JP4812884B2 - 通信システム、局側光回線終端装置、利用者側光回線終端装置、制御装置、並びに通信方法 - Google Patents

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：利用者側終端装置）とで構成されるＰＯＮ（Passive Optical Network）システム等に関する。

ＰＯＮシステムでは、ＯＮＵから送信される上り方向のデータが衝突しないようにＯＬＴとＯＮＵ間で同期をとりながら通信を行う。ＯＬＴは、上り方向のデータが衝突しないよう各ＯＮＵに対する送信許可を与えるように計画する。この際、各ＯＮＵとの間の距離による遅延を考慮する。そのため、ＯＬＴは、各ＯＮＵとの間のラウンドトリップタイムを計測するが、光ファイバによる伝送ではジッタやワンダなどの伝送路の変動があるため、周期的に計測を行う必要がある。

一方、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。しかし、ラウンドトリップタイムの計測は、上記のようにデータ通信の有無に関わらず周期的に行われている。データ通信が行われない場合にも、ラウンドトリップタイムの計測のためにＯＮＵを常時通信可能な状態としておくことは電力を浪費することになる。そのため、ＯＮＵから省電力状態への移行を要求することにより、ＯＮＵを間欠的に省電力状態に遷移させる技術が検討されている。

また、ＯＮＵからの上りデータがない場合に、そのようなＯＮＵに無駄な送信帯域を割当てず、スループットを向上するＰＯＮシステムが検討されている（特許文献1）。このＰＯＮシステムでは、予め設定された一定期間、ユーザデータがない状態をＯＬＴが検知した時に、ＯＬＴはＯＮＵの登録を抹消し、当該ＯＮＵ対して光リンクを一時的に停止する旨を通知する。その後、ＯＮＵには送信帯域が割り当てられず、リンクを維持するためのフレームの送信も抑制されるため、ＯＮＵはフレームの送信回数を減らすことができる。

特開２００７−２７４５３４

特許文献1に記載されたＰＯＮシステムでは、一定期間データを送信しないＯＮＵに対してリンクを切断するため、ＯＮＵの負荷を低減できる。しかし、ＯＮＵが上りデータの送信を再開する場合には、未接続のＯＮＵを発見するディスカバリ処理を再度行い、リンクを新らたに確立してＯＮＵを再登録する。そのため、例えば低ビットレートでの通信が継続している場合には、この通信方法は使用できないという課題があった。

この発明の通信システムは、複数の利用者側光回線終端装置(以下、ＯＮＵという)を共通の光ファイバを用いて局側光回線終端装置(以下、ＯＬＴという)に接続する通信システムであって、ＯＮＵは、光ファイバに接続され、送信機能を一時停止する省電力モードに移行することにより消費電力を低減可能な光送受信器と、この光送受信器を介してＯＮＵが実行可能な省電力モードに関する第１の情報をＯＬＴに送信するともに、省電力モードの許可または不許可を表わす第２の情報を記憶し、この第２の情報に基づき省電力モードの実行を抑制する制御装置と、を備え、ＯＬＴは、光ファイバに接続された光送受信器と、この光送受信器を介してＯＮＵから実行可能な省電力モードに関する第１の情報を取得するとともに、省電力モードの許可または不許可を表わす第２の情報の書き込み命令をＯＮＵへ送信することによりＯＮＵに第２の情報を書き換えさせる制御装置とを備えたことを特徴とするものである。

この発明の局側光回線終端装置は、複数の利用者側光回線終端装置を共通の光ファイバを用いて局側光回線終端装置に接続する光通信システムの局側光回線終端装置であって、
光ファイバに接続される光送受信器と、この光送受信器を介して、利用者側光回線終端装置から利用者側光回線終端装置が実行可能な省電力モードを表わす能力情報を受信し、利用者側光回線終端装置に記憶され利用者側光回線終端装置が省電力モードの実行可否を判断するための制御情報に対する書き込み命令を送信することにより、利用者側光回線終端装置に制御情報を書き換えさせる制御装置と、を備えたものである。

この発明の利用者側光回線終端装置は、光ファイバに接続され、受信を継続しながら送信を停止する省電力モードに移行することが可能な光送受信器と、この光送受信器を介して光送受信器を用いて実行可能な省電力モードを示す能力情報を局側光回線終端装置に送信し、局側光回線終端装置から事前に受信した省電力モードの許可または不許可を表わす制御情報に基づき、光送受信器の省電力モードへの移行を制御する制御装置と、を備えたものである。

この発明の通信方法は、親局装置が子局装置管理制御インタフェースを用いて子局装置が備える省電力機能について検出するとともに、省電力機能の許可または不許可を表わす制御情報を子局装置に対して送信し、子局装置に制御情報を記憶させるコンフィグレーションステップと、子局装置が省電力状態へ移行することが可能となった場合に、子局装置が制御情報に基づき省電力状態への移行の可否を判断するステップと、を備えたものである。

この発明の制御装置は、子局装置に光ファイバを用いて接続され、光送受信器を介して子局装置と通信する親局装置の制御装置であって、子局装置から子局装置が備える省電力機能を示す能力情報を取得し、子局装置に記憶された制御情報であって、受信を継続しながら送信を一時停止する省電力モードであるドーズモード、並びに、受信および送信を一時停止する省電力モードであるサイクリックスリープモードそれぞれに対する許可または不許可を表わす情報、に対する書き込み命令を子局装置へ送信するものである。また、この発明の制御装置は、光ファイバを用いて親局装置と接続され、光送受信器を用いて親局装置と通信する子局装置の制御装置であって、子局装置が備える省電力機能を示す能力情報を光送受信器を介して親局装置へ送信し、光送受信器を介して親局装置から事前に受信した省電力機能に関する情報であって、受信を継続しながら送信を一時停止する省電力モードであるドーズモード、並びに、受信および送信を一時停止する省電力モードであるサイクリックスリープモードそれぞれに対する許可または不許可を表わす制御情報に基づき、光送受信器の省電力モードへの移行を制御するものである。

本発明にかかる通信方法、光通信システム、局側光回線終端装置、利用者側光回線終端装置、並びに制御装置は、断続的な通信を継続しながら消費電力を低減することができる。

図１は、本発明の実施の形態における通信システムの構成示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態１における通信方法を示すシーケンス図である。 図３は、本発明の実施の形態１における省電力モードでの通信方法を示すシーケンス図である。 図４は、本発明の実施の形態１におけるコンフィグレーション制御とスリープ制御を示すシーケンス図である。 図５は、本発明の実施の形態１におけるコンフィグレーション制御とスリープ制御を示すシーケンス図である。 図６は、本発明の実施の形態１におけるスリーププロトコルを示すシーケンス図である。 図７は、本発明の実施の形態１におけるスリーププロトコルの他の例を示すシーケンス図である。 図８は、本発明の実施の形態２における制御装置のコンフィグレーション処理等を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態２における制御装置のスリープモード制御等を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の実施の形態２における制御装置のスリープモード要求処理等を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態２におけるＯＮＵ及びサービスのデータを示す表である。 図１２は、本発明の実施の形態２におけるサービスと禁止省電力モードのデータを示す表である。 図１３は、本発明の実施の形態２におけるサービスと禁止省電力モードのデータを示す表である。 図１４は、本発明の実施の形態２におけるサービスと最大スリープ時間のデータを示す表である。 図１５は、本発明の実施の形態２におけるサービスとデフォルトスリープ時間のデータを示す表である。

実施の形態１．
・ハードウェア構成

図１は、本発明にかかるＰＯＮシステムの実施の形態1の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態のＰＯＮシステムは、ＯＬＴ1（親局装置）と、ＯＮＵ10-1〜10-3（子局装置）と、を備える。ＯＬＴ1とＯＮＵ10-1〜10-3はスプリッタ40を介して加入者線30で接続されている。スプリッタ40は、ＯＬＴ1に接続する加入者線30をＯＮＵ10-1〜10-3の数に分岐する。また、ＯＮＵ10-1は、端末20-1および20-2に接続されている。なお、ここではＯＮＵを3台とした例を示しているが、ＯＮＵの台数はこれに限らず何台でもよい。

