JP5357819B2

JP5357819B2 - データ伝送装置

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Publication number: JP5357819B2
Application number: JP2010091388A
Authority: JP
Inventors: 稔永井; 裕章宮田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2030-04-12
Also published as: JP2011223386A; US20110249684A1; US8687643B2

Description

本発明は、複数回線を収容してデータ転送を実施するデータ伝送装置に関し、複数の光通信路を多重化して一つの仮想的な通信路を構成するデータ伝送装置に関する。この、データ伝送装置は、通信容量あるいは使用時間に応じて仮想的な通信路の構成を変更し、非使用状態の光通信路の駆動電源をオフする。

インターネットの普及と利用されるコンテンツの広帯域化に伴い、中継網の高速化が進んでいる。イーサネット（登録商標）の場合、現状は最速１０Ｇｂｉｔ／ｓ（非特許文献１参照）であるが、４０Ｇｂｉｔ／ｓおよび１００Ｇｂｉｔ／ｓをサポートする規格が登場間近となっている（非特許文献２参照）。よって、ユーザ回線（網）を集約する集線装置およびＬ２／Ｌ３ゲートウェイ装置の中継網に対する接続インタフェースもまた、中継網の速度に合わせた高速化が必要となる。

しかし、集線装置またはＬ２／Ｌ３ゲートウェイ装置が収容するユーザ回線（網）が必要とする帯域は、ユーザ回線（網）の収容状況および用途に応じて異なる。動画などの広帯域コンテンツに対応したユーザ回線（網）が多いとき、必要とする帯域は、広帯域が必要となり、中継網との接続インタフェースの帯域を使い切る場合もある。しかし、静的コンテンツ主体であれば、必要とする帯域は、比較的に狭い帯域で済み、中継網との接続インタフェースの帯域を使い切らない。

このように、集線装置およびＬ２／Ｌ３ゲートウェイ装置が収容するユーザ回線（網）の構成によって必要とされる帯域は異なる。中継網との接続インタフェースを使い切るほどの帯域が必要ない場合、使い切れない分の通信リソースが無駄となってしまう。

この対策として、リンクアグリゲーションの適用が考えられる（非特許文献３）。リンクアグリゲーションでは、複数の回線を一つの仮想的な通信路として扱うことが可能で、その帯域幅は接続回線毎の帯域幅の総和となる。そこで、必要な帯域幅を満足する数の回線のみを接続することで、通信コストを最小化することができる。

しかし、リンクアグリゲーションでは、必要な帯域幅の変化に対応して接続回線数を変更しようとすると、帯域幅の増加時には回線増設工事が必要である。また、帯域幅の減少時にも回線減設工事が必要である。さらに、工事に際して、手動による設定作業および対向装置とのネゴシエーションが必要なため、運用面での柔軟性に欠ける。

そこで、波長の異なる複数の光通信路を多重化して一本の光ファイバ上で通信可能とする光波長多重通信を用い、必要な帯域を満足する数の光通信路のみで通信を行ない、使用する光通信路の組合せを動的に変更可能とする方式が提案されている（特許文献１参照）。

IEEE Std802.3-2008 Edition, section 4, "Part3: Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) access method and physical layer specifications", Clause 44〜55 IEEE P802.3ba Task Force meeting, May 2008, Munich, Germany, "Baseline Summary" IEEE Std802.1AX-2008 Edition, IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Link Aggregation

特開２００６−２５３８５２号公報

しかし、特許文献１の技術では、使用しない光通信路へのデータ送出は行なわないものの、対向装置との光通信路自体は有効となっている。このため、光通信路を構成する回路（電気−光変換部、Ｐ／Ｓ変換部、符号化部等）は動作状態となっている。すなわち、これらの動作電力が無駄に消費されることになる。特に、電気−光変換部の消費電力は、長距離通信になればなるほど、また、通信速度が高速になればなるほど大きい。このため、多数の光通信路を取り扱う装置では無視できない。

また、特許文献１の技術は、光通信路の使用／不使用の組み合わせを任意に選択する機能を有している。しかし、一度使用する通信路が決定されると、以後その組み合わせが変更される契機は、ユーザからの帯域幅変更要求のみとなっている。このため、変更要求の頻度が少ない場合、特定の光通信路の使用時間が増え続けることとなる。この結果、この特定の光通信路は、使用時間の少ない光通信路よりも故障しやすい環境となってしまう。一通信路のみ接続されている場合、通信断になってしまう。

上述した課題は、収容回線に接続された回線収容部と、この回線収容部からの送信信号を送信回線に送信する送信部と、受信回線からの信号を受信し、回線収容部に転送する受信部と、回線収容部と送信部と受信部とを制御する制御部とからなるデータ伝送装置であって、送信部は、複数の送信レーンと、これらの送信レーンの出力を多重化する多重化部と、送信データを分割して送信レーンに分配する送信レーン選択部と、この送信レーン選択部に送信レーン切替信号を送信する送信レーン管理部とからなり、制御部は、所要帯域情報に基づいて、送信レーンの稼動数を決定し、送信レーン管理部は、稼動数に基づいて、送信レーンの電源のオンオフを制御する送信レーンオンオフ信号を送信レーンに送信するデータ伝送装置により、達成できる。

