JP6323912B2 - フレーム代理処理装置、フレーム代理処理方法、及びフレーム代理処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、光加入者線終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）及び光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を光ファイバ伝送路を介して接続して、光信号により送受信する光通信システムにおける低消費電力化技術に関する。

（ＰＯＮの説明）
光ネットワークは、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が、１つあるいは複数の光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と、光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントあるいはポイントツーマルチポイントの通信を行うネットワークである。

（ＰＯＮの低消費電力化手法の紹介）
光ネットワークの低消費電力化のために、データトラヒックがない場合にＯＮＵの主要機能を停止させるＯＮＵスリープ機能が議論されている。その中でも、サイクリックスリープやＤｏｚｅと呼ばれる手法は、ＩＴＵ−ＴのＧ．９８７．３やＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１などによって標準化が進められており、ＯＮＵの低消費電力化の有効な手法として期待されている。

（ＰＯＮの構成）
従来技術の光通信システムの構成を図１に示す。光通信システムは、ＯＬＴ４、ＯＮＵ５、光ファイバ伝送路３及び光スプリッタ１０から構成される。ＯＬＴ４は、ロジック部４１、送受信部４２及びＳＮＩ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）物理層部４３から構成される。ＯＮＵ５は、ロジック部５１、送受信部５２及びＵＮＩ（Ｕｓｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）物理層部５３から構成される。

（サイクリックスリープ開始の契機）
サイクリックスリープでは、上りのデータトラヒックがないことをロジック部５１のＵＮＩ監視によって確認し、下りのデータトラヒックがないことをロジック部４１のＳＮＩ監視によって確認し、ロジック部５１及びロジック部４１がその旨のメッセージを交換する。ロジック部４１によってスリープ制御を行い、ロジック部５１によって状態切替を行い、ＯＮＵ５は起床状態からスリープ状態に移行する。

（サイクリックスリープ終了の契機）
サイクリックスリープでは、スリープ中にＯＮＵ５に上りトラヒックが入力されると、ＯＮＵ５はスリープ状態を解除しデータ疎通を開始する。ＯＮＵ５はスリープ中に上りトラヒック入力がない場合でも、あらかじめ決められたスリープ継続時間の後にスリープ継続確認のために起動する。スリープ中にＯＮＵ５あての下りトラヒックがＯＬＴ４へ入力されていた場合は、スリープ継続確認時にＯＬＴ４は下りトラヒックありのメッセージをＯＮＵ５に送信し、ＯＮＵ５はスリープ中止を判断し下りデータの受け取りを開始する。スリープ中にＯＮＵ５あての下りトラヒックがＯＬＴ４へ入力されていない場合は、ＯＮＵ５は再びスリープに入る。

（サイクリックスリープの定常的動作）
上記のように、トラヒックがない場合には、スリープへの移行とトラヒック確認の起動を周期的に繰り返すので、このスリープ方式をサイクリックスリープと呼ぶ。

（Ｄｏｚｅ開始の契機）
Ｄｏｚｅでは、上りのデータトラヒックがないことをロジック部５１のＵＮＩ監視によって確認し、ロジック部５１及びロジック部４１がその旨のメッセージを交換する。ロジック部４１によってスリープ制御を行い、ロジック部５１によって状態切替を行い、ＯＮＵ５は起床状態からスリープ状態に移行する。

（Ｄｏｚｅとサイクリックスリープの差）
サイクリックスリープがＯＮＵの上り送信機能および下り受信機能に関わる部位に対する給電を停止するのに対し、Ｄｏｚｅでは下り受信機能に関わる部位に対する給電は停止せず、上り送信機能に関わる部位に対する給電を停止する。このため、Ｄｏｚｅはサイクリックスリープに比べて下りのデータトラヒックへの遅延が小さく、原理的にはＯＬＴとＯＮＵ間のメッセージ交換を行わなくても実現可能である。

（Ｄｏｚｅ終了の契機）
Ｄｏｚｅでは、スリープ中にＯＮＵ５に上りトラヒックが入力されると、ＯＮＵ５はスリープ状態を解除しデータ疎通を開始する。また、一定時間ＯＮＵからＯＬＴに対する通信が全く行われないと、タイムアウトが発生しＯＮＵ−ＯＬＴ間のリンクが切断される恐れがあるため、リンク再確立時の遅延やフレームロスを避けるために、スリープ中に上りトラヒックが入力されなくても、ＯＮＵ５はタイムアウト発生前にスリープ状態を解除し、起床状態に移行する。

（従来方式１：影響を抑制するためのガードタイム設定）
上述したように、サイクリックスリープやＤｏｚｅを適用すると、遅延が発生する可能性があるため、消費電力の低減とユーザが体感する品質にはトレードオフの関係が存在する。非特許文献３では、サイクリックスリープを適用する際に、ユーザに与える通信品質の悪化を抑制する提案を行っている。具体的には、非特許文献３では、ユーザが能動的に通信を利用する際には、インターネットで一般的に使用されているＴＣＰ通信のように、一度フレームが到着すると所定の時間以内に次のフレームが到着する確率が高いことに着目し、能動的な通信に対する遅延増加を抑制するために、最後にフレームを受信してから一定時間、スリープ状態を解除し続けるガードタイムを設ける提案を行っている。

