局側装置および通信制御方法
【課題】宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させる。
【解決手段】局側装置１０１は、宅側装置２０２から局側装置１０１へ通信信号を送信するための通信回線ＯＰＴＦにおける帯域の割り当て要求を受けて、上記割り当て要求に基づいて、通信回線ＯＰＴＦにおける帯域を宅側装置２０２に割り当てるための帯域割り当て部３６と、各宅側装置２０２を複数のグループに分類するための分類部３６とを備える。帯域割り当て部３６は、スリープ状態の宅側装置２０２に対して、通信信号を送信するための帯域を割り当て、通常状態と比べて宅側装置２０２ごとの上記帯域の割り当て間隔を長くし、かつ上記グループ間で上記帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【解決手段】局側装置１０１は、宅側装置２０２から局側装置１０１へ通信信号を送信するための通信回線ＯＰＴＦにおける帯域の割り当て要求を受けて、上記割り当て要求に基づいて、通信回線ＯＰＴＦにおける帯域を宅側装置２０２に割り当てるための帯域割り当て部３６と、各宅側装置２０２を複数のグループに分類するための分類部３６とを備える。帯域割り当て部３６は、スリープ状態の宅側装置２０２に対して、通信信号を送信するための帯域を割り当て、通常状態と比べて宅側装置２０２ごとの上記帯域の割り当て間隔を長くし、かつ上記グループ間で上記帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局側装置および通信制御方法に関し、特に、省電力機能を提供する局側装置および通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。これに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）およびＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等のブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。
【０００３】
ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４（非特許文献１）には、複数の宅側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が光通信回線を共有して局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）の１つの方式が開示されている。すなわち、ＰＯＮを通過するユーザ情報およびＰＯＮを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット（登録商標）フレームの形式で通信されるＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）と、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））およびＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）プロトコルとが規定されている。局側装置と宅側装置との間でＭＰＣＰフレームをやりとりすることによって、宅側装置の加入、離脱、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献１では、ＭＰＣＰメッセージによる、新規宅側装置の登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。
【０００４】
なお、１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮの次世代の技術として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ（登録商標）−２００９として標準化が行なわれた１０Ｇ−ＥＰＯＮすなわち通信速度が１０ギガビット／秒相当のＥＰＯＮにおいても、アクセス制御プロトコルはＭＰＣＰが前提となっている。
【０００５】
ＰＯＮの省電力化を図るための機能として、ＯＮＵが通信を行っていない場合に不要となる機能について、当該機能を実行するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）または送受信器等への電力供給を停止するスリープ機能が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】IEEE Std 802.3ah（登録商標）-2004
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような省電力機能の一例として、以下のようなＯＮＵのスリープ動作が考えられる。すなわち、ＯＮＵは、局側装置からの下りフレームの受信動作および局側装置への上りフレームの送信動作を行なう通常状態から、上記受信動作および上記送信動作の少なくとも一方を停止するスリープ状態へ遷移し、スリープ状態を継続するスリープ期間の満了後にスリープ状態から通常状態へ復帰する。
【０００８】
さらに、スリープ期間中の上りトラフィックの発生に対処するために、スリープ期間において上りトラフィックが発生すると、ＯＮＵがスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰して起床通知を送信する、という早期起床動作も考えられる。
【０００９】
ＯＮＵがこのような早期起床動作を含むスリープ動作を行なう場合には、局側装置は、起床通知を送信するための光通信回線の帯域をスリープ状態のＯＮＵに対して割り当て続ける必要がある。このため、いつ起床するか分からず、次の起床期間まで起床しない場合もあるＯＮＵに対して帯域を割り当て続けることになり、光通信回線の帯域が無駄に消費され、ＰＯＮシステムにおける他のＯＮＵに対して割り当て可能な帯域が減少してしまう。
【００１０】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させることが可能な局側装置および通信制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる局側装置は、１または複数の宅側装置と共通の通信回線を介して通信信号を送受信するための局側装置であって、各上記宅側装置から上記局側装置への上記通信信号が時分割多重され、上記局側装置への上記通信信号の送信動作および上記局側装置から送信される上記通信信号の受信動作の少なくとも一方を上記宅側装置が停止するスリープ状態であって、上記スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、上記スリープ期間の満了前に、上記送信動作および上記受信動作を行なう通常状態へ上記宅側装置が復帰しうるスリープ状態、を把握するためのスリープ状態把握部と、上記宅側装置から上記局側装置へ上記通信信号を送信するための上記通信回線における帯域の割り当て要求を受けて、上記割り当て要求に基づいて、上記通信回線における帯域を上記宅側装置に割り当てるための帯域割り当て部と、上記各宅側装置を分類して複数のグループを作成するための分類部とを備え、上記帯域割り当て部は、上記スリープ状態の上記宅側装置に対して、上記通信信号を送信するための上記帯域を割り当て、上記通常状態と比べて上記宅側装置ごとの上記帯域の割り当て間隔を長くし、かつ上記グループ間で上記帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【００１２】
このような構成により、スリープ動作中の宅側装置が存在する場合において通信回線における帯域の無駄な消費を抑制することができる。また、通常動作中の宅側装置の上りトラフィックへの影響を減らすことができる。また、局側装置における上りトラフィックの処理負荷を平準化することができる。したがって、宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させることができる。
【００１３】
好ましくは、上記分類部は、上記宅側装置において許容される上記帯域の割り当て間隔に基づいて、上記各宅側装置を分類して複数のグループを作成する。
【００１４】
このような構成により、グループごとに帯域割り当て間隔を最適化し、通信回線における帯域の使用効率をさらに向上させることができる。
【００１５】
より好ましくは、上記分類部は、上記宅側装置から上記局側装置へ送信される上記通信信号の速度、上記局側装置におけるクロックと上記宅側装置におけるクロックとの差、または上記宅側装置から上記局側装置へ送信される上記通信信号の許容遅延時間に基づいて、上記各宅側装置を分類して複数のグループを作成する。
【００１６】
このような構成により、宅側装置の性能、特性またはシステム的な要求に基づいて各宅側装置を適切に分類し、通信回線における帯域の使用効率をさらに向上させることができる。
【００１７】
好ましくは、上記帯域割り当て部は、さらに、上記グループに属する各上記宅側装置間で上記帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【００１８】
このように、宅側装置のグループ内でも帯域の割り当てタイミングを分散させる構成により、通常動作中の宅側装置の上りトラフィックへの影響をさらに低減し、また、局側装置における上りトラフィックの処理負荷のさらなる平準化を図ることができる。
【００１９】
より好ましくは、上記帯域割り当て部は、上記宅側装置に割り当てる上記帯域を示す割り当て通知を上記宅側装置へ送信し、上記割り当て通知の送信間隔を上記グループごとに設定し、上記グループごとの上記送信間隔を上記グループに属する上記宅側装置の数で割り、割った時間ずつシフトしたタイミングで、上記グループに属する各上記宅側装置に上記帯域を順番に割り当てる。
【００２０】
このような構成により、簡易な処理で宅側装置のグループ内における帯域の割り当てタイミングを適切に分散させることができる。
【００２１】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、１または複数の宅側装置と共通の通信回線を介して通信信号を送受信するための局側装置における通信制御方法であって、各上記宅側装置から上記局側装置への上記通信信号が時分割多重され、上記局側装置は、上記宅側装置から上記局側装置へ上記通信信号を送信するための上記通信回線における帯域の割り当て要求を受けて、上記割り当て要求に基づいて、上記通信回線における帯域を上記宅側装置に割り当て、上記局側装置への上記通信信号の送信動作および上記局側装置から送信される上記通信信号の受信動作の少なくとも一方を上記宅側装置が停止するスリープ状態であって、上記スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、上記スリープ期間の満了前に、上記送信動作および上記受信動作を行なう通常状態へ上記宅側装置が復帰しうるスリープ状態、を把握するステップと、上記各宅側装置を分類して複数のグループを作成するステップと、上記スリープ状態の上記宅側装置に対して、上記通信信号を送信するための上記帯域を割り当て、上記通常状態と比べて上記宅側装置ごとの上記帯域の割り当て間隔を長くし、かつ上記グループ間で上記帯域の割り当てタイミングを分散させるステップとを含む。
【００２２】
このような構成により、スリープ動作中の宅側装置が存在する場合において通信回線における帯域の無駄な消費を抑制することができる。また、通常動作中の宅側装置の上りトラフィックへの影響を減らすことができる。また、局側装置における上りトラフィックの処理負荷を平準化することができる。したがって、宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る宅側装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る局側装置において作成されるゲートフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る宅側装置において作成されるレポートフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【図６】ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵに対する帯域割り当て方法の例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る局側装置がスリープ動作中のＯＮＵに対して帯域割り当て処理を行なう際の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２６】
［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【００２７】
図１を参照して、ＰＯＮシステム３０１は、ＯＮＵ２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄと、局側装置１０１と、スプリッタＳＰ１，ＳＰ２とを備える。ＯＮＵ２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃと局側装置１０１とは、スプリッタＳＰ１およびＳＰ２ならびに光ファイバＯＰＴＦを介して接続され、互いに光信号を送受信する。ＯＮＵ２０２Ｄと局側装置１０１とは、スプリッタＳＰ２および光ファイバＯＰＴＦを介して接続され、互いに光信号を送受信する。ＰＯＮシステム３０１では、ＯＮＵ２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄから局側装置１０１への光信号が時分割多重される。
【００２８】
以下、ＯＮＵから上位ネットワークへの方向を上り方向と称し、上位ネットワークからＯＮＵへの方向を下り方向と称する。
【００２９】
ＰＯＮシステム３０１では、ＯＮＵ２０２は、たとえば以下のような周期的スリープ動作を行なうことが可能である。すなわち、ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１へ上りフレームを送信する送信動作および局側装置１０１からの下りフレームを受信する受信動作を停止するスリープ状態へ遷移し、スリープ時間経過後にスリープ状態から復帰して、上記送信動作および上記受信動作を行なう。そして、ＯＮＵ２０２は、上記送信動作および上記受信動作を行なう起床期間の満了後、再びスリープ状態へ遷移するか、またはスリープ状態へ遷移せずに起床通知を局側装置１０１へ送信して上記送信動作および上記受信動作を継続する。
【００３０】
