JP4624141B2 - ギガビット・イーサネット（登録商標）信号多重伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、地域的に離れた複数のギガビット・イーサネット網の間を伝送装置経由で接続する技術に関する。

従来のこの種の伝送装置として、ギガビット・イーサネット信号の接続に光パス網を用い、複数のギガビット・イーサネット信号を光パス信号に時分割多重して伝送するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図６は、この多重伝送装置のブロック図を示す。

図６に示す多重伝送装置では、伝送速度１．２５Ｇｂｐｓのギガビット・イーサネット信号４０６に対して８Ｂ１０Ｂ符号化変換を行う復号器４０１にて、伝送速度１Ｇｂｐｓのギガビット・イーサネット信号に復号する。復号された複数のギガビット・イーサネット信号は、入力バッファ回路４０２および時分割多重化回路４０３により、時分割多重化する。多重化された信号は、光パス信号生成回路４０４により、伝送速度１．２Ｇｂｐｓ×多重数（（ＳＴＭ−８）×多重数相当）の光パス信号４０７に収容される。複数の光パス信号４０７は、それぞれ異なる波長を有し、波長多重回路４０５により光波長多重信号４０８とされて伝送される。

以下、本発明の理解に必要な基本的な知識を簡単に記載する。光パス信号の一般的なフォーマットを図７に示す。光パス信号は、図７に示すように、９×（９×Ｎ）バイトの光パス信号オーバヘッド領域と、９×（２６１×Ｎ）バイトのペイロード領域より構成される。ここで、Ｎは１，４，１６，６４等の値を持つ。光パス信号オーバヘッド領域は、光パス信号の多重化構成管理，エラー監視，警報転送，上位レイヤ間における通信等を行うためのデータが格納され、ペイロード領域には主信号が格納される。

ＩＥＥＥ８０２．３に規定されている、ギガビット・イーサネット信号におけるＯＳＩ参照モデルを図８に示す。ギガビット・イーサネット信号（１０００ＢＡＳＥ−Ｘ）の物理レイヤ（レイヤ１）は、物理媒体依存部（ＰＭＤ），物理媒体接続部（ＰＭＡ）および物理符号化副層（ＰＣＳ）から構成される。物理媒体依存部は電気／光変換機能を有し、物理媒体接続部はデータのシリアル／パラレル変換機能とクロック再生機能を有し、物理符号化副層はデータ符号化（８Ｂ／１０Ｂ）機能およびオートネゴシエーション機能を有する。

ＩＥＥＥ８０２．３に規定されている、オートネゴシエーションデータの符号内容を図９に示す。１０００ＢＡＳＥ−Ｘは、リンク確立に先立ち、各伝送装置がサポートする通信モードの情報を交換する。この通信モードの情報は２バイトで構成されるコンフィグレーションデータで構成される。図９において、オートネゴシエーションデータのＦＤ（Ｆｕｌｌ Ｄｕｐｌｅｘ）は、伝送装置が全二重モードをサポートすることを示し、ＨＤ（Ｈａｌｆ Ｄｕｐｌｅｘ）は、伝送装置が半二重モードをサポートすることを示す。

ＰＳ１（Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｐａｕｓｅ）は、伝送装置は対称なフロー制御をサポートすることを示す。ＰＳ２（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｐａｕｓｅ）は、伝送装置は非対称なフロー制御をサポートすることを示す。ＲＦ（Ｒｅｍｏｕｔｅ Ｆａｕｌｔ）１，ＲＦ２は、リンクにエラーを検知したことを示す。ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）は、相手装置のオートネゴシエーションデータを正しく受け取ったことを示す。ＮＰ（Ｎｅｘｔ Ｐａｇｅ）は、上記に収まらない情報を後に続くオートネゴシエーションデータに収納するネクストページ機能を使用することを示す。

特開２００１−４５０６９（第５頁−第６頁、図１）

上述したギガビット・イーサネット信号多重伝送装置では、ギガビット・イーサネット信号のレイヤ１の物理レイヤの機能を終端しており、８Ｂ／１０Ｂ符号化および復号化により、１Ｇｂｐｓのギガビット・イーサネット信号を１．２Ｇｂｐｓ×多重数（（ＳＴＭ−８）×多重数相当）の光パス信号に収容することを可能としている。しかしながら、８Ｂ／１０Ｂ符号化および復号化とともにオートネゴシエーションプロセスも終端しており、多重化伝送装置に接続される装置間におけるオートネゴシエーションは行われない。このため、多重化伝送装置に接続される装置がポーズフレームの終端機能を有していたとしても、多重伝送装置では、レイヤ２機能に属するポーズフレームの終端機能を有していないため、ポーズフレームの機能を使用することができない。

また、多重化伝送装置とそれに接続される装置は、個別にリンクの確立が行われるため、リンク確立／リンク断の情報が多重化伝送装置を介した対向側のリンクパートナにその情報を伝えることができない。この他にも、リモートフォールト機能やオートネゴシエーションのネクストページ機能を使用して拡張される機能を多重化伝送装置に接続される両端の装置が有していても、この間の接続に多重化伝送装置が入ることでこれらの機能を使用することはできない。このように、従来の多重化伝送装置においては、ギガビット・イーサネットが有する機能を十分に使用できるとは言い難い。