また、収容回線に接続された回線収容部と、この回線収容部からの送信信号を送信回線に送信する送信部と、受信回線からの信号を受信し、回線収容部に転送する受信部と、回線収容部と送信部と受信部とを制御する制御部とからなるデータ伝送装置であって、受信部は、複数の受信レーンと、受信データを受信レーンごとに分離する分離部と、複数の受信レーンのそれぞれに対応付けられた複数の受信レーンバッファと、これらの受信レーンバッファのいずれかの信号を選択して、受信バッファに転送するスイッチとからなり、スイッチは、対向装置からの送信レーンＩＤ情報に基づいて、対応する受信レーンから出力されるデータを有効として受信バッファに転送するデータ伝送装置により、達成できる。

さらに、収容回線に接続された回線収容部と、この回線収容部からの送信信号を送信回線に送信する送信部と、受信回線からの信号を受信し、回線収容部に転送する受信部と、回線収容部と送信部と受信部とを制御する制御部とからなるデータ伝送装置であって、送信部は、複数の送信レーンと、これらの送信レーンの出力を多重化する多重化部と、送信データを分割して送信レーンに分配する送信レーン選択部と、この送信レーン選択部に送信レーン切替信号を送信する送信レーン管理部とからなり、送信レーン管理部は、送信レーンの稼動時間に基づいて、送信レーンの電源のオンオフを制御する送信レーンオンオフ信号を送信レーンに送信するデータ伝送装置により、達成できる。

本発明によれば、非使用状態にある光通信路を構成する動作回路の電源をオフすることで消費電力の低減ができる。また、接続する光通信路を適宜交換することによって各光通信路の使用時間を平均化することができる。

通信ネットワークの構成を説明するブロック図である。データ伝送装置と中継装置の構成を説明するブロック図である。データ伝送装置の送信部のブロック図（その１）である。データ伝送装置の受信部のブロック図である。回線管理テーブルを説明する図（その１）である。送信レーン管理テーブルを説明する図（その１）である。データ伝送装置のレーン増減処理フローチャートである。回線管理テーブルを説明する図（その２）である。送信レーン管理テーブルを説明する図（その２）である。回線管理テーブルを説明する図（その３）である。送信レーン管理テーブルを説明する図（その３）である。データ伝送装置のレーン削減サブルーチンのフローチャートである。回線管理テーブルを説明する図（その４）である。送信レーン管理テーブルを説明する図（その４）である。回線管理テーブルを説明する図（その５）である。送信レーン管理テーブルを説明する図（その５）である。回線管理テーブルを説明する図（その６）である。送信レーン管理テーブルを説明する図（その６）である。データ伝送装置のレーン追加サブルーチンのフローチャートである。データ伝送装置の送信部のブロック図（その２）である。回線管理テーブルを説明する図（その７）である。他の送信レーン管理テーブルを説明する図（その１）である。回線管理テーブルを説明する図（その８）である。他の送信レーン管理テーブルを説明する図（その２）である。回線管理テーブルを説明する図（その９）である。他の送信レーン管理テーブルを説明する図（その３）である。回線管理テーブルを説明する図（その１０）である。他の送信レーン管理テーブルを説明する図（その４）である。データ伝送装置のレーン交換処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実質同一部位には、同じ参照番号を振り説明は繰り返さない。

図１を参照して、通信ネットワーク５００の構成を説明する。図１において、通信ネットワーク５００は、データ伝送装置１００、中継装置１１３、高速中継網１１５、保守端末１０１、複数のネットワーク１０２で構成されている。データ伝送装置１００は、複数のネットワーク１０２とそれぞれ収容回線１０５で接続されている。データ伝送装置１００は、保守端末１０１−１によって管理される。
データ伝送装置１００は、中継装置１１３とは送受信回線１１２で接続されている。また、中継装置１１３は、保守端末１０１−２によって管理されている。中継装置１１３は、回線１１４にて高速中継網１１５と接続されている。さらに、２台の保守端末１０１間は、保守回線１１７にて接続されている。

図２を参照して、データ伝送装置１００と中継装置１１３の構成について、簡単に説明する。図２において、データ伝送装置１００は、回線収容部１２１、送信部１２２、受信部１２３、制御部１２４から構成される。回線収容部１２１は、複数の回線１０５を収容する。送信部１２２は、回線収容部１２１から出力された送信データを対向する中継装置１１３へと出力する。受信部１２３は、対向する中継装置１１３からの受信データを受信して回線収容部１２１へと出力する。制御部１２４は、回線収容部１２１、送信部１２２、受信部１２３を制御する。

