JP5592320B2

JP5592320B2 - 通信装置及び通信装置の省電力化方法

Info

Publication number: JP5592320B2
Application number: JP2011181726A
Authority: JP
Inventors: 紘子野村; 晋西原; 裕隆氏川; 将志田所
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2031-08-23
Also published as: JP2013046165A

Description

本発明は、光ネットワーク終端装置を省電力化するための通信装置及び通信装置の省電力化方法に関する。

ＦＴＴＨ（ＦｉｂｅｒＴｏＴｈｅＨｏｍｅ）を含むブロードバンドの普及は、多様なＩＣＴ（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）サービスを展開する契機となっており、固定電話とモバイル情報端末が融合した通信サービスであるＦＭＣ（Ｆｉｘｅｄ−ＭｏｂｉｌｅＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）などのホームＩＣＴサービスが開始されている。近い将来、様々な情報家電が販売され、ＨＧＷ（ＨｏｍｅＧａｔｅＷａｙ）を介しネットワークへ接続することが予測されていることから、ＦＴＴＨの利用者もこれに応じ、増加すると期待されている。

一方で昨今の環境負荷低減に向けた社会的要請は重要な課題の１つである。通信装置に対する省電力化要求も厳しく、それは光アクセスシステムに対しても同様である。光アクセスシステムの消費電力は光通信ネットワークにおける消費電力の６０％を占めると言われている。しかし、情報家電普及によるＦＴＴＨ利用者の増加は、特に光ネットワーク終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌｎｅｔｗｏｒｋｕｎｉｔ：ＯＮＵ）の絶対数の増加、更には、これに接続するＨＧＷの絶対数の増加も意味しており、これらの装置に対する省電力化への要請は一層強まることが予想される。

次世代ネットワーク（ＮＧＮ：ＮｅｘｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋ）におけるアクセスネットワークとホームネットワークの代表的な網構成を述べる。図１に示すように、光アクセスネットワークの代表的な網構成として、ＯＮＵと光加入者線終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌｌｉｎｅｔｅｒｍｉｎａｌ：ＯＬＴ）とが光ファイバ伝送路において１対１で接続されるシングルスター構成（Ｓｉｎｇｌｅｓｔａｒ：ＳＳ）と、図２に示すように、複数のＯＮＵと１つのＯＬＴとが１対ｎ（ｎは自然数）で接続される受動光ネットワーク（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ：ＰＯＮ）構成とがある。ＳＳ方式においては、ＯＮＵがＯＬＴを占有出来るので高速通信が可能であるが、装置コストが高いという欠点がある。一方ＰＯＮ方式においては複数のＯＮＵが１つのＯＬＴや光ファイバ設備を共有するために経済性に優れるという理由から、多くの光アクセスシステムではＰＯＮ方式が採用されている。

ギガビットクラスのＰＯＮの代表的な規格として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈタスクフォースにおいて標準化されたＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ＰＯＮ）、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖタスクフォースにおいて標準化された、１０ギガビットクラスのＰＯＮシステムである１０Ｇ−ＥＰＯＮとがある。また、ホームネットワークにおける代表的な網構成を述べる。ホームネットワークは、ＯＮＵのＵＮＩ（Ｕｓｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｅｒｆａｃｅ）には、ＨＧＷが接続され、その先に情報家電が接続される。

図３に、例えば、ＥＰＯＮにおける従来のＯＮＵの機能ブロック図を示す。上り信号は、ＵＮＩポート、キュー管理手段、ＰＯＮ信号処理手段を介してＰＯＮ−ＩＦ（ＰＯＮ−ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）へと流れる。一方下り信号は、ＰＯＮ−ＩＦポート、ＰＯＮ信号処理手段、キュー管理手段を介してＵＮＩポートへと流れる。ＯＮＵは上り方向に対して複数のキューを備え、キュー監視手段として各キュー内のデータ量を監視する手段を有している。また、ＯＮＵは、ＰＯＮ信号処理手段に、ＯＬＴに対してキュー内のデータ量を報告するＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ−ｐｏｉｎｔｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｔｏｃｏｌ）部と、ＯＬＴと保守監視用の制御フレームをやり取りするＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）部を有している。（特許文献１、２を参照。）。

特開２００９−２９６２３４号公報特開２００９−２９６２３１号公報

"ＳｔｕｄｙａｎｄＤｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｏｆＳｌｅｅｐａｎｄＡｄａｐｔｉｖｅＬｉｎｋＲａｔｅＣｏｎｔｒｏｌＭｅｃｈａｎｉｓｍｓｆｏｒＥｎｅｒｇｙＥｆｆｉｃｉｅｎｔ１０Ｇ−ＥＰＯＮ" ＩＥＥＥ／ＯＳＡＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇＶｏｌ．２，Ｎｏ．９，ｐｐ．７１６−７２９，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１０

