WO2022107327A1 - 光給電システム、スリープ解除方法及び受電側光通信装置 - Google Patents

Abstract

給電用の光信号を用いて給電を行う給電側光通信装置と、給電側光通信装置から送信される給電用の光信号より得られる電力で駆動する受電側光通信装置とを備える光給電システムであって、給電側光通信装置は、受電側光通信装置が備える一部の機能部のスリープ状態を解除するためのスリープ解除信号を生成するスリープ制御部と、スリープ解除信号を給電用の光信号に対して重畳して受電側光通信装置に送信する給電制御部と、を備え、受電側光通信装置は、給電用の光信号に重畳されているスリープ解除信号を検出する検知部と、検知部により検出されたスリープ解除信号に応じて、スリープ状態の機能部を起動状態に制御する制御部と、を備える光給電システム

Description

光給電システム、スリープ解除方法及び受電側光通信装置

　本発明は、光給電システム、スリープ解除方法及び受電側光通信装置に関する。

　従来、特許文献１に示す光給電システムが提案されている。特許文献１に示す光給電システムでは、ＯＬＴ（Optical Line Terminal：加入者線端局装置)から送信される給電用の光信号（以下、「給電光」という。）をＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者線終端装置）が受信することによってＯＬＴから電力の供給を受けることができる。さらに、特許文献１に示す光給電システムでは、給電に用いる光信号と、制御用の光信号とで同じ波長を用いることで、給電用と制御用とで波長を分離するために用いていた高価な光合波器及び光分波器を不要としている。これにより、光給電システムの構築コストを抑制することができる。

特開２０１０－１９３３７４号公報

　上記のように給電により電力の供給を受けるＯＮＵでは、供給された電力の消費量を低減するために、使用しないときには一部の機能をスリープ状態にしている。特許文献１に示す構成では、タイマーを用いて周期的に動作トリガーを生成することで動作を制御している。スリープ状態のＯＮＵにおいて、下りデータを受信するためには、下りデータが来るタイミングで、少なくとも受信部のスリープを解除しなくてはならない。周期的にスリープを解除する構成では、ＯＬＴとＯＮＵとの間で時刻同期が必要となり、無駄な起動や待機電力が発生してしまうという問題があった。

　上記事情に鑑み、本発明は、光給電を行うシステムにおいて簡便に消費電力を削減することができる技術の提供を目的としている。

　本発明の一態様は、給電用の光信号を用いて給電を行う給電側光通信装置と、前記給電側光通信装置から送信される前記給電用の光信号より得られる電力で駆動する受電側光通信装置とを備える光給電システムであって、前記給電側光通信装置は、前記受電側光通信装置が備える一部の機能部のスリープ状態を解除するためのスリープ解除信号を生成するスリープ制御部と、前記スリープ解除信号を前記給電用の光信号に対して重畳して前記受電側光通信装置に送信する給電制御部と、を備え、前記受電側光通信装置は、前記給電用の光信号に重畳されている前記スリープ解除信号を検出する検知部と、前記検知部により検出された前記スリープ解除信号に応じて、スリープ状態の機能部を起動状態に制御する制御部と、を備える光給電システムである。

　本発明の一態様は、給電用の光信号を用いて給電を行う給電側光通信装置と、前記給電側光通信装置から送信される前記給電用の光信号より得られる電力で駆動する受電側光通信装置とを備える光給電システムが行うスリープ解除方法であって、前記給電側光通信装置が、前記受電側光通信装置が備える一部の機能部のスリープ状態を解除するためのスリープ解除信号を生成し、前記スリープ解除信号を前記給電用の光信号に対して重畳して前記受電側光通信装置に送信し、前記受電側光通信装置が、前記給電用の光信号に重畳されている前記スリープ解除信号を検出し、検出された前記スリープ解除信号に応じて、スリープ状態の機能部を起動状態に制御する、スリープ解除方法である。

　本発明の一態様は、給電用の光信号を用いて給電を行う給電側光通信装置と、前記給電側光通信装置から送信される前記給電用の光信号より得られる電力で駆動する受電側光通信装置とを備える光給電システムにおける前記受電側光通信装置であって、前記給電用の光信号に重畳されている、前記受電側光通信装置が備える一部の機能部のスリープ状態を解除するためのスリープ解除信号を検出する検知部と、前記検知部により検出された前記スリープ解除信号に応じて、スリープ状態の機能部を起動状態にする制御部と、を備える受電側光通信装置である。

　本発明により、光給電を行うシステムにおいて簡便に消費電力を削減することが可能となる。

第１の実施形態における光給電システムの構成例を示す図である。 第１の実施形態におけるＯＮＵの処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態における光給電システムの構成例を示す図である。 第２の実施形態におけるＯＮＵの処理の流れを示すフローチャートである。 第３の実施形態におけるＯＮＵの処理の流れを示すフローチャートである。 第４の実施形態における光給電システムの構成例を示す図である。 第４の実施形態におけるＯＮＵの処理の流れを示すフローチャートである。

　以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
（概略）
　まず本発明における光給電システム１００の概略について説明する。
　光給電による給電を行う光通信システムにおいて、ＯＬＴが、データ送信前に、必要に応じて給電光にスリープ解除信号を重畳して送信する。ＯＮＵは、ＯＬＴから送信された給電光に基づいて充電する。さらに、ＯＮＵは、蓄電部の充電状態を監視し、蓄電部が十分充電されている場合に、給電光に重畳されているスリープ解除信号を検知すると、スリープ状態の送信部又は受信部を起動させる。例えば、ＯＮＵは、送信部を起動させた場合には、ＡＣＫ（acknowledgement）信号をＯＬＴに送信する。その後、ＯＮＵは、再び送信部をスリープ状態にさせて、スリープ状態の受信部を起動させてＯＬＴから送信されるデータを受信する。
　上記のような構成により、ＯＮＵの受信部と送信部とをそれぞれ必要なときに起動させることができ、光給電システムにおいて消費電力を削減することが可能となる。
　以下、具体的な構成について複数の実施形態を例に説明する。

