(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動光ネットワークにおける光通信の方法において、
光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の送信機がオフにされ、前記ＯＮＵの受信機がオンにされる第１の状態で前記ＯＮＵを動作させるステップと、
前記送信機及び前記受信機の両方がオフにされる第２の状態で前記ＯＮＵを動作させるステップと、
電力管理規則に基づいて、前記ＯＮＵを前記第１の状態及び前記第２の状態の間で直接的に遷移させるステップとを有し、
前記電力管理規則は、前記第１の状態の動作のための第１の期間と前記第２の状態の動作のための第２の期間を指定するものであり、
前記遷移させるステップは、前記第１の期間及び前記第２の期間のうちの少なくとも１つの満了によって実行される
方法。
【請求項２】
前記送信機及び前記受信機の両方がオンにされる第３の状態で前記ＯＮＵを動作させるステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記受信機によって、光回線終端装置（ＯＬＴ）から電力管理メッセージを受信するステップと、
受信した前記電力管理メッセージに基づいて、前記電力管理規則を構成するステップとを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１の状態と前記第２の状態との間の遷移を指示するメッセージを光回線終端装置に送信するステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記受信機によって、光回線終端装置から電力管理メッセージを受信するステップと、
受信した前記電力管理メッセージ及びローカル判定に応じて前記遷移させるステップを実行し、動作状態を変更するステップとを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項６】
受動光ネットワーク内の光通信装置において、
光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の送信機がオフにされ、前記ＯＮＵの受信機がオンにされる第１の状態で前記ＯＮＵを動作させる手段と、
前記送信機及び前記受信機の両方がオフにされる第２の状態で前記ＯＮＵを動作させる手段と、
電力管理規則に基づいて、前記ＯＮＵを前記第１の状態及び前記第２の状態の間で直接的に遷移させる手段とを備え、
前記電力管理規則は、前記第１の状態の動作のための第１の期間及び前記第２の状態の動作のための第２の期間を含み、
前記遷移させる手段は、前記第１の期間及び前記第２の期間の少なくとも１つの満了によって状態の遷移を実行する光通信装置。
【請求項７】
前記送信機及び前記受信機の両方がオンにされる第３の状態で前記ＯＮＵを動作させる手段を更に備える請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記受信機によって、光回線終端装置から電力管理メッセージを受信する手段と、
受信した前記電力管理メッセージに基づいて、前記電力管理規則を構成する手段とを更に備える請求項６記載の装置。
【請求項９】
光回線終端装置から電力管理メッセージを受信する手段と、
受信した前記電力管理メッセージ及びローカル判定に応じて前記遷移を実行し、動作状態を変更する手段とを更に備える請求項６記載の装置。
【請求項１０】
プロセッサが実行可能な命令を保存するメモリと、
保存された前記命令を用いて、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の送信機がオフにされ、前記ＯＮＵの受信機がオンにされる第１の状態で前記ＯＮＵを動作させるステップと、前記送信機及び前記受信機の両方がオフにされる第２の状態で前記ＯＮＵを動作させるステップとを有する方法を実現するプロセッサとを備え、
前記プロセッサは、電力管理規則に基づいて、前記ＯＮＵを前記第１の状態及び前記第２の状態の間で直接的に遷移させる手段を含み、
前記電力管理規則は、前記第１の状態の動作のための第１の期間及び前記第２の状態の動作のための第２の期間を指定するものであり、
前記遷移させる手段は、前記第１の期間及び前記第２の期間の少なくとも１つの満了によって実行される
光通信装置。
【請求項１１】
前記プロセッサは、更に、保存された前記命令を用いて、前記受信機によって、光回線終端装置（ＯＬＴ）から電力管理メッセージを受信するステップと、受信した前記電力管理メッセージに基づいて、前記電力管理規則を構成するステップとを含む方法を実現する
請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
受動光ネットワーク（ＰＯＮ）において動作する光回線終端装置（ＯＬＴ）において、  光ネットワークユニットの受信機がオンにされ、前記光ネットワークユニットの送信機がオフにされる第１の低電力状態から、前記光ネットワークユニットの前記受信機及び前記送信機の両方がオフにされる第２の低電力状態への前記光ネットワークユニットの遷移を制御するメッセージを生成するように構成されたプロセッサと、
生成された前記メッセージを前記光ネットワークユニットに送信するように構成された送信機とを備え、
前記プロセッサは、前記第１の低電力状態の動作のための第１の期間及び前記第２の低電力状態の動作のための第２の期間を指定する手段を備え、
