信することなくスリープ継続時間を経るたびに、リンクが切断されないようにスリープ状態から起床状態に移行して、フレームを送信する。

（実施形態１）
実施形態１で説明する発明の構成を図１に示す。本実施形態の局側装置は、図１７において説明したＯＬＴ９１の構成要素と、送信間隔調整部３１と、送信間隔テーブル３２を備える。送信間隔調整部３１は、送信間隔テーブル３２の設定に従って、上りフレームの送信間隔を調整する。

送信間隔テーブル３２に、ポリシングレートを超過しないように、上位装置９５で行われるポリシングのレートと同等もしくはそれ以下の値を手動で設定する。具体的には、上位装置９５で行われるポリシングレートをｐ［ｂｐｓ］とし、（０＜ａ≦１）を満たす係数ａを用いて送信間隔テーブル３２に送信レート（ｐ×ａ）［ｂｐｓ］を設定したとする。

送信間隔テーブル３２は、バッファ１２からポリシング対象となるフレームのフレームサイズを読み出し、上述の送信レートから送信間隔を算出する。具体的には、フレームサイズをｆ［ｂｉｔ］とすると、送信間隔はｆ／（ｐ×ａ）［ｓ］となる。例えば、ポリシングレートを１０００００［ｂｐｓ］、フレームサイズを１６００ｂｉｔ、送信レートを８００００［ｂｐｓ］とすると、送信間隔調整部３１は０．０２［ｓ］毎にフレームの送信を行う。これにより、図２に示すように、上位側送受信部１７からシェーピングされた送信パケットが送信される。

ＶｏＩＰサービスによって２０ｍｓ毎にＯＮＵ９２に１６００ｂｉｔの上りフレームが送信されている時に、ＯＮＵ９２は２００ｍｓスリープに入り、スリープから起床する度に、バッファ１２に溜まっている約１０フレームを１Ｇｂｐｓのリンクを介してＯＬＴ９１に送信していたとする。この時に、ＯＬＴ９１より上位の装置で、例えば許容バースト長を２０００ｂｉｔ、ポリシングレートを１０００００［ｂｐｓ］、超過したフレームを破棄する設定を行うと、約１０フレームは間隔が詰まった状態で到着するため、先頭のフレーム以外全て破棄されてしまう。

一方、上記の条件であっても、発明の構成によれば、送信間隔を調整することで、ポリシングレートを超過しないように送信することが可能になるため、全てのフレームを破棄させずに通過させることができる。このように、発明の構成を用いれば、上位装置９５でポリシングによる破棄が有効になっている環境においても、省電力機能を有効にしながら、上位装置９５におけるポリシング制御によるフレーム破棄を避けることができ、通信品質の悪化を抑制できる。

なお、複数のＯＮＵ９２において、ポリシング制御とポリシング対象のフレーム生成手順が同等であれば、いずれかのＯＮＵ９２から得られた送信間隔を、他のＯＮＵ９２の送信間隔として適用してもよい。

また、上位装置９５で特定のパケットのみに対してポリシングが行われる場合は、ポリシングが行われる条件を送信間隔テーブル３２に設定してもよい。例えば、最高優先度の付いたフレームのみに対してポリシングが行われる場合、送信間隔テーブル３２に最高優先度のみに対して送信間隔を広げる設定をする。送信間隔調整部３１は送信間隔テーブル３２に従って、最高優先度のみに対して送信間隔を調整する。

（実施形態２）
実施形態２で説明する発明の構成を図３に示す。本実施形態の局側装置は、実施形態１の構成要素と、保証帯域テーブル３３とから構成される。実施形態１に対する実施形態２の差分は、実施形態１では上位装置９５のポリシングレートとフレームサイズから送信間隔を手動で決定していたのに対し、実施形態２では、送信間隔テーブル３２が保証帯域とフレームサイズを用いて送信間隔を自動的に決定する点である。