（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態における光給電システム１００の構成例を示す図である。
　光給電システム１００は、ＯＬＴ１０と、ＯＮＵ２０とを備える。ＯＬＴ１０と、ＯＮＵ２０とは、光ファイバを介して通信可能に接続される。図１では、ＯＮＵ２０を１台示しているが、光給電システム１００は複数のＯＮＵ２０を備えてもよい。光給電システム１００に複数台のＯＮＵ２０が備えられる場合、ＯＬＴ１０と、複数のＯＮＵ２０との間には、光スプリッタが備えられる。光スプリッタは、ＯＬＴ１０から送信された光信号を分岐して各ＯＮＵ２０に送信する。光スプリッタは、各ＯＮＵ２０から送信された光信号を多重してＯＬＴ１０に送信する。以下、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０に向かう方向を下り方向、ＯＮＵ２０からＯＬＴ１０に向かう方向を上り方向とする。

　ＯＬＴ１０は、給電光と、通信サービス用の光信号とで異なる波長を用いる。例えば、ＯＬＴ１０は、給電光には波長λ１、通信サービス用の光信号には波長λ２及びλ３を用いる。以下の説明では、ＯＬＴ１０において、波長λ２は受信用の波長として用いられ、波長λ３は送信用の波長として用いられるものとする。この場合、ＯＮＵ２０においては、波長λ２は送信用の波長として用いられ、波長λ３は受信用の波長として用いられることになる。

　ＯＬＴ１０は、データ送受信部１１、スリープ制御部１２、給電制御部１３及び合分波器１４を備える。
　データ送受信部１１は、ＯＮＵ２０との間でデータを送受信する。データ送受信部１１は、例えば光トランシーバであり、内部にデータ送信用の波長λ３の光を出射する光源を備える。データ送受信部１１は、内部に備える光源が出射する光をデータの電気信号に基づいて変調することによりデータの光信号に変換し、変換したデータの光信号を光ファイバに送出する。データ送受信部１１は、例えば、内部にフォトディテクタ等のＯ／Ｅ（Optical/Electrical）変換器を備える。データ送受信部１１は、光ファイバを介して受信するデータの光信号を受信し、受信したデータの光信号をＯ／Ｅ変換器により電気信号に変換してスリープ制御部１２に出力する。

　スリープ制御部１２は、ＯＮＵ２０が備える機能部のスリープ状態を制御する。具体的には、スリープ制御部１２は、ＯＮＵ２０に対して送信すべきデータがある場合、ＯＮＵ２０が備える機能部を起動させるためのスリープ解除信号を生成し、生成したスリープ解除信号を給電制御部１３に出力する。

　給電制御部１３は、内部に給電用の波長λ１の光を出射する光源を備えている。給電制御部１３は、光源により給電光を生成し、生成した給電光を、合分波器１４を介して光ファイバに送出する。給電制御部１３は、スリープ制御部１２からスリープ解除信号が得られた場合、スリープ解除信号を給電光に重畳して合分波器１４に送出する。

　合分波器１４は、データ送受信部１１が出力する光信号と、給電制御部１３が出力する光信号とを合波して光ファイバに出力する。合分波器１４は、光ファイバを介して入力された光信号をデータ送受信部１１に分波する。

　ＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０から給電される電力で駆動する。ＯＮＵ２０は、合分波器２１、蓄電部２２、監視部２３、電源回路２４、検知部２５、データ記憶部２６、制御部２７、送信部２８及び受信部２９を備える。

　合分波器２１は、光ファイバを介して入力された光信号を蓄電部２２及び受信部２９に分波する。例えば、合分波器２１は、波長λ１の光信号を蓄電部２２に出力し、波長λ３の光信号を受信部２９に出力する。合分波器２１は、送信部２８が出力する光信号を光ファイバに出力する。

　蓄電部２２は、内部にＯ／Ｅ変換器及びバッテリーを備える。蓄電部２２は、光ファイバを介して受信する給電光を受信し、受信した給電光を電気信号に変換する。蓄電部２２は、電気信号に基づいて充電処理を行うことによって電気信号の電力をバッテリーに蓄電する。

　監視部２３は、蓄電部２２に備えられるバッテリーの充電量を監視する。例えば、監視部２３は、所定の間隔でバッテリーの充電量を監視する。監視部２３は、バッテリーの充電量が、予め定められる起動閾値以上の場合に電源回路２４を動作させて電源電圧を発生させる。起動閾値は、蓄電部２２に備えられるバッテリーが十分充電されていることを示す値が設定されることが望ましい。例えば、起動閾値は、バッテリーの全容量の８０％以上の値である。

　電源回路２４は、蓄電部２２に充電されている電力を用いて発生させた電源電圧を検知部２５、データ記憶部２６及び制御部２７に対して供給する。これにより、検知部２５、データ記憶部２６及び制御部２７は、スリープ状態から動作可能になる。

　検知部２５は、電源回路２４から電源電圧が供給されている間、蓄電部２２が変換した給電用の電気信号に重畳されているスリープ解除信号を検出する。検知部２５は、スリープ解除信号を検出した場合には、スリープ解除信号を制御部２７に出力する。

　データ記憶部２６は、通信サービス用の上りデータ及び通信サービス用の下りデータを記憶する。ここで、上りデータとは、ＯＮＵ２０の下位に接続される外部装置から得られた上り方向へ送信するデータであり、下りデータとは、受信部２９が受信した下り方向へ送信するデータである。データ記憶部２６は、磁気記憶装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成されてもよいし、非一時的記録媒体であってもよい。

　制御部２７は、データの送受信の制御と、スリープ制御とを行う。第１の実施形態では、制御部２７は、スリープ解除信号が検出された場合に受信部２９のスリープ状態を解除する。さらに、制御部２７は、データ記憶部２６に蓄積されている上りデータの蓄積量を監視する。

