JP5259021B2 - 通信システム、局側通信装置、利用者側通信装置、通信方法、および制御装置 - Google Patents
通信システム、局側通信装置、利用者側通信装置、通信方法、および制御装置 Download PDFInfo
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Description
・ハードウェア構成
[1]Txスリープモード(Tx_only Sleep mode或いはDoze mode):受信機能[Rx]は常時オン状態で、送信機能(Tx)のみ周期的にオンとオフを繰り返す。
[2]TRxスリープモード(TRx Sleep mode或いはCyclic sleep mode):送信機能[Tx]および受信機能[Rx]で周期的にオンとオフを繰り返す。
以下、上りデータおよび上り方向の制御メッセージを光信号に変換したものを総称して上り信号といい、下りデータおよび下り方向の制御メッセージを光信号に変換したものを総称して下り信号という。
制御部11はまた、受信バッファ13に格納された下りデータを読み出してそのデータの宛先に応じてPHY16-1,16-2の両方または片方に出力する。下りデータを受け取ったPHY16-1,16-2は、下りデータに対して所定の処理を実施して、自身が接続する端末20-1,20-2へ送信する。
ステップS2のコンフィグレーションが終了すると、OLT1は通常の通信状態に移行する。OLT1は上り通信のための帯域を各ONU10に割当て、これを送信許可情報(Grant若しくはGate)としてONU10に送信する。OLT1は、このGrantを下り方向の他のデータとともにフレームに格納してONU10へ送信してもよいし、個別に送信してもよい。また、フレームはパケットと言い換えることもできる。
省電力モードに移行する場合、ONU10はOLT1に省電力モードへの遷移許可を要求するリクエスト信号を送信する。OLT1は例えばステップS2で入手したONU10の各種情報や当該ONU10との上り下りの通信状況等に基づき、省電力モードへの移行を許可するか否かを判断し、許可信号(不許可信号)をONU10へ送信する。許可信号を受信すると、ONU10はこの許可信号に基いて、光送信器141(若しくは光送信器141および光受信器142)の電源を所定の期間オフにし、光送受信器14で消費される電力を低減する。
なお、OLT1はコンフィグレーション結果に応じて、ONU10が要求した省電力モードとは異なる省電力モードを許可することもできる。
なお、OLT1は解除メッセージSLEEP_ACK(wake up)を受信せず、ONU10から新たな上りデータの帯域割当て要求を受信した場合に、該ONU10の省電力モードの解除決定がなされたと判断しても良い。
リクエスト(SLEEP_REQ)を受信したOLT1は、ONU10から省電力モードの指定が無い場合は上り或いは下り通信のトラヒックの状態(有無と量)や、リンクの種類、ONU10側の接続機器(種類、オン/オフ等)を検知し、検知結果およびコンフィグレーションで許可した省電力モードの情報に基づき、省電力モードを選択する(ステップS7a)。
なお、省電力モードの選択および省電力モードへの遷移の詳細については後述する。
なお、OLT1は、光送信器141の電源をオフにしているONU10に対する帯域割当てをフルサービスモードにおける各帯域更新周期について毎回行ってもよいし、上り通信が少ないことを考慮してフルサービスモードの場合の数回に一回の間隔で行ってもよい。
OLT1の記憶装置には、Txスリープモード用の休止期間T1(TxスリープモードのONU10が送信器142の電源をオフにしている省電力期間)と、TRxスリープモード用の休止期間T2(TRxスリープモードのONU10が光送信器141と光受信器142の電源をオフにしている省電力期間)が予め記録されている。同様に、ユーザ毎の契約の情報も記録されている。
このようにONU10に決定権を与えることにより、ONU10の上りバッファ(送信バッファ12)の状態に応じた省電力モードの決定が可能となる。
なお、ONU10からOLT1へ応答する場合は、ONU10は許可通知に応答する際に省電力モードへ移行し、OLTはこの応答を受信したときに該ONU10が省電力モードへ遷移したことを認識する。なお、ONU10から所定時間内に応答が無い場合、OLT1が許可情報を再送すれば、OLT1とONU10間で省電力モードを確実に相互認識できる。