通信装置の省電力化に関する取り組みとして無通信状態（アイドル状態）である場合に未使用の機器を休止させるスリープ方式や通信量に応じてリンクレートを変化させる適応リンクレート方式などの実装が検討されている。

また、ＩＥＥＥ８０２．３ａｚタスクフォースでは、省電力イーサネット（登録商標）の標準化が完了した。しかしながら、上記の通信装置を用いた手法を適応した場合においては、ＯＮＵへのトラヒック到着間隔が閾値以下の場合はスリープモードに入れず、省電力効果が限定されていた。従来技術をＰＯＮシステムを構成する任意のＯＮＵ_ｉに適用した時の動作について説明する。図４に機器およびその構成要素の時間遷移を示す。一番上のタイムチャートはＯＮＵ入力トラヒックであり、本実施形態ではＵＮＩ９６_１〜９６_ｎのリンクがＧｉｇａｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（ＧｂＥ）の場合の瞬間的なリンクレートを示すものとする。例えば初期状態である時刻ｔ_０の入力トラヒックは１Ｇｂｉｔ／ｓである。まずＯＮＵに入力トラヒックが観測された場合について説明する。スリープ状態に遷移可能な一定のトラヒック到着間隔しきい値時間であるｔ_ｔｈが終了する時刻ｔ_２までの間、トラヒックが観測されなかった場合、無通信状態と判断される。そして時刻ｔ_２においてＯＮＵに対してスリープ導入を指令するトリガ信号が与えられる。そしてｔ_２〜ｔ_３にわたってコマンド処理時間の遅延を経て、時刻ｔ_３でスリープに入る。また、ＯＮＵに入力トラヒックが観測された場合について説明する。時刻ｔ_４においてＯＮＵに入力トラヒックが観測された場合、ｔ_４においてＯＮＵを起動を指令するトリガ信号が与えられる。そして、ｔ_４〜ｔ_５にわたってコマンド処理時間の遅延を経て、時刻ｔ_５でＯＮＵは起動する。スリープしきい値時間ｔ_ｔｈよりも入力トラヒック間隔が狭かった場合は、通信状態と判断されスリープ導入を指令するトリガをＯＮＵが与えることが出来ないため、スリープすることが出来ない。

このように、トラヒック到着間隔しきい値時間ｔ_ｔｈがスリープ導入時の制限要素となりスリープ時間が制限となり省電力効果が低下する。また、スリープ／起動に関する指令を与えてから実際に動作するまでの時間であるコマンド処理時間やデバイスの過渡応答時間に関しても、遅延が生じるため、スリープ時間の制限となり省電力効果が低下するという課題があった。

上記目的を達成するために、本願発明の通信装置及び通信装置の省電力化方法は、送信する上りトラヒックの監視を、ネットワーク回線を終端する上位側通信装置よりも下位側に接続される通信装置で行うことで、従来技術よりもスリープおよび起動のタイミング制御を効率よく行う。

具体的には、本願発明の通信装置は、ネットワーク回線を終端する上位側通信装置よりも下位側に接続される通信装置であって、前記上位側通信装置に流入する上りトラヒックを一時的に蓄積するキュー管理部と、前記キュー管理部に流入する上りトラヒックの有無及び上りトラヒック量を観測するキュー観測部と、前記キュー観測部において上りトラヒックの流入が観測された場合、前記キュー観測部の観測したトラヒック量に基づいて起動又はスリープに入るタイミングを決定し、上りトラヒックを前記キュー管理部から前記上位側通信装置へ送信する前に、決定したタイミングに起動又はスリープに入る旨指示する制御信号を前記上位側通信装置へ通知するスリープ／起動判定部と、前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ送信する信号処理部と、を備える。

本願発明の通信装置はキュー管理部、キュー観測部及び信号処理部を備えるため、上位側通信装置に流入する上りトラヒックを事前に把握することができる。本願発明の通信装置はスリープ／起動判定部を備えるため、上位側通信装置に流入する上りトラヒックを送信するのに必要な時間だけ上位側通信装置を起動し、その他の時間をスリープ状態にすることができる。したがって、本願発明の通信装置は通信装置を省電力化することが出来る。

本願発明の通信装置では、前記信号処理部は、前記キュー管理部がしきい値時間蓄積した上りトラヒックを、前記上位側通信装置へ一括送信し、前記キュー観測部は、前記しきい値時間内に前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックのトラヒック量を観測し、前記スリープ／起動判定部は、前記制御信号を用いて、起動に入る旨の指示と共に、前記キュー観測部の観測したトラヒック量を送信後にスリープに入る旨の指示をしてもよい。

本願発明の通信装置では、前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ出力するトラヒック出力ポートと、前記スリープ／起動判定部からの制御信号を前記上位側通信装置へ出力する制御信号出力ポートと、を備え、前記制御信号が、専用の信号線を用いて前記上位側通信装置へ送信されてもよい。