（従来方式２：トラフィックによってガードタイムを動的に短く設定）
しかし、単純に長いガードタイムを設定するだけでは、ユーザが能動的にインターネットやＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）などのサービスを利用していない間も、ＯＮＵ配下の通信装置がＯＮＵを通じて通信を行う場合に、ＯＮＵを一定時間起床させてしまい、省電力効果が著しく低下してしまう。そこで、非特許文献３では更に、フレームの到着間隔を基に、ユーザが能動的に通信を行っていることを識別し、そうでないトラフィックしか流れていない場合には、ガードタイムを短く設定することで、消費電力の低下とユーザに与える通信品質低下の抑制との両立を図っている。

（従来方式３：ＤｅｅｐＳｌｅｅｐ）
一方で、ユーザが外出中や就寝中の際など、ユーザによる能動的な利用がない間であっても、前記の省電力化技術では低減できる消費電力が限られている。非特許文献４では、停電時などにＯＮＵをバッテリーで動作させるような特殊な状況下において、通信品質よりも消費電力の低減をより重視し、一定時間のパケットロスを許容する代わりに積極的な省電力化を図るＤｅｅｐＳｌｅｅｐを提案している。

久保亮吾、可児淳一、藤本幸洋、吉本直人、雲崎清美、「省電力機能を搭載した１０ギガクラスＰＯＮシステムの性能解析」、電子情報通信学会信学技報、ＣＳ２００９−２、ｐｐ．７−１２ ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ｓｅｒｉｅｓ Ｇ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ４５：ＧＰＯＮ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ、２００９年５月 氏川裕隆、山田崇史、坂本健、鈴木謙一、吉本直人、「ＴＣＰ輻輳制御を考慮したＯＮＵスリープ技術 ： ＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１（ＳＩＥＰＯＮ）準拠１０Ｇ−ＥＰＯＮへの適用」、電子情報通信学会技術研究報告、ＣＳ２０１２−２８、 通信方式 １１２（１１８）、ｐｐ．２９−３４、 ２０１２年７月 Ｈｉｒｏｔａｋａ Ｕｊｉｋａｗａ、Ｔａｋａｓｈｉ Ｙａｍａｄａ、Ｎａｏｔｏ Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ、"Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｉｍｅｒ−ｂａｓｅｄ ＯＮＵ Ｄｅｅｐ Ｓｌｅｅｐ ｆｏｒ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｆａｉｌｕｒｅ"，ＩＥＥＥ Ｇｌｏｂｅｃｏｍ ２０１３、ｐｐ．２４１３−２４１７、２０１３年１２月

（従来方式２の課題）
しかしながら、ガードタイムを短く設定しても、ＯＮＵを起床させてしまうようなトラフィックが増加した場合は、非特許文献３に記載の技術を用いても、ＯＮＵが省電力状態に遷移するまでにかかる時間や、ＯＮＵが省電力状態から復帰するまでにかかる時間が存在するため、省電力化の効果が限られてしまう。つまり、従来方式２には、能動的利用に紐付かないトラフィックの増加によって省電力効果が低減するという課題１が存在する。

具体的には、例えば、ＰＰＰｏＥにおいて通信路の正常性確認のために用いられるＬＣＰでは、ＥＣＨＯ ＲＥＱＵＥＳＴやＥＣＨＯ ＲＥＰＬＹが定期的に交換されるが、確立したセッション毎に交換が行われるため、端末数の増加などによってセッション数が増加した場合には、ユーザによる能動的な利用がない間も頻繁にパケットがＯＮＵやＯＬＴを通過し、省電力化機能を有効にする機会が減少するため、省電力化の効果が限定される。

具体例として、１秒ごとにＥＣＨＯ ＲＥＱＵＥＳＴが送受信され、ＯＮＵが省電力状態に遷移するまでにかかる時間と、ＯＮＵが省電力状態から復帰するまでにかかる時間の合計が１秒以上の場合には、省電力状態に遷移することができず、遷移時間の合計が１秒以下であっても省電力効果が限定される。

（従来方式３の課題）
また、ユーザが外出中や就寝中の際など、ユーザによる能動的な利用がない間であっても、単純に従来方式３のようなＤｅｅｐＳｌｅｅｐのような省電力化手段を適用してしまうと、ユーザが能動的な利用を開始した際に悪影響を及ぼすという課題２や、外部からの利用に対して悪影響を及ぼすという課題３が存在する。

（課題２の詳説）
課題２は、具体的には、再接続にかかる時間が挙げられる。ＤｅｅｐＳｌｅｅｐのような省電力化手段によってパケットロスが発生し、タイムアウト等によって接続性が失われたと判断されると、既に確立されていた論理的な接続の再確立が必要となり、再確立が完了するまで通信を行うことができず、遅延が増加する。更に、接続の再確立に必要なパケットを喪失してしまうと、再確立に失敗してしまう可能性もある。

（課題３の詳説）
課題３は、具体的には、宅外から宅内に対して通信を行う際に、パケットロスによって、新しく接続を確立できないといった影響や、既にタイムアウトによって接続性が失われたと判断された後では、宛先を解決できずにパケットが宅内まで送信されないといった影響が挙げられる。ユーザの宅内の端末に対する通信の例として、リモート接続や、録画予約、宅内のサーバへのアクセスなどが挙げられるが、単純なＤｅｅｐＳｌｅｅｐのような省電力化を適用すると、これらの通信が利用できなくなってしまう。

