JP2015142300A - Communication method for power saving pon system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端末装置の省電力化が可能な通信システムおよび通信制御方法に関し、特にPON(Passive Optical Network)を用いた装置間の通信システム及び通信制御方法に関する。 The present invention relates to a communication system and a communication control method capable of saving power of a terminal device, and more particularly to a communication system and a communication control method between devices using a PON (Passive Optical Network).
通信網の高速・広帯域化に対応するため光アクセスネットワークの導入が図られている。光アクセスネットワークは1つの局側光伝送路終端装置(Optical Line Terminal:以下OLTと称する)と1つの宅内光伝送路終端装置(Optical Network Unit:以下ONUと称する)が光ファイバを介して通信を行うものである。また、光受動網システム(Passive Optical Network system:以下PONと称する)は光アクセスネットワークのうち、1つのOLTが光スプリッタを介して複数のONUとスター型のネットワークを形成するものである。PONの代表的な規格として、IEEE802.3で標準化されたEPON(Ethernet(登録商標)PON)がある。ONUからOLTに向かって送信される上りフレームと、OLTからONUに向かって送信される下りフレームは波長分割多重(Wave Division Multiplexing:以下WDMと称する)によって多重される。下りフレームは、光ファイバで接続された全てのONUに受信されるが、ONUは下りフレームのプリアンブル部に含まれる宛先情報を参照して自分宛ではない下りフレームを破棄する。一方で上りフレームは時分割多重(Time Division Multiplexing:以下TDMと称する)により多重され通信を行うものである。 An optical access network is being introduced in order to cope with high-speed and wideband communication networks. In the optical access network, one station-side optical transmission line termination device (hereinafter referred to as OLT) and one in-home optical transmission line termination device (hereinafter referred to as ONU) communicate via an optical fiber. Is what you do. An optical passive network system (Passive Optical Network system: hereinafter referred to as PON) is one in which one OLT forms a star network with a plurality of ONUs via an optical splitter in an optical access network. As a typical PON standard, there is EPON (Ethernet (registered trademark) PON) standardized by IEEE802.3. The upstream frame transmitted from the ONU toward the OLT and the downstream frame transmitted from the OLT toward the ONU are multiplexed by wavelength division multiplexing (hereinafter referred to as WDM). The downlink frame is received by all ONUs connected by optical fibers, but the ONU refers to the destination information included in the preamble part of the downlink frame and discards the downlink frame not addressed to itself. On the other hand, uplink frames are multiplexed and communicated by time division multiplexing (hereinafter referred to as TDM).
また、PONの通信速度は64kbit/秒のような低速信号を扱うシステムから始まり、固定長のATMセルを最大約600Mbit/秒で送受信するBPON(Broadband PON)あるいはEthernetの可変長パケットを最大約1Gbit/秒で送受信するEPONや、より高速な2.4Gbit/秒程度の信号を扱うGPON(Gigabit capable PON)の導入が進められており、更に今後は10Gbit/秒から40Gbit/秒の信号を扱うことが可能な高速PONの実現が求められている。 The communication speed of PON starts with a system that handles low-speed signals such as 64 kbit / s, and BPON (Broadband PON) that transmits and receives fixed-length ATM cells at a maximum of about 600 Mbit / s or variable length packets of Ethernet about 1 Gbit at the maximum. The introduction of EPON that transmits / receives at a rate of G / bit and GPON (Gigabit capable PON) that handles higher-speed signals of about 2.4 Gbit / sec is underway, and will handle signals from 10 Gbit / sec to 40 Gbit / sec in the future. Therefore, there is a demand for realization of a high-speed PON capable of performing the
通信速度の向上に伴って、伝送路上の中継装置の消費電力は増大傾向にある。したがって、光アクセスネットワーク機器での低消費電力化が必要である。また、低電力化が必要な別の理由として、停電などの災害時での通信インフラの維持が考えられる。停電時においては、機器のバッテリ動作が考えられる。通信インフラの維持の観点からバッテリでの長時間動作が望ましい。そのためには機器の低消費電力化が必要である。 As the communication speed increases, the power consumption of the relay device on the transmission path tends to increase. Therefore, it is necessary to reduce the power consumption in the optical access network device. Another reason for requiring low power is to maintain communication infrastructure in the event of a disaster such as a power outage. In the event of a power failure, the battery operation of the device can be considered. Long-term operation with a battery is desirable from the viewpoint of maintaining communication infrastructure. For this purpose, it is necessary to reduce the power consumption of the equipment.
PONシステムの省電力化方法として、ONUのスリープモードを導入する方法が知られている。スリープモードとは、ONUの機能の少なくとも一部を休止させる、または処理能力を下げるなどして低電力状態にした状態である。ONUは通常の電力状態である通常モードと低電力状態であるスリープモードを切り替えながら動作する。OLT−ONU間でのやりとりによりスリープモードを解除する時刻、あるいは、スリープモードに入っている時間を決定し、ONUをスリープさせる方法が知られている。 As a power saving method of the PON system, a method of introducing an ONU sleep mode is known. The sleep mode is a state in which at least a part of the ONU function is suspended or the processing power is lowered, for example. The ONU operates while switching between a normal mode that is a normal power state and a sleep mode that is a low power state. There is known a method of determining the time at which the sleep mode is canceled by the exchange between the OLT and the ONU, or the time during which the sleep mode is entered to make the ONU sleep.
