JP2014120883A - Slave station device, master station device, optical communication system, and band control method - Google Patents

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Yukio Hirano
幸男 平野
Takeshi Suehiro
雄 末廣
Fumihiko Tano
文彦 田野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a slave station device for implementing effective use of a band and further power saving.SOLUTION: A slave station device 1 of an optical communication system in which a plurality of slave station devices 1 (ONU1, 1) and a master station device 3 (OLT3) are connected with optical transmission paths, and the master station device 3 determines a band to be allocated to each slave station device 1 on the basis of a data amount of data that each slave station device 1 desires to transmit operates while switching a normal mode for transmitting/receiving data to/from the master station device 3 and a power saving mode for performing minimum required communication for maintaining a link with the master station device 3 on the basis of a predetermined condition; and notifies the master station device 3 of 0 as a data amount of data desired to be transmitted during operation in the power saving mode.

Description

本発明は、複数の端末が共通の回線で接続された通信システム、通信方法に関し、例えばＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側終端装置）と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者側終端装置）とで構成されるＰＯＮ（Passive Optical Network）システム等に関する。   The present invention relates to a communication system and a communication method in which a plurality of terminals are connected by a common line, for example, an OLT (Optical Line Terminal) and a plurality of ONUs (Optical Network Unit). PON (Passive Optical Network) system and the like.

ＰＯＮシステムは、１ないし複数の加入者側終端装置（以下、ＯＮＵ）を１台の局側終端装置（以下、ＯＬＴ）で収容でき、ＯＮＵとＯＬＴを１対１で接続する光アクセスシステムに比べ、通信サービスを低価格で加入者へ提供できることから、国内外で普及が進んでいる。また、近年、通信装置の省電力化が求められており、光アクセスネットワークシステムにおいては、とりわけ台数の多さから消費電力の大半を占めているＯＮＵに対する省電力化が求められている。   The PON system can accommodate one or more subscriber-side terminators (hereinafter referred to as ONUs) with a single station-side terminator (hereinafter referred to as OLT), compared to an optical access system in which ONUs and OLTs are connected one-to-one. Since communication services can be provided to subscribers at a low price, they are becoming popular in Japan and overseas. In recent years, there has been a demand for power saving of communication devices, and in an optical access network system, power saving is demanded especially for ONUs that occupy most of the power consumption due to the large number of units.

ここで、ＯＮＵではデータ通信は常時行われているわけではなく、たとえば夜間などは全くデータ通信が行われない場合がある。イーサネット（登録商標）ＰＯＮのＯＮＵの省電力化技術として、データ通信していない時間にＯＮＵの光送受信を停止し、省電力状態に遷移させる技術が検討されている（例えば非特許文献１）。   Here, in the ONU, data communication is not always performed. For example, data communication may not be performed at all at night. As a power saving technique for the Ethernet (registered trademark) PON ONU, a technique for stopping the optical transmission / reception of the ONU during a time when data communication is not performed and shifting the power to the power saving state has been studied (for example, Non-Patent Document 1).

ＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１ Ｄｒａｆｔ３．０IEEE P1904.1 Draft 3.0

時分割多元接続（ＴＤＭＡ）で通信しているＰＯＮシステムの上り通信において、ＯＮＵ１台の１回の上り通信には、データを詰め込むことができない時間、すなわち、ＯＮＵが光送信器をＯＮ，ＯＦＦするオーバーヘッド時間と、ＯＬＴが安定的にデータを受信するまでのオーバーヘッド時間が存在する。したがって、各ＯＮＵへ短い送信時間を何度も割り当てるより、長い送信時間を少しずつ割り当てる方が、帯域を有効に利用できる。また、ＯＮＵの消費電力もオーバーヘッド分だけ低減することができる。しかしながら、上記の非特許文献１に記載された技術では、オーバーヘッド時間の割合を低くすることについては考慮されていないという問題があった。   In the upstream communication of a PON system that is communicating by time division multiple access (TDMA), the time when data cannot be packed in one upstream communication of one ONU, that is, the ONU turns the optical transmitter on and off. There is an overhead time and an overhead time until the OLT stably receives data. Therefore, the bandwidth can be used more effectively by assigning long transmission times little by little than by assigning short transmission times to each ONU many times. Also, the power consumption of the ONU can be reduced by the overhead. However, the technique described in Non-Patent Document 1 has a problem in that no consideration is given to reducing the overhead time ratio.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、帯域の有効利用と更なる省電力化を実現する子局装置、親局装置、光通信システムおよび帯域制御方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a slave station device, a master station device, an optical communication system, and a bandwidth control method that realize effective use of bandwidth and further power saving. .

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の子局装置と親局装置とが光伝送路で接続され、親局装置は各子局装置が送信を希望しているデータのデータ量に基づいて各子局装置に割り当てる帯域を決定する光通信システムの子局装置であって、前記親局装置との間でデータを送受信する通常モードと前記親局装置とのリンクを維持するために必要な最小限の通信を行う省電力モードとを所定の条件に基づいて切り替えながら動作し、前記省電力モードでの動作中は、送信を希望するデータのデータ量として０を前記親局装置に通知することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is configured such that a plurality of slave station devices and a master station device are connected by an optical transmission line, and each master station device desires transmission by each slave station device. A slave station device of an optical communication system that determines a bandwidth to be allocated to each slave station device based on a data amount of data that is transmitted between the normal mode for transmitting and receiving data to and from the master station device and the master station device It operates while switching the power saving mode for performing the minimum communication necessary for maintaining the link based on a predetermined condition. During the operation in the power saving mode, the data amount of data desired to be transmitted is 0. Is notified to the master station device.

本発明によれば、システム全体としての帯域の有効利用を実現できるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that it is possible to effectively use the bandwidth of the entire system.

図１は、本発明にかかる光通信システムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical communication system according to the present invention. 図２は、帯域割当シーケンスの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a bandwidth allocation sequence. 図３は、従来の省電力シーケンスを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a conventional power saving sequence. 図４は、従来の帯域割当シーケンスを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional band allocation sequence. 図５は、省電力制御を適用している装置の状態遷移図である。FIG. 5 is a state transition diagram of a device to which power saving control is applied. 図６は、帯域割当制御で使用されるフレームの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a frame used in bandwidth allocation control.

以下に、本発明にかかる子局装置、親局装置、光通信システムおよび帯域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。以下の実施の形態では、本発明に係る光通信システムについて、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムを例にとり説明する。   Hereinafter, embodiments of a slave station device, a master station device, an optical communication system, and a bandwidth control method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In the following embodiments, an optical communication system according to the present invention will be described by taking a PON (Passive Optical Network) system as an example.

ここで、従来のＰＯＮシステムにおける省電力制御および帯域割当制御について、図３〜図６を用いて説明する。図３は、従来の省電力シーケンスを示す図である。図４は、従来の帯域割当シーケンスを示す図である。図５は、省電力制御を適用している装置の状態遷移図である。図６は、帯域割当制御で使用されるフレームの構成を示す図である。   Here, power saving control and band allocation control in the conventional PON system will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram illustrating a conventional power saving sequence. FIG. 4 is a diagram showing a conventional band allocation sequence. FIG. 5 is a state transition diagram of a device to which power saving control is applied. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a frame used in band allocation control.

図３に示したように、従来の省電力シーケンスでは、ＯＮＵ（Optical Network Unit）は、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）からの制御フレーム受信を契機として、ＯＮＵが通常モード（Normal mode）から省電力サイクル（Power saving cycle）に移行する。省電力サイクルへ移行する制御フレームをＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷ（ＴＲｘ）フレーム、ＯＮＵからの応答フレームをＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫ（ＴＲｘ）フレームとしている。ＯＮＵは、省電力サイクルにおいて、Ｔ１で示すアクティブ時間とＴ２で示すスリープ時間を交互に繰り返す。ＯＮＵは、スリープ時間に光送受信器を停止することで省電力化を図っており、この間はデータフレームのみならず、制御フレームも送受信できない。アクティブ時間では、ＯＮＵは光送受信器を正常動作させ、フレームを送受信できる。このアクティブ時間は、ＯＬＴとＯＮＵが周期的に行っているＧＡＴＥフレームおよびＲＥＰＯＲＴフレームの送受信による接続性確認を省電力サイクルでも行い、ＯＬＴとＯＮＵのリンクを維持するために設けられている。また、ＯＮＵは自律判断で省電力サイクルから通常モードに移行する。この際、Ｔ２の途中であっても光送受信器を動作させ、応答フレームＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫ（ｗａｋｅｕｐ）でＯＬＴへ通常モードへの移行を通知している。なお、図３においては、通常モードにおける動作と省電力サイクルにおける動作の違いを分かり易くするために、ＯＮＵが送信するＲＥＰＯＲＴフレームについては記載を省略している。   As shown in FIG. 3, in the conventional power saving sequence, the ONU (Optical Network Unit) receives the control frame from the OLT (Optical Line Terminal), and the ONU changes from the normal mode to the power saving cycle. Move to (Power saving cycle). A control frame for shifting to the power saving cycle is a SLEEP_ALLOW (TRx) frame, and a response frame from the ONU is a SLEEP_ACK (TRx) frame. The ONU alternately repeats the active time indicated by T1 and the sleep time indicated by T2 in the power saving cycle. The ONU saves power by stopping the optical transceiver during the sleep time. During this time, not only data frames but also control frames cannot be transmitted / received. In the active time, the ONU operates the optical transceiver normally and can transmit and receive frames. This active time is provided in order to maintain connectivity between the OLT and the ONU by performing connectivity check by transmission / reception of the GATE frame and the REPORT frame periodically performed by the OLT and the ONU. Further, the ONU shifts from the power saving cycle to the normal mode by autonomous determination. At this time, the optical transceiver is operated even in the middle of T2, and the transition to the normal mode is notified to the OLT by the response frame SLEEP_ACK (wakeup). In FIG. 3, the description of the REPORT frame transmitted by the ONU is omitted in order to make it easy to understand the difference between the operation in the normal mode and the operation in the power saving cycle.