ＯＬＴ1は、ＰＯＮプロトコルに基づいてＯＬＴ側の処理を実施するＰＯＮ制御部2と、ＯＮＵ10-1〜10-3から受信する上りデータを格納するためのバッファである受信バッファ3と、ＯＮＵ10-1〜10-3へ送信する下りデータを格納するためのバッファである送信バッファ4と、光信号の送受信処理を行う光送受信器5と、上りデータと下りデータを波長多重するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ（ＷＤＭ）6と、ネットワークとの間でＮＮＩ（Network Node Interface）の物理インタフェース機能を実現する物理層処理部（ＰＨＹ）7と、を備える。光送受信器5は、受信処理を行う光受信器（Ｒｘ：Receiver）51と、送信処理を行う光送信器（Ｔｘ：Transmitter）52と、を備える。

ＯＮＵ10-1は、ＰＯＮプロトコルに基づいてＯＮＵ側の処理を実施するＰＯＮ制御部11と、ＯＬＴ1への送信データ（上りデータ）を格納するためのバッファである送信バッファ（上りバッファ）12と、ＯＬＴ1からの受信データ（下りデータ）を格納するためのバッファである受信バッファ（下りバッファ）13と、光送受信器14と、上りデータと下りデータを波長多重するＷＤＭ15と、端末20-1，20-2との間で、それぞれＵＮＩ（User Network Interface）の物理インタフェース機能を実現する物理層処理部（ＰＨＹ）16-1，16-2と、を備える。

光送受信器14は、送信処理を行う光送信器（Ｔｘ：Transmitter）141と、受信処理を行う光受信器（Ｒｘ：Receiver）142と、を有する。ＰＯＮ制御部11は、光送信器141及び／または光受信器142をオン状態／オフ状態に制御するため、省電力制御用の信号線で光送受信器14と接続されている。この実施の形態の通信システムには、(1)送信器141のみ省電力状態にできるＯＮＵ10、(2)送信器141及び受信器142を省電力状態にできるＯＮＵ10、(3)いずれの省電力状態の制御にも対応できないＯＮＵ10が混在する。ＰＨＹ16-1は、受信処理を行う受信部（Ｒｘ：Receiver）161-1と、送信処理を行う送信部（Ｔｘ：Transmitter）162-1と、で構成され、ＰＨＹ16-2は、受信処理を行う受信部（Ｒｘ：Receiver）161-2と、送信処理を行う送信部（Ｔｘ：Transmitter）162-2と、を有する。

なお、ＯＮＵ10-1に接続される端末を2台としているが、端末の数はこれに限らず、何台でもよく、端末の数に応じた物理層処理部（ＰＨＹ）を備える。また、図１では代表としてＯＮＵ10-1の構成例を示したが、ＯＮＵ10-2，10-3もＯＮＵ10-1と同様の構成である。

ＯＬＴ1のＰＯＮ制御部2は、従来のＰＯＮシステムと同様に、ＯＮＵ10-1〜10-3に対して送信時間帯が重ならないようにそれぞれ送信許可を与えるように上りデータの帯域割り当てを行い、ＯＮＵ10-1〜10-3の送信データの衝突を防いでいる。この帯域割り当ては、どのような方法を用いてもよいが、たとえば、「Su-il Choi and Jae-doo著，“HuhDynamic Bandwidth Allocation Algorithm for Multimedia Services over Ethernet（登録商標） PONs”，ETRI Journal，Volume 24，Number 6，December 2002 ｐ．465〜ｐ．466」に記載されているDynamic Bandwidth Allocation Algorithm等を用いることができる。

つぎに、本実施の形態のＯＬＴ1とＯＮＵ10-1〜10-3の全体動作を説明する。ＰＯＮ制御部2は、ＰＨＹ7経由でネットワークから受信した下りデータ（下り通信データ）を送信バッファ4に格納する。ＯＬＴ1からデータを送信する際には、ＰＯＮ制御部2が、送信バッファ4に格納されている下りデータを読み出して光送受信器5に出力し、光送受信器5のＴｘ52が送信データを光信号としてＷＤＭ6へ出力し、ＷＤＭ6が光送受信器5から出力される光信号に対して波長多重を行い、加入者線30経由でＯＮＵ10-1〜10-3へ下り信号として出力する。また、ＰＯＮ制御部2が、送信許可の指示を送信する送信帯域割当等の制御メッセージを送信する場合には、ＰＯＮ制御部2が生成した制御メッセージを光送受信器5に出力し、以下、下りデータと同様にＯＮＵ10-1〜10-3へ送信する。なお、図１のＰＯＮシステムでは、波長多重を行うためＷＤＭ6，15を用いているが、単一波長で通信する場合には、ＷＤＭ6、15は必須ではない。

ＯＮＵ10-1〜10-3では、ＯＬＴ1から下り信号を受信すると、ＷＤＭ15が下り信号を分離して光送受信器14へ出力し、光送受信器14のＲｘ142が下り信号を電気信号の下りデータに変換してＰＯＮ制御部11へ出力する。ＰＯＮ制御部11は、光送受信器14のＲｘ142から出力された下りデータを受信バッファ13に格納する。ＰＯＮ制御部2は、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。

一方、ＯＮＵ10-1〜10-3から上りデータを送信する場合には、ＰＯＮ制御部11は、端末20-1，20-2からＰＨＹ16-1，16-2経由で取得した上りデータを送信バッファ12に格納する。そして、ＯＬＴ1から与えられた送信帯域に基づいて送信バッファに格納した上りデータを読み出して光送受信器14へ出力する。光送受信器14のＴｘ141は、上りデータを光信号（上り信号）に変換し、ＷＤＭ15，加入者線30経由でＯＬＴ1に送信する。

ＯＬＴ1のＰＯＮ制御部2は、ＯＮＵ10-1〜10-3から加入者線30，ＷＤＭ6，光送受信器5のＲｘ51経由で受信した上りデータを受信バッファ3に格納する。また、ＰＯＮ制御部2は、受信バッファ3に格納した上りデータを読み出して、ＰＨＹ7経由でネットワークへ出力する。

また、ＯＮＵ10-1〜10-3は、ＯＬＴ1からの制御メッセージについては、ＰＯＮ制御部11が、ＷＤＭ15および光送受信器14のＲｘ142経由で受信し、制御メッセージの指示に基づいた動作の実施、制御メッセージに対する応答の生成などを行う。

・ＯＮＵ特性適合型パワーセーブ

次に、通信システムの省電力動作の一例として、ＰＯＮシステムのパワーセーブ動作について図２を用いて説明する。図２に示された通信システムでは、省電力機能を有するＯＮＵ(１)と、省電力機能を持たないＯＮＵ(２)とが１つのＯＬＴ1に接続されている。図２は、ＯＬＴ1がＯＮＵ10の能力に合わせてＯＮＵ10を省電力状態で動作させる制御を示している。

まず、ステップＳ１でＯＬＴ1は、アクティブなＯＮＵ10を見つけるためにディスカバリ処理を行う。ＯＬＴ1は下り通信にディスカバリの制御メッセージをブロードキャストし、この制御メッセージを受信した各ＯＮＵ10がＯＮＵのシリアル番号等をＯＬＴ1に返信する。ここで、通信可能状態にある全てのＯＮＵ10は応答メッセージを返すため、ＯＬＴ1は、応答メッセージを受信することによりアクティブ状態のＯＮＵ10を発見することができる。ここではＯＮＵ(２)は電源が切られており応答メッセージを返さない。

