CN103379001B - 数据传输系统以及数据传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够进行传输容量或传输线路的通道数的动态变更，而且能够进行故障或障碍的援救的数据传输系统。利用n条传输通道的数据传输系统的发送机根据输入到错误检测修正符号生成部的x条传输通道上的发送数据，生成错误检测符号或错误修正符号等错误符号，并发送至通道数切换控制部。通道数切换控制部基于从接收机接收到的、表示正常或者包含其预兆的故障的通道信息，将发送数据和错误符号作为数据串分配至n条传输通道的至少一部分。另外，生成标记，该标记包括表示正常或者故障的通道信息和用于对n条传输通道的故障进行检测的信息，将该标记插入到在n条传输通道上传输的数据串，进行与接收机之间的通信。

Description

数据传输系统以及数据传输装置

技术领域

本发明涉及具有多个传输线路径并且传输容量或传输线路的通道数能够动态的变更的数据传输系统，特别涉及能够进行故障或障碍的援救的高可靠的数据传输技术。

背景技术

在数据中心内设置的机架内，包含机架间在内，服务器、存储器、网络的融合正在进展，今后要求数十Tbps(terabit per second)级的高吞吐量。作为实现高吞吐量的方法，有从电传输变更为光传输的方法，但将电转换为光的光元件等的故障率较差，显著降低了系统整体的可靠性。

在这种情况下，作为能够实现容错性提高的技术，专利文献1中记载了如下的数据传输技术：在能够变更通道数的多通道传输中能够实现容错性提高。

另外，在专利文献2中，记载了如下的数据传输技术：对于从发送装置发送的源数据，计算源数据的奇偶性，进一步计算源数据与奇偶性数据的错误校验比特，将其归纳并与源数据一起发送，由此能够在接收侧修正在传输线路产生的比特错误，能够提高传输线路的可靠性。

现有技术文献(专利文献)

专利文献1：日本特开2011-211532号公报

专利文献2：国际公开2005-10747号公报

但是，在专利文献1中记载的技术中，能够构筑提高了容错性的系统，但因为从器件发生故障起到修复为止需要时间，所以存在这期间的数据会损失的问题。另外，由于器件的故障频度、故障状态不同，因此事前检测器件故障是困难的。

另外，在专利文献2中记载的技术中，在偶数条传输线路中发生了错误时，无法对错误进行检测及修正，另外在传输线路的错误非常多时无法修正错误。另外，在传输线路处于切断状态的情况下，无法适应。

发明内容

本发明的目的在于，解决上述的课题，提供具有多个传输线路径并且传输容量或传输线路的通道数能够动态的变更的数据传输系统以及装置，并且提供能够进行故障或障碍的快速的援救的高可靠的数据传输系统以及装置。

为了达成上述的目的，在本发明中，提供数据传输系统，利用n条传输通道来进行发送机与接收机之间的通信，在数据传输系统中，发送机包括：错误符号生成部，与x(x＜n)条传输通道连接；以及通道切换控制部，根据经由x(x＜n)条传输通道输入到错误符号生成部的发送数据来生成错误符号，将发送数据和错误符号分配至n条传输通道的一部分或全部传输通道，通道切换控制部，基于从接收机接收到的故障、正常的通道信息，决定分配发送数据和错误符号的、一部分或全部传输通道，生成对n条传输通道的故障进行检测的信息，生成包含检测故障的信息和通道信息的标记，对在n条传输通道上传输的数据串插入标记并发送至接收机，接收机包括：检测部，根据在n条传输通道上进行了传输的数据串来检测标记；错误修正部，利用在n条传输通道上进行了传输的数据串的错误符号，修正错误；以及故障信息分析部，基于标记中的通道信息，从n条传输通道之中决定要使用的传输通道，基于标记中的检测故障的信息，检测n条传输通道的故障、正常。

另外，为了达成上述的目的，在本发明中，提供数据传输装置，具有n条传输通道，该数据传输装置包括：错误符号生成部，与x(x＜n)条传输通道连接；以及通道切换控制部，根据经由x(x＜n)条传输通道输入到错误符号生成部的发送数据生成错误符号，将发送数据和错误符号分配至n条传输通道的一部分或全部传输通道，通道切换控制部，基于从接收机接收到的故障、正常的通道信息，决定分配发送数据和错误符号的一部分或全部传输通道，生成对n条传输通道的故障进行检测的信息，生成包含检测故障的信息和通道信息的标记，对在n条传输通道上传输的数据串插入标记并进行发送，与接收机进行通信。

并且，为了达成上述的目的，在本发明中，提供数据传输装置，具有n条传输通道，该数据传输装置包括：检测部，根据在n条传输通道上进行了传输的包含发送数据和错误符号的数据串，检测标记，该标记包含对n条传输通道的故障进行检测的信息、和故障、正常的通道信息；错误修正部，利用在n条传输通道上传输而来的数据串的错误符号，修正错误；以及故障信息分析部，基于标记中的通道信息，从n条传输通道之中决定要使用的传输通道，基于标记中的检测故障的信息，检测n条传输通道的故障、正常，来作为通道信息。

发明的效果

根据本发明，能够降低系统的故障率，能够构筑高可靠的系统。另外，在通信速度为高速并且元件或插件等的更换不容易的系统中，在元件的故障或传输线路上发生障碍之前，能够切换通道。

