JP2012004642A - Passive optical network system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＩＰ電話サービスを提供する受動光網（ＰＯＮ）システムにおける、低消費電力で動作する光伝送路終端装置に関するものである。 The present invention relates to an optical transmission line terminating device that operates with low power consumption in a passive optical network (PON) system that provides an IP telephone service.
光ネットワークは１つの局側光伝送路終端装置（ＯＬＴ）と１つの宅内光伝送路終端装置（ＯＮＵ）が光ファイバを介して通信を行うものである。また、ＰＯＮシステムは光ネットワークのうち、１つのＯＬＴが光スプリッタを介して複数のＯＮＵとスター型のネットワークを形成するものである。ＰＯＮの代表的な規格として、ＩＥＥＥ８０２．３で標準化されたＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ＰＯＮ）がある。ＯＮＵからＯＬＴに向かって送信される上りフレームと、ＯＬＴからＯＮＵに向かって送信される下りフレームは波長分割多重（ＷＤＭ）によって多重される。下りフレームは、光ファイバで接続された全てのＯＮＵに受信されるが、ＯＮＵは下りフレームのプリアンブル部に含まれる宛先情報を参照して自分宛ではない下りフレームを破棄する。一方で上りフレームは時分割多重（ＴＤＭ）により多重される。 The optical network is one in which one station side optical transmission line termination unit (OLT) and one in-home optical transmission line termination unit (ONU) communicate via an optical fiber. In the PON system, one OLT in an optical network forms a star network with a plurality of ONUs via an optical splitter. As a typical PON standard, there is EPON (Ethernet (registered trademark) PON) standardized by IEEE802.3. The upstream frame transmitted from the ONU to the OLT and the downstream frame transmitted from the OLT to the ONU are multiplexed by wavelength division multiplexing (WDM). The downlink frame is received by all ONUs connected by optical fibers, but the ONU refers to the destination information included in the preamble part of the downlink frame and discards the downlink frame not addressed to itself. On the other hand, the upstream frame is multiplexed by time division multiplexing (TDM).
ＯＬＴにはＬＡＮケーブルを介して上位ネットワークに接続される。一方、ＯＮＵにはＬＡＮケーブルを介してＨＧＷやＳＩＰ端末、ＰＣなどが接続される。ＳＩＰ端末はＲＦＣ３２６１等で開示された手続きに従い、ＩＰ電話サービスを提供する。ＩＰ電話サービスは公衆交換電話網を利用する電話サービスと比較して安価に提供されることから普及が進んでおり、ＩＰ電話サービスにかかるフレームが光ネットワーク上に存在することは考慮されるべきである。 The OLT is connected to the upper network via a LAN cable. On the other hand, an HGW, SIP terminal, PC or the like is connected to the ONU via a LAN cable. The SIP terminal provides an IP telephone service according to the procedure disclosed in RFC3261 or the like. The IP telephone service has been popularized because it is provided at a lower cost than the telephone service using the public switched telephone network, and it should be considered that the frame for the IP telephone service exists on the optical network. is there.
接続される情報機器の増加や必要とする帯域需要の拡大に伴って、伝送路上の中継装置の消費電力は増大傾向にある。ＯＮＵは加入者宅に設置されることからネットワーク上に多数設置される一方、ＯＮＵは利用できる帯域を必要とする時間がＯＬＴや上位スイッチ群と比較して短い。従ってＯＮＵは通信を行わないでいる間に無駄な電力を使用しながら放置されていることになる。 As the number of connected information devices increases and the required bandwidth demand expands, the power consumption of the relay devices on the transmission path tends to increase. Since many ONUs are installed on the network because they are installed at the subscriber's homes, the ONUs require a shorter bandwidth than the OLT and the upper switch group. Therefore, the ONU is left while using wasteful power while not performing communication.
ＯＮＵの非通信時の消費電力を抑えるため、特許文献１は、ＯＮＵにＬＡＮケーブルを介して接続されるＴＥ（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）が存在しない場合にＯＮＵ内部の機能ブロックを低消費電力モードに設定することにより消費電力を削減する方法を開示している。
In order to reduce the power consumption when the ONU is not communicating,
また、特許文献２は、ＯＮＵのスリープ要求をＯＬＴが許可する手続きにより、ＯＮＵをスリープ状態に設定する方法を開示している。
上述した近年の高速大容量通信の需要拡大に伴って、伝送路上の中継装置の消費電力は増大傾向にあり、低電力動作が求められている。しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、ＳＩＰ端末等のＴＥがＬＡＮポートに接続されているかどうかという点のみを監視して低消費電力モードに移行・復帰するため、一旦ＴＥがＯＮＵに接続されるとＯＮＵの消費電力は低減させることができず、実際に通信が行われない状態であってもＯＮＵは定常動作時の電力を消費することとなる。
With the recent increase in demand for high-speed and large-capacity communication described above, the power consumption of the relay device on the transmission path is increasing, and a low-power operation is required. However, in the technique disclosed in
特許文献２においては、非通信時にスリープ状態に移行する手続きを追加することにより、ＴＥが接続された状態で非通信時のＯＮＵの消費電力を抑えることが可能であるが、任意の時点でスリープ状態から復帰することができない。このことは大きなレイテンシが許容されない通信を妨げる要因となる。また、スリープ状態に移行することにより発生するレイテンシを低減するためにスリープ時間を短く設定した場合はＯＮＵは頻繁にスリープ状態への移行と復帰を繰り返すことになり、多分岐のＰＯＮシステム上では光伝送路上の無視し得ない帯域を占有するとともにＯＮＵの消費電力低減の効果は限定的となる。
In
ＩＰ電話サービスでは着呼要求が発生した場合にＳＩＰ端末またはＳＩＰプロキシ等の中継装置は、着呼要求に対して一定時間以内に応答する必要がある。例として、ＲＦＣ３２６１に開示された手続きによれば、ＳＩＰ発信端末が送信するＩＮＶＩＴＥ要求に対してＳＩＰ着信端末またはＳＩＰ中継端末は遅くとも２００ミリ秒以内に暫定応答を返すことが定められている。ＯＮＵがスリープ状態に移行した場合、着呼要求が発生した時点でＯＮＵの通信転送機能は停止しており、ＯＮＵがスリープ状態から復帰するまで着呼要求はＳＩＰ着信端末に転送されず着呼は失敗したとみなされる可能性がある。前者の場合は上位ネットワークのトラフィック増大の要因となり、後者の場合はスリープ状態に移行しなければ成功する可能性のあった着呼を妨げるものであるため好ましくない。また、着呼の発生を予測することは不可能であるため、上述した課題を解決することはできない。 In an IP telephone service, when an incoming call request occurs, a relay device such as a SIP terminal or SIP proxy needs to respond to the incoming call request within a certain time. As an example, according to the procedure disclosed in RFC3261, it is stipulated that the SIP terminating terminal or SIP relay terminal returns a provisional response within 200 milliseconds at the latest in response to the INVITE request transmitted by the SIP originating terminal. When the ONU enters the sleep state, the communication transfer function of the ONU is stopped when the incoming call request is generated, and the incoming call request is not transferred to the SIP terminal until the ONU returns from the sleep state. May be considered a failure. The former case is not preferable because it causes an increase in traffic of the upper network, and the latter case prevents an incoming call that could be successful unless the sleep state is entered. Moreover, since it is impossible to predict the occurrence of an incoming call, the above-described problem cannot be solved.
