JP2013046165A - Communication apparatus and power saving method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ネットワーク終端装置を省電力化するための通信装置及び通信装置の省電力化方法に関する。 The present invention relates to a communication device and a power saving method for a communication device for saving power in an optical network termination device.
FTTH(Fiber To The Home)を含むブロードバンドの普及は、多様なICT(Information and Communication Technology)サービスを展開する契機となっており、固定電話とモバイル情報端末が融合した通信サービスであるFMC(Fixed−Mobile Convergence)などのホームICTサービスが開始されている。近い将来、様々な情報家電が販売され、HGW(Home GateWay)を介しネットワークへ接続することが予測されていることから、FTTHの利用者もこれに応じ、増加すると期待されている。 The spread of broadband including FTTH (Fiber To The Home) has become an opportunity to develop various ICT (Information and Communication Technology) services, and FMC (Fixed-) is a communication service that fuses fixed telephones and mobile information terminals. Home ICT services such as Mobile Convergence) have been started. In the near future, various information appliances will be sold and connected to the network via HGW (Home GateWay), and it is expected that the number of FTTH users will increase accordingly.
一方で昨今の環境負荷低減に向けた社会的要請は重要な課題の1つである。通信装置に対する省電力化要求も厳しく、それは光アクセスシステムに対しても同様である。光アクセスシステムの消費電力は光通信ネットワークにおける消費電力の60%を占めると言われている。しかし、情報家電普及によるFTTH利用者の増加は、特に光ネットワーク終端装置(Optical network unit:ONU)の絶対数の増加、更には、これに接続するHGWの絶対数の増加も意味しており、これらの装置に対する省電力化への要請は一層強まることが予想される。 On the other hand, the recent social demand for reducing the environmental load is one of the important issues. The demand for power saving for communication devices is also strict, and the same applies to optical access systems. It is said that the power consumption of the optical access system accounts for 60% of the power consumption in the optical communication network. However, the increase in the number of FTTH users due to the spread of information appliances means an increase in the absolute number of optical network terminators (Optical network units: ONUs), and in particular, an increase in the absolute number of HGWs connected to them The demand for power saving for these devices is expected to increase further.
次世代ネットワーク(NGN:Next Generation Network)におけるアクセスネットワークとホームネットワークの代表的な網構成を述べる。図1に示すように、光アクセスネットワークの代表的な網構成として、ONUと光加入者線終端装置(Optical line terminal:OLT)とが光ファイバ伝送路において1対1で接続されるシングルスター構成(Single star:SS)と、図2に示すように、複数のONUと1つのOLTとが1対n(nは自然数)で接続される受動光ネットワーク(Passive Optical Network:PON)構成とがある。SS方式においては、ONUがOLTを占有出来るので高速通信が可能であるが、装置コストが高いという欠点がある。一方PON方式においては複数のONUが1つのOLTや光ファイバ設備を共有するために経済性に優れるという理由から、多くの光アクセスシステムではPON方式が採用されている。 A typical network configuration of an access network and a home network in the next generation network (NGN: Next Generation Network) will be described. As shown in FIG. 1, as a typical network configuration of an optical access network, a single star configuration in which an ONU and an optical subscriber line terminal (OLT) are connected one-to-one in an optical fiber transmission line. (Single star: SS) and a passive optical network (PON) configuration in which a plurality of ONUs and one OLT are connected in a 1: n relationship (n is a natural number) as shown in FIG. . In the SS system, the ONU can occupy the OLT, so that high-speed communication is possible, but there is a disadvantage that the apparatus cost is high. On the other hand, in the PON system, the PON system is adopted in many optical access systems because a plurality of ONUs share one OLT and optical fiber equipment and are excellent in economic efficiency.
ギガビットクラスのPONの代表的な規格として、IEEE802.3ahタスクフォースにおいて標準化されたEPON(Ethernet(登録商標)PON)、IEEE802.3avタスクフォースにおいて標準化された、10ギガビットクラスのPONシステムである10G−EPONとがある。また、ホームネットワークにおける代表的な網構成を述べる。ホームネットワークは、ONUのUNI(User network interface)には、HGWが接続され、その先に情報家電が接続される。 As a typical standard of gigabit class PON, EPON (Ethernet (registered trademark) PON) standardized in IEEE 802.3ah task force, 10G class PON system standardized in IEEE 802.3av task force, 10G- There is EPON. A typical network configuration in the home network will be described. In the home network, an HGW is connected to a user network interface (UNI) of an ONU, and an information home appliance is connected to the destination.
図3に、例えば、EPONにおける従来のONUの機能ブロック図を示す。上り信号は、UNIポート、キュー管理手段、PON信号処理手段を介してPON−IF(PON−interface)へと流れる。一方下り信号は、PON−IFポート、PON信号処理手段、キュー管理手段を介してUNIポートへと流れる。ONUは上り方向に対して複数のキューを備え、キュー監視手段として各キュー内のデータ量を監視する手段を有している。また、ONUは、PON信号処理手段に、OLTに対してキュー内のデータ量を報告するMPCP(Multi−point control protocol)部と、OLTと保守監視用の制御フレームをやり取りするOAM(Operations administration and maintenance)部を有している。(特許文献1、2を参照。)。
FIG. 3 shows a functional block diagram of a conventional ONU in EPON, for example. The upstream signal flows to the PON-IF (PON-interface) through the UNI port, the queue management unit, and the PON signal processing unit. On the other hand, the downstream signal flows to the UNI port via the PON-IF port, the PON signal processing means, and the queue management means. The ONU has a plurality of queues in the upstream direction, and has a means for monitoring the amount of data in each queue as a queue monitoring means. The ONU also sends to the PON signal processing means an MPCP (Multi-point control protocol) unit that reports the amount of data in the queue to the OLT, and an OAM (Operations administration and operation) that exchanges control frames for maintenance monitoring with the OLT. maintenance) part. (See
通信装置の省電力化に関する取り組みとして無通信状態(アイドル状態)である場合に未使用の機器を休止させるスリープ方式や通信量に応じてリンクレートを変化させる適応リンクレート方式などの実装が検討されている。 Implementations such as a sleep method that pauses unused devices when there is no communication (idle state) and an adaptive link rate method that changes the link rate according to the amount of communication are being considered as efforts to reduce the power consumption of communication devices. ing.