本願発明の通信装置では、前記キュー管理部は、上りトラヒックの優先度に応じたクラス別キューを１つ以上有し、前記キュー観測部は、上りトラヒックの優先度をさらに観測し、前記スリープ／起動判定部は、前記キュー観測部が高優先度の上りトラヒックの流入を観測した場合、高優先度の上りトラヒックと低優先度の上りトラヒックを一括送信する制御信号を前記上位側通信装置へ通知し、前記信号処理部は、前記キュー管理部に蓄積された高優先度の上りトラヒック及び低優先度の上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信してもよい。

具体的には、本願発明の通信装置の省電力化方法は、ネットワーク回線を終端する上位側通信装置よりも下位側に接続される通信装置の省電力化方法であって、前記上位側通信装置に流入する上りトラヒックをキュー管理部に流入する上りトラヒックの有無及び上りトラヒック量を観測し、上りトラヒックの流入が観測された場合、観測したトラヒック量に基づいて起動又はスリープに入るタイミングを決定し、上りトラヒックを前記キュー管理部から前記上位側通信装置へ送信する前に、決定したタイミングに起動又はスリープに入る旨指示する制御信号を前記上位側通信装置へ通知するスリープ／起動判定手順と、前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ送信する信号処理手順と、を順に有する。

本願発明の省電力化方法は前記信号処理手順を有するため、上位側通信装置に流入する上りトラヒックを事前に把握することができる。本願発明の省電力化方法はスリープ／起動判定手順を有するため、上位側通信装置に流入する上りトラヒックを送信するのに必要な時間だけ上位側通信装置を起動し、その他の時間をスリープ状態にすることができる。したがって、本願発明の通信装置の省電力化方法は通信装置を省電力化することが出来る。

本願発明の通信装置の省電力化方法では、前記信号処理手順において、前記キュー管理部がしきい値時間蓄積した上りトラヒックを、前記上位側通信装置へ一括送信し、前記スリープ／起動判定手順において、前記しきい値時間内に前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックのトラヒック量を観測し、前記制御信号を用いて、起動に入る旨の指示と共に、観測したトラヒック量を送信後にスリープに入る旨の指示をし、前記信号処理手順において、前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信してもよい。

本願発明の通信装置の省電力化方法では、前記スリープ／起動判定手順において、前記上りトラヒックとは異なる専用の信号線を用いて、前記制御信号を前記上位側通信装置へ送信してもよい。

本願発明の通信装置の省電力化方法では、前記スリープ／起動判定手順において、前記キュー管理部に流入するラヒックの優先度をさらに観測し、高優先度の上りトラヒックの流入を観測した場合、高優先度の上りトラヒックと該低優先度の上りトラヒックを一括送信する制御信号を前記上位側通信装置へ通知し、前記信号処理手順において、前記キュー管理部に蓄積された高優先度の上りトラヒック及び低優先度の上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信してもよい。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明により通信装置を省電力化することが出来る。

光アクセスネットワークの代表的なシングルスター構成を示す。光アクセスネットワークの代表的なＰＯＮ構成を示す。ＥＰＯＮにおける従来のＯＮＵの機能ブロック図を示す。従来のＰＯＮシステムにおける構成要素の時間遷移を示す。本実施形態に係る通信装置の概略構成図を示す。実施形態１に係る通信装置の一例を示す。実施形態１に係る通信装置の省電力化方法の一例を示す。実施形態１においてトリガに起動情報ないしスリープ情報を載せる場合の時間遷移の一例を示す。実施形態１においてスリープ時又は起動時にトリガを設定する場合の時間遷移の一例を示す。実施形態２に係る通信装置の一例を示す。実施形態３に係る通信装置の一例を示す。実施形態４に係る通信装置の一例を示す。実施形態４において起動情報ないしスリープ情報を載せる場合の一例を示す。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

以下、本発明による通信装置および通信装置の省電力化手法を用いた実施形態について図面を参照して説明する。
図５に、本実施形態に係る通信装置の概略構成図を示す。本実施形態に係る通信装置は、ネットワーク回線を終端する上位側通信装置１に接続される通信装置２である。上位側通信装置１は、例えばＯＮＵである。通信装置２は、例えばＨＧＷである。通信装置２は、上りトラヒックの情報を上位側通信装置１に先んじて把握し、上りトラヒックに応じて上位側通信装置１の一部の機能をスリープ又は起動させる。

上位側通信装置１は、光送受信器であるＴＲｘ１８と、スリープ／起動判定部１４と、信号処理部１５と、を有する。通信装置２は、キュー管理部２２と、キュー観測部２３と、タイマー２１と、スリープ／起動判定部２４と、信号処理部２５と、を有する。

