(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
上記パワーオン遅延時間決定手段が、上記パワーセービング設定手段により設定されたパワーセービング情報に基づいて、遅延時間が小さくなるパワーオン遅延時間を決定するものであることを特徴とする請求項1に記載の電力制御装置。
【背景技術】
【0002】
例えば、1対n(nは整数)接続のようなE−PON形のトポロジーを用いて、OLT(局内光回線終端装置:Optical Line Terminal)と連携してONU(光加入者線終端装置:Optical Network Unit)のパワーセービングを実施する方法がある。
【0003】
ONUは、OLTと連携してパワーセービングを実施する方法として、IEEE P1904.1 Draft3.2(以下SIEPONと呼ぶ)にて定義されている。この仕様によると、ONUからOLT方向(上り方向)の上りフレームが無い場合、ONUの送信機能を停止しパワーセービングを実施するTxパワーダウンモードや、OLTからONU方向(下り方向)の下りフレーム及び上りフレームが無い場合に、ONUの送信機能と受信機能の両方のパワーダウンを実施するTRxパワーダウンモードがある。これらTxパワーダウンモードおよびTRxパワーダウンモードはOLTと連携して、ONUを制御することで実現される(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
このTRxパワーダウンモードについて、
図2のシーケンス図を用いて説明する。
図2は、OLT及びONUにおける省電力シーケンスの状態遷移図を示している。
【0005】
ONUがパワーダウンを行わない通常動作を実施するアクティブモードから、ONUがパワーダウンを実施するスリープモードへの遷移は、例えばOLTでのフレーム導通監視にて上りフレーム及び下りフレームの導通が無くなった場合に、OLTはSLEEP_ALLOW(TRx)メッセージをONUへ送信する。SLEEP_ALLOW(TRx)メッセージを受信したONUは、送信する上りフレームがなく、スリープモードに移行できる状態であれば、SLEEP_ACK(TRx)メッセージを応答し、スリープモードに遷移する。
【0006】
スリープモードでは、まずONUでのパワーダウンを実施する前にOLTからの信号を送受信できるT1(以下、activeDurationとも呼ぶ、アクティブ継続時間)時間を持つ。
【0007】
T1時間経過後は、T2−T3時間(すなわち、T2(以下、sleepDurationとも呼ぶ、スリープ継続時間)時間からT3(以下、powerOnDelayとも呼ぶ、パワーオン遅延時間)を引いた時間)だけONUは実際にパワーダウンを実施する。ここで、T3時間は実際にパワーダウンしたONUを通常状態に戻す為に必要な時間であり、T3時間はパワーダウンを実施しない。
【0008】
T2−T3時間経過後は、T3時間を経て、ONUは上述したT1へ再び遷移し、以降この繰り返しをスリープモードは実施する。
【0009】
一方、ONUにはEarly Wakeup機能があり、T2−T3時間の間にONUのUNI(User Network Interface)から上りフレームを受信した場合で、且つEarly Wakeup機能がイネーブルのONUの場合、スリープモードのT2−T3時間でパワーダウン実施中であってもパワーダウンを中断し、直ちにT3タイマを開始してT3時間が満了すると、SLEEP_ACK(wakeup)をOLTに送信することで、以降アクティブモードとして動作する。
【0010】
逆に、スリープモード中にOLTが、スリープ対象のONU宛もしくは全ONU宛のフレームを検出した場合にはSLEEP_ALLOW(wakeup)を送信し、ONUの送受信が可能なT1時間中にこれを受信したONUは、SLEEP_ACK(wakeup)を送信することで、アクティブモードへ遷移する。
【0011】
このように、OLTとONUが連携してパワーセービングを実施する為に用いるSLEEP_ALLOWメッセージやSLEEP_ACKメッセージは、各々LLID単位でフレームがやり取りされる。パワーセービングに必要なactiveDuration(T1)やsleepDuration(T2)のタイマ値やEralyWakeUp機能のEnableまたはDisableなどは拡張OAM(Operations, Administration and Maintenance)を用いて、OLTとONUとがネゴシエーションして予めパワーセービングの開始前に決定するのが一般的である。
【0012】