このため、図６にて説明した従来のギガビット・イーサネット信号多重化伝送装置では、リンク断の情報を図７にて説明した光パス信号オーバヘッド領域に付加することで下流側の多重化伝送装置に情報を送信し、そのリンク断情報を受信した下流側の多重化伝送装置では、リンクパートナに対して光出力停止もしくは、同期外れとなる信号を送信して強制的にリンク断を発生することにより、多重化伝送路におけるリンク状態の一致を行っている。

ただし、その機能を搭載しても、なおポーズフレームをサポートすることはできないため、ポーズフレームをサポートする必要がある場合には、ギガビット・イーサネット信号の時分割多重を止めて、単純な光リピータと光波長多重により多重化伝送装置を構成している。この場合は当然ギガビット・イーサネット信号の時分割多重による伝送路の有効活用によるメリットは受けられない。また、光リピータを用いた多重化伝送装置では、多段に接続した場合、ジッタ増加の影響により最大多段接続数の制限が発生するため、多重化伝送装置を用いたネットワーク構成に制限を与えてしまう。

本発明は、このような背景に行われたものであって、ギガビット・イーサネット信号をそのまま利用して光パス信号に時分割多重することができ、レイヤ２フレームの変換機能を有する必要がなく、多重化伝送装置と接続する装置が多重化伝送装置を透過的に介して対向の多重化伝送装置のリンクパートナとオートネゴシエーションを行うことができるギガビット・イーサネット信号多重化伝送装置を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、光パス数の削減による効率の良いギガビット・イーサネット信号の伝送と、レイヤ２以上の機能を持たないシンプルな機能構成と、多重化伝送路に接続される装置間でオートネゴシエーションによる最適な通信方式の選択が可能なギガビット・イーサネット信号多重化伝送装置を提供することを第２の目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明では、光パス信号オーバヘッド領域によって、オートネゴシエーションで得られたリンクパートナのオートネゴシエーションデータを対向の多重化伝送装置に送信し、対向の多重化伝送装置から得られたオートネゴシエーションデータによってリンクパートナとのオートネゴシエーションを実行することとした。また、復号した複数の伝送速度１Ｇｂｐｓのギガビットイーサネット信号を光パス信号にそのまま時分割多重化することにより、レイヤ２フレーム変換処理を不要とした。

このため、本発明は、送信側に、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを収集する手段と、収集する手段によって得られたオートネゴシエーションデータを光パス信号オーバヘッド領域に挿入する手段とを備え、受信側に、光パス信号オーバヘッド領域に挿入されたオートネゴシエーションデータを光パス信号から分離する手段を備える。そして、光パス信号から分離したオートネゴシエーションデータと、リンクパートナのオートネゴシエーションデータとによってリンクパートナとのオートネゴシエーションを行う手段を設ける。

オートネゴシエーションを行う手段は、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを収集する機能の一部と、リンクパートナのオートネゴシエーションを行う機能とを併せ持つ。そのため、光パス信号から分離したオートネゴシエーションデータを保管するバッファ手段と、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを保管するバッファ手段とを有する。

また、バッファ手段は、オートネゴシエーションのネクストページ機能をサポートし、複数ワードの情報量を保管できることが望ましい。光パス信号から分離したオートネゴシエーションデータを保管するバッファ手段の情報が更新された場合、更新された情報で再度オートネゴシエーションを実行する。

また、オートネゴシエーションを行う手段において、光パス信号から分離したオートネゴシエーションデータが無い場合には、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを収集する手段としてのみ機能し、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを収集した後すぐに、同期外れ信号もしくは光出力停止する手段によりリンクパートナとのリンクを断する。

また、オートネゴシエーションデータを光パス信号オーバヘッド領域に挿入する手段において、オートネゴシエーションデータを挿入する箇所は、その光パスにおいて未使用の光パス信号オーバヘッドバイトであり、オートネゴシエーションデータがネクストページ機能をサポートすることに備え、複数ワードの領域を割り当てることが望ましい。

以上説明したように、本発明によれば、ギガビット・イーサネット信号をそのまま利用し光パス信号に時分割多重することができ、レイヤ２フレームの変換機能を有する必要が無く、多重化伝送装置と接続する装置が多重化伝送装置を透過的に介して対向の多重化伝送装置のリンクパートナとオートネゴシエーションを行うことができる。

これにより、光パス数の削減による効率の良いギガビット・イーサネット信号の伝送と、レイヤ２以上の機能を持たないシンプルな機能構成と、多重化伝送路に接続される装置間でオートネゴシエーションによる最適な通信方式の選択が可能なギガビット・イーサネット信号多重化伝送装置を実現することができる。

本発明のギガビット・イーサネット信号多重伝送装置（以下「装置」と記す）は、送信側と受信側との間にオートネゴシエーション回路を設けることを特徴とする。

送信側は、復号器，入力バッファ回路，時分割多重化回路，光パス信号生成回路および波長多重回路で構成される。

復号器は、伝送符号化されたギガビット・イーサネット信号を入力する入力線ごとに設けられ、ギガビット・イーサネット信号の復号と（受信）オートネゴシエーションデータの抽出を行う。入力バッファ回路は、復号器ごとに設けられて復号されたギガビット・イーサネット信号を蓄積する。