この場合、ONU10が事前に省電力モードを選択して決定しているため、OLT1からONU10への問合せを省略し、手順を簡便化できる。また、OLT1はONU10の省電力モードによらずこのONU10へ帯域を割当てられるため、ONU10は少ない遅延時間で上りトラヒックを送信できる。
sleep timeの指定には、例えば、光送受信器14の電源オフにする期間を指定する方法、開始時刻と終了時刻を指定する方法、電源オフの開始時刻と電源オフ継続期間を指定する方法がある。以下、sleep timeは電源オフにする期間のみ指定するものとして説明する。
また、省電力モードに応じた休止期間は、必要に応じて、OLT1およびONU10間で新たにネゴシエーションすることにより変更することもできる。
・Tx_init: 光送信器141が休止状態から動作状態に戻るまでに要する時間
・TRx_init: 光送受信器5(光送信器141および光受信器142)が休止状態から動作状態に戻るまでに要する時間
・Capability: ONU10が実行可能な省電力モードの情報(例えば、Tx, TRx, 若しくはTxおよびTRx)
Tx_initおよびTRx_initは、16ns単位のMPCPカウンタ値で表わしてもよいし、帯域更新周期が125μsであるときに、この帯域更新周期の数で表すこともできる。
2,2a 制御部
3,13 受信バッファ
4,12 送信バッファ
5,14 光送受信器
6 WDM
7 PHY
8,17 消費電力情報記憶部
9,18 省電力モード選択部
10−1〜10−3,10a−1〜10a−3,10b−1〜10b−3 ONU
11,11a 制御部
20−1,20−2 端末
30 光ファイバ
40 スプリッタ
51,142,161−1,161−2 Rx
52,141,162−1,162−2 Tx
200,201 消費電力特性
Claims (27)
- 局側通信装置(以下、OLTという)および利用者側通信装置(以下、ONUという)を備え、前記ONUは通信回線に接続された利用者側送信器および利用者側受信器を介して前記OLTと通信する通信システムにおいて、
前記OLTは、前記利用者側送信器を省電力状態に制御しながら前記利用者側受信器を動作させる第1の省電力動作と、前記利用者側送信器および前記利用者側受信器を省電力状態に制御する第2の省電力動作とに対して、異なる休止期間を指定して前記ONUの省電力動作を制御する制御信号を生成するOLT制御部と、前記OLT制御部により生成された前記制御信号を前記ONUへ送信する局側送信器とを備え、
前記ONUは、前記利用者側受信器を介して前記制御信号を受信し、前記制御信号に指定された休止期間に基づき前記第1の省電力動作および前記第2の省電力動作を選択的に実行するONU制御部、を備えたことを特徴とする通信システム。 - 前記OLT制御部は、前記ONUの能力情報を取得し前記通信回線における通信設定を実行するときに、前記異なる休止期間を複数指定して前記制御信号として前記ONUへ送信し、
前記ONU制御部は前記通信設定において、前記複数の異なる休止期間を記憶し、前記通信設定の実行後に前記第1または第2の省電力動作を実行する場合、前記複数の休止期間から実行する省電力動作に対応した休止期間を選択し、前記休止期間を可変に制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記第1の省電力動作における休止期間は前記第2の省電力動作における休止期間よりも長いことを特徴とする請求項2に記載の通信システム。
- 各休止期間は、対応する省電力動作において生じる遅延時間と該休止期間によって削減される消費電力に基づいて決定されることを特徴とする請求項2に記載の通信システム。
- 利用者側通信装置と通信回線を介して接続された局側通信装置において、
前記利用者側通信装置の送信器もしくは受信器、または、送信器および受信器を間欠的に休止させる省電力モードに対し、前記利用者側通信装置が複数の休止期間を切り替え可能なように、前記省電力モードにおける前記利用者側通信装置の動作を制御する制御信号を生成する制御部と、
前記制御部により生成された前記制御信号を前記利用者側通信装置へ送信する送信器と、