局側光伝送路終端装置（ＯＬＴ）とＯＬＴと接続する宅内光伝送路終端装置（ＯＮＵ）を有する受動光網（ＰＯＮ）システムにおいて、ＯＬＴは、ＯＮＵの下り処理部がスリープ状態であるかを管理するＯＮＵ下りスリープ状態管理テーブルと、ＯＮＵの上り処理部がスリープ状態であるかを管理するＯＮＵ上りスリープ状態管理テーブルと、ＯＮＵへの下りデータを保持する第1の下りキューと、上位ネットワークからの下りデータをＯＮＵに中継するために信号処理する下り信号処理部と、第1の下りキューに保持されている下りデータの存在とデータ種別を監視する第1のキュー監視部と、上り処理部がスリープ状態であることを示すＯＮＵ上りスリープ状態管理テーブルの参照結果と第1のキュー監視部の監視結果に基づいて、下り処理部のスリープ状態への移行を許可するスリープ許可をＯＮＵへ通知すると共に、下り処理部がスリープ状態であることを示すようにＯＮＵ下りスリープ状態管理テーブルを更新する第1の制御部とを設け、ＯＮＵは、ＯＬＴからの下りデータから自宛の下りデータを識別するＰＯＮフレーム分離部及び自宛下りデータを保持する第２の下りキューを含む下り処理部と、自宛下りデータがＯＬＴからのスリープ許可の通知であるとき、下り処理部のスリープ状態への移行をスリープ状態制御部へ通知する第２の制御部と、第２の制御部からの通知に応答して下り処理部をスリープ状態へ移行させるスリープ状態制御部とを設ける。 In a passive optical network (PON) system having a station side optical transmission line termination unit (OLT) and a home optical transmission line termination unit (ONU) connected to the OLT, the OLT determines whether the downstream processing unit of the ONU is in a sleep state. An ONU downstream sleep state management table to be managed, an ONU upstream sleep state management table that manages whether the upstream processing unit of the ONU is in a sleep state, a first downstream queue that stores downstream data to the ONU, and an upper network A downstream signal processing unit that performs signal processing to relay downstream data to the ONU, a first queue monitoring unit that monitors the presence and data type of downstream data held in the first downstream queue, and an upstream processing unit Based on the reference result of the ONU upstream sleep state management table indicating that the state is the sleep state and the monitoring result of the first queue monitoring unit, the downstream processing unit A first control unit that notifies the ONU of the sleep permission that permits the transition to the sleep state and updates the ONU downstream sleep state management table to indicate that the downstream processing unit is in the sleep state. Includes a PON frame separation unit for identifying downlink data destined for itself from downlink data from the OLT, a downlink processing unit including a second downlink queue that holds the downlink data destined for itself, and a sleep permission for the own downlink data from the OLT The second control unit that notifies the sleep state control unit of the transition to the sleep state of the downlink processing unit, and the downlink processing unit transitions to the sleep state in response to the notification from the second control unit. And a sleep state control unit.
他の態様は、ＯＬＴは、ＯＮＵからの上りデータを上位ネットワークに中継するための信号処理を行う上り信号処理部と、上りデータを保持する第1の上りキューとを含み、第1の制御部は、ＯＮＵからの上りデータがスリープ要求であるとき、上り処理部がスリープ状態であることを示すようにＯＮＵ上りスリープ状態管理テーブルを更新し、ＯＮＵは、ＯＬＴへの上りデータを保持する第２の上りキュー及び上りデータを生成するＰＯＮフレーム生成部を含む上り処理部と、第２の上りキューに保持されている上りデータの存在とデータ種別を監視する第２のキュー監視部とを含み、第２の制御部は、第２のキュー監視部の監視結果に基づいて、上り処理部のスリープ状態への移行をスリープ状態制御部へ通知すると共に、ＯＬＴに上り処理部のスリープ状態を通知するスリープ要求の上りデータをＰＯＮフレーム生成部に生成させ、スリープ状態制御部は第２の制御部からの通知に応答して、上り処理部をスリープ状態へ移行させる。 In another aspect, the OLT includes an upstream signal processing unit that performs signal processing for relaying upstream data from the ONU to an upper network, and a first upstream queue that stores upstream data, and the first control unit Updates the ONU upstream sleep state management table to indicate that the upstream processing unit is in the sleep state when the upstream data from the ONU is a sleep request, and the ONU stores the upstream data to the OLT. An upstream processing unit including an upstream queue and a PON frame generation unit that generates upstream data, and a second queue monitoring unit that monitors the presence and data type of upstream data held in the second upstream queue, The second control unit notifies the sleep state control unit of the transition of the upstream processing unit to the sleep state based on the monitoring result of the second queue monitoring unit, and transmits the upstream processing to the OLT. The uplink data of the sleep request to notify the sleep parts to produce the PON frame generation unit, the sleep state control unit in response to the notification from the second control unit shifts the upstream processing unit to the sleep state.
