JP6007735B2 - 通信装置及び電力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置及び電力制御方法に関し、例えば、通信装置の省電力化に適用することができる。

従来、伝送装置等の通信装置において、省電力化する方法として、通過するトラフィックが無いときに、回路の電源をＯＦＦにする方法（パワーゲーティング）や、クロックを停止する方法（クロックゲーティング）などが存在する。

しかしながら、完全に回路の電源やクロックをオフとしてしまうと、最低限必要なトラフィックの処理すらもできなくなくなり、通信装置の通信品質に大きな影響を与える恐れがある。そのため、通信装置の通信品質に大きな影響を与えることなく、柔軟に省電力制御を行うことを目的とした従来技術として、特許文献１、２の記載技術がある。

特許文献１に記載の通信装置では、消費電力調整機能付きのコンポーネント群の間の連携、ならびに、そのコンポーネント群の管理と制御を行うことにより、過剰に消費している電力を低減している。

特許文献２に記載の通信装置では、インタフェースごとに優先トラフィックを監視し、優先トラフィックに応じて当該インタフェースのデータ伝送速度を減速させることにより省電力化を実現している。

さらに、従来では、非特許文献１に示されるように、接続する伝送装置間で制御信号の送受を行い、トラフィックが非導通時の電源を停止する時間を長くする手段の標準化が進められている。

特開２０１１−２３９８０号公報 特開２０１１−１６６２６８号公報

黒田 康之 著、「光アクセスネットワークにおける低消費電力化技術」、「電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 ２０１１年_通信（２）」、電子情報通信学会、ＢＴ−３−６、２０１１年８月３０日

ところで、通信装置を利用するユーザのライフサイクルによっては、深夜帯や逆に日中にはまったく通信を行わない場合もある。また、通信キャリアの設備において、オフィスの多い地域をカバーする通信装置では、週末だけトラフィックが減少する特徴がある。このような増減するトラフィックの特徴を捉えて、通信装置において、電力消費を柔軟に増減させることができれば、通信装置における省電力化を実現できるが、省電力制御にともなって通信に影響を及ぼすようなことは避けなければならない。

しかしながら、従来の通信装置（特許文献１、２、非特許文献１等）では、上述のように、トラフィック量に応じたきめ細かい省電力制御を行った場合でも、通信に影響を与えないことを保障することはできない。

そのため、通信装置の通信への影響を低減しつつ、動作状態に応じた柔軟な省電力制御を行うことができる通信装置及び電力制御方法が望まれている。

第１の本発明は、冗長系を構成する複数の通信処理部を有する通信装置において、（１）それぞれの上記通信処理部は、消費電力の異なる複数の電力消費モードに対応しており、（２）現用系の上記通信処理部で処理される通信量を測定する通信量測定手段と、（３）上記通信量測定手段の測定結果に応じて、上記通信処理部を駆動させる電力消費モードの変更の要否を判定する電力消費モード変更判定手段と、（４）上記電力消費モード変更判定手段が電力消費モードを変更すると判定した場合に、予備系の上記通信処理部を、上記電力消費モード変更判定手段が判定した変更後の電力消費モードで駆動させ、さらに、上記予備系の通信処理部に、上記通信量測定手段が測定した通信量に相当する通信量の試験用信号を処理させ、さらに、上記予備系の通信処理部により試験用信号が正常に処理されたか否かを判定する試験処理を行う試験手段と、（５）上記試験手段による試験処理の結果が正常であった場合にのみ、上記予備系の通信処理部を、現用系に切替える切替手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明は、冗長系を構成する複数の通信処理部を有する通信装置の電力制御方法において、（１）それぞれの上記通信処理部は、消費電力の異なる複数の電力消費モードに対応しており、（２） 現用系の上記通信処理部で処理される通信量を測定する通信量測定工程と、（３）上記通信量測定工程の測定結果に応じて、上記通信処理部を駆動させる電力消費モードの変更の要否を判定する電力消費モード変更判定工程と、（４）上記電力消費モード変更判定工程で電力消費モードを変更すると判定した場合に、予備系の上記通信処理部を、上記電力消費モード変更判定工程で判定した変更後の電力消費モードで駆動させ、さらに、上記予備系の通信処理部に、上記通信量測定工程で測定した通信量に相当する通信量の試験用信号を処理させ、さらに、上記予備系の通信処理部により試験用信号が正常に処理されたか否かを判定する試験処理を行う試験工程と、（５）上記試験工程による試験処理の結果が正常であった場合にのみ、上記予備系の通信処理部を、現用系に切替える切替工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、通信への影響を低減しつつ、動作状態に応じた柔軟な省電力制御を行うことができる通信装置を提供することができる。

実施形態に係る通信装置の機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係るＩＦカードを構成する制御部の内部構成について示したブロック図である。 実施形態に係る通信装置（ＩＦカード）に設定されたトラフィックテーブルの構成例について示した説明図である。 実施形態に係る通信装置の動作について示したシーケンス図である。 実施形態に係る予備系のＩＦカードによる試験処理の動作について説明したフローチャートである。 実施形態に係る通信装置において、ＢＰ上の信号レベルを調整する構成について示した説明図である。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による通信装置及び電力制御方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、この実施形態の通信装置１の全体構成を示すブロック図である。

