JP2014138232A - 通信システムおよび上位側通信装置並びに下位側通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来、省電力モードにおける論理リンクの切断を回避できなかった。
【解決手段】
上位側通信装置は、下位側通信装置を監視するための制御メッセージを特定周期で送信し、設定された期間内に応答メッセージを受信しない場合にリンクを切断し、下位側通信装置が特定の動作モードにある場合、予め設定された第１の期間内に下位側通信装置から応答メッセージを受信した時に下位側通信装置に制御メッセージを送信して、下位側通信装置とのリンクを維持し、下位側通信装置は、上位側通信装置と通信する特定周期よりも短い第１の期間と、上位側通信装置と通信しない第２の期間と、を予め設定された周期で繰り返す特定の動作モード有し、特定の動作モードにある場合、第１の期間内に、上位側通信装置に応答メッセージを送信して、上位側通信装置から制御メッセージを受信することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信システムおよび上位側通信装置並びに下位側通信装置に関する。

近年、光ファイバを用いた加入者側からネットワークに接続するアクセス系の通信システムとして、ＥＰＯＮ（Ethernet(登録商標) Passive Optical Network）システムが普及している。ＥＰＯＮシステムは、上位側通信装置としてＯＬＴ（Opticl Line Terminater）が配置される。そして、複数の下位側通信装置として、ＯＮＵ（Optical Network Unit）がＯＬＴに接続される。ＥＰＯＮシステムは、ＯＬＴから一芯の光ファイバで送受信される光信号を光スプリッタで分岐してＯＮＵに接続する。このようなＥＰＯＮシステムで用いられる装置の省電力化を実現する技術について検討が行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１８１９９０号公報

ＥＰＯＮシステムでは、複数のＯＮＵが一芯の光ファイバを共有してＴＤＭ （Time Division Multiplexing）方式で通信を行うため、ＯＬＴは、ＯＮＵの上りデータの送信タイミングを制御する。また、ＥＰＯＮシステムは、監視制御を行うためにＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）プロトコルを利用する。ＯＡＭプロトコルでは、ＯＬＴは、ＯＮＵが正常に動作しているか否かを確認するためのメッセージ（死活確認メッセージとも呼ばれるが、以降、動作確認メッセージと称する）をＯＮＵに送信する。そして、ＯＬＴは、例えば５秒以内にＯＮＵから応答メッセージを受信できない場合、ＯＮＵとの論理リンクを切断する。ところが、省電力モードを有するＯＮＵは、予め設定された時間間隔でアクティブ状態とスリープ状態とを繰り返している。このため、例えば、ＯＮＵがスリープ状態にある場合、ＯＬＴがＯＮＵに動作確認メッセージを送信してもＯＮＵが受信できない。このように、ＯＮＵは、正常に動作しているにも拘らず、ＯＬＴにより論理リンクが切断されるという問題があった。

本発明の目的は、省電力モードにおける論理リンクの切断を回避できる通信システムおよび上位側通信装置並びに下位側通信装置を提供することである。

一つの観点による通信システムは、下位側通信装置と、下位側通信装置の上位側に配置される上位側通信装置とを含む通信システムであって、上位側通信装置は、下位側通信装置を監視するための制御メッセージを特定周期で送信し、予め設定された期間内に下位側通信装置から応答メッセージを受信しない場合に、下位側通信装置とのリンクを切断し、下位側通信装置が特定の動作モードにある場合、予め設定された第１の期間内に下位側通信装置から応答メッセージを受信した時に下位側通信装置に制御メッセージを送信して、下位側通信装置とのリンクを維持し、下位側通信装置は、上位側通信装置と通信する特定周期よりも短い前記第１の期間と、上位側通信装置と通信しない第２の期間と、を予め設定された周期で繰り返す特定の動作モード有し、特定の動作モードにない場合、上位側通信装置から定期的に送信される制御メッセージを受信した時に上位側通信装置に応答メッセージを送信し、特定の動作モードにある場合、第１の期間内に、上位側通信装置に応答メッセージを送信して、上位側通信装置から制御メッセージを受信することを特徴とする。

一つの観点による上位側通信装置は、下位側通信装置を監視するための制御メッセージを特定周期で送信し、予め設定された期間内に下位側通信装置から応答メッセージを受信しない場合に、下位側通信装置とのリンクを切断し、下位側通信装置が特定の動作モードにある場合、予め設定された第１の期間内に下位側通信装置から応答メッセージを受信した時に下位側通信装置に制御メッセージを送信して、下位側通信装置とのリンクを維持することを特徴とする。

一つの観点による下位側通信装置は、上位側通信装置と通信する第１の期間と、上位側通信装置と通信しない第２の期間と、を予め設定された周期で繰り返す特定の動作モード有し、特定の動作モードにない場合、上位側通信装置から定期的に送信される制御メッセージを受信した時に上位側通信装置に応答メッセージを送信し、特定の動作モードにある場合、第１の期間内に、上位側通信装置に応答メッセージを送信して、上位側通信装置から制御メッセージを受信することを特徴とする。