また、IEEE802.3azタスクフォースでは、省電力イーサネット(登録商標)の標準化が完了した。しかしながら、上記の通信装置を用いた手法を適応した場合においては、ONUへのトラヒック到着間隔が閾値以下の場合はスリープモードに入れず、省電力効果が限定されていた。従来技術をPONシステムを構成する任意のONUiに適用した時の動作について説明する。図4に機器およびその構成要素の時間遷移を示す。一番上のタイムチャートはONU入力トラヒックであり、本実施形態ではUNI961〜96nのリンクがGigabit Ethernet(登録商標)(GbE)の場合の瞬間的なリンクレートを示すものとする。例えば初期状態である時刻t0の入力トラヒックは1Gbit/sである。まずONUに入力トラヒックが観測された場合について説明する。スリープ状態に遷移可能な一定のトラヒック到着間隔しきい値時間であるtthが終了する時刻t2までの間、トラヒックが観測されなかった場合、無通信状態と判断される。そして時刻t2においてONUに対してスリープ導入を指令するトリガ信号が与えられる。そしてt2〜t3にわたってコマンド処理時間の遅延を経て、時刻t3でスリープに入る。また、ONUに入力トラヒックが観測された場合について説明する。時刻t4においてONUに入力トラヒックが観測された場合、t4においてONUを起動を指令するトリガ信号が与えられる。そして、t4〜t5にわたってコマンド処理時間の遅延を経て、時刻t5でONUは起動する。スリープしきい値時間tthよりも入力トラヒック間隔が狭かった場合は、通信状態と判断されスリープ導入を指令するトリガをONUが与えることが出来ないため、スリープすることが出来ない。 The IEEE 802.3az task force has completed the standardization of power-saving Ethernet (registered trademark). However, when the method using the above communication device is applied, the sleep mode is not entered when the traffic arrival interval to the ONU is equal to or less than the threshold, and the power saving effect is limited. The operation when the prior art is applied to an arbitrary ONU i constituting the PON system will be described. FIG. 4 shows the time transition of the device and its components. The top time chart is ONU input traffic, and in this embodiment, the instantaneous link rate when the links of UNI 96 1 to 96 n are Gigabit Ethernet (registered trademark) (GbE) is shown. For example, the input traffic at time t 0 in the initial state is 1 Gbit / s. First, a case where input traffic is observed in the ONU will be described. If no traffic is observed until time t 2 when t th, which is a predetermined traffic arrival interval threshold time that can be shifted to the sleep state, ends, it is determined that there is no communication. The trigger signal is provided for commanding the sleep implemented for ONU at time t 2. And via the delay of the command processing time over t 2 ~t 3, at time t 3 in sleep. A case where input traffic is observed in the ONU will be described. If the input traffic to the ONU at time t 4 is observed, the trigger signal for instructing the start ONU is given in t 4. Then, after the delay of the command processing time over t 4 ~t 5, ONU is activated at time t 5. When the input traffic interval is narrower than the sleep threshold time t th , the ONU cannot determine the communication state and give a trigger for instructing the sleep introduction, and therefore cannot sleep.
このように、トラヒック到着間隔しきい値時間tthがスリープ導入時の制限要素となりスリープ時間が制限となり省電力効果が低下する。また、スリープ/起動に関する指令を与えてから実際に動作するまでの時間であるコマンド処理時間やデバイスの過渡応答時間に関しても、遅延が生じるため、スリープ時間の制限となり省電力効果が低下するという課題があった。 As described above, the traffic arrival interval threshold time t th becomes a limiting factor when the sleep is introduced, and the sleep time is limited, thereby reducing the power saving effect. In addition, there is a delay in the command processing time, which is the time from when a command relating to sleep / start-up is given to when the device actually operates, and the transient response time of the device, so that the sleep time is limited and the power saving effect is reduced. was there.
上記目的を達成するために、本願発明の通信装置及び通信装置の省電力化方法は、送信する上りトラヒックの監視を、ネットワーク回線を終端する上位側通信装置よりも下位側に接続される通信装置で行うことで、従来技術よりもスリープおよび起動のタイミング制御を効率よく行う。 In order to achieve the above object, a communication apparatus and a power saving method for a communication apparatus according to the present invention are configured to monitor the upstream traffic to be transmitted, and connect the communication apparatus to a lower side than a higher level communication apparatus that terminates a network line As a result, the sleep and activation timing can be controlled more efficiently than in the prior art.
具体的には、本願発明の通信装置は、ネットワーク回線を終端する上位側通信装置よりも下位側に接続される通信装置であって、前記上位側通信装置に流入する上りトラヒックを一時的に蓄積するキュー管理部と、前記キュー管理部に流入する上りトラヒックの有無及び上りトラヒック量を観測するキュー観測部と、前記キュー観測部において上りトラヒックの流入が観測された場合、前記キュー観測部の観測したトラヒック量に基づいて起動又はスリープに入るタイミングを決定し、上りトラヒックを前記キュー管理部から前記上位側通信装置へ送信する前に、決定したタイミングに起動又はスリープに入る旨指示する制御信号を前記上位側通信装置へ通知するスリープ/起動判定部と、前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ送信する信号処理部と、を備える。 Specifically, the communication device of the present invention is a communication device connected to a lower side than a higher-level communication device that terminates a network line, and temporarily stores upstream traffic flowing into the higher-level communication device. A queue management unit, a queue observation unit for observing the presence / absence of upstream traffic flowing into the queue management unit and an amount of upstream traffic, and an observation of the queue observation unit when an inflow of upstream traffic is observed in the queue observation unit A control signal instructing to start or sleep at the determined timing is determined before transmitting the upstream traffic from the queue management unit to the higher-level communication device based on the traffic volume. The sleep / activation determination unit that notifies the higher-level communication device and the upstream traffic accumulated in the queue management unit Comprising a signal processing unit for transmitting to the upper-side communication device.
