ネットワーク機器
【課題】省電力化のための回路構成要素を少なくし、格別なソフトウェア制御を行うことなく、複数の省電力手段の組合せ及び選択により省電力化を図ることができるネットワーク機器を提供する。
【解決手段】 スイッチングハブ１は、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さに対応して省電力モードに設定する省電力手段を有するポートを、少なくとも１ポート以上有している。省電力手段は、省電力モードへの切り替え、及び通常モードへの切り替えを行う省電力モード選択スイッチ６と、通信制御用のＬＳＩチップ１１ａ，１１ｂへ供給するバイアス電流を制御するバイアス電流制御切替部９ａ，９ｂとを有している。
【解決手段】 スイッチングハブ１は、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さに対応して省電力モードに設定する省電力手段を有するポートを、少なくとも１ポート以上有している。省電力手段は、省電力モードへの切り替え、及び通常モードへの切り替えを行う省電力モード選択スイッチ６と、通信制御用のＬＳＩチップ１１ａ，１１ｂへ供給するバイアス電流を制御するバイアス電流制御切替部９ａ，９ｂとを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省電力タイプのネットワーク機器に係わり、特に、複数のポートを持つイーサーネット（登録商標）スイッチングハブにおいて、ネットワークケーブルの長さに応じて省電力モード又は通常モードに選択可能とし、消費電力の削減を可能とした省電力モード機能付きのネットワーク機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化が進んでいる昨今、世の中では、省電力化などによる環境保護に配慮したグリーンＩＴ技術が、ますます重要になってきた。この種の従来の省電力化技術の一例としては、例えば複数のポートを制御するＨＵＢ（集線装置）において、ポートからのデータ入力の監視を行うデータ監視部と電力供給制御部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載された従来のＨＵＢは、全てのポートから一定期間データの入力がなくなった際に、電力供給制御部により、ポート間のパケット転送制御を行う通信制御ＬＳＩへの電力供給を中断してＨＵＢをサスペンド状態とし、サスペンド状態において、ポートに受信データが検出されると、電力供給制御部より通信制御ＬＳＩへ電力供給を再開し、元の状態に復元するようにしている。このように、この従来のＨＵＢは、接続ノードの使用状態に応じてＨＵＢへの電源供給をオン・オフ制御することで省電力化を図っている。
【０００４】
また、従来の省電力化技術の他の一例としては、例えば装置内部の温度異常を検知することによって、スイッチングハブ動作とリピータハブ動作を切り替えて消費電力の低減を図ったスイッチングハブが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、従来の省電力化技術の更に他の一例としては、例えばネットワークシステム全体の消費電力を検知しながら、消費電力があるレベルを超えないようにネットワークシステムを制御し、安定したシステム稼働を実現するサーバ装置及びネットワークシステムが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、従来の省電力化技術の更に他の一例としては、例えば端末のそれぞれが接続される複数のポートにおいて、使用されているポートの数に応じて端末間の通信の処理を損なわない必要最低限の動作クロック周波数を算出し、消費電力を低減可能としたスイッチングハブが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００７】
また、従来の省電力化技術の更に他の一例としては、例えばスイッチングハブの一部回路の動作周波数を制御して必要最低限の電流供給や発熱制御を実施し、ランニング消費コスト及び騒音を低減するスイッチングハブが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００８】
この特許文献５に記載された従来のスイッチングハブは、プロトコル処理部、符号部、復号部、送信回路部、受信回路部、物理制御部等に依存する回路部と、クロスバススイッチ部、パケットメモリ部、フォワーディング／キュー制御回路部といった共通回路部と、周波数制御回路部と、ＶＣＯ回路部とにより構成されている。受信回路部は、各ポートの使用状況を判断し、使用されていないポートが存在する場合は、ＶＣＯ回路部から供給する動作周波数を周波数制御回路部で低減するように制御するようになっている。これにより、無駄のない必要最小限の電力で動作が可能になり、消費電力を有効に活用することができるとしている。
【０００９】
また、従来の省電力化技術の更に他の一例としては、例えば通信データサイズの所定値を判断し、通信速度を切り替えることによって、消費電力を低減するネットワーク機器が知られている（例えば、特許文献６参照）。この従来のネットワーク機器は、他のネットワーク機器から受信されるデータのデータサイズが所定値未満であるか否かを判断し、データサイズが所定値未満であると判断された場合は、通信速度を第１の速度のままの状態に維持し、データサイズが所定値未満でないと判断された場合は、通信速度を第１の速度よりも高速な第２の速度に切り替えるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−２５３０３５号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７５５号公報
【特許文献３】特開２００２−１４２３８５号公報
【特許文献４】特開２００２−２４７０６５号公報
【特許文献５】特許第３６０６２２６号公報
【特許文献６】特開２００６−２７０４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献1〜６に記載された従来の省電力化技術は、高機能なネットワーク機器に適用されており、次の（１）〜（４）の様々な課題があった。
（１）通信周波数、データサイズ、消費電力の検知、温度検知などの検知回路部と、検知回路部により検知されたデータを分析するための分析部と、更に分析部で解析した結果によって、通信周波数、通信速度、ＬＳＩの供給電源を制御するための制御部とが必要になり、省電力化のための回路を構成する部品点数が多くなり、コストが高くなる。
（２）上記（１）のような回路構成では、ＣＰＵのようなマイクロプロセッサ、データ記憶メモリに依存するソフトウェア制御が必要になり、構成が複雑になる。
（３）上記（１）のような回路構成では、多くの回路構成部品自体に消費電力がかかることは避けられない。
（４）省電力化の手段は単一であり、複数の省電力手段により省電力化を図るものではないので、省電力効果は限られている。
【００１１】
従って、本発明は、上記従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は、
（１）省電力化のための回路構成要素を少なくし、
（２）専用のソフトウェア制御を行うことなく、
（３）複数の省電力手段の組合せ及び選択により省電力化を図ることができるネットワーク機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するため、ネットワークケーブルの長さに対応して省電力モードに設定する省電力手段を有するポートを、少なくとも１ポート以上有することを特徴とするネットワーク機器にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構成で、ネットワークケーブルの長さに合わせて消費電力の省力化を実現することができるとともに、格別なソフトウェア処理を必要とせず、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の代表的な実施の形態である省電力モード（ＥＣＯモード）機能付きのスイッチングハブを利用した省電力システムの一構成例を示す概略図である。
【００１６】
［第１の実施の形態］
（省電力システムの構成）
図１において、符号１は、第１の実施の形態に係る典型的なネットワーク機器であるＥＣＯモード機能付きのスイッチングハブの外観構成を示している。このスイッチングハブ１は、特に限定されるものではないが、７個の下位ポートＰ１〜Ｐ７と１個の上位ポートＰ８とを有している。これらの下位ポートＰ１〜Ｐ７は、ネットワークケーブルの長さ（ケーブル長）に対応してＥＣＯモードで動作させることができるように制御する省電力手段を有するポートである。
【００１７】
スイッチングハブ１は、図１に示すように、省電力システムを構築するためにＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモードに選択し、スイッチングハブ１の２個の下位ポートＰ１，Ｐ３と下位端末機器２ａ，２ｂとの間をネットワークケーブル４ａ，４ｂでそれぞれ接続している。下位端末機器２ａ，２ｂとしては、例えばスイッチングハブ１に近い同じエリア（例えば、スイッチングハブ１と同じフロアの事務室）に設置されているパソコンなどが挙げられる。ネットワークケーブル４ａ，４ｂは、例えばＵＴＰ（Ｕｎｓｈｉｅｌｄｅｄ Ｔｗｉｓｔ Ｐａｉｒ）（登録商標）ケーブルを使用している。そのネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大１００ｍ以下であれば、特に限定されるものではなく、この第１の実施の形態では、例えば５０ｍの短尺に制限されている。
【００１８】