非特許文献1には、OLTからの指示やONU自身の判断によって、ONUの上り送信のみをスリープさせ、ONUに上りデータ送信要求があった場合に上り送信のスリープを解除する手法や、ONUからのスリープ要求があった場合、OLTはスリープ承認を通知して、ONUに指定時間分上下送受信をスリープさせ、その後ONUは間欠的に起動して、継続的にスリープするか起動するかを選択してOLTへ通知する手法が開示されている。
In
また、特許文献1には、外部からデータが送信されてくる前にOLTからの指示によって、ONUのスリープ状態を解除し、外部からの受信データを保持しておくためのバッファの容量を削減しつつデータ廃棄の発生頻度を低く抑える手法が開示されている。
Further, in
非特許文献1において開示された手法は、スリープ中のONUへOLTから送信される下りデータが廃棄されないよう、OLTにONUが起動するまでの間下りデータを保持するためのバッファを備える必要がある。ONUのスリープ時間が長ければそれだけ備えるべきバッファ容量も大きくなり、またONUの起動を待つため送信遅延も大きくなる。また特許文献1の手法では、上り送信のデータが頻繁にONUに到着するような場合、そのつどONUがスリープから起こされるため、ONUのスリープ制御動作(省電力動作)の効果が低下する可能性がある。
The method disclosed in Non-Patent
上記課題を解決するため、本発明の局側終端装置は、前記宅内終端装置のスリープ状態への移行もしくはスリープ状態からの復帰を制御するスリープ制御部と、前記宅内終端装置がスリープを開始するスリープ開始時刻を前記スリープ制御部から取得して、前記宅内終端装置がスリープしていないときに前記中継装置が前記宅内装置へ向けて情報を送信できる送信開始時刻を算出する時刻演算部と、前記時刻演算部が算出した前記転送開始時刻を前記中継装置へ向けて送信する送信部と、を有するよう構成される。 In order to solve the above-described problem, the station-side terminal device of the present invention includes a sleep control unit that controls a transition of the in-home terminal device to a sleep state or a return from the sleep state, and a sleep in which the in-home terminal device starts sleep. A time calculation unit that obtains a start time from the sleep control unit and calculates a transmission start time at which the relay device can transmit information to the home device when the home terminal device is not sleeping; and the time And a transmission unit that transmits the transfer start time calculated by the calculation unit to the relay device.
本発明によれば、ONUのスリープ周期に合わせ、OLTよりも上流に位置する装置から下りデータが送信されるので、OLT内に搭載するバッファ容量を減少できる。 According to the present invention, since downlink data is transmitted from a device located upstream of the OLT in accordance with the sleep cycle of the ONU, the buffer capacity mounted in the OLT can be reduced.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施例の通信システムの構成例である。情報サーバー1とBAS(Broadband ACCESS Server)3がネットワーク2で接続され、BAS3とOLT6がネットワーク5で接続されている。また、時刻同期サーバー4はネットワーク2やネットワーク5を介して情報サーバー1やBAS3、OLT6の少なくともいずれかと接続されている。OLT6は光スプリッタ7を介して複数のONU8と接続されており、各ONU8はそれぞれ端末装置9と接続されている。ONU8、端末装置9はそれぞれ2台のみ図示しているが、光スプリッタ7を経由して同様に複数台のONU8がOLT6と接続されているものとする。図1では、例えばユーザ端末装置9からの要求に応じて情報サーバー1がユーザ端末装置9へデータを送信する。この下り方向のデータはBAS3やOLT6、ONU8を介してユーザ端末装置9へ送信される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a configuration example of a communication system according to the present embodiment. An
本実施例は、時刻同期サーバー4による時刻同期機能を利用しONU8のスリープ周期に基づいて、情報サーバー1がユーザ端末装置9へ送信する下りデータの転送可能時刻をBAS3に通知する。通知を受けたBAS3が、情報サーバー1がOLT6へ向けて送信する下りデータのデータ送信制御を行うことによって、ONU8がスリープ中にOLT6で蓄積する送信データの待機バッファの規模を低減しかつ効率的にONU8の消費電力を低減することの可能な通信システムを実現する。
In this embodiment, the time synchronization function by the
図1でOLT6とONU8は波長多重分割により多重された光信号により通信を行っている。そのため上り方向と下り方向の通信が衝突することはない。一方で複数のONU8は同じ送信波長で通信を行うため、光送出が同じ時間に重ならないようにOLT6が各ONU8の上り信号の光送出時間をコントロールしているものとする。また、全ての装置は時刻同期機能を具備しており、時刻同期サーバー4の時刻と同期しているものとする。
In FIG. 1, the
この実施例では、OLT6のさらに上流に位置する上流ノードであるBAS3などが、ONU8のスリープ中には当該スリープ中のONU8に向けたデータ転送を抑止する。もともとBAS3などの上流ノードは、ルーティング、QoS、ユーザー認証、上位プロトコルの処理、セキュリティー向上のための情報ペイロードスキャン等の処理を行うために、大量のメモリを備えていることが多い。したがって、OLT6より上流ノ−ドに対して、“ONU8毎にデータを受信できる時間帯”を通知できれば、ONU8がデータを受信できない時間帯に上流ノードが送信データをメモリ内に蓄積しておくことは可能である。
In this embodiment, the upstream node BAS3 or the like located further upstream of the
具体的には、ネットワーク内に以下の機能を分散して具備させる。
(1) OLT6はもともとONU8毎のスリープ時刻を制御しているので、ONU8毎にデータを受信できる時間帯(すなわちスリープしていない時間帯)を算出し、上流ノード(たとえばBAS3)にメッセージで通知する。
(2) 上流ノードは、宛先ONU8毎に下りデータ送信時刻を制御する機能を備え、上記OLT6から受信した“ONU8毎にデータを受信できる時間帯”に基づいた時刻に、下りデータを送信する。それ以外の時刻には該当する宛先へのデータ送信を抑止する。
(3) OLT6および上流ノードは、上記用途に使用できるネットワーク内に共通な時刻を計測できるよう、時刻同期機能を備える。例えばIEEE1588にて規定される時刻同期機能を備えることが有効である。本実施例では時刻同期サーバー4がその機能を提供する。
(4) OLT6は、上流ノードからONU6までのデータ転送の遅延時間を測定する手段を具備し、上記“ONU毎にデータを受信できる時間帯”を上流ノードに伝えるにあたっては、上流ノードからONUまでのデータ転送の遅延時間を補正して通知するようにしても良い。
Specifically, the following functions are distributed in the network.