時分割多重化回路は各入力バッファ回路からギガビット・イーサネット信号を読み出し予め割り当てられたタイムスロットごとに時分割多重を行う。光パス信号生成回路は時分割多重されたギガビット・イーサネット信号と（自装置）オートネゴシエーションデータを光パス信号に変換する。波長分離回路は光パス信号を他の異なる波長を有する光パス信号と共に波長多重し光波長多重信号を対向装置へ送信する。

受信側は、波長多重回路，光パス信号終端回路，時分割多重分離回路，出力バッファ回路および符号器で構成される。

波長多重回路は対向装置から受信した光波長多重信号を異なる波長毎に分離しそれぞれの光パス信号を出力する。光パス信号終端回路は光パス信号から時分割多重されたギガビット・イーサネット信号と（対向装置）オートネゴシエーションデータを取り出す。時分割多重分離回路は時分割多重されたギガビット・イーサネット信号をチャンネルごとのギガビット・イーサネット信号に分離する。

出力バッファ回路は分離した信号ごとに設けられギガビット・イーサネット信号を蓄積する。符号器は出力バッファ回路より読み出されたギガビット・イーサネット信号を伝送符号化し、出力線により該ギガビット・イーサネット信号と前記（送信）オートネゴシエーションデータの送信および前記同期外れ信号もしくは光出力停止を指示する。

オートネゴシエーション回路は、（受信）オートネゴシエーションデータと（対向装置）オートネゴシエーションデータから、（自装置）オートネゴシエーションデータと（送信）オートネゴシエーションデータを生成し、また同期外れ信号もしくは光出力停止を指示する。

オートネゴシエーション回路は、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを保存するローカル用バッファと、対向する装置のリンクパートナのオートネゴシエーションデータを保存するリモート用バッファと、初期値を保持するレジスタとを有し、リモート用バッファが空でなければ、そのオートネゴシエーションデータをリンクパートナに送信してリンクを確立し、リモート用バッファが空であれば、同期外れ信号送信／光出力停止を中止し、初期値をリンクパートナに送信してリンクパートナのオートネゴシエーションデータを取得してローカル用バッファに保管して同期外れ信号送信／光出力停止を実行する。

また、オートネゴシエーション回路では、リモート用バッファが空でない状態でリンク断が発生するとローカル用バッファは空にセットされ、この空情報が対向装置のリモート用バッファに送信され、リモート用バッファが空の状態でリンク断が発生するとローカル用バッファは空にセットされず、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを取得して対向装置のリモート用バッファに送信する。

本発明のギガビット・イーサネット信号多重伝送装置（以下「装置」と記す）の実施例１の構成を図１に示す。

この装置は、ギガビット・イーサネット区間から入力線１０１により入力されてくるギガビット・イーサネット信号を光パス信号１０２に時分割多重して、出力線１０３により光波長多重区間へ出力し、また光波長多重区間から入力線１０４により入力してくる光パス信号１０５を時分割分離して、出力線１０６によりギガビット・イーサネット区間へ出力する。そして、ギガビット・イーサネット区間に位置する本装置のリンクパートナーと、光波長多重区間に位置する対向する装置のリンクパートナーとのオートネゴシエーションを実現する。

図１において、この装置は、送信装置を構成する復号器１１１，入力バッファ回路１１２，時分割多重回路１１３，光パス信号生成回路１１４および光波長多重回路１１５と、受信装置を構成する光波長分離回路１１６，光パス信号終端回路１１７，時分割分離回路１１８，出力バッファ回路１１９および符号器１２０と、オートネゴシエーション回路１２１とで構成されている。なお、参照番号１０３と参照番号１０４は、便宜、光波長多重信号を指すために使用されることがある。

送信装置側の復号器１１１は、入力線１０１ごとに設けられ、伝送符号化されて入力線１０１により入力してくるギガビット・イーサネット信号の復号と、そこからのオートネゴシエーションデータの抽出を行う。復号されたギガビット・イーサネット信号がギガビット・イーサネットデータであるときは入力バッファ回路１１２、オートネゴシエーションデータであるときはオートネゴシエーション回路１２１へ出力される。入力バッファ回路１１２は、復号器１１１ごとに設けられて、復号されたギガビット・イーサネット信号を蓄積する。

時分割多重化回路１１３は、予め割り当てられたタイムスロットごとに、各入力バッファ回路１１２からギガビット・イーサネット信号を読み出し時分割多重を行う。光パス信号生成回路１１４は、時分割多重されたギガビット・イーサネット信号と、オートネゴシエーション回路１２１から出力されるオートネゴシエーションデータ１０９を光パス信号１０２に変換する。波長多重回路１１５は、光パス信号１０２を他の異なる波長を有する光パス信号１０２と共に波長多重し、光波長多重信号１０３を送信する。

受信装置側の波長分離回路１１６は、光波長多重信号１０４を異なる波長毎に分離し、それぞれの光パス信号１０５を出力する。光パス信号終端回路１１７は、光パス信号１０５から時分割多重されたギガビット・イーサネット信号と、対向装置のオートネゴシエーションデータ１１０を取り出す。時分割多重分離回路１１８は、時分割多重されたギガビット・イーサネット信号を個別のギガビット・イーサネット信号に分離する。

出力バッファ回路１１９は、分離されたギガビット・イーサネット信号ごとに設けられギガビット・イーサネット信号を蓄積する。符号器１２０は、出力バッファ回路１１９より読み出されたギガビット・イーサネット信号の伝送符号化および送信と、オートネゴシエーションデータの送信と、同期外れ信号もしくは光出力を停止する機能を持つ。これらの送信および機能は出力線１０６により行われる。