本発明に係る通信システムおよび上位側通信装置並びに下位側通信装置は、省電力モードにおける論理リンクの切断を回避することができる。

通信システムの一例を示す図である。 ＯＮＵの一例を示す図である。 ＯＬＴの一例を示す図である。 省電力モードの事前シーケンスの一例を示す図である。 ＯＬＴ主導の省電力シーケンスの一例を示す図である。 ＯＮＵ主導の省電力シーケンスの一例を示す図である。 ＯＬＴ主導のＷａｋｅｕｐシーケンスの一例を示す図である。 省電力モード中のＭＰＣＰＤＵの制御シーケンスの一例を示す図である。 省電力モード中のＯＡＭＰＤＵの制御シーケンスの一例を示す図である。 省電力モード中のＯＡＭＰＤＵの制御シーケンスの問題点を示す図である。 本実施形態における省電力モード中のＯＡＭＰＤＵの制御シーケンスの一例を示す図である。

以下、本発明に係る通信システムおよび上位側通信装置並びに下位側通信装置の実施形態について図面を用いて詳しく説明する。

図１は、通信システム１００の一例を示す図である。図１の通信システム１００において、局側に配置される上位側通信装置のＯＬＴ１０１は、加入者側に配置される複数のＯＮＵ１０２をＰＯＮ回線１０３で収容する。尚、ＰＯＮ回線１０３は、スプリッタ１０４で分岐され、各ＯＮＵ１０２に接続されている。

図１の例では、ｎ個（ｎは正の整数）ＯＮＵ１０２（ＯＮＵ１０２＿１、ＯＮＵ１０２＿２およびＯＮＵ１０２＿ｎ）がＰＯＮ回線１０３を介してＯＬＴ１０１に接続されている。そして、各ＯＮＵ１０２には、それぞれのユーザ端末１０５（ユーザ端末１０５＿１、ユーザ端末１０５＿２およびユーザ端末１０５＿ｎ）が接続される。ユーザ端末１０５＿１、ユーザ端末１０５＿２およびユーザ端末１０５＿ｎは、ＯＮＵ１０２およびＯＬＴ１０１を介して上位網にアクセスできる。

ここで、以降の説明において、ＯＮＵ１０２＿１、ＯＮＵ１０２＿２およびＯＮＵ１０２＿ｎに共通の事項を説明する場合は符号末尾の「＿符号」を省略してＯＮＵ１０２と表記する。また、特定の加入者側装置を示す場合は「＿符号」を付加して例えばＯＮＵ１０２＿１のように表記する。ユーザ端末１０５についても同様に表記する。

図１において、ＯＬＴ１０１は、各ＯＮＵ１０２への下り信号を時分割多重して送信し、各ＯＮＵ１０２で自分宛のフレームを受信して他の装置宛のフレームは破棄する。また、ＯＮＵ１０２からＯＬＴ１０１への上り信号は、ＯＬＴ１０１から指示されたタイミングに従ってＰＯＮ回線１０３に送信される。ＯＬＴ１０１は、各ＯＮＵ１０２の送信タイミングおよび送信データ量（送信時間に対応する）を管理しており、各ＯＮＵ１０２が送信するフレームがＰＯＮ回線１０３で衝突しないように管理している。

例えば、ＯＮＵ１０２＿ｎが未登録である場合、ＯＮＵ１０２＿ｎがＰＯＮ回線１０３に接続されると、ＯＬＴ１０１は未登録のＯＮＵ１０２＿ｎを自動的に検出して仮の送信タイミングを通知する。これに応じて未登録のＯＮＵ１０２＿ｎから登録要求を受信すると、ＯＬＴ１０１はＬＬＩＤ（Logical Link ID：論理リンク識別子）を発行および通知してリンク確立する。そして、ＯＬＴ１０１は、未登録のＯＮＵ１０２＿ｎに送信タイミングと送信帯域（送信データ量、送信時間など）を通知する。このようにして、未登録のＯＮＵ１０２＿ｎは、ＯＬＴ１０１との間のリンクを確立することにより、データ通信を行うことができる。ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２は、論理リンクが切断された場合、再び上記の接続シーケンスを再実行する。

また、本実施形態に係る通信システム１００のＯＮＵ１０２は、省電力モードを有し、消費電力を削減できる。例えば、ＯＮＵ１０２は、通常動作状態（アクティブ状態）と、送受信機能を一時的に停止するスリープ状態とを周期的に切り替えることにより、スリープ状態で動作していない回路の電源を停止して、消費電力を削減する。

一方、本実施形態に係る通信システム１００は、ＥＰＯＮ規格に対応し、ＥｔｈｅｒｎｅｔＯＡＭの規定により、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間で動作の監視や制御を行うための監視制御メッセージ（制御メッセージと称してもよい）を送受信する。

ここで、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の論理リンクを管理するために、ＥＰＯＮ規格で用いるデータ単位は、次の２つである。１つは、ＭＰＣＰＤＵ（Multi-Point Control Protocol Data Unit）である。もう１つは、ＯＡＭＰＤＵ（Operations, Administration, and Maintenance Protocol Data Unit）である。

ＯＬＴ１０１は、論理リンクを確立した状態に維持するために、ＭＰＣＰＤＵのフレームおよびＯＡＭＰＤＵのフレームをそれぞれ定期的にＯＮＵ１０２に送信している。そして、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２からＭＰＣＰＤＵおよびＯＡＭＰＤＵに対する応答を予め決められた期間内に受信できるか否かを監視する。ＯＬＴ１０１は、タイマー（mpcp_timerと呼ばれている）により、例えば１秒以内にＯＮＵ１０２からＭＰＣＰＤＵに対する応答が無い場合、論理リンクを切断する。また、ＯＬＴ１０１は、タイマー（local_lost_link_timerと呼ばれている）により、例えば５秒以内にＯＮＵ１０２からＯＡＭＰＤＵに対する応答が無い場合、論理リンクを切断する。このようにして、ＯＬＴ１０１は、各ＯＮＵ１０２との間で論理リンクの監視および管理を行っている。