一方、スイッチングハブ１の上位ポートＰ８と上位機器（上位サーバ）３との間は、図１に示すように、ネットワークケーブル５で接続されている。上位機器３は、例えばスイッチングハブ１から遠い別のエリア（例えば、スイッチングハブ１とは別のフロアの情報管理センター）に設置されているホストゲートウェイなどが挙げられる。ネットワークケーブル５としては、前述したＵＴＰケーブルが使用されている。そのケーブル５の長さは、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大１００ｍの長尺である。
【００１９】
（スイッチングハブの構成）
図２は、図１におけるスイッチングハブの動作ブロック図である。同図において、この第１の実施の形態による省電力手段は、ＥＣＯモードへの切り替え、及び通常モードへの切り替えを行うＥＣＯモード選択スイッチ６と、通信制御用のＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ）チップ（ＬＳＩチップ）１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制御するバイアス電流制御切替部９ａ，９ｂとを備える。ＥＣＯモード選択スイッチ６は、スイッチングハブ１のＥＣＯモード又は通常モードを設定するディップタイプの可動開閉器である。なお、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限するための構成例については後述する。
【００２０】
ＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモードに選択したとき、スイッチングハブ１は、ＥＣＯモード状態になる。このＥＣＯモードは、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さに合わせてＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂが最低限動作可能な程度にＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限することで、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの消費電流を調整したモードである。一方、ＥＣＯモード選択スイッチ６を通常モードに選択したとき、スイッチングハブ１は、通常モード状態となる。この通常モードは、５０ｍの短尺に制限されているネットワークケーブル４ａ，４ｂを、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大１００ｍのネットワークケーブルに替えて下位端末機器２ａ又は２ｂと接続する必要性が生じた場合に、最大１００ｍのネットワークケーブルの長さに合わせてＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂが確実に動作できるようにＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流をＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した値とすることで、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの消費電流を調整したモードである。
【００２１】
バイアス電流制御切替部９ａ，９ｂは、ＥＣＯモードを選択したとき、通常モードの動作からＥＣＯモードの動作に切り替わり、下位端末機器２ａ，２ｂと通信するときの物理層の通信制御を行う通信制御用のＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限する。ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限することによって、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの伝送する信号振幅レベルは小さくなり、図２に示すように、絶縁用パルストランス１５ａ，１５ｂ、送受信端子１７ａ，１７ｂを経由して、長さが５０ｍに制限されたネットワークケーブル４ａ，４ｂを介して下位端末機器２ａ，２ｂと接続され、通信が行われる。
【００２２】
一方、ＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモード又は通常モードに選択したにもかかわらず、バイアス電流制御部１０は常に、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した信号振幅レベルとなるように通信制御用のＰＨＹチップ１２のバイアス電流を制限する。ＰＨＹチップ１２が伝送する信号振幅レベルは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠して設定されており、図２に示すように、絶縁用パルストランス１６、送受信端子１８を経由して、長さがＩＥＥＥ８０２．３規格に規定した最大１００ｍまで接続可能なネットワークケーブル５を介して上位機器３が接続され、通信が行われる。
【００２３】
（バイアス電流制御切替部の構成）
次に、図３を参照しながら、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限するための一例を説明する。図３は、図２におけるバイアス電流制御切替部の内部回路の一構成例を概略的に示す図である。なお、図３は、ＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモードに選択した状態を示している。
【００２４】
図３において、バイアス電流制御切替部９ａ，９ｂは、制御信号バッファ部９０ａとバイアス電流切替部９１とを備える。ＥＣＯモード選択スイッチ６がＥＣＯモードに選択された場合は、ＥＣＯモードの制御信号が、制御信号バッファ部９０ａを介してバイアス電流切替部９１のバイアス電流制御用の切替ＦＥＴスイッチ９１ａのゲートをＯＦＦさせる。その切替ＦＥＴスイッチ９１ａのゲートをＯＦＦすることによって、バイアス電流制限抵抗９１ｂとバイアス電流制限抵抗９１ｃとはシリーズ接続となる。ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂと接地との間の抵抗値は、バイアス電流制限抵抗９１ｂとバイアス電流制限抵抗９１ｃとの合計抵抗値となる。その合計抵抗値でＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂと接地との間の電流が調整され、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限することが可能になる。
【００２５】
一方、ＥＣＯモード選択スイッチ６が通常モードに選択された場合は、通常モードの制御信号が、図３に示すように、制御信号バッファ部９０ａを介してバイアス電流切替部９１の切替ＦＥＴスイッチ９１ａのゲートをＯＮさせる。その切替ＦＥＴスイッチ９１ａのゲートをＯＮすることによって、切替ＦＥＴスイッチ９１ａは接地となる。ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂと接地との間の抵抗値は、バイアス電流制限抵抗９１ｂだけとなる。そのバイアス電流制御抵抗９１ｂのみでＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂと接地との間の電流が調整され、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限することになる。
【００２６】
この第１の実施の形態にあっては、ＥＣＯモード選択スイッチ６が通常モードに選択された場合のバイアス電流制限抵抗９１ｂは、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂに規定された抵抗値を実装している。これは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した信号振幅レベルを保証するため、通常モードを選択した場合のバイアス電流制限抵抗９１ｂの抵抗値を変更することができないからである。
【００２７】
ＥＣＯモード選択スイッチ６がＥＣＯモードに選択された場合は、バイアス電流制限抵抗９１ｂの抵抗値を変更することはできないが、バイアス電流制限抵抗９１ｃの抵抗値は、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さの制限度合に可変することが可能である。バイアス電流制限抵抗９１ｃの抵抗値を大きくすることで、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さを短くすることが可能であり、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの消費電力を少なくすることができる。このように、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さに合わせてスイッチングハブ１の消費電力の度合が制御できる。
【００２８】
（伝送信号レベルの波形）
図４（ａ）は、スイッチングハブを通常モードにしたときのＰＨＹチップの伝送信号レベルの実測波形を模式的に示している。図４（ｂ）は、スイッチングハブをＥＣＯモードにしたときのＰＨＹチップの伝送信号レベルの実測波形を模式的に示している。これらの図において、横軸は時間（μＳ）を示し、縦軸は電圧値（Ｖ）を示す。測定時の信号伝送速度は、例えば１Ｇｂｐｓである。
【００２９】
図４（ａ）は、スイッチングハブ１を通常モードにした場合のＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの伝送信号レベルの実測波形の一例であり、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した信号伝送波形である。