本願発明の通信装置はキュー管理部、キュー観測部及び信号処理部を備えるため、上位側通信装置に流入する上りトラヒックを事前に把握することができる。本願発明の通信装置はスリープ/起動判定部を備えるため、上位側通信装置に流入する上りトラヒックを送信するのに必要な時間だけ上位側通信装置を起動し、その他の時間をスリープ状態にすることができる。したがって、本願発明の通信装置は通信装置を省電力化することが出来る。 Since the communication device of the present invention includes a queue management unit, a queue observation unit, and a signal processing unit, it is possible to grasp in advance the upstream traffic flowing into the higher-level communication device. Since the communication device according to the present invention includes the sleep / activation determination unit, the upper communication device is activated for a time necessary to transmit the upstream traffic flowing into the upper communication device, and the other time is set to the sleep state. Can do. Therefore, the communication device of the present invention can save power in the communication device.
本願発明の通信装置では、前記信号処理部は、前記キュー管理部がしきい値時間蓄積した上りトラヒックを、前記上位側通信装置へ一括送信し、前記キュー観測部は、前記しきい値時間内に前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックのトラヒック量を観測し、前記スリープ/起動判定部は、前記制御信号を用いて、起動に入る旨の指示と共に、前記キュー観測部の観測したトラヒック量を送信後にスリープに入る旨の指示をしてもよい。 In the communication device according to the present invention, the signal processing unit collectively transmits the upstream traffic accumulated by the queue management unit for a threshold time to the higher-level communication device, and the queue observation unit And the sleep / wake-up determination unit uses the control signal to instruct start-up and the traffic amount observed by the queue monitoring unit. May be instructed to go to sleep after transmission.
本願発明の通信装置では、前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ出力するトラヒック出力ポートと、前記スリープ/起動判定部からの制御信号を前記上位側通信装置へ出力する制御信号出力ポートと、を備え、前記制御信号が、専用の信号線を用いて前記上位側通信装置へ送信されてもよい。 In the communication device of the present invention, a traffic output port that outputs the upstream traffic accumulated in the queue management unit to the higher-level communication device, and a control signal from the sleep / startup determination unit are output to the higher-level communication device. A control signal output port, and the control signal may be transmitted to the higher-level communication device using a dedicated signal line.
本願発明の通信装置では、前記キュー管理部は、上りトラヒックの優先度に応じたクラス別キューを1つ以上有し、前記キュー観測部は、上りトラヒックの優先度をさらに観測し、前記スリープ/起動判定部は、前記キュー観測部が高優先度の上りトラヒックの流入を観測した場合、高優先度の上りトラヒックと低優先度の上りトラヒックを一括送信する制御信号を前記上位側通信装置へ通知し、前記信号処理部は、前記キュー管理部に蓄積された高優先度の上りトラヒック及び低優先度の上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信してもよい。 In the communication device according to the present invention, the queue management unit has one or more queues according to the class according to the priority of the upstream traffic, the queue observation unit further observes the priority of the upstream traffic, and the sleep / The activation determination unit notifies the higher-level communication device of a control signal for collectively transmitting high-priority uplink traffic and low-priority uplink traffic when the queue observation unit observes inflow of high-priority uplink traffic. The signal processing unit may collectively transmit the high-priority uplink traffic and the low-priority uplink traffic accumulated in the queue management unit to the higher-level communication device.
具体的には、本願発明の通信装置の省電力化方法は、ネットワーク回線を終端する上位側通信装置よりも下位側に接続される通信装置の省電力化方法であって、前記上位側通信装置に流入する上りトラヒックをキュー管理部に流入する上りトラヒックの有無及び上りトラヒック量を観測し、上りトラヒックの流入が観測された場合、観測したトラヒック量に基づいて起動又はスリープに入るタイミングを決定し、上りトラヒックを前記キュー管理部から前記上位側通信装置へ送信する前に、決定したタイミングに起動又はスリープに入る旨指示する制御信号を前記上位側通信装置へ通知するスリープ/起動判定手順と、前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ送信する信号処理手順と、を順に有する。 Specifically, a power saving method for a communication device according to the present invention is a power saving method for a communication device connected to a lower side than a higher side communication device that terminates a network line, and the higher side communication device The upstream traffic that flows into the queue management unit is monitored for the presence and amount of upstream traffic that flows into the queue management unit, and when upstream traffic is observed, the timing to start or sleep is determined based on the observed traffic volume. A sleep / activation determination procedure for notifying the higher-level communication device of a control signal instructing activation or entering sleep at a determined timing before transmitting upstream traffic from the queue management unit to the higher-level communication device; A signal processing procedure for transmitting the upstream traffic accumulated in the queue management unit to the higher-level communication device in order.
本願発明の省電力化方法は前記信号処理手順を有するため、上位側通信装置に流入する上りトラヒックを事前に把握することができる。本願発明の省電力化方法はスリープ/起動判定手順を有するため、上位側通信装置に流入する上りトラヒックを送信するのに必要な時間だけ上位側通信装置を起動し、その他の時間をスリープ状態にすることができる。したがって、本願発明の通信装置の省電力化方法は通信装置を省電力化することが出来る。 Since the power saving method of the present invention has the signal processing procedure, it is possible to grasp in advance upstream traffic flowing into the higher-level communication device. Since the power saving method of the present invention has a sleep / startup determination procedure, the upper communication apparatus is started for the time necessary to transmit the upstream traffic flowing into the upper communication apparatus, and the other time is set to the sleep state. can do. Therefore, the power saving method for a communication device according to the present invention can save power for the communication device.
本願発明の通信装置の省電力化方法では、前記信号処理手順において、前記キュー管理部がしきい値時間蓄積した上りトラヒックを、前記上位側通信装置へ一括送信し、前記スリープ/起動判定手順において、前記しきい値時間内に前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックのトラヒック量を観測し、前記制御信号を用いて、起動に入る旨の指示と共に、観測したトラヒック量を送信後にスリープに入る旨の指示をし、前記信号処理手順において、前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信してもよい。 In the power saving method of the communication device according to the present invention, in the signal processing procedure, the upstream traffic accumulated by the queue management unit for a threshold time is collectively transmitted to the higher-level communication device, and in the sleep / activation determination procedure. The traffic amount of the upstream traffic accumulated in the queue management unit within the threshold time is observed, and the control signal is used to enter the start-up, and the sleep state is entered after transmitting the observed traffic amount. And in the signal processing procedure, the upstream traffic accumulated in the queue management unit may be collectively transmitted to the higher-level communication device.