次に、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間で定期的に送受信されるＭＰＣＰＤＵとＯＡＭＰＤＵのフレーム例について説明する。
（ＭＰＣＰＤＵの例）
・ＧＡＴＥフレーム：例えば数百マイクロ秒（μｓｅｃ）−数ミリ秒（ｍｓｅｃ）の短い間隔でＯＬＴ１０１からＯＮＵ１０２に送信される。
・ＲＥＰＯＲＴフレーム：ＯＬＴ１０１が送信するＧＡＴＥフレームに対してＯＮＵ１０２が返信する応答フレームである。
（ＯＡＭＰＤＵの例）
・Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレーム：ＭＰＣＰＤＵに比べて長い間隔（例えば１秒（ｓｅｃ））でＯＬＴ１０１からＯＮＵ１０２に送信される。また、ＯＬＴ１０１が送信するＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームに対してＯＮＵが返信する応答フレームもＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームである。

このように、ＭＰＣＰＤＵフレームとＯＡＭＰＤＵフレームは、異なる周期でＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２の間で送受信されている。

ここで、省電力モードの最中に、ＯＬＴ１０１およびＯＮＵ１０２が上記の各フレームの送受信が可能な期間は、アクティブ状態（Ｔ１：ActiveDuration）の期間（以降、アクティブ期間と称する）である。そして、ＭＰＣＰＤＵフレームで論理リンクを維持するための条件は以下の通りである。
・条件１：Ｔ１＞Ｔｏ１
条件１のＴｏ１は、ＧＡＴＥフレームの受信タイミングからＲＥＰＯＲＴフレームを送信タイミングまでの時間（ＯＮＵ１０２の応答時間）を示す。
・条件２：Ｔ２＜Ｔｏ２
条件２のＴ２は、スリープ状態（Ｔ２：SleepDuration）の期間（以降、スリープ期間と称する）を示す。また、Ｔｏ２は、ＯＬＴ１０１がＧＡＴＥフレームを送信して、ＯＮＵ１０２からＲＥＰＯＲＴフレームが受信できない場合に論理リンクの切断をＯＬＴ１０１が判断するまでの時間を示す。ＥＰＯＮ規格では、Ｔｏ２は、例えばタイマー（ｍｐｃｐ＿ｔｉｍｅｒ）に設定される１秒間に対応する。

尚、ＭＰＣＰＤＵで論理リンクを維持しながら、省電力効果を高めるためには、条件１のアクティブ期間（Ｔ１）をできるだけ短くし、条件２のスリープ期間（Ｔ２）をできるだけ長くするのが好ましい。例えば、Ｔ１を１０ミリ秒（ｍｓｅｃ）、Ｔ２を１００ミリ秒（ｍｓｅｃ）のように設定する。この場合、例えばＧＡＴＥフレームは、先に説明したように、数百マイクロ秒（μｓｅｃ）から数ミリ秒（ｍｓｅｃ）の周期で送信されるので、ＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１：１０ｍｓｅｃ）に少なくとも１回のＧＡＴＥフレームを確実に受信できる。これにより、ＯＬＴ１０１は、ＭＰＣＰＤＵで論理リンクを維持できる。

このようにして、ＯＬＴ１０１は、ＭＰＣＰＤＵによってＯＮＵ１０２との論理リンクを確立した状態に維持することができる。

一方、省電力モードにおいて、ＯＡＭＰＤＵで論理リンクを維持するための条件は以下のようになる。
・条件３：ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２のアクティブ期間（Ｔ１）に合わせて、ＯＬＴ１０１からＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを送信すること。

このように、ＯＡＭＰＤＵフレームによる論理リンクを維持するためには、条件３を満たすことがＯＬＴ１０１に求められるが、省電力モードが長期間に亘って継続することで、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２とのタイマーの時間に少しずつずれが生じる。このため、ＯＬＴ１０１の管理しているアクティブ期間（Ｔ１）およびスリープ期間（Ｔ２）と、ＯＮＵで管理しているそれぞれの期間（Ｔ１およびＴ２）とのタイミングがずれてしまうため、条件３を満たすことが難しくなる。例えば、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２がアクティブ期間（Ｔ１）にあると思ってＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを送信した場合でも、ＯＮＵ１０２がスリープ期間（Ｔ２）になっている場合が生じる。ＭＰＣＰＤＵで説明した例の場合、Ｔ１が１０ｍｓｅｃ、Ｔ２が１００ｍｓｅｃに設定されているので、ＯＬＴ１０１は、アクティブ状態の１０ｍｓｅｃの期間を狙ってＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを送信する。ところが、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２とで１０ｍｓｅｃ以上の時間のずれがあると、ＯＮＵ１０２はスリープ期間（Ｔ２）になり、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを受信できない。そして、ＯＬＴ１０１は、ＯＡＭＰＤＵによって論理リンクの切断を判断するためのタイマー（local_lost_link_timer）が所定時間（例えば５秒間）を経過すると、ＯＮＵ１０２の論理リンクを切断する。

このように、ＯＮＵ１０２が省電力モードのスリープ状態にある場合、ＯＮＵ１０２は、ＯＬＴ１０１から送信される監視制御メッセージ（Information OAMPDU）を受信しないので、応答メッセージは返信されない。このため、ＯＡＭレイヤにおいて、省電力モードに設定されたＯＮＵ１０２の論理リンクが切断されてしまうという問題が生じる。

