JPWO2011007423A1

JPWO2011007423A1 - 光終端局装置およびｐｏｎシステム

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Publication number: JPWO2011007423A1
Application number: JP2011522648A
Authority: JP
Inventors: 善文堀田; 浩史杉村; 正基田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2029-07-14
Also published as: EP2456131A1; CN102474439B; KR20120014216A; EP2456131A4; US20120051748A1; CN102474439A; EP2456131B1; JP5084953B2; WO2011007423A1; KR101287334B1

Abstract

ＯＮＵから送信するデータ量を通知する送信要求を受信し、ＯＮＵから受信したデータに対して所定の上位層の処理を行う上位層処理部４６を備えるＯＬＴであって、送信要求に基づいて、ＯＮＵからのデータ送信に帯域を割り当てない期間である空き期間が所定の帯域しきい値以上存在すると判断した場合に、上位層処理部４６へ省電力状態への移行を指示する帯域割り当て情報管理部４２と、を備え、上位層処理部４６は、指示に基づいて、省電力状態へ移行する。

Description

本発明は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムにおける光終端局装置およびＰＯＮシステムに関する。

昨今のＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスの普及により、経済性に優れるＰＯＮを用いたＦＴＴＨサービスが普及している。今後は、世界的に省エネルギー化の要求が高くなることが予想され、ＦＴＴＨサービスの主力であるＰＯＮシステムの構成機器であるＯＬＴ（Optical Line Terminal）とＯＮＵ（Optical Network Unit）に対しても、省電力の実現をするための機能が要求される。

従来のＰＯＮシステムでは、ＯＬＴが、Ｎ番目のグラントサイクル（グラントの付与を決定するサイクル）において、自身に接続された複数のＯＮＵから受信する上り送信要求（Ｒ）に基づいて、Ｎ＋１番目のグラントサイクルに付与すべきグラント（Ｇ：送信許可）を決定する。ＧおよびＲは１６ｎｓの粒度で決定される。ＯＮＵは、ＯＬＴから付与されたグラントに従って、ＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標）ＰＯＮ）プロトコル用のＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）フレーム、保守管理のためのＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）フレーム、ユーザ端末−サーバ間で通信に使用されるユーザフレームを上り方向にバースト的に送信する。

ＯＮＵは、ＥＰＯＮプロトコルフレーム、ＯＡＭフレーム、ユーザフレームをそれぞれ異なるキューで管理し、キュー毎の要求量を多重してＲを送信することが可能である。また、ＯＬＴは多様なアルゴリズムにより、各ＯＮＵからのＲに含まれる送信要求量に基づきＧを決定している。一般的には、優先度の高いキューから順に送信要求量を割当量（送信時間の割当量）として積み上げていき、積み上げた割当量がグラントサイクルの長さを超えないように、各ＯＮＵの送信開始時間および長さを決定し、決定結果をＯＮＵに通知する。なお、グラントサイクルは複数のサブサイクルに分割される。

このような、ＰＯＮの上り時分割多重における上り方向の通信に対する動的帯域割り当てのアルゴリズムは、上り方向の通信効率を決定する。そのため、このアルゴリズムは、通信効率を最大化するように割り当て制御を行うアルゴリズムであることが要求され、システムの性能を決定する重要な機能となる。たとえば、このようなアルゴリズムの一例が、下記特許文献１に開示されている。

特開２００９−４９８８３号公報

しかしながら、上記従来のＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ装置の省電力を実現するための機能は、搭載されていない。また、各ＯＮＵからの送信要求量の合計が小さい場合には、グラントサイクル中の未割り当て区間（空きスロット）が増加する。空きスロットでは、フレームを受信しないため消費電力を低減することができる。しかし、上記特許文献１では、動的帯域割り当て制御の際の上り時分割多重の割り当て効率最大化に関するアルゴリズムは開示されているが、空きスロットに関する情報の管理及び空きスロットにおけるＯＬＴ装置の電力制御については触れられていない。そのため、ＯＬＴ装置の省電力化が実現できない、という問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、省電力化を図ることができる光終端局装置およびＰＯＮシステム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、光加入者収容装置を管理し、前記光加入者収容装置からその光加入者収容装置が送信するデータ量を通知する送信要求を受信する光終端局装置であって、前記光加入者収容装置から受信したデータに対して所定の上位層の処理を行う上位層処理手段と、前記送信要求に基づいて、収容する光加入者収容装置からのデータ送信に帯域を割り当てない期間である空き期間が所定の帯域しきい値以上存在するか否かを判断し、空き期間が所定の帯域しきい値以上存在すると判断した場合に、前記上位層処理手段へ省電力状態への移行を指示する省電力移行判断手段と、を備え、前記上位層処理手段は、前記省電力移行判断手段の指示に基づいて省電力状態へ移行する、または省電力状態から復帰することを特徴とする。

本発明にかかる光終端局装置およびＰＯＮシステムは、省電力化を図ることができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１のＯＬＴの機能構成例を示す図である。図２は、実施の形態１のＬＰＩ制御方法の一例を示す図である。図３は、実施の形態２のＯＬＴの機能構成例を示す図である。図４は、データをバッファに蓄積する場合の動作を説明するための図である。図５は、実施の形態３のＯＬＴの機能構成例を示す図である。図６は、実施の形態３の電源部の制御方法を説明するための図である。図７は、実施の形態４のＰＯＮシステムの構成例を示す図である。図８は、パワーセーブプロトコルと連携した場合の実施の形態４の動作の一例を示すシーケンス図である。