ＯＮＵ９２に送信許可を与える際に用いられる保証帯域が保証帯域テーブル３３に設定されているとする。送信間隔テーブル３２は、保証帯域テーブル３３から保証帯域を読み出し、バッファ１２から読みだしたフレームサイズから送信間隔を算出する。具体的には、保証帯域をｙ［ｂｐｓ］とし、フレームサイズをｂ［ｂｉｔ］とすると、送信間隔はｂ／ｙ［ｓ］となる。ポリシングレートと保証帯域が同等もしくは、保証帯域の方が小さい場合、実施形態１と同様に送信間隔の調整によってフレーム破棄を防ぐことができる。

（実施形態３）
実施形態３で説明する発明の構成を図４に示す。本実施形態の局側装置は実施形態１の構成要素と、制御信号用インタフェース３４と、制御信号処理部３５から構成される。実施形態１に対する実施形態３の差分は、実施形態１では上位装置９５のポリシングレートとフレームサイズから送信間隔を手動で決定していたのに対し、実施形態３では、送信間隔テーブル３２が、制御信号用インタフェース３４を介して最大バースト長とポリシングレートを取得し、送信間隔を自動的に決定する点である。算出方法は実施形態１と同等である。

（実施形態４）
実施形態４で説明する発明の構成を図５に示す。本実施形態の局側装置は実施形態１の構成要素と、スリープ判断部３６から構成される。実施形態１に対する実施形態４の差分は、実施形態１では上位装置９５のポリシングレートとフレームサイズから送信間隔を手動で決定していたのに対し、実施形態４では、スリープ状態と受信間隔を基に、送信間隔テーブル３２が送信間隔を自動的に決定する点である。

実施形態４では、スリープ判断部３６は、ＯＮＵ９２のスリープ状態を送信間隔テーブル３２へ通知する。送信間隔テーブル３２は、ＯＮＵ９２のスリープ状態を確認し、スリープが有効になっていない間にバッファ１２を監視することで、ポリシング対象となるフレームの到着間隔を計測し、その到着間隔を上位装置９５への送信間隔として保持する。この送信間隔を送信間隔調整部３１に通知することで、ＯＮＵ９２がスリープから起床した時に複数のフレームの間隔が詰まって送信された際には、送信間隔調整部３１によってスリープ無効時の間隔に広げることができる。

（実施形態５）
実施形態５で説明する発明の構成を図７に示す。本実施形態の局側装置は実施形態１の構成要素と、スリープ判断部３６から構成される。実施形態１に対する実施形態５の差分は、実施形態１では上位装置９５のポリシングレートとフレームサイズから送信間隔を手動で決定していたのに対し、実施形態５では、ＯＮＵ９２がスリープから起床した際のフレームの受信量と、スリープしていた時間を基に、送信間隔テーブル３２が送信間隔を自動的に決定する点である。

実施形態５では、スリープ判断部３６は、ＯＮＵ９２がスリープから起床すると、ＯＮＵ９２がスリープしていた時間ｔ［ｓ］を通知する。送信間隔テーブル３２は、ＯＮＵ９２がスリープから起床した際に送信したポリシング対象のフレームの受信数ｎをバッファ１２から読み出す。送信間隔テーブル３２は、一定間隔でポリシング対象のフレームが送信されたことを想定し、送信間隔としてｔ／ｎを設定する。これにより、スリープによって狭められた間隔を再度広げることが可能となる。

（実施形態６）
実施形態６で説明する発明の構成を図６に示す。実施形態６では、送信間隔の調整をする際に条件を付加することで、特定のフレームに対してのみ送信間隔を調整する。具体的には、最高優先度のフレームのみに対して送信間隔を調整することを条件とする場合は、条件を送信間隔テーブル３２に保持しておき、送信間隔調整部３１が送信間隔と条件を読み出す。送信間隔調整部３１はＶＬＡＮタグやＩＰパケットに記載される優先度を参照し、最高優先度となっているフレームに対してのみ、送信間隔の調整を行う。

（実施形態７）
実施形態７で説明する発明の構成を図８（ａ）に示す。本実施形態の局側装置は実施形態１の構成要素と、送信間隔解析部３７から構成される。実施形態１に対する実施形態７の差分は、実施形態１では上位装置９５のポリシングレートとフレームサイズから送信間隔を手動で決定していたのに対し、実施形態７では、送信間隔解析部３７によってポリシング対象のフレームが送信される間隔が記載された特定フレームから、その間隔を読み取ることで、送信間隔テーブル３２が送信間隔を自動的に決定する点である。