本実施形態に係る通信装置の省電力化方法は、スリープ／起動判定手順と、信号処理手順と、を順に有する。

スリープ／起動判定手順では、通信装置２は、以下のように動作する。
キュー管理部２２は、上りトラヒックを一時的に蓄積する。キュー観測部２３は、トラヒック有無を監視する機能とトラヒック流入時間としきい値との比較を行う機能とキュー管理部２２に流入したトラヒック量を計算する手段を有する。これにより、通信装置２は、上りトラヒックの情報を上位側通信装置１に先んじて把握する。

スリープ／起動判定部２４は、キュー観測部２３においてトラヒックの流入が観測された場合、上位側通信装置１へ起動又はスリープに入るタイミングを指示する制御信号を通知する機能を有する。このときに、スリープ／起動判定部２４は、キュー観測部２３の観測したトラヒック量に基づいて起動又はスリープに入るタイミングを決定する。通知は、キュー管理部２２から上位側通信装置へ送信する前に行う。

信号処理手順では、通信装置２は、以下のように動作する。
信号処理部２５は、キュー管理部２２に蓄積された上りトラヒックを上位側通信装置へ送信する。スリープ／起動判定部２４から予め上位側通信装置１に制御信号を通知することで、上りトラヒックに応じて上位側通信装置１の一部の機能をスリープ又は起動させる。

（実施形態１）
ネットワーク回線がアクセスネットワーク回線であり、上位側通信装置１としてＯＮＵ、本実施形態に係る通信装置２としてＨＧＷを用いた場合の本実施形態における動作について説明する。図６に示すように、ＯＮＵ１０とＨＧＷ２０はＵＮＩを介して接続されている。該ＯＮＵ１０の機能は、主に、ＰＨＹ（ＰＨＹｓｉｃａｌＬａｙｅｒ）１６、キュー管理部１２、スリープ／起動判定部１４、信号処理部１５、ＴＲｘ１８を有する。該ＨＧＷ２０の機能は、主にＰＨＹ２６、２８、Ｌ２ＳＷ（Ｌａｙｅｒ２ＳＷｉｔｃｈ）２７、キュー管理部２２、キュー観測部２３、タイマー２１、スリープ／起動判定部２４、信号処理部２５を有する。

次に、本発明における各通信装置内および通信装置間の動作を説明する。
スリープ／起動判定手順では、ＨＧＷ２０及びＯＮＵ１０は、以下のように動作する。
ＨＧＷ２０は、図６に記載のキュー観測部２３において、ＨＧＷ２０に流入するトラヒックの有無を確認する。キュー管理部２２においては、キュー管理部２２に流入するトラヒックに対してある一定のしきい値時間を設け、キュー管理部２２内のトラヒックが流入してからしきい値時間の間、キュー管理部２２においてトラヒックを蓄積する。このしきい値時間は、タイマー２１により測定される。

制御信号には、上りトラヒックの情報をＯＮＵ１０に先んじて把握することが出来るＨＧＷ２０によって起動又はスリープに入るタイミングに関する情報と、しきい値時間の間に蓄積されたトラヒック量に関する情報が含まれている。制御信号が、ＨＧＷ２０からＯＮＵ１０へ送信される場合には、コマンド処理時間およびデバイスの応答時間を見越して一定時間早めに送信される。

ここで、コマンド処理時間とは、スリープ／起動判定部２４が制御信号を送信してからＯＮＵ１０のデバイスが応答するまでにかかる時間のことである。ＨＧＷ２０からＯＮＵ１０へ送信された制御信号は、ＯＮＵ１０のスリープ／起動判定部２４において伝達され、起動又はスリープに関する指令を信号処理部２５に伝達する。そして該指令を基に、ＯＮＵ１０の一部の機能を起動又はスリープさせる。この時、ＯＮＵ１０にトラヒックを送信するまでは、ＨＧＷ２０の該キュー管理部２２にトラヒックが蓄積される。

本発明において図７に示す、ＨＧＷ２０にトラヒックが流入してからＯＮＵ１０へトラヒックを送信するまでのＨＧＷ２０の動作をフローチャートを用いて説明する。
まず、ＨＧＷ２０の該キュー管理部２２にトラヒックが流入した時に、キュー管理部２２にトラヒックが無かった場合を説明する。ＨＧＷ２０の該キュー管理部２２にトラヒックが流入した時（Ｓ１０１）、キュー管理部２２にトラヒックが無かった場合は（Ｓ１０２においてＮＯ）、タイマー２１をリセットし、起動させ（Ｓ１０３）、キュー管理部２２にトラヒックを蓄積させる（Ｓ１０４）。次にキュー管理部２２内のトラヒック量を計算し（Ｓ１０５）、ＯＮＵ１０の起動時間及びコマンド処理時間を見越して、一定時間早めにＯＮＵ１０へ制御信号を送信する（Ｓ１０６）。そして、ＯＮＵ１０へトラヒックを送信する（Ｓ１０７）。