ＩＰ電話サービスが提供されるＰＯＮシステムにおいて、非通信時におけるＯＮＵの低消費電力動作が実現できる。 In the PON system provided with the IP telephone service, it is possible to realize the low power consumption operation of the ONU during non-communication.
本実施形態の概要を説明する。本実施形態は、局側光伝送路終端装置（ＯＬＴ）とＯＬＴと接続する宅内光伝送路終端装置（ＯＮＵ）を有する受動光網（ＰＯＮ）システムにおいて、ＯＮＵの低消費電力化のために、非通信（フレームを送信していない）時にＯＮＵを部分的にスリープ状態にさせる。ＯＮＵをスリープ状態にする部分とは、ＯＬＴからの下りデータを専ら処理する下り処理部とＯＬＴへの上りデータを専ら処理する上り処理部である。下り処理部のスリープ状態の制御と上り処理部のスリープ状態の制御は、以下のようにして独立に実行されるので、下り処理部のスリープ制御と上り処理部のスリープ制御の少なくとも一方を備えたＰＯＮシステムを実現できる。 An outline of the present embodiment will be described. In this embodiment, in a passive optical network (PON) system having an in-home optical transmission line termination unit (ONU) connected to a station side optical transmission line termination unit (OLT) and the OLT, in order to reduce the power consumption of the ONU, The ONU is partially put into a sleep state during non-communication (not transmitting a frame). The part that puts the ONU into the sleep state is a downstream processing unit that exclusively processes downstream data from the OLT and an upstream processing unit that exclusively processes upstream data to the OLT. Since the control of the sleep state of the downlink processing unit and the control of the sleep state of the uplink processing unit are performed independently as follows, at least one of the sleep control of the downlink processing unit and the sleep control of the uplink processing unit is provided. A PON system can be realized.
下り処理部のスリープ状態は次の構成により制御される。ＯＬＴは、ＯＮＵの下り処理部がスリープ状態であるかを管理するＯＮＵ下りスリープ状態管理テーブルとＯＮＵの上り処理部がスリープ状態であるかを管理するＯＮＵ上りスリープ状態管理テーブルを有する。ＯＬＴはさらに、ＯＮＵへの下りデータを保持する第1の下りキューと、上位ネットワークからの下りデータをＯＮＵに中継するために信号処理する下り信号処理部と、第1の下りキューに保持されている下りデータの存在とデータ種別を監視する第1のキュー監視部と、上り処理部がスリープ状態であることを示すＯＮＵ上りスリープ状態管理テーブルの参照結果と第1のキュー監視部の監視結果に基づいて、下り処理部のスリープ状態への移行を許可するスリープ許可をＯＮＵへ通知すると共に、下り処理部がスリープ状態であることを示すようにＯＮＵ下りスリープ状態管理テーブルを更新する第1の制御部とを有する。ＯＮＵは、ＯＬＴからの下りデータから自宛の下りデータを識別するＰＯＮフレーム分離部及び自宛下りデータを保持する第２の下りキューを含む下り処理部と、自宛下りデータがＯＬＴからのスリープ許可の通知であるとき、下り処理部のスリープ状態への移行をスリープ状態制御部へ通知する第２の制御部と、第２の制御部からの通知に応答して下り処理部をスリープ状態へ移行させるスリープ状態制御部とを有する。 The sleep state of the downlink processing unit is controlled by the following configuration. The OLT has an ONU downstream sleep state management table that manages whether the downstream processing unit of the ONU is in a sleep state and an ONU upstream sleep state management table that manages whether the upstream processing unit of the ONU is in a sleep state. The OLT is further held in a first downlink queue that holds downlink data to the ONU, a downlink signal processing unit that performs signal processing to relay downlink data from the upper network to the ONU, and a first downlink queue. The first queue monitoring unit that monitors the presence and data type of the downstream data, the ONU upstream sleep state management table reference result indicating that the upstream processing unit is in the sleep state, and the monitoring result of the first queue monitoring unit Based on the first control, the ONU is notified of the sleep permission for allowing the downstream processing unit to enter the sleep state, and updates the ONU downstream sleep state management table to indicate that the downstream processing unit is in the sleep state. Part. The ONU includes a PON frame separation unit that identifies downlink data addressed to itself from downlink data from the OLT, a downlink processing unit that includes a second downlink queue that holds the downlink data addressed to itself, and a sleep data that is addressed to itself from the OLT. When the notification is permission, the second control unit that notifies the sleep state control unit of the transition of the downlink processing unit to the sleep state, and the downlink processing unit is set to the sleep state in response to the notification from the second control unit. A sleep state control unit to be shifted.
上り処理部のスリープ状態は次の構成により制御される。ＯＬＴは、ＯＮＵからの上りデータを上位ネットワークに中継するための信号処理を行う上り信号処理部と、上りデータを保持する第1の上りキューとを含み、前述の第1の制御部は、ＯＮＵからの上りデータがスリープ要求であるとき、上り処理部がスリープ状態であることを示すようにＯＮＵ上りスリープ状態管理テーブルを更新する。ＯＮＵは、ＯＬＴへの上りデータを保持する第２の上りキュー及び上りデータを生成するＰＯＮフレーム生成部を含む上り処理部と、第２の上りキューに保持されている上りデータの存在とデータ種別を監視する第２のキュー監視部とを有する。前述の第２の制御部は、第２のキュー監視部の監視結果に基づいて、上り処理部のスリープ状態への移行をスリープ状態制御部へ通知すると共に、ＯＬＴに上り処理部のスリープ状態を通知するスリープ要求の上りデータをＰＯＮフレーム生成部に生成させ、前述のスリープ状態制御部は第２の制御部からの通知に応答して、上り処理部をスリープ状態へ移行させる。 The sleep state of the upstream processing unit is controlled by the following configuration. The OLT includes an upstream signal processing unit that performs signal processing for relaying upstream data from the ONU to an upper network, and a first upstream queue that stores upstream data. When the upstream data from is a sleep request, the ONU upstream sleep state management table is updated to indicate that the upstream processing unit is in the sleep state. The ONU includes a second upstream queue that holds upstream data to the OLT and an upstream processing unit including a PON frame generation unit that generates upstream data, and the presence and data type of upstream data held in the second upstream queue. And a second queue monitoring unit for monitoring Based on the monitoring result of the second queue monitoring unit, the second control unit described above notifies the sleep state control unit of the transition of the upstream processing unit to the sleep state, and informs the OLT of the sleep state of the upstream processing unit. In response to the notification from the second control unit, the sleep state control unit causes the upstream processing unit to shift to the sleep state.
