JP5226901B2 - 光通信システムの通信方法、光通信システム、子局装置、制御装置並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の端末が共通の回線で接続された光通信システムの通信方法、光通信システム、子局装置、制御装置並びにプログラムに関するものである。

ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムでは、ＯＮＵ（Optical Network Unit：利用者側光回線終端装置）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（Optical Line Terminal：局側光回線終端装置）とＯＮＵとが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に各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、例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、一定時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、ＯＬＴ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、ＯＬＴは未接続のＯＮＵを発見するディスカバリー処理を再度行う必要があり、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。

この発明の光通信システムの通信方法は、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)に接続する光通信システムの通信方法であって、非登録状態の前記ＯＮＵが前記ＯＬＴに登録されるまで待機するステップと、前記ＯＬＴが前記光ファイバを介して接続された前記非登録状態のＯＮＵを発見し登録状態の前記ＯＮＵとして登録するディスカバリステップと、同期信号を受信した前記ＯＮＵが、前記同期信号と自装置の時刻とを比較することにより同期ずれを監視し、前記同期ずれを検出した場合には前記非登録状態に戻って送信を停止する通信ステップと、前記ＯＮＵが前記通信ステップ中に通信リンクを維持しながら送信器または受信器への電力供給を所定の休止期間、停止または低減させる省電力制御を断続的に実行する省電力ステップと、を備え、前記休止期間後において、前記ＯＮＵは前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を一時的に抑制するものである。

この発明の子局装置は、送信器、受信器、並びにこれら送信器および受信器のうち少なくとも一つの電力消費を所定のスリープ期間に停止または低下させるスリープモードを制御する制御装置を備えた子局装置であって、前記制御装置は、親局装置から受信したＭＰＣＰＤＵ(Multi-Point Control Protocol Data Unit)のタイムスタンプと自装置で計測したローカルタイムとの差異を検出し、この差異が予め定められた値を超えた場合にタイムスタンプ・ドリフト・エラーを検出し前記親局装置による論理リンクの再設定を待つ非登録状態に移行し、前記スリープモードにおける前記スリープ期間後に送受信を再開する場合には、前記タイムスタンプ・ドリフト・エラーによる前記非登録状態への移行を一時的に抑制するものである。

この発明の光通信システムは、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)に接続する光通信システムであって、前記ＯＬＴは、登録状態の前記ＯＮＵに同期信号を送信するとともに、
前記ＯＮＵは、送信器、受信器、前記ＯＮＵが通信リンクを維持しながら前記送信器または前記受信器への電力供給を所定の休止期間、停止または低減させる省電力制御を断続的に繰り返す省電力制御部、受信した前記同期信号と自装置の時刻とを比較することにより同期ずれを監視する監視部、および前記監視部が前記同期ずれを検出した場合には前記登録状態から非登録状態へ移行する、一方、前記省電力制御の休止期間後においては前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制する制御部を備えたものである。

この発明の制御装置は、光ファイバを用いて局側光回線終端装置(以下、ＯＬＴという)に接続する利用者側光回線終端装置(以下、ＯＮＵという)の制御装置であって、前記ＯＮＵが通信リンクを維持しながら前記送信器または前記受信器への電力供給を所定の休止期間、停止または低減させる省電力制御を断続的に繰り返す省電力制御部、前記ＯＬＴから受信した同期信号と自装置の時刻とを比較することにより同期ずれを監視する監視部、および前記監視部が前記同期ずれを検出した場合には登録状態から非登録状態へ移行する、一方、前記省電力制御の休止期間後においては前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制する制御部を備えたものである。

この発明のプログラムは、送信器、受信器、並びにこれら送信器および受信器のうち少なくとも一つの電力消費を断続的に停止または低下させるスリープ制御を子局装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、前記受信器により親局装置から受信したＭＰＣＰＤＵ(Multi-PointControl Protocol Data Unit)のタイムスタンプと前記子局装置で計測したローカルタイムとの差異を検出するステップと、この差異が予め定められた値を超えた場合にタイムスタンプ・ドリフト・エラーを検出し、前記送信器による送信を停止して前記親局装置による論理リンクの再設定を待つ非登録状態に移行するステップと、前記スリープ制御から復帰して前記送信器、および前記受信器に給電するステップと、前記スリープ制御におけるスリープ期間後の期間は、前記タイムスタンプ・ドリフト・エラーによる前記非登録状態への移行を一時的に抑制するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムである。

本発明にかかる光通信システムの通信方法、光通信システム、子局装置、制御装置、並びにプログラムは、断続的な通信によるパワーセーブ動作において通信効率を向上させることができる。

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を示す構成図である。 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における信号フォーマットを示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１における子局装置の通信制御を示すフローチャートである。 図６は、本発明の実施の形態２における通信方法を示すシーケンス図である。 図７は、本発明の実施の形態２における帯域割当信号のフォーマットを示す図である。 図８は、本発明の実施の形態２におけるスリープ許可信号のフォーマットを示す図である。 図９は、本発明の実施の形態２における肯定応答信号のフォーマットを示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態における制御装置を示す構成図である。 図１１は、本発明の実施の形態２における子局装置の通信制御を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の実施の形態３における通信方法を示すシーケンス図である。 図１３は、本発明の実施の形態３におけるスリープ許可信号のフォーマットを示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態３における子局装置の通信制御を示すフローチャートである。 図１５は、本発明の実施の形態４における通信方法を示すシーケンス図である。 図１６は、本発明の実施の形態４における通信方法を示すシーケンス図である。 図１７は、本発明の実施の形態４における子局装置の通信制御を示すフローチャートである。

実施の形態１．
・ハードウェア構成

図１は、本発明の通信システムの実施の形態を示しており、通信システムの一例としてＰＯＮシステムを示している。図１に示すように、この通信システムは、親局装置であるＯＬＴ1と、子局装置であるＯＮＵ10-1〜10-3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に接続される加入者線30をＯＮＵ10-1〜10-3の個数に分岐する。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（制御装置）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。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、図１においてＯＮＵ10-1に接続される端末は2台であるが、端末の数はこれに限らず、何台でもよい。そして、ＯＮＵ10-1は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、例えば、「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う。そして光信号は、加入者線30経由でＯＮＵ10-1〜10-3へ送信される。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は光送受信器5へ出力される。この制御メッセージは下りデータと同様にＯＮＵ10-1〜10-3へ送信される。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、接続された端末20-1，20-2へこの下りデータを送信する。

一方、ＯＮＵ10-1〜10-3が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。

一方、ＯＬＴ1が制御メッセージを送信すると、ＯＮＵ10-1〜10-3のＰＯＮ制御部11は、このメッセージを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。

・パワーセーブ動作
次に、図２を参照して、起動したＯＮＵ10-1〜10-3（以下１つのＯＮＵを特定しないときはＯＮＵ10と記す）の通信開始処理、パワーセーブ動作、及びエラー検出処理を説明する。