附图说明

图1是表示实施例1涉及的数据传输系统的结构的一例的框图。

图2是表示实施例1涉及的数据传输系统的结构的另一例的框图。

图3是表示实施例1涉及的数据传输系统中包含的发送机的详细的结构的一例的框图。

图4是表示实施例1涉及的数据传输系统中包含的接收机的详细的结构的一例的框图。

图5是表示实施例1涉及的数据传输系统中包含的通道数切换控制部的结构的一例的框图。

图6是表示实施例1涉及的数据传输系统中包含的故障信息分析部的结构的一例的框图。

图7是表示实施例1的数据传输系统中包含的标记生成插入部所生成的标记的结构的一例的图。

图8是表示实施例1涉及的数据传输系统中包含的错误检测部的动作的一例的说明图。

图9是表示实施例1涉及的数据传输系统中包含的错误检测部的动作步骤的一例的流程图。

图10是表示实施例1涉及的数据传输系统中包含的错误检测部的内部结构的一例的框图。

图11是表示实施例2涉及的数据传输系统中包含的错误检测部的动作例的说明图。

图12是表示实施例2涉及的数据传输系统中包含的错误检测部的动作步骤的一例的流程图。

图13是表示实施例3涉及的数据传输系统中包含的标记生成插入部的动作的一例的说明图。

图14是表示实施例3涉及的数据传输系统中包含的错误检测部和标记生成插入部的动作步骤的流程图。

符号说明

1：发送机

2：接收机

3-1～3-2：收发机

4：CPU

5：CPU插件

6：SW

7：SW插件

8：发送数据帧(发送数据)

9：接收数据帧(接收数据)

10-1～10-x：串行/并行转换部

11：传输线路

20：错误检测修正符号生成部(错误符号生成部)

21：专用线路

30：通道数切换控制部

40-1～40-n：并行/串行转换部

50-1～50-n：电-光转换部

60-1～60-n：光-电转换部

70-1～70-n：串行/并行转换部

80-1～80-n：检测部

90：故障信息分析部

100：错误修正部

110：通道数切换对应部

120-1～120-n：并行/串行转换部

301：数据分配部

302：标记生成插入部

303：通道信息分析部

304：PRBS生成部

305-1～305-n：选择器

700：标记

901-1～901-n：选择器

902：标记分析部

903：PRBS接收部

904：故障检测部

905：错误检测部

906：检测信号生成部

951：CRC错误检测部

952：CRC错误数计数部

953：BER注册部

954：单位时间定时器部

955：BER比较部

956：BER设定部

957：故障信息保持部

958：BER差分比较部

959：故障检测用BER设定部

960：触发器部

961：BER差分增加率比较部

962：上次BER注册部

963：差分时间测量部

964：BER差分增加率比较部

965：BER差分增加率设定部

966：差分时间比较部

967：差分时间设定部

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明本发明的各种实施例。上述的本发明的目的和新的特征通过以下说明的各种实施例的说明而变得明确。此外，在用于说明实施例的全部图中，对于同一构件、功能要素，原则上标注同一符号，并省略其重复的说明。在本说明书中，有时对错误检测符号或错误修正符号或者这两者进行总称，称为“错误符号”，另外，有时将错误检测修正符号生成部称为“错误符号生成部”。并且，在本说明书中，“通道信息”表示正常通道信息、故障通道信息，正常通道信息表示正常的通道的信息，故障通道信息表示发生了故障的通道的信息以及检测发生故障的预兆换言之为事前检测出故障的通道的信息。

[实施例1]

图1是表示实施例1涉及的数据传输系统的结构的一例的框图。图1所示的数据传输系统包括：分别作为数据传输装置发挥功能的发送机1和接收机2。发送机1中，被输入向接收机2发送的发送数据帧(以下，为发送数据)8。发送机1将所输入的发送数据分割并输出到由n条物理通道构成的传输线路11的一部或全部。另外，发送机1中，经由专用线路21被输入由接收机2输出的故障通道信息或使用通道信息(以下，总称为通道信息)、和错误检测符号或错误修正符号或者这两方的符号(以下，总称为错误符号)。此外，n是2以上的整数。

接收机2上，经由由n条物理通道构成的传输线路11连接有发送机1，接收机2中被输入经由传输线路11从发送机1输出的数据。接收机2将所输入的数据作为接收数据帧(以下，为接收数据)9而输出。另外，接收机2经由专用线路21向发送机1通知通道信息和错误符号。即，在本实施例的数据传输系统中，通道信息和错误符号在发送机1和接收机2之间经由传输线路11以及专用线路21进行协商。

即，通道信息和错误符号，经由传输线路11从发送机1向接收机2单方地被通知，或者除此之外，还从接收机2向发送机1进行经由了专用线路21的通知。此外，n是传输线路11整体的通道数，是2以上的整数。另外，本实施例的传输线路11进一步由传输数据的x条传输通道12和y条冗余通道13构成，有n＝x+y的关系。

图2是表示实施例1涉及的数据传输系统中的、与图1不同结构的数据传输系统的例子的框图。图2所示的数据传输系统分别包括一个收发机3(3-1，3-2)、CPU插件5以及SW插件7，其中该收发机3(3-1，3-2)是指，分别包括发送机1和接收机2的作为数据传输装置的收发机3(3-1，3-2)，该CPU插件5是指，包括收发机3-1和中央处理部(Central ProcessingUnit：CPU)4的CPU插件5，该SW插件7是指，包括收发机3-2和开关(Switch；SW)6的SW插件7。但是，在本实施例中，也可以是存在多个这些结构要素的结构。

从CPU4对收发机3-1输入发送数据8-1，从收发机3-1对CPU4中输入接收数据9-1。从SW6对收发机3-2输入发送数据8-2，从收发机3-2对SW6输入接收数据9-2。另外，CPU插件5和SW插件7的结构在不脱离其主旨的范围内能够变更。例如，也可以是CPU插件5和CPU插件5相互连接或者SW插件7和SW插件7相互连接的结构。

在图2所示的数据传输系统的结构中，在收发机3-1与收发机3-2之间，形成有方向不同的两个传输线路11-1、11-2。图2的结构与图1的结构例的不同之处在于，利用相对的反向的传输线路11-1、11-2，对发送机1输出由接收机2输出的通道信息和错误符号。

即，在图2的结构例中，例如，在收发机3-2内的接收机2与收发机3-1内的发送机1协商通道信息等时，该信息通过收发机3-2内的接收机2→收发机3-2内的发送机1→收发机3-1内的接收机2→收发机3-1内的发送机1这一路径传输。另外，收发机3-1内的接收机2与收发机3-2内的发送机1协商通道信息等的情况也是同样的。此外，这以外的结构与图1相同，因此省略说明。