一方、ＯＬＴは、ＯＮＵから受信するＲＥＰＯＲＴフレーム（図６参照）で要求される帯域にしたがい、送信開始時刻と送信時間で与えられる帯域をＧＡＴＥフレーム（図６参照）で通知することにより割当を行う。図６に示したＧＡＴＥフレームおよびＲＥＰＯＲＴフレームの構成は文献ＩＥＥＥ ８０２．３−２００８で定義されている。各フィールドの詳細については説明を省略する。ＯＬＴは、ＧＡＴＥフレームのＧｒａｎｔ＃ｘ ｓｔａｒｔ ｔｉｍｅフィールドでＯＮＵ送信スタート時刻を、Ｇｒａｎｔ＃ｘ ＬｅｎｇｔｈフィールドでＯＮＵ送信時間を割り当てる。また、ＯＮＵは、ＲＥＰＯＲＴフレームのＱｕｅｕｅ＃ｘ Ｒｅｐｏｒｔフィールドで帯域を要求する。複数のＯＮＵの要求帯域合計がリンク速度を超える場合、ＯＬＴは、公平または契約などによる加重を付けてリンク速度を超えないように、各ＯＮＵに帯域を割り当てる。なお、ここでいうリンク速度とは、ＯＬＴとＯＮＵの間の最大伝送速度である。   On the other hand, the OLT performs allocation according to the bandwidth requested by the REPORT frame (see FIG. 6) received from the ONU by notifying the bandwidth given by the transmission start time and the transmission time by the GATE frame (see FIG. 6). . The configurations of the GATE frame and REPORT frame shown in FIG. 6 are defined in the document IEEE 802.3-2008. A description of the details of each field is omitted. The OLT allocates an ONU transmission start time in the Grant # x start time field of the GATE frame, and an ONU transmission time in the Grant # x Length field. The ONU requests a bandwidth in the Queue # x Report field of the REPORT frame. When the total requested bandwidth of a plurality of ONUs exceeds the link speed, the OLT assigns a bandwidth to each ONU so as not to exceed the link speed by imparting weights such as fairness or contract. The link speed here is the maximum transmission speed between the OLT and the ONU.

次に、帯域割当シーケンスについて、図４を用いて説明する。図４では、ＯＮＵｉが通常モードから省電力サイクルに、省電力サイクルから通常モードに遷移しながらＯＬＴへ上りデータ通信を行うシーケンスを示している。ここで、図４の右端の矢印で示す上りデータは同じサイズで、データ１個が１フレーム分に相当するものとする。また、図４では、図５に示した４つの状態（Ｓ１：通常モード、Ｓ２：アクティブ状態、Ｓ３：スリープ状態、Ｓ４：起動準備状態）を時系列で示している。図４の「Ｎｏｒｍａｌ」、「Ａｃｔｉｖｅ」、「Ｓｌｅｅｐ」、「起」は、それぞれ、図５の「Ｓ１：通常モード」、「Ｓ２：アクティブ状態」、「Ｓ３：スリープ状態」、「Ｓ４：起動準備状態」に対応している。   Next, the bandwidth allocation sequence will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a sequence in which ONUi performs upstream data communication to the OLT while transitioning from the normal mode to the power saving cycle and from the power saving cycle to the normal mode. Here, it is assumed that the uplink data indicated by the rightmost arrow in FIG. 4 has the same size, and one piece of data corresponds to one frame. In FIG. 4, the four states shown in FIG. 5 (S1: normal mode, S2: active state, S3: sleep state, S4: activation preparation state) are shown in time series. “Normal”, “Active”, “Sleep”, and “wakeup” in FIG. 4 are “S1: normal mode”, “S2: active state”, “S3: sleep state”, and “S4: start-up”, respectively. It corresponds to "Ready state".

ここで、図５に示したＯＮＵｉの状態遷移動作について簡単に説明する。ＯＮＵｉは、通常モードＳ１においてスリープ条件（Ｔｒ１）を満たした場合には省電力サイクルに移行してアクティブ状態Ｓ２となる。スリープ条件（Ｔｒ１）は、例えば、最近受信したＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームが「ｗａｋｅｕｐ」を示しておらず、なおかつ上りフレーム蓄積量がしきい値以下の場合とする。アクティブ状態Ｓ２では、ウェイクアップ条件（Ｔｒ２）を満たした場合は通常モードＳ１に遷移し、ウェイクアップ条件（Ｔｒ２）を満たすことなくＡｃｔｉｖｅタイマが満了した場合にはスリープ状態Ｓ３に遷移する。ウェイクアップ条件（Ｔｒ２）は、例えば、「ｗａｋｅｕｐ」を示すＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを受信するか上りフレーム蓄積量がしきい値を超えた場合とする。Ａｃｔｉｖｅタイマはアクティブ状態Ｓ２に遷移してからの経過時間をカウントするタイマである。スリープ状態Ｓ３では、スリープ状態Ｓ３に遷移してからの経過時間をカウントするＳＬＥＥＰタイマが満了するかウェイクアップ条件（Ｔｒ２）を満たした場合、起動準備状態Ｓ４に遷移する。起動準備状態Ｓ４では、起動準備状態Ｓ４に遷移してからの経過時間をカウントする起動タイマが満了した時点で、ウェイクアップ条件（Ｔｒ２）を満たしていれば通常モードＳ１に遷移し、満たしていなければアクティブ状態Ｓ２に遷移する。   Here, the state transition operation of ONUi shown in FIG. 5 will be briefly described. When the sleep condition (Tr1) is satisfied in the normal mode S1, the ONUi shifts to the power saving cycle and enters the active state S2. The sleep condition (Tr1) is, for example, the case where the recently received SLEEP_ALLOW frame does not indicate “wakeup” and the uplink frame accumulation amount is equal to or less than the threshold value. In the active state S2, when the wake-up condition (Tr2) is satisfied, the state transits to the normal mode S1, and when the Active timer expires without satisfying the wake-up condition (Tr2), the state transits to the sleep state S3. The wakeup condition (Tr2) is, for example, a case where a SLEEP_ALLOW frame indicating “wakeup” is received or the amount of accumulated upstream frames exceeds a threshold value. The Active timer is a timer that counts the elapsed time since the transition to the active state S2. In the sleep state S3, when the SLEEP timer that counts the elapsed time since the transition to the sleep state S3 expires or the wake-up condition (Tr2) is satisfied, the state transitions to the activation preparation state S4. In the start preparation state S4, when the start timer that counts the elapsed time since the transition to the start preparation state S4 expires, the transition to the normal mode S1 is performed if the wake-up condition (Tr2) is satisfied, and must be satisfied. Transition to the active state S2.

図４に例示した帯域割当シーケンスでは、当初、ＯＮＵｉは通常モードＳ１（Normal）である。ＯＬＴは、定期的にＧＡＴＥフレームを送信してＯＮＵｉに帯域を割り当てる。ＯＬＴは、また、ＯＮＵ省電力遷移許可処理を行って所定のスリープ条件を検出すると、ＯＮＵｉへＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷ（ＴＲｘ）を送信して省電力サイクル移行を促す。ここで、（ＴＲｘ）とは光送受信器（光信号の送信動作および受信動作の双方）を停止させることである。なお、上記の非特許文献１では光送受信器の受信動作のみ動作を停止する（Ｒｘ）というパラメータも定義されているが、詳細説明は割愛する。   In the band allocation sequence illustrated in FIG. 4, initially, ONUi is in the normal mode S1 (Normal). The OLT periodically transmits a GATE frame and allocates a band to the ONUi. When the OLT performs ONU power saving transition permission processing and detects a predetermined sleep condition, the OLT transmits SLEEP_ALLOW (TRx) to ONUi to prompt a power saving cycle transition. Here, (TRx) is to stop the optical transceiver (both optical signal transmission operation and reception operation). In Non-Patent Document 1 described above, a parameter for stopping only the reception operation of the optical transceiver (Rx) is also defined, but the detailed description is omitted.