　送信部２８は、内部にデータ送信用の波長λ２の光を出射する光源を備える。送信部２８は、内部に備える光源が出射する光を上りデータの電気信号に基づいて変調することにより上りデータの光信号に変換し、変換した上りデータの光信号を光ファイバに送出する。送信部２８は、データの送信を行わない場合にはスリープ状態であり、制御部２７の制御に応じて起動する。

　受信部２９は、内部にフォトディテクタ等のＯ／Ｅ変換器を備える。受信部２９は、光ファイバを介して受信する下りデータの光信号を受信し、受信した下りデータの光信号をＯ／Ｅ変換器により電気信号に変換して制御部２７に出力する。受信部２９は、データの受信を行わない場合にはスリープ状態であり、制御部２７の制御に応じて起動する。

　図２は、第１の実施形態におけるＯＮＵ２０の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図２の処理開始時には、検知部２５、データ記憶部２６、制御部２７、送信部２８及び受信部２９はスリープ状態であるとする。図２の処理は、ＯＮＵ２０がＯＬＴ１０から給電されている間実行される。

　監視部２３は、蓄電部２２に備えられるバッテリーの充電量を監視する（ステップＳ１０１）。監視部２３は、バッテリーの充電量と起動閾値とを比較して、バッテリーの充電量が起動閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。バッテリーの充電量が起動閾値未満である場合（ステップＳ１０２－ＮＯ）、バッテリーは十分に充電されていない。そのため、ＯＮＵ２０は、バッテリーが十分充電されるまでステップＳ１０１の処理を行う。

　バッテリーの充電量が起動閾値以上である場合（ステップＳ１０２－ＹＥＳ）、監視部２３は電源回路２４を動作させて電源電圧を発生させる（ステップＳ１０３）。これにより、電源回路２４から電源電圧が各機能部（例えば、検知部２５、データ記憶部２６及び制御部２７）に供給される。検知部２５、データ記憶部２６及び制御部２７は、電源回路２４から供給された電源電圧により動作する。

　制御部２７は、データ記憶部２６に記憶されている上りデータを参照し、上りデータ数が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。なお、起動した直後では、データ記憶部２６に上りデータがあまり蓄積されていない場合も想定される。そこで、制御部２７は、所定の期間経過した後に、データ記憶部２６に記憶されている上りデータを参照し、上りデータ数が閾値以上であるか否かを判定してもよい。

　上りデータ数が閾値以上である場合（ステップＳ１０４－ＹＥＳ）、制御部２７は送信部２８を起動する（ステップＳ１０５）。具体的には、制御部２７は、スリープ状態である送信部２８に対して電力を供給することによって送信部２８をスリープ状態から起動状態にする。制御部２７は、データ記憶部２６に記憶されている上りデータを送信部２８に出力する。例えば、制御部２７は、送信部２８で一度に送信可能な数分の上りデータを送信部２８に出力する。

　送信部２８は、制御部２７から出力された上りデータを用いて上りデータの光信号を生成し、生成した上りデータの光信号を光ファイバに送出する（ステップＳ１０６）。監視部２３は、ステップＳ１０３の処理以降も、蓄電部２２に備えられるバッテリーの充電量を監視している。監視部２３は、バッテリーの充電量と停止閾値とを比較して、バッテリーの充電量が停止閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、停止閾値とは、データの送受信を停止させるための基準となる値である。停止閾値は、蓄電部２２に備えられるバッテリーの充電量が非常に少なくなっていることを示す値が設定されることが望ましい。例えば、停止閾値は、バッテリーの全容量の２０％の値である。バッテリーの充電量が停止閾値未満である場合、データの送受信中にバッテリーの残量がなくなってしまい、データの送受信に影響を与えかねない。そこで、このような閾値を設けている。

　バッテリーの充電量が停止閾値以上である場合（ステップＳ１０７－ＹＥＳ）、監視部２３はバッテリーの充電量が停止閾値以上である旨の通知を制御部２７に出力する。制御部２７は、バッテリーの充電量が停止閾値以上である旨の通知を受け取ると、データ記憶部２６に記憶されている上りデータを参照し、まだ上りデータがあるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。上りデータがある場合（ステップＳ１０８－ＹＥＳ）、ＯＮＵ２０はステップＳ１０６の処理を行う。

　一方で、上りデータがない場合（ステップＳ１０８－ＮＯ）、制御部２７は送信部２８を停止させる（ステップＳ１０９）。具体的には、制御部２７は、起動状態である送信部２８への電力供給を停止することによって、送信部２８を起動状態からスリープ状態にする。その後、ＯＮＵ２０は図２の処理を終了する。なお、ＯＬＴ１０から給電が行われている状態である場合には、ＯＮＵ２０はステップＳ１０１の処理に戻って図２の処理を行ってもよい。

　ステップＳ１０７の処理において、バッテリーの充電量が停止閾値未満である場合（ステップＳ１０７－ＮＯ）、監視部２３はバッテリーの充電量が停止閾値未満である旨の通知を制御部２７に出力する。制御部２７は、バッテリーの充電量が停止閾値未満である旨の通知を受け取ると、送信部２８を停止させる（ステップＳ１０９）。

　ステップＳ１０４の処理において、上りデータ数が閾値未満である場合（ステップＳ１０４－ＮＯ）、検知部２５はスリープ解除信号を検出したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。検知部２５は、蓄電部２２が変換した給電用の電気信号にスリープ解除信号が重畳されている場合にはスリープ解除信号を検出したと判定する。検知部２５は、蓄電部２２が変換した給電用の電気信号にスリープ解除信号が重畳されていない場合にはスリープ解除信号を検出していないと判定する。

　検知部２５がスリープ解除信号を検出していないと判定した場合（ステップＳ１１０－ＮＯ）、ＯＮＵ２０は図２の処理を終了する。なお、ＯＬＴ１０から給電が行われている状態である場合には、ＯＮＵ２０はステップＳ１０１の処理に戻って図２の処理を行ってもよい。