以下に、実施の形態を詳細に説明する。図１はＰＯＮシステムおよびＯＬＴ、ＯＮＵが接続されたネットワークを示している。ネットワークは、上位ネットワーク１、ＯＬＴ２、光スプリッタ３、ＯＮＵ４、ＳＩＰ着信端末５、ＳＩＰ発信端末６、ＳＩＰ中継端末７を含んでいる。ＯＮＵ４は1台を図示しているが、光スプリッタ３を経由して複数台のＯＮＵがＯＬＴ２と接続されている。
Hereinafter, embodiments will be described in detail. FIG. 1 shows a network to which a PON system and OLT and ONU are connected. The network includes an
図１でＯＬＴ２とＯＮＵ４は、波長多重分割により多重された光信号により通信を行っている。そのため上り方向（ＯＮＵ４からＯＬＴ２への方向）と下り方向（ＯＬＴ２からＯＮＵ４への方向）の通信が衝突することはない。一方で複数のＯＮＵ４は同じ送信波長で通信を行うため、光送出が同じ時間に重ならないようにＯＬＴ２が各ＯＮＵ４の光送出時間をコントロールしている。また、図１で示されるようにＳＩＰ発信端末６は、ＳＩＰ着信端末５のようにＯＬＴ、ＯＮＵを中継して上位ネットワーク１と接続されている必要はない。ＳＩＰ中継端末７はＩＰ電話サービスにかかるＳＩＰにより表現された通信を中継している。上位ネットワーク１を介しているＳＩＰ中継端末７は、ＳＩＰ発信端末６からＳＩＰ着信端末５までの経路上に複数台存在してもよく、また存在しなくてもよい。
In FIG. 1, the
図２は、ＯＬＴ２の構成例を示すブロック図である。ＯＬＴ２は、上位ネットワーク１側の中継装置（ＳＩＰ中継端末７）と電気信号により通信を行う電気側送受信部１０、電気信号を光信号に、光信号を電気信号に変換しＯＮＵと光信号により通信を行う光側送受信部１３を含み、下り方向は下りキュー１１、下り信号処理部１２及びキュー監視部１８から構成され、上り方向は上り信号処理部１５、上りキュー１６から構成される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
下りフレームが電気側送受信部１０で受信されると、下りキュー１１に下りデータとして一時的に蓄えられる。キュー監視部１８は、ＯＮＵ４がスリープ状態に移行するために必要な情報として、下りキュー１１に保持されている下りデータの存在とデータ種別を監視する。下り信号処理部１２は、制御部１９の制御の下に下りキュー１１から読みだされた下りデータをＯＮＵ４に中継する処理を行い、光側送受信部１３で下りデータの電気信号を光信号に変換してＯＮＵ４に下りフレームとして送信する。制御部１９は、ＯＮＵ４の上り処理部、下り処理部それぞれの状態を管理するスリープ状態管理テーブル２０を用いる。スリープ状態管理テーブル２０のそれぞれは、下り処理部がスリープ状態であるかを管理するＯＮＵ下りスリープ状態管理テーブルと、ＯＮＵ上り処理部がスリープ状態であるかを管理するＯＮＵ上りスリープ状態管理テーブルである。
When the downstream frame is received by the electrical transmission /
上りフレームが光側送受信部１３で受信されると、光側送受信部１３は上りフレームの光信号を電気信号に変換する。上り信号処理部１５はＯＮＵ４からの上りフレームを上位ネットワーク１に中継する処理を行う。上りキュー１６は上りデータを一時的に蓄え、上りデータは制御部１９の制御の下に読みだされ、電気側送受信部１０を介して上位ネットワーク１へ上りフレームとして送信される。ここで制御部１９は、各処理・制御等のブロックと接続され（簡単のために図示を省略している接続もある。）、複数のＯＮＵ４と通信（監視・制御等）を行うための必要な各種処理を実行、および上位ネットワーク１とＯＮＵ４との間の信号を中継する機能を有するとともにＯＮＵ４をスリープさせる制御も行う。
When the upstream frame is received by the optical transmission /
図３は、ＯＮＵ４の構成例を示すブロック図である。ＯＮＵ４は、ＳＩＰ端末等のＴＥと電気信号により通信を行う電気側送受信部３３と、電気信号を光信号に、光信号を電気信号に変換しＯＬＴと光信号により通信を行う光側送受信部３０と、ＰＯＮフレーム分離部３１および下りキュー３２から構成される下り処理部と、上りキュー３５及びＰＯＮフレーム生成部２７から構成される上り処理部と、キュー監視部３８から構成される。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the
下りフレームが光側送受信部３０で受信されると、光側送受信部３０は下りフレームの光信号を電気信号に変換する。ＰＯＮフレーム分離３１は自宛と判断されるフレームのみを下りキュー３２に下りデータとして出力する。なお、ここで言う自宛とは、例としてＩＥＥＥ８０２．３ahに定められたＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）が挙げられる。下りキュー３２は下りデータを一時的に蓄え、下りデータは制御部３９の制御の下に読みだされ電気側送受信部３３を経て端末（ＴＥ）側に送信される。制御部３９は自宛の下りデータ内にスリープ許可信号を検出した場合、スリープ状態制御部４０に下りスリープ許可を通知する。スリープ状態制御部４０はＶｏＩＰ周期に合わせた例として２０ｍｓのタイマを有する。下りスリープ許可を受けるとスリープ状態制御部４０は下り処理部の機能を停止し、下り用２０ｍｓタイマを始動する。２０ｍｓタイマが満了した時点で下り処理部の機能を起動状態へ復帰させる。ここで下りスリープ状態とは下り処理部に関わる機能を停止させる状態を言う。
When the downstream frame is received by the optical transmission /