以上，利用图1、图2进行了说明的本实施例的数据传输系统为如下结构：即，通过利用详细后述的标记，能够在收发间通知发生了故障的通道或者事前检测到故障预兆的通道的信息。伴随与此，在发送机1和接收机2间，用于对发生了故障的通道或者事前检测到故障预兆的通道进行共通识别的信息通知成为必要的，但使该信息通知为单方向或双方向，在本实施例的数据传输系统中不特别限定。

另外，进一步，本实施例的数据传输系统的详细后述，但为能够对使用的传输线路11的传输通道的条数进行可变控制的数据传输系统。伴随与此，在发送机1和接收机2间，有必要对要使用的传输通道的位置进行共通识别，但关于使得用于进行该共通识别的信息通知为单方向还是双方向，在本实施例的数据传输系统不特别限定。

作为单方向的信息通知的例子，举出例如如下的方式。首先，在以图1进行例示时，发送机1决定使用n条传输通道中的哪一条，将该决定了的信息经由传输线路11通知至接收机2。接下来，接收机2对该决定了的信息进行识别，根据该信息来适时变更自身的内部电路的设定。然后，在发送机1以及接收机2中，基于该决定了的信息的通信被共通识别为有效。

另一方面，作为双方向的信息通知的第1例，举出例如如下的方式。作为第1例，首先，发送机1决定使用n条传输通道的哪一条，将该决定了的信息经由传输线路11通知至接收机2。接收机2在知道该决定了的信息时，在根据该信息对自身的内部电路的设定进行了适当变更之后，向发送机1通知变更已完了的主旨。发送机1在接受该通知并对自身的内部电路的设定进行了适当变更后，基于该决定了的信息的通信被共通识别为有效。

另外，作为双方向的情况的第2例，以接收机2具有对传输线路11的n条传输通道中各自发生了的故障进行检测的功能为前提，首先，接收机2向发送机1通知发生了故障的传输通道。发送机1避开该发生了故障的传输通道并且决定要使用传输线路11中的n条传输通道的哪一条，将该决定了的信息经由传输线路11通知至接收机2。接收机2对该决定了的信息进行识别，根据该信息对自身的内部电路的设定进行适当变更。然后，在发送机1以及接收机2中，基于该决定了的信息的通信被共通识别为有效。

根据以上进行了说明的各种方式的差异，后述的发送机1、接收机2中的各种功能块实际地进行动作时的顺序关系等适当不同，但在以后的说明中，设利用前述的双方向的情况的第2例进行详细的说明。但是，通过适当调整顺序关系等，也能够应用于单方向的情况或双方向的其他情况。

图3是表示实施例1涉及的数据传输系统中包含的发送机的内部结构的一例的框图。该发送机与前述的图1或图2的发送机1相应。如图3所示的那样、发送机1包括：串行/并行转换部10(10-1～10-x)、错误检测修正符号生成部20、通道数切换控制部30、并行/串行转换部40(40-1～40-n)以及电-光转换部50(50-1～50-n)。此外，如在图1中进行了说明那样、x是比n小的整数，例如x＝10，n＝12等。如该图所示的那样、从接收机2经由专用线路21对通道切换控制部30通知故障通道信息的数据串。

首先，对发送机1的数据流进行说明。在x条传输通道上传输来的发送数据分别被输入至串行/并行转换部10(10-1～10-x)，被转换为并行数据。串行/并行转换部10(10-1～10--x)向错误检测修正符号生成部20输出数据串。错误检测修正符号生成部20输出n串数据串，经由通道数切换控制部30向并行/串行转换部40(40-1～40-n)输出n串数据串。并行/串行转换部40(40-1～40-n)向电-光转换部50(50-1～50-n)输出转换后的串行数据串。

接着，对本实施例的发送机1中的各部的详细的动作例进行说明。发送数据被输入到串行/并行转换部10(10-1～10-x)。在此，串行/并行转换部10(10-1～10-x)将所输入的数据的比特串从串行向并行转换，并向错误检测修正符号生成部20发送。

错误检测修正符号生成部20对于从串行/并行转换部10(10-1～10-x)接收到数据的比特串，生成错误符号，并对x条传输通道分配从串行/并行转换部10(10-1～10-x)接收到的数据的比特串，将错误符号分配至y(＝n-x)条冗余通道，并向通道数切换控制部30发送。此外，错误检测符号以及错误修正符号的种类不特别地限定。

通道数切换控制部30从错误检测修正符号生成部20接收数据的比特串、以及由错误检测修正符号生成部20所生成的错误符号的数据的比特串，并基于后述的经由专用线路等从接收机2接收到的故障通道信息，对故障通道以外的通道分配数据的比特串。另外，基于故障通道信息，生成通道信息以及错误符号作为后面说明的标记，并插入到传输线路。

并行/串行转换部40(40-1～40-n)将从通道数切换控制部30输入来的数据的比特串从并行向串行转换，并输出至电-光转换部50(50-1～50-n)。

电-光转换部50(50-1～50-n)将从并行/串行转换部40(40-1～40-n)输入来的数据的比特串从电信号转换为光信号，并输出至传输线路。

这样，本实施例涉及的发送机1，对于所输入的发送数据，通过错误检测修正符号生成部20生成错误符号，在通道数切换控制部30，基于由接收机2所通知的故障通道信息，对故障通道以外的通道分配被输入到发送机1的发送数据。另外，对故障通道输出通过后述的PRBS生成部304生成的伪随机比特信号(PRBS：Pseudorandom Bit Sequence)。

图4是表示实施例1涉及的数据传输系统中包含的接收机2的内部结构的一例的框图。该接收机2与前述的图1或图2的接收机2相应。图4所示的接收机2从由n条传输通道构成的传输线路11输入数据串，并输出接收帧数据(以下，接收数据)和规定的数据串。接收机2包括光-电转换部60(60-1～60-n)、串行/并行转换部70(70-1～70-n)、检测部80(80-1～80-n)、故障信息分析部90、错误修正部100、通道数切换对应部110以及并行/串行转换部120(120-1～120-n)。此外，传输通道的数x是比n小的整数，例如x＝10，n＝12等。