そこで、本実施形態に係るＰＯＮシステム１００は、以下に示すように、ＯＡＭレイヤにおいて、省電力モードに設定されたＯＮＵ１０２の論理リンクの切断を回避する。

次に、ＯＮＵ１０２の一例について、図２を用いて説明する。

図２は、ＯＮＵの一例を示す図である。図２において、ＯＮＵ１０２は、ユーザＩＦ（Interface）２０１と、ＯＮＵ制御部２０２と、ＰＯＮＩＦ（Interface）２０３と、送信用バッファ２０４と、省電力制御部２０５と、ＯＡＭ制御部２０６とを有する。

ユーザＩＦ２０１は、図１に示したユーザ端末１０５を接続するためのインターフェースで、例えばＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースが用いられる。ユーザＩＦ２０１を介してユーザ端末１０５から入力されるデータは、一旦、送信用バッファ２０４に蓄積される。

ＯＮＵ制御部２０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含み、ＯＮＵ１０２全体の制御を行う。また、ＯＮＵ制御部２０２は、図１に示したＯＬＴ１０１との間でＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）制御を行う。ＤＢＡは、ＯＮＵ１０２が送信するデータ量に応じてＯＬＴ１０１が通信帯域を割り当てる技術である。例えば、ＯＮＵ制御部２０２は、送信用バッファ２０４に蓄積された送信データのデータ量をＯＬＴ１０１に通知し、ＯＬＴ１０１から割り当てられた通信帯域で送信データをＯＬＴ１０１に送信する。また、ＯＮＵ制御部２０２は、ＰＯＮＩＦ２０３がＯＬＴ側から受信するデータからＯＮＵ１０２宛のデータを取り出し、ユーザＩＦ２０１を介してユーザ端末１０５側に出力する。

ＰＯＮＩＦ２０３は、ＯＬＴ１０１と通信を行うためのインターフェースである。例えば、ＰＯＮＩＦ２０３は、ＯＮＵ制御部２０２が送信用バッファ２０４から読み出したデータを光信号に変換してＯＬＴ１０１に送信し、逆にＯＬＴ１０１から受信する光信号を電気信号に変換してＯＮＵ制御部２０２に出力する。

送信用バッファ２０４は、例えば半導体メモリが用いられ、ユーザ端末１０５の送信データを一時的に保持する。

省電力制御部２０５は、ＯＬＴ１０１からの指令に基いて、ＯＮＵ１０２内部の使用しない回路への電源の停止や電源の供給を制御する。例えば、省電力制御部２０５は、ＰＯＮＩＦ２０３の内部で光信号を送受信する回路などの電源を停止してＯＮＵ１０２をアクティブ状態からスリープ状態にする。また、省電力制御部２０５は、予め決められた時間が経過後にスリープ状態からアクティブ状態に戻す。このように、省電力制御部２０５は、内部にタイマーを有し、スリープ状態とアクティブ状態とを周期的に繰り返す制御を行う。

ＯＡＭ制御部２０６は、ＥｔｈｅｒｎｅｔＯＡＭの規定により、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間で監視制御メッセージを送受信する。例えば、ＯＡＭ制御部２０６は、ＯＬＴ１０１から１秒周期で送信される監視制御メッセージのＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＯＡＭＰＤＵを受信して、その応答メッセージを送信する。これにより、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２の接続確認を行う。ＯＮＵ１０２は、ＯＬＴ１０１により１秒周期で送信している監視制御メッセージを所定時間（例えば５秒間）内に受信できなかった場合、ＯＬＴ１０１との論理リンクを切断する。

このように、ＯＮＵ１０２は、ユーザ端末１０５から受信するデータを送信用バッファ２０４に一時的に蓄積する。そして、ＯＬＴ１０１が割り当てる通信帯域でデータをＯＬＴ１０１に送信し、ＯＬＴ１０１から受信するＯＮＵ１０２宛のデータをユーザ端末１０５に出力する。そして、監視制御メッセージは、ＥｔｈｅｒｎｅｔＯＡＭの規定により、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間で周期的に送受信されている。

次に、ＯＬＴ１０１の一例について、図３を用いて説明する。

図３は、ＯＬＴの一例を示す図である。図３において、ＯＬＴ１０１は、ＰＯＮＩＦ（Interface）３０１と、ＯＬＴ制御部３０２と、上位網ＩＦ（Interface）３０３とを基本的に有する。さらに、ＯＬＴ１０１は、パケットフィルタ部３０４、ＯＮＵＤＢ（Data Base）３０５と、省電力制御部３０６と、ＯＡＭ制御部３０７とを有する。

ＰＯＮＩＦ３０１は、図１に示したＯＮＵ１０２との間でデータを送受信するためのインターフェースである。例えば、ＰＯＮＩＦ３０１は、パケットフィルタ部３０４を介して上位網との間で送受信するデータやＯＬＴ制御部３０２が送受信する制御データを光信号に変換してＯＮＵ１０２と通信する。

ＯＬＴ制御部３０２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含み、ＯＬＴ１０１全体の制御を行う。また、ＯＬＴ制御部３０２は、ＯＮＵ１０２との間でＤＢＡ制御を行い、例えばＯＮＵ１０２から通知される送信データのデータ量に応じてＯＮＵ１０２に通信帯域を割り当てる処理を行う。