（発明の目的）
そこで、本発明は、前記課題を解決するために、ユーザが通信サービスを利用していない際の通信装置の省電力化機能による省電力効果を向上し、かつ、ユーザの利用に対する悪影響を抑制するフレーム代理処理装置、フレーム代理処理方法、及びフレーム代理処理プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ユーザの利用する通信サービスの体感品質に関わらないフレームに対して、省電力化対象装置よりも上位の装置、下位の装置、もしくは上位の装置と下位の装置がフレーム送信先の通信装置に代わって処理を行うこととした。

具体的には、本発明に係るフレーム代理処理装置は、
トラヒック非流通時に消費電力を低減する省電力機能を有する光ネットワーク装置が、対向する通信装置間のフレームを伝送する光通信システムに配置されるフレーム代理処理装置であって、
前記光通信システムで伝送されるフレームに対する条件が記載されたフレーム代理処理テーブルと、
前記光ネットワーク装置の前記省電力機能が有効であるか無効であるかを判断し、前記省電力機能が有効である場合に前記通信装置から前記光ネットワーク装置へ伝送されるフレームを検出し、前記フレームに対する処理を前記フレーム代理処理テーブルに基づいて行い、前記フレームを送信した前記通信装置へ処理結果を返送するフレーム代理処理制御部と、
を備える。

また、本発明に係るフレーム代理処理方法は、
トラヒック非流通時に消費電力を低減する省電力機能を有する光ネットワーク装置が対向する通信装置間のフレームを伝送する光通信システムでのフレーム代理処理方法であって、
フレーム代理処理テーブルに前記光通信システムで伝送されるフレームに対する条件を記載し、
前記光ネットワーク装置の前記省電力機能が有効であるか無効であるかを判断し、
前記省電力機能が有効である場合に前記通信装置から前記光ネットワーク装置へ伝送されるフレームを検出し、
前記フレームに対する処理を前記フレーム代理処理テーブルに基づいて行い、
前記フレームを送信した前記通信装置へ処理結果を返送する
ことを特徴とする。

さらに、本発明に係るフレーム代理処理プログラムは、
トラヒック非流通時に消費電力を低減する省電力機能を有する光ネットワーク装置が対向する通信装置間のフレームを伝送する光通信システムに配置されるフレーム代理処理装置に、
フレーム代理処理テーブルに前記光通信システムで伝送されるフレームに対する条件を記載させ、
前記光ネットワーク装置の前記省電力機能が有効であるか無効であるかを判断させ、
前記省電力機能が有効である場合に前記通信装置から前記光ネットワーク装置へ伝送されるフレームを検出させ、
前記フレームに対する処理を前記フレーム代理処理テーブルに基づいて行わせ、
前記フレームを送信した前記通信装置へ処理結果を返送させる。

本発明は、フレーム代理処理装置によって、ユーザがサービスを利用していない時間に、フレームが省電力対象装置（光ネットワーク装置）に到着する数を減じることで、光ネットワーク装置の省電力化機能による省電力効果を高めることができる。また、本発明は、キープアライブパケットのような継続的に送信されるフレームをフレーム代理処理装置が代理処理することで、フレーム送信側から見るとフレーム受信側がスリープしていないように見えるため、通信装置の論理的接続を維持することができる。

従って、本発明は、ユーザが通信サービスを利用していない際の通信装置の省電力化機能による省電力効果を向上し、かつ、ユーザの利用に対する悪影響を抑制するフレーム代理処理装置、フレーム代理処理方法、及びフレーム代理処理プログラムを提供することができる。

例えば、本発明に係るフレーム代理処理装置の前記フレーム代理処理テーブルに記載された前記条件は、前記フレームに対する処理内容であり、前記フレーム代理処理制御部は、検出したフレームが前記フレーム代理処理テーブルに記載されている場合に前記条件の処理を行う。

また、本発明に係るフレーム代理処理装置の前記フレーム代理処理テーブルに記載された前記条件は、フレームの選定条件であり、前記フレーム代理処理制御部は、検出したフレームの中から前記条件に当てはまるフレームを保存し、前記フレームの内容の処理を行う。

本発明は、ユーザが通信サービスを利用していない際の通信装置の省電力化機能による省電力効果を向上し、かつ、ユーザの利用に対する悪影響を抑制するフレーム代理処理装置、フレーム代理処理方法、及びフレーム代理処理プログラムを提供することができる。

本発明に関連する光装置システムを説明する図である。 本発明に関連する光ネットワーク装置を説明する図である。 本発明に関連する光通信システムを説明する図である。 本発明に係るフレーム代理処理装置を説明する図である。 本発明に係るフレーム代理処理装置を含む光通信システムを説明する図である。 本発明に係るフレーム代理処理装置を含む光通信システムを説明する図である。 本発明に係るフレーム代理処理装置を含む光通信システムを説明する図である。 本発明に係るフレーム代理処理装置を説明する図である。 本発明に係るフレーム代理処理装置を説明する図である。

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。

（関連技術）
図３は、本発明に関連する光通信システム３００の構成を説明する図である。光通信システム３００は、通信装置６、通信装置７、及び光ネットワーク装置１００を備える。通信装置６は、フレーム処理装置であり、例えば、ブロードバンドルータである。通信装置７は、フレーム送信装置であり、例えば、ＰＰＰｏＥ終端装置である。光ネットワーク装置１００は、ＯＬＴ１、ＯＮＵ２及び光ファイバ伝送路３から構成される。