【００３０】
図４（ｂ）は、スイッチングハブ１をＥＣＯモードにした場合のＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの伝送信号レベルの実測波形の一例であり、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さを５０ｍまでに制限したときの信号伝送波形である。図４（ｂ）に示す信号伝送波形は、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した図４（ａ）に示す信号伝送波形と比べて、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの伝送信号の振幅レベルが小さくなっただけであり、伝送信号の形と質とは、変形も変化もしていない。この図４（ｂ）から明らかなように、スイッチングハブ１のＥＣＯモードでの送受信の正常性を保証できることが分かる。
【００３１】
実際のネットワーク環境を考慮して、ケーブル長に対応したＥＣＯモードにすることで、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの内部バイアス電流を制限して伝送信号の振幅を小さく抑え、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの内部回路の消費電力を抑制することができる。ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大ケーブル長である１００ｍのネットワークケーブルに対応した通常モードでの消費電力と、ケーブル長を５０ｍに制限したＥＣＯモードでの消費電力とでは、ＥＣＯモードの電力削減効果は、約２０％の電力削減となる。
【００３２】
なお、図示例にあっては、ＥＣＯモード選択スイッチ６を開状態（ＯＦＦ）とした場合にＥＣＯモード状態に切り替え、ＥＣＯモード選択スイッチ６を閉状態（ＯＮ）とした場合に通常モードに設定する回路構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＥＣＯモード選択スイッチ６を閉状態（ＯＮ）とした場合にＥＣＯモード状態に切り替え、ＥＣＯモード選択スイッチ６を開状態（ＯＦＦ）とした場合に通常モード状態に設定する回路構成を使用してもよいことは勿論である。
【００３３】
（第１の実施の形態の効果）
上記第１の実施の形態であるスイッチングハブ１によると、次の様々な効果が得られる。
（１）省電力化のための回路構成要素を少なくし、格別なソフトウェア制御を行う必要がないので、低コストであり、簡単な構成で、ネットワークケーブルの長さに合わせて省電力化を実現することができる。
（２）一般に、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠したネットワーク機器が適用されるネットワークシステムにおいては、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠したネットワークケーブルにおける減衰等を考慮する必要があり、伝送信号の振幅は、ネットワークケーブルの最大ケーブル長に合わせて設定される。ネットワークケーブルの最大ケーブル長よりも短いネットワークケーブルは、必要以上に大きい振幅で伝送信号を出力していることになる。
図１における省電力システムにおいては、スイッチングハブ１のＥＣＯモードの状態下に稼働し、スイッチングハブ１と下位端末機器２ａ，２ｂとの間に接続されるネットワークケーブル４ａ，４ｂのケーブル長に応じた振幅の伝送信号が出力されるので、必要以上に大きい振幅の伝送信号を出力することを防止することができるようになり、余分な電力を消費することがない。
（３）下位端末機器２ａ，２ｂと接続する場合などは、ネットワークケーブル４ａ，４ｂを短尺にすることができるため、下位端末機器２ａ，２ｂへの伝送に要するドライブ電流をセーブすることができ、スイッチングハブ１の消費電力を節減することが可能である。
（４）スイッチングハブ１をＥＣＯモードに切り替えるとき、バイアス電流制限抵抗を制御し、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ内部のバイアス電流を制限することで、送受信の正常性を保証しながら、省電力効果を実現することが可能になる。
（５）複数のケーブル長に対応するＥＣＯモードへの切替えを可能とすることに加えて、ケーブル長を制限しない（例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大ケーブル長である１００ｍに対応する）通常モードへの切替えも可能である。
（６）実際のネットワーク環境において、スイッチングハブ１と、同じエリアに設置された下位端末機器２ａ，２ｂとの間の距離が短く、かつ、別のエリアに設置された上位機器３との間の距離が遠い場合は、上記第１の実施の形態に係るスイッチングハブ１を使用することによって、省電力効果を実現することが可能になり、環境に優しい省電力システムが得られる。
【００３４】
［バイアス電流制御切替部の変形例］
上記のように構成されたスイッチングハブ１は、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大ケーブル長１００ｍ以下、例えば５０ｍの短尺ケーブル長で動作するように、バイアス電流制御切替部９ａ，９ｂの値を最大ケーブル長１００ｍの対応からケーブル長５０ｍの対応へ切り替えられるように選択可能とし、ＥＣＯモードと通常モードとの２つの動作モードに切り替える構成を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明にあっては、例えば各種のケーブル長に合わせて多段階のＥＣＯモード選択方式を採用することで、バイアス電流制御切替部９ａ，９ｂの値を多段階に選択する構成とすることができる。
【００３５】
ＥＣＯモード選択スイッチ６を通常モードに選択したとき、スイッチングハブ１は、上述したように通常モード状態となり、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限しなくなる。この場合は、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの伝送信号の振幅レベルは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠して設定され、絶縁用パルストランス１５ａ，１５ｂ、送受信端子１７ａ，１７ｂを経由して、長さがＩＥＥＥ８０２．３規格に規定した最大１００ｍまで接続可能な各種の長さのネットワークケーブルを介して下位端末機器２ａ，２ｂと接続され、通信を行うことができる。
【００３６】
スイッチングハブ１におけるユーザーの実際のネットワーク環境やニーズを考慮し、パソコンなどの下位端末機器２ａ，２ｂにアップリンクしている下位ポートＰ１，Ｐ３に対しては、複数のＥＣＯモードの中からケーブル長に合わせたＥＣＯモードを選択することができる。ユーザーの使用方法の変更の際には、ＥＣＯモードで使用していた下位ポートＰ１，Ｐ３を通常モードへ切替えることも可能となる。スイッチングハブ１の実際の使用に合わせてＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモード又は通常モードに適宜に選択することで、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に規定した最大１００ｍのケーブル長を有するネットワークケーブルの使用も可能となる。
【００３７】
複数のケーブル長に対応した複数のＥＣＯモードの中からケーブル長に合わせたＥＣＯモードが選択できるとともに、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大ケーブル長に対応した通常モードに切り替えることができるため、ケーブル長に合わせた省電力化を可能とするともに、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大ケーブル長に対応した機器として全ポートを使うこともできる。
【００３８】
［第２の実施の形態］
次に、図１及び図２を参照しながら、第２の実施の形態における省電力手段の一例を説明する。この省電力手段は、上記第１の実施の形態に係る省電力手段と、通信状態を確認する通信表示部である通信表示系ＬＥＤ８と、通信表示スイッチであるＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７とを有している。
【００３９】
ＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７としては、例えばトグルタイプの開閉器を使用することができる。ＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモードに選択した場合は、ＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７を有効化することができる。ユーザーがスイッチングハブ１の通信表示系ＬＥＤ８を確認したい場合には、ＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７をオン状態に選択する。ユーザーがＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７を押すことで所定角度に傾斜した状態を維持している間は、実際の通信状態に合わせた通信表示系ＬＥＤ８の表示（例えばリンク時に「点灯」、アクト時に「点滅」、そしてネットワークケーブルの接続がない場合やリンク状態が未確立などの場合は「消灯」）を確認することができる。ユーザーがＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７を押さなければ、通信表示系ＬＥＤ８が消灯状態になる。