この実施形態では、例として、通信装置１は、ネットワークＮ１とネットワークＮ２との間の通信を中継するルータ等として機能する装置であるものとする。通信装置１は、例えば、通信キャリア接続する加入者宅内（例えば、オフィスや家庭等）のブロードバンドルータ等に適用することができる
図１に示すように、通信装置１は、ＢＰ（Back plane）１０に、スイッチ２０と２つのＩＦ（Interface）カード３０（３０−１、３０−２）が接続された構成となっているものとする。通信装置１では、２つのＩＦカード３０−１、３０−２により冗長構成となっているものとする。なお、以下では、通信装置１の初期状態として、ＩＦカード３０−１が現用系、ＩＦカード３０−２が予備系として動作しているものとして説明する。また、通信装置１は、外部電源から供給される電力を、通信装置１内で分配する主電源部４０を有している。

ＢＰ１０は、通信装置１内の各ユニット（スイッチ２０及び各ＩＦカード３０）間でデータ伝送（データスイッチング）を行うための伝送路として機能するものである。ＢＰ１０の詳細仕様については限定されないものであるが、種々の通信装置で利用される種々の内部バス（例えば、スイッチングファブリック）を適用することができる。

通信装置１は、基本構成としてＢＰ１０及びスイッチ２０を有しており、ＩＦカード３０は脱着可能な構成となっているものとする。なお、この実施形態では、説明を簡易にするため、各ＩＦカード３０に配置されるインタフェースの数は１つであるものとするが、複数備えるようにしてもよいことは当然である。また、通信装置１において配置されるＩＦカード３０の数については限定されないものである。さらに、この実施形態の通信装置１では、２つのＩＦカード３０により構成される１つの冗長系のみが配置されているが、３つ以上のＩＦカード３０を用いて１つの冗長系を構成するようにしてもよいし、複数の冗長系を配置するようにしてもよい。

次に、スイッチ２０の内部構成について説明する。

スイッチ２０は、制御部２１、ＷＡＮ終端部２２、主信号処理部２３、２つのＢＰ終端部２４（２４−１、２４−２）、及びスイッチ部２５を有している。

制御部２１は、スイッチ２０の各構成要素の制御等を行うものである。

ＢＰ終端部２４（２４−１、２４−２）は、スイッチ２０がＢＰ１０と授受する信号を終端するものである。ここでは、ＩＦカード３０−１、３０−２のそれぞれに対して、ＢＰ終端部２４−１、２４−２が配置されているものとする。

ＷＡＮ終端部２２は、ネットワークＮ１（ＷＡＮ）に接続する回線と授受する信号を終端するものである。ＷＡＮ終端部２２が終端する回線のインタフェース仕様については限定されないものであるが、例えば、各種イーサネット（登録商標）仕様のインタフェースや、各種ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）、ＶＤＳＬ（Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ-ｂｉｔ−ｒａｔｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）、Ｅ−ＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｒｈｅｒｎｅｔ−ＰＯＮ）等のインタフェースを適用することができる。ＷＡＮ終端部２２は、ネットワークＮ１から受信した信号から受信パケットのデータを抽出する。また、ＷＡＮ終端部２２は、供給された送信パケットを接続回線に対応する信号に変換して送出する処理を行う。

主信号処理部２３は、ＷＡＮ終端部２２又はＢＰ終端部２４が受信した主信号を処理するものである。

スイッチ部２５は、主信号処理部２３及び各ＢＰ終端部２４から送出された信号を宛先に転送するスイッチ処理を行うものである。

次に、ＩＦカード３０（３０−１、３０−２）の構成について説明する。ここでは、各ＩＦカード３０の構成は同様であるものとして説明する。

各ＩＦカード３０は、制御部３１、電源部３２、回線終端部３３、主信号終端部３４、及びＢＰ終端部３５を有している。

制御部３１は、当該ＩＦカード３０の各構成要素の制御等を行うものである。制御部３１は、消費電力（単位時間あたりの消費電力）の異なる複数の電力消費モードのいずれかを選択し、選択した電力消費モードで、当該ＩＦカード３０を駆動させる制御も行う。この実施形態では、それぞれのＩＦカード３０は、消費電力の異なる３つの電力消費モードに対応しているものとする。具体的には、ＩＦカード３０は、最も消費電力が高いＨｉｇｈ設定、Ｈｉｇｈ設定よりも低消費電力で動作するＭｉｄ設定、及びＭｉｄ設定よりもさらに低消費電力で動作するＬｏｗ設定の３つの電力消費モードに対応しているものとする。ＩＦカード３０では、通常はＨｉｇｈ設定の電力消費モードで動作し、制御部３１の制御に応じて、省電力の電力消費モード（Ｍｉｄ設定又はＬｏｗ設定）で動作するものとする。なお、ＩＦカード３０において、対応する電力消費モードの数は限定されないものである。