また、ＯＮＵ２０２は、上記受信動作および上記送信動作を行なう起床期間の満了後に再びスリープ状態へ遷移するか否かを、上りトラフィックの有無等に基づいて判断する。
【００３１】
周期的スリープ動作において、ＯＮＵ２０２は、スリープ状態へ遷移しない場合には起床通知を局側装置１０１へ送信し、局側装置１０１は、この起床通知によってＯＮＵ２０２がスリープ動作から通常動作へ復帰することを認識する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置の構成を示す図である。
【００３３】
図２を参照して、局側装置１０１は、アップリンクＩＦ（Interface）部３１と、受信処理部３３と、送信処理部３４と、ＰＯＮ送受信部３５と、制御部（帯域割り当て部、分類部およびスリープ状態把握部）３６と、上りフレームを蓄積するＦＩＦＯ３７と、下りフレームを蓄積するＦＩＦＯ３８とを含む。
【００３４】
ＰＯＮ送受信部３５は、共通のＰＯＮ回線経由で各ＯＮＵ２０２と光信号を送受信する。すなわち、ＰＯＮ送受信部３５は、ＰＯＮ線路の親局側起点として、ＰＯＮ回線である光ファイバＯＰＴＦと接続される。ＰＯＮ送受信部３５は、光ファイバＯＰＴＦを介して各ＯＮＵ２０２と双方向通信が行なえるように、特定の波長、たとえば１３１０ｎｍ帯の上り光信号を受信し、電気信号に変換して受信処理部３３に出力するとともに、送信処理部３４から受けた電気信号を別波長の下り光信号に変換して送信する。たとえば、ＰＯＮ送受信部３５は、送信処理部３４から受けた１０Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）の電気信号を１５７０ｎｍ帯の下り光信号に変換して各ＯＮＵ２０２へ送信し、また、送信処理部３４から受けた１Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）の電気信号を１４９０ｎｍ帯の下り光信号に変換して各ＯＮＵ２０２へ送信する。
【００３５】
受信処理部３３は、ＰＯＮ送受信部３５から受けた電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じて制御部３６またはＦＩＦＯ３７にフレームを振り分ける。具体的には、データフレームをＦＩＦＯ３７に出力し、制御フレームを制御部３６に出力する。
【００３６】
アップリンクＩＦ部３１は、ＦＩＦＯ３７に蓄積された上りフレームを上位ネットワークへ出力する。また、アップリンクＩＦ部３１は、上位ネットワークからフレームを受けると、当該フレームが通常のデータフレームである場合にはＦＩＦＯ３８に出力し、当該フレームが制御フレームである場合には制御部３６に出力する。
【００３７】
アップリンクＩＦ部３１は、制御部３６から制御フレームを受けた場合には、たとえば、ＦＩＦＯ３７からのフレーム列の合間において、当該制御フレームをＦＩＦＯ３７からのフレームよりも優先して上位ネットワークへ出力する。
【００３８】
送信処理部３４は、ＦＩＦＯ３８または制御部３６が送信すべきフレームを有する場合、優先順位に従ってそのフレームを受け取り、ＰＯＮ送受信部３５に出力する。
【００３９】
制御部３６は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭなど、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する局側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている各ＯＮＵ２０２とＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、ＯＮＵ２０２の登録、離脱および帯域割り当てを含めた上りアクセス制御、下りアクセス制御、ならびにＯＮＵ２０２へのスリープ指示を含めたＯＮＵ２０２の運用管理などを行なう。
【００４０】
たとえば、制御部３６は、各ＯＮＵ２０２から受けたＰＯＮ回線における上り帯域の割り当て要求に基づいて、ＰＯＮ回線における上り帯域を各ＯＮＵ２０２に割り当てる。具体的には、制御部３６は、ＯＮＵ２０２から受けたＰＯＮ回線における帯域の割り当て要求を示すレポートフレームに基づいて、ＰＯＮ回線における帯域をＯＮＵ２０２に割り当てる、すなわちグラントを記したゲートフレームをＯＮＵ２０２へ送信する。
【００４１】
制御部３６は、各ＯＮＵ２０２からの上りフレームの到着タイミングが局側装置１０１において時間的に重複しないように、ＰＯＮ回線における上り帯域を各ＯＮＵ２０２に割り当てる。制御部３６は、ゲートフレームを用いて、ＯＮＵ２０２に対して、上りフレームの送信開始タイミングおよび送信可能データ長を通知する。
【００４２】
また、たとえば、制御部３６は、各ＯＮＵ２０２からのＰＯＮ回線における上り帯域の割り当て要求の受信期間、および予定された各ＯＮＵ２０２からの上りフレームの受信期間を含む割り当て周期すなわちＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation：動的帯域割当）サイクルを繰り返す。ここで、制御部３６は、たとえば、予定された各ＯＮＵ２０２からの上りフレームの受信期間において、上記帯域の割り当て量の演算を行なう。
【００４３】
図３は、本発明の実施の形態に係る宅側装置の構成を示す図である。
【００４４】
図３を参照して、ＯＮＵ２０２は、ＰＯＮポート２１と、光受信処理部２２と、バッファメモリ２３と、送信処理部２４と、ＵＮＩ（User Network Interface）ポート２５と、受信処理部２６と、バッファメモリ２７と、光送信処理部２８と、制御部２９とを備える。
【００４５】
光受信処理部２２は、局側装置１０１から送信される下り光信号をＰＯＮポート２１経由で受信して電気信号に変換し、当該電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じてバッファメモリ２３経由で制御部２９または送信処理部２４に当該フレームを振り分ける。具体的には、光受信処理部２２は、データフレームを送信処理部２４に出力し、制御フレームを制御部２９に出力する。
【００４６】
送信処理部２４は、光受信処理部２２から受けたデータフレームをＵＮＩポート２５経由で図示しないパーソナルコンピュータ等のユーザ端末へ送信する。
【００４７】
受信処理部２６は、ＵＮＩポート２５経由でユーザ端末から受信したデータフレームをバッファメモリ２７経由で光送信処理部２８へ出力する。
【００４８】
制御部２９は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭ等、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する宅側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている局側装置１０１とＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、アクセス制御等の各種制御を行なう。制御部２９は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、バッファメモリ２７経由で光送信処理部２８へ出力する。
【００４９】
光送信処理部２８は、受信処理部２６から受けたデータフレームおよび制御部２９から受けた制御フレームを光信号に変換し、ＰＯＮポート２１経由で局側装置１０１へ送信する。
【００５０】
また、制御部２９は、局側装置１０１からスリープ指示を示す制御フレームを受信して、たとえば光受信処理部２２および光送信処理部２８の動作を停止するスリープ状態へ遷移するためのスリープ制御を行なう。また、制御部２９は、スリープ状態への遷移通知であるスリープ通知を示す制御フレームを局側装置１０１へ送信する。
【００５１】
また、制御部２９は、スリープ状態から復帰した後、スリープ状態を継続可能であるか否かを判断し、継続可能であると判断した場合には、スリープ通知を局側装置１０１へ送信し、所定の起床期間が終了すると再びスリープ状態へ遷移する。一方、制御部２９は、スリープ状態から復帰した後、スリープ状態を継続不可であると判断した場合には、起床通知を局側装置１０１へ送信し、通常動作を行なう。
【００５２】
なお、制御部２９は、局側装置１０１からスリープ指示を示す制御フレームを受信して、スリープ状態へ遷移できないと判断した場合には、スリープ状態へ遷移せず、起床通知を示す制御フレームを局側装置１０１へ送信してもよい。
【００５３】
図４は、本発明の実施の形態に係る局側装置において作成されるゲートフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【００５４】
図４を参照して、ゲートフレームは、ヘッダフィールドと、グラント数／フラグフィールドと、グラント＃１〜＃４の開始時間フィールドおよびデータ長フィールドと、パディングフィールドと、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）フィールドとを有する。
【００５５】
グラント数／フラグフィールドでは、当該ゲートフレームにおいて指定されるグラントの数を設定可能である。
【００５６】
より詳細には、ゲートフレームでは、０から最大４つまでグラントを設定することができる。また、グラント数として４未満の値を設定した場合には、未使用のグラント＃ｎの開始時間フィールドおよびデータ長フィールド分、パディングフィールドが追加される。これにより、ゲートフレームのフレーム長は常にたとえば６４バイトに保たれる。
【００５７】
また、グラント数／フラグフィールドでは、指定されたグラントを用いてレポートを送信するか否かを示す強制レポートフラグを設定可能である。
【００５８】
より詳細には、強制レポートフラグが設定されたグラントは、レポート用グラントとして使用され、ＯＮＵ２０２は、強制レポートフラグが設定されたグラントについては、必ずレポートフレームを送信しなければならない。
【００５９】
本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、たとえば、グラント数は２に設定され、強制レポートフラグはグラント＃１がオン、グラント＃２がオフに設定される。すなわち、１つのゲートフレームにより、レポートフレーム用のグラント＃１と、制御フレームまたはデータフレーム用のグラント＃２とが与えられる。グラント＃１は、レポートフレーム１つ分が送信できるだけの最小限のデータ量であり、グラント＃２は、たとえば、ＯＮＵ２０２が局側装置１０１へ通知したレポート値に応じたデータ量である。
【００６０】
図５は、本発明の実施の形態に係る宅側装置において作成されるレポートフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【００６１】
図５を参照して、レポートフレームは、ヘッダフィールドと、Ｑｓｅｔ数フィールドと、レポートビットマップフィールド、Ｑ＃０レポート〜Ｑ＃７レポートのフィールドと、パディングフィールドと、ＦＣＳフィールドとを有する。
【００６２】
Ｑｓｅｔ数フィールドには、Ｑｓｅｔの数が設定される。このＱｓｅｔ数分、レポートビットマップフィールドおよびＱ＃ｎレポートフィールドが設けられる。図５では、代表的に１つのＱｓｅｔが示されている。
【００６３】
レポートビットマップフィールドには、ＱｓｅｔにおいてＱ＃ｎレポートがいくつ設けられるかを示すビットマップが設定される。
【００６４】
たとえば、”０００１１１１１”のビット列が設定された場合、Ｑレポート数は５つである。
【００６５】
本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、たとえば、Ｑｓｅｔ数＝２であり、レポートビットマップ＝”０００１１１１１”である。つまり、１つのレポートフレームにおいて、５つのＱレポートを有するＱｓｅｔが２つ設定される。
【００６６】
また、たとえば、ＯＮＵ２０２において、バッファメモリ２７は、上りフレームの優先度に応じて５種類の上りキューを有する。より詳細には、上りデータフレームの優先度は４種類あり、他の１つは制御フレーム用のキューであり、制御フレームの優先度が最も高い。
【００６７】
ＯＮＵ２０２は、上りトラフィックが無い場合には、全ＱｓｅｔのＱレポート値が０であるゼロレポートを局側装置１０１へ送信する。また、ＯＮＵ２０２は、上りトラフィックが存在する場合には、いずれかのＱレポートに値が設定されているノンゼロレポートを局側装置１０１へ送信する。ＯＮＵ２０２は、上りキューに蓄積された上りフレームのデータ量に応じてレポート値を設定する。
【００６８】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する帯域割り当て処理について図面を用いて説明する。
【００６９】
図６は、ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵに対する帯域割り当て方法の例を示す図である。図６において、ハッチング有りの部分はスリープ動作中のＯＮＵに対する割り当て帯域を示し、ハッチング無しの部分は通常動作中のＯＮＵに対する割り当て帯域を示す。
【００７０】
図６を参照して、ゲートフレームの送信頻度、すなわち図中のハッチング部分の間隔を大きくしただけでは、スリープ動作中の複数のＯＮＵに対して局所的に帯域が割り当てられるという事態が発生し得る。この場合、無駄に消費される帯域が時間的にまとまって発生することになる（ケース１）。
【００７１】
一方、スリープ動作中のＯＮＵに対して割り当てる帯域を時間的に分散させると、通常動作中の他のＯＮＵの上りトラフィックに対する影響が小さくなり、また、局側装置１０１における上りトラフィックの処理負荷も平均化されることが期待できる。
【００７２】
そこで、本発明の実施の形態に係る局側装置では、スリープ動作中の複数のＯＮＵを分類して複数のグループを形成し、グループごとにゲートフレームの送信頻度たとえば何ＤＢＡサイクルに１回ゲートフレームを送信するかを設定する。さらに、グループ内で帯域の割り当てタイミングをずらす、すなわち割り当て帯域を時間軸上でずらして配置する。これにより、ＰＯＮシステム３０１における各ＯＮＵの局所的な省電力動作を防ぐことができる。
【００７３】
より詳細には、制御部３６は、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。たとえば、制御部３６は、ＯＮＵ２０２において許容される帯域の割り当て間隔に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。なお、当該グループに含まれないＯＮＵ２０２が存在してもよい。また、グループに属するＯＮＵ２０２の数は１以上であればよい。
【００７４】
