JP4977769B2 - データ伝送システムおよびデータ伝送装置 - Google Patents

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、伝送路の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。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、フレームを形成するフレーム生成部において、例えばパケット量に応じて並列する処理部を休ませる省電力化手法が記載されている。具体的には、フレームからパケットを抽出するといったフレーム単位の処理を行う送受信処理回路や、その上位階層でＩＰアドレスに基づく転送処理などを行うパケット処理回路などにおいて、供給するクロック信号の周波数を適宜変更することで省電力化を図っている。また、特許文献２には、複数の低速回線を常用回線と予備回線とに設定し、転送量に応じた数の予備回線を使用することにより、通信コストを削減し、信頼性を確保した通信方式、通信制御装置が示されている。

また、特許文献３には、ユーザの要望に応じて帯域設定、回線の通信容量設定が可能かつ、使用可能な回線を自動的に判別できる可変通信容量のデータ伝送装置が記載されている。具体的には、データ列を符号ブロック単位に複数本の仮想レーンに分割し、中継器においてレーン数を変換する度にレーン間の伝送距離の差、又は光伝送の場合は各レーンの光波長によって発生するレーン間スキューを補正することで、伝送容量を一定としながら、伝送レーンの本数を変更可能にしている。

特開２００７−２２８４９０号公報 特開２００２−２９０４８９号公報 特開２００６−２５３８５２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、例えばフレーム生成部で生成されたフレームを受信し、符号化処理、パラレル／シリアル変換等を行って伝送路に送信するといった、データをビット列として扱う処理部では、符号化処理されたビット列のデータを伝送路に常に送信する必要があるので、一律に伝送レーンの１００％の帯域を占有し、無駄な電力消費が多いという課題がある。また、データ列を停止するとリンクが切断されるので、単純に処理回路を停止することは出来ない、という課題がある。

上記の課題を解決するために、通信に使用していないチップへの電源供給を制御する技術や、データ伝送量に応じて伝送速度や伝送レーン数を制御する技術などが開発されている（特許文献２、３参照）。しかしながら、データ伝送量を判断するための計測技術の開発や、伝送レーン数の切り替えや処理回路の起動／停止の切り替え時間が長い、という問題がある。

例えば、特許文献２の技術では、送信データのバッファ制御部の書き込みポイントと読み出しポイントの差分を観察し、規定値以上／以下の差分を検出しているので、直近の流量しか観察できないため、規定値によっては回線の切り替えが頻発することによるＢＥＲ（ビットエラーレート）の増加の可能性がある。この場合、誤り訂正用回線を別個に設ける必要性や、予め切り替えを予測するためのスケジューラ等を設ける必要性がある。また、特許文献３の技術では、レーン構成の自由度を向上させる伝送システムを提供しているが、具体的な制御方法及び、省電力化には言及していない。

そこで、本発明の目的の一つは、伝送路のレーン数の動的な変更を可能とし、また、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、本明細書の記述及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のち、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のち、受信バッファ部に書き込む。ここで、送信機は、さらに、送信データの長期的な流量の変化と短期的な流量の変化に基づいてＸ本の第１仮想レーンの中から使用する必要最低限の仮想レーンを決定する第１手段と、Ｘ本の第１仮想レーン上を伝送するデータ列に対して前述した必要最低限の仮想レーンを示す情報をマーカーと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前述した必要最低限の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を備える。そして、これによって、送信機と受信機が、前述した必要最低限の仮想レーン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、送信データの流量を計測することで必要最低限の使用レーン数を用いた通信が可能となる。また、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。 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。 図３における流量計測部の動作例を示す説明図である。 図５の送信機における変調部の詳細な構成例を示すブロック図である。 図６の受信機における検波部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）
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が出力する符号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に向けて使用可能な符号情報や、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、符号情報は、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が出力する使用レーン通知を送信機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、対向する逆方向の伝送経路を利用して、受信機２が出力する符号情報通知を送信機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が符号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、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のち、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のち、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。