オートネゴシエーション回路１２１は、復号器１１１で復号したオートネゴシエーションデータ１０７と、光パス信号終端回路１１７で取り出した対向装置からのオートネゴシエーションデータ１１０から、自装置のオートネゴシエーションデータ１０９と送信すべきオートネゴシエーションデータ１０８を生成する。オートネゴシエーションデータ１０９は光パス信号生成回路１１４、オートネゴシエーションデータ１０８は符号器１２０ヘそれぞれ出力される。

なお、この図１の構成例は光パス信号が２．４Ｇｂｐｓ（ＳＴＭ−１６相当）の伝送速度を有する場合の例であるが、光パス信号としてはペイロード領域が２Ｇｂｐｓ以上、オーバヘッドの未使用領域が１ワード以上のものであれば、図７に示されるフォーマット以外でも適用可能である。

次に、本装置の動作の概要を説明する。入力線１０１により入力した伝送速度１．２５Ｇｂｐｓのギガビット・イーサネット信号は、復号器１１１で１０Ｂ／８Ｂ変換の復号化が行われる。復号されたギガビット・イーサネット信号がオートネゴシエーションデータである場合は、オートネゴシエーションデータ１０７はオートネゴシエーション回路１２１に出力され、ギガビット・イーサネットデータである場合は伝送速度１Ｇｂｐｓに復号されたギガビット・イーサネット信号が入力バッファ回路１１２に入力され蓄積される。オートネゴシエーションデータ１０７はリンクパートナのオートネゴシエーションデータである。

入力バッファ回路１１２および他チャンネルの入力バッファ回路１１２（図示省略）に蓄積されているギガビット・イーサネット信号は、時分割多重回路１１３によって読み出され、予め定められたタイムスロットに２多重される。この２多重された伝送速度２Ｇｂｐｓの多重ギガビット・イーサネット信号は、光パス信号生成回路１１４で２．４Ｇｂｐｓ（ＳＴＭ−１６相当）の光パス信号のペイロード領域に挿入される。このとき、オートネゴシエーション回路１２１で対向装置に送信するオートネゴシエーションデータ１０９がある場合には、光パス信号オーバヘッドの予め定められた箇所にそのオートネゴシエーションデータ１０９が挿入される。

異なる装置（図示省略）の光パス信号生成回路１１４で生成される光パス信号１０２は、それぞれ異なる光波長を有し、光波長多重回路１１５で光波長多重される。そして、このような光波長多重信号１０３が対向の多重伝送装置に向けて送信される。

対向の装置から入力する光波長多重信号１０４は、光波長分離回路１１６にて個別の光パス信号１０５に分離される。個別の光パス信号１０５は、光パス終端回路１１７にて、ペイロード領域に挿入されている多重ギガビットイーサネット信号と、光パス信号オーバヘッドに挿入されているオートネゴシエーションデータ１１０を分離され、多重ギガビットイーサネット信号は時分割分離回路１１８に、オートネゴシエーションデータ１１０はオートネゴシエーション回路１２１に入力する。時分割分離回路１１８では２本の伝送速度１Ｇｂｐｓのギガビットイーサネット信号に分離し、分離されたそれぞれのギガビット・イーサネット信号は、対応する出力バッファ回路１１９に蓄積される。

符号器１２０では、出力バッファ回路１１９に蓄積されている伝送速度１Ｇｂｐｓのギガビットイーサネット信号を読み出して８Ｂ／１０Ｂ復号化し、伝送速度１．２５Ｇｂｐｓのギガビットイーサネット信号１０６を送信する。このとき、オートネゴシエーション回路１２１から出力される送信オートネゴシエーションデータ１０８がある場合には、このオートネゴシエーションデータを出力線１０６により出力する。また、オートネゴシエーション回路１２１から光出力停止もしくは同期外れ信号の送信指示がある場合には、該当の送信状態を生成して出力線１０６により出力する。

図２は、オートネゴシエーション回路１２１の詳細を説明するために、２つのオートネゴシエーション回路２００，２１０を示している。オートネゴシエーション回路２００，２１０は、図１に示した装置と同構成の２つの装置にそれぞれ実装される。これらの装置の参照番号としても、便宜、参照番号２００，２１０を使用する。

オートネゴシエーション回路２００は、リンクパートナ（図示省略するが図２の左方に位置する）のオートネゴシエーションデータを保存するローカル用バッファ２０１と、対向する装置２１０のリンクパートナ（図示省略するが図２の右方に位置する）のオートネゴシエーションデータを保存するリモート用バッファ２０２と、初期値を保持するレジスタ２０３とを有する。

同様に、装置２１０におけるオートネゴシエーション回路２１０は、リンクパートナ（図示省略するが図２の右方に位置する）のオートネゴシエーションデータを保存するローカル用バッファ２１１と、対向する装置２００のリンクパートナ（図示省略するが図２の左方に位置する）のオートネゴシエーションデータを保存するリモート用バッファ２１２と、初期値を保持するレジスタ２１３とを有する。