また、制御部３６は、前述のようなスリープ状態、すなわち、局側装置１０１への上りフレームの送信動作および局側装置１０１から送信される下りフレームの受信動作の少なくとも一方をＯＮＵ２０２が停止するスリープ状態であって、スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、スリープ期間の満了前に、上記送信動作および上記受信動作を行なう通常状態へＯＮＵ２０２が復帰しうるスリープ状態、を把握する。
【００７５】
そして、制御部３６は、上記のようなスリープ状態のＯＮＵ２０２に対して、上りフレームを送信するための帯域を割り当て、通常状態と比べてＯＮＵ２０２ごとの帯域の割り当て間隔を長くし、かつグループ間で帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【００７６】
また、制御部３６は、たとえば、グループに属する各ＯＮＵ２０２間で帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【００７７】
図７は、本発明の実施の形態に係る局側装置がスリープ動作中のＯＮＵに対して帯域割り当て処理を行なう際の動作手順を示すフローチャートである。
【００７８】
図７を参照して、まず、局側装置１０１における制御部３６は、たとえば対象ＯＮＵの上りトラフィック量および下りトラフィック量を示すトラフィック情報を取得する。このトラフィック量は、たとえば、フレーム数であってもよいし、バイトおよびビット等のデータ量であってもよい。そして、制御部３６は、対象ＯＮＵのトラフィック量が少ないことから対象ＯＮＵはスリープ状態へ遷移可能であると判断すると、対象ＯＮＵに対してスリープ指示を送信し、スリープ動作における次の起床タイミングまでスリープさせる。このスリープ指示には、たとえばスリープ状態への遷移タイミングおよびスリープ時間が含まれる（ステップＳ１）。
【００７９】
次に、制御部３６は、対象ＯＮＵからスリープ通知を受信すると（ステップＳ２）、後述する基準に従って、スリープ動作中の各ＯＮＵのグループ分け処理を行なう。ここで、制御部３６は、すでにスリープ動作を開始している他のＯＮＵをグループ化している場合には、対象ＯＮＵをいずれかのグループに所属させる（ステップＳ３）。
【００８０】
次に、制御部３６は、対象ＯＮＵに対応するタイマをスタートさせる（ステップＳ４）。このタイマは、たとえばスリープ時間を初期値としてカウントダウンする。制御部３６は、このタイマが満了すなわちゼロになるまでの期間、対象ＯＮＵはスリープ状態であると判断する。
【００８１】
制御部３６は、タイマが満了していない場合には（ステップＳ５でＮＯ）、対象ＯＮＵに対する制御フレームまたはデータフレーム用の帯域割り当て量すなわちグラントをゼロに設定したゲートフレームを作成する。具体的には、図４に示すフレームフォーマットにおいて、たとえば、局側装置１０１は、グラント＃２のデータ長フィールドをゼロに設定したゲートフレームを送信する。そして、局側装置１０１は、たとえば、スリープ状態の対象ＯＮＵに対しても、局側装置１０１との同期を維持させるために、グラント＃１の強制レポートフラグをオンに設定したゲートフレームを送信する。ここで、制御部３６は、通常動作と比べて長い周期で、たとえば数ＤＢＡサイクルに１回、ゲートフレームを対象ＯＮＵへ送信する。また、制御部３６は、グループ間で割り当て帯域が時間的に分散するように、グラント＃１の開始時間を設定する（ステップＳ６）。
【００８２】
そして、制御部３６は、設定したグラントを示すゲートフレームを対象ＯＮＵへ送信する（ステップＳ７）。なお、対象ＯＮＵは、このゲートフレームの示すグラントに従い、スリープ通知または起床通知を送信するための帯域量を示すレポートフレームを送信することができる。
【００８３】
一方、制御部３６は、タイマが満了した場合には（ステップＳ５でＹＥＳ）、対象ＯＮＵに対するゲートフレームの送信周期の延伸処理および割り当て帯域の分散処理を終了し、通常通り、対象ＯＮＵからのレポートフレームに基づく帯域割り当てを行なう（ステップＳ８）。
【００８４】
ＯＮＵ２０２のグループの分類方法として、たとえば、制御部３６は、ＯＮＵ２０２から局側装置１０１へ送信されるフレームの速度に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。
【００８５】
図８は、本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の一例を示す図である。
【００８６】
図８を参照して、１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムにおいては、上りレートとして１Ｇｂｐｓを処理するＯＮＵ（以下、１Ｇ−ＯＮＵとも称する。）および１０ＧｂｐｓのＯＮＵ（以下、１０Ｇ−ＯＮＵとも称する。）が混在する。
【００８７】
一般に、１Ｇ−ＯＮＵおよび１０Ｇ−ＯＮＵに対して同じデータ長のレポートフレーム分のグラントを与えても、ＰＯＮ回線の占有時間は異なる。すなわち、レートの低い１Ｇ−ＯＮＵの占有時間の方が長くなる。
【００８８】
局側装置１０１は、ＯＮＵ２０２の上りレートに基づいてグループ分けを行なう、すなわち、１Ｇ−ＯＮＵのグループおよび１０Ｇ−ＯＮＵのグループを形成する。
【００８９】
ここで、スリープ動作中の１Ｇ−ＯＮＵの帯域割り当て周期をＴ＿１Ｇとし、スリープ動作中の１Ｇ−ＯＮＵの台数をｎ＿１Ｇとし、スリープ動作中の１０Ｇ−ＯＮＵの帯域割り当て周期をＴ＿１０Ｇとし、スリープ動作中の１０Ｇ−ＯＮＵの台数をｎ＿１０Ｇとする。
【００９０】
図８は、通常動作中のＯＮＵに対する帯域割り当て周期がＴであり、Ｔ＿１Ｇ＝３×Ｔ、Ｔ＿１０Ｇ＝２×Ｔ、ｎ＿１Ｇ＝２、ｎ＿１０Ｇ＝２の場合を示している。図８において、Ａ１，Ａ２は２台の１０Ｇ−ＯＮＵにそれぞれ割り当てられる帯域であり、Ｂ１，Ｂ２は２台の１Ｇ−ＯＮＵにそれぞれ割り当てられる帯域である。
【００９１】
局側装置１０１は、ＯＮＵのスリープ動作が開始されると、１Ｇ−ＯＮＵに対しては帯域割り当て周期をＤＢＡサイクル３周期に伸ばし、１０Ｇ−ＯＮＵに対しては帯域割り当て周期をＤＢＡサイクル２周期に伸ばす。
【００９２】
また、局側装置１０１は、各グループにおいて、割り当て周期をＯＮＵの台数で等分したタイミングに従い、上り帯域を各ＯＮＵに割り当てる。
【００９３】
すなわち、制御部３６は、レポートフレームの送信間隔をグループごとに設定し、そして、グループごとの送信間隔をグループに属するＯＮＵ２０２の数で割り、割った時間ずつシフトしたタイミングで、グループに属する各ＯＮＵ２０２に帯域を順番に割り当てる。
【００９４】
具体的には、１つの割り当て周期Ｔ＿１０Ｇにおいて２台分の帯域Ａ１，Ａ２が等間隔に設定され、１つの割り当て周期Ｔ＿１Ｇにおいて２台分の帯域Ｂ１，Ｂ２が等間隔に設定される。
【００９５】
すなわち、スリープ動作中の１Ｇ−ＯＮＵに対する割り当て周期は、ＯＮＵ個々で見ればＴ＿１Ｇであるが、局側装置１０１側から見れば、各ＯＮＵの割り当て周期が時間軸上でＴ＿１Ｇ／ｎ＿１Ｇだけ順番にずれて配置されることになる（図８の上から２段目）。
【００９６】
また、同様に、スリープ動作中の１０Ｇ−ＯＮＵに対する割り当て周期は、ＯＮＵ個々で見ればＴ＿１０Ｇであるが、局側装置１０１側から見れば、各ＯＮＵの割り当て周期が時間軸上でＴ＿１０Ｇ／ｎ＿１０Ｇだけ順番にずれて配置されることになる（図８の上から３段目）。
【００９７】
したがって、ＰＯＮシステム３０１全体で割り当て帯域を時間的に分散させることができる（図８の上から４段目）。
【００９８】
このような延伸処理および分散処理により、たとえば、スリープ動作中の１０Ｇ−ＯＮＵに対する帯域の割り当て頻度を、１Ｇ−ＯＮＵよりも高くすることができるため、より高いレートのＯＮＵに対してより良いサービスを提供することが可能となる。
【００９９】
図９は、本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の一例を示す図である。図９は、１０Ｇ−ＯＮＵに対する帯域の割り当て処理を代表的に示している。図の見方および諸条件は図８と同様である。
【０１００】
図９を参照して、局側装置１０１において、上り帯域の割り当て周期に制限がある場合も考えられる。
【０１０１】
具体的には、たとえば、上り帯域の割り当て処理がＴｐｒｏｃ単位で周期的に実行されており、割り当てられる上り帯域のタイミングをＴｐｒｏｃ単位でしか指定できず、Ｔｐｒｏｃ内でのタイミング設定が保証できない場合がある。
【０１０２】
このような場合には、局側装置１０１は、平均して、上り帯域の割り当て１周期Ｔ＿１ＧごとにＴｐｒｏｃ／（Ｔ＿１Ｇ／ｎ＿１Ｇ）個の１Ｇ−ＯＮＵに上り帯域が割り当てられ、また、上り帯域の割り当て１周期Ｔ＿１０ＧごとにＴｐｒｏｃ／（Ｔ＿１０Ｇ／ｎ＿１０Ｇ）個の１０Ｇ−ＯＮＵに上り帯域が割り当てられるようにグラントを設定する。
【０１０３】
図９は、通常動作中のＯＮＵに対する割り当て周期がＴｐｒｏｃであり、Ｔ＿１０Ｇ＝２×Ｔｐｒｏｃ、ｎ＿１０Ｇ＝３の場合を示している。図９において、Ａ１，Ａ２，Ａ３は３台の１０Ｇ−ＯＮＵにそれぞれ割り当てられる帯域である。
【０１０４】
局側装置１０１は、上り帯域の割り当て周期Ｔ＿１０Ｇごとに平均してＴｐｒｏｃ／（２×Ｔｐｒｏｃ／３）＝３／２個の１０Ｇ−ＯＮＵに上り帯域が割り当てられるようにグラントを設定する。すなわち、上り帯域の割り当ての２周期ごとに３台のＯＮＵの帯域Ａ１，Ａ２，Ａ３を割り当てる（図９の上から２段目）。
【０１０５】
次に、本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の他の例について説明する。
【０１０６】
局側装置１０１における制御部３６は、局側装置１０１におけるクロックとＯＮＵ２０２におけるクロックとの差に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。すなわち、制御部３６は、局側装置１０１とＯＮＵ２０２とのローカルクロック誤差に基づいてグループ分けを行なう。
【０１０７】
ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１から受信する下りフレームからクロックを生成し、生成したクロックを用いて局側装置１０１と同期して動作する。
【０１０８】
また、ＯＮＵ２０２は、タイムスタンプの同期動作を行なう、すなわち局側装置１０１からゲートフレームを受信するたびに、当該ゲートフレームが示すタイムスタンプ値を、自己のタイムスタンプ値として設定する。これにより、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２間で時刻同期をとることができる。
【０１０９】
しかしながら、スリープ状態に遷移したＯＮＵ２０２は、局側装置１０１からの下りフレームを受信できないため、自己で生成するローカルクロックのタイミングで動作する。そして、ＯＮＵ２０２のローカルクロックの周波数と局側装置１０１のローカルクロックの周波数とは必ずしも一致しないため、スリープ動作中のＯＮＵと局側装置１０１との間では時刻の差が発生する。ローカルクロックの周波数差が大きい場合、あるいはスリープ時間が長い場合には、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２間の時刻同期が外れてしまい、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２間のリンク断と判断されてしまう。
【０１１０】
ここで、局側装置１０１は、ＯＮＵ２０２をスリープ状態へ遷移させる前に、自己と当該ＯＮＵ２０２とのローカルクロック誤差Ｔ＿ｅ（ｎ）（ただし、ｎはＯＮＵごとのＩＤ）を測定する。
【０１１１】
より詳細には、局側装置１０１は、自己がＯＮＵ２０２へゲートフレームを送信することから、測定対象となるＯＮＵ２０２へのゲートフレームの送信間隔Ｔ＿ｓｅｎｄ（ｎ）を知ることが可能である。
【０１１２】
一方、ＯＮＵ２０２は、前述のようなタイムスタンプによる時刻同期動作により、どれだけのタイムスタンプのずれＴ＿ｄ（ｎ）が発生したか、すなわちタイムスタンプの補正値を取得することができる。このため、ＯＮＵ２０２は、取得した補正値Ｔ＿ｄ（ｎ）を示す制御フレームを局側装置１０１へ送信することにより、Ｔ＿ｄ（ｎ）を局側装置１０１に通知することが可能である。
【０１１３】
そして、局側装置１０１は、たとえば以下の式に従い、ローカルクロック誤差を算出する。
Ｔ＿ｅ（ｎ）＝Ｔ＿ｄ（ｎ）／Ｔ＿ｓｅｎｄ（ｎ）
【０１１４】
なお、局側装置１０１は、過去数回分の平均値を用いてローカルクロック誤差を算出してもよい。局側装置１０１は、このＴ＿ｅ（ｎ）を用いてグループ分けを行なう。
【０１１５】
具体的には、局側装置１０１は、グループ分けを行なう閾値Ｔｈｒｅ＿１，Ｔｈｒｅ＿２．．．Ｔｈｒｅ＿ｐを設定する（ただし、０＜Ｔｈｒｅ＿１＜Ｔｈｒｅ＿２＜．．．＜Ｔｈｒｅ＿ｐ）。
【０１１６】
たとえば、０≦Ｔ＿ｅ（ｎ）＜Ｔｈｒｅ＿１を満たすグループがグループ１となり、Ｔｈｒｅ＿１≦Ｔ＿ｅ（ｎ）＜Ｔｈｒｅ＿２を満たすグループがグループ２となる。以下同様に、局側装置１０１は、グループ３〜グループｐを形成する。
【０１１７】
この場合、番号の小さいグループの方がクロック誤差が小さい。このため、番号の小さいグループであるほど、スリープ動作中において、ゲートフレームの送信周期を長く設定しても時刻同期外れが生じにくい、すなわち時刻同期外れに耐えることが可能である。
【０１１８】
そこで、局側装置１０１は、たとえば、グループ１〜グループｐに対するスリープ動作中のゲートフレームの送信周期をＴ＿１〜Ｔ＿ｐとすると、たとえば、Ｔ＿１≧Ｔ＿２≧．．．≧Ｔ＿ｐに設定する。
【０１１９】
したがって、ＰＯＮシステム３０１において、上り方向の割り当て帯域を時間的に分散させることができる。
【０１２０】
また、局側装置１０１は、たとえば図７で説明した方法と同様に、グループ内のＯＮＵ２０２間で割り当て帯域のタイミングをずらす。すなわち、局側装置１０１は、各グループにおいて、割り当て周期をＯＮＵ２０２の台数で等分したタイミングに従い、上り帯域を各ＯＮＵに割り当てる。
【０１２１】
ここで、帯域割り当て処理時間および他のＯＮＵ２０２からの上りトラフィックの影響があるため、必ずしも、上り帯域の割り当て周期とＯＮＵ２０２におけるゲートフレームの受信周期とは一致しない。
【０１２２】
図９に示す方法では、大域的に平均して見れば、ＯＮＵに対する上り帯域の割り当て周期がＯＮＵ２０２におけるゲートフレームの受信周期になる、との考えに基づく。
【０１２３】
次に、本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の他の例について説明する。
【０１２４】
