JP2003509955A - 光ファイバリング通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光ファイバリングネットワーク（１００）は複数の相互接続ノード（１０４−１，１０４−２，１０４−３，１０４−４）を含み、隣接するノード対の各々は一対の光リンクにより相互接続されている。粗波長分割多重化を用いることにより、データは双方向へと各リンクを介して伝送され、リンクを介して第１の方向にデータを伝送するのに第１の波長λ１が用いられ、リンクを介して第２の、反対方向にデータを伝送するのに第２の波長λ２が用いられる。これら２つの波長λ１とλ２は少なくとも１０ｎｍ異なる。光リンク（１０２）を介して伝送されるデータストリームの各々は、少なくとも２．５Ｇｂｐｓの帯域幅を有する。また各データストリームには少なくとも２つの論理ストリームが埋め込まれている。ネットワーク（１００）の各ノードにあるリンク合波器（１０６）は、リンク合波器（１０６）をクライアント装置（１５９）に接続するための１又はより多くのリンクカード（１４０−１，１４０−２）と、リンク合波器（１０６）を光リンクに結合するための１又はより多くの合波ユニット（１４２−１，１４２−２）を含む。各々のリンクカード（１４０）は、そのリンクカード（１４０）に結合されているクライアント装置（１５９）と送受信されている多数のファイバチャンネルフレームを格納可能なフレームバッファ（１５２）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、概して光ファイバ通信システムに関し、とりわけ光ファイバ通信リ
ングの使用を効率的にし、ネットワークノード間の信頼できる論理接続が提供さ
れるためのシステムアーキテクチャに関する。

【０００２】

【発明の背景】

光ファイバリングが導入されてきており、1999年時点で、多くの都市において
導入中である。これらの通信ネットワークは、数マイル（１マイル＝約１．６ｋ
ｍ）の地理的領域内で低コストの高帯域接続を提供する可能性、及びインターネ
ットのような他の通信ネットワークに対する低コストの高帯域接続を提供する可
能性を有する。しかしながら、今日まで、これらのネットワークを介したデータ
通信用の利用可能な機器は、非常に高価であったので、これらの光ファイバネッ
トワークではほとんど使用されなかった。

【０００３】 本発明は、ファイバチャネル（ＦＢ）及びギガビットイーサネット（ＧＥ）デ
ータストリームが非常に高い信頼性でもって係る光ファイバリングネットワーク
を介して連続的に経路指定されることを可能にし、この間ずっと、利用可能な帯
域幅の使用を効率的にする、低コストシステムのアーキテクチャを提供する。

【０００４】

【発明の概要】

光ファイバリングネットワークは、複数の相互接続されたノードを含み、隣接
するノード対のそれぞれは、光ファイバリンク対によって相互接続される。粗波
長分割多重を用いて、データが各光リンクを介して双方向に伝送され、その場合
、第１の光波長λ１を用いてデータがリンクを介して第１の方向に伝送され、第
２の光波長λ２を用いてデータがリンクを介して第２の反対方向に伝送される。
２つの光波長λ１とλ２は、少なくとも１０ｎｍ分異なる。

【０００５】 好適な実施形態において、光リンクを介して伝送されるデータストリームのそ
れぞれは、少なくとも２．５Ｇｂｐｓ（Ｇビット／秒）の帯域幅を有する。更に
、各データストリームは、その内部に埋め込まれた少なくとも２つの論理ストリ
ームを有する。

【０００６】 ネットワークの各ノードに、リンク合波器があり、このリンク合波器は、リン
ク合波器をクライアント装置に結合するための１つ以上のリンクカード、及びリ
ンク合波器を光リンクに結合するための１つ以上の合波器ユニットを含む。各リ
ンクカードは、そのリンクカードに結合されたクライアント装置へ、及びそのク
ライアント装置から伝送される多数のファイバチャネルのフレームを格納できる
フレームバッファを含む。また、リンクカードは、受信中のクライアント装置が
それらの伝送を要求するためのフロー制御メッセージを送信する前に、フレーム
バッファをデータのフレームで事前充填するためのフロー制御ロジックも含む。
フレームバッファとフロー制御ロジックの組み合わされた効果は、ネットワーク
のノードが非常に遠く離れており、かつクライアント装置が小さな入力データバ
ッフアを有する場合でさえも、リンクの全帯域幅を利用できることである。

【０００７】 本発明の更なる課題と特徴は、図面に関連して参酌した場合、以下の詳細な説
明と特許請求の範囲から非常に容易に明らかとなるであろう。

【０００８】 図１を参照すると、そこには、光ファイバリングネットワーク１００が示され
ている。ネットワークは、ループ又はリングを横切る１対の光ファイバケーブル
１０２を含む。ネットワークの各ノード１０４において、光ファイバケーブルは
、１対の光ファイバケーブル上の信号がそのノードのリンク合波器１０６によっ
て受信され、次いで処理されるか、又はファイバ１０２の次のセグメントに送ら
れるように、セグメント化される。

【０００９】 リンク合波器１０６は、多くの機能を実行する。即ち、１つの光ファイバセグ
メントからの信号を次に送ること、光ファイバケーブルからの信号をクライアン
ト装置または通信回線に経路指定すること、及びクライアント装置または通信回
線からの信号を光ファイバケーブルに経路指定することである。また、リンク合
波器１０６は、複数のソースからの信号を光ファイバケーブル１０２を介して伝
送するように、時分割および波長分割技術を用いてそれらの信号を組み合わせる
。

【００１０】 各ノード１０４におけるリンク合波器１０６は、スイッチ又はスイッチ機構１
０８を介して他の装置または通信回線に一般に結合される。スイッチ１０８は、
種々の装置および通信チャネルをリンク合波器のホスト（又はクライアント）側
のポートに接続する。スイッチ１０８は、概して時分割多重化されたバスのよう
な、従来のスイッチング装置および機構であり、ある環境においては必要とされ
ず、従ってこの明細書において更に説明しない。

【００１１】 ノード１０４−１の例は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に結合され
たノードである。次いで、ＬＡＮは、任意の数のサーバコンピュータ１１０及び
エンドユーザのワークステーション１１２に結合され得る。ＬＡＮは、スイッチ
１０８及びルータ１１４により、又は他のスイッチング機能が必要とされない場
合には恐らくルータ１１４だけにより、ノード１０４用のリンク合波器１０６に
結合され得る。

【００１２】 ノード１０４−２の第２の例は、リンク合波器１０４−２に結合されるルータ
１１４を介したネットワーク１００に対するインターネット接続１１６を提供す
るノードである。

【００１３】 ノード１０４−３の別の例は、ノード１０４のうちの他のノードに結合された
装置によって使用される集中データ記憶装置を提供するための概して１組のディ
スクである、「ディスク施設」１１８を包含するノードである。本発明により、
都市または類似した領域の全体にわたって複数の場所にビルを所有する会社が、
集中データ記憶装置を使用することが現実的になる。光ファイバネットワーク１
００により提供されるデータアクセスの速度は、非常に高いので、リングネット
ワーク上の単一の中央記憶ノードにデータ記憶装置を有する場合と比較して、設
備の各々にデータ記憶装置を有する場合のエンドユーザ間で知覚できるほどの差
はあるにしても、わずかである。

【００１４】 各ノード対間の多重物理経路 図２を参照すると、好適な実施形態において、リンク合波器１０４（図１）は
、各光ファイバ１０２上で信号を送受信する光トランシーバを含む。この結果、
２つの光ファイバが各光ファイバ上で物理的に送受信チャネルに使用される場合
、光ファイバケーブルのセグメントが完全な状態のままで接続されている限り、
ネットワークの任意の２つのノード間に４つの双方向通信経路が存在する。例え
ば、ノード１とノード２間の双方向物理信号経路は、次の通りである。即ち、１
）ＯＬ１２−１、２）ＯＬ１２−２、３）ＯＬ１３−１−ＯＬ２３−１、及び４
）ＯＬ１３−２−ＯＬ２３−２である。ネットワークの各ノード対間に４つの全
帯域幅物理信号経路が存在するため、任意の信号セグメントの障害の強い影響は
、各ノード対間にほんの２つの物理信号経路が存在する従来技術のシステムに比
べて、あまり重大ではない。係る従来技術のシステムにおいては、各光ファイバ
チャネルを用いて１つの方向だけに信号を送る。

【００１５】 各光ファイバ上の双方向信号経路は、「粗波長分割多重伝送方式」の特定のタ
イプを用いて形成される。とりわけ、１つの光波長を用いてデータのストリーム
を送信し、第２の光波長を用いてデータのストリームを受信する。「粗」波長分
割多重化方式を用いることは、２つの光信号の光波長が互いから少なくとも１０
ｎｍ（及び、好適には少なくとも２０ｎｍ）離れていることを意味する。好適な
実施形態において、各光ファイバケーブルは、第１の２．５Ｇｂｐｓのデータス
トリームを１５１０ｎｍで伝送し、第２の２．５Ｇｂｐｓのデータストリームを
１５７０ｎｍで伝送する。２つのデータストリームは反対方向に流れる。２つの
光ファイバケーブルは、各リンク合波器に結合されるため、リンク合波器に結合
される４つの光ファイバ（即ち、４つのケーブルセグメント）が現実に存在する
。即ち、リング上の第１の隣接するノードに結合された２つの光ファイバ、及び
リング上の第２の隣接するノードに結合された２つの光ファイバである。説明を
簡略化して容易にするために、本明細書においてリングを介して「時計回りに」
流れるデータが第１の光波長λ１（例えば、１５１０ｎｍ）で伝送され、リング
を介して「反時計回りに」流れるデータが第２の光波長λ２（例えば、１５７０
ｎｍ）で伝送されると仮定することにする。これは、より具体的に以下の表に示
される。

【００１６】

【表１】

【００１７】 図２に示されるように、１つのノードにおけるＭＵＸ１のポートＡは、隣接す
るノードのＭＵＸ１のポートＢに常に接続され、同様に１つのノードにおけるＭ
ＵＸ２のポートＡは、隣接するノードのＭＵＸ２のポートＢに常に接続される。
この結果、λ１の信号がリングを介して１つの方向に流れ、λ２の信号が反対方
向に流れる。

【００１８】 別の実施形態において、４つのデータ信号が、４つの別個の伝送光波長を用い
て各光ファイバケーブルのセグメントを介して伝送され、それぞれの伝送光波長
は、少なくとも１０ｎｍ分、及び好適には２０ｎｍ以上互いから隔てられる。こ
の実施形態において、各リンク合波器は４つのＭＵＸユニットを使用する。この
実施形態の一実施例において、使用される４つの光波長は、１５１０ｎｍ、１５
３０ｎｍ、１５５０ｎｍ、及び１５７０ｎｍである。

【００１９】 更に別の実施形態において、光ファイバケーブルを介して伝送される各データ
信号は、５．０Ｇｂｐｓ又は１０Ｇｂｐｓの速度でデータを伝送し、それにより
使用される光ファイバケーブルの数を増すことなく、光ファイバリングの帯域幅
を２倍にする、又は４倍にする。

【００２０】 リンク合波器アーキテクチャ 図３を参照すると、そこにはリンク合波器１０６の好適な実施形態が示される
。リンク合波器１０６は、８個までのリンクカード１４０、及び２つの合波器ユ
ニット１４２を含む。各リンクカード１４０は、クライアント装置または通信チ
ャネルに高速接続を提供する。好適な実施形態において、２つのタイプのリンク
カードが使用される。即ち、一方は、1.0625Ｇｂｐｓで動作するファイバチャネ
ル接続用であり、他方は、１．２５Ｇｂｐｓで動作するギガビットイーサネット
チャネルに対する接続用である。内部的には、リンクカードは１．２５Ｇｂｐｓ
で動作する。代替の実施形態において、リンクカードと合波器ユニットは、１．
２８Ｇｂｐｓ又は１．５Ｇｂｐｓ又は２．０Ｇｂｐｓまでものような１．２５Ｇ
ｂｐｓより大きい速度で動作する。信号の最大データ速度がリンク合波器（好適
な実施形態において１．２５Ｇｂｐｓである）のチャネル帯域幅を超えない限り
、リンクカードの追加のタイプを用いて、他の信号プロトコルを使用する信号を
送受信できる。リンク合波器１０６に含められるリンクカード１４０は、ファイ
バチャネル及びギガビットイーサネットのリンクカードの任意の組み合わせ（例
えば、２つのＦＣリンクカード、又は２つのＧＥリンクカード、又はそれぞれか
らなる１つ、又はそれぞれからなる４つなど）を含むことができる。

【００２１】 各合波器ユニット１４２は、４つまでの全二重、全帯域幅ファイバチャネル（
ＦＣ）又はギガビットイーサネット（ＧＥ）データストリームを処理する。より
具体的には、各合波器は、それぞれが２．５Ｇｂｐｓで動作する２つの物理チャ
ネルを介して５．０Ｇｂｐｓほどのデータを送信でき、それぞれが２．５Ｇｂｐ
ｓで動作する他の２つの物理チャネルを介して５．０Ｇｂｐｓほどのデータを受
信できる。

【００２２】 リンクカード 図４を参照すると、そこには、リンクカード１４０の機能ブロック図が示され
ている。とりわけ、リンクカード１４０は、全二重ファイバチャネル又はギガビ
ットイーサネットのデータストリームに結合するためのファイバチャネル又はギ
ガビットイーサネットのインターフェース１５０を含む。また、インターフェー
ス１５０を用いて、小数部データストリームに、特に半値幅データストリーム（
ファイバチャネルの場合に0.503125Ｇｂｐｓで動作し、又はギガビットイーサネ
ットの場合に0.5125Ｇｂｐｓで動作）に結合する。