例えば、特定フレームがＳＩＰ（ＳＤＰ）パケットの場合、図８（ｂ）に示すような送信間隔を示すｐｔｉｍｅというフィールドがフレーム内に記載されるため、この値を読み取ることで送信間隔を決定することができる。

（実施形態８）
実施形態８で説明する発明の構成を図９（ａ）に示す。本実施形態の局側装置は実施形態１の構成要素と、タイムスタンプ解析部３８から構成される。実施形態１に対する実施形態８の差分は、実施形態１では上位装置９５のポリシングレートとフレームサイズから送信間隔を手動で決定していたのに対し、実施形態８では、タイムスタンプ解析部３８によってポリシング対象のフレームのタイムスタンプが記載されたフレームから、そのタイムスタンプを読み取り、タイムスタンプの差を取ることで送信間隔を自動的に決定する点である。

実施形態８では、タイムスタンプ解析部３８は、ポリシング対象フレームの送信間隔が記載されるフレームの対照に必要な情報を保持する。具体的には、フレームの先頭からＣバイト目からＤバイト分がタイムスタンプ値であるといった情報が含まれる。例えば、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットの場合、図８（ｂ）に示すように、ＲＴＰヘッダ内にペイロードタイプ、シーケンス番号やタイムスタンプが記載される。ペイロードタイプがＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７１１ ＰＣＭＵを示す場合、タイムスタンプの値が１増えると１２５μｓの時間経過を表すので、ポリシング対象のフレームのフレーム間のタイムスタンプの差が１６０であれば、フレームが生成された際には２０ｍｓの間隔が空けられていたことがわかる。この場合、送信間隔テーブル３２は、この値を用いて送信間隔を２０ｍｓに設定する。これにより、本実施形態の局側装置９１は、パケット破棄を抑制することが可能となる。

（実施形態９）
図１０に、実施形態９に係る通信システムの一例を示す。本実施形態の加入者側装置は、図１７において説明したＯＮＵ９２の構成要素と、送信間隔調整部４１と、送信間隔テーブル４２を備える。実施形態１ではＯＬＴ９１が上りフレームに対して送信間隔調整を行っていたのに対し、本実施形態９はＯＮＵ９２が下りフレームに対して送信間隔調整を行う例である。本実施形態は実施形態１に対応している。

送信間隔テーブル４２に、ＶｏＩＰルータ９６のバッファからパケットが溢れないように、ＶｏＩＰルータ９６で行われる音声パケットの処理レートと同等もしくはそれ以下の値を設定する。具体的な設定方法は送信間隔テーブル３２と同様である。送信間隔調整部４１は、送信間隔テーブル４２の設定に従って、下りフレームの送信間隔を調整する。

スリープによってパケット間隔が狭まり、ＶｏＩＰルータ９６がデコード等の処理を行うレートよりも高いレートで音声パケット群がＶｏＩＰルータ９６に到着した際に、到着したパケット群のバースト長がＶｏＩＰルータ９６のバッファ容量より大きいと、パケットが破棄され、音声データが欠落するため通話品質が著しく低下する。発明の構成によれば、ＯＮＵ９２が下りフレームの送信間隔を調整するため、パケット破棄による品質低下を抑制することができる。

（実施形態１０）
図１１に、実施形態１０に係る通信システムの一例を示す。本実施形態のＯＮＵ９２は、実施形態９の構成要素と、トラヒックモニタ４３を備える。実施形態１０では、上りフレームの受信間隔をトラヒックモニタ４３によって監視し、送信間隔テーブル４２に記録する。送信間隔テーブル４２は、上りフレームの受信間隔を、下りフレームの送信間隔に設定する。

発明の構成によれば、双方向で通信が行われる場合は即座に適切な送信間隔の決定が可能であり、また、片方向通信であっても過去の上りトラヒックの履歴から下りの適切な送信間隔を決定することができる。

