JP4537177B2 - 伝送システム - Google Patents

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本発明は伝送システムに関し、更に詳しくは通信レートのオートネゴシエーションシステムに関する。
主に10M/100Mのイーサネット(富士ゼロックス株式会社の登録商標)等に適用される1芯双方向通信(1本のファイバで双方向の通信を行なう方式)では、信号波長に1310nm帯、1550nm帯の2波長を用い、伝送路にSMF(シングルモードファイバ)、MMF(マルチモードファイバ)を用いる。図15はSMF(シングルモードファイバ)とMMF(マルチモードファイバ)の比較説明図である。(a)はSMFを、(b)はMMFを示している。芯線の径は125μm程度で、SMFの場合はコア部の径は10μm程度、MMFの場合は50μm程度である。SMFでは光信号は単一の信号光が伝送されるのに対し、MMFの場合には、図に示すように数種類のモードの信号光が伝送される。
前記したSMFとMMFは、主にイーサネット信号のTX(ツイストペアケーブルを伝送路とする電気通信)と、FX(光ファイバを伝送路とする光通信)を相互変換するメディアコンバータに用いられる方法である。メディアコンバータは、接続されるネットワーク機器(伝送装置や端末機器等)との間でオートネゴシエーションと呼ばれる信号レートを一致させる動作を行なう。
図16は従来のオートネゴシエーション例を示す図である。図において、1Aは端末機器、2Aはツイストペアケーブル(TX)3Aを介して端末機器1Aと接続されるメディアコンバータである。1Bは端末機器、2Bはツイストペアケーブル(TX)3Bを介して端末機器1Bと接続されるメディアコンバータである。4はFXにより相互のメディアコンバータ2A,2B間を接続する光ファイバ伝送路である。
このように構成されたシステムにおいて、例えばTX3A側に接続される端末機器1Aが10Mbpsで動作し、メディアコンバータ2Aが100Mbpsで動作している時には、PHY(物理層)LSIの制御により低速の10Mbpsで通信を確立させるものである。この動作は、端末機器1Bとメディアコンバータ2Bの間についても同様である。
なお、従来の技術では、メタル側とのオートネゴシエーションを実行して第1ラインアビリティを設定し、次に第1ラインアビリティに基づき光ファイバケーブル側とのオートネゴシエーションを実行して第2ラインアビリティを設定し、次に第2ラインアビリティに基づいて再びメタルケーブル側との第3オートネゴシエーションを実行し、メタルケーブル及び光ファイバケーブル間のラインアビリティを決定する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。また、1芯の光ファイバを使用して大容量で伝送距離の拡大可能な1芯双方向光伝送を可能とする技術が知られている(例えば特許文献2参照)。
特開2003−87261号公報(段落0018〜段落0028、図1) 特開2003−283438号公報(段落0030〜段落0038、図1、図2)
従来は、メディアコンバータとネットワーク機器との間でのオートネゴシエーション機能はあっても、対向側も含めてネットワーク全体でのネゴシエーションを行なう機能はなかった。つまり、片側(A側とする)のメディアコンバータ/端末機器間が10Mbpsで通信が確立し、もう片側(B側とする)のメディアコンバータ/端末機器間が100Mbpsで通信が確立したとする。この結果、A側からは10Mbpsで信号が送出され、B側からは100Mbpsで信号が送出されることになる。
この時、100Mbpsで動作しているB側は、A側からの信号を全てTX側に漏れなく伝えることができるが、10Mbpsで動作しているA側は自分よりも高速のB側からの信号を一旦バッファリングすることになる。しかしながら、バッファの容量は有限であるので、いずれデータの一部を破棄せざるを得ない。A−B間でのネゴシエーションがないと必ずこのようなことが起きてしまう。
図17は従来のオートネゴシエーションの動作説明図である。A側からの10Mbpsの情報は、B側に問題なく伝送される。これに対して、A側の情報処理能力は10Mbpsであるので、B側からの100Mbpsの情報は、一旦メディアコンバータ2Aのバッファ5Aに蓄積される。しかしながら、バッファ5Aの容量は有限であるので、そのままの転送状態を維持していると、バッファ5Aはあふれてしまい、あふれたデータは廃棄されるので正常なデータ伝送ができなくなる。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、光ファイバを介して相互接続された端末機器間でデータの廃棄がなされることのないデータ伝送を実現することができる通信レートの伝送システムを提供することを目的としている。
(1)請求項1記載の発明は、第1及び第2の携帯端末と、前記第1及び第2の端末機器にそれぞれが接続された第1及び第2の変換装置と、前記第1及び第2の変換装置を接続する伝送路を備え、前記第1の変換装置と前記第2の変換装置の伝送速度を設定後に、前記第1の端末機器と、前記第1の変換装置の伝送速度、及び、前記第2の端末機器と前記第2の変換装置の送速度が設定されることを特徴とする伝送システムにおいて、前記伝送速度の設定は、前記第1及び第2の変換装置間で通信される信号光波長に対して、より伝送速度の悪い波長により行われることを特徴とする
(2)請求項2記載の発明は、前記第1及び第2の変換装置による伝送速度の設定は、前記第1及び第2の変換装置間で通信される信号光波長と異なる波長により行われることを特徴とする。