(S1-2) 非登録状態
新たにＯＮＵ10が回線30に接続された場合、あるいは、本体電源が供給されＯＮＵ10が新たに起動した場合(ステップＳ１)、そのＯＮＵ10は送受信器14による受信を行い、ＯＬＴ1から送信許可が得られるまで送信を行わずに待機する（ステップＳ２）。このとき、ＯＮＵ10はＯＬＴ1に通信相手として登録されておらず、ＬＬＩＤ（Logical Link Identification）などの通信に必要な通信パラメータを保有していない。また、未登録状態であるため、ＯＮＵ10には論理リンクが設定されておらず、上り通信における時分割多重アクセスの送信帯域が割当てられない。

(S3-4) 初期化状態(Discovery)
未登録状態のＯＮＵ10が通常のデータ通信を開始するためには、ディスカバリー処理によって、ＯＬＴ1に発見、登録されなければならない。ＯＬＴ1は、未登録状態のＯＮＵ10を発見するため、定期或いは不定期にこのディスカバリー処理を実行する。まず、ＯＬＴ1はディスカバリーゲート(Discovery GATE)をマルチキャスト送信する。このディスカバリーゲートには、上りリンクの共通送信帯域（ディスカバリウィンドウと呼ばれる）が記載されており、ＯＮＵ10はこの共通送信帯域を使用して、自装置の識別情報（送信元アドレス）を記録した登録要求(REGISTER_REQ)を送信する。登録要求を受け取るとＯＬＴ1は、送信元のＯＮＵ10に論理リンクを割当て、ＬＬＩＤ等の通信パラメータを登録信号(REGISTER)に挿入して送信する。さらに、ＯＬＴ1はＯＮＵ10に個別の送信帯域を割当てるために帯域割当信号(GATE)を送信する。登録信号を受信したＯＮＵ10は、通信パラメータを記憶し、割当てられた帯域とＬＬＩＤを用いて肯定応答信号(REGISTER_ACK)をＯＬＴ1へ送信するとともに登録状態に移行する（ステップＳ４）。

(S5-6) 登録状態
ＯＬＴ1は肯定応答信号(REGISTER_ACK)を受け取ると、当該ＯＮＵ10を登録状態のＯＮＵ10のリストに追加する。ＯＬＴ1は、帯域更新周期と呼ばれる短い周期ごとに登録状態のＯＮＵ10-1〜10-3に送信帯域を割当て、この送信帯域を帯域割当信号(GATEあるいはNormal GATE)を用いて各ＯＮＵ10に通知する。送信帯域の割当ては、各ＯＮＵ10からの送信帯域要求(REPORT)から得た、上りトラヒックの状態あるいは要求に基づいて決められる。ＯＬＴ1は、宛先情報とＬＬＩＤを指定して下り信号(data)を送信するとともに、先に各ＯＮＵ10に割当てた帯域で上り信号を受信して、データの送受信を行う。このようなGATE,REPORT,及びdataの送受信は帯域更新周期で繰り返される。

ＯＮＵ10との通信量が減少した場合や、深夜等の特定の時間帯、停電や電力需要のひっ迫など消費電力を低減させたい場合（この発明において、省電力移行理由についてはこれらに限定されない）、ＯＬＴ1は省電力状態への移行を全ＯＮＵ10あるいは個別のＯＮＵ10に対して決定し（ステップＳ６）、省電力状態での通信を開始する。なお、省電力状態での通信については図３を参照して後述する。省電力状態では、ＯＮＵ10は一時的に送信または受信を制限することによって、送信器または受信器で消費される電力を低減させる。一方で、ＯＮＵ10は非登録状態に移行せず、間欠的な通信を継続することによってＯＬＴ1との通信リンクを維持することができ、また、低送信レートでの送受信を継続することができる。

登録状態においては、ＯＬＴ1及びＯＮＵ10の双方は送受信中の通信障害を常に監視している（ステップＳ７）。エラーを検出した場合、ＯＮＵ10は論理リンクの再設定を行うために登録状態から非登録状態に移行し、設定された通信パラメータを用いた送信を停止する（ステップＳ８）。非登録状態に移行したＯＮＵ10は、上述ステップＳ２で説明したようにＯＬＴ1による登録待ち状態に戻る（ステップＳ９）。

エラーにはウォッチドッグタイマーによるＬＯＳ(Loss of Signal)や、同期ずれエラーなどがある。時分割多重接続を行う場合、各ＯＮＵ10が送信する信号の送信タイミングが正確に守られていないと、上り信号同士が衝突し、ＯＬＴ1は正常に信号を受信することができなくなる。そのため、ＯＬＴ1は、各ＯＮＵ10と時刻を共有し、同期信号を頻繁に送信することにより、ＯＮＵ10が保有するローカルタイムを自装置の時刻に同期させる。同期ずれエラーは、ＯＮＵ10が受信した受信した時刻情報とＯＮＵ10が計測しているローカルタイムとの差が所定のしきい値以上になった場合、出力されるエラーである。同期ずれエラーを検出し非登録状態に戻ることにより、ＯＮＵ10は上り信号の衝突等の問題を未然に防止し、通信システム全体の安定性を確保する。

以上、通信プロトコルの概要について説明したが、次に省電力状態における通信と同期ずれ検出の詳細について図３を用いて説明する。

・省電力状態の通信(スリープモード)
図３は登録状態のＯＮＵ10とＯＬＴ1との間の下り通信のシーケンスを示している（図３において上り通信のシーケンスは省略されている）。通常の通信状態において、ＯＬＴ1は、割当てた送信帯域および同期のための時刻情報t1（同期情報に相当する）を帯域割当信号(GATE)に挿入し、これをＯＮＵ10に送信する(d1)。ＯＮＵ10は、GATEを受信すると受信信号から時刻情報t1を抽出し、自装置が計測している時刻との差異を検出する(C1)。この差異が予め定められたしきい値以上である場合、ＯＮＵ10は前述の同期ずれエラーを検出して、非登録状態に移行する。差異が予め定められたしきい値未満である場合には、ＯＮＵ10は時刻情報t1に自装置の時刻を同期させる(Sy1)。この同期により、ＯＮＵ10はより正確な時刻で上り信号の送信を行うことができる。ＯＬＴ1とＯＮＵ10は帯域更新周期ごとに同様の処理を繰り返し(d2,C2,Sy2)、常に同期を取りながら送受信を行う。なお、この図３においてCnは同期ずれ監視を表わし、Synは同期処理を表わしている(nは正整数)。

ＯＬＴ1は帯域更新周期毎、または、所定のタイミングでＯＮＵ10に省電力状態への移行を許可するかを判断する（ステップＳ６）。許可する場合、ＯＬＴ1は省電力許可信号をＯＮＵ10へ送信する(d3)。このとき、GATEも送信される。省電力許可信号を受信したＯＮＵ10は、無条件であるいは省電力状態移行についての自己の判断に基づき、省電力状態に移行する。例えば、ＯＮＵ10は、伝送レートの低減や遅延の発生が許容できるかをトラヒックの状態や、リンクのサービス内容、端末20-1,20-2の運転状態に基づいて、判断することができる。