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、流量監視部２０、流量計測部２１、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）、マルチプレクサ部６０、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）、電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）、及び送信レーン数制御部９０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２１とに入力される。また、受信機２からのデータ列が送信レーン数制御部９０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、送信レーン数制御部９０へデータ列を出力する。符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）は、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）へデータ列を出力する。送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）は、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）へデータ列を出力する。

マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）は、マルチプレクサ部６０へデータ列を出力する。マルチプレクサ部６０は、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）へデータ列を出力する。パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）へデータ列を出力する。電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）は、伝送路へデータ列を出力する。流量計測部２１は、送信レーン数制御部９０へデータ列を出力する。送信レーン数制御部９０は、送信データの送信元と、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）と、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）と、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）と、電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）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２１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移を観察することで送信データの流量を計測する流量監視部２０を備え、流量監視部２０は、送信レーン数制御部９０に対し送信データ流量情報を送信する。

流量計測部２１は、送信データの流量の移動平均値を観測し、送信レーン数制御部９０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。図７は、図３における流量計測部の動作例を示す説明図である。図７に示すように、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、平均計測期間を次のようにする。
平均計測期間≧切替時間＋切替判定周期
そして、切替判定周期毎に移動平均をとることで、必要最低限の使用レーン数の決定を行う。

使用レーン数の決定は、望ましくは、平均送信流量にレーン数を切り替え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切替が頻発することを防ぐ。また、流量監視部２０で計測されたバッファ量の時間的変移に、レーン数を切り替え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切替が頻発することを防ぐ。

送信レーン数制御部９０は、送信データの流量の情報を流量監視部２０と流量計測部２１とから受信し、受信した送信データの流量の情報に基づき、必要最低限の使用レーン数を決定する。そして、送信レーン数制御部９０は、決定した必要最低限の使用レーン数情報を、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）とマーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）とパラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）と電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）とに出力する。なお、送信レーン数制御部９０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、送信レーン数可変対応部４０、マーカー挿入部５０、パラレル／シリアル変換部７０、ならびに電気−光変換部８０に対して要求する。

さらに、送信レーン数制御部９０は、後述する受信機２の受信レーン数制御部１７０から送信された符号情報を受信し、これに基づき、使用する符号（例えば、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）符号）を決定する。すなわち、受信機２との間で共通の符号を使用できるようにネゴシエーションを行う。ただし、本実施の形態のデータ伝送システムは、必ずしも符号を限定するものではなく、ＦＥＣ符号以外であってもよいし、場合によっては符号を使用しなくてもよい。送信レーン数制御部９０は、決定した符号情報に基づき、使用符号情報（符号を使用しない場合にはその旨）を送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）とマーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）と、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）と電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）とに出力する。

さらに、送信レーン数制御部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。

符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）は、送信バッファ部１０から入力された伝送データのデータ列を伝送符号（例えば、６４Ｂ／６６Ｂ符号）に変換して、その伝送データを送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）に出力する。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。

送信レーン数可変対応部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、送信レーン数制御部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、レーン数の切り替えに対応し、データのビット列をマーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）に出力する。例えば、ｘ本の伝送レーンのうち、必要最低限の使用レーン数がｘ−５本であった場合、５本を不使用レーンと判断し、後段のマーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）やパラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）、電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）などにおいて、これに対応するレーンを不使用とする。また、送信バッファ部１０から送信される送信データは、使用レーンだけに詰め込むように制御し、不使用レーンには有効な送信データがない状態にすることで、不使用レーンの動作を停止することが可能となる。また、送信レーン数可変対応部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、送信レーン数制御部９０より受信した使用符号情報の要求に対して、符号の切り替えに対応し、データのビット列をマーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）に出力する。

マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）は、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）より、符号化されたデータのビット列を受信し、送信レーン数制御部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、必要最低限の使用レーン数情報を含んだマーカーを送信データのビット列に挿入する。また、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）は、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）より、符号化されたデータのビット列を受信し、送信レーン数制御部９０より受信した使用符号情報の要求に対して、使用符号情報を含んだマーカーを送信データのビット列に挿入する。