次にＯＬＴ1は、ステップＳ１で発見したＯＮＵ10とＯＮＵ10の能力や通信条件に関する各種パラメータを交換し、互いの通信の条件設定を行う（ステップＳ２）。ＯＮＵ10は、ＯＮＵ10の省電力機能の対応情報をパワーセーブレベルとしてＯＬＴ1へ送信する。この対応情報は、送受信器の電源制御情報や省電力モードの継続時間(sleep_time)を含む。電源制御情報は、例えば[1]ドーズモード(Doze/Dozing mode)：送信機能(Ｔｘ)がオフで受信機能[Ｒｘ]がオン、[2]スリープモード(或いはCyclic sleep)：周期的に送信機能(Ｔｘ)及び受信機能[Ｒｘ]をオフにする、[3]省電力モード不対応のいずれか、または、複数のモードに対応する場合にはそれらのモードを列挙したデータである。

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。

Grantを受信したＯＮＵ10はデータ送信を開始するが、ここでは送信データがなくＯＮＵ10が省電力モードに移行する場合を説明する（ステップＳ３）。省電力モードに移行する場合、ＯＮＵ10はＯＬＴ1に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。許可信号を受け取ると、ＯＮＵ10は送信部141（若しくは送信部141及び受信部142）の電源をオフにし、光送受信器14で消費される電力を低減する。

ＯＬＴ1は、ステップＳ２の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し、また省電力中に送信器141等の電源を一時的にオフにする時間の設定を変更し、ＯＮＵ10に通知することもある。

ステップＳ３において、ＯＬＴ1は省電力モードのＯＮＵ10に対してもGrantを割当てる。これはＯＮＵ10に上りデータ発生した場合に、ＯＮＵ10が短い遅れでデータを送信できるようにするためである。ＯＬＴ1は、このGrantの割当を各帯域更新周期について毎回割当ててもよいし、上り通信が少ないことを考慮して数回に一回の間隔で割当ててもよい。例えば、ドーズモードでは、毎回割当て、スリープモードでは間引いた間隔とするということが考えられる。

なお、省電力モード中であっても、ＯＬＴ1とＯＮＵ10は通信を継続している。この様子を図３に示す。ＯＮＵ10はタイミングU3から省電力モードに入るが、例えばドーズモードではGrantとともに下りデータを受信している。一方、上りの通信に関してはＯＮＵ10は所定の時間（Sleep time）終了後のタイミングU6で一時的に送信器141の電源をオンにし、リクエスト(Sleep要求)を送信してリンクを維持し、その後再び送信器141の電源をオフにする。送信器141が一時的にオン状態であるとき、ＯＮＵ10は割当てられた帯域で他の制御情報や小さなデータを送信することも可能である。リンクを維持しながら省電力機能を使う制御については、出願人は、国際特許協力条約出願PCT/JP2010/002054にて説明しており、この出願を引用し本出願に含ませることとする。

図２に戻り、ＯＮＵ10の能力に基づく省電力制御の説明を続ける。ＯＮＵ10は、所定のしきい値以上の上りデータの発生や、大きな帯域を要求する端末（接続機器）の通信開始を監視しており、この監視結果に基づき省電力モードの解除を決定する。この解除は、ＯＮＵ10が解除メッセージを送信したり、データを送信することによって行われる。

次に、省電力機能を持たない／省電力プロトコルに対応しないＯＮＵ(2)が起動した場合の制御を説明する。ＯＬＴ1の周期的なディスカバリ（ステップＳ４）によってＯＮＵ(2)が発見され、コンフィグレーション（ステップＳ５）が終了すると、ＯＮＵ(2)は通信を開始する。ＯＬＴ1が通常通りＯＮＵ(1)及びＯＮＵ(2)にGrantを送信すると、ＯＮＵ(2)は上りデータが無い場合でもIdle Frameを応答として送信する。ＯＮＵ(2)がIdle frameを送信するのは、送信しない場合ＯＬＴ1でLOSi(Loss of Signal for ONUi)が検出され、リンクが切られてしまうためである。しかし、送信データがないにも関わらず、フレームを送信するのはＯＮＵ10の消費電力と帯域の無駄である。

そこで、ＯＬＴ1はコンフィグレーションの結果に基づき、省電力機能を有さないＯＮＵ(2)がこのような状態で長く（所定のしきい値以上）動作したと判断すると、当該ＯＮＵ(2)を実質的に省電力状態で動作させることを決定する（ステップＳ７ａ）。図２の例では、ＯＮＵ(1)から省電力モードのリクエストを受信しているため、ＯＬＴ1はコンフィグレーションの結果に基づき、省電力モードに対応しているＯＮＵ(1)には、例えば、ドーズモードの省電力プロトコルで、省電力モードに対応していないＯＮＵ(2)には、疑似ドーズモードによる省電力プロトコルで通信を開始する。

ここで、疑似ドーズモードによる省電力プロトコルとは、Grantの送信間隔を例えば、帯域更新周期の１０周期に１回とし、Grantを疑似ドーズモードに移行する前よりも間引いたプロトコルである。これによりIdle frameの送信が減少するため、上り通信のために消費される電力を節約することができる。なお、疑似ドーズモードでは、ＯＮＵ10はGrantを付与されたら、必ず応答を返す。

一方、ドーズモードの省電力プロトコルの規則は、ＯＮＵ10はGrantが付与されても、送信データがない場合には応答を返す必要がないことを定めている。毎回の応答の代りに通信路の障害を検出するためにＯＮＵ10はsleep timeで定められた期間に、１回は応答フレームを返信する。また、ドーズモードでは、Grantは、疑似ドーズモードよりも頻繁に付与される。図２のC2は、疑似ドーズモードで付与されるGrantの間隔を示している。この間隔C2がドーズモードで与えられる間隔C1よりも長く、そのためIdle Frameの送信間隔が長くなり、ＯＮＵ(2)の消費電力が抑えられることが分かる

また、ドーズモードの省電力プロトコルは、応答フレームの送信を抑制し、かつ、短いGrantの送信間隔により、上り通信発生時の送信遅延をなくす、または少なくすることができるという特長がある。

以上のように、この実施の形態の通信システムでは、省電力機能の対応情報に基づいて省電力プロトコルを変更し、複数のＯＮＵそれぞれの特性に合わせて消費電力を抑えることできる。また、この通信システムは、ＯＮＵ(2)のような省電力機能を持たない／省電力プロトコルに対応していないＯＮＵ10に対しても、消費電力を抑えた制御をすることが可能である。

・コンフィグレーション詳細と省電力モードの選択

次に、コンフィグレーション詳細について図４を用いて説明する。図４において、図２と同一の符号は同一又は相当の処理を示している。ステップＳ５は図２のコンフィグレーション動作の詳細を示している。

ＯＮＵ10は、端末20-1等の接続機器の種類、オン／オフ、回線の種類、速度等の属性の情報を収集し（ステップＳ５ａ）、自装置の記憶装置に記録された自装置の機能、性能に関する情報と合わせて、属性情報を生成する（ステップＳ５ｂ）。ＯＮＵ10は、この属性情報として、省電力機能の対応情報(power_save_attr)を記録する。

ＯＬＴ1は、ディスカバリが終了するとコンフィグレーションのために、ＯＮＵ10の属性情報の要求指令(Get_cmd)を送信する。各ＯＮＵ10は、この要求指令に対して属性情報を応答フレーム(Get_rsp)で返信する。なお、省電力機能に対応していないＯＮＵ(2)は、省電力機能の対応情報(power_save_attr)を送信しない場合もある。