(1) Since the
(2) The upstream node has a function of controlling the downlink data transmission time for each
(3) The
(4) The
ONU8のスリープ制御は100ミリ秒程度の周期で高頻度に行うことで、データ送信要求が発生した時の待ち時間を人間が感じる待ち時間以下に抑えている。したがって、上記の一連の制御も同様に100ミリ秒程度の周期で高頻度に行うことが必要である。マイクロ秒単位での時刻同期精度を目指すIEEE1588のメカニズムは、この時間要求に十分対応できるものである。
The sleep control of the
図2は、本実施例のONU8の機能ブロック図である。大きくはユーザ端末装置9と通信するためのユーザIF部205とOLT6と通信するための光信号IF部201、上り信号処理ユニット202、下り信号処理ユニット204、制御部203から構成される。上り信号処理ユニット202はE/O変換部211、上り信号処理部212、上りデータバッファ部213から構成され、下り信号処理ユニット204は、O/E変換部218、下り信号処理部219、下りデータバッファ部220から構成される。また、制御部203は、スリープ制御部214、バッファ制御部215、時刻同期機能部216、転送時刻管理部217で構成される。
FIG. 2 is a functional block diagram of the
上りデータバッファ部213はONU8が接続しているユーザ端末装置9からユーザIF部205を介して受信した上りデータを一時的に蓄える。上り信号処理部212は上りデータバッファ部213及び制御部203より受信したフレームを多重し、E/O変換部211へ送信する機能を有する。E/O変換部211は電気信号を光信号に変換して光信号IF部201を介してOLT6に光信号を送信する。O/E変換部218は、光信号IF部201を介して受信した下り方向の光信号を電気信号に変換する。下り信号処理部219は、O/E変換部218から受信したフレームがユーザフレームであるか制御フレームであるかを判別し、ユーザフレームであれば下りデータバッファ部220へ送信し、制御フレームであれば制御部203へ送信する機能を有する。下りデータバッファ部220は、ユーザ端末装置9へユーザIF部205を介して送信するデータを一時的に蓄える。
The upstream
制御部203は、上述した各機能ブロックと接続され、OLT6からONU8へ送信されてきた制御フレームを終端し、ONU8内の制御の実行と、OLT6への通知もしくは応答するための制御フレームの生成を行い、上り信号処理ユニット202に送信する機能を有する。スリープ制御部214は制御部203の備える一機能であり、OLT6からのスリープ指示に基づき、ONU8のスリープ時間を設定する。またスリープ制御部214は設定されたスリープ時間に基づき、OLT6へのONU8のスリープ開始および復帰の通知とONU8のE/O変換部211へ停止および復帰の指示を行う。バッファ制御部215は制御部203の一機能であり、上りデータバッファ部213の状態を監視することにより、OLT6への上り送信データの有無を管理する。時刻同期機能部216は制御部203の一機能であり、時刻同期サーバー4と通信し時刻同期処理を行う。転送時刻管理部217は制御部203の一機能であり、OLT6から通知された上りデータの転送時刻を受信し格納する。なお、ONU8のスリープ中にユーザ端末装置9からの上りデータを受信できるよう、ユーザIF部205と上りデータバッファ部213は機能停止せずに稼働し続けていても良い。
The
図3は本実施例のOLT6の機能ブロック図である。大きくはONU8と通信するための光信号IF部305、BAS3など上位装置と通信するための網IF部301、上り信号処理ユニット302、下り信号処理ユニット304、制御部303から構成される。上り信号処理ユニット302は、O/E変換部313、上り信号処理部312、上りデータバッファ部311から構成され、下り信号処理ユニット304は、E/O変換部325、下り信号処理部324、下りデータバッファ部323から構成される。制御部303の詳細な構成については図4を用いて説明する。
FIG. 3 is a functional block diagram of the
O/E変換部313は、光信号IF部305を介してONU8から受信した光信号を電気信号に変換する。上り信号処理部312は、O/E変換部313から受信したフレームがユーザフレームであるか制御フレームであるかを判別し、ユーザフレームであれば上りデータバッファ部311へ送信し、制御フレームであれば制御部303へ送信する機能と、O/E変換部313及び制御部303より受信したフレームを多重し、上りデータバッファ部311へ送信する機能を有する。上りデータバッファ部311は、ネットワーク5へ網IF部301を介して送信するデータを一時的に蓄える。
The O / E converter 313 converts the optical signal received from the
下りデータバッファ部323は、ネットワーク5から網IF部301を介して受信した下り方向のデータを一時的に蓄える。下り信号処理部324は、下りデータバッファ部323から受信したフレームがユーザフレームであるか制御フレームであるかを判別し、ユーザフレームであればE/O変換部325へ送信し、制御フレームであれば制御部303へ送信する機能と、下りデータバッファ部323及び制御部303より受信したフレームを多重し、E/O変換部325へ送信する機能を有する。E/O変換部325は、電気信号を光信号に変換して、光信号IF部305を介してONU8に光信号を送信する。
The downlink data buffer unit 323 temporarily stores downlink data received from the
制御部303は、上述した各機能ブロックと接続され、複数のONU8からの制御フレームを終端し、OLT6内の制御の実行と、ONU8への制御もしくは通知するための制御フレームの生成を行い、下り信号処理ユニット304に送信する機能と、BAS3からの制御フレームを終端し、OLT6内の制御の実行と、BAS3への制御もしくは通知するための制御フレームの生成を行い、上り信号処理ユニット302に送信する機能を有する。
The