図３の光ネットワーク装置１００は、１つのＯＬＴ１及び１つのＯＮＵ２が、光ファイバ伝送路３を介して、ポイントツーポイントで接続されているが、図１のように、１つのＯＬＴ１及び複数のＯＮＵ２が、光ファイバ伝送路３及び光スプリッタ１０を介して、ポイントツーマルチポイントで接続されてもよい。

そして、光ネットワーク装置１００は省電力機能を有している。省電力機能とは、スリープ機能であり、これをＯＬＴが有している場合、ＯＮＵが有している場合、あるいは双方が有している場合がある。

図２は、光ネットワーク装置１００の構成を説明する図である。ＯＬＴ１は、トラヒックモニタ１１、バッファ１２、送受信部１３、受信部１４、送信部１５、スリープ判断部１６、及び上位側送受信部１７を備える。

下りトラヒックは、上流側から、上位側送受信部１７、トラヒックモニタ１１、バッファ１２、送信部１５及び送受信部１３を介して、ＯＮＵ２に伝送される。上りトラヒックは、ＯＮＵ２から、送受信部１３、受信部１４、バッファ１２及び上位側送受信部１７を介して、上流側に伝送される。

トラヒックモニタ１１は、ＯＮＵ２宛の下りトラヒックがあるかどうかを監視する。そして、下りトラヒックの統計量をスリープ判断部１６に通知する。下りトラヒックの統計量は例えば、フレームの到着間隔や、到着フレーム数、到着フレームの優先度、到着フレームのサイズ、などが挙げられる。バッファ１２は、スリープ判断部１６からの後述のスリープ開始指令を受けて、下りトラヒックを出力することなく蓄積する。そして、スリープ判断部１６からの後述のスリープ解除指令を受けて、蓄積している下りトラヒックを出力する。

スリープ判断部１６は、下りトラヒックの統計量をトラヒックモニタ１１から通知される。そして、下りトラヒックの統計量がスリープを開始する条件に合致している場合に、スリープ開始メッセージをバッファ１２に出力する。スリープを開始する条件は例えば、優先度の高いフレームが一定時間到着していないことや、低優先度も含めてユーザデータが一定時間到着していないことや、到着フレーム数が一定数以下であることなどが挙げられる。

そして、下りトラヒックの統計量がスリープを停止する条件に合致している場合にスリープ解除メッセージをバッファ１２に出力する。スリープを停止する条件は例えば、優先度の高いフレームが到着したことや、到着フレーム数が一定数以上であることや、スリープを開始してから一定時間の経過などが挙げられる。

また、スリープ判断部１６は、スリープ開始からスリープ停止までの間にＯＮＵ２から、ＯＮＵ２が起床していることを通知された時に、スリープ解除メッセージをバッファ１２に出力してもよい。

ＯＮＵ２は、トラヒックモニタ２１、バッファ２２、送受信部２３、送信部２４、受信部２５、スリープ指示部２６、及びスリープメッセージ生成受取部２７を備える。

下りトラヒックは、ＯＬＴ１から、送受信部２３及び受信部２５を介して、下流側に伝送される。上りトラヒックは、下流側から、トラヒックモニタ２１、バッファ２２、送信部２４及び送受信部２３を介して、ＯＬＴ１に伝送される。

トラヒックモニタ２１は、起床すべき上りトラヒックがあるかどうかを監視する。そして、起床すべき上りトラヒックがあることをスリープ指示部２６に通知する。バッファ２２は、スリープ指示部２６からの後述のスリープ開始指令を受けて、スリープ状態に移行する。そして、スリープ指示部２６からの後述のスリープ解除指令を受けて、起床状態に移行する。

スリープ指示部２６は、起床すべき上りトラヒックがあることをトラヒックモニタ２１から通知される。そして、スリープ解除指令をバッファ２２、スリープメッセージ生成受取部２７及びスリープ可能な各ブロックに出力する。スリープ指示部２６は、スリープ開始の旨をスリープメッセージ生成受取部２７から通知される。そして、スリープ開始指令をバッファ２２及びスリープ可能な各ブロックに出力する。スリープ指示部２６は、起床すべき下りトラヒックありの旨をスリープメッセージ生成受取部２７から通知される。そして、スリープ解除指令をバッファ２２及びスリープ可能な各ブロックに出力する。

スリープメッセージ生成受取部２７は、スリープ指示部２６からのスリープ解除指令を受けて、ＯＮＵ２の起床の旨のメッセージを生成して、送信部２４に出力する。スリープメッセージ生成受取部２７は、ＯＬＴ１からのスリープ開始の旨のメッセージを受けて、スリープ開始の旨をスリープ指示部２６に通知する。スリープメッセージ生成受取部２７は、ＯＬＴ１からの起床すべき下りトラヒックありの旨のメッセージを受けて、起床すべき下りトラヒックありの旨をスリープ指示部２６に通知する。

ＯＮＵ２は、スリープ状態に移行してから起床すべき上りトラヒックを受信することなくスリープ継続時間を経るたびに、スリープ状態から起床状態に移行し、起床すべき下りトラヒックがあるかどうかを確認する。そして、起床すべき下りトラヒックがないと確認したときには、起床状態からスリープ状態に再度移行する。しかし、起床すべき下りトラヒックがあると確認したときには、スリープ状態を終了させる。これをサイクリックスリープという。