上りフレームが電気側送受信部３３で受信されると、上りキュー３５に上りデータとして一時的に蓄え、上りデータは制御部３９の制御の下に読みだされ、ＰＯＮフレーム生成３６でＯＬＴとの通信用の上りフレームを生成する。ＰＯＮフレーム生成３６で生成された上りフレームは光送受信部３０で電気信号を光信号に変換され、ＯＬＴに送信される。キュー監視部３８は上りキュー３５の上りデータを監視し、ＯＮＵ４が上りスリープ状態に移行するために必要なデータの存在とデータ種別を制御部３９に通知する。制御部３９はこの情報(通知内容)をもとにスリープに移行する判断をし、スリープ状態に移行する場合はＰＯＮフレーム生成部３６で上りフレーム内にスリープ移行信号を格納しＯＬＴ２に通知すると共にスリープ状態制御部４０に通知する。スリープ状態制御部４０はＶｏＩＰ周期に合わせた例として２０ｍｓのタイマを有する。上りスリープ通知を受けるとスリープ状態制御部４０は上り処理部の機能を停止し、上り用２０ｍｓタイマを始動する。２０ｍｓタイマが満了した時点で上り処理部の機能を起動状態へ復帰させる。ここで上りスリープ状態とは、電気側受信部３４から受信した上りデータをキュー３５に蓄積する機能を除いた上り処理部に関わる機能を停止させる状態を言う。
When the upstream frame is received by the electrical transmission /
ＯＮＵ４の下り処理部はＯＬＴ２からのスリープ許可によりスリープ状態に移行・復帰を行い、また上り処理部はＯＮＵ４の上りデータに基いてＯＮＵが判断し、スリープ状態に移行・復帰を行う。このようにＯＮＵ４のスリープ状態を、下り処理部と上り処理部を独立に制御する。
The downstream processing unit of the
図９は、ＯＮＵ４がスリープ状態に移行・復帰するシーケンス図である。定常状態においてＯＬＴ２は、例としてＩＥＥＥ８０２．３ahのＭＰＣＰで定められたＧａｔｅフレーム（９０）をＯＮＵ４に送信し、ＯＮＵ４は上りキュー３５の蓄積量をＲｅｐｏｒｔフレーム（９２）に割り付けＯＬＴ２に通知することで、制御部１９の解析の下でＧｒａｎｔ（スリープ許可）を割り当てたＧａｔｅフレーム（９３）にて指示する。
FIG. 9 is a sequence diagram in which the
ＯＬＴ２は下りキュー監視１８でデータ種別を監視しＶｏＩＰデータのみを検出した場合、制御部１９は該ＯＮＵ４への下りデータがＶｏＩＰ周期である２０ｍｓ間はないと判断し、ＶｏＩＰデータ送信（９１）後、Ｇａｔｅフレーム＋下りスリープ許可信号（９３）を該ＯＮＵ４宛に通知する。制御部３９は自宛の下りスリープ許可信号を検出するとスリープ状態制御４０に通知する。スリープ状態制御４０は、スリープ状態制御部４０に具備している２０ｍｓ下り用タイマをスタートさせるとともに下り処理部の機能を停止させて下りスリープ状態に移行する。２０ｍｓ下り用タイマ満了後、スリープ状態制御４０は下り処理部の機能を起動状態に復帰する。ＯＬＴ２は下りスリープ許可信号を基にスリープ状態管理テーブル２０で該ＯＮＵ−ＩＤ（下りスリープ許可信号の送信先ＯＮＵの識別子）とその下りスリープ状態を管理する。ＯＬＴ２は下りスリープ状態管理テーブル２０を参照し該ＯＮＵ４が下りスリープ状態の場合は、Ｇａｔｅフレームとデータの下りフレームの送信を行わない。ＯＮＵ４の下り処理部の機能が復帰する時刻に再びＧａｔｅフレーム（９６）を送信する。
When the
ＯＮＵ４は上りキュー監視３８でデータ種別を監視しＶｏＩＰデータのみを検出した場合、制御部３９は上位ネットワーク１への上りデータがＶｏＩＰ周期である２０ｍｓ間はないと判断し、ＯＬＴ２から割り当てられたＧｒａｎｔの指示に従いＶｏＩＰデータをＯＬＴ２に送信（９５）すると同時にＲｅｐｏｒｔフレームに上りスリープ要求信号を割り付け（９４）ＯＬＴ２に通知する。また、スリープ状態制御４０は、スリープ状態制御４０に具備している２０ｍｓ上り用タイマをスタートさせるとともに上り処理部の機能を停止させ上りスリープ状態に移行する。２０ｍｓ上り用タイマ満了後、スリープ状態制御４０は上り処理部の機能を起動状態に復帰する。ＯＬＴ２は上りスリープ要求信号を基にスリープ状態管理テーブル２０を、該ＯＮＵ−ＩＤが上りスリープ状態であることを示すように更新する。ＯＬＴ２は上りスリープ状態管理テーブル２０を参照しＯＮＵ４が上りスリープ状態の場合、上りスリープ状態からの復帰時刻に合わせてＲｅｐｏｒｔフレーム送信時刻を生成しＧａｔｅフレームによって通知する。
When the
なお、ＯＬＴ２がＧａｔｅフレームを送信するタイミングである、ＯＮＵ４の下りスリープ状態または上りスリープ状態からの復帰時刻は、制御部１９が持つ下り用タイマ、上り用タイマに、下りスリープ許可信号の通知時、スリープ要求信号の受信時に所定の時間である例えば２０ｍｓをセットすることにより得る。
The return time from the downstream sleep state or the upstream sleep state of the
上述のシーケンスを繰り返すことによりＶｏＩＰデータのみの場合はＧｒａｎｔ周期１ｍｓから２０ｍｓとなる。また、上述はＶｏＩＰデータ時のみの説明であるが、制御部１９、制御部３９でデータの存在を監視しデータが存在しない場合はＶｏＩＰデータの送信を除き同様にＯＮＵ２の下りスリープ状態、上りスリープ状態への移行・復帰を行う。
By repeating the above sequence, the Grant cycle is 1 ms to 20 ms in the case of VoIP data only. The above description is only for VoIP data. However, the control unit 19 and the
下りキュー監視１８、上りキュー監視３８でデータの蓄積が大の監視結果の場合は定常状態で動作する。この場合のＧａｔｅフレームの周期は１ｍｓで動作する。 When the downstream queue monitor 18 and the upstream queue monitor 38 show a large amount of data, the operation is in a steady state. In this case, the Gate frame cycle is 1 ms.