上位網ＩＦ３０３は、上位のネットワークにアクセスするためのインターフェースである。

パケットフィルタ部３０４は、ＯＮＵ１０２とＯＬＴ１０１との間で送受信されるパケットの種類を判別する。そして、パケットフィルタ部３０４は、ＯＮＵ１０２との間で送受信するＰＯＮ用の制御データ（ＭＰＣＰＤＵやＯＡＭＰＤＵなど）をＯＬＴ制御部３０２との間で入出力し、ユーザデータを上位網ＩＦ３０３との間で入出力する。

ＯＮＵＤＢ３０５は、ＯＬＴ１０１が収容する複数のＯＮＵ１０２のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスやリンク状態などを管理するためのデータベースである。ＯＬＴ制御部３０２は、ＯＮＵ１０２の認証を行い、ＯＮＵＤＢ３０５に認証されたＯＮＵ１０２を登録し、動作中のＯＮＵ１０２の状態を管理する。そして、ＯＬＴ制御部３０２は、ＯＮＵＤＢ３０５で管理されている認証済みのＯＮＵ１０２から送信されるユーザデータを上位のネットワークに転送する。

省電力制御部３０６は、ＯＮＵ１０２に指令して、ＯＮＵ１０２を通常の動作モードから特定の動作モード（省電力モード）に設定する。尚、通常の動作モードとは、ＯＮＵ１０２がスリープ状態になることなく、常に動作しているモードである。そして、省電力制御部３０６は、ＯＮＵ１０２からスリープ状態への移行を要求するメッセージを受信して、スリープ状態への移行を許可するメッセージをＯＮＵ１０２に送信する。また、省電力制御部３０６は、ＯＮＵ１０２からウェイクアップメッセージを受信すると、ＯＮＵ１０２がウェイクアップ状態（通常の動作モード）になったことを把握する。尚、各ＯＮＵ１０２が省電力モードに設定されているか否かは、ＯＬＴ制御部３０２を介してＯＮＵＤＢ３０５で管理される。

ＯＡＭ制御部３０７は、ＥｔｈｅｒｎｅｔＯＡＭの規定により、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間でＯＡＭメッセージを送受信する。例えば、ＯＡＭ制御部３０７は、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＯＡＭＰＤＵを１秒周期でＯＮＵ１０２に送信し、各ＯＮＵ１０２から応答メッセージを受信して、ＯＮＵ１０２の死活確認を行う。そして、ＯＬＴ１０１は、監視制御メッセージを送信してから所定時間（例えば５秒間）内にＯＮＵ１０２から応答メッセージを受信できなかった場合、ＯＮＵ１０２の論理リンクを切断する。尚、ＯＡＭ制御部３０７は、各ＯＮＵ１０２の論理リンクの状態をＯＮＵＤＢ３０５に記憶して、各ＯＮＵ１０２の状態が分かるように管理している。

このように、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２が上位網との間でデータを送受信できるように、ＯＮＵ１０２を管理し、ＯＮＵ１０２の上位網への通信を制御する。

次に、ＯＮＵ１０２を省電力モードに設定する処理シーケンスについて、図４を用いて説明する。

図４は、省電力モードの事前シーケンスの一例を示す図である。図４において、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２との間でＯＡＭメッセージを送受信してＯＮＵ１０２を省電力モードに設定する一例を示している。

（ステップＳ４０１）ＯＬＴ１０１は、ｅＯＡＭ−ＧｅｔＲｅｑ（Capability）メッセージをＯＮＵ１０２に送信して、ＯＮＵ１０２がサポートしている省電力モードの種類や機能、或いは現在の設定値などの通知を要求する。省電力モードには、例えばＯＮＵ１０２の送信回路と受信回路の両方をスリープ状態にする省電力モードや送信回路だけをスリープ状態にする省電力モードなどがある。

（ステップＳ４０２）ＯＬＴ１０１は、ｅＯＡＭ−ＧｅｔＲｅｓ（Capability）メッセージをＯＮＵ１０２から受信して、ＯＮＵ１０２の省電力モードの種類、機能、設定値などを把握する。

（ステップＳ４０３）ＯＬＴ１０１は、ｅＯＡＭ−ＳｅｔＲｅｑ（Configuration）メッセージをＯＮＵ１０２に送信して、ＯＮＵ１０２を所定の省電力モードに設定する。例えば、ＯＬＴ１０１は、省電力モードの種類や機能などを選択できる。

（ステップＳ４０４）ＯＬＴ１０１は、ｅＯＡＭ−ＳｅｔＲｅｓ（Configuration）メッセージをＯＮＵ１０２から受信して、ＯＮＵ１０２の省電力モードが要求通りに設定されたことを確認する。

このようにして、ＯＮＵ１０２は、省電力モードに設定される。この後、ＯＮＵ１０２は、ＯＬＴ１０１からスリープ状態に移行する指令を受けた場合に、スリープ状態とアクティブ状態とを周期的に繰り返す省電力モードの動作を実行する。

次に、ＯＬＴ１０１の主導で省電力モードに移行し、ＭＰＣＰＤＵによって論理リンクの確認を行う時のＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０の間の制御の流れについて、図５を用いて説明する。

図５は、ＯＬＴ主導の省電力シーケンスの一例を示す図である。図５において、図４と同様に、横軸を時間軸として、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間で送受信される制御フレームの様子を描いた図である。尚、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２に対して周期的にＧＡＴＥフレームを送信している。そして、ＯＮＵ１０２は、ＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴ１０１に返信して、ＯＬＴ１０１にデータを送信するための通信帯域を要求する。尚、図５では、ノーマルモードにおけるＲＥＰＯＲＴフレームの返信は、省略してある。