以下に、本発明にかかる光終端局装置およびパワーセーブ方法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ＯＬＴ（光終端局装置）の実施の形態１の機能構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態のＯＬＴは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ１と、光受信器２と、バースト受信ＣＤＲ（Clock Data Recovery）３と、ＰＯＮ処理プロセッサ４と、８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ（Physical Layer：物理層）５と、光送信器６と、で構成される。本実施の形態のＯＬＴは、ＯＮＵ（光加入者収容装置）に接続し、ＯＮＵとともにＰＯＮシステムを構成する。

ＷＤＭカプラ１は、ＯＬＴからＰＯＮインタフェース経由でＯＮＵへ送信する光源波長の光信号、ＯＮＵからＰＯＮインタフェース経由でＯＬＴが受信する光源波長の光信号、に対して多重分離を行う。光受信器２は、ＯＮＵから送信されたバースト光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換する。バースト受信ＣＤＲ３は、光受信器２が変換した電気信号に基づいてクロックおよびデータを再生し、再生したクロックおよびデータをＰＯＮ処理プロセッサ４に入力する。

ＰＯＮ処理プロセッサ４は、上り（ＯＮＵからＯＬＴへの方向）の主信号処理として、入力されたデータに基づいてＰＯＮ制御に必要なフレームを抽出し、ユーザデータをＰＯＮのフレームフォーマットからEthernet（登録商標）フレームフォーマットに変換し、上位装置インタフェース側（８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５）に転送する。８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５は、ＰＯＮ処理プロセッサ４から出力されたフレームを上位装置インタフェース（上位層（ＭＡＣ層以上）の処理を行う装置とのインタフェース）に送出し、また、ＩＥＥＥ８０２．３ａｚで標準化されるＬＰＩ（Low Power Idle）を制御する機能を持つ。ＩＥＥＥ８０２．３ａｚで標準化されるＬＰＩでは、通信が行われない場合などに、ＰＨＹ層の処理部の消費電力を低減させるために省電力状態（ＬＰＩ状態）に移行させ、通信開始時などにＬＰＩ状態から復帰させる。なお、上位装置インタフェースで接続される装置は、図１には図示していない。

一方、上位装置インタフェース側から送出される信号は、８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５経由で、ＰＯＮ処理プロセッサ４に入力される。ＰＯＮ処理プロセッサ４は、下り（ＯＬＴからＯＮＵへの方向）の主信号処理として、自身が生成するＰＯＮ制御フレーム等と上位装置インタフェース側から入力された信号とを多重し、ＰＯＮフレームに変換した後に、光送信器６に出力する。光送信器６は、ＰＯＮ処理プロセッサ４から入力された電気信号を光信号に変換し、ＷＤＭカプラ１を経由してＰＯＮインタフェースに送信する。

また、ＰＯＮ処理プロセッサ４は、信号処理部４１，帯域割り当て情報管理部４２，ＬＰＩ送信部４３，ＭＵＸ（multiplexer）４４，信号処理部４５，上位層処理部４６で構成される。信号処理部４１は、上り信号に対する主信号処理を実施し、信号処理部４５は、下り信号に対する主信号処理を実施する。帯域割り当て情報管理部４２は、従来のＰＯＮシステムにおける動的帯域割り当て機能を備えるとともに、空きスロットに関する情報である空きスロット情報を管理し、また、ＰＯＮ制御に必要なフレームの送受信機能を備える。上位層処理手段４６は、信号処理部４１によって処理された上り信号に対してＭＡＣ層よりも上位の層の多様な信号処理を行う。さらに、帯域割り当て情報管理部４２は、管理している空きスロット情報に基づいて、ＬＰＩ送信部４３に対してＬＰＩ状態に移行するように８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５のＬＰＩ送信機能を制御するためのＬＰＩ送信制御信号を発するよう指示するとともに、上位層処理手段４６に対して低消費電力モードとなるよう指示する。ＭＵＸは、上り方向の信号とＬＰＩ送信制御信号を多重して、多重後の信号を８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５に出力する。８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５は、ＬＰＩ送信制御信号に基づいてＬＰＩ状態へ移行させる。

図２は、本実施の形態の省電力制御方法の一例を示す図である。図２を用いて、本実施の形態の動作を説明する。上り通信でユーザによる（ＯＮＵからの）通信がない場合、Ｎ番目のグラントサイクルであるグラントサイクルＮでは、上り方向で送信されるフレームはＭＰＣＰフレームやＯＡＭフレーム等のＰＯＮ区間で終端するフレームのみであり、グラントサイクルの大半はＯＮＵにはアサインされない。なお、本実施の形態では、ＯＬＴの帯域割り当て情報管理部４２は、所定の期間であるグラントサイクルごとに、ＯＮＵに対するグラントを付与することとする。また、ここでは、グラントサイクルを２つのサブサイクルに分割して管理することとし、サブサイクル＃１に上り送信要求（Ｒ）とＯＡＭフレーム（Ｏ）などのＰＯＮ区間で終端するフレームを割り当て、サブサイクル＃２にＯＮＵ（ユーザ）に対するデータを割り当てるとする。なお、図２では、最下段にＬＰＩ状態であるか、ＬＰＩの解除状態（ＬＰＩ状態解除）であるかを示しているが、上述のとおり、ＬＰＩ状態では上位層処理手段４６も低消費電力モードであり、ＬＰＩ状態解除では上位層処理手段４６も低消費電力モードを解除している。

たとえば、図２では、グラントサイクルＮについては、その前のグラントサイクルでユーザフレームの用の帯域要求がなかったため、サブサイクル＃１に、ＰＯＮ区間で終端される上り送信要求（Ｒ）とＯＡＭフレーム（Ｏ）の割り当てがなされているが、サブサイクル＃２がすべて空きサイクル（空きスロット）である例を示している。このような場合、グラントサイクルＮでは上位装置インタフェース側に送信すべきフレームはない。