(3)請求項3記載の発明は、前記伝送速度の設定は、前記第1及び第2の変換装置間で通信される信号光波長に対して、より伝送速度の悪い波長により行われることを特徴とする。
(4)この発明において、前記端末機器は1芯双方向を行なう機器であることを特徴とする。
(5)また、この発明において、前記端末機器は2芯双方向を行なう機器であることを特徴とする。
(6)また、この発明において、前記光ファイバ伝送路にMMFを用いることを特徴とする。
(7)また、この発明において、前記光ファイバ伝送路にSMFを用いることを特徴とする。
(8)また、この発明において、前記システムは、低いビットレートからネゴシエーションを行なうことを特徴とする。
(9)また、この発明において、前記システムは、高いビットレートからネゴシエーションを行なうことを特徴とする。
(10)また、この発明において、前記メディアコンバータは、相互に双方のリンク周波数情報をやりとりすることでネゴシエーションを行なうことを特徴とする。
(11)また、この発明において、前記システムは、起ち上げ時にビットレートを段階的に変化させ、その結果を自分のデータベースに格納しておき、ネゴシエーションに利用することを特徴とする。
(1)請求項1記載の発明によれば、光ファイバ伝送路を介して相互接続された変換装置間でネゴシエーションすることにより、双方の端末機器間でデータの廃棄がなされることのないデータ伝送を実現することができる。また、実運用時よりもより伝送特性の悪い波長を用いてネゴシエーションを行なった後に、実運用時の波長を用いてデータ伝送を行なうので、データ伝送を確実に行なうことができる。
(2)請求項2記載の発明によれば、前記双方の変換装置はネゴシエーション制御専用の信号を用いてネゴシエーションを行なうことができる。
(3)また、本発明によれば、実運用時よりもより伝送特性の悪い波長を用いてネゴシエーションを行なった後に、実運用時の波長を用いてデータ伝送を行なうので、データ伝送を確実に行なうことができる。
(4)また、本発明によれば、1芯双方向通信に対して本発明を適用することができる。
(5)また、本発明によれば、2芯双方向通信に対して本発明を適用することができる。
(6)また、本発明によれば、光伝送路にMMFを用いたデータ伝送を行なうことができる。
(7)また、本発明によれば、光伝送路にSMFを用いたデータ伝送を行なうことができる。
(8)また、本発明によれば、低いビットレートから順にビットレートを上げてネゴシエーションを行なうことができる。
(9)また、本発明によれば、高いビットレートから順にビットレートを提げてネゴシエーションを行なうことができる。
(10)また、本発明によれば、双方の変換装置は、相互に双方のリンク周波数情報をやりとりすることでネゴシエーションを行なうことができる。
(11)また、本発明によれば、ビットレートを段階的に変化させた時の試験結果を自分のデータベースに格納しておくことで、前記試験結果を用いてネゴシエーションを容易に行なうことができる。
本発明では、TX側のオートネゴシエーション以外にFX側にもオートネゴシエーション機能を追加している。オートネゴシエーションはFPGA等で実現させ、TX側のオートネゴシエーションのほか、対向の変換装置としてのメディアコンバータとの間で行なうFX側のオートネゴシエーション機能を持たせ、ネットワーク全体のネゴシエーションを実現することができる。
また、対向メディアコンバータとの間のオートネゴシエーションのシーケンスは、伝送特性の悪い低波長側から開始するようにする(例えば850nm、1310nm等)。例えば、1310nmから開始する場合、1550nmに比べ、1310nmでの損失が大きいSMF以外に、1550nmに比べ1310nmでの帯域特性が悪いMMFでも確実な起ち上げを行なうことができる。この場合、仮にファイバ帯域の影響により、1310nmにおいて高ビットレートでの信号伝送ができない場合には、伝送可能な低ビットレートで通信が確立するように動作させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。図1は本発明の構成概念を示す図である。図16と同一のものは、同一の符号を付して示す。本発明では、先ず端末機器1Aとメディアコンバータ2A間、及び端末機器1Bとメディアコンバータ2B間の通信レートを確認する。それぞれのメディアコンバータ/端末機器間の通信レートが確認されたら、今度はメディアコンバータ2Aと2B間で光ファイバ伝送路4を介して伝送可能なレートを確認する。
このために、メディアコンバータ2Aと2B間でレート情報のやりとりを行なう。この結果、図に示すシステム全体としてネゴシエーションを実行することができる。この場合、メディアコンバータ2A,2Bは、ネゴシエーション制御専用の光信号を用いてネゴシエーションを行なう。このようにすれば、ネゴシエーションを行なうことができる。この結果、光ファイバ伝送路を介して相互接続されたメディアコンバータ2A,2B間でネゴシエーションすることにより、双方でデータ伝送できるレートの内、双方で動作可能な共通の動作レートで伝送するようにしているので、双方の端末機器間でデータの廃棄がなされることのないデータ伝送を実現することができる。
この時、伝送路がMMFの場合には、損失、帯域とも特性の悪い1310nm側から、SMFにおいても損失の悪い1310nm側から起動シーケンスを開始することにより、確実に通信を確立させることができる。また、更に起動専用のパイロット信号を使用してシーケンスを動作させ、一連の作業が終了した時点で、通常運用時の波長(例えば1310nm/1550nm)に切り替える方法も有効である。この時、パイロット信号には例えば850nm帯等の1310nm/1550nmより伝送特性の悪い低波長の信号を用いることで、確実に起ち上げ動作を完了させることができる。つまり、特性の悪い850nmで信号が疎通するのであるから、これより特性のよい1310nm/1550nmは当然に問題なく立ち上がることが保証されることになる。