保守端末１０１−１は、制御部１２４に接続されてデータ伝送装置１００を管理する。また、保守端末１０１−１は、対向する中継装置１１３の保守端末１０１−２と保守回線１１７で接続されている。また、送信部１２２および受信部１２３はそれぞれ、送信回線１２５および受信回線１２６にて対向する中継装置１１３と接続される。また、送信回線１２５および受信回線１２６は、光波長多重通信を用いている。しかし、それ以外の方式を用いていてもよい。

また、対向する中継装置１１３は、受信部１３１、送信部１３２、制御部１３３、中継部１３４から構成される。受信部１３１は、送信回線１２５と接続される。送信部１３２は、受信回線１２６と接続される。中継部１３４は、受信部１３１および送信部１３２に接続されて、高速中継網１１５との通信を実施する。制御部１３３は、送信部１３２、受信部１３１および中継部１３４を制御する。保守端末１０１−２は、制御部１３３に接続されて中継装置１１３を管理する。

図３および図４を参照して、データ伝送装置１００の送信部１２２の構成と、中継装置１１３の受信部１３１の構成を説明する。
図３において、データ伝送装置１００の送信部１２２は、レーン選択部２００、ｎ台の送信レーン２１０、多重化部２１４およびレーン管理部２２０で構成される。レーン選択部２００は、送信バッファ２０１、データ分割部２０２、スイッチ（ＳＷ）２０３、ｎ台の送信レーンバッファ２０４で構成される。また、レーン管理部２２０は、レーンデータベース（レーンＤＢ）２２１を保持する。

レーン選択部２００は、回線収容部１２１から送信されてきた送信データを送信レーンバッファ２０１に蓄える。この時送信されてくる送信データの形式は、ＩＰパケット、ＭＡＣフレーム等のいかなるデータ形式であってもよい。

次に、送信バッファ２０１は、蓄えられた送信データについて、データ分割部２０２へ転送する。データ分割部２０２は、送信データを出力先の送信レーン数、プロトコル、符号化方式等の出力形式に応じた任意の長さにデータを分割する。このとき、データ分割部２０２は、分割したデータを識別するためのデータを付加してもよい。

次に、データ分割部２０２は、分割した送信データをＳＷ２０３へ転送する。ＳＷ２０３は、事前に設定された出力先および出力順番に従って該当する送信レーンバッファ２０４へ分割された送信データを出力する。このときの出力先の組み合わせは、すべての送信レーンバッファ２０４に均一に出力するだけではなく、任意の送信レーンバッファに任意のタイミングで出力することができる。すなわち、（１）ある送信レーンバッファのみに出力する、（２）ある送信レーンバッファ以外のすべて送信レーンバッファに出力する、（３）送信レーンバッファ２０４−１と２０４−３のみに出力する等、あらゆる組み合わせで出力することができる。また、分割された送信データに付加された識別データによって出力先送信レーンバッファ２０４を決定してもよい。

次に、分割された送信データを受信した各送信レーンバッファ２０４は、それぞれに接続された送信レーン２１０へ送信データを出力する。送信レーン２１０は、送信回線１２５の回線形式にあわせたデータ形式に符号化処理および媒体変換処理して、多重化部２１４へ出力する。この時使用される符号化方式としては、イーサーネット（登録商標）で規定されたものを使用してもよいし、その他の任意の方式を使用してもよい。また、本実施例において、送信レーン２１０の媒体変換方式は電気／光変換とするが、その他の方式を用いてもよい。また、各送信レーン２１０で使用する光波長は、各々異なる波長を指定する。

次に、各送信レーン２１０から送信データを受信した多重化部２１４は、送信回線１２５の構成方式に対応した送信データの多重化を実施する。本実施例においては、光波長多重を用いるが、その他の方式を用いてもよい。

図４において、中継装置１１３の受信部１３１は、分離部２３０、ｎ台の受信レーン２３１、データ復元部２４０で構成する。データ復元部２４０は、ｎ台の受信レーンバッファ２４１、ＳＷ２４５、受信バッファ２４６で構成する。

送信回線１２５に出力された送信データについて、対向する中継装置１１３の受信部１３１の分離部２３０は、多重化部２１４で多重化された方式の逆変換を実施して受信データを分離する。分離部２３０は、分離された受信データについて、それぞれに対応する受信レーン２３１へ出力する。

次に、データを受信した受信レーン２３１は、送信レーン２１０とは逆の媒体変換および復号処理を実施する。受信レーン２３１は、受信データをデータ復元部２４０へと出力する。

次に、データ復元部２４０において、各受信レーンバッファ２４１は、受信したデータをＳＷ２４５へ出力する。ＳＷ２４５は、複数の受信データを受信し、受信した受信データがどの受信レーンバッファ２４１で受信したものかを識別する。ＳＷ２４５は、分割前の順番で受信バッファ２４６へ受信データを出力する。受信バッファ２４６は、中継部１３４へデータを出力する。