首先，对接收机2的数据流进行说明。来自发送机1的数据的比特串经由n条传输通道的传输线路输入至光-电转换部60(60-1～60-n)。光-电转换部60(60-1～60-n)向串行/并行转换部70(70-1～70-n)输出比特串。串行/并行转换部70(70-1～70-n)向检测部80(80-1～80-n)输出进行了转换后的并行数据的比特串。

检测部80(80-1～80-n)向故障信息分析部90和错误修正部100输出比特串。故障信息分析部90向发送机1输出比特串。错误修正部100向通道数切换对应部110输出比特串。通道数切换对应部110向并行/串行转换部120(120-1～120-n)输出比特串。并行/串行转换部120(120-1～120-n)最终输出成为了串行数据的接收数据。

接着，对本实施例的接收机2的详细的动作进行说明。光-电转换部60(60-1～60-n)由n条传输通道构成，将例如经由图1的传输线路11输入的数据的比特串从光信号向电信号转换，并向串行/并行转换部70(70-1～70-n)输出比特串。串行/并行转换部70(70-1～70-n)将从光-电转换部60(60-1～60-n)接收到的数据的比特串从串行转换为并行，并向检测部80(80-1～80-n)输出比特串。

检测部80(80-1～80-n)检测从串行/并行转换部70(70-1～70-n)接收到的比特串中包含的在后说明的标记，将标记中包含的通道信息以及错误符号作为标记信息输出至故障信息分析部90，另外，将删除了标记后的数据的比特串输出至错误修正部100。

故障信息分析部90根据从检测部80接收到的标记信息，通过从发送机1通知的故障通道信息，决定要使用的通道位置，向通道数切换对应部110输出数据的比特串。另外，根据从检测部80接收到的标记信息，通过后述的对各传输线路的错误进行检测的方法来判断通道的故障，向发送机1以及通道数切换对应部110输出数据的比特串。

错误修正部100用从检测部80(80-1～80-n)接收到的比特串中包含的错误修正符号对错误进行检测以及修正，并向通道数切换对应部110输出数据的比特串。

通道数切换对应部110对于从错误修正部100接收到的数据的比特串，基于从故障信息分析部90接收到的通道信息，进行将n条通道的数据的比特串重构为x条传输通道的数据的比特串的数据，并向并行/串行转换部120(120-1～120-n)输出数据的比特串。此外，数x是比n小的整数，例如x＝10，n＝12等。

并行/串行转换部120(120-1～120-n)将从通道数切换对应部110接收到的数据的比特串从并行转换为串行，最终输出接收数据。

图5是表示实施例1涉及的数据传输系统的发送机1中包含的通道数切换控制部30的内部结构的框图。该通道数切换控制部30与前述的图3的通道数切换控制部30相应。图5所示的通道数切换控制部30被输入从接收机2和由n条传输通道构成的传输线路发送的数据串，对由n条传输通道构成的传输线路输出数据的比特串。通道数切换控制部30包括数据分配部301、标记生成插入部302、通道信息分析部303、PRBS生成部304以及选择器305(305-1～305-n)。

首先，对通道数切换控制部30内部的数据流进行说明。来自错误检测修正符号生成部20的数据的比特串经由传输线路被输入至数据分配部301。被输入来自接收机2的故障通道信息的通道信息分析部303输出的数据的比特串被输入至数据分配部301、标记生成插入部302及选择器305(305-1～305-n)。数据分配部301对标记生成插入部302输出数据的比特串。标记生成插入部302对选择器305(305-1～305-n)输出数据的比特串。选择器305(305-1～305-n)最终向并行/串行转换部40(40-1～40-n)输出数据的比特串。

接着，对通道数切换控制部30的详细的动作进行说明。通道信息分析部303基于由接收机2通知的、所检测到的通道的故障信息即故障通道信息，将要使用的通道信息输出至数据分配部301。另外，通道信息分析部303基于故障通道信息将发生了故障的通道和正常通道的信息输出至标记生成插入部302。并且，通道信息分析部303基于故障通道信息，将发生了故障的通道的信息输出至选择器305(305-1～305-n)。

数据分配部301基于从通道信息分析部303通知的故障通道信息，将经由由n条传输通道构成的传输线路输入的数据的比特串仅分配至正常的通道，并向标记生成插入部302输出。例如，在全部的通道为正常的情况下，对x条通道插入由前述的错误检测修正符号生成部生成的错误检测修正符号，对于剩余的y(＝n-x)条通道，插入通常的数据。另外，例如，在z条通道处于故障状态时，对x-z条通道插入由前述的错误检测修正符号生成部所生成的错误检测修正符号，对于剩余的y条通道，插入通常的数据，对于处于故障状态的z条通道插入空图案。

标记生成插入部302基于由通道信息分析部303通知的故障、正常的通道信息，生成后述的标记，在全部的通道对数据的比特串插入标记，对选择器305(305-1～305-n)输出数据的比特串。

图5的PRBS生成部304生成伪随机比特信号(PRBS)的图案，对选择器305(305-1～305-n)输出并用作空图案。此外，在此，生成的PRBS的种类不特别地限定。

选择器305(305-1～305-n)，基于由通道信息分析部303通知的故障通道的信息，对故障通道插入从PRBS生成部304接收到的PRBS图案，对于正常的通道，插入从数据分配部301接收到的通常的数据以及错误检测修正符号的数据的比特串，最终向并行/串行转换部40(40-1～40-n)输出数据的比特串。

这样，本实施例涉及的发送机1基于由接收机2的故障信息分析部90所通知的故障、正常的通道信息，能够适当变更输出数据的通道，并且对标记中插入故障通道信息和正常通道信息，并向传输线路11输出。