以下、具体的に実施例について説明する。光伝送路(マルチモードファイバ、シングルモードファイバ)は、一般的に下記に示すような波長特性を持つ。
・マルチモードファイバ
伝送損失:(大)850nm=870nm>1310nm>1550nm(小)
帯域特性:(悪)850nm=870nm>1310nm>1550nm(良)
・シングルモードファイバ
伝送損失:(大)850nm=870nm>1310nm>1550nm(小)
図2に光ファイバ(SMF)損失の波長特性を示す。縦軸は損失係数[dB/km]、横軸は波長[μm]である。損失係数は1550nm付近で最小の0.2dB/km程度の値となる。1310nmでは、0.4dB/kmであるが、850nmでは非常に大きく2dB/km程度となり、短波長では伝送が不利となる。なお、MMFの場合には、これより若干大きな損失値となる。
また、MMFのファイバ帯域特性は、ファイバメーカや製造ロット、製品メニューによって大きく異なるが、傾向的には短波長の方が特性は悪くなる。一般的なMMF例では、1550nmで500[Mhz・km]、1310nmで400[Mhz・km]、850nmで200[Mhz・km]程度の値となる。
ファイバ帯域は、おおよそ伝送データの持つ周波数帯域と伝送距離の積に相当する。例えば、500[Mhz・km]という値は、概略50[Mhz]の周波数帯域を持つ信号を10km伝送できるということに相当する。NRZ(Non Return to Zero)の50[Mhz・km]の信号は、ナイキストの定理からビットレートの100Mbpsに相当するため、結果的に100Mbpsの信号を10km送ることができることに相当する。このファイバ帯域値が小さくなると、伝送可能な距離は短くなり、伝送可能なビットレートも小さくなることになる。
以上のような特性(850nm,870nmよりも1310nm,1550nmの方が伝送特性の良いこと)を利用し、光オートネゴシエーション方式の実施例を説明する。図3は電気/光メディアコンバータ光オートネゴシエーション方式の概要を示すフローチャートである。先ず、電源オン又はTX側に端末機器接続、又は光ファイバ接続を行なう(S1)。次に、TX側のリンクパルスにより、端末機器間のレートを判別しておく(S2:A,Bとも)。次に、A−B間で10M疎通確認を行なう(S3)。疎通が確認された場合にはA−B間で125Mの疎通確認を行なう(S4)。
疎通が確認された場合には、次にA−B間で1.25Gの疎通試験を行なう(S5)。疎通が確認された場合には、TX側のリンクパルスレートとの比較を行なう(S6)。そして、A,B間の通信速度を設定する(S7)。ステップS3〜S5で疎通が確認できなかった場合には、S6にスキップし、TX側のリンクパルスレートとの比較を行なう。この実施の形態例によれば、低いビットレートから順にビットレートを上げてネゴシエーションを行なうことができる。同様に、高いビットレートから順にビットレートを下げてネゴシエーションを行なうこともできる。
1芯双方向光通信では、通常1310nm及び1550nmの波長の信号を用いる。光オートネゴシエーションは信号光波長よりも更に特性の悪い850nm帯の信号を用いて行なう。また、コスト、寸法等の制約から850nm送受信器を搭載できない場合は、メディアコンバータの信号に用いている1310nm、1550nmの2波長のうち、特性の悪い1310nmの信号を代わりに用いることも可能である。この実施の形態例によれば、1芯双方向通信に対して本発明を適用することができる。また、2芯双方向通信に対しても同様である。また、本発明によれば、光伝送路にMMFを用いたデータ伝送を行なうことができる。また、光伝送路にSMFを用いたデータ伝送を行なうことができる。
図4は本発明の第1の実施の形態例を示すブロック図である。図1と同一のものは、同一の符号を付して示す。このような構成は、機器又は端末間をメディアコンバータにて接続し、数km〜数10km程度の光ファイバによる長距離伝送を行なうものである。メディアコンバータ間は、1本のマルチモードファイバ(MMF)又はシングルモードファイル(SMF)で接続されており、例えば1310nm及び1550nmの2波長の光信号を用いて1芯双方向伝送を行なうものである。
図において、1Aは機器又は端末、6Aは該機器又は端末1Aと接続されるツイストペアケーブル(TX側)、2Aは該ツイストペアケーブル6Aと接続されるメディアコンバータである。1Bは機器又は端末、6Bは該機器又は端末1Bと接続されるツイストペアケーブル(TX側)、2Bは該ツイストペアケーブル6Bと接続されるメディアコンバータである。4はメディアコンバータ2Aと2B間を接続する光ファイバ伝送路である。該光ファイバ伝送路4としては、例えばMMFやSMFが用いられる。
次に、メディアコンバータ内部の構成について詳細に説明する。メディアコンバータ2Aにおいて、20は機器又は端末機器1Aと接続される電気コネクタ、21は該電気コネクタ20からの信号を受けるPHY(物理層)、22はPHY21と接続されるFPGA(フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ:ザイリンクス社の登録商標)である。
FPGA22は、オートネゴシエーションのシーケンスを実行する。また、ダミー信号(10M,100M,1G)の生成、PHYへのレート設定を行なう。23A,23Bはフレーム符号化、データのシリアル変換、信号波形変換を行なうPHYである。24A、24BはそれぞれPHY23A,23Bと接続される光モジュールである。光モジュール24Aは送信用のモジュールであり、光モジュール24Bは受信用のモジュールである。