ＯＬＴの帯域割り当て情報管理部４２は、その前周期に受信した送信要求等の内容（ユーザフレーム用の帯域要求がない）に基づいて各ＯＮＵにグラントを付与しない（ユーザデータ用の帯域を割り当てない）ことを決定しており、このようにグラントサイクルＮのサブサイクル＃２でユーザデータに対する割り当てがない（空きスロットがある）ことは帯域割り当て処理の過程で判定できる。帯域割り当て情報管理部４２は、グラントサイクルＮで各ＯＮＵにグラントを付与しないと判定した場合には、上位層処理部４６を、クロックの供給を停止するためのクロックゲートや電力を遮断するパワーゲート等の手法により低消費電力モードに設定するとともに、ＬＰＩ送信部４３に対してＬＰＩ状態に移行するようなＬＰＩ制御信号を８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５に送信するよう指示する。そして、ＬＰＩ送信部４３は指示に基づいて８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５にＬＰＩ制御信号を送信し、８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５は、ＬＰＩ制御信号に基づいてＬＰＩ状態へ移行させる。

ＯＬＴの帯域割り当て情報管理部４２は、グラントサイクルＮで受信した上り送信要求（Ｒ）などに基づいて、グラントサイクルＮ＋１で各ＯＮＵからの送信データのありなしを判定し、ＯＮＵからの送信データがある、すなわち上位装置インタフェースに送信すべきフレームがある場合には、上位層処理部４６を低消費電力モードから復旧させるとともに、ＬＰＩ状態を解除するようにＬＰＩ送信部４３に指示する。ＬＰＩ送信部４３は、指示に基づいてＬＰＩ制御信号を出力し、８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５はＬＰＩ制御信号に基づいてＬＰＩ状態を解除する。

また、グラントサイクルＮ＋１で、上位に転送するデータがない場合には、ＯＬＴの帯域割り当て情報管理部４２は、上位層処理部４６を低消費電力モードから復旧させず、さらに、ＬＰＩ送信部４３にＬＰＩ状態を解除するように指示しない、または、再度ＬＰＩ状態への移行を指示し、Low Power状態を維持する。

なお、ＯＬＴの帯域割り当て情報管理部４２が行う帯域割り当て処理は、ＯＬＴのＰＯＮ処理プロセッサ４が有する１６ｎｓの粒度のローカルタイマによって制御されるため、各ＯＮＵから送信されたデータの到着時間は、おおよそローカルタイマの精度で制御することができる。

なお、サブサイクルの分割方法、割り当て方法はこれに限らず、どのような方法としてもよい。ただし、上記のように、ＰＯＮ区間で終端されるフレームに対する割り当て区間とユーザデータ用の割り当て区間を分け、ＰＯＮ区間で終端されるフレームをグラントサイクル内のはじめの方に配置する場合には、次のグラントサイクルに対する低消費電力モードやＬＰＩ状態の判断を速やかに実施することができる。

また、本実施の形態では、サブサイクル＃２が全て空きスロットである場合に、ＬＰＩ状態へ移行するようにしたが、これは一例であり、帯域割り当て情報管理部４２は、空きスロットが連続して所定の期間以上ある場合に、その空きスロットの期間低消費電力モードやＬＰＩ状態へ移行するように指示すればよい。

なお、本実施の形態では、省電力化のためにＬＰＩを用いることとしたが、これに限らず、上位装置インタフェース側（ＭＡＣ層及び物理層）の電力を低減させる方法はどのような方法を用いてもよい。ＬＰＩ以外の方法を用いる場合、帯域割り当て情報管理部４２は、ユーザデータ用の割り当てがないと判定した場合に、省電力の状態になるよう指示し、ユーザデータ用の割り当てがあると判定した場合に、省電力状態からの復帰を指示するようにすればよい。また、本実施の形態では、ＬＰＩ状態への移行および上位層処理部４６の低消費電力モードへの移行の両方を実施するようにしたが、上位層処理部４６の低消費電力モードへの移行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、帯域割り当て情報管理部４２が、帯域割り当て処理の過程で、省電力状態（ＬＰＩ状態および上位層処理部４６の低消費電力モード）へ移行するか否かを判断するようにした、すなわち、帯域割り当て情報管理部４２が、省電力状態への移行を判断する省電力移行判断手段としての機能を有することとしたが、これに限らず、帯域割り当て情報管理部４２とは別に、省電力移行判断手段を設けてもよい。この場合、省電力移行判断手段が、送信要求に基づいて空きスロットの量を求め、帯域割り当て情報管理部４２と同様に省電力状態へ移行するか否かを判断して、ＬＰＩ送信部４３に指示するようにする。

以上のように、本実施の形態では、帯域割り当て情報管理部４２が、帯域割り当ての過程で次のグラントサイクルでユーザデータ用の割り当てがあるか否かを判定し、ユーザデータ用の割り当てがない場合には、省電力状態へ移行するよう指示し、上位層処理部４６を低消費電力モードに設定するとともに、ＬＰＩ送信部４３が指示に基づいてＬＰＩ状態へ移行するための信号を出力するようにした。そのため、空きスロット情報に基づいて、省電力化を図ることができる。具体的には、上位装置インタフェース側にデータを送信しない空きスロットでは、上位装置インタフェース側を省電力状態に移行させることができる。たとえば、複数のグラントサイクルに渡ってＯＮＵからのユーザデータ送信が全くない場合、省電力状態を長時間に渡って維持することが可能で、低消費電力化が期待できる。