本願発明の通信装置の省電力化方法では、前記スリープ/起動判定手順において、前記上りトラヒックとは異なる専用の信号線を用いて、前記制御信号を前記上位側通信装置へ送信してもよい。 In the power saving method of the communication device according to the present invention, the control signal may be transmitted to the higher-level communication device using a dedicated signal line different from the upstream traffic in the sleep / startup determination procedure.
本願発明の通信装置の省電力化方法では、前記スリープ/起動判定手順において、前記キュー管理部に流入するラヒックの優先度をさらに観測し、高優先度の上りトラヒックの流入を観測した場合、高優先度の上りトラヒックと該低優先度の上りトラヒックを一括送信する制御信号を前記上位側通信装置へ通知し、前記信号処理手順において、前記キュー管理部に蓄積された高優先度の上りトラヒック及び低優先度の上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信してもよい。 In the power saving method of the communication device according to the present invention, in the sleep / wakeup determination procedure, the priority of traffic flowing into the queue management unit is further observed, and the flow of high-priority upstream traffic is observed. The higher-level communication device is notified of a control signal for collectively transmitting the upstream traffic with the priority and the upstream traffic with the low priority, and in the signal processing procedure, the upstream traffic with the high priority stored in the queue management unit and Low-priority uplink traffic may be collectively transmitted to the higher-level communication device.
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。 The above inventions can be combined as much as possible.
本発明により通信装置を省電力化することが出来る。 According to the present invention, it is possible to save power in the communication device.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
以下、本発明による通信装置および通信装置の省電力化手法を用いた実施形態について図面を参照して説明する。
図5に、本実施形態に係る通信装置の概略構成図を示す。本実施形態に係る通信装置は、ネットワーク回線を終端する上位側通信装置1に接続される通信装置2である。上位側通信装置1は、例えばONUである。通信装置2は、例えばHGWである。通信装置2は、上りトラヒックの情報を上位側通信装置1に先んじて把握し、上りトラヒックに応じて上位側通信装置1の一部の機能をスリープ又は起動させる。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments using a communication device and a power saving method of the communication device according to the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of a communication apparatus according to the present embodiment. The communication apparatus according to the present embodiment is a
上位側通信装置1は、光送受信器であるTRx18と、スリープ/起動判定部14と、信号処理部15と、を有する。通信装置2は、キュー管理部22と、キュー観測部23と、タイマー21と、スリープ/起動判定部24と、信号処理部25と、を有する。
The higher-level communication device 1 includes a
本実施形態に係る通信装置の省電力化方法は、スリープ/起動判定手順と、信号処理手順と、を順に有する。 The communication apparatus power saving method according to this embodiment includes a sleep / startup determination procedure and a signal processing procedure in this order.
スリープ/起動判定手順では、通信装置2は、以下のように動作する。
キュー管理部22は、上りトラヒックを一時的に蓄積する。キュー観測部23は、トラヒック有無を監視する機能とトラヒック流入時間としきい値との比較を行う機能とキュー管理部22に流入したトラヒック量を計算する手段を有する。これにより、通信装置2は、上りトラヒックの情報を上位側通信装置1に先んじて把握する。
In the sleep / startup determination procedure, the
The
スリープ/起動判定部24は、キュー観測部23においてトラヒックの流入が観測された場合、上位側通信装置1へ起動又はスリープに入るタイミングを指示する制御信号を通知する機能を有する。このときに、スリープ/起動判定部24は、キュー観測部23の観測したトラヒック量に基づいて起動又はスリープに入るタイミングを決定する。通知は、キュー管理部22から上位側通信装置へ送信する前に行う。
The sleep /
信号処理手順では、通信装置2は、以下のように動作する。
信号処理部25は、キュー管理部22に蓄積された上りトラヒックを上位側通信装置へ送信する。スリープ/起動判定部24から予め上位側通信装置1に制御信号を通知することで、上りトラヒックに応じて上位側通信装置1の一部の機能をスリープ又は起動させる。
In the signal processing procedure, the
The
(実施形態1)
ネットワーク回線がアクセスネットワーク回線であり、上位側通信装置1としてONU、本実施形態に係る通信装置2としてHGWを用いた場合の本実施形態における動作について説明する。図6に示すように、ONU10とHGW20はUNIを介して接続されている。該ONU10の機能は、主に、PHY(PHYsical Layer)16、キュー管理部12、スリープ/起動判定部14、信号処理部15、TRx18を有する。該HGW20の機能は、主にPHY26、28、L2SW(Layer 2 SWitch)27、キュー管理部22、キュー観測部23、タイマー21、スリープ/起動判定部24、信号処理部25を有する。
(Embodiment 1)
An operation in the present embodiment when the network line is an access network line, ONU is used as the higher-level communication device 1, and HGW is used as the
次に、本発明における各通信装置内および通信装置間の動作を説明する。
スリープ/起動判定手順では、HGW20及びONU10は、以下のように動作する。
HGW20は、図6に記載のキュー観測部23において、HGW20に流入するトラヒックの有無を確認する。キュー管理部22においては、キュー管理部22に流入するトラヒックに対してある一定のしきい値時間を設け、キュー管理部22内のトラヒックが流入してからしきい値時間の間、キュー管理部22においてトラヒックを蓄積する。このしきい値時間は、タイマー21により測定される。
Next, the operation within each communication device and between communication devices in the present invention will be described.