【００２３】 ２つのバッファ１５２を用いて、特にＭＵＸユニット（即ち、ＭＵＸ１とＭＵ
Ｘ２）の時間領域間の再時間調整、及びクライアント装置のクロック領域を提供
するために、各方向に伝送されているデータをバッファリングする。最終的に、
ＭＵＸユニットインターフェース１５４を用いて、リンクカードを２つの合波器
ユニット１４２−１と１４２−２に結合する。

【００２４】 図５は、リンクカード１４０のより詳細な図を示す。ここで、図５の下側に位
置し、ＭＵＸユニットインターフェース１５４の方へ上向きに動作するギガビッ
トインターフェースカード（ＧＢＩＣ）１６０を初めとして説明することにする
。リンクカード１４０は、１対のＧＢＩＣ１６０を含み、ＧＢＩＣ１６０のそれ
ぞれは、リンクカード１４０を全二重ファイバチャネル又はギガビットイーサネ
ット伝送媒体１５８に結合する。クライアント装置１５９（時としてホストシス
テム又はクライアント通信チャネルとも呼ばれる）をリンクカード１４０に接続
する伝送媒体は、一般に同軸ケーブル又は光ファイバケーブルである。ＧＢＩＣ
１６０はシリアルデータストリームを送受信する。

【００２５】 データフローを首尾一貫した態様で説明するために、ＭＵＸユニット１４２か
らクライアント装置へのデータストリームは、アウトバンドデータストリームと
呼び、反対方向のデータストリームは、インバウンドデータストリームと呼ぶ。

【００２６】 ２つのＧＢＩＣ１６０のそれぞれは、Vitesse VSC7125（ファイバチャネルデ
ータストリームの場合1.0625Ｇｂｐｓで走っている）又はVitesse VSC7135（ギ
ガビットイーサネットデータストリームの場合1.25Ｇｂｐｓで走っている）のよ
うなそれぞれの並直列変換器／直並列変換器（SERDES）回路１６２により、それ
ぞれのリンクインターフェースフレームプロセッサ１６４に結合される。SERDES
１６２は、ＧＢＩＣ１６０から受信したインバウンドシリアルデータストリーム
を１０ビットパラレルデータストリームへ変換し、変換されたデータストリーム
をリンクインターフェースフレームプロセッサ１６４に伝送する。また、SERDES
１６２は、リンクインターフェースフレームプロセッサ１６４から受信した１０
ビットパラレルのアウトバンドデータストリームをシリアルデータストリームへ
変換し、変換されたデータストリームをＧＢＩＣ１６０に伝送する。

【００２７】 リンクインターフェースフレームプロセッサ１６４は、ＧＢＩＣからのインバ
ウンドデータストリームの１０ビット記号を８ビット記号へ復号し、アウトバウ
ンドフレームバッファ１６８から受信した８ビット記号を伝送に適した１０ビッ
ト記号に符号化する。また、リンクインターフェースフレームプロセッサ１６４
は、インバウンドフレームバッファ１６６及びアウトバウンドフレームバッファ
１６８の動作を制御する。

【００２８】 ＧＢＩＣ１６０、SERDES１６２、リンクインターフェースフレームプロセッサ
１６４、及び１対のインバウンド及びアウトバウンドＦＩＦＯ（先入れ先出し）
フレームバッファ１６６、１６８を含むリンクカードチャネルは、ユーザ制御の
もとで２つのモード（遠隔バッファリングの使用可能、又は使用禁止）の一方で
動作できる。遠隔バッファリングが使用禁止の場合、データフレーム及びフロー
制御基本命令は、インバウンドフレームバッファ１６６とアウトバウンドフレー
ムバッファ１６８をできる限り速く通過する。データフレーム又はフロー制御基
本命令がアウトバウンドバッファ１６８に存在するときはいつでも、それは、バ
ッファ１６８から読み出され、リンクカードチャネルを介して即座にクライアン
ト装置に渡される。クライアント装置から受信された全てのデータフレーム及び
フロー制御基本命令は、インバウンドフレームバッファ１６６に書き込まれる。

【００２９】 遠隔バッファリングが使用可能である場合、リンクインターフェースフレーム
プロセッサ１６４は、クライアント装置から受信したフロー制御基本命令を受信
して解釈し、クライアント装置によって要求される際、アウトバウンドフレーム
バッファ１６８からの読み取りを制御する。クライアント装置は、フロー制御基
本命令を用いて、アウトバウンドフレームバッファ１６８からのデータの読み取
りを制御する。遠隔バッファリングが使用可能である場合、フロー制御基本命令
は、バッファ１６６、１６８を通過しない。代わりに、フロー制御基本命令は、
リンクインターフェースフレームプロセッサ１６４により摂取される。同様に、
遠隔バッファリングが使用可能である場合、リンクインターフェースフレームプ
ロセッサ１６４は、フロー制御基本命令を生成し、インバウンドフレームバッフ
ァ１６６の満杯状態に基づいてクライアント装置に送信する。更に、遠隔バッフ
ァリングが使用可能である場合、ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１
７０は、それに接続されたリンクカードに送信されるそれ自体のフロー制御基本
命令を生成して受信する。留意すべきは、バッファ１６６、１６８は好適には、
遠隔バッファリングが使用可能である、又は使用禁止である状態で、通常の動作
においてオーバーフローしない。

【００３０】 リンクインターフェースフレームプロセッサ１６４は、アウトバウンドデータ
ストリームからの「余分な」アイドル（Idle）記号（時として、「アイドル」と
呼ばれる）を抽出し、データフレーム、及びインバウンドＦＩＦＯフレームバッ
ファ１６６のデータフレーム間の１つのアイドルのみを格納する。従って、デー
タフレーム間に２つ以上のアイドルが存在する場合、余分なアイドルはインバウ
ンドＦＩＦＯフレームバッファ１６６に格納されない。アウトバウンドデータス
トリームの場合、リンクインターフェースフレームプロセッサ１６４は、クライ
アント装置に伝送されているデータフレーム間の空間を満たすのに必要とされ得
る同じ数のアイドルを挿入する。

【００３１】 リンクインターフェースフレームプロセッサ１６４がアウトバウンドフレーム
バッファ１６８からリンク同期用文字を読み出し、アウトバウンドフレームバッ
ファ１６８が空である場合、リンク同期用ワードは、他のデータが受信されてア
ウトバウンドフレームバッファ１６８に格納されるまで、複製される。フレーム
バッファ１６６、１６８に格納された各ワードは、１対の８ビット文字、文字の
最初の対が「Ｋ」の文字であるか否かを示すためのフラグ、及び合計１８ビット
に対するパリティビットを含む。Ｋの文字は、制御に使用される特殊記号であり
、従って通常データではない。Ｋの文字の例は、アイドル、フロー制御基本命令
、及びフレームの開始とフレーム記号の終了である。

【００３２】 各フレームバッファ１６６、１６８は好適には、ファイバチャネル（ＦＣ）又
はギガビットイーサネットの数百のフレームを格納するのに十分に大きい。例え
ば、好適な実施形態において、各フレームバッファ１６６、１６８は、（ヘッダ
ー、ＣＲＣ、区切り記号をそれぞれ含む２１４８バイトからなる）２４０のフル
サイズのＦＣフレームを格納できるほど十分に大きい。この結果、リンクカード
１４０は、次の下流の装置が受け取り準備が整ったことを示したものより多い２
４０のフルサイズのファイバチャネル（ＦＣ）フレームまでクライアント装置の
各データチャネルから受け取ることができる。

【００３３】 また、リンクインターフェースプロセッサ１６４は、プロトコルの特定のフレ
ーム区切り記号、アイドルワード、及びリンク同期用文字を、光ファイバリング
ネットワーク１００の残りの部分を介して送られる包括的な同等物（generic co
unterpart）へ翻訳する。この結果、リンクインターフェースプロセッサ以外の
光ファイバリングネットワークの全てのコンポーネントの動作は、プロトコルに
無関係である態様で動作する。ファイバチャネルリンクカードの場合、リンクイ
ンターフェースプロセッサは、４バイトのアイドル、及びリンク同期用ワードを
２バイトの包括的なバージョンへ翻訳し、それはインバウンドフレームバッファ
１６６に書き込まれる。同様に、これらの記号の２バイトの包括的なバージョン
がアウトバウンドフレームバッファ１６８から読み出される場合、それらは４バ
イトの境界にデータフレームを位置合わせする必要に応じてアウトバウンドフレ
ームバッファの読み出しが休止されながら、４バイトのファイバチャネルのバー
ジョンに戻される。

【００３４】 ＭＵＸユニットインターフェース１５４は、フレームバッファ１６６、１６８
とＭＵＸユニット１４２（図３のＭＵＸ１とＭＵＸ２）との間のデータの流れを
制御するＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０を含む。また、ＭＵ
Ｘインターフェースフレームプロセッサ１７０は、ＭＵＸ１とＭＵＸ２から受信
した２つのデータストリームの１０ビットの記号を８ビットの記号へ復号し、フ
レームバッファ１６８から受信した８ビットの記号を、光ファイバケーブルを介
した伝送に適した１０ビットの記号へ符号化する。

【００３５】 ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０は、以下のようにフロー制
御を処理する。遠隔バッファリングが使用禁止の場合、ＭＵＸインターフェース
フレームプロセッサ１７０により、データフレーム及びフロー制御基本命令が、
できる限り速くインバウンドフレームバッファ１６６とアウトバウンドフレーム
バッファ１６８を通過する。リンクカードチャネルがＦＣモードである場合、Ｍ
ＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０は、バッファアンダーラン状態
を避けるためにＭＵＸ１４２にフレームを伝送し始める前に、ＦＣフレームの十
分な量（即ち、所定量）を収集するためにインバウンドフレームバッファ１６６
を待つ必要がある。これは、ＭＵＸユニットインターフェース１５４が常に１．
２５Ｇｂｐｓで動作し、ＦＣリンクインターフェースが1.0625Ｇｂｐｓで動作す
るからである。ＦＣモードでアンダーラン状態を避けるため、ＭＵＸインターフ
ェースプロセッサ１７０は、フレーム読み出しを開始する前にＦＣフレームの少
なくとも３８４バイトがインバウンドＦＩＦＯバッファ１６６に存在するまで、
又はフレームの長さが３８４バイトより短い場合に多くの時間がケースを処理す
るのに経過するまで、待つ。ギガビットイーサネットの場合、クライアント装置
とＭＵＸユニットインターフェース１５４のクロック速度が一致しているので、
バッファからのフレーム読み出しを開始する前に待つ必要はない。

【００３６】 リンクカードチャネルが遠隔バッファリング使用可能状態である場合、ＭＵＸ
インターフェースフレームプロセッサ１７０は、そのチャネル用のリンクインタ
ーフェースフレームプロセッサ１６４を用いてフロー制御プロトコルを実行する
。例えば、アウトバウンドフレームバッファ１６８が書き込みを開始する場合、
この状態がＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０により検出され、
そのプロセッサ１７０は、（送信中のクライアント装置に接続された）「送信中
のリンクカード」のＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０にフロー
制御信号を送信することにより応答し、次いで送信中のリンクカードのプロセッ
サ１７０は、光ファイバネットワークを介してフレームを送信することを停止し
、送信中のリンクカードのインバウンドフレームバッファ１６６にそれらを残す
。ひとたびアウトバウンドフレームバッファ１６８がクリアリングを開始すれば
（即ち、受信中のクライアント装置がアウトバウンドフレームバッファの満杯状
態を所定レベル以下にするのに十分なフレームを受け取り）、送信中、及び受信
中のリンクカードのＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０は、フロ
ー制御メッセージを（フロー制御基本命令を用いて）交換し、データフレームが
再度流れ始めることを可能にする。

【００３７】 リンク同期用文字が受信される場合、それらのうちの１つだけがインバウンド
ＦＩＦＯフレームバッファ１６６に格納される。ＭＵＸインターフェースフレー
ムプロセッサ１７０は、インバウンドＦＩＦＯフレームバッファ１６６からデー
タを読み出す際、下流に送信されるデータストリームを満たすのに必要とされる
回数だけリンク同期用文字、及び／又はアイドルを複製する。

【００３８】 ＭＵＸユニットインターフェース１５４は、インバウンドフレームバッファ１
６６からデータを引き出し、それをＭＵＸユニット１４２へ、ＭＵＸユニット１
４２がデータを受け取ることができ、かつ送信されるべきデータがインバウンド
フレームバッファ１６６に存在する間に固定速度で送信する。アウトバウンド方
向において、ＭＵＸユニットインターフェースは、アウトバウンドフレームバッ
ファ１６８が少なくとも１つの追加のフルサイズフレーム（例えば、ギガビット
イーサネットフレーム用の３２ｋバイト）を格納するためのメモリ空間を有する
限り、ＭＵＸユニット１４２からのデータを受け取り、ひとたびアウトバウンド
フレームバッファ１６８がその所定の満杯状態のマークを渡せば、ＭＵＸユニッ
ト１４２からのデータ（即ち、データの新たなフレーム）の受け取りを停止する
。