ＯＬＴ1は、応答フレーム(Get_rsp)を受信すると、後述する図１１に示すような形式で自己の記録装置（データベース）に記憶する。また、同様に、記録装置に予め記録されたユーザ毎の契約に基づき、ユーザや提供サービス毎の省電力モードの制限事項を調べ（ステップＳ５ｃ）、当該各ＯＮＵ10に許可する省電力モードや条件を決定する（ステップＳ５ｄ）。制限事項の例を図１１〜１５に示す。例えば、ユーザが迅速な応答が要求されるサーバ用途で通信回線を使用している場合、ＯＮＵ10が省電力モードに移行し遅延が発生するのは望ましくない。ＯＬＴ1、及びＯＮＵ10は、予め許可される省電力モードを確認することにより、このような望ましくない遅延を予め抑制することができる。

次に、ＯＬＴ1はＯＮＵ10に、決定した許可省電力モードを指示フレーム（Set_cmd）を用いてＯＮＵ10へ送信する。ＯＮＵ10は、受信した許可省電力モードを自装置の記憶装置に記録する（ステップＳ５ｅ）。

ＯＮＵ10は、記録された許可省電力モードに基づき、使用する省電力モード／省電力モードへの移行の可否を決定する。省電力モードに移行する場合には、ＯＮＵ10は上述のようにリクエスト(sleep_mode_req)を要求する省電力モードのパラメータとともに送信する。これを受信したＯＬＴ1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）を検知して、要求された省電力モード、検知結果、許可され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。そして、その結果を応答フレーム（sleep_mode_ack）を用いてＯＮＵ10へ返信する。

ここで、ＯＬＴ1は、省電力機能を持たないＯＮＵ(2)のトラヒックも監視して、省電力モードに移行すべきか判断するので、ＯＮＵ(2)がリクエストを送信しなくても、ＯＬＴ1は当該ＯＮＵ(2)を実質的な省電力状態に制御することができる。

・異なる省電力モードの選択

次に、省電力機能を備えた複数のＯＮＵ10に対して、ＯＮＵ10の特性に応じて異なる種類の省電力プロトコルを選択する処理について説明する。図５において、図４と同一の符号は同一又は相当の処理を示している。ＯＮＵ(1)はドーズモードに対応した省電力機能のみを持っており、ＯＮＵ(3)はドーズモードおよびスリープモードに対応した省電力機能を持っている。言い換えれば、ＯＮＵ(1)は送信器141のみ電源オフにできるが、ＯＮＵ(3)は送信器141および受信器142の電源を独立に制御することができる。

コンフィグレーションが終了し、通信が開始後に両ＯＮＵが省電力モードに移行可能な状況になったとする。例えば、ウェブブラウジングによる断続的かつ少量のデータ通信や小帯域の音声通信のみが発生した場合、また、IP電話のみが電源オンになっておりかつ待受け状態になっている場合などである。ＯＮＵ10はこれらのトラヒックの状況を送信バッファの監視や、接続機器の状態監視を行うことにより検知し、それぞれ予め定められた条件になったときに省電力モードへの移行を決定する。ＯＮＵ10は、例えば、移行の判断を、所定期間の上り、下りそれぞれのトラヒック総量や平均値がしきい値以下になった場合、接続機器の状態と移行可能な省電力モードの対比表等により行う（ステップＳ６ａ，Ｓ６ｂ）。

ＯＮＵ10はステップＳ６ｃにて、トラヒック状態等から決定した省電力モードが、ＯＬＴ1から許可された省電力モードに該当するかどうかを記憶装置にアクセスすることにより調べ、許可モードであればリクエスト(sleep_mode_req)をＯＬＴ1へ送信する。このとき、決定したモードが許可モードに該当しない場合には、ＯＮＵ10はモードを許可モードに該当するものに変更するか、リクエストの送信を抑制する。許可モードに該当しないリクエストを抑制することにより、無駄な帯域の消費と処理に係る電力を節約することができる。

ＯＬＴ1は各ＯＮＵ10からのリクエストを受信し、リクエストが許可できるか否か、或いは、ＯＮＵ10の属性情報に合わせた省電力モードを判断して（ステップＳ７ａ）、ＯＮＵ10に返送する。例えば、ＯＮＵ(3)からはドーズモードに移行したい旨のリクエストがあった場合でも、ＯＬＴ1が下り通信がないと判断した場合には、スリープモードに対応したＯＮＵ(3)には、スリープモードに移行するようにモードを変更して応答フレームを返すことができる。一方、ＯＮＵ(1)はドーズモードしか対応していないことが分かっているため、同様の状況であってもＯＬＴ1は、スリープモードへの変更は行わず、ＯＮＵ(1)からの要求どおり、ドーズモードを指示した応答フレームを返送する。

上述の処理により、以後ＯＮＵ(1)はドーズモードで動作し、ＯＮＵ(3)はスリープモードで動作する。
なお、ＯＮＵ10からのリクエストは省電力モードを指定しない形式で行うことも可能である。この場合ＯＬＴ1は、コンフィグレーションで得られたＯＮＵ10の対応情報や属性情報に基づき、省電力モードを選択してＯＮＵ10に通知する。

・省電力モード間のモード変更

次に、省電力モード間のモード変更について図６を用いて説明する。図６において、図２と同一の符号は同一または相当の処理を表わしている。なお、このプロトコルは一例であり、この発明は、図６に示された各種送信フレームやその名称、手順に限定されるものではない。

図６は、ＯＮＵ10がドーズモードからスリープモードに移行し、その後、再びドーズモードに移行する様子を示している。この複数の省電力モード間のモード変更は、図５のステップＳ６ａ〜Ｓ６cで説明したＯＮＵ10の判断に基づいて、ＯＮＵ10が自発的に実行することもあるが、ＯＬＴ1がモードの移行を指示することも可能である。以下、ＯＬＴ1がモードの移行を指示する場合を例として説明する。

期間P1で動作していたＯＮＵ10が、ドーズモードを指定してリクエスト(sleep_mode_req)を送信し、期間P2でドーズモードに移行する。ドーズモードに移行すると、ＯＮＵ10は受信器142の供給電力は維持する一方で送信器141の供給電力をカットし、消費電力を抑えた運転を開始する。図６において、ＴｘとＲｘはそれぞれ送信器141と受信器142の電源オン状態を示している（記載がない期間は電源オフ状態である）。

期間P2において、受信器142はオン状態であるため、ＯＬＴ1は下りデータを送信することが可能である。また、図示していないがＯＬＴ1は下りデータとともに、GrantもＯＮＵ10に与えている。ＯＮＵ10はGrantを受信しているが、送信データがない場合には送信器141に電力を供給せず、消費電力を抑える。

ステップＳ１０でＯＬＴ1からＯＮＵ10に送信していた下りトラヒックが無くなると、ＯＬＴ1が、送信バッファ4等の監視結果からこれを検知し、記憶装置に記憶されているステップＳ２のコンフィグレーションの結果を調べ、下り通信も省電力モードにするかどうかを判断する。下りトラヒックの終了検知は、例えば、一定期間の下りトラヒックが所定のしきい値以下になった否かによって行われる。

ＯＬＴ1がドーズモードからスリープモードへの変更を行うと判断した場合、ＯＬＴ1はスリープモード変更指示(sleep_mode_Ind)を変更するモード(SLEEP)を指定して、ＯＮＵ10へ送信する。この変更指示を受信したＯＮＵ10は、通常の省電力モードへの移行と同様にsleep_mode_reqを送信し、ＯＬＴ1からsleep_mode_ackが返信されたらドーズモードからスリープモードに省電力モードを切り替える。そして、ＯＮＵ10は、受信器142の供給電力をカットし、消費電力をさらに抑えた状態で動作する。

スリープモードでは、サイクリックスリープという一定または可変周期で電源オフとオンを繰り返す。どの期間、電源をオフにするかについてはSleep timeというパラメータによって指定される。Sleep timeはコンフィグレーションで決められたデフォルト値でもよいし、sleep_mode_ack(sleep_mode_req)で指定された値でもよい。例えば、sleep_mode_ack(sleep_mode_req)でSleep timeが指定されない場合には、ＯＮＵ10並びにＯＬＴ1はデフォルト値を使用する。