【００４０】
一方、スイッチングハブ１のＥＣＯモード選択スイッチ６を通常モードに選択した場合は、ユーザーがＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７をＯＮ操作又はＯＦＦ操作しても、ＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７が無効化されており、スイッチングハブ１の通信表示系ＬＥＤ８は、実際の通信状態に合わせた表示になる。
【００４１】
実際のネットワーク環境においては、通信表示系ＬＥＤ８を常時確認する必要がない。このことから、スイッチングハブ１をＥＣＯモードに稼働した場合は、電源表示ＬＥＤ以外の通信表示系ＬＥＤ８を消灯した状態に維持するように構成し、通信状態等を確認したいときだけＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７を使用して通信表示系ＬＥＤ８の機能を働かせるように構成したので、ＬＥＤ発光によるエネルギーの消費を節減することができる。これにより、スイッチングハブ１の消費電力を節減することが可能となる。スイッチングハブ１の通信表示系ＬＥＤ８の消灯により、約２％の電力削減効果を得ることができる。
【００４２】
（第２の実施の形態の効果）
上記第２の実施の形態であるスイッチングハブ１によると、上記第１の実施の形態の効果に加えて次の効果が得られる。
（１）スイッチングハブ１のＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモードに選択した場合は、上記第１の実施の形態のようにＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限することに加えて、スイッチングハブ１の電源の状態を表示する電源表示ＬＥＤ以外の通信に関連する全ての通信表示系ＬＥＤ８を消灯状態にすることで、スイッチングハブ１の消費電力を更に一層抑制することができる。
【００４３】
［第３の実施の形態］
更に、図１及び図２を参照しながら、第３の実施の形態における省電力手段の一例を説明する。上記第１の実施の形態にあっては、２個の下位ポートＰ１，Ｐ３（送受信端子１７ａ，１７ｂ）に対して単一のＥＣＯモード選択スイッチ６を設けていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＥＣＯモード選択スイッチ６を各ポートＰ１，Ｐ３（送受信端子１７ａ，１７ｂ）に個別に設けることも可能である。ＥＣＯモード選択スイッチ６を他のポートＰ２，Ｐ４〜Ｐ７に個別に設けることも可能であることは勿論である。この第３の実施の形態にあっても、上記第２の実施の形態に係る通信表示系ＬＥＤ８及びＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７を備えることができる。
【００４４】
（第３の実施の形態の効果）
上記第３の実施の形態であるスイッチングハブ１によれば、上記第１及び第２の実施の形態の効果に加えて次の効果が得られる。
（１）使用するケーブル長に対応してＥＣＯモードを個別に設定することができるとともに、ユーザーの実際のネットワーク環境やニーズに十分に適合させることができるようになり、実用的な価値が大きい。
【００４５】
［第４の実施の形態］
更に、図１及び図２を参照しながら、第４の実施の形態における省電力手段の一例を説明する。下位ポート及び上位ポートに空きポートがある場合は、ＬＳＩチップの固有省電力方法の一つであるオートパワーセーブ機能を併用することで、大幅な電力削減効果が得られる。ＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモード又は通常モードに選択したにもかかわらず、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２の固有機能であるオートパワーセーブ機能を併用することができる。
【００４６】
スイッチングハブ１の電源起動直後に、ＬＳＩ内部機能設定ＲＯＭ１４により、スイッチングチップ（ＭＡＣ：メディアアクセス制御、ＬＳＩチップ）１３の内部レジスタを設定し、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２のオートパワーセーブ機能を有効に設定にすることができる。ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２のオートパワーセーブ機能が有効になると、スイッチングハブ１と下位端末機器２ａ，２ｂとの間のネットワークケーブル４ａ，４ｂ、あるいはスイッチングハブ１と上位機器３との間のネットワークケーブル５が未接続のとき、並びに、下位端末機器２ａ，２ｂもしくは上位機器３が電源ダウンしたとき、スイッチングハブ１における未使用の下位ポート及び上位ポートに対応したＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２のオートパワーセーブ機能が稼働する。
【００４７】
このとき、スイッチングハブ１の未使用の下位ポート及び上位ポートがオートパワーセーブ状態に入り、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２の内部に設けられた図示しないリンク信号検出用回路及び管理用シリアル・インターフェース（例えば、ＭＤＩＯ／ＭＤＣ）のみがアクティブ状態となり、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２の消費電力の抑制を図ることができる。
【００４８】
また、オートパワーセーブ状態では、接続相手機器である下位端末機器２ａ，２ｂ並びに上位機器３の接続状態を監視するため、定期的(数秒間隔）にＷＡＫＥ−ＵＰ信号（例えば、ＦＬＰ「Ｆｉｒｓｔ Ｌｉｎｋ Ｐｕｌｓｅ」信号、ＮＬＰ「Ｎｏｒｍａｌ Ｌｉｎｋ Ｐｕｌｓｅ」信号）を送出し、接続相手機器の有無をモニターニングする。一旦、接続相手機器を検出した場合は、オートパワーセーブ状態を解除し、通常の動作状態に復帰する。このように、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２の固有機能であるオートパワーセーブ機能を併用することにより、スイッチングハブ１に未使用ポートがある場合には、その未使用ポートに対応したＰＨＹチップの消費電力を約１５％削減することができる。
【００４９】
（第４の実施の形態の効果）
この第４の実施の形態に係る省電力手段のオートパワーセーブ機能と、上記第１〜第３の実施の形態に係る省電力手段の機能との組合せ、及びこれらの機能の選択により省電力化を効果的に図ることができる。
【００５０】
以上の説明からも明らかなように、上記各実施の形態にあっては、ＩＥＥＥ８０２．３規格の伝送技術の構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格以外の他の伝送技術に適用することができることは勿論であり、本発明の初期の目的を十分に達成することができる。従って、本発明は、上記各実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内で様々に設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の代表的な実施の形態であるＥＣＯモード機能付きのスイッチングハブを利用した省電力システムの一構成例を示す概略図である。
【図２】図１におけるスイッチングハブの動作ブロック図である。
【図３】図２におけるバイアス電流制御切替部の内部回路の一構成例を概略的に示す図である。
【図４】（ａ）は、スイッチングハブを通常モードにしたときのＰＨＹチップの伝送信号レベルの実測波形を模式的に示す図であり、（ｂ）は、スイッチングハブをＥＣＯモードにしたときのＰＨＹチップの伝送信号レベルの実測波形を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ スイッチングハブ
２ａ，２ｂ 下位端末機器
３ 上位機器
４ａ，４ｂ，５ ネットワークケーブル
６ ＥＣＯモード選択スイッチ
７ ＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ
８ 通信表示系ＬＥＤ
９ａ，９ｂ バイアス電流制御切替部
１０ バイアス電流制御部
１１ａ，１１ｂ，１２ ＰＨＹチップ
１３ スイッチングチップ
１４ ＬＳＩ内部機能設定ＲＯＭ
１５ａ，１５ｂ，１６ 絶縁用パルストランス
１７ａ，１７ｂ，１８ 送受信端子
９０ａ 制御信号バッファ部
９１ バイアス電流切替部
９１ａ 切替ＦＥＴスイッチ
９１ｂ，９１ｃ バイアス電流制限抵抗
Ｐ１〜Ｐ７ 下位ポート
Ｐ８ 上位ポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省電力タイプのネットワーク機器に係わり、特に、複数のポートを持つイーサーネット（登録商標）スイッチングハブにおいて、ネットワークケーブルの長さに応じて省電力モード又は通常モードに選択可能とし、消費電力の削減を可能とした省電力モード機能付きのネットワーク機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化が進んでいる昨今、世の中では、省電力化などによる環境保護に配慮したグリーンＩＴ技術が、ますます重要になってきた。この種の従来の省電力化技術の一例としては、例えば複数のポートを制御するＨＵＢ（集線装置）において、ポートからのデータ入力の監視を行うデータ監視部と電力供給制御部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載された従来のＨＵＢは、全てのポートから一定期間データの入力がなくなった際に、電力供給制御部により、ポート間のパケット転送制御を行う通信制御ＬＳＩへの電力供給を中断してＨＵＢをサスペンド状態とし、サスペンド状態において、ポートに受信データが検出されると、電力供給制御部より通信制御ＬＳＩへ電力供給を再開し、元の状態に復元するようにしている。このように、この従来のＨＵＢは、接続ノードの使用状態に応じてＨＵＢへの電源供給をオン・オフ制御することで省電力化を図っている。