また、ＯＬＴは、ＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷ（ＴＲｘ）を送信した後、ＧＡＴＥフレームを送信し、ＲＥＰＯＲＴフレームを送信するための帯域およびＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷ（ＴＲｘ）に対するＡＣＫを送信するための帯域をＯＮＵｉに割り当てる。なお、図４において、「ＧＡＴＥ」に付加した括弧内にはＯＮＵｉに割り当てる帯域を示している。例えば、ＧＡＴＥ（ＲＰＴ＋ＡＣＫ）は、ＲＥＰＯＲＴフレームおよびＡＣＫ（ＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷに対するＡＣＫ）を送信するための帯域を割り当てていることを示す。「ＲＥＰＯＲＴ」に付加したカッコ内の数値は、ＯＮＵｉが保持しているデータ量、すなわち、送信予定のフレーム数を示している。例えば、ＲＥＰＯＲＴ（１）は、ＯＮＵｉが１フレーム分のデータを保持している（１フレーム分のデータを送信するための帯域を要求している）ことを示している。   Further, the OLT transmits SLEEP_ALLOW (TRx), then transmits a GATE frame, and allocates a band for transmitting a REPORT frame and a band for transmitting an ACK for SLEEP_ALLOW (TRx) to the ONUi. In FIG. 4, the bandwidth allocated to ONUi is shown in parentheses added to “GATE”. For example, GATE (RPT + ACK) indicates that a band for transmitting a REPORT frame and ACK (ACK for SLEEP_ALLOW) is allocated. The numerical value in parentheses added to “REPORT” indicates the amount of data held by ONUi, that is, the number of frames scheduled to be transmitted. For example, REPORT (1) indicates that ONUi holds data for one frame (requesting a band for transmitting data for one frame).

ＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷ（ＴＲｘ）を受信したＯＮＵｉは、所定のスリープ条件Ｔｒ１を満たすことを検出するとアクティブ状態Ｓ２（Active）に移行し、ＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫ（ＴＲｘ）を応答するとともにアクティブタイマをリセットする。また、この時点で上りデータが１個発生し、これがバッファに蓄積されているので、１フレーム分の帯域をＲＥＰＯＲＴフレームで要求する。これを受けたＯＬＴは、他のＯＮＵの帯域要求を考慮しつつ、ＲＥＰＯＲＴフレーム＋１フレーム分の帯域をＧＡＴＥフレームで割り当てる。しかし、図４のシーケンス例では、ＯＮＵｉは、ＲＥＰＯＲＴフレームで帯域を要求した後、これに対するＧＡＴＥフレームが送信されてくる前にスリープ状態Ｓ３（Sleep）に移行してしまうため、上りデータフレームを送信しない。なお、ＯＮＵｉは、アクティブ状態Ｓ２（Active）に移行した際にリセットしたアクティブタイマが満了した時点でスリープ状態Ｓ３に移行する。ＯＮＵｉは、スリープ状態Ｓ３に移行するとスリープタイマをリセットし、光送受信器の動作を停止する。   When the ONUi that has received SLEEP_ALLOW (TRx) detects that the predetermined sleep condition Tr1 is satisfied, the ONUi shifts to the active state S2 (Active), responds with SLEEP_ACK (TRx), and resets the active timer. At this time, one piece of upstream data is generated and stored in the buffer, so that a bandwidth for one frame is requested by the REPORT frame. Receiving this, the OLT allocates the bandwidth for the REPORT frame + 1 frame with the GATE frame while considering the bandwidth request of other ONUs. However, in the sequence example of FIG. 4, ONUi transmits an upstream data frame because it requests a bandwidth with a REPORT frame and then shifts to a sleep state S3 (Sleep) before a GATE frame is transmitted. do not do. Note that ONUi shifts to the sleep state S3 when the active timer reset when it shifts to the active state S2 (Active) expires. When the ONUi shifts to the sleep state S3, it resets the sleep timer and stops the operation of the optical transceiver.

その後、ＯＮＵｉは上りデータを合計３個蓄積するとともに、スリープタイマが満了して起動準備状態Ｓ４（起）へ遷移し、起動タイマをリセットして光送受信器の動作を再開する。ＯＮＵｉは起動タイマが満了したとき、ウェイクアップ条件Ｔｒ２を満たしていなかったので、アクティブ状態Ｓ２へ遷移し、３フレーム分の帯域をＲＥＰＯＲＴフレームで要求し、アクティブタイマをリセットする。これを受けたＯＬＴは、ＲＥＰＯＲＴフレーム＋３フレーム分の帯域を割り当てるが、この時点で、ＯＮＵｉはアクティブタイマが満了してスリープ状態Ｓ３へ遷移しているので、上りデータフレームを送信しない。なお、アクティブ状態Ｓ２でＲＥＰＯＲＴフレーム＋３フレーム分の帯域を割り当てたＧＡＴＥフレームを受信した場合は、図４下に示したように、ＯＮＵｉは省電力サイクル中なので上りデータを送信しなくても良い。このとき、与えられた時間だけＲＥＰＯＲＴフレーム以外に無信号を示すＩＤＬＥ信号を送信してもよい。   Thereafter, ONUi accumulates a total of three uplink data, and the sleep timer expires and transitions to the activation preparation state S4 (wake), resets the activation timer, and resumes the operation of the optical transceiver. When the activation timer expires, ONUi does not satisfy the wake-up condition Tr2, and therefore transitions to the active state S2, requests a bandwidth for 3 frames in the REPORT frame, and resets the active timer. Receiving this, the OLT allocates a bandwidth corresponding to the REPORT frame + 3 frames. At this point, the ONUi does not transmit an upstream data frame because the active timer has expired and the state transits to the sleep state S3. In the active state S2, when receiving a GATE frame to which a band corresponding to REPORT frame + 3 frames is received, ONUi does not need to transmit uplink data because ONUi is in a power saving cycle as shown in the lower part of FIG. At this time, an IDLE signal indicating no signal other than the REPORT frame may be transmitted for a given time.

その後、ＯＮＵｉはスリープタイマが満了する前に上りデータを５個溜めたことによりウェイクアップ条件Ｔｒ２を検出し、起動準備状態Ｓ４を経由して起動タイマ満了後に通常モードＳ１に移行する。通常モードＳ１に移行した後は、最初にＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレーム＋５フレーム分を要求する。これを受けたＯＬＴは、ＲＥＰＯＲＴフレーム＋ＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレーム＋５フレーム分の帯域をＧＡＴＥフレームで割り当てる。通常モードのＯＮＵｉは、このＧＡＴＥフレームを受信することで、ＲＥＰＯＲＴフレーム＋ＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレーム＋上りデータ５フレームを送信する。   After that, ONUi detects the wake-up condition Tr2 by collecting five upstream data before the sleep timer expires, and shifts to the normal mode S1 after the activation timer expires via the activation preparation state S4. After shifting to the normal mode S1, first, the SLEEP_ACK frame + 5 frames is requested. Receiving this, the OLT allocates a bandwidth corresponding to REPORT frame + SLEEP_ACK frame + 5 frames by the GATE frame. Upon receiving this GATE frame, the ONUi in the normal mode transmits a REPORT frame + SLEEP_ACK frame + 5 upstream data frames.

以上が従来の省電力制御および帯域割当制御であるが、省電力制御と帯域割当制御を連動させていないため非効率的な動作となっている。すなわち、ＯＮＵはアクティブ状態Ｓ２の時に蓄積したデータ量をＲＥＰＯＲＴフレームにより要求してしまうので、ＯＬＴはそれに応じて送信時間を大きめに割り当ててしまい、帯域の有効利用ができず、また発光時間が長くなるためＯＮＵの消費電力も大きくなってしまう。   The above is the conventional power saving control and bandwidth allocation control. However, since the power saving control and the bandwidth allocation control are not linked, the operation is inefficient. That is, since the ONU requests the amount of data accumulated in the active state S2 by the REPORT frame, the OLT allocates a longer transmission time accordingly, and the band cannot be used effectively, and the light emission time is long. As a result, the power consumption of the ONU also increases.

本発明にかかる光通信システムでは、以下に示す構成、動作とすることにより、上記従来のＰＯＮシステムにおける問題を解決している。   The optical communication system according to the present invention solves the problems in the conventional PON system by adopting the following configuration and operation.