何れも、これら光モジュール24A,24Bは、電気信号と光信号との相互変換を行なう。25は光モジュール24A,24Bと接続されるWDMカプラである。該WDMカプラ25は、ハーフミラーの機能を有する。即ち、光信号の透過と反射を行なって、850nmと870nmと、1310nmと1550nmとを切り分けるために用いる。ここでは、信号レートとして1310nmと1550nmを用いる場合について説明する。即ち、A側では送信に1310nmを用い、受信に1550nmを用いる。B側では送信に1550nmを用い、受信に1310nmを用いる。なお、6AはA側のツイストペアケーブル(TX)、6BはB側のツイストペアケーブル(TX)である。このように構成された光オートネゴシエーションの第1の実施の形態例についてその動作を説明する。
図5,図6は光オートネゴシエーションの第1の動作を示すフローチャートである。先ず、機器又は端末1若しくはメディアコンバータ2(2Aと2Bのこと)の電源が投入された時点、若しくはツイストペアケーブル6(6Aと6Bのこと)、光ファイバ伝送路4が接続された時点から始まる(S1)。次に、先ずTX側(電気側)のリンク信号により、機器又は端末1とメディアコンバータ2間の通信速度をメディアコンバータ2で判別しておく(A,Bとも:S2)。これは、後述するネゴシエーションの確立に必要となる。判別しておく通信レートは、10BASE−T,100BASE−TX,1000BASEのTである。
次に、メディアコンバータ2Bの光ファイバ側を直流(DC)発光させる(S3)。DC発光により、メディアコンバータ2A側では光ファイバ4が切断されていないかどうかを確認することが可能となる。次に、メディアコンバータ2AでDC光を受光したら、メディアコンバータ2Aから10Mbpsの信号を送信する(S4)。次に、B側で10Mの信号を受信する(S5)。メディアコンバータ2B側で信号を受信できない場合には、メディアコンバータ2BからDC光を出し続ける(S6)。このDC発光は、A側から信号がくるまで続けられる。
次に、メディアコンバータ2B側で10Mbpsの信号を正確に受信できた場合には、メディアコンバータ2B側から10Mbpsの信号を返信する(S7)。次に、一定時間内にA側で10Mbpsの信号を受信したかどうかチェックする(S8)。受信できない場合にはステップS4に戻る。この場合に、タイムアウト時にアラームを出すようにする。10Mbpsの信号を受信できた場合には、A側が10BASE−Tであるかどうかチェックする(S9)。A側が10BASE−Tであった時には、A側はPHY21を10BASE−Tに設定する。そして、B側に対して10Mbpsの信号を送信する(S10)。次に、B側で一定時間(例えば1〜2秒程度)10Mbpsの信号を受信したらメディアコンバータ2AのTX側が10BASE−Tでリンクしていると判断し、B側はPHY21を10BASE−Tに設定する(S11)。このステップS10とS11により10BASE−Tでネゴシエーションが確立したことになる。
一方、A側が10BASE−Tでなかった場合(より高速な通信速度であった場合)、A側のメディアコンバータ2Aは、B側に対して125Mbpsの信号を送信する(S12)。次に、B側でこの125Mbpsの信号を受信したかどうかチェックする(S13)。125Mの信号を受信することができなかった場合には、B側は10Mの信号を返信し続ける(S14)。また、ステップS13でB側が125Mbpsの信号を受信した場合には、B側のTX側は10BASE−Tであるかどうかチェックする(S15)。メディアコンバータ2B側で125Mbpsの信号を正確に受信できた場合でも、メディアコンバータ2BのTX側が10BASE−Tでリンクしていたら、メディアコンバータ2Bから10Mbpsの信号を返信し続ける(S16)。A側では、一定時間10Mbpsの信号を受信する。
メディアコンバータ2Bで125Mbpsの信号が正確に受信でき、メディアコンバータBのTX側が10BASE−Tより高速レートの場合、メディアコンバータ2Bから125Mbpsの信号を返信する(S17)。次に、一定時間内にA側で125Mの信号を受信したかどうかチェックする(S18)。メディアコンバータ2Aで一定時間10Mbpsの信号を受信したら、メディアコンバータ2AのPHY21を10BASE−Tに設定し、メディアコンバータ2Aから10Mbpsの信号をB側に送信する(S19)。そして、メディアコンバータ2Bでは、一定時間10Mbpsの信号を受信したら、メディアコンバータ2AのTX側が10BASE−Tにリンクしているか、MMFの帯域特性上、125Mbpsの信号が送れないと判断し、PHY21を10BASE−Tに設定する(S20)。これにより、A側とB側とで10BASE−Tのネゴシエーションが確立する。
ステップS18において、一定時間内に125Mの信号を受信した場合には、A側のTX側は100BASE−TXであるかどうかチェックする(S21)。A側のTX側が100BASE−TXである場合、メディアコンバータ2Aで125Mbpsの信号を受信した場合、メディアコンバータ2AのTX側が100BASE−TXでリンクしていれば、メディアコンバータ2AのPHY21を100BASE−TXに設定し、メディアコンバータ2Aから125Mbpsの信号をB側に送信する(S22)。次に、B側では、メディアコンバータ2Bでメディアコンバータ2Aからの125Mbps信号を一定時間受信したら、メディアコンバータ2AのTX側が100BASE−TXでリンクしていると判断し、メディアコンバータ2BのPHY21を100BASE−TXに設定する(S23)。これにより、ステップS22,S23により100BASE−TXでネゴシエーションが確立したことになる。
