JP4961494B1 - データ伝送システムおよびデータ伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低雑音で高速伝送を可能とし、またシステム全体の省電力化を実現することが可能なデータ伝送システムおよびデータ伝送装置を提供する。
【解決手段】データ伝送システムにおいて、送信機１は、送信データの流量に基づいて、仮想レーンを示す情報を含んだマーカーを仮想レーン上を伝送するデータ列に対して挿入する挿入頻度を決定するマーカー周期変更部と、この決定された挿入頻度に基づいて、マーカーを仮想レーン上を伝送するデータ列に対して挿入するマーカー挿入部とを備え、受信機２は、仮想レーン上を伝送するデータ列から、マーカーを抽出するマーカー解析部と、この抽出されたマーカーの挿入頻度に基づいて、仮想レーン上を伝送するデータ列に含まれる送信データを検出するマーカー周期変更対応部とを備える。そして、送信機１と受信機２は、使用する仮想レーンを示す情報を含んだマーカーを用いて通信を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝送路を介してデータを伝送するデータ伝送システムおよびデータ伝送装置に関し、特に、複数の伝送路のレーンを持ち、またレーン数や光多値数を変更可能なデータ伝送システムおよびデータ伝送装置に関する。

インターネットの普及を背景に、通信速度の高速化が求められている。通信速度の高速化を実現するために、データ伝送方式として、例えばマルチレーン伝送方式が使用されている。このマルチレーン伝送方式において、分配されたデータを複数の伝送路に伝送する場合、伝送路のレーン毎にデータの遅延が発生する。そこで、データフレームにマーカーを挿入し、各レーンのマーカーを揃えることで、レーン毎に発生する遅延を調整している。このマーカーによる遅延調整機能を用いることによって、マルチレーン伝送方式による伝送速度の高速化を実現している。

しかし、このマーカーはデータフレームに挿入する周期が一定であるため、特定の周波数にノイズスペクトラムが発生し、配線間のクロストークなどが問題となる。また、マーカーの挿入周期を短くすると、全体の送信データフレームに対する有効データフレームの割合が少なくなり、伝送効率が劣化し、逆にマーカー挿入周期を長くすると、遅延を補正する時間が長くなるため、単純にマーカーの挿入周期を変更することはできない。

また、通信速度の高速化が図られる一方、消費電力の増大が問題となっている。高速伝送路を形成する回線集約型の通信では、パケットからフロー単位でデータフレームを生成し、さらに伝送路符号を用いて物理媒体上に送受信することでデータ伝送を行っている。ここで言うフローとは、例えば、送信フレームの送信元アドレス、宛先アドレス、適用アプリケーションなどの組み合わせによって区分される一連のデータフレームを示しており、データ伝送（フレーム伝送）に際して、フロー間には特別な関連性は要求されない。

こうした中、特許文献１には、簡単な構成でクロストークおよびＥＭＩノイズを少なくすることのできるデータ伝送方法およびデータ伝送装置が記載されている。具体的には、送信側において同期信号をデータ通信系毎にそれぞれ生成して送信するとともに、データ通信系のデータを時分割多重の共有データとして送信し、受信側において共有データからデータ通信系毎の同期信号に同期してデータ通信系毎のデータを受信することにより、データを送受信する信号線の本数を減らすことができるので、クロストークおよびＥＭＩを少なくすることができる。

また、特許文献２には、画像データをデータ圧縮して音声データ等に伝送するテレビ会議装置などに関して、マーカーコードを単位にしてデータを再送する際に、効率よく所望のデータを伝送することを可能にするデータ伝送装置が記載されている。具体的には、伝送装置の送信側では、データに所定周期でマーカーコードを挿入して伝送対象に伝送し、伝送対象側でデータが受信できなかった場合に送信側に発行される再送要求の頻度によって、回線の状況を判断し、挿入するマーカーコードの周期を変更することによって、伝送効率の向上を図る。例えば、回線品質が良い場合には、マーカーコードの挿入周期を低減して効率よくデータ伝送を行い、回線品質が悪い場合には、マーカーコードの挿入周期を増加して、再送に要する時間を低減する。

また、特許文献３には、信号線の高電位の信号線の本数と低電位の信号線の本数が等しいかその差が小さいコードの組み合わせを選択して符号化し、また信号線の平均電圧が常に一定となるように、送信される信号の振幅レベルを制御することで、ノイズの影響を抑制しつつ、かつ高速にデジタルデータを伝送する伝送方式およびデータ伝送回路について記載されている。

特開２０００−３２４０７８号公報 特開平６−３３９１３９号公報 特開２００５−２１０６９５号公報

しかしながら、これらの特許文献１〜３の技術では、周波数領域であるノイズスペクトラムへの対応は不可能であり、伝送速度の高速化およびシステム全体の低電力化については言及していない。

例えば特許文献１の技術では、同期信号および同期信号に同期して出力されるデータを送信する複数の送信回路が必要であり、信号線の本数を減少することはできるが、同期信号のクロックは一定であり、ノイズスペクトラムは固定の周波数帯に集中する。また、調停回路やマルチプレクサ回路などが追加で必要であり、システム全体の消費電力は増大する。

また、特許文献２の技術では、通常は固定であるマーカーコードの挿入頻度を変えることで伝送効率を向上させているが、受信側での受信エラーが起こったときに送信側に要求する再送要求を送信側が受信するまで、回線状況を判断することはできず、送信側における動的な変更を行うことはできない。また、省電力化に関する記載はない。

また、特許文献３の技術では、電圧レベルでの調整はできるが、同期クロックは一定の周期であるため、周波数領域であるノイズスペクトラムには対応ができない。また、省電力化に関する記載はない。

そこで、本発明の目的の一つは、複数の伝送路を持ち、伝送路のレーン数や光多値数の動的な変更が可能なデータ伝送システムおよびデータ伝送装置に関し、特に低雑音で高速伝送を可能とし、またシステム全体の省電力化を実現することが可能なデータ伝送システムおよびデータ伝送装置を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本実施の形態によるデータ伝送システムは、送信機と、送信機との間にＮ本の伝送レーンを持つ受信機とを備える。送信機は、送信バッファ部とＸ本（Ｘ＞Ｎ）の第１仮想レーンとを含み、送信バッファ部に書き込まれた送信データをＸ本の第１仮想レーンに分配した後、Ｎ本の伝送レーンに多重化することで送信データを送信する。受信機は、受信バッファ部とＸ本の第２仮想レーンとを含み、Ｎ本の伝送レーンを介して伝送された送信データをＸ本の第２仮想レーンに分離した後、受信バッファ部に書き込む。