以下、ノーマルモードから省電力モードに移行する制御の流れについて順番に説明する。

（ステップＳ４１１）ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２に制御フレーム（SLEEP_ALLOW(TRx)）を送信して、ＯＮＵ１０２をノーマルモードから省電力モードに移行させる。尚、ＴＲｘは、ＯＮＵ１０２がＯＬＴ１０１と通信するための送信回路と受信回路の両方をスリープ状態にする省電力モードの機能を示している。この場合、ＯＮＵ１０２は、ＯＬＴ１０１への送信だけでなく、受信もできない状態になる。尚、ユーザ端末１０５が送信するデータは受信できる。また、送信回路だけをスリープ状態にするＴｘの省電力モードもあるが、本実施形態ではＴＲｘの省電力モードを用いる場合について説明する。また、図５の例では、時刻ｐ１までの期間はノーマルモード（Normal mode）であり、時刻ｐ１からｐ２までの期間は省電力モード（Power saving sleep mode）であり、時刻ｐ２以降は再びノーマルモードである。ここで、省電力モードは、アクティブ期間（Active Duration）：Ｔ１とスリープ期間（Sleep Duration）：Ｔ２とを周期的に繰り返す動作モードである。尚、図５ではわかり易いように、アクティブ期間Ｔ１とスリープ期間Ｔ２は同程度の長さに描いてあるが、実際には、省電力効果が高くなるように、アクティブ期間Ｔ１はスリープ期間Ｔ２に比べて短く設定される。

（ステップＳ４１２）ＯＮＵ１０２は、ＯＬＴ１０１の要求に対して、省電力モードに移行することをＯＬＴ１０１に応答する（SLEEP_ACK(TRx)）。そして、予め決められたアクティブ期間Ｔ１とスリープ期間Ｔ２とを繰り返す。

（ステップＳ４１３）ＯＬＴ１０１は、定期的にＧＡＴＥフレームの送信を行う。

（ステップＳ４１４）ＯＮＵ１０２は、ＧＡＴＥフレームの受信してＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴ１０１に返信する。

（ステップＳ４１５）ＯＮＵ１０２は、省電力モードの最中にユーザ端末１０５から何らかのトラフィック（Data）が入力されると、省電力モードの終了を通知する制御フレーム（SLEEP_ACK(Wakeup)）をＯＬＴ１０１に送信する。尚、ＯＮＵ１０２は、スリープ状態であってもユーザ端末１０５からのトラフィックはいつでも受け付けることができる。以降、ＯＮＵ１０２は、ノーマルモードに移行し、ユーザ端末１０５から送信されるデータをＯＬＴ１０１に送信する。

このようにして、ＯＮＵ１０２は、省電力モードとノーマルモードとの間を相互に移行することができる。

次に、ＯＮＵ１０２主導で省電力モードに移行して、ＭＰＣＰＤＵにより、論理リンクの確認を行う時のＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２の間の制御の流れについて、図６を用いて説明する。

図６は、ＯＮＵ主導の省電力シーケンスの一例を示す図である。図６において、図５と同様に、横軸を時間軸として、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間で送受信される制御フレームの様子を描いた図である。図５との違いは、ステップＳ４１１でＯＬＴ１０１から制御フレーム（SLEEP_ALLOW(TRx)）を送信する前に、ステップＳ４５１でＯＮＵ１０２から制御フレーム（SLEEP_INDICATION）を送信することである。ここで、ＳＬＥＥＰ＿ＩＮＤＩＣＡＴＩＯＮは、例えばＯＮＵ１０２に接続されるユーザ端末１０５のトラフィックが流れていないので、ＯＮＵ１０２からスリープモードになることをＯＬＴ１０１に要求するための制御フレームである。尚、図６において、ステップＳ４１０以外の処理は図５と同一または同様なので、以降の説明は省略する。

次に、省電力モード中のＯＮＵ１０２に対するトラフィック（Data）をＯＬＴ１０１が上位網から受信した場合に、ＯＬＴ１０１がＯＮＵ１０２をノーマルモードに移行させる時の制御の流れについて、図７を用いて説明する。

図７は、ＯＬＴ主導のＷａｋｅｕｐシーケンスの一例を示す図である。図７において、図５および図６と同様に、横軸を時間軸として、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間で送受信される制御フレームの様子を描いた図である。尚、図７において、図５および図６と同符号の処理は、図５および図６と同様の処理を示しす。図７では、省電力モードからノーマルモードに移行する時のタイミングが図５および図６とは異なる。図５および図６では、ＯＮＵ１０２は、ユーザ端末１０５からデータを受信すると、ステップＳ４１５でＯＮＵ１０２が主導で省電力モードの終了を通知する制御フレーム（SLEEP_ACK(Wakeup)）をＯＬＴ１０１に送信する。これに対して、図７の場合は、ステップＳ４５２で上位網からＯＮＵ１０２宛のデータを受信したＯＬＴ１０１は、省電力モードの終了を要求する制御フレーム（SLEEP_ALLOW(Wakeup)）をＯＮＵ１０２に送信する。そして、制御フレームを受け取ったＯＮＵ１０２は、省電力モードの終了を通知する制御フレーム（SLEEP_ACK(Wakeup)）をＯＬＴ１０１に送信する。