前記光ネットワークユニットの前記第１の低電力状態から前記第２の低電力状態への前記遷移は、前記第１の期間及び前記第２の期間の少なくとも１つの満了によって実行されるように制御される光回線終端装置。
【請求項１３】
受信はできるが送信はできない第１の低電力モード及び受信も送信もできない第２の低電力モードで動作可能な光ネットワークユニット（ＯＮＵ）と、
前記ＯＮＵに通信可能に接続され、前記ＯＮＵの前記第１の低電力モードと前記第２の低電力モードとの間の遷移の少なくとも１つを制御する制御メッセージを前記ＯＮＵに送信するように構成された光回線終端装置（ＯＬＴ）とを備え、
前記ＯＬＴは、第１の低電力状態の動作のための第１の期間及び第２の低電力状態の動作のための第２の期間を指定する電力管理規則を含む制御メッセージを送信し、前記ＯＮＵを制御して、前記第１の期間及び前記第２の期間の少なくとも１つの満了によって、前記第１の低電力状態から前記第２の低電力状態に遷移させるように構成される受動光ネットワーク（ＰＯＮ）通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年７月１３日に出願された国際特許出願番号ＰＣＴ／ＣＮ２０１２／０７８６４９号、発明の名称「METHOD AND APPARATUS FOR UNIFIED OPTICAL NETWORK UNIT (ONU) POWER MANAGEMENT IN A PASSIVE OPTICAL NETWORK (PON)」のパリ条約に基づく優先権を主張する。この文献の内容は、参照によって本願の一部として援用される。
【０００２】
本発明は、受動光ネットワークにおけるデータ通信のためのシステム、デバイス及び技術に関する。一側面においては、本発明は、受動光ネットワーク（passive optical network：ＰＯＮ）の光ネットワークユニット（optical network unit：ＯＮＵ）における節電に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＰＯＮは、単一の光ファイバ及び複数の受動分岐点（passive branching points）を用いて、データ通信サービスを提供するポイントツーマルチポイント（point-to-multipoint：Ｐ２ＭＰ）トポロジに基づく光ネットワークアーキテクチャである。ＰＯＮシステムによって、ユーザは、サービスプロバイダ通信設備を介して、通信、情報、エンターテインメント及び他のインターネットリソースに容易にアクセスすることができる。ＰＯＮシステムは、受動光分配ネットワーク（optical distribution network：ＯＤＮ）を介してＯＮＵと呼ばれる単一又は複数のユーザノードに接続できる光回線終端装置（optical line terminal：ＯＬＴ）と呼ばれる中央ノードを備えることができる。ＯＬＴは、アクセスプロバイダの通信設備（例えば、中央局）内に設けることができる。ＯＮＵは、アクセスユーザの施設内又はその近傍に設けることができる。ＯＮＵには、通常、ユーザの施設内の電源ネットワークから電力が供給され、ＯＮＵは、停電の場合の通信サービスをサポートするために、バックアップバッテリを有することもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力管理技術を向上させることによって、ＯＮＵのバッテリ駆動時間を長くすることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
有益な側面として、ＰＯＮにおける光ネットワークユニットの電力消費を低減するために有用な方法及び装置を開示する。ここに説明する具体例は、幾つかの利点を提供する。例えば、ここに開示する技術によって、アクセスプロバイダは、停電の間の動作時間を長くすることによって、顧客に対し、ライフラインサービスを保証できる。また、この技術を用いて、バッテリバックアップユニットのサイズ及びコストを削減し、温室効果ガス放出の総量を低減し、受動光ネットワークに基づく情報及び通信技術の二酸化炭素排出量を削減できる。
【０００６】
一側面として、光通信方法を開示する。この方法は、光ネットワークユニット（optical network unit：ＯＮＵ）の送信機がオフにされ、ＯＮＵの受信機がオンにされる第１の状態でＯＮＵを動作させるステップと、送信機及び受信機の両方がオフにされる第２の状態でＯＮＵを動作させるステップと、電力管理規則に基づいて、ＯＮＵを第１の状態及び第２の状態の間で直接的に遷移させるステップとを有する。
【０００７】
他の側面として、受動光ネットワーク（passive optical network：ＰＯＮ）システムを開示する。ＰＯＮは、光ネットワークユニット（optical network unit：ＯＮＵ）及び光回線終端装置（optical line terminal：ＯＬＴ）を備える。ＯＮＵは、受信はできるが送信はできない第１の低電力モード及び受信も送信もできない第２の低電力モードで動作可能である。ＯＬＴは、ＯＮＵに通信可能に接続され、ＯＮＵにおける第１の低電力モードと第２の低電力モードとの間の遷移の少なくとも１つの側面を制御する制御メッセージをＯＮＵに送信するように構成されている。
【０００８】
これらの及びこの他の特徴は、以下の図面を参照して後に更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＰＯＮシステムの具体例を示す図である。