実施の形態２．
図３は、本発明にかかるＯＬＴの実施の形態２の機能構成例を示す図である。本実施の形態のＯＬＴは、実施の形態１のＯＬＴのＰＯＮ処理プロセッサ４をＰＯＮ処理プロセッサ４ａに替える以外は実施の形態１のＯＬＴと同様である。また、ＰＯＮ処理プロセッサ４ａは、実施の形態１のＰＯＮ処理プロセッサ４にバッファ４７およびセレクタ（ＳＥＬ）４８を追加する以外は実施の形態１のＰＯＮ処理プロセッサ４と同様である。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。

実施の形態１では、帯域割り当て情報管理部４２が、帯域割り当て処理の過程で得た空きスロットの情報に基づいて、省電力制御を行う方法について説明したが、本実施の形態では、省電力状態をより長く確保するために、ＯＬＴが各ＯＮＵから送信された上りユーザデータを蓄積するためのバッファ４７を備える。

たとえば、複数のグラントサイクルにわたって上りデータが間欠的に送信されてくる場合、上りユーザデータをＯＬＴがいったん蓄積し、上位装置インタフェース側には、蓄積した後のデータをバースト的に送信すると、省電力状態の時間が長時間確保できる。したがって、本実施の形態では、信号処理部４１から出力されるユーザフレームをバッファ４７に蓄積することとする。図４は、データをバッファ４７に蓄積する場合の動作を説明するための図である。図４に示すように、本実施の形態では、所定のバッファ滞留時間経過までまたはバッファ蓄積量が所定の閾値を超えるまでの数サイクル分のデータをバッファ４７に蓄積し、蓄積したデータをまとめて読み出して上位装置インタフェースへ送信する。

また、バッファ４７は、帯域割り当て情報管理部４２からの指示に基づいて信号処理部４１から出力されるユーザフレームを蓄積するか否かのいずれかの動作を実施することとする。そして、セレクタ４８は、帯域割り当て情報管理部４２に基づいて、バッファ４７に蓄積されているデータと、信号処理部４１から出力されるデータと、のいずれか１つを選択してＭＵＸ４４へ出力する。なお、バッファの配置は、これに限らず、必要に応じて最適な位置に実装してよい。

帯域割り当て情報管理部４２は、ＯＮＵからの送信要求などに基づいて、データが間欠的に送信されるか否かを判断し、間欠的に送信される場合に、データの遅延が許される範囲で、バッファ４７にデータを蓄積するよう指示する。また、帯域割り当て情報管理部４２は、フレームのバッファ滞留時間または、バッファ蓄積量があらかじめ設定された閾値を超えた場合、バッファ４７に対してデータの蓄積を停止するよう指示し、セレクタ４８に対して、バッファ４７に蓄積されているデータをＭＵＸ４４へ出力するよう指示する。バッファ４７に蓄積されているデータの出力が終了すると、セレクタ４８は、信号処理部４１から出力されるデータを選択して出力する。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。

なお、データが間欠的に送信されるか否かの判断は、たとえば、１グラントサイクル内で送信されるデータ量が所定のしきい値未満である場合に、間欠的に送信されると判断する方法がある。このしきい値を、たとえば、１グラントサイクル内で送信可能なデータの半分以下の数値に設定する。

また、このように、帯域割り当て情報管理部４２が、バッファ４７へのデータの蓄積、およびセレクタ４８の出力の選択を指示するようにしたので、データが間欠的に受信されるときはバッファリングを行い、ＯＮＵからの上り送信要求が大きくなった場合には、次周期の上りユーザデータが到着する前に、上位装置インタフェース側のＬＰＩ状態を解除し、バッファリングされたフレームを全て送信した後にバッファリングを停止し、連続送信（バッファリングを行わない送信）に切り替えるような制御を行うこともできる。

以上のように、本実施の形態では、実施の形態１で述べた動作を実施した上で、さらに、ＯＮＵからデータが間欠的に送信される場合には、データをバッファ４７に蓄積し、所定のバッファ滞留時間経過後またはバッファ蓄積量が所定の閾値を超えた場合に、バッファ４７に蓄積されたデータを読み出して上層装置インタフェースへ送信するようにした。そのため、実施の形態１の効果に加え、さらに、上りユーザデータが間欠的に送信される場合に省電力状態とする区間を長く確保することができ、効率的な省電力化が期待できる。

実施の形態３．
図５は、本発明にかかるＯＬＴの実施の形態３の機能構成例を示す図である。本実施の形態のＯＬＴは、実施の形態１のＯＬＴのＰＯＮ処理プロセッサ４をＰＯＮ処理プロセッサ４ｂに替え、スイッチ７，８および電源部９を追加する以外は実施の形態１のＯＬＴと同様である。また、ＰＯＮ処理プロセッサ４ｂは、実施の形態２のＰＯＮ処理プロセッサ４ａに電源制御部４９を追加する以外は実施の形態２のＰＯＮ処理プロセッサ４ａと同様である。実施の形態１または実施の形態２と同一の機能を有する構成要素は、実施の形態１または実施の形態２と同一の符号を付して説明を省略する。

実施の形態１、２では、帯域割り当て管理とＩＥＥＥ８０２．３ａｚのＬＰＩ送信機能を連携させるようにしたが、本実施の形態では、さらに、上り方向の信号を受信するための光受信器２やバースト受信ＣＤＲ３の電源を上りデータの受信状態に応じて動的にＯＮ／ＯＦＦすることにより、さらにＯＬＴを省電力化する。

電源部９は、光受信器２およびバースト受信ＣＤＲ３に電源を供給する。スイッチ７，スイッチ８は、電源制御部４９の指示に基づいて、ＯＮまたはＯＦＦの状態になることにより、光受信器２，バースト受信ＣＤＲ３への電源の供給と供給停止の２つの状態を切り替える。