ＩＦカード３０において、電力消費モードごとに調整されるパラメータは限定されないものであるが、この実施形態では、駆動電圧（電源部３２から各構成要素へ供給される電力の電圧）を用いて各電力消費モードの消費電力が調整されるものとする。

そして、制御部３１は、図２に示すように、プロセッサ３１ａ及びトラフィックテーブル３１ｂを有している。プロセッサ３１ａは、制御部３１が行う情報処理を実行するものである。そして、トラフィックテーブル３１ｂは、プロセッサ３１ａが参照するテーブルであり、電力消費モードごとのパラメータが記録されている。トラフィックテーブル３１ｂの詳細については後述する。

ＢＰ終端部３５は、ＩＦカード３０がＢＰ１０と授受する信号を終端するものである。

回線終端部３３は、ネットワークＮ２に接続する回線（例えば、ネットワークＮ２を構成するレイヤ２スイッチ）と授受する信号を終端するものである。回線終端部３３が終端する回線のインタフェース仕様については限定されないものであるが、例えば、各種イーサネット（登録商標）仕様のインタフェースを適用することができる。回線終端部３３は、ネットワークＮ２から受信した信号から受信パケットのデータを抽出する。また、回線終端部３３は、供給された送信パケットを接続回線に対応する信号に変換して送出する処理を行う。

電源部３２は、主電源部４０から分配される電力を、さらに、当該ＩＦカード３０内の各構成要素（回路）に分配して、当該ＩＦカード３０を駆動させる。電源部３２は、制御部３１の制御に応じた駆動電圧で、当該ＩＦカード３０を駆動させる。

次に、ＩＦカード３０の冗長構成について説明する。

通信装置１では、２つのＩＦカード３０−１、３０−２が、ネットワークＮ２に接続されている。この２つのＩＦカード３０−１、３０−２は、冗長系を構成（ホットスタンバイ構成）しており、いずれか一方が現用系として動作し、他方が予備系として動作しているものとする。通信装置１では、現用系のＩＦカード３０に異常が発生した場合、他方のＩＦカード３０に切替えてネットワークＮ２に接続する構成となっている。通信装置１で、ＩＦカード３０の切替が発生した場合に適用する切替プロトコルは限定されないものであるが、例えば、ＶＲＲＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のプロトコルを適用することができる。

次に、各ユニット（スイッチ２０及び各ＩＦカード３０）間で連携する構成について説明する。

通信装置１では、各ユニットの制御部（スイッチ２０の制御部２１、及び、各ＩＦカード３０の制御部３１）の間で相互に制御信号を授受して連携することが可能であるものとする。各制御部間の通信については、専用の信号線を設けるようにしてもよいが、この実施形態では、信号線の本数増大に伴うコスト増を考慮して、各制御部間の制御信号についても、主信号と同じ伝送路（ＢＰ１０）を共用するものとする。

具体的には、通信装置１では、ＢＰ１０に、主信号以外の信号（例えば、上述の制御信号）も伝送することができる手段（インチャネル通信手段）が実現されているものとする。例えば、通信装置１では、ＢＰ１０上のパケットに、主信号のパケットと主信号以外のパケットについて区別可能な識別子（以下、「制御ＩＤ」と呼ぶ）及び宛先識別子（宛先ユニットのＢＰ終端部に係る識別子）が付与されているものとする。すなわち通信装置１では、それぞれのユニットのＢＰ終端部に宛先識別子が付与されており、各ユニットの制御部は、ＢＰ終端部単位で、パケット（信号）の送受信が可能となっているものとする。例えば、各ユニットのＢＰ終端部では、主信号以外の範囲の制御ＩＤが設定されたパケットについては、抽出（ドロップ）して、当該ユニットの制御部に通知するようなハードウェア構成とするようにしてもよい。なお、通信装置１では、ＢＰ１０に接続する各ユニットが、ハードウェア的に他のユニットの宛先識別子を認識可能な構成とすることが望ましい。これにより、ＢＰ１０に接続する各ユニットは、短時間で電源の設定変更等の制御が可能となる。

次に、各ＩＦカード３０の電力制御について説明する。

通信装置１では、現用系のＩＦカード３０で処理されるトラフィック量が測定されており、その測定トラフィック量に応じた電力消費モードで、予備系のＩＦカード３０を駆動させ、予備系のＩＦカード３０を現用系に切替える処理が行われる。

制御部３１では、プロセッサ３１ａによりトラフィックテーブル３１ｂが参照され、測定トラフィックに応じた電力消費モードの変更を行うか否かが判定される。

図３は、トラフィックテーブル３１ｂの構成例について示した説明図である。

図３に示すように、トラフィックテーブル３１ｂでは、電力消費モード（Ｈｉｇｈ設定、Ｍｉｄ設定、Ｌｏｗ設定）ごとに対応するトラフィック量、及び駆動電圧が定義されている。具体的には、トラフィックテーブル３１ｂでは、Ｌｏｗ設定（トラフィック量：なし、駆動電圧：１．０[Ｖ]）、Ｍｉｄ設定（トラフィック量：１００００[ｐｐｓ]、駆動電圧：１．２[Ｖ]）、及びＨｉｇｈ設定（トラフィック量：１０００００[ｐｐｓ]、駆動電圧：１．４[Ｖ]）の３段階の定義がなされているものとする。図３において、トラフィック量の単位を示す単位はｐｐｓ（Ｐａｃｋｅｔ／ｓｅｃ）で示している。