【０００４】
また、従来の省電力化技術の他の一例としては、例えば装置内部の温度異常を検知することによって、スイッチングハブ動作とリピータハブ動作を切り替えて消費電力の低減を図ったスイッチングハブが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、従来の省電力化技術の更に他の一例としては、例えばネットワークシステム全体の消費電力を検知しながら、消費電力があるレベルを超えないようにネットワークシステムを制御し、安定したシステム稼働を実現するサーバ装置及びネットワークシステムが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、従来の省電力化技術の更に他の一例としては、例えば端末のそれぞれが接続される複数のポートにおいて、使用されているポートの数に応じて端末間の通信の処理を損なわない必要最低限の動作クロック周波数を算出し、消費電力を低減可能としたスイッチングハブが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００７】
また、従来の省電力化技術の更に他の一例としては、例えばスイッチングハブの一部回路の動作周波数を制御して必要最低限の電流供給や発熱制御を実施し、ランニング消費コスト及び騒音を低減するスイッチングハブが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００８】
この特許文献５に記載された従来のスイッチングハブは、プロトコル処理部、符号部、復号部、送信回路部、受信回路部、物理制御部等に依存する回路部と、クロスバススイッチ部、パケットメモリ部、フォワーディング／キュー制御回路部といった共通回路部と、周波数制御回路部と、ＶＣＯ回路部とにより構成されている。受信回路部は、各ポートの使用状況を判断し、使用されていないポートが存在する場合は、ＶＣＯ回路部から供給する動作周波数を周波数制御回路部で低減するように制御するようになっている。これにより、無駄のない必要最小限の電力で動作が可能になり、消費電力を有効に活用することができるとしている。
【０００９】
また、従来の省電力化技術の更に他の一例としては、例えば通信データサイズの所定値を判断し、通信速度を切り替えることによって、消費電力を低減するネットワーク機器が知られている（例えば、特許文献６参照）。この従来のネットワーク機器は、他のネットワーク機器から受信されるデータのデータサイズが所定値未満であるか否かを判断し、データサイズが所定値未満であると判断された場合は、通信速度を第１の速度のままの状態に維持し、データサイズが所定値未満でないと判断された場合は、通信速度を第１の速度よりも高速な第２の速度に切り替えるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−２５３０３５号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７５５号公報
【特許文献３】特開２００２−１４２３８５号公報
【特許文献４】特開２００２−２４７０６５号公報
【特許文献５】特許第３６０６２２６号公報
【特許文献６】特開２００６−２７０４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献1〜６に記載された従来の省電力化技術は、高機能なネットワーク機器に適用されており、次の（１）〜（４）の様々な課題があった。
（１）通信周波数、データサイズ、消費電力の検知、温度検知などの検知回路部と、検知回路部により検知されたデータを分析するための分析部と、更に分析部で解析した結果によって、通信周波数、通信速度、ＬＳＩの供給電源を制御するための制御部とが必要になり、省電力化のための回路を構成する部品点数が多くなり、コストが高くなる。
（２）上記（１）のような回路構成では、ＣＰＵのようなマイクロプロセッサ、データ記憶メモリに依存するソフトウェア制御が必要になり、構成が複雑になる。
（３）上記（１）のような回路構成では、多くの回路構成部品自体に消費電力がかかることは避けられない。
（４）省電力化の手段は単一であり、複数の省電力手段により省電力化を図るものではないので、省電力効果は限られている。
【００１１】
従って、本発明は、上記従来の課題を解消すべくなされたものであり、その具体的な目的は、
（１）省電力化のための回路構成要素を少なくし、
（２）専用のソフトウェア制御を行うことなく、
（３）複数の省電力手段の組合せ及び選択により省電力化を図ることができるネットワーク機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するため、ネットワークケーブルの長さに対応して省電力モードに設定する省電力手段を有するポートを、少なくとも１ポート以上有することを特徴とするネットワーク機器にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構成で、ネットワークケーブルの長さに合わせて消費電力の省力化を実現することができるとともに、格別なソフトウェア処理を必要とせず、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の代表的な実施の形態である省電力モード（ＥＣＯモード）機能付きのスイッチングハブを利用した省電力システムの一構成例を示す概略図である。
【００１６】
［第１の実施の形態］
（省電力システムの構成）
図１において、符号１は、第１の実施の形態に係る典型的なネットワーク機器であるＥＣＯモード機能付きのスイッチングハブの外観構成を示している。このスイッチングハブ１は、特に限定されるものではないが、７個の下位ポートＰ１〜Ｐ７と１個の上位ポートＰ８とを有している。これらの下位ポートＰ１〜Ｐ７は、ネットワークケーブルの長さ（ケーブル長）に対応してＥＣＯモードで動作させることができるように制御する省電力手段を有するポートである。
【００１７】
スイッチングハブ１は、図１に示すように、省電力システムを構築するためにＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモードに選択し、スイッチングハブ１の２個の下位ポートＰ１，Ｐ３と下位端末機器２ａ，２ｂとの間をネットワークケーブル４ａ，４ｂでそれぞれ接続している。下位端末機器２ａ，２ｂとしては、例えばスイッチングハブ１に近い同じエリア（例えば、スイッチングハブ１と同じフロアの事務室）に設置されているパソコンなどが挙げられる。ネットワークケーブル４ａ，４ｂは、例えばＵＴＰ（Ｕｎｓｈｉｅｌｄｅｄ Ｔｗｉｓｔ Ｐａｉｒ）（登録商標）ケーブルを使用している。そのネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大１００ｍ以下であれば、特に限定されるものではなく、この第１の実施の形態では、例えば５０ｍの短尺に制限されている。
【００１８】
一方、スイッチングハブ１の上位ポートＰ８と上位機器（上位サーバ）３との間は、図１に示すように、ネットワークケーブル５で接続されている。上位機器３は、例えばスイッチングハブ１から遠い別のエリア（例えば、スイッチングハブ１とは別のフロアの情報管理センター）に設置されているホストゲートウェイなどが挙げられる。ネットワークケーブル５としては、前述したＵＴＰケーブルが使用されている。そのケーブル５の長さは、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大１００ｍの長尺である。
【００１９】
（スイッチングハブの構成）
図２は、図１におけるスイッチングハブの動作ブロック図である。同図において、この第１の実施の形態による省電力手段は、ＥＣＯモードへの切り替え、及び通常モードへの切り替えを行うＥＣＯモード選択スイッチ６と、通信制御用のＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ）チップ（ＬＳＩチップ）１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制御するバイアス電流制御切替部９ａ，９ｂとを備える。ＥＣＯモード選択スイッチ６は、スイッチングハブ１のＥＣＯモード又は通常モードを設定するディップタイプの可動開閉器である。なお、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限するための構成例については後述する。
【００２０】
ＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモードに選択したとき、スイッチングハブ１は、ＥＣＯモード状態になる。このＥＣＯモードは、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さに合わせてＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂが最低限動作可能な程度にＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限することで、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの消費電流を調整したモードである。一方、ＥＣＯモード選択スイッチ６を通常モードに選択したとき、スイッチングハブ１は、通常モード状態となる。この通常モードは、５０ｍの短尺に制限されているネットワークケーブル４ａ，４ｂを、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大１００ｍのネットワークケーブルに替えて下位端末機器２ａ又は２ｂと接続する必要性が生じた場合に、最大１００ｍのネットワークケーブルの長さに合わせてＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂが確実に動作できるようにＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流をＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した値とすることで、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの消費電流を調整したモードである。