実施の形態．
図１は、本発明にかかる光通信システムの構成例を示す図であり、システムを構成している各装置の構成例も併せて示している。図示したように、光通信システムとしてのＰＯＮシステムは、子局装置として動作する複数の加入者側終端装置（"Optical Network Unit"とも言い、以降「ＯＮＵ」と称す。）１1〜１nと、親局装置として動作する局側終端装置（"Optical Line Terminal"とも言い、以降「ＯＬＴ」と称す。）３と、を備える。複数のＯＮＵ１1〜１nとＯＬＴ３は、光分配器２を介してｎ対１接続されている。なお、ＯＮＵ１1〜１nの装置構成は同一であり、同様の動作を実行する。本実施の形態においては、ＯＮＵ１1〜１nに共通の事項を説明する場合、ＯＮＵ１1〜１nをまとめてＯＮＵ１と表現する。 Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical communication system according to the present invention, and also shows a configuration example of each device constituting the system. As shown in the figure, the PON system as an optical communication system has a plurality of subscriber-side terminal devices (also referred to as “Optical Network Units”, hereinafter referred to as “ONUs”) 1 1 to 1 n operating as slave station devices. A station-side terminal device (also referred to as “Optical Line Terminal”, hereinafter referred to as “OLT”) 3 operating as a master station device. The plurality of ONUs 1 1 to 1 n and the OLT 3 are n-to-1 connected via the optical distributor 2. The device configurations of the ONUs 1 1 to 1 n are the same and perform similar operations. In the present embodiment, when the matters common to the ONUs 1 1 to 1 n are described, the ONUs 1 1 to 1 n are collectively expressed as ONU 1 .

図１に示したように、ＯＮＵ１は、マルチポイントメディアアクセスコントロール（ＭＰＭＣ）部１１、回線インタフェース（ＩＦ）部１２、データ保持部としての上りバッファ部１３、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）制御部１４、ＰＯＮ物理レイヤ（ＰＨＹ）部１５および光送受信部１６を備えている。ＭＰＭＣ部１１は、データ量通知部としてのＲＥＰＯＲＴ生成部２１、多重部２２、分離部２３および送信制御部２４を含んでいる。また、ＯＬＴ３は、マルチポイントメディアアクセスコントロール（ＭＰＭＣ）部３１、光送受信部３２、ＰＯＮ物理レイヤ（ＰＨＹ）部３３、帯域制御部３４、スリープ許可装置決定部としてのＯＮＵスリープ（Ｓｌｅｅｐ）制御部３５および回線ＩＦ部３６を備えている。ＭＰＭＣ部３１は、分離部４１および多重部４２を含んでいる。   As shown in FIG. 1, the ONU 1 includes a multipoint media access control (MPMC) unit 11, a line interface (IF) unit 12, an upstream buffer unit 13 as a data holding unit, a sleep control unit 14, a PON physical unit. A layer (PHY) unit 15 and an optical transmission / reception unit 16 are provided. The MPMC unit 11 includes a REPORT generation unit 21, a multiplexing unit 22, a separation unit 23, and a transmission control unit 24 as a data amount notification unit. The OLT 3 includes a multipoint media access control (MPMC) unit 31, an optical transmission / reception unit 32, a PON physical layer (PHY) unit 33, a bandwidth control unit 34, and an ONU sleep (Sleep) control unit 35 as a sleep permission device determination unit. And a line IF unit 36. The MPMC unit 31 includes a separation unit 41 and a multiplexing unit 42.

次に、ＯＮＵ１の各部の動作を説明する。ＯＮＵ１において、回線ＩＦ部１２は、図示を省略したユーザ端末から受信した上りデータ信号に回線物理レイヤ処理を施し、上りフレームとしてＭＰＭＣ部１１の上りバッファ部１３へ送出する。上りバッファ部１３は、上りフレームを蓄積し、蓄積データ量をＲＥＰＯＲＴ生成部２１とスリープ制御部１４へ通知する。   Next, the operation of each part of the ONU 1 will be described. In the ONU 1, the line IF unit 12 performs line physical layer processing on an uplink data signal received from a user terminal (not shown) and sends the uplink data signal as an uplink frame to the uplink buffer unit 13 of the MPMC unit 11. The upstream buffer unit 13 stores upstream frames and notifies the REPORT generation unit 21 and the sleep control unit 14 of the stored data amount.

スリープ制御部１４は、自ＯＮＵ１のスリープ制御に関する制御フレームを生成するとともに、スリープ状態を含む各状態に応じて、ＲＥＰＯＲＴ生成部２１および光送受信部１６に動作指示を行う。なお、従来のＰＯＮシステムにおける省電力制御で説明したＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを受信した場合、スリープ制御部１４は図５に示す状態遷移を行う（各状態に応じた動作を行うよう、各部に指示する）。   The sleep control unit 14 generates a control frame related to the sleep control of the self ONU 1 and issues an operation instruction to the REPORT generation unit 21 and the optical transmission / reception unit 16 according to each state including the sleep state. When the SLEEP_ALLOW frame described in the power saving control in the conventional PON system is received, the sleep control unit 14 performs the state transition shown in FIG. 5 (instructs each unit to perform an operation corresponding to each state).

ＲＥＰＯＲＴ生成部２１は、上りバッファ部１３からの蓄積データ量を元にＲＥＰＯＲＴフレームを生成し多重部２２に出力する。多重部２２は、送信制御部２４からの送信許可タイミング制御に基づき、上りバッファ部１３から上りデータを読み出し、ＲＥＰＯＲＴ生成部２１で生成されたＲＥＰＯＲＴフレームなどの制御フレームとともに送信する。また、スリープ制御部１４がＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレームを生成した場合には、そのフレームも送信する。   The REPORT generation unit 21 generates a REPORT frame based on the accumulated data amount from the upstream buffer unit 13 and outputs the REPORT frame to the multiplexing unit 22. Based on the transmission permission timing control from the transmission control unit 24, the multiplexing unit 22 reads the uplink data from the uplink buffer unit 13 and transmits it together with a control frame such as a REPORT frame generated by the REPORT generation unit 21. In addition, when the sleep control unit 14 generates a SLEEP_ACK frame, the frame is also transmitted.

ＰＯＮ物理レイヤ部１５は、送信フレームを受け取った場合、ＰＯＮ物理レイヤ処理を施し電気信号で送信する。また、下り電気信号を受け取った場合にはＰＯＮ物理レイヤ処理を施し、ＭＰＭＣ部１１の分離部２３へ下りフレームとして送信する。   When receiving a transmission frame, the PON physical layer unit 15 performs PON physical layer processing and transmits it with an electrical signal. Further, when a downstream electrical signal is received, PON physical layer processing is performed and transmitted as a downstream frame to the separation unit 23 of the MPMC unit 11.

光送受信部１６は、スリープ制御部１４からの動作停止制御がＯＦＦのときに、送信制御部２４からの送信許可タイミング制御に基づき、ＰＯＮ物理レイヤ部１５から受け取った電気信号を光信号に変換して送信する。また、送信許可タイミングとは無関係に、ＯＬＴ３からの下り光信号を電気信号に変換してＰＯＮ物理レイヤ部１５へ送信する。   The optical transmission / reception unit 16 converts the electrical signal received from the PON physical layer unit 15 into an optical signal based on the transmission permission timing control from the transmission control unit 24 when the operation stop control from the sleep control unit 14 is OFF. To send. Further, the downstream optical signal from the OLT 3 is converted into an electrical signal and transmitted to the PON physical layer unit 15 regardless of the transmission permission timing.

分離部２３は、ＰＯＮ物理レイヤ部１５から下りフレームを受け取ると、ＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームのような省電力制御フレーム、ＧＡＴＥフレームなどのＯＮＵ制御フレーム、自ＯＮＵ宛てのそれ以外の下りフレーム、他ＯＮＵ宛てのフレームに分類する。そして、他ＯＮＵ宛てのフレームは廃棄し、省電力制御フレームはスリープ制御部１４へ送信し、ＯＮＵ制御フレームは送信制御部２４へ送信し、その他のフレームは回線ＩＦ部１２へ送信する。   When receiving the downstream frame from the PON physical layer unit 15, the separation unit 23 receives a power saving control frame such as a SLEEP_ALLOW frame, an ONU control frame such as a GATE frame, other downstream frames addressed to the own ONU, and a frame addressed to another ONU. Classify into: Then, the frame addressed to the other ONU is discarded, the power saving control frame is transmitted to the sleep control unit 14, the ONU control frame is transmitted to the transmission control unit 24, and the other frames are transmitted to the line IF unit 12.

送信制御部２４は、ＧＡＴＥフレームを受信し、ＧＡＴＥフレームで指定された送信開始時刻と送信時間に従って上りフレームを送信するよう、ＲＥＰＯＲＴ生成２１、多重部２２および光送受信部１６を制御する。なお、ＧＡＴＥフレームで指定された送信時間とは、送信開始時刻に送信を開始してから送信を終了するまでの期間の長さを示す情報である。これ以外のＯＮＵ制御フレーム処理については説明を割愛する。   The transmission control unit 24 controls the REPORT generation 21, the multiplexing unit 22, and the optical transmission / reception unit 16 so as to receive the GATE frame and transmit the uplink frame according to the transmission start time and the transmission time specified by the GATE frame. The transmission time designated by the GATE frame is information indicating the length of the period from the start of transmission at the transmission start time to the end of transmission. Description of other ONU control frame processing is omitted.

