(57)【要約】【課題】消費電力を低減することができる子局装置を得ること。【解決手段】光送信器１４１を省電力状態にするスリープ期間と一時的に光送信器１４１を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有するＯＮＵであって、ＯＬＴ１へ送信するデータを受信する受信部１６１−１，１６１−２と、データに基づいて、データを送信可能なスリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部１１１と、を備え、受信部１６１−１，１６１−２がデータを受信した場合、スリープ期間の長さを省電力制御部１１１が算出したスリープ時間に設定し、データをアクティブ期間にＯＬＴ１へ送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置への送信処理を行う光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置であって、
前記親局装置へ送信するデータを受信する受信部と、
前記データに基づいて、前記データを送信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部と、
を備え、
前記受信部が前記データを受信した場合、前記スリープ期間の長さを前記省電力制御部が算出したスリープ時間に設定し、前記データを前記アクティブ期間に前記親局装置へ送信することを特徴とする子局装置。
【請求項２】
前記子局装置は、前記スリープ時間を前記親局装置へ送信し、前記親局装置から前記スリープ時間を指示された場合に、スリープ期間の長さを前記スリープ時間に設定することを特徴とする請求項１に記載の子局装置。
【請求項３】
前記スリープ時間を省電力制御メッセージとして前記親局装置へ送信し、前記親局装置からの前記スリープ時間の指示を省電力制御メッセージとして受信することを特徴とする請求項２に記載の子局装置。
【請求項４】
親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置から送信されたデータの受信処理を行う光受信器と前記親局装置への送信処理を行う光送信器とを備え、前記光受信器および光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光受信器および光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置であって、
前記データに基づいて、前記データを受信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部、
を備え、
前記スリープ時間を前記親局装置へ送信することを特徴とする子局装置。
【請求項５】
前記省電力制御部は、
前記データの受信レートを計測するレート計測部と、
前記受信レートに基づいて前記スリープ時間を算出するスリープ時間算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の子局装置。
【請求項６】
前記省電力制御部は、
前記データのポート番号、優先度のうち１つ以上を用いて許容遅延時間を推定する許容時間推定部と、
前記許容遅延時間に基づいて前記スリープ時間を算出するスリープ時間算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の子局装置。
【請求項７】
前記省電力制御部は、
前記データの受信レートを計測するレート計測部と、
前記データのポート番号、優先度のうち１つ以上を用いて許容遅延時間を推定する許容時間推定部と、
前記受信レートおよび前記許容遅延時間に基づいて前記スリープ時間を算出するスリープ時間算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の子局装置。
【請求項８】
前記スリープ時間算出部は、前記受信レートに基づいて第１のスリープ時間を求め、前記許容遅延時間に基づいて第２のスリープ時間を求め、前記第１のスリープ時間と前記第２のスリープ時間とのうち小さい方の値を前記スリープ時間として算出することを特徴とする請求項７に記載の子局装置。
【請求項９】
前記許容遅延時間が複数である場合、前記スリープ時間算出部は、最も小さい前記許容時間に基づいて前記スリープ時間を算出することを特徴とする請求項６または７に記載の子局装置。
【請求項１０】
前記許容遅延時間が複数である場合、前記スリープ時間算出部は、最も小さい前記許容時間に基づいて前記第２のスリープ時間を算出することを特徴とする請求項８に記載の子局装置。
【請求項１１】
親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置への送信処理を行う光送信器と前記親局装置から送信された下りデータの受信処理を行う光受信器とを備え、前記光送信器および前記光受信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光送信器および前記光受信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置であって、
前記親局装置へ送信する上りデータを受信する受信部と、
前記上りデータに基づいて、前記上りデータを送信可能な前記スリープ期間の長さである第１のスリープ時間を算出し、前記下りデータに基づいて、前記下りデータを受信可能な前記スリープ期間の長さである第２のスリープ時間を算出し、前記第１のスリープ時間と前記第２のスリープ時間とのうち小さい方の値をスリープ時間として算出する省電力制御部と、
を備え、
前記前記省電力制御部が算出したスリープ時間を前記親局装置へ送信することを特徴とする子局装置。
【請求項１２】
親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置から送信されたデータの受信処理を行う光受信器を備え、前記光受信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光受信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置であって、
前記データに基づいて、前記データを受信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部、
を備え、
前記スリープ時間を前記親局装置へ送信することを特徴とする子局装置。
【請求項１３】
光受信器および光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光受信器および前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と光通信路により接続される親局装置であって、
前記子局装置へ送信するデータを受信する受信部と、
前記データに基づいて、前記データを受信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部と、
を備え、
前記受信部が前記データを受信した場合、前記省電力制御部が算出したスリープ時間を前記省電力モードのスリープ時間として設定することを指示する信号を前記子局装置へ送信することを特徴とする親局装置。
【請求項１４】
光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と光通信路により接続される親局装置であって、
前記データに基づいて、前記データを前記子局装置において送信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部と、
を備え、
前記省電力制御部が算出したスリープ時間を前記省電力モードのスリープ時間として設定することを指示する信号を前記子局装置へ送信することを特徴とする親局装置。
【請求項１５】
前記信号を省電力制御メッセージとして前記子局装置へ送信することを特徴とする請求項１３または１４に記載の親局装置。
【請求項１６】
前記省電力制御部は、
前記データの受信レートを計測するレート計測部と、
前記受信レートに基づいて前記スリープ時間を算出するスリープ時間算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１３、１４または１５に記載の親局装置。
【請求項１７】
前記省電力制御部は、
前記データのポート番号、優先度のうち１つ以上を用いて許容遅延時間を推定する許容時間推定部と、