これらのパラメータの中で、powerOnDalay(T3)は、上記にも述べたように実際にパワーダウンしたONUを通常状態に戻す為に必要な時間である。そのため、OLTから指示されたタイマ値で動作するものではなく、各ONUが持つものとしている。一般的に、ONUは、TxパワーダウンモードとTRxパワーダウンモードとの2種類を持っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
ところで、ONUは、OLTからの信号を正常に受信する為、受信した光信号から光モジュールにて電気信号に変換された信号を用いて、周波数成分を抽出する。
【0016】
ONUは、該周波数成分から抽出した周波数を入力クロックとしPLL(Phase Locked Loop:位相同期回路)にて、自己の持つ自己周波数を抽出したクロックに同期させる。
【0017】
これらの動作により、ONUはOLTから受信する電気信号を正常に識別再生をすることができる。
【0018】
一方、TRxパワーダウンモードを実施するONUは、パワーセービングの状態遷移に合わせてT2−T3時間に、PONインタフェースに接続される機能で、消費電力量の大きい光モジュール等を始めとしてパワーダウンを実施する。
【0019】
ここで、光モジュールを含めた受信部分もパワーダウンを実施する。その為、OLTからの光信号は、正常に電気信号へ変換されない為、クロック成分の抽出もできず、結果的にPLLにおけるOLTとの同期が外れてしまう。
【0020】
従って、PLLには入力クロックに同期するまでに必要な時間、つまり時定数があり、この時定数は入力信号が無くなった場合に同期が外れる場合にも同等の時間を一般的には持つ。
【0021】
パワーダウンモードから回復する場合には、PLLが同期し正常に受信ができるようになるまでの時間を加味して、powerOnDelay時間としてONU毎に予め設定されている。
【0022】
例えば、光信号の断時間が短く、再び光信号が復旧する場合、つまりsleepDurationが短い場合には、PLLの外れる周波数幅が小さい状態で、また正常状態に復旧することが可能である。そのため、正常動作の復旧までに必要となるpowerOnDelay時間は短かくて良い。しかしながら、逆に、sleepDurationが長い場合には、powerOnDelayも長く必要となる。
【0023】
SIEPONによるとsleepDurationは1秒未満の値をOLTから設定されて動作することになっている。これに対して、一般的にONUには1つのpowerOnDelay時間しか設定されておらず、sleepDuarationが最大になる場合でも復旧が可能なように設定されている。
【0024】
このように、例えば短いsleepDurationの場合でも復旧時間が一定の為、省電力効果を低減するだけでなく、長いpowerOnDelayの為に、EalyWakeUp機能を使った場合でも遅延が大きくなるという欠点があった。
【0025】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、OLTとONUにてネゴシエーションしたactiveDurationとsleepDurationの値に基づいて、実施可能な最も短いpowerOnDelayの値を決定して使用することのできるパワーダウンを実施することができる電力制御装置及び通信装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0026】
かかる課題を解決するために、第1の本発明は、親局装置との間で連携して自身の通信装置の電力状態をアクティブ状態又はスリープ状態に制御する電力制御装置において、(1)親局装置との間のネゴシエーションによりスリープ状態
遷移後におけるアクティブ継続時間およびスリープ継続時間を示すパワーセービング情報を設定するパワーセービング設定手段と、(2)パワーセービング設定手段により設定されたパワーセービング情報
のアクティブ継続時間の値およびスリープ継続時間の値に応じて、スリープ状態からアクティブ状態に復帰させるまでのパワーオン遅延時間を可変的に決定するパワーオン遅延時間決定手段とを備えることを特徴とする電力制御装置である。
【0027】
第2の本発明は、親局装置との間で通信信号の送受信を行う通信装置であって、第1の本発明に係る電力制御装置を備えることを特徴とする通信装置である。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、OLTとONUにてネゴシエーションしたactiveDurationとsleepDurationの値に基づいて、実施可能な最も短いpowerOnDelayの値を決定して使用することのできるパワーダウンを実施することができる。
【発明を実施するための形態】
【0030】
(A)主たる実施形態