【図２】ＯＮＵドーズに基づく従来の電力管理技術の電力消費プロファイルを示す図である。
【図３Ａ】周期的スリープに基づく従来の電力管理技術の電力消費プロファイルを示す図である。
【図３Ｂ】ＯＮＵドーズに基づく従来の電力管理技術の電力消費プロファイルを示す図である。
【図３Ｃ】周期的スリープに基づく従来の電力管理技術の電力消費プロファイルを示す図である。
【図３Ｄ】周期的スリープ又は周期的ドーズを含む二重入れ子式の周期的なプロファイルを示す図である。
【図４Ａ】統合されたＯＮＵ電力管理方法の実施形態の電力消費プロファイルを示す図である。
【図４Ｂ】統合されたＯＮＵ電力管理方法の実施形態の電力消費プロファイルとスリープモード電力消費を共に示す図である。
【図５】統合された電力管理方法の一実施形態において、ＯＮＵの挙動を支配するステートマシンを示す図である。
【図６】統合された電力管理方法の一実施形態において、ＯＬＴの挙動を支配するステートマシンを示す図である。
【図７Ａ】ＯＮＵ電力管理のための従来のステートマシンを示す図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＯＮＵステートマシンを別の手法で表した図である。
【図７Ｃ】図７ＡのＯＮＵステートマシンの他の実施形態を示す図である。
【図７Ｄ】電力管理のためのＯＬＴステートマシンを示す図である。
【図７Ｅ】図６に示すＯＬＴステートマシンの他の実施形態を示す図である。
【図８】統合された電力管理方法のフローチャートである。
【図９】明細書に開示する統合された電力管理技術を実現する装置の一部のブロック図である。
【図１０】ＯＬＴを動作させるプロセスのフローチャートである。
【図１１】光通信のための装置の一部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
光ネットワークユニット（optical network unit：ＯＮＵ）が、高電力状態に遷移することなく、複数の低電力状態の間を移行できる光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の統合された電力管理のための技術を開示する。以下で使用する用語のうち、ＩＴＵ−Ｔ  ＸＧ−ＰＯＮ規格書で用いられている用語については、ここでは、詳しく説明せず、ＩＴＵ−Ｔ規格書に準拠するものとする。
【００１１】
１つの有益な側面として、本明細書に開示する技術によって、ＰＯＮにおける光ネットワークユニットの電力消費を低減することができる。本明細書で説明する具体例は、特定の用途に応じて、１つ以上の利点を提供できる。例えば、ここに開示する技術によって、アクセスプロバイダは、停電の間の動作時間を長くすることによって、顧客に対し、ライフラインサービスを保証できる。また、この技術を用いて、バッテリバックアップユニットのサイズ及びコストを削減し、温室効果ガス放出の総量を低減し、受動光ネットワーク等に基づく情報及び通信技術の二酸化炭素排出量を削減できる。ここに開示する技術は、現在利用されている従来の技術に対して、節電効率が優れている。例えば、ここに開示する技術は、少なくとも、低電力サイクルの間の平均電力レベルが実質的に低いので、幾つかのシステムにおいて実現されている、データをチェックするために受信機をオンにする一方、送信機をオフにするドーズ法（Dozing method）より優れている。また、ここに開示する技術は、少なくとも、外的刺激の待ち時間を電力効率から切り離し、結果的に、低電力サイクルの相対的期間が実質的に長いので、幾つかのシステムで採用されている、受信機及び送信機の両方をオフにする周期的スリープ法（cyclic sleep method）より優れている。１つの有益な側面として、本発明では、ＯＮＵをドーズ状態とスリープ状態との間で遷移させることができる。
【００１２】
ＰＯＮシステムは、光ファイバを用いて、ユーザの施設内の機器をプロバイダの通信設備に接続することができる。ＰＯＮの光分配ネットワーク（Optical Distribution Network：ＯＤＮ）は、ポイントツーマルチポイント（Ｐ２ＭＰ）光ファイバインフラストラクチャを備えていてもよく、ここで、受動光分岐点は、光学スプリッタ及び他の同様の受動光デバイスであってもよい。これらの受動ＯＤＮ設備は、屋外キャビネット、クロゼット、地下ユーティリティホール、ケーブルボックス及び他の設備に配備でき、電力が不要で、保守も殆ど必要ない。ＰＯＮのＯＤＮは、単一の光ファイバによってＯＬＴに接続することができる。
【００１３】
図１は、ＯＬＴ１１０と、複数のＯＮＵ１２０と、ＯＤＮとを備える例示的なＰＯＮシステムを示しており、ＯＤＮは、光伝送ファイバ又は幹線ファイバ（trunk fiber）１３０、スプリッタ１４０及び複数の分配ファイバ１５０を含む。
【００１４】
ＯＮＵ１２０は、ユーザの施設内又はその近傍に配備できる。ＯＮＵは、通常、アクセスユーザの施設又はその近傍にある電源ネットワークから電力が供給される能動ネットワーク要素であり、電源ネットワーク障害の場合に限定的な動作を行えるようにするために、バッテリベースの電力バックアップユニットを備えていることもある。ＯＮＵによって消費される電力の管理に関する動作要求は、２つの目的に関連付けることができる。第１に、電源ネットワーク障害時の緊急サービスをサポートするために、バッテリ動作時間を延長し、又はこれに代えて、バッテリのサイズ及びコストを低減することが望まれる。第２に、（電源ネットワークに基づく）通常の動作における電力の管理及び情報通信技術（information and communications technologies：ＩＣＴｓ）による二酸化炭素排出を最小化することが望まれる。