図４に省電力許可信号のフォーマットの一例を示す。この信号は、宛先情報等の制御情報が記載されたヘッダーと、省電力許可信号を示す命令コード、ＯＮＵ10に許容するスリープ期間等の情報を持っている。Pad/Reservedは、信号の長さを調整するためにフレームの余った領域に記載されるダミーデータであり、FCS(Frame Check Sequence)は信号の誤りを検出するためのデータである。省電力許可信号は、例えば、IEEE 802.3avの拡張OAM(Operation Administration and Maintenance)メッセージが使われ、MAC(Media Access Control)フレームに格納されて伝送される。また、拡張OAMの代わりに、拡張MPCP(Multi-Point Control Protocol)メッセージを用いて省電力許可信号を作成することもでき、省電力許可信号の信号の形式、種類は特定のものに限定されない。

省電力状態に移行すると、ＯＮＵ10は、送信処理および／または受信処理の消費電力を零にまたは低減する制御を行う。消費電力の制御には、下記の例示のような制御がある。

[1]消費電力の制御(省電力制御)の例示
(a)送信器141および／または受信器142の供給電力を遮断あるいは低減する
(b)送信バッファ12および／または受信バッファ13への電力供給停止や動作周波数の低減
(c)PON制御部11の動作周波数の低減、
(d)発光素子などのＯＮＵ10が保有する一部の電子部品の機能停止
これらの制御はそれぞれが一例である。この発明において、消費電力を低減することができる制御や手段であればどのような手段等を用いてもよく、具体的な手段は、上述の例示に限定されるものではない。

図３の符号Ｄ２は、送信器141および／または受信器142の供給電力のオン(ON)とオフ(OFF)を示している。オン(ON)は通常制御の時間、オフ(OFF)は省電力制御が行われている時間を表している。ＯＮＵ10が省電力状態に移行すると、所定の休止期間(スリープ期間)省電力制御を行って消費電力を低減させる。スリープ期間はタイマー等で計測され、ＯＮＵ10はスリープ期間の満了前に再び、電力供給の再開等を始めスリープ期間経過後に通常状態の送受信ができるように、機能を回復させる。スリープ期間中は、ＯＬＴ1はＯＮＵ10にGATEを送信しなくともよい(d4,d5)。なお、下り方向の通信を継続する目的で、ＯＬＴ1はスリープ期間中のＯＮＵ10に対してもデータやGATEを送信してもよい。

スリープ期間が終了すると、ＯＮＵ10は再び送受信ができる状態になる。ＯＬＴ1は省電力状態の許可を継続するかどうかを決定し(ステップＳ６ｄ)、継続する場合には、省電力許可信号を再びＯＮＵ10へ送信する。ＯＮＵ10は、省電力許可信号を受信すると、再び省電力制御を行い、スリープ期間において省電力状態となる。なお、図示していないが、リンクの維持をＯＬＴ1へ伝えることを目的として、ＯＮＵ10はREPORTを送信することができる。

このような処理を、例えば１秒間に何回も、繰り返すことにより、ＯＬＴ1とＯＮＵ10は通信リンクを維持しながら消費電力を低減することが可能となる。スリープ期間とスリープ期間の間には一次起動時間があり、このスリープモード中の一時起動時間に、上り／下り信号を送信し、低ビットレートで通信を継続することが可能である。

ＯＬＴ1がＯＮＵ10を完全な起動状態にするため省電力許可を与えないことを決定した場合(ステップＳ６ｆ)、ＯＬＴ1はスリープ期間明けのＯＮＵ10に省電力許可信号を送信せず、通常どおりGATEを送信する。ＯＮＵ10は、一次起動時間に省電力許可信号を受信しなかった場合には、省電力状態に移行せず通常時の電力制御を行う。そのため、送信機能、および受信機能は、共に活性状態に維持される。

・省電力制御使用時の同期ずれ検出
次に、省電力制御において、通信リンクを維持する効果の高い同期ずれ検出制御を説明する。この制御によれば、省電力制御使用時に通信リンクが切断され、ＯＮＵ10の再登録が必要になる確率を低減できる。再登録は、登録処理(ディスカバリー処理)の周期、共有帯域内での信号衝突を防ぐために長く設定されたディスカバリーウィンドウ、登録までに必要な複数回のメッセージによって決まる時間等、長い時間を浪費してしまう。本通信システムはこの再登録の発生確率を低減することにより、伝送遅延、伝送レートの低下を抑制することができる。

ＯＮＵ10は自装置の時計でローカルタイムを計測しており、このローカルタイムに基づいて送信処理が行われる。このローカルタイムはGATE等の時刻情報により頻繁に修正され、ＯＮＵ10はＯＬＴ1および他のＯＮＵ10と同期した動作を行うことができる。スリープ期間において、この同期を行わないとローカルタイムが徐々にＯＬＴ1の時刻からずれていくことがある。例えば、図３のSy3のタイミングで同期を行った後、スリープ期間中にGATEの時刻情報を用いた同期処理を行わないと、スリープ期間明けの一時起動時間ではローカルタイムとGATEの時刻情報t6との差異が大きくなる。

さらに、ＯＮＵ10で計測しているローカルタイムは、通常時、ＯＬＴ1が送信する信号に含まれるクロック信号の位相等に同調しているため、ＯＮＵ10が受信を休止した場合には自律的に計測しているローカルタイムの誤差が大きくなっていく可能性がある。そのため、このタイミングで通常モードと同様に同期ずれ検出を行うと非登録状態に移行してしまう確率が高くなる。

そこで、ＯＮＵ10はスリープ期間明けの同期ずれエラーによる非登録状態への移行を抑制する制御を行う。図３の符号D1は、同期ずれエラー検出（より本質的には非登録状態への移行）の有無とそのタイミングを示している。ＯＮＵ10は、通常時は同期ずれエラーの検出（あるいは、この検出による非登録状態への移行処理）を行う一方で、スリープ期間明けのタイミングでは、同期ずれエラーの検出（あるいは、この検出による非登録状態への移行処理）を一時的に抑制し、エラー検出しないか、或いは、検出しても非登録状態へ移行しない制御を行う。同期ずれエラーの抑制は検出自体をしない処理だけでなく、同期ずれエラー検出のしきい値を、大きくすることによっても実現できる。すなわち、ＯＮＵ10は、エラー検出処理として、スリープ期間明けに使用されるしきい値を通常時のしきい値より大きい値に設定し、同期ずれの許容範囲を広げる処理を使用することも可能である。

同期ずれ検出の抑制処理とは対照的に、ＯＮＵ10はスリープ期間明けの一時起動時間にローカルタイムの同期処理を行う(Sy6,Sy9)。この同期処理により、一時起動時間のREPORTの送信や上りデータの送信は正確に行われる。Sy9のタイミングで、同期処理が行われた後、ＯＮＵ10は同期ずれ検出の抑制を解除する。そのため、これ以降の処理については通常通りに同期ずれ検出が行われるため、システム全体の同期は良好に保たれる。