ＯＮＵ10は、Sleep timeに従って、一時的に送信器141および受信器142の電源をオンにし、ＯＬＴ1に対してスリープモードを継続するか否かを通知(sleep_mode_req)する。ＯＬＴ1は、sleep_mode_reqを受信することにより、当該ＯＮＵ10との間で回線障害が発生していないことを確認できる。また、ＯＬＴ1はsleep_mode_reqに対して、sleep_mode_ackを返信する。このとき、ＯＬＴ1は同時に少量の下りデータも送信することも可能である。また、ＯＬＴ1は送信バッファのデータ蓄積情報やその増減などに応じてSleep timeを調整し、ＯＮＵ10へsleep_mode_ackを送信することも可能（オプション機能）である。例えば、送信バッファのデータ蓄積量が増加した場合には、ＯＬＴ1はSleep timeを短く変更し、減少した／データがない状態が一定期間続いた場合には、Sleep timeを長く変更する。

次に、スリープモード中に下りトラヒックが発生若しくは増加した場合について説明する。送信バッファの監視によるトラヒックの状況変化や新しい通信の発生などを検出した場合、ＯＬＴ1はスリープモードを変更するか否かを判断し（ステップＳ１１）、変更する場合には、変更要求(sleep_mode_Ind)をＯＮＵ10に送信する。このとき、下りの通信のみトラヒックが増加すると判断した場合には、ＯＬＴ1はスリープモードからドーズモードへ変更するようにＯＮＵ10に指示してもよい。この指示は、スリープモードからフルサービスモード(Ｔｘ、Ｒｘともにオン状態)に移行する場合より、ＯＮＵ10によって消費される電力を低減することができるという効果をもたらす。

なお、ＯＬＴ1は変更要求(sleep_mode_Ind)に、Sleep timeを指定することも可能である。また、図６の例では、ドーズモードとスリープモードとの間のモード変更に、sleep_mode_Ind、sleep_mode_req、sleep_mode_ackの３つのメッセージを使用したが、図７に示すように、sleep_mode_Ind、sleep_mode_ackのメッセージでモード切り替えをするようにしてもよい。

実施の形態２．

図８は、この実施の形態２のＯＬＴ1におけるＰＯＮ制御部2の処理を説明するフローチャートである。実施の形態２のＰＯＮ制御部2は、実施の形態１の通信システムに適用可能なものであり、通信システム全体にかかる点については実施の形態１と同様である。

ＰＯＮ制御部2は、ＯＬＴ1等の親機に使用される制御装置であって、デジタルシグナルプロセッサ、汎用プロセッサとソフトウェアの組み合わせによって構成される。これらのプロセッサは、高集積のＩＣ(Integrated Circuit)によってチップ化され、光送受信器５等と信号線で結合し組み合わせることにより、ＯＬＴ1として機能する。

まず、ＰＯＮ制御部2は、光送受信器5を介してディスカバリを開始する。ディスカバリではＯＮＵ10のシリアル番号が得られるため、ＰＯＮ制御部2は、これに基づき内蔵または外部接続されている記憶装置にアクセスし、ＯＮＵ10を使用しているユーザを特定する。そして、ＰＯＮ制御部2はユーザとユーザが契約しているサービスの対応付けを行う（ステップＳ５０）。例えば、図１１はその対応付けの例を示しており、ＰＯＮ制御部2は、ＯＮＵのシリアル場号と、ユーザのＩＤ、およびユーザがビジネス用途として契約しているのか、一般家庭のユーザなどその他一般の契約なのか等のサービス情報を対応付けする。対応付けの情報は、サービス回線の種別に関する情報（IPTV,IP電話、その他インターネット）などの情報を持つ。これらのサービス回線は、その種別によって、上り下りそれぞれの保証帯域や許容遅延などのサービス要求条件(QoS)が異なる。

・コンフィグレーション

続いて、ＰＯＮ制御部2は、図２のステップＳ２に相当するＯＮＵ10のコンフィグレーションを開始する。ＰＯＮ制御部2は、各ＯＮＵ10へ省電力機能の対応情報(power_save_attr)を要求するために、要求メッセージ（Get_cmd）を生成し、各ＯＮＵ10へ送信する（ステップＳ５１）。このとき、ＰＯＮ制御部2は他のＯＮＵ10の属性情報を要求することもできる。ＯＮＵ10の属性情報は、例えばITU-T G.984.4 ONT management and control interfaceに規定されている情報であり、また、そのコンフィグレーション方法はこれと同様に実施することが可能である。また、それは、これから策定される次世代の規格XG-PONなどの同等規格と同様の情報や方法を使用して取得してもよい。

次に、ＰＯＮ制御部2は、送受信器5が各ＯＮＵiから受信した対応情報OCiをバッファ或いは送受信器5から取得し（ステップＳ５２）、ディスカバリで特定されたアクティブなＯＮＵ10のシリアル番号と対応情報OCiを送信したＯＮＵ10のシリアル番号を比較することにより省電力機能の対応情報OCiがないＯＮＵ10を省電力機能がないＯＮＵ10として特定する（ステップＳ５３）。なお、ＯＮＵ10がGet_rspメッセージを用いて省電力機能に対応しないことを示す対応情報OCiを送信した場合にも、ＰＯＮ制御部2はそのＯＮＵ10を省電力機能がないＯＮＵ10として特定する。

ＰＯＮ制御部2は、対応情報を例えば、図１１に示されるような形でＯＮＵ10に対応付けて内蔵記憶装置等に書き込む（ステップＳ５４）。ＰＯＮ制御部2が取得する対応情報には、省電力モードだけではなく、sleep time等の省電力機能に関する各種パラメータが含まれる。そのため、図１１には記載されていないがＰＯＮ制御部2はそれらの各種パラメータも同様に記憶装置に記録する。

次に、ＰＯＮ制御部2は図１１〜１５に示されるようなサービスデータベース（記憶装置）にアクセスし、Ｎ個のＯＮＵiそれぞれに許可する省電力モード、および省電力パラメータを決定する（ステップＳ５ｃ，Ｓ５ｄ）。この決定は例えば下記の方法によって実施できる。

ＰＯＮ制御部2はＯＮＵiに対応付けられたユーザ識別子(ＩＤ)に基づきユーザが契約しているサービスＩＤを記憶装置（図１１参照）から読み出し、サービスＩＤそれぞれについて禁止されている省電力モードFiを図１２および図１３のそれぞれの情報テーブルから特定する。このとき、ＯＮＵiに対する禁止モードは、どのようなアルゴリズムで決定されてもよいが、図１２および図１３のいずれかで「不可」となっている場合には、ＰＯＮ制御部2は当該省電力モードを禁止モードにセットする。

ＰＯＮ制御部2は、ＯＮＵi自身が持つ省電力モードを図１１の情報テーブルから特定し、ここで指定された省電力モードから、省電力モードFiを除くことにより許可する省電力モードAMiを決定する。許可する省電力モードAmiは記憶装置に記憶される。

次に、ＰＯＮ制御部2はSleep timeのデフォルト値DefPSTiを記憶装置に格納する（図１５）。デフォルト値DefPSTiは、上述の省電力機能に関するパラメータの１つであり、ＯＮＵ10から取得されたものである。ＰＯＮ制御部2は、省電力モードをサービスに基づき調整したように、このデフォルト値DefPSTiをサービスに応じて予め定められた規制値やデフォルト値を使って調整することもできる。例えば、ＯＮＵ10が通知して来たSleep timeのデフォルト値が過剰に長い場合には、上り通信の通信品質が落ちたり、下りトラヒックがＯＬＴ1の受信バッファの記憶領域を圧迫することになるため、ＰＯＮ制御部2はsleep timeを調整する。また、同様にＰＯＮ制御部2は最大スリープ時間MaxPSTiも記憶装置に格納する（図１４参照）。この最大sleep timeは、sleep timeを動的に調整する場合の規制値である。また、ＰＯＮ制御部2は、MaxPSTiをLOSi等の警報の判断条件として使用してもよい。