　検知部２５がスリープ解除信号を検出していると判定した場合（ステップＳ１１０－ＹＥＳ）、検知部２５はスリープ解除信号を制御部２７に出力する。制御部２７は、検知部２５からスリープ解除信号を受け取ると、ＡＣＫ信号をＯＬＴ１０に送信する（ステップＳ１１１）。例えば、制御部２７は、送信部２８を一時的に起動させてＡＣＫ信号をＯＬＴ１０に送信する。制御部２７は、送信部２８を一時的に起動させた場合には、ＡＣＫ信号の送信後に送信部２８をスリープ状態にする。

　その後、制御部２７は、受信部２９を起動する（ステップＳ１１２）。具体的には、制御部２７は、スリープ状態である受信部２９に対して電力を供給することによって受信部２９をスリープ状態から起動状態にする。受信部２９は、合分波器２１を介して出力される下りデータを受信する。受信部２９は、受信した下りデータを制御部２７に出力する。制御部２７は、受信部２９から出力された下りデータをデータ記憶部２６に記憶させる。

　監視部２３は、ステップＳ１０３の処理以降も、蓄電部２２に備えられるバッテリーの充電量を監視している。監視部２３は、バッテリーの充電量と停止閾値とを比較して、バッテリーの充電量が停止閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。バッテリーの充電量が停止閾値以上である場合（ステップＳ１１４－ＹＥＳ）、監視部２３はバッテリーの充電量が停止閾値以上である旨の通知を制御部２７に出力する。制御部２７は、バッテリーの充電量が停止閾値以上である旨の通知を受け取ると、下りデータの受信が完了しているか否かを判定する（ステップＳ１１５）。下りデータの受信が完了していない場合（ステップＳ１１５－ＮＯ）、ＯＮＵ２０はステップＳ１１３の処理を行う。

　一方で、下りデータの受信が完了している場合（ステップＳ１１５－ＹＥＳ）、制御部２７は受信部２９を停止させる（ステップＳ１１６）。具体的には、制御部２７は、起動状態である受信部２９への電力供給を停止することによって、受信部２９を起動状態からスリープ状態にする。その後、ＯＮＵ２０は図２の処理を終了する。なお、ＯＬＴ１０から給電が行われている状態である場合には、ＯＮＵ２０はステップＳ１０１の処理に戻って図２の処理を行ってもよい。

　ステップＳ１１４の処理において、バッテリーの充電量が停止閾値未満である場合（ステップＳ１１４－ＮＯ）、監視部２３はバッテリーの充電量が停止閾値未満である旨の通知を制御部２７に出力する。制御部２７は、バッテリーの充電量が停止閾値未満である旨の通知を受け取ると、受信部２９を停止させる（ステップＳ１１７）。この場合、ＯＬＴ１０から送信される全ての下りデータの受信が完了していない場合もある。

　そこで、制御部２７は、受信未完了通知をＯＬＴ１０に送信する（ステップＳ１１８）。例えば、制御部２７は、送信部２８を一時的に起動させて受信未完了通知をＯＬＴ１０に送信する。制御部２７は、送信部２８を一時的に起動させた場合には、受信未完了通知の送信後に送信部２８をスリープ状態にする。受信未完了通知は、ＯＬＴ１０から送信される下りデータ全ての受信が完了していないことを示す通知である。なお、受信未完了通知には、どこまでの下りデータは受信しているのかを示す情報が含まれていてもよい。これにより、ＯＬＴ１０は、次回の下りデータの送信時にＯＮＵ２０で未受信の下りデータから送信を開始することができる。ＯＮＵ２０は図２の処理を終了する。なお、ＯＬＴ１０から給電が行われている状態である場合には、ＯＮＵ２０はステップＳ１０１の処理に戻って図２の処理を行ってもよい。

　以上のように構成された光給電システム１００によれば、ＯＮＵ２０が、ＯＬＴ１０から送信された給電光に含まれるスリープ解除信号に応じて、受信部２９をスリープ状態から解除する。第１の実施形態においてスリープ解除信号は、ＯＬＴ１０が、下りデータの送信を行う場合にＯＮＵ２０に送信される。したがって、ＯＮＵ２０では、下りデータの受信に必要なタイミングで受信部２９を起動することができる。これにより、起動不要なタイミングで受信部２９を起動させることがない。さらに、ＯＬＴ１０が本来給電に使用している光信号に対して、スリープ解除信号を重畳するだけよい。そのため、光給電を行うシステムにおいて簡便に消費電力を削減することが可能になる。

　ＯＮＵ２０では、送信部２８と受信部２９とを同時に起動させることなく、消費電力を下げることができる。
　ＯＮＵ２０において充電量が不足している場合、検知部２５の動作が停止することになる。そのため、スリープ解除信号の検出の可否判定が自動的に行えるため制御が容易になる。

（第２の実施形態）
　第１の実施形態では、スリープ解除信号が、ＯＮＵの受信部のスリープ解除に用いられる構成を示した。第２の実施形態では、スリープ解除信号が、ＯＮＵの送信部及び受信部の両方のスリープ解除に用いられる構成について説明する。なお、第２の実施形態は、上りデータの送信を下りデータの受信よりも優先する実施形態である。

　図３は、第２の実施形態における光給電システム１００ａの構成例を示す図である。
　光給電システム１００ａは、ＯＬＴ１０と、ＯＮＵ２０ａとを備える。ＯＬＴ１０と、ＯＮＵ２０ａとは、光ファイバを介して通信可能に接続される。図３では、ＯＮＵ２０ａを１台示しているが、光給電システム１００ａは複数のＯＮＵ２０ａを備えてもよい。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。