【００２１】
バイアス電流制御切替部９ａ，９ｂは、ＥＣＯモードを選択したとき、通常モードの動作からＥＣＯモードの動作に切り替わり、下位端末機器２ａ，２ｂと通信するときの物理層の通信制御を行う通信制御用のＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限する。ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限することによって、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの伝送する信号振幅レベルは小さくなり、図２に示すように、絶縁用パルストランス１５ａ，１５ｂ、送受信端子１７ａ，１７ｂを経由して、長さが５０ｍに制限されたネットワークケーブル４ａ，４ｂを介して下位端末機器２ａ，２ｂと接続され、通信が行われる。
【００２２】
一方、ＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモード又は通常モードに選択したにもかかわらず、バイアス電流制御部１０は常に、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した信号振幅レベルとなるように通信制御用のＰＨＹチップ１２のバイアス電流を制限する。ＰＨＹチップ１２が伝送する信号振幅レベルは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠して設定されており、図２に示すように、絶縁用パルストランス１６、送受信端子１８を経由して、長さがＩＥＥＥ８０２．３規格に規定した最大１００ｍまで接続可能なネットワークケーブル５を介して上位機器３が接続され、通信が行われる。
【００２３】
（バイアス電流制御切替部の構成）
次に、図３を参照しながら、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限するための一例を説明する。図３は、図２におけるバイアス電流制御切替部の内部回路の一構成例を概略的に示す図である。なお、図３は、ＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモードに選択した状態を示している。
【００２４】
図３において、バイアス電流制御切替部９ａ，９ｂは、制御信号バッファ部９０ａとバイアス電流切替部９１とを備える。ＥＣＯモード選択スイッチ６がＥＣＯモードに選択された場合は、ＥＣＯモードの制御信号が、制御信号バッファ部９０ａを介してバイアス電流切替部９１のバイアス電流制御用の切替ＦＥＴスイッチ９１ａのゲートをＯＦＦさせる。その切替ＦＥＴスイッチ９１ａのゲートをＯＦＦすることによって、バイアス電流制限抵抗９１ｂとバイアス電流制限抵抗９１ｃとはシリーズ接続となる。ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂと接地との間の抵抗値は、バイアス電流制限抵抗９１ｂとバイアス電流制限抵抗９１ｃとの合計抵抗値となる。その合計抵抗値でＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂと接地との間の電流が調整され、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限することが可能になる。
【００２５】
一方、ＥＣＯモード選択スイッチ６が通常モードに選択された場合は、通常モードの制御信号が、図３に示すように、制御信号バッファ部９０ａを介してバイアス電流切替部９１の切替ＦＥＴスイッチ９１ａのゲートをＯＮさせる。その切替ＦＥＴスイッチ９１ａのゲートをＯＮすることによって、切替ＦＥＴスイッチ９１ａは接地となる。ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂと接地との間の抵抗値は、バイアス電流制限抵抗９１ｂだけとなる。そのバイアス電流制御抵抗９１ｂのみでＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂと接地との間の電流が調整され、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限することになる。
【００２６】
この第１の実施の形態にあっては、ＥＣＯモード選択スイッチ６が通常モードに選択された場合のバイアス電流制限抵抗９１ｂは、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂに規定された抵抗値を実装している。これは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した信号振幅レベルを保証するため、通常モードを選択した場合のバイアス電流制限抵抗９１ｂの抵抗値を変更することができないからである。
【００２７】
ＥＣＯモード選択スイッチ６がＥＣＯモードに選択された場合は、バイアス電流制限抵抗９１ｂの抵抗値を変更することはできないが、バイアス電流制限抵抗９１ｃの抵抗値は、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さの制限度合に可変することが可能である。バイアス電流制限抵抗９１ｃの抵抗値を大きくすることで、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さを短くすることが可能であり、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの消費電力を少なくすることができる。このように、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さに合わせてスイッチングハブ１の消費電力の度合が制御できる。
【００２８】
（伝送信号レベルの波形）
図４（ａ）は、スイッチングハブを通常モードにしたときのＰＨＹチップの伝送信号レベルの実測波形を模式的に示している。図４（ｂ）は、スイッチングハブをＥＣＯモードにしたときのＰＨＹチップの伝送信号レベルの実測波形を模式的に示している。これらの図において、横軸は時間（μＳ）を示し、縦軸は電圧値（Ｖ）を示す。測定時の信号伝送速度は、例えば１Ｇｂｐｓである。
【００２９】
図４（ａ）は、スイッチングハブ１を通常モードにした場合のＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの伝送信号レベルの実測波形の一例であり、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した信号伝送波形である。
【００３０】
図４（ｂ）は、スイッチングハブ１をＥＣＯモードにした場合のＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの伝送信号レベルの実測波形の一例であり、ネットワークケーブル４ａ，４ｂの長さを５０ｍまでに制限したときの信号伝送波形である。図４（ｂ）に示す信号伝送波形は、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した図４（ａ）に示す信号伝送波形と比べて、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの伝送信号の振幅レベルが小さくなっただけであり、伝送信号の形と質とは、変形も変化もしていない。この図４（ｂ）から明らかなように、スイッチングハブ１のＥＣＯモードでの送受信の正常性を保証できることが分かる。
【００３１】
実際のネットワーク環境を考慮して、ケーブル長に対応したＥＣＯモードにすることで、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの内部バイアス電流を制限して伝送信号の振幅を小さく抑え、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの内部回路の消費電力を抑制することができる。ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大ケーブル長である１００ｍのネットワークケーブルに対応した通常モードでの消費電力と、ケーブル長を５０ｍに制限したＥＣＯモードでの消費電力とでは、ＥＣＯモードの電力削減効果は、約２０％の電力削減となる。
【００３２】
なお、図示例にあっては、ＥＣＯモード選択スイッチ６を開状態（ＯＦＦ）とした場合にＥＣＯモード状態に切り替え、ＥＣＯモード選択スイッチ６を閉状態（ＯＮ）とした場合に通常モードに設定する回路構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＥＣＯモード選択スイッチ６を閉状態（ＯＮ）とした場合にＥＣＯモード状態に切り替え、ＥＣＯモード選択スイッチ６を開状態（ＯＦＦ）とした場合に通常モード状態に設定する回路構成を使用してもよいことは勿論である。
【００３３】
（第１の実施の形態の効果）