前記許容遅延時間に基づいて前記スリープ時間を算出するスリープ時間算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１３、１４または１５に記載の親局装置。
【請求項１８】
前記省電力制御部は、
前記データの受信レートを計測するレート計測部と、
前記データのポート番号、優先度のうち１つ以上を用いて許容遅延時間を推定する許容時間推定部と、
前記受信レートおよび前記許容遅延時間に基づいて前記スリープ時間を算出するスリープ時間算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１３、１４または１５に記載の親局装置。
【請求項１９】
前記スリープ時間算出部は、前記受信レートに基づいて第１のスリープ時間を求め、前記許容遅延時間に基づいて第２のスリープ時間を求め、前記第１のスリープ時間と前記第２のスリープ時間とのうち小さい方の値を前記スリープ時間として算出することを特徴とする請求項１８に記載の親局装置。
【請求項２０】
前記許容遅延時間が複数である場合、前記スリープ時間算出部は、最も小さい前記許容時間に基づいて前記スリープ時間を算出することを特徴とする請求項１７または１８に記載の親局装置。
【請求項２１】
前記許容遅延時間が複数である場合、前記スリープ時間算出部は、最も小さい前記許容時間に基づいて前記第２のスリープ時間を算出することを特徴とする請求項１９に記載の親局装置。
【請求項２２】
光受信器および光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光受信器および前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と光通信路により接続される親局装置であって、
前記子局装置から受信する下りデータを受信する受信部と、
前記上りデータに基づいて、前記上りデータを前記子局装置から送信可能な前記スリープ期間の長さである第１のスリープ時間を算出し、前記下りデータに基づいて、前記下りデータを前記子局装置において受信可能な前記スリープ期間の長さである第２のスリープ時間を算出し、前記第１のスリープ時間と前記第２のスリープ時間とのうち小さい方の値をスリープ時間として算出する省電力制御部と、
を備え、
前記省電力制御部が算出したスリープ時間を前記省電力モードのスリープ時間として設定することを指示する信号を前記子局装置へ送信する親局装置。
【請求項２３】
前記子局装置は、前記子局装置から前記アクティブ期間に送信された応答信号の受信時刻に基づいて、前記子局装置にアクティブ期間の開始時刻を推定することを特徴とする請求項１３〜２２のいずれか１つに記載の親局装置。
【請求項２４】
前記子局装置のアクティブ期間を所定時間遅らせる場合、前記子局装置へ前記子局装置を前記省電力モードから復帰させる制御信号を送信し、推定した前記開始時刻と前記所定時間とに基づいて決定した送信タイミングで前記省電力モードの開始を指示する制御信号を前記子局装置へ送信することを特徴とする請求項２３に記載の親局装置。
【請求項２５】
前記子局装置が前記省電力モードである場合、推定した前記開始時刻に基づいて、前記子局装置がアクティブ期間であると推定される時間帯に前記子局装置へデータを送信することを特徴とする請求項２３に記載の親局装置。
【請求項２６】
前記子局装置を複数とし、前記子局装置から受信する上りデータが発生している場合、推定した前記開始時刻に基づいて、前記アクティブ期間が重ならないように前記スリープ時間を調整することを特徴とする請求項２５に記載の親局装置。
【請求項２７】
前記子局装置を複数とし、前記子局装置へ送信する下りデータのレートが一定値未満の場合、複数の前記子局装置間の前記アクティブ期間の重なりを許容し、前記子局装置へ送信する下りデータのレートが前記一定値以上の場合前記アクティブ期間が重ならないよう前記スリープ時間を制御することを特徴とする請求項２５または２６に記載の親局装置。
【請求項２８】
前記子局装置を複数とし、
複数の前記子局装置間で、前記アクティブ期間が重ならないように前記省電力モードの開始を指示する制御信号の送信タイミングを制御することを特徴とする請求項１３〜２７のいずれか１つに記載の親局装置。
【請求項２９】
光受信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光受信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と光通信路により接続される親局装置であって、
前記子局装置へ送信するデータを受信する受信部と、
前記データに基づいて、前記データを受信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部と、
を備え、
前記受信部が前記データを受信した場合、前記省電力制御部が算出したスリープ時間を前記省電力モードのスリープ時間として設定することを指示する信号を前記子局装置へ送信することを特徴とする親局装置。
【請求項３０】
親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置への送信処理を行う光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置における制御装置であって、
前記親局装置へ送信するデータに基づいて、前記データを送信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部、
を備え、
前記受信部が前記データを受信した場合、前記スリープ期間の長さを前記省電力制御部が算出したスリープ時間に設定し、前記データを前記アクティブ期間に前記親局装置へ送信することを特徴とする制御装置。
【請求項３１】
親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置から送信されたデータの受信処理を行う光受信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記受信信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置における制御装置であって、
前記データに基づいて、前記データを受信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部、
を備え、
前記スリープ時間を前記親局装置へ送信することを特徴とする制御装置。
【請求項３２】
光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と光通信路により接続される親局装置における制御装置であって、
前記子局装置へ送信するデータに基づいて、前記データを送信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部と、
を備え、
前記受信部が前記データを受信した場合、前記省電力制御部が算出したスリープ時間を前記省電力モードのスリープ時間として設定することを指示する信号を前記子局装置へ送信することを特徴とする制御装置。
【請求項３３】
光受信器および光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光受信器および前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と光通信路により接続される親局装置における制御装置であって、
前記データに基づいて、前記データを前記子局装置において受信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部と、
を備え、
前記省電力制御部が算出したスリープ時間を前記省電力モードのスリープ時間として設定することを指示する信号を前記子局装置へ送信することを特徴とする制御装置。
【請求項３４】
親局装置と、前記親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置への送信処理を行う光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と、を備える光通信システムであって、
前記子局装置は、
前記親局装置へ送信するデータを受信する受信部と、
前記データに基づいて、前記データを送信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部と、
を備え、