局側装置１０１における制御部３６は、ＯＮＵ２０２から局側装置１０１へ送信されるフレームの許容遅延時間に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。すなわち、制御部３６は、ＯＮＵ２０２に要求される上りフレームの遅延時間の上限値に基づいてグループ分けを行なう。
【０１２５】
各ＯＮＵに求められる通信の遅延条件は、たとえば、ＶｏＩＰ（Voice over IP）の使用の有無等、ＯＮＵを用いて提供されているサービスによって異なる。
【０１２６】
ＶｏＩＰのように、リアルタイム性および緊急性が要求されるアプリケーションに用いられるＯＮＵでは、スリープ期間中でもスリープ動作を中止して通信を再開することが要求される場合もある。
【０１２７】
このようなＯＮＵに対しては、スリープ動作中においても、ゲートフレームの送信頻度を低くすることは好ましくない。一方、ベストエフォートのトラフィックのみに用いられるＯＮＵに対しては、ゲートフレームの送信頻度を低くしても大きな影響はない。
【０１２８】
ここで、ＯＮＵに対して許容される遅延時間は、事前にオペレータが具体的な値を設定してもよいし、ＯＮＵが、自己の下位側に接続されている機器の種類に応じて、テーブル等を参照して自律的に設定してもよい。
【０１２９】
局側装置１０１は、ＯＮＵｎに要求される上りの許容遅延時間Ｒ＿ｎを用いてグループ分けを行なう。
【０１３０】
具体的には、局側装置１０１は、グループ分けを行なう閾値Ｔｈｒｅ＿１，Ｔｈｒｅ＿２．．．Ｔｈｒｅ＿ｐを設定する（ただし、０＜Ｔｈｒｅ＿１＜Ｔｈｒｅ＿２＜．．．＜Ｔｈｒｅ＿ｐ）。
【０１３１】
たとえば、０≦Ｒ＿ｎ＜Ｔｈｒｅ＿１を満たすグループがグループ１となり、Ｔｈｒｅ＿１≦Ｒ＿ｎ＜Ｔｈｒｅ＿２を満たすグループがグループ２となる。以下同様に、局側装置１０１は、グループ３〜グループｐを形成する。
【０１３２】
この場合、番号の大きいグループの方が遅延に対する要求が高い。このため、番号の大きいグループであるほど、スリープ動作中において、ゲートフレームの送信周期を長く設定しても、アプリケーション上の問題が生じにくい。
【０１３３】
そこで、局側装置１０１は、たとえば、グループ１〜グループｐに対するスリープ動作中のゲートフレームの送信周期をＴ＿１〜Ｔ＿ｐとすると、たとえば、Ｔ＿１≦Ｔ＿２≦．．．≦Ｔ＿ｐに設定する。
【０１３４】
したがって、ＰＯＮシステム３０１において、上り方向の割り当て帯域を時間的に分散させることができる。
【０１３５】
また、局側装置１０１は、たとえば図７で説明した方法と同様に、グループ内のＯＮＵ２０２間で割り当て帯域のタイミングをずらす。すなわち、局側装置１０１は、各グループにおいて、割り当て周期をＯＮＵ２０２の台数で等分したタイミングに従い、上り帯域を各ＯＮＵに割り当てる。
【０１３６】
ところで、ＯＮＵが早期起床動作を含むスリープ動作を行なう場合には、局側装置は、起床通知を送信するための光通信回線の帯域をスリープ状態のＯＮＵに対して割り当て続ける必要がある。このため、いつ起床するか分からず、次の起床期間まで起床しない場合もあるＯＮＵに対して帯域を割り当て続けることになり、光通信回線の帯域が無駄に消費され、ＰＯＮシステムにおける他のＯＮＵに対して割り当て可能な帯域が減少してしまう。
【０１３７】
具体的には、ＯＮＵが送信するレポートフレームも上りトラフィックの１つであるから、ＯＮＵがレポートフレームを送信するためには、局側装置１０１からのゲートフレームによる許可が必要となる。
【０１３８】
レポートフレーム用の送信許可およびデータフレーム用の送信許可は、強制レポートフラグによって区別される。ＯＮＵは、たとえば、強制レポートフラグがオンに設定されたグラントを受けた場合には、当該グラントの範囲内でレポートフレームを送信し、強制レポートフラグがオンに設定されていないグラントを受けた場合には、当該グラントのすべてをデータフレームの送信に使用する。
【０１３９】
ＯＮＵがスリープ状態にあるときは、局側装置は、当該ＯＮＵに対してグラントを与える必要はないとも考えられるが、実際にはグラントを与えている。このグラントの大半は、無駄な割り当て帯域となる。すなわち、ＯＮＵは、スリープ状態において基本的にデータの送受信ができないことから、スリープ状態のＯＮＵへゲートフレームを送信してグラントを与えても、当該ゲートフレームの多くは廃棄されることになる。
【０１４０】
スリープ状態のＯＮＵに対してまったくグラントを与えない、という方法では、局側装置がＯＮＵの異常等を把握することができなくなるため、好ましくない。その一方で、異常および例外は必ずしも毎ＤＢＡサイクル発生するわけではなく、スリープ状態のＯＮＵに割り当てられた帯域の多くは無駄になる。
【０１４１】
局側装置とスリープ状態のＯＮＵとの間で使用される帯域は、下りはゲートフレーム１つ分、上りはレポートフレーム１つ分であるため、局側装置およびＯＮＵ間での１回の情報のやりとりで使用される帯域は大きくはない。しかしながら、スリープ状態のＯＮＵの数が増えると、無視できない値となる。
【０１４２】
すなわち、早期起床動作が可能なスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域割り当ては、帯域ロスと、異常または例外発生時の反応速度とのトレードオフになる。
【０１４３】
これに対して、本発明の実施の形態に係る局側装置では、制御部３６は、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。また、制御部３６は、局側装置１０１への上りフレームの送信動作および局側装置１０１から送信される下りフレームの受信動作の少なくとも一方をＯＮＵ２０２が停止するスリープ状態であって、スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、スリープ期間の満了前に、上記送信動作および上記受信動作を行なう通常状態へＯＮＵ２０２が復帰しうるスリープ状態、を把握する。そして、制御部３６は、上記のようなスリープ状態のＯＮＵ２０２に対して、上りフレームを送信するための帯域を割り当て、通常状態と比べてＯＮＵ２０２ごとの帯域の割り当て間隔を長くし、かつグループ間で帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【０１４４】
このような構成により、スリープ動作中のＯＮＵが存在する場合においてＰＯＮ回線における帯域の無駄な消費を抑制することができる。また、通常動作中のＯＮＵの上りトラフィックへの影響を減らすことができる。また、局側装置１０１における上りトラフィックの処理負荷を平準化することができる。
【０１４５】
したがって、本発明の実施の形態に係る局側装置では、宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させることができる。
【０１４６】
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、制御部３６は、ＯＮＵ２０２において許容される帯域の割り当て間隔に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。
【０１４７】
このような構成により、グループごとに帯域割り当て間隔を最適化し、ＰＯＮ回線における帯域の使用効率をさらに向上させることができる。
【０１４８】
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、制御部３６は、ＯＮＵ２０２から局側装置１０１へ送信されるフレームの速度、局側装置１０１におけるクロックとＯＮＵ２０２におけるクロックとの差、またはＯＮＵ２０２から局側装置１０１へ送信されるフレームの許容遅延時間に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。
【０１４９】
このような構成により、宅側装置の性能、特性またはシステム的な要求に基づいて各宅側装置を適切に分類し、ＰＯＮ回線における帯域の使用効率をさらに向上させることができる。
【０１５０】
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、制御部３６は、さらに、グループに属する各ＯＮＵ２０２間で帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【０１５１】
このように、ＯＮＵのグループ内でも帯域の割り当てタイミングを分散させる構成により、通常動作中のＯＮＵの上りトラフィックへの影響をさらに低減し、また、局側装置１０１における上りトラフィックの処理負荷のさらなる平準化を図ることができる。
【０１５２】
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、制御部３６は、ＯＮＵ２０２に割り当てる帯域を示すレポートフレームをＯＮＵ２０２へ送信する。制御部３６は、レポートフレームの送信間隔をグループごとに設定し、そして、グループごとの送信間隔をグループに属するＯＮＵ２０２の数で割り、割った時間ずつシフトしたタイミングで、グループに属する各ＯＮＵ２０２に帯域を順番に割り当てる。
【０１５３】
このような構成により、簡易な処理で宅側装置のグループ内における帯域の割り当てタイミングを適切に分散させることができる。
【０１５４】
なお、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、ＯＮＵ２０２が周期的スリープ動作を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。周期的スリープ動作に限らず、ＯＮＵ２０２は、単に、以下のようなスリープ動作を行なう構成であってもよい。すなわち、ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１からの下りフレームの受信動作および局側装置１０１への上りフレームの送信動作を行なう通常状態から、上記受信動作および上記送信動作の少なくとも一方を停止するスリープ状態へ遷移し、スリープ状態を継続するスリープ期間の満了後にスリープ状態から通常状態へ復帰し、その後は新たなスリープ指示を受けるまで通常状態を継続する。また、ＯＮＵ２０２は、スリープ期間において所定の条件が満たされるとスリープ期間の満了前にスリープ状態から通常状態へ復帰する。
【０１５５】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、ＯＮＵ２０２は、スリープ状態において光受信処理部２２および光送信処理部２８の動作を停止する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＯＮＵ２０２は、スリープ状態において光受信処理部２２および光送信処理部２８の一方の動作を停止する構成であってもよい。
【０１５６】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５７】
２１ ＰＯＮポート
２２ 光受信処理部
２３ バッファメモリ
２４ 送信処理部
２５ ＵＮＩポート
２６ 受信処理部
２７ バッファメモリ
２８ 光送信処理部
２９ 制御部
３１ アップリンクＩＦ部
３３ 受信処理部
３４ 送信処理部
３５ ＰＯＮ送受信部
３６ 制御部（帯域割り当て部、分類部およびスリープ状態把握部）
３７，３８ ＦＩＦＯ
１０１ 局側装置（ＯＬＴ）
２０２，２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄ 宅側装置（ＯＮＵ）
３０１ ＰＯＮシステム
ＳＰ１，ＳＰ２ スプリッタ
ＯＰＴＦ 光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局側装置および通信制御方法に関し、特に、省電力機能を提供する局側装置および通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。これに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）およびＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等のブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。
【０００３】
ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４（非特許文献１）には、複数の宅側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が光通信回線を共有して局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）の１つの方式が開示されている。すなわち、ＰＯＮを通過するユーザ情報およびＰＯＮを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット（登録商標）フレームの形式で通信されるＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）と、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））およびＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）プロトコルとが規定されている。局側装置と宅側装置との間でＭＰＣＰフレームをやりとりすることによって、宅側装置の加入、離脱、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献１では、ＭＰＣＰメッセージによる、新規宅側装置の登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。
【０００４】
なお、１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮの次世代の技術として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ（登録商標）−２００９として標準化が行なわれた１０Ｇ−ＥＰＯＮすなわち通信速度が１０ギガビット／秒相当のＥＰＯＮにおいても、アクセス制御プロトコルはＭＰＣＰが前提となっている。
【０００５】
ＰＯＮの省電力化を図るための機能として、ＯＮＵが通信を行っていない場合に不要となる機能について、当該機能を実行するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）または送受信器等への電力供給を停止するスリープ機能が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】IEEE Std 802.3ah（登録商標）-2004
