WO2011007423A1 - 光終端局装置およびｐｏｎシステム - Google Patents

光終端局装置およびｐｏｎシステム Download PDF

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善文 堀田
浩史 杉村
正基 田中
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical terminal station device and a PON system in a PON (Passive Optical Network) system.
  • FTTH Fiber To The Home
  • PON Physical Network
  • OLT Optical Line Terminal
  • ONU Optical Network Unit
  • the OLT receives an N + 1th grant based on uplink transmission requests (R) received from a plurality of ONUs connected to the OLT.
  • a grant (G: transmission permission) to be given to the cycle is determined.
  • G and R are determined with a particle size of 16 ns.
  • the ONU is an MPCP (Multi-Point Control Protocol) frame for the EPON (Ethernet (registered trademark) PON) protocol, an OAM (Operation Administration and Maintenance) frame for maintenance management, a user terminal- User frames used for communication between servers are transmitted in bursts in the uplink direction.
  • MPCP Multi-Point Control Protocol
  • EPON Ethernet (registered trademark) PON
  • OAM Operaation Administration and Maintenance
  • the ONU can manage the EPON protocol frame, the OAM frame, and the user frame in different queues, and can transmit R by multiplexing the request amount for each queue.
  • the OLT determines G based on the transmission request amount included in R from each ONU by various algorithms. In general, transmission request amounts are stacked in order from the queue with the highest priority as an allocation amount (transmission time allocation amount), and transmission of each ONU is performed so that the accumulated allocation amount does not exceed the grant cycle length. The start time and length are determined, and the determination result is notified to the ONU.
  • the grant cycle is divided into a plurality of subcycles.
  • the conventional PON system does not have a function for realizing power saving of the OLT device. Further, when the total amount of transmission requests from each ONU is small, the unallocated section (empty slot) in the grant cycle increases. In an empty slot, no frame is received, so that power consumption can be reduced.
  • Patent Document 1 discloses an algorithm for maximizing the allocation efficiency of uplink time division multiplexing in the case of dynamic bandwidth allocation control, the management of information regarding empty slots and the power control of the OLT device in empty slots are disclosed. Is not touched. Therefore, there is a problem that power saving of the OLT device cannot be realized.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain an optical terminal device and a PON system capable of saving power.
  • the present invention manages an optical subscriber accommodation device and sends a transmission request for notifying the amount of data transmitted by the optical subscriber accommodation device from the optical subscriber accommodation device.
  • an optical subscriber station that accommodates the data received from the optical subscriber accommodation device based on the transmission request, and upper layer processing means for performing predetermined upper layer processing on the data received from the optical subscriber accommodation device
  • a power saving transition determining means for instructing the upper layer processing means to shift to a power saving state
  • the upper layer processing means shifts to a power saving state based on an instruction of the power saving transition determining means.
  • power saving state Characterized in that it et al return.
  • optical terminal device and the PON system according to the present invention have an effect that power saving can be achieved.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a functional configuration example of the OLT according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the LPI control method according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration example of the OLT according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation when data is stored in a buffer.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration example of the OLT according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a method of controlling the power supply unit according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the PON system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a sequence diagram showing an example of the operation of the fourth embodiment in cooperation with the power save protocol.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a functional configuration example of a first embodiment of an OLT (optical terminal station apparatus) according to the present invention.
  • the OLT of this embodiment includes a WDM (Wavelength Division Multiplexing) coupler 1, an optical receiver 2, a burst reception CDR (Clock Data Recovery) 3, a PON processing processor 4, and an 802. It is composed of a 3az-compatible PHY (Physical Layer) 5 and an optical transmitter 6.
  • the OLT of the present embodiment is connected to an ONU (Optical Subscriber Accommodating Device) and constitutes a PON system together with the ONU.
  • ONU Optical Subscriber Accommodating Device
  • the WDM coupler 1 performs demultiplexing on the optical signal of the light source wavelength transmitted from the OLT to the ONU via the PON interface and the optical signal of the light source wavelength received by the OLT from the ONU via the PON interface.
  • the optical receiver 2 receives the burst optical signal transmitted from the ONU and converts the received optical signal into an electrical signal.