・制御装置(子局)の処理詳細
次に、ＯＮＵ10のＰＯＮ制御部11の処理について図５を用いて説明する。図５は上述の通信シーケンスを実行するための制御を示すフローチャートである。このフローチャートの制御はコンピュータが実行可能なプログラムとして、制御装置11に組み込むことが可能である。

非登録状態のＰＯＮ制御部11は、まず、ＯＬＴ1に登録されなければ上位サービスの通信を開始することができない。そこで、上述のようにディスカバリー処理を行って、ＯＬＴ1に自装置の情報を登録する（ステップＳ２１）。次に、ＰＯＮ制御部11は光送受信器14で受信されたデータの受信処理を行う（ステップＳ２２）。なお、自装置宛てのデータは何時到着するか分からないので、スリープ期間を除いてはデータの受信漏れがないように受信処理が行われる。受信処理では、GATEや省電力許可信号等の制御信号、一般データなどが受信される。

次に、ＰＯＮ制御部11は現在実行中の処理がスリープ期間明けの処理であるかどうかを判別する（ステップＳ２３）。ＰＯＮ制御部11はスリープ期間明けの判定をタイマーで行ってもよいが、ここでは、ＰＯＮ制御部11はステップＳ２６とステップＳ３４で記録される同期ずれエラーの出力抑制／解除情報によって判定を行う。スリープ期間明けでないと判定した場合、ＰＯＮ制御部11は受信信号に含まれる時刻情報に基づき同期ずれエラーが発生していないかを調べる（ステップＳ２４）。例えば、GATEにはタイムスタンプと呼ばれる時刻情報が含まれており、ＰＯＮ制御部11はタイムスタンプとローカルタイムとの差を計算し、この差がしきい値(guardThresholdONU)を超えた場合に、エラー(time stamp drift error)を出力する。エラーを検出した場合、ＰＯＮ制御部11はステップＳ４３の処理に移り、非登録状態に移行する。

エラーが検出されなかった場合、ＰＯＮ制御部11は時刻情報に記載された時刻にローカルタイムをセットし同期させる。なお、同期とエラーの検出順序は、この順番である必要はない。同期後にエラー検出を行えるのであれば、ＰＯＮ制御部11は先に同期を行うこともできる。ただし、時刻情報との比較基準は修正前のローカルタイムである。

次に、ＰＯＮ制御部11は同期ずれエラーの出力抑制の終了処理(或いは解除)を行う（ステップＳ２６）。この処理は、後述するステップＳ３４で記憶された出力抑制情報をリセットするために行う処理である。同期処理が済んだ後は、スリープ期間明けの大きな同期ずれを許容する必要がない。そのため、ＰＯＮ制御部11は出力抑制情報をリセットして通常通り同期ずれエラーが検出されるように制御を変更する。

同期処理が完了した後に、ＰＯＮ制御部11はＯＬＴ1から割当てられた送信帯域を用いて、上り信号を送信する（ステップＳ２７）。送信帯域が複数割当てられたときは、ＰＯＮ制御部11はそれぞれの帯域分の送信処理を実行する。

次に、ＰＯＮ制御部11は省電力許可信号（スリープ許可）を受信したかを調べる（ステップＳ２８）。受信した信号が省電力許可信号であるか否かは、例えば、図４の信号フォーマットの場合、命令コードに"SLEEP_ALLOW"が記載されているかどうかで判別される。"SLEEP_ALLOW"は通常文字データがそのまま記載されているのではなく、短いコードに符号化された値である。省電力許可を受信した場合でも、ＰＯＮ制御部11は自らの判断で省電力状態に移行しないこともできる。従って、省電力許可信号を受信しており、かつ、省電力状態に移行すると判断したとき、ＰＯＮ制御部11はステップＳ３２から始まる省電力制御を実行する。省電力許可がない場合、或いは、予め与えられた条件で自ら省電力に移行しないと判断した場合には、ＰＯＮ制御部11はシャットダウン等の通信終了事由があるかを判断する。終了しない場合には、ステップＳ２２に戻り、次の周期の送受信処理を実行する。

次に、省電力制御について説明する。
ステップＳ２８で省電力状態に移行すると判断したＰＯＮ制御部11は、送信および受信を停止し、光送受信器14への電力供給を停止するなどの省電力制御を行う。ここで、送信および受信機能を停止したが、ＰＯＮ制御部11は送信のみを停止させるなど、どちらか一方の機能について省電力制御を行うこともできる。

ＰＯＮ制御部11は、また、スリープタイマーを初期化しスリープ期間の計測を開始する（ステップＳ３３）。続いて、ＰＯＮ制御部11は同期ずれエラーの出力抑制処理を行う（ステップＳ３４）。この出力抑制処理は、例えば、メモリーやレジスターに記憶された出力抑制情報を"抑制"を示すコードに書き換える等により実行される。次に、ＰＯＮ制御部11は、スリープタイマーを監視し、スリープ期間が満了するまで待機する。このとき、端末20-1,20-2との通信は継続することができ、データを受信した場合には、次の送信帯域が割当てられるまで受信バッファ13にデータを蓄積しておく。受信バッファ13が停止/低電力状態にあるときは、これを起動して受信バッファ13にデータを蓄積する。

スリープ期間が満了する直前のタイミングで、ＰＯＮ制御部11はステップＳ３２の省電力制御を解除し、送受信器14等に通常通りの電力を供給する制御を行う（ステップＳ３６）。この処理が終了するとＰＯＮ制御部11は、ステップＳ２９に移行し、通常モードで次の周期の送受信等を行う。

ステップＳ４３は、ＯＮＵ10が登録状態から非登録状態に移行する処理である。ＰＯＮ制御部11は、同期ずれエラーの出力抑制が行われてない状態で、同期ずれエラーを検出すると、リンクに関する設定情報を無効化し、送信を停止して非登録状態に移行する。非登録状態のＯＮＵ10は、上述のようにディスカバリー処理によってＯＬＴ1に再登録されるまで待機状態となる。なお、図示されていないが、他のエラーや他の与えられた条件でＯＮＵ10が自ら非登録状態に遷移する場合もある。

以上のように、この実施の形態によれば、省電力中の同期ずれによるリンク切れや、子局の非登録状態への移行を減らすことができるので、省電力機能を使った通信の効率を高めることができる。また、この実施の形態の通信システムは、再登録によるデータ伝送の遅延を抑制することができるという利点がある。

広帯域通信が許容する同期ずれの許容値は、極めて小さい値である。Ethernet(登録商標)では、周波数偏差の許容値は+/-100[ppm]であるため、諸条件により変わるが、例えば、10[ms]のような短い時間でも受信処理や同期処理を休止させると、省電力状態から復帰後に同期エラーが生じてしまい、ＯＮＵ10の再登録が必要になる可能性がある。この実施の形態では、このような通信システムでも、より安定的な通信を実現することができる。