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような省電力機能の一例として、以下のようなＯＮＵのスリープ動作が考えられる。すなわち、ＯＮＵは、局側装置からの下りフレームの受信動作および局側装置への上りフレームの送信動作を行なう通常状態から、上記受信動作および上記送信動作の少なくとも一方を停止するスリープ状態へ遷移し、スリープ状態を継続するスリープ期間の満了後にスリープ状態から通常状態へ復帰する。
【０００８】
さらに、スリープ期間中の上りトラフィックの発生に対処するために、スリープ期間において上りトラフィックが発生すると、ＯＮＵがスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰して起床通知を送信する、という早期起床動作も考えられる。
【０００９】
ＯＮＵがこのような早期起床動作を含むスリープ動作を行なう場合には、局側装置は、起床通知を送信するための光通信回線の帯域をスリープ状態のＯＮＵに対して割り当て続ける必要がある。このため、いつ起床するか分からず、次の起床期間まで起床しない場合もあるＯＮＵに対して帯域を割り当て続けることになり、光通信回線の帯域が無駄に消費され、ＰＯＮシステムにおける他のＯＮＵに対して割り当て可能な帯域が減少してしまう。
【００１０】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させることが可能な局側装置および通信制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる局側装置は、１または複数の宅側装置と共通の通信回線を介して通信信号を送受信するための局側装置であって、各上記宅側装置から上記局側装置への上記通信信号が時分割多重され、上記局側装置への上記通信信号の送信動作および上記局側装置から送信される上記通信信号の受信動作の少なくとも一方を上記宅側装置が停止するスリープ状態であって、上記スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、上記スリープ期間の満了前に、上記送信動作および上記受信動作を行なう通常状態へ上記宅側装置が復帰しうるスリープ状態、を把握するためのスリープ状態把握部と、上記宅側装置から上記局側装置へ上記通信信号を送信するための上記通信回線における帯域の割り当て要求を受けて、上記割り当て要求に基づいて、上記通信回線における帯域を上記宅側装置に割り当てるための帯域割り当て部と、上記各宅側装置を分類して複数のグループを作成するための分類部とを備え、上記帯域割り当て部は、上記スリープ状態の上記宅側装置に対して、上記通信信号を送信するための上記帯域を割り当て、上記通常状態と比べて上記宅側装置ごとの上記帯域の割り当て間隔を長くし、かつ上記グループ間で上記帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【００１２】
このような構成により、スリープ動作中の宅側装置が存在する場合において通信回線における帯域の無駄な消費を抑制することができる。また、通常動作中の宅側装置の上りトラフィックへの影響を減らすことができる。また、局側装置における上りトラフィックの処理負荷を平準化することができる。したがって、宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させることができる。
【００１３】
好ましくは、上記分類部は、上記宅側装置において許容される上記帯域の割り当て間隔に基づいて、上記各宅側装置を分類して複数のグループを作成する。
【００１４】
このような構成により、グループごとに帯域割り当て間隔を最適化し、通信回線における帯域の使用効率をさらに向上させることができる。
【００１５】
より好ましくは、上記分類部は、上記宅側装置から上記局側装置へ送信される上記通信信号の速度、上記局側装置におけるクロックと上記宅側装置におけるクロックとの差、または上記宅側装置から上記局側装置へ送信される上記通信信号の許容遅延時間に基づいて、上記各宅側装置を分類して複数のグループを作成する。
【００１６】
このような構成により、宅側装置の性能、特性またはシステム的な要求に基づいて各宅側装置を適切に分類し、通信回線における帯域の使用効率をさらに向上させることができる。
【００１７】
好ましくは、上記帯域割り当て部は、さらに、上記グループに属する各上記宅側装置間で上記帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【００１８】
このように、宅側装置のグループ内でも帯域の割り当てタイミングを分散させる構成により、通常動作中の宅側装置の上りトラフィックへの影響をさらに低減し、また、局側装置における上りトラフィックの処理負荷のさらなる平準化を図ることができる。
【００１９】
より好ましくは、上記帯域割り当て部は、上記宅側装置に割り当てる上記帯域を示す割り当て通知を上記宅側装置へ送信し、上記割り当て通知の送信間隔を上記グループごとに設定し、上記グループごとの上記送信間隔を上記グループに属する上記宅側装置の数で割り、割った時間ずつシフトしたタイミングで、上記グループに属する各上記宅側装置に上記帯域を順番に割り当てる。
【００２０】
このような構成により、簡易な処理で宅側装置のグループ内における帯域の割り当てタイミングを適切に分散させることができる。
【００２１】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、１または複数の宅側装置と共通の通信回線を介して通信信号を送受信するための局側装置における通信制御方法であって、各上記宅側装置から上記局側装置への上記通信信号が時分割多重され、上記局側装置は、上記宅側装置から上記局側装置へ上記通信信号を送信するための上記通信回線における帯域の割り当て要求を受けて、上記割り当て要求に基づいて、上記通信回線における帯域を上記宅側装置に割り当て、上記局側装置への上記通信信号の送信動作および上記局側装置から送信される上記通信信号の受信動作の少なくとも一方を上記宅側装置が停止するスリープ状態であって、上記スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、上記スリープ期間の満了前に、上記送信動作および上記受信動作を行なう通常状態へ上記宅側装置が復帰しうるスリープ状態、を把握するステップと、上記各宅側装置を分類して複数のグループを作成するステップと、上記スリープ状態の上記宅側装置に対して、上記通信信号を送信するための上記帯域を割り当て、上記通常状態と比べて上記宅側装置ごとの上記帯域の割り当て間隔を長くし、かつ上記グループ間で上記帯域の割り当てタイミングを分散させるステップとを含む。
【００２２】
このような構成により、スリープ動作中の宅側装置が存在する場合において通信回線における帯域の無駄な消費を抑制することができる。また、通常動作中の宅側装置の上りトラフィックへの影響を減らすことができる。また、局側装置における上りトラフィックの処理負荷を平準化することができる。したがって、宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る宅側装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る局側装置において作成されるゲートフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る宅側装置において作成されるレポートフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【図６】ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵに対する帯域割り当て方法の例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る局側装置がスリープ動作中のＯＮＵに対して帯域割り当て処理を行なう際の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２６】
［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【００２７】
図１を参照して、ＰＯＮシステム３０１は、ＯＮＵ２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄと、局側装置１０１と、スプリッタＳＰ１，ＳＰ２とを備える。ＯＮＵ２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃと局側装置１０１とは、スプリッタＳＰ１およびＳＰ２ならびに光ファイバＯＰＴＦを介して接続され、互いに光信号を送受信する。ＯＮＵ２０２Ｄと局側装置１０１とは、スプリッタＳＰ２および光ファイバＯＰＴＦを介して接続され、互いに光信号を送受信する。ＰＯＮシステム３０１では、ＯＮＵ２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄから局側装置１０１への光信号が時分割多重される。
【００２８】
以下、ＯＮＵから上位ネットワークへの方向を上り方向と称し、上位ネットワークからＯＮＵへの方向を下り方向と称する。
【００２９】
ＰＯＮシステム３０１では、ＯＮＵ２０２は、たとえば以下のような周期的スリープ動作を行なうことが可能である。すなわち、ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１へ上りフレームを送信する送信動作および局側装置１０１からの下りフレームを受信する受信動作を停止するスリープ状態へ遷移し、スリープ時間経過後にスリープ状態から復帰して、上記送信動作および上記受信動作を行なう。そして、ＯＮＵ２０２は、上記送信動作および上記受信動作を行なう起床期間の満了後、再びスリープ状態へ遷移するか、またはスリープ状態へ遷移せずに起床通知を局側装置１０１へ送信して上記送信動作および上記受信動作を継続する。
【００３０】
また、ＯＮＵ２０２は、上記受信動作および上記送信動作を行なう起床期間の満了後に再びスリープ状態へ遷移するか否かを、上りトラフィックの有無等に基づいて判断する。
【００３１】
周期的スリープ動作において、ＯＮＵ２０２は、スリープ状態へ遷移しない場合には起床通知を局側装置１０１へ送信し、局側装置１０１は、この起床通知によってＯＮＵ２０２がスリープ動作から通常動作へ復帰することを認識する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置の構成を示す図である。
【００３３】
図２を参照して、局側装置１０１は、アップリンクＩＦ（Interface）部３１と、受信処理部３３と、送信処理部３４と、ＰＯＮ送受信部３５と、制御部（帯域割り当て部、分類部およびスリープ状態把握部）３６と、上りフレームを蓄積するＦＩＦＯ３７と、下りフレームを蓄積するＦＩＦＯ３８とを含む。
【００３４】
ＰＯＮ送受信部３５は、共通のＰＯＮ回線経由で各ＯＮＵ２０２と光信号を送受信する。すなわち、ＰＯＮ送受信部３５は、ＰＯＮ線路の親局側起点として、ＰＯＮ回線である光ファイバＯＰＴＦと接続される。ＰＯＮ送受信部３５は、光ファイバＯＰＴＦを介して各ＯＮＵ２０２と双方向通信が行なえるように、特定の波長、たとえば１３１０ｎｍ帯の上り光信号を受信し、電気信号に変換して受信処理部３３に出力するとともに、送信処理部３４から受けた電気信号を別波長の下り光信号に変換して送信する。たとえば、ＰＯＮ送受信部３５は、送信処理部３４から受けた１０Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）の電気信号を１５７０ｎｍ帯の下り光信号に変換して各ＯＮＵ２０２へ送信し、また、送信処理部３４から受けた１Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）の電気信号を１４９０ｎｍ帯の下り光信号に変換して各ＯＮＵ２０２へ送信する。
【００３５】
受信処理部３３は、ＰＯＮ送受信部３５から受けた電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じて制御部３６またはＦＩＦＯ３７にフレームを振り分ける。具体的には、データフレームをＦＩＦＯ３７に出力し、制御フレームを制御部３６に出力する。
【００３６】
アップリンクＩＦ部３１は、ＦＩＦＯ３７に蓄積された上りフレームを上位ネットワークへ出力する。また、アップリンクＩＦ部３１は、上位ネットワークからフレームを受けると、当該フレームが通常のデータフレームである場合にはＦＩＦＯ３８に出力し、当該フレームが制御フレームである場合には制御部３６に出力する。
【００３７】
アップリンクＩＦ部３１は、制御部３６から制御フレームを受けた場合には、たとえば、ＦＩＦＯ３７からのフレーム列の合間において、当該制御フレームをＦＩＦＯ３７からのフレームよりも優先して上位ネットワークへ出力する。
【００３８】
送信処理部３４は、ＦＩＦＯ３８または制御部３６が送信すべきフレームを有する場合、優先順位に従ってそのフレームを受け取り、ＰＯＮ送受信部３５に出力する。
【００３９】
制御部３６は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭなど、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する局側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている各ＯＮＵ２０２とＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、ＯＮＵ２０２の登録、離脱および帯域割り当てを含めた上りアクセス制御、下りアクセス制御、ならびにＯＮＵ２０２へのスリープ指示を含めたＯＮＵ２０２の運用管理などを行なう。
【００４０】
たとえば、制御部３６は、各ＯＮＵ２０２から受けたＰＯＮ回線における上り帯域の割り当て要求に基づいて、ＰＯＮ回線における上り帯域を各ＯＮＵ２０２に割り当てる。具体的には、制御部３６は、ＯＮＵ２０２から受けたＰＯＮ回線における帯域の割り当て要求を示すレポートフレームに基づいて、ＰＯＮ回線における帯域をＯＮＵ２０２に割り当てる、すなわちグラントを記したゲートフレームをＯＮＵ２０２へ送信する。
【００４１】
制御部３６は、各ＯＮＵ２０２からの上りフレームの到着タイミングが局側装置１０１において時間的に重複しないように、ＰＯＮ回線における上り帯域を各ＯＮＵ２０２に割り当てる。制御部３６は、ゲートフレームを用いて、ＯＮＵ２０２に対して、上りフレームの送信開始タイミングおよび送信可能データ長を通知する。
【００４２】