マルチプレクサ部６０は、ｘ個のマーカー挿入部５０（５０−１〜５０−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数（ｎ本）に多重化し、多重化された送信データを伝送路に出力する。パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、マルチプレクサ部６０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へ変換し、電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）に出力する。また、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、送信レーン数制御部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７０−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たり、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８０（８０−１〜８０−ｎ）は、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−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、伝送路に出力する。また、電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）は、送信レーン数制御部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８０−ｎの回路を停止する。具体的には、例えば、電気−光変換部８０−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たり、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。

ここで、送信バッファ部１０の出力からマルチプレクサ部６０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。一方、マルチプレクサ部６０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６０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。

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、流量に応じた必要最低限の使用レーン数を決定し、送信レーン数制御部９０からの要求により、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）とマーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）では必要最低限の使用レーン数情報、及び使用符号情報を含んだマーカーをデータのビット列に挿入し、伝送路へと出力する。この送信データの流量を観測するに際し、流量監視部２０による短期周期での観測と、流量計測部２１による長期周期での観測を併用することで、例えば、必要以上にレーン切り替えが発生するのを防止することが可能となる。

また、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、流量に応じた必要最低限の使用レーン数を決定し、送信レーン数制御部９０からの要求により、各パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）または、各電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）または、各パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）と各電気−光変換部８０（８０−１〜８０−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。

次にマーカー挿入部５０（５０−１〜５０〜ｘ）において挿入されるマーカーの例について説明する。本実施の形態では、挿入されるマーカーは６４ビット長の固定パターンとし、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０〜ｘ）では、マーカーを周期的にデータ列に挿入する。なお、マーカーの６４ビットのうち、３２ビットをアライン情報、残りの３２ビットをアライン情報の反転値とする。アライン情報（３２ビット）は、使用するレーン情報を示す２０ビットと、標準のマーカーとを識別するための識別子を示す４ビットと、誤り検出情報を示す８ビットとを含むか、あるいは、使用する符号情報を示す２０ビットと、標準のマーカーとを識別するための識別子を示す４ビットと、誤り検出情報を示す８ビットとを含むようにする。

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）、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）、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）、光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）、及び受信レーン数制御部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。

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。受信レーン数制御部１７０は、光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）と、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）と、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）と、送信機１へとビット列を出力する。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、データ列を出力する。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、データ列を出力する。

デマルチプレクサ部１４０は、マーカー解析部1３０（１３０−１〜１３０−ｘ）へデータ列を出力する。マーカー解析部1３０（１３０−１〜１３０−ｘ）は、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）と、受信レーン数制御部１７０とへビット列を出力する。受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）は、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の詳細な動作例について説明する。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へと変換し、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、受信レーン数制御部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へと変換し、デマルチプレクサ部１４０へと出力する。また、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）は、受信レーン数制御部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。

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）に出力する。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、必要最低限の使用レーン数情報、もしくは使用符号情報を受信レーン数制御部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５０（５０−１〜５０−ｘ）で埋め込まれた必要最低限の使用レーン数情報、もしくは使用符号情報を抽出し、受信レーン数制御部１７０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、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）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。

受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）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）へと出力する。また、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）は、受信レーン数制御部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、レーン数の切り替えに対応する。また、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）は、受信レーン数制御部１７０から受信した使用符号情報の要求に対して、符号の切り替えに対応する。

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、受信レーン数制御部１７０が決定した伝送容量に応じて、使用中のレーン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。

次に、使用レーン数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の流量監視部２０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移を観測し、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、などの情報を送信レーン数制御部９０へ出力する。また、流量計測部２１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、送信レーン数制御部９０へ出力する。

送信レーン数制御部９０は、流量監視部２０及び、流量計測部２１からの送信データ流量の情報に基づき、必要最低限の使用レーン数を決定する。また、送信レーン数制御部９０は、決定した使用レーン数に基づき、必要最低限の使用レーン数情報を送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）と、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）とへ送信する。送信レーン数可変対応部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、送信レーン数制御部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、レーン数の切り替えに対応し、データのビット列をマーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）に出力する。マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）は、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）より、符号化されたデータのビット列を受信し、必要最低限の使用レーン数情報を含んだマーカーを送信データのビット列に挿入する。