例えば、制御部３１では、電力消費モードがＨｉｇｈ設定（１．４[Ｖ]）の状態で、測定トラフィック量が１０００００ｐｐｓ未満となった場合に、電力消費モードをＭｉｄ設定（１．２[Ｖ]）に変更すると判定するものとする。また、制御部３１では、電力消費モードがＭｉｄ設定の状態で、測定トラフィック量が１００００ｐｐｓ未満となった場合に、電力消費モードをＬｏｗ設定（１．０[Ｖ]）に変更すると判定するものとする。さらに、制御部３１では、電力消費モードがＬｏｗ設定の状態で、測定トラフィック量が１００００ｐｐｓ以上となった場合に、電力消費モードをＭｉｄ設定（１．２[Ｖ]）に変更すると判定するものとする。さらにまた、制御部３１は、電力消費モードがＭｉｄ設定の状態で、測定トラフィック量が１０００００ｐｐｓ以上となった場合に、電力消費モードをＨｉｇｈ設定（１．４[Ｖ]）に変更すると判定するものとする。なお、この実施形態では、各電力消費モードの遷移に係る閾値（トラフィック量）は、ヒステリシス特性を持たせるようにしてもよい。

トラフィックテーブル３１ｂには実験等により検証された値が設定される必要がある。しかし、ハードウェアの個体差や動作環境（動作温度や処理トラフィック量等）を考慮した場合、現用系のＩＦカード３０の駆動電圧を低下させる制御を行うと、当該ＩＦカード３０の通信に影響を与えるおそれがある。また、現用系のＩＦカード３０の駆動電圧を変更すること自体が、当該ＩＦカード３０の通信に影響を与えるおそれがある。一方、トラフィックテーブル３１ｂの駆動電圧に、マージンを大きく取った安全値を設定してしまうと、省電力の効果が低くなってしまうことになる。

そこで、この実施形態の通信装置１では、予備系のＩＦカード３０を用いて、変更後の駆動電圧でも動作に影響がないことを検証してから、予備系のＩＦカード３０を現用系に切替える処理を行うものとする。通信装置１において、予備系のＩＦカード３０の動作を検証する際には、現用系のＩＦカード３０で測定されたトラフィック量と同じ量のトラフィック量を、予備系のＩＦカード３０に処理させる。その場合、通信装置１では、予備系のＩＦカード３０に、現用系のＩＦカード３０で測定されたトラフィック量と同じ量の試験用トラフィック（疑似トラフィック）を処理させるものとする。そして、通信装置１では、予備系のＩＦカード３０に試験用トラフィックを導通させた状態で、エラー等なく正常に動作しているかどうかを検証する試験処理を行うものとする。

通信装置１において、試験用トラフィックを用いた試験処理（導通試験処理）の方法（「試験用トラフィックの発生方法」、及び、「試験用トラフィックの導通確認方法」）については限定されないものであるが、以下のような方法であるものとする。

以下では、例として、図１に示すように、現用系のＩＦカード３０−１の回線終端部３３をトラフィック計測点として測定した測定トラフィック量と、同じトラフィック量の試験用トラフィックを、予備系のＩＦカード３０−２で発生させる場合について説明する。

この場合、ＩＦカード３０−２では、制御部３１により試験用データを送信するための試験用パケットを生成して、測定トラフィック量と同量分回線終端部３３（図１に示す試験用トラフィック挿入点）から、スイッチ２０（ＢＰ終端部２４−２：図１に示す試験用トラフィック抽出点）に向けて送出する処理が行われるものとする。

試験用データの内容については限定されないものであるが、例えば、予め設定されたパターン及び大きさのデータを適用するようにしてもよい。

そして、制御部３１は、その試験用データについて、回線終端部３３で処理可能な形式のパケット（信号）に変換してから回線終端部３３に供給する必要がある。この実施形態では、例として、制御部３１は、試験データに対してＣＲＣ演算等による誤り訂正符号を付加したパケットに変換するものとする。

なお、制御部３１は、試験用パケットを生成する際に、試験用データに主信号と区別可能な制御ＩＤをヘッダとして付加するものとする。これにより、スイッチ部２５のＢＰ終端部２４−２（図１に示す試験用トラフィック抽出点）では、上述の制御ＩＤに基づいて、ハードウェア処理により試験用パケットを識別して抽出（ドロップ）することができる。