図4は本実施例のOLT6の制御部303の具体的な構成の一例を示すブロック図である。PONシステムにおいて、OLT6から複数のONU8までの伝送距離はそれぞれ同一ではなく、また予め決めておくこともできない、よって、OLT6は各ONU8とOLT6間の伝送時間を予め測定して記憶することにより、各ONU8からの信号が衝突しない上り信号の送信タイミングを計算して各ONUに知らせる。この伝送時間を測定する処理をレンジングと呼ぶ。レンジング処理部402により定期的にOLT6−ONU8間のレンジングをしており、レンジングにより得られたOLT6−ONU8間の遅延時間を遅延時間テーブル403に格納する。遅延測定処理部401はOLT6−BAS3間の遅延時間を測定し遅延時間テーブル403に格納する。遅延測定処理部401の遅延時間測定動作は後に図6を用いて説明する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a specific configuration of the
スリープ制御部408はOLT6配下の複数のONU8それぞれのスリープ状態、スリープの開始時刻、スリープ時間の長さであるスリープ幅を管理し、スリープ時刻制御テーブル407に格納する。転送時刻演算部404は、遅延時間テーブル403とスリープ時刻制御テーブル407から情報を取得し、BAS3におけるONU8への下りデータの転送時刻の演算を行い、転送時刻テーブル406に格納する。メッセージ送信部405は、転送時刻演算部404からの指示により、転送可能時刻通知を生成し、BAS3へ送信する。時刻同期機能部409は時刻同期サーバー4と通信し時刻同期処理を行う。
The sleep control unit 408 manages the sleep state, the sleep start time, and the sleep width that is the length of the sleep time of each of the plurality of
図5は本実施例のBAS3の機能ブロック図である。大きくはOLT6と通信するための回線IF部504、情報サーバー1など上位装置と通信するための上位網IF部501、アクセス信号転送部502、制御部503から構成される。アクセス信号転送部502は、多重部513、加入者毎キュー511、振分部510から構成され、加入者毎の認証や、帯域管理などを行ったうえで信号を転送する。制御部503は、転送時刻制御部515、転送時刻テーブル517、メッセージ受信部514、時刻同期機能部516を含むよう構成される。制御部503は、上述した各機能ブロックと接続され、OLT6からBAS3へ送信される制御情報を受信し、転送時刻制御を行うために必要な各種処理を実行し、アクセス信号転送部502の制御を行い、ネットワーク2とOLT6との間の信号を転送する機能を有する。時刻同期機能部516は、時刻同期サーバー4と通信し時刻同期処理を行う。
FIG. 5 is a functional block diagram of the
図6は本実施例のOLT6の遅延測定処理部401がOLT6とBAS3との間の信号転送遅延時間を測定するシーケンス図である。一例としてOLT6とBAS3間の信号転送遅延時間測定フレームフォーマットには、ITU−TのY.1731によって規定されたEthernet OAM(Operations Administration Maintenance:以下イーサネットOAM(イーサネットは、登録商標)と称する)を使用することができる。
FIG. 6 is a sequence diagram in which the delay measurement processing unit 401 of the
本実施形態のOLT6から送信される遅延時間測定送信フレーム601は、例えばイーサネットOAMによるDMM(Delay Measurement Message:以下DMMと称する)フレームであり、BAS3から送信される遅延時間測定応答フレーム602は、例えばイーサネットOAMによるDMR(Delay Measurement Reply:以下DMRと称する)フレームとする。DMMフレーム、DMRフレームには送信する際のタイムスタンプを格納するフィールドがあり、OLT6は受信した遅延時間測定応答フレーム602から、BAS3が遅延時間測定応答フレーム602を送信した時刻を取得することができる。OLT6の遅延測定処理部401は、OLT6の現在時刻から遅延時間測定応答フレーム602の送信時刻を減算することでOLT6−BAS3間の遅延時間、つまり片道の信号送信に要する時間を算出することができる。遅延測定処理部401は、このように算出したOLT6−BAS3間の遅延時間を、遅延時間テーブル403のOLT6−BAS3間遅延時間803にONU毎に格納する。
The delay time measurement transmission frame 601 transmitted from the
図7は本実施例のOLT6が下りデータのデータ転送タイミングを判定しBAS3に通知するシーケンス図である。一例としてOLT6とONU8の制御応答はIEEE802.3ahのMPCPで定められたフレーム、スリープ制御応答はIEEE P1904.1(SIEPON)で定められたフレームを基に実施されているとする。
FIG. 7 is a sequence diagram in which the
OLT6のスリープ制御部408は配下のスリープさせたいONU8に対し、省電力制御の開始を示すメッセージであるSLEEP_ALLOW701を送信する。ONU8はスリープ可能であれば省電力制御の開始を了解するメッセージSLEEP_ACK702をOLT6に対し送信し、スリープ動作を開始する。尚、OLT6からONU8に対して省電力制御の終了を通知するメッセージもSLEEP_ALLOW701を用いる。OLT6はSLEEP_ACK702を受信し、スリープ制御部408はスリープ制御を行ったONU8がスリープ制御動作状態となったことを認識する。転送時刻演算部404は、スリープ状態に移行したONU8に対して転送可能時刻演算703を行い、転送可能時刻通知704をBAS3に対し送信する。この転送可能時刻とは、ONU8がスリープ状態ではないときにBAS3から当該ONU8へ向けて下りデータを送信するように、OLT6の転送時刻演算部404が算出するBAS3における下りデータの送信時刻である。転送可能時刻演算703に関する動作は、後に図14を用いて説明する。
The sleep control unit 408 of the
BAS3の転送時刻制御部515は、受信した転送可能時刻通知704からスリープしたONU8へ向けて送信する下りデータの転送時刻を取得し、転送時刻テーブル517を更新する。転送時刻制御部515は転送時刻テーブル517を参照しており、現時刻が転送時刻テーブル517に転送開始時刻として設定されているDATA710を当該データの宛先であるONU8へ送信する。OLT6は、BAS3から受信したDATA710の処理を行い、DATA711をONU8へ転送する。
The transfer time control unit 515 of the