また、送信レーン数制御部９０は、決定した使用レーン数に基づき、必要最低限の使用レーン数情報をパラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）と、電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）とへ送信する。パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、送信レーン数制御部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。同様に、電気−光変換部８０（８０−１〜８０−ｎ）は、送信レーン数制御部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。

必要最低限の使用レーン数情報を含んだマーカーが挿入された送信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、マーカーから必要最低限の使用レーン数情報を抽出すると共に受信レーン数制御部１７０へ送信し、その後、当該マーカーを削除する。受信レーン数制御部１７０は、必要最低限の使用レーン数情報を受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）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−ｎ）とへ出力する。受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）は、受信レーン数制御部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、レーン数の対応を行う。光−電気変換部１６０（１６０−１〜１６０−ｎ）は、受信レーン数制御部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。同様に、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）は、受信レーン数制御部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。

続いて、使用符号情報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。例えば、送信機１が、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）を用いて、マーカーに使用符号情報を埋め込み、受信機２に向けて送信する。受信機２は、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）を用いて当該使用符号情報を抽出し、当該使用符号を用いることを了承するのであれば（すなわち、受信機２が当該使用符号に対応可能であれば）、受信レーン数制御部１７０を介して送信機１にその旨を通知する。これによって、送信機１と受信機２の間で当該使用符号が有効となる。

また、例えば、受信機２が受信レーン数制御部１７０を介して、自身が対応可能な符号情報を送信する。送信機１は、この情報から使用する符号を決定し、その決定した使用符号情報をマーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）を用いてマーカーに埋め込み、受信機２に向けて送信する。これによって、送信機１と受信機２の間で当該使用符号が有効となる。

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、送信データの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を行うことができるので、省電力化が実現可能となる。

（実施の形態２）
本実施の形態２のデータ伝送システムは、実施の形態１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、及び光信号から電気信号に変換する手法と、送信レーン数制御部及び、受信レーン数制御部から出力する数とが異なる。以下、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。

図５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５に示す送信機１は、送信バッファ部１０、流量監視部２０、流量計測部２１、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）、マルチプレクサ部６０、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）、送信レーン数制御部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、及び変調部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、送信レーン数制御部９０、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、及び変調部２１０を備える点が図３の送信機１と異なる。

まず、図５の送信機１のデータフローを説明する。なお、図５の送信機１が備える送信バッファ部１０、流量監視部２０、流量計測部２１、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）、及びマルチプレクサ部６０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。

パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、送信信号処理部１８０へビット列を出力する。送信レーン数制御部９０は、送信データの送信元と、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）と、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）と、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−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５の送信機１の詳細な動作例を説明する。なお、図５の送信機１が備える送信バッファ部１０、流量監視部２０、流量計測部２１、符号化部３０（３０−１〜３０−ｘ）、送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）、及びマルチプレクサ部６０の動作は、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。

送信レーン数制御部９０は、送信データの流量の情報を流量監視部２０と流量計測部２１とから受信し、受信した送信データの流量の情報に基づき、必要最低限の使用レーンの数を決定する。また、送信レーン数制御部９０は、決定した必要最低限の使用レーン数情報に基づき、必要最低限の使用レーン数情報を送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）と、マーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）と、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−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とに出力する。なお、送信レーン数制御部９０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、送信レーン数可変対応部４０、マーカー挿入部５０、パラレル／シリアル変換部７０、送信信号処理部１８０、デジタル／アナログ変換部１９０ならびに変調部２１０に対して要求する。

また、送信レーン数制御部９０は、受信機２が送信する符号情報を受信し、受信した符号情報に基づき、使用する符号（例えば、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）符号）を決定する。本実施の形態のデータ伝送システムは、特に符号を限定するものではなく、ＦＥＣ符号以外であってもよいし、符号を使用しなくてもよい。また、送信レーン数制御部９０は、決定した使用する符号情報に基づき、使用符号情報を送信レーン数可変対応部４０（４０−１〜４０−ｘ）とマーカー挿入部５０（５０−１〜５０−ｘ）と、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）と送信信号処理部１８０と、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部１９０（１９０−１〜１９０−ｙ）と、変調部２１０とに出力する。また、送信レーン数制御部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７０（７０−１〜７０−ｎ）は、マルチプレクサ部６０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へ変換し、送信信号処理部１８０に出力する。また、パラレル／シリアル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、送信レーン数制御部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７０（７０−１〜７０−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）に出力する。また、送信信号処理部１８０は、送信レーン数制御部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、送信レーン数制御部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。