なお、ローカル用バッファ２０１，２１１とリモート用バッファ２０２，２１２は、ネクストページをサポートするために複数ワードの容量を有していてもよい。

信号２０４，２０５，２０６はオートネゴシエーション回路２００のリンクパートナとのオートネゴシエーションを示し、信号２１４はオートネゴシエーション回路２１０のリンクパートナとのオートネゴシエーションを示す。信号２１５は装置２００から多重伝送装置２１０へ、信号２１６は装置２１０から装置２００へそれぞれ転送されるオートネゴシエーションデータを示す。

信号２０４，２０５，２０６，２１４は、実際には、図１における復号器１および符号器１０を介してやり取りされ、信号２１５は、実際には、図１における光パス信号生成回路４および光波長多重回路５を介してやり取りされ、信号２１６は、実際には、図１における光波長多重回路６および光パス信号終端回路７を介してやり取りされるが、説明を単純化するために、図２ではストレートに表示している。

オートネゴシエーション回路２００がリンクパートナとのオートネゴシエーション２０４により取得しローカル用バッファ２０１に保存したオートネゴシエーションデータは、光パス信号オーバヘッド領域に挿入されて装置２１０のリモート用バッファ２１２に向けて送信される。一方、リンクパートナとのリンク未確立のためローカル用バッファ２０１が空の場合は、リモート用バッファ２１２には空であることを示す空情報が送信される。

同様に、オートネゴシエーション回路２１０がリンクパートナとのオートネゴシエーション２１４により取得しローカル用バッファ２１２に保存したオートネゴシエーションデータは、光パス信号オーバヘッド領域に挿入されて装置２００のリモート用バッファ２０２に向けて送信される。一方、リンクパートナとのリンク未確立のためローカル用バッファ２１１が空の場合は、リモート用バッファ２０２には空であることを示す値が送信される。

オートネゴシエーション回路２１０では、送信されてきたオートネゴシエーションデータまたは空であることを示す空情報を受信すると、リモート用バッファ２１２に保管される。このとき、光パス信号オーバヘッド領域に挿入されるオートネゴシエーションデータの領域は、未使用の箇所で予め割り当てておけばどこでもよい。この例ではネクストページをサポートするために複数ワード分の未使用バイトを割り当てる。

図３は、オートネゴシエーションにおいて送信するオートネゴシエーションデータとオートネゴシエーション後の状態をリモート用バッファのデータに対応して示す図である。図３において、リモート用バッファ２０２が空の場合は、レジスタ２０３が保持している初期値がオートネゴシエーションデータ２０４となり、オートネゴシエーション後には同期外れ信号送信と光送信停止をオートネゴシエーションデータ２０５により行う。一方、リモート用バッファ２０２にオートネゴシエーションデータが有る場合は、リモート用バッファ２０２が保存しているオートネゴシエーションデータをオートネゴシエーションデータ２０６とし、オートネゴシエーション後にはリンクを確立している。
［オートネゴシエーション動作の説明］
次に、以上のように構成された本装置におけるオートネゴシエーション動作について説明する。

オートネゴシエーション回路２００は、図１の入力線１０１から入力するギガビット・イーサネット信号が同期状態になるとオートネゴシエーションを実行する。このとき、リモート用バッファ２０２が空でなければ、自装置２００のサポート機能として送信するオートネゴシエーションデータは、図３に示すように、リモート用バッファ２０２が保管しているオートネゴシエーションデータであり、これによりリンクパートナとのオートネゴシエーションを確立する。

この場合、対向する装置２１０のリンクパートナのオートネゴシエーションデータを使用するため、このときに実行されるオートネゴシエーション２０６では自装置２００のリンクパートナと対向する装置２１０のリンクパートナとの間で両装置が有する最適な機能が選択される。

一方、図１の入力線１０１から入力するギガビットイーサネット信号が同期状態になったとき、リモート用バッファ２０２のリンク情報が空であれば、同期外れ信号送信／光出力停止を中止し、自装置２００のサポート機能として送信するオートネゴシエーションデータは、図３に示すように初期値であり、これによりオートネゴシエーション２０４を確立してリンクパートナのオートネゴシエーションデータを取得する。

このときのオートネゴシエーション２０４は、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを取得することを目的としているため、リンクパートナのオートネゴシエーションデータをローカル用バッファ２０１に蓄えた後は、同期外れ信号送信／光出力停止２０５を実行することによりリンク断の状態を発生させる。なお、本実施例では、このときに送信する初期値を全て未サポートと定義するが初期値はどのような値でもよい。

次に、同期外れ信号送信／光出力停止２０５を実行していない状態、つまりリモート用バッファ２０２が空でなくリンクパートナとのオートネゴシエーションを確立している状態で、リンク断が発生するとローカル用バッファ２０１は空にセットされる。この空情報は装置２１０のリモート用バッファ２１２に送信されるため、リモート用バッファ２１２は空となることから、装置２１０において装置２００のリンクが確立していないことを知ることができる。このようにして、対向の装置２００でリンクが確立していない場合は、自装置２１０においてもリンク断の状態を生成することができる。

一方、同期外れ信号送信／光出力停止２０５を実行している状態、つまりリモート用バッファ２０２が空であってリンクパートナとのオートネゴシエーションを確立していない状態で、リンク断が発生してもローカル用バッファ２０１は空にセットされない。これは、既に装置２１０においてリンク断が発生しており、この要因により装置２００でリンク断を発生させているためである。この場合には、装置２１０におけるリンクの回復に備えて、装置２００のリンクパートナのオートネゴシエーションデータをリモート用バッファ２１２へ送信しておく必要がある。