ここまでの処理の間、ONU8は受信したSLEEP_ALLOW701の指示によりONU8のスリープ設定を行い、応答をSLEEP_ACK702でOLT6に送信後、光送受信部停止705し、指定された期間スリープ707を行なっている。なお、光送受信部停止705とは、例えば光信号IF部201の機能を停止させることである。ONU8はスリープ解除時刻となったらスリープさせていた機能を再び活動状態として光送受信部復帰708する。これによりONU8はOLT6からの下りDATA711を受信して、受信したDATA711が自分宛のデータか判定し、自分宛のデータである場合はユーザ端末9へDATA712を転送する。
During the processing so far, the
なお、OLT6はGATEフレーム706により,それぞれのONU8が時間的に衝突することなく送信できるように、各ONU8の上り信号の送信開始時刻や送信量を指示する。スリープ中のONU8はOLT6からのGATEフレーム706を受信しないが、光送受信部復帰708した後ではREPORTフレーム713によりONU8のバッファに蓄積されている送信待ちのデータ量をOLT6に伝える。
The
図8は、本実施例のOLT6が備える遅延時間テーブル403を示す説明図である。遅延時間テーブル403は、OLT6配下の各ONU8を一意に識別するための識別子であるONUID801、レンジング処理部402より取得したOLT6とONU8間の遅延時間802、遅延測定処理部401で取得したOLT6とBAS3との間の遅延時間803が格納される。なお、OLT6−BAS3間遅延時間803は、本実施例では同じOLT6に接続されている複数のONU8で共通の値となる。このため図8では、32台のONU8全てについてOLT6−BAS3間遅延時間803は同じ10msの値となっている。なお、BAS3以外に複数のBASがOLT6に接続されるような形態では、BASごとに遅延時間テーブルを備えるようにしてもよい。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a delay time table 403 provided in the
図9は、本実施例のOLT6が備えるスリープ時刻制御テーブル407を示す説明図である。スリープ時刻制御テーブル407は、スリープ制御部408より取得したOLT6配下の各ONU8を一意に識別するための識別子であるONUID901、OLT6配下の各ONU8のスリープ機能が有効に設定されているか否かを表すスリープ設定情報902、スリープ開始時刻903、スリープの長さであるスリープ幅904が格納される。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the sleep time control table 407 provided in the
本実施例ではPONシステムの管理者もしくは保守者などが、各ONUの稼働前に当該ONUのスリープ設定情報902をOLT6のスリープ時刻制御テーブル407に登録する。スリープ設定情報902が有効となっているONU8は周期的にスリープとスリープからの復帰を繰り返し、無効となっているONUはスリープせず稼働し続ける。スリープ幅904は、本実施例では固定値とし、保守者等によりあらかじめ設定されるものとする。スリープ開始時刻903は、各ONU8が最初にスリープする時刻が保守者等により入力される。本実施例ではスリープ幅904が90ms、後述する転送可能時間巾1003つまりONU8がスリープの合間に稼働している時間の長さが10msと固定であり、各ONU8は100msの周期でスリープを始める。このためOLT6のスリープ制御部408は、最初のスリープ開始時刻903が設定されていれば、このスリープ開始時刻903に100msを加算していけばその後のスリープ開始時刻を順次算出することができる。
In this embodiment, the administrator or maintenance person of the PON system registers the
図10は、本実施例のOLT6が備える転送時刻テーブル406を示す説明図である。転送時刻テーブル406は、転送時刻演算部404より、OLT6配下の各ONU8を一意に識別するための識別子であるONUID1001、転送可能開始時刻1002、転送可能時間巾1003が格納される。転送可能時間巾1003はONU8のスリープ動作のシステム仕様により決定され、図10の例では10msとなっている。この転送可能時間巾1003は前述のように、そのONU8がスリープせずに起きている時間であり、この実施例では固定値としているが、状況に応じて変わる可変値でも良く、本実施例では保守者等によりONU毎に入力される。転送可能開始時刻1002は後述するように転送時刻演算部404が随時更新する。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a transfer time table 406 provided in the
図11は、本実施例のBAS3で具備する転送時刻テーブル517を示す説明図である。転送時刻テーブル517には、転送時刻制御部515がOLT6の転送時刻演算部404から受信した転送可能時刻通知704より得られた情報が格納される。転送時刻テーブル517には、BAS3と接続されるOLT6を一意に識別するための識別子であるOLTID1101、OLT6配下の各ONU8を一意に識別するための識別子であるONUID1102、スリープ設定情報1103、転送可能開始時刻1104、転送可能時間巾1105が格納される。スリープ設定情報1103は、スリープ時刻制御テーブル407のスリープ設定情報902と同じ情報が設定される。転送可能開始時刻1104は、転送時刻テーブル406の転送可能開始時刻1002と同じ値が格納され、OLT6の転送時刻演算部404が算出した時刻である。この転送可能開始時刻1002とは、前述のとおりそのONUが起きている間にBAS3がデータを転送することができる期間の開始を表す情報である。転送可能時間巾1105は、そのONU8が起きている間にデータを転送することができる期間の長さを表す情報である。転送可能時間巾1105は上記と同様にシステム仕様であり、図11の例では10msである。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a transfer time table 517 provided in the
図12は、本実施例のOLT6からBAS3へ送信される転送可能時刻通知704のフレームフォーマットを示す説明図である。転送可能時刻通知704のフレームは、宛先MACアドレス1201と、送信元MACアドレス1202と、後続ヘッダの種類を示すイーサタイプ値1203からなるMACヘッダを含む。さらに転送可能時刻通知704のフレームフォーマットは、OpCode1204と、Timestamp1205と、OLTID1206と、ONU Sleep数/Flag1207と、ONU毎の Wake up Time1208,1210,1212と、ONU毎の Wake up Length1209,1211,1213とフレームチェックシーケンス(FCS)1214とを含む。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the frame format of the