In the sleep / startup determination procedure, the
The
制御信号には、上りトラヒックの情報をONU10に先んじて把握することが出来るHGW20によって起動又はスリープに入るタイミングに関する情報と、しきい値時間の間に蓄積されたトラヒック量に関する情報が含まれている。制御信号が、HGW20からONU10へ送信される場合には、コマンド処理時間およびデバイスの応答時間を見越して一定時間早めに送信される。
The control signal includes information related to the timing of starting or sleeping by the
ここで、コマンド処理時間とは、スリープ/起動判定部24が制御信号を送信してからONU10のデバイスが応答するまでにかかる時間のことである。HGW20からONU10へ送信された制御信号は、ONU10のスリープ/起動判定部24において伝達され、起動又はスリープに関する指令を信号処理部25に伝達する。そして該指令を基に、ONU10の一部の機能を起動又はスリープさせる。この時、ONU10にトラヒックを送信するまでは、HGW20の該キュー管理部22にトラヒックが蓄積される。
Here, the command processing time is the time taken for the device of the
本発明において図7に示す、HGW20にトラヒックが流入してからONU10へトラヒックを送信するまでのHGW20の動作をフローチャートを用いて説明する。
まず、HGW20の該キュー管理部22にトラヒックが流入した時に、キュー管理部22にトラヒックが無かった場合を説明する。HGW20の該キュー管理部22にトラヒックが流入した時(S101)、キュー管理部22にトラヒックが無かった場合は(S102においてNO)、タイマー21をリセットし、起動させ(S103)、キュー管理部22にトラヒックを蓄積させる(S104)。次にキュー管理部22内のトラヒック量を計算し(S105)、ONU10の起動時間及びコマンド処理時間を見越して、一定時間早めにONU10へ制御信号を送信する(S106)。そして、ONU10へトラヒックを送信する(S107)。
In the present invention, the operation of the
First, a case where there is no traffic in the
HGW20の該キュー管理部22にトラヒックが流入した場合、既にトラヒックが有る場合について説明する。HGW20の該キュー管理部22にトラヒックが流入した時に(S101)、キュー管理部22に既にトラヒックが有る場合において(S102においてYES)、もしタイマー21が起動中でない場合(S108においてNO)つまりは、しきい値時間をTthとすると、Tth≧Tである場合は、タイマー21をリセットし、再起動させ(S103)、キュー管理部22にトラヒックを蓄積させる(S104)。次にキュー管理部22内のトラヒック量を計算し(S105)、ONU10の起動時間・コマンド処理時間を見越して、一定時間早めにONU10へ制御信号を送信する(S106)。そして、ONU10へトラヒックを送信する(S107)。
A description will be given of a case where traffic already flows into the
もし、タイマー21が起動中である場合(S108においてYES)、つまりは、T<Tthである場合は、該キュー管理部22にトラヒックを蓄積させる(S104)。次にキュー管理部22内のトラヒック量を計算し(S105)、ONU10の起動時間・コマンド処理時間を見越して、ONU10へ制御信号を早めに送信する(S106)。そして、ONU10へトラヒックを送信する(S107)。
If the
本実施形態に係る通信装置の省電力化方法は、以上の作業を繰り返す。本実施形態において設定する一定のしきい値時間は、流入したトラヒックにおいて許容される遅延時間よりも短く設定される。また、該一定のしきい値時間とは、HGW20の該キュー管理部22内において蓄積させるバッファ量と関係がある。例えば、1Gリンクの場合、HGW20のキュー管理部22において10[ms]間蓄積するために必要な容量は、120[kByte]である。
The communication apparatus power saving method according to the present embodiment repeats the above operations. The constant threshold time set in the present embodiment is set shorter than the delay time allowed for the flowed-in traffic. The certain threshold time is related to the amount of buffer accumulated in the
上述したフローチャートに基づき、任意のHGW20、ONU10へ適用した時の動作について説明する。図8に時間的遷移を示す。上段のタイムチャートは、HGW20から事前に通知された制御信号を送るタイミング、中段のタイムチャートは、コマンド処理遅延による制御信号の遅延、下段のタイムチャートは、本発明によるONU10の起動状態を示す。図8において制御信号は、時刻t3にHGW20からONU10へ送信している。そしてコマンド処理時間t3〜t4を経て、時刻t4〜t5において休止していたONU10のTRx18を含む一部の機能が起動し、HGW20のキュー管理部22内に蓄積されたトラヒックを時刻t5〜t6の間に全て送信した後、時刻t6〜t7においてスリープを指令するコマンド処理を経てONU10の一部の機能をスリープさせる。
The operation when applied to an
このような動作を繰り返すことで、従来手法よりもスリープ時間を長時間化することが出来る。また、従来手法では、ONU10において入力トラヒック到着間隔がしきい値と同等もしくは、しきい値以下であった場合、例えば図4に示す時刻t10〜t11の場合のようなトラヒック間隔である場合、スリープすることが出来なかったが、ONU10においてしきい値時間を設けないこと、さらにはONU10のスリープ又は起動のコマンド処理およびデバイスの起動時間を見越して予めスリープ又は起動のタイミングに関する制御信号を送信して通知することで、スリープ時間を長時間化することが出来るため、従来手法と比較して省電力効果を向上させることが出来る。
By repeating such an operation, the sleep time can be made longer than in the conventional method. Further, if the conventional method, equivalent to the input traffic arrival interval threshold in ONU10 or a traffic intervals as in the case of time t 10 ~t 11 showing the case was less than the threshold value, for example, in FIG In the
実施形態1の動作は、下記に示す手法を用いても良い。
上位側通信装置1および通信装置2は、本実施形態においては上位側通信装置1をONU、通信装置2をHGWとしたが、このように別筐体でも良いし、一つの筐体の中に同一基板上にONUとHGWのような機能を持つ構成であっても良い。
For the operation of the first embodiment, the following method may be used.
In the present embodiment, the higher-level communication device 1 and the
また、トラヒックのモニタ方法としては、本実施形態においては、トラヒック流入の有無を行っていたが、フレーム到着間隔、キュー長の監視などでも良い。また、しきい値時間の測定方法としては、本実施形態においては、タイマー21を用いてしきい値時間を計測したが、バッファ量を計算する方法でも良い。
Also, as a traffic monitoring method, in this embodiment, the presence or absence of traffic inflow is performed, but it is also possible to monitor frame arrival intervals, queue lengths, and the like. As a method for measuring the threshold time, the threshold time is measured using the
また、起動又はスリープに入るタイミングに関する情報として、観測時間やしきい値時間内に該キュー管理部22内に蓄積されたトラヒック量を用いても良い。
Further, as the information related to the timing to start or sleep, the traffic amount accumulated in the
また、制御信号を送信する手法としては、図8に示すように起動又はスリープタイミングに関する情報を一括で送信する手法や図9に示すように、起動又はスリープに関する情報を各々に分けて送信する手法でも良い。 In addition, as a technique for transmitting the control signal, a technique for transmitting information related to activation or sleep timing in a batch as shown in FIG. 8 or a technique for transmitting information related to activation or sleep separately as shown in FIG. But it ’s okay.