（実施形態１１）
図１２に、実施形態１１に係る通信システムの一例を示す。本実施形態のＯＮＵ９２は、実施形態９の構成要素と、スリープ判断部４４を備える。実施形態１１は実施形態５に対応する。すなわち、スリープ判断部４４は実施形態５のスリープ判断部３６と同様の機能を有し、送信間隔テーブル４２は実施形態５の送信間隔テーブル３２と同様の機能を有する。

（実施形態１２）
図１３に、実施形態１２に係る通信システムの一例を示す。本実施形態のＯＮＵ９２は、実施形態９の構成要素を用いる。実施形態１２は実施形態６に対応する。すなわち、本実施形態のＯＮＵ９２は、送信間隔の調整をする際に条件を付加することで、特定のフレームに対してのみ送信間隔を調整する。

（実施形態１３）
図１４（ａ）に、実施形態１３に係る通信システムの一例を示す。本実施形態のＯＮＵ９２は、実施形態９の構成要素と、送信間隔解析部４５を備える。実施形態１３は実施形態７に対応する。すなわち、送信間隔解析部４５は実施形態７の送信間隔解析部３７と同様の機能を有し、送信間隔テーブル４２は実施形態７の送信間隔テーブル３２と同様の機能を有する。

図１４（ｂ）に示すような送信間隔を示すｐｔｉｍｅというフィールドがフレーム内に記載されるため、この値を読み取ることで送信間隔を決定することができる。

（実施形態１４）
図１５（ａ）に、実施形態１４に係る通信システムの一例を示す。本実施形態のＯＮＵ９２は、実施形態９の構成要素と、タイムスタンプ解析部４６を備える。実施形態１４は実施形態８に対応する。すなわち、タイムスタンプ解析部４６は実施形態８のタイムスタンプ解析部３８と同様の機能を有し、送信間隔テーブル４２は実施形態８の送信間隔テーブル３２と同様の機能を有する。

図１５（ｂ）に示すようなタイムスタンプを含むフレームの記載を用いることで、送信間隔を決定することができる。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１２：バッファ
１３：送受信部
１３Ｒ：受信部
１３Ｔ：送信部
１６：ロジック部
１６１：トラヒックモニタ
１６２：スリープ判断部
１７：上位側送受信部（ＳＮＩ物理層部）
２２：バッファ
２３：送受信部
２３Ｔ：送信部
２３Ｒ：受信部
２４：ＵＮＩ物理層部
２５：ロジック部
２５１：トラヒックモニタ
２５２：スリープ指示部
２５３：スリープメッセージ生成受取部
３１：送信間隔調整部
３２：送信間隔テーブル
３３：保証帯域テーブル
３４：制御信号用インタフェース
３５：制御信号処理部
３６：スリープ判断部
３７：送信間隔解析部
３８：タイムスタンプ解析部
４１：送信間隔調整部
４２：送信間隔テーブル
４３：トラヒックモニタ
４４：スリープ判断部
４５：送信間隔解析部
４６：タイムスタンプ解析部
９１：ＯＬＴ
９２：ＯＮＵ
９３：光ファイバ伝送路
９４：光スプリッタ
９５：上位装置
９６：ＶｏＩＰルータ

Claims (14)