以下では、本発明に係る電力制御装置及び通信装置の主たる実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0031】
この実施形態では、例えば、1対n(nは整数)接続のようなE−PON形のトポロジーを用い、OLTと連携してONUのパワーセービングを実施するONUに、本発明を適用する場合を例示する。
【0032】
(A−1)実施形態の構成
図1は、実施形態に係る光通信ネットワークシステム1の全体構成を示す全体構成図である。
【0033】
図1において、光通信ネットワークシステム1は、例えば1対n接続のE−PONとすることができる。
図1に示すように、光通信ネットワークシステム1は、1台のOLT10と、複数のONU20とを光ファイバ及び光スプリッタ30で接続するPoint to Multi Point型の光加入者ネットワークシステムである。
【0034】
OLT10とONU20との間で通信をする場合の動作は、IEEE802.3ah、IEEE802.3av(米国電気電子学会)で標準化されている。
【0035】
ONU20は、光加入者線終端装置であり、LLID(Logical Link ID)にて論理的に識別される。
【0036】
OLT10からONU20への下り信号は、光スプリッタ30で分岐されて全てのONU20に到達する為、ONU20は、自分宛のLLID若しくは全員宛のLLID(Broadcast LLID)を受信し、他宛のLLIDは廃棄する。
【0037】
また、ONU20からOLT10への上り信号は、フレーム送信時間を複数ユーザで分割して共有する多重化方式のTDMA(時分割多元接続:Time Division Multiple Access)なので、各ONU20から送出されたフレームは光スプリッタ30で合波される為、各ONU20が送出する光信号の送信タイミングを制御しないと衝突が発生する。
【0038】
ここで、衝突を回避する為の方法として、OLT10は送出のタイミングと送出する長さとを各ONU20に指示し、ONU20はその指示に従い送出することで衝突を回避している。
【0039】
図3は、実施形態に係るOLT10の内部構成を示す内部構成図である。
図3において、この実施形態に係るOLT10は、NI側送受信部101、ブリッジ部102、OAM送受信部103、MPCP送受信部104、CPU105、RAM106、ROM107、PON送信部108、PON受信部109、PON光送受信部110を有する。
【0040】
NI側送受信部101は、上位ネットワークからユーザデータであるEthernetフレームの送受信を行うものである。
【0041】
ブリッジ部102は、NI側送受信部101からのフレームをPON側のどのLLIDへ転送するかを判断する為、MAC(Media Access Control)アドレスやVLAN(Virtual Local Area NetworkあるいはVirtual LAN)情報から転送先を決定するアドレス学習機能や、LLID毎の上下フレームの導通監視を実施する機能、VLAN識別の為のVLAN−Tag付与削除、優先処理やLLID識別の為のバッファを行うものである。
【0042】
MPCP送受信部104は、PONインタフェースのリンク確立に必要な制御フレームや、スリープ機能を実施する為のSLEEP_ALLOWメッセージ、SLEEP_ACKメッセージなどを送受信するものである。
【0043】
OAM送受信部103は、ONU20がスリープモードを実施するのに必要なタイマ値など設定する為にOAMフレームの送信を行ったり、ONU20の状態を読み出したOAMフレームを受信したりするものである。
【0044】
PON送信部108は、ブリッジ部102からのユーザデータや、OAM送受信部103からのOAMフレームや、MPCP送受信部104からのMPCPフレームを制御してPON光送受信部110へ送信するものである。
【0045】
PON受信部109は、PON光送受信部110からのユーザデータやPON制御フレームを受信及び識別して、受信したユーザデータやPON制御フレームを、MPCP送受信部104、OAM送受信部103、ブリッジ部102へ振り分けるものである。
【0046】
PON光送受信部110は、PON送信部108からの電気信号を光信号へ変換してPONインタフェースに送信したり、PONインタフェースからの光信号を電気信号に変換してPON受信部109に送信したりするものである。
【0047】
RAM106は、CPU105のプログラム実行やDBA演算処理に必要なデータを一時的に記憶するものである。
【0048】
ROM107は、OLT10の装置起動のプログラムやDBA処理プログラムや設定値等を格納するものである。
【0049】