OpCode1204はフレームの種別が転送可能時刻通知であることを示す値が設定される。Timestamp1205は転送可能時刻通知フレームをOLT6が送信した時刻が設定される。OLTID1206はOLT6を一意に識別することができる識別子が設定される。図1のネットワークの構成例ではOLT6が一台しか記載されていないが、1台のBAS3に複数のOLT6が接続されても良く、それらBAS3においてそれらOLT6を識別するためにOLTID1206が必要となる。ONU Sleep数/Flag1207はスリープ機能が有効であるONU数と状態フラグを設定するものであり、例えば4Byte=32bitで配下ONU32台を表し、各1bitが一台のONUの状態を表す。例えば32bit中のBit0が任意の1台のONU8を指し、Bit0が0の場合はスリープ機能が無効、Bit0が1の場合はスリープ機能が有効であることを示す。同様に32bit中のBit31がその他の1台のONU8を表し、Bit31が0の場合はスリープ機能が無効に設定され、Bit31が1の場合はスリープ機能が有効に設定されていることを示す。このONU Sleep数/Flag1207の情報が転送時刻テーブル517のスリープ設定情報1103に反映される。
In OpCode 1204, a value indicating that the frame type is a transferable time notification is set.
ONU毎の Wake up Time1208,1210,1212にはBAS3がそのONU8に向けて情報転送を始めて良い時刻が設定される。この情報は転送時刻テーブル517の転送可能開始時刻1104に反映される。ONU毎の Wake up Length1209,1211,1213にはBAS3がそのONUに対して情報転送を継続して良い時間巾が設定され、転送時刻テーブル517の転送可能時間巾1105に反映される。
In Wake up Times 1208, 1210, and 1212 for each ONU, a time when the
BAS3の転送時刻制御部515は、転送可能時刻通知704に格納された情報を転送時刻テーブル517に格納する。具体的には、図12のOLTID1206が図11のOLTID1101、図12のONU Sleep数/Flag1207が図11のスリープ設定情報1103、図12のONU#1,2...32のWake up Time 1208、1210、1212が図11の転送可能開始時刻1104、図12のONU#1,2,32の Wake up Length 1209、1211,1213が図11の転送可能時間巾1101に格納される
図13は、本実施例のOLT6のスリープ制御部408の動作例を説明するフローチャートである。スリープ制御部408は、スリープ時刻制御テーブル407のスリープ設定情報902を参照し、スリープ設定情報902に変化があるか否か、つまり「無効」から「有効」もしくは「有効」から「無効」に変更されたものが有るかどうかを調べる(1302)。スリープ設定情報902に変更が無い場合は処理を終了する(1308)。
The transfer time control unit 515 of the
スリープ設定情報902が「無効」から「有効」もしくは「有効」から「無効」に変化したONU8が存在する場合、スリープ制御部408は、スリープ時刻制御テーブル407のスリープ開始時刻903を参照し、当該時刻になるとそのONU8に対してスリープ制御要求フレーム(SLEEP_ALLOW701)を送信する(1303)。
When there is an
スリープ制御部408はスリープ制御要求フレーム701を送信後、Waitタイマを起動し(1304)、規定時間内にONU8からスリープ制御応答フレーム(SLEEP_ACK702)を受信するか判定を行なう(1305)。規定時間内にスリープ制御応答フレーム(SLEEP_ACK702)を受信しなかった場合(1306)、スリープ制御部408はそのONU8に対するスリープ制御処理を終了する(1308)。これは、ONU8にスリープ状態に移行できない事情があった場合である。なお、ONU8が今回スリープ状態に移行しなくても、後述するようにスリープ制御部408はそのONU8の次回のスリープ開始時刻を算出し、その時刻となったらONU8に対してスリープ制御要求フレーム701を再び送信する。規定時間内にスリープ制御応答フレーム(SLEEP_ACK702)をONU8から受信した場合、当該ONU8はスリープ幅904の時間だけスリープし、処理を終了する(1308)。
After transmitting the sleep
スリープ制御部408は図13の処理が終了すると、そのONU8の次のスリープ開始時刻を計算する。具体的には、スリープ制御部408は、現状のスリープ開始時刻に、スリープ幅904および転送時刻テーブル406の転送可能時間巾1003の値を足し合わせた時刻を計算して、当該計算した時刻を新たなスリープ開始時刻として、当該ONU8に対し次回のスリープ制御要求フレーム701を送信する。スリープ開始時刻の更新方法を式で表すと以下となる。
更新後のスリープ開始時刻903 = 更新前のスリープ開始時刻903 + スリープ幅904 + 転送可能時間巾1003
本実施例ではスリープ幅904が90ms、転送可能時間巾1003が10msと固定値であるため、スリープ制御部408は転送時刻テーブル406のスリープ開始時刻903に100msを足し続けることで新しいスリープ開始時刻に更新することができる。例えば図9でONUID901が「1」のONUの場合、現状のスリープ開始時刻903が10時ちょうどであり、更新後のスリープ開始時刻903はスリープ幅904の90msに転送可能時間巾1003の10msを足し合わせた時刻後の10時100msである。
When the processing of FIG. 13 is completed, the sleep control unit 408 calculates the next sleep start time of the
Sleep start
In this embodiment, since the
以後スリープ制御部は、スリープ設定情報902が有効になっているONU8それぞれに対して、順次スリープ開始時刻を更新しながらステップ1303〜1308の処理を繰り返す。
Thereafter, the sleep control unit repeats the processing of