実施の形態１で説明したように、帯域割り当て情報管理部４２は、ＭＰＣＰ制御フレーム、ＯＡＭ制御フレーム、ユーザフレームの受信時刻を管理する。図６は、本実施の形態の電源部９の制御方法を説明するための図である。図６の例では、グラントサイクルＮでは、制御フレーム（ＭＰＣＰ制御フレーム、ＯＡＭ制御フレームなど）を受信するサブサイクル＃１の区間のみ受信でデータを受け付ける必要があり、サブサイクル＃２についてはグラントを与えていないためデータを受信する必要がない。このような場合、データを受信する必要があるサブサイクル＃１の区間で光受信器２およびバースト受信ＣＤＲ３へ電源を供給し、その他の区間（サブサイクル＃２）では、光受信器２およびバースト受信ＣＤＲ３へ電源を供給しないような制御を行うことにより、省電力化の効果が期待できる。なお、電源をＯＮとする期間は、データを受信する区間より、立ち上げ時間や処理時間などを考慮し、前後に所定の期間だけ長くするようにしてもよい。

本実施の形態では、帯域割り当て情報管理部４２が、空きスロット情報を電源制御部４９に通知し、電源制御部４９が、空きスロットの区間電源の供給を停止するようスイッチ７，８へそれぞれ指示する。そして、電源制御部４９は、空きスロットの区間が終了した場合に、電源の供給を開始するようにスイッチ７，８に指示する。スイッチ７，８は、指示に基づいて、光受信部２，バースト受信ＣＤＲ３に対してそれぞれ電源の供給を停止する、または電源の供給を開始する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態２と同様である。

なお、本実施の形態では、光受信器２およびバースト受信ＣＤＲ３への電源を制御するようにしたが、信号処理部４１のユーザデータ処理機能部に対しても同様に電源を制御するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、電源部９の電源供給を制御するようにしたが、電源供給の制御の替わりに、上りの信号の処理を行う構成要素に対して、上り信号の制御に入力されるクロックの供給と供給停止を電源の供給と供給停止と同様に制御することにより、構成要素の動作と非動作を制御し、省電力化を実現するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、実施の形態２のＰＯＮ処理プロセッサ４ａに電源制御部４９を追加するようにしたが、実施の形態１のＰＯＮ処理プロセッサ４に電源制御部４９を追加して、本実施の形態で説明した動作を行うようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、帯域割り当て情報管理部４２が、空きスロット情報を電源制御部４９に通知し、電源制御部４９が、空きスロットの区間電源の供給を停止するよう制御するようにした。そのため、実施の形態２に比べ、さらに省電力化を図ることができる。

実施の形態４．
図７は、本発明にかかるＰＯＮシステムの実施の形態４の構成例を示す図である。本実施の形態のＰＯＮシステムは、ＯＬＴ２０と、ＯＮＵ１０−１〜１０−Ｍ（Ｍは２以上の整数）と、で構成される。ＯＬＴ２０は、実施の形態３のＯＬＴにパワーセーブ機能部２１と、電気・光変換部（Ｏ／Ｅ（Optical−to−Electrical）Ｅ／Ｏ（Electrical−to−Optical））２２と、ＰＯＮ処理プロセッサ４ｃと、を備えている。Ｏ／ＥＥ／Ｏ２２は、実施の形態１のＷＤＭカプラ１と、光受信機２と、バースト受信ＣＤＲ３と、光送信器６と、に相当する。また、ＰＯＮ処理プロセッサ４ｃの構成要素は、帯域割当情報管理部４２のみを図示しているが、これ以外に実施の形態１と同様の信号処理部４１，４５を備えている。実施の形態１〜実施の形態３と同一の機能を有する構成要素は、実施の形態１〜実施の形態３と同一の符号を付して説明を省略する。

帯域割り当て情報管理部４２は、実施の形態１の帯域割り当て情報管理部４２と同様に、帯域割り当て処理を実施する機能と、割り当てた情報（帯域割り当て情報）に基づいて空き帯域（スロット）が所定の設定値以上存在する場合に、空きスロットの期間省電力状態へ移行すると判断する。

また、ＯＮＵ１０−１は、パワーセーブ機能部１１と、電気・光変換部（Ｏ／ＥＥ／Ｏ）１２と、ＰＯＮ処理プロセッサ１３と、を備える。電気・光変換部１２は、ＯＬＴ２０から受信した光信号を電気信号に変換し、また、ＯＬＴ２０に送信する電気信号を光信号に変換する。ＰＯＮ処理プロセッサ１３は、ＯＬＴ２０に送信するデータおよびＯＬＴ２０から受信したデータに対する所定の処理を実施する。ＯＮＵ１０−２〜ＯＮＵ１０−ＭもＯＮＵ１０−１と同様の構成とする。

本実施の形態では、ＯＬＴ２０とＯＮＵ１０−１〜ＯＮＵ１０−Ｍとが、省電力を実現するためのパワーセーブプロトコルをサポートすることとし、帯域割り当て制御とパワーセーブプロトコルの終端処理を連携させて、省電力化を実施する。ＯＬＴ２０のパワーセーブ機能部２１と、ＯＮＵ１０−１〜ＯＮＵ１０−Ｍのパワーセーブ機能部１１と、は、パワーセーブプロトコルの終端処理を行う。