なお、ＯＬＴ1は、図１４、図１５のテーブルは、ＯＬＴ1が予め記憶していた表と、ＯＮＵ10との交渉の結果決めた表の２種類をそれぞれ記憶しておくとよい。

これら省電力モードについての許可モードAmi、デフォルトスリープ時間DefPSTi、および最大スリープ時間MaxPSTiを各ＯＮＵ10について決定すると、ＰＯＮ制御部2はこれらのパラメータをメッセージ(Set_cmd)を用いて各ＯＮＵ10に通知する。ＯＮＵ10は、Set_cmdを受信後、これらパラメータをＯＮＵ10の記憶装置に記録し、スリーププロトコルの制御に用いる。

・スリープモード制御

次に、ＰＯＮ制御部2によるスリープモードの制御について図９を用いて説明する。図９の[A]で示されるコネクタは、図８のコネクタ[A]で示されるフローの続きであることを示している。まず、ＰＯＮ制御部2はステップＳ６０〜Ｓ６８で、省電力モードにおける帯域割当て制御を行う。ＯＬＴ1は上り下りのトラヒック或いはＯＮＵ10の接続機器の状態を、ＯＬＴ1のバッファ3、4の状態やＯＮＵ10から送信されてくる情報等から検知する。この状態情報は、ステップＳ６８の帯域割当てやステップＳ６９の省電力モードへの移行判断に使用される。

次に、ＰＯＮ制御部2は、対象となるＯＮＵ10の現在の省電力モードを調べ、各モードに応じた帯域割当量の制限、Grantの付与の機会制限を行う（ステップＳ６１）。ＯＮＵ10が省電力モードではない状態(フルサービスモード)である場合には、ＰＯＮ制御部2は省電力モードであることによる帯域割当て制限を行わない。ドーズモードである場合には、ＰＯＮ制御部2は、上り通信の割当帯域制限Biを予め定められた値、若しくは、サービスに応じて定められた値に制限する（ステップＳ６２）。そのモードがスリープモードである場合には、ＰＯＮ制御部2はステップＳ６２と同様にBiをセットし（ステップＳ６３）、Grantの機会も帯域更新周期のｍ回に１回というように制限する（ステップＳ６４）。

例えば、ステップＳ６８で当該帯域更新周期の送信機会を割当てないためのフラグとしてグラントスキップフラグGSiを設定し、ＰＯＮ制御部2はこのフラグがセットされている場合にはその周期では送信機会を当該ＯＮＵiに与えない。ステップＳ６４ではＰＯＮ制御部2はｍ回に(ｍ−１)回フラグGSiをセットすることにより、ｍ回の帯域送信周期に１回の送信機会を当該ＯＮＵ10に与える。また、疑似ドーズモードの場合にも、ＯＬＴ1はステップＳ６５、Ｓ６６において、ステップＳ６３、Ｓ６４と同様の処理を実行する。

なお、上述の省電力モードに応じた帯域割当方法は、一例であり、ＰＯＮ制御部2は、必要に応じて各モードでの帯域を制限／不制限、送信機会の制限／不制限を設定することができる。例えば、ＰＯＮ制御部2はドーズモードでもGrantおよびアップリンクのデータ送信の機会を制限することもできるし、スリープモードのＯＮＵ10に対してグラントスキップを行わず、毎回Grantを与えるようにすることもできる。また、帯域制限も任意であり、例えば、割当帯域制限Biをあえて設定しなくとも、ＯＮＵ10からの上りトラヒックの状態や、或いは帯域割当要求の値が少ないことでステップＳ６８の動的帯域割当てによる割当量が相対的に他のＯＮＵ10よりも少なくなるため、ＰＯＮ制御部2は省電力モードのＯＮＵ10とそうでないＯＮＵ10を区別せずに、帯域割当てをすることも可能である。

全てＯＮＵ10について上述の処理が終了すると、ＰＯＮ制御部2は各ＯＮＵ10に帯域を割当てる。このとき、上述のグラントスキップフラグGSiおよび割当帯域制限Biが使用される。まず、ＰＯＮ制御部2はグラントスキップフラグGSiがセットされているＯＮＵiを次周期の帯域割当対象から外す、次にTraffic monitoring DBA(Dynamic Bandwidth Allocation)、status report DBAまたはこれらの組み合わせを用いて各ＯＮＵ10に帯域を割当てる。このとき、ＰＯＮ制御部2は割当帯域制限Biを超える帯域を省電力モードのＯＮＵiに与えない。なお、帯域割当が終了すると、ＰＯＮ制御部2は各GSi,Biをリセットする。

続いて、ＰＯＮ制御部2は省電力機能に非対応のＯＮＵ10に対して、上りトラヒックの状態に基づき省電力モード（疑似ドーズモード）に移行するか否か／省電力モードを継続するか否かを判断する。例えば、一定期間のトラヒックが所定のしきい値を下回る場合には、ＰＯＮ制御部2は当該ＯＮＵ10を省電力モードに移行させる。なお、ＰＯＮ制御部2は、タイマーに基づき特定時間帯にＯＮＵ10を省電力モードで動作させることもできる。

ステップＳ７０でＰＯＮ制御部2は、光送受信器5が受信したリクエスト(sleep_mode_req)とこのリクエストに対する許可信号であるsleep_mode_ackの送信の処理を行う。sleep_mode_reqの処理の詳細については、図１０を用いて後述する。

次に、ＰＯＮ制御部2は、ステップＳ７１〜Ｓ７８でＯＬＴ1による省電力モードの変更指示制御を行う。この制御により、ＯＬＴ1は、配下のＯＮＵ10を省電力モードからフルサービスモードに移行させたり、ある省電力モードから他の省電力モードに移行させたりすることができ、通信システムとしてより効率的な消費電力低減が可能となり、また、通信品質を向上することも可能となる。

ＰＯＮ制御部2は当該ＯＮＵiがスリープモード中であるかを記憶装置を調べて検出する。それがスリープモードでない場合には、ステップＳ７３でＰＯＮ制御部2はスリープモードの開始要因がないかをチェックする。開始要因がないと判断した場合にはＰＯＮ制御部2はステップＳ７８の処理に移り、次のＯＮＵiについて同様のことを繰り返す。

一方、ダウンリンクでトラヒックが減少した、或いは、アップリンクでトラヒックが減少したなどの場合には、ＰＯＮ制御部2はそれぞれステップＳ７４、Ｓ７５の処理に移行し、ＯＮＵ10を省電力モードに移行させるためにsleep_mode_Indを送信する準備を行う。

ダウンリンクの状況で（フルサービスモード若しくはドーズモードから）スリープモードに移行する場合には、ＰＯＮ制御部2は省電力モードとしてSLEEPを指定する。なお、アップリンクの通信が続いている場合には、スリープは選択されない。また、アップリンクの状況で省電力モードに移行する場合には、ＰＯＮ制御部2は省電力モードとしてDOZEを指定する。

ステップＳ７２で当該ＯＮＵiがスリープモード中であると判断した場合には、ＰＯＮ制御部2は、スリープモードの中断要因を検出する（ステップＳ７６）。中断要因がない場合にはＰＯＮ制御部2はスリープモードを継続して次のＯＮＵ10の処理に移る、一方中断要因がアップリンクである場合には、省電力モードを中止してフルサービスモードに移行するために、WACKUPを指定してsleep_mode_Indを送信する準備を行う（ステップＳ７７）。また、中断要因がダウンリンクである場合には、スリープモードからドーズモードにＯＮＵ10を移行させるために、ＰＯＮ制御部2は、モードとしてWACKUPを指定してsleep_mode_Indを送信する準備を行う（ステップＳ７７）。なお、図ではドーズモードからの他のモードへの変更について記載していないが、ドーズモード等それぞれの省電力モードから他の省電力モードへの遷移、その逆、ドーズモードの開始と中断について同様に規定することが可能である。