図9のタイムチャートを用いて説明する。上段のタイムチャートは、HGW20から事前に通知された制御信号を送信するタイミング、中段のタイムチャートは、HGW20からコマンド処理遅延による制御信号の遅延、下段のタイムチャートは、本発明によるONU10の起動状態を示す。HGW20はONU10への上りトラヒックをONU10より先んじて把握出来るため、制御信号には、ONU10の起動タイミング又はスリープタイミングに関する情報が含まれている。前者の情報は、上りトラヒックがHGW20のキュー管理部22に蓄積されている場合に、事前に制御信号が送信され、HGW20のキュー管理部22に蓄積されているトラヒックが無くなる前に、スリープの指令に要するコマンド処理時間およびデバイスの応答時間を見越して一定時間早めにHGW20からONU10へ制御信号が送信される。これらの制御信号を用いてスリープ又は起動させる。
This will be described with reference to the time chart of FIG. The upper time chart is the timing for transmitting the control signal notified in advance from the
図9において、時刻t4にHGW20からONU10へ制御信号が送信される。そしてコマンド処理時間t4〜t5を経て、時刻t5〜t6において休止していたONU10のTRx18を含む一部の機能が起動し、時刻t6からHGW20のキュー管理部22内に蓄積されたトラヒックの送信が開始される。そして制御信号をHGW20のキュー管理部22内にトラヒックが無くなる前にスリープの指令に要する時間を見越して、時刻t7に制御信号をHGW20からONU10へ送信する。時刻t7〜t8において、スリープを指令するコマンド処理を経てONU10の一部の機能をスリープさせる。このような動作を繰り返しても良い。
9, the control signal is sent at time t 4 from HGW20 to
(実施形態2)
この場合では、図10に示す通信装置の構成において、実施形態1とは異なる信号伝達手法である。図6では、スリープに関する制御信号はPHY28、16を通じてイーサネット(登録商標)などの主信号と共に送信され、ONU10側でデータを識別してスリープ用専用信号を改めて出力しなければならないので、処理に時間を要する。一方、図10では、専用の制御信号出力ポート29と信号線19を設け、直接ONU10に制御信号を伝達させるため、図6に示す方法よりも伝達時間を短縮することが出来る。従って、HGW20からONU10へ送信するまでにトラヒックを蓄積する時間を短縮することが出来るため、遅延を制御しつつ省電力化が可能である。
(Embodiment 2)
In this case, in the configuration of the communication apparatus shown in FIG. 10, the signal transmission method is different from that in the first embodiment. In FIG. 6, a control signal related to sleep is transmitted together with a main signal such as Ethernet (registered trademark) through
(実施形態3)
本実施形態は、図11に示す通信装置の構成において、実施形態1とは異なりONU10にキュー管理部12を備えない場合について説明する。
図11では、ONU10の構成において上りトラヒックを管理するキュー管理部12を持たない構成を示す。本発明は、HGW20構成内におけるキュー管理部22において上りのトラヒックの管理を行うため、ONU10構成内において上りのトラヒックを管理するキュー管理部12を削除することが出来る。そのためONU10のキュー管理部12を削除することで、より省電力効果を高めることが出来る。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the
FIG. 11 shows a configuration that does not have the
(実施形態4)
本実施形態は、図12に示す通信装置の構成において、実施形態1とは異なりHGW20にトラヒックの種類に応じたクラス別キューを持つ場合について説明する。図12に示す通信装置の構成においては、HGW20のキュー管理部22においてキュー#1およびキュー#2である。前記クラス別キューのうち、キュー#1には、予め指定されたSession Initiation Protocol(SIP)を利用した Voice over Internet Protocol(VoIP)通信などの優先度の高いトラヒックが流入する。また、キュー#2にはそれ以外の優先度の低いトラヒックが流入する。
(Embodiment 4)
In the configuration of the communication apparatus shown in FIG. 12, unlike the first embodiment, the present embodiment describes a case where the
次に、実施形態4における通信装置内および上位側通信装置間の動作を説明する。
スリープ/起動判定手順では、HGW20は以下のように動作する。
HGW20は、トラヒックの種類を監視し、予め指定された高優先度のトラヒックがキュー#1に流入した場合、優先度の高いトラヒックに対する通信品質を保持するために、ONU10へ予め優先度の高いトラヒックが流入したことを、制御信号の送信により通知する。このときの制御信号には、HGW20の該キュー管理部22のキュー#1にトラヒックが流入したという情報、上りトラヒックの到着タイミングに関する情報、およびキュー管理部22に蓄積しているキュー#1、#2に蓄積されているトラヒック量に関する情報が含まれている。
Next, the operation within the communication apparatus and between the upper communication apparatuses in the fourth embodiment will be described.
In the sleep / startup determination procedure, the
The
もし優先度の高いトラヒックがキュー管理部22のキュー#1に流入し、かつ優先度の低いトラヒックがキュー#2に流入した場合、あらかじめ優先度の低いトラヒックにおいてはキュー#2においてある一定のしきい値時間蓄積させる。
If high-priority traffic flows into queue # 1 of
信号処理手順では、HGW20は以下のように動作する。
優先度の高いトラヒックの送信タイミングに合わせて優先度の低いトラヒックをまとめて一括送信する。これにより、スリープ/起動の遷移回数を削減し、スリープ時間を増やすことで省電力効果を向上させることが出来る。
In the signal processing procedure, the
The low-priority traffic is collectively transmitted at the same time according to the transmission timing of the high-priority traffic. Thereby, the power saving effect can be improved by reducing the number of sleep / startup transitions and increasing the sleep time.