前記受信部が前記データを受信した場合、前記スリープ期間の長さを前記省電力制御部が算出したスリープ時間に設定し、前記データを前記アクティブ期間に前記親局装置へ送信することを特徴とする光通信システム。
【請求項３５】
親局装置と、前記親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置から送信されたデータの受信処理を行う光受信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記受信信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と、を備える光通信システムであって、
前記子局装置は、
前記データに基づいて、前記データを受信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部、
を備え、
前記スリープ時間を前記親局装置へ送信することを特徴とする光通信システム。
【請求項３６】
光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と、前記子局装置に光通信路により接続される親局装置と、を備える光通信システムであって、
前記親局装置は、
前記子局装置へ送信するデータを受信する受信部と、
前記データに基づいて、前記データを送信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部と、
を備え、
前記受信部が前記データを受信した場合、前記省電力制御部が算出したスリープ時間を前記省電力モードのスリープ時間として設定することを指示する信号を前記子局装置へ送信することを特徴とする光通信システム。
【請求項３７】
光受信器および光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光受信器および前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と、前記子局装置に光通信路により接続される親局装置と、を備える光通信システムであって、
前記親局装置は、
前記データに基づいて、前記データを前記子局装置において受信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出する省電力制御部と、
を備え、
前記省電力制御部が算出したスリープ時間を前記省電力モードのスリープ時間として設定することを指示する信号を前記子局装置へ送信することを特徴とする光通信システム。
【請求項３８】
親局装置と、前記親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置への送信処理を行う光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と、を備える光通信システムにおける省電力制御方法であって、
前記子局装置が、前記親局装置へ送信するデータを受信する受信ステップと、
前記子局装置が、前記データに基づいて、前記データを送信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出するスリープ時間算出ステップと、
前記子局装置が、前記データを受信した場合、前記スリープ期間の長さを前記スリープ時間算出ステップで算出したスリープ時間に設定し、前記データを前記アクティブ期間に前記親局装置へ送信する送信ステップと、
を含むことを特徴とする省電力制御方法。
【請求項３９】
親局装置と、前記親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置から送信されたデータの受信処理を行う光受信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記受信信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と、を備える光通信システムにおける省電力制御方法であって、
前記子局装置が、前記データに基づいて、前記データを受信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出するスリープ時間算出ステップと、
前記子局装置が、前記スリープ時間を前記親局装置へ送信する送信ステップと、
前記親局装置が、前記スリープ時間に基づいて前記子局装置におけるアクティブ期間を推定し、推定したアクティブ期間に前記データを前記子局装置へ送信するデータ送信ステップと、
を含むことを特徴とする省電力制御方法。
【請求項４０】
光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と、前記子局装置に光通信路により接続される親局装置と、を備える光通信システムにおける省電力制御方法であって、
前記親局装置が、前記子局装置へ送信するデータを受信する受信ステップと、
前記親局装置が、前記データに基づいて、前記データを送信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出するスリープ時間算出ステップと、
前記親局装置が、前記データを受信した場合、前記スリープ時間算出ステップで算出したスリープ時間を前記省電力モードのスリープ時間として設定することを指示する信号を前記子局装置へ送信する送信ステップと、
前記子局装置が、前記信号に基づいて前記省電力モードのスリープ時間を設定する設定ステップと、
を含むことを特徴とする省電力制御方法。
【請求項４１】
光受信器および光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光受信器および前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置と、前記子局装置に光通信路により接続される親局装置と、を備える光通信システムにおける省電力制御方法であって、
前記親局装置が、前記データに基づいて、前記データを前記子局装置において受信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出するスリープ時間算出ステップと、
前記親局装置が、前記スリープ時間算出ステップで算出したスリープ時間を前記省電力モードのスリープ時間として設定することを指示する信号を前記子局装置へ送信する送信ステップと、
前記子局装置が、前記信号に基づいて前記省電力モードのスリープ時間を設定する設定ステップと、
を含むことを特徴とする省電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、子局装置、親局装置、制御装置、光通信システムおよび省電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮ（Passive  Optical  Network）システムにおいて、トラヒックが無いときにＯＮＵ（Optical  Network  Unit）をパワーダウンさせる省電力制御プロトコルの標準化が検討されている（例えば、下記非特許文献１参照）。
【０００３】
ＰＯＮシステムでは、ＯＮＵから送信される上り方向のデータが衝突しないようにＯＬＴ（Optical  Line  Terminal）とＯＮＵ間で同期をとりながら通信を行う。親局装置であるＯＬＴは、上り方向のデータが衝突しないよう各ＯＮＵ（子局装置）に対する送信許可を与えるように計画する。この際、ＯＬＴは各ＯＮＵとの間の距離による遅延を考慮する。そのため、ＯＬＴは、各ＯＮＵとの間のラウンドトリップタイムを計測するが、光ファイバによる伝送ではジッタやワンダなどの伝送路の変動があるため、周期的に計測を行う必要がある。
【０００４】
このため、ＰＯＮシステムの省電力制御では、ＯＮＵを間欠的に省電力状態に遷移させる技術が検討されている。例えば、送信機能を間欠停止させるドーズモード（Ｔｘスリープモード）、送受信機能を間欠停止させるサイクリックスリープモード（ＴＲｘスリープモード）等の複数の省電力モード（スリープモード）が用いられる。省電力制御を行う際には、ＯＬＴとＯＮＵの間で、対応可能なスリープモードや省電力制御に関連するパラメータをやりとりするネゴシエーションが行われ、このネゴシエーションにより合意したパラメータ等に基づいて省電力制御が実施される。
【０００５】