図４はＯＮＵ４のスリープ状態制御部４０が上り処理部をスリープ状態に移行・復帰させる動作例を示すフロー図である。ＯＮＵ４は定常状態では1ｍｓのＧｒａｎｔ周期で動作をしている（５０）。キュー監視部３８は上りキュー３５に蓄積される上りデータの存在（５１）と上りデータの種別を監視し、ＶｏＩＰデータとＶｏＩＰ以外の上りデータに識別する（５２）。上りデータが存在する場合（５１−Ｙ）、データ種別がＶｏＩＰ以外の上りデータであればＯＬＴ２のＧｒａｎｔ指示（６０）により制御部３９は上りキュー３５から上りデータの読み出し、ＰＯＮフレーム生成部３６で上りフレームを生成し、光側送受信部３０を介してＯＬＴ２に送信（６１）する。これは上りキューへ３５のデータ蓄積が多い場合であり、定常時の動作データ監視フロー（５１）に遷移する。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation example in which the sleep
データ識別（５２）でＶｏＩＰデータが存在する場合はＯＬＴのＧｒａｎｔ指示（５３）に従いＶｏＩＰ以外の上りデータと同様に処理を行い、ＯＬＴ２に送信（５４）する。上りキュー３５に蓄積のデータがＶｏＩＰデータのみの場合はＶｏＩＰ周期である２０ｍｓ後までは上りデータが送信されないと予測されるため、ＶｏＩＰデータ送信後、制御部３９は上りスリープ要求の指示をＰＯＮフレーム生成部３６に行い、ＯＬＴ２にスリープ要求（５５）を送信する。同時に制御部３９はスリープ状態制御４０に対しスリープ指示を通知する。スリープ指示を受信したスリープ状態制御４０は電気側送受信部３３、上りキュー３５を除く上り処理部の機能を停止させる（５６）。また、スリープ状態制御４０は、上り処理部の機能を停止と同時に、ＶｏＩＰ周期である２０ｍｓの上り用タイマをスタートさせる（５７）。２０ｍｓタイマ満了後、スリープ状態制御４０は上り処理部の機能停止を解除し、起動状態に復帰させ（５９）、データ監視フロー（５１）に遷移する。本フローは定常状態では１ｍｓ周期で動作し、上りＶｏＩＰデータのみの場合は２０ｍｓ周期で動作することになり、ＩＰ電話サービスを切断することなく、定常動作時と比較して１／２０の動作時間（１９／２０がスリープ状態）を実現する。
If VoIP data is present in the data identification (52), processing is performed in the same manner as uplink data other than VoIP in accordance with the OLT Grant instruction (53), and the data is transmitted to the OLT 2 (54). When the data stored in the
また、キュー監視３８が上りデータの存在を確認できない（５１−Ｎ）場合、すなわちデータが存在しない場合も、ＶｏＩＰデータのみの場合と同様に上りスリープ状態に遷移する。ＯＮＵ４が上りスリープ状態に移行するとＯＬＴ２はスリープ状態管理テーブル２０にてＯＮＵ−ＩＤとＯＮＵ上り状態を管理する。
Further, when the queue monitoring 38 cannot confirm the presence of the uplink data (51-N), that is, when there is no data, the state transits to the upstream sleep state as in the case of only the VoIP data. When the
図５はＯＮＵ４のスリープ状態制御４０が下り処理部をスリープ状態に移行・復帰させる動作例を示すフロー図である。ＯＮＵ４は定常状態では1ｍｓのＧｒａｎｔ周期で動作をしている（６０）。また、ＰＯＮフレーム分離３１は自宛と判断された下りデータの処理（６１）を行う。制御部３９は自宛と判断された制御信号の中からスリープ許可信号の監視を行い、スリープ許可を検出（６２−Ｙ）した場合はスリープ状態制御４０に通知する。スリープ指示を受信したスリープ状態制御４０は下り処理部の機能を停止させる（６３）。また、スリープ状態制御４０は、下り処理部の機能を停止と同時に、ＶｏＩＰ周期である２０ｍｓの下り用タイマをスタートさせる（６４）。２０ｍｓタイマ満了後、スリープ状態制御４０は下り処理部の機能停止を解除して起動状態へ復帰させ（６６）、下りデータ処理フロー（６１）に遷移する。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation example in which the
制御部３８でＯＬＴ２からのスリープ許可信号がない場合（６２−Ｎ）は下りフレームが存在すると判断し、下り処理フロー（６１）に遷移し定常状態の１ｍｓ周期の動作を行う。上述のようＯＮＵ４の下りスリープ状態への移行はＯＬＴ２の指示のみによって行う。
When there is no sleep permission signal from the
図６はＯＬＴ２がＯＮＵ４の下り処理部をスリープ状態に遷移させる動作例を示すフロー図である。キュー監視１８は下りキュー１１に蓄積される下りデータの存在（７１）とデータの種別を監視し、ＶｏＩＰデータとＶｏＩＰ以外の下りデータに識別する（７２）。下りデータが存在する場合（７１−Ｙ）はデータ種別を確認し、ＶｏＩＰ以外の下りデータであれば、制御部１４の指示により下りキュー１１から下りデータの読み出し、下り信号処理部１２でフレーム処理を行い光送受信部１３を介してＯＮＵ４に送信（７７）する。これは定常時の動作でありデータ監視フロー（７１）に遷移する。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation example in which the
データ識別（７２）でＶｏＩＰデータが存在する場合は下り信号処理部１２でフレーム処理を行い、ＶｏＩＰ以外の下りデータと同様に、ＯＮＵ４に送信（７３）する。
If there is VoIP data in the data identification (72), the downlink