ここで、送信機は、さらに、送信データの流量に基づいて、Ｘ本の第１仮想レーンの中から使用する仮想レーンを示す情報を含んだマーカーをＸ本の第１仮想レーン上を伝送するデータ列に対して挿入する挿入頻度を決定するマーカー周期変更部と、マーカー周期変更部で決定された挿入頻度に基づいて、使用する仮想レーンを示す情報を含んだマーカーをＸ本の第１仮想レーン上を伝送するデータ列に対して挿入するマーカー挿入部とを備える。

また、受信機は、さらに、Ｘ本の第２仮想レーン上を伝送するデータ列から、Ｘ本の第１仮想レーンの中から使用する仮想レーンを示す情報を含んだマーカーを抽出するマーカー解析部と、マーカー解析部で抽出された使用する仮想レーンを示す情報を含んだマーカーの挿入頻度に基づいて、Ｘ本の第２仮想レーン上を伝送するデータ列に含まれる送信データを検出するマーカー周期変更対応部とを備える。

そして、送信機と受信機は、使用する仮想レーンを示す情報を含んだマーカーを用いて通信を行うことが特徴となっている。

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、送信データの流量に基づいて、データ列に挿入するマーカーの挿入周期を変更することで、伝送効率を劣化することなく、通信が可能となる。また、これに伴い、マーカーの周期を変えることで、ノイズスペクトラムが分散し、低雑音なデータ伝送システムが実現可能になる。さらに、これに伴い、不要な回路動作を停止させることができるので、省電力なデータ伝送システムが実現可能になる。

本発明の実施の形態１によるデータ伝送システムにおいて、その構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１によるデータ伝送システムにおいて、図１とは異なる構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる送信機の詳細な構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる受信機の詳細な構成例を示すブロック図である。 図３におけるマーカー周期変更部の動作例を示す説明図である。 本発明の実施の形態２によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる送信機の詳細な構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる受信機の詳細な構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる送信機の詳細な構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる受信機の詳細な構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
＜データ伝送システムの構成と動作＞
図１は、本発明の実施の形態１によるデータ伝送システムにおいて、その構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すデータ伝送システムは、送信機１（データ伝送装置）と受信機２（データ伝送装置）を備える。送信機１には、受信機２へ送信される送信データフレーム（以下、送信データと記載する）が入力される。送信機１は、入力された送信データをｎ本の伝送レーン（物理レーンとも呼ぶ）の一部または全部に分割して出力する。また、送信機１には、受信機２が出力するデータ流量情報や、場合によってはレーン情報が専用回線を介して入力される。

受信機２には、ｎ本の物理レーンによって構成される伝送路を介して送信機１が接続され、伝送路を介して送信機１から出力されたデータが入力される。受信機２は、入力されたデータを受信データフレーム（以下、受信データと記載する）として出力する。また、受信機２は、送信機１に向けてデータ流量情報や、場合によってはレーン情報を専用回線を介して通知する。すなわち、本実施の形態のデータ伝送システムでは、データ流量情報は、送信機１と受信機２の間で伝送路および専用回線を介してネゴシエーションされる。一方、レーン情報は、送信機１から受信機２に向けて伝送路を介して一方的に通知されるか、あるいは、これに加えて、受信機２から送信機１に向けて専用回線を介した通知も行われる。なお、ｎは２以上の整数である。

図２は、本発明の実施の形態１によるデータ伝送システムにおいて、図１とは異なる構成の一例を示すブロック図である。図２に示すデータ伝送システムは、送信機１と受信機２を備える送受信機３（３−１，３−２）（データ伝送装置）を備える。図２に示すように、送受信機３−１と送受信機３−２との間には、方向が異なる２つの伝送経路がある。

図２のデータ伝送システムは、対向する逆方向の伝送経路を利用して、受信機２が出力するデータ流量情報通知を送信機１に出力することが、図１の構成例とは異なる。また、図２のデータ伝送システムは、場合によっては、対向する逆方向の伝送経路を利用して、受信機２が出力する使用レーン情報通知を送信機１に出力することが、図１の構成例とは異なる。すなわち、図２の構成例では、例えば、送受信機３−２内の受信機２がデータ流量情報をネゴシエーションする場合、その情報が、送受信機３−２内の受信機２→送受信機３−２内の送信機１→送受信機３−１内の受信機２→送受信機３−１内の送信機１という経路で伝送される。それ以外の構成は図１と同様であるため説明を省略する。

本実施の形態のデータ伝送システムは、詳細は後述するが、送信データ流量に応じて使用するマーカーの挿入周期（挿入頻度）を変更可能なものとなっている。これに伴い送信機１と受信機２で、使用するマーカーの挿入周期を共通認識する必要があるが、この共通認識を行うための情報通知を一方向とするか双方向とするかは、本実施の形態のデータ伝送システムにおいては特に問わない。

また、さらに、本実施の形態のデータ伝送システムは、詳細は後述するが、使用する伝送レーンの本数を可変制御可能なものとなっている。これに伴い送信機１と受信機２で、使用する伝送レーンの位置を共通認識する必要があるが、この共通認識を行うためのレーン情報の通知を一方向とするか双方向とするかは、本実施の形態のデータ伝送システムにおいては特に問わない。

一方向の場合の例として、例えば次のような方式が挙げられる。まず、送信機１がｎ本の伝送レーンのいずれを使用するかを決定し、この決定した情報を伝送レーンを介して受信機２に通知する。次いで、受信機２は、この決定した情報を認識し、当該情報に応じて自身の内部回路の設定を適宜変更する。そして、送信機１および受信機２において内部回路の設定変更に要する時間を適切に確保した後、この決定した情報に基づく通信が有効とされる。

一方、双方向の場合の例として、例えば次のような方式が挙げられる。第１の例として、まず、送信機１がｎ本の伝送レーンのいずれを使用するかを決定し、その決定した情報を伝送レーンを介して受信機２に通知する。受信機２は、この決定した情報を了承する場合、当該情報に応じて自身の内部回路の設定を適宜変更した後、送信機１に向けて変更が完了した旨を通知する。送信機１は、この通知を受けて、自身の内部回路の設定を適宜変更した後、この決定した情報に基づく通信が有効とされる。

また、双方向の場合の第２の例として、受信機２がｎ本の伝送レーンのそれぞれに生じた障害を検出する機能を備えることを前提とし、まず、受信機２が送信機１に向けて、障害が発生した伝送レーンを通知する。送信機１は、この障害が発生した伝送レーンを回避しつつ、ｎ本の伝送レーンのいずれを使用するかを決定し、その決定した情報を伝送レーンを介して受信機２に通知する。受信機２は、この決定した情報を認識し、当該情報に応じて自身の内部回路の設定を適宜変更する。そして、送信機１および受信機２において内部回路の設定変更に要する時間を適切に確保した後、この決定した情報に基づく通信が有効とされる。または、第１の例のように、受信機２が、自身の内部回路の設定を適宜変更した後、送信機１に向けて変更が完了した旨を通知することで、この決定した情報に基づく通信が有効とされる。