なお、データを送出しない送信レーン２１０に対応した受信レーン２３１のデータについて、ＳＷ２４５は、受信できない分のデータをアイドルパターンとして受信バッファ２４６に出力する、または、ＳＷ２４５は、受信したデータのみを受信バッファ２４６へ出力する等の処理を実施する。

図３に戻って、レーン管理部２２０は、送信回線１２５の状態を管理するレーンＤＢ２２１を備える。レーン管理部２２０は、レーン選択部２００に対して各送信レーン２１０へのデータ出力をオン／オフ指示するためのＳＷ切替信号を送出する。レーン管理部２２０は、さらに、各送信レーン２１０−１〜２１０−ｎに対して電源オンまたはオフを指示するレーンオンオフ信号を送出する。

さらにまた、レーン管理部２２０は、保守端末１０１−１から制御部１２４を経由して通知されるデータ伝送装置１００が実現すべき所要帯域をレーンＤＢ２２１に格納する。
保守端末１０１−１は、保守回線１１７により、現在使用中の送信レーン情報を中継装置１１３の保守端末１０１−２へ通知する。

図４に戻って、中継装置１１３の保守端末１０１−２は、通知された使用中の送信レーンＩＤ情報を制御部１３３へ通知する。制御部１３３は、ＳＷ２４５に対して受信データが到来する受信レーン２３１を通知する。

図５および図６を参照して、レーンＤＢ２２１の管理内容を説明する。レーンＤＢ２２１は、図５に示す回線管理テーブル３１０と、図６に示す送信レーン管理テーブル３５０から構成されている。

図５において、回線管理テーブル３１０は、所要帯域３００、送信レーン帯域３０１、最大送信レーン数３０２、接続送信レーン数３０３、送信回線帯域３０４から構成される。所要帯域３００は、収容回線が必要とする帯域である。送信レーン帯域３０１は、送信回線を構成する個々の送信レーンの持つ帯域である。最大送信レーン数３０２は、送信回線を構成する送信レーンの最大数を示す。接続送信レーン数３０３は、現在接続中の送信レーン数を示す。送信回線帯域３０４は、送信回線の帯域を示す。

図６において、送信レーン管理テーブル３５０は、送信回線を構成する個々の送信レーンの接続状態を管理する。送信レーン管理テーブル３５０は、送信レーンＩＤ３２０、送信レーン接続状態３３０とから構成されている。送信レーンＩＤ３２０は、各送信レーンにつけられたＩＤを管理する。送信レーン接続状態３３０は、各送信レーンの接続状況を管理する。

図５に戻って、所要帯域３００は、５.０Ｇｂｉｔ／ｓに設定されている。また、送信レーン毎の帯域３０１は、２.５Ｇｂｉｔ／ｓである。さらに、最大送信レーン数は、ｎである。この結果、送信回線帯域３０４を所要帯域３００以上とするために、接続送信レーン数３０３を２としている。

図６に戻って、送信レーンＩＤ３２０：１〜ｎまでの内、使用している送信レーンは、ＩＤ：１、ＩＤ：２の２送信レーンである。これは、ＩＤ：１、ＩＤ：２のレーン接続状態がオンとなっていることから分かる。一方、ＩＤ：３〜ＩＤ：ｎの送信レーン接続状態がオフとなっている。なお、図５または図６に示した送信レーン帯域および所要帯域は、任意の数値を設定可能である。

図７を参照して、所要帯域変更の処理フローを説明する。前提条件として、図５および図６に示したレーンＤＢ２２１の設定でデータ伝送装置１００が動作しているものとする。図７において、収容回線の構成変更によって所要帯域が変更されると、保守端末１０１−１は、データ伝送装置１００に制御部１２４に対して所要帯域の変更を通知する。制御部１２４は、送信部１２２内のレーン管理部２２０に対して所要帯域変更を通知する（Ｓ３５１）。レーン管理部２２０は、通知された所要帯域を、これまで指定されていた所要帯域３００と比較する（Ｓ３５２）。レーン管理部２２０は、これまで指定されていたものと同値であれば現状維持と判断して接続状態の変更は実施せず、終了する。

一方、指定されていた所要帯域を下回る場合、レーン管理部２２０は、接続レーンの削減処理を実施して（Ｓ３５３）、終了する。さらに、指定されていた所要帯域を上回る場合、レーン管理部２２０は、接続レーンの追加処理を実施して（Ｓ３５５）、終了する。