ステップS21において、A側のTX側が100BASE−TXでなかった場合には、A側からそれより高い1.25Gの信号をB側に送信する(S24)。次に、B側で1.25Gの信号を受信したかどうかをチェックする(S25)。B側で1.25Gの信号を受信できなかった場合には、メディアコンバータ2B側からA側に対して125Mの信号を返信し続ける(S26)。B側で1.25Gbpsの信号を受信した場合には、B側のTX側は100BASE−TXであるかどうかチェックする(S27)。受信できた場合でも、メディアコンバータ2BのTX側が100BASE−TXでリンクしていた場合には、メディアコンバータ2Bから125Mbpsの信号を返信し続ける(S28)。
ステップS27において、メディアコンバータ2Bで1.25Gbpsの信号を受信できた場合でも、メディアコンバータ2BのTX側が100BASE−TXでリンクしていなかったら、メディアコンバータ2Bから1.25Gbpsの信号をA側に返信する(S29)。次に、A側で1.25Gの信号を受信したかどうかチェックする(S30)。受信しなかった場合には、メディアコンバータ2AのPHY21を100BASE−TXに設定し、メディアコンバータ2Aから125Mbpsの信号をB側に送信する(S31)。
メディアコンバータ2Bでは、一定時間125Mbpsの信号を受信したら、PHY21を100BASE−TXに設定する(S32)。これにより、100BASE−TXでネゴシエーションが確立する。
ステップS30において、一定時間内にA側で1.25Gの信号を受信した場合には、メディアコンバータ2Aで1.25Gbpsの信号を受信した場合、メディアコンバータ2AのPHY21を1000BASE−Tに設定する(S33)。そして、メディアコンバータ2Bでは、一定時間1.25Gbpsの信号を受信したら、PHY21を1000BASE−Tに設定する(S34)。このステップS33,S34により1000BASE−Tでネゴシエーションが確立したことになる。
このように、本発明によれば、低いビットレートから順にネゴシエーションを行なうことができる。この場合において、A側のメディアコンバータ2AとB側のメディアコンバータ2Bは、相互に双方のリンク周波数情報をやりとりすることで、ネゴシエーションを行なうことができる。このようなアルゴリズムをFPGA22にて制御することが可能である。
図7は光オートネゴシエーションの第2の動作を示すフローチャートである。この例では、アルゴリズムの前半部分で光ファイバ側の通信速度を調査し、後半部分ではこの速度でTX側の通信速度情報を交換後、設定するというものである。この例では、ネゴシエーションのためのレートを高い方から低い方へ変更している。以下、図に沿って説明する。
この実施の形態例では、機器又は端末1若しくはメディアコンバータ2の電源が投入された時点、若しくはツイストペアケーブル6A,光ファイバ伝送路4が接続された時点から始まる(S1)。先ず、TX側(電気側)のリンク信号により、機器又は端末1とメディアコンバータ2間の通信速度(レート)をA側、B側ともメディアコンバータ2で判別しておく(S2)。これは、後述するネゴシエーションの確立に必要となる。次に、B側をDC発光させる(S3)。そして、光レベルを検出後、以下からのシーケンスを実行する。A側でDC発光を検出したら、A側から1.25Gbpsの信号をB側に送信する(S4)。
B側では、1.25Gbpsの信号を受信したかどうかチェックする(S5)。信号を受信した場合には、B側は1.25Gbpsの信号をA側に返信する(S6)。A側では、1.25Gbpsの信号を受信したかどうかチェックする(S7)。ステップS5でB側で1.25Gbpsの信号を受信しなかった場合、及びステップS7でA側で1.25Gbpsの信号を受信しなかった場合には、A側では一定時間経過後、125Mbpsの信号をB側に送信する(S8)。ステップS7でA側で1.25Gbpsの信号を受信した場合におけるステップS17、S21以降の処理に入る。
B側では、この125Mbpsの信号を受信したかどうかチェックする(S9)。B側で125Mbpsの信号を受信した時には、B側は125Mbpsの信号をA側に返信する(S10)。次に、A側ではこの125Mbpsの信号を受信したかどうかをチェックする(S11)。受信した場合には、ステップS17,S21以降の処理に入る。A側で125Mbpsの信号を受信しなかった場合、又はB側でA側からの125Mbpsの信号を受信しなかった場合には、A側は一定時間経過後、B側に10Mbpsの信号を送信する(S12)。
B側では、この10Mbpsの信号を受信したかどうかをチェックする(S13)。受信した場合には、B側はA側に対して10Mbpsの信号を返信する(S14)。A側ではB側から返信されてくる10Mbpsの信号を受信したかどうかチェックする(S15)。受信した場合には、ステップS17,S21以降の処理に入る。ステップS13において、B側で10Mbpsの信号を受信しなかった場合、又はステップS15においてA側で10Mbpsの信号を受信しなかった場合には、A側は一定時間経過後、10Mbpsの信号をB側に送信し(S16)、ステップS3に戻る。この時、タイムアウト時にアラームを出す。
次に、ステップS17,S21以降の処理について説明する。ステップS17では、B側はTX側のリンクレート情報をA側に送信する(S17)。A側ではこの信号を受けてB側のリンクレート情報を入手する(S18)。そして、A側はリンクレートを自身が記憶しているそれと比較する(S19)。次に、低い方のレートにPHY21を設定し(S20)、光オートネゴシエーションを確立する(S25)。