图6是表示实施例1涉及的数据传输系统的接收机2中包含的、故障信息分析部的内部结构的一具体例的框图。该故障信息分析部与前述的图4的接收机2中的故障信息分析部90相应。图6所示的故障信息分析部90从由n条传输通道构成的传输线路被输入数据的比特串，对接收机2中包含的通道数切换对应部110和发送机1中包含的通道数切换控制部30输出数据的比特串。如该图中观察到的那样、故障信息分析部90包括选择器901(901-1～901-n)、标记分析部902、PRBS接收部903、故障检测部904、错误检测部905以及检测信号生成部906。

首先，对故障信息分析部90内部的数据流进行说明。来自图4的接收机2中的检测部80(80-1～80-n)的数据的比特串经由n条传输线路被输入至选择器901(901-1～901-n)。选择器901(901-1～901-n)对标记分析部902和PRBS接收部903输出数据的比特串。标记分析部902分析比特串中的标记，并对故障检测部904和错误检测部905输出数据的比特串。

PRBS接收部903对检测信号生成部906输出数据的比特串。故障检测部904对接收机2中包含的通道数切换对应部110输出数据的比特串。错误检测部905对检测信号生成部906输出数据的比特串。错误检测部905的内部结构的一具体例在后面用图10来说明。检测信号生成部906对发送机1的通道数切换控制部30输出数据的比特串。

接着，对图6的故障信息分析部90的详细的动作进行说明。选择器901(901-1～901-n)将经由由n条传输通道构成的传输线路输入的数据的比特串分离为PRBS图案和通常的数据，对PRBS接收部903输出PRBS图案的比特串，对标记分析部902输出通常的数据。

标记分析部902分析后述的标记结构，将从发送机1输出的通道信息输出至故障检测部904，将从发送机1输出的错误符号输出至错误检测部905。即，标记分析部902从通过前述的发送机1的标记生成插入部302被填补了的标记中提取通道信息和错误符号的信息，删除从选择器901(901-1～901-n)接收到的标记，对故障检测部904和错误检测部905输出数据的比特串。

故障检测部904根据从标记分析部902接收到的通道信息，决定要使用的通道，并对接收机2的通道数切换对应部110输出。

错误检测部905用从标记分析部902接收到的错误符号，求出各通道的数据的比特串的错误，通过后述的检测方法，检测故障或检测故障预兆，并向检测信号生成部906输出数据的比特串。

PRBS接收部903检测由发送机1所生成的各通道的PRBS图案的错误，将各通道的错误的次数以及频度的计算结果输出至检测信号生成部906。

检测信号生成部906根据从错误检测部905和PRBS接收部903接收到的数据的比特串，判断各通道的状态，在判断为故障时，将故障通道信息通知至通道数切换控制部30，在判断为正常时，将正常通道信息通知至通道数切换控制部30。

这样，本实施例的接收机2监视各通道的状态，在检测到故障的预兆、前兆时或者判断为故障时，将故障通道信息通知至发送机1，或在判断为正常通道时，将正常通道信息通知至发送机1。但是，根据情况，也可以仅用故障通道信息、仅用正常通道信息中的任一方来进行通知。

图7是表示通过本实施例的数据传输系统的、图5中的通道数切换控制部30中的标记生成插入部302生成并以规定的周期被插入到由发送数据和错误符号构成的数据串中的标记的结构的一具体例的图。

标记生成插入部302中，经由由n条传输通道构成的传输线路，从数据分配部301输入从错误检测修正符号生成部20接收到的x(＝n-y)串数据的比特串D(D1～Dx)和由数据分配部301所生成的y串错误修正检测修正符号的比特串P(P1～Py)。

对于对标记生成插入部302输入的x(＝n-y)串数据的比特串D(D1～Dx)和y串错误修正检测修正符号的比特串P(P1～Py)，如图7所示的那样、对于全部的传输通道，以规定的周期插入标记700。

从该图可知，通过标记生成插入部302生成的标记将240位作为一个信息块，包括：从错误检测修正符号生成部20接收到的200位的数据的比特串D或者比特串P、表示正常通道和故障通道的信息的24位的通道信息、检测每个通道的错误的8位的错误检测符号(CRC-8)、表示发生了故障的通道的条数的2位的识别符、对标记的歪斜进行调整的2位的歪斜调整、以及识别是标记的情况并对故障通道信息和正常通道信息进行区分的4位的头部。

此外，在本实施例的系统中，并不限定于上述的标记的结构，一个信息块的比特数、标记的比特数等在不脱离其主旨的范围内能够变更。例如，可以将错误符号即错误检测符号(CRC-8)变更为错误修正符号。另外，也能够如后述那样、能够变更将标记插入到传输的数据串中的周期。

将如以上那样构成的实施例1的接收机2的、图6所示的故障信息分析部90中的错误检测部905的动作例示于图8并参照图9的流程图对动作进行说明。

图8是用于对表示图6的错误检测部905的动作例进行说明的波形图。另外，图9是表示实施例1涉及的数据传输系统的故障信息分析部90中的错误检测部905的其他的动作步骤的流程图。

从图9的流程图的SO起使处理开始。然后，错误检测部905检测从标记分析部902接收到的标记，通过标记中包含的错误符号，检测各通道的数据的比特串的错误(S5)，按每个传输通道计算错误发生率(BER：Bit Error Rate)的平均一定期间的平均值(S10)。另外，例如，将利用循环冗余校验(CRC：Cyclic Redundacy Check)的没有错误的状态作为初始训练，将在初始训练时获得的每个通道的平均一定期间即平均规定间隔的BER的平均值设定为第一基准值即(i)故障检测用BER(S15)。

另外，将每个上升沿的初始训练时的BER的值与所设定的(i)故障检测用BER进行比较，上升沿时的BER较大时，判断为该通道已经发生故障。图8中，示出了一个通道的情况下的(i)故障检测用BER的设定值、以及一个通道的情况下的用于判断故障的第二基准值即(ii)高BER的设定值。

然后，始终检测包含通常通道和冗余通道在内的全部通道的BER(S20)，计算比预先设定的第二基准值即(ii)高BER低的通道与前述的第一基准值即(i)故障检测用BER的差分(S25)。