CPU105は、OLT10の機能を司るものである。CPU105は、各種設定や、データの読み出しを行うものである。CPU105は、ROM107に格納されるプログラムを読み出し、RAM106に格納されるデータを用いて実行することにより、OLT10の各種処理を行う。
【0050】
CPU105は、MPCP送受信部104を含む各部と接続されており、MPCP送受信部104から収集した各ONU20のパワーセービングのメッセージ情報に基づいて、各ONU20のパワーセービングの状態遷移を管理し、ブリッジ部102のフレーム監視状態に基づいて、ONU20に指示するパワーセービング情報を決定してMPCP送受信部104にパワーダウンメッセージを伝達する機能を備えている。
【0051】
図4は、この実施形態に係るONU20の内部構成を示す内部構成図である。
図4において、実施形態に係るONU20は、UI側送受信部201、ブリッジ部202、OAM送受信部203、MPCP送受信部204、CPU205、RAM206、ROM207、PON送信部208、PON受信部209、PON光送受信部210を有する。
【0052】
UI側送受信部201は、ユーザネットワークからユーザデータであるEthernetフレームの送受信を行うものである。
【0053】
ブリッジ部202は、PON側への転送の為のバッファや、VLAN識別の為のVLAN−Tag付与削除、アドレス学習、優先処理等及び、上り及び下りフレームの導通監視を行うものである。
【0054】
MPCP送受信部204は、PONインタフェースの制御のために、PONインタフェースのリンク確立に必要な制御フレームや、スリープ機能を実施する為のSLEEP_ALLOWメッセージ、SLEEP_ACKメッセージなどを送受信するものである。
【0055】
OAM送受信部203はONU20の状態を含むOAMフレームを送信したり、OLT10からのスリープモードを実施するのに必要なタイマ値などの設定に関するOAMフレームを受信したりするものである。
【0056】
PON送信部208は、ユーザデータやMPCPフレームやOAMフレームなどPON制御フレームをPON光送受信部210に与えるものである。
【0057】
PON受信部209は、PON光送受信部210からのユーザデータやPON制御フレームの受信及び識別を行い、ユーザデータやPON制御フレームを、MPCP送受信部204、OAM送受信部203、ブリッジ部202に振り分けるものである。
【0058】
PON光送受信部210は、PON送信部208からの電気信号を光信号に変換してPONインタフェースに送信したり、PONインタフェースからの光信号を電気信号に変換してPON受信部209に送信したりするものである。
【0059】
RAM206は、CPU205のプログラム実行や処理に必要なデータを一時的に記憶するものである。
【0060】
ROM207は、プログラムや各種設定値、及びpowerOnDelay値の決定の為のpowerOnDelayテーブルなどを格納するものである。
【0061】
CPU205は、ONU20の機能を司るものである。CPU205は、各種設定や、データの読み出しを行うものである。CPU205は、ROM207に格納されるプログラムを読み出し、RAM206に格納されるデータを用いて実行することによりONU20の各種処理を行う。CPU205は、
図4に例示するONU20の各構成要素と接続しており、各構成要素に対して制御を行うものである。
【0062】
図8は、実施形態に係るCPU205の電力制御装置としての機能を説明するブロック図である。
図8に示すように、この実施形態に係るONU20のCPU205は、パワーセービング情報設定部31、パワーオン遅延時間決定部32、メッセージ伝達部33、パワーダウン指示部34を有する。
【0063】
パワーセービング情報設定部31は、OAM送受信部203がOLT1との間で、後述するパワーセービングネゴシエーションにより取得したパワーセービングに関する情報を取得する機能部である。
【0064】
ここで、パワーセービング情報は、OAM
送受信部203がOLT10との間でOAMフレームにより取得した情報であり、パワーセービングに関する情報である。具体的には、パワーセービング情報は、activeDuration(T1時間)、sleepDuration(T2時間)の値とすることができる。
【0065】
パワーオン遅延時間決定部32は、パワーセービング情報設定部31がパワーセービングネゴシエーションで決定したパワーセービング情報と、ROM207に格納されているpowerOnDelayテーブルとに基づいて、使用可能な最小のpowerOnDelayを決定する機能部である。
【0066】