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、それに含まれる受信機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６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）、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）、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）、受信レーン数制御部１７０、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）、及び検波部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）、及び検波部２５０を備える点が、図４の受信機２と異なる点である。

まず図６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）、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）、マーカー解析部1３０（１３０−１〜１３０−ｘ）、シリアル／パラレル変換部１５０（１５０−１〜１５０−ｎ）、及びデマルチプレクサ部１４０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。

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。受信レーン数制御部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、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）と、送信機１へと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。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６の受信機２の詳細な動作例を説明する。なお、図６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）、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）、マーカー解析部1３０（１３０−１〜１３０−ｘ）、及びデマルチプレクサ部１４０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。

受信レーン数制御部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、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）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とへ出力する。また、受信レーン数制御部１７０は、マーカー解析部１３０（１３０−１〜１３０−ｘ）から受信した使用符号情報を、受信レーン数可変対応部１２０（１２０−１〜１２０−ｘ）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とへ出力する。

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、受信レーン数制御部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、電流へと変換し、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、受信レーン数制御部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、デジタル信号へと変換し、受信信号処理部２２０へと送信する。また、アナログ／デジタル変換部２３０（２３０−１〜２３０−ｚ）は、受信レーン数制御部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。

図８は、図５の送信機１における変調部２１０の詳細な構成例を示すブロック図である。図８に示す変調部２１０は、例えば局部発振器８００と、ＩＱ（同相成分、直交位相成分）変調器８０１と、π／４ ＰＭ（位相）変調器８０２と、ＡＳＫ（振幅偏移）変調器８０３とで構成される。局部発振器８００は、光信号を２値に変換する。ＩＱ変調器８０１は、局部発振器８００から入力された２値の信号を４値の信号に変換する。π／４ ＰＭ変調器８０２は、ＩＱ変調器８０１から入力された４値の信号を８値の信号に変換する。振幅偏移変調器８０３は、π／４ ＰＭ変調器８０２から入力された８値の信号を１６値の信号に変換する。このような変調部２１０は、前述したように、送信レーン数制御部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、ＩＱ変調器８０１、またはＩＱ変調器８０１とπ／４ ＰＭ変調器８０２、またはＩＱ変調器８０１とπ／４ＰＭ変調器８０２と振幅偏移変調器８０３の起動および停止を行う。

図９は、図６の受信機２における検波部２５０の詳細な構成例を示すブロック図である。図９に示す検波部２５０は、例えば０度の位相変調器と遅延検波器（同相成分位相遅延検波器）９００と、９０度の位相変調器と遅延検波器（直交成分位相遅延検波器）９０１と、振幅方向直接検波器９０２で構成される。このような検波部２５０は、前述したように、受信レーン数制御部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、同相成分位相遅延検波器９００、または同相成分位相遅延検波器９００と直交成分位相遅延検波器９０１、または同相成分位相遅延検波器９００と直交成分位相遅延検波器９０１と振幅方向直接検波器９０２の起動及び停止を行う。

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、実施の形態１の場合と同様に、代表的には、送信データの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を行うことができるので、省電力化が実現可能となる。更に、多値の光信号を用いるデータ伝送システムに対しても省電力化が実現可能となる。