を備えたことを特徴とする局側通信装置。 - 前記利用者側通信装置の送信器を省電力状態に制御しながら前記利用者側通信装置の受信器を動作させる第1の省電力モードに対する第1の省電力期間と、前記利用者側通信装置の送信器および前記利用者側通信装置の受信器を省電力状態に制御する第2の省電力モードに対する第2の省電力期間とを前記休止期間として記憶する記憶手段と、を備えたことを特徴とする請求項5に記載の局側通信装置。
- 前記制御部は、前記利用者側通信装置の送信器に対する前記休止期間である第1の省電力期間と、前記利用者側通信装置の受信器に対する前記休止期間である第2の省電力期間とを、前記制御信号に挿入することを特徴とする請求項5に記載の局側通信装置。
- 前記制御部は、前記省電力モードにおいて前記利用者側通信装置が前記休止期間後に一時的に前記利用者側通信装置の送信器または受信器を起動する期間における一時起動時間を前記制御信号に挿入することを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載の局側通信装置。
- 前記制御部は、前記利用者側通信装置の能力情報を取得し、前記通信回線上の通信プロトコルにおける通信設定を実行するときに、前記休止期間を前記制御信号に指定して前記利用者側通信装置へ送信し、
前記通信設定に基づく通信が開始された後に、前記利用者側通信装置に対して前記省電力モードの実行を許可する場合には、許可信号を前記利用者側通信装置へ送信する、
ことを特徴とする請求項5乃至8のいずれか一項に記載の局側通信装置。 - 前記制御部は、前記第1の省電力期間に前記利用者側通信装置の送信器への電力供給を間欠的に休止させる第1の制御信号および前記第2の省電力期間に前記利用者側通信装置の送信器および受信器への電力供給を間欠的に休止させる第2の制御信号を生成することを特徴とする請求項6に記載の局側通信装置。
- 前記制御部は、前記利用者側通信装置の送信器への電力供給を間欠的に休止させる第1の省電力モードによる消費電力と前記第2の省電力期間に前記利用者側通信装置の送信器および受信器への電力供給を間欠的に休止させる第2の省電力モードによる消費電力とが等しくなる下り遅延時間をしきい値とし、このしきい値よりも下り許容遅延時間が短い場合に、前記利用者側通信装置の省電力モードを前記第1の省電力モードに決定し、前記第1の制御信号を生成することを特徴とする請求項10に記載の局側通信装置。
- 前記制御部は、前記第1の省電力期間に関する時間情報を有する第3の制御信号および前記第2の省電力期間に関する時間情報を有する第4の制御信号を生成することを特徴とする請求項11に記載の局側通信装置。
- 局側通信装置から送信される制御信号に基づき、前記局側通信装置と通信する利用者側通信装置において、
前記局側通信装置から省電力動作に関する制御信号を受信するとともに、受信機能の一部または全部を休止させることにより消費電力を低減する省電力状態への移行が可能な受信器と、
前記局側通信装置へ送信信号を送信するとともに、送信機能の一部または全部を休止させることにより消費電力を低減する省電力状態への移行が可能な送信器と、
前記受信器により受信された前記制御信号に基づき複数の省電力期間から使用する省電力期間を選択し、この選択した省電力期間に基づいて前記受信器もしくは前記送信器、または、前記受信器および前記送信器を省電力状態に制御する制御部と、を備えたことを特徴とする利用者側通信装置。 - 前記制御部は、前記受信器および前記送信器のうち前記送信器のみを省電力状態へ移行させる第1の省電力モード、前記受信器および前記送信器を省電力状態へ移行させる第2の省電力モード、並びに前記受信器および前記送信器のうち前記受信器のみを省電力状態へ移行させる第3の省電力モードのうち、少なくとも2つの省電力モードを用いて前記受信器および前記送信器を制御し、前記複数の省電力期間のそれぞれは各省電力モードに対応して設定されることを特徴とする請求項13に記載の利用者側通信装置。
- 前記受信器は、前記第1の省電力モードの省電力期間である第1の省電力期間に関する時間情報を有する第1の制御信号および前記第2の省電力モードの省電力期間である第2の省電力期間に関する時間情報を有する第2の制御信号を受信し、