ＨＧＷ２０の該キュー管理部２２にトラヒックが流入した場合、既にトラヒックが有る場合について説明する。ＨＧＷ２０の該キュー管理部２２にトラヒックが流入した時に（Ｓ１０１）、キュー管理部２２に既にトラヒックが有る場合において（Ｓ１０２においてＹＥＳ）、もしタイマー２１が起動中でない場合（Ｓ１０８においてＮＯ）つまりは、しきい値時間をＴ_ｔｈとすると、Ｔ_ｔｈ≧Ｔである場合は、タイマー２１をリセットし、再起動させ（Ｓ１０３）、キュー管理部２２にトラヒックを蓄積させる（Ｓ１０４）。次にキュー管理部２２内のトラヒック量を計算し（Ｓ１０５）、ＯＮＵ１０の起動時間・コマンド処理時間を見越して、一定時間早めにＯＮＵ１０へ制御信号を送信する（Ｓ１０６）。そして、ＯＮＵ１０へトラヒックを送信する（Ｓ１０７）。

もし、タイマー２１が起動中である場合（Ｓ１０８においてＹＥＳ）、つまりは、Ｔ＜Ｔ_ｔｈである場合は、該キュー管理部２２にトラヒックを蓄積させる（Ｓ１０４）。次にキュー管理部２２内のトラヒック量を計算し（Ｓ１０５）、ＯＮＵ１０の起動時間・コマンド処理時間を見越して、ＯＮＵ１０へ制御信号を早めに送信する（Ｓ１０６）。そして、ＯＮＵ１０へトラヒックを送信する（Ｓ１０７）。

本実施形態に係る通信装置の省電力化方法は、以上の作業を繰り返す。本実施形態において設定する一定のしきい値時間は、流入したトラヒックにおいて許容される遅延時間よりも短く設定される。また、該一定のしきい値時間とは、ＨＧＷ２０の該キュー管理部２２内において蓄積させるバッファ量と関係がある。例えば、１Ｇリンクの場合、ＨＧＷ２０のキュー管理部２２において１０［ｍｓ］間蓄積するために必要な容量は、１２０［ｋＢｙｔｅ］である。

上述したフローチャートに基づき、任意のＨＧＷ２０、ＯＮＵ１０へ適用した時の動作について説明する。図８に時間的遷移を示す。上段のタイムチャートは、ＨＧＷ２０から事前に通知された制御信号を送るタイミング、中段のタイムチャートは、コマンド処理遅延による制御信号の遅延、下段のタイムチャートは、本発明によるＯＮＵ１０の起動状態を示す。図８において制御信号は、時刻ｔ_３にＨＧＷ２０からＯＮＵ１０へ送信している。そしてコマンド処理時間ｔ_３〜ｔ_４を経て、時刻ｔ_４〜ｔ_５において休止していたＯＮＵ１０のＴＲｘ１８を含む一部の機能が起動し、ＨＧＷ２０のキュー管理部２２内に蓄積されたトラヒックを時刻ｔ_５〜ｔ_６の間に全て送信した後、時刻ｔ_６〜ｔ_７においてスリープを指令するコマンド処理を経てＯＮＵ１０の一部の機能をスリープさせる。

このような動作を繰り返すことで、従来手法よりもスリープ時間を長時間化することが出来る。また、従来手法では、ＯＮＵ１０において入力トラヒック到着間隔がしきい値と同等もしくは、しきい値以下であった場合、例えば図４に示す時刻ｔ_１０〜ｔ_１１の場合のようなトラヒック間隔である場合、スリープすることが出来なかったが、ＯＮＵ１０においてしきい値時間を設けないこと、さらにはＯＮＵ１０のスリープ又は起動のコマンド処理およびデバイスの起動時間を見越して予めスリープ又は起動のタイミングに関する制御信号を送信して通知することで、スリープ時間を長時間化することが出来るため、従来手法と比較して省電力効果を向上させることが出来る。

実施形態１の動作は、下記に示す手法を用いても良い。
上位側通信装置１および通信装置２は、本実施形態においては上位側通信装置１をＯＮＵ、通信装置２をＨＧＷとしたが、このように別筐体でも良いし、一つの筐体の中に同一基板上にＯＮＵとＨＧＷのような機能を持つ構成であっても良い。

また、トラヒックのモニタ方法としては、本実施形態においては、トラヒック流入の有無を行っていたが、フレーム到着間隔、キュー長の監視などでも良い。また、しきい値時間の測定方法としては、本実施形態においては、タイマー２１を用いてしきい値時間を計測したが、バッファ量を計算する方法でも良い。

また、起動又はスリープに入るタイミングに関する情報として、観測時間やしきい値時間内に該キュー管理部２２内に蓄積されたトラヒック量を用いても良い。

また、制御信号を送信する手法としては、図８に示すように起動又はスリープタイミングに関する情報を一括で送信する手法や図９に示すように、起動又はスリープに関する情報を各々に分けて送信する手法でも良い。