このような方式の違いに応じて、後述する送信機１や受信機２における各種機能ブロックが実際に動作を行う際の順序関係等は適宜異なることになるが、以降の説明では、前述した一方向の場合を例として説明を行う。ただし、順序関係等を適宜調整することで、双方向の場合に適用することも可能である。

＜送信機の構成と動作＞
図３は、本発明の実施の形態１によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる送信機１の詳細な構成例を示すブロック図である。当該送信機１は、前述した図１または図２の送信機１に該当する。

図３に示す送信機１は、送信バッファ部１０、流量計測部２０、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）、マルチプレクサ部５０、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）、電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）、およびマーカー周期変更部８０を備える。なお、ｘは、望ましくはｎよりも大きい２以上の整数であり、例えばｘ＝２０、ｎ＝１０等である。但し、場合によっては、ｘはｎと同一でも構わない。

まず、送信機１のデータフローを説明する。送信データは、送信バッファ部１０と流量計測部２０とに入力される。また、場合によっては、受信機２（マーカー周期変更対応部１２０）からのデータ列がマーカー周期変更部８０に入力される。送信バッファ部１０は、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）とマーカー周期変更部８０へデータ列を出力する。流量計測部２０は、マーカー周期変更部８０へデータ列を出力する。マーカー周期変更部８０は、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）へデータ列を出力する。符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）は、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）へデータ列を出力する。マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）は、マルチプレクサ部５０へデータ列を出力する。マルチプレクサ部５０は、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）へデータ列を出力する。パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）は、電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）へデータ列を出力する。電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、伝送路へデータ列を出力する。

次に、送信機１における各部の詳細な動作例を説明する。送信データは、送信バッファ部１０と流量計測部２０とに入力される。ここで、送信バッファ部１０は、送信バッファ部１０に蓄積されたデータのバッファ量の時間的変化を観測することで送信データの流量を計測し、マーカー周期変更部８０に対し送信データ流量情報を送信する。流量計測部２０は、送信データの流量の移動平均値を観測し、マーカー周期変更部８０に対し送信データ流量情報を送信する。例えば、送信データの８ビットデータを含むブロック数をマーカー周期で計測する。また例えば、過去のｍマーカー周期分の計測値の合計を平均送信流量とし、切替判定周期ごとに移動平均をとることで、マーカー周期（マーカーの挿入頻度）の決定を行う。

マーカー周期の決定は、望ましくは、平均送信流量にマーカー周期を変更するための増加と減少の閾値を定義し、ヒステリシス特性を持たすことで変更が頻発することを防ぐ。また送信バッファ部１０は、マーカー周期を変更するための増加と減少の閾値を定義し、ヒステリシス特性を持たすことで変更が頻発することを防ぐ。但し、場合によっては、送信流量の計測は、送信バッファ部１０と流量計測部２０はいずれか一方を使用して計測しても構わない。

符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）は、送信バッファ部１０からデータのビット列を伝送符号（例えば、６４Ｂ／６６Ｂ符号）に変換して、その伝送データをマーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）へ出力する。なお、伝送符号の種類は、特に限定されず、６４Ｂ／６６Ｂ符号以外のものであってもよい。

マーカー周期変更部８０は、送信データの流量の情報を送信バッファ部１０もしくは流量計測部２０、場合によっては両方から受信し、受信した送信データの流量の情報に基づき、マーカー周期を決定する。そして、マーカー周期変更部８０は、決定したマーカー周期の情報をマーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）へ出力する。なお、マーカー周期変更部８０は、場合によっては、受信機２から障害レーン情報を受信し、当該レーンを使用しないように、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）に対して要求する。

マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）は、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）より、符号化されたデータのビット列を受信し、マーカー周期変更部８０より受信したマーカー周期情報の要求に基づいて、使用レーンの情報を含むマーカーをデータのビット列に挿入する。

マルチプレクサ部５０は、ｘ個のマーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）から入力された送信データを、伝送路における伝送レーンの和（ｎ本）に多重化し、多重化された送信データを伝送路へ出力する。

パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）は、マルチプレクサ部５０から入力されたデータのビット列をパラレルからシリアルに変換し、電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）へ出力する。

電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）から入力されたデータのビット列を、電気信号から光信号に変換し、伝送路へ出力する。

ここで、送信バッファ部１０の出力からマルチプレクサ部５０の入力に至るまでのｘ本の経路は、仮想レーンと呼ばれる。一方、マルチプレクサ部５０の出力からのｎ本の経路は、物理レーンと呼ばれる。ｘ本の仮想レーンのそれぞれとｎ本の物理レーンのそれぞれの対応関係は、マルチプレクサ部５０によって定まっている。

このように、本実施の形態による送信機１は、送信データの流量を観測することで、流量に応じたマーカー周期を決定し、マーカー周期変更部８０からの要求により、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｎ）では、使用レーン情報を含んだマーカーを決定した周期でデータのビット列に挿入し、伝送路へ出力する。この送信データ流量を観測するに際し、送信バッファ部１０による短期周期での観測と、流量計測部２０による長期周期での観測を併用することで、例えば必要以上にマーカーの周期の変更が発生するのを防止することができる。但し、場合によっては、いずれか一方で計測しても構わない。

＜受信機の構成と動作＞
図４は、本発明の実施の形態１によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる受信機２の詳細な構成例を示すブロック図である。当該受信機２は、前述した図１または図２の受信機２に該当する。

図４に示す受信機２は、ｎ本の伝送レーンによって構成される伝送路からデータ列が入力され、受信フレームデータ（以下、受信データ）とデータ列とを出力する。受信機２は、受信バッファ部１００、復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）、マーカー周期変更対応部１２０、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）、デマルチプレクサ部１４０、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）、および光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）を備える。なお、ｘは、望ましくはｎよりも大きい２以上の整数であり、例えばｘ＝２０、ｎ＝１０等である。但し、場合によっては、ｘはｎと同一でも構わない。

まず、受信機２のデータフローを説明する。送信機１からのデータのビット列は、伝送路を介して、光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）に入力される。光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）は、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）へビット列を出力する。シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）は、デマルチプレクサ部１４０へビット列を出力する。デマルチプレクサ部１４０は、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）へビット列を出力する。マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）は、マーカー周期変更対応部１２０へビット列を出力する。マーカー周期変更対応部１２０は、送信機１（マーカー周期変更部８０）と復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）へビット列を出力する。復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）は、受信バッファ部１００へビット列を出力する。受信バッファ部１００は、最終的に受信データを出力する。

次に、受信機２における各部の詳細な動作例を説明する。光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）は、ｎ本の伝送レーンによって構成される伝送路を介して入力されるデータのビット列を、光信号から電気信号に変換し、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）へ、ビット列を出力する。

シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）は、光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）より受信したデータのビット列を、シリアルからパラレルに変換し、デマルチプレクサ部１４０へ出力する。