【００１５】
イーサネット(登録商標)ＰＯＮ（Ethernet(登録商標)PON：ＥＰＯＮ）、ブロードバンドＰＯＮ（Broadband PON：ＢＰＯＮ）、ギガビットＰＯＮ（Gigabit PON：Ｇ−ＰＯＮ）等の従来の規格に基づくＰＯＮシステムでは、ＯＮＵは、ＯＬＴと永続的にリンク層接続されているものとされ、ＯＮＵは、Ｐ２ＭＰ光チャネルを介して、ダウンストリーム送信を継続的にリスン（listen）し、交換するユーザデータがなくても、プロトコル情報をアップストリームに送信する必要がある場合がある。したがって、ＯＮＵの光送信機は、常に動作可能で、完全に電力が供給された状態を維持する。これらの従来のＰＯＮシステムは、通常、光リンクを完全に動作可能に維持しながら、不必要な機能及びサービスへの電力の停止又は低減によって特徴付けられる電力制限等の基本的で一方的な電力管理技術のみをサポートする。
【００１６】
１０ギガビット／秒ＥＰＯＮ（１０Ｇ−ＰＯＮ）及び１０ギガビット／秒ＰＯＮ（ＸＧ−ＰＯＮ）等の様々な高度な規格に基づくＰＯＮシステムでは、適切に機能するために、ＯＬＴとＯＮＵとの間のシグナリングメカニズムに基づくプロトコルベースの省電力技術が採用されている。これらの技術は、幾つかの電力レベルを定義し、ＯＮＵの周期的な振る舞いを指定することを含み、ＯＮＵは、フル電力レベルと、低電力レベルとの間で周期的に切り替えられる。
【００１７】
規格に基づく１０ギガビット／秒ＰＯＮ（ＸＧ−ＰＯＮ）システムは、フル電力レベル以外に、受信機を継続的にオンにしたままＯＮＵ送信機及び関連する回路の電力を実質的な期間に亘ってオフにするＯＮＵドーズ（Dozing）電力レベルと、ＯＮＵ送信機及びＯＮＵ受信機の両方を実質的な期間に亘ってオフにするＯＮＵスリープ（Sleeping）電力レベルとを指定する。
【００１８】
図７Ａは、現在発行されているＰＯＮ規格の１つ（２０１０年１０月発行のＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８７．３、１０ギガビット対応受動光ネットワーク（ＸＧ−ＰＯＮ）：伝送収束（Transmission convergence：ＴＣ）層仕様書）で指定されているＰＯＮのＯＮＵの挙動のステートマシン７００を示している。ＯＮＵは、初期状態「Active Free（アクティブフリー）」７０２から、Sleep Aware（スリープアウェア）状態７０４又は又Doze Aware（ドーズアウェア）状態７０６に遷移できる（後に更に説明する）。但し、Sleep Aware状態７０４と、Doze Aware状態７０６との間で直接的に遷移することはできない。すなわち、従来のＯＮＵは、Active（アクティブ）状態（例えば、フル電力状態）を通過することなく２つの低消費電力状態の間を直接的に遷移することができない。アクティブ状態を経由するこのような遷移では、ＯＮＵが消費する電力が大きくなり、バッテリの駆動時間が短くなるという問題がある。
【００１９】
図２は、ＯＮＵドーズモードに遷移した場合の、ＯＮＵによって消費される電力Ｐを時刻ｔの関数として示す例示的なＯＮＵ電力消費プロファイルを表している。フル電力レベル２００は、ＯＮＵ受信機及びＯＮＵ送信機の両方が関連する回路と共にオンにされた場合のレベルである。ドーズ電力レベル２１０は、フル電力レベル２００より低いが、ゼロ（又はスリープモード２２０）より実質的に高い電力レベルであり、このドーズ電力レベル２１０では、ＯＮＵ送信機及び関連する回路がオフになり、送信機は、オンのままにされる。換言すれば、ＯＮＵは、データ又は信号を送信する「トーク（talk）」モードではなく、データ又は信号を受信する「リスン（listen）」モードになる。電力消費の特定パターンは、ＯＮＵに予め組み込むことができる以下の２つのタイミングパラメータによって制御され、時間間隔２５０（TDoze）は、プロトコルに違反することなく、ＯＮＵによるアップストリーム送信を抑制できる最長期間であり、時間間隔２６０（TAware）は、ＯＮＵ送信機及びＯＮＵ受信機の両方にフル電力を供給し、これらを完全に動作可能にして、ＯＬＴ及びＯＮＵが周期的な双方向ハンドシェイクを実行するために必要な最短期間である。時間間隔２５０が時間間隔２６０に比べて長いほど、技術は、相対的に効率的であると言える。ＯＮＵ受信機は、継続的に電力が供給されているので、外部ウェークアップ刺激（例えば、着呼に応じて、ＯＬＴをフル電力動作にする信号）を検出する待ち時間は、フル電力動作の待ち時間に近く、往復の伝搬遅延に相当する。これは、有益である。しかしながら、継続的にＯＮＵ受信機に電力を供給することによって、総合的な節電効率が制限される。
【００２０】