図８ないし図１２を参照して、接続送信レーン数を削減する処理について説明する。図１２において、レーン管理部２２０は、制御部１２４から通知された新たな所要帯域で回線管理テーブル３１０の所要帯域３００を更新する（Ｓ４５１）。ここでは、図８に示すように、所要帯域３００が５.０Ｇｂｉｔ／ｓから２.５Ｇｂｉｔ／ｓへ変更されたものとする。次に、レーン管理部２２０は、削減するレーン数を算出する（Ｓ４５２）。具体的には、レーン管理部２２０は、所要帯域３００を送信レーン帯域３０１で除し（端数切り上げ）、求められた数値を接続送信レーン数３０３と比較する。また、レーン管理部２２０は、削減可能数を判定する（Ｓ４５３）。ここでは、２.５[Ｇｂｉｔ／ｓ]／２.５[Ｇｂｉｔ／ｓ]＝１となり、接続送信レーン数２を下回るため、削減可能と判断される。また、その差分が２−１＝１であるので、１を削減するレーン数とする。また、比較結果が等しくなる場合（Ｓ４５３：ＮＯ）、レーン管理部２２０は、削減不能として処理を終了する。なお、この時算出される削減レーン数は複数であってもよい。

次に、ステップ４５３でＹＥＳのとき、レーン管理部２２０は、実際に削減する送信レーンを選択する（Ｓ４５４）。レーン管理部２２０は、送信レーン管理テーブル３５０の送信レーン接続状態３３０を調べ、オンとなっている送信レーンＩＤ３２０を調べる。図９において、送信レーンＩＤ：１および２がオンであるため、そのうちいずれかを一つを削減対象とする。ここでは、送信レーンＩＤ：２を選択する。なお、決定する方法および条件は任意である。

削減対象の送信レーンが決定されると、レーン管理部２２０は。レーン選択部２００に対し、指定された送信レーンへの接続経路を遮断するためのＳＷ切替信号を送出する。レーン選択部２００は、指定された送信レーンへのデータ送出を切断するようにＳＷ２０３を操作する（Ｓ４５５）。具体的には、送信レーンバッファ２０４−２へのデータ送出を停止するようにＳＷ２０３を操作する。

続いて、レーン管理部２２０は、レーンオフ信号を削減対象となる送信レーン２１０−２に対してレーンオフ信号を送信し、送信レーン２１０−２の電源をオフする（Ｓ４５６）。レーン管理部２２０は、図１１に示す送信レーン管理テーブル３５０の送信レーンＩＤ３２０：２に対応した送信レーン接続状態３３０をオンからオフに変更する。レーン管理部２２０は、図１０に示す回線管理テーブル３１０の、接続送信レーン数３０３および送信回線帯域３０４を削減後の数値に変更する（Ｓ４５７）。具体的には、送信レーン２１０−２に対してレーンオフ信号を送信して、送信レーン２１０−２を停止する。図１１において、送信レーンＩＤ：２の送信レーン接続状態をオフに変更する。また、図１０において、接続送信レーン数３０３を１に変更する。また、送信回線帯域３０４を２.５Ｇｂｉｔ／ｓに変更する。

また、レーン管理部２２０は、制御部１２４を経由して使用中の送信レーンＩＤ情報を保守端末１０１−１に通知する（Ｓ４５８）。保守端末１０１−１は、中継装置１１３の保守端末１０１−２へ使用中の送信レーンＩＤ情報を通知する。続いて中継装置１１３において、通知された保守端末１０１−２は、制御部１３３を経由してＳＷ２４５に対し使用中の送信レーンＩＤを通知する。ＳＷ２４５は、使用中の送信レーンＩＤに対応した受信レーンから出力されるデータを有効とみなして受信バッファ２４６へ受信データを出力する。

以上で１レーン分の削減処理が終了となるが、レーン管理部２２０は、さらに削減するレーンが存在すると判定する（Ｓ４５９）。ＹＥＳのとき、レーン管理部２２０は、ステップ４５４に遷移する。ステップ４５９でＮＯのとき、レーン管理部２２０は、終了する。なお、削減処理中の各ステップ４５４〜ステップ４５８において、複数レーン分の処理を一度に実行してもよい。

次に、図１３ないし図１９を参照して、レーンを追加する処理について説明する。なお、前提として装置の作動状態は、図１３および図１４の送信レーンＩＤ３０２：１のみオンとする。これは、先に述べたレーン削減処理後の状態を模している。

図１９において、まず、レーン管理部２２０は、制御部１２４から通知された新たな所要帯域で回線管理テーブル３１０の所要帯域３００を更新する（Ｓ５５１）。ここでは、図１５の所要帯域３００に示すように２.５Ｇｂｉｔ／ｓから５.０Ｇｂｉｔ／ｓへ変更されたものとする。レーン管理部２２０は、追加するレーン数を算出する（Ｓ５５２）。具体的には、所要帯域３００を送信レーン帯域３０４で除し（端数切り上げ）、求められた数値を接続送信レーン数３０３と比較し、追加可能数を判定する（Ｓ５５３）。ここでは、５.０[Ｇｂｉｔ／ｓ]／２.５[Ｇｂｉｔ／ｓ]＝２となり、接続送信レーン数３０３の１を上回るため、追加可能と判断される。また、その差分が２−１＝１であり、１を追加するレーン数とする。但し、所要帯域を満足するレーン数が最大送信レーン数５０２を上回る場合と、比較結果が等しくなる場合、レーン管理部２２０は、追加不要と判断して処理を終了する。なお、この時追加するレーン数は複数であってもよい。