ＯＮＵが省電力モードへ遷移可能な場合、例えば、ＯＬＴとＯＮＵの間で一定時間データフレームの送受信がないとき、ＯＬＴはスリープ許可メッセージを送信し、ＯＮＵはスリープ応答メッセージを送信し、省電力モードへ遷移する。この省電力モード中はデータフレームの送受信はなく、送信すべきデータフレームがＯＬＴまたはＯＮＵで発生した場合、ＯＮＵの省電力モードを解除するメッセージ交換を行い、省電力モードを解除した後にデータフレームを送受信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ（Telecommunication  Standardization  Sector  of  International  Telecommunication  Union），ＩＴＵ−Ｔ  Recommendation  Ｇ．９８７．３，２０１０年１０月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
地球温暖化を背景に、近年、ＰＯＮシステムを含む通信サービスに対して省電力化の強い要請がある。ＯＮＵについても、さらなる省電力化が期待されている。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力を低減することができる子局装置、親局装置、制御装置、光通信システムおよび省電力制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置への送信処理を行う光送信器を省電力状態にするスリープ期間と一時的に前記光送信器を起動させるアクティブ期間とを周期的に繰り返す省電力モードを有する子局装置であって、前記親局装置へ送信するデータを受信する受信部と、前記データに基づいて、前記データを送信可能な前記スリープ期間の長さであるスリープ時間を算出するスリープ時間算出部と、を備え、前記受信部が前記データを受信した場合、前記スリープ期間の長さを前記スリープ時間算出部が算出したスリープ時間に設定し、前記データを前記アクティブ期間に前記親局装置へ送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、消費電力を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１のＰＯＮシステムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、初期ネゴシエーション手順の一例を示すチャート図である。
【図３】図３は、省電力モードへの移行手順の一例を示すチャート図である。
【図４】図４は、ＯＬＴの省電力制御部の構成例を示す図である。
【図５】図５は、スリープ時間算出部における下りデータに基づくスリープ時間の決定手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、スリープ時間を変更する場合のシーケンス図を示す図である。
【図７】図７は、ＯＬＴによるＯＮＵのアクティブ期間の開始時刻の推定の様子を示す図である。
【図８】図８は、開始時刻をΔｔだけ遅らせる場合の制御手順の一例を示すチャート図である。
【図９】図９は、複数のＯＮＵを同時に省電力モードとする場合の制御方法の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、下りデータの受信レートによりアクティブ期間の制御方法を変える場合の制御方法の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、アクティブ期間の重なりを防ぐ制御の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２のアクティブ期間制御手順の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる子局装置、親局装置、制御装置、光通信システムおよび省電力制御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。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるＰＯＮシステム（光通信システム）の実施の形態１の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ＰＯＮシステムは、親局装置として動作するＯＬＴ（局側光通信装置ともいう）１と、子局装置として動作するＯＮＵ（利用者側光通信装置ともいう）１０−１〜１０−３と、を備える。ＯＬＴ１とＯＮＵ１０−１〜１０−３はスプリッタ４０を介して光ファイバ３０で接続されている。スプリッタ４０は、ＯＬＴ１に接続する幹線の光ファイバ３０をＯＮＵ１０−１〜１０−３の数に分岐する。また、ＯＮＵ１０−１は、端末２０−１および端末２０−２に接続されている。なお、ここではＯＮＵを３台とした例を示しているが、ＯＮＵの台数はこれに限らず何台でもよい。
【００１４】
ＯＬＴ１は、ＰＯＮプロトコルに基づいてＯＬＴ側の処理を実施する制御部２（ＯＬＴ制御部）と、ＯＮＵ１０−１〜１０−３から受信した上りデータを格納するためのバッファである受信バッファ３と、ＯＮＵ１０−１〜１０−３へ送信する下りデータを格納するためのバッファである送信バッファ４と、光信号の送受信処理を行う光送受信器５と、上りデータと下りデータを波長多重するＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）カプラ（ＷＤＭ）６と、ネットワーク（図示しない）との間でＮＮＩ（Network  Node  Interface）等の物理インタフェース機能を実現する物理層処理部（ＰＨＹ）７と、を備える。光送受信器５は、ＯＮＵ１０−１〜１０−３から送信された光信号の受信処理を行い上りデータに変換する光受信器（Ｒｘ：Receiver）５１と、ＯＮＵ１０−１〜１０−３向けに送信する下りデータの送信処理を行い光信号に変換して送信する光送信器（Ｔｘ：Transmitter）５２と、を備える。制御部２は、ＯＮＵ１０−１〜１０−３の省電力モードの制御を行う省電力制御部２１を備える。
【００１５】
ＯＮＵ１０−１は、ＰＯＮプロトコルに基づいてＯＮＵ側の処理を実施する制御部１１と、ＯＬＴ１への送信データ（上りデータ）を格納するためのバッファである送信バッファ（上りバッファ）１２と、ＯＬＴ１からの受信データ（下りデータ）を格納するためのバッファである受信バッファ（下りバッファ）１３と、光送受信器１４と、上りデータと下りデータを波長多重するＷＤＭ１５と、端末２０−１，２０−２との間で、それぞれＵＮＩ（User  Network  Interface）等の物理インタフェース機能を実現する物理層処理部（ＰＨＹ）１６−１，１６−２と、を備える。
【００１６】
光送受信器１４は、送信処理を行う光送信器（Ｔｘ：Transmitter）１４１と、受信処理を行う光受信器（Ｒｘ：Receiver）１４２と、を有する。制御部１１は、光送信器１４１及び／または光受信器１４２をオン状態／オフ状態に制御する省電力制御部１１１を備え、省電力制御用の信号線で光送受信器１４と接続されている。ＰＨＹ１６−１は、受信処理を行う受信部（Ｒｘ：Receiver）１６１−１と、送信処理を行う送信部（Ｔｘ：Transmitter）１６２−１と、で構成され、ＰＨＹ１６−２は、受信処理を行う受信部（Ｒｘ：Receiver）１６１−２と、送信処理を行う送信部（Ｔｘ：Transmitter）１６２−２と、を有する。
【００１７】
なお、ＯＮＵ１０−１に接続される端末を２台としているが、端末の数はこれに限らず、何台でもよく、端末の数に応じた物理層処理部（ＰＨＹ）を備える。また、図１では代表としてＯＮＵ１０−１の構成例を示したが、ＯＮＵ１０−２，１０−３もＯＮＵ１０−１と同様の構成である。
【００１８】
ＯＬＴ１から送信されるデータフレーム（下りデータ）は接続されているすべてのＯＮＵ１０−１〜１０−３に到達する。一方、ＯＮＵ１０−１〜１０−３からデータフレーム（上りデータ）を送信する際は、他のＯＮＵ１０−１〜１０−３からのデータフレームと衝突しないようにＯＬＴ１が上りデータの送信タイミングを制御する。
【００１９】
上りデータの送信タイミングの制御は、例えば、次のような手順に従って実施する。ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ１０−１〜１０−３に応答信号（ＲＥＰＯＲＴ）を送信するための帯域（送信許可時間帯）を割当て、割当てた結果を通知する送信許可通知（GATE、grant）をＯＮＵ１０−１〜１０−３へ送信する。ＯＮＵ１０−１〜１０−３は、送信許可通知を受信し、送信許可通知によりＯＬＴ１から許可された時刻に、送信すべきデータフレームの容量を記載した応答信号を送信する。ＯＬＴ１は、ＯＮＵ１０−１〜１０−３から受信した応答信号に基づいて、ＯＮＵ１０−１〜１０−３からのデータフレームが衝突しないようにデータフレーム送信用の帯域を割当て、割当てた結果を送信許可通知として送信する。ＯＮＵ１０−１〜１０−３は、受信した送信許可通知により許可された時刻にデータフレームを送信する。