パワーセーブプロトコルとは、あらかじめ定められた手順により、自装置の省電力状態への移行と復帰を制御し、また、他装置へ自身の状態などを通知するためのプロトコルである。パワーセーブプロトコルは、たとえば、ＯＮＵが送信すべき上りユーザフレームがないと判断した場合に、ＯＬＴに対して、そのＯＮＵが低消費電力モードに移行し、上り方向の出力を完全に停止するか、あらかじめ決められた一定時間停止するため、ＯＬＴが送信したＯＡＭフレームやＭＰＣＰフレームの両方またはいずれかに応答しなくなる、旨を通知する等の処理を行う。本実施の形態で用いるパワーセーブプロコルは、ＯＮＵがＯＬＴに自身が省電力状態にあることを通知する機能を有すればどのようなプロトコルでもよいため、ここではパワーセーブプロトコルについての説明は省略する。

図８は、パワーセーブプロトコルと連携した場合の本実施の形態の動作の一例を示すシーケンス図である。なお、このシーケンス図では、便宜的に１つのＯＮＵ（説明ではＯＮＵ１０−１とする）との間のシーケンスを示しているが、実際にはＯＬＴは、接続されたＯＮＵ１０−１〜１０−Ｍとの間でそれぞれ本シーケンスを実施する。

まず、ＯＮＵ１０−１のパワーセーブ機能部１１は、送信するユーザデータがないと判断した場合（ステップＳ１１）、ＯＬＴ２０に対してパワーセーブプロトコルによりＳＬＥＥＰ通知（自身が省電力モードで移行することの通知）を行う（ステップＳ１２）。ＯＬＴ２０のパワーセーブ機能部２１は、ＳＬＥＥＰ通知を受信すると、ＯＮＵ１０−１が省電力モードに移行することを許可するＳＬＥＥＰ許可を返送する（ステップＳ１３）。ＳＬＥＥＰ許可を受信したＯＮＵ１０−１は、ＳＬＥＥＰ状態へ移行する（ステップＳ１４）。

ＯＮＵ１０−１とＯＬＴ２０間で、以上のパワーセーブ手順（ＳＬＥＥＰ通知／ＳＬＥＥＰ許可）が成立すると、ＯＬＴ２０のパワーセーブ機能部２１は、帯域割り当て情報管理部４２に対して、ＯＮＵ１０−１との間のロジカルリンクがパワーセーブ状態となったことを通知する（ステップＳ１５）。帯域割り当て情報管理部４２は、ＯＮＵ１０−１に割り当てているグラントがある場合には、そのグラントを削除する（ステップＳ１６）。ＯＬＴ２０に接続される複数のＯＮＵが、この状態に移行したした場合、空きサイクルが増加することになる。

帯域割り当て情報管理部４２は、実施の形態１と同様に、帯域割り当て処理の過程で、空きスロット情報に基づいてＬＰ（Low Power：省電力状態）状態へ移行するか否かを判断するＬＰ判断を実施する（ステップＳ１７）。

また、ＯＮＵ１０−１は、送信データが発生するとＳＬＥＥＰ状態から復旧する（ステップＳ１８）。ＯＬＴ２０は、たとえば、パワーセーブ機能部１１が、ＯＮＵ１０−１に対しＳＬＥＥＰ許可を返送してから定期的にＯＮＵ１０−１にＳＬＥＥＰが解除されたか否かを問い合わせることする。ＯＬＴ２０は、その問い合わせにより、ＯＮＵ１０−１のＳＬＥＥＰが解除されたことを認識する。そして、ＯＬＴ２０の帯域割り当て情報管理部４２は、ＯＮＵ１０−１に対するグラントの割り当てを再開し（ステップＳ１９）、ＯＬＴ２０のパワーセーブ機能部２１が、ＯＮＵ１０−１に対してＳＬＥＥＰ状態の解除を指示するＳＬＥＥＰ解除を送信する（ステップＳ２０）。ＯＮＵ１０−１のパワーセーブ機能部１１は、ＳＬＥＥＰ解除を受信するとＳＬＥＥＰ解除応答を返送する（ステップＳ２１）。そして、ＯＬＴ２０の帯域割り当て情報管理部４２は、新たな帯域割り当て情報に基づいて、ＬＰ判断を実施する（ステップＳ２２）。

ステップＳ１７，ステップＳ２２で述べたＬＰ判断の処理としては、まず、帯域割り当て情報管理部４２が、空き帯域が所定の設定値以上存在するか否かを判断する（ステップＳ３１）。空きスロットが所定のしきい値以上連続する場合（ステップＳ３１Ｙｅｓ）に、帯域割り当て情報管理部４２はパワーセーブ機能部２１へLow Power状態への移行を指示し、パワーセーブ機能部２１がパワーセーブプロトコルに従ってLow Power制御を実施し（ステップＳ３２）、省電力モードへ移行する。また、空きスロットが所定のしきい値以上連続しない場合（ステップＳ３１Ｎｏ）に、帯域割り当て情報管理部４２はパワーセーブ機能部２１へLow Power状態解除を指示し、パワーセーブ機能部２１がパワーセーブプロトコルに従ってLow Power状態を解除する（ステップＳ３３）。

なお、ステップＳ３１の判断に用いる設定値は単一である必要はなく、複数としてもよい。この場合に、たとえば、実施の形態１および３の動作をそれぞれ実施可能な構成とし、空き帯域の量に応じて、実施の形態１または３のいずれかの動作を選択して実施するようにしてもよい。また、ＯＬＴ２０がバッファ４７とセレクタ４８を備え、実施の形態２の動作を実施可能な構成とし、本実施の動作に加え、実施の形態２の動作を実施するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、ＯＮＵ１０−１〜１０−ＭとＯＬＴ２０がパワープロトコルをサポートしている場合に、ＯＬＴ２０が、ＯＮＵ１０−１〜１０−Ｍから通知されるＳＬＥＥＰ通知に基づいて、ＳＬＥＥＰ通知を送信したＯＮＵに対するグラントを削除し、また、グラントの再割り当てを行った場合に、ＯＬＴ２０がＳＬＥＥＰ状態のＯＮＵに対してＳＬＥＥＰ解除を通知するようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、ＯＬＴ２０が、実施のＯＮＵ１０−１〜１０−Ｍの省電力状態と連携して、省電力制御を実施することができる。