デマルチプレクサ部１４０は、ｎ個のシリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）からデータ列が入力され、入力されたデータ列をｘ本に分離し、分離化されたデータ列をマーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）へ出力する。

マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）は、デマルチプレクサ部１４０より受信したデータのビット列に含まれるマーカーを解析し、使用レーン情報、およびマーカーの周期（マーカーの挿入頻度）をマーカー周期変更対応部１２０へ出力する。すなわち、前述した送信機１のマーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）で埋め込まれた使用レーン情報とマーカー周期情報を抽出し、マーカー周期変更対応部１２０へ出力する。また、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）は、デマルチプレクサ部１４０より受信したデータのビット列に含まれるマーカーを削除し、マーカー周期変更対応部１２０へデータのビット列を出力する。

ここで、デマルチプレクサ部１４０の入力に至るまでのｎ本の経路は、物理レーンを呼ばれる。一方、デマルチプレクサ部１４０の出力から受信バッファ１００の入力に至るまでのｘ本の経路は、仮想レーンと呼ばれる。ｎ本の物理レーンのそれぞれとｘ本の仮想レーンのそれぞれの対応関係は、デマルチプレクサ部１４０によって決まっている。

マーカー周期変更対応部１２０は、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）から受信したデータのビット列を、復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）へ出力する。また、マーカー周期変更対応部１２０は、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）から受信した使用レーン情報、およびマーカーの周期の要求に対して、データのビット列に含まれるマーカーの挿入周期の変化に対応する。

復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）は、送信機１の符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）によって伝送符号化されたデータ列を、元のデータ列に復号化し、受信バッファ部１００へ、データのビット列を出力する。受信バッファ部１００は、ｘ本の伝送路を介して伝送されるデータ列を結合し、データフレーム間の無効信号の間隔を広げるなどの手段を用いて、伝送路の最大伝送容量のデータ列に変換して受信データを出力する。

＜マーカー周期の決定に着目した送信機と受信機の動作＞
次に、マーカー周期を決定する際に着目して、送信機１と受信機２の動作例を説明する。まず、送信機１の送信バッファ部１０は、送信バッファ部１０に入力される送信データと、送信バッファ部１０から出力される送信データの差分、すなわちバッファ量の時間的変化を観測し、送信元からの送信データの流量の情報、例えばデータ流量が増加した、もしくは減少した、などの情報をマーカー周期変更部８０へ出力する。また、流量計測部２０は、送信元から送信される送信データに含まれるデータの情報を検出し、一定期間のデータ数の平均値を、マーカー周期変更部８０へ出力する。

マーカー周期変更部８０は、送信バッファ部１０と流量計測部２０からの送信データの流量の情報に基づき、マーカーの挿入周期（挿入頻度）を決定する。また、マーカー周期変更部８０は、決定したマーカー周期の情報を、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）へ送信する。

ここで図５は、マーカー周期変更部８０の動作例を示す説明として、送信データの流量と、マーカーの挿入周期の関係を示す図である。例えば、送信データ流量が多い場合には、マーカーの挿入周期の間隔を大きくし、送信データ流量が少ない場合には、マーカーの挿入周期の間隔を狭くする。

マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）は、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）より、符号化されたデータのビット列を受信し、マーカー周期変更部８０より受信した挿入周期の要求に対して対応し、使用レーン情報を含んだマーカーをデータのビット列に挿入する。

使用レーン情報を含んだマーカーが挿入されたデータのビット列は、受信機２のマーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）に入力される。マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）は、周期が変動するマーカーを損失なく検出して、マーカーから使用レーン情報を抽出し、マーカーの周期から送信機１から送られてくる送信データ流量を抽出すると共にマーカー周期変更対応部１２０へ送信し、その後、当該マーカーを削除する。

マーカー周期変更対応部１２０は、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）より受信した使用レーン情報と、送信データ流量の情報の要求に対して、データのビット列に含まれるマーカーの挿入周期の変化に対応する。

以上のように、本実施の形態１のデータ伝送システムおよびデータ伝送装置を用いることで、代表的には、送信データ流量に応じたマーカーの挿入周期を動的に変更することで、伝送効率を劣化することなく、ノイズスペクトラムを拡散することができるので、低雑音化が可能となる。

（実施の形態２）
本実施の形態２のデータ伝送システムは、前記実施の形態１のデータ伝送システムと比較して、送信機において、送信回路制御部による内部回路の起動および停止の制御を行うことができる機能と、受信機において、受信回路制御部による内部回路の起動および停止の制御を行うことができる機能とが追加されている点が異なる。以下、前記実施の形態１との差異を中心に本実施の形態２のデータ伝送システムについて説明する。

＜送信機の構成と動作＞
図６は、本発明の実施の形態２によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる送信機１の詳細な構成例を示すブロック図である。当該送信機（データ伝送装置）１は、前述した図１または図２の送信機１に該当する。

図６に示す送信機１は、送信バッファ部１０、流量計測部２０、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）、マルチプレクサ部５０、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）、電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）、マーカー周期変更部８０、および送信回路制御部９０を備える。なお、ｘとｎは２以上の整数であり、ｎと同一でも構わない。このように、当該送信機１は、送信回路制御部９０を備える点が図３の送信機１と異なる。

まず、図６の送信機１のデータフローを説明する。なお、図６の送信機１が備える送信バッファ部１０、流量計測部２０、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、およびマーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）のデータフローは、図３の送信機１と同じであるため、詳細な説明を省略する。

マーカー周期変更部８０は、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）と送信回路制御部９０へデータ列を出力する。送信回路制御部９０は、マルチプレクサ部５０、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）、および電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）へビット列を出力する。

次に、図６の送信機１の詳細な動作例を説明する。なお、図６の送信機１が備える送信バッファ部１０、流量計測部２０、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）、マルチプレクサ部５０、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）、および電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）の動作例は、図３の送信機１と同じであるため、詳細な説明を省略する。

マーカー周期変更部８０は、送信データの流量の情報を送信バッファ部１０もしくは流量計測部２０から、場合によっては両方から受信し、受信した送信データの流量の情報に基づき、マーカー周期と、必要最低限の使用レーンとを決定する。そして、マーカー周期変更部８０は、決定したマーカー周期の情報をマーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）と送信回路制御部９０へ出力する。また、マーカー周期変更部８０は、決定した必要最低限の使用レーンの数の情報を、送信回路制御部９０へ出力する。また、マーカー周期変更部８０は、場合によっては、受信機２（マーカー周期変更対応部１２０）から障害レーン情報を受信し、当該レーンを使用しないように、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）に対して要求する。

送信回路制御部９０は、送信データ流量の情報をマーカー周期変更部８０から受信し、マルチプレクサ部５０、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）、および電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）へ出力する。