また、運用によっては、スリープ状態においてパケットロスを許容し、観測可能な範囲で起床すべきトラフィックを監視し、起床すべきトラフィックを検知した際に起床状態に遷移するＤｅｅｐＳｌｅｅｐを使用する。

ＰＰＰｏＥ終端装置である通信装置７は、キープアライブを実施するために、定期的にＬＣＰ Ｅｃｈｏ ｒｅｑｕｅｓｔと呼ばれるパケットをブロードバンドルータである通信装置６に送信し、通信装置６はＬＣＰ Ｅｃｈｏ ｒｅｑｕｅｓｔパケットを受信すると、ＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙと呼ばれるパケットを通信装置７に送り返す。キープアライブは、例えば、通信相手から一定時間パケットを受信していない場合に、タイムアウトによって通信相手との接続が切断され、再度初期化の手順が必要になるという事態を防ぐために交換される。また、キープアライブは、例えば、定期的パケットを送信することで、通信経路中に障害が発生した際に、障害を早期に検知する目的で交換される。

通信装置７から送信されるキープアライブパケット（ＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を代理処理する例について説明する。光ネットワーク装置１００の構成では、ＯＮＵ２は、ＯＬＴ１が最後にＯＮＵ２宛てのフレームを受信してから１秒間のガードタイムを経過した後にスリープを開始する。また、ＯＬＴ１はＯＮＵ２がスリープ中の間にＯＮＵ２宛てのフレームを受信すると、ＯＮＵ２がフレームを受信可能になった際に、間欠起動動作を中止し、ＯＮＵ２に該当のフレームを送信する。

また、ブロードバンドルータ（通信装置６）とＰＰＰｏＥ終端装置（通信装置７）との間にＰＰＰｏＥのセッションが確立しており、通信装置７から通信装置６に対して１０秒に一度ＬＣＰ ＥＣＨＯ ＲＥＱＵＥＳＴパケットが送信されるとする。

このように、ＰＰＰｏＥ終端装置からＬＣＰ Ｅｃｈｏ ｒｅｑｕｅｓｔパケットが送信されるため、ＯＮＵ２はＯＬＴ１にＬＣＰ Ｅｃｈｏ ｒｅｑｕｅｓｔパケットが到着する度にスリープを中断し、ガードタイムを設定する。このため、ユーザが通信を利用していない間であってもスリープが中断され、ＯＮＵ２は省電力機能による効果を十分に得ることができない。

（実施形態）
図５は、本実施形態の光通信システム３０１を説明する図である。光通信システム３０１は、図３の光通信システム３００に、光ネットワーク装置１００と通信装置７との間にフレーム代理処理装置９をさらに備える。フレーム代理処理装置９は、トラヒック非流通時に消費電力を低減する省電力機能を有する光ネットワーク装置１００が、対向する通信装置（６，７）間のフレームを伝送する光通信システム３０１に配置されるフレーム代理処理装置である。

図４は、フレーム代理処理装置９の構成を説明する図である。フレーム代理処理装置９は、光通信システム３０１で伝送されるフレームに対する条件が記載されたフレーム代理処理テーブル９４と、
光ネットワーク装置１００の前記省電力機能が有効であるか無効であるかを判断し、前記省電力機能が有効である場合に通信装置７から光ネットワーク装置１００へ伝送されるフレームを検出し、前記フレームに対する処理をフレーム代理処理テーブル９４に基づいて行い、前記フレームを送信した通信装置７へ処理結果を返送するフレーム代理処理制御部９５と、
を備えることを特徴とする。

フレーム代理処理装置９は、さらに、送受信部６１、送受信部６２及びバッファ９２を備える。送受信部６１は、光ネットワーク装置１００が省電力機能を無効としているときに、光ネットワーク装置１００から上りフレームを受信し、バッファ９２へ引き渡し、バッファ９２の下りフレームを光ネットワーク装置１００へ送信する。送受信部６２は、光ネットワーク装置１００が省電力機能を無効としているときに、通信装置７から光ネットワーク装置１００へ伝送される下りフレームをバッファ９２へ取り込むとともに、バッファ９２の上りフレームを通信装置７で送信する。送受信部６２は、光ネットワーク装置１００が省電力機能を有効としているときに、通信装置７から光ネットワーク装置１００へ伝送される下りフレームをバッファ９２へ取り込むとともに、当該フレームに対する処理をした処理結果を通信装置７へ返送する。バッファ９２は、送受信部６１で取り込まれたフレームを保管し、当該フレームをフレーム代理処理制御部９５へ引き渡す。また、バッファ９２は、フレーム代理処理制御部９５でフレーム処理された処理結果を保管し、送受信部６１へ引き渡す。

フレーム代理処理装置９は、光ネットワーク装置１００の省電力機能が有効である期間中、フレーム代理処理テーブルに従って、ＰＰＰｏＥ終端装置である通信装置７から送信されたＥＣＨＯ ＲＥＱＵＥＳＴパケットに対してブロードバンドルータである通信装置６の代理として処理を行う。更に、代理処理装置９は、当該期間中、ＥＣＨＯ ＲＥＱＵＥＳＴパケットをＯＬＴ１へ送信を行わない。