回線ＩＦ部１２は、分離部２３から受け取った下りフレームに対して回線物理レイヤ処理を施し、下りデータとしてユーザ端末へ出力する。   The line IF unit 12 performs line physical layer processing on the downlink frame received from the demultiplexing unit 23 and outputs the downlink frame to the user terminal as downlink data.

次に、ＯＬＴ３の各部の動作を説明する。ＯＬＴ３において、光送受信部３２は、光ファイバおよび光分配器２を介して各ＯＮＵ１から上り光信号を受信すると電気信号に変換してＰＯＮ物理レイヤ部３３へ出力する。また、ＰＯＮ物理レイヤ部３３から下り電気信号を受け取った場合には光信号に変換し、光ファイバおよび光分配部２を介して各ＯＮＵ１へ送信する。   Next, the operation of each part of the OLT 3 will be described. In the OLT 3, when receiving an upstream optical signal from each ONU 1 via the optical fiber and the optical distributor 2, the optical transmission / reception unit 32 converts it into an electrical signal and outputs it to the PON physical layer unit 33. Further, when a downstream electrical signal is received from the PON physical layer unit 33, it is converted into an optical signal and transmitted to each ONU 1 through the optical fiber and the optical distribution unit 2.

ＰＯＮ物理レイヤ部３３は、光送受信部３２から受け取った信号に対してＰＯＮ物理レイヤ処理を施し、上りフレームとして分離部４１へ送出する。また、多重部４２から受け取った下りフレームに対してＰＯＮ物理レイヤ処理を施し、下り電気信号として光送受信部３２へ送信する。   The PON physical layer unit 33 performs PON physical layer processing on the signal received from the optical transmission / reception unit 32 and sends the signal to the separation unit 41 as an uplink frame. Further, the PON physical layer process is performed on the downstream frame received from the multiplexing unit 42 and transmitted to the optical transmission / reception unit 32 as a downstream electrical signal.

分離部４１は、ＰＯＮ物理レイヤ部３３から上りフレームを受け取ると、ＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレームのような省電力制御フレーム、ＲＥＰＯＲＴフレームなどのＯＬＴ制御フレーム、それ以外の上りフレームに分類する。そして、省電力制御フレームはＯＮＵスリープ制御部３５へ送信し、ＯＮＵ制御フレームは帯域制御部３４へ送信し、その他のフレームは回線ＩＦ部３６へ送信する。   When the separation unit 41 receives the upstream frame from the PON physical layer unit 33, the separation unit 41 classifies it into a power saving control frame such as a SLEEP_ACK frame, an OLT control frame such as a REPORT frame, and other upstream frames. The power saving control frame is transmitted to the ONU sleep control unit 35, the ONU control frame is transmitted to the bandwidth control unit 34, and the other frames are transmitted to the line IF unit 36.

ＯＮＵスリープ制御部３５は、ＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレームを受信して各ＯＮＵ１の省電力状態を把握するとともに、ＯＮＵ１ごとに省電力遷移許可処理を行い、所定のスリープ条件を検出するとＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを生成する。また、生成したＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを多重部４２に出力する。   The ONU sleep control unit 35 receives the SLEEP_ACK frame, grasps the power saving state of each ONU 1, performs power saving transition permission processing for each ONU 1, and generates a SLEEP_ALLOW frame when a predetermined sleep condition is detected. The generated SLEEP_ALLOW frame is output to the multiplexing unit 42.

なお、省電力遷移許可処理については、ここでは規定しない。ＯＮＵスリープ制御部３５は、例えば、ＭＰＭＣ部３１がＯＮＵ１ごとに下りフレーム数を定周期で監視した結果を受け取り、下りフレームが送信されないＯＮＵ１を省電力サイクル遷移許可と判断し、当該ＯＮＵ１宛のＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを生成する。また、各ＯＮＵ１の送受信フレーム数をＭＰＭＣ部３１がＯＡＭフレームなどを用いて定周期で収集した結果を受け取り、上り下りの送受信フレームが無いＯＮＵ１を省電力サイクル遷移許可と判断し、当該ＯＮＵ１宛のＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを生成しても良い。   Note that the power saving transition permission process is not defined here. The ONU sleep control unit 35 receives, for example, the result of the MPMC unit 31 monitoring the number of downlink frames for each ONU 1 at a fixed period, determines that the ONU 1 for which no downlink frame is transmitted is permitted to save power cycle, and SLEEP_ALLOW addressed to the ONU 1 Generate a frame. Also, the MPMC unit 31 receives the result of collecting the number of transmission / reception frames of each ONU 1 at regular intervals using an OAM frame, etc., determines that the ONU 1 having no uplink / downlink transmission / reception frame is permitted to save power cycle, and A SLEEP_ALLOW frame may be generated.

帯域制御部３４は、ＲＥＰＯＲＴフレームを受信し、ＯＮＵ１ごとの要求帯域を集計して、公平または契約などによる加重を付けてリンク速度を超えないように帯域割当処理を行い、割当に応じたＧＡＴＥフレームを生成する。また、生成したＧＡＴＥフレームを多重部４２に出力する。   The bandwidth control unit 34 receives the REPORT frame, totals the requested bandwidth for each ONU 1, performs bandwidth allocation processing so as not to exceed the link speed by applying a fairness or a weight by contract, and the GATE frame corresponding to the allocation Is generated. The generated GATE frame is output to the multiplexing unit 42.

回線ＩＦ部３６は、分離部４１か受け取った上りフレームに対して回線物理レイヤ処理を施し、上りデータ信号として回線に送信する。また、回線から受信した下りデータ信号に対して回線物理レイヤ処理を施し、下りフレームとして多重部４２へ送信する。   The line IF unit 36 performs line physical layer processing on the uplink frame received from the separation unit 41 and transmits the uplink frame as an uplink data signal. Also, the downlink physical signal received from the line is subjected to line physical layer processing and transmitted to the multiplexing unit 42 as a downlink frame.

多重部４２は、ＯＮＵスリープ制御部３５から受け取ったＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレーム、帯域制御部３４から受け取ったＧＡＴＥフレーム、回線ＩＦ部３６から受け取った下りフレームなどを多重してＰＯＮ物理レイヤ部３３に出力する。   The multiplexing unit 42 multiplexes the SLEEP_ALLOW frame received from the ONU sleep control unit 35, the GATE frame received from the bandwidth control unit 34, the downlink frame received from the line IF unit 36, and outputs the multiplexed frame to the PON physical layer unit 33.

ＯＬＴ３が行う前記ＯＮＵ省電力遷移許可処理については、ここでは規定しない。例えば、ＯＬＴ３がＯＮＵごとに下りフレーム数を定周期で監視し、下りフレームが送信されないＯＮＵを省電力サイクル遷移許可と判断しても良いし、ＯＮＵの送受信フレーム数をＯＡＭフレームなどを用いてＯＬＴ３が定周期で収集し、上り下りの送受信フレームが無いＯＮＵを省電力サイクル遷移許可と判断しても良い。   The ONU power saving transition permission process performed by the OLT 3 is not defined here. For example, the OLT 3 may monitor the number of downlink frames for each ONU at regular intervals, and may determine that an ONU in which no downlink frame is transmitted is permitted to save power cycle, and the number of ONU transmission / reception frames may be determined using an OAM frame or the like. May be collected at regular intervals, and ONUs having no uplink / downlink transmission / reception frame may be determined as power saving cycle transition permission.

以上のような構成の光通信システムにおいては、従来のＰＯＮシステムと同様の手順で省電力制御を行うこととする。すなわち、本実施の形態のＯＬＴ３および各ＯＮＵ１は、図３に示した制御手順に従い、通常モード（Normal Mode）と省電力サイクル（Power saving cycle）とを切り替える。具体的には、ＯＮＵ１は、ＯＬＴからＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを受信した後、所定のスリープ条件を満足していることを検出すると、ＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫ（ＴＲｘ）を送信して省電力サイクルに移行する。省電力サイクルを終了して通常モードに復帰する場合には、ＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫ（ｗａｋｅｕｐ）を送信する。なお、既に説明したように、省電力サイクルにおいては、所定のウェイクアップを満たすまで、アクティブ状態Ｓ２、スリープ状態Ｓ３および起動準備状態Ｓ４を定期的に繰り返す（図５参照）。ＯＮＵ１は、アクティブ状態Ｓ２の場合、光信号の送受信が可能、すなわち、ＯＬＴ３との通信が可能である。スリープ状態Ｓ３および起動準備状態Ｓ４では、光送受信部１６が動作停止中または起動中であり、光信号の送受信が不可能（または動作が不安定）である。   In the optical communication system configured as described above, power saving control is performed in the same procedure as in the conventional PON system. That is, the OLT 3 and each ONU 1 according to the present embodiment switch between a normal mode and a power saving cycle according to the control procedure shown in FIG. More specifically, after receiving the SLEEP_ALLOW frame from the OLT, the ONU 1 transmits SLEEP_ACK (TRx) when detecting that a predetermined sleep condition is satisfied, and shifts to a power saving cycle. When the power saving cycle ends and the normal mode is restored, SLEEP_ACK (wakeup) is transmitted. As already described, in the power saving cycle, the active state S2, the sleep state S3, and the startup preparation state S4 are periodically repeated until a predetermined wakeup is satisfied (see FIG. 5). In the active state S2, the ONU 1 can transmit and receive optical signals, that is, can communicate with the OLT 3. In the sleep state S3 and the start preparation state S4, the optical transmission / reception unit 16 is stopped or started, and transmission / reception of optical signals is impossible (or operation is unstable).