次に、レーン管理部２２０は、実際に追加するレーンを選択する（Ｓ５５４）。具体的には、レーン管理部２２０は、送信レーン管理テーブル３５０の送信レーン接続状態３３０がオフとなっている送信レーンＩＤ３２０を調べる。図１４では、送信レーンＩＤ３２０：１以外のすべての送信レーンがオフであるため、そのうちいずれかを一つを追加対象とする。ここでは送信レーンＩＤ３２０：２を選択する。しかし、決定する方法および条件は任意である。

追加対象の送信レーンが決定されると、レーン管理部２２０は、レーンオン信号を追加対象となる送信レーン２１０−２へ送信し、送信レーンの電源をオンする（Ｓ５５５）。レーン管理部２２０は、送信レーン管理テーブル３５０の送信レーンＩＤ３２０：２の送信レーン接続状態３３０をオフからオンに変更する。さらに、レーン管理部２２０は、回線管理テーブル３１０の接続送信レーン数３０３および送信回線帯域３０４を追加後の数値に変更する（Ｓ５５６）。具体的には、図１８において、送信レーンＩＤ：２の送信レーン接続状態３３０をオンに変更する。また、図１７の接続送信レーン数３０３を２、送信回線帯域３０４を５.０Ｇｂｉｔ／ｓに変更する。

また、レーン管理部２２０は、レーン選択部２００に対して指定された送信レーンへの接続経路を接続するためのＳＷ切替信号を送出する。レーン選択部２００は、指定された送信レーンへの経路を接続するようにＳＷ２０３を操作する（Ｓ５５７）。具体的には、送信レーンバッファ２０４−２へのデータ送出を開始するようにＳＷ２０３を操作する。

また、レーン管理部２２０は、制御部１２４を経由して使用中の送信レーンＩＤ情報を保守端末１０１−１に通知する（Ｓ５５８）。保守端末１０１−１は、中継装置１１３の保守端末１０１−２へ使用中の送信レーンＩＤ情報を通知する。通知された保守端末１０１−２は、制御部１３３を経由してＳＷ２４５に対し使用中の送信レーンＩＤを通知する。ＳＷ２４５は、使用中の送信レーンＩＤに対応した受信レーンから出力されるデータを有効とみなして受信バッファ２４６へ受信データを出力する。

以上で１レーン分の追加処理が終了となるが、レーン管理部２２０は、さらに追加する送信レーンが存在するか判定する（Ｓ５５９）。ＹＥＳのとき、レーン管理部２２０は、ステップ５５４に遷移する。ステップ５５９でＮＯのとき、レーン管理部２２０は、終了する。なお、追加処理中のステップ５５４〜ステップ５５８において、複数レーン分の処理を一度に実行してもよい。

上述した実施例では、データ伝送装置１００の送信部１２２と、中継装置１１３の受信部１３１の間の通信を説明した。しかし、これに留まらず中継装置１１３の送信部１３２と、データ伝送装置１００の受信部１２３の間の通信に適用してもよい。これは、実施例２も同様である。

実施例１に拠れば、収容回線側の所要帯域を満足する送信回線を動的に設定することが可能となり、かつ不要なレーンの動作回路を停止することで消費電力を低減するデータ伝送装置を実現できる。

上述の説明では、データ伝送装置１００は、中継装置１１３と区別して説明した。しかし、中継装置は、データ伝送装置でもある。したがって、一般的なデータ伝送装置は、中継装置を含む。

実施例１により、収容回線側の所要帯域を満足する送信回線の動的設定および消費電力の低減が可能となった。しかし、所要帯域の変化がない場合、一度接続指定された送信レーンとオフ状態の送信レーンとの間に使用時間の差が発生する。すなわち、接続状態の送信レーンの使用時間が長くなることで故障する可能性も高くなり、最悪、１レーンのみ接続されている場合に通信断になってしまう。そこで、実施例２のデータ伝送装置は、送信回線に使用する送信レーンを適当なタイミングで変更して各送信レーンの使用時間を平準化することにより、故障頻度を低減する。

図２０を参照して、データ伝送装置１００の送信部１２２Ａを説明する。図２０において、送信部１２２Ａが図３の送信部１２２と異なる点は、レーン管理部２２０Ａにカウンタ２２２を含む点のみである。カウンタ２２２は、レーンの使用時間を計測する。