そして、スイッチ２０の制御部２１では、ＢＰ終端部２４−２による試験用パケットの抽出状況を監視し、試験用パケットが正常に受信されるか否かを確認（試験処理）することができる。例えば、ＩＦカード３０−２の駆動電圧が低いことにより、セットアップ／ホールド時間が仕様を満足できない場合など、ＢＰ終端部２４−２のＣＲＣ演算（復号処理）にてビットエラーを検出することができる。そして、スイッチ２０の制御部２１は、ＢＰ終端部２４−２でエラーが検出される度に、その旨を送信元（予備系のＩＦカード３０−２）に通知するものとする。

そして、予備系のＩＦカード３０では、上述の試験用トラフィックを用いた試験処理がＮＧだった場合には、駆動電圧の最適化処理（補正処理）が行われるものとする。

例えば、予備系のＩＦカード３０では、変更後の電力消費モードついて設定されている駆動電圧（トラフィックテーブル３１ｂに設定されている駆動電圧）を初期値として、試験用トラフィックを用いた試験処理を行った結果、ＮＧだった場合には、試験結果がＯＫとなるまで、所定のステップ幅ずつ駆動電圧を増加させて試験処理を繰り返し行うものとする。これにより、予備系のＩＦカード３０では、当該電力消費モードに対する最適な駆動電圧の探索を行うものとする。なお、この実施形態では、予備系のＩＦカード３０において、連続して試験処理を行う回数について上限値（ｎ）を設けるものとする。

例えば、予備系のＩＦカード３０（制御部３１）において、連続してｎ回試験処理に失敗した場合には、現用系のＩＦカード３０（制御部３１）に、最終的な試験処理の結果がＮＧだった旨を通知するものとする。そして、現用系のＩＦカード３０（制御部３１）は、予備系のＩＦカード３０（制御部３１）から、試験処理が失敗した旨の通知を受けた場合には、現在の電力消費モードでの動作を継続するものとする。この場合、現用系のＩＦカード３０（制御部３１）は、例えば、予め設定された一定時間、予備系のＩＦカード３０（制御部３１）は、電力消費モードの変更に係る判定を停止するようにしてもよい。

予備系のＩＦカード３０で、試験処理を連続して行う場合に、駆動電圧を増加させるステップ幅については限定されないものであるが、この実施形態では、例として、初期値（トラフィックテーブル３１ｂの設定値）の５％を適用するものとする。

例えば、予備系のＩＦカード３０では、１回目の試験処理では駆動電圧をトラフィックテーブル３１ｂの値とする。そして、予備系のＩＦカード３０において、２回目の試験処理では駆動電圧を、初期値（１回目の試験処理の駆動電圧）プラス５％の値（初期値×１．０５）とすることになる。そして、予備系のＩＦカード３０において、３回目の試験処理では、駆動電圧を初期値プラス１０％の値（初期値×１．１０）とすることになる。

以上のように、予備系のＩＦカード３０で、試験用トラフィックを用いた試験処理が成功した場合、予備系のＩＦカード３０は、試験処理に成功した駆動電圧での動作を継続しつつ、現用系のＩＦカード３０に、試験処理に成功した旨を通知する。そして、その後、予備系のＩＦカード３０についてすべての正常性確認（例えば、通信装置１内の自己診断機能等による正常性確認）がとれた後、現用系のＩＦカード３０と、予備系のＩＦカード３０との間で連携し、冗長系の切替処理が行われる。これにより、予備系だったＩＦカード３０が現用系に切り替わり、現用系だったＩＦカード３０が予備系に切り替わることになる。

次に、図６を用いて、通信装置１内（ＢＰ１０内）の信号レベルの調整について説明する。なお、図６では、説明を簡易にするため、ＢＰ１０に係る信号レベルの調整に関する構成以外については図示を省略している。

図６に示すように、通信装置１において、各ＢＰ終端部は、ＢＰ１０と信号を授受するためのトランシーバ（以下、「ＴＲ」と呼ぶ）を備えている。具体的には、スイッチ２０側のＢＰ終端部２４−１、２４−２は、それぞれＴＲ２４ａを有している。また、ＩＦカード３０−１、３０−２側のＢＰ終端部３５は、それぞれＴＲ３５ａを有している。

上述の通り、各ＩＦカード３０は、電力消費モードに応じた電圧で駆動することになる。すなわち、各ＩＦカード３０のＴＲ３５ａは当該ＩＦカード３０の電力消費モードに応じた駆動電圧で駆動することになる。したがって、各ＩＦカード３０のＴＲ３５ａは、駆動電圧に応じたレベルの信号をＢＰ１０に供給することになる。

これにより、スイッチ２０側のＢＰ終端部２４−１、２４−２では、ＩＦカード３０ごとに、異なるレベルの信号が供給されることになる。そのため、この実施形態のＢＰ終端部２４−１、２４−２には、ＴＲ２４ａで受信する信号レベルが一律となるように、変換（調整）するレベル変換部２４ｂが配置されるものとする。

レベル変換部２４ｂは、制御部２１の制御に応じて、対応するＴＲ２４ａで受信する信号レベルの変換を行うものとする。スイッチ２０の制御部２１は、各ＩＦカード３０の制御部３１と通信して、各ＩＦカード３０の電力消費モードを認識して、対応するＢＰ終端部２４（レベル変換部２４ｂ）に変換内容（調整内容）を指示する。