さらに、送信回路制御部９０は、決定した必要最低限の使用レーン数情報に応じて、送信データの送信元に対し、ポーズ信号を送信する。送信データの送信元は、受信したポーズ信号に基づいて、送信データの送信を停止する。ただし、一定時間後、送信データの送信を開始する。

マルチプレクサ部５０は、ｘ個のマーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）から入力された送信データを、伝送路における伝送レーンの和（ｎ本）に多重化し、多重化された送信データを伝送路へ出力する。また、マルチプレクサ部５０は、送信回路制御部９０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、使用するレーンにデータのビット列を出力し、使用しないレーンにはデータのビット列を出力しない。

パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）は、マルチプレクサ部５０から入力されたデータのビット列をパラレルからシリアルに変換し、電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）へ出力する。また、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）は、送信回路制御部９０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に応じて、使用しない伝送レーンに対応する回路（回路動作）を停止（非活性化）し、使用する伝送レーンに対応する回路（回路動作）を起動（活性化）する。例えば、ｎ番目の伝送レーンを使用しない場合には、パラレル／シリアル変換部６０−ｎの回路動作を停止する。具体的には、例えば、パラレル／シリアル変換部６０−ｎにおける一部または全部の回路に対する電源やバイアスの供給を停止し、あるいは、入力信号を不変とし、スタンバイ状態にする等が挙げられる。

電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）から入力されたデータのビット列を、電気信号から光信号に変換し、伝送路へ出力する。また、電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、送信回路制御部９０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、使用しない伝送レーンに対応する回路を停止し、使用する伝送レーンに対応する回路を起動する。例えば、ｎ番目の伝送レーンを使用しない場合には、電気−光変換部７０−ｎの回路を停止する。具体的には、例えば、電気−光変換部７０−ｎにおける一部または全部の回路に対する電源やバイアスの供給を停止し、あるいは、入力信号を不変とし、スタンバイ状態にする等が挙げられる。

このように、本実施の形態２による送信機１は、送信データの流量を観測することで、流量に応じたマーカーの挿入周期を決定し、マーカー周期変更部８０からの要求により、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｎ）では、使用レーン情報を含んだマーカーを決定した周期でデータのビット列に挿入し、伝送路へ出力する。この送信データ流量を観測するに際し、送信バッファ部１０による短期周期での観測と、流量計測部２０による長期周期での観測を併用することで、例えば必要以上にマーカーの周期の変更が発生するのを防止することができる。但し、場合によっては、いずれか一方で計測しても構わない。

また、本実施の形態２による送信機１は、送信データの流量を観測することで、流量に応じた必要最低限の使用レーン数を決定し、送信回路制御部９０からの要求により、各パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）、または各電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）、または各パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）と各電気−光変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）のそれぞれに対して起動と停止を制御する。これによって、使用しない伝送レーンで消費される電力を低減することが可能となる。

＜受信機の構成と動作＞
図７は、本発明の実施の形態２によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる受信機２の詳細な構成例を示すブロック図である。当該受信機（データ伝送装置）２は、前述した図１または図２の受信機２に該当する。

図７に示す受信機２は、受信バッファ部１００、復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）、マーカー周期変更対応部１２０、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）、デマルチプレクサ部１４０、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）、光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）、受信回路制御部１７０を備える。なお、ｘは、望ましくはｎよりも大きい２以上の整数であり、例えばｘ＝２０、ｎ＝１０等である。但し、場合によっては、ｘはｎと同一でも構わない。このように、当該受信機２は、受信回路制御部１７０を備える点が図４の受信機２と異なる点である。

まず、図７の受信機２のデータフローを説明する。なお、受信バッファ部１００、復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）、マーカー周期変更対応部１２０、マーカー解析部1３０（１３０−１〜１３０−ｘ）、デマルチプレクサ部１４０、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）、および光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）のデータフローは、図４の受信機２と同じであるため、詳細な説明を省略する。

マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）は、マーカー周期変更対応部１２０と受信回路制御部１７０へビット列を出力する。受信回路制御部１７０は、デマルチプレクサ部１４０と、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）と、光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｘ）へビット列を出力する。

次に、図７の受信機２の詳細な動作例を説明する。なお、受信バッファ部１００、復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）、マーカー周期変更対応部１２０、およびマーカー解析部1３０（１３０−１〜１３０−ｘ）の動作は、図４の受信機２と同じであるため、詳細な説明を省略する。

光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）は、ｎ本の伝送レーンによって構成される伝送路を介して入力されるデータのビット列を、光信号から電気信号に変換し、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）へ、ビット列を出力する。また、光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）は、受信回路制御部１７０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、回路の起動／停止を行う。

シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）は、光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）より受信したデータのビット列を、シリアルからパラレルに変換し、デマルチプレクサ部１４０へ出力する。また、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）は、受信回路制御部１７０から受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、回路の起動／停止を行う。

デマルチプレクサ部１４０は、ｎ個のシリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）からデータ列が入力され、入力されたデータ列をｘ本に分離し、分離化されたデータ列をマーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）へ出力する。また、デマルチプレクサ部１４０は、受信回路制御部１７０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、使用するレーンからのデータのビット列だけをｘ本に分離する。

マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）は、デマルチプレクサ部１４０より受信したデータのビット列に含まれるマーカーを解析し、使用レーン情報、およびマーカーの周期をマーカー周期変更対応部１２０と受信回路制御部１７０へ出力する。すなわち、前述した送信機１のマーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）で埋め込まれた使用レーン情報とマーカー周期情報を抽出し、マーカー周期変更対応部１２０へ出力する。また、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）は、デマルチプレクサ部１４０より受信したデータのビット列に含まれるマーカーを削除し、マーカー周期変更対応部１２０へデータのビット列を出力する。

ここで、デマルチプレクサ部１４０の入力に到るまでのｎ本の経路は、物理レーンと呼ばれる。一方、デマルチプレクサ部１４０の出力から受信バッファ部１００の入力に到るまでのｘ本の経路は、仮想レーンと呼ばれる。ｎ本の物理レーンのそれぞれとｘ本の仮想レーンのそれぞれの対応関係は、デマルチプレクサ部１４０によって定まっている。したがって、必要最低限の使用レーン数情報に基づいてｘ本の仮想レーンの中から使用する仮想レーンの位置が定まれば、ｎ本の物理レーンの中から使用する物理レーンの位置も定まり、その逆の関係も成り立つ。

使用レーン情報を含んだマーカーが挿入されたデータのビット列は、受信機２のマーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）に入力される。マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）は、マーカーから使用レーン情報を抽出し、マーカーの周期から送信機１から送られてくる送信データ流量を抽出すると共にマーカー周期変更対応部１２０と受信回路制御部１７０へ送信し、その後、当該マーカーを削除する。マーカー周期変更対応部１２０は、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）より受信した使用レーン情報と、送信データ流量の情報の要求に対して、データのビット列に含まれるマーカーの挿入周期の変化に対応する。