図３Ａは、周期的なＯＮＵスリープモードに遷移した場合の、ＯＮＵによって消費される電力Ｐを時刻ｔの関数として示す例示的なＯＮＵ電力消費プロファイルを表している。フル電力レベル２００では、ＯＮＵ受信機及びＯＮＵ送信機、並びにこれらに関連する回路の電力がオンになる。スリープ電力レベル２２０では、ＯＮＵ送信機及びＯＮＵ受信機の両方が、関連する回路と共にオフにされ、通常、消費電力がゼロに近くなる。電力消費の特定パターンは、以下の２つの構成可能なタイミングパラメータによって制御され、（TAwareと同様の）時間間隔２７０は、ＯＮＵ送信機及びＯＮＵ受信機の両方にフル電力を供給し、これらを完全に動作可能にして、ＯＬＴ及びＯＮＵが双方のＯＮＵ送信機によって周期的な双方向ハンドシェイクを実行するために必要な最短期間であり、時間間隔２８０（TSleep）は、ＯＮＵによるアップストリーム送信を抑制し、同時にダウンストリームトラヒックからの受信を抑制できる最長期間である。送信機及び受信機の両方をオフにすることは、電力を節約する最も効率的な手法であるが、外部ウェークアップ刺激を検出する待ち時間が長くなり、最長で時間間隔２８０と同じになる。したがって、外部ウェークアップ刺激の待ち時間を十分短く維持するためには、時間間隔２８０を小さくする必要があるが、この結果、総合的な電力効率が低下する。
【００２１】
上述した周期的な電力管理技術（図２及び図３Ａ）は、何れも２つの電力レベル間でのＯＮＵの切替を含み、すなわち、フル電力レベルとドーズレベルとの間の切替（図２）又はフル電力レベルとスリープレベルとの間の切替（図３Ａ）を含む。幾つかの具体例では、ＯＮＵの電力管理挙動は、２つのパラメータ、すなわち、低電力モードの最長期間と、フル電力モードの最短期間とを指定することによって構成できる。構成パラメータの値は、システムがサポートすると予想されるサービスの種類及びそれらのサービスが要求する使用可能性に応じて決定される。
【００２２】
図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれ、スリープ状態電力レベル２２０を明示することによって、先に説明したドーズモード及びスリープモードの動作を別の手法で表した図である。
【００２３】
図３Ｄは、上述したスリープモード及びドーズモードを組み合わせて単一の図式的表現として示す図である。ＯＮＵは、フル電力フェーズ３５１と低電力フェーズ３５３との間で交互に切り替わる。低電力フェーズでは、ＯＮＵの電力レベルは、（挿入図３５７に示す）２つの電力消費レベル、すなわち、フル電力レベル３５９及び低電力レベル３６１の間で交互に切り替わる。純粋なドーズモードでは、外部ウェークアップ刺激を検出する際のＯＮＵの待ち時間は、往復伝搬遅延に相当し、低電力レベルの状態（リスン状態）に滞在する期間は、主に、ＯＬＴがＯＮＵと通信を行わないことが許容される期間に基づいて決定される。この値は、かなり大きくすることができ、例えば、平均遅延を周期的に調整する必要性によって制限される。周期的なスリープモードでは、外部ウェークアップ刺激を検出する際のＯＮＵの待ち時間は、低電力状態（Asleep 状態）への滞在期間を含み、したがって、低電力レベルの状態に滞在する期間は、ドーズモードの場合と比べて、実質的に数桁も短くなる。ウェークアップ動作及びスリープ動作に関連する信号は、アクティブフェーズ３５１と節電フェーズ３５３との間の遷移時に交換してもよい（３５５）。
【００２４】
ここに開示する電力管理方法の一側面として、幾つかの実施形態では、図７Ａ、図２及び図３Ａに包括的に示した２つの周期的な電力管理技術を、ＯＮＵ電力消費に関わる単一の統合された挙動として統合し、ＯＮＵは、少なくとも３個のレベルの間で切り替わり、少なくとも４個のタイミングパラメータによって制御される。この統合によって、節電モードでは、ＯＮＵは、殆どの期間、（電力消費量が最も小さい）スリープ電力レベルと、（電力消費量が２番目に小さい）ドーズ電力レベルとの間で切り替えられ、フル電力レベル動作に戻る機会は希である。
【００２５】
図４Ａは、統合された電力管理技術の電力プロファイルの具体例を示している。この具体例では、フル電力レベル２００は、ＯＮＵ受信機及びＯＮＵ送信機の両方が関連する回路と共にオンにされることによって特徴付けられる。スリープ電力レベル２２０は、ＯＮＵ送信機及びＯＮＵ受信機の両方が関連する回路と共にオフにされ、消費電力が実質的にゼロ近くなることによって特徴付けられる。中間的なドーズ電力レベル２１０は、ＯＮＵ送信機が関連する回路と共にオフにされ、ＯＮＵ受信機がオンにされたままであることによって特徴付けられる。（時間間隔２６０、２７０と同様の）時間間隔３２０は、ＯＬＴと、フル電力で動作中のＯＮＵとの間の周期的な双方向ハンドシェイクのための最短期間である。時間間隔３１０（TLowPower）は、連続した双方向ハンドシェイク間で許容される最長期間である。時間間隔３３０は、ＯＮＵがダウンストリーム送信をリスンして、何らかの必要なシグナリング指示を取得する最短期間である。時間間隔３４０は、ＯＮＵによるアップストリーム送信を抑制し、同時にＯＮＵによるによるダウンストリームトラヒックの受信を抑制することが許容される最長期間である。
【００２６】
この図に示すように、低電力サイクルの間の消費電力の低減は、時間間隔３１０と、時間間隔３２０との比に依存し、この比は、大きくすることができ、一方、外部刺激に応答する待ち時間は、時間間隔３４０に依存し、これは、比較的小さくすることができる。したがって、１つの有利な側面として、ここに開示する統合された電力管理技術は、ドーズ法に比べて、低電力サイクルの間の平均電力レベルが実質的により低いために節電効率が優れており、且つ、（図２及び図３Ａを用いて上述した）周期的スリープ法に比べて、外的刺激の待ち時間を電力効率から切り離すことができ、したがって、低電力サイクルの期間を実質的に長くできるために節電効率が優れている。
【００２７】