また、たとえば、制御部３６は、各ＯＮＵ２０２からのＰＯＮ回線における上り帯域の割り当て要求の受信期間、および予定された各ＯＮＵ２０２からの上りフレームの受信期間を含む割り当て周期すなわちＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation：動的帯域割当）サイクルを繰り返す。ここで、制御部３６は、たとえば、予定された各ＯＮＵ２０２からの上りフレームの受信期間において、上記帯域の割り当て量の演算を行なう。
【００４３】
図３は、本発明の実施の形態に係る宅側装置の構成を示す図である。
【００４４】
図３を参照して、ＯＮＵ２０２は、ＰＯＮポート２１と、光受信処理部２２と、バッファメモリ２３と、送信処理部２４と、ＵＮＩ（User Network Interface）ポート２５と、受信処理部２６と、バッファメモリ２７と、光送信処理部２８と、制御部２９とを備える。
【００４５】
光受信処理部２２は、局側装置１０１から送信される下り光信号をＰＯＮポート２１経由で受信して電気信号に変換し、当該電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じてバッファメモリ２３経由で制御部２９または送信処理部２４に当該フレームを振り分ける。具体的には、光受信処理部２２は、データフレームを送信処理部２４に出力し、制御フレームを制御部２９に出力する。
【００４６】
送信処理部２４は、光受信処理部２２から受けたデータフレームをＵＮＩポート２５経由で図示しないパーソナルコンピュータ等のユーザ端末へ送信する。
【００４７】
受信処理部２６は、ＵＮＩポート２５経由でユーザ端末から受信したデータフレームをバッファメモリ２７経由で光送信処理部２８へ出力する。
【００４８】
制御部２９は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭ等、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する宅側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている局側装置１０１とＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、アクセス制御等の各種制御を行なう。制御部２９は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、バッファメモリ２７経由で光送信処理部２８へ出力する。
【００４９】
光送信処理部２８は、受信処理部２６から受けたデータフレームおよび制御部２９から受けた制御フレームを光信号に変換し、ＰＯＮポート２１経由で局側装置１０１へ送信する。
【００５０】
また、制御部２９は、局側装置１０１からスリープ指示を示す制御フレームを受信して、たとえば光受信処理部２２および光送信処理部２８の動作を停止するスリープ状態へ遷移するためのスリープ制御を行なう。また、制御部２９は、スリープ状態への遷移通知であるスリープ通知を示す制御フレームを局側装置１０１へ送信する。
【００５１】
また、制御部２９は、スリープ状態から復帰した後、スリープ状態を継続可能であるか否かを判断し、継続可能であると判断した場合には、スリープ通知を局側装置１０１へ送信し、所定の起床期間が終了すると再びスリープ状態へ遷移する。一方、制御部２９は、スリープ状態から復帰した後、スリープ状態を継続不可であると判断した場合には、起床通知を局側装置１０１へ送信し、通常動作を行なう。
【００５２】
なお、制御部２９は、局側装置１０１からスリープ指示を示す制御フレームを受信して、スリープ状態へ遷移できないと判断した場合には、スリープ状態へ遷移せず、起床通知を示す制御フレームを局側装置１０１へ送信してもよい。
【００５３】
図４は、本発明の実施の形態に係る局側装置において作成されるゲートフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【００５４】
図４を参照して、ゲートフレームは、ヘッダフィールドと、グラント数／フラグフィールドと、グラント＃１〜＃４の開始時間フィールドおよびデータ長フィールドと、パディングフィールドと、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）フィールドとを有する。
【００５５】
グラント数／フラグフィールドでは、当該ゲートフレームにおいて指定されるグラントの数を設定可能である。
【００５６】
より詳細には、ゲートフレームでは、０から最大４つまでグラントを設定することができる。また、グラント数として４未満の値を設定した場合には、未使用のグラント＃ｎの開始時間フィールドおよびデータ長フィールド分、パディングフィールドが追加される。これにより、ゲートフレームのフレーム長は常にたとえば６４バイトに保たれる。
【００５７】
また、グラント数／フラグフィールドでは、指定されたグラントを用いてレポートを送信するか否かを示す強制レポートフラグを設定可能である。
【００５８】
より詳細には、強制レポートフラグが設定されたグラントは、レポート用グラントとして使用され、ＯＮＵ２０２は、強制レポートフラグが設定されたグラントについては、必ずレポートフレームを送信しなければならない。
【００５９】
本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、たとえば、グラント数は２に設定され、強制レポートフラグはグラント＃１がオン、グラント＃２がオフに設定される。すなわち、１つのゲートフレームにより、レポートフレーム用のグラント＃１と、制御フレームまたはデータフレーム用のグラント＃２とが与えられる。グラント＃１は、レポートフレーム１つ分が送信できるだけの最小限のデータ量であり、グラント＃２は、たとえば、ＯＮＵ２０２が局側装置１０１へ通知したレポート値に応じたデータ量である。
【００６０】
図５は、本発明の実施の形態に係る宅側装置において作成されるレポートフレームのフォーマットの一例を示す図である。
【００６１】
図５を参照して、レポートフレームは、ヘッダフィールドと、Ｑｓｅｔ数フィールドと、レポートビットマップフィールド、Ｑ＃０レポート〜Ｑ＃７レポートのフィールドと、パディングフィールドと、ＦＣＳフィールドとを有する。
【００６２】
Ｑｓｅｔ数フィールドには、Ｑｓｅｔの数が設定される。このＱｓｅｔ数分、レポートビットマップフィールドおよびＱ＃ｎレポートフィールドが設けられる。図５では、代表的に１つのＱｓｅｔが示されている。
【００６３】
レポートビットマップフィールドには、ＱｓｅｔにおいてＱ＃ｎレポートがいくつ設けられるかを示すビットマップが設定される。
【００６４】
たとえば、”０００１１１１１”のビット列が設定された場合、Ｑレポート数は５つである。
【００６５】
本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、たとえば、Ｑｓｅｔ数＝２であり、レポートビットマップ＝”０００１１１１１”である。つまり、１つのレポートフレームにおいて、５つのＱレポートを有するＱｓｅｔが２つ設定される。
【００６６】
また、たとえば、ＯＮＵ２０２において、バッファメモリ２７は、上りフレームの優先度に応じて５種類の上りキューを有する。より詳細には、上りデータフレームの優先度は４種類あり、他の１つは制御フレーム用のキューであり、制御フレームの優先度が最も高い。
【００６７】
ＯＮＵ２０２は、上りトラフィックが無い場合には、全ＱｓｅｔのＱレポート値が０であるゼロレポートを局側装置１０１へ送信する。また、ＯＮＵ２０２は、上りトラフィックが存在する場合には、いずれかのＱレポートに値が設定されているノンゼロレポートを局側装置１０１へ送信する。ＯＮＵ２０２は、上りキューに蓄積された上りフレームのデータ量に応じてレポート値を設定する。
【００６８】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する帯域割り当て処理について図面を用いて説明する。
【００６９】
図６は、ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵに対する帯域割り当て方法の例を示す図である。図６において、ハッチング有りの部分はスリープ動作中のＯＮＵに対する割り当て帯域を示し、ハッチング無しの部分は通常動作中のＯＮＵに対する割り当て帯域を示す。
【００７０】
図６を参照して、ゲートフレームの送信頻度、すなわち図中のハッチング部分の間隔を大きくしただけでは、スリープ動作中の複数のＯＮＵに対して局所的に帯域が割り当てられるという事態が発生し得る。この場合、無駄に消費される帯域が時間的にまとまって発生することになる（ケース１）。
【００７１】
一方、スリープ動作中のＯＮＵに対して割り当てる帯域を時間的に分散させると、通常動作中の他のＯＮＵの上りトラフィックに対する影響が小さくなり、また、局側装置１０１における上りトラフィックの処理負荷も平均化されることが期待できる。
【００７２】
そこで、本発明の実施の形態に係る局側装置では、スリープ動作中の複数のＯＮＵを分類して複数のグループを形成し、グループごとにゲートフレームの送信頻度たとえば何ＤＢＡサイクルに１回ゲートフレームを送信するかを設定する。さらに、グループ内で帯域の割り当てタイミングをずらす、すなわち割り当て帯域を時間軸上でずらして配置する。これにより、ＰＯＮシステム３０１における各ＯＮＵの局所的な省電力動作を防ぐことができる。
【００７３】
より詳細には、制御部３６は、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。たとえば、制御部３６は、ＯＮＵ２０２において許容される帯域の割り当て間隔に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。なお、当該グループに含まれないＯＮＵ２０２が存在してもよい。また、グループに属するＯＮＵ２０２の数は１以上であればよい。
【００７４】
また、制御部３６は、前述のようなスリープ状態、すなわち、局側装置１０１への上りフレームの送信動作および局側装置１０１から送信される下りフレームの受信動作の少なくとも一方をＯＮＵ２０２が停止するスリープ状態であって、スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、スリープ期間の満了前に、上記送信動作および上記受信動作を行なう通常状態へＯＮＵ２０２が復帰しうるスリープ状態、を把握する。
【００７５】
そして、制御部３６は、上記のようなスリープ状態のＯＮＵ２０２に対して、上りフレームを送信するための帯域を割り当て、通常状態と比べてＯＮＵ２０２ごとの帯域の割り当て間隔を長くし、かつグループ間で帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【００７６】
また、制御部３６は、たとえば、グループに属する各ＯＮＵ２０２間で帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【００７７】
図７は、本発明の実施の形態に係る局側装置がスリープ動作中のＯＮＵに対して帯域割り当て処理を行なう際の動作手順を示すフローチャートである。
【００７８】
図７を参照して、まず、局側装置１０１における制御部３６は、たとえば対象ＯＮＵの上りトラフィック量および下りトラフィック量を示すトラフィック情報を取得する。このトラフィック量は、たとえば、フレーム数であってもよいし、バイトおよびビット等のデータ量であってもよい。そして、制御部３６は、対象ＯＮＵのトラフィック量が少ないことから対象ＯＮＵはスリープ状態へ遷移可能であると判断すると、対象ＯＮＵに対してスリープ指示を送信し、スリープ動作における次の起床タイミングまでスリープさせる。このスリープ指示には、たとえばスリープ状態への遷移タイミングおよびスリープ時間が含まれる（ステップＳ１）。
【００７９】
次に、制御部３６は、対象ＯＮＵからスリープ通知を受信すると（ステップＳ２）、後述する基準に従って、スリープ動作中の各ＯＮＵのグループ分け処理を行なう。ここで、制御部３６は、すでにスリープ動作を開始している他のＯＮＵをグループ化している場合には、対象ＯＮＵをいずれかのグループに所属させる（ステップＳ３）。
【００８０】
次に、制御部３６は、対象ＯＮＵに対応するタイマをスタートさせる（ステップＳ４）。このタイマは、たとえばスリープ時間を初期値としてカウントダウンする。制御部３６は、このタイマが満了すなわちゼロになるまでの期間、対象ＯＮＵはスリープ状態であると判断する。
【００８１】
制御部３６は、タイマが満了していない場合には（ステップＳ５でＮＯ）、対象ＯＮＵに対する制御フレームまたはデータフレーム用の帯域割り当て量すなわちグラントをゼロに設定したゲートフレームを作成する。具体的には、図４に示すフレームフォーマットにおいて、たとえば、局側装置１０１は、グラント＃２のデータ長フィールドをゼロに設定したゲートフレームを送信する。そして、局側装置１０１は、たとえば、スリープ状態の対象ＯＮＵに対しても、局側装置１０１との同期を維持させるために、グラント＃１の強制レポートフラグをオンに設定したゲートフレームを送信する。ここで、制御部３６は、通常動作と比べて長い周期で、たとえば数ＤＢＡサイクルに１回、ゲートフレームを対象ＯＮＵへ送信する。また、制御部３６は、グループ間で割り当て帯域が時間的に分散するように、グラント＃１の開始時間を設定する（ステップＳ６）。
【００８２】
そして、制御部３６は、設定したグラントを示すゲートフレームを対象ＯＮＵへ送信する（ステップＳ７）。なお、対象ＯＮＵは、このゲートフレームの示すグラントに従い、スリープ通知または起床通知を送信するための帯域量を示すレポートフレームを送信することができる。
【００８３】
一方、制御部３６は、タイマが満了した場合には（ステップＳ５でＹＥＳ）、対象ＯＮＵに対するゲートフレームの送信周期の延伸処理および割り当て帯域の分散処理を終了し、通常通り、対象ＯＮＵからのレポートフレームに基づく帯域割り当てを行なう（ステップＳ８）。
【００８４】
ＯＮＵ２０２のグループの分類方法として、たとえば、制御部３６は、ＯＮＵ２０２から局側装置１０１へ送信されるフレームの速度に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。
【００８５】
図８は、本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の一例を示す図である。
【００８６】
図８を参照して、１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムにおいては、上りレートとして１Ｇｂｐｓを処理するＯＮＵ（以下、１Ｇ−ＯＮＵとも称する。）および１０ＧｂｐｓのＯＮＵ（以下、１０Ｇ−ＯＮＵとも称する。）が混在する。