次に、本実施の形態の光通信システムにおける帯域割当制御動作について説明する。図２は、帯域割当シーケンスの一例を示す図である。従来の帯域割当シーケンスを示した図４と同様に、図２では、ＯＮＵが通常モードから省電力サイクルに、省電力サイクルから通常モードに遷移しながらＯＬＴへ上りデータ通信を行うシーケンスを示している。また、図５で示した４つの状態を時系列で示している。図中右端の矢印で示す上りデータは同じサイズで、データ１個が１フレーム分に相当するものとする。   Next, the bandwidth allocation control operation in the optical communication system according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a bandwidth allocation sequence. Similar to FIG. 4 showing the conventional bandwidth allocation sequence, FIG. 2 shows a sequence in which the ONU performs uplink data communication to the OLT while transitioning from the normal mode to the power saving cycle and from the power saving cycle to the normal mode. . Further, the four states shown in FIG. 5 are shown in time series. The uplink data indicated by the rightmost arrow in the figure has the same size, and one piece of data corresponds to one frame.

ＯＮＵ１は、通常モード（Normal）においては、ＯＬＴ３からＧＡＴＥフレームを受信する（ステップＳ１１）。この結果、ＯＮＵ１にはＲＥＰＯＲＴフレームおよびｘデータフレームを送信可能な帯域が割り当てられ、ＯＮＵ１は、ＲＥＰＯＲＴフレームおよびｘフレーム分のデータを送信する（ステップＳ１２，Ｓ１３）。ステップＳ１２でＲＥＰＯＲＴフレームを受信したＯＬＴ３は、ＯＮＵ１が上りデータ送信用の帯域を要求していないと判断し、ＲＥＰＯＲＴフレーム送信用の帯域のみを割り当てるＧＡＴＥフレームを送信する（ステップＳ１４）。ＯＮＵ１は、上りデータ送信用の要求帯域を０（０フレーム）に設定したＲＥＰＯＲＴフレームを送信する（ステップＳ１５）。その後、ＯＬＴ３は、ＯＮＵ１がＴＲｘスリープ条件（省電力サイクルへの移行条件）を満たしたことを検出し、省電力サイクルへの移行可能を示すＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを送信する（ステップＳ１６）。ＯＬＴ３は、また、ＧＡＴＥフレームを送信する（ステップＳ１７）。なお、ステップＳ１６で送信するＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームは、省電力サイクル内のスリープ状態Ｓ３で光信号の送信動作および受信動作を停止させるよう指示する。ステップＳ１７では、上記のステップＳ１５で受信したＲＥＰＯＲＴフレームの内容およびステップＳ１６でＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを送信したことを考慮し、ＲＥＰＯＲＴフレームとＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームに対するＡＣＫとを送信するための帯域を割り当てる内容のＧＡＴＥフレームを送信する。   The ONU 1 receives a GATE frame from the OLT 3 in the normal mode (Normal) (step S11). As a result, a bandwidth capable of transmitting the REPORT frame and the x data frame is assigned to the ONU 1, and the ONU 1 transmits the data for the REPORT frame and the x frame (steps S12 and S13). The OLT 3 that has received the REPORT frame in step S12 determines that the ONU 1 does not request a bandwidth for transmitting uplink data, and transmits a GATE frame that allocates only the bandwidth for transmitting the REPORT frame (step S14). The ONU 1 transmits a REPORT frame in which the requested bandwidth for uplink data transmission is set to 0 (0 frame) (step S15). Thereafter, the OLT 3 detects that the ONU 1 satisfies the TRx sleep condition (the condition for shifting to the power saving cycle), and transmits a SLEEP_ALLOW frame indicating that the ONU 1 can shift to the power saving cycle (step S16). The OLT 3 also transmits a GATE frame (step S17). The SLEEP_ALLOW frame transmitted in step S16 instructs to stop the optical signal transmission operation and reception operation in the sleep state S3 in the power saving cycle. In step S17, considering the contents of the REPORT frame received in step S15 and the transmission of the SLEEP_ALLOW frame in step S16, a GATE frame having contents for allocating a band for transmitting the REPORT frame and the ACK for the SLEEP_ALLOW frame is obtained. Send.

ＯＮＵ１は、ＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを受信すると、省電力サイクルのアクティブ状態（Active）に遷移するとともに、ＲＥＰＯＲＴフレームおよびＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレーム（省電力サイクルに入ったことを通知するフレーム）を送信し（ステップＳ１８，Ｓ１９）、その後、アクティブ状態となってから所定時間（Ｔ１）が経過した時点でスリープ状態（Sleep）へ遷移する。ここで、ＯＮＵ１は、ステップＳ１８の実行時点で１フレーム分の上りデータを蓄積しているが、上りデータ送信用の要求帯域を０（０フレーム）に設定したＲＥＰＯＲＴフレームを送信する。なお、ＯＮＵ１は、スリープ状態に遷移してから一定時間Ｔ２が経過する前の所定のタイミングで起動準備状態（起）へ遷移し、一定時間Ｔ２が経過した時点でアクティブ状態へ遷移する。   When the ONU 1 receives the SLEEP_ALLOW frame, the ONU 1 shifts to an active state (Active) of the power saving cycle and transmits a REPORT frame and a SLEEP_ACK frame (a frame for notifying that the power saving cycle has been entered) (steps S18 and S19). Thereafter, when a predetermined time (T1) has passed since the active state was entered, the state transits to the sleep state (Sleep). Here, the ONU 1 has accumulated uplink data for one frame at the time of execution of step S18, but transmits a REPORT frame in which the requested bandwidth for uplink data transmission is set to 0 (0 frame). The ONU 1 transitions to the activation preparation state (wakeup) at a predetermined timing before the fixed time T2 elapses after the transition to the sleep state, and transitions to the active state when the fixed time T2 elapses.

ＯＬＴ３は、ＯＮＵ１からステップＳ１７で受信したＲＥＰＯＲＴフレームの内容に基づいて、ＲＥＰＯＲＴフレーム送信用の帯域のみを割り当てるＧＡＴＥフレームを送信する（ステップＳ２０）。   The OLT 3 transmits a GATE frame that allocates only the REPORT frame transmission band based on the content of the REPORT frame received from the ONU 1 in step S17 (step S20).

ＯＮＵ１は、ステップＳ２０の実行時点でスリープ状態のため、ＧＡＴＥフレームを受信できず、また、ＲＥＰＯＲＴフレームも送信しない。   Since ONU1 is in a sleep state at the time of execution of step S20, it cannot receive a GATE frame and does not transmit a REPORT frame.

その後、ＯＬＴ３は、ＲＥＰＯＲＴフレーム送信用の帯域を割り当てるＧＡＴＥフレームをＯＮＵ１へ送信する（ステップＳ２１）。   Thereafter, the OLT 3 transmits a GATE frame for allocating a band for REPORT frame transmission to the ONU 1 (step S21).

ＯＮＵ１は、ステップＳ２１の実行時点でアクティブ状態のため、ＧＡＴＥフレームを受信し、この時点で蓄積している上りデータ量に基づく内容のＲＥＰＯＲＴフレームを送信する（ステップＳ２２）。ここで、ＯＮＵ１には３フレーム分の上りデータが蓄積されているが、蓄積量が一定値（しきい値）に達していないと判断し、上りデータ送信用の要求帯域を０（０フレーム）に設定したＲＥＰＯＲＴフレームを送信する。   Since ONU1 is in an active state at the time of execution of step S21, it receives a GATE frame, and transmits a REPORT frame based on the amount of uplink data accumulated at this time (step S22). Here, uplink data for three frames is stored in the ONU 1, but it is determined that the storage amount has not reached a certain value (threshold value), and the requested bandwidth for uplink data transmission is set to 0 (0 frame). The REPORT frame set to is transmitted.

その後、ＯＬＴ３は、ＲＥＰＯＲＴフレーム送信用の帯域を割り当てるＧＡＴＥフレームを定期的に送信する（ステップＳ２３，Ｓ２４）。   Thereafter, the OLT 3 periodically transmits a GATE frame to which a band for REPORT frame transmission is allocated (steps S23 and S24).