1. 受動光ネットワークを介して加入者側装置に接続される局側装置であって、
   前記加入者側装置は起床すべきトラヒックが流通していない時に送信機能を停止することで消費電力を低減する省電力機能を備え、
   前記局側装置は、
   前記加入者側装置から送信されたフレームを受信する受信部と、
   前記受信部の受信したフレームを上位装置に送信する上位側送信部と、
   前記加入者側装置のスリープ状態を判定するスリープ判断部と、
   前記上位装置においてフレーム破棄が発生しないようなフレームの送信間隔を設定値として生成して保持する送信間隔テーブルと、
   前記受信部の受信したフレームの送信元がスリープ状態から起床した加入者側装置である場合、前記上位側送信部から前記上位装置へ送信するフレームの送信間隔を、前記送信間隔テーブルの設定値に従って広げる送信間隔調整部と、
   を備える局側装置。
2. 前記加入者側装置に対する保証割り当て帯域を保持する保証帯域テーブルをさらに備え、
   前記送信間隔テーブルは、前記保証帯域テーブルから前記加入者側装置の保証割り当て帯域を読み出し、読み出した保証割り当て帯域に適合するような送信間隔の設定値を生成することを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
3. 上位の制御装置から通知される通信流量制限量を取得する制御信号処理部をさらに備え、
   前記送信間隔テーブルは、前記制御信号処理部の取得した通信流量制限量以下若しくは当該通信流量制限量を下回るような送信間隔の設定値を生成することを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
4. 前記送信間隔テーブルは、前記スリープ判断部の判断結果を用いて前記加入者側装置がスリープしていない間に前記加入者側装置から受信したフレームの受信間隔を、前記送信間隔の設定値として生成することを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
5. 前記送信間隔テーブルは、前記スリープ判断部の判断結果を用いて前記加入者側装置がスリープしていたスリープ時間を判定するとともに、前記スリープ判断部の判断結果を用いて前記加入者側装置がスリープから起床した際に前記加入者側装置から受信したフレーム数を計測し、前記スリープ時間から前記フレーム数を除した時間を、前記送信間隔の設定値として生成することを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
6. 前記送信間隔テーブルは、予め定められた特定のフレームに対して送信間隔の設定値を生成することを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
7. 受信したフレームから特定のフレームに記載されるフレームの送信間隔を読み出す送信間隔解析部をさらに備え、
   前記送信間隔テーブルは、前記送信間隔解析部の読み出し送信間隔に従って、前記送信間隔の設定値を生成することを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
8. 特定のフレームに記載されるタイムスタンプを解析するタイムスタンプ解析部を備え、
   前記送信間隔テーブルは、前記タイムスタンプ解析部の取得したタイムスタンプの差を基に前記送信間隔の設定値を生成することを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
9. 受動光ネットワークを介して局側装置に接続される加入者側装置であって、
   前記局側装置から送信されたフレームを受信する受信部と、
   前記受信部の受信したフレームを下位装置に送信する下位側送信部と、
   自装置がスリープしているか否かを判定するスリープ判断部と、
   起床すべきトラヒックが流通していない時に前記受信部の受信機能を停止することで消費電力を低減する省電力機能と、
   前記下位装置においてバッファ溢れを起こさないようなフレームの送信間隔を設定値として生成して保持する送信間隔テーブルと、
   自装置がスリープ状態から起床した場合、前記下位側送信部から前記下位装置へ送信するフレームの送信間隔を、前記送信間隔テーブルの設定値に従って広げる送信間隔調整部と、
   を備える加入者側装置。
10. 上りのフレーム受信間隔を観測するトラヒックモニタを備え、
    前記送信間隔テーブルは、前記トラヒックモニタの観測した上りのフレーム受信間隔を、前記送信間隔の設定値として生成することを特徴とする請求項９に記載の加入者側装置。
11. 前記送信間隔テーブルは、前記スリープ判断部の判断結果を用いて前記加入者側装置がスリープしていたスリープ時間を判定するとともに、前記スリープ判断部の判断結果を用いて前記加入者側装置がスリープから起床した際に前記加入者側装置から受信したフレーム数を計測し、前記スリープ時間から前記フレーム数を除した時間を、前記送信間隔の設定値として生成することを特徴とする請求項９に記載の加入者側装置。
12. 前記送信間隔テーブルは、予め定められた特定のフレームに対して送信間隔の設定値を生成することを特徴とする請求項９に記載の加入者側装置。
13. 受信したフレームから特定のフレームに記載されるフレームの送信間隔を読み出す送信間隔解析部をさらに備え、
    前記送信間隔テーブルは、前記送信間隔解析部の読み出し送信間隔に従って、前記送信間隔の設定値を生成することを特徴とする請求項９に記載の加入者側装置。
14. 特定のフレームに記載されるタイムスタンプを解析するタイムスタンプ解析部を備え、
    前記送信間隔テーブルは、前記タイムスタンプ解析部の取得したタイムスタンプの差を基に前記送信間隔の設定値を生成することを特徴とする請求項９に記載の加入者側装置。

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