ＶｏＩＰデータ送信後、制御部１９はスリープ状態管理テーブル２０から該ＯＮＵ４（ＶｏＩＰデータを送信したＯＮＵ）の上りスリープ状態を参照する。該ＯＮＵが上りスリープ状態の場合（７４−Ｙ）制御部１９は該ＯＮＵ４に対してスリープ許可を通知するために下り信号処理部１２に指示してフレーム処理を行い、ＯＮＵ４に送信（７５）する。下りスリープ信号送信後、ＯＬＴ２はＧｒａｎｔ周期を２０ｍｓに設定（７６）し、データ監視フロー（７１）に遷移する。また、下りスリープ許可を通知した場合、スリープ状態管理テーブル２０を更新し、ＯＮＵ−ＩＤとＯＮＵ上りスリープ状態を管理する。下りスリープ許可を受信したＯＮＵ４は下り処理部の機能を停止し、ＯＮＵ４自身が持つ２０ｍｓタイマ満了を契機に復帰を行う。本フローは定常状態では１ｍｓ周期で動作し下りＶｏＩＰデータのみの場合は２０ｍｓ周期で動作することになり、ＩＰ電話サービスを切断することなく定常動作時と比較して１／２０の動作時間（１９／２０がスリープ状態）を実現する。
After transmitting VoIP data, the control unit 19 refers to the upstream sleep state of the ONU 4 (the ONU that transmitted VoIP data) from the sleep state management table 20. When the ONU is in the upstream sleep state (74-Y), the control unit 19 instructs the downstream
また、ＶｏＩＰデータ送信後、スリープ状態テーブル２０を参照して該ＯＮＵの上りスリープ状態が定常動作である場合（７４−Ｎ）は上りキュー３５の蓄積が大と判断して定常状態の１ｍｓ動作を続ける。
Further, after the VoIP data is transmitted, if the ON sleep state of the ONU is a steady operation with reference to the sleep state table 20 (74-N), it is determined that the
図７はＯＬＴ２の上りスリープ状態管理テーブルの構成図、図８はＯＬＴ２の下りスリープ状態管理テーブルの構成図である。これら上り下りそれぞれの管理テーブルを持つことによりＯＮＵは上り下り独立してスリープ状態に遷移することが可能になる。
7 is a configuration diagram of the upstream sleep state management table of the
上りスリープ状態管理テーブル８０はＯＮＵ識別情報（ＯＮＵ−ＩＤ）とＯＮＵの上り状態により構成される。スリープ状態管理テーブル２０は、制御部１９が該ＯＮＵのスリープ要求信号を受信した場合にスリープ状態に更新される。ＯＮＵスリープ周期は２０ｍｓであり、ＯＬＴ２はこのＯＮＵスリープ期間内に例としてＩＥＥＥ８０２．３ahのＭＰＣＰで定められたＲｅｐｏｒｔフレームを受信できなくともＰＯＮ区間の通信状態を維持する。
The upstream sleep state management table 80 includes ONU identification information (ONU-ID) and the upstream state of the ONU. The sleep state management table 20 is updated to the sleep state when the control unit 19 receives the sleep request signal of the ONU. The ONU sleep cycle is 20 ms, and the
下りスリープ状態管理テーブル８１はＯＮＵ識別情報（ＯＮＵ−ＩＤ）とＯＬＴ２が該ＯＮＵ宛に許可した下りスリープ状態により構成される。
The downlink sleep state management table 81 includes ONU identification information (ONU-ID) and a downlink sleep state permitted by the
上述のよう上り下りそれぞれのテーブルを有することにより、上り下り別々にスリープ状態への移行・復帰を制御することが可能になる。大容量のアップロード時はＯＮＵは上り下り処理部の機能を停止することなく動作するが、大容量のダウンロードのみの場合は上りスリープ状態（２０ｍｓ周期）に移行可能となる。 By having the uplink and downlink tables as described above, it is possible to control the transition and return to the sleep state separately for the uplink and downlink. When uploading a large capacity, the ONU operates without stopping the function of the upstream / downstream processing unit. However, when only a large capacity is downloaded, it is possible to shift to the upstream sleep state (20 ms cycle).
また、ＶｏＩＰ通信（ＩＰ電話サービス）が提供されるＰＯＮシステムにおいて、非通信時もスリープ状態（２０ｍｓ周期）への移行が可能となり、ＯＮＵの低消費電力動作が実現できる。 Further, in a PON system provided with VoIP communication (IP telephone service), it is possible to shift to a sleep state (20 ms cycle) even during non-communication, thereby realizing a low power consumption operation of the ONU.