本実施形態の通信装置内および通信装置間の動作に基づき、任意のHGW20、ONU10へ適用した時の動作について説明する。図13に時間的遷移を示す。上段のタイムチャートは、HGW20のキュー#1に流入したトラヒック、2段目のタイムチャートは、HGW20のキュー#2に流入したトラヒック、3段目のタイムチャートは、HGW20から事前に通知された制御信号、4段目のタイムチャートは、コマンド処理遅延による制御信号の遅延、そして下段は、本発明によるONU10起動状態を示す。
An operation when applied to any
図13のようにキュー#1およびキュー#2にトラヒックが流入した時、HGW20の該キュー#1と該キュー2のトラヒックを一括で送信するため、キュー#2のトラヒックはHGW20の該キュー#2にて蓄積させる。つまりは、時刻t0〜t1、t2〜t3、t4〜t5の間に流入したキュー#2のトラヒックは該キュー#2にて蓄積させる。また、制御信号は、時刻t7にHGW20からONU10へ送信している。そして、コマンド処理時間t7〜t8を経て、時刻t8〜t9において休止していたONU10のTRx18を含む一部の機能が起動し、HGW20のキュー#1に流入したトラヒックとキュー#2において蓄積していたトラヒックは、時刻t9〜t11において一括で送信される。その後、時刻t11〜t12においてスリープを指令するコマンド処理を経て時刻t12〜t13において、ONU10の一部の機能をスリープさせる。
When traffic flows into queue # 1 and
このような動作を繰り返すことで、従来手法よりもスリープ/起動の遷移回数を削減し、スリープ時間を増やすことで省電力効果を向上させることが出来る。また、従来手法においては、ONU10上のキュー管理部12においてトラヒックのクラス別キューを設ける手法が提案されているが、本手法を用いてONU10を起動させる際、ONU10よりも下位側のHGW20のキュー管理部22において、トラヒックのクラス別キューを設けかつ、流入したトラヒックの情報や、キュー管理部22に蓄積しているトラヒック量に関する情報を制御信号として、HGW20からONU10へコマンド処理時間およびデバイスの応答時間を見越して一定時間早めに送信されるため、遅延を最小限に留めることが出来る。
By repeating such an operation, the number of transitions of sleep / startup can be reduced as compared with the conventional method, and the power saving effect can be improved by increasing the sleep time. In the conventional method, a method for providing a queue for each traffic class in the
実施形態4の動作は、下記に示す手法を用いても良い。
本実施形態におけるHGW20の該キュー観測部23におけるトラヒックの監視方法は、図12に示すように予め指定された種類のトラヒックが入るキュー#1を備えておき、該キュー#1に予め指定されたトラヒックが流入したかどうかを監視していたが、その他にも、IPパケットのヘッダにおけるType of Service(ToS)の値をフレーム毎に観測する機能をキュー管理部22内に備えておき、高優先度のトラヒックを確認する方法でも良いし、IPパケットのToS値をVLANタグ付きMACフレームのClass of Service(CoS)の値と1対1に対応するように運営し、CoS値をフレーム毎に観測する機能をキュー管理部22に備えておく方法でも良い。さらに、HGW20上のVoIPのセッションの開始、終了を監視する手法や、情報家電のオンフック、オフフックを監視し、高優先度のトラヒックがあるかどうかを監視しても良い。また、予め指定したトラヒックとして、SIPを利用したVoIP通信を挙げたが、これに限らない。
For the operation of the fourth embodiment, the following method may be used.
The traffic monitoring method in the
実施形態1〜4は、EPON(Ethernet(登録商標) Passive Optical Network)および10G−EPON、さらには他のPON、例えばITU−T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)勧告準拠のB−PONおよびG−PON、さらにはWDM−PONやCDM−PON等の光アクセスネットワーク用装置のみならず、2つの互いに接続された通信装置に対して適用可能である。また、実施形態1〜4は、それらを組み合わせることが可能であり、その場合にはそれぞれの実施形態が有する効果を相乗的に奏することが可能である。 Embodiments 1 to 4 are EPON (Ethernet (registered trademark) Passive Optical Network) and 10G-EPON, as well as other PONs, such as ITU-T (International Telecommunications Union Telecommunication Standard-Guide Sector-PEC). The present invention is applicable not only to PON, but also to optical access network devices such as WDM-PON and CDM-PON, as well as to two mutually connected communication devices. In addition, Embodiments 1 to 4 can be combined, and in that case, the effects of the respective embodiments can be produced synergistically.
本発明は情報通信産業に適用することができる。 The present invention can be applied to the information communication industry.