【００３９】 ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０は、Vitesse VSC7135のよ
うなそれぞれの並直列変換器／直並列変換器（SERDES）回路１７４によって、２
つの合波器ＭＵＸ１とＭＵＸ２（１４２）のそれぞれに結合される。SERDES１７
４は、合波器１４２からのシリアルデータストリームを、ＭＵＸインターフェー
スフレームプロセッサ１７０に伝送される１０ビットのパラレルデータストリー
ムへ変換し、ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０から受信された
１０ビットのパラレルデータストリームを、ＭＵＸユニット１４２の１つへ伝送
されるシリアルデータストリームへ変換する。

【００４０】 好適な実施形態において、ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０
は、クライアント装置インターフェース０からのデータをＭＵＸ（即ち、ＭＵＸ
１又はＭＵＸ２）の１つへ、及びそのようなＭＵＸからのデータをクライアント
装置インターフェース０へ経路指定するために、ユーザによって静的に構成され
る。そして、クライアント装置インターフェース１のデータは、クライアント装
置インターフェース０によって使用されない他のＭＵＸ（１４２）に対して経路
指定される。

【００４１】 代替の実施形態または好適な実施形態の代替の構成において、ＭＵＸインター
フェースフレームプロセッサ１７０は、双方のクライアントインターフェース１
５９からのフレームを同じＭＵＸ１４２に経路指定するように構成され、フレー
ムは、リンクの他端における適切なクライアント装置インターフェースを介して
適切なクライアント装置へ送出され得るように、特にタグ付けされる。元の経路
においてハードウェアコンポーネントの故障が存在する場合、他のＭＵＸ１４２
がフェイルオーバに使用される。双方の装置インターフェース１５９からのフレ
ームを同じＭＵＸに経路指定することは、リンクインターフェースフレームプロ
セッサ１６４によりフレームが圧縮される場合（即ち、リンクインターフェース
フレームプロセッサ１６４がデータ圧縮回路要素を含む）、特に有用である。

【００４２】 また、各リンクカード１４０は、リンクカード１４０の動作を制御するための
、具体的には、リンクカード１４０を介したデータ経路を構成するための、及び
電源投入時、リセット時、又はシステムのデータチャネル構成においてリンクカ
ード１４０を介したデータ経路を変更する変更時にリンクカード１４０を初期化
するためのＣＰＵ又はコントローラ１８０を含む。

【００４３】 幾つかの好適な実施形態において、リンクインターフェースフレームプロセッ
サ１６４は、データ圧縮及び圧縮解除機能、所定のデータ圧縮を用いたアウトバ
ウンドデータストリームの圧縮、及び対応する圧縮解除方法を用いたインバウン
ドデータストリームの圧縮解除を行う。多数の適切なデータ圧縮方法が当業者に
良く知られており、従ってここでは説明しない。データ圧縮方法を用いることに
より、平均で少なくとも２：１のデータ圧縮が達成され、システムの帯域幅を２
倍にすることができる。

【００４４】 ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ 図６は、ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０のブロック図を示
す。ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０は、１対のＦＩＦＯ読み
出し回路１８１を含み、インターフェース０のインバウンドＦＩＦＯに第１のＦ
ＩＦＯ読み出しブロック１８１−１が設けられ、インバウンドインターフェース
１に第２のＦＩＦＯ読み出しブロック１８１−２が設けられる。各ＦＩＦＯ読み
出し回路１８１−１、１８１−２は、対応するインバウンドＦＩＦＯフレームバ
ッファ１６６（図５）の読み出しを制御するために構成される。バッファ１６６
に何もない場合（即ち、パケットがない、及びアイドル又はリンク初期化基本命
令以外の他のデータがない）、ＦＩＦＯ読み出し回路は、最後に読み出されたリ
ンク初期化ワード又はアイドルワードを繰り返して出力する。また、各ＦＩＦＯ
読み出し回路１８１−１、１８１−２は、対応する帯域内（Inband）Ｔｘ回路１
８５−１又は１８５−２が待ち状態要求を処理している場合、又は対応するＲｘ
クレジットロジックがイネーブルにされて使用可能なクレジット（credit）が存
在しない場合、その対応するインバウンドＦＩＦＯ１６６からの読み出しを延ば
す。ＦＣモードにおいて、ＦＩＦＯ読み出し回路１８１は、（既に上述したよう
に）アンダーランが発生しないことを確実にするためにフレームの十分な量が供
給されるまで、インバウンドＦＩＦＯからのパケット読み出しを遅らせる。

【００４５】 ＦＩＦＯ読み出し回路１８１−１、１８１−２の対は、インターフェース０が
ＭＵＸ１又はＭＵＸ２に静的に接続され、かつインターフェース１が他のＭＵＸ
に接続されることを可能にするように構成された１対の合波器１８３−１、１８
３−２に結合される。前に示されたように、このＭＵＸの構成は、例えば、フェ
イルオーバ中に双方のクライアント装置インターフェースからのデータストリー
ムが混合され、単一のＭＵＸ１４２（ＭＵＸ１又はＭＵＸ２）を介して経路指定
されることを可能にするように、向上され得る。

【００４６】 各ＭＵＸに続いて、ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０は、一
連の回路ブロック、即ち、帯域内Ｔｘ回路１８５、Ｔｘクレジット回路１８６、
及び８ビット／１０ビットエンコーダ１８７も含む。

【００４７】 各帯域内Ｔｘ回路１８５は、オンボードＣＰＵ１８０が送信したい待ち状態の
帯域内フレームを保持するためのレジスタ、及びＦＩＦＯ読み出し回路１８１が
ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサを介して伝送されている帯域内フレ
ーム間にギャップのあることを通知する際に帯域内フレームを送信するための調
停ロジックを含む。帯域内フレームは、周期的にリンクカード１４０により伝送
される。帯域内フレームは、受信中のリンクカードの帯域内Ｒｘ回路１８９によ
りデータストリームから除去され、受信中のリンクカードは受信した帯域内フレ
ームを、処理するためにそのリンクカードのローカルＣＰＵ／コントローラ１８
０に送る。このようにして、通信チャネルの２つの端部にある２つのリンクカー
ド上のＣＰＵ１８０は、チャネルの機能を調べるために、及びユーザの設定を連
係して働かせるなどのために（即ち、遠隔バッファリングが使用可能であるか、
又は使用禁止であるか、同じであるかを示すユーザ設定を含むユーザ設定を確実
にするために）メッセージを前後に（即ち、帯域内フレームで）送ることができ
る。

【００４８】 各Ｔｘクレジット回路ブロック１８６は、遠隔バッファリングが使用可能であ
り、追加のパケットを格納するためにアウトバウンドフレームバッファ１６８に
メモリ空間が存在する場合に、全ての前に送信されたリンククレジットワードを
考慮しながら、アイドルの代わりにリンクの上へリンククレジットワードを挿入
するように構成される。

【００４９】 各８ビット／１０ビットエンコーダ１８７は、１６個のデータビット及びＦＩ
ＦＯから読み出された１ビットのＫの文字フラグを２つの１０ビット文字へ符号
化し、結果として生じた２０ビットワードをSERDES１７４に送信するように構成
される。

【００５０】 ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０のデータ受信回路要素は、
各受信チャネル用の３つの回路ブロック、即ちＲｘデータ経路回路１９１、Ｒｘ
クレジット回路１９０、及び帯域内Ｒｘ回路１８９のカスケードチェーンを含む
。Ｒｘデータ経路回路１９１−１は、ＭＵＸ１とＭＵＸ２のＴＤＭの平滑器（sm
oother）のＲｘデータ経路回路１９１と実質的に同じであり、図１１に関連して
後述される。Ｒｘクレジット回路１９０は、遠隔バッファリングが使用可能であ
る場合に、リンククレジットワードをデータストリームから、及び係るリンクク
レジットワードのそれぞれを利用可能な記憶クレジットに追加するために取り除
く。Ｒｘクレジット回路１９０により累積された記憶クレジットは、対応するＦ
ＩＦＯ読み取り回路１８１がそのインバウンドＦＩＦＯから幾つのデータフレー
ムを読み出すことができるか、及びチャネルの他の側のリンクカードにチャネル
をおろすことができるかを示す。上に示したように、Ｒｘ帯域内回路１８９は、
データストリームから帯域内フレームを取り除き、リンクカードのローカルＣＰ
Ｕ１８０により読み出されるためにそれらを格納する。

【００５１】 １対のアウトバウンド合波器１８４−１と１８４−２は、ＭＵＸ１がクライア
ント装置インターフェース０又はインターフェース１に静的に接続されることを
可能にし、かつＭＵＸ２が他のインターフェースに接続されることを可能にする
ように構成される。上に示したように、このＭＵＸの構成は、双方のクライアン
ト装置インターフェースからのデータストリームが混合され、単一のＭＵＸ１４
２（ＭＵＸ１又はＭＵＸ２）を介して経路指定されることを可能にするように向
上され得る。

【００５２】 各合波器１８４の出力は、ＦＩＦＯ書き込み回路１８２に送られ、そのＦＩＦ
Ｏ書き込み回路１８２は、受信したフレームをアウトバウンドＦＩＦＯフレーム
バッファ１６８（図５）に書き込み、リンク初期化ワード及びアイドルがデータ
ストリームの直前のワードと異なる場合、それらをバッファ１６８にも書き込む
。

【００５３】 ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサ１７０は、状態及び制御レジスタ
１９２を更に含み、状態及び制御レジスタ１９２は、ＭＵＸインターフェースフ
レームプロセッサを監視して制御するためにリンクカードのローカルＣＰＵ１８
０により、読み出し可能、及び／又は書き込み可能である１組のレジスタである
。

【００５４】 リンクインターフェースフレームプロセッサ 好適な実施形態において、各通信チャネルは、ファイバチャネル（ＦＣ）モー
ド又はギガビットイーサネット（ＧＥ）モードである。より多くのプロトコルが
一般に使用されるにつれて、係るモードの数は増大している。リンクインターフ
ェースフレームプロセッサ１６４（図５）の異なるバージョンが、各モードでデ
ータを送受信するクライアント装置と使用するために設けられる。図７に示され
たＦＣリンクインターフェースフレームプロセッサが、ＦＣモードのために設け
られ、図８に示したＧＥリンクインターフェースフレームプロセッサがＧＥモー
ドのために設けられる。

【００５５】 ＦＣリンクインターフェースフレームプロセッサ ここで、図７を参照すると、ＦＣリンクインターフェースフレームプロセッサ
１６４−１は、ＭＵＸインターフェースフレームプロセッサのＭＵＸ ＴＤＭ平
滑器に使用されるＲｘデータ経路回路（図１１に関連して後述される）と実質的
に類似しているＦＣ Ｒｘデータ経路回路１９３−１を含む。しかしながら、Ｒ
ｘデータ経路回路１９３−１は、そのフロントエンドに追加のロジックを有し、
文字ＦＣアイドル及びリンク初期化ワードの４つを所定の２つの包括的な文字の
同等物に変換する。これらの同等物の記号は、光ファイバリングネットワークの
内部（即ち、リンクカード１４０、ＭＵＸ１４２、及び光ファイバケーブル内）
のみで使用される。

【００５６】 ＦＣリンクインターフェースフレームプロセッサ１６４−１は、更に以下のこ
とを含む。即ち、 ・遠隔バッファリングが使用可能である場合、リンククレジットワード（RRDY）
をデータストリームから、及び係るリンククレジットワードのそれぞれを利用可
能な記憶クレジットに追加するために取り除く、Ｒｘクレジット回路１９４−１
。 ・受信したフレームをインバウンドＦＩＦＯフレームバッファ１６６（図５）に
書き込み、リンク初期化ワード及びアイドルがデータストリームの直前のワード
と異なる場合にそれらをＦＩＦＯに書き込む、ＦＩＦＯ書き込み回路１９５−１
。 ・アウトバウンドフレームバッファ１６８（図５）からのデータフレームの読み
出しを制御するＦＩＦＯ読み出し回路２００−１。アウトバウンドＦＩＦＯフレ
ームバッファに何もない場合、ＦＩＦＯ読み出し２００−１は、最後に読み出さ
れたリンク初期化ワード又はアイドルワードを繰り返し出力する。遠隔バッファ
リングが使用可能である場合に、ＦＩＦＯ読み出し回路は、データフレームクレ
ジットが使用できない際にＦＩＦＯからのデータフレーム読み出しを延ばす。 ・２文字の包括的なアイドルとリンク初期化ワードをそれらの標準的な４文字の
同等物に変換する、ＦＣ変換回路１９９−１に対するリング。 ・遠隔バッファリングが使用可能であり、追加のデータフレームを格納するため
にインバウンドＦＩＦＯフレームバッファ１６６にメモリ空間が存在する場合に
、前に送信されたリンククレジットワードを考慮しながら、アイドルの代わりに
リンクの上へリンククレジットワードを挿入する、Ｔｘクレジット回路１９８−
１（詳細について遠隔バッファリングに関するセクションを参照）。 ・１６個のデータビット及びアウトバウンドＦＩＦＯフレームバッファから読み
出された１ビットのＫの文字フラグを２つの１０ビット文字へ符号化し、結果と
して生じた２０ビットワードをSERDES１６２（図５）に送る、８ビット／１０ビ
ットエンコーダ１９７−１。 ・１つのファイバチャネルリンク上の統計データを維持するロジックを含むＦＣ
統計回路１９６−１。動作の幾つかのモードをサポートし、ユーザに例えば、パ
ケット数、エラー数、Ｋの文字の様々な特定タイプの数などの詳細な特定情報を
提供する。 ・リンクインターフェースフレームプロセッサ１６４−１を監視して制御するた
めにリンクカードのローカルＣＰＵ１８０によって、読み取り可能、及び／又は
書き込み可能である１組のレジスタである、状態および制御レジスタ２０１−１
。