ステップS21では、A側はTX側のリンクレート情報をB側へ送信する(S21)。B側では、A側のリンクレート情報を入手し(S22)、自身が記憶しているリンクレート情報と比較する(S23)。そして、低い方のレートにPHY21を設定する(S24)。これにより、光オートネゴシエーションが確立する(S25)。
上述した実施の形態例では、光伝送路をマルチモードファイバ(MMF)からシングルモードファイバ(SMF)に代えた場合でも実現可能である。
図8は本発明の第2の実施の形態例を示すブロック図である。図4と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例は、オートネゴシエーション用の光波長を実運用時に使用する波長のうち伝送特性の悪い方をメディアコンバータ2Aに使用するようにしたものである。図において、1Aは機器又は端末、2Aは該機器又は端末1と接続されるメディアコンバータ、6Aは機器又は端末機器1Aとメディアコンバータ2Aをつなぐツイストペアケーブル(TX側)、1Bは機器又は端末、2Bは機器又は端末1Bと接続されるメディアコンバータ、6Bは機器又は端末1Bとメディアコンバータ2Bをつなぐツイストペアケーブル(TX側)である。4はメディアコンバータ2Aとメディアコンバータ2B間を接続する光ファイバ伝送路である。該光ファイバ伝送路4は、MMF又はSMFで形成される。
メディアコンバータ2Aにおいて、20はツイストペアケーブル6Aと接続される電気コネクタ、21は該電気コネクタ20と接続されるPHY、22は該PHY21と接続されるFPGA、24はPHY21と接続される光モジュールである。そして、A側では1310nmを送信側レート、1550nmを受信側レート、B側では1550nmを送信側レート、1310nmを受信側レートとして用いる。
このように構成されたシステムにおいて、図4に示すオートネゴシエーション用の光波長を実運用時に使用する波長のうち、伝送特性の悪い方をメディアコンバータAに使用することで、図4に示す実施の形態例と同様の動作が可能である。
図9は本発明の第3の実施の形態例を示すブロック図である。この実施の形態例は、A側とB側に2芯電気/光メディアコンバータを用いたものである。図8と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例は、図4に示すオートネゴシエーション用の光波長を実運用時に使用する波長のうち、伝送特性の悪い方をメディアコンバータAに使用することで、図4の場合と同様に実現可能である。
図において、1Aは機器又は端末、2Aは機器又は端末1Aと接続されるメディアコンバータ、6Aは機器又は端末1Aとメディアコンバータ2A間を接続するツイストペアケーブル(TX側)である。1Bは機器又は端末、2Bは機器又は端末1Bと接続されるメディアコンバータ、6Bは機器又は端末1Bとメディアコンバータ2B間を接続するツイストペアケーブル(TX側)である。7A,7Bはメディアコンバータ2Aと2B間を接続する2芯の光ファイバケーブルである。この光ファイバケーブル7Aは実運用時は1550nmで通信を行なうようになっている。
次に、2芯双方向電気/光メディアコンバータの場合について、説明する。 図10、図11は光オートネゴシエーションの第3の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って、本発明の動作を説明する。冒頭で説明した通り、1310nmよりも1550nmの方が伝送特性に優れる。これを利用して図10、図11に示すように、2芯システムの場合には起ち上げシーケンス(オートネゴシエーション動作)中のみ1310nmで行ない、シーケンス終了後1550nmに切り替えて実運用する方法も有効である。シーケンスを特性の劣る1310nmで行なうことにより、確実に1550nmでの運用を行なうことができる。
本発明は、機器又は端末機器1若しくはメディアコンバータ2の電源が投入された時点、若しくはツイストペアケーブル6A,光ファイバケーブル7Aが接続された時間から始まる(S1)。次に、先ずTX(電気側)のリンク信号により、機器又は端末機器1とメディアコンバータ2間の通信速度をA側、B側ともにメディアコンバータ2で判別しておく(S2)。これは後述するネゴシエーションの確立に必要となる。
次に、A側、B側ともにDC発光させる(S3)。A側では、B側からのDC発光を確認すると、10Mbpsの信号をB側に送信する(S4)。B側では、この10Mbpsの信号を受信したかどうかをチェックする(S5)。10Mbpsの信号を受信しなかた場合には、B側はA側から信号がくるまでDC光を返信し続ける(S6)。B側で10Mbpsの信号を受信したら、B側から10Mbpsの信号をA側に対して返信する(S7)。
次に、一定時間内にA側で10Mbpsの信号を受信したかどうかをチェックする(S8)。一定時間内に10Mbpsの信号を受信しない場合に、ステップ3に戻る。この場合に、タイムアウト時にアラームを出す。ステップS8において、一定時間内にA側で10Mbpsの信号を受信した場合には、A側が10BASE−Tであるかどうかをチェックする(S9)。A側が10BASE−Tであった場合には、A側はPHY21を10BASE−Tに設定し、10Mbpsの信号を送信する(S10)。次に、B側では一定時間内に10Mbpsの信号を受信したら、B側はPHY21を10BASE−Tに設定する(S11)。以上のシーケンスにより、10BASE−Tでネゴシエーションが確立したことになる。