1:上位側通信装置
2:通信装置
10:ONU
12:キュー管理部
14:スリープ/起動判定部
15:信号処理部
16:PHY
18:TRx
19:信号線
20:HGW
21:タイマー
22:キュー管理部
23:キュー観測部
24:スリープ/起動判定部
25:信号処理部
26、28:PHY
27:L2SW
29:制御信号出力ポート
31:VoIP
32:PC
91:OLT
92、921、92i、92n:ONU
93、931、93i、93n:HGW
95:光ファイバ伝送路
96、961、96i、96n:UNI
1: High-order side communication device 2: Communication device 10: ONU
12: Queue management unit 14: Sleep / activation determination unit 15: Signal processing unit 16: PHY
18: TRx
19: Signal line 20: HGW
21: Timer 22: Queue management unit 23: Queue observation unit 24: Sleep / activation determination unit 25:
27: L2SW
29: Control signal output port 31: VoIP
32: PC
91: OLT
92, 92 1 , 92 i , 92 n : ONU
93, 93 1 , 93 i , 93 n : HGW
95: Optical
Claims (8)
前記上位側通信装置に流入する上りトラヒックを一時的に蓄積するキュー管理部と、
前記キュー管理部に流入する上りトラヒックの有無及び上りトラヒック量を観測するキュー観測部と、
前記キュー観測部において上りトラヒックの流入が観測された場合、前記キュー観測部の観測したトラヒック量に基づいて起動又はスリープに入るタイミングを決定し、上りトラヒックを前記キュー管理部から前記上位側通信装置へ送信する前に、決定したタイミングに起動又はスリープに入る旨指示する制御信号を前記上位側通信装置へ通知するスリープ/起動判定部と、
前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ送信する信号処理部と、
を備える通信装置。 A communication device connected to a lower side than a higher-level communication device that terminates a network line,
A queue management unit for temporarily storing upstream traffic flowing into the higher-level communication device;
A queue observation unit for observing the presence or absence of upstream traffic flowing into the queue management unit and the amount of upstream traffic;
When inflow of upstream traffic is observed in the queue observation unit, the timing to start or sleep is determined based on the traffic amount observed by the queue observation unit, and the upstream communication device transmits the upstream traffic from the queue management unit. Before transmitting to the sleep / activation determination unit for notifying the higher-level communication device of a control signal instructing to enter activation or sleep at the determined timing;
A signal processing unit for transmitting the upstream traffic accumulated in the queue management unit to the higher-level communication device;
A communication device comprising:
前記キュー観測部は、前記しきい値時間内に前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックのトラヒック量を観測し、
前記スリープ/起動判定部は、前記制御信号を用いて、起動に入る旨の指示と共に、前記キュー観測部の観測したトラヒック量を送信後にスリープに入る旨の指示をする
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 The signal processing unit collectively transmits the upstream traffic accumulated by the queue management unit for a threshold time to the higher-level communication device,
The queue observation unit observes the traffic amount of the upstream traffic accumulated in the queue management unit within the threshold time,
The sleep / wake-up determination unit uses the control signal to give an instruction to enter the start-up and to instruct to enter sleep after transmitting the traffic amount observed by the queue observation unit. The communication apparatus according to 1.
前記スリープ/起動判定部からの制御信号を前記上位側通信装置へ出力する制御信号出力ポートと、
を備え、
前記制御信号が、専用の信号線を用いて前記上位側通信装置へ送信される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の通信装置。 A traffic output port for outputting the upstream traffic stored in the queue management unit to the higher-level communication device;
A control signal output port for outputting a control signal from the sleep / activation determination unit to the higher-level communication device;
With
The communication device according to claim 1, wherein the control signal is transmitted to the higher-level communication device using a dedicated signal line.
前記キュー観測部は、上りトラヒックの優先度をさらに観測し、
前記スリープ/起動判定部は、前記キュー観測部が高優先度の上りトラヒックの流入を観測した場合、高優先度の上りトラヒックと低優先度の上りトラヒックを一括送信する制御信号を前記上位側通信装置へ通知し、
前記信号処理部は、前記キュー管理部に蓄積された高優先度の上りトラヒック及び低優先度の上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の通信装置。 The queue management unit has at least one class-specific queue according to the priority of upstream traffic,
The queue observation unit further observes the priority of upstream traffic,
The sleep / wake-up determination unit, when the queue observation unit observes inflow of high-priority upstream traffic, transmits a control signal for collectively transmitting high-priority upstream traffic and low-priority upstream traffic to the higher-level communication Notify the device,
4. The signal processing unit according to claim 1, wherein the high-priority uplink traffic and the low-priority uplink traffic stored in the queue management unit are collectively transmitted to the higher-level communication device. 5. The communication apparatus as described in.
前記上位側通信装置に流入する上りトラヒックをキュー管理部に流入する上りトラヒックの有無及び上りトラヒック量を観測し、上りトラヒックの流入が観測された場合、観測したトラヒック量に基づいて起動又はスリープに入るタイミングを決定し、上りトラヒックを前記キュー管理部から前記上位側通信装置へ送信する前に、決定したタイミングに起動又はスリープに入る旨指示する制御信号を前記上位側通信装置へ通知するスリープ/起動判定手順と、
前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ送信する信号処理手順と、
を順に有する通信装置の省電力化方法。 A power saving method for a communication device connected to a lower side than a higher side communication device that terminates a network line,
The upstream traffic flowing into the higher-level communication device is monitored for the presence and amount of upstream traffic flowing into the queue management unit, and when upstream traffic inflow is observed, it is activated or sleeps based on the observed traffic volume. Before sending the upstream traffic from the queue management unit to the higher-level communication device, the control unit instructs the higher-level communication device to start or sleep at the determined timing. Start determination procedure,
A signal processing procedure for transmitting the upstream traffic stored in the queue management unit to the higher-level communication device;
A method for reducing the power consumption of a communication device.
前記スリープ/起動判定手順において、前記しきい値時間内に前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックのトラヒック量を観測し、前記制御信号を用いて、起動に入る旨の指示と共に、観測したトラヒック量を送信後にスリープに入る旨の指示をし、
前記信号処理手順において、前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信する
ことを特徴とする請求項5に記載の通信装置の省電力化方法。 In the signal processing procedure, upstream traffic accumulated by the queue management unit for a threshold time is collectively transmitted to the higher-level communication device,
In the sleep / activation determination procedure, the traffic volume of the upstream traffic accumulated in the queue management unit within the threshold time is observed, and the observed traffic is transmitted together with an instruction to enter the activation using the control signal. Instructed to go to sleep after sending the amount,
6. The communication apparatus power saving method according to claim 5, wherein in the signal processing procedure, the upstream traffic accumulated in the queue management unit is collectively transmitted to the higher-level communication apparatus.
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の通信装置の省電力化方法。 The communication device according to claim 5 or 6, wherein, in the sleep / activation determination procedure, the control signal is transmitted to the higher-level communication device using a dedicated signal line different from the upstream traffic. Power saving method.
前記信号処理手順において、前記キュー管理部に蓄積された高優先度の上りトラヒック及び低優先度の上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信する
ことを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載の通信装置の省電力化方法。 In the sleep / wake-up determination procedure, when the priority of traffic flowing into the queue management unit is further observed, and the inflow of high-priority upstream traffic is observed, the high-priority upstream traffic and the low-priority upstream traffic are Notifying the higher-level communication device of a control signal for collectively transmitting traffic,
8. The high-priority uplink traffic and the low-priority uplink traffic stored in the queue management unit are collectively transmitted to the higher-level communication device in the signal processing procedure. 8. A method for saving power of the communication device according to claim 1.
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