１：上位ネットワーク、２：局側光伝送路終端装置（ＯＬＴ）、３：光スプリッタ、
４：宅内光伝送路終端装置（ＯＮＵ）、５：ＳＩＰ着信端末、６：ＳＩＰ発信端末、７：ＳＩＰ中継端末、１０：ＯＬＴの電気側送受信部、１１：ＯＬＴの下りキュー、１２：ＯＬＴの下り信号処理部、１３：ＯＬＴの光側送受信部、１５：ＯＬＴの上り信号処理部、１６：ＯＬＴの上りキュー、１８：ＯＬＴの下りキュー監視部、１９：ＯＬＴの制御部、２０：ＯＬＴのスリープ状態管理テーブル、３０：ＯＮＵの光側送受信部、３１：ＯＮＵのフレーム分離部、３２：ＯＮＵの下りキュー、３３：ＯＮＵの電気側送受信部、３５：ＯＮＵの上りキュー、３６：ＯＮＵのＰＯＮフレーム生成部、３８：ＯＮＵの上りキュー監視部、３９：ＯＮＵの制御部、４０：ＯＮＵのスリープ状態制御部。
1: Upper network, 2: Station side optical transmission line termination device (OLT), 3: Optical splitter,
4: In-home optical transmission line termination unit (ONU), 5: SIP receiving terminal, 6: SIP transmitting terminal, 7: SIP relay terminal, 10: OLT electrical transmission / reception unit, 11: OLT downstream queue, 12: OLT Downlink signal processing unit, 13: OLT optical transmission / reception unit, 15: OLT upstream signal processing unit, 16: OLT upstream queue, 18: OLT downstream queue monitoring unit, 19: OLT control unit, 20: OLT Sleep state management table, 30: ONU optical transmission / reception unit, 31: ONU frame separation unit, 32: ONU downstream queue, 33: ONU electrical transmission / reception unit, 35: ONU upstream queue, 36: ONU PON Frame generation unit 38: ONU upstream queue monitoring unit 39: ONU control unit 40: ONU sleep state control unit
Claims (6)
前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵの下り処理部がスリープ状態であるかを管理するＯＮＵ下りスリープ状態管理テーブルと、前記ＯＮＵの上り処理部がスリープ状態であるかを管理するＯＮＵ上りスリープ状態管理テーブルと、前記ＯＮＵへの下りデータを保持する第1の下りキューと、上位ネットワークからの前記下りデータを前記ＯＮＵに中継するために信号処理する下り信号処理部と、前記第1の下りキューに保持されている前記下りデータの存在とデータ種別を監視する第1のキュー監視部と、前記上り処理部がスリープ状態であることを示す前記ＯＮＵ上りスリープ状態管理テーブルの参照結果と前記第1のキュー監視部の監視結果に基づいて、前記下り処理部のスリープ状態への移行を許可するスリープ許可を前記ＯＮＵへ通知すると共に、前記下り処理部がスリープ状態であることを示すように前記ＯＮＵ下りスリープ状態管理テーブルを更新する第1の制御部とを設け、
前記ＯＮＵは、前記ＯＬＴからの前記下りデータから自宛の下りデータを識別するＰＯＮフレーム分離部及び自宛下りデータを保持する第２の下りキューを含む前記下り処理部と、前記自宛下りデータが前記ＯＬＴからの前記スリープ許可の通知であるとき、前記下り処理部のスリープ状態への移行をスリープ状態制御部へ通知する第２の制御部と、前記第２の制御部からの通知に応答して前記下り処理部をスリープ状態へ移行させる前記スリープ状態制御部とを設けたことを特徴とする受動光網システム。 In a passive optical network (PON) system having a station side optical transmission line termination unit (OLT) and a home optical transmission line termination unit (ONU) connected to the OLT,
The OLT includes an ONU downstream sleep state management table that manages whether the downstream processing unit of the ONU is in a sleep state, an ONU upstream sleep state management table that manages whether the upstream processing unit of the ONU is in a sleep state, A first downlink queue that holds downlink data to the ONU, a downlink signal processing unit that performs signal processing to relay the downlink data from the upper network to the ONU, and the first downlink queue A first queue monitoring unit that monitors the presence and data type of the downstream data, a reference result of the ONU upstream sleep state management table indicating that the upstream processing unit is in a sleep state, and the first queue monitoring unit On the basis of the monitoring result, the ONU is notified of the sleep permission that allows the downstream processing unit to enter the sleep state, and A first control unit that updates the ONU downstream sleep state management table to indicate that the downstream processing unit is in a sleep state; and
The ONU includes a PON frame separation unit that identifies downlink data addressed to itself from the downlink data from the OLT, a downlink processing unit that includes a second downlink queue that holds the downlink data addressed to itself, and the downlink data addressed to itself Is a notification of the sleep permission from the OLT, a second control unit that notifies the sleep state control unit of the transition to the sleep state of the downlink processing unit, and a response to the notification from the second control unit And a sleep state control unit for shifting the downlink processing unit to a sleep state.
前記ＯＮＵは、前記ＯＬＴへの前記上りデータを保持する第２の上りキュー及び前記上りデータを生成するＰＯＮフレーム生成部を含む前記上り処理部と、前記第２の上りキューに保持されている前記上りデータの存在とデータ種別を監視する第２のキュー監視部とを含み、前記第２の制御部は、前記第２のキュー監視部の監視結果に基づいて、前記上り処理部のスリープ状態への移行を前記スリープ状態制御部へ通知すると共に、前記ＯＬＴに前記上り処理部のスリープ状態を通知する前記スリープ要求の前記上りデータを前記ＰＯＮフレーム生成部に生成させ、前記スリープ状態制御部は前記第２の制御部からの前記通知に応答して、前記上り処理部をスリープ状態へ移行させることを特徴とする請求項１記載の受動光網システム。 The OLT includes an upstream signal processing unit that performs signal processing for relaying upstream data from the ONU to the upper network, and a first upstream queue that holds the upstream data, and the first control unit Updates the ONU upstream sleep state management table to indicate that the upstream processing unit is in a sleep state when the upstream data from the ONU is a sleep request,
The ONU is stored in the second upstream queue that includes the second upstream queue that stores the upstream data to the OLT and the PON frame generation unit that generates the upstream data, and the second upstream queue. A second queue monitoring unit that monitors the presence of the upstream data and the data type, and the second control unit switches to the sleep state of the upstream processing unit based on the monitoring result of the second queue monitoring unit. To the sleep state control unit, the PON frame generation unit generates the uplink data of the sleep request for notifying the OLT of the sleep state of the uplink processing unit, the sleep state control unit The passive optical network system according to claim 1, wherein the upstream processing unit is shifted to a sleep state in response to the notification from the second control unit.
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