図９のタイムチャートを用いて説明する。上段のタイムチャートは、ＨＧＷ２０から事前に通知された制御信号を送信するタイミング、中段のタイムチャートは、ＨＧＷ２０からコマンド処理遅延による制御信号の遅延、下段のタイムチャートは、本発明によるＯＮＵ１０の起動状態を示す。ＨＧＷ２０はＯＮＵ１０への上りトラヒックをＯＮＵ１０より先んじて把握出来るため、制御信号には、ＯＮＵ１０の起動タイミング又はスリープタイミングに関する情報が含まれている。前者の情報は、上りトラヒックがＨＧＷ２０のキュー管理部２２に蓄積されている場合に、事前に制御信号が送信され、ＨＧＷ２０のキュー管理部２２に蓄積されているトラヒックが無くなる前に、スリープの指令に要するコマンド処理時間およびデバイスの応答時間を見越して一定時間早めにＨＧＷ２０からＯＮＵ１０へ制御信号が送信される。これらの制御信号を用いてスリープ又は起動させる。

図９において、時刻ｔ_４にＨＧＷ２０からＯＮＵ１０へ制御信号が送信される。そしてコマンド処理時間ｔ_４〜ｔ_５を経て、時刻ｔ_５〜ｔ_６において休止していたＯＮＵ１０のＴＲｘ１８を含む一部の機能が起動し、時刻ｔ_６からＨＧＷ２０のキュー管理部２２内に蓄積されたトラヒックの送信が開始される。そして制御信号をＨＧＷ２０のキュー管理部２２内にトラヒックが無くなる前にスリープの指令に要する時間を見越して、時刻ｔ_７に制御信号をＨＧＷ２０からＯＮＵ１０へ送信する。時刻ｔ_７〜ｔ_８において、スリープを指令するコマンド処理を経てＯＮＵ１０の一部の機能をスリープさせる。このような動作を繰り返しても良い。

（実施形態２）
この場合では、図１０に示す通信装置の構成において、実施形態１とは異なる信号伝達手法である。図６では、スリープに関する制御信号はＰＨＹ２８、１６を通じてイーサネット（登録商標）などの主信号と共に送信され、ＯＮＵ１０側でデータを識別してスリープ用専用信号を改めて出力しなければならないので、処理に時間を要する。一方、図１０では、専用の制御信号出力ポート２９と信号線１９を設け、直接ＯＮＵ１０に制御信号を伝達させるため、図６に示す方法よりも伝達時間を短縮することが出来る。従って、ＨＧＷ２０からＯＮＵ１０へ送信するまでにトラヒックを蓄積する時間を短縮することが出来るため、遅延を制御しつつ省電力化が可能である。

（実施形態３）
本実施形態は、図１１に示す通信装置の構成において、実施形態１とは異なりＯＮＵ１０にキュー管理部１２を備えない場合について説明する。
図１１では、ＯＮＵ１０の構成において上りトラヒックを管理するキュー管理部１２を持たない構成を示す。本発明は、ＨＧＷ２０構成内におけるキュー管理部２２において上りのトラヒックの管理を行うため、ＯＮＵ１０構成内において上りのトラヒックを管理するキュー管理部１２を削除することが出来る。そのためＯＮＵ１０のキュー管理部１２を削除することで、より省電力効果を高めることが出来る。

（実施形態４）
本実施形態は、図１２に示す通信装置の構成において、実施形態１とは異なりＨＧＷ２０にトラヒックの種類に応じたクラス別キューを持つ場合について説明する。図１２に示す通信装置の構成においては、ＨＧＷ２０のキュー管理部２２においてキュー＃１およびキュー＃２である。前記クラス別キューのうち、キュー＃１には、予め指定されたＳｅｓｓｉｏｎＩｎｉｔｉａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＩＰ）を利用したＶｏｉｃｅｏｖｅｒＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ（ＶｏＩＰ）通信などの優先度の高いトラヒックが流入する。また、キュー＃２にはそれ以外の優先度の低いトラヒックが流入する。

次に、実施形態４における通信装置内および上位側通信装置間の動作を説明する。
スリープ／起動判定手順では、ＨＧＷ２０は以下のように動作する。
ＨＧＷ２０は、トラヒックの種類を監視し、予め指定された高優先度のトラヒックがキュー＃１に流入した場合、優先度の高いトラヒックに対する通信品質を保持するために、ＯＮＵ１０へ予め優先度の高いトラヒックが流入したことを、制御信号の送信により通知する。このときの制御信号には、ＨＧＷ２０の該キュー管理部２２のキュー＃１にトラヒックが流入したという情報、上りトラヒックの到着タイミングに関する情報、およびキュー管理部２２に蓄積しているキュー＃１、＃２に蓄積されているトラヒック量に関する情報が含まれている。

もし優先度の高いトラヒックがキュー管理部２２のキュー＃１に流入し、かつ優先度の低いトラヒックがキュー＃２に流入した場合、あらかじめ優先度の低いトラヒックにおいてはキュー＃２においてある一定のしきい値時間蓄積させる。