一方、ＯＮＵ１は、ステップＳ２３が実行されてからステップＳ２４が実行されるまでの間に、上りデータの蓄積量が５フレーム分に達したことを検出し、ウェイクアップ条件を満たしたと判断する。そして、スリープ状態から起動準備状態を経て通常モードに復帰する。なお、ウェイクアップ条件として設定するしきい値は、例えば上りバッファ部１３の容量を考慮し、オーバーフローが発生しないような値に決定する。   On the other hand, the ONU 1 detects that the amount of uplink data accumulated has reached 5 frames from the execution of step S23 to the execution of step S24, and determines that the wake-up condition has been satisfied. Then, it returns to the normal mode from the sleep state through the startup preparation state. Note that the threshold value set as the wake-up condition is determined to a value that does not cause an overflow in consideration of, for example, the capacity of the upstream buffer unit 13.

ＯＮＵ１は、ステップＳ２４の実行時点で通常モードのため、ＧＡＴＥフレームを受信するとともに、この時点で蓄積している上りデータ量に基づく内容のＲＥＰＯＲＴフレームを送信する（ステップＳ２５）。ここで送信するＲＥＰＯＲＴフレームは通常モードに復帰してから最初に送信するものであるため、省電力制御フレーム送信用の帯域も併せて要求する。具体的には、通常モードに復帰したことを通知するためのＳＬＬＥＰ＿ＡＣＫフレームと５フレーム分の上りデータとを送信するための帯域を要求する内容のＲＥＰＯＲＴフレームを送信する。   Since the ONU 1 is in the normal mode when step S24 is executed, the ONU 1 receives the GATE frame and transmits a REPORT frame having contents based on the amount of uplink data accumulated at this point (step S25). Since the REPORT frame to be transmitted here is transmitted for the first time after returning to the normal mode, a band for transmitting the power saving control frame is also requested. Specifically, a REPORT frame having a content for requesting a band for transmitting the SLLEP_ACK frame for notifying the return to the normal mode and 5 frames of uplink data is transmitted.

ステップＳ２５でＲＥＰＯＲＴフレームを受信したＯＬＴ３は、受信したＲＥＰＯＲＴフレームの内容に基づく帯域割当結果を示すＧＡＴＥフレームを送信し（ステップＳ２６）、ＯＮＵ１は、割り当てられた帯域を使用してＲＥＰＯＲＴフレーム、ＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレームおよびデータフレームを送信する（ステップＳ２７，Ｓ２８，Ｓ２９）。なお、ステップＳ２８で送信しているＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレームは省電力サイクルを終了して通常モードに復帰したことを示すフレームである。図２に示したＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫ（ｗ）の「ｗ」は「ｗａｋｅｕｐ」を示している。   The OLT 3 that has received the REPORT frame in step S25 transmits a GATE frame indicating a band allocation result based on the content of the received REPORT frame (step S26), and the ONU 1 uses the allocated band to generate a REPORT frame and a SLEEP_ACK frame. And a data frame is transmitted (steps S27, S28, S29). The SLEEP_ACK frame transmitted in step S28 is a frame indicating that the power saving cycle is completed and the normal mode is restored. “W” of SLEEP_ACK (w) shown in FIG. 2 indicates “wakeup”.

以上説明したように、本実施の形態のＯＮＵ１は、光信号の送受信動作を停止させた第１の状態と光信号の送受信動作を短期間だけ行う第２の状態を定期的に繰り返すことによりＯＬＴ３とのリンクを維持しつつ消費電力を抑える省電力モード（省電力サイクル）で動作している場合、データ送信用の帯域を要求しない（第２の状態ではデータの蓄積量を０に設定したＲＥＰＯＲＴフレームを送信する）こととした。例えば、図２に示したステップＳ１８およびＳ２２では、上りデータを保持しているにもかかわらず、データ送信用の帯域を要求しないこととした。これにより、ＯＬＴ３が他のＯＮＵ１（省電力サイクルではないＯＮＵ１）に対してより多くの帯域を割り当てるようになり、有り当てられた帯域とスリープ状態が重複する（割り当てられた帯域が使用されない）こともなくなるので、システム全体としての帯域の有効利用を実現できる。加えて、省電力サイクルの継続時間が従来よりも長くなるので、更なる省電力化を実現できる。また、省電力サイクル中のアクティブ状態でＧＡＴＥフレームを受信した場合であっても、従来とは異なり、与えられる帯域がＲＥＰＯＲＴフレーム分だけであるので、ＩＤＬＥ信号を送信する無駄な時間がなくなり、ＯＮＵ１をより省電力化できる。   As described above, the ONU 1 of the present embodiment periodically repeats the first state in which the optical signal transmission / reception operation is stopped and the second state in which the optical signal transmission / reception operation is performed for a short period of time. When operating in a power-saving mode (power-saving cycle) that suppresses power consumption while maintaining a link to the data, a bandwidth for data transmission is not requested (in the second state, the REPORT with the data accumulation amount set to 0) Frame). For example, in steps S18 and S22 shown in FIG. 2, a band for data transmission is not requested even though uplink data is held. As a result, the OLT 3 allocates more bandwidth to other ONUs 1 (ONUs that are not power saving cycles), and the assigned bandwidth and the sleep state overlap (the assigned bandwidth is not used). Therefore, effective use of the bandwidth of the entire system can be realized. In addition, since the duration of the power saving cycle is longer than before, further power saving can be realized. Also, even when a GATE frame is received in an active state during a power saving cycle, unlike the conventional case, since a given band is only for a REPORT frame, there is no wasted time for transmitting an IDLE signal, and ONU1 Can save more power.

なお、上記説明では、スリープ状態で光信号の送受信動作を停止することとしたが、送信動作と受信動作のいずれか一方のみを停止させる構成としてもよい。   In the above description, the optical signal transmission / reception operation is stopped in the sleep state. However, only one of the transmission operation and the reception operation may be stopped.

また、上記説明では、上りデータの蓄積量が所定のしきい値（例えば５フレーム分）未満の場合（省電力サイクルの場合）にＯＮＵ１がデータ送信用の帯域を要求しないこととしたが、ＯＮＵ１は、省電力サイクルにおいても従来どおりにデータ送信用の帯域を要求し、ＯＬＴ３は、ＯＮＵ１が省電力サイクルにある可能性が高い状態の場合、要求量（ＲＥＰＯＲＴフレームで通知されるデータ蓄積量）がしきい値未満であればデータ送信用の帯域を割り当てないように構成してもよい。ＯＮＵ１が省電力サイクルにある可能性が高い状態かどうかは、ＯＮＵ１から送信されるＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレームの内容から判断できる。すなわち、省電力サイクルに入ったことを示すＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫフレームを受信してから通常モードに復帰したことを示すＳＬＬＥＰ＿ＡＣＫフレームを受信するまでの間はＯＮＵ１が省電力サイクルにある可能性が高い状態と判断する。   In the above description, the ONU 1 does not request a data transmission band when the amount of uplink data stored is less than a predetermined threshold (for example, 5 frames) (in the case of a power saving cycle). Requests the bandwidth for data transmission as before even in the power saving cycle, and the OLT 3 has a request amount (data accumulation amount notified in the REPORT frame) when the ONU 1 is highly likely to be in the power saving cycle. If it is less than the threshold value, a band for data transmission may not be allocated. Whether the ONU 1 is highly likely to be in the power saving cycle can be determined from the contents of the SLEEP_ACK frame transmitted from the ONU 1. That is, it is determined that there is a high possibility that the ONU 1 is in the power saving cycle after receiving the SLEEP_ACK frame indicating that the power saving cycle has been entered and before receiving the SLLEP_ACK frame indicating that the normal mode has been restored. .

また、上記説明では、ＯＬＴ３が各ＯＮＵ１の状態を監視し、省電力サイクルへの移行を許可した後（ＳＬＥＥＰ＿ＡＬＬＯＷフレームを送信した後）、許可を受けたＯＮＵ１が省電力サイクルへの移行条件を検出すると省電力サイクルに移行することとしたが、ＯＬＴ３では判断を行わずに、各ＯＮＵ１が単独で省電力サイクルへ移行するかどうかを判断するようにしてもよい。   In the above description, after the OLT 3 monitors the state of each ONU 1 and permits the transition to the power saving cycle (after transmitting the SLEEP_ALLOW frame), the permitted ONU 1 detects the transition condition to the power saving cycle. Then, although it decided to transfer to a power saving cycle, you may make it judge whether each ONU1 transfers to a power saving cycle independently, without making determination in OLT3.

以上のように、本発明にかかる子局装置は、親局装置と複数の子局装置が１対多接続され、各子局装置から親局装置への上り通信はＴＤＭＡで行う構成の通信システムに有用である。   As described above, in the slave station device according to the present invention, the master station device and a plurality of slave station devices are connected in one-to-many manner, and the uplink communication from each slave station device to the master station device is performed by TDMA. Useful for.