  • the burst reception CDR 3 regenerates the clock and data based on the electrical signal converted by the optical receiver 2 and inputs the regenerated clock and data to the PON processor 4.
  • the PON processor 4 extracts frames necessary for PON control based on input data as main signal processing in the upstream direction (from ONU to OLT), and extracts user data from the PON frame format to Ethernet (registered trademark). ) Convert to frame format and transfer to higher-level device interface side (802.3az compatible PHY5).
  • the 802.3az compatible PHY 5 sends a frame output from the PON processor 4 to an upper device interface (an interface with a device that performs processing of an upper layer (MAC layer or higher)), and is standardized by IEEE 802.3az. It has a function to control LPI (Low Power Idle).
  • the LPI state is shifted to the power saving state (LPI state) to reduce the power consumption of the processing unit of the PHY layer and the communication is started.
  • LPI state the power saving state
  • a signal transmitted from the host device interface side is input to the PON processing processor 4 via the 802.3az compatible PHY 5.
  • the PON processing processor 4 multiplexes the PON control frame generated by itself and the signal input from the host device interface side as the main signal processing in the downstream (from OLT to ONU), and converts it into a PON frame.
  • the optical transmitter 6 converts the electrical signal input from the PON processing processor 4 into an optical signal, and transmits the optical signal to the PON interface via the WDM coupler 1.
  • the PON processing processor 4 includes a signal processing unit 41, a band allocation information management unit 42, an LPI transmission unit 43, a MUX (multiplexer) 44, a signal processing unit 45, and an upper layer processing unit 46.
  • the signal processing unit 41 performs main signal processing on the upstream signal
  • the signal processing unit 45 performs main signal processing on the downstream signal.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 has a dynamic bandwidth allocation function in the conventional PON system, manages empty slot information that is information on empty slots, and also has a frame transmission / reception function necessary for PON control.
  • the upper layer processing means 46 performs various signal processing of layers higher than the MAC layer on the upstream signal processed by the signal processing unit 41.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 controls the LPI transmission function of the 802.3az compatible PHY 5 so as to shift the LPI transmission unit 43 to the LPI state based on the managed empty slot information. Instructs the transmission control signal to be issued and instructs the higher layer processing means 46 to enter the low power consumption mode.
  • the MUX multiplexes the uplink signal and the LPI transmission control signal, and outputs the multiplexed signal to the 802.3az compatible PHY 5.
  • the 802.3az compatible PHY 5 shifts to the LPI state based on the LPI transmission control signal.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the power saving control method according to the present embodiment. The operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
  • grant cycle N which is the Nth grant cycle
  • the frames transmitted in the uplink direction are only frames that terminate in the PON section such as MPCP frames and OAM frames. Yes, the majority of grant cycles are not assigned to ONUs.
  • the OLT bandwidth allocation information management unit 42 grants a grant for the ONU for each grant cycle that is a predetermined period.
  • the grant cycle is divided into two subcycles and managed, and a frame that terminates in the PON section such as an uplink transmission request (R) and an OAM frame (O) is assigned to the subcycle # 1, Assume that data for the ONU (user) is assigned to cycle # 2.
  • R uplink transmission request
  • O OAM frame
  • 2 shows whether the LPI state or the LPI release state (LPI state release) is shown at the bottom, but as described above, in the LPI state, the upper layer processing means 46 is also in the low power consumption mode. In the LPI state cancellation, the upper layer processing means 46 also cancels the low power consumption mode.
  • sub-cycle # 2 is an empty cycle (empty slot). In such a case, there is no frame to be transmitted to the host device interface side in the grant cycle N.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 of the OLT does not grant a grant to each ONU based on the contents of the transmission request received in the previous period (no bandwidth request for user frame) (does not allocate bandwidth for user data) In this way, it can be determined in the course of the bandwidth allocation process that there is no allocation to user data (there is an empty slot) in subcycle # 2 of grant cycle N.
  • the band allocation information management unit 42 causes the upper layer processing unit 46 to use a clock gate for stopping the clock supply or a power gate for cutting off power.