このようにして、ＯＬＴ１０１の主導で省電力モードにある場合のＯＮＵ１０２をノーマルモードに移行することができる。

図８は、省電力モード中のＭＰＣＰＤＵの制御シーケンスの一例を示す図である。図８において、ＯＮＵ１０２は、ＯＮＵ１０２側の主導で省電力モードに移行する例を示し、図６と同符号の処理は図６と同様の処理を示す。図８において、時刻ｐ１で省電力モードに移行したＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１）とスリープ期間（Ｔ２）とを周期的に繰り返す。そして、ＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１）にＯＬＴ１０１からＧＡＴＥフレームを受信した場合、ＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴ１０１に返信する。ところが、スリープ期間（Ｔ２）にＯＬＴ１０１からＧＡＴＥフレームを受信した場合、ＯＮＵ１０２は、ＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴ１０１に返信しない。但し、先に説明した条件１および条件２を満たすように、期間Ｔ１および期間Ｔ２が設定されているので、ＯＬＴ１０１は、タイマーがタイムアウトするまでの間に、少なくとも１つのＧＡＴＥフレームを受信できる。これにより、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２の間の論理リンクは維持される。

このように、ＭＰＣＰＤＵの場合、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間の論理リンクを維持することができる。これは、ＭＰＣＰＤＵのフレームはアクティブ期間（Ｔ１）よりも短い時間間隔で周期的に送信されるため、ＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１）に少なくとも１回のＧＡＴＥフレームの受信とＲＥＰＯＲＴフレームの送信とを行うことができるからである。つまり、ＯＮＵ１０２は、スリープ期間に送受信できないが、タイマーがタイムアウトするまでの間のアクティブ期間にＯＬＴ１０１との間でＭＰＣＰＤＵのフレームを送受信できる。

次に、ＯＡＭＰＤＵの場合に、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間の論理リンクを維持する例について図９を用いて説明する。

図９は、省電力モード中のＯＡＭＰＤＵの制御シーケンスの一例を示す図である。図９において、ＯＮＵ１０２は、ＯＮＵ１０２側の主導で省電力モードに移行する場合の図８に対応する図で、図８と同符号の処理は図８と同様の処理を示す。図９において、時刻ｐ１で省電力モードに移行したＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１）とスリープ期間（Ｔ２）とを周期的に繰り返す。そして、ＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１）にＯＬＴ１０１からＯＡＭＰＤＵのＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを受信した場合（ステップＳ４６１）、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを返信する（ステップＳ４６２）。この場合、ＯＬＴ１０１は、ステップＳ４１２において、ＯＮＵ１０２から省電力モードに移行することを示す制御フレーム（ＳＬＥＥＰ＿ＡＣＫ（ＴＲｘ））を受信したタイミング（時刻ｐ１ａ）から省電力モードに対応する監視制御を行う。この場合、ＯＬＴ１０１は、時刻ｐ１ａから予め決められたアクティブ期間（Ｔ１）とスリープ期間（Ｔ２）との周期をカウントして、ＯＮＵ１０２の動作状態を管理する。そして、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２のアクティブ期間（Ｔ１）を見計らってＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームをＯＮＵ１０２に送信する（ステップＳ４６１，ステップＳ４６３）。また、ＯＮＵ１０２は、ＯＬＴ１０１に対してＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを返信する（ステップＳ４６２，ステップＳ４６４）。ここで、先に説明したように、ＯＡＭＰＤＵのＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームは例えば１秒間隔で周期的にＯＬＴ１０１からＯＮＵ１０２に送信される。

ところが、ＯＬＴ１０１のタイマーとＯＮＵ１０２のタイマーとの間にはずれが生じるので、ＯＮＵ１０２のアクティブ期間（Ｔ１）を見計らって送信したＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームがＯＮＵ１０２のスリープ期間（Ｔ２）に当たることがある。この場合の例について図１０を用いて説明する。

図１０は、省電力モード中のＯＡＭＰＤＵの制御シーケンスの問題点を示す図である。尚、図１０は、図９に対応する図で、図９と同符号の処理は図９と同様の処理を示す。図１０において、時刻ｐ１で省電力モードに移行したＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１）とスリープ期間（Ｔ２）とを周期的に繰り返す。そして、ＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１）にＯＬＴ１０１からＯＡＭＰＤＵのＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを受信した場合（ステップＳ４６１）、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを返信する（ステップＳ４６２）。ところが、次にＯＬＴ１０１から送信されるＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームは、ＯＮＵ１０２のスリープ期間（Ｔ２）にＯＮＵ１０２に届くので、ＯＮＵ１０２はＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを受信しない。このため、ＯＮＵ１０２は、Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームの返信ができないので、ＯＬＴ１０１はＯＮＵ１０２の動作が停止しているのではないかと推測する。そして、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２からＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームの返信を所定時間（例えば５秒間）受信できない場合、ＯＮＵ１０２との論理リンクが切断されたと判断する。

このように、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との時間のずれによって、ＯＡＭＰＤＵによる論理リンクの維持が困難である、という問題が生じる。

そこで、本実施形態に通信システム１００は、省電力モードに設定された場合、ＯＮＵ１０２がＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを送信し、これを受信したＯＬＴ１０１がＯＮＵ１０２に対してＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを返信する。この場合のＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２との間の制御の流れを図１１に示す。