一方、ステップS9においてA側が10BASE−Tでなかった場合、A側はB側に対して125Mbpsの信号を送信する(S12)。B側では、この125Mbpsの信号を受信したかどうかチェックする(S13)。B側で125Mbpsの信号を受信しなかった場合は、B側は10Mbpsの信号を返信し続ける(S14)。ステップS13で125Mbpsの信号を受信した場合には、B側のTX側は10BASE−Tであるかどうかチェックする(S15)。10BASE−Tであった場合には、B側から10Mbpsの信号を返信し続ける(S16)。
B側の設定が10BASE−Tが設定されていなかった場合には、B側はA側に対して125Mbpsの信号を返信する(S17)。次に、一定時間内にA側で125Mbpsの信号を受信したかどうかチェックする(S18)。受信しなかった場合、A側はPHY21を10BASE−Tに設定し、B側に対して10Mbpsの信号を送信する(S19)。次に、B側では一定時間内に10Mbpsの信号を受信したら、B側はPHY21を10BASE−Tに設定する(S20)。これにより、10BASE−Tでネゴシエーションを確立する。
ステップS18において、一定時間内にA側で125Mbpsの信号を受信した場合には、A側のTX側は100BASE−TXであるかどうかチェックする(S21)。100BASE−TXであった場合には、A側はPHY21を100MBASE−TXに設定し、125Mbpsの信号をB側に送信する(S22)。そして、B側では一定時間125Mbpsの信号を受信したらPHY21を100BASE−TXに設定する(S23)。これにより、100BASE−TXでネゴシエーションを確立する。
次に、ステップS21において、A側のTX側が100BASE−TXでない場合、A側は1.25Gbpsの信号をB側に送信する(S24)。B側では、この1.25Gbpsの信号を受信したかどうかチェックする(S25)。信号を受信しなかった場合には、B側から125Mbpsの信号をA側に返信する(S26)。B側で1.25Gbpsの信号を受信した場合には、B側のTX側が100BASE−TXに設定されているかどうかチェックする(S27)。100BASE−TXに設定されている場合には、B側から125Mbpsの信号をA側に返信する(S28)。
次に、B側が100BASE−TXに設定されていない場合、B側が1.25Gbpsの信号をA側に対して返信する(S29)。次に、一定時間内にA側で1.25Gbpsの信号を受信したかどうかチェックする(S30)。受信しなかった場合には、及びステップS26とS8を実行した場合は、A側はPHY21を100BASE−TXに設定し、B側に対して125Mbpsの信号を送信する(S31)。次に、B側では一定時間125Mbpsの信号を受信したらPHY21を100BASE−TXに設定する(S32)。これで、100BASE−TXでネゴシエーションが確立する。
ステップS30で一定時間内にA側で1.25Gbpsの信号を受信した場合には、A側のPHY21を1000BASE−Tに設定し(S33)、B側では一定時間1.25Gbpsの信号を受信したらB側はPHY21を1000BASE−Tに設定する(S34)。これにより、1000BASE−Tでネゴシエーションが確立する。
次に、機器又は端末機器の再接続・切替後におけるネゴシエーションについて説明する。メディアコンバータに接続する機器又は端末機器が切り替えられた時のために、予めメディアコンバータ内部メモリに光ファイバ側のネゴシエーションデータを格納しておき、高速に機器又は端末の再接続・切替後のネゴシエーションを行なう場合について説明する。図12は機器・端末の再接続・切替後における光ネゴシエーションの概要を示すフローチャートである。
図において、30はメディアコンバータ内部メモリであり、その時の格納データの例を示している。この例では、通信速度が10Mbps、100Mbps、300Mbps、500Mbps、700Mbps、1Gbps、1.25Gbps、2Gbpsに設定されており、これら通信速度のうち、当該メディアコンバータが動作可能な伝送可否が設定されている。例えば、図12に示す例の場合には、通信速度は10Mbpsから700Mbpsまで動作可能であることを示している。
先ず、125Mbpsで運用する(S1)。次に、125Mbpsの端末機器を切り離し1.25Gbpsの端末機器を接続する(S2)。次に、メモリデータ30を参照して新レートは伝送可能であるかどうかチェックする(S3)。新レートで伝送が不可能な場合、最速で設定可能なレートで通信速度を設定する(S4)。新レートで伝送が可能な場合には、A,B側の通信速度をそれぞれ設定する。この時のメディアコンバータ内部の構成は、図13に示すようになっている。
図13は本発明の第4の実施の形態例を示すブロック図である。図4と同一のものは、同一の符号を付して示す。図13と図4との比較では、図13でFPGA22にネゴシエーションの結果を格納するメモリ30が付加された点である。その他の構成は、図4と同じである。
このように、構成されたシステムにおいて、起ち上げ時にTX側の通信速度を取得し、取得データを内部メモリ30に格納しておく。一度、光オートネゴシエーションにより通信速度が決まったものとする。その後は、より高ビットレートをサポートする機器又は端末機器1が接続された場合に、格納されたデータから新しい通信速度で伝送できるか否かを判別させることができる。
次に、光ケーブルの再接続・切替後におけるネゴシエーションについて説明する。メディアコンバータ2に接続する光ファイバ伝送路4が切り替えられた時のために、メディアコンバータ2の内部メモリ30に光ファイバ伝送路4側のネゴシエーションデータを格納しておき、高速に光ファイバ再接続・切替後のネゴシエーションを行なう場合について説明する。