前記制御部は、前記受信器により受信された前記第1の制御信号に基づき前記第1の省電力期間に前記送信器への電力供給を間欠的に休止し、前記受信器により受信された前記第2の制御信号に基づき前記第2の省電力期間に前記送信器および前記受信器への電力供給を間欠的に休止することを特徴とする請求項14に記載の利用者側通信装置。 - 前記制御部は、前記受信器および前記送信器のうち前記送信器のみを省電力状態へ移行させる第1の省電力モード、前記受信器および前記送信器を省電力状態へ移行させる第2の省電力モード、並びに前記受信器および前記送信器のうち前記受信器のみを省電力状態へ移行させる第3の省電力モードのうち、少なくとも2つの省電力モードを用いて前記受信器および前記送信器を制御し、前記複数の省電力期間のうちの第1の省電力期間は、前記送信器に対する省電力期間であり、前記複数の省電力期間のうちの第2の省電力期間は、前記受信器に対する省電力期間であることを特徴とする請求項13に記載の利用者側通信装置。
- 局側通信装置(以下、OLTという)および利用者側通信装置(以下、ONUという)を備え、前記OLTが前記ONUの第1の省電力動作および前記第1の省電力動作とは異なる第2の省電力動作を制御する通信システムで用いられる通信方法において、
前記OLTが前記ONUの第1の省電力動作に関する第1の省電力期間と前記第2の省電力動作に関する第2の省電力期間を前記ONUへ送信するステップと、
前記ONUが前記OLTから送信された制御信号を受信するステップと、
前記ONUが省電力動作をするか否かを判断するステップと、
前記ONUが前記判断した結果に応じて前記第1の省電力期間に前記第1の省電力動作を行い前記第2の省電力期間に前記第2の省電力動作を行うステップと、を備えたことを特徴とする通信方法。 - 前記第1の省電力動作においては、前記ONUの送信器および受信器のうち、前記送信器が省電力状態で動作し、前記第2の省電力動作においては、前記送信器および前記受信器が省電力状態で動作するとともに、前記第1の省電力期間は前記第2の省電力期間よりも長いことを特徴とする請求項17に記載の通信方法。
- 前記OLTが前記ONUの第1の省電力動作に関する第1の起動期間と前記第2の省電力動作に関する第2の起動期間を前記ONUへ送信するステップを備えたことを特徴とする請求項17に記載の通信方法。
- 受信機能の一部または全部を休止させることにより消費電力を低減する省電力状態への移行が可能な受信器と、送信機能の一部または全部を休止させることにより消費電力を低減する省電力状態への移行が可能な送信器とを備えた利用者側通信装置(以下、ONUという)と回線を介して接続され、このONUの動作を制御する局側通信装置の制御装置であって、
前記ONUの前記送信器もしくは前記受信器、または、前記送信器および前記受信器を間欠的に休止させる省電力モードに対し、前記ONUが複数の休止期間を切り替え可能なように、前記省電力モードにおける前記ONUの動作を制御する制御信号を生成することを特徴とする制御装置。 - 局側通信装置から省電力動作に関する制御信号を受信するとともに、受信機能の一部または全部を休止させることにより消費電力を低減する省電力状態への移行が可能な受信器と、前記局側通信装置へ送信信号を送信するとともに、送信機能の一部または全部を休止させることにより消費電力を低減する省電力状態への移行が可能な送信器とを備えた利用者側通信装置に設けられる制御装置であって、
前記受信器により受信された前記制御信号に基づき複数の省電力期間から使用する省電力期間を選択し、この選択した省電力期間に基づいて前記受信器もしくは前記送信器、または、前記送信器および前記受信器を省電力状態に制御することを特徴とする制御装置。 - 前記ONU制御部は、前記利用者側送信器を前記第1の省電力動作における休止期間を間欠休止期間として間欠的に休止させる第1の省電力モードと、前記利用者側送信器および前記利用者側受信器を前記第2の省電力動作における休止期間を間欠休止期間として間欠的に休止させる第2の省電力モードと、を選択的に実行し、
前記ONUは、
前記間欠休止期間後に一時的に前記利用者側送信器を起動する期間または一時的に前記利用者側送信器および前記利用者側受信器を起動する期間を一時起動時間とするとき、省電力モードごとの、前記間欠休止期間と前記一時起動時間との比と消費電力との対応を、消費電力情報として記憶するための消費電力情報記憶部と、