　ＯＮＵ２０ａは、ＯＬＴ１０から給電される電力で駆動する。ＯＮＵ２０ａは、合分波器２１、蓄電部２２、監視部２３、電源回路２４、検知部２５、データ記憶部２６、制御部２７ａ、送信部２８及び受信部２９を備える。
　ＯＮＵ２０ａは、制御部２７に代えて制御部２７ａを備える点でＯＮＵ２０と構成が異なる。ＯＮＵ２０ａは、他の構成についてはＯＮＵ２０と同様である。そのため、ＯＮＵ２０ａ全体の説明は省略し、制御部２７ａについて説明する。

　制御部２７ａは、データの送受信の制御と、スリープ制御とを行う。第２の実施形態では、制御部２７ａは、スリープ解除信号が検出された場合に送信部２８及び受信部２９のスリープ状態を解除する。この際、制御部２７ａは、上りデータが閾値以上ある場合には送信部２８を優先的に起動させることで、上りデータの送信を下りデータの受信よりも優先する。さらに、制御部２７ａは、データ記憶部２６に蓄積されている上りデータの蓄積量を監視する。

　図４は、第２の実施形態におけるＯＮＵ２０ａの処理の流れを示すフローチャートである。なお、図４の処理開始時には、検知部２５、データ記憶部２６、制御部２７ａ、送信部２８及び受信部２９はスリープ状態であるとする。図４の処理は、ＯＮＵ２０ａがＯＬＴ１０から給電されている間実行される。図４において、図２と同様の処理については図２と同様の符号を付して説明を省略する。

　ステップＳ１０３の処理において、検知部２５、データ記憶部２６及び制御部２７ａが、電源回路２４から供給された電源電圧により動作する。検知部２５は、蓄電部２２が変換した給電用の電気信号に重畳されているスリープ解除信号を検出する（ステップＳ２０１）。なお、ここでは、給電用の電気信号にスリープ解除信号が重畳されている前提で説明をするが、給電用の電気信号にスリープ解除信号が重畳されていない場合にはＯＮＵ２０ａは図４の処理を終了する。なお、ＯＬＴ１０から給電が行われている状態である場合には、ＯＮＵ２０ａはステップＳ１０１の処理に戻って図４の処理を行ってもよい。

　検知部２５は、検出したスリープ解除信号を制御部２７ａに出力する。制御部２７ａは、検知部２５からスリープ解除信号を受け取ると、データ記憶部２６に記憶されている上りデータを参照し、上りデータ数が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。上りデータ数が閾値以上である場合（ステップＳ２０２－ＹＥＳ）、ＯＮＵ２０ａはステップＳ１０５からステップＳ１０９までの処理を実行する。
　一方、上りデータ数が閾値未満である場合（ステップＳ２０２－ＮＯ）、ＯＮＵ２０ａはステップＳ１１１以降の処理を実行する。

　以上のように構成された第２の実施形態における光給電システム１００ａによれば、ＯＮＵ２０ａは必要な時に送信部２８及び受信部２９のいずれか一方を起動状態として上りデータの送信処理又は下りデータの受信処理を行う。これにより、起動する必要がない時には送信部２８及び受信部２９の両方とも起動されない。そのため、光給電システムにおいて消費電力を削減することが可能になる。

　さらに、第２の実施形態では、ＯＮＵ２０ａがスリープ解除信号を検出した際に上りデータの蓄積がない場合に下りデータの受信が行われる。すなわち、ＯＮＵ２０ａがスリープ解除信号を検出した際に上りデータの蓄積がある程度ある場合には、下りデータの有無にかかわらず上りデータの送信を優先する。このように、ＯＮＵ２０ａは、上りデータの送信を下りデータの受信よりも優先し、かつ、スリープ解除する対象をＯＮＵ２０ａ判断で実施することができる。

（第３の実施形態）
　第２の実施形態では、上りデータの送信を下りデータの受信よりも優先する実施形態について説明した。第３の実施形態では、下りデータの受信を上りデータの送信よりも優先する実施形態について説明する。基本的な構成については第２の実施形態と同様である。第２の実施形態と異なる点は、制御部２７ａが行う動作である。

　制御部２７ａは、データの送受信の制御と、スリープ制御とを行う。第３の実施形態では、制御部２７ａは、スリープ解除信号が検出された場合に送信部２８及び受信部２９のスリープ状態を解除する。この際、制御部２７ａは、上りデータの有無にかかわらず、受信部２９を優先的に起動させることで、下りデータの受信を上りデータの送信よりも優先する。さらに、制御部２７ａは、データ記憶部２６に蓄積されている上りデータの蓄積量を監視する。

　図５は、第３の実施形態におけるＯＮＵ２０ａの処理の流れを示すフローチャートである。なお、図５の処理開始時には、検知部２５、データ記憶部２６、制御部２７ａ、送信部２８及び受信部２９はスリープ状態であるとする。図５の処理は、ＯＮＵ２０ａがＯＬＴ１０から給電されている間実行される。図５において、図２と同様の処理については図２と同様の符号を付して説明を省略する。

　ステップＳ１０３の処理において、検知部２５、データ記憶部２６及び制御部２７ａが、電源回路２４から供給された電源電圧により動作する。検知部２５は、蓄電部２２が変換した給電用の電気信号に重畳されているスリープ解除信号を検出する（ステップＳ３０１）。なお、ここでは、給電用の電気信号にスリープ解除信号が重畳されている前提で説明をするが、給電用の電気信号にスリープ解除信号が重畳されていない場合にはＯＮＵ２０ａは図５の処理を終了する。なお、ＯＬＴ１０から給電が行われている状態である場合には、ＯＮＵ２０ａはステップＳ１０１の処理に戻って図５の処理を行ってもよい。

　検知部２５は、検出したスリープ解除信号を制御部２７ａに出力する。制御部２７ａは、検知部２５からスリープ解除信号を受け取ると、ＡＣＫ信号をＯＬＴ１０に送信する（ステップＳ３０２）。その後、制御部２７は、受信部２９を起動する（ステップＳ３０３）。具体的には、制御部２７は、スリープ状態である受信部２９に対して電力を供給することによって受信部２９をスリープ状態から起動状態にする。受信部２９は、合分波器２１を介して出力される下りデータを受信する。受信部２９は、受信した下りデータを制御部２７に出力する。制御部２７は、受信部２９から出力された下りデータをデータ記憶部２６に記憶させる。