実施の形態２
次に、子局が省電力モードを選択できる通信システムを説明する。図６はこの実施の形態２の通信シーケンスを示している。図６において、図３と同一の符号は同一または相当の部分を表わしている。

図６では省電力許可信号としてSLEEP_ALLOWメッセージが使用され(d3参照)、SLEEP_ALLOWには、ＯＬＴ1が許可する省電力モードのパラメータが指定されている。この省電力モードは、例えば、下記のようなものである。

[2]省電力モード
(Tx): Tx Sleep
送信の停止など、送信に係る機能を制限することにより、送信に使用される電力を低減する。
(TRx): TRx Sleep
送受信の停止など、送信および受信機能を制限することにより、送受信に使用される電力を低減する。
(Rx): Rx Sleep
受信の停止など、受信機能を制限することにより、受信に使用される電力を低減する。

ＯＬＴ1は、上りまたは／および下りのトラヒックの状況などに基づいて、許可モードを決定する（ステップＳ６、Ｓ６ｄ）。この許可する省電力モードは、予め与えられた条件に基づき決められるものであれば、どのような判断基準で決定されてもよい。そのため、この実施形態において判断基準は特定の基準に限定されるものではない。以下に許可モードの選択基準を例示する。

[3]許可モードの選択基準例
(a)当該ＯＮＵ10の上り／下りトラヒックの量:しきい値未満のとき省電力へ以降
送信／受信バッファのデータ蓄積量
過去の統計情報

(b)ＯＮＵ10に提供しているサービスやユーザとの契約の内容
ビジネス／パーソナル（ビジネスはTRx、Rx禁止、パーソナルは全モード許可）
低遅延サービス／遅延許容サービス(低遅延サービスはTxのみ許可)
保証帯域の大きさ

(c)ディスカバリー処理によってＯＮＵ10から取得した省電力(パワーセーブ)機能の対応情報

(d)時間帯(時間帯ごとに許可モードを設定)

SLEEP_ALLOWメッセージには、単数または複数の省電力モードを指定することが可能である。図６の例では、ＯＬＴ1は、Tx SleepとTRx Sleepの２つの省電力モードを許可モードとして指定し、SLEEP_ALLOWメッセージに許可モード情報を挿入して、ＯＮＵ10へ送信している。SLEEP_ALLOWメッセージを受信したＯＮＵ10は、許可モードから使用する省電力モードを選択し、電力制御を行う（ステップＳ６ｃ、Ｓ６ｅ）。また、ＯＮＵ10は、選択した省電力モードを指定した肯定応答信号(SLEEP_ACK)をＯＬＴ1へ送信する。

ＯＮＵ10は、許可されたモードの中から使用する省電力モードを下記の条件等に基づき選択する。ＯＮＵ10が選択する省電力モードは、予め与えられた条件に基づき決められるものであれば、どのような判断基準で決定されてもよい。そのため、この実施形態において判断基準は特定の基準に限定されるものではない。

[4]省電力モードの選択条件例
(a)端末20-1,20-2の種類／起動状態／運転状態
低遅延が要求される端末に対してはTxを選択。
端末が起動しているときはTx,停止中はTRxを選択。
一定時間アクセスがない端末に対してはTRxを選択。
ある程度のアクセスがある場合にはTxを選択。

(b)上下のトラヒックの状況、
上りトラヒックがしきい値未満のとき、Txを選択等。

(c)送信または受信バッファの占有状態、
バッファのデータ占有量がしきい値未満のとき、当該方向の機能を省電力に遷移させる。
(d)自装置が対応する省電力モードの情報、

(e)停電などのＯＮＵ10の動作環境変化（電池搭載のＯＮＵは、停電が発生した場合に電池の電力を使用して運転を続けることが可能）

ＯＬＴ1は、SLEEP_ACKメッセージを受信すると、ＯＮＵ10が省電力モードに移行したことが分かるので、この省電力モードに応じてそのＯＮＵ10に上り、下りの帯域を割当てることができる。例えば、Tx Sleepの場合、ＯＮＵ10は受信が可能であるので、下りデータの送信を通常通り続けることができる。また、スリープ期間中に発生した上りデータをＯＮＵ10が送信可能なように、予め送信帯域を割当てGATEを用いて通知することができる。

TRx Sleepの場合には、ＯＬＴ1は下りのデータ送信を行わず、他のＯＮＵ10に送信帯域を多く割り当てることによって、帯域の無駄を削減することができる。また、そのＯＮＵ10は、GATEも受信しないことが想定できるので、ＯＬＴ1はスリープ期間中のＯＮＵ10に送信帯域を割当てないこともできる(スリープ期間の途中で、ＯＮＵ10が受信を開始したときのために、送信帯域を割当てることも可能)。

上述のような通信プロトコルを使用した場合でも、同期ずれ検出、すなわちタイムスタンプ・ドリフト・エラーの制御は有効に機能する。ＯＮＵ10は、スリープモード中の一時起動時間にタイムスタンプ・ドリフト・エラーによる非登録状態への移行を抑制し、通信の中断を予防する。省電力モードの選択結果は、同期処理されたローカルタイムによって正しい送信タイミングで送信されるため、省電力中の通信は正常に継続される。

・メッセージフォーマット
図７は、GATEのメッセージフォーマットの一例であり、MPCPDU(Multi-Point Control Protocol Data Unit)のGATEフレームを示している。GATEメッセージは、opcodeとしてGATEを示すコードを持ち、タイムスタンプとして３２ビットの送信時刻データをＯＮＵ10へ届ける。また、ＯＬＴ1は、GATEメッセージに複数の送信帯域(grant)を指定し、ＯＮＵ10に複数の送信帯域を許可することが可能である。

図８は、SLEEP_ALLOWのメッセージフォーマットの一例を示している。スリープ期間の記載はオプションである。各SLEEP_ALLOWメッセージにスリープ期間を記入せずに、ディスカバリーのとき等にＯＬＴ1とＯＮＵ10はスリープ期間を交渉し、この交渉により予め決定されたスリープ期間を両者が使用するようにすることもできる。

許可される省電力モードは、Tx Sleep許可欄、TRx Sleep許可欄に指定される。図示していないがメッセージにRx Sleep許可欄を設けることも可能であるし、モードごとに欄を分けずに１つの欄としてもよい。この場合、複数の許可モードの組み合わせが識別できるコードがその１つの欄に記入される。

図９は、SLEEP_ACKのメッセージフォーマットの一例を示している。ＯＮＵ10はスリープモード欄に選択したスリープモードを記載してＯＬＴ1へ送信する。なお、省電力状態に移行しない場合、省電力状態を解除する場合、ＯＮＵ10はこのスリープモード欄に"awake"を示すコードを記入して、ＯＬＴ1へ通知する。