以上のように、本実施の形態２のデータ伝送システムおよびデータ伝送装置を用いることで、前記実施の形態１の場合と同様に、送信データ流量に応じたマーカーの挿入周期を動的に変更することで、伝送効率を劣化することなく、ノイズスペクトラムを拡散することができるので、低雑音化が可能となる。それに加えて、本実施の形態２では、送信データ流量に応じた必要最低限の使用レーン数を決定でき、かつ送信データ流量に応じて内部回路の起動および停止の制御を行うことができるので、省電力化が可能となる。

（実施の形態３）
本実施の形態３のデータ伝送システムは、前記実施の形態２のデータ伝送システムと比較して、送信データを電気信号から光信号に変換、および光信号から電気信号に変換する機能の構成が異なり、それに伴い、送信回路制御部および受信回路制御部から出力する数も異なっている。以下、前記実施の形態２との差異を中心に本実施の形態３のデータ伝送システムについて説明する。

＜送信機の構成と動作＞
図８は、本発明の実施の形態３によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる送信機１の詳細な構成例を示すブロック図である。当該送信機（データ伝送装置）１は、前述した図１または図２の送信機１に該当する。

図８に示す送信機１は、送信バッファ部１０、流量計測部２０、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）、マルチプレクサ部５０、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）、マーカー周期変更部８０、送信回路制御部９０、送信信号処理部１８０、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）、発光部２００、および変調部２１０を備える。なお、ｘとｙは２以上の整数であり、ｎと同一でも構わない。このように、当該送信機１は、送信信号処理部１８０、デジタル／アナログ変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）、発光部２００、および変調部２１０を備える点が図６の送信機１と異なる。

まず、図８の送信機１のデータフローを説明する。なお、図８の送信機１が備える送信バッファ部１０、流量計測部２０、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）、マルチプレクサ部５０、およびマーカー周期変更部８０は、図６の送信機１と同じであるため、詳細な説明を省略する。

パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）は、送信信号処理部１８０へビット列を出力する。送信回路制御部９０は、マルチプレクサ部５０と、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）と、送信信号処理部１８０と、デジタル／アナログ変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）と、変調部２１０へデータ列を出力する。

送信信号処理部１８０は、デジタル／アナログ変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）へデータ列を出力する。デジタル／アナログ変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）は、変調部２１０へアナログ信号を出力する。発光部２００は、変調部２１０へ光信号を出力する。変調部２１０は、受信機２へ送信データを出力する。

次に、図８の送信機１の詳細な動作例を説明する。なお、図８の送信機１が備える送信バッファ部１０、流量計測部２０、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、マーカー挿入部４０（４０−１〜４０−ｘ）、マルチプレクサ部５０、およびマーカー周期変更部８０は、図６の送信機１と同じであるため、詳細な説明を省略する。

送信回路制御部９０は、決定した必要最低限の使用レーンの数の情報に基づき、必要最低限の使用レーン数情報をマルチプレクサ部５０と、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）と、送信信号処理部１８０と、デジタル／アナログ変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）と、変調部２１０へ出力する。

また、送信回路制御部９０は、受信した必要最低限の使用レーン数情報に応じて、送信データの送信元に対し、ポーズ信号を送信する。送信データの送信元は、受信したポーズ信号に基づいて、送信データの送信を停止する。ただし、一定時間後、送信データの送信を開始する。

パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）は、マルチプレクサ部５０から入力されたデータのビット列をパラレルからシリアルに変換し、送信信号処理部１８０へ出力する。また、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）は、送信回路制御部９０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、内部回路の起動および停止を行う。

送信信号処理部１８０は、パラレル／シリアル変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）から入力されたデータのビット列を、多値の信号に信号処理し、デジタル／アナログ変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）へ出力する。また、送信信号処理部１８０は、送信回路制御部９０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、内部回路の起動および停止を行う。

デジタル／アナログ変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）は、送信信号処理部１８０から入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変調部２１０へ出力する。また、デジタル／アナログ変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）は、送信回路制御部９０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、内部回路の起動および停止を行う。

発光部２００は、光信号を生成し、変調部２１０へ出力する。発光部２００は、代表的にはレーザーダイオードなどであるが、それ以外のものであってもよい。変調部２１０は、発光部２００から入力された光信号と、デジタル／アナログ変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）から入力されたアナログ信号を変調し、光信号として送信データを伝送路へ送信する。

＜受信機の構成と動作＞
図９は、本発明の実施の形態３によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる受信機２の詳細な構成例を示すブロック図である。当該受信機（データ伝送装置）２は、前述した図１および図２の受信機２に該当する。

図９に示す受信機２は、受信バッファ部１００、復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）、マーカー周期変更対応部１２０、マーカー解析部1３０（１３０−１〜１３０−ｘ）、デマルチプレクサ部１４０、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）、受信回路制御部１７０、受信信号処理部２２０、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）、受光部２４０（２４０−１〜２４０−ｚ）、および検波部２５０を備える。なお、ｘとｚは２以上の整数であり、ｎと同一でも構わない。このように、当該受信機２は、受信信号処理部２２０、アナログ／デジタル変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）、受光部２４０（２４０−１〜２４０−ｚ）、および検波部２５０を備える点が、図７の受信機２と異なる点である。

まず、図９の受信機２のデータフローを説明する。なお、図９の受信機２が備える受信バッファ部１００、復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）、マーカー周期変更対応部１２０、マーカー解析部1３０（１３０−１〜１３０−ｘ）、デマルチプレクサ部１４０、およびシリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）のデータフローは、図７の受信機２と同じであるため、詳細な説明を省略する。

送信機１からの送信データの光信号は、伝送路を介して、検波部２５０に入力される。受信回路制御部１７０は、検波部２５０と、受光部２４０（２４０−１〜２４０−ｚ）と、アナログ／デジタル変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）と、受信信号処理部２２０と、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）と、デマルチプレクサ部１４０へビット列を出力する。

検波部２５０は、受光部２４０（２４０−１〜２４０−ｚ）へ光信号を出力する。受光部２４０（２４０−１〜２４０−ｚ）は、アナログ／デジタル変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）へアナログ信号を出力する。アナログ／デジタル変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）は、受信信号処理部２２０へデジタル信号を出力する。受信信号処理部２２０は、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）へデジタル信号のデータ列を出力する。

次に、図９の受信機２の詳細な動作例を説明する。なお、図９の受信機２が備える受信バッファ部１００、復号化部１１０（１１０−１〜１１０−ｘ）、マーカー周期変更対応部１２０、マーカー解析部1３０（１３０−１〜１３０−ｘ）、デマルチプレクサ部１４０、およびシリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）の動作は、図７の受信機２と同じであるため、詳細な説明を省略する。