【００８７】
一般に、１Ｇ−ＯＮＵおよび１０Ｇ−ＯＮＵに対して同じデータ長のレポートフレーム分のグラントを与えても、ＰＯＮ回線の占有時間は異なる。すなわち、レートの低い１Ｇ−ＯＮＵの占有時間の方が長くなる。
【００８８】
局側装置１０１は、ＯＮＵ２０２の上りレートに基づいてグループ分けを行なう、すなわち、１Ｇ−ＯＮＵのグループおよび１０Ｇ−ＯＮＵのグループを形成する。
【００８９】
ここで、スリープ動作中の１Ｇ−ＯＮＵの帯域割り当て周期をＴ＿１Ｇとし、スリープ動作中の１Ｇ−ＯＮＵの台数をｎ＿１Ｇとし、スリープ動作中の１０Ｇ−ＯＮＵの帯域割り当て周期をＴ＿１０Ｇとし、スリープ動作中の１０Ｇ−ＯＮＵの台数をｎ＿１０Ｇとする。
【００９０】
図８は、通常動作中のＯＮＵに対する帯域割り当て周期がＴであり、Ｔ＿１Ｇ＝３×Ｔ、Ｔ＿１０Ｇ＝２×Ｔ、ｎ＿１Ｇ＝２、ｎ＿１０Ｇ＝２の場合を示している。図８において、Ａ１，Ａ２は２台の１０Ｇ−ＯＮＵにそれぞれ割り当てられる帯域であり、Ｂ１，Ｂ２は２台の１Ｇ−ＯＮＵにそれぞれ割り当てられる帯域である。
【００９１】
局側装置１０１は、ＯＮＵのスリープ動作が開始されると、１Ｇ−ＯＮＵに対しては帯域割り当て周期をＤＢＡサイクル３周期に伸ばし、１０Ｇ−ＯＮＵに対しては帯域割り当て周期をＤＢＡサイクル２周期に伸ばす。
【００９２】
また、局側装置１０１は、各グループにおいて、割り当て周期をＯＮＵの台数で等分したタイミングに従い、上り帯域を各ＯＮＵに割り当てる。
【００９３】
すなわち、制御部３６は、レポートフレームの送信間隔をグループごとに設定し、そして、グループごとの送信間隔をグループに属するＯＮＵ２０２の数で割り、割った時間ずつシフトしたタイミングで、グループに属する各ＯＮＵ２０２に帯域を順番に割り当てる。
【００９４】
具体的には、１つの割り当て周期Ｔ＿１０Ｇにおいて２台分の帯域Ａ１，Ａ２が等間隔に設定され、１つの割り当て周期Ｔ＿１Ｇにおいて２台分の帯域Ｂ１，Ｂ２が等間隔に設定される。
【００９５】
すなわち、スリープ動作中の１Ｇ−ＯＮＵに対する割り当て周期は、ＯＮＵ個々で見ればＴ＿１Ｇであるが、局側装置１０１側から見れば、各ＯＮＵの割り当て周期が時間軸上でＴ＿１Ｇ／ｎ＿１Ｇだけ順番にずれて配置されることになる（図８の上から２段目）。
【００９６】
また、同様に、スリープ動作中の１０Ｇ−ＯＮＵに対する割り当て周期は、ＯＮＵ個々で見ればＴ＿１０Ｇであるが、局側装置１０１側から見れば、各ＯＮＵの割り当て周期が時間軸上でＴ＿１０Ｇ／ｎ＿１０Ｇだけ順番にずれて配置されることになる（図８の上から３段目）。
【００９７】
したがって、ＰＯＮシステム３０１全体で割り当て帯域を時間的に分散させることができる（図８の上から４段目）。
【００９８】
このような延伸処理および分散処理により、たとえば、スリープ動作中の１０Ｇ−ＯＮＵに対する帯域の割り当て頻度を、１Ｇ−ＯＮＵよりも高くすることができるため、より高いレートのＯＮＵに対してより良いサービスを提供することが可能となる。
【００９９】
図９は、本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の一例を示す図である。図９は、１０Ｇ−ＯＮＵに対する帯域の割り当て処理を代表的に示している。図の見方および諸条件は図８と同様である。
【０１００】
図９を参照して、局側装置１０１において、上り帯域の割り当て周期に制限がある場合も考えられる。
【０１０１】
具体的には、たとえば、上り帯域の割り当て処理がＴｐｒｏｃ単位で周期的に実行されており、割り当てられる上り帯域のタイミングをＴｐｒｏｃ単位でしか指定できず、Ｔｐｒｏｃ内でのタイミング設定が保証できない場合がある。
【０１０２】
このような場合には、局側装置１０１は、平均して、上り帯域の割り当て１周期Ｔ＿１ＧごとにＴｐｒｏｃ／（Ｔ＿１Ｇ／ｎ＿１Ｇ）個の１Ｇ−ＯＮＵに上り帯域が割り当てられ、また、上り帯域の割り当て１周期Ｔ＿１０ＧごとにＴｐｒｏｃ／（Ｔ＿１０Ｇ／ｎ＿１０Ｇ）個の１０Ｇ−ＯＮＵに上り帯域が割り当てられるようにグラントを設定する。
【０１０３】
図９は、通常動作中のＯＮＵに対する割り当て周期がＴｐｒｏｃであり、Ｔ＿１０Ｇ＝２×Ｔｐｒｏｃ、ｎ＿１０Ｇ＝３の場合を示している。図９において、Ａ１，Ａ２，Ａ３は３台の１０Ｇ−ＯＮＵにそれぞれ割り当てられる帯域である。
【０１０４】
局側装置１０１は、上り帯域の割り当て周期Ｔ＿１０Ｇごとに平均してＴｐｒｏｃ／（２×Ｔｐｒｏｃ／３）＝３／２個の１０Ｇ−ＯＮＵに上り帯域が割り当てられるようにグラントを設定する。すなわち、上り帯域の割り当ての２周期ごとに３台のＯＮＵの帯域Ａ１，Ａ２，Ａ３を割り当てる（図９の上から２段目）。
【０１０５】
次に、本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の他の例について説明する。
【０１０６】
局側装置１０１における制御部３６は、局側装置１０１におけるクロックとＯＮＵ２０２におけるクロックとの差に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。すなわち、制御部３６は、局側装置１０１とＯＮＵ２０２とのローカルクロック誤差に基づいてグループ分けを行なう。
【０１０７】
ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１から受信する下りフレームからクロックを生成し、生成したクロックを用いて局側装置１０１と同期して動作する。
【０１０８】
また、ＯＮＵ２０２は、タイムスタンプの同期動作を行なう、すなわち局側装置１０１からゲートフレームを受信するたびに、当該ゲートフレームが示すタイムスタンプ値を、自己のタイムスタンプ値として設定する。これにより、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２間で時刻同期をとることができる。
【０１０９】
しかしながら、スリープ状態に遷移したＯＮＵ２０２は、局側装置１０１からの下りフレームを受信できないため、自己で生成するローカルクロックのタイミングで動作する。そして、ＯＮＵ２０２のローカルクロックの周波数と局側装置１０１のローカルクロックの周波数とは必ずしも一致しないため、スリープ動作中のＯＮＵと局側装置１０１との間では時刻の差が発生する。ローカルクロックの周波数差が大きい場合、あるいはスリープ時間が長い場合には、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２間の時刻同期が外れてしまい、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２間のリンク断と判断されてしまう。
【０１１０】
ここで、局側装置１０１は、ＯＮＵ２０２をスリープ状態へ遷移させる前に、自己と当該ＯＮＵ２０２とのローカルクロック誤差Ｔ＿ｅ（ｎ）（ただし、ｎはＯＮＵごとのＩＤ）を測定する。
【０１１１】
より詳細には、局側装置１０１は、自己がＯＮＵ２０２へゲートフレームを送信することから、測定対象となるＯＮＵ２０２へのゲートフレームの送信間隔Ｔ＿ｓｅｎｄ（ｎ）を知ることが可能である。
【０１１２】
一方、ＯＮＵ２０２は、前述のようなタイムスタンプによる時刻同期動作により、どれだけのタイムスタンプのずれＴ＿ｄ（ｎ）が発生したか、すなわちタイムスタンプの補正値を取得することができる。このため、ＯＮＵ２０２は、取得した補正値Ｔ＿ｄ（ｎ）を示す制御フレームを局側装置１０１へ送信することにより、Ｔ＿ｄ（ｎ）を局側装置１０１に通知することが可能である。
【０１１３】
そして、局側装置１０１は、たとえば以下の式に従い、ローカルクロック誤差を算出する。
Ｔ＿ｅ（ｎ）＝Ｔ＿ｄ（ｎ）／Ｔ＿ｓｅｎｄ（ｎ）
【０１１４】
なお、局側装置１０１は、過去数回分の平均値を用いてローカルクロック誤差を算出してもよい。局側装置１０１は、このＴ＿ｅ（ｎ）を用いてグループ分けを行なう。
【０１１５】
具体的には、局側装置１０１は、グループ分けを行なう閾値Ｔｈｒｅ＿１，Ｔｈｒｅ＿２．．．Ｔｈｒｅ＿ｐを設定する（ただし、０＜Ｔｈｒｅ＿１＜Ｔｈｒｅ＿２＜．．．＜Ｔｈｒｅ＿ｐ）。
【０１１６】
たとえば、０≦Ｔ＿ｅ（ｎ）＜Ｔｈｒｅ＿１を満たすグループがグループ１となり、Ｔｈｒｅ＿１≦Ｔ＿ｅ（ｎ）＜Ｔｈｒｅ＿２を満たすグループがグループ２となる。以下同様に、局側装置１０１は、グループ３〜グループｐを形成する。
【０１１７】
この場合、番号の小さいグループの方がクロック誤差が小さい。このため、番号の小さいグループであるほど、スリープ動作中において、ゲートフレームの送信周期を長く設定しても時刻同期外れが生じにくい、すなわち時刻同期外れに耐えることが可能である。
【０１１８】
そこで、局側装置１０１は、たとえば、グループ１〜グループｐに対するスリープ動作中のゲートフレームの送信周期をＴ＿１〜Ｔ＿ｐとすると、たとえば、Ｔ＿１≧Ｔ＿２≧．．．≧Ｔ＿ｐに設定する。
【０１１９】
したがって、ＰＯＮシステム３０１において、上り方向の割り当て帯域を時間的に分散させることができる。
【０１２０】
また、局側装置１０１は、たとえば図７で説明した方法と同様に、グループ内のＯＮＵ２０２間で割り当て帯域のタイミングをずらす。すなわち、局側装置１０１は、各グループにおいて、割り当て周期をＯＮＵ２０２の台数で等分したタイミングに従い、上り帯域を各ＯＮＵに割り当てる。
【０１２１】
ここで、帯域割り当て処理時間および他のＯＮＵ２０２からの上りトラフィックの影響があるため、必ずしも、上り帯域の割り当て周期とＯＮＵ２０２におけるゲートフレームの受信周期とは一致しない。
【０１２２】
図９に示す方法では、大域的に平均して見れば、ＯＮＵに対する上り帯域の割り当て周期がＯＮＵ２０２におけるゲートフレームの受信周期になる、との考えに基づく。
【０１２３】
次に、本発明の実施の形態に係る局側装置によるスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域の割り当て処理の他の例について説明する。
【０１２４】
局側装置１０１における制御部３６は、ＯＮＵ２０２から局側装置１０１へ送信されるフレームの許容遅延時間に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。すなわち、制御部３６は、ＯＮＵ２０２に要求される上りフレームの遅延時間の上限値に基づいてグループ分けを行なう。
【０１２５】
各ＯＮＵに求められる通信の遅延条件は、たとえば、ＶｏＩＰ（Voice over IP）の使用の有無等、ＯＮＵを用いて提供されているサービスによって異なる。
【０１２６】
ＶｏＩＰのように、リアルタイム性および緊急性が要求されるアプリケーションに用いられるＯＮＵでは、スリープ期間中でもスリープ動作を中止して通信を再開することが要求される場合もある。
【０１２７】
このようなＯＮＵに対しては、スリープ動作中においても、ゲートフレームの送信頻度を低くすることは好ましくない。一方、ベストエフォートのトラフィックのみに用いられるＯＮＵに対しては、ゲートフレームの送信頻度を低くしても大きな影響はない。
【０１２８】
ここで、ＯＮＵに対して許容される遅延時間は、事前にオペレータが具体的な値を設定してもよいし、ＯＮＵが、自己の下位側に接続されている機器の種類に応じて、テーブル等を参照して自律的に設定してもよい。
【０１２９】
局側装置１０１は、ＯＮＵｎに要求される上りの許容遅延時間Ｒ＿ｎを用いてグループ分けを行なう。
【０１３０】
具体的には、局側装置１０１は、グループ分けを行なう閾値Ｔｈｒｅ＿１，Ｔｈｒｅ＿２．．．Ｔｈｒｅ＿ｐを設定する（ただし、０＜Ｔｈｒｅ＿１＜Ｔｈｒｅ＿２＜．．．＜Ｔｈｒｅ＿ｐ）。
【０１３１】
たとえば、０≦Ｒ＿ｎ＜Ｔｈｒｅ＿１を満たすグループがグループ１となり、Ｔｈｒｅ＿１≦Ｒ＿ｎ＜Ｔｈｒｅ＿２を満たすグループがグループ２となる。以下同様に、局側装置１０１は、グループ３〜グループｐを形成する。
【０１３２】
この場合、番号の大きいグループの方が遅延に対する要求が高い。このため、番号の大きいグループであるほど、スリープ動作中において、ゲートフレームの送信周期を長く設定しても、アプリケーション上の問題が生じにくい。
【０１３３】
そこで、局側装置１０１は、たとえば、グループ１〜グループｐに対するスリープ動作中のゲートフレームの送信周期をＴ＿１〜Ｔ＿ｐとすると、たとえば、Ｔ＿１≦Ｔ＿２≦．．．≦Ｔ＿ｐに設定する。
【０１３４】
したがって、ＰＯＮシステム３０１において、上り方向の割り当て帯域を時間的に分散させることができる。
【０１３５】
また、局側装置１０１は、たとえば図７で説明した方法と同様に、グループ内のＯＮＵ２０２間で割り当て帯域のタイミングをずらす。すなわち、局側装置１０１は、各グループにおいて、割り当て周期をＯＮＵ２０２の台数で等分したタイミングに従い、上り帯域を各ＯＮＵに割り当てる。
【０１３６】
ところで、ＯＮＵが早期起床動作を含むスリープ動作を行なう場合には、局側装置は、起床通知を送信するための光通信回線の帯域をスリープ状態のＯＮＵに対して割り当て続ける必要がある。このため、いつ起床するか分からず、次の起床期間まで起床しない場合もあるＯＮＵに対して帯域を割り当て続けることになり、光通信回線の帯域が無駄に消費され、ＰＯＮシステムにおける他のＯＮＵに対して割り当て可能な帯域が減少してしまう。
【０１３７】
具体的には、ＯＮＵが送信するレポートフレームも上りトラフィックの１つであるから、ＯＮＵがレポートフレームを送信するためには、局側装置１０１からのゲートフレームによる許可が必要となる。
【０１３８】
レポートフレーム用の送信許可およびデータフレーム用の送信許可は、強制レポートフラグによって区別される。ＯＮＵは、たとえば、強制レポートフラグがオンに設定されたグラントを受けた場合には、当該グラントの範囲内でレポートフレームを送信し、強制レポートフラグがオンに設定されていないグラントを受けた場合には、当該グラントのすべてをデータフレームの送信に使用する。
【０１３９】
ＯＮＵがスリープ状態にあるときは、局側装置は、当該ＯＮＵに対してグラントを与える必要はないとも考えられるが、実際にはグラントを与えている。このグラントの大半は、無駄な割り当て帯域となる。すなわち、ＯＮＵは、スリープ状態において基本的にデータの送受信ができないことから、スリープ状態のＯＮＵへゲートフレームを送信してグラントを与えても、当該ゲートフレームの多くは廃棄されることになる。
【０１４０】
スリープ状態のＯＮＵに対してまったくグラントを与えない、という方法では、局側装置がＯＮＵの異常等を把握することができなくなるため、好ましくない。その一方で、異常および例外は必ずしも毎ＤＢＡサイクル発生するわけではなく、スリープ状態のＯＮＵに割り当てられた帯域の多くは無駄になる。
【０１４１】