【００５７】 ＧＥリンクインターフェースフレームプロセッサ 図８を参照すると、ＧＥリンクインターフェースフレームプロセッサ１６４−
２は、ギガビットイーサネットを用いてクライアント装置を光ファイバネットワ
ークに結合するリンクカード上で使用される。ＧＥ／ＩＦＰ１６４−２は、ＭＵ
ＸインターフェースフレームプロセッサのＭＵＸ ＴＤＭ平滑器で使用されるＲ
ｘデータ経路回路（図１１に関連して後述される）に実質的に類似したＦＣ Ｇ
Ｅデータ経路回路を含む。しかしながら、Ｒｘデータ経路回路１９３−１は、そ
のフロントエンドにおいて追加のロジックを有し、ＧＥアイドルワードを所定の
２個の包括的な同等物に変換する。更に、区切り記号のフレーム指示ギガビット
イーサネットフレームは、一般的なフォーマットに修正される。これらの同等物
の記号は、光ファイバリングネットワークの内部（即ち、リンクカード１４０、
ＭＵＸ１４２、及び光ファイバケーブル内）のみで使用される。

【００５８】 ＧＥリンクインターフェースフレームプロセッサ１６４−２は更に以下のもの
を含む。即ち、 ・遠隔バッファリングが使用可能である場合、休止（Pause）フレームをデータ
ストリームから取り除き、リンクカードの内部で休止タイマを始動する、Ｒｘ休
止ロジック回路１９４−２。 ・受信したフレームをインバウンドＦＩＦＯフレームバッファ１６６（図５）に
書き込み、リンク初期化ワード及びアイドルがデータストリームの直前のワード
と異なる場合にそれらをＦＩＦＯ１６６に書き込む、ＦＩＦＯ書き込み回路１９
５−１。 ・アウトバウンドフレームバッファ１６８（図５）からのデータフレームの読み
出しを制御するＦＩＦＯ読み出し回路２００−１。アウトバウンドフレームバッ
ファに何もない場合、ＦＩＦＯ読み出し回路２００−１は、最後に読み出された
リンク初期化ワード又はアイドルワードを繰り返して出力する。（遠隔バッファ
リングと連係して使用される）Ｒｘ休止ロジックがイネーブルにされる場合、Ｆ
ＩＦＯ読み出し回路は、Ｒｘ休止ロジック回路１９４−２が伝送を休止すべきで
あることを示す際にＦＩＦＯからのデータストリームの読み出しを延ばす。 ・２文字の包括的なアイドルをギガビットイーサネットアイドルワードへ変換し
、包括的なフレーム区切り記号をギガビットイーサネットのフレーム区切り記号
へ戻す、ＧＥ変換回路１９９−２に対するリング。 ・遠隔バッファリングが使用可能であり、インバウンドＦＩＦＯフレームバッフ
ァ１６６が少なくとも半分は満杯である場合、Ｔｘ休止回路１９８−２は休止フ
レームを生成してアウトバウンドデータストリームへ挿入する。休止フレームを
生成するためのＦＩＦＯ満杯状態しきい値レベルは、他の実施形態において異な
る。詳細については、以下の遠隔バッファリングに関する説明を参照されたい。
・１６個のデータビット及びアウトバウンドＦＩＦＯフレームバッファ１６８（
図５）から読み出された１ビットのＫの文字フラグを２つの１０ビット文字へ符
号化し、結果として生じた２０ビットワードをSERDES１６２（図５）へ送る、８
ビット／１０ビットエンコーダ１９７−２。 ・１つのギガビットイーサネットチャネルリンク上で統計データを維持するため
のロジックを含むＧＥ統計回路１９６−２。動作の幾つかのモードをサポートし
、ユーザに例えば、パケットの数、エラーの数、Ｋの文字の様々な特定タイプの
数などの詳細なプロトコルの特定情報を提供する。 ・リンクインターフェースフレームプロセッサ１６４−２を監視して制御するた
めにリンクカードのローカルＣＰＵ１８０によって、読み取り可能、及び／又は
書き込み可能である１組のレジスタである、状態および制御レジスタ２０１−２
。

【００５９】 合波器ユニット 図９を参照すると、各ＭＵＸユニットは、１対の波長分割合波器および分波器
回路（ＷＤＭ）２０２−１、２０２−２を含み、WDM２０２−１、２０２−２の
それぞれは、一端で、例えばＯＬ１２−１、及びＯＬ１３−１のようなそれぞれ
の光ファイバケーブルセグメントに結合される。ＷＤＭ２０２−１、２０２−２
のそれぞれは、受信用の光信号受信器、及び第２の光波長で信号を送信するため
の光信号送信器を含む。より具体的には、好適な実施形態において、第１のＷＤ
Ｍ２０２−１は、第２のＷＤＭ２０２−２が受信する同じ光波長λ１で送信し、
第２のＷＤＭ２０２−２が送信する同じ光波長λ２で受信する。代替の実施形態
において、各ＭＵＸユニット１４２は８チャネルを介して４つの波長を処理する
ように構成される。４つの波長、即ち８チャネルカードは、図９に示された４チ
ャネルＭＵＸの２つの波長に比較して、SERDES２０８、ＴＤＭ／平滑器２０６、
及びSERDES２０４回路の２倍の数を有する。次いで、２つのSERDES２０４が、そ
のファイバ１／ＷＤＭ及びファイバ２／ＷＤＭ回路のそれぞれに結合される。そ
して、ファイバ１／ＷＤＭは、λ１とλ３の波長で送信し、λ２とλ４の波長で
受信する。ファイバ２／ＷＤＭはλ２とλ４の波長で送信し、λ１とλ３の波長
で受信する。

【００６０】 好適な実施形態において、ＷＤＭ２０２−１、２０２−２により送受信される
データ信号のそれぞれは、光の側、及び電気的な（内部）側の双方で、２．５Ｇ
ｂｐｓのシリアルデータ信号である。他の実施形態において、５．０Ｇｂｐｓ、
１０Ｇｂｐｓのような他のデータ伝送速度を用いることができる。

【００６１】 各ＷＤＭ２０２は、（２．５Ｇｂｐｓで走るデータストリーム用の）Vitesse
VSC7146のような、それぞれの並直列変換器／直並列変換器（SERDES）回路２０
４により、時分割合波器および平滑化回路（ＴＤＭ平滑器）２０６に結合される
。各SERDES２０４は、そのそれぞれのＷＤＭ２０２からの２．５Ｇｂｐｓのシリ
アルデータストリームを、それに結合されたＴＤＭ平滑器２０６に送信される２
０ビットパラレルデータストリームへ変換し、ＴＤＭ平滑器２０６から受信され
た２０ビットパラレルデータストリームを、ＷＤＭ２０２に送信されるシリアル
データストリームへ変換する。

【００６２】 ＴＤＭ平滑器２０６は、多数の機能を実行し、その機能には、クロック領域間
の信号の再時間調整をすること、２つの１．２５Ｇｂｐｓチャネルからのデータ
ストリームを２．５Ｇｂｐｓデータストリームへ多重化すること、及び２．５Ｇ
ｂｐｓデータストリームからのデータストリームを２つの１．２５Ｇｂｐｓチャ
ネルへ多重分離することが含まれる。ＴＤＭ平滑器２０６は、図１０と図１１に
関連して、より詳細に後述する。

【００６３】 依然として図９を参照すると、ＴＤＭ平滑器２０６は内部的に２０ビットパラ
レルデータストリームを使用する。そのチャネルＡＢインターフェース（ＷＤＭ
２０２に結合される）上で、それは２０ビットパラレルデータストリームを出力
して受信する。交差点スイッチ２１０に結合されるチャネルＡとチャネルＢイン
ターフェース上で、ＴＤＭは１０ビットのパラレルデータストリームを出力する
。Vitesse VSC7135のような１対のSERDES回路２０８が、各ＴＤＭのスイッチ側
に結合され、スイッチ側ＴＤＭインターフェースからの、及びそれに行く１０ビ
ットの１２５ＭＨｚデータストリームを、交差点スイッチ２１０に対して送受信
される１．２５ＧＨｚ（即ち、１．２５Ｇｂｐｓ）のシリアルデータ信号へ変換
する。好適な実施形態において、交差点スイッチ２１０は、Triquint TQ8017
１．２５Ｇｂｐｓの１６×１６デジタル交差点スイッチのような、１６×１６の
交差点スイッチである。各ＭＵＸユニット１４２に１つの交差点スイッチ２１０
が存在する。

【００６４】 各光ファイバケーブルからＭＵＸユニット１４２によって受信される２．５Ｇ
ｂｐｓの信号は、２つの１．２５Ｇｂｐｓデータ信号を含み、次いで１．２５Ｇ
ｂｐｓの信号は２つ以上の論理信号へ細分され得る。各１．２５Ｇｂｐｓデータ
信号は、独立した論理チャネルであるとみなされ、係るそれぞれのチャネルはＦ
Ｃチャネル又はＧＥチャネルとすることができる。単一の光ファイバケーブル上
の２つのデータチャネルは、２つのＦＣチャネル、２つのＧＥチャネル、又は１
つのＦＣチャネルと１つのＧＥチャネルとすることができる。ＦＣ及びＧＥデー
タストリームの双方は、独立したプロトコルである包括的なデータストリームへ
変換されるため、各２．５Ｇｂｐｓ信号内の２つのデータチャネルは、基礎をな
すデータストリームの任意の組み合わせとすることができる。

【００６５】 全１．２５Ｇｂｐｓデータ信号が、ネットワークノードにより次のネットワー
クノードへ送信されるべきである場合、そのデータストリームは、第１の光ファ
イバケーブルからＷＤＭ２０２とＴＤＭ平滑器２０６を介して交差点スイッチポ
ートへ上方に、交差点スイッチを介して第２のスイッチポートへ、他のＴＤＭ平
滑器２０６とその合波器ユニットのＷＤＭ２０２を介して下方に、次のネットワ
ークノードに伝送するための第２の光ファイバケーブル上へ戻るように経路指定
される。

【００６６】 各合波器ユニット１４２は、スイッチ２１０を構成するための、及びＴＤＭ平
滑器２０６とＷＤＭ２０２の状態を追跡するためのＣＰＵ又はコントローラ２１
２を含む。

【００６７】 ＴＤＭ平滑器回路 図１０は、ＴＤＭ平滑器回路２０６のより詳細な図を示す。図の左側は、ＴＤ
Ｍ平滑器２０６とSERDES回路２０８（図９）との間のスイッチ側インターフェー
スを表し、図の右側は、ＴＤＭとSERDES回路（図９）との間のＷＤＭ側インター
フェースを表す。ＴＤＭ平滑器２０６を介したインバウンドデータ経路は、チャ
ネルＡとチャネルＢのＲｘデータストリームを組み合わせられたチャネルＡＢの
Ｔｘデータストリームへ変換し、ＴＤＭ平滑器２０６介したアウトバウンドデー
タ経路は、ＷＤＭ回路から受信されたチャネルＡＢのＲｘデータストリームを１
対のチャネルＡとチャネルＢのＲｘデータストリームへ変換する。

【００６８】 ＴＤＭ平滑器２０６の動作を説明するために、幾つかの背景情報が必要である
。リンク合波器１０６（図３）のリンクカード１４０によって受信される信号の
プロトコルに関係なく、入力データは、「カプセル封じされた」データ（即ち、
特殊な開始、及び終了フレーム文字によって囲まれた）のフレームを有する１．
２５Ｇｂｐｓストリームへリンクカードによって変換される。リンク合波器を介
して伝送されるデータの各フレームは、特殊な２０ビットカプセル封じ文字で始
まって終了する。更に、リンク合波器は、リンクカード間に２０ビットのフロー
制御文字を送信し、リンクカードのＦＩＦＯフレームバッファ間のフレームの流
れを停止しし、開始する。

【００６９】 各々が１０ビットであるデータ文字は、リンク合波器を介して２０ビットの塊
（chunk）で２個ずつ送信される。従って、データ及び制御文字の双方に対する
リンク合波器の伝送の基本単位は、２０ビット長である。

【００７０】 好適な実施形態のリンク合波器で使用される好適な２０ビット制御文字の組は
、以下に制限されないが、次のものを含む。即ち、 ・フレームカプセル封じ文字（フレームの開始と終了）。 ・フロー制御文字（追加フレームを受け取る準備）。 ・リンク合波器１０６を介したデータ経路を確立するために使用されるリンク初
期化文字。 ・フレームの中間に無効なワードの存在を示すために使用される「内部違反（In
ternal Violation）」（ＶＩＯ）文字。 ・同期の欠如を示すために使用される「内部動作不能シーケンス（Internal Not
Operational Sequence）」（ＮＯＳ）文字。 ・リンク合波器の任意の通信チャネルを介して伝送されるべきデータ又は他の文
字が存在しないときはいつでも伝送される、アイドル文字。