１1，１n 加入者側終端装置（ＯＮＵ）、２ 光分配器、３ 局側終端装置（ＯＬＴ）、１１，３１ マルチポイントメディアアクセスコントロール（ＭＰＭＣ）部、１２，３６ 回線インタフェース（ＩＦ）部、１３ 上りバッファ部、１４ スリープ（Ｓｌｅｅｐ）制御部、１５，３３ ＰＯＮ物理レイヤ（ＰＨＹ）部、１６，３２ 光送受信部、２１ ＲＥＰＯＲＴ生成部、２２，４２ 多重部、２３，４１ 分離部、２４ 送信制御部、３４ 帯域制御部、３５ ＯＮＵスリープ（Ｓｌｅｅｐ）制御部。 1 1 , 1 n Subscriber side termination unit (ONU), 2 Optical distributor, 3 Station side termination unit (OLT), 11, 31 Multipoint media access control (MPMC) unit, 12, 36 Line interface (IF) unit , 13 Upstream buffer unit, 14 Sleep control unit, 15, 33 PON physical layer (PHY) unit, 16, 32 Optical transmission / reception unit, 21 REPORT generation unit, 22, 42 Multiplexing unit, 23, 41 Separation unit, 24 Transmission control unit, 34 bandwidth control unit, 35 ONU sleep (Sleep) control unit.

Claims (7)

複数の子局装置と親局装置とが光伝送路で接続され、親局装置は各子局装置が送信を希望しているデータのデータ量に基づいて各子局装置に割り当てる帯域を決定する光通信システムの子局装置であって、
前記親局装置との間でデータを送受信する通常モードと前記親局装置とのリンクを維持するために必要な最小限の通信を行う省電力モードとを所定の条件に基づいて切り替えながら動作し、
前記省電力モードでの動作中は、送信を希望するデータのデータ量として０を前記親局装置に通知することを特徴とする子局装置。 A plurality of slave station devices and the master station device are connected by an optical transmission line, and the master station device determines a bandwidth to be allocated to each slave station device based on the amount of data that each slave station device desires to transmit. A slave station device for an optical communication system,
Operates while switching between a normal mode for transmitting / receiving data to / from the parent station device and a power saving mode for performing the minimum communication necessary to maintain a link with the parent station device based on a predetermined condition. ,
During operation in the power saving mode, the slave station apparatus notifies the master station apparatus of 0 as the amount of data desired to be transmitted. 複数の子局装置と親局装置とが光伝送路で接続され、親局装置は各子局装置が送信を希望しているデータのデータ量に基づいて各子局装置に割り当てる帯域を決定する光通信システムの子局装置であって、
前記親局装置宛に送信するデータを保持するデータ保持部と、
前記データ保持部が保持しているデータのデータ量に基づいて、前記親局装置との間でデータを送受信する通常モードと前記親局装置とのリンクを維持するために必要な最小限の通信を行う省電力モードとを切り替えるスリープ制御部と、
前記省電力モードで動作中の場合、送信を希望するデータのデータ量として０を前記親局装置に通知するデータ量通知部と、
を備えることを特徴とする子局装置。 A plurality of slave station devices and the master station device are connected by an optical transmission line, and the master station device determines a bandwidth to be allocated to each slave station device based on the amount of data that each slave station device desires to transmit. A slave station device for an optical communication system,
A data holding unit for holding data to be transmitted to the master station device;
Based on the data amount of the data held by the data holding unit, the minimum communication necessary for maintaining a link between the normal mode for transmitting / receiving data to / from the parent station device and the parent station device A sleep control unit for switching between power saving modes for performing
When operating in the power saving mode, a data amount notification unit that notifies the master station device of 0 as the data amount of data desired to be transmitted;
A slave station device comprising: 前記スリープ制御部は、前記データ保持部が保持しているデータのデータ量が所定のしきい値に達したことを検出した場合に前記通常モードに切り替えることを特徴とする請求項２に記載の子局装置。   The said sleep control part switches to the said normal mode, when detecting that the data amount of the data which the said data holding part has reached | attained the predetermined threshold value is characterized by the above-mentioned. Slave station device. 複数の子局装置と親局装置とが光伝送路で接続され、各子局装置は親局装置との間でデータを送受信する通常モードと親局装置とのリンクを維持するために必要な最小限の通信を行う省電力モードとを所定の条件に基づいて切り替えながら動作する光通信システムの親局装置であって、
各子局装置に対する下りデータの送信状況または各子局装置との間のデータ送受信状況に基づいて、各子局装置が前記通常モードと前記省電力モードのどちらで動作しているかを推測し、省電力モードで動作中と推定される子局装置に対しては上りデータ送信用の帯域を割り当てないことを特徴とする親局装置。 Multiple slave station devices and a master station device are connected by an optical transmission line, and each slave station device is necessary to maintain a link between the master station device and a normal mode in which data is transmitted to and received from the master station device. A master station device of an optical communication system that operates while switching a power saving mode for performing minimum communication based on a predetermined condition,
Based on the transmission status of downlink data for each slave station device or the data transmission / reception status between each slave station device, it is estimated whether each slave station device is operating in the normal mode or the power saving mode, A base station apparatus, wherein a band for uplink data transmission is not allocated to a slave station apparatus estimated to be operating in a power saving mode. 複数の子局装置と親局装置とが光伝送路で接続され、各子局装置は親局装置との間でデータを送受信する通常モードと親局装置とのリンクを維持するために必要な最小限の通信を行う省電力モードとを所定の条件に基づいて切り替えながら動作する光通信システムの親局装置であって、
各子局装置に対する下りデータの送信状況または各子局装置との間のデータ送受信状況に基づいて、前記省電力モードへの移行を許可する子局装置を決定するスリープ許可装置決定部と、
前記省電力モードへの移行を許可されている子局装置以外の子局装置に対して上りデータ送信用の帯域を割り当てる帯域制御部と、
を備えることを特徴とする親局装置。 Multiple slave station devices and a master station device are connected by an optical transmission line, and each slave station device is necessary to maintain a link between the master station device and a normal mode in which data is transmitted to and received from the master station device. A master station device of an optical communication system that operates while switching a power saving mode for performing minimum communication based on a predetermined condition,
A sleep permission device determination unit that determines a slave station device that is allowed to shift to the power saving mode based on a transmission status of downlink data to each slave station device or a data transmission / reception status between each slave station device;
A bandwidth control unit for allocating a bandwidth for uplink data transmission to a slave station device other than the slave station device permitted to shift to the power saving mode;
A master station device comprising: 複数の子局装置と親局装置とが光伝送路で接続された光通信システムであって、
前記親局装置は、各子局装置が送信を希望しているデータのデータ量に基づいて各子局装置に割り当てる帯域を決定し、
前記子局装置は、前記親局装置との間でデータを送受信する通常モードと前記親局装置とのリンクを維持するために必要な最小限の通信を行う省電力モードとを所定の条件に基づいて切り替えながら動作し、前記省電力モードでの動作中は、送信を希望するデータのデータ量として０を前記親局装置に通知する、
ことを特徴とする光通信システム。 An optical communication system in which a plurality of slave station devices and a master station device are connected by an optical transmission line,
The master station device determines a bandwidth to be assigned to each slave station device based on a data amount of data each slave station device desires to transmit,
The slave station device has a predetermined condition of a normal mode for transmitting / receiving data to / from the master station device and a power saving mode for performing a minimum communication necessary for maintaining a link with the master station device. The operation is performed based on switching, and during operation in the power saving mode, the master station apparatus is notified of 0 as the data amount of data desired to be transmitted.
An optical communication system. 複数の子局装置と親局装置とが光伝送路で接続され、各子局装置は親局装置から割り当てられた帯域を使用して上りデータを送信する光通信システムにおける帯域制御方法であって、
前記複数の子局装置の各々が、前記親局装置との間でデータを送受信する通常モードと前記親局装置とのリンクを維持するために必要な最小限の通信を行う省電力モードとを所定の条件に基づいて切り替える省電力制御ステップと、
前記複数の子局装置の各々が、前記省電力モードでの動作中は送信を希望するデータのデータ量として０を前記親局装置に通知し、前記通常モードでの動作中は希望するデータのデータ量として、その時点で保持しているデータのデータ量を前記親局装置に通知するデータ量通知ステップと、
前記親局装置が、各子局装置から通知されたデータ量に基づいて、各子局装置に割り当てる帯域を決定する帯域割当ステップと、
を含むことを特徴とする帯域制御方法。 A band control method in an optical communication system in which a plurality of slave station devices and a master station device are connected by an optical transmission line, and each slave station device transmits uplink data using a band assigned by the master station device. ,
Each of the plurality of slave station devices has a normal mode for transmitting / receiving data to / from the master station device and a power saving mode for performing a minimum communication necessary for maintaining a link with the master station device. A power saving control step for switching based on a predetermined condition;
Each of the plurality of slave station devices notifies the master station device of 0 as the data amount of data desired to be transmitted during the operation in the power saving mode, and stores the desired data during the operation in the normal mode. As a data amount, a data amount notification step of notifying the master station device of a data amount of data held at that time;
A bandwidth allocation step for determining a bandwidth to be allocated to each slave station device based on the data amount notified from each slave station device by the master station device;
A bandwidth control method comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018082260A (en) * 2016-11-15 2018-05-24 Kddi株式会社 PON system and transmission method

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