【００２０】
次に、本実施の形態の省電力制御について説明する。本実施の形態では、ＯＮＵ１０−１〜１０−３は、省電力モードとして、送信機能を間欠停止させるドーズモード（Ｔｘスリープモード）、送受信機能を間欠停止させるサイクリックスリープモード（ＴＲｘスリープモード）のうちのいずれか１つまたは両方に対応しているとする。ドーズモード、サイクリックスリープモードのいずれの場合も、送信機能または送受信機能を省電力状態とするスリープ期間と、送信機能または送受信機能を省電力状態から復帰させ通常状態とするアクティブ期間と、交互に繰り返す間欠動作を実施する。以降、本実施の形態では、省電力モード中の１回のスリープ期間の長さ（時間）をスリープ時間とよび、１回のアクティブ期間の長さ（時間）をアクティブ時間とよぶ。
【００２１】
（初期ネゴシエーション）
省電力機能を実現する場合、初期ネゴシエーション（コンフィグレーション）によってスリープ時間、アクティブ時間などの省電力に必要なパラメータをＯＬＴ１とＯＮＵ１０−１との間で送受信する。図２は、初期ネゴシエーション手順の一例を示すチャート図である。この初期ネゴシエーション手順は、例えば、ＯＬＴ１とＯＮＵ１０−１との間でディスカバリ処理が実施された後に実施されるが、初期ネゴシエーション手順を実施するタイミングはこれに限定されない。なお、ここでは、ＯＮＵ１０−１を例に説明するが、ＯＮＵ１０−２，１０−３についても同様である。
【００２２】
ＯＬＴ１の制御部２は、スリープパラメータの取得を要求する要求フレームを生成してＯＮＵ１０−１へ送信する（ステップＳ１）。具体的には、ＯＬＴ１の制御部２は、スリープパラメータの取得を要求する要求フレームを光送受信器５のＴｘ５２に送る。Ｔｘ５２から送出された要求フレームは、ＷＤＭ６および光ファイバ３０を経由して、ＯＮＵ１０−１に到着する。ＯＮＵ１０−１へ到着した要求フレームは、ＷＤＭ１５、光送受信器１４のＲｘ１４２経由で制御部１１の省電力制御部１１１に到着する。スリープパラメータとしては、例えば、ＯＮＵ１０−１が対応している省電力モードの種類、スリープ時間、アクティブ時間等である。
【００２３】
ＯＮＵ１０−１は、上記の要求フレームを受信するとスリープパラメータをＯＬＴ１へ送信する（ステップＳ２）。具体的には、ＯＮＵ１０−１の省電力制御部１１１は、スリープパラメータを格納したフレームを光送受信器１５のＴｘ１４１へ出力し、このフレームはＷＤＭ１５、光ファイバ３０経由でＯＬＴ１に到着する。ＯＬＴ１では、このフレームはＷＤＭ６、光送受信器５のＲｘ５１経由で制御部２に到着する。
【００２４】
ＯＬＴ１の制御部２は、ＯＮＵ１０−１から受信したスリープパラメータを精査する（ステップＳ３）。具体的には、受信したスリープパラメータが妥当であるかを確認し、妥当なパラメータはそのままの値をＯＮＵ１０−１に指示する値とし、妥当でない場合には、ＯＮＵ１０−１に対して指示する新たなスリープパラメータを決定する。そして、ＯＬＴ１は、ＯＬＴ１からＯＮＵ１０−１へ指示するスリープパラメータを送信する（ステップＳ４）。
【００２５】
ＯＮＵ１０−１は、ＯＬＴ１からスリープパラメータを受信すると、受信したことを示す応答メッセージを送信する（ステップＳ５）。ＯＬＴ１がこの応答メッセージを受信することにより初期ネゴシエーションが終了する。なお、初期ネゴシエーションの手順はこれに限定されない。以降、ＯＮＵ１０−１は省電力モードへ移行する条件を満たした場合、上記の初期ネゴシエーションにおいてＯＬＴ１から指定されたスリープ時間、アクティブ時間を用いた省電力モードへ移行する。
【００２６】
図３は、省電力モードへの移行手順の一例を示すチャート図である。図３に示すように、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ１０−１を省電力モードへ移行する条件を満たした場合、ＯＮＵ１０−１へ省電力モードへの移行を許可する許可メッセージ（例えば、SleepAllow(TRx)、  SleepAllow(Tx)）を送信する（ステップＳ６）。ＯＮＵ１０−１は、許可メッセージを受信すると応答メッセージをＯＬＴ１へ送信し（ステップＳ７）、省電力モードへ遷移する。この際、ＯＮＵ１０−１は、初期ネゴシエーションにおいてＯＬＴ１から指定されたスリープ時間、アクティブ時間を用いた省電力モードへ移行する。
【００２７】
なお、省電力モードへの移行手順は、図３の例（パターンＡとする）に限定されない。例えば、ＯＬＴ１からＯＮＵ１０−１に対して省電力モードへの移行を指示する指示メッセージを送信し、ＯＮＵ１０−１がこの指示メッセージに対する応答メッセージを送信した後に、省電力モードへ移行する手順（パターンＢ）としてもよい。なお、パターンＢの場合、ＯＮＵ１０−１は応答メッセージを送信せずに、省電力モードへ移行してもよい。
【００２８】
また、ＯＮＵ１０−１からＯＬＴ１に対して省電力モードへの移行を要求する要求メッセージを送信し、ＯＬＴ１がこの要求メッセージに対する許可メッセージを送信し、ＯＮＵ１０−１がこの許可メッセージを受信すると省電力モードへ移行する手順（パターンＣ）としてもよい。なお、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ１０−１の省電力モードへの移行を許可しない場合、省電力モードへの移行を許可しない不許可メッセージを送信する。不許可メッセージを受信した場合、ＯＮＵ１０−１は省電力モードへ移行しない。
【００２９】
さらに、ＯＮＵ１０−１が省電力モードへの移行を報告する報告メッセージを送信して、省電力モードへ移行する手順（パターンＤ）としてもよい。以上の許可メッセージ、指示メッセージ、要求メッセージ等は、省電力制御メッセージであり、例えば、ＰＬＯＡＭ（Physical  Layer  Operations，Administration  and  Maintenance）メッセージ（SleepAllow等）等を用いることができるが、これらに限らずどのような形式の制御メッセージでもよい。
【００３０】
次に、本実施の形態のスリープ時間の決定方法について説明する。上述したように、ドーズモード、サイクリックスリープモードでは、間欠動作を実施し、省電力状態となるスリープ期間と、省電力状態から復帰するアクティブ期間（一時起動期間）とを周期的に繰り返す。スリープ期間の長さであるスリープ時間とアクティブ期間の長さであるアクティブ時間とは、通常上記のように初期ネゴシエーションで決定される。
【００３１】
通常、ＰＯＮシステムでは、上りデータ、下りデータの両方または上りデータがない場合にＯＮＵが省電力モードへ移行し、上りデータ、下りデータの両方または上りデータが発生すると省電力モードから通常状態へ復帰し、データの送受信を行う。
【００３２】
一方、ＯＮＵ１０−１から送信するデータのレート等によっては、常時、送受信機能に通電しておかなくてもよい場合が考えられる。本実施の形態では、上りデータ、下りデータが発生した場合、データのレートに応じてスリープ時間を決定し、決定したスリープ時間を用いてＯＮＵ１０−１を省電力モードで動作させることにより、省電力モードを維持しながらデータ送信を可能とする。以下、省電力モードを維持しながらデータ送信するためのスリープ時間の決定方法について述べる。
【００３３】
（スリープ時間選択（下りデータ送信））
まず、下りデータ（下りフレーム）に基づくスリープ時間の決定方法について説明する。図４は、本実施の形態のＯＬＴ１の省電力制御部２１の構成例を示す図である。図４に示すように、省電力制御部２１は、レート計測部２１１、遅延時間算出部２１２およびスリープ時間算出部２１３を備える。レート計測部２１１は、一定のフレーム計測時間TFrameCountの間にＰＨＹ７に到着した各ＯＮＵ１０−１〜１０−３宛てのフレームをＯＮＵごとに計数することにより受信フレーム（下りデータ）の受信レートを計測する。遅延時間算出部２１２は、受信したフレームのポート番号、優先度などに基づいて許容される遅延時間（許容遅延時間）TDelayを算出する。スリープ時間算出部２１３は、レート計測部２１１の計測結果と、許容遅延時間とに基づいてスリープ時間を決定する。なお、ドーズモードでは、ＯＮＵの受信機能については通常状態であるため、下りデータに基づくスリープ時間はサイクリックスリープモードについてのスリープ時間である。