  • the low power consumption mode is set by such a method, and the LPI transmission unit 43 is instructed to transmit to the 802.3az compatible PHY 5 an LPI control signal that shifts to the LPI state. Then, the LPI transmission unit 43 transmits an LPI control signal to the 802.3az compatible PHY 5 based on the instruction, and the 802.3az compatible PHY 5 shifts to the LPI state based on the LPI control signal.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 of the OLT determines whether there is transmission data from each ONU in the grant cycle N + 1. If there is a frame to be transmitted to the upper device interface, the upper layer processing unit 46 is restored from the low power consumption mode and the LPI transmission unit 43 is instructed to release the LPI state.
  • the LPI transmission unit 43 outputs an LPI control signal based on the instruction, and the 802.3az compatible PHY 5 releases the LPI state based on the LPI control signal.
  • the OLT bandwidth allocation information management unit 42 does not restore the upper layer processing unit 46 from the low power consumption mode, and further sends it to the LPI transmission unit 43. Do not instruct to release the LPI state, or instruct the transition to the LPI state again, and maintain the Low Power state.
  • the bandwidth allocation processing performed by the bandwidth allocation information management unit 42 of the OLT is controlled by a local timer with a granularity of 16 ns included in the PON processing processor 4 of the OLT. Therefore, the arrival time of data transmitted from each ONU is approximately It can be controlled with the accuracy of the local timer.
  • sub-cycle division method and allocation method are not limited to this, and any method may be used.
  • the allocation section for the frame terminated in the PON section is divided from the allocation section for user data, and the frame terminated in the PON section is arranged at the beginning of the grant cycle, It is possible to promptly determine the low power consumption mode and the LPI state for the grant cycle.
  • the LPI state is shifted.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 has consecutive empty slots. If there is a predetermined period or longer, it may be instructed to shift to the low power consumption mode or LPI state during the empty slot.
  • LPI is used for power saving.
  • the present invention is not limited to this, and any method for reducing the power on the higher-level device interface side (MAC layer and physical layer) can be used. It may be used.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 instructs to enter a power saving state when determining that there is no user data allocation, and determines that there is user data allocation.
  • a return from the power saving state may be instructed.
  • both the transition to the LPI state and the transition of the upper layer processing unit 46 to the low power consumption mode are performed. However, the transition of the upper layer processing unit 46 to the low power consumption mode is performed. You may make it implement only.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 determines whether or not to shift to the power saving state (LPI state and the low power consumption mode of the higher layer processing unit 46) during the bandwidth allocation process.
  • the band allocation information management unit 42 has a function as a power saving transition determination unit that determines a shift to the power saving state.
  • a power saving transition determination means may be provided.
  • the power saving transition determination means obtains the amount of empty slots based on the transmission request, determines whether or not to shift to the power saving state, similarly to the bandwidth allocation information management unit 42, and sends it to the LPI transmission unit 43. To be instructed.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 determines whether there is an allocation for user data in the next grant cycle in the process of bandwidth allocation, and there is no allocation for user data. In such a case, it is instructed to shift to the power saving state, the upper layer processing unit 46 is set to the low power consumption mode, and the LPI transmission unit 43 outputs a signal for shifting to the LPI state based on the instruction. I made it. Therefore, power saving can be achieved based on the empty slot information. Specifically, in an empty slot that does not transmit data to the host device interface side, the host device interface side can be shifted to a power saving state. For example, when there is no user data transmission from the ONU over a plurality of grant cycles, the power saving state can be maintained for a long time, and low power consumption can be expected.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration example of the second embodiment of the OLT according to the present invention.
  • the OLT of the present embodiment is the same as the OLT of the first embodiment except that the PON processing processor 4 of the OLT of the first embodiment is replaced with a PON processing processor 4a.
  • the PON processor 4a is the same as the PON processor 4 of the first embodiment except that a buffer 47 and a selector (SEL) 48 are added to the PON processor 4 of the first embodiment.
  • SEL selector
  • the bandwidth allocation information management unit 42 performs the power saving control based on the information on the empty slots obtained in the process of the bandwidth allocation processing has been described.
  • the power saving state I is provided with a buffer 47 for accumulating upstream user data transmitted from each ONU.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation when data is stored in the buffer 47. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, several cycles of data are accumulated in the buffer 47 until a predetermined buffer residence time elapses or until the buffer accumulation amount exceeds a predetermined threshold, and the accumulated data is collected. Read and send to host device interface.