図２１と図２２を参照して、レーンＤＢ２２１が管理する回線管理テーブル３１０と送信レーン管理テーブル３５０Ａを説明する。なお、図２１の回線管理テーブル３１０は、図５の回線管理テーブル３１０と同一なので説明を省く。一方、図２２の送信レーン管理テーブル３５０Ａは、図６の送信レーン管理テーブル３５０に対して、累積使用時間３４０が追加されている。各送信レーンの累積使用時間は、送信レーンＩＤ３２０：１が１００００時間、送信レーンＩＤ３２０：２が５０００時間、それ以外は０時間であることを示す。なお、図２１または図２２に設定した送信レーン帯域および所要帯域は任意の数値を設定可能である。

次に、図２３ないし図２９を参照して、送信レーン選択処理の動作を説明する。なお、前提条件として、図２１と図２２に示したレーンＤＢ２２１の設定でデータ伝送装置１００が動作しているものとする。

通常、レーン管理部２２０は使用中の送信レーンの使用時間をカウンタ２２２にて計測し、送信レーン管理テーブル３５０Ａの累積使用時間３４０の随時書き換えを実施する。本実施例においては、図２２に示す通り、使用中である送信レーンＩＤ：１およびＩＤ：２の累積使用時間は、それぞれ１００００時間、５０００時間となっている。また、使用中でない送信レーンＩＤ：３およびＩＤ：ｎの累積使用時間は、０時間かつカウント停止中となっている。

図２９において、レーン管理部２２０は、任意のタイミングでレーン交換処理を起動する。この交換タイミングについては、ランダムでもよいし、一定間隔で定期的でもよい。送信レーンの累積使用時間が一定値を越えたときであってもよいし、それ以外の方法であってもよい。

最初に、レーン管理部２２０は、使用を停止する送信レーン（以下、交換元レーンと呼ぶ）を選択する（Ｓ８５１）。レーン管理部２２０は、選択基準として各送信レーンの累積使用時間３４０を使用する。この時、選択基準は一つまたは複数の条件であってもよい。たとえば、累積使用時間が多い順に選択してもよいし、累積使用時間が一定値を越えた送信レーンを選択してもよいし、累積使用時間が一定値を越えた送信レーンからランダムに選択してもよいし、これらの選択基準を複数組み合わせてもよいし、装置の状態に応じて条件を切り替えてもよい。また、切替するレーン数は一つとは限定せず、複数のレーンを切り替えてもよい。ここでは、使用中の送信レーンの内、最も累積使用時間３４０の長い送信レーン２１０を一つ選択する。すなわち、図２４において、送信レーンＩＤ３２０：１が最も累積時間が長いため、送信レーンＩＤ３２０：１を交換元レーンとする。

次に、使用を開始する送信レーン（以下、交換先レーンと呼ぶ）を選択する（Ｓ８５２）。この選択基準もまた一つまたは複数であってもよい。たとえば、累積使用時間が最も少ない順に選択してもよいし、累積使用時間が一定値以下の送信レーンを選択してもよい。累積使用時間が一定値以下の送信レーンからランダムに選択してもよいし、これらの選択基準を複数組み合わせてもよい。装置の状態に応じて条件を切り替えてもよい。ここでは、接続状態に無い送信レーンの内、最も累積使用時間が短く、かつ送信レーンＩＤの小さいレーンを選択するものとする。すなわち、接続状態に無い送信レーンの内、累積使用時間最少かつ送信レーンＩＤ最少である送信レーンＩＤ３２０：３を交換先レーンとする。

交換先の送信レーンを決定後、レーン管理部２２０は、レーンオン信号を交換先となる送信レーンへ送信して送信レーンの電源をオンして作動状態とする（Ｓ８５３）。レーン管理部２２０は、レーンＤＢ２２１に対して交換先の送信レーンＩＤに対応した送信レーン接続状態３３０をオフからオンに変更し、累積使用時間のカウントを開始する（Ｓ８５４）。具体的には、レーン管理部２２０は、送信レーン２１０−３に対してレーンオン信号を送信し、送信レーン２１０−３の電源をオンして作動状態とする。レーン管理部２２０は、図２６に示す通り、レーンＤＢ２２１において送信レーンＩＤ３２０：３のレーン接続状態３３０をオンに変更し、累積使用時間３４０の計測を開始する。

また、レーン管理部２２０は、レーン選択部２００に対して交換先対象のレーンへの接続経路を接続するためのＳＷ切替信号を送出する。レーン選択部２００は、指定されたレーンへのデータ送出経路を接続するようにＳＷ２０３を操作する（Ｓ８５６）。具体的には、レーン管理部２２０は、送信レーンバッファ２１０−３へのデータ送出を開始するようにＳＷ２０３を操作する。

続いて、レーン管理部２２０は、交換元レーンのデータ出力を停止する（Ｓ８５６）。具体的には、レーン管理部２２０は、レーン選択部２００に対して交換元レーンへの接続経路を切断するためのＳＷ切替信号を送出する。レーン選択部２００は、指定された送信レーンへのデータ送出を切断するようにＳＷ６０３を操作する。ここでは、送信レーンバッファ２１０−１へのデータ送出を切断するようにＳＷ２０３を操作する。