スリープの開始要因、中断要因は、消費電力を抑えつつ必要な通信品質を保てる基準であればどのようなものでもよい。例えば、一定期間のトラヒック量、バッファに蓄積されたデータ量、ＯＮＵ10に接続された接続機器のオンオフ情報、または新たなサービスの開始などが基準となる。

以上の処理が終了すると、ＰＯＮ制御部2は帯域割当ての結果やsleep_mode_ack,sleep_mode_Ind等の制御メッセージを格納したフレームを生成し、ＯＮＵ10に送信する（ステップＳ７９）。このとき、フレームは下りデータを制御メッセージと一緒に保持することも可能である。

ＰＯＮ制御部2は、次に、ディスカバリが必要なタイミングであるかを判断し（ステップＳ８０）、必要であるならば図８のステップＳ１の処理に移行し（コネクタ[B]参照）、ディスカバリが必要でなければ、ステップＳ６０に戻り、次の帯域更新周期の送信制御に移る。

・リクエスト(sleep_mode_req)の処理

図１０はＰＯＮ制御部2によるリクエスト(sleep_mode_req)の処理の一例を示す。ＰＯＮ制御部2は、ＯＮＵ10からsleep_mode_reqを受信すると、ＯＮＵ10からの要求を許可するか或いは変更するかを判断して、その結果をsleep_mode_rspメッセージで返送する。図１０はこの処理を示すものである。

ステップＳ９１でＰＯＮ制御部2は、sleep_mode_reqにパラメータとして指定された省電力モードが、当該ＯＮＵiの許可モードAMiに含まれているかを記憶装置にアクセスすることによって調べる。ここで省電力モードが指定されていない場合には、ＰＯＮ制御部2は省電力モードを図２のステップＳ２等のコンフィグレーションによって事前に定められた省電力モードのデフォルト値にセットする（ステップＳ９２）。一方、指定されたモードが許可モードAMiにない場合には、ＰＯＮ制御部2はこれを許可モードに修正するか、省電力モードへの移行に対する拒否情報をセットする（ステップＳ９３）。なお、ＰＯＮ制御部2がＯＮＵ10から指定された省電力モードを変更する場合には、通信品質に支障をきたさないようにしなければならない。

上述の処理が終了若しくは指定されたモードが許可モードAmiであった場合には、ＰＯＮ制御部2は、次のステップＳ９４の処理に移る。このステップにおいて、ＰＯＮ制御部2はsleep_mode_reqにパラメータとして指定されたsleep timeが、当該ＯＮＵiに設定された最大スリープ時間内MaxPSTiであるかを記憶装置にアクセスすることによって調べる（ステップＳ９４）。ここでsleep timeが指定されていない場合には、ＰＯＮ制御部2は図２のステップＳ２等のコンフィグレーションによって事前に定められたsleep timeのデフォルト値DefPSTiをsleep timeにセットする（ステップＳ９５）。一方、指定されたsleep timeがMaxPSTiより大きい場合には、ＰＯＮ制御部2はこれをMaxPSTiに修正するか、省電力モードへの移行に対する拒否情報をセットする（ステップＳ９６）。

上述の処理が終了若しくはsleep time≦MaxPSTiであった場合には、ＰＯＮ制御部2は、対応ＯＮＵの省電力モードの情報として省電力モード情報PSiを記憶装置に記録し、同時に、図９のステップＳ６４、Ｓ６６、Ｓ６８のGrantのタイミングや、省電力中の警報抑止のための基準となるタイマPSTiにsleep timeをセットする。

この処理が終了すると、ＰＯＮ制御部2は受信した全てのsleep_mode_reqについて、上述の処理を繰り返す。

以上、この発明の実施の形態について説明した。この発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の主旨に包含されるかぎりどのような変形が行われてもよい。例えば、この通信方法が適用される通信システムは、ＰＯＮシステムである必要はなく。アクティブ素子を用いた光通信システムにも適用することができる。また、光通信に限らず、端末間を電気信号を用いて通信する通信システムに適用することも可能である。

また、上述の実施の形態では、ＯＬＴ1がＯＮＵ10の機能または提供サービスを考慮して、省電力モードへの移行や条件（パラメータ）をＯＮＵ10に指示することにより、通信システム上の省電力機能をＯＬＴ1がコントロールすることが可能である。この機能に関し、省電力機能の対応情報に基づいて、ＯＬＴ1が送信許可信号を送信するか否かは選択的事項である。

省電力モードとして、ドーズモード、スリープモード、疑似ドーズモードを例示したが、省電力モードやそのプロトコルはこれらに限定されるものではない。また、ドーズモードをスリープモード１、上述のスリープモードをスリープモード２という名称にし、対応するmodeパラメータも、”１”はスリープモード１、”２”はスリープモード２というように符号化してもよい。

省電力プロトコルの例として、ドーズモードに移行する際、ＯＮＵ10はリクエストをＯＬＴ1に送信し、ＯＬＴ1から応答があった場合に、ＯＮＵ10がドーズモードに移行するという省電力プロトコルを説明したが、他の省電力プロトコルを用いて、省電力状態を制御することも可能である。例えば、ＯＬＴ1とそのＰＯＮ制御部2は、当該ＯＮＵ10がドーズモードをサポートしているＯＮＵ10であることを省電力機能の対応情報で判断し、もし、割当てた帯域でＯＮＵ10がIdle frame等の応答信号を返してこなかった場合、ＯＬＴ1はＯＮＵ10がドーズモードに移行したと判断して、以降、ドーズモードのプロトコルでＯＮＵ10と通信することも可能である。

この発明は、省電力化が必要な通信方法、通信システムに適している。

１ ＯＬＴ
２ ＰＯＮ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
１０−１〜１０−３ ＯＮＵ
１１ ＰＯＮ制御部
２０−１，２０−２ 端末
３０ 加入者線
４０ スプリッタ
５１，１４２，１６１−１，１６１−２ Ｒｘ
５２，１４１，１６２−１，１６２−２ Ｔｘ

Claims (23)