省電力モードごとに、設定された前記間欠休止期間および前記一時起動時間と前記消費電力情報とに基づいて消費電力を求め、求めた省電力モードごとの消費電力に基づいて省電力モードを選択する省電力モード選択部と、
を備え、
前記省電力モード選択部により選択された省電力モードを実行し、前記OLTへ前記選択された省電力モードを通知することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記ONU制御部は、前記利用者側送信器を前記第1の省電力動作における休止期間を間欠休止期間として間欠的に休止させる第1の省電力モードと、前記利用者側送信器および前記利用者側受信器を前記第2の省電力動作における休止期間を間欠休止期間として間欠的に休止させる第2の省電力モードと、を選択的に実行し、
前記OLTは、
前記間欠休止期間後に一時的に前記利用者側送信器を起動する期間または一時的に前記利用者側送信器および前記利用者側受信器を起動する期間を一時起動時間とするとき、省電力モードごとの、前記間欠休止期間と前記一時起動時間との比と消費電力との対応を、ONUごとに消費電力情報として記憶する消費電力情報記憶部と、
省電力モードごとに、設定された前記間欠休止期間および前記一時起動時間と前記消費電力情報とに基づいて消費電力を求め、求めた省電力モードごとの消費電力に基づいて省電力モードを選択する省電力モード選択部と、
を備え、
前記ONUへ選択した省電力モードを通知し、
前記ONUは、前記OLTから通知された省電力モードを実行することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記消費電力情報は、前記ONUから前記OLTに送信されることを特徴とする請求項23に記載の通信システム。
- 省電力モードごとの、省電力期間と前記一時起動時間との比と消費電力との対応を、ONUごとに消費電力情報として記憶する消費電力情報記憶部と、
省電力モードごとに、設定された前記省電力期間と設定された前記一時起動時間と前記消費電力情報とに基づいて消費電力を求め、求めた省電力モードごとの消費電力に基づいて省電力モードを選択する省電力モード選択部と、
を備えたことを特徴とする請求項8に記載の局側通信装置。 - 前記制御部は、前記受信器および前記送信器のうち前記送信器のみを省電力状態へ移行させる第1の省電力モード、前記受信器および前記送信器を省電力状態へ移行させる第2の省電力モード、を選択的に実行し、
前記受信器は、前記第1の省電力モードの省電力期間である第1の省電力期間に関する時間情報を有する第1の制御信号および前記第2の省電力モードの省電力期間である第2の省電力期間に関する時間情報を有する第2の制御信号を受信し、
前記制御部は、前記第1の制御信号に基づき前記第1の省電力期間を休止期間として前記送信器への電力供給を間欠的に休止し、前記第2の制御信号に基づき前記第2の省電力期間を省電力期間として前記送信器および前記受信器への電力供給を間欠的に休止し、
前記省電力期間後に一時的に前記送信器を起動する期間または一時的に前記送信器および前記受信器を起動する期間を一時起動時間とするとき、省電力モードごとの、前記省電力期間と前記一時起動時間との比と消費電力との対応を、ONUごとに消費電力情報として記憶する消費電力情報記憶部と、
省電力モードごとに、設定された前記省電力期間および前記一時起動時間と前記消費電力情報とに基づいて消費電力を求め、求めた省電力モードごとの消費電力に基づいて省電力モードを選択する省電力モード選択部と、
を備えたことを特徴とする請求項13に記載の利用者側通信装置。 - 前記ONUまたはOLTが、省電力モードごとの、前記第1または第2の省電力期間と前記第1または第2の起動時間との比と消費電力との対応を、ONUごとに消費電力情報として記憶するステップと、
前記ONUまたはOLTが、省電力モードごとに、設定された前記第1または第2の省電力期間と設定された前記第1または第2の起動時間と前記消費電力情報とに基づいて消費電力を求め、求めた省電力モードごとの消費電力に基づいて省電力モードを選択するステップと、
前記ONUが、選択された省電力モードを実行するステップと、
を備えたことを特徴とする請求項19に記載の通信方法。
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