  • the buffer 47 performs any operation of whether or not to accumulate the user frame output from the signal processing unit 41 based on an instruction from the band allocation information management unit 42.
  • the selector 48 selects one of the data stored in the buffer 47 and the data output from the signal processing unit 41 based on the band allocation information management unit 42 and outputs the selected data to the MUX 44.
  • the arrangement of the buffers is not limited to this, and may be mounted at an optimal position as necessary.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 determines whether or not data is intermittently transmitted based on a transmission request from the ONU, and the data is allowed to be delayed when intermittently transmitted.
  • the buffer 47 is instructed to store data.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 instructs the buffer 47 to stop data accumulation when the buffer buffer retention time or the buffer accumulation amount exceeds a preset threshold, and instructs the selector 48 to stop data accumulation.
  • the selector 48 selects and outputs the data output from the signal processing unit 41.
  • Whether data is transmitted intermittently is determined to be transmitted intermittently, for example, when the amount of data transmitted within one grant cycle is less than a predetermined threshold.
  • this threshold value is set to a value that is half or less of the data that can be transmitted within one grant cycle.
  • bandwidth allocation information management unit 42 instructs the accumulation of data in the buffer 47 and the selection of the output of the selector 48 as described above, buffering is performed when data is intermittently received. If the upstream transmission request from the ONU becomes large, the LPI state on the host device interface side is canceled before the upstream user data in the next period arrives, and the buffered frame is transmitted after all the buffered frames are transmitted. It is also possible to perform control such as stopping the ring and switching to continuous transmission (transmission without buffering).
  • the data is stored in the buffer 47, and the predetermined value is stored.
  • the data accumulated in the buffer 47 is read out and transmitted to the upper layer apparatus interface after the buffer residence time elapses or when the buffer accumulation amount exceeds a predetermined threshold. Therefore, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to secure a long section for the power saving state when uplink user data is transmitted intermittently, and efficient power saving can be expected.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration example of the third embodiment of the OLT according to the present invention.
  • the OLT of the present embodiment is the same as the OLT of the first embodiment except that the PON processing processor 4 of the OLT of the first embodiment is replaced with a PON processing processor 4b and switches 7 and 8 and a power supply unit 9 are added.
  • the PON processing processor 4b is the same as the PON processing processor 4a of the second embodiment except that a power control unit 49 is added to the PON processing processor 4a of the second embodiment.
  • Components having the same functions as those in the first or second embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first or second embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the band allocation management and the IEEE 802.3az LPI transmission function are linked to each other.
  • the optical receiver 2 and burst for receiving an upstream signal are further provided.
  • the power supply of the reception CDR 3 is dynamically turned on / off according to the reception state of the upstream data, thereby further reducing the power consumption of the OLT.
  • the power supply unit 9 supplies power to the optical receiver 2 and the burst reception CDR 3.
  • the switches 7 and 8 are switched between two states of power supply and supply stop to the optical receiver 2 and the burst reception CDR 3 by being turned on or off based on an instruction from the power control unit 49.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 manages reception times of MPCP control frames, OAM control frames, and user frames.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a control method of the power supply unit 9 according to the present embodiment.
  • grant cycle N it is necessary to receive data by receiving only the section of subcycle # 1 that receives control frames (MPCP control frame, OAM control frame, etc.), and grant is granted for subcycle # 2.
  • grant cycle # 2 There is no need to receive data because it is not given.
  • power is supplied to the optical receiver 2 and the burst reception CDR 3 in the subcycle # 1 section in which it is necessary to receive data, and in the other section (subcycle # 2), the optical receiver 2 and the burst are supplied.
  • the period during which the power is turned on may be made longer by a predetermined period before and after the period in which data is received in consideration of the start-up time and processing time.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 notifies the power supply control unit 49 of empty slot information, and the power supply control unit 49 instructs the switches 7 and 8 to stop the supply of the section slot power supply. To do. Then, the power supply control unit 49 instructs the switches 7 and 8 to start supplying power when the empty slot section ends. Based on the instruction, the switches 7 and 8 stop supplying power to the optical receiving unit 2 and the burst receiving CDR 3 or start supplying power.