另外，检测包含通常通道和冗余通道在内的全部通道的BER(S20)，对于比(ii)高BER高的通道，将相应通道判断为故障通道(S55)，对检测信号生成部906通知将对标记插入的通道信息设为故障的信号，并将故障通道信息插入于标记(S60)。基于该(ii)高BER的故障通道的判断相当于图8所示的切换条件2。

然后，对于没有与第一基准值即(i)故障检测用BER的差分的通道，将相应通道判断为正常通道(S35)，对检测信号生成部906通知将对标记插入的通道信息设为正常的信号。检测信号生成部906将该正常通道信息经由专用线路31发送至发送机1，通过发送机1的标记生成插入部30对标记插入正常通道信息(S40)。

另一方面，对于具有与第一基准值即(i)故障检测用BER的差分的通道，进一步对相应通道的差分bd和以上次的标记进行了计算时的(i)故障检测用BE的差分进行比较，计算差分的增加率(S45)。然后，对于差分的增加率为预先进行了设定的阈值以下的通道，对差分处于发生状态的时间td进行观测(S50)，将为设定时间以内的通道判断为正常通道(S35)，对检测信号生成部906通知将对标记插入的通道信息设为正常的信号，同样地，将正常通道信息插入于标记(S40)。另一方面，对于差分的增加率为预先设定的阈值以上的通道，将相应通道判断为故障通道，或者判断为有故障预兆的通道(S55)，对检测信号生成部906通知将对标记插入的通道信息设为故障的信号，将故障通道信息插入于标记(S60)。

另外，对于对相应通道的差分与以上次的标记进行了计算时的(i)故障检测用BER的差分进行了比较而得到的差分的增加率为预先设定的阈值以下的通道，对差分处于发生状态的时间td进行观测(S50)，将为设定时间以上的通道判断为故障通道或者有此预兆的通道，对检测信号生成部906通知将对标记插入的通道信息设为故障的信号，同样地通过标记生成插入部302，将故障通道信息插入于标记(s60)。基于这些(i)故障检测用BER的、故障或者有该预兆的通道的判断与图8所示的基于切换条件1的判断相当。

图10中，示出了以上进行了详述的本实施例的错误检测部905的内部结构的一具体例。在该图中，各块具有其名称所示的功能。例如，在CRC错误检测部951中，以数据块单位进行CRCB校验并检测错误，在CRC错误数计数部中，计数所检测到的错误数。BER注册部953对于每个由产生规定间隔的单位时间定时器部954设定的单位时间，每隔规定间隔来更新BER。

在BER比较部955中，对BER注册部953的值和由BER设定部956所设定的高BER进行比较，并输出其结果。该高BER与上述的第二基准值即(ii)高BER对应。

另外，BER差分比较部958对BER注册部953的值和由故障检测用BER设定部959所设定的故障检测用BER进行比较，求出差分。该故障检测用BER与上述的第一基准值即(i)故障检测用BER对应。BER差分增加率比较部961是对由上次BER注册部962所保持的上次的BER的差分和当前的差分进行比较并求出增加率的电路。然后，在BER差分增加率比较部964中，将该增加率与由BER差分增加率设定部965进行了设定的差分增加率阈值进行比较，并输出其结果。

另一方面，差分时间测量部963基于由BER差分比较部958计算出的差分的有无，测量有差分的时间。差分时间比较部966对所测量到的时间和由差分时间设定部967进行了设定的设定时间进行比较，并输出其结果。

块957是故障信息保持部，被输入并保持BER比较部955、BER差分增加率比较部964、差分时间比较部966各自的比较结果，由此各传输通道的故障信息通知至图6的检测信号生成部906。此外，触发器部的输出是用于基于来自单位时间定时器954的单位时间，产生每隔规定间隔对上次BER注册部962以及差分时间测量部963进行重置的脉冲。

如以上详述的那样、通过利用实施例1的数据传输方法以及装置，代表性地、能够按每个传输通道始终监视全部的传输通道的BER，能够检测传输通道中产生的故障，并且能够事前检测故障，能够对相应通道进行切换，另外，在通信速度为高速并且元件或插件等的更换不容易的系统中，在元件的故障或传输线路上发生障碍之前，能够切换通道。

另外，即使在电-光或者光-电转换用的光元件突然无效时，也能够进行通道的切换以及数据的复原，能够使链路(连接)持续，所以能够降低系统整体的故障率，能够构筑高可靠的系统。

并且，在例如确认对向器件的有无的、利用电传输的接收检测训练中，在接收期间有电/光转换元件时，也使用本实施例的标记在收发间交换信息，从而能够构筑能够应对利用电传输的接收检测训练的传输系统。

[实施例2]

实施例2的数据传输系统与实施例1的数据传输系统相比较，接收机中包含的错误检测部中的错误检测方法不同。以下，以与实施例1的差异为中心对实施例2的数据传输系统进行说明。

将接收机2中包含的错误检测部905的动作例示于图11，用图12的流程图来说明动作。

图11是表示实施例2涉及的数据传输系统的接收机2的故障信息分析部90中的错误检测部905的动作例的说明图。另外，图12是表示实施例2涉及的数据传输系统的错误检测部905的动作步骤的流程图。此外，实现下述的动作步骤的错误检测部905的结构能够构成为与图10所示的结构相同，所以省略图示说明。

在图12中，从S100起使处理开始。然后，检测从标记分析部902接收到的标记，通过标记中包含的错误符号，来检测各通道的数据的比特串的错误(S105)，按每个传输通道计算错误发生率(BER：Bit Error Rate)的一定期间的平均值(S110)。另外，将利用例如循环冗余校验(CRC：Cyclic Redundacy Check)的没有错误的状态作为初始训练，将在初始训练时获得的每个通道的一定期间的BER的平均值设定为(i)故障检测用BER(S115)。图11中，示出了一个通道的情况下的(i)故障检测用BER的设定值。