以上のように、本発明にかかる光終端局装置は、ＰＯＮシステムに有用であり、特に、省電力化を要求されるＰＯＮシステムに適している。

１ＷＤＭカプラ
２光受信器
３バースト受信ＣＤＲ
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，１３ＰＯＮ処理プロセッサ
５８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ
６光送信器
７，８スイッチ
９電源部
１０−１〜１０−ＭＯＮＵ
１１，２１パワーセーブ機能部
１２，２２Ｏ／ＥＥ／Ｏ
２０ＯＬＴ
４１，４５信号処理部
４２帯域割り当て情報管理部
４３ＬＰＩ送信部
４４ＭＵＸ
４６上位層処理部
４７バッファ
４８セレクタ（ＳＥＬ）
４９電源制御部

ＰＯＮ処理プロセッサ４は、上り（ＯＮＵからＯＬＴへの方向）の主信号処理として、入力されたデータに基づいてＰＯＮ制御に必要なフレームを抽出し、ユーザデータをＰＯＮのフレームフォーマットからEthernet（登録商標）フレームフォーマットに変換し、上位装置インタフェース側（８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５）に転送する。８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ５は、ＰＯＮ処理プロセッサ４から出力されたフレームを上位装置インタフェース（ＭＡＣ層以上の処理を行う装置とのインタフェース）に送出し、また、ＩＥＥＥ８０２．３ａｚで標準化されるＬＰＩ（Low Power Idle）を制御する機能を持つ。ＩＥＥＥ８０２．３ａｚで標準化されるＬＰＩでは、通信が行われない場合などに、ＰＨＹ層の処理部の消費電力を低減させるために省電力状態（ＬＰＩ状態）に移行させ、通信開始時などにＬＰＩ状態から復帰させる。なお、上位装置インタフェースで接続される装置は、図１には図示していない。