【００３４】
図５は、省電力制御部２１における下りデータに基づくスリープ時間の決定手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、ＯＮＵ１０−１のスリープ時間を決定する例を説明する。まず、レート計測部２１１は、ＰＨＹ７に到着したＯＮＵ１０−１宛ての受信フレーム数をカウント（計数）する（ステップＳ１１）。次に、レート計測部２１１は、フレーム計測時間TFrameCountが経過したか否かを判断し（ステップＳ１２）、経過していない場合（ステップＳ１２  Ｎｏ）、ステップＳ１１へ戻る。
【００３５】
フレーム計測時間TFrameCountが経過した場合（ステップＳ１２  Ｙｅｓ）、計数した受信フレーム数（フレーム計測時間TFrameCount当たりの受信フレーム数）をスリープ時間算出部２１３に通知し、スリープ時間算出部２１３は受信フレーム数に基づいて、ＯＮＵ１０−１がフレームを受信することができるスリープ時間TSleepFrameCount（ＴＳＦＣ）を算出する（ステップＳ１３）。
【００３６】
フレーム計測時間TFrameCount当たりの受信フレーム数をＢビットとするとき、以下の式（１）が成り立つ場合に、ＯＮＵ１０−１がフレームを受信することができる。
TActive／(TSleepFrameCount＋TActive)  ≧  B／(R×TFrameCount)    …（１）
従って、TSleepFrameCountは、以下の式（２）であればよい。
TSleepFrameCount  ≦  TActive×(R×TFrameCount／B−1）          …（２）
【００３７】
遅延時間算出部２１２は、受信したＯＮＵ１０−１宛てのフレームのポート番号、優先度などに基づいて許容遅延時間を推定し（ステップＳ１４）、スリープ時間に通知する。なお、この許容遅延時間を推定のタイミングは、ステップＳ１３の後に限らず、ステップＳ１３以前の任意のタイミングで実施してもよい。
【００３８】
スリープ時間算出部２１３は、許容遅延時間TDelayを満たすスリープ時間TSleepDelay（ＴＳＤ）を求める（ステップＳ１５）。そして、スリープ時間算出部２１３は、TSleepFrameCountの最小値（すなわちTActive×(R×TFrameCount/B−1））がTSleepDelayより小さいか否かを判断し（ステップＳ１６）、TSleepFrameCountの最小値がTSleepDelayより小さい場合（ステップＳ１６  Ｙｅｓ）、ＯＮＵ１０−１のスリープ時間の最大値をTSleepFrameCountの最小値に決定し（ステップＳ１７）、ＯＮＵ１０−１へスリープ時間の最大値を通知する制御信号を送信し（ステップＳ１９）、処理を終了する。
【００３９】
また、TSleepFrameCountの最小値がTSleepDelay以上の場合（ステップＳ１６  Ｎｏ）、ＯＮＵ１０−１のスリープ時間の最大値をTSleepDelayに決定し（ステップＳ１８）、ステップＳ１９へ進む。なお、上記式（２）を満たすTSleepFrameCountが無い場合は、スリープ時間を変更するのではなく、通常モードへ復帰する。
【００４０】
ＯＬＴ１は、以上の動作をスリープ時間の更新周期TSleepUpdateごとに実施する。これにより、ＯＮＵ１０−１では、スリープ時間の更新周期TSleepUpdateごとにスリープ時間の最大値を受信し、受信した値をスリープ時間の最大値として設定する。以上のように、決定したスリープ時間を用いることにより、ＯＮＵ１０−１の省電力モードでは、スリープ期間とアクティブ期間の比率は、下りフレームを受信可能なレートとなる。しかしながら、実際にＯＬＴ１から下りデータを送信する場合には、スリープ期間とアクティブ期間の比率に加え、ＯＮＵ１０−１のアクティブ期間の開始時刻を知る必要がある。また、決定したスリープ時間を通知する場合にも、ＯＮＵ１０−１のアクティブ期間に送信する必要があるため、このためにもアクティブ期間の開始時刻を知る必要がある。ＯＬＴ１は、例えば、以下のような方法によりＯＮＵ１０−１のアクティブ期間の開始時刻を求める。
【００４１】
なお、ＯＮＵ１０−１宛ての下りデータに複数サービスが含まれており、許容遅延時間が複数となる場合には、最も小さい許容遅延時間に基づいてTSleepDelayを求めればよい。
【００４２】
なお、ここでは、TSleepFrameCountとTSleepDelayの両方を求め、小さい方の値をスリープ時間として決定するようにしたが、いずれか一方のみを求めて、求めた値をスリープ時間として決定してもよい。
【００４３】
図６は、上記のようにスリープ時間を決定してスリープ時間を変更する場合のシーケンス図を示す図である。スリープ期間１０１は、ＯＮＵ１０−１がスリープ期間であること示し、アクティブ期間１０２は、ＯＮＵ１０−１がアクティブ期間であることを示す。図６では、ＯＬＴ１は、下りデータを検出して、下りデータに基づく値をスリープ時間として決定し、スリープ時間を通知するメッセージをＯＮＵ１０−１へ送信する（ステップＳ２１）。ＯＮＵ１０−１は、受信したメッセージに対する応答メッセージを送信し（ステップＳ２２）、スリープ時間をＯＬＴ１からメッセージにより指示されたスリープ時間に変更する。そして、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ１０−１に対して下りデータを送信する（ステップＳ２３）。
【００４４】
（アクティブ期間の開始／終了時刻の取得および設定（下りデータ送信））
ＯＮＵ１０−１は、ドーズモード、サイクリックスリープモードのどちらの場合であっても、省電力モード中、リンクを維持するために、周期的にアクティブ期間となり応答信号（Report）を送信する。
【００４５】
ＯＬＴ１は、ＯＮＵ１０−１のスリープ時間、アクティブ時間の値を設定することはできるが、ある特定の時刻にＯＮＵ１０−１がスリープ期間であるかアクティブ期間であるかを知ることは難しい。しかし、ＯＬＴ１がＯＮＵ１０−１からの応答信号を受信できる時間は、ＯＮＵ１０−１はアクティブ期間である。逆にＯＬＴ１がＯＮＵ１０−１から応答信号を受信できない時間帯は、ＯＮＵ１０−１はスリープ期間である可能性が高い。
【００４６】
したがってＯＬＴ１は、ＯＮＵ１０−１から応答信号を受信したタイミングで、スリープ時間を通知する制御信号やデータフレームを送信すれば、ＯＮＵ１０−１のアクティブ期間にデータフレームを送信することが可能となる。ＯＮＵ１０−１は周期的にアクティブ期間になるため、応答信号を受信したタイミングと、ＯＮＵ１０−１に指示しているスリープ時間およびアクティブ時間とに基づいて、次回のアクティブ時間の開始時刻をあらかじめ推定することができる。
【００４７】
図７は、ＯＬＴ１によるＯＮＵ１０−１のアクティブ期間の開始時刻の推定の様子を示す図である。図７に示すように、ＯＮＵ１０−１は、省電力モードにおいて、スリープ時間＋アクティブ時間を周期Ｔｍとした周期的な動作を行っている。ＯＮＵ１０−１がアクティブ期間の開始時に応答信号を送信する（ステップＳ３１）と仮定すれば、応答信号の受信時刻にＴｍを加算することにより次回のアクティブ期間の開始時刻Ｔｅを推定することができる。また、アクティブ期間の終了時刻については、アクティブ期間の開始時刻とアクティブ時間に基づいて求めることができる。したがって、推定したアクティブ期間の開始時刻から終了時刻までの間にＯＬＴ１がＯＮＵ１０−１に下りデータを送信すれば、ＯＮＵ１０−１が受信できる可能性が高い。
【００４８】
また、ＯＬＴ１は、以上のように推定したアクティブ期間の開始時刻に基づいて、ＯＮＵ１０−１の開始時刻を所望の時刻にずらすことができる。例えば、アクティブ期間の開始時刻をΔｔだけ遅らせたいとする。ＯＮＵ１０−１が、省電力モードへ遷移するのは、図３を用いて説明したように、ＯＬＴ１から許可メッセージを受信してからであることを考えると、ＯＮＵ１０−１を一旦通常モードへ復帰させて、省電力モードへの移行を許可する許可メッセージを送信するタイミングを調整することによりアクティブ期間の開始時刻を制御することができる。
【００４９】