フレーム代理処理装置９が代理処理を行うためには、光ネットワーク装置の省電力機能が有効である期間を認知する必要がある。当該期間を認知する手法を以下に説明する。

例えば、ＯＬＴ１が省電力機能を開始する際にフレーム代理処理装置９に省電力機能の開始を通知する。フレーム代理処理装置９は開始通知を受けることでＯＬＴ１がスリープに入ることを認知でき、代理処理を開始することができる。省電力機能を開始する装置と開始を通知する装置はそれぞれ、ＯＮＵ２であってもよいし、通信装置６であってもよい。つまり、省電力機能を開始する装置と開始を通知する装置は、フレーム代理処理装置９の下流にある省電力機能を備えるその他の装置でよい。

一方、フレーム代理処理装置９は当該期間の終了も認知する必要がある。例えば、ＯＬＴ１が省電力機能を終了する際にフレーム代理処理装置９に省電力機能の終了を通知する。フレーム代理処理装置９は終了通知を受けることでＯＬＴ１が起床したことを認知でき、代理処理を終了することができる。省電力機能を終了する装置と終了を通知する装置はそれぞれ、ＯＮＵ２であってもよいし、通信装置６であってもよい。つまり、省電力機能を終了する装置と終了を通知する装置は、フレーム代理処理装置９の下流にある省電力機能を備えるその他の装置でよい。

他の例も説明する。
例えば、フレーム代理処理装置９はＯＬＴ１に省電力機能を開始させる省電力機能開始要求を送信してからフレーム代理処理を開始する。省電力機能を開始する装置とフレーム代理処理装置が開始を要求する装置はそれぞれ、ＯＮＵ２であってもよいし、通信装置６であってもよい。つまり、省電力機能を開始する装置と省電力機能開始要求の送信先装置は、フレーム代理処理装置９の下流にある省電力機能を備えるその他の装置でよい。

また、例えば、フレーム代理処理装置９はＯＬＴ１に省電力機能を終了させる省電力機能終了要求を送信してからフレーム代理処理を終了する。省電力機能を終了する装置とフレーム代理処理装置が開始を要求する装置はそれぞれ、ＯＮＵ２であってもよい。つまり、省電力機能を終了する装置と省電力機能終了要求の送信先装置は、フレーム代理処理装置９の下流にある省電力機能を備えるその他の装置でよい。

また、例えば、上述のような通知を契機とせずに、フレーム代理処理装置９は、光ネットワーク装置１００の省電力機能が有効になる条件（例えば、トラヒックの統計量に基づくスリープ判断やスリープ時間）を把握しておき、トラフィック量とタイマで管理することで光ネットワーク装置１００の省電力機能が有効である期間を判断してもよい。

フレーム代理処理テーブル９４は、例えば、ＯＬＴ１に向かうすべてのフレームに対して代理処理を行うための論理インターフェースが記載される。また、代行対象のフレームを識別するために、フレーム代理処理テーブル９４は、全フレームが記載されてよいし、特定のＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、プロトコル番号、ポート番号、ペイロードなどのようにフレーム内の事項が記載されてもよいし、フレームサイズや到着時間、到着間隔といった、フレームの統計情報が記載されてもよい。

例えば、フレーム代理処理テーブル９４に、フレーム代理処理の内容として、ＯＬＴ１に向かうすべてのフレームを破棄するように記載すれば、フレーム代理処理制御部９５はＯＬＴ１の省電力機能が有効な期間にＯＬＴ１へフレームを送信しない。このため、ＯＬＴ１は省電力機能を中断せず継続させることができ、より多くの消費電力を低減することができる。

また、例えば、フレーム代理処理テーブル９４に、フレーム代理処理の内容としてＰＰＰｏＥパケットに対する応答を返すように記載すれば、フレーム代理処理制御部９５はＯＬＴ１の省電力機能を動作させている期間にＯＬＴ１へフレームを送信しないだけではなく、ＰＰＰｏＥ終端装置である通信装置７のタイムアウトを防ぐことができる。

ＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットを識別するには、例えば、フレーム代理処理テーブル９４には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ヘッダ内のＴｙｐｅフィールドが、ＰＰＰｏＥを示す８８６４であることを記載し、ＰＰＰヘッダのＣｏｄｅフィールドがＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔを示す０９であることを記載する。

例えば、ＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットに対する応答を返すためには、フレーム代理処理テーブル９４に、ＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットに対する応答であるＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙパケットを識別できるように、ＰＰＰヘッダのＣｏｄｅフィールドがＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙを示す１０であることを記載し、該当するパケットをフレーム代理処理テーブル９４に保存しておく。そして、フレーム代理処理制御部９５は、受信したフレームがＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットであることを判断した場合、フレーム代理処理テーブル９４に保存されているＥｃｈｏ Ｒｅｐｌｙパケットをフレーム送信元へ送信する。

ここで、フレーム代理処理制御部９５は、フレーム代理処理テーブル９４に保存されているパケットをそのまま送信してもよい。また、フレーム代理処理テーブル９４に転記条件を記載しておくことで、フレーム代理処理制御部９５は、ＬＣＰ Ｅｃｈｏ ＲｅｑｕｅｓｔパケットにＩＤやシーケンス番号等の確認のための情報が記載されている場合に、ＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙパケットの該当するフィールドに変更を加えてから送信することができる。