また、レーン管理部２２０は、交換元レーンに対応した送信レーンに対して、レーンオフ信号を送出し、送信レーンの電源をオフする（Ｓ８５７）。また、レーン管理部２２０は、送信レーン管理テーブル３５０Ａの交換元レーンに対応した接続状態をオンからオフに変更し、累積使用時間の計測を停止する（Ｓ８５８）。ここでは、図２８に示す通り、交換元となる送信レーンＩＤ３２０：１に対応した接続状態３３０をオンからオフに変更し、累積使用時間３４０の計測を停止する。

さらに、レーン管理部２２０は、制御部１２４を経由して使用中の送信レーンＩＤ情報を保守端末１０１−１に通知する（Ｓ８５９）。保守端末１０１−１は、中継装置１１３の保守端末１０１−２へ使用中の送信レーンＩＤ情報を通知する。通知された保守端末１０１−２は、制御部１３３を経由してＳＷ２４５に対し使用中の送信レーンＩＤを通知する。ＳＷ２４５は、使用中の送信レーンＩＤに対応した受信レーンから出力されるデータを有効とみなして受信バッファ２４６へ受信データを出力する。

以上で１レーン分の交換処理が終了する。レーン管理部２２０は、さらに追加するレーンが存在するか判定する（Ｓ８６０）。ＹＥＳのとき、ステップ８５１に遷移する。ステップ８６０でＮＯのとき、終了する。なお、交換処理中のステップ８５１〜ステップ８５９において、複数レーン分の処理を一度に実行してもよい。

実施例２に拠れば、収容回線側の所要帯域を満足する送信回線を動的に設定することが可能で、不要な送信レーンの動作回路を停止することで消費電力を低減することが可能で、かつ送信レーン毎の使用時間を平準化することで故障頻度を低減可能なデータ伝送装置を実現できる。

１００…データ伝送装置、１０１…保守端末、１１２…送受信回線、１１３…中継装置、１１５…高速中継網、１２１…回線収容部、１２２…送信部、１２３…受信部、１２４…制御部、１２５…送信回線、１２６…受信回線、１３１…受信部、１３２…送信部、１３３…制御部、１３４…中継部、２００…レーン選択部、２０１…送信バッファ、２０２…データ分割部、２０３…ＳＷ、２０４…送信レーンバッファ、２１０…送信レーン、２１４…多重化部、２２０…レーン管理部、２２１…レーンＤＢ、２３０…分離部、２３１…受信レーン、２４０…データ復元部、２４１…受信レーンバッファ、２４５…ＳＷ、２４６…受信バッファ、３１０…回線管理テーブル、３５０…送信レーン管理テーブル、５００…通信ネットワーク。

Claims

収容回線に接続された回線収容部と、この回線収容部からの送信信号を送信回線に送信する送信部と、受信回線からの信号を受信し、前記回線収容部に転送する受信部と、前記回線収容部と前記送信部と前記受信部とを制御する制御部とからなるデータ伝送装置であって、
前記送信部は、複数の送信レーンと、これらの送信レーンの出力を多重化する多重化部と、前記送信データを分割して前記送信レーンに分配する送信レーン選択部と、この送信レーン選択部に送信レーン切替信号を送信する送信レーン管理部とからなり、
前記制御部は、所要帯域情報に基づいて、前記送信レーンの稼動数を決定し、
前記送信レーン管理部は、前記稼動数に基づいて、前記送信レーンの電源のオンオフを制御する送信レーンオンオフ信号を前記送信レーンに送信し、
さらに、前記送信レーン管理部は、前記送信レーンの稼動時間に基づいて、前記送信レーンの電源のオンオフを制御する送信レーンオンオフ信号を前記送信レーンに送信することを特徴とするデータ伝送装置。
請求項１に記載のデータ伝送装置であって、
前記送信レーンは、送信回線の回線形式にあわせたデータ形式に符号化処理および媒体変換処理を実施することを特徴とするデータ伝送装置。
請求項２に記載のデータ伝送装置であって、
前記媒体変換処理は、電気信号−光信号変換であることを特徴とするデータ伝送装置。
請求項１に記載のデータ伝送装置であって、
前記送信レーン管理部は、前記所要帯域と送信レーン帯域と最大送信レーン数と現在の接続レーン数と送信回線帯域とを管理し、さらに複数の前記送信レーンの接続状態を管理することを特徴とするデータ伝送装置。
前記受信部は、複数の受信レーンと、受信データを前記受信レーンごとに分離する分離部と、複数の前記受信レーンのそれぞれに対応付けられた複数の受信レーンバッファと、これらの受信レーンバッファのいずれかの信号を選択して、受信バッファに転送するスイッチとからなり、
前記スイッチは、対向装置からの送信レーンＩＤ情報に基づいて、対応する前記受信レーンから出力されるデータを有効として前記受信バッファに転送することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送装置。