【００７１】 リンク合波器で使用される特殊２０ビット文字のそれぞれは、１０ビット文字
の特定コードが後続する所定のＫ２８．５ １０ビット文字からなる。Ｋ２８．
５文字は、データ文字に対立するものとして制御文字を表すために、ファイバチ
ャネル及びギガビットイーサネットで最も一般的に使用される「特殊」文字であ
る。それは、受信されたビットストリームをワードの境界に位置合わせするため
の非直列化回路により使用される所定の「カンマ」ビットパターン（「0011111
」）を有するため、理想的な文字である。

【００７２】 また、Ｋ２８．１文字と呼ばれる別の特殊文字は、カンマビットパターンを含
む。光ファイバケーブルを介した伝送のために２つ以上のデータストリームを組
み合わせる場合、リンク合波器は、データストリームの第１のストリームのＫ２
８．５文字の全てをＫ２８．１文字に置き換えることによりデータストリームの
第１のストリームをマーキングし、それにより受信中の装置が、異なる論理デー
タストリームを受信された物理データストリームから分離して取り出し、受信さ
れた物理データストリームと異なる論理データを適切に識別することが可能にな
る。

【００７３】 ２つのインバウンドデータ経路のそれぞれは、毎秒１０ビット文字を格納する
ラッチ２３０から始まり、次いで２０ビット文字を形成するようにすぐ後に続く
１０ビット文字と組み合わせられる。２０ビット文字は、Ｒｘデータ経路回路２
３２−１又は２３２−２を介して時分割合波器（ＴＤＭ）２３４に伝送される。
Ｒｘデータ経路回路２３２は、図１２に関連してより詳細に後述される。

【００７４】 ＴＤＭ２３４は、厳密交番を用いてチャネルＡとチャネルＢのデータストリー
ムを組み合わせる。即ち、それは、チャネルＡからの２０ビット文字の伝送とチ
ャネルＢからの２０ビット文字との交互になる。例えば、偶数番号のクロックサ
イクルでチャネルＡデータが伝送のためにＴＤＭ２３４により選択され、奇数番
号のクロックサイクルでチャネルＢデータが伝送のためにＴＤＭ２３４により選
択される。

【００７５】 受信端の装置が、どのサイクルが偶数サイクルであり、どれが奇数サイクルで
あるかを知るために、ＴＤＭ２３４は、チャネルＡのＫ２８．５文字の全てをＫ
２８．１文字と置き換える。代替の実施形態において、多数の論理チャネル（チ
ャネルＡ〜チャネルｎ）が、光ファイバケーブルを介した伝送用の単一信号へと
ＴＤＭ２３４により組み合わせられる場合、ＴＤＭ２３４は、論理チャネルの第
１のチャネルのＫ２８．５文字をＫ２８．１文字と置き換えることにより論理チ
ャネルの第１のチャネルをマーキングし、それにより受信中の装置が受信した信
号内の全論理チャネルを識別することが可能になる。他の論理チャネルの全ての
Ｋ２８．５文字は、変更されないままである。

【００７６】 システムの全てのリンク合波器１０６が同一の合波器ユニットを使用するため
、光ファイバケーブルセグメントを介して伝送される全データストリームは、各
データストリーム内の第１のサブチャネルと同じデータストリームの他のサブチ
ャネルとを区別するために同じマーキング方式を使用する。２０ビットデータス
トリームが「盲目的に」組み合わせられるため、２つの本質的に異なる２０ビッ
ト文字間の境界をまたぐ「誤りのカンマ」が存在する可能性がある。この結果、
リンクカード及び合波器ユニットのSERDES回路は、SERDES回路が誤りのカンマで
受信したビットストリームを偶発的に再位置合わせすることを防止するように、
リンク初期化中を除いて、それらの「カンマ検出」モードの使用禁止状態で動作
させられる。

【００７７】 ＴＤＭ平滑器２０６内のインバウンドデータ経路において、時分割分波器（Ｔ
ＤＤＭ）２４０は、２０ビットの１２５ＭＨｚ信号を受信する。受信された信号
は、交番する２０ビット文字の形態で２つの論理サブチャネルを包含する。ＴＤ
ＤＭ２４０は受信した信号を検査して、（Ａ）信号の２０ビットワードの境界を
探索し、（Ｂ）どの論理サブチャネルがＫ２８．１文字を有するか、従ってどの
論理サブチャネルがチャネルＡであるかを判定する。ＴＤＤＭ２４０は、第１の
サブチャネルからの２０ビット文字を、第１のＲｘデータ経路回路２３２−３を
介して第１の出力バッファ２４４−１に伝送し、第２のサブチャネル用の２０ビ
ット文字を、第２のＲｘデータ経路回路２３２−４を介して第２の出力バッファ
２４４−２に伝送する。それぞれの出力バッファ２４４は、受信した２０ビット
の６２．５ＭＨｚデータ信号のストリームを１０ビット文字の１２５ＭＨｚスト
リームへ変換する。

【００７８】 Ｒｘデータ経路回路２３２のそれぞれは、２０ビット記号のストリームを受信
するが、１８ビット記号のデータストリームを出力する。その１８ビット記号の
データストリームのそれぞれは、１６ビットのデータ、最初の８ビットが「Ｋ文
字」として符号化されなければならないかを示すための１つのフラグ、及びデー
タワードが有効か無効かを示すための有効ビットを含む。次いで、これらの１８
ビットは、それぞれの８ビット／１０ビットエンコーダ２４２により符号化され
る。

【００７９】 Ｒｘデータ経路回路内のチャネルＡデータ経路回路は、特殊帯域内制御フレー
ムをアイドル時間中にデータストリームへ挿入するための帯域内Ｔｘ回路２４６
も有する。制御情報は、光ファイバネットワークの単一コンピュータシステム又
は単一のノードコントローラにより、光ファイバネットワークのリンクカード及
び合波器ユニットのコントローラに分配され得る。ＭＵＸユニット１４２の制御
ＣＰＵ２１２（及びリンクカード１４０の制御ＣＰＵ１８０）を有することによ
りそれぞれと通信するネットワークシステム内のコントローラは、これらの帯域
内フレームを送信する。制御ＣＰＵ２１２は、帯域内Ｔｘ回路２４６内の６４バ
イトレジスタにフレームを書き込む。次いで、制御ＣＰＵは、フレームが進行す
る準備の整ったことをハードウェアに知らせるためのフラグを書き込む。Ｒｘデ
ータ経路２３２−１が、（より詳細に後述されるように）制御フレームを挿入す
るための十分なアイドル空間があることを示す場合、帯域内Ｔｘ回路２４６が、
フレーム区切りの特殊開始記号でアイドルの代わりにデータ経路の上へ制御フレ
ームを挿入する。

【００８０】 光ファイバケーブルを介した伝送後、帯域内制御フレームが別のＭＵＸユニッ
トに到着した場合、帯域内Ｒｘ回路２４８は、フレーム区切りの特殊開始記号を
検出し、６４バイトのフレームデータを、（状態および制御レジスタ２５４に含
まれる）８個のＲｘバッファのうちの隣のＲｘバッファへ格納する。帯域内Ｒｘ
回路２４８は、帯域内制御フレームデータの代わりにアイドルを、後続の８ビッ
ト／１０ビットエンコーダ２４２−３に伝える。ひとたび帯域内フレームの全て
が受信されれば、帯域内Ｒｘ回路は、フレームが使用中であるとして書き込まれ
たＲｘバッファをマーキングし、帯域内制御フレームが利用可能であることを制
御ＣＰＵ２５０に通知する。ひとたび制御ＣＰＵ２１２がフレームを読み出せば
、それはＲｘバッファを利用可能であるとしてマーキングする。特殊帯域内フレ
ームが受信され、次のＲｘバッファが利用可能でない場合、帯域内フレームデー
タは、帯域内Ｒｘ回路２４８により廃棄される。

【００８１】 また、ＴＤＭ平滑器２０６は、ＣＰＵインターフェース２５２を介してＭＵＸ
ユニットのＣＰＵ２１２によって読み出される１組の状態および制御レジスタ２
５４も含む。

【００８２】 代替の実施形態において、ＴＤＭ２３４は、Ａ及びＢのチャネルをマーキング
するためにデータストリームの１つのＫ文字記号を変更しない。代わりに、シス
テムのリンクカードは、特殊開始パケット（Start of Packet：ＳＯＰ）Ｋ文字
を、直前のフレームのアイドルをＳＯＰ記号に置き換えながら、各フレームのす
ぐ前に挿入する。このタスクは、ロジック及びＲｘデータ経路回路、特にＲｘデ
ータ経路回路１９３−１及びＧＥ Ｒｘデータ経路回路１９３−２のフロントエ
ンドにより実行される。受信の際、ＴＤＭ２３４は、チャネルＡデータ経路から
のＳＯＰ記号をＳＯＰ１記号へ変換し、それによりチャネルＡのデータを第１の
データチャネルとしてマーキングする。ＴＤＤＭ２４０は、受信した信号を検査
して、（Ａ）信号の２０ビットワードの境界を探索し、（Ｂ）どの論理サブチャ
ネルがＳＯＰ１文字を有するか、従ってどの論理サブチャネルがチャネルＡであ
るかを判定する。ＴＤＤＭ２４０は、第１のサブチャネルからの２０ビット文字
を、第１のＲｘデータ経路回路２３２−３を介して第１の出力バッファ２４４−
１に伝送し、第２のサブチャネル用の２０ビット文字を、第２のＲｘデータ経路
回路２３２−４を介して第２の出力バッファ２４４−２に伝送する。更に、ＴＤ
ＤＭ２４０は、ＳＯＰ及びＳＯＰ１の特殊記号が光ファイバネットワーク内の内
部使用のためだけであるので、ＳＯＰ及びＳＯＰ１記号をアイドル記号へ戻す。

【００８３】 受信データパス（経路）回路 図１１を参照すると、受信データパス回路２３２（そのうち４つのインスタン
スが図１０のＴＤＭ平滑器２０６の各々にあり、２つのインスタンスが図６のＭ
ＵＸインタフェースフレームプロセッサ１７０の各々にある）は２０ビットの信
号を受信し、それを１６ビットのデータと、Ｋキャラクタのフラグと無効ワード
フラグに変換する。

【００８４】 受信データパス回路２３２はフレーム内にある無効ワードを特殊違反ワード（
ＦＶＩＯ）に置換し、フレーム外にある無効ワードを排除し、データストリーム
のタイミングをリンクカード又はＭＵＸ（合波）ユニットのローカルクロックに
変更する。また受信した無効ワードのカウントをも保持し、故障しているリンク
を容易に分離できるようにする。

【００８５】 受信した２０ビットワードの各々はまず、１０ビット／８ビットデコーダ回路
２７４によって、１６ビットデータとフラグにデコードされる。デコーダ回路２
７４はＫキャラクタのフラグに加えて、２０ビットワードが有効な１０ビットコ
ードから形成されているか否かを示す有効フラグを生成する。これらの１６ビッ
トデータ及びフラグは、ワードデコーダ及び同期喪失状態マシン２７６に送られ
る。

【００８６】 ワードデコーダ２７６は、フレーム開始及びフレーム終了の区切り記号を認識
することにより、受信したデータがフレーム内外の何れにあるかを監視する。受
信ワードが有効の場合、１６ビットデータとＫキャラクタのフラグはドロップ回
路２７８にそのまま通される。受信ワードが無効であり、データがフレームの中
間にある場合には、そのワードは特殊ＦＶＩＯワードと置換される。下流側のロ
ジックは、それが元のデータでないことを認識するが、エラー分離を容易にする
ためにそれを無効ワードとしてカウントすることはない。なぜなら、そのエラー
がどのデータパス（経路）に沿って生じたかということは、それが受信ノードよ
りも前のノードで発生したということを除き、判らないからである。受信したワ
ードが無効であり、データがフレーム内にない場合は、ForceDropフラグがドロ
ップ回路２７８にアサートされ、無効ワードはデータストリームから完全に落と
される。

【００８７】 状態マシン２７６が何れかの連続する１０ワード内に４つの無効ワードを検出
した場合、状態マシン２７６は、受信データが同期を失っていると判断する。そ
の場合、状態マシン２７６はＫキャラクタのフラグと挿入／落ちＯＫフラグでマ
ーク付けされたＦＮＯＳワードをドロップ回路２７８に伝播させる。その後、状
態マシンは入力されるデータストリームを調べて、データストリーム中のワード
の各々をＦＮＯＳワードで置き換える。これはリンク初期化ワード又はアイドル
の何れかである有効ワードを３つ連続して受信するまで継続され、その時点で状
態マシン２７６は受信データの同期が再度確立されたことを推定し、データスト
リームからドロップ回路２７８へのワードの伝播を再開する。

【００８８】 加えて、ワードデコーダ及び同期喪失状態マシン２７６は、受信データがアイ
ドル又は予め定めた４つのリンク初期化ワードの組の中の１つであるかどうかを
判定する。これら５つの記号の何れかが検出されたなら、状態マシン２７６は対
応する５つのアイドル／初期化（idle/init）デコードフラグの１つをセットし
、またInsert/Drop OKフラグをセットする。

【００８９】 １６ビットデータ、Ｋキャラクタフラグ、５つのidle/initフラグ及びInsert/
Drop OKフラグは、２３ビット幅のＦＩＦＯ２８０に渡される。好ましい実施例
では、このＦＩＦＯ２８０は１２８ワードまでを、それぞれ２３ビット幅で格納
する。