上記第１の実施の形態であるスイッチングハブ１によると、次の様々な効果が得られる。
（１）省電力化のための回路構成要素を少なくし、格別なソフトウェア制御を行う必要がないので、低コストであり、簡単な構成で、ネットワークケーブルの長さに合わせて省電力化を実現することができる。
（２）一般に、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠したネットワーク機器が適用されるネットワークシステムにおいては、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠したネットワークケーブルにおける減衰等を考慮する必要があり、伝送信号の振幅は、ネットワークケーブルの最大ケーブル長に合わせて設定される。ネットワークケーブルの最大ケーブル長よりも短いネットワークケーブルは、必要以上に大きい振幅で伝送信号を出力していることになる。
図１における省電力システムにおいては、スイッチングハブ１のＥＣＯモードの状態下に稼働し、スイッチングハブ１と下位端末機器２ａ，２ｂとの間に接続されるネットワークケーブル４ａ，４ｂのケーブル長に応じた振幅の伝送信号が出力されるので、必要以上に大きい振幅の伝送信号を出力することを防止することができるようになり、余分な電力を消費することがない。
（３）下位端末機器２ａ，２ｂと接続する場合などは、ネットワークケーブル４ａ，４ｂを短尺にすることができるため、下位端末機器２ａ，２ｂへの伝送に要するドライブ電流をセーブすることができ、スイッチングハブ１の消費電力を節減することが可能である。
（４）スイッチングハブ１をＥＣＯモードに切り替えるとき、バイアス電流制限抵抗を制御し、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ内部のバイアス電流を制限することで、送受信の正常性を保証しながら、省電力効果を実現することが可能になる。
（５）複数のケーブル長に対応するＥＣＯモードへの切替えを可能とすることに加えて、ケーブル長を制限しない（例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大ケーブル長である１００ｍに対応する）通常モードへの切替えも可能である。
（６）実際のネットワーク環境において、スイッチングハブ１と、同じエリアに設置された下位端末機器２ａ，２ｂとの間の距離が短く、かつ、別のエリアに設置された上位機器３との間の距離が遠い場合は、上記第１の実施の形態に係るスイッチングハブ１を使用することによって、省電力効果を実現することが可能になり、環境に優しい省電力システムが得られる。
【００３４】
［バイアス電流制御切替部の変形例］
上記のように構成されたスイッチングハブ１は、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大ケーブル長１００ｍ以下、例えば５０ｍの短尺ケーブル長で動作するように、バイアス電流制御切替部９ａ，９ｂの値を最大ケーブル長１００ｍの対応からケーブル長５０ｍの対応へ切り替えられるように選択可能とし、ＥＣＯモードと通常モードとの２つの動作モードに切り替える構成を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明にあっては、例えば各種のケーブル長に合わせて多段階のＥＣＯモード選択方式を採用することで、バイアス電流制御切替部９ａ，９ｂの値を多段階に選択する構成とすることができる。
【００３５】
ＥＣＯモード選択スイッチ６を通常モードに選択したとき、スイッチングハブ１は、上述したように通常モード状態となり、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限しなくなる。この場合は、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂの伝送信号の振幅レベルは、ＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠して設定され、絶縁用パルストランス１５ａ，１５ｂ、送受信端子１７ａ，１７ｂを経由して、長さがＩＥＥＥ８０２．３規格に規定した最大１００ｍまで接続可能な各種の長さのネットワークケーブルを介して下位端末機器２ａ，２ｂと接続され、通信を行うことができる。
【００３６】
スイッチングハブ１におけるユーザーの実際のネットワーク環境やニーズを考慮し、パソコンなどの下位端末機器２ａ，２ｂにアップリンクしている下位ポートＰ１，Ｐ３に対しては、複数のＥＣＯモードの中からケーブル長に合わせたＥＣＯモードを選択することができる。ユーザーの使用方法の変更の際には、ＥＣＯモードで使用していた下位ポートＰ１，Ｐ３を通常モードへ切替えることも可能となる。スイッチングハブ１の実際の使用に合わせてＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモード又は通常モードに適宜に選択することで、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に規定した最大１００ｍのケーブル長を有するネットワークケーブルの使用も可能となる。
【００３７】
複数のケーブル長に対応した複数のＥＣＯモードの中からケーブル長に合わせたＥＣＯモードが選択できるとともに、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大ケーブル長に対応した通常モードに切り替えることができるため、ケーブル長に合わせた省電力化を可能とするともに、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格に準拠した最大ケーブル長に対応した機器として全ポートを使うこともできる。
【００３８】
［第２の実施の形態］
次に、図１及び図２を参照しながら、第２の実施の形態における省電力手段の一例を説明する。この省電力手段は、上記第１の実施の形態に係る省電力手段と、通信状態を確認する通信表示部である通信表示系ＬＥＤ８と、通信表示スイッチであるＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７とを有している。
【００３９】
ＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７としては、例えばトグルタイプの開閉器を使用することができる。ＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモードに選択した場合は、ＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７を有効化することができる。ユーザーがスイッチングハブ１の通信表示系ＬＥＤ８を確認したい場合には、ＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７をオン状態に選択する。ユーザーがＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７を押すことで所定角度に傾斜した状態を維持している間は、実際の通信状態に合わせた通信表示系ＬＥＤ８の表示（例えばリンク時に「点灯」、アクト時に「点滅」、そしてネットワークケーブルの接続がない場合やリンク状態が未確立などの場合は「消灯」）を確認することができる。ユーザーがＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７を押さなければ、通信表示系ＬＥＤ８が消灯状態になる。
【００４０】
一方、スイッチングハブ１のＥＣＯモード選択スイッチ６を通常モードに選択した場合は、ユーザーがＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７をＯＮ操作又はＯＦＦ操作しても、ＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７が無効化されており、スイッチングハブ１の通信表示系ＬＥＤ８は、実際の通信状態に合わせた表示になる。
【００４１】
実際のネットワーク環境においては、通信表示系ＬＥＤ８を常時確認する必要がない。このことから、スイッチングハブ１をＥＣＯモードに稼働した場合は、電源表示ＬＥＤ以外の通信表示系ＬＥＤ８を消灯した状態に維持するように構成し、通信状態等を確認したいときだけＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７を使用して通信表示系ＬＥＤ８の機能を働かせるように構成したので、ＬＥＤ発光によるエネルギーの消費を節減することができる。これにより、スイッチングハブ１の消費電力を節減することが可能となる。スイッチングハブ１の通信表示系ＬＥＤ８の消灯により、約２％の電力削減効果を得ることができる。
【００４２】
（第２の実施の形態の効果）
上記第２の実施の形態であるスイッチングハブ１によると、上記第１の実施の形態の効果に加えて次の効果が得られる。
（１）スイッチングハブ１のＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモードに選択した場合は、上記第１の実施の形態のようにＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂのバイアス電流を制限することに加えて、スイッチングハブ１の電源の状態を表示する電源表示ＬＥＤ以外の通信に関連する全ての通信表示系ＬＥＤ８を消灯状態にすることで、スイッチングハブ１の消費電力を更に一層抑制することができる。
【００４３】
［第３の実施の形態］