図14は、本実施例のOLT6の転送時刻演算部404の動作説明のフローチャートである。転送時刻演算部404は、スリープ時刻制御テーブル407の状態を確認し(1402)、スリープ時刻制御テーブル407のスリープ設定情報902が無効から有効に状態の変化があった場合、転送可能時刻算出の演算処理を行う(1403)。転送可能時刻1104は遅延時間テーブル403、スリープ時刻制御テーブル407から得られる情報から算出を行う。転送可能開始時刻1104は、以下の計算式で算出する。
転送可能開始時刻1104=スリープ開始時刻903 + スリープ幅904 − ONU8−OLT6間遅延時間802 − ONU8−OLT6間遅延時間803
転送時刻演算部404は算出した転送可能開始時刻1104をメッセージ送信部405に渡し、メッセージ送信部405は受け取った転送可能開始時刻1104を図12のフレームフォーマットのWake up Time1208、1210...1212のいずれか対応するONU8のエントリに格納する。また、メッセージ送信部405は図12のフレームフォーマットのONU Sleep数/Flag1207の該当するONU8のBitを1に設定し、このフレームをBAS3へ向けて送信する(1404)。これによりOLT6は、当該ONU8のスリープ機能が有効になったこと、およびONU8がスリープしていない転送処理が可能な時刻をBAS3に通知できる。
FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the transfer time calculation unit 404 of the
The transfer time calculation unit 404 passes the calculated transfer enable
スリープ時刻制御テーブル407の状態が有効から無効に変化した場合、メッセージ送信部405は図12のフレームフォーマットのONU Sleep数/Flag1207の該当するONU8のBitを0に設定し、このフレームをBAS3へ向けて送信する。(1404)。
When the state of the sleep time control table 407 changes from valid to invalid, the
以後、スリープ制御部がONU8のスリープ開始時刻を更新したときは、転送時刻演算部404は上式のスリープ開始時刻903に替えて当該更新されたスリープ開始時刻を用いて当該ONU8の新たな転送可能開始時刻を算出する。図7に示す通り、OLT6はONU8からスリープ制御応答フレーム(SLEEP_ACK702)を受信するたびに、新しく算出した転送可能開始時刻を転送可能時刻通知フレーム704に含めてBAS3へ送信する。
Thereafter, when the sleep control unit updates the sleep start time of the
図15は、本実施例のBAS3における転送時刻制御部515の動作説明のフローチャートである。転送時刻制御部515は、転送可能時刻通知フレーム704をOLT6から受信し(1502)、転送時刻テーブル517に転送可能時刻通知フレーム704で通知された情報を格納する(1506)。また転送時刻制御部515はBAS3の現在時刻と転送時刻テーブル517の転送可能開始時刻1104とを比較し、BAS3の現在時刻と転送可能開始時刻1104が合致したONU8について、当該ONU8へのフレームのフレーム送信制御をアクセス信号転送部502に指示する(1508)。転送時刻制御部515からの指示によりアクセス信号転送部502は転送時刻制御を行う該当ONU8宛ての送信データが格納されている加入者毎キュー511の制御を行うことでONU8のスリープ周期に合わせ、BAS3からデータを送信することが可能となる。
FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the transfer time control unit 515 in the
なお、この実施例ではOLT6が転送可能開始時刻を算出してBAS3へ通知するが、ONU8のスリープ時間とスリープから目覚めている時間が固定である場合は転送可能開始時刻は周期的な値となるので、OLT6からの通知を受けずにBAS3が自身で転送可能開始時刻を更新しても良い。例えば本実施例の場合は100ms周期でONU8がスリープするため、転送可能開始時刻も100msを順次足し続ければ更新できる。
In this embodiment, the
本実施例では、各ONU8のスリープ時間や、スリープせず起きている時間は固定値としているが、これらスリープ時間や起きている時間は状況に応じて変わる可変値であっても、各ONU8がいつからいつまでの間はスリープせずに起きているのかがあらかじめ分かっていればOLT6はスリープ開始時刻ならびに転送可能開始時刻を算出できるため、本実施例に記載の発明を実施することができる。
In this embodiment, the sleep time of each
また、本実施例では、スリープ幅904のようにスリープする時間の長さを用いているが、スリープを終了する時刻であるスリープ終了時刻を用いても良い。また、本実施例では転送可能時間巾1003、1105のようにデータを転送する時間の長さを用いているが、転送を終了する時刻である転送終了時刻を用いても良い。
In this embodiment, the length of the sleep time is used like the
本実施例のPONでは、時刻同期機能を利用しONUのスリープ周期に基づいて、転送可能時刻をブロードバンドアクセスサーバ(以下BASと称する)に通知し、BASが、データ送信制御を行うことによって、ONUがスリープ中にOLTで蓄積する送信データの待機バッファの規模を低減しかつ効率的にONUの消費電力を低減することの可能な通信システムを実現することができる。 In the PON of the present embodiment, the time synchronization function is used to notify the broadband access server (hereinafter referred to as BAS) of the transferable time based on the sleep cycle of the ONU, and the BAS performs data transmission control so that the ONU Therefore, it is possible to realize a communication system capable of reducing the size of a standby buffer for transmission data stored in the OLT during sleep and efficiently reducing the power consumption of the ONU.