なお、時間間隔３１０、３２０、３３０、３４０の特定の値は、実際の具体例毎に異なっていてもよく、法的要求、バッテリ駆動時間の目標等の動作上の検討事項に応じて決定してもよい。例えば、スリープ状態への最長滞留期間は、約１〜２秒であってもよく、これによって、ＯＮＵは、２〜３秒以内に着呼に応答できる。一方、ドーズ状態の最長滞留期間は、比較的長くてもよい（例えば、数十秒、数分、例えば、２分又は１時間）。
【００２８】
図４Ｂは、統合された電力管理の実施形態における電力プロファイルを他の形式で示している。ここに開示する電力管理技術に基づく幾つかの具体例を以下に示す。
【００２９】
ＯＬＴとＯＮＵとの間の低電力モードシグナリング
幾つかの具体例では、ＯＬＴとＯＮＵとの間で、適切な管理チャネルを介して、以下の表に定義されている低電力プリミティブ（low power primitives）を交換できる。
【００３０】
【表１】
0006009074.tif 000002
【００３１】
【表２】
0006009074.tif 000003
【００３２】
ＯＮＵ電力管理ステートマシン
幾つかの具体例では、各ＯＮＵは、図５に示すように、以下の状態及び状態遷移によって特徴付けられる電力管理ステートマシンのインスタンスを維持する。
【００３３】
【表３】
0006009074.tif 000004
0006009074.tif 000005
【００３４】
幾つかの具体例では、ＯＮＵは、以下に定義するように相補的で互いに排他的な一対の内部条件を維持する。
【００３５】
【表４】
0006009074.tif 000006
【００３６】
幾つかの具体例では、ＯＮＵは、ＯＮＵ電力管理ステートマシンを制御するために以下のタイミングパラメータを維持し、以下に示すように、タイマの初期値を指定する。
【００３７】
【表５】
0006009074.tif 000007
【００３８】
３個の別個の電力レベルを用いる統合された動作をサポートするために、幾つかの具体例では、ＯＮＵタイミングパラメータTsleep及びTlistenは、ゼロではない有限の値に初期化され、Tlowpowerは、Tsleep又はTlistenの何れの初期値よりもはるかに大きい有限値に初期化される。そして、動作の間、これらの値は、パラメータ構成によって、ドーズモード又は周期的スリープモードの何れかに調整できる。周期的スリープモードを実現するためには、タイミングパラメータTsleepを無限に初期化し、タイミングパラメータTlistenをゼロに初期化し、タイミングパラメータTlowpをゼロではない有限値に初期化してもよい。ＯＮＵドーズモードを実現するためには、タイミングパラメータTlistenを無限に初期化し、タイミングパラメータTsleepをゼロに初期化し、タイミングパラメータTlowpをゼロではない有限値に初期化してもよい。
【００３９】
図５に示す状態図において、バイナリフラグSleepOFF（SleepONは、その２進数における補数）は、ＯＮＵドーズモードにおけるマシンの動作を示すために、便宜的な表記として示している。他の具体例では、Tawareタイマの期間満了によって、Aware状態からAsleep状態への遷移を無条件に行ってもよい。ＯＮＵドーズモードでは、Tsleepがゼロに初期化され、直ちにLstenに遷移する。
【００４０】
ＯＬＴ電力管理ステートマシン
幾つかの具体例では、ＯＬＴは、対応する各ＯＮＵについて、以下の状態及び図６に示す状態遷移によって特徴付けられるステートマシンのインスタンスを維持する。
【００４１】
【表６】
0006009074.tif 000008
【００４２】
幾つかの具体例では、ＯＬＴは、対応する各ＯＮＵについて、以下に示すような相補的で、互いに排他的な内部条件を維持する。
【００４３】
【表７】
0006009074.tif 000009
【００４４】
幾つかの具体例では、ＯＬＴは、ＯＬＴ電力管理ステートマシンのインスタンスを制御するために以下のタイミングパラメータを維持し、以下に示すように、タイマの初期値を指定する。
【００４５】
【表８】
0006009074.tif 000010
【００４６】
図７Ａ〜図７Ｅを用いて以下に説明するように、この電力管理技術によって、図７Ａに示すシステムの電力効率を向上させることができる。
【００４７】
図７Ｂは、図７Ａの左側の分岐（Sleep Aware状態及びAsleep状態）を削除して、低電力アウェア動作を強調したＯＮＵステートマシンを示している。
【００４８】
図７Ｃは、２つの交互の電力レベル（受信、すなわち、Ｒｘオン及びＲｘオフ）を許可するLowPower状態の内部セマンティクスを拡大して示す図である。
【００４９】
図７Ｄは、従来の技術ＯＬＴステートマシンの具体例である。この場合、スリープ（sleep）状態とドーズ（doze）状態との間の遷移では、必ずアウェイク（awake）状態を通過している。
【００５０】
図７Ｅは、図６のステートマシンの他の実施形態を示している。図７Ｅの状態図は、図７Ｄに示す状態図を使用し、２つの低電力ブランチの１つを削除している。
【００５１】
図８は、統合された電力管理方法８００のフローチャートである。方法８００は、ＯＮＵ１２０上で実行してもよい。
【００５２】
方法８００は、ステップ８０２において、ＯＮＵの送信機がオフにされ、ＯＮＵの受信機がオンにされる第１の状態でＯＮＵを動作させる。例えば、幾つかの具体例では、第１の状態は、上述したドーズ状態２１０であってもよい。
【００５３】
方法８００は、ステップ８０４において、送信機及び受信機の両方がオフにされる第２の状態でＯＮＵを動作させる。幾つかの具体例では、第２の状態は、上述したスリープ状態２２０に対応していてもよい。