Claims

光加入者収容装置を管理し、前記光加入者収容装置からその光加入者収容装置が送信するデータ量を通知する送信要求を受信する光終端局装置であって、
前記光加入者収容装置から受信したデータに対して所定の上位層の処理を行う上位層処理手段と、
前記送信要求に基づいて、収容する光加入者収容装置からのデータ送信に帯域を割り当てない期間である空き期間が所定の帯域しきい値以上存在するか否かを判断し、空き期間が所定の帯域しきい値以上存在すると判断した場合に、前記上位層処理手段へ省電力状態への移行を指示する省電力移行判断手段と、
を備え、
前記上位層処理手段は、前記省電力移行判断手段の指示に基づいて省電力状態へ移行する、または省電力状態から復帰することを特徴とする光終端局装置。
前記省電力移行判断手段は、前記上位層処理手段が省電力状態である場合に、前記送信要求に基づいて、収容する光加入者収容装置からデータが送信されると判断すると、そのデータを前記上位層処理手段に出力する前に前記上位層処理手段を省電力状態から復帰させることを指示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光終端局装置。
前記送信要求に基づいて、前記光加入者収容装置に対する帯域割り当てを実施する帯域割り当て情報管理手段、
を備え、
前記帯域割り当て情報管理手段が前記省電力移行判断手段を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の光終端局装置。
前記送信要求に基づいて、前記光加入者収容装置に対する帯域割り当てを実施する帯域割り当て情報管理手段、
を備え、
前記帯域割り当て情報管理手段が前記省電力移行判断手段を備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の光終端局装置。
前記割り当て情報管理手段は、収容する光加入者収容装置からパワーセーブプロトコルにより光加入者収容装置がパワーセーブモードに移行することを通知された場合に、その通知を送信した光加入者収容装置に対する割り当てた帯域を解放し、また、パワーセーブモードの状態である光加入者収容装置に対して帯域を割り当てた場合に、パワーセーブプロトコルによりその光加入者収容装置にパワーセーブモードからの復帰を指示する、
ことを特徴とする請求項３に記載の光終端局装置。
前記省電力状態移行判断手段の指示に基づいて、ＩＥＥＥ８０２．３ａｚで規定されるＬＰＩ状態へ移行またはＬＰＩ状態からの復帰を行うためのＬＰＩ信号を送信するＬＰＩ信号送信手段、
をさらに備え、
前記省電力状態移行判断手段は、空き期間が所定の帯域しきい値以上存在すると判断した場合に、さらに、ＬＰＩ信号送信手段へＬＰＩ状態への移行を指示するＬＰＩ信号を送信するよう指示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光終端局装置。
前記省電力状態移行判断手段の指示に基づいて、ＩＥＥＥ８０２．３ａｚで規定されるＬＰＩ状態へ移行またはＬＰＩ状態からの復帰を行うためのＬＰＩ信号を送信するＬＰＩ信号送信手段、
をさらに備え、
前記省電力状態移行判断手段は、空き期間が所定の帯域しきい値以上存在すると判断した場合に、さらに、ＬＰＩ信号送信手段へＬＰＩ状態への移行を指示するＬＰＩ信号を送信するよう指示する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光終端局装置。
前記省電力状態移行判断手段の指示に基づいて、ＩＥＥＥ８０２．３ａｚで規定されるＬＰＩ状態へ移行またはＬＰＩ状態からの復帰を行うためのＬＰＩ信号を送信するＬＰＩ信号送信手段、
をさらに備え、
前記省電力状態移行判断手段は、空き期間が所定の帯域しきい値以上存在すると判断した場合に、さらに、ＬＰＩ信号送信手段へＬＰＩ状態への移行を指示するＬＰＩ信号を送信するよう指示する、
ことを特徴とする請求項３に記載の光終端局装置。
前記省電力状態移行判断手段の指示に基づいて、ＩＥＥＥ８０２．３ａｚで規定されるＬＰＩ状態へ移行またはＬＰＩ状態からの復帰を行うためのＬＰＩ信号を送信するＬＰＩ信号送信手段、
をさらに備え、
前記省電力状態移行判断手段は、空き期間が所定の帯域しきい値以上存在すると判断した場合に、さらに、ＬＰＩ信号送信手段へＬＰＩ状態への移行を指示するＬＰＩ信号を送信するよう指示する、
ことを特徴とする請求項４に記載の光終端局装置。
光加入者収容装置から送信されたデータを蓄積するためのバッファ、
をさらに備え、
前記省電力移行判断手段は、前記送信要求に基づいて、収容する光加入者収容装置から送信されるデータが間欠的であると判断した場合は、光加入者収容装置から送信されたデータを前記上位層処理手段へ出力せずにそのデータを前記バッファへ蓄積し、前記バッファへのデータの蓄積開始時に省電力状態でない場合には省電力状態への移行を指示し、また、前記バッファへ蓄積を開始してからの経過時間が所定の滞留時間を超えた場合、または、前記バッファの蓄積量が所定のしきい値を超えた場合に、省電力状態からの復帰を指示した後に前記バッファに蓄積したデータを読み出して前記上位層処理手段へ出力する、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の光終端局装置。
前記省電力移行判断手段は、前記送信要求に基づいて、所定の期間内に、収容する光加入者収容装置から送信されるデータが所定のデータ量以下である場合に、収容する光加入者収容装置から送信されるデータが間欠的であると判断する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光終端局装置。
前記省電力移行判断手段は、前記バッファにデータを蓄積している場合に、前記送信要求に基づいて、収容する光加入者収容装置から送信されるデータが所定の上限量を超えると判断した場合に、そのデータが到着する前に省電力状態からの復帰を指示し、前記バッファに蓄積しているデータを読み出して前記上位層処理手段へ出力し、前記バッファへのデータの蓄積を停止する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光終端局装置。
光加入者収容装置から受信した光信号を電気信号に変換する光信号受信手段と、
前記電気信号に基づいてクロックおよびデータを再生するバースト受信ＣＤＲと、
をさらに備え、
前記省電力移行判断手段は、前記送信要求に基づいて、前記空き期間が所定の前段処理停止しきい値以上存在するか否かを判断し、前記空き期間が所定の前段処理停止しきい値以上存在すると判断した場合に、前記光信号受信手段および前記バースト受信ＣＤＲへの電源供給またはクロック供給を停止する、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の光終端局装置。
光加入者収容装置から受信した光信号を電気信号に変換する光信号受信手段と、
前記電気信号に基づいてクロックおよびデータを再生するバースト受信ＣＤＲと、
をさらに備え、
前記省電力移行判断手段は、前記送信要求に基づいて、前記空き期間が所定の前段処理停止しきい値以上存在するか否かを判断し、前記空き期間が所定の前段処理停止しきい値以上存在すると判断した場合に、前記光信号受信手段および前記バースト受信ＣＤＲへの電源供給またはクロック供給を停止する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光終端局装置。
光加入者収容装置から受信した光信号を電気信号に変換する光信号受信手段と、
前記電気信号に基づいてクロックおよびデータを再生するバースト受信ＣＤＲと、
をさらに備え、
前記省電力移行判断手段は、前記送信要求に基づいて、前記空き期間が所定の前段処理停止しきい値以上存在するか否かを判断し、前記空き期間が所定の前段処理停止しきい値以上存在すると判断した場合に、前記光信号受信手段および前記バースト受信ＣＤＲへの電源供給またはクロック供給を停止する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の光終端局装置。
前記省電力移行判断手段は、前記光信号受信手段および前記バースト受信ＣＤＲへの電源供給またはクロック供給を停止している場合に、前記送信要求に基づいて、収容する光加入者収容装置からデータが送信されると判断すると、そのデータを前記上位層処理手段に出力する前に前記光信号受信手段および前記バースト受信ＣＤＲへ停止していた電源またはクロックの供給を開始する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の光終端局装置。
前記省電力移行判断手段は、前記光信号受信手段および前記バースト受信ＣＤＲへの電源供給またはクロック供給を停止している場合に、前記送信要求に基づいて、収容する光加入者収容装置からデータが送信されると判断すると、そのデータを前記上位層処理手段に出力する前に前記光信号受信手段および前記バースト受信ＣＤＲへ停止していた電源またはクロックの供給を開始する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の光終端局装置。
前記省電力移行判断手段は、前記光信号受信手段および前記バースト受信ＣＤＲへの電源供給またはクロック供給を停止している場合に、前記送信要求に基づいて、収容する光加入者収容装置からデータが送信されると判断すると、そのデータを前記上位層処理手段に出力する前に前記光信号受信手段および前記バースト受信ＣＤＲへ停止していた電源またはクロックの供給を開始する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の光終端局装置。
請求項１〜１８のいずれか１つに記載の光終端局装置と、
前記光終端局装置に、データを送信し、また、自装置の送信するデータ量を通知する送信要求を送信する光加入者収容装置と、
で構成されるＰＯＮシステム。