メッセージ伝達部33は、MPCP送受信部204から収集したパワーセービングのメッセージ情報に基づいて、パワーセービングの状態遷移を管理し、ブリッジ部202の上りフレーム、下りフレームの導通監視状態からOLT10へ応答するパワーセービング情報を決定して、MPCP送受信部204へメッセージを伝達する機能部である。
【0067】
パワーダウン指示部34は、OAM送受信部203、MPCP送受信部204、PON送信部208、PON受信部209、およびPON光送受信部210等に対して、パワーダウン情報を指示する機能部である。パワーダウン指示部34による指示により、パワーダウン指示された各構成要素はパワーダウンをさせることができる。
【0068】
また、パワーダウン指示部34は、
UI側送受信部201から入力され
ブリッジ部202に入力されたフレーム監視情報をモニタし、パワーダウン状態遷移の変更やEarlyWakeup機能がイネーブルの場合のトリガとして取り扱う機能も有する。
【0069】
(A−2)実施形態の動作
図5は、この実施形態に係るOLT10及ぶONU20の接続開始からの接続手順を説明する説明図である。
【0070】
図5において、OLT10とONU20とは、例えば、IEEE802.3av std及びIEEE802.3ah stdに示されるMPCP
DISCOVERYプロセス(S101)およびOAM DISCOVERYプロセス(S102)を通して接続する。
【0071】
また、OLT10とONU20とは、必要に応じて、例えば、IEEE P1904.1 Draft3.2に示される認証プロセス(S103)などを行い接続するようにしても良い。
【0072】
その後、IEEE P1904.1 Draft3.2に示されるパワーセービングに関し、ONU20は実施可能なパワーセービング機能の読出しや、パワーセービング機能を実施する為の設定が拡張OAMを用いて実施する(S104)。
【0073】
ここでは、これをパワーセービングネゴシエーションと呼ぶこととする。パワーセービングネゴシエーションでは、activeDuration(T1時間)やsleepDuration(T2時間)の時間設定も行われる。
【0074】
次に、パワーセービングネゴシエーション完了後のONU20の動作を、
図6を用いて説明する。
図6は、実施形態に係るパワーネゴシエーション完了後のONU20における動作を説明する説明図である。
【0075】
ONU20はOLT10との間でパワーセービングネゴシエーションを行い、パワーセービング情報として、activeDuration(T1時間)の設定とsleepDuration(T2時間)の設定とのいずれか一方または両方の値が設定される(S201)。
【0076】
パワーセービングネゴシエーションにおいて、ONU20がactiveDuration(T1時間)の設定とsleepDuration(T2時間)の設定とのいずれか一方または両方の値が設定される毎に、CPU205はROM207に格納してあるpowerOnDelayテーブルを参照して(S202)、その都度powerOnDelayの値を決定する(S203)。
【0077】
ここで、
図5及び
図6では、OLT10とONU20との接続開始の際にパワーセービングネゴシエーションを行う場合を例示している。しかし、パワーセービングネゴシエーションは接続開始のときに限定されるものではない。
【0078】
例えば、activeDuration(T1時間)やsleepDuration(T2時間)は、OLT10からの指示に応じて任意に変更するようにしても良い。
【0079】
ONU20のCPU205の本機能は、activeDuration(T1時間)及び又はsleepDuration(T2時間)の再設定が行われる場合も同様に、CPU205は、powerOnDelayテーブルを参照して再設定を行う。
【0080】
このように設定されるactiveDuration(T1時間)とsleepDuration(T2時間)の値から、ONU20のPLL特性やCDR特性に合わせパワーダウン状態から通常状態へ復旧が可能で、且つ最小のpowerOnDelay(T3時間)を、powerOnDelayテーブルを参照して決定することが可能となる。
【0081】
図7は、実施形態に係るpowerOnDelayテーブルの構成例を示す構成図である。
【0082】
図7に例示するpowerOnDelayテーブルは、「NO.」、「SleepDuration」、「ActiveDuration」、「PowerOnDelay」を項目として有する。
【0083】
CPU205は、
図7に例示するpowerOnDelayテーブルを参照して、設定されたactiveDuration(T1時間)に対して、powerOnDelayテーブルの「ActiveDuration」の列に記載された値以下のものを取るようにする。
【0084】