このように、光通信システム３０１は、タイムアウト直前まで光ネットワーク装置１００の省電力機能を継続させることができるため、更なる消費電力の低減を実現できるだけではなく、代理処理によってタイムアウトを発生させないため、リンク切断といった通信への影響を抑制することができる。

（実施形態２）
図６は、光通信システム３０２の構成を説明する図である。光通信システム３０２は、ＰＰＰｏＥ終端装置（通信装置７）に対してブロードバンドルータ（通信装置６）がＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットを送信する逆向きのＫｅｅｐ−ａｌｉｖｅに対応する。光通信システム３０２は、通信装置６と光ネットワーク装置１００との間にフレーム代理処理装置９を備える。この構成により、逆向きのＫｅｅｐ−ａｌｉｖｅであっても実施形態１で説明した省電力化と通信への影響抑制を実現できる。

（実施形態３）
図７は、光通信システム３０３の構成を説明する図である。光通信システム３０３は、通信装置７と光ネットワーク装置１００との間及び通信装置６と光ネットワーク装置１００との間の双方にフレーム代理処理装置９を備える。図５で説明した通常Ｋｅｅｐ−ａｌｉｖｅと図６で説明した逆向きのＫｅｅｐ−ａｌｉｖｅに対応する。

（実施形態４）
図８は、ＯＬＴ１にフレーム代理処理装置９ａを接続した構成を説明する図である。ＯＬＴ１は、フレーム代理処理装置９ａを接続するための送受信部１８をさらに備える。バッファ１２のフレームは、送受信部１８を介してフレーム代理処理装置９ａへ送信され、フレーム代理処理装置９ａからの処理結果がバッファ１２に入力される。フレーム代理処理装置９ａは、ＯＬＴ１と接続するだけなので、図４で説明した送受信部６２を備えない。ＯＬＴ１がスリープしていたとしても、フレーム代理処理装置９ａは、バッファ１２に到着する下りフレームを取得でき、実施形態１で説明した代理処理を行うことができる。従って、図８の構成でも実施形態１で説明した省電力化と通信への影響抑制を実現できる。

（実施形態５）
図９は、ＯＬＴ１ａの構成を説明する図である。ＯＬＴ１ａは、図８のフレーム代理処理装置９ａの機能を内蔵する。このため、図９の構成では、図８で説明した送受信部１８及び送受信部６１を備えない。さらに、バッファ１２が図８のバッファ９２の機能を兼ねる。従って、図９の構成でも実施形態１で説明した省電力化と通信への影響抑制を実現できる。

（他の実施形態）
実施形態１〜５で説明したフレーム代理処理装置は、コンピュータに次のフレーム代理処理プログラムを読み込ませることで実現することができる。このプログラムは、トラヒック非流通時に消費電力を低減する省電力機能を有する光ネットワーク装置が対向する通信装置間のフレームを伝送する光通信システムに配置されるコンピュータに、
メモリ上のフレーム代理処理テーブルに前記光通信システムで伝送されるフレームに対する条件を記載させ、
前記光ネットワーク装置の前記省電力機能が有効であるか無効であるかを判断させ、
前記省電力機能が有効である場合に前記通信装置から前記光ネットワーク装置へ伝送されるフレームを検出させ、
前記フレームに対する処理を前記フレーム代理処理テーブルに基づいて行わせ、
前記フレームを送信した前記通信装置へ処理結果を返送させる
ためのフレーム代理処理プログラムである。

［付記］
以下は、本発明に係るフレーム代理処理装置を説明したものである。
第１構成：
光ネットワーク装置を介して、フレーム送信機器と、フレーム処理機器と、が接続されたネットワークにおいて、フレーム送信機器と光ネットワーク装置との間に接続され、１つ以上の前記フレーム処理機器の代理として、フレームを処理するフレーム代理処理装置であって、
前記フレーム処理機器と、前記光ネットワーク装置のうち１つ以上の装置はトラヒック非流通時に消費電力を低減する省電力機能を備え、
前記フレーム代理処理装置は、フレーム代理処理テーブルと、フレーム代理処理制御部と、フレーム送受信部を備え、
前記フレーム代理処理制御部は、前記省電力機能が動作している期間中にフレーム代理処理テーブルに従って代理処理を行い、
前記省電力機能の開始タイミングを基に前記代理処理の開始タイミングを決定し、フレーム代理処理の開始からフレーム代理処理の終了までフレーム処理機器にフレームを送信しないことを特徴とするフレーム代理処理装置。
第１構成は、フレーム処理装置の代理処理を行う装置である。

第２構成：
前記フレーム代理処理テーブルは、受信したフレームのマッチング条件と処理内容が記載され、条件に該当したフレームにのみ代理処理を行うことを特徴とする、上記第１構成に記載のフレーム代理処理装置。
第２構成は、代理処理の登録をパターンマッチングで行う方式であり、ＥｔｈｅｒＴｙｐｅで識別でき、パターンが決まっているため、パターンに当てはまれば全く同じパケットを送信すればよいＡＲＰ向けである。