　監視部２３は、ステップＳ１０３の処理以降も、蓄電部２２に備えられるバッテリーの充電量を監視している。監視部２３は、バッテリーの充電量と停止閾値とを比較して、バッテリーの充電量が停止閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。バッテリーの充電量が停止閾値以上である場合（ステップＳ３０５－ＹＥＳ）、監視部２３はバッテリーの充電量が停止閾値以上である旨の通知を制御部２７に出力する。制御部２７は、バッテリーの充電量が停止閾値以上である旨の通知を受け取ると、下りデータの受信が完了しているか否かを判定する（ステップＳ３０６）。下りデータの受信が完了していない場合（ステップＳ３０６－ＮＯ）、ＯＮＵ２０はステップＳ３０４の処理を行う。

　一方で、ＯＮＵ２０ａは完了している場合（ステップＳ３０６－ＹＥＳ）、制御部２７は受信部２９を停止させる（ステップＳ３０７）。その後、ＯＮＵ２０ａはステップＳ１０５以降の処理を実行する。
　ステップＳ３０５の処理において、バッテリーの充電量が停止閾値未満である場合（ステップＳ３０５－ＮＯ）、監視部２３はバッテリーの充電量が停止閾値未満である旨の通知を制御部２７ａに出力する。制御部２７ａは、バッテリーの充電量が停止閾値未満である旨の通知を受け取ると、受信部２９を停止させる（ステップＳ３０７）。そして、制御部２７ａは、受信未完了通知をＯＬＴ１０に送信する（ステップＳ３０８）。その後、ＯＮＵ２０ａはステップＳ１０５以降の処理を実行する。

　上記の第３の実施形態では、ＯＮＵ２０ａは、一度受信部２９を起動させた後に、上りデータの送信処理を実行する。その結果、下りデータの受信が上りデータの送信よりも優先されることになる。

　以上のように構成された第３の実施形態における光給電システム１００ａによれば、ＯＮＵ２０ａは必要な時に送信部２８及び受信部２９のいずれか一方を起動状態として上りデータの送信処理又は下りデータの受信処理を行う。これにより、起動する必要がない時には送信部２８及び受信部２９の両方とも起動されない。そのため、光給電システムにおいて消費電力を削減することが可能になる。

　さらに、第３の実施形態では、ＯＮＵ２０ａがスリープ解除信号を検出した際に上りデータの有無にかかわらず下りデータの受信が行われる。すなわち、ＯＮＵ２０ａがスリープ解除信号を検出した際には、上りデータの蓄積があったとしても、下りデータの受信を上りデータの送信よりも優先する。このように、ＯＮＵ２０ａは、下りデータの受信を上りデータの送信よりも優先し、かつ、スリープ解除する対象をＯＮＵ２０ａ判断で実施することができる。

（第４の実施形態）
　第１の実施形態から第３の実施形態では、１種類のスリープ解除信号を用いる構成を示した。第４の実施形態では、ＯＬＴにおいて複数種類のスリープ解除信号のいずれか１つ又は全てを重畳した給電光をＯＮＵに送信し、ＯＮＵにおいて給電光に含まれるスリープ解除信号に対応する機能部のスリープ解除を制御する。

　図６は、第４の実施形態における光給電システム１００ｂの構成例を示す図である。
　光給電システム１００ｂは、ＯＬＴ１０ｂと、ＯＮＵ２０ｂとを備える。ＯＬＴ１０ｂと、ＯＮＵ２０ｂとは、光ファイバを介して通信可能に接続される。図６では、ＯＮＵ２０ｂを１台示しているが、光給電システム１００ｂは複数のＯＮＵ２０ｂを備えてもよい。以下、第１の実施形態から第３の実施形態との相違点について説明する。

　ＯＬＴ１０ｂは、データ送受信部１１、スリープ制御部１２ｂ、給電制御部１３ｂ及び合分波器１４を備える。
　ＯＬＴ１０ｂは、スリープ制御部１２及び給電制御部１３に代えてスリープ制御部１２ｂ及び給電制御部１３ｂを備える点でＯＬＴ１０と構成が異なる。ＯＬＴ１０ｂは、他の構成についてはＯＬＴ１０と同様である。そのため、ＯＬＴ１０ｂ全体の説明は省略し、スリープ制御部１２ｂ及び給電制御部１３ｂについて説明する。

　スリープ制御部１２ｂは、ＯＮＵ２０ｂが備える機能部のスリープ状態を制御する。具体的には、スリープ制御部１２ｂは、ＯＮＵ２０ｂに対して送信すべきデータがある場合、ＯＮＵ２０ｂが備える受信部２９を起動させるための受信スリープ解除信号を生成し、生成した受信スリープ解除信号を給電制御部１３ｂに出力する。スリープ制御部１２ｂは、ＯＮＵ２０ｂからの上りデータを受信する必要がある場合、ＯＮＵ２０ｂが備える送信部２８を起動させるための送信スリープ解除信号を生成し、生成した送信スリープ解除信号を給電制御部１３ｂに出力する。ＯＮＵ２０ｂからの上りデータを受信する必要がある場合とは、ＯＬＴ１０ｂからＯＮＵ２０ｂの応答が必要となる情報を送信した場合等である。

　給電制御部１３ｂは、内部に給電用の波長λ１の光を出射する光源を備えている。給電制御部１３ｂは、光源により給電光を生成し、生成した給電光を、合分波器１４を介して光ファイバに送出する。給電制御部１３ｂは、スリープ制御部１２ｂから送信スリープ解除信号又は受信スリープ解除信号のいずれか一方又は両方が得られた場合、得られたスリープ解除信号を給電光に重畳して合分波器１４に送出する。