図８は、開始時刻をΔｔだけ遅らせる場合の制御手順の一例を示すチャート図である。ＯＬＴ１は、ＯＮＵ１０−１に対して通常モードへの復帰を指示する信号（例えば、SleepAllow(wakeup)）を送信し（ステップＳ３２）、ＯＮＵ１０−１を通常モードへ復帰させる。その後、アクティブ期間の開始時間の推定時刻ＴｅよりΔｔだけ後の時刻に、ＯＮＵ１０−１に対して省電力モードへの移行を許可する許可メッセージ（例えば、SleepAllow(TRx)）を送信する（ステップＳ３３）。これにより、ＯＮＵ１０−１のアクティブ期間の開始時刻は、ＴｅよりΔｔだけ遅れる。このようにして、ＯＮＵ１０−１のアクティブ期間の開始時刻をＯＬＴ１が制御することができる。なお、図３で示したように、ＯＮＵ１０−１が許可メッセージに対する応答メッセージを送信する場合、応答メッセージを送信してから省電力モードへ移行することになる。この許可メッセージを受信してから応答メッセージの送信までをΔｔに比べ十分小さいとして考慮しなくてもよいが、許可メッセージを受信してから応答メッセージの送信までを推定してΔｔからこの推定値を減算した時間分遅らせて許可メッセージを送信するようにしてもよい。
【００５０】
また、省電力モードへの移行手順として説明した上述のパターンＣの場合も同様の手順でＯＮＵ１０−１のアクティブ期間の開始時刻をＯＬＴ１が制御することができる。省電力モードへの移行手順のパターンＣの場合も、ＯＬＴ１から送信する許可メッセージのタイミングを調整することで同様の手順でＯＮＵ１０−１のアクティブ期間の開始時刻をＯＬＴ１が制御することができる。省電力モードへの移行手順のパターンＤの場合、上記の手順でアクティブ期間の開始時刻を調整することはできないが、パターンＤは、一般に、ＯＮＵからの上りデータがない場合に、ドーズモードへ移行する場合の手順であり、ドーズモードでは下りデータを受信可能なため上記のアクティブ期間の開始時刻の調整は必要ない。
【００５１】
ＯＬＴ１は、以上のような手順により省電力モード中のＯＮＵ１０−１のアクティブ期間の開始時刻、終了時刻を推定しこの時間にのみＯＮＵ１０−１が受信できるように、データフレームを送信することができる。したがってＯＬＴ１は、フレームを損失させることなく、ＯＮＵ１０−１の省電力モード中に下りデータを送信することができる。
【００５２】
次に、上りデータの受信レートに基づくスリープ時間の決定方法について説明する。以上の説明では、ＯＬＴ１が、下りデータに基づくスリープ時間を決定して下りデータを送信する例を説明した。同様に、上りデータの送信についても、上りデータの受信レートに基づいてスリープ時間を決定して上りデータを送信することができる。
【００５３】
（スリープ時間選択（上りデータ送信））
ＯＮＵ１０−１の省電力制御部１１１は、ＯＬＴ１の省電力制御部２１と同様に、レート計測部２１１、遅延時間算出部２１２およびスリープ時間算出部２１３を備え、ＯＬＴ１と同様にスリープ時間を決定する。ＯＮＵ１０−１は、ＰＨＹ１６−１，１６−２のＲｘ１６１−１、１６１−２に到着した受信フレーム数を、上記のＯＬＴ１と同様にカウントする。ＯＮＵ１０−１がフレーム計測時間TFrameCountにカウントした受信フレーム数をＢビットとすれば、ＯＬＴ１が下りデータに基づいて実施したのと同様に、上りデータに基づくTFrameCountを上記式（２）により求めることができる。また、ＯＬＴ１と同様に、受信フレームのポート番号、優先度などに基づいて、上りデータについての許容遅延時間TDelayを求め、TDelayを満たすスリープ時間TSleepDelayを求める。そして、TSleepDelayとTFrameCountの小さい方の値をスリープ時間の最大値とする。そして、更新周期TSleepUpdateごとにスリープ時間を上記の手順で更新し、ＯＮＵ１０−１のスリープ時間の最大値としてＯＬＴ１に送信する。
【００５４】
ＯＬＴ１は、通知されたスリープ時間が許容できる場合には、ＯＮＵ１０−１から通知されたスリープ時間をＯＮＵ１０−１に対して通知する。この通知により、ＯＮＵ１０−１は、スリープ時間を変更する。
【００５５】
このようにしてＯＮＵ１０−１は、上りデータが発生しても、スリープ時間を変更して省電力モードを維持することができる。以上の動作は、ＯＮＵ１０−１がドーズモードの場合もサイクリックスリープモードの場合も適用可能である。
【００５６】
なお、例えば、ＯＮＵ１０−１への下りデータの発生とほぼ同時にＯＮＵ１０−１において上りデータが発生した場合、ＯＬＴ１がスリープ時間を変更するとともに、ＯＮＵ１０−１もスリープ時間をＯＬＴ１へ通知する。このようにＯＬＴ１とＯＮＵ１０−１の両方がスリープ時間を決定するケースは、ＯＮＵ１０−１がサイクリックスリープモードのときに発生する可能性があるが、この場合、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ１０−１から通知されたスリープ時間と自身が決定したスリープ時間とのうち小さい方のスリープ時間をＯＮＵ１０−１に対して指示すればよい。
【００５７】
なお、以上の説明では、ＯＬＴ１がＰＨＹ７に受信した下りデータの受信レート、許容遅延時間に基づいてスリープ時間を算出する例と、ＯＮＵ１０−１がＰＨＹ１６−１，１６−２に受信した上りデータの受信レート、許容遅延時間に基づいてスリープ時間を算出する例について説明した。同様に、ＯＬＴ１がＯＮＵ１０−１から光受信器５１に受信する受信する上りデータ、または／およびＯＮＵ１０−１がＯＬＴ１から光受信器１４２に受信する下りデータ、を用いて受信レート、許容遅延時間に基づいてスリープ時間を算出することができる。この場合、ＯＬＴ１が上りデータの受信レート、許容遅延時間に基づいてサイクリックスリープモードまたはドーズモードのスリープ時間を算出し、ＯＮＵ１０−１が下りデータの受信レート、許容遅延時間に基づいてサイクリックスリープモードのスリープ時間を算出することになる。なお、ＯＮＵ１０−１が下りデータの受信レート、許容遅延時間に基づいてサイクリックスリープモードのスリープ時間を算出する場合、当該スリープ時間をＯＬＴ１へ送信し、ＯＬＴ１はＯＮＵ１０−１のアクティブ期間を推定してアクティブ期間に下りデータを送信する。
【００５８】
また、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ１０−１がサイクリックスリープモードの場合、ＰＨＹ７に受信した下りデータと、ＰＨＹ１６−１，１６−２に受信した上りデータとの両方に基づいてスリープ時間を算出してもよい。この場合、ＯＬＴ１は、ＰＨＹ１６−１，１６−２に受信した上りデータの受信レート、許容遅延時間に基づいて算出したスリープ時間と、光受信器５１に受信する受信する上りデータの受信レート、許容遅延時間に基づいて算出したスリープ時間と、のうち小さい方のスリープ時間をスリープ時間として選択すればよい。同様に、ＯＮＵ１０−１がサイクリックスリープモードの場合、ＯＮＵ１０−１が、ＰＨＹ１６−１，１６−２に受信した上りデータと、光受信器１４２に受信した下りデータとの両方に基づいてスリープ時間を算出してもよい。
【００５９】
以上のように、本実施の形態では、上りデータまたは下りデータが発生した場合に、ＯＮＵ１０−１を省電力モードとしたままでＯＮＵ１０−１が上りデータの送信、または下りデータの受信および上りデータの送信、を実施可能なように、上りデータまたは下りデータの受信レートに基づいてスリープ時間を設定するようにした。このため、上りデータまたは下りデータが発生した場合にも、ＯＮＵ１０−１は省電力モードを維持することができ、従来に比べ消費電力を低減することができる。
【００６０】
なお、以上の手順は一例であり、ＯＬＴ１とＯＮＵ１０−１の間のその他の時間パラメータ、たとえば往復伝送遅延時間の合計であるＲＴＴ等を利用してより高精度にアクティブ期間の推定を行うこともできる。
【００６１】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、ＯＬＴ１が１台のＯＮＵ１０−１の省電力モードの制御について説明したが、本実施の形態では、ＯＬＴ１が複数のＯＮＵ１０−１〜１０−３を同時に省電力モードとする場合の制御について説明する。本実施の形態のＰＯＮシステムの構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態１と同様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重複する説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態のスリープ時間の決定方法、アクティブ期間の開始時刻の推定方法および調整方法は、実施の形態１と同様である。
【００６３】