例えば、図６に示すように、ＩＦカード３０−１がＨｉｇｈ設定（通常設定）の電力消費モードで動作している場合には、ＩＦカード３０−１からの信号にレベル変換は必要ないので、制御部２１は、ＢＰ終端部２４−１のレベル変換部２４ｂに対して、レベル変換の処理を停止状態（インアクティブ状態）とする制御を行う。また、図６に示すように、ＩＦカード３０−２がＭｉｄ設定（省電力設定）の電力消費モードで動作している場合には、ＩＦカード３０−２からの信号にレベル変換を行う必要があるので、制御部２１は、ＢＰ終端部２４−２のレベル変換部２４ｂに対して、Ｍｉｄ設定に対応するレベル変換の処理を実行する状態（アクティブ状態）に制御する。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の通信装置１の動作（実施形態の電力制御方法）を説明する。

まず、図４のシーケンス図を用いて、通信装置１全体の動作について説明する。

図４のシーケンス図では、初期状態として、ＩＦカード３０−１が現用系として動作し、ＩＦカード３０−２が予備系として動作しているものとして説明する。そして、図４のシーケンス図では、初期状態で、ＩＦカード３０−１がＨｉｇｈ設定で動作を開始したものとして説明する。

ここでは、まず、現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）により、トラフィック測定、及び、電力消費モードの変更要否の判定処理が開始されたものとする（Ｓ１０１）。

この時点で、現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）は、Ｈｉｇｈ設定の状態であるため、測定トラフィック量が、１０００００ｐｐｓ未満となった場合に、電力消費モードをＭｉｄ設定（１．２[Ｖ]）に変更すると判定することになる。そしてここでは、現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）は、測定トラフィック量が、１０００００ｐｐｓ未満となった状態が一定時間以上継続した場合に、電力消費モードをＭｉｄ設定（１．２[Ｖ]）に変更すると判定するものとする。これは、電力消費モード変更の頻発（フラッピング）の発生を防止するための処理である。

現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）で、トラフィック測定を行う方法は限定されないものであるが、例えば、トラフィック測定点である回線終端部３３を監視して、ネットワークＮ２から入力されるパケット数を測定するようにしてもよい。また、当該通信装置１がＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に対応する通信装置である場合には、トラフィック測定に対応するＭＩＢ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ）値を参照することによりトラフィック測定を行うようにしてもよい。

そして、その後、現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）において、測定トラフィック量が、１０００００ｐｐｓ未満となった状態が一定時間以上継続し、電力消費モードをＭｉｄ設定（１．２[Ｖ]）に変更すると判定されたものとする（Ｓ１０２）。

そして、現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）は、試験用トラフィックを用いた試験処理を、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）に指示する（Ｓ１０３）。このとき、現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）は、トラフィックテーブル３１ｂの値（Ｍｉｄ設定：１．２Ｖ）と、直近の測定トラフィック量Ａを通知する。ここでは、測定トラフィック量Ａは１秒当たりのパケット数「ｐｐｓ」で示される値であるものとする。

そして、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、スイッチ２０（制御部２１）と協働して試験処理を実行する（Ｓ１０４）。なお、ステップＳ１０４において、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、駆動電圧を初期値（Ｍｉｄ設定：１．２Ｖ）とした状態で試験処理を行った結果ＮＧであった場合には、駆動電圧の最適化（補正）を行う処理も行う。また、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）とスイッチ２０（制御部２１）とが行う試験処理の詳細については、後述する。

そしてここでは、ステップＳ１０４の試験処理はＯＫであり、その旨が、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）から現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）に通知されたものとする（Ｓ１０５）。

そして、試験処理がＯＫであった場合、現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）と予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）により、系切替が実行されることになる（Ｓ１０６）。これにより、ＩＦカード３０−１が予備系として動作し、ＩＦカード３０−２が現用系として動作することになる。このとき、通信装置１では、予備系のＩＦカード３０−２に実トラフィックを入力し、同期確立やリンクアップなど正常性を確認後、系切替を実行することが望ましい。

そして、系切替後は、現用系のＩＦカード３０−２（制御部３１）により、トラフィック測定、及び、電力消費モードの変更要否の判定処理が開始されることになる（Ｓ１０７）。

そして、その後、現用系のＩＦカード３０−２（制御部３１）の判定により、必要に応じて、Ｍｉｄ設定からＬｏｗ設定又はＨｉｇｈ設定に変更すると判定されることになる。

なお、上述のステップＳ１０５で、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）から通知された試験処理結果がＮＧだった場合、現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）は、例えば、一定時間経過後に、上述のステップＳ１０１の処理から実行するようにしてもよい。

次に、図５のフローチャートを用いて、上述のステップＳ１０４において、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）が行う試験処理（駆動電圧の最適化処理を含む）について説明する。なお、図５のフローチャートにおいてＶ１は、試験処理を行う駆動電圧を保持する変数である。また、図５のフローチャートにおいてカウンタＣは、試験処理を行った回数をカウントするものである。