1 情報サーバー
2,5 ネットワーク
3 ブロードバンドアクセスサーバ(BAS)
6 局側光伝送路終端装置(OLT)
7 光スプリッタ
8 宅内光伝送路終端装置(ONU)
9 ユーザ端末装置
214 ONUのスリープ制御部
216 ONUの時刻同期機能部
217 ONUの転送時刻管理部
401 OLTの遅延測定処理部
403 OLTの遅延時間テーブル
404 OLTの転送時刻演算部
406 OLTの転送時刻テーブル
407 OLTのスリープ時刻制御テーブル
408 OLTのスリープ制御部
409 OLTの時刻同期機能部
503 BASの制御部
515 BASの転送時刻制御部
516 BASの時刻同期機能部
517 BASの転送時刻テーブル
601 OLT−BAS間の遅延時間測定送信フレーム
602 OLT−BAS間の遅延時間測定応答フレーム
701 スリープ制御要求フレーム
702 スリープ制御応答フレーム
1
6 Station side optical transmission line termination equipment (OLT)
7
9
Claims (5)
前記宅内終端装置のスリープ状態への移行もしくはスリープ状態からの復帰を制御するスリープ制御部と、
前記宅内終端装置がスリープを開始するスリープ開始時刻を前記スリープ制御部から取得して、前記宅内終端装置がスリープしていないときに前記中継装置が前記宅内装置へ向けて情報を送信できる送信開始時刻を算出する時刻演算部と、
前記時刻演算部が算出した前記転送開始時刻を前記中継装置へ向けて送信する送信部と、を有することを特徴とする局側終端装置。 A station-side terminal device located between a plurality of home terminal devices and a relay device that relays information transmitted to the home device,
A sleep control unit that controls the transition to the sleep state of the in-home terminal device or the return from the sleep state; and
A transmission start time at which the relay device can transmit information to the in-home device when the in-home end device acquires sleep start time from the sleep control unit when the in-home end device starts sleep and the in-home terminal device is not in sleep. A time calculation unit for calculating
A station-side termination device comprising: a transmission unit that transmits the transfer start time calculated by the time calculation unit to the relay device.
前記中継装置との間の通信遅延を測定する遅延測定部をさらに有し、
前記時刻演算部は、前記スリープ開始時刻から前記遅延測定部が測定した前記中継装置との間の通信遅延を引いて前記転送開始時刻を算出することを特徴とする局側終端装置。 The station-side termination device according to claim 1,
A delay measuring unit for measuring a communication delay with the relay device;
The station-side termination device, wherein the time calculation unit calculates the transfer start time by subtracting a communication delay with the relay device measured by the delay measurement unit from the sleep start time.
前記宅内終端装置それぞれとの間の通信遅延を測定するレンジング処理部を有し、
前記時刻演算部は、前記スリープ開始時刻から、前記遅延測定部が測定した前記中継装置との間の通信遅延を引いて、さらに前記レンジング処理部が測定した前記宅内終端装置との間の通信遅延を引いて、前記転送開始時刻を算出することを特徴とする局側終端装置。 The station-side termination device according to claim 2,
A ranging processing unit for measuring a communication delay between each of the in-home terminal devices;
The time calculation unit subtracts a communication delay with the relay device measured by the delay measurement unit from the sleep start time, and further communicates with the in-home terminal device measured by the ranging processing unit. To calculate the transfer start time.
前記局側終端装置は、
前記宅内終端装置のスリープ状態への移行もしくはスリープ状態からの復帰を制御するスリープ制御部と、
前記宅内終端装置がスリープを開始するスリープ開始時刻を前記スリープ制御部から取得して、前記宅内終端装置がスリープしていないときに前記中継装置が前記宅内装置へ向けて情報を送信できる送信開始時刻を算出する時刻演算部と、
前記時刻演算部が算出した前記送信開始時刻を前記中継装置へ向けて送信する送信部と、を有し、
前記中継装置は、
前記局側終端装置から送信された前記送信開始時刻と現在時刻とが一致した前記宅内終端装置に対し、情報の送信を開始するよう制御する送信時刻制御部を有することを特徴とする通信システム。 A communication system including a station-side terminal device that accommodates a plurality of home terminal devices, and a relay device that relays information toward the home terminal device via the station-side terminal device,
The station side termination device is:
A sleep control unit that controls the transition to the sleep state of the in-home terminal device or the return from the sleep state; and
A transmission start time at which the relay device can transmit information to the in-home device when the in-home end device acquires sleep start time from the sleep control unit when the in-home end device starts sleep and the in-home terminal device is not in sleep. A time calculation unit for calculating
A transmission unit that transmits the transmission start time calculated by the time calculation unit to the relay device;
The relay device is
A communication system comprising: a transmission time control unit configured to control transmission of information to the in-home terminal device in which the transmission start time and the current time transmitted from the station-side terminal device coincide with each other.
前記局側終端装置から通知された、前記宅内終端装置への情報の送信を開始する送信開始時刻を格納する時刻テーブルと、
前記時刻テーブルを参照し、現在時刻と前記送信開始時刻とが一致した前記宅内終端装置に対し、情報の送信を開始するよう制御する送信時刻制御部と、を有することを特徴とする中継装置。 A relay device that is connected to a station-side terminal device that accommodates a plurality of home terminal devices and relays information to the home terminal device via the station-side terminal device,
A time table for storing a transmission start time for starting transmission of information to the in-home terminal device notified from the station-side terminal device;
A relay apparatus comprising: a transmission time control unit configured to refer to the time table and control to start transmission of information with respect to the in-home terminal apparatus in which a current time and the transmission start time coincide with each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014015038A JP2015142300A (en) | 2014-01-30 | 2014-01-30 | Communication method for power saving pon system |
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Cited By (1)
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JP2017143494A (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 日本電信電話株式会社 | Proxy response apparatus and communication system |
-
2014
- 2014-01-30 JP JP2014015038A patent/JP2015142300A/en active Pending
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