図14は光ケーブルの再接続・切替後における光ネゴシエーションの概要を示すフローチャートである。先ず、125Mbpsで運用する(S1)。次に、光ファイバ伝送路(光ケーブル)の再接続を行なう(S2)。そして、以前の速度で接続できるか否かをチェックする(S3)。接続できない場合には、125Mbpsから低周波数側へ伝送確認を移行する(S4:アルゴリズムは図7を参照)。接続できる場合には、125Mbpsから高周波数側へ伝送確認を移行する(S5:アルゴリズムは図5,図6を参照)。
メディアコンバータ2では、光ファイバ伝送路4の再接続及び切り替えの判断がつかないが、光ケーブルは切り替えよりも再接続の場合が圧倒的に多いため、この方式が有効となる。
上述の実施の形態例では、制御素子としてFPGAを用いた場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、代わりにCPUやLSIを用いて実現することが可能である。
(付記1) 第1及び第2の端末機器と、
前記第1及び第2の端末機器にそれぞれ接続された第1及び第2の変換装置と、
前記第1及び第2の変換装置を接続する伝送路を備え、
前記第1の変換装置と前記第2の変換装置の伝送速度を設定後に、前記第1の端末機器と前記第1の変換装置の伝送速度、及び、前記第2の端末機器と前記第2の変換装置の電送速度が設定されることを特徴とする伝送システム。
(付記2) 前記第1及び第2の変換装置による伝送速度の設定は、前記第1及び第2の変換装置間で通信される信号光波長と異なる波長により行われることを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記3) 前記伝送速度の設定は、前記第1及び第2の変換装置間で通信される信号光波長に対して、より伝送速度の悪い波長により行われることを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記4) 前記端末機器は1芯双方向を行なう機器であることを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記5) 前記端末機器は2芯双方向を行なう機器であることを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記6) 前記光ファイバ伝送路にMMFを用いることを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記7) 前記光ファイバ伝送路にSMFを用いることを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記8) 前記システムは、低いビットレートからネゴシエーションを行なうことを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記9) 前記システムは、高いビットレートからネゴシエーションを行なうことを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記10) 前記変換装置は、相互に双方のリンク周波数情報をやりとりすることでネゴシエーションを行なうことを特徴とする付記1記載の伝送システム。
(付記11) 前記システムは、起ち上げ時にビットレートを段階的に変化させ、その結果を自分のデータベースに格納しておき、ネゴシエーションに利用することを特徴とする付記1記載の伝送システム。
本発明の構成概念を示す図である。 光ファイバ損失の波長特性を示す図である。 電気/光メディアコンバータ光オートネゴシエーション方式の概要を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施の形態例を示すブロック図である。 光オートネゴシエーションの第1の動作を示すフローチャートである。 光オートネゴシエーションの第1の動作を示すフローチャートである。 光オートネゴシエーションの第2の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態例を示すブロック図である。 本発明の第3の実施の形態例を示すブロック図である。 光オートネゴシエーションの第3の動作を示すフローチャートである。 光オートネゴシエーションの第3の動作を示すフローチャートである。 機器又は端末の再接続・切替後における光ネゴシエーションの概要を示すフローチャートである。 本発明の第4の実施の形態例を示すブロック図である。 光ケーブルの再接続・切替後における光ネゴシエーションの概要を示すフローチャートである。 シングルモードファイバとマルチモードファイバの比較説明図である。 従来のオートネゴシエーション例を示す図である。 従来のオートネゴシエーションの動作説明図である。
符号の説明
1A,1B 機器又は端末
2A,2B メディアコンバータ
4 光ファイバケーブル
6A,6B ツイストペアケーブル(TX)
20 電気コネクタ
21 PHY
22 FPGA
23A,23B PHY
24A,24B 光モジュール
25 WDMカプラ
26 光コネクタ

Claims (1)

  1. 第1及び第2の携帯端末と、
    前記第1及び第2の端末機器にそれぞれが接続された第1及び第2の変換装置と、
    前記第1及び第2の変換装置を接続する伝送路を備え、
    前記第1の変換装置と前記第2の変換装置の伝送速度を設定後に、前記第1の端末機器と、前記第1の変換装置の伝送速度、及び、前記第2の端末機器と前記第2の変換装置の送速度が設定されることを特徴とする伝送システムにおいて、
    前記伝送速度の設定は、前記第1及び第2の変換装置間で通信される信号光波長に対して、より伝送速度の悪い波長により行われることを特徴とする伝送システム
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