1. 複数の利用者側光回線終端装置(以下、ＯＮＵという)を共通の光ファイバを用いて局側光回線終端装置(以下、ＯＬＴという)に接続する通信システムであって、
   前記ＯＮＵは、前記光ファイバに接続され、送信機能を一時停止する省電力モードに移行することにより消費電力を低減可能な光送受信器と、この光送受信器を介して前記ＯＮＵが実行可能な省電力モードに関する第１の情報を前記ＯＬＴに送信するともに、前記省電力モードの許可または不許可を表わす第２の情報を記憶し、この第２の情報に基づき前記省電力モードの実行を抑制する制御装置と、を備え、
   前記ＯＬＴは、前記光ファイバに接続された光送受信器と、この光送受信器を介して前記ＯＮＵから前記実行可能な省電力モードに関する第１の情報を取得するとともに、前記省電力モードの許可または不許可を表わす第２の情報の書き込み命令を前記ＯＮＵへ送信することにより前記ＯＮＵに前記第２の情報を書き換えさせる制御装置と、を備えたことを特徴とする通信システム。
2. 前記第２の情報は、受信機能を使用しながら送信機能を一時停止する省電力モードであるドーズモード、並びに、受信機能および送信機能を一時停止する省電力モードであるスリープモードそれぞれに対する許可または不許可を表わす情報を含むことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 前記第１の情報は、受信機能を使用しながら送信機能を一時停止する省電力モードであるドーズモード、並びに、受信機能および送信機能を一時停止する省電力モードであるスリープモードそれぞれに対する実行可否の能力を表わす能力情報を含むことを特徴とする請求項１または２記載の通信システム。
4. 前記ＯＬＴの制御装置は、前記ドーズモードおよびスリープモードのいずれについても実行能力がないＯＮＵへの通信に対して、上り通信の送信頻度の少ない省電力プロトコルを適用することにより当該ＯＮＵを省電力モードで動作させることを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
5. 前記ＯＬＴの制御装置は、前記ＯＮＵの上り通信の送信状況を監視することにより前記ＯＮＵを前記省電力モードへ移行させることを決定し、当該ＯＮＵが前記ドーズモードおよびスリープモードのいずれについても実行能力がないＯＮＵである場合には、送信許可信号の送信間隔を長く変更し、前記送信許可信号に対する応答信号の送信に係る消費電力を低減することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
6. 前記ＯＬＴの制御装置は、前記ＯＮＵが実行可能な省電力モードに関する第１の情報に基づき、前記ドーズモードおよびスリープモードのいずれについても実行能力がないＯＮＵの前記送信許可信号の送信間隔を、前記ドーズモードで動作中のＯＮＵに対する前記送信許可信号の送信間隔よりも長い間隔に制御することを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
7. 前記ＯＬＴの制御装置は、前記ＯＮＵに対する通信サービスの種類に応じて、前記ドーズモードまたは前記スリープモードへの移行の可否を判断することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の通信システム。
8. 前記ＯＬＴの制御装置は、前記ＯＮＵが実行可能な省電力モードに関する第１の情報に基づいて前記ドーズモードから前記スリープモードへの移行を前記ＯＮＵに指示することを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の通信システム。
9. 前記ＯＬＴの制御装置は、下り通信のトラヒックに基づき前記ドーズモードからスリープモードへの移行を決定することを特徴とする請求項８に記載の通信システム。
10. 前記ＯＬＴの制御装置は、前記ＯＮＵ若しくは利用者に対する通信サービスの種類に応じて、前記省電力モードの許可または不許可を表わす第２の情報を前記ＯＮＵに事前通知することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信システム。
11. 複数の利用者側光回線終端装置を共通の光ファイバを用いて局側光回線終端装置に接続する光通信システムの局側光回線終端装置であって、
    前記光ファイバに接続される光送受信器と、
    この光送受信器を介して、前記利用者側光回線終端装置から前記利用者側光回線終端装置が実行可能な省電力モードを表わす能力情報を受信し、前記利用者側光回線終端装置に記憶され前記利用者側光回線終端装置が前記省電力モードの実行可否を判断するための制御情報に対する書き込み命令を送信することにより、前記利用者側光回線終端装置に前記制御情報を書き換えさせる制御装置と、を備えたことを特徴とする局側光回線終端装置。
12. 前記制御情報は、前記利用者側光回線終端装置の光送受信器の受信機能を動作させながら送信機能を一時停止させる省電力モードであるドーズモード、並びに、前記受信機能および前記送信機能を一時停止させる省電力モードであるサイクリックスリープモード、それぞれに対して許可または不許可を表わす情報を含むことを特徴とする請求項１１記載の局側光回線終端装置。
13. 前記制御装置は、前記利用者側光回線終端装置との通信のサービス種別に基づき、前記制御情報を決定することを特徴とする請求項１２に記載の局側光回線終端装置。
14. 前記制御装置は、前記利用者側光回線終端装置との通信の前記サービス種別に基づき前記利用者側光回線終端装置に対する前記制御情報を決定することを特徴とする請求項１３に記載の局側光回線終端装置。
15. 複数の利用者側光回線終端装置を共通の光ファイバを用いて局側光回線終端装置に接続する光通信システムの利用者側光回線終端装置であって、
    前記光ファイバに接続され、受信を継続しながら送信を停止する省電力モードに移行することが可能な光送受信器と、
    この光送受信器を介して前記光送受信器を用いて実行可能な前記省電力モードを示す能力情報を前記局側光回線終端装置に送信し、前記局側光回線終端装置から事前に受信した前記省電力モードの許可または不許可を表わす制御情報に基づき、前記光送受信器の省電力モードへの移行を制御する制御装置と、
    を備えた利用者側光回線線終端装置。
16. 前記制御情報は、受信を継続しながら送信を一時停止する省電力モードであるドーズモード、並びに、受信および送信を一時停止する省電力モードであるサイクリックスリープモード、それぞれに対する許可または不許可を表わす情報を含むことを特徴する請求項１５に記載の利用者側光回線線終端装置。
17. 管理制御インタフェースを用いたコンフィグレーション処理によって前記制御情報を予め前記局側光回線終端装置から取得し、前記省電力モードに移行する場合には、前記制御情報に基づいて許可された省電力モードの中から使用する省電力モードを選択し、選択した省電力モードを前記局側光回線終端装置へ通知することを特徴とする請求項１６に記載の利用者側光回線線終端装置。
18. 子局装置が親局装置に通信回線で接続された通信システムの通信方法であって、
    前記親局装置が管理制御インタフェースを用いて前記子局装置が備える省電力機能について検出するとともに、前記省電力機能の許可または不許可を表わす制御情報を前記子局装置に対して送信し、前記子局装置に前記制御情報を記憶させるコンフィグレーションステップと、
    前記子局装置が省電力状態へ移行することが可能となった場合に、前記子局装置が前記制御情報に基づき前記省電力状態への移行の可否を判断するステップと、
    を備え、
    前記制御情報は、受信を継続しながら送信を一時停止するドーズモード、並びに、受信および送信を一時停止するサイクリックスリープモードそれぞれに対して許可または不許可を指定する情報を含むことを特徴とする通信方法。
19. 前記子局装置は、前記ドーズモードまたは前記サイクリックスリープモードに移行する際に、前記制御情報に基づき、当該モードが許可されている場合には当該モードの省電力機能を動作させ、当該モードが許可されていない場合には、当該モードの省電力機能を抑制させることを特徴とする請求項１８に記載の通信方法。
20. 子局装置に光ファイバを用いて接続され、光送受信器を介して前記子局装置と通信する親局装置の制御装置であって、
    前記子局装置から前記子局装置が備える省電力機能を示す能力情報を取得し、
    前記子局装置に記憶された制御情報であって、受信を継続しながら送信を一時停止する省電力モードであるドーズモード、並びに、受信および送信を一時停止する省電力モードであるサイクリックスリープモードそれぞれに対する許可または不許可を表わす情報、に対する書き込み命令を前記子局装置へ送信することを特徴とする制御装置。
21. 前記ドーズモードに移行した前記子局装置に対し、送信の一時停止期間中に上り信号の送信帯域を割当てることを特徴とする請求項２０に記載の制御装置。
22. 光ファイバを用いて親局装置と接続され、光送受信器を用いて前記親局装置と通信する子局装置の制御装置であって、
    前記子局装置が備える省電力機能を示す能力情報を前記光送受信器を介して前記親局装置へ送信し、
    前記光送受信器を介して前記親局装置から事前に受信した前記省電力機能に関する情報であって、受信を継続しながら送信を一時停止する省電力モードであるドーズモード、並びに、受信および送信を一時停止する省電力モードであるサイクリックスリープモードそれぞれに対する許可または不許可を表わす制御情報に基づき、前記光送受信器の省電力モードへの移行を制御することを特徴とする制御装置。
23. 前記子局装置に対する管理制御インタフェースを用いたコンフィグレーション処理によって前記制御情報を予め前記親局装置から取得し、前記省電力モードに移行する場合には、前記制御情報に基づいて、許可された省電力モードの中から使用する省電力モードを選択し、選択した省電力モードを前記親局装置へ通知することを特徴とする請求項２２記載の制御装置。

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