オートネゴシエーション回路２００において光パス信号オーバヘッド領域上の情報が変わると、リモート用バッファ２０２が保存しているオートネゴシエーションデータも変わる。このときには、オートネゴシエーション回路２１０のリンクパートナとの状態に変化があったと判断し、リンク状態が確立した状態であっても、変更後のリモート用バッファ２０２が保存しているオートネゴシエーションデータにより、オートネゴシエーション回路２００のリンクパートナとの再度のオートネゴシエーションを実行する。

オートネゴシエーション回路２１０において、オートネゴシエーション２１４によりリンク断からリンクの確立が行われた場合、リモート用バッファ２１２にオートネゴシエーションデータの書込みが既に行われていれば、オートネゴシエーション２１４はオートネゴシエーション２０４により取得したオートネゴシエーション回路２００のリンクパートナのオートネゴシエーションデータを用いてオートネゴシエーションを行う。このため、オートネゴシエーション回路２００とオートネゴシエーション回路２１０の両リンクパートナが共に持つ最適な機能でオートネゴシエーション２１４が実行される。

このときオートネゴシエーション回路２１０が取得したリンクパートナのオートネゴシエーションデータは、オートネゴシエーション回路２００のリモート用バッファ２０２に送信される。オートネゴシエーション回路２００では、送信されてきたオートネゴシエーションデータをリモート用バッファ２０２に書き込むと、同期外れ信号送信／光出力停止２０５を実行している状態であれば、オートネゴシエーション２０６を実行する。

このオートネゴシエーション２０６は、オートネゴシエーション２１４により取得したオートネゴシエーションデータを用いて行うため、オートネゴシエーション回路２００とオートネゴシエーション回路２１０の両リンクパートナが共に持つ最適な機能で実行されることになる。

図４は、本発明の装置を多段接続した場合の構成を示す。図４および以下の説明においては、装置の多段接続という形態上、装置主体で記載するが、図２による説明と同様に、実際には装置に含まれているオートネゴシエーション回路が主体として機能する。

図４において、リンクパートナ３００とギガビットイーサネット区間（信号３０１，３０２で特定される）を介して接続される装置３１０と、装置３２０とが光波長多重区間（信号３１３，３１４で特定する）を介して接続されている。また、装置３２０とギガビットイーサネット区間（信号３２３，３２４で特定される）を介して接続される装置３３０と、装置３４０とが光波長多重区間（信号３３３，３３４で特定する）を介して接続されている。装置３４０には、ギガビットイーサネット区間（信号３４３，３４４で特定される）を介してリンクパートナ３５０が接続されている。信号３０１，３０２，３１３，３１４，３２３，３２４，３３３，３３４，３４３，３４４は、光パス信号オーバヘッドに挿入される。

光波長多重区間３１３，３１４、ギガビットイーサネット区間３２３，３２４、および波長多重区間３３３，３３４が正常にリンクされた状態で、先ずギガビットイーサネット区間３０１，３０２のリンクが確立し、その後にギガビットイーサネット区間３４３，３４４のリンクが確立した場合の動作について説明する。

初期状態では、装置３１０から装置３４０に対するオートネゴシエーション動作は、ギガビットイーサネット区間３０１のリンクが確立していないため、ローカル用バッファ３１１が空となり、その空情報が信号３１３により転送されてリモート用バッファ３２２が空となる。リモート用バッファ３２２が空のときは、図３に示すようにリンクが未確立となるため、ローカル用バッファ３３１が空となり、その空情報が信号３３３により転送されてリモート用バッファ３４２が空となる。リモート用バッファ３４２が空のため、ギガビットイーサネット区間（信号３４３，３４４で特定される）のリンクは未確立となる。

同様に、初期状態の装置３４０から装置３１０に対するオートネゴシエーション動作では、ローカル用バッファ３４１，３２１，リモート用バッファ３３２，３１２が空となり、ギガビットイーサネット区間（信号３４３，３４４で特定される），ギガビットイーサネット区間（信号３２３，３２４で特定される），ギガビットイーサネット区間（信号３０１，３０２で特定される）のリンクは未確立となる。

次に、ギガビットイーサネット区間３０１，３０２においてリンクが正常に行われた場合、ギガビット・イーサネット信号の同期が確立するため、装置３１０ではギガビットイーサネット区間３０１のリンクを確立し、リンクパートナ３００のオートネゴシエーションデータがローカル用バッファ３１１に格納される。リンクパートナ３００のオートネゴシエーションデータは信号３１３により転送されてリモート用バッファ３２２に格納される。

リモート用バッファ３２２にオートネゴシエーションデータが格納されると、同期外れ信号送信／光送信停止を解除して、リモート用バッファ３２２のオートネゴシエーションデータでオートネゴシエーションを実行する。装置３３０では同期が確立できるため、装置３２０とリンクを確立して装置３２０のオートネゴシエーションデータであるリンクパートナ３００のオートネゴシエーションデータをローカル用バッファ３３１に格納する。