なお、信号名として、GATE、SLEEP_ALLOW、SLEEP_ACK以外の名称も使用できることは言うまでもない。スリープ許可信号、肯定応答信号は、IEEE 802.3av等の拡張OAMメッセージを使用することもできるし、拡張MPCPメッセージや他の制御信号を使用することもできる。

・制御装置
図１０はＯＮＵのＰＯＮ制御部11の一例を示した図である。ＰＯＮ制御部11は例えば、IEEE 802.3, IEEE 802.3avまたはその後継の通信プロトコルによる通信を制御することができる制御装置である。なお、ＰＯＮ制御部11が取り扱う通信プロトコルは、IEEE 802.3av等に限定されるものではない。コントローラー11aは、メモリー11ｆに記憶されたプログラムの命令を読み込み、この命令に従い信号の入出力を行うとともに各構成を制御する。メモリー11fは、プログラム、通信パラメータ、および自装置の能力情報（例えば、送信器の起動にかかる時間、実行可能なスリープモード）などを記憶する。

ＰＯＮクロック11bは受信信号に含まれるクロックに追従しながら（例えば、周期的に変化するクロック信号の位相変化に同調して）ローカルタイムを計測し、コントローラー11aに送受信タイミングを判別するための時刻情報（ローカルタイム）を供給する。ＰＯＮクロック11bのローカルタイムは厳密にＯＬＴ1と同期している必要があるため、コントローラー11aは定期または不定期にＯＬＴ1から受信したタイムスタンプを用いてＰＯＮクロック11bのローカルタイムを修正する。この処理が同期処理である。同期ずれ監視部11cは、ローカルタイムと受信信号のタイムスタンプを比較して同期ずれエラー（タイム・スタンプ・ドリフトエラー）の有無を監視し、警報をコントローラー11aに通知する。

スリープタイマー11eはスリープ期間を計測するタイマーである。スリープ期間はＯＮＵ10が受信した省電力許可信号に含まれる情報、予めＯＬＴ1と交渉した値、または予め定められたデフォルト値等によって指定される。スリープタイマー11eは、省電力許可信号を受信すると、スリープ期間の経過を計測し、スリープ期間の満了を通知する信号を出力する。省電力制御部11dは、送受信器14のTx141、Rx142、送信バッファ12、および／または受信バッファ13の消費電力を制御する。省電力制御部11dは、コントローラー11aの指示とスリープタイマー11eの計測時間に従って省電力の制御を行う。なお、同期ずれ監視部11c、省電力制御部11dおよびスリープタイマー11eの機能はコントローラー11aに内蔵することもできる。

同期ずれ監視部11cは、同期ずれエラーを検出したときコントローラー11cに警報を出力する。この警報は非登録状態への遷移に利用される。コントローラー11cは、省電力動作に連動して警報の出力を抑制するように同期ずれ監視部11cを制御する。なお、コントローラー11aが警報抑制の信号を同期ずれ監視部11cに出力せず、警報を受信しても所定の条件では非登録状態に移行しないようにしても、同様の目的を達成することができる。

・制御装置の動作
次に、図１１を参照し制御装置の一例としてのＰＯＮ制御部11の動作を説明する。ＰＯＮ制御部11は、ＰＯＮインタフェースに組み込まれる制御装置であり、ＩＣチップ化されたプロセッサである（ＰＯＮ制御部2も同様）。図１１に記載された処理は、コンピュータで実行可能なプログラムとしてメモリーに記憶されている。なお、図１１において図５と同一の符号は同一または相当の処理を表わしている。

この実施形態のＯＮＵ10は、ＯＬＴ1が許可した省電力モードから使用する省電力モードを選択することができる。省電力状態への移行をステップＳ２８で決定すると、ＰＯＮ制御部11は、省電力許可信号(SLEEP_ALLOWメッセージ)から許可モードを抽出し、使用するモードを上述[4]省電力モードの選択条件等に基づいて選択する（ステップＳ３０）。次に、ＰＯＮ制御部11は選択した省電力モードに対応するコードを肯定応答(SLEEP_ACKメッセージ)に記入し、ＯＬＴ1へ送信する。

続いて、選択した省電力モードに基づいて、下記のような制御を行う。送信機能および受信機能の両者に関する省電力制御を行う場合（ステップＳ３２）には、例えば、Tx141およびRx142の発光素子、受信素子の電力供給を停止する制御信号を送受信器１４へ出力する。送受信器１４はこの制御信号を受信すると、各素子に接続された電源ラインへの給電を停止する。なお、実施の形態１において説明したとおり、他の制御もＯＮＵ10の省電力化に有効である。他の制御の例は、受信バッファ13など他の素子について消費電力を低減する制御や、給電を停止するだけでなく動作周波数を低下させるなどである。

また、ＰＯＮ制御部11はスリープタイマー11eによるスリープ期間の計測を開始する。なお、SLEEP_ALLOWメッセージにスリープ期間の開始時刻と長さが記載されている場合には、スリープタイマー11eは計測開始のタイミングを開始時刻に合わせてスリープ期間を計測することができる。
以降、図５を参照して説明したようにＰＯＮ制御部11はスリープ期間が満了するまで、省電力状態で待機する。

省電力モードとしてTx Sleep、すなわち、送信機能のみを省電力状態にして、受信機能は維持する省電力モードを選択した場合には、ＰＯＮ制御部11は送信機能に関する回路、部品を選択して省電力制御を行う（ステップＳ３７）。ＰＯＮ制御部11は、さらに、ステップＳ３３と同様にスリープタイマー11eによるスリープ期間の計測を開始する（ステップＳ３８）。

このモードでは、スリープ期間中、Rx142および受信バッファ13が動作しているため、ＰＯＮ制御部11は下り信号の受信処理を行うことができる（ステップＳ３９）。続いて、ＰＯＮ制御部11は同期ずれ検出と受信信号に基づいて同期処理を行う（ステップＳ４０、Ｓ４１）。なお、スリープ期間中は送信が抑制されるため、この同期ずれ検出は必ず実施しなければならない制御ではない。すなわち、この検出は設計に応じて選択的に採用される制御である。そのため、このステップにおいて、ＰＯＮ制御部11が、ステップＳ３４と同様に同期ずれエラーの抑制処理を行うこともできる。

同期処理が終了すると、ＰＯＮ制御部11はスリープ期間が満了するかを判断し（ステップＳ４２）、満了するまでステップＳ３９〜Ｓ４１の受信処理を継続する。スリープ期間が満了すると判断した場合は、ＰＯＮ制御部11は省電力制御を中止し、送信機能および受信機能への給電を通常通りに行う(ステップＳ３６)。そして、ＰＯＮ制御部11はステップＳ２２〜Ｓ２９の送受信処理に移行する。

実施の形態３
次に、子局が省電力状態への移行を要求する実施の形態を説明する。
図６の通信シーケンスでは、省電力状態に移行するシーケンスの開始点は親局(ＯＬＴ1)側にある。一方、この実施の形態の通信システムは、図１２に示す通り省電力シーケンスを子局(ＯＮＵ10)が開始する通信シーケンスを実行する。