【００９０】 ドロップ回路２７８、１２８×２３ビットのＦＩＦＯ２８０及び挿入回路２８
２は、平滑化又はデータタイミング変更回路を形成する。ドロップ回路２７８と
ＦＩＦＯ２８０の書き込み側は、受信クロック（受信シリアルデータから外部の
ＳＥＲＤＥＳ回路によって回復される）で動作する。 挿入回路２８２とＦＩＦＯ２８０の読み出し側は、ローカル発振器から得られ
るシステムクロックで動作する。通常、これらのクロックは何れも同じ周波数で
動作するが、実際にはそれらは僅かに異なり、従ってデータストリームのタイミ
ングを変更する必要がある。

【００９１】 ドロップ回路２７８は通常、ＦＩＦＯ２８０に対してクロックサイクルごとに
書き込みを行う。しかしForceDropフラグがオン（即ちセット）の場合、或いは
ＦＩＦＯ２８０が半分より多く満たされておりInsert/Drop OKフラグがオンの場
合、ＦＩＦＯ書き込みイネーブルは抑制され、デコーダ２７６からの現在のワー
ドは捨てられる（即ちＦＩＦＯ２８０に書き込まれない）。

【００９２】 挿入回路２８２は通常、クロックサイクルごとにＦＩＦＯ２８０から読み出し
を行う。しかしＦＩＦＯ２８０の４分の１未満しか満たされておらず、ＦＩＦＯ
２８０から読み出した最後のワードのInsert/Drop OKフラグがセットされている
場合、ＦＩＦＯ読み出しは抑制され、最後に読み出されたワードが出力に複製さ
れる。

【００９３】 従って、受信クロックがシステムクロックよりも僅かに速い場合、ＦＩＦＯ２
８０は時折半分以上満たされる。というのは、ＦＩＦＯからの読み出し速度がＦ
ＩＦＯへの書き込み速度よりも僅かに遅いからである。このときドロップ回路２
７８は時折、ワードを落としてＦＩＦＯ２８０の半分未満が満たされているよう
にする。システムクロックが受信クロックよりも僅かに速い場合には、ＦＩＦＯ
からの読み出し速度が書き込み速度よりも僅かに速いため、ＦＩＦＯは時折、そ
の充填が４分の１を下回る。挿入回路２８２はその場合、データストリーム中に
ワードを挿入して、ＦＩＦＯの４分の１より多くが満たされているようにする。

【００９４】 加えて、挿入回路２８２は帯域内（インバンド）データの伝送を支援する幾つ
かの特別な特徴を有している。帯域内送信回路２４６（例えばＴＤＭ平滑器の）
は、伝送すべき帯域内フレームを有している場合、帯域内送信要求信号をアサー
トする。ＦＩＦＯ２８０の半分未満が充填されており、現在のワードのInsert/D
rop OKフラグがオンの場合、挿入回路２８２はＦＩＦＯ２８０からの読み出しを
停止して、「帯域内送信実行」信号を、受信データパス回路２３２の直ぐ下流に
ある帯域内送信回路に送る。帯域内送信回路によって帯域内フレームの全体がデ
ータストリーム内に挿入されるまで、この挿入回路は現在のワードをその出力へ
と、数クロックサイクルにわたって続けて複製する。

【００９５】 帯域内送信実行信号がアサートされている間、下流の帯域内送信回路は、受信
データパス回路からのデータを帯域内送信フレームと置き換える。帯域内フレー
ム送信が完了したならば、帯域内送信回路は帯域内送信要求信号をデアサートし
、挿入回路２８２は通常動作に復帰する。帯域内フレームが送信された後、ＦＩ
ＦＯ２８０は多くの場合、その半分より多くが充填されており、従ってドロップ
回路２７８はＦＩＦＯが半分未満充填の状態に戻るように、可能な限りの数のワ
ードを落とす。

【００９６】 帯域内フレームは６４バイト長であり、ＦＩＦＯの半分が１２８バイト（６４
の２バイトワード）を保持しているから、帯域内送信の進行中にＦＩＦＯ２８０
がオーバランすることはない。なぜなら帯域内送信は、ＦＩＦＯ２８０が半分未
満充填の状態になるまで始まらないからである。

【００９７】 挿入回路２８２の別の機能は、受信データパス回路２３２のＭＵＸインタフェ
ースフレームプロセッサインスタンスが使用するための、有効出力フラグをセッ
トすることである。挿入回路２８２は、（Ａ）ＦＩＦＯから読み出されたワード
のInsert/Drop OKフラグがオンでなく、或いは（Ｂ）ＦＩＦＯから読み出された
ワードが先のワードと同じアイドル又はリンク初期化ワードでないことが、ＦＩ
ＦＯを通過した５つのidle/initフラグにより判定された場合、有効出力フラグ
をセットする。ＭＵＸインタフェースフレームプロセッサはこの有効出力フラグ
を使用して、アウトバウンドフレームバッファ１６８（図５）にどのワードを書
き込む必要があるかを判定する。受信データパス有効出力フラグは、ＴＤＭ平滑
器によっては使用されない。

【００９８】 受信データパス回路に大きなＦＩＦＯを使用すると、挿入回路及びドロップ回
路を制御するのに半分充填フラグ及び４分の１充填フラグを使用するのが簡単に
なることが着目される。ＦＩＦＯ２８０の幅を十分なものとして、Insert/Drop
OKフラグと５つのidle/initフラグを伝播させるようにすると、ＦＩＦＯの出力
にワードを再度デコードする必要性が回避される。異なる技術的制約がある代替
的な実施例では、付加的なデコードロジックにより、より短く幅の狭いＦＩＦＯ
を用いて、同じ機能性を実現するように選択できる。

【００９９】 チャネルＡ及びチャネルＢのデータストリームをマーク付けするのにＳＯＰ及
びＳＯＰ１という記号を用いた代替的な実施例では、リンクカードの受信データ
パス回路１９３−１及び１９３−２は、僅かに変更されたワードデコーダと状態
マシン２７６を有する。この実施例では、ワードデコーダ２７６はＦＩＦＯを含
み、その長さは１又は２ワード分であることができる。これによりワードデコー
ダは、先行するアイドルに続くフレーム開始（ＳＯＦ）記号について、ルックア
ヘッドを営むことができる。ワードデコーダ２７６がこれら２つの記号の組み合
わせを検出した場合、ワードデコーダは常に、ＳＯＦの直前のアイドルをＳＯＰ
記号で置き換える。上で説明したように、チャネルＡのＳＯＰ記号は、ＭＵＸユ
ニットのＴＤＭ平滑器にあるＴＤＭ回路２３４により、ＳＯＰ１記号に置き換え
られる。

【０１００】 リングネットワークの静的構成 通常の動作の間、リングネットワークを通るデータストリームパス（経路）は
静的に構成されている。即ち、信号経路がたびたびオンザフライに決定されると
いうことはない。むしろ、リングネットワークを使用している顧客は、継続的な
仕方で帯域幅を貸借することを前提としている。ネットワークを通る信号経路は
、一般に（Ａ）ネットワーク上で借用したチャネルの組に変更があった場合、或
いは（Ｂ）リンクに故障が生じた場合にのみ変更される。

【０１０１】 遠隔バッファリング 多くの用途において、リングネットワークを介して通信しているホスト装置（
クライアント又はクライアント装置とも呼ばれる）は、何キロメートルも離れて
いる。例えば２つの装置が５０キロメートル離れている場合、ラウンドトリップ
（往復）通信経路は１００キロメートルになり、受信側装置が入力信号を受信し
応答するのに要する時間を除き、往復通信時間は少なくとも５００マイクロ秒に
なる。受信側装置の入力バッファが小さいと（例えば８キロバイト）、１．０６
２５Ｇｂｐｓのチャネルの有効帯域幅は、全帯域幅よりもずっと小さくなる。例
えば、クライアント装置が５０キロメートル離れているノードにあるディスクフ
ァームからファイルを要求し、要求を行っているクライアントの入力バッファが
８キロバイト（即ち約４ファイバチャネルフレーム）しか保持できないシステム
を考えてみる。クライアントは、最初のデータ要求を送信する場合に、ディスク
ファームのノードに対し、４つの格納クレジットをも送信する。４つより多いク
レジットを送信することはないが、そうするとディスクファームがクライアント
が確実にバッファリングし処理することができるよりも多いデータを送信するこ
とになり、要求を再送信する手間と大きな遅延を蒙るからである。

【０１０２】 ディスクファームは従来技術の方法を用いて、データの４ＦＣ（ファイバチャ
ネル）フレームのみを送信することによって応答し、要求側のクライアントから
より多くの送信クレジットを受け取る迄は、それ以上のデータを送信することな
しに待機する。しかし、クライアントが最初のデータを受信し、別に３つのクレ
ジットを返すまでには、少なくとも５００マイクロ秒を要する。従って精々、ク
ライアントは５００マイクロ秒ごとに８キロバイトを受信できるに過ぎず、これ
は合計では約１６メガバイト／秒のデータ速度となるが、チャネルの帯域幅が１
００メガバイト／秒であるのと対照的である。従ってこの例では、送信側装置に
対して格納クレジットを送信するのに必要な長い往復時間によって、利用可能な
チャネルの帯域幅の約８４％が浪費されている。この性能は、要求側クライアン
トの入力バッファの大きさを増大させ、また各フレームの受信に応じて直ちに新
たな格納クレジットを送信することによって改良できる。

【０１０３】 本発明では、リンクカードにフレームバッファ１６６，１６８（図５）を設け
、フロー制御を３つの別々の領域に分割することによって、帯域幅の取り扱いが
改善される。これらの領域は（１）クライアント装置からリンクカードへ、（２
）リンクカードから光ファイバネットワークを介してリンクカードへ、及び（３
）リンクカードからクライアント装置へである。クライアント装置におけるバッ
ファリングが、クライアント装置からリンクカードへの往復リンク時間を扱うの
に十分なものであれば、帯域幅全部を保持することができる。これは部分的には
、リンクカードに大きなフレームバッファ１６６，１６８が設けられ、また部分
的には、格納クレジットの送信器及び受信器としてリンクカードを使用するため
である。

【０１０４】 インバウンドフレームバッファ１６６にあるフレームの数に基づき、リンクイ
ンタフェースフレームプロセッサは、接続されたクライアント装置に対してフロ
ー制御プリミティブを発行し、最大帯域幅を維持すると同時に、インバウンドフ
レームバッファがオーバフローしないことを確実にする。接続されたクライアン
ト装置により発行されたフロー制御プリミティブに基づき、リンクインタフェー
スフレームプロセッサは、アウトバウンドフレームバッファ１６８の読み出しを
制御する。

【０１０５】 ファイバチャネルリンクカードのための遠隔バッファリングの詳細 ファイバチャネルリンクが初期化された後、ファイバチャネル装置はログイン
手順を実行するが、これはバッファからバッファへのクレジットを幾つ持ってい
るかを交換することを含む。ファイバチャネルリンクの一端にある第１のクライ
アントにより広められる、バッファからバッファへのクレジットの数は、リンク
によってこの第１のクライアントに接続された第２のクライアントが、追加のク
レジットを待つ必要なしに第１のクライアントへと送ることのできるフレームの
数である。追加のクレジットは、ＲＲＤＹと呼ばれる特殊ワードを送ることによ
って伝送される。１つのＲＲＤＹワードは１つのクレジットを伝送することがで
き、これは受信装置がファイバチャネルフレーム上で伝送を行うことを可能にす
る。

【０１０６】 本発明の光ファイバネットワークは、交換される情報を変更することなしに、
２つの接続されたクライアント装置の間でのログイン手順を完了させることを可
能にする。しかしながらこのシステムのリンクカードは、通過されるログインフ
レームを調べることにより、リンクの各端にあるデバイスによってサポートされ
ているバッファからバッファへのクレジットの数を判定する。

【０１０７】 図７を参照すると、インバウンドフレームバッファ１６６及びアウトバウンド
フレームバッファ１６８の各々は、最大で２４０の最大サイズのファイバチャネ
ルフレームを保持することができる。インバウンドフレームバッファ１６６にフ
レームが書き込まれるときは常に、受信クレジット回路１９４−１が、リンクカ
ード内部の「保留ＲＲＤＹ」カウンタをインクリメントする。クライアント装置
に対するアウトバウンドリンクがアイドルの場合は常に、インバウンドフレーム
バッファは半分未満が充填されており、保留ＲＲＤＹカウンタはゼロよりも大き
く、送信クレジット回路１９８−１がファイバチャネルＲＲＤＹワードを送信デ
ータストリームに挿入し、保留ＲＲＤＹカウンタをデクリメントする。インバウ
ンドフレームバッファの半分より多くが満たされている場合には、インバウンド
フレームバッファが半分充填未満に落ちるまで、ＲＲＤＹは保留のままに保持さ
れる。従ってインバウンドフレームバッファには、追加のＲＲＤＹが送信されな
くとも、１２０フレームまで到着する余地がある。接続されているＦＣクライア
ント装置は実際、光ファイバネットワークの遠隔端にあるクライアント装置によ
り特定されただけの数のフレームを送信できるという前提で動作している。遠隔
にある装置のバッファからバッファへのクレジットが１２０フレーム以下である
限り、ローカルなクライアント装置とインバウンドフレームバッファの間のフロ
ー制御は適切に動作する。広く知らされたバッファクレジット（遠隔のデバイス
の）が１２０を越える場合は、遠隔バッファリングはディセーブルされ、その場
合には全てのフレームとＲＲＤＹがシステム端からシステム端へと、格納クレジ
ットの内部バッファリングなしに渡される。西暦２０００年現在、殆どのＦＣク
ライアント装置の有するバッファからバッファへのクレジットの範囲は、２フレ
ームから１６フレームの間にある。極めて少数のＦＣクライアント装置が、多く
て６４ＦＣフレームの内部バッファリングを有するに過ぎない。