ローカル用バッファ３３１のオートネゴシエーションデータが信号３３３により転送されてリモート用バッファ３４２に格納される。ここで、装置３４０は同期外れ信号送信／光送信停止を解除するが、リンクパートナ３５０との接続が正常に確立していないため、リンクを張ることはできない。そのため、装置３４０では同期外れ信号送信／光送信停止を解除しているにも関わらずローカル用バッファ３４１は空となる。その空情報は光パス信号オーバヘッド３３４により転送されて、リモート用バッファ３３２も同様に空となる。

このため、装置３３０では再びギガビットイーサネット区間３２４において同期外れ信号送信／光送信停止が実行されてリンク断が発生する。同様に装置３２０では同期外れ信号送信／光送信停止を解除しているにも関わらずローカル用バッファ３２１が空となり、その空情報が信号３１４により転送されて、リモート用バッファ３１２も同様に空となる。このため、装置３１０では再びギガビットイーサネット区間３０２において同期外れ信号送信／光送信停止が実行されてリンク断が発生する。

この後、ギガビットイーサ区間３０１，３０２のリンクが正常に確立されると、装置３４０はリモート用バッファ３４２に蓄えられているリンクパートナ３００のオートネゴシエーションデータを使用してオートネゴシエーションを実行する。この結果、装置３４０のリンクパートナ３５０は、装置３１０のリンクパートナ３００と最適な機能選択でリンクを確立することができる。更に、このときのオートネゴシエーションで装置３４０が取得したリンクパートナ３５０のオートネゴシエーションデータはローカル用バッファ３４１に蓄えられる。

このオートネゴシエーションデータは、信号３３４により転送されて装置３３０のリモート用バッファ３３２に蓄えられる。このため、装置３３０ではギガビットイーサネット区間３２４における同期外れ信号送信／光送信停止を解除し、リモート用バッファ３３２に蓄えられている装置３４０のリンクパートナ３５０のオートネゴシエーションデータによりオートネゴシエーションを実行する。これにより、装置３２０では装置３４０のリンクパートナ３５０のオートネゴシエーションデータをローカル用バッファ３２１に蓄えて装置３１０のリモート用バッファ３１２に転送する。

装置３１０では、リモート用バッファ３１２が保管している装置３４０のリンクパートナ３５０のオートネゴシエーションデータにより、装置３１０のリンクパートナ３００とのオートネゴシエーションを実行するため、装置３４０のリンクパートナ３５０に対して最適な機能選択でリンクを確立することができる。

このようにして、装置を多段に介しても、一端の装置３１０リンクパートナ３００と他端の装置３４０のリンクパートナ３５０は最適な機能の選択ができる。また、本発明の装置では物理レイヤを終端しているため、リピータを使用したときのような多段接続数に制限は無い。

本発明の実施例３のギガビット・イーサネット信号多重伝送装置の構成を図５に示す。この実施例は、光パス信号が１０Ｇｂｐｓ（ＳＴＭ−６４相当）の伝送速度を有する場合の例であるが、光パス信号としてはペイロード領域が８Ｇｂｐｓ以上、オーバヘッドの未使用領域が８ワード以上のものであれば、図２に示されるフォーマット以外でも適用可能である。

この例では、時分割多重回路１１３は入力バッファ回路１１３からのギガビット・イーサネット信号を８多重する。また、時分割分離回路１１８は光パス終端回路１１７からの多重ギガビットイーサネット信号を８本の伝送速度１Ｇｂｐｓのギガビットイーサネット信号に分離し、分離されたそれぞれのギガビット・イーサネット信号は、対応する出力バッファ回路９に蓄積される。これ以外の構成および動作については実施例１と異なるところがないので説明を省略する。

本発明のギガビット・イーサネット信号多重伝送装置の実施例１の構成を示すブロック図 本発明におけるオートネゴシエーション回路を説明するためのブロック図 オートネゴシエーションにおいて送信するオートネゴシエーションデータとオートネゴシエーション後の状態をリモート用バッファのデータに対応して示す図 本発明のギガビット・イーサネット信号多重伝送装置を多段接続した構成を実施例２として示すブロック図 本発明のギガビット・イーサネット信号多重伝送装置の実施例３の構成を示すブロック図 従来のギガビット・イーサネット信号多重伝送装置例の構成を示すブロック図 光パス信号の一般的なフォーマットを示す図 ギガビットイーサネット信号のＯＳＩ参照モデルを示す図 ＩＥＥＥ８０２．３に規定されている、オートネゴシエーションデータの符号内容を示す図

符号の説明

１１１ 復号器
１１２ 入力バッファ回路
１１３ 時分割多重回路
１１４ 光パス信号生成回路
１１５ 光波長多重回路
１１６ 光波長分離回路
１１７ 光パス信号終端回路
１１８ 時分割分離回路
１１９ 出力バッファ回路
１２０ 符号器
１２１ オートネゴシエーション回路
１０１ 入力線（ギガビット・イーサネット信号）
１０２ 光パス信号
１０３ 出力線（光波長多重信号）
１０４ 入力線（光波長多重信号）
１０５ 光パス信号
１０６ 出力線（ギガビット・イーサネット信号）
１０７ オートネゴシエーションデータ
１０８ オートネゴシエーションデータ
１０９ オートネゴシエーションデータ
１１０ オートネゴシエーションデータ

Claims (8)