然后，始终检测包含通常通道和冗余通道在内的全部通道的BER(S120)，对于比所设定的(ii)高BER高的通道，将相应通道判断为故障通道(S125)，对检测信号生成部906通知将对标记插入的通道信息设为故障的信号，将故障通道信息插入于标记(S130)。图11中，示了一个通道的情况下的(ii)高BER的设定值和基于其的切换条件2。

另外，对于比前述的(i)故障检测用BER高并且比预先所设定的(ii)高BER低的通道，对包含通常通道和冗余通道在内的全部通道的BER超过了前述的(i)故障检测用BER的次数计数一定期间(S135)，对于超过了所设定的阈值次数的通道，将相应通道判断为故障通道或者有故障预兆的通道(S140)，对检测信号生成部906通知将对标记插入的通道信息设为故障的信号，将故障通道信息插入于标记(S130)。这相当于图11的切换条件1。

另一方面，对于比前述的所设定的(ii)高BER低并且同样小于(i)故障检测用BER的通道，将相应通道判断为正常通道，对前述的计数数进行重置(S145)，对检测信号生成部906通知将对标记插入的通道信息设为正常的信号，将正常通道信息插入于标记(S150)。

另外，对于比前述的(i)故障检测用BER高并且比所设定的(ii)高BER低的通道，对包含通常通道和冗余通道在内的全部通道的BER超过了前述的(i)故障检测用BER的次数计数一定期间(S135)，对于小于所设定的阈值的通道，将相应通道判断为正常通道，对前述的计数数进行重置(S145)，对检测信号生成部906通知将对标记插入的通道信息设为正常的信号，将正常通道信息插入于标记(S150)。

如以上那样，通过使用本实施例2的数据传输方法以及装置，代表性地，能够按每个传输通道始终监视全部的传输通道的BER，能够事前检测传输通道中产生的故障或者故障预兆，能够对相应通道进行切换，所以能够提高数据传输系统整体的可靠性。

[实施例3]

实施例3的数据传输系统与实施例1以及2的数据传输系统相比较，不同点在于，在发送机1中包含的标记生成插入部302中，追加了将图7中示出了其一例的标记插入于在传输通道中传输并由发送数据和错误符号构成的数据串的周期能够变更的功能。以下，以与实施例1以及2的差异为中心对本实施例3的数据传输系统进行说明。

将实施例3中包含的错误检测部905和标记生成插入部302的动作例示于图13，参照图14的流程图来对动作进行说明。此外，实现下述的动作步骤的错误检测部905的结构能够构成为与图10所示的结构相同，所以省略图示说明。

图13是表示实施例3涉及的数据传输系统中的、其包含的标记生成插入部302的动作例的说明图。另外，图14是表示实施例3涉及的数据传输系统中的、图6的故障信息分析部90中的错误检测部905、检测信号生成部906及图5的通道数切换控制部30中的标记生成插入部302的动作步骤的流程图。

从S200起使处理开始。然后，错误检测部905通过从标记分析部902接收到的标记中包含的错误符号，来检测各通道的数据的比特串的错误(S205)，并监视传输通道的状态(S210)。

然后，错误检测部905按每个传输通道计算错误发生率(BER：Bit Error Rate)的一定期间的平均值(S215)，将利用例如循环冗余校验(CRC＝Cyclic Redundacy Check)的没有错误的状态作为初始训练，将在初始训练时获得的每个通道的一定期间的BER的平均值设定为(i)故障检测用BER(S220)。相当于图13所示的(i)故障检测用BER。

另一方面，通常状态时，始终检测包含通常通道和冗余通道在内的全部通道的BER(S225)，计算与前述的(i)故障检测用BER的差分(S230)，对于具有与(i)故障检测用BER的差分的通道，进一步对相应通道的差分和以上次的标记进行了计算时的故障检测用BER的差分进行比较，来计算差分的增减(S235)。然后，具有与故障检测用BER的差分的通道如图13所示的那样、在差分增加了时，对检测信号生成部906通知用于将对数据的比特串插入的标记的周期设为一半即T/2的指示信号，在差分减少了时，对检测信号生成部906通知用于将对数据的比特串插入的标记的周期设为2倍即2T的指示信号。

通道数切换控制部30将从检测信号生成部906接收到的信号经由通道信息分析部303输入至标记生成插入部302，标记生成插入部302按所指示的周期插入标记(S245)。此外，周期的变更的倍率不特别地限定。

另一方面，对于没有与故障检测用BER的差分的通道，错误检测部905对检测信号生成部906通知将对数据的比特串插入的标记的周期设为与上次相同的周期的信号。通道数切换控制部30将从检测信号生成部906接收到的信号经由通道信息分析部303输入至标记生成插入部302，标记生成插入部302以与上次相同的周期插入标记(S245)。

根据本实施例，通过包括改变对数据串插入的标记的插入间隔的功能，能够根据元件的故障状态调整检测时间。

通过使用以上说明的本发明的数据传输方法以及装置，能够按每个传输通道始终监视全部的传输通道的BER，对于由传输通道中产生的故障引起的急剧的BER的增加，动态地检测故障，能够事前检测传输通道中产生的故障的预兆，能够对相应通道进行切换，所以能够提高数据传输系统整体的可靠性。

根据本发明，能够降低系统整体的故障率，能够构筑高可靠的系统。另外，在通信速度为高速并且元件或插件等的更换不容易的系统中，在元件的故障或传输线路上发生障碍之前，能够切换通道。

以上，基于各种实施例对本发明进行了具体地说明，但本发明并不限定于这些实施例，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。能够将某实施例的结构的一部分置换到其他实施例的结构中，另外，能够在某实施例的结构中增加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除及置换。

另外，对于上述的故障信息分析部90等的各结构、功能、处理部、处理单元等，以它们的一部分或全部通过利用电路设计等用硬件来实现的例子为中心进行了说明，但上述的各结构、功能、步骤也能够通过执行实现各自功能、步骤的程序以软件来实现。此情况下，实现各功能的程序、表、文件等信息不仅能够存放在存储器中，也能够存储在硬盘、SSD(SolidState Drive)等记录装置或IC卡、SD卡、DVD等记录介质中，也能够根据需要经由网络等下载、安装。