  • the operations of the present embodiment other than those described above are the same as those of the second embodiment.
  • the power supply to the optical receiver 2 and the burst reception CDR 3 is controlled.
  • the power supply is similarly controlled to the user data processing function unit of the signal processing unit 41. Also good.
  • the power supply of the power supply unit 9 is controlled.
  • the component that processes the upstream signal is input to the upstream signal control.
  • the clock supply and supply stop By controlling the clock supply and supply stop in the same manner as the power supply and supply stop, the operation and non-operation of the constituent elements may be controlled to realize power saving.
  • the power control unit 49 is added to the PON processing processor 4a of the second embodiment.
  • the power control unit 49 is added to the PON processing processor 4 of the first embodiment, and this You may make it perform the operation
  • the bandwidth allocation information management unit 42 notifies the power supply control unit 49 of the free slot information, and the power supply control unit 49 performs control so as to stop supplying the section power of the free slot. I did it. Therefore, further power saving can be achieved as compared with the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a fourth embodiment of the PON system according to the present invention.
  • the PON system according to the present embodiment includes an OLT 20 and ONUs 10-1 to 10-M (M is an integer of 2 or more).
  • the OLT 20 includes a power save function unit 21, an electrical / optical conversion unit (O / E (Optical-to-Electrical) E / O (Electrical-to-Optical)) 22, and a PON processor in the OLT of the third embodiment. 4c.
  • the O / EE E / O 22 corresponds to the WDM coupler 1, the optical receiver 2, the burst reception CDR 3, and the optical transmitter 6 of the first embodiment.
  • band allocation information management unit 42 is illustrated as a component of the PON processing processor 4c, signal processing units 41 and 45 similar to those in the first embodiment are provided. Components having the same functions as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals as those in the first to third embodiments, and description thereof is omitted.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 has a function for performing the bandwidth allocation process and a predetermined free bandwidth (slot) based on the allocated information (band allocation information). Is determined to shift to a power saving state during an empty slot.
  • the ONU 10-1 includes a power save function unit 11, an electrical / optical conversion unit (O / E E / O) 12, and a PON processing processor 13.
  • the electrical / optical converter 12 converts the optical signal received from the OLT 20 into an electrical signal, and converts the electrical signal transmitted to the OLT 20 into an optical signal.
  • the PON processor 13 performs predetermined processing on data to be transmitted to the OLT 20 and data received from the OLT 20.
  • the ONU 10-2 to ONU 10-M have the same configuration as the ONU 10-1.
  • the OLT 20 and the ONUs 10-1 to 10-M support the power saving protocol for realizing power saving, and the bandwidth allocation control and the power saving protocol termination process are linked to save power.
  • the power save function unit 21 of the OLT 20 and the power save function unit 11 of the ONU 10-1 to ONU 10-M perform power save protocol termination processing.
  • the power save protocol is a protocol for controlling the transition and return of the own device to the power saving state according to a predetermined procedure and notifying the other device of its own state and the like. For example, when the power saving protocol determines that there is no upstream user frame to be transmitted by the ONU, the ONU shifts to the low power consumption mode for the OLT, and the upstream output is completely stopped. Since the operation is stopped for a predetermined time, processing such as notifying that the OLT does not respond to either or both of the OAM frame and the MPCP frame transmitted is performed.
  • the power save protocol used in the present embodiment may be any protocol as long as the ONU has a function of notifying the OLT that it is in a power saving state, and therefore the description of the power save protocol is omitted here. .
  • FIG. 8 is a sequence diagram showing an example of the operation of the present embodiment when linked with the power save protocol.
  • ONU 10-1 a sequence with one ONU (in the description, it is referred to as ONU 10-1) is shown. However, in actuality, the OLT is connected to the connected ONUs 10-1 to 10-M. This sequence is carried out between the two.
  • the OLT 20 is notified of SLEEP by a power saving protocol (notification that the device itself shifts to the power saving mode). (Step S12).
  • the power save function unit 21 of the OLT 20 returns a SLEEP permission that permits the ONU 10-1 to shift to the power saving mode (step S13).
  • the ONU 10-1 that has received the SLEEP permission shifts to the SLEEP state (step S14).