ＯＮＵ10の使用状態によって、ＯＮＵ10が省電力状態への移行を積極的に要求したい場合がある。それらは、例えばＯＮＵ10のユーザからの休止指示、ＯＮＵ10に接続された端末20-1,20-2が停止しているなどの端末の動作状態、ＯＮＵ10が設置されている地域で停電が発生したなどである。ＯＮＵ10が省電力状態に移行する条件は、例えば、上述[4]省電力状態の選択条件例(a)〜(e)と同様の多種多様なものがあり、特定の条件には限定されない。

図１２のステップＳ６ａにおいて、ＯＮＵ10は省電力状態への移行を決定し、ＯＬＴ1から与えられた送信帯域を用いて要求信号(SLEEP_indication_notificationメッセージ)を送信する。図１３は、この要求信号のフォーマットの一例を示す。なお、要求する省電力モードのコードを１つまたは複数指定できるように、この要求信号のフォーマットを変更してもよい。この場合、ＯＮＵ10はＯＬＴ1が許可する省電力モードを予め指定することができる。

図１４は要求信号を送信する場合のＯＮＵ10の制御装置の処理を示している。登録状態のＯＮＵ10は、ステップＳ６ａに示す処理において、上述のように要求信号を出力するかどうかを決定し、上りの送信帯域を用いて要求信号を送信する。

ＯＬＴ1は、この要求信号を受信するとステップＳ６ｂで、そのＯＮＵ10に省電力許可を与えるかを決定する。省電力許可を与えると判断した場合には、ＯＬＴ1は省電力許可信号(SLEEP_ALLOW)を送信する。例えば、要求信号を受け取った場合の移行許可条件を通常時に比べて省電力状態に移行しやすいように緩和すると、この通信システムは実需に適応的な省電力制御を実行することができる。また、ＯＬＴ1による省電力許可の決定が定期的に行われる場合、要求信号を受け取ったＯＮＵ10に対して早期に省電力許可を出すようにすることも可能である。

なお、要求信号の信号名として、SLEEP_indication_notification以外の名称を使用することもできる。また、要求信号として、拡張OAMメッセージ、拡張MPCPメッセージ、または他の制御信号を使用できる。

実施の形態４
次に、同期ずれエラーの抑制制御をスリープ期間から所定の期間まで行う実施の形態について説明する。実施の形態１では、ＯＮＵ10は、スリープ期間明けに同期処理を行った後、同期ずれエラーの抑制解除処理を行った(図５のステップＳ２５、Ｓ２６参照)。このような制御以外でも、スリープ期間明けの同期問題によりＯＮＵ10が非登録状態になることを抑制できるような制御であれば、どのような方法も使うことができる。

図１５および図１６は、抑制制御の終了タイミングがスリープ期間終了直後の一定時間Ｔ経過時である制御方法を示している。図１５において図３と同一の符号は同一又は相当の部分を表わし、図１６において図６と同一の符号は同一又は相当の部分を表わしている。また、図１２の通信シーケンスでも同様の処理を適用できることは言うまでもない。

スリープ期間終了直後の抑制時間Ｔは、同期ずれエラーによる非登録状態への移行を抑制できる時間であって、非省電力状態での通信に大きな同期上の支障がない時間が設定される。

抑制制御の計測は、例えば、スリープ期間の開始時にタイマーによる計時を開始し、この計時の開始からスリープ期間の長さ＋抑制時間Ｔが経過した場合に、タイマーが満了するように設計することにより実行できる。この時間の計測はこの方法に限らず、タイマーがスリープ期間が終了したときに計測を開始し、抑制時間Ｔが経過したときにタイマーが満了する方法で計測を行うという方法でもよい。また、同様の結果が得られるのであれば、計測方法はどのような方法でも構わない。タイマーは同期ずれ抑制制御の専用タイマーであってもよいし、他のタイマーと兼用のタイマーでも構わない。また、抑制時間Ｔをスリープ期間明けの帯域更新周期に設定することもできる。

図１７は、上述の処理を行う制御装置のフローチャートを示す。図１７において、図５、図１１または図１４と同一の符号は、同一または相当の処理を示している。図１７のステップＳ２３ａにおいて、ＰＯＮ制御部11はスリープ期間終了直後から抑制時間Ｔが経過したかどうかを例えば前述のタイマーで検出する。この期間の経過前、すなわち現在の時刻が抑制期間にある場合には、ＰＯＮ制御部11はステップＳ２４の同期ずれ検出処理を飛ばしてステップＳ２５に移行する。前記抑制期間外の場合には、ＰＯＮ制御部11は同期ずれ検出処理を行う（ステップＳ２４）。

なお、ステップＳ５０はスリープ処理であり、図５、図１１または図１４のステップＳ３０〜Ｓ４２と同様の処理である。また、図１７の処理においては、図５、図１１または図１４の同期ずれエラー出力抑制終了処理（ステップＳ２６）を省いているため、これに対応する同図の同期ずれエラー出力抑制開始処理（ステップＳ３４）も省くことができる。

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。

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 (24)