Claims (13)

1.一种数据传输系统，其特征在于，

利用n条传输通道，进行发送机与接收机之间的通信，其中n是2以上的整数，

上述发送机包括：

错误符号生成部，与x条传输通道连接，根据经由上述x条传输通道输入到上述错误符号生成部的发送数据来生成错误符号；以及

通道切换控制部，将上述发送数据和上述错误符号分配至上述n条传输通道的一部分或全部传输通道，

上述通道切换控制部，

基于从上述接收机接收到的故障、正常的通道信息，决定要将上述发送数据和上述错误符号分配到的上述一部分或全部传输通道，

生成对上述n条传输通道的故障进行检测的信息，

生成包含上述通道信息和检测上述故障的信息的标记，对在上述n条传输通道上传输的数据串插入上述标记并发送至上述接收机，

上述接收机包括：

检测部，根据在上述n条传输通道上进行了传输的上述数据串，检测上述标记；

错误修正部，利用在上述n条传输通道进行了传输的上述数据串的上述错误符号，修正错误；以及

故障信息分析部，基于上述标记中的检测上述故障的信息，检测上述n条传输通道的故障、正常，

其中，x＜n，

上述故障信息分析部计算传输通道的错误发生率与故障检测用错误发生率的差分的增加率，将上述增加率为预先设定的阈值以上的传输通道判断为有故障预兆的传输通道。

2.如权利要求1所述的数据传输系统，其特征在于，

上述接收机的上述故障信息分析部包括：

错误检测部，基于由上述检测部检测到的上述标记中的检测上述故障的信息，对于在上述一部分或全部传输通道上传输的上述数据串，按每个传输通道导出上述错误发生率。

3.如权利要求2所述的数据传输系统，其特征在于，

上述错误检测部，

对于在上述一部分或全部传输通道上传输的上述数据串，按每个传输通道，每隔一定期间导出用于事前对该传输通道的故障进行检测的上述故障检测用错误发生率。

4.如权利要求3所述的数据传输系统，其特征在于，

上述错误检测部，

每隔规定间隔计算上述错误发生率与上述故障检测用错误发生率的差分，对以该规定间隔计算出的上述差分进行比较，计算上述差分的增减，从而将上述差分的增加率为预先设定的阈值以上的传输通道判断为有故障预兆的传输通道。

5.如权利要求3所述的数据传输系统，其特征在于，

上述错误检测部，

每隔规定间隔计算上述错误发生率与上述故障检测用错误发生率的差分，对于上述差分的增加率小于上述预先设定的阈值的传输通道，基于检测到上述差分的时间，检测上述传输通道的故障、正常。

6.如权利要求1所述的数据传输系统，其特征在于，

上述发送机的上述通道切换控制部，

能够变更上述标记对于在上述n条传输通道上传输的数据串的插入周期。

7.一种数据传输装置，其特征在于，

具有n条传输通道，其中n是2以上的整数，

上述数据传输装置包括：

错误符号生成部，与x条传输通道连接，根据经由上述x条传输通道输入到上述错误符号生成部的发送数据来生成错误符号；以及

通道切换控制部，将上述发送数据和上述错误符号分配至上述n条传输通道的一部分或全部传输通道，

上述通道切换控制部，

基于从接收机接收到的故障、正常的通道信息，决定要将上述发送数据和上述错误符号分配到的上述一部分或全部传输通道，

生成对上述n条传输通道的故障进行检测的信息，

生成包含上述通道信息和检测上述故障的信息的标记，对在上述n条传输通道上传输的数据串插入上述标记并发送，与上述接收机进行通信，

其中，x＜n，

上述通道切换控制部将上述发送数据和上述错误符号分配至被判断为有故障预兆的传输通道以外的传输通道，其中，被判断为有故障预兆的传输通道，是传输通道的错误发生率与故障检测用错误发生率的差分的增加率为预先设定的阈值以上的传输通道。

8.如权利要求7所述的数据传输装置，其特征在于，

上述通道切换控制部，

能够变更上述标记对于在上述n条传输通道上传输的数据串的插入周期。

9.一种数据传输装置，其特征在于，

具有n条传输通道，其中n是2以上的整数，

上述数据传输装置包括：

检测部，根据在上述n条传输通道进行了传输的包含发送数据和错误符号的数据串，检测标记，该标记包含对上述n条传输通道的故障进行检测的信息、以及故障、正常的通道信息；

错误修正部，利用在上述n条传输通道传输来的上述数据串的上述错误符号，修正错误；以及

故障信息分析部，基于上述标记中的检测上述故障的信息，检测上述n条传输通道的故障、正常，来作为通道信息，

上述故障信息分析部计算传输通道的错误发生率与故障检测用错误发生率的差分的增加率，将上述增加率为预先设定的阈值以上的传输通道判断为有故障预兆的传输通道。

10.如权利要求9所述的数据传输装置，其特征在于，

上述故障信息分析部包括：

错误检测部，对于在上述一部分或全部传输通道上传输的上述数据串，基于上述标记中的检测上述故障的信息，按每个传输通道，每隔一定期间导出上述错误发生率。

11.如权利要求10所述的数据传输装置，其特征在于，

上述错误检测部，

对于在上述一部分或全部传输通道上传输的上述数据串，按每个传输通道，每隔一定期间导出用于事前对该传输通道的故障进行检测的上述故障检测用错误发生率。

12.如权利要求11所述的数据传输装置，其特征在于，

上述错误检测部，

每隔规定间隔计算上述错误发生率与上述故障检测用错误发生率的差分，对以该规定间隔计算出的上述差分进行比较，计算上述差分的增减，从而将上述差分的增加率为预先设定的阈值以上的传输通道判断为有故障预兆的传输通道。

13.如权利要求11所述的数据传输装置，其特征在于，

上述错误检测部，

每隔规定间隔计算上述错误发生率与上述故障检测用错误发生率的差分，对于上述差分的增加率小于上述预先设定的阈值的传输通道，基于检测到上述差分的时间，检测上述传输通道的故障、正常。