【００５４】
方法８００は、ステップ８０６において、電力管理規則に基づき、ＯＮＵを第１の状態と第２の状態との間で直接的に遷移させる。直接的な遷移とは、ＯＮＵが使用する電力が増加する中間的な第３の状態（例えば、上述したアクティブ状態等）を通過することなく、第１の状態と第２の状態との間でＯＮＵの動作状態を変更することを意味する。電力管理規則は、ＯＮＵが第１のモード又は第２のモード（例えば、上述したスリープモード又はドーズモード）を持続させることができる長さを制御するタイミングパラメータに基づいていてもよい。他の電力管理規則は、ユーザ入力（例えば、電話機を切る）に基づく遷移、第１の状態及び第２の状態に入る又はこれらから抜けることを指定するＯＬＴからの入力制御メッセージへの応答等を含む。
【００５５】
図９は、光通信装置９００のブロック図である。モジュール９０２は、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の送信機がオフにされ、ＯＮＵの受信機がオンにされる第１の状態（例えば、ドーズ）でＯＮＵを動作させるためのモジュールである。モジュール９０４は、送信機及び受信機の両方がオフにされる第２の状態（例えば、スリープ状態）でＯＮＵを動作させるためのモジュールである。モジュール９０６は、電力管理規則に基づき、ＯＮＵを第１の状態と第２の状態との間で直接的に遷移させるためのモジュールである。幾つかの具体例では、自律的に（すなわち、外部ネットワークエンティティと通信することなく）遷移を行ってもよい。幾つかの具体例では、ＯＬＴ等の他のネットワークエンティティから受信したメッセージに基づいて遷移を行ってもよい。幾つかの具体例では、ＯＮＵからＯＬＴに要求メッセージを送信した後、ＯＬＴから対応する許可メッセージを受信することによる許可の取得に基づいて、ある低電力モードから他の低電力モードに移行する遷移を行ってもよい。
【００５６】
図１０は、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）において動作する光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の動作を制御するプロセス１０００のフローチャートである。
【００５７】
プロセス１０００は、ステップ１００２において、ＯＬＴを動作させて、ＯＮＵが受信はできるが送信はできない第１の低電力モードからＯＮＵが受信も送信もできない第２の低電力モードにＯＮＵを直接的に遷移させるメッセージを生成する。
【００５８】
ステップ１００４において、プロセス１０００は、生成したメッセージをＯＬＴからＯＮＵに送信する。上述したように、ＯＬＴは、制御メッセージを明示的に提供することによって、又は例えば、ドーズモードからスリープモードに遷移するためのＯＮＵからの要求を承諾することによって、ＯＮＵの低電力動作を制御できる。幾つかの具体例では、プロセス１０００は、更に、ＯＬＴによってサービスを受けている各ＯＮＵの状態を局所的に追跡してもよい。
【００５９】
図１１は、光通信装置１１００のブロック図である。モジュール１１０２は、ＯＮＵが受信はできるが送信はできない第１の低電力モードからＯＮＵが受信も送信もできない第２の低電力モードにＯＮＵを直接的に遷移させるメッセージを生成するように光回線終端装置（ＯＬＴ）を動作させるためのモジュールである。モジュール１１０４は、生成されたメッセージをＯＬＴからＯＮＵに送信するためのモジュールである。
【００６０】
以上、デバイスが、通信要求に対する反応を過度に犠牲にすることなく、バッテリの駆動時間を長くすることができる統合された電力管理技術を開示した。ここに開示した実施形態は、光通信ネットワークへの適用に関するものであるが、本技術は、有線ネットワーク及び無線ネットワークを含む他の通信ネットワークにも同様に適用することができる。
【００６１】
ここに開示した実施形態及び他の実施形態、モジュール並びに機能的な動作は、デジタル電子回路で実現してもよく、本明細書に開示した構造及びこれらの構造的な均等物を含むコンピュータソフトウェア、ファームウェア又はハードウェアで実現してもよく、これらの１つ以上の組合せで実現してもよい。ここに開示した実施形態及び他の実施形態は、１つ以上のコンピュータプログラム製品、すなわち、コンピュータが読取可能な媒体内に符号化され、データ処理装置によって実行され、又はデータ処理装置の動作を制御するコンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールとして実現することもできる。コンピュータが読取可能な媒体は、機械可読のストレージデバイス、機械可読のストレージ基板、メモリデバイス、機械可読の伝播信号に作用する組成物又はこれらの１つ以上の組合せであってもよい。用語「データ処理装置」は、データを処理するための全ての装置、デバイス及び機械を包含し、一例としてプログラミング可能なプロセッサ、コンピュータ、複数のプロセッサ又はコンピュータがこれに含まれる。装置は、ハードウェアに加えて、当該コンピュータプログラムの実行環境を作成するコード、例えば、プロセッサファームウェアを構成するコード、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム又はこれらの１つ以上の組合せを含むことができる。伝播信号は、人工的に生成された信号であり、例えば、適切な受信装置への送信のために情報を符号化するように機械が生成した電気信号、光信号又は電磁波信号である。