　ＯＮＵ２０ｂは、ＯＬＴ１０ｂから給電される電力で駆動する。ＯＮＵ２０ｂは、合分波器２１、蓄電部２２、監視部２３、電源回路２４、検知部２５ｂ、データ記憶部２６、制御部２７ｂ、送信部２８及び受信部２９を備える。
　ＯＮＵ２０ｂは、検知部２５及び制御部２７に代えて検知部２５ｂ及び制御部２７ｂを備える点でＯＮＵ２０と構成が異なる。ＯＮＵ２０ｂは、他の構成についてはＯＮＵ２０と同様である。そのため、ＯＮＵ２０ｂ全体の説明は省略し、検知部２５ｂ及び制御部２７ｂについて説明する。

　検知部２５ｂは、電源回路２４から電源電圧が供給されている間、蓄電部２２が変換した給電用の電気信号に重畳されているスリープ解除信号を検出する。具体的には、検知部２５ｂは、給電用の電気信号に重畳されている送信スリープ解除信号又は受信スリープ解除信号のいずれか一方又は両方を検出する。検知部２５は、送信スリープ解除信号又は受信スリープ解除信号のいずれか一方又は両方を検出した場合には、検出したスリープ解除信号を制御部２７ｂに出力する。

　制御部２７ｂは、データの送受信の制御と、スリープ制御とを行う。第４の実施形態では、制御部２７ｂは、検知部２５ｂによって検出されたスリープ解除信号に応じて、対象となる機能部のスリープ状態を解除する。例えば、制御部２７ｂは、送信スリープ解除信号が検出された場合には送信部２８のスリープ状態を解除する。例えば、制御部２７ｂは、受信スリープ解除信号が検出された場合には受信部２９のスリープ状態を解除する。さらに、制御部２７ｂは、データ記憶部２６に蓄積されている上りデータの蓄積量を監視する。

　図７は、第４の実施形態におけるＯＮＵ２０ｂの処理の流れを示すフローチャートである。なお、図７の処理開始時には、検知部２５ｂ、データ記憶部２６、制御部２７ｂ、送信部２８及び受信部２９はスリープ状態であるとする。図７の処理は、ＯＮＵ２０ｂがＯＬＴ１０ｂから給電されている間実行される。図７において、図２と同様の処理については図２と同様の符号を付して説明を省略する。

　ステップＳ１０３の処理において、検知部２５ｂ、データ記憶部２６及び制御部２７ｂが、電源回路２４から供給された電源電圧により動作する。検知部２５ｂは、送信スリープ解除信号を検出したか否かを判定する（ステップＳ４０１）。検知部２５ｂは、蓄電部２２が変換した給電用の電気信号に送信スリープ解除信号が重畳されている場合には送信スリープ解除信号を検出したと判定する。検知部２５ｂは、蓄電部２２が変換した給電用の電気信号に送信スリープ解除信号が重畳されていない場合には送信スリープ解除信号を検出していないと判定する。

　検知部２５ｂが送信スリープ解除信号を検出していると判定した場合（ステップＳ４０１－ＹＥＳ）、ＯＮＵ２０ｂはステップＳ１０５以降の処理を実行する。このように、ＯＮＵ２０ｂは、送信スリープ解除信号が検出された場合には送信部２８を起動して上りデータの送信処理を実行させる。
　検知部２５ｂが送信スリープ解除信号を検出していないと判定した場合（ステップＳ４０１－ＮＯ）、検知部２５ｂは受信スリープ解除信号を検出したか否かを判定する（ステップＳ４０２）。

　検知部２５ｂは、蓄電部２２が変換した給電用の電気信号に受信スリープ解除信号が重畳されている場合には受信スリープ解除信号を検出したと判定する。検知部２５ｂは、蓄電部２２が変換した給電用の電気信号に受信スリープ解除信号が重畳されていない場合には受信スリープ解除信号を検出していないと判定する。

　検知部２５ｂが受信スリープ解除信号を検出していると判定した場合（ステップＳ４０２－ＹＥＳ）、ＯＮＵ２０ｂはステップＳ１１１以降の処理を実行する。このように、ＯＮＵ２０ｂは、受信スリープ解除信号が検出された場合には受信部２９を起動して下りデータの受信処理を実行させる。

　検知部２５ｂが受信スリープ解除信号を検出していないと判定した場合（ステップＳ４０２－ＮＯ）、ＯＮＵ２０ｂは図７の処理を終了する。なお、ＯＬＴ１０から給電が行われている状態である場合には、ＯＮＵ２０ｂはステップＳ１０１の処理に戻って図７の処理を行ってもよい。

　以上のように構成された第４の実施形態における光給電システム１００ｂによれば、ＯＮＵ２０ｂはＯＬＴ１０ｂからの指示に応じて送信部２８及び受信部２９のいずれか一方又は両方を起動状態として上りデータの送信処理又は下りデータの受信処理を行う。これにより、起動する必要がない時には送信部２８及び受信部２９の両方とも起動されない。そのため、光給電システムにおいて消費電力を削減することが可能になる。

　さらに、第４の実施形態では、ＯＮＵ２０ｂは、送信スリープ解除信号を検出した場合に送信部２８を起動し、受信スリープ解除信号を検出した場合に受信部２９を起動する。このように、ＯＮＵ２０ｂは、スリープ解除する対象、下りデータの受信及び上りデータの送信をＯＮＵ２０ａ判断で実施することができる。

　以下、上記の各実施形態独自の変形例及び第１の実施形態から第４の実施形態に共通する変形例について説明する。
　第１の実施形態から第４の実施形態においてＯＬＴ１０，１０ｂは、上りデータの送信がない条件で、スリープ解除信号送信後のＡＣＫ信号を受信できないことが一定回数継続した場合には、ＯＮＵ２０，２０ａ，２０ｂが故障したと判断して警報を発出してもよい。