信号処理手順では、ＨＧＷ２０は以下のように動作する。
優先度の高いトラヒックの送信タイミングに合わせて優先度の低いトラヒックをまとめて一括送信する。これにより、スリープ／起動の遷移回数を削減し、スリープ時間を増やすことで省電力効果を向上させることが出来る。

本実施形態の通信装置内および通信装置間の動作に基づき、任意のＨＧＷ２０、ＯＮＵ１０へ適用した時の動作について説明する。図１３に時間的遷移を示す。上段のタイムチャートは、ＨＧＷ２０のキュー＃１に流入したトラヒック、２段目のタイムチャートは、ＨＧＷ２０のキュー＃２に流入したトラヒック、３段目のタイムチャートは、ＨＧＷ２０から事前に通知された制御信号、４段目のタイムチャートは、コマンド処理遅延による制御信号の遅延、そして下段は、本発明によるＯＮＵ１０起動状態を示す。

図１３のようにキュー＃１およびキュー＃２にトラヒックが流入した時、ＨＧＷ２０の該キュー＃１と該キュー２のトラヒックを一括で送信するため、キュー＃２のトラヒックはＨＧＷ２０の該キュー＃２にて蓄積させる。つまりは、時刻ｔ_０〜ｔ_１、ｔ_２〜ｔ_３、ｔ_４〜ｔ_５の間に流入したキュー＃２のトラヒックは該キュー＃２にて蓄積させる。また、制御信号は、時刻ｔ_７にＨＧＷ２０からＯＮＵ１０へ送信している。そして、コマンド処理時間ｔ_７〜ｔ_８を経て、時刻ｔ_８〜ｔ_９において休止していたＯＮＵ１０のＴＲｘ１８を含む一部の機能が起動し、ＨＧＷ２０のキュー＃１に流入したトラヒックとキュー＃２において蓄積していたトラヒックは、時刻ｔ_９〜ｔ_１１において一括で送信される。その後、時刻ｔ_１１〜ｔ_１２においてスリープを指令するコマンド処理を経て時刻ｔ_１２〜ｔ_１３において、ＯＮＵ１０の一部の機能をスリープさせる。

このような動作を繰り返すことで、従来手法よりもスリープ／起動の遷移回数を削減し、スリープ時間を増やすことで省電力効果を向上させることが出来る。また、従来手法においては、ＯＮＵ１０上のキュー管理部１２においてトラヒックのクラス別キューを設ける手法が提案されているが、本手法を用いてＯＮＵ１０を起動させる際、ＯＮＵ１０よりも下位側のＨＧＷ２０のキュー管理部２２において、トラヒックのクラス別キューを設けかつ、流入したトラヒックの情報や、キュー管理部２２に蓄積しているトラヒック量に関する情報を制御信号として、ＨＧＷ２０からＯＮＵ１０へコマンド処理時間およびデバイスの応答時間を見越して一定時間早めに送信されるため、遅延を最小限に留めることが出来る。

実施形態４の動作は、下記に示す手法を用いても良い。
本実施形態におけるＨＧＷ２０の該キュー観測部２３におけるトラヒックの監視方法は、図１２に示すように予め指定された種類のトラヒックが入るキュー＃１を備えておき、該キュー＃１に予め指定されたトラヒックが流入したかどうかを監視していたが、その他にも、ＩＰパケットのヘッダにおけるＴｙｐｅｏｆＳｅｒｖｉｃｅ（ＴｏＳ）の値をフレーム毎に観測する機能をキュー管理部２２内に備えておき、高優先度のトラヒックを確認する方法でも良いし、ＩＰパケットのＴｏＳ値をＶＬＡＮタグ付きＭＡＣフレームのＣｌａｓｓｏｆＳｅｒｖｉｃｅ（ＣｏＳ）の値と１対１に対応するように運営し、ＣｏＳ値をフレーム毎に観測する機能をキュー管理部２２に備えておく方法でも良い。さらに、ＨＧＷ２０上のＶｏＩＰのセッションの開始、終了を監視する手法や、情報家電のオンフック、オフフックを監視し、高優先度のトラヒックがあるかどうかを監視しても良い。また、予め指定したトラヒックとして、ＳＩＰを利用したＶｏＩＰ通信を挙げたが、これに限らない。