第３構成：
前記代理処理装置は、代理処理テーブルが示す条件に該当するフレームを受信した際に当該フレームを保存し、保存したフレームの内容を処理し、フレーム送信を行うことを特徴とする上記第１構成に記載のフレーム代理処理装置。
第３構成は、代理処理の実現をスヌーピング＆キャッシュで行う方式であり、シーケンス番号のついたＰＰＰｏＥ向けである。

本発明に係るフレーム代理処理装置は、ＯＬＴ及びＯＮＵを備えるＰＯＮにおける低消費電力化技術として適用することができる。

１、１ａ、４：ＯＬＴ
２、５：ＯＮＵ
３：光ファイバ伝送路
６：通信装置（フレーム処理機器）
７：通信装置（フレーム送信機器）
９、９ａ：フレーム代理処理装置
１０：光スプリッタ
１１：トラヒックモニタ
１２：バッファ
１３：送受信部
１４：受信部
１５：送信部
１６：スリープ判断部
１７：上位送受信部
２１：トラヒックモニタ
２２：バッファ
２３：送受信部
２４：送信部
２５：受信部
２６：スリープ指示部
２７：スリープメッセージ生成受取部
４１：ロジック部
４２：送受信部
４３：ＳＮＩ物理層部
５０：フレーム代理処理装置用伝送路
５１：ロジック部
５２：送受信部
５３：ＵＮＩ物理層部
６１：送受信部
６２：送受信部
９２：バッファ
９４：フレーム代理処理テーブル
９５：フレーム代理処理制御部
１００：光ネットワーク装置
３００〜３０３：光通信システム

Claims (5)

1. １つの光加入者線終端装置と１つあるいは複数の光ネットワーク終端装置とが光ファイバ伝送路で接続されており、少なくとも前記光加入者線終端装置と前記光ネットワーク終端装置のいずれか一方にトラヒック非流通時に消費電力を低減する省電力機能を有する光ネットワーク装置が、対向する通信装置間のフレームを、伝送する光通信システムに配置されるフレーム代理処理装置であって、
   前記光通信システムで伝送されるフレームに対する条件が記載されたフレーム代理処理テーブルと、
   前記光ネットワーク装置の前記省電力機能が有効であるか無効であるかを判断し、前記省電力機能が有効である場合に前記通信装置から前記光ネットワーク装置へ伝送されるフレームを検出し、前記フレームに対する処理を前記フレーム代理処理テーブルに基づいて行い、前記フレームを送信した前記通信装置へ処理結果を返送するフレーム代理処理制御部と、
   を備え、
   前記光加入者線終端装置と前記通信装置との通信経路及び前記光ネットワーク終端装置と前記通信装置との通信経路の少なくとも一方に配置されることを特徴とするフレーム代理処理装置。
2. 前記フレーム代理処理テーブルに記載された前記条件は、前記フレームに対する処理内容であり、
   前記フレーム代理処理制御部は、検出したフレームが前記フレーム代理処理テーブルに記載されている場合に前記条件の処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のフレーム代理処理装置。
3. 前記フレーム代理処理テーブルに記載された前記条件は、フレームの選定条件であり、
   前記フレーム代理処理制御部は、検出したフレームの中から前記条件に当てはまるフレームを保存し、前記フレームの内容の処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のフレーム代理処理装置。
4. １つの光加入者線終端装置と１つあるいは複数の光ネットワーク終端装置とが光ファイバ伝送路で接続されており、少なくとも前記光加入者線終端装置と前記光ネットワーク終端装置のいずれか一方にトラヒック非流通時に消費電力を低減する省電力機能を有する光ネットワーク装置が、対向する通信装置間のフレームを、伝送する光通信システムでのフレーム代理処理方法であって、
   フレーム代理処理テーブルに前記光通信システムで伝送されるフレームに対する条件を記載し、
   前記光ネットワーク装置の前記省電力機能が有効であるか無効であるかを判断し、
   前記省電力機能が有効である場合に前記通信装置から前記光ネットワーク装置へ伝送されるフレームを検出し、
   前記フレームに対する処理を前記フレーム代理処理テーブルに基づいて行い、
   前記フレームを送信した前記通信装置へ処理結果を返送する処理を
   前記光加入者線終端装置と前記通信装置との通信経路及び前記光ネットワーク終端装置と前記通信装置との通信経路の少なくとも一方で行うことを特徴とするフレーム代理処理方法。
5. １つの光加入者線終端装置と１つあるいは複数の光ネットワーク終端装置とが光ファイバ伝送路で接続されており、少なくとも前記光加入者線終端装置と前記光ネットワーク終端装置のいずれか一方にトラヒック非流通時に消費電力を低減する省電力機能を有する光ネットワーク装置が、対向する通信装置間のフレームを、伝送する光通信システムに配置されるフレーム代理処理装置に、
   フレーム代理処理テーブルに前記光通信システムで伝送されるフレームに対する条件を記載させ、
   前記光ネットワーク装置の前記省電力機能が有効であるか無効であるかを判断させ、
   前記省電力機能が有効である場合に前記通信装置から前記光ネットワーク装置へ伝送されるフレームを検出させ、
   前記フレームに対する処理を前記フレーム代理処理テーブルに基づいて行わせ、
   前記フレームを送信した前記通信装置へ処理結果を返送させる処理を
   前記光加入者線終端装置と前記通信装置との通信経路及び前記光ネットワーク終端装置と前記通信装置との通信経路の少なくとも一方で行わせるためのフレーム代理処理プログラム。

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