現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）から、試験処理の指示（試験処理の駆動電圧の初期値、及び測定トラフィック量Ａの情報を含む）が通知されると、まず、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、Ｖ１及びカウンタＣの初期化を行う（Ｓ２０１）。

予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、Ｃを０に初期化し、Ｖ１を現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）から通知された電力消費モード（Ｍｉｄ設定）の初期値に設定する。

そして、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、電源部３２を制御して、Ｖ１の電圧で駆動するように制御し、さらに、スイッチ２０にＭｉｄ設定で駆動を開始する旨を通知する（Ｓ２０２）。これにより、スイッチ２０では、ＢＰ終端部２４−２のレベル変換部２４ｂに対するレベル変換（レベル補正）開始の制御が行われることになる。

そして、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、回線終端部３３から、スイッチ２０のＢＰ終端部２４−２へ向けて、試験用トラフィックを送出させる。このとき、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、試験用トラフィックにおける１秒当たりのパケット数がＡとなるように、試験用トラフィックのフローを制御する。また、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）が試験用トラフィックの送出を開始してから終了するまでの期間については限定されないものであるが、例えば、予め設定された一定時間としてもよい。さらに、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、試験用トラフィックの送信開始後に、スイッチ２０（制御部２１）からのエラー通知の蓄積（又はカウント）を行う。

そして、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、試験用トラフィックの送信処理後に、今回の試験処理の成否（ＯＫ又はＮＧ）を判定する（Ｓ２０４）。例えば、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、送信したパケット数に対するエラー通知数の比率が一定以下の場合、今回の試験処理をＯＫと判定するようにしてもよい。また例えば、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、エラー通知数が一定数以下の場合、今回の試験処理をＯＫと判定するようにしてもよい。

そして、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、今回の試験処理結果がＯＫの場合後述するステップＳ２０５から動作し、今回の試験処理結果がＮＧの場合後述するステップＳ２０６から動作する。

上述のステップＳ２０４で、今回の試験処理結果がＯＫの場合、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、最終的な試験処理の結果もＯＫである旨を、現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）に通知して（Ｓ２０５）、処理を終了する。

一方、上述のステップＳ２０４で、今回の試験処理結果がＮＧの場合、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、駆動電圧の最適化処理（補正処理）を開始又は継続することになる。

予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、今回の試験処理結果がＮＧの場合、Ｖ１を更新（初期値の５％を加算）し（Ｓ２０６）、さらにカウンタＣをインクリメント（１加算）する（Ｓ２０７）。

そして、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、カウンタＣの値がｎに達しているか否かを判定する（Ｓ２０８）。

カウンタＣの値がｎに達していない場合（Ｃがｎ未満の場合）には、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、上述のステップＳ２０２の処理に戻って、駆動電圧の最適化処理を継続する。

一方、カウンタＣの値がｎに達している場合（ｃ＝ｎの場合）には、ｎ回試験処理がＮＧだったことを示しているため、予備系のＩＦカード３０−２（制御部３１）は、駆動電圧の最適化処理を中止し、最終的な試験処理の結果もＮＧである旨を、現用系のＩＦカード３０−１（制御部３１）に通知して（Ｓ２０９）、処理を終了する。

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

（Ａ−３−１）上記の実施形態の通信装置１では、ＩＦカード３０の電力消費モードを変更する際に、予備系のＩＦカード３０で試験用トラフィックを用いた試験処理を行って、試験ＯＫとなった後に、予備系のＩＦカード３０を現用系に切替える構成となっている。これにより、通信装置１では、電力消費モードを変更する際の主信号導通への影響を低減している。

（Ａ−３−２）また、通信装置１では、主信号と同じ伝送路に制御信号を通す構成（インチャネル通信手段）で、各ユニット（スイッチ２０、及び各ＩＦカード３０）の制御部間での連携を実現している。

例えば、通信装置１内で各ユニット間の制御の調停を行うＣＰＵ（制御部）を設けて、各ユニット間の連携を実現する方法も考えられるが、ソフトウェアを介するために処理時間が増大する恐れがある。特に通信装置１内で、連携するユニット数（例えばＩＦカード３０の配置数）が増えた場合に、上述のＣＰＵへの処理負荷が大きくなり、処理遅延が発生するおそれがある。しかし、この実施形態では、各ユニットの制御部間で、直接制御信号を授受して連携させているため、上述のような処理遅延が発生するおそれは少ない。

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｂ−１）上記の実施形態のＩＦカードでは、各電力消費モードの消費電力を、駆動電圧で調整する構成となっていたが、その他のパラメータを用いて消費電力を調整するようにしてもよい。例えば、ＩＦカードにおいて、動作クロックの周波数や、データ処理するバス幅を調整することにより消費電力を調整するようにしてもよい。

ＩＦカードにおいて動作クロックを低下させる場合、より低消費電力での駆動を実現することができる。この場合、ＩＦカードにおいて、例えば、回線終端部、及びＢＰ終端部で、伝送路クロックで受信信号に係るデータをメモリに書き込んだ後、メモリからの読み出し側のクロック周波数を低下させて、それ以降の信号処理部（主信号終端部）の消費電力を低減するようにしてもよい。