更に、図１及び図２を参照しながら、第３の実施の形態における省電力手段の一例を説明する。上記第１の実施の形態にあっては、２個の下位ポートＰ１，Ｐ３（送受信端子１７ａ，１７ｂ）に対して単一のＥＣＯモード選択スイッチ６を設けていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＥＣＯモード選択スイッチ６を各ポートＰ１，Ｐ３（送受信端子１７ａ，１７ｂ）に個別に設けることも可能である。ＥＣＯモード選択スイッチ６を他のポートＰ２，Ｐ４〜Ｐ７に個別に設けることも可能であることは勿論である。この第３の実施の形態にあっても、上記第２の実施の形態に係る通信表示系ＬＥＤ８及びＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ７を備えることができる。
【００４４】
（第３の実施の形態の効果）
上記第３の実施の形態であるスイッチングハブ１によれば、上記第１及び第２の実施の形態の効果に加えて次の効果が得られる。
（１）使用するケーブル長に対応してＥＣＯモードを個別に設定することができるとともに、ユーザーの実際のネットワーク環境やニーズに十分に適合させることができるようになり、実用的な価値が大きい。
【００４５】
［第４の実施の形態］
更に、図１及び図２を参照しながら、第４の実施の形態における省電力手段の一例を説明する。下位ポート及び上位ポートに空きポートがある場合は、ＬＳＩチップの固有省電力方法の一つであるオートパワーセーブ機能を併用することで、大幅な電力削減効果が得られる。ＥＣＯモード選択スイッチ６をＥＣＯモード又は通常モードに選択したにもかかわらず、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２の固有機能であるオートパワーセーブ機能を併用することができる。
【００４６】
スイッチングハブ１の電源起動直後に、ＬＳＩ内部機能設定ＲＯＭ１４により、スイッチングチップ（ＭＡＣ：メディアアクセス制御、ＬＳＩチップ）１３の内部レジスタを設定し、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２のオートパワーセーブ機能を有効に設定にすることができる。ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２のオートパワーセーブ機能が有効になると、スイッチングハブ１と下位端末機器２ａ，２ｂとの間のネットワークケーブル４ａ，４ｂ、あるいはスイッチングハブ１と上位機器３との間のネットワークケーブル５が未接続のとき、並びに、下位端末機器２ａ，２ｂもしくは上位機器３が電源ダウンしたとき、スイッチングハブ１における未使用の下位ポート及び上位ポートに対応したＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２のオートパワーセーブ機能が稼働する。
【００４７】
このとき、スイッチングハブ１の未使用の下位ポート及び上位ポートがオートパワーセーブ状態に入り、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２の内部に設けられた図示しないリンク信号検出用回路及び管理用シリアル・インターフェース（例えば、ＭＤＩＯ／ＭＤＣ）のみがアクティブ状態となり、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２の消費電力の抑制を図ることができる。
【００４８】
また、オートパワーセーブ状態では、接続相手機器である下位端末機器２ａ，２ｂ並びに上位機器３の接続状態を監視するため、定期的(数秒間隔）にＷＡＫＥ−ＵＰ信号（例えば、ＦＬＰ「Ｆｉｒｓｔ Ｌｉｎｋ Ｐｕｌｓｅ」信号、ＮＬＰ「Ｎｏｒｍａｌ Ｌｉｎｋ Ｐｕｌｓｅ」信号）を送出し、接続相手機器の有無をモニターニングする。一旦、接続相手機器を検出した場合は、オートパワーセーブ状態を解除し、通常の動作状態に復帰する。このように、ＰＨＹチップ１１ａ，１１ｂ，１２の固有機能であるオートパワーセーブ機能を併用することにより、スイッチングハブ１に未使用ポートがある場合には、その未使用ポートに対応したＰＨＹチップの消費電力を約１５％削減することができる。
【００４９】
（第４の実施の形態の効果）
この第４の実施の形態に係る省電力手段のオートパワーセーブ機能と、上記第１〜第３の実施の形態に係る省電力手段の機能との組合せ、及びこれらの機能の選択により省電力化を効果的に図ることができる。
【００５０】
以上の説明からも明らかなように、上記各実施の形態にあっては、ＩＥＥＥ８０２．３規格の伝送技術の構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格以外の他の伝送技術に適用することができることは勿論であり、本発明の初期の目的を十分に達成することができる。従って、本発明は、上記各実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内で様々に設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の代表的な実施の形態であるＥＣＯモード機能付きのスイッチングハブを利用した省電力システムの一構成例を示す概略図である。
【図２】図１におけるスイッチングハブの動作ブロック図である。
【図３】図２におけるバイアス電流制御切替部の内部回路の一構成例を概略的に示す図である。
【図４】（ａ）は、スイッチングハブを通常モードにしたときのＰＨＹチップの伝送信号レベルの実測波形を模式的に示す図であり、（ｂ）は、スイッチングハブをＥＣＯモードにしたときのＰＨＹチップの伝送信号レベルの実測波形を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ スイッチングハブ
２ａ，２ｂ 下位端末機器
３ 上位機器
４ａ，４ｂ，５ ネットワークケーブル
６ ＥＣＯモード選択スイッチ
７ ＬＥＤ ＶＩＥＷ選択スイッチ
８ 通信表示系ＬＥＤ
９ａ，９ｂ バイアス電流制御切替部
１０ バイアス電流制御部
１１ａ，１１ｂ，１２ ＰＨＹチップ
１３ スイッチングチップ
１４ ＬＳＩ内部機能設定ＲＯＭ
１５ａ，１５ｂ，１６ 絶縁用パルストランス
１７ａ，１７ｂ，１８ 送受信端子
９０ａ 制御信号バッファ部
９１ バイアス電流切替部
９１ａ 切替ＦＥＴスイッチ
９１ｂ，９１ｃ バイアス電流制限抵抗
Ｐ１〜Ｐ７ 下位ポート
Ｐ８ 上位ポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークケーブルの長さに対応して省電力モードに設定する省電力手段を有するポートを、少なくとも１ポート以上有することを特徴とするネットワーク機器。
【請求項２】
前記省電力手段は、前記省電力モードへの切り替え、及び通常モードへの切り替えを行う省電力モード選択スイッチと、前記省電力モード選択スイッチの操作に基づき通信制御用のＬＳＩチップのバイアス電流を制御するバイアス電流制御切替部とを有していることを特徴とする請求項１記載のネットワーク機器。
【請求項３】
前記バイアス電流制御切替部は、前記ＬＳＩチップのバイアス電流を設定するバイアス電流抵抗器の値を調整することにより前記ＬＳＩチップの消費電流を制限することを特徴とする請求項２記載のネットワーク機器。
【請求項４】
前記省電力モード選択スイッチは、前記ポート毎に個別に設けられていることを特徴とする請求項２記載のネットワーク機器。
【請求項５】
前記省電力手段は更に、通信状態を確認する通信表示部と、通信表示スイッチとを有し、
前記省電力モードを選択した場合には、前記通信表示スイッチの操作により前記通信表示部への電源供給のＯＮ／ＯＦＦを選択できるように構成され、
前記通常モードを選択した場合には、前記通信表示スイッチの操作を無効にするように構成されていることを特徴とする請求項２記載のネットワーク機器。
【請求項１】
ネットワークケーブルの長さに対応して省電力モードに設定する省電力手段を有するポートを、少なくとも１ポート以上有することを特徴とするネットワーク機器。
【請求項２】
前記省電力手段は、前記省電力モードへの切り替え、及び通常モードへの切り替えを行う省電力モード選択スイッチと、前記省電力モード選択スイッチの操作に基づき通信制御用のＬＳＩチップのバイアス電流を制御するバイアス電流制御切替部とを有していることを特徴とする請求項１記載のネットワーク機器。
【請求項３】
前記バイアス電流制御切替部は、前記ＬＳＩチップのバイアス電流を設定するバイアス電流抵抗器の値を調整することにより前記ＬＳＩチップの消費電流を制限することを特徴とする請求項２記載のネットワーク機器。
【請求項４】
前記省電力モード選択スイッチは、前記ポート毎に個別に設けられていることを特徴とする請求項２記載のネットワーク機器。
【請求項５】
前記省電力手段は更に、通信状態を確認する通信表示部と、通信表示スイッチとを有し、
前記省電力モードを選択した場合には、前記通信表示スイッチの操作により前記通信表示部への電源供給のＯＮ／ＯＦＦを選択できるように構成され、
前記通常モードを選択した場合には、前記通信表示スイッチの操作を無効にするように構成されていることを特徴とする請求項２記載のネットワーク機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２８４４８（Ｐ２０１０−２８４４８Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８７３８１（Ｐ２００８−１８７３８１）
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【出願人】（５９１００４１４６）平河ヒューテック株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【出願人】（５９１００４１４６）平河ヒューテック株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
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