【０１０８】 アウトバウンドフレームバッファ１６８からクライアント装置へのフレームの
フロー制御は次のように行われる。リンクカードは、ログインに際して接続され
ている装置により知らされた、バッファからバッファへのクレジットに従わねば
ならない。送信クレジット回路１９８−１はログインフレームを調べ、利用可能
なクレジットカウンタを知らされた数に初期化する。その後にフレームを送信す
ると、利用可能なクレジットカウンタは１だけデクリメントされる。受信クレジ
ット回路１９４−１はＲＲＤＹを受信すると、利用可能なクレジットカウンタを
１だけインクリメントする。利用可能なクレジットカウンタがゼロより大きけれ
ば、フレームはアウトバウンドフレームバッファから読み取られ、クライアント
装置に送られる。利用可能なクレジットカウンタがゼロの場合は、ＲＲＤＹが受
信されるまで、フレームはアウトバウンドフレームバッファに保留のまま保持さ
れる。

【０１０９】 ギガビットイーサネットリンクカード用遠隔バッファリングの詳細 図８を参照すると、インバウンドフレームバッファが半分より多く充填された
場合は常に、送信休止回路１９８−２が、休止時間フィールドを最大値にセット
して、イーサネット休止フレームを接続されている装置に送信する。これにより
接続されている装置は、イーサネットフレームの送信を停止するようにされる。
インバウンドフレームバッファが半分未満の充填である場合には、送信休止回路
１９８−２は、休止時間フィールドをゼロにしてイーサネット休止フレームを送
信して、接続されている装置がフレーム送信を再開することを可能にする。

【０１１０】 受信休止回路１９４−２が休止フレームを受信し、遠隔バッファリングがイネ
ーブルされている場合には、休止時間カウンタが休止時間フィールドからロード
される。休止時間カウンタは、５１２ビット時間ごとに１だけデクリメントされ
る（これはイーサネット標準）。休止時間カウンタがゼロよりも大きい場合には
、ＦＩＦＯ読み出し回路２００−２により、フレームはアウトバウンドフレーム
バッファに保留状態で保持される。

【０１１１】 接続されたリンクカード間での遠隔バッファリングの詳細 上記した２つの項では、リンクカードとるファイバチャネル又はギガビットイ
ーサネット装置の間でのフロー制御動作の詳細について記載した。加えて、光フ
ァイバネットワークにより接続された２つのリンクカード上にある、ＭＵＸイン
タフェースフレームプロセッサの間でのフロー制御機構が存在する。この機構は
、リンクがギガビットイーサネット又はファイバチャネルについて使用されてい
るか否かとは無関係に使用される。

【０１１２】 図６を参照すると、リンクカードからリンクカードへのフロー制御は、標準的
なファイバチャネルフロー制御機構と非常に類似した仕方で動作する。初期化時
間に際して、ＭＵＸインタフェースフレームプロセッサ１７０は、接続されてい
るリンクカードが利用可能な１２０のバッファクレジットを有していると仮定す
る。この利用可能なバッファへクレジットは、フレームがインバウンドフレーム
バッファに送信されるごとに１だけ（送信クレジット回路１８６により）デクリ
メントされる。利用可能なバッファへクレジットは、ネットワーク内バッファク
レジットワード（「Ｆｉｎｉｓａｒ ＦＲＲＤＹ」、ＦＲＲＤＹと呼ばれる）が
受信されるごとに１だけ（受信クレジット回路１９０により）インクリメントさ
れる。利用可能なバッファクレジットがゼロの場合、フレームはインバウンドフ
レームバッファに保留状態で保持される。

【０１１３】 アウトバウンドＦＩＦＯフレームバッファの半分未満が充填されている限り、
ＦＲＲＤＹネットワーク内バッファクレジットは、フレームがアウトバウンドＦ
ＩＦＯフレームバッファに書き込まれるごとに、ネットワークを介して（送信ク
レジット回路１８６により）送り戻される。アウトバウンドフレームバッファの
半分より多くが充填されている場合には、ＦＲＲＤＹネットワーク内バッファク
レジットは保留状態で保持される（そしてアウトバウンドＦＩＦＯフレームバッ
ファの充填が半分未満になった時に送信される）。

【０１１４】 チャネル混合 殆どの通信チャネルは、その容量の１００％近くまで使用されることはない。
事実、ピーク利用時には１００％に到達するかも知れないが、殆どの時間チャネ
ルの利用度は５０％よりかなり低い。本発明の光ファイバネットワークには、多
数の外部のギガビット／秒チャネルを「混合」して単一のギガビット／秒チャネ
ルとする設備が存在し、これが次いで比較的高価な長く線引されたファイバを介
して伝送される。これは長く線引されたファイバを、その全容量付近まで利用す
ることを可能にする。本発明は、チャネルを一緒に混合するのに２つの手法を提
供する。

【０１１５】 図５を参照すると、第１のチャネル混合方式は、ＭＵＸユニットインタフェー
ス１５４によって、単一のリンクカード上の２つのチャネルを「混合」して単一
のチャネルにすることを可能にする。従って２つのチャネルリンクカードは、こ
れまで記述されてきたように２つのＭＵＸユニットの各々にある１つのチャネル
ではなく、１つのＭＵＸユニットにある単一の１．２５Ｇｂｐｓチャネルのみを
使用する。このリンクカードにある２つのチャネルは次いで、別のリンクカード
にある２つのチャネルに接続される。一方のチャネルがＭＵＸユニットインタフ
ェース１５４にフレームを送信している間、他方のチャネルからのフレームはイ
ンバウンドＦＩＦＯフレームバッファ１６６に保持される。リンクカード上にあ
るフレームバッファ１６６のサイズが大きいことから、このシステムには、送信
側の速度を低下させずに、両方のチャネルから同時に到着する３６０フレームま
での比較的長いフレームのバーストを吸収する能力が与えられる。チャネルから
のフレームのバーストがこれよりも短ければ常に、クライアント装置にフレーム
を送信する速度を低下させるよう強制するフロー制御ワードを送信する必要なし
に、バースト間のアイドル時間を用いて単一のＭＵＸチャネルを介してインバウ
ンドフレームバッファが空にされる。この方式では、光ファイバネットワーク内
部で使用される通常のＳＯＦ（フレーム開始）区切り記号の１ビットが変更され
て、どのリンクカードチャネルがデータを送受信しているかを示すようにされる
。

【０１１６】 第２のチャネル混合方式では、多数のリンクカード（２以上のネットワークノ
ードにある）が、論理リングに接続される。全てのフレームには、ターゲットリ
ンクカードＩＤが封じ込められる。フレームがＭＵＸインタフェースフレームプ
ロセッサに到着すると、ターゲットリンクカードＩＤがデコードされる。フレー
ム内のターゲットリンクカードＩＤが受信側のリンクカードのＩＤと一致したな
らば、そのフレームは適当なアウトバウンドフレームバッファに格納される。タ
ーゲットリンクカードＩＤが合致しない場合には、そのデータはＭＵＸインタフ
ェースフレームプロセッサを介して別のノードに転送される。データが現在、Ｍ
ＵＸインタフェースフレームプロセッサを介して送り戻されていなければ、その
時にインバウンドフレームバッファの１つからのデータをＭＵＸユニットへと送
り出すことができる。インバウンドフレームバッファからフレーム伝送が開始さ
れてから僅かの後に、通過フレームがＭＵＸユニットから到着を開始し始める場
合を処理するために、ＭＵＸインタフェースフレームプロセッサ内に１フレーム
をバッファするための補助バッファが備えられる。加えて、リンクカードは「漏
れバケット」法を用いることによってネットワーク上へのデータフローを計量し
、自分の帯域幅をユーザが指定した量に合わせる。あるリンクカードが指定され
た帯域幅の全てを使用していない場合、そのリンクカードは帯域幅クレジットを
ネットワーク上に送信することができる。これにより別のリンクカードが、それ
についてユーザが指定した最大値を越えて、一時的にバーストを行うことを要求
可能になる。

【０１１７】 リンク故障への応答 本システムのリング構成は、冗長化技術と共に用いて完全な冗長解決策をもた
らすようにすることができる。これは事実上、いかなる構成部品の故障に応じて
もシステムを再構成して、システムの全て又は殆ど全てのノードに対するデータ
伝送サービスを回復させうる。

【０１１８】 図１２は、本発明により光ファイバネットワークの１つのノードを表すため、
後の図面において使用される記号を示している。ノードのＭＵＸユニットの各々
は矩形のボックスで示され、そのノードに接続されている光ファイバケーブルの
各々は２本の線で表されている。線の各々は別個の論理チャネルを表す。リンク
カードは、ＭＵＸユニットのボックスの次に小さなボックスで表されている。「
２ＬＣ：１Ａ２／１Ｂ２」といったラベルはリンクカード（ＬＣ）の数を示し、
またどのＭＵＸユニットポートがそのリンクカードに接続されているかを示す。

【０１１９】 図１３は、本発明による典型的な光ファイバネットワークを示す。図示のよう
に、本発明を用いる多くのネットワークでは、「ヘッドエンド」ノードがあり、
これは幾つかの異なるカスタマ（顧客）ノードにあるリンクカードに対してネッ
トワークにより接続された、個別のリンクカードを有している。「ヘッドエンド
」ノードはサービスプロバイダからは「接続点（ＰＯＰ）」と見なされ、「カス
タマ」ノードは接続点によりサービスを受ける高帯域幅のクライアントである。
この例では、カスタマ＃３及び＃５はヘッドエンドノードまでずっと「見通しの
良い」２つのチャネルを有する。他のカスタマはそれぞれ、見通しの良い１つの
チャネルと、別のカスタマノードへの見通しの良い他のチャネルを有する。図１
３に示したシステム構成は、こうした構成について考えられる非常に多くのもの
の単なる一例に過ぎないことが理解されねばならない。

【０１２０】 種々のフェイルオーバ冗長モードを提供するためには、標準的なスイッチ（フ
ァイバチャンネル又はギガビットイーサネット）を、各々のカスタマノードのリ
ンクカードの直ぐ後ろに設置するのが好ましい。このスイッチは後述のように、
ある種のフェイル動作オーバの間においてのみ、イネーブルされる。以下に示す
ように、これらのスイッチは本発明の文脈においては、リンクの何らかの故障を
スイッチからリンクカードへと、或いはリンクカードそれ自体で自動的に迂回さ
せるように用いられる。

【０１２１】 これらのスイッチはまた、これらの外部スイッチを介して「ホップ」していく
光ファイバネットワークにより、バックアップ経路を提供することを可能にする
。通常動作では、これらのバックアップ経路は使用されない。なぜなら、これら
のスイッチを通らない、ネットワークを通る最短ルートが、主たるデータ経路と
して使用されるからである。図中においては、バックアップ経路として使用する
よう確保されたリンクカードには、全体に斜めのハッチングが施されている。

【０１２２】 しかしながら、図１４に示すようにファイバが破損した場合、リンクの喪失は
接続されているスイッチに反映され、スイッチの１つ又はより多くがイネーブル
されて、バックアップ経路をアクティブにする。図１４に示すように、カスタマ
ノード＃２にあるスイッチがイネーブルされ、トラヒックをそのノードにある２
つのリンクカードの間でやり取りするように経路指定する。カスタマノード＃６
はヘッドエンドに対する直接の接続を失うが、しかしカスタマノード＃２にある
スイッチの付勢により、ノード＃６にはカスタマノード＃２を介してヘッドエン
ドまでの経路が提供される。ノード＃２及び＃６の合計の最大帯域幅は半分に削
減されるが、各々のノードは他方のノードがアイドルの場合、当初の最大帯域幅
を使用することができる。カスタマノード＃３はヘッドエンドに対する直接経路
の一方を失うが、ヘッドエンドに対する第２の経路をアクティブなまま有する。

【０１２３】 図１５を参照すると、より複雑なフェイルオーバの筋書きは、カスタマノード
にあるＭＵＸカードが故障した場合に始まる。通常動作の間にリングの帯域幅を
最大限に使用するため、２つのリンクカードのみを有するノードは同じＭＵＸユ
ニットを使用するように構成され、一方のリンクカードがＭＵＸポートの一方か
ら出て、他方のリンクカードが他方のＭＵＸポートから出るようにされる。両方
のリンクカードが接続されているＭＵＸユニットが故障し、それにより両方のリ
ンクカードがネットワークから切断された場合、図１５においてカスタマノード
＃１について示されているように、リンクカードコントローラは他のＭＵＸユニ
ットにあるユーザが指定したバックアップ経路を使用するように両方のリンクカ
ードを再構成し、またそのノードにある外部スイッチが付勢される。全てのネッ
トワークデータ経路が使用されるシステムでは、この再構成により、故障したＭ
ＵＸユニットを有するノードの２つのリンクカードが、既に使用されているリン
クの中間に挿入される結果となる。

【０１２４】 光ファイバネットワークの他のノードについては、クライアントノードのＭＵ
Ｘユニットの故障はファイバの破損と同じように表れ、従って前述したようにし
て取り扱われる。