（Ｂ−２）上記の実施形態の通信装置では、電力消費モードを変更する際に、試験用トラフィックを用いた試験処理を行うことについて説明したが、より高い消費電力の電力消費モードに変更する場合（例えば、Ｍｉｄ設定からＨｉｇｈ設定に変更する場合）には、試験処理の工程を省略するようにしてもよい。さらに、上記の実施形態の通信装置は、より高い消費電力の電力消費モードに変更する場合には、系切替を実行せずに、現用系のＩＦカードの駆動電圧を上げる処理だけを行うようにしてもよい。これにより、急にトラフィックが増加した場合でも、各ユニット（スイッチ及び各ＩＦカード）のハードウェアの高速制御により、電源電圧復帰（電力消費モードをＨｉｇｈ設定へ復帰）が可能となる。なお、各ＩＦカードでは、トラフィックが急に増加すること等を想定して、主信号終端部等にバッファメモリ配置して、送受信信号に係るデータを通過させることが望ましい。例えば、ＩＦカードで、電源電圧を復帰（電力消費モードをＨｉｇｈ設定へ復帰）する処理を行う際に、バッファメモリで送受信信号に係るデータを安全に保持することができる。

（Ｂ−３）上記の実施形態の通信装置１は、試験用トラフィックを用いた試験処理を行う際に、片方向（ＩＦカード３０からスイッチ２０への方向）のフローに係る試験処理を行う構成について説明したが、双方向のフローに係る試験処理を行うようにしてもよい。その場合、通信装置１は、試験処理を行う際に、スイッチ２０のＢＰ終端部２４から、ＩＦカード３０（回線終端部３３）に向かって流れる試験用トラフィックのフローを追加するようにしてもよい。双方向の通信について試験処理を行う場合、現用系のＩＦカード３０では、ネットワークＮ２から入力されるフロー、及び、ネットワークＮ２へ送出されるフローの２つのフローについてトラフィック測定を行う必要がある。

１…通信装置、１０…ＢＰ、２０…スイッチ、２１…制御部、２２…ＷＡＮ終端部、２３…主信号処理部、２４、２４−１、２４−２…ＢＰ終端部、２５…スイッチ部、３０、３０−１、３０−２…ＩＦカード、３１…制御部、３１ａ…プロセッサ、３１ｂ…トラフィックテーブル、３２…電源部、３３…回線終端部、３４…主信号終端部、３５…ＢＰ終端部。

Claims (4)

1. 冗長系を構成する複数の通信処理部を有する通信装置において、
   それぞれの上記通信処理部は、消費電力の異なる複数の電力消費モードに対応しており、
   現用系の上記通信処理部で処理される通信量を測定する通信量測定手段と、
   上記通信量測定手段の測定結果に応じて、上記通信処理部を駆動させる電力消費モードの変更の要否を判定する電力消費モード変更判定手段と、
   上記電力消費モード変更判定手段が電力消費モードを変更すると判定した場合に、予備系の上記通信処理部を、上記電力消費モード変更判定手段が判定した変更後の電力消費モードで駆動させ、さらに、上記予備系の通信処理部に、上記通信量測定手段が測定した通信量に相当する通信量の試験用信号を処理させ、さらに、上記予備系の通信処理部により試験用信号が正常に処理されたか否かを判定する試験処理を行う試験手段と、
   上記試験手段による試験処理の結果が正常であった場合にのみ、上記予備系の通信処理部を、現用系に切替える切替手段と
   を有することを特徴とする通信装置。
2. それぞれの上記通信処理部が対応する複数の電力消費モードでは、少なくとも、当該通信処理部を動作させる駆動電圧、動作クロック、又はデータ処理に係るバス幅が異なっていることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 上記試験手段は、上記電力消費モード変更判定手段が判定した変更後の電力消費モードでの試験処理の結果が異常だった場合、当該電力消費モードに係るパラメータを補正して、再度試験処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 冗長系を構成する複数の通信処理部を有する通信装置の電力制御方法において、
   それぞれの上記通信処理部は、消費電力の異なる複数の電力消費モードに対応しており、
   現用系の上記通信処理部で処理される通信量を測定する通信量測定工程と、
   上記通信量測定工程の測定結果に応じて、上記通信処理部を駆動させる電力消費モードの変更の要否を判定する電力消費モード変更判定工程と、
   上記電力消費モード変更判定工程で電力消費モードを変更すると判定した場合に、予備系の上記通信処理部を、上記電力消費モード変更判定工程で判定した変更後の電力消費モードで駆動させ、さらに、上記予備系の通信処理部に、上記通信量測定工程で測定した通信量に相当する通信量の試験用信号を処理させ、さらに、上記予備系の通信処理部により試験用信号が正常に処理されたか否かを判定する試験処理を行う試験工程と、
   上記試験工程による試験処理の結果が正常であった場合にのみ、上記予備系の通信処理部を、現用系に切替える切替工程と
   を有することを特徴とする電力制御方法。

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