受信回路制御部１７０は、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）から受信した必要最低限の使用レーン数情報を、デマルチプレクサ部１４０と、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）と、受信信号処理部２２０と、アナログ／デジタル変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）と、受光部２４０（２４０−１〜２４０−ｚ）と、検波部２５０へ出力する。

検波部２５０は、伝送路を介して、送信機１からの送信データの光信号を受信し、変調された多値の光信号を検波し、受光部２４０（２４０−１〜２４０−ｚ）へ送信データの光信号を送信する。また、検波部２５０は、受信回路制御部１７０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、内部回路の起動および停止を行う。

受光部２４０（２４０−１〜２４０−ｚ）は、検波部２５０から受信した変調された多値の光信号を受信し、電流に変換し、アナログ／デジタル変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）へ変調された多値の送信データをアナログ信号として送信する。また、受光部２４０（２４０−１〜２４０−ｚ）は、受信回路制御部１７０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、内部回路の起動および停止を行う。受光部２４０は、代表的にはフォトダイオードを用いるが、それ以外のものを用いてもよい。

アナログ／デジタル変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）は、受光部２４０（２４０−１〜２４０−ｚ）から変調された多値の送信データをアナログ信号として受信し、デジタル信号に変換し、受信信号処理部２２０へ送信する。また、アナログ／デジタル変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）は、受信回路制御部１７０より受信した必要最低限の使用レーン数情報の要求に対して、内部回路の起動および停止を行う。受信信号処理部２２０は、アナログ／デジタル変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）から変調された多値の送信データのデジタルデータを受信し、多値の送信データをｎ本のレーン数に対するデータのビット列に変換する。

以上のように、本実施の形態３のデータ伝送システムおよびデータ伝送装置を用いることで、前記実施の形態１の場合と同様に、送信データ流量に応じたマーカーの挿入周期を動的に変更することで、伝送効率を劣化することなく、ノイズスペクトラムを拡散することができるので、低雑音化が可能となる。さらに、前記実施の形態２の場合と同様に、送信データ流量に応じた必要最低限の使用レーン数を決定でき、かつ送信データ流量に応じて内部回路の起動および停止の制御を行うことができるので、省電力化が可能となる。それに加えて、本実施の形態３では、多値の光信号を用いるデータ伝送システムに対しても低雑音化および省電力化が可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本実施の形態によるデータ伝送システムおよびデータ伝送装置は、特に、送信機と受信機の間で複数の低速信号を束ねることで速度増加を行うマルチレーン伝送システムに適用して有益なものであり、これに限らず、送信機と受信機の間で通信条件の共通認識を行うデータ伝送システム全般に対して広く適用可能である。

１ 送信機
２ 受信機
３−１〜３−２ 送受信機
１０ 送信バッファ部
２０ 流量監視部
３０−１〜３０−ｎ 符号化部
４０−１〜４０−ｎ マーカー挿入部
５０ マルチプレクサ部
６０−１〜６０−ｎ パラレル／シリアル変換部
７０−１〜７０−ｎ 電気−光変換部
８０ マーカー周期変更部
９０ 送信回路制御部
１００ 受信バッファ部
１１０−１〜１１０−ｎ 復号化部
１２０ マーカー周期変更対応部
１３０−１〜１３０−ｎ マーカー解析部
１４０ デマルチプレクサ部
１５０−１〜１５０−ｎ シリアル／パラレル変換部
１６０−１〜１６０−ｎ 光−電気変換部
１７０ 受信回路制御部
１８０ 送信信号処理部
１９０−１〜１９０−ｙ デジタル／アナログ変換部
２００ 発光部
２１０ 変調部
２２０ 受信信号処理部
２３０−１〜２３０−ｚ アナログ／デジタル変換部
２４０−１〜２４０−ｚ 受光部
２５０ 検波部

Claims (15)