ＯＬＴ１が複数のＯＮＵ１０−１〜１０−３を同時に省電力モードとする場合の制御方法としては、初期状態では各ＯＮＵ１０−１〜１０−３のアクティブ期間が互いに重ならないように制御する。図９は、複数のＯＮＵ１０−１〜１０−３を同時に省電力モードとする場合の制御方法の一例を示す図である。ＯＮＵ１０−１〜１０−３を同時に省電力モードへ移行させる場合、図９に示すように、省電力モードの開始時刻をずらしてアクティブ期間が重ならないようにする。ＰＯＮシステムでは、下り方向については、複数のＯＮＵ１０−１〜１０−３が全ての下りデータを受信するため、複数のＯＮＵ１０−１〜１０−３宛ての下りデータを送信する場合、帯域を分け合うことになる。したがって、基本的にアクティブ期間をずらすことが望ましく、省電力モードの開始時にはこのようにアクティブ期間をずらしておく。
【００６４】
図９の例では、簡単のため、アクティブ時間はＯＬＴ１に接続されているＯＮＵ１０−１〜１０−３すべてで等しい値であるとし、同時期にパワーセーブに遷移するとする。スリープ時間は、ＯＮＵ１０−１〜１０−３ごとに異なる。ＯＮＵ１０−１，ＯＮＵ１０−２，ＯＮＵ１０−３のスリープ時間をそれぞれTSleep1，TSleep2，TSleep3とする。ＯＮＵ１０−１のアクティブ期間の終了直後に、ＯＮＵ１０−２のアクティブ期間を開始させ、ＯＮＵ１０−２のアクティブ期間の終了直後に、ＯＮＵ１０−３のアクティブ時間を開始させる。
【００６５】
一方、下りデータが発生した場合、実施の形態１で述べたようにスリープ時間を変更することになる。下りデータが発生してもアクティブ期間をずらすことが望ましいが、下りデータの受信レートが低い場合、合計の受信レートが最大帯域内であればアクティブ期間が重なっても下りデータの送受信が可能である。したがって、以下のように２通りに分けてアクティブ期間を制御する方法が考えられる。
（ａ）下りデータの受信レートが高い場合（受信レートが一定値以上の場合）
それぞれのＯＮＵ１０−１〜１０−３のアクティブ期間をずらし、ＯＮＵ１０−１〜１０−３ごとに異なる時間帯にデータを送信する。
（ｂ）下りデータの受信レートが低い場合（受信レートが一定値未満の場合）
受信レートが一定値以上の場合、ＯＮＵ１０−１〜１０−３のうち２つ以上のＯＮＵ１０−１〜１０−３のアクティブ期間を重ねてデータを送信する。
【００６６】
図１０は、下りデータの受信レートによりアクティブ期間の制御方法を変える場合の制御方法の一例を示す図である。図１０の例では、ＯＮＵ１０−１については受信レートの高い下りデータが発生し、ＯＮＵ１０−２，１０−３については受信レートの低い下りデータが発生したとする。この場合、ＯＮＵ１０−１と、ＯＮＵ１０−２，１０−３とでは、アクティブ期間は重ならないように制御する。一方、ＯＮＵ１０−２とＯＮＵ１０−３とでは、アクティブ期間は重なるように制御する。
【００６７】
図９を用いて説明したように、省電力モードの開始時には、アクティブ期間が重ならないように制御する。省電力モードを継続していくと、ＯＮＵ１０−１〜１０−３ごとにスリープ時間が異なり２台以上のＯＮＵ１０−１〜１０−３が同時にアクティブ期間となる場合がある。下りデータが発生している場合に、このように、アクティブ期間が重なると、各ＯＮＵ１０−１〜１０−３に対する帯域は１／Ｎ（Ｎはアクティブ期間が重なったＯＮＵ１０−１〜１０−３の台数）になるため、重なることを回避するか、または帯域を制限する必要がある。
【００６８】
ＯＬＴ１は、ＯＮＵ１０−１〜１０−３ごとにスリープ時間およびアクティブ時間を管理しており、スリープ時間の更新周期TSleepUpdateの間は、これらの値は一定であるから、スリープ時間の更新周期TSleepUpdateが周期Ｔｍより十分に長ければ、アクティブ時刻の重なる時刻を推定することができる。したがって、２台以上のアクティブ時間が重なると推定される場合、推定されるアクティブ期間より前に、各ＯＮＵ１０−１〜１０−３のアクティブ期間をずらすよう制御することでアクティブ期間の重なりを防ぐことができる。
【００６９】
図１１は、アクティブ期間の重なりを防ぐ制御の一例を示す図である。図１１の上段に示すように、アクティブ期間をずらす制御を行わない場合には、ＯＮＵ１０−１とＯＮＵ１０−２のアクティブ期間が重なるとする。ＯＬＴ１は、この重なりが生じると推定すると、重なりが生じる１周期前のＯＮＵ１０−２とＯＮＵ１０−３のスリープ時間を短くすることにより、アクティブ期間の重なりを防ぐ。このためスリープ時間を短くする直前のアクティブ期間でスリープ時間を短くすることを指示する許可メッセージをＯＮＵ１０−２，１０−３へ送信する。そして、次のアクティブ期間では、スリープ時間をもとに戻すことを指示する許可メッセージをＯＮＵ１０−２，１０−３へ送信する。図１１の場合は、ＯＮＵ１０−１〜１０−３のアクティブ期間の開始時刻が図９で示した省電電力モードの開始状態と同様にずれるよう制御する。
【００７０】
なお、図１１の場合は、スリープ時間を短くすることで、アクティブ期間の重なりを防いでいるが、調整のためにスリープ時間がそれまでより長くなる場合も考えられる。このような場合、スリープ時間を長くすることにより、サービスが許容する遅延時間を満たさないＯＮＵ１０−１〜１０−３については、遅延時間の要求を満たすため、一旦通常モードへ移行させ、その後省電力モードに遷移させて、アクティブ期間を調整する。
【００７１】
図１２は、本実施の形態のアクティブ期間制御手順の一例を示す図である。まず、ＯＬＴ１は、上述の推定によりアクティブ期間の重なりが生じるか否かを判断する（ステップＳ４１）。アクティブ期間が重なる場合（ステップＳ４１  Ｙｅｓ）、重なる前のスリープ時間を変更する制御を実施して、ＯＮＵ１０−１〜１０−３のアクティブ期間の開始時間をずらす（ステップＳ４２）。ＯＬＴ１は、このスリープ時間の変更により許容遅延時間を満たさなくなるＯＮＵ１０−１〜１０−３があるか否かを判断する（ステップＳ４３）。許容遅延時間を満たさなくなるＯＮＵ１０−１〜１０−３が有る場合（ステップＳ４３  Ｙｅｓ）、許容遅延時間を満たさなくなるＯＮＵ１０−１〜１０−３を通常モードへ遷移させた（起床させた）後、省電力モードへ移行させることによりアクティブ期間を調整し（ステップＳ４４）、処理を終了する。許容遅延時間を満たさなくなるＯＮＵ１０−１〜１０−３が無い場合（ステップＳ４３  Ｎｏ）、処理を終了する。また、ステップＳ４１でアクティブ期間が重ならないと判断した場合（ステップＳ４１  Ｎｏ）、処理を終了する。以上の処理を、例えば一定周期ごとに実施する。
【００７２】
以上、下りデータ発生時の制御について説明したが、上りデータ発生時は、ＯＬＴ１における上りデータの衝突を避けるため、下りデータの受信レートが高い場合と同様に、高アクティブ期間の重なりがないようアクティブ期間を制御する。
【００７３】
以上のように、本実施の形態では、複数のＯＮＵ１０−１〜１０−３が同時に省電力モードへ移行する場合、省電力モードの開始状態ではアクティブ期間を重ならないように制御するようにした。また、低レートの下りデータが発生した場合には、アクティブ期間の重なりを許容するようにした。このため、複数のＯＮＵ１０−１〜１０−３が同時に省電力モードへ移行する場合であっても、実施の形態１と同様に消費電力低減の効果が得られるとともに、データの衝突を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明にかかる子局装置、親局装置、制御装置、光通信システムおよび省電力制御方法は、ＰＯＮシステムに有用であり、特に、省電力制御を行うＰＯＮシステムに適している。
【符号の説明】
【００７５】
１  ＯＬＴ、２，１１  制御部、３，１３  受信バッファ、４，１２  送信バッファ、５，１４  光送受信器、６，１５  ＷＤＭカプラ、７，１６−１，１６−２  ＰＨＹ、１６  ＧＷ機能部、１７  通信種別判定部、２１，１１１  省電力制御部、２１１  レート計測部、２１２  遅延時間算出部、２１３  スリープ時間算出部、１０−１〜１０−３  ＯＮＵ、２０−１，２０−２  端末、３０  光ファイバ、４０  スプリッタ、５０  ネットワーク、５１，１４２  光受信器、５２，１４１  光送信器、１０１  スリープ期間、１０２  アクティブ期間、１６１−１，１６１−２  受信部、１６２−１，１６２−２  送信部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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