実施形態１〜４は、ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）および１０Ｇ−ＥＰＯＮ、さらには他のＰＯＮ、例えばＩＴＵ−Ｔ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＵｎｉｏｎＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎＳｅｃｔｏｒ）勧告準拠のＢ−ＰＯＮおよびＧ−ＰＯＮ、さらにはＷＤＭ−ＰＯＮやＣＤＭ−ＰＯＮ等の光アクセスネットワーク用装置のみならず、２つの互いに接続された通信装置に対して適用可能である。また、実施形態１〜４は、それらを組み合わせることが可能であり、その場合にはそれぞれの実施形態が有する効果を相乗的に奏することが可能である。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１：上位側通信装置
２：通信装置
１０：ＯＮＵ
１２：キュー管理部
１４：スリープ／起動判定部
１５：信号処理部
１６：ＰＨＹ
１８：ＴＲｘ
１９：信号線
２０：ＨＧＷ
２１：タイマー
２２：キュー管理部
２３：キュー観測部
２４：スリープ／起動判定部
２５：信号処理部
２６、２８：ＰＨＹ
２７：Ｌ２ＳＷ
２９：制御信号出力ポート
３１：ＶｏＩＰ
３２：ＰＣ
９１：ＯＬＴ
９２、９２_１、９２_ｉ、９２_ｎ：ＯＮＵ
９３、９３_１、９３_ｉ、９３_ｎ：ＨＧＷ
９５：光ファイバ伝送路
９６、９６_１、９６_ｉ、９６_ｎ：ＵＮＩ

Claims

ネットワーク回線を終端する上位側通信装置よりも下位側に接続される通信装置であって、
前記上位側通信装置に流入する上りトラヒックを一時的に蓄積するキュー管理部と、
前記キュー管理部に流入する上りトラヒックの有無及び上りトラヒック量を観測するキュー観測部と、
前記キュー観測部において上りトラヒックの流入が観測された場合、前記キュー観測部の観測したトラヒック量に基づいて起動又はスリープに入るタイミングを決定し、上りトラヒックを前記キュー管理部から前記上位側通信装置へ送信する前に、決定したタイミングに起動又はスリープに入る旨指示する制御信号を前記上位側通信装置へ通知するスリープ／起動判定部と、
前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ送信する信号処理部と、
を備える通信装置。
前記信号処理部は、前記キュー管理部がしきい値時間蓄積した上りトラヒックを、前記上位側通信装置へ一括送信し、
前記キュー観測部は、前記しきい値時間内に前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックのトラヒック量を観測し、
前記スリープ／起動判定部は、前記制御信号を用いて、起動に入る旨の指示と共に、前記キュー観測部の観測したトラヒック量を送信後にスリープに入る旨の指示をする
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ出力するトラヒック出力ポートと、
前記スリープ／起動判定部からの制御信号を前記上位側通信装置へ出力する制御信号出力ポートと、
を備え、
前記制御信号が、専用の信号線を用いて前記上位側通信装置へ送信される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
前記キュー管理部は、上りトラヒックの優先度に応じたクラス別キューを１つ以上有し、
前記キュー観測部は、上りトラヒックの優先度をさらに観測し、
前記スリープ／起動判定部は、前記キュー観測部が高優先度の上りトラヒックの流入を観測した場合、高優先度の上りトラヒックと低優先度の上りトラヒックを一括送信する制御信号を前記上位側通信装置へ通知し、
前記信号処理部は、前記キュー管理部に蓄積された高優先度の上りトラヒック及び低優先度の上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
ネットワーク回線を終端する上位側通信装置よりも下位側に接続される通信装置の省電力化方法であって、
前記上位側通信装置に流入する上りトラヒックをキュー管理部に流入する上りトラヒックの有無及び上りトラヒック量を観測し、上りトラヒックの流入が観測された場合、観測したトラヒック量に基づいて起動又はスリープに入るタイミングを決定し、上りトラヒックを前記キュー管理部から前記上位側通信装置へ送信する前に、決定したタイミングに起動又はスリープに入る旨指示する制御信号を前記上位側通信装置へ通知するスリープ／起動判定手順と、
前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ送信する信号処理手順と、
を順に有する通信装置の省電力化方法。
前記信号処理手順において、前記キュー管理部がしきい値時間蓄積した上りトラヒックを、前記上位側通信装置へ一括送信し、
前記スリープ／起動判定手順において、前記しきい値時間内に前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックのトラヒック量を観測し、前記制御信号を用いて、起動に入る旨の指示と共に、観測したトラヒック量を送信後にスリープに入る旨の指示をし、
前記信号処理手順において、前記キュー管理部に蓄積された上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信する
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置の省電力化方法。
前記スリープ／起動判定手順において、前記上りトラヒックとは異なる専用の信号線を用いて、前記制御信号を前記上位側通信装置へ送信する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の通信装置の省電力化方法。
前記スリープ／起動判定手順において、前記キュー管理部に流入するラヒックの優先度をさらに観測し、高優先度の上りトラヒックの流入を観測した場合、高優先度の上りトラヒックと該低優先度の上りトラヒックを一括送信する制御信号を前記上位側通信装置へ通知し、
前記信号処理手順において、前記キュー管理部に蓄積された高優先度の上りトラヒック及び低優先度の上りトラヒックを前記上位側通信装置へ一括送信する
ことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の通信装置の省電力化方法。