1. 送信機と、前記送信機との間にＮ本の伝送レーンを持つ受信機とを備えたデータ伝送システムであって、
   前記送信機は、送信バッファ部とＸ本（Ｘ＞Ｎ）の第１仮想レーンとを含み、前記送信バッファ部に書き込まれた送信データを前記Ｘ本の第１仮想レーンに分配した後、前記Ｎ本の伝送レーンに多重化し、電気信号を光信号に変換した後、前記送信データを送信し、
   前記受信機は、受信バッファ部と前記Ｘ本の第２仮想レーンとを含み、前記Ｎ本の伝送レーンを介して伝送された前記送信データを光信号から電気信号に変換した後、前記Ｘ本の第２仮想レーンに分離し、前記受信バッファ部に書き込み、
   前記送信機は、さらに、
   前記送信データの流量に基づいて、前記Ｘ本の第１仮想レーンの中から使用する仮想レーンを示す情報を含んだマーカーを前記Ｘ本の第１仮想レーン上を伝送するデータ列に対して挿入する挿入頻度を決定するマーカー周期変更部と、
   前記マーカー周期変更部で決定された挿入頻度に基づいて、前記使用する仮想レーンを示す情報を含んだ前記マーカーを前記Ｘ本の第１仮想レーン上を伝送するデータ列に対して挿入するマーカー挿入部とを備え、
   前記受信機は、さらに、
   前記Ｘ本の第２仮想レーン上を伝送するデータ列から、前記Ｘ本の第１仮想レーンの中から使用する仮想レーンを示す情報を含んだ前記マーカーを抽出するマーカー解析部と、
   前記マーカー解析部で抽出された前記使用する仮想レーンを示す情報を含んだ前記マーカーの挿入頻度に基づいて、前記Ｘ本の第２仮想レーン上を伝送するデータ列に含まれる送信データを検出するマーカー周期変更対応部とを備え、
   前記送信機と前記受信機は、前記使用する仮想レーンを示す情報を含んだ前記マーカーを用いて通信を行うことを特徴とするデータ伝送システム。
2. 請求項１記載のデータ伝送システムにおいて、
   前記送信機は、さらに、前記送信データの流量の時間的推移を監視する流量計測部を備え、
   前記マーカー周期変更部は、前記送信データの流量が多いときには前記マーカーの挿入頻度を少なくし、前記送信データの流量が少ないときには前記マーカーの挿入頻度を多くすることを特徴とするデータ伝送システム。
3. 請求項１記載のデータ伝送システムにおいて、
   前記受信機は、さらに、シリアルデータをパラレルデータに変換し、前記Ｎ本の伝送レーンにそれぞれ結合されたＮ個のシリアル・パラレル変換部を備え、
   前記マーカー解析部は、前記第２仮想レーン上を伝送するデータ列から、挿入頻度が変動するマーカーを損失なく検出することを特徴とするデータ伝送システム。
4. 請求項１記載のデータ伝送システムにおいて、
   前記送信機は、前記挿入頻度が変動するマーカーを複数の並列する伝送路に送信し、
   前記受信機は、前記マーカーを複数の並列する伝送路で受信することを特徴とするデータ伝送システム。
5. 送信機と、前記送信機との間にＮ本の伝送レーンを持つ受信機とを備えたデータ伝送システムであって、
   前記送信機は、送信バッファ部とＸ本（Ｘ＞Ｎ）の第１仮想レーンとを含み、前記送信バッファ部に書き込まれた送信データを前記Ｘ本の第１仮想レーンに分配した後、前記Ｎ本の伝送レーンに多重化し、電気信号を光信号に変換した後、前記送信データを送信し、
   前記受信機は、受信バッファ部と前記Ｘ本の第２仮想レーンとを含み、前記Ｎ本の伝送レーンを介して伝送された前記送信データを光信号から電気信号に変換した後、前記Ｘ本の第２仮想レーンに分離し、前記受信バッファ部に書き込み、
   前記送信機は、さらに、
   前記送信データの流量に基づいて、前記Ｘ本の第１仮想レーンの中から使用する仮想レーンを示す情報を含んだマーカーを前記Ｘ本の第１仮想レーン上を伝送するデータ列に対して挿入する挿入頻度を決定するマーカー周期変更部と、
   前記マーカー周期変更部で決定された挿入頻度に基づいて、前記使用する仮想レーンを示す情報を含んだ前記マーカーを前記Ｘ本の第１仮想レーン上を伝送するデータ列に対して挿入するマーカー挿入部とを備え、
   前記受信機は、さらに、
   前記Ｘ本の第２仮想レーン上を伝送するデータ列から、前記Ｘ本の第１仮想レーンの中から使用する仮想レーンを示す情報を含んだ前記マーカーを抽出するマーカー解析部と、
   前記マーカー解析部で抽出された前記使用する仮想レーンを示す情報を含んだ前記マーカーの挿入頻度に基づいて、前記Ｘ本の第２仮想レーン上を伝送するデータ列に含まれる送信データを検出するマーカー周期変更対応部とを備え、
   前記送信機は、さらに、前記マーカーの挿入頻度に応じた必要最低限の仮想レーンに応じて起動および停止を制御する送信回路制御部を備え、
   前記受信機は、さらに、前記マーカーの挿入頻度に応じた必要最低限の仮想レーンに応じて起動および停止を制御する受信回路制御部を備え、
   前記送信機と前記受信機は、前記使用する仮想レーンを示す情報を含んだ前記マーカーを用いて通信を行うことを特徴とするデータ伝送システム。
6. 請求項５記載のデータ伝送システムにおいて、
   前記送信機は、さらに、前記送信データの流量の時間的推移を監視する流量計測部を備え、
   前記マーカー周期変更部は、前記送信データの流量が多いときには前記マーカーの挿入頻度を少なくし、前記送信データの流量が少ないときには前記マーカーの挿入頻度を多くすることを特徴とするデータ伝送システム。
7. 請求項５記載のデータ伝送システムにおいて、
   前記送信機は、前記挿入頻度が変動するマーカーを複数の並列する伝送路に送信し、
   前記受信機は、前記マーカーを複数の並列する伝送路で受信することを特徴とするデータ伝送システム。
8. 請求項５記載のデータ伝送システムにおいて、
   前記マーカー解析部は、前記第２仮想レーン上を伝送するデータ列から、挿入頻度が変動するマーカーを損失なく検出することを特徴とするデータ伝送システム。
9. 請求項５記載のデータ伝送システムにおいて、
   前記送信機は、さらに、パラレルデータをシリアルデータに変換し、前記Ｎ本の伝送レーンにそれぞれ結合されたＮ個のパラレル・シリアル変換部を備え、
   前記Ｎ個のパラレル・シリアル変換部のそれぞれは、前記マーカーの挿入頻度に応じた必要最低限の仮想レーンに応じて起動および停止が制御されることを特徴とするデータ伝送システム。
10. 請求項５記載のデータ伝送システムにおいて、
    前記受信機は、さらに、シリアルデータをパラレルデータに変換し、前記Ｎ本の伝送レーンにそれぞれ結合されたＮ個のシリアル・パラレル変換部を備え、
    前記Ｎ個のシリアル・パラレル変換部のそれぞれは、前記マーカーの挿入頻度に応じた必要最低限の仮想レーンに応じて起動および停止が制御されることを特徴とするデータ伝送システム。
11. 請求項７記載のデータ伝送システムにおいて、
    前記送信機と前記受信機は、
    前記マーカー周期変更部で決定された挿入頻度が変更する前記マーカーにより、前記送信データの流量に応じて複数の並列する前記伝送路のうち、必要最低限の前記伝送路にデータ列を伝送し、
    前記マーカー周期変更部で決定された挿入頻度が変更する前記マーカーの周期により、データ列を伝送する前記伝送路を切り替えることを特徴とするデータ伝送システム。
12. 送信バッファ部とＸ本（Ｘ＞Ｎ）の第１仮想レーンとを含み、前記送信バッファ部に書き込まれた送信データを前記Ｘ本の第１仮想レーンに分配した後、Ｎ本の伝送レーンに多重化し、電気信号を光信号に変換した後、前記送信データを送信するデータ伝送装置であって、
    前記データ伝送装置は、さらに、
    前記送信データの流量に基づいて、前記Ｘ本の第１仮想レーンの中から使用する仮想レーンを示す情報を含んだマーカーを前記Ｘ本の第１仮想レーン上を伝送するデータ列に対して挿入する挿入頻度を決定するマーカー周期変更部と、
    前記マーカー周期変更部で決定された挿入頻度に基づいて、前記使用する仮想レーンを示す情報を含んだ前記マーカーを前記Ｘ本の第１仮想レーン上を伝送するデータ列に対して挿入するマーカー挿入部とを備えることを特徴とするデータ伝送装置。
13. 請求項１２記載のデータ伝送装置において、
    さらに、前記送信データの流量の時間的推移を監視する流量計測部を備え、
    前記マーカー周期変更部は、前記送信データの流量が多いときには前記マーカーの挿入頻度を少なくし、前記送信データの流量が少ないときには前記マーカーの挿入頻度を多くすることを特徴とするデータ伝送装置。
14. 請求項１２記載のデータ伝送装置において、
    さらに、前記マーカーの挿入頻度に応じた必要最低限の仮想レーンに応じて起動および停止を制御する送信回路制御部を備えることを特徴とするデータ伝送装置。
15. 請求項１２記載のデータ伝送装置において、
    さらに、パラレルデータをシリアルデータに変換し、前記Ｎ本の伝送レーンにそれぞれ結合されたＮ個のパラレル・シリアル変換部を備え、
    前記Ｎ個のパラレル・シリアル変換部のそれぞれは、前記マーカーの挿入頻度に応じた必要最低限の仮想レーンに応じて起動および停止が制御されることを特徴とするデータ伝送装置。

Images