【００６２】
コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト又はコードとも呼ばれる。）は、コンパイラ言語又はインタープリタ言語を含む如何なる形式のプログラミング言語で書いてもよく、例えば、スタンドアロンプログラムとして、若しくはモジュール、コンポーネント、サブルーチン又は演算環境での使用に適する他のユニットとして、如何なる形式で展開してもよい。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルシステム内のファイルに対応していなくてもよい。プログラムは、他のプログラム又はデータを含むファイル（例えば、マークアップ言語文書内に保存された１つ以上のスクリプト）の一部に保存してもよく、当該プログラムに専用の単一のファイルに保存してもよく、連携する複数のファイル（例えば、モジュール、サブプログラム又はコードの一部を保存する１つ以上のファイル）に保存してもよい。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上で実行されるように展開してもよく、１つの場所に設けられた又は複数の場所に亘って分散され、通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように展開してもよい。
【００６３】
本明細書に開示したプロセス及びロジックフローは、入力データを処理し、出力を生成することによって機能を実現する１つ以上のコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラミング可能なプロセッサによって実現してもよい。プロセス及びロジックフローは、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array：FPGA）又は特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit：ASIC）等の専用論理回路によって実行してもよく、装置はこれらを実装してもよい。
【００６４】
コンピュータプログラムの実行に適するプロセッサには、一例として、汎用マイクロプロセッサ及び専用マイクロプロセッサの両方、並びにあらゆる種類のデジタルコンピュータの１つ以上のプロセッサの何れかを含ませてもよい。プロセッサは、通常、読出専用メモリ若しくはランダムアクセスメモリ、又はこれらの両方から命令及びデータを受け取る。コンピュータの基本的な要素は、命令を実行するプロセッサと、命令及びデータを保存する１つ以上のメモリデバイスである。また、コンピュータは、通常、データを保存するための１つ以上の大容量記憶装置、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク又は光ディスクを含み、若しくは、大容量記憶装置からデータを受信し、大容量記憶装置にデータを送信し、又はこの両方の動作を行うように大容量記憶装置に動作可能に接続されている。但し、コンピュータは、必ずしもこのような装置を有する必要はない。コンピュータプログラム命令及びデータの格納に適するコンピュータ可読のメディアには、一例として挙げれば、半導体記憶デバイス（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ及びフラッシュメモリデバイス）を含む全ての形式の不揮発性メモリ、媒体及び記憶装置、磁気ディスク（例えば、内蔵ハードディスク又はリムーバブルディスク）、光磁気ディスク、並びにＣＤ−ＲＯＭディスク及びＤＶＤ−ＲＯＭディスク等が含まれる。プロセッサ及びメモリは、専用論理回路によって補ってもよく、専用論理回路に組み込んでもよい。
【００６５】
本明細書は、多くの詳細事項を含んでいるが、これらの詳細事項は、特許請求している又は特許請求することができる本発明の範囲を限定するものとは解釈されず、本発明の特定の実施形態の特定の特徴の記述として解釈される。本明細書において、別個の実施形態の文脈で開示した幾つかの特徴を組み合わせて、単一の実施形態として実現してもよい。逆に、単一の実施形態の文脈で開示した様々な特徴は、複数の実施形態に別個に具現化してもよく、適切な如何なる部分的組合せとして具現化してもよい。更に、以上では、幾つかの特徴を、ある組合せで機能するものと説明しているが、初期的には、そのように特許請求している場合であっても、特許請求された組合せからの１つ以上の特徴は、幾つかの場合、組合せから除外でき、特許請求された組合せは、部分的組合せ又は部分的な組合せの変形に変更してもよい。同様に、図面では、動作を特定の順序で示しているが、このような動作は、所望の結果を達成するために、図示した特定の順序又は順次的な順序で行う必要はなく、また、図示した全ての動作を行う必要もない。
【００６６】
幾つかの具体例及び実施例のみを開示した。ここに開示した内容に基づいて、上述した具体例及び実施例及び他の実施例を変形、変更及び拡張することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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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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