局側装置とスリープ状態のＯＮＵとの間で使用される帯域は、下りはゲートフレーム１つ分、上りはレポートフレーム１つ分であるため、局側装置およびＯＮＵ間での１回の情報のやりとりで使用される帯域は大きくはない。しかしながら、スリープ状態のＯＮＵの数が増えると、無視できない値となる。
【０１４２】
すなわち、早期起床動作が可能なスリープ動作中のＯＮＵに対する上り帯域割り当ては、帯域ロスと、異常または例外発生時の反応速度とのトレードオフになる。
【０１４３】
これに対して、本発明の実施の形態に係る局側装置では、制御部３６は、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。また、制御部３６は、局側装置１０１への上りフレームの送信動作および局側装置１０１から送信される下りフレームの受信動作の少なくとも一方をＯＮＵ２０２が停止するスリープ状態であって、スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、スリープ期間の満了前に、上記送信動作および上記受信動作を行なう通常状態へＯＮＵ２０２が復帰しうるスリープ状態、を把握する。そして、制御部３６は、上記のようなスリープ状態のＯＮＵ２０２に対して、上りフレームを送信するための帯域を割り当て、通常状態と比べてＯＮＵ２０２ごとの帯域の割り当て間隔を長くし、かつグループ間で帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【０１４４】
このような構成により、スリープ動作中のＯＮＵが存在する場合においてＰＯＮ回線における帯域の無駄な消費を抑制することができる。また、通常動作中のＯＮＵの上りトラフィックへの影響を減らすことができる。また、局側装置１０１における上りトラフィックの処理負荷を平準化することができる。
【０１４５】
したがって、本発明の実施の形態に係る局側装置では、宅側装置がスリープ動作を行ない、かつスリープ期間の満了前にスリープ状態から復帰することが可能な通信システムにおいて、宅側装置から局側装置への通信回線における帯域の使用効率を向上させることができる。
【０１４６】
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、制御部３６は、ＯＮＵ２０２において許容される帯域の割り当て間隔に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。
【０１４７】
このような構成により、グループごとに帯域割り当て間隔を最適化し、ＰＯＮ回線における帯域の使用効率をさらに向上させることができる。
【０１４８】
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、制御部３６は、ＯＮＵ２０２から局側装置１０１へ送信されるフレームの速度、局側装置１０１におけるクロックとＯＮＵ２０２におけるクロックとの差、またはＯＮＵ２０２から局側装置１０１へ送信されるフレームの許容遅延時間に基づいて、各ＯＮＵ２０２を分類して複数のグループを作成する。
【０１４９】
このような構成により、宅側装置の性能、特性またはシステム的な要求に基づいて各宅側装置を適切に分類し、ＰＯＮ回線における帯域の使用効率をさらに向上させることができる。
【０１５０】
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、制御部３６は、さらに、グループに属する各ＯＮＵ２０２間で帯域の割り当てタイミングを分散させる。
【０１５１】
このように、ＯＮＵのグループ内でも帯域の割り当てタイミングを分散させる構成により、通常動作中のＯＮＵの上りトラフィックへの影響をさらに低減し、また、局側装置１０１における上りトラフィックの処理負荷のさらなる平準化を図ることができる。
【０１５２】
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、制御部３６は、ＯＮＵ２０２に割り当てる帯域を示すレポートフレームをＯＮＵ２０２へ送信する。制御部３６は、レポートフレームの送信間隔をグループごとに設定し、そして、グループごとの送信間隔をグループに属するＯＮＵ２０２の数で割り、割った時間ずつシフトしたタイミングで、グループに属する各ＯＮＵ２０２に帯域を順番に割り当てる。
【０１５３】
このような構成により、簡易な処理で宅側装置のグループ内における帯域の割り当てタイミングを適切に分散させることができる。
【０１５４】
なお、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、ＯＮＵ２０２が周期的スリープ動作を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。周期的スリープ動作に限らず、ＯＮＵ２０２は、単に、以下のようなスリープ動作を行なう構成であってもよい。すなわち、ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１からの下りフレームの受信動作および局側装置１０１への上りフレームの送信動作を行なう通常状態から、上記受信動作および上記送信動作の少なくとも一方を停止するスリープ状態へ遷移し、スリープ状態を継続するスリープ期間の満了後にスリープ状態から通常状態へ復帰し、その後は新たなスリープ指示を受けるまで通常状態を継続する。また、ＯＮＵ２０２は、スリープ期間において所定の条件が満たされるとスリープ期間の満了前にスリープ状態から通常状態へ復帰する。
【０１５５】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、ＯＮＵ２０２は、スリープ状態において光受信処理部２２および光送信処理部２８の動作を停止する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＯＮＵ２０２は、スリープ状態において光受信処理部２２および光送信処理部２８の一方の動作を停止する構成であってもよい。
【０１５６】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５７】
２１ ＰＯＮポート
２２ 光受信処理部
２３ バッファメモリ
２４ 送信処理部
２５ ＵＮＩポート
２６ 受信処理部
２７ バッファメモリ
２８ 光送信処理部
２９ 制御部
３１ アップリンクＩＦ部
３３ 受信処理部
３４ 送信処理部
３５ ＰＯＮ送受信部
３６ 制御部（帯域割り当て部、分類部およびスリープ状態把握部）
３７，３８ ＦＩＦＯ
１０１ 局側装置（ＯＬＴ）
２０２，２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｄ 宅側装置（ＯＮＵ）
３０１ ＰＯＮシステム
ＳＰ１，ＳＰ２ スプリッタ
ＯＰＴＦ 光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数の宅側装置と共通の通信回線を介して通信信号を送受信するための局側装置であって、
各前記宅側装置から前記局側装置への前記通信信号が時分割多重され、
前記局側装置への前記通信信号の送信動作および前記局側装置から送信される前記通信信号の受信動作の少なくとも一方を前記宅側装置が停止するスリープ状態であって、前記スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、前記スリープ期間の満了前に、前記送信動作および前記受信動作を行なう通常状態へ前記宅側装置が復帰しうるスリープ状態、を把握するためのスリープ状態把握部と、
前記宅側装置から前記局側装置へ前記通信信号を送信するための前記通信回線における帯域の割り当て要求を受けて、前記割り当て要求に基づいて、前記通信回線における帯域を前記宅側装置に割り当てるための帯域割り当て部と、
前記各宅側装置を分類して複数のグループを作成するための分類部とを備え、
前記帯域割り当て部は、前記スリープ状態の前記宅側装置に対して、前記通信信号を送信するための前記帯域を割り当て、前記通常状態と比べて前記宅側装置ごとの前記帯域の割り当て間隔を長くし、かつ前記グループ間で前記帯域の割り当てタイミングを分散させる、局側装置。
【請求項２】
前記分類部は、前記宅側装置において許容される前記帯域の割り当て間隔に基づいて、前記各宅側装置を分類して複数のグループを作成する、請求項１に記載の局側装置。
【請求項３】
前記分類部は、前記宅側装置から前記局側装置へ送信される前記通信信号の速度、前記局側装置におけるクロックと前記宅側装置におけるクロックとの差、または前記宅側装置から前記局側装置へ送信される前記通信信号の許容遅延時間に基づいて、前記各宅側装置を分類して複数のグループを作成する、請求項２に記載の局側装置。
【請求項４】
前記帯域割り当て部は、さらに、前記グループに属する各前記宅側装置間で前記帯域の割り当てタイミングを分散させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の局側装置。
【請求項５】
前記帯域割り当て部は、前記宅側装置に割り当てる前記帯域を示す割り当て通知を前記宅側装置へ送信し、前記割り当て通知の送信間隔を前記グループごとに設定し、前記グループごとの前記送信間隔を前記グループに属する前記宅側装置の数で割り、割った時間ずつシフトしたタイミングで、前記グループに属する各前記宅側装置に前記帯域を順番に割り当てる、請求項４に記載の局側装置。
【請求項６】
１または複数の宅側装置と共通の通信回線を介して通信信号を送受信するための局側装置における通信制御方法であって、
各前記宅側装置から前記局側装置への前記通信信号が時分割多重され、
前記局側装置は、前記宅側装置から前記局側装置へ前記通信信号を送信するための前記通信回線における帯域の割り当て要求を受けて、前記割り当て要求に基づいて、前記通信回線における帯域を前記宅側装置に割り当て、
前記局側装置への前記通信信号の送信動作および前記局側装置から送信される前記通信信号の受信動作の少なくとも一方を前記宅側装置が停止するスリープ状態であって、前記スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、前記スリープ期間の満了前に、前記送信動作および前記受信動作を行なう通常状態へ前記宅側装置が復帰しうるスリープ状態、を把握するステップと、
前記各宅側装置を分類して複数のグループを作成するステップと、
前記スリープ状態の前記宅側装置に対して、前記通信信号を送信するための前記帯域を割り当て、前記通常状態と比べて前記宅側装置ごとの前記帯域の割り当て間隔を長くし、かつ前記グループ間で前記帯域の割り当てタイミングを分散させるステップとを含む、通信制御方法。
【請求項１】
１または複数の宅側装置と共通の通信回線を介して通信信号を送受信するための局側装置であって、
各前記宅側装置から前記局側装置への前記通信信号が時分割多重され、
前記局側装置への前記通信信号の送信動作および前記局側装置から送信される前記通信信号の受信動作の少なくとも一方を前記宅側装置が停止するスリープ状態であって、前記スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、前記スリープ期間の満了前に、前記送信動作および前記受信動作を行なう通常状態へ前記宅側装置が復帰しうるスリープ状態、を把握するためのスリープ状態把握部と、
前記宅側装置から前記局側装置へ前記通信信号を送信するための前記通信回線における帯域の割り当て要求を受けて、前記割り当て要求に基づいて、前記通信回線における帯域を前記宅側装置に割り当てるための帯域割り当て部と、
前記各宅側装置を分類して複数のグループを作成するための分類部とを備え、
前記帯域割り当て部は、前記スリープ状態の前記宅側装置に対して、前記通信信号を送信するための前記帯域を割り当て、前記通常状態と比べて前記宅側装置ごとの前記帯域の割り当て間隔を長くし、かつ前記グループ間で前記帯域の割り当てタイミングを分散させる、局側装置。
【請求項２】
前記分類部は、前記宅側装置において許容される前記帯域の割り当て間隔に基づいて、前記各宅側装置を分類して複数のグループを作成する、請求項１に記載の局側装置。
【請求項３】
前記分類部は、前記宅側装置から前記局側装置へ送信される前記通信信号の速度、前記局側装置におけるクロックと前記宅側装置におけるクロックとの差、または前記宅側装置から前記局側装置へ送信される前記通信信号の許容遅延時間に基づいて、前記各宅側装置を分類して複数のグループを作成する、請求項２に記載の局側装置。
【請求項４】
前記帯域割り当て部は、さらに、前記グループに属する各前記宅側装置間で前記帯域の割り当てタイミングを分散させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の局側装置。
【請求項５】
前記帯域割り当て部は、前記宅側装置に割り当てる前記帯域を示す割り当て通知を前記宅側装置へ送信し、前記割り当て通知の送信間隔を前記グループごとに設定し、前記グループごとの前記送信間隔を前記グループに属する前記宅側装置の数で割り、割った時間ずつシフトしたタイミングで、前記グループに属する各前記宅側装置に前記帯域を順番に割り当てる、請求項４に記載の局側装置。
【請求項６】
１または複数の宅側装置と共通の通信回線を介して通信信号を送受信するための局側装置における通信制御方法であって、
各前記宅側装置から前記局側装置への前記通信信号が時分割多重され、
前記局側装置は、前記宅側装置から前記局側装置へ前記通信信号を送信するための前記通信回線における帯域の割り当て要求を受けて、前記割り当て要求に基づいて、前記通信回線における帯域を前記宅側装置に割り当て、
前記局側装置への前記通信信号の送信動作および前記局側装置から送信される前記通信信号の受信動作の少なくとも一方を前記宅側装置が停止するスリープ状態であって、前記スリープ状態を継続するスリープ期間において所定の条件が満たされると、前記スリープ期間の満了前に、前記送信動作および前記受信動作を行なう通常状態へ前記宅側装置が復帰しうるスリープ状態、を把握するステップと、
前記各宅側装置を分類して複数のグループを作成するステップと、
前記スリープ状態の前記宅側装置に対して、前記通信信号を送信するための前記帯域を割り当て、前記通常状態と比べて前記宅側装置ごとの前記帯域の割り当て間隔を長くし、かつ前記グループ間で前記帯域の割り当てタイミングを分散させるステップとを含む、通信制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０６２０４（Ｐ２０１３−１０６２０４Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８９５７（Ｐ２０１１−２４８９５７）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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