　第４の実施形態において、ＯＮＵ２０ｂが図７におけるステップＳ１０３の処理の後にステップＳ４０１の処理を実行する構成を示したが、ＯＮＵ２０ｂは図７におけるステップＳ１０３の処理の後にステップＳ４０２の処理を実行するように構成されてもよい。このように構成される場合、ステップＳ４０２の処理において検知部２５ｂが受信スリープ解除信号を検出していないと判定した場合（ステップＳ４０２－ＮＯ）、検知部２５ｂは送信スリープ解除信号を検出したか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０２の処理が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１１１以降の処理が実行され、ステップＳ４０１の処理が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０５以降の処理が実行され、ステップＳ４０１の処理が「ＮＯ」の場合には、図７の処理が終了することになる。

　第１の実施形態から第４の実施形態における光給電システム１００，１００ａ，１００ｂは、ＰＯＮ（Passive Optical Network）に限らず、光給電を行う光通信システムであればどのようなシステムに適用されてもよい。

　上述した実施形態におけるＯＮＵ２０，２０ａ，２０ｂの監視部２３、検知部２５，２５ｂ、制御部２７，２７ａ，２７ｂ及びデータ記憶部２６をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

　本発明は、光給電を行う光通信システムに適用できる。

１０、１０ｂ…ＯＬＴ（給電側光通信装置），　２０、２０ａ，２０ｂ…ＯＮＵ（受電側光通信装置），　１１…データ送受信部，　１２、１２ｂ…スリープ制御部，　１３、１３ｂ…給電制御部，　１４…合分波器，　２１…合分波器，　２２…蓄電部，　２３…監視部，　２４…電源回路，　２５、２５ｂ…検知部，　２６…データ記憶部，　２７、２７ａ、２７ｂ…制御部，　２８…送信部，　２９…受信部

Claims (8)

1. 　給電用の光信号を用いて給電を行う給電側光通信装置と、前記給電側光通信装置から送信される前記給電用の光信号より得られる電力で駆動する受電側光通信装置とを備える光給電システムであって、
   　前記給電側光通信装置は、
   　前記受電側光通信装置が備える一部の機能部のスリープ状態を解除するためのスリープ解除信号を生成するスリープ制御部と、
   　前記スリープ解除信号を前記給電用の光信号に対して重畳して前記受電側光通信装置に送信する給電制御部と、
   　を備え、
   　前記受電側光通信装置は、
   　前記給電用の光信号に重畳されている前記スリープ解除信号を検出する検知部と、
   　前記検知部により検出された前記スリープ解除信号に応じて、スリープ状態の機能部を起動状態に制御する制御部と、
   　を備える光給電システム。
2. 　前記制御部は、前記スリープ解除信号が検出された場合、前記給電側光通信装置に対して前記スリープ解除信号の受信の応答を送信した後に、前記給電側光通信装置から送信される通信用の光信号を受信する受信部をスリープ状態から稼働状態にする、請求項１に記載の光給電システム。
3. 　前記制御部は、蓄積されている上りデータの数が第１の閾値以上である場合には、前記上りデータを送信する送信部をスリープ状態から稼働状態にし、蓄積されている上りデータの数が前記第１の閾値未満である場合には、前記スリープ解除信号に応じて前記受信部をスリープ状態から稼働状態にする、請求項２に記載の光給電システム。
4. 　前記制御部は、前記スリープ解除信号が検出されて、かつ、蓄積されている上りデータの数が第１の閾値以上である場合には、前記上りデータを送信する送信部をスリープ状態から稼働状態にし、前記スリープ解除信号が検出されて、かつ、蓄積されている上りデータの数が前記第１の閾値未満である場合には、前記スリープ解除信号に応じて前記受信部をスリープ状態から稼働状態にする、請求項２に記載の光給電システム。
5. 　前記制御部は、前記スリープ解除信号が検出された場合、蓄積されている上りデータの数にかかわらず、前記受信部をスリープ状態から稼働状態にして受信処理を行い、前記受信部を稼働状態からスリープ状態にした後に、蓄積されている上りデータの数が第１の閾値以上である場合には、前記上りデータを送信する送信部をスリープ状態から稼働状態にする、請求項２に記載の光給電システム。
6. 　前記スリープ制御部は、前記スリープ解除信号として複数のスリープ解除信号を生成し、
   　前記給電制御部は、生成された前記複数のスリープ解除信号のいずれか又は全てを前記給電用の光信号に対して重畳して前記受電側光通信装置に送信し、
   　前記検知部は、前記給電用の光信号に重畳されているスリープ解除信号を検出し、
   　前記検知部により検出されたスリープ解除信号に応じて、スリープ解除信号で指定された機能部を起動状態に制御する、
   　請求項１又は２に記載の光給電システム。
7. 　給電用の光信号を用いて給電を行う給電側光通信装置と、前記給電側光通信装置から送信される前記給電用の光信号より得られる電力で駆動する受電側光通信装置とを備える光給電システムが行うスリープ解除方法であって、
   　前記給電側光通信装置が、
   　前記受電側光通信装置が備える一部の機能部のスリープ状態を解除するためのスリープ解除信号を生成し、
   　前記スリープ解除信号を前記給電用の光信号に対して重畳して前記受電側光通信装置に送信し、
   　前記受電側光通信装置が、
   　前記給電用の光信号に重畳されている前記スリープ解除信号を検出し、
   　検出された前記スリープ解除信号に応じて、スリープ状態の機能部を起動状態に制御する、スリープ解除方法。
8. 　給電用の光信号を用いて給電を行う給電側光通信装置と、前記給電側光通信装置から送信される前記給電用の光信号より得られる電力で駆動する受電側光通信装置とを備える光給電システムにおける前記受電側光通信装置であって、
   　前記給電用の光信号に重畳されている、前記受電側光通信装置が備える一部の機能部のスリープ状態を解除するためのスリープ解除信号を検出する検知部と、
   　前記検知部により検出された前記スリープ解除信号に応じて、スリープ状態の機能部を起動状態にする制御部と、
   　を備える受電側光通信装置。

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