図１１は、本実施形態における省電力モード中のＯＡＭＰＤＵの制御シーケンスの一例である。尚、図１１は、図１０に対応する図で、図１０と同符号のの処理は図１０と同様の処理を示す。図１１において、時刻ｐ１で省電力モードに移行したＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１）とスリープ期間（Ｔ２）とを周期的に繰り返す。ＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１）になった時にＯＬＴ１０１へＯＡＭＰＤＵのＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを送信する（ステップＳ４６５）。そして、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２へＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを返信する（ステップＳ４６６）。所定期間（例えば１秒間）経過後のアクティブ期間（Ｔ１）に、再び、ＯＮＵ１０２は、ＯＬＴ１０１へＯＡＭＰＤＵのＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを送信する（ステップＳ４６７）。そして、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２へＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを返信する（ステップＳ４６８）。このようにして、省電力モードにおいて、ＯＮＵ１０２は、アクティブ期間（Ｔ１）になった時にＯＡＭＰＤＵのＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームをＯＮＵ１０２からＯＬＴ１０１に送信する。これにより、図１０に示した例のように、ＯＮＵ１０２がスリープ状態でＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフレームを送信できなくなる問題が解決でき、省電力モードにおいてもＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２の間のＯＡＭＰＤＵによる論理リンクを維持できる。

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。

１００・・・通信システム；１０１・・・局側装置（ＯＬＴ）；１０２・・・加入者側装置（ＯＮＵ）；１０３・・・ＰＯＮ回線；１０４・・・スプリッタ；１０５・・・ユーザ端末；２０１・・・ユーザＩＦ；２０２・・・ＯＮＵ制御部；２０３・・・ＰＯＮＩＦ；２０４・・・送信用バッファ；２０５・・・省電力制御部；２０６・・・ＯＡＭ制御部；３０１・・・ＰＯＮＩＦ；３０２・・・ＯＬＴ制御部；３０３・・・上位網ＩＦ；３０４・・・パケットフィルタ部；３０５・・・ＯＮＵＤＢ；３０６・・・省電力制御部；３０７・・・ＯＡＭ制御部

Claims (6)

1. 下位側通信装置と、前記下位側通信装置の上位側に配置される上位側通信装置とを含む通信システムであって、
   前記上位側通信装置は、
   前記下位側通信装置を監視するための制御メッセージを特定周期で送信し、予め設定された期間内に前記下位側通信装置から応答メッセージを受信しない場合に、前記下位側通信装置とのリンクを切断し、前記下位側通信装置が特定の動作モードにある場合、予め設定された第１の期間内に前記下位側通信装置から前記応答メッセージを受信した時に前記下位側通信装置に前記制御メッセージを送信して、前記下位側通信装置とのリンクを維持し、
   前記下位側通信装置は、
   前記上位側通信装置と通信する前記特定周期よりも短い前記第１の期間と、前記上位側通信装置と通信しない第２の期間と、を予め設定された周期で繰り返す前記特定の動作モード有し、前記特定の動作モードにない場合、前記上位側通信装置から定期的に送信される前記制御メッセージを受信した時に前記上位側通信装置に前記応答メッセージを送信し、前記特定の動作モードにある場合、前記第１の期間内に、前記上位側通信装置に前記応答メッセージを送信して、前記上位側通信装置から前記制御メッセージを受信する
   ことを特徴とする通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムにおいて
   前記通信システムはＰＯＮシステム、前記上位側通信装置はＯＬＴ、前記下位側通信装置はＯＮＵであり、
   前記特定の動作モードは、省電力モードであり、
   前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間で送受信される前記制御メッセージおよび前記応答メッセージは、ＯＡＭレイヤのＯＡＭＰＤＵであり、前記制御メッセージは、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の接続を確認するためのキープアライブメッセージである
   ことを特徴とする通信システム。
3. 下位側通信装置を監視するための制御メッセージを特定周期で送信し、予め設定された期間内に前記下位側通信装置から応答メッセージを受信しない場合に、前記下位側通信装置とのリンクを切断し、前記下位側通信装置が特定の動作モードにある場合、予め設定された第１の期間内に前記下位側通信装置から前記応答メッセージを受信した時に前記下位側通信装置に前記制御メッセージを送信して、前記下位側通信装置とのリンクを維持する
   ことを特徴とする上位側通信装置。
4. 請求項３に記載の上位側通信装置において
   前記上位側通信装置はＰＯＮシステムのＯＬＴ、前記下位側通信装置はＯＮＵであり、
   前記特定の動作モードは、省電力モードであり、
   前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間で送受信される前記制御メッセージおよび前記応答メッセージは、ＯＡＭレイヤのＯＡＭＰＤＵであり、前記制御メッセージは、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の接続を確認するためのキープアライブメッセージである
   ことを特徴とする上位側通信装置。
5. 上位側通信装置と通信する第１の期間と、前記上位側通信装置と通信しない第２の期間と、を予め設定された周期で繰り返す特定の動作モード有し、前記特定の動作モードにない場合、前記上位側通信装置から定期的に送信される前記制御メッセージを受信した時に前記上位側通信装置に前記応答メッセージを送信し、前記特定の動作モードにある場合、前記第１の期間内に、前記上位側通信装置に前記応答メッセージを送信して、前記上位側通信装置から前記制御メッセージを受信する
   ことを特徴とする下位側通信装置。
6. 請求項５に記載の下位側通信装置において
   前記下位側通信装置はＰＯＮシステムのＯＮＵ、前記上位側通信装置はＯＬＴであり、
   前記特定の動作モードは、省電力モードであり、
   前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間で送受信される前記制御メッセージおよび前記応答メッセージは、ＯＡＭレイヤのＯＡＭＰＤＵであり、前記制御メッセージは、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間の接続を確認するためのキープアライブメッセージである
   ことを特徴とする下位側通信装置。

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