【０１２５】 図１６を参照すると、「ヘッドエンド」のＭＵＸユニットの１つが故障した場
合には、別のフェイルオーバモードが使用される。これを正しく処理するために
、各々のＭＵＸユニットが両方の光ファイバリングに接続されるようにして、ヘ
ッドエンドは光ファイバケーブルに接続される。加えて、２又はより多くのカス
タマノードにある外部スイッチが付勢される必要がある。かくして、ヘッドエン
ドのＭＵＸユニットの１つが故障した場合、各々のカスタマノードは、生きたデ
ータ経路によってヘッドエンドにある残りの故障していないＭＵＸユニットに依
然として接続されているリンクカードを、少なくとも１つ有することになる。

【０１２６】 代替実施例 本発明は僅かの具体的な実施例に関して記載してきたが、この記載は本発明に
ついて例示的なものであり、本発明を限定するものと解釈してはならない。請求
の範囲に規定された本発明の真の思想及び範囲から逸脱することなしに、当業者
は種々の変更を想到するであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を用いる複数のノードを有する光ファイバリングネットワークのブロッ
ク図である。

【図２】 ネットワークノード間の多重物理信号経路を示すブロック図である。

【図３】 光ファイバリングネットワークの任意の１つのノードで使用するための、リン
ク合波器のブロック図である。

【図４】 図３のリンク合波器のコンポーネントである、リンクカードのブロック図であ
る。

【図５】 リンクカードの詳細なブロック図である。

【図６】 図５のリンクカードのコンポーネントである、合波器インターフェースフレー
ムプロセッサのブロック図である。

【図７】 図５のリンクカードのコンポーネントである、リンクカードＦＣリンクインタ
ーフェースフレームプロセッサのブロック図である。

【図８】 図５のリンクカードのコンポーネントである、リンクカードＧＥリンクインタ
ーフェースフレームプロセッサのブロック図である。

【図９】 図３のリンク合波器のコンポーネントである、合波器ユニットのブロック図で
ある。

【図１０】 図６の合波器ユニットのコンポーネントである、時分割合波器及び伝送速度平
滑化回路のブロック図である。

【図１１】 受信データ経路回路のブロック図であり、図７の時分割合波器及び伝送速度平
滑化回路で使用される複数のインスタンスである。

【図１２】 光ファイバリングネットワークのセグメントを示すブロック図である。

【図１３】 本発明に従って、光ファイバリングネットワークを示すブロック図である。

【図１４】 図１３に示された光ファイバリングネットワークが、切断された光ファイバに
よって生じたフェイルオーバ中に如何にして再構成されるかを示す、ブロック図
である。

【図１５】 図１３に示された光ファイバリングネットワークが、故障した（クライアント
装置）ノードによって生じたフェイルオーバ中に如何にして再構成されるかを示
す、ブロック図である。

【図１６】 図１３に示された光ファイバリングネットワークが、光ファイバリングネット
ワークのヘッドエンドにある故障したMUXによって生じたフェイルオーバ中に、
如何にして再構成されるかを示す、ブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ファーレイ，マーク アメリカ合衆国カリフォルニア州94558， ナパ，ワイルド・ホース・バレイ・ロー ド・5147 Ｆターム(参考） 5K002 AA01 AA03 BA05 DA02 DA03 DA04 DA05 DA11 EA33 FA01 5K031 CA15 CB10 DA19 DB11 【要約の続き】 々のリンクカード（１４０）は、そのリンクカード（１ ４０）に結合されているクライアント装置（１５９）と 送受信されている多数のファイバチャンネルフレームを 格納可能なフレームバッファ（１５２）を含む。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバリングネットワークのノードにおいて用いる装置で
   あって、 クライアント装置とデータストリームを送受信する少なくとも一つのリンクカ
   ードと、 少なくとも第１及び第２の光ファイバケーブルとデータストリームを送受信す
   る少なくとも一つの合波ユニットと、 前記合波ユニットを前記リンクカードと相互接続する切り換え装置とからなり
   、 各々の合波ユニットが、第１の光波長を用いて前記第１の光ファイバケーブル
   を介して第１のデータストリームを送信し、第２の光波長で前記第１の光ファイ
   バケーブルから第２のデータストリームを受信する粗光波長分割合波分波器を含
   み、前記第１及び第２の光波長が少なくとも１０ｎｍ異なる装置。
2. 【請求項２】 前記粗光波長分割合波分波器が、前記第２の光波長を用いて前
   記第２の光ファイバケーブルを介して第３のデータストリームを送信し、前記第
   １の光波長で前記第２の光ファイバケーブルから第４のデータストリームを受信
   する、請求項１の装置。
3. 【請求項３】 前記リンクカードの各々が、前記クライアント装置により前記
   リンクカードへと送られる少なくとも１２０ファイバチャネルフレームを格納す
   るメモリ容量を有するインバウンドＦＩＦＯフレームバッファと、別の装置によ
   り前記クライアント装置へと伝送するため前記リンクカードへと送られる少なく
   とも１２０ファイバチャネルフレームを格納するメモリ容量を有するアウトバウ
   ンドＦＩＦＯフレームバッファを含む、請求項１の装置。
4. 【請求項４】 前記リンクカードの各々が、前記第１及び第２の光ファイバケ
   ーブルの一方によってそのリンクカードに結合された別のリンクカードとバッフ
   ァクレジット信号を交換する回路を含み、前記クライアント装置が他のリンクカ
   ードに結合された別のクライアント装置によるデータフレームの伝送を要求する
   フロー制御メッセージを送信する前に前記アウトバウンドＦＩＦＯフレームバッ
   ファを前記データフレームで予め満たす、請求項３の装置。
5. 【請求項５】 前記リンクカードの各々が、前記クライアント装置がデータフ
   レームの伝送を要求するフロー制御メッセージを送信する前に、前記アウトバウ
   ンドＦＩＦＯフレームバッファを前記データフレームで予め満たすフロー制御回
   路を含む、請求項３の装置。
6. 【請求項６】 前記リンクカードの各々が、前記クライアント装置により前記
   リンクカードへと送られるフレームを格納するインバウンドＦＩＦＯフレームバ
   ッファと、別の装置により前記クライアント装置へと伝送するため前記リンクカ
   ードへと送られるフレームを格納するアウトバウンドＦＩＦＯフレームバッファ
   を含み、 前記リンクカードが前記クライアント装置と関連する第１のクロック速度で前
   記インバウンドＦＩＦＯフレームバッファにデータを格納すると共に前記アウト
   バウンドＦＩＦＯフレームバッファからデータを読み出し、そのリンクカードと
   関連する第２のクロック速度で前記合波ユニットへの伝送のために前記インバウ
   ンドＦＩＦＯフレームバッファからデータを読み出すと共に前記合波ユニットか
   ら受信したデータを前記アウトバウンドＦＩＦＯフレームバッファに格納し、そ
   れにより前記クライアント装置と送受信されるデータストリームが前記第１のク
   ロック速度から前記第２のクロック速度へとタイミング変更される、請求項１の
   装置。
7. 【請求項７】 前記クライアント装置と送受信されるデータストリームがファ
   イバチャネルデータストリームであり、前記第１のクロック速度がほぼ１．０６
   ２５Ｇｂｐｓであり、前記第２のクロック速度が少なくとも１．２５Ｇｂｐｓで
   ある、請求項６の装置。
8. 【請求項８】 前記合波ユニットが、前記クライアント装置から送信されるデ
   ータストリームを前記第２のクロック速度から前記合波ユニットに関連する第３
   のクロック速度へとタイミング変更する平滑回路を含み、前記合波ユニットが前
   記データストリームを前記第１及び第２の光ファイバケーブルの一方を介して前
   記第３のクロック速度で伝送する、請求項６の装置。
9. 【請求項９】 光ファイバリングネットワークのノードにおいて用いる装置で
   あって、 クライアント装置と第１及び第２のデータストリームを送受信する第１のリン
   クカードと、 クライアント装置と第３及び第４のデータストリームを送受信する第２のリン
   クカードと、 前記第１及び第３のデータストリームを組み合わせて第１の結合データストリ
   ームとし、この第１の結合データストリームを第１の光ファイバケーブルを介し
   て伝送すると共に、前記第１の光ファイバケーブルから第２の結合データストリ
   ームを受信し、この第２の結合されたデータストリームから前記第２及び第４の
   データストリームを抽出する第１の合波ユニットと、 前記第１の合波ユニットを前記第１及び第２のリンクカードと相互接続する切
   り換え装置とからなり、 前記第１の合波ユニットが、第１の光波長を用いて前記第１の光ファイバケー
   ブルを介して前記第１の結合データストリームを送信し、第２の光波長で前記第
   １の光ファイバケーブルから第２の結合データストリームを受信する粗光波長分
   割合波分波器を含み、前記第１及び第２の光波長が少なくとも１０ｎｍ異なる装
   置。
10. 【請求項１０】 前記第１及び第２のデータストリームがファイバチャネルデ
    ータストリームであり、前記第３及び第４のデータストリームがギガビットイー
    サネット（登録商標）データストリームである、請求項９の装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の合波ユニットと前記第１のリンクカードの一方が
    、前記第１のデータストリームが前記第３のデータストリームと組み合わせられ
    るより前に、前記第１のデータストリームに対してマーク付け記号を挿入する回
    路を含み、前記マーク付け記号は前記第１の結合データストリームを受信する受
    信装置が前記第１の結合データストリーム内の前記第１のデータストリームを識
    別することを可能にするように前記第１のデータストリームをマーク付けする、
    請求項９の装置。
12. 【請求項１２】 前記第１の合波ユニットが、前記第２の結合データストリー
    ムを前記第２及び第４のデータストリームへと分波し、前記第２の結合データス
    トリーム中におけるマーク付け記号のインスタンスを識別することによって前記
    第２のデータストリームを識別する分波器を含む、請求項１１の装置。
13. 【請求項１３】 前記粗光波長分割合波分波器が、前記第２の光波長を用いて
    前記第２の光ファイバケーブルを介して第３の結合データストリームを送信し、
    前記第１の光波長で前記第２の光ファイバケーブルを介して第４の結合データス
    トリームを受信する、請求項９の装置。
14. 【請求項１４】 前記第１及び第２のリンクカードの各々が、前記クライアン
    ト装置により前記リンクカードへと送られる少なくとも１２０ファイバチャネル
    フレームを格納するメモリ容量を有するインバウンドＦＩＦＯフレームバッファ
    と、別の装置により前記クライアント装置へと伝送するため前記リンクカードへ
    と送られる少なくとも１２０ファイバチャネルフレームを格納するメモリ容量を
    有するアウトバウンドＦＩＦＯフレームバッファを含む、請求項９の装置。
15. 【請求項１５】 前記第１及び第２のリンクカードの各々が、前記第１及び第
    ２の光ファイバケーブルの一方によってそのリンクカードに結合された別のリン
    クカードとバッファクレジット信号を交換する回路を含み、前記クライアント装
    置が他のリンクカードに結合された別のクライアント装置によるデータフレーム
    の伝送を要求するフロー制御メッセージを送信する前に前記アウトバウンドＦＩ
    ＦＯフレームバッファを前記データフレームで予め満たす、請求項１４の装置。
16. 【請求項１６】 前記第１及び第２のリンクカードの各々が、前記クライアン
    ト装置がデータフレームの伝送を要求するフロー制御メッセージを送信する前に
    、前記アウトバウンドＦＩＦＯフレームバッファを前記データフレームで予め満
    たすフロー制御回路を含む、請求項１４の装置。
17. 【請求項１７】 前記第１及び第２のリンクカードの各々が、前記クライアン
    ト装置により前記リンクカードへと送られるフレームを格納するインバウンドＦ
    ＩＦＯフレームバッファと、別の装置により前記クライアント装置へと伝送する
    ため前記リンクカードへと送られるフレームを格納するアウトバウンドＦＩＦＯ
    フレームバッファを含み、 前記第１及び第２のリンクカードの各々が前記クライアント装置と関連する第
    １のクロック速度で前記インバウンドＦＩＦＯフレームバッファにデータを格納
    すると共に前記アウトバウンドＦＩＦＯフレームバッファからデータを読み出し
    、そのリンクカードと関連する第２のクロック速度で前記第１の合波ユニットへ
    の伝送のために前記インバウンドＦＩＦＯフレームバッファからデータを読み出
    すと共に前記合波ユニットから受信したデータを前記アウトバウンドＦＩＦＯフ
    レームバッファに格納し、それにより前記クライアント装置と送受信されるデー
    タストリームが前記第１のクロック速度から前記第２のクロック速度へとタイミ
    ング変更される、請求項９の装置。
18. 【請求項１８】 前記クライアント装置と送受信される前記第１及び第２のデ
    ータストリームがファイバチャネルデータストリームであり、前記第１のクロッ
    ク速度がほぼ１．０６２５Ｇｂｐｓであり、前記第２のクロック速度が少なくと
    も１．２５Ｇｂｐｓである、請求項１７の装置。
19. 【請求項１９】 前記第１の合波ユニットが、前記クライアント装置から送信
    される前記第１のデータストリームを前記第２のクロック速度から前記第１の合
    波ユニットに関連する第３のクロック速度へとタイミング変更する平滑回路を含
    み、前記第１の合波ユニットが前記第１のデータストリームを前記第１及び第２
    の光ファイバケーブルの一方を介して前記第３のクロック速度で伝送する、請求
    項１７の装置。