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)に接続する光通信システムの通信方法であって、
   非登録状態の前記ＯＮＵが前記ＯＬＴに登録されるまで待機するステップと、
   前記ＯＬＴが前記光ファイバを介して接続された前記非登録状態のＯＮＵを発見し登録状態の前記ＯＮＵとして登録するディスカバリステップと、
   同期信号を受信した前記ＯＮＵが、前記同期信号と自装置の時刻とを比較することにより同期ずれを監視し、前記同期ずれを検出した場合には前記非登録状態に戻って送信を停止する通信ステップと、
   前記ＯＮＵが前記通信ステップ中に通信リンクを維持しながら送信器または受信器への電力供給を所定の休止期間、停止または低減させる省電力制御を断続的に実行する省電力ステップと、を備え、
   前記休止期間後において、前記ＯＮＵは前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を一時的に抑制する光通信システムの通信方法。
2. 前記通信ステップは、下記ステップ(a)乃至(c)
   (a)前記ＯＬＴが前記同期信号を有する帯域割当信号を前記登録状態のＯＮＵへ送信し
   (b)前記帯域割当信号を受信した前記ＯＮＵが、前記帯域割当信号に含まれる前記同期信号と自装置の時刻とを比較することにより同期ずれを監視し、前記同期ずれを検出した場合には前記非登録状態に戻って送信を停止し
   (c)前記登録状態のＯＮＵが前記時刻を前記同期信号に同期させ、前記帯域割当信号に基づき信号を送信する、
   を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の光通信システムの通信方法。
3. 前記省電力ステップは、
   前記ＯＮＵが省電力状態への移行を要求する要求信号を送信するステップと、
   前記要求信号を受信した前記ＯＬＴが、許可する省電力モードを指定してスリープ許可信号を送信する許可ステップと、
   前記スリープ許可信号を受信した前記ＯＮＵが許可された省電力モードに従って、前記送信器または前記受信器の電力供給を制御するステップと、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光通信システムの通信方法。
4. 前記スリープ許可信号には、省電力モードが複数指定され、前記ＯＮＵは、前記スリープ許可信号に指定された複数の前記省電力モードから使用する省電力モードを選択することを特徴とする請求項３記載の光通信システムの通信方法。
5. 前記ＯＮＵは、選択した省電力モードを指定しスリープ応答信号を前記ＯＬＴへ送信することを特徴とする請求項４記載の光通信システムの通信方法。
6. 前記省電力ステップは、
   前記ＯＬＴが、許可する複数の省電力モードを指定してスリープ許可信号を送信する許可ステップと、
   前記スリープ許可信号を受信した前記ＯＮＵが許可された複数の省電力モードから使用する省電力モードを選択し、前記送信器または前記受信器の電力供給を制御するステップと、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光通信システムの通信方法。
7. 前記スリープ許可信号は、前記休止期間の情報を有し、前記ＯＮＵは前記休止期間の情報に従って前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の光通信システムの通信方法。
8. 前記ＯＮＵは、前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制している場合に、前記ＯＬＴから前記同期信号を受信すると、受信した前記同期信号に前記自装置の時刻を同期させ、前記抑制を解除することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光通信システムの通信方法。
9. 前記ＯＮＵは、前記休止期間に、前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光通信システムの通信方法。
10. 前記ＯＮＵは、前記省電力ステップにおいて、前記同期ずれの検出を抑制することで、前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光通信システムの通信方法。
11. 送信器、受信器、並びにこれら送信器および受信器のうち少なくとも一つの電力消費を所定のスリープ期間に停止または低下させるスリープモードを制御する制御装置を備えた子局装置であって、
    前記制御装置は、
    親局装置から受信したＭＰＣＰＤＵ(Multi-Point Control Protocol Data Unit)のタイムスタンプと自装置で計測したローカルタイムとの差異を検出し、
    この差異が予め定められた値を超えた場合にタイムスタンプ・ドリフト・エラーを検出し前記親局装置による論理リンクの再設定を待つ非登録状態に移行し、
    前記スリープモードにおける前記スリープ期間後に送受信を再開する場合には、前記タイムスタンプ・ドリフト・エラーによる前記非登録状態への移行を一時的に抑制することを特徴とする子局装置。
12. 前記ローカルタイムを計測するクロックを備え、
    前記制御装置は、前記クロックの計測するローカルタイムを、受信したＭＰＣＰＤＵのタイムスタンプに同期させることを特徴とする請求項１１に記載の子局装置。
13. 前記受信器は、許可される前記スリープモードを複数指定可能な信号形式を有するスリープ許可信号を前記親局から受信し、
    前記制御装置は、複数の前記許可されるスリープモードから使用するスリープモードを選択し、前記送信器および前記受信器の少なくとも一方の消費電力を制御することを特徴とする請求項１１または１２に記載の子局装置。
14. 前記スリープ許可信号に含まれるスリープ期間の情報に基づき前記スリープモードの終了時間を検出するタイマーを備えたことを特徴とする請求項１３に記載の子局装置。
15. 前記制御装置は、前記タイムスタンプ・ドリフト・エラーによる前記非登録状態への移行を抑制している場合に、前記親局装置から前記タイムスタンプを受信すると、受信した前記タイムスタンプに前記自装置のローカルタイムを同期させ、前記抑制を解除することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の子局装置。
16. 前記制御装置は、前記スリープモード中に、前記タイムスタンプ・ドリフト・エラーによる前記非登録状態への移行を抑制することを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の子局装置。
17. 前記制御装置は、前記スリープモードにおいて、前記タイムスタンプ・ドリフト・エラーの検出を抑制することで、前記タイムスタンプ・ドリフト・エラーによる前記非登録状態への移行を抑制することを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の子局装置。
18. 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)に接続する光通信システムであって、
    前記ＯＬＴは、
    登録状態の前記ＯＮＵに同期信号を送信するとともに、
    前記ＯＮＵは、
    送信器、
    受信器、
    前記ＯＮＵが通信リンクを維持しながら前記送信器または前記受信器への電力供給を所定の休止期間、停止または低減させる省電力制御を断続的に繰り返す省電力制御部、
    受信した前記同期信号と自装置の時刻とを比較することにより同期ずれを監視する監視部、および
    前記監視部が前記同期ずれを検出した場合には前記登録状態から非登録状態へ移行する、一方、前記省電力制御の休止期間後においては前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制する制御部
    を備えた光通信システム。
19. 前記制御部は、前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制している場合に、前記ＯＬＴから前記同期信号を受信すると、受信した前記同期信号に前記自装置の時刻を同期させ、前記抑制を解除することを特徴とする請求項１８に記載の光通信システム。
20. 前記制御部は、前記休止期間に、前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制することを特徴とする請求項１８または１９に記載の光通信システム。
21. 光ファイバを用いて局側光回線終端装置(以下、ＯＬＴという)に接続する利用者側光回線終端装置(以下、ＯＮＵという)の制御装置であって、
    前記ＯＮＵが通信リンクを維持しながら送信器または受信器への電力供給を所定の休止期間、停止または低減させる省電力制御を断続的に繰り返す省電力制御部、
    前記ＯＬＴから受信した同期信号と自装置の時刻とを比較することにより同期ずれを監視する監視部、および
    前記監視部が前記同期ずれを検出した場合には登録状態から非登録状態へ移行する、一方、前記省電力制御の休止期間後においては前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制する制御部
    を備えた制御装置。
22. 前記制御部は、前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制している場合に、前記ＯＬＴから前記同期信号を受信すると、受信した前記同期信号に前記自装置の時刻を同期させ、前記抑制を解除することを特徴とする請求項２１に記載の制御装置。
23. 前記制御部は、前記省電力制御中に、前記同期ずれの検出による前記非登録状態への移行を抑制することを特徴とする請求項２１または２２に記載の制御装置。
24. 送信器、受信器、並びにこれら送信器および受信器のうち少なくとも一つの電力消費を断続的に停止または低下させるスリープ制御を子局装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記受信器により親局装置から受信したＭＰＣＰＤＵ(Multi-Point Control Protocol Data Unit)のタイムスタンプと前記子局装置で計測したローカルタイムとの差異を検出するステップと、
    この差異が予め定められた値を超えた場合にタイムスタンプ・ドリフト・エラーを検出し、前記送信器による送信を停止して前記親局装置による論理リンクの再設定を待つ非登録状態に移行するステップと、
    前記スリープ制御から復帰して前記送信器、および前記受信器に給電するステップと、
    前記スリープ制御におけるスリープ期間後の期間は、前記タイムスタンプ・ドリフト・エラーによる前記非登録状態への移行を一時的に抑制するステップと、
    をコンピュータに実行させるプログラム。

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