  • the power saving function unit 21 of the OLT 20 transmits the bandwidth allocation information management unit 42 to the ONU 10-1. It is notified that the logical link is in the power saving state (step S15). If there is a grant assigned to the ONU 10-1, the bandwidth allocation information management unit 42 deletes the grant (step S16). When a plurality of ONUs connected to the OLT 20 shift to this state, the number of idle cycles increases.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 determines whether or not to shift to the LP (Low Power: power saving state) state based on the empty slot information during the bandwidth allocation process. (Step S17).
  • the ONU 10-1 recovers from the SLEEP state when transmission data is generated (step S18). For example, the OLT 20 inquires of the ONU 10-1 periodically whether the SLEEP has been canceled after the power save function unit 11 returns the SLEEP permission to the ONU 10-1. The OLT 20 recognizes that the SLEEP of the ONU 10-1 has been canceled by the inquiry. Then, the bandwidth allocation information management unit 42 of the OLT 20 resumes grant allocation to the ONU 10-1 (step S19), and the power saving function unit 21 of the OLT 20 instructs the ONU 10-1 to cancel the SLEEP state. A release is transmitted (step S20). When receiving the SLEEP cancellation, the power save function unit 11 of the ONU 10-1 returns a SLEEP cancellation response (step S21). Then, the bandwidth allocation information management unit 42 of the OLT 20 performs LP determination based on the new bandwidth allocation information (step S22).
  • the bandwidth allocation information management unit 42 determines whether or not the free bandwidth is greater than or equal to a predetermined set value (step S31).
  • the bandwidth allocation information management unit 42 instructs the power saving function unit 21 to shift to the low power state, and the power saving function unit 21 saves the power.
  • Low power control is performed according to the protocol (step S32), and the mode shifts to the power saving mode.
  • the bandwidth allocation information management unit 42 instructs the power save function unit 21 to cancel the low power state, and the power save function unit 21 saves the power.
  • the low power state is canceled according to the protocol (step S33).
  • the setting value used for the determination in step S31 does not have to be single, and may be plural.
  • the operations of the first and third embodiments can be implemented, and either the operation of the first or third embodiment is selected and executed according to the amount of free bandwidth.
  • the OLT 20 may include the buffer 47 and the selector 48 so that the operation of the second embodiment can be performed, and the operation of the second embodiment may be performed in addition to the present operation.
  • the OLT 20 when the ONUs 10-1 to 10-M and the OLT 20 support the power protocol, the OLT 20 is based on the SLEEP notification notified from the ONUs 10-1 to 10-M.
  • the grant for the ONU that transmitted the SLEEP notification is deleted and the grant is reassigned, the OLT 20 notifies the ONEEP in the SLEEP state of the cancellation of the SLEEP. Therefore, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the OLT 20 can perform power saving control in cooperation with the power saving states of the ONUs 10-1 to 10-M.
  • the optical terminal device according to the present invention is useful for a PON system, and is particularly suitable for a PON system that requires power saving.

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

光終端局装置およびＰＯＮシステム
　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／Ｅ　Ｅ／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／Ｅ　Ｅ／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Ｓ３１　Ｙｅｓ）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Ｓ３１　Ｎｏ）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。
　１　ＷＤＭカプラ
　２　光受信器
　３　バースト受信ＣＤＲ
　４，４ａ，４ｂ，４ｃ，１３　ＰＯＮ処理プロセッサ
　５　８０２．３ａｚ対応ＰＨＹ
　６　光送信器
　７，８　スイッチ
　９　電源部
　１０－１～１０－Ｍ　ＯＮＵ
　１１，２１　パワーセーブ機能部
　１２，２２　Ｏ／Ｅ　Ｅ／Ｏ
　２０　ＯＬＴ
　４１，４５　信号処理部
　４２　帯域割り当て情報管理部
　４３　ＬＰＩ送信部
　４４　ＭＵＸ
　４６　上位層処理部
　４７　バッファ
　４８　セレクタ（ＳＥＬ）
　４９　電源制御部

Claims (19)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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。
  11. 　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。
  12. 　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。
  13. 　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。
  14. 　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。
  15. 　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。
  16. 　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。
  17. 　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。
  18. 　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。
  19. 　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。
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