また、CPU205は、設定されたsleepDuration(T2時間)に対しては、powerOnDelayテーブルの「SleepDuration」の列に記載された値以上のものを取るようにする。
【0085】
すなわち、
図7の例を用いると、「activeDuration=
10mS」、「sleepDuration=
900mS」が設定されたとする。このとき、CPU205は、powerOnDelayテーブルの「NO.101」である「powerOnDelay=97mS」を参照して、powerOnDelayを決定する。
【0086】
従来のONUは、activeDuration(T1時間)やsleepDuration(T2時間)の設定値に関わらず、固定的なpowerOnDelay(T3時間)を用いている。そのため、実際のパワーダウンであるT2−T3時間が非常に少なくなり、省電力の効果が小さくなってしまうだけではなく、
図7の例で言うと、最大100mSのpowerOnDelayが必要なONUということになる。従って、sleepDurationの設定値が100mS以下では全くパワーダウンできないことを意味する。
【0087】
すなわち、
図7の例を使うと、仮に、「activeDuration=10mS」、「sleepDuration=100mS」の設定がされた場合、従来技術の固定的なpowerOnDelayの場合、全ての組合せを満足する為に最大値を取る必要があるので、「powerOnDelay=100mS」となる。一方、この実施形態によれば、「powerOnDelay=10mS」となる。
【0088】
背景技術でも述べたように、例えばパワーセービングが繰返し実施された場合、「activeDuration=Ta」、「sleepDuration=Ts」、「powerOnDelay=Tp」でパワーダウンを実施する場合の消費電力をPp、通常状態の消費電力をPnとすると、省電力の効果の割合は、式(1)で表される。
【0089】
省電力の効果の割合=(Ts−Tp)/(Ta+Ts) …(1)
従来技術の固定的なpowerOnDelayの場合は、省電力の効果の割合は、式(1)より(100−100)/(10+100)=0と全く省電力効果が無い。さらに、電力比率は、Pp:Pn=0:100となる。
【0090】
これに対して、この実施形態の場合、省電力の効果の割合は、(100−10)/(10+100)=0.8181となり、およそ82%程度の省電力効果の割合となる。つまり、スリープ実施中は、Pp:Pn=82:18の割合で省電力の効果が発生することとなる。
【0091】
また、動作の特性上、特にTRxスリープモードは、スリープ中のフレーム導通はできない。そのため、導通フレームが発生した場合は、ONUを一旦ノーマル状態に戻してからフレーム導通を行う関係で、sleepDurationを大きくすることは遅延時間を増大することなる。
【0092】
しかし、この実施形態によれば、sleepDurationに応じてpowerOnDelayが設定されるので、より細かいsleepDurationを設定でき、遅延時間の短縮にも効果がある。
【0093】
(A−3)実施形態の効果
以上のように、この実施形態によれば、OLTとONUにてネゴシエーションしたactiveDurationとsleepDurationの値に基づいて、実施可能な最も短いpowerOnDelayの値を決定して使用することのできるパワーダウンを実施することができる。
【0094】
(B)他の実施形態
上述した実施形態においても種々の変形実施形態を言及したが、本発明は、以下の変形実施形態にも適用することができる。
【0095】
(B−1)上述した実施形態では、activeDurationやsleepDurationの設定が行われた場合に、powerOnDelayテーブルを参照する説明をした。しかし、これは本来各々の組合せが一意に決定が難しい場合であり、activeDurationやsleepDurationの組合せが、任意の関数で行うことができる条件、または、ある設定値以上もしくは以下は固定の値を取れるなど、一意に決定できるものであれば、powerOnDelayテーブルのようなテーブルを使わなくて決定できる。
【0096】
(B−3)また、光モジュールのような部品が複数の種類を用いる場合で、且つ異なるpowerOnDelay値を取りうる場合は、装置電源ON時に制御インタフェースを用いて光モジュールなどの部品識別を行い、各々の光モジュール種別に応じた、powerOnDelayテーブルを参照するようにすることも容易に考えられる。
【0097】
(B−3)上述した実施形態では、光通信ネットワークシステムがE−PONである場合を例示した、E−PONに限定されるものではなく、本発明は、PONシステムを構成するONUに広く適用することができる。