1. 送信側に、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを収集する手段と、収集する手段によって得られたオートネゴシエーションデータを対向装置へ送信する光パス信号のオーバヘッド領域に挿入する手段とを備え、
   受信側に、対向装置から受信した光パス信号のオーバヘッドに挿入されたオートネゴシエーションデータを光パス信号から分離する手段を備え、
   分離する手段によって得られたオートネゴシエーションデータとリンクパートナのオートネゴシエーションデータとによってリンクパートナとのオートネゴシエーションを行う手段を設けたことを特徴とするギガビット・イーサネット（登録商標）信号多重化伝送装置。
2. 前記オートネゴシエーションを行う手段は、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを保管するバッファ手段と、光パス信号から分離したオートネゴシエーションデータを保管するバッファ手段とを備え、前記リンクパートナのオートネゴシエーションデータを収集する機能の一部と、前記リンクパートナとのオートネゴシエーションを行う機能とを併せ持つことを特徴とする請求項１に記載のギガビットイーサネット信号多重化伝送装置。
3. 前記のバッファ手段は、オートネゴシエーションのネクストページ機能をサポートし、複数ワードの情報量を保管でき、光パス信号から分離したオートネゴシエーションデータを保管するバッファ手段の情報が更新された場合、更新された情報で再度オートネゴシエーションを実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のギガビットイーサネット信号多重化伝送装置。
4. 前記のオートネゴシエーションを行う手段において、光パス信号から分離したオートネゴシエーションデータが無い場合には、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを収集する手段としてのみ機能し、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを収集した後すぐに、同期外れ信号もしくは光出力停止する手段によりリンクパートナとのリンクを断することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のギガビット・イーサネット信号多重化伝送装置。
5. 前記オートネゴシエーションデータを光パス信号のオーバヘッドに挿入する手段において、オートネゴシエーションデータを挿入する箇所は、その光パスにおいて未使用の光パス信号オーバヘッドバイトであり、オートネゴシエーションデータがネクストページ機能をサポートすることに備え、複数ワードの領域を割り当てることことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のギガビット・イーサネット信号多重化伝送装置。
6. 伝送符号化されたギガビット・イーサネット信号を入力する入力線ごとに設けられ、前記ギガビット・イーサネット信号の復号と（受信）オートネゴシエーションデータの抽出を行う復号器と、
   該復号器ごとに設けられて復号されたギガビット・イーサネット信号を蓄積するチャンネルごとの入力バッファ回路と、
   各入力バッファ回路からギガビット・イーサネット信号を読み出し予め割り当てられたタイムスロットごとに時分割多重を行う時分割多重化回路と、
   前記時分割多重されたギガビット・イーサネット信号と（自装置）オートネゴシエーションデータを光パス信号に変換する光パス信号生成回路と、
   前記光パス信号を他の異なる波長を有する光パス信号と共に波長多重し光波長多重信号を対向装置へ送信する波長多重回路と、
   対向装置から受信した光波長多重信号を異なる波長毎に分離しそれぞれの光パス信号を出力する波長分離回路と、
   光パス信号から時分割多重されたギガビット・イーサネット信号と（対向装置）オートネゴシエーションデータを取り出す光パス信号終端回路と、
   前記時分割多重されたギガビット・イーサネット信号をチャンネルごとのギガビット・イーサネット信号に分離する時分割多重分離回路と、
   該分離した信号ごとに設けられギガビット・イーサネット信号を蓄積する出力バッファ回路と、
   前記（受信）オートネゴシエーションデータと前記（対向装置）オートネゴシエーションデータから、前記（自装置）オートネゴシエーションデータと前記（送信）オートネゴシエーションデータを生成し、また同期外れ信号もしくは光出力停止を指示するオートネゴシエーション回路と、
   前記出力バッファ回路より読み出されたギガビット・イーサネット信号を伝送符号化し、出力線により該ギガビット・イーサネット信号と前記（送信）オートネゴシエーションデータの送信および前記同期外れ信号もしくは光出力停止を指示する符号器とから構成されることを特徴とするギガビット・イーサネット信号多重化伝送装置。
7. 前記オートネゴシエーション回路は、
   リンクパートナのオートネゴシエーションデータを保存するローカル用バッファと、
   対向する装置のリンクパートナのオートネゴシエーションデータを保存するリモート用バッファと、
   初期値を保持するレジスタとを有し、
   前記リモート用バッファが空でなければ、そのオートネゴシエーションデータをリンクパートナに送信してリンクを確立し、
   前記リモート用バッファが空であれば、同期外れ信号送信／光出力停止を中止し、初期値をリンクパートナに送信してリンクパートナのオートネゴシエーションデータを取得して前記ローカル用バッファに保管して同期外れ信号送信／光出力停止を実行することを特徴とする請求項６に記載のギガビット・イーサネット信号多重化伝送装置。
8. 前記オートネゴシエーション回路は、
   リンクパートナのオートネゴシエーションデータを保存するローカル用バッファと、
   対向する装置のリンクパートナのオートネゴシエーションデータを保存するリモート用バッファと、
   初期値を保持するレジスタとを有し、
   前記リモート用バッファが空でない状態でリンク断が発生すると前記ローカル用バッファは空にセットされ、この空情報が対向装置のリモート用バッファに送信され、
   前記リモート用バッファが空の状態でリンク断が発生すると前記ローカル用バッファは空にセットされず、リンクパートナのオートネゴシエーションデータを取得して対向装置のリモート用バッファに送信することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のギガビット・イーサネット信号多重化伝送装置。
   

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