続いて、前述した各実施の形態によって得られるデータ伝送システムの特徴的な構成について、以下に列記する。

（１）受信機に送信データを送信する送信機、前記送信機から前記送信データを受信する受信機を備えるデータ伝送システムであって、
前記送信機から送信データを受信する受信機は伝送路によって接続され、
前記伝送路は、第１の数の伝送レーンを束ねて構成され、
前記送信機、前記受信機は、第１の数の伝送レーンに多重化することのできる数の仮想レーンを備え、
前記送信機は、
前記仮想レーンの数のデータ列に分割し、送信データに含まれる情報に基づいて、必要最低限の前記仮想レーン数を決定し、前記データ列が出力される前記仮想レーンと識別するための識別情報と、必要最低限の前記仮想レーンに関する情報とを前記仮想レーンから出力されるデータ列に挿入し、
前記送信データに含まれる情報に基づいて、必要最低限の前記伝送路を構築し、
前記仮想レーンから出力されたデータ列を前記伝送路の伝送レーン数に基づいて多重化し、前記多重化されたデータ列を、前記伝送路を構成する各伝送レーンから前記受信機に出力することによって、前記受信機に前記送信データを送信し、
前記受信機は、
前記伝送路を構成する伝送レーンから前記多重化されたデータ列と、前記受信したデータ列に挿入された前記データ列が出力される前記仮想レーンと識別するための識別情報と、必要最低限の前記仮想レーンに関する情報とを受信し、
前記受信したデータ列に挿入された前記データ列が出力される前記仮想レーンと識別するための識別情報と、必要最低限の前記仮想レーンに関する情報とに基づいて、
必要最低限の前記仮想レーン数のデータ列に前記受信したデータ列を分割し、
必要最低限の前記伝送路を構築し、
必要最低限の前記仮想レーンに関する情報を前記送信機に送信し、
前記分割されたデータ列を前記送信データに復元することを特徴とするデータ伝送システム。

（２）前記（１）のデータ伝送システムにおいて、
前記送信機は、前記送信機に入力されるデータ列の信号強度の移動平均値を監視し、予め設定されたしきい値に応じたデータ列を入力する送信データを判定する流量計測部を備えることを特徴とするデータ伝送システム。

（３）前記（１）のデータ伝送システムにおいて、
前記送信機は、前記送信機に入力されるデータ列の信号の蓄積量の時間的変移を観測し、予め設定されたしきい値以上のデータ列を入力する送信データを判定する流量監視部と、
前記送信機に入力されるデータ列の信号強度の移動平均値を監視し、予め設定されたしきい値に応じたデータ列を入力する送信データを判定する流量計測部とを備えることを
特徴とするデータ伝送システム。

（４）受信機に送信データを送信する送信機、前記送信機から前記送信データを受信する受信機を備えるデータ伝送システムであって、
前記送信機から送信データを受信する受信機は伝送路によって接続され、
前記伝送路は、第１の数の伝送レーンを束ねて構成され、
前記送信機、前記受信機は、第１の数の伝送レーンに多重化することのできる数の仮想レーンを備え、
前記送信機は、
前記仮想レーンの数のデータ列に分割し、送信データに含まれる情報に基づいて、必要最低限の前記仮想レーン数を決定し、前記データ列が出力される前記仮想レーンと識別するための識別情報と、必要最低限の前記仮想レーンに関する情報と、前記データ列を符号化する符号に関する情報とを、前記仮想レーンから出力されるデータ列に挿入し、
前記送信データに含まれる情報に基づいて、必要最低限の前記伝送路を構築し、
前記仮想レーンから出力されたデータ列を前記伝送路の伝送レーン数に基づいて多重化し、前記多重化されたデータ列を、前記伝送路を構成する各伝送レーンから前記受信機に出力することによって、前記受信機に前記送信データを送信し、
前記受信機は、
前記伝送路を構成する伝送レーンから前記多重化されたデータ列と、前記受信したデータ列に挿入された前記データ列が出力される前記仮想レーンと識別するための識別情報と、必要最低限の前記仮想レーンに関する情報と、前記データ列を符号化する符号に関する情報とを受信し、
前記受信したデータ列に挿入された前記データ列が出力される前記仮想レーンと識別するための識別情報と、必要最低限の前記仮想レーンに関する情報と、前記データ列を符号化する符号に関する情報とに基づいて、
必要最低限の前記仮想レーン数のデータ列に前記受信したデータ列を分割し、
必要最低限の前記伝送路を構築し、
必要最低限の前記仮想レーンに関する情報と、前記データ列を符号化する符号に関する情報とを前記送信機に送信し、
前記分割されたデータ列を前記送信データに復元することを特徴とするデータ伝送システム。

（５）前記（４）のデータ伝送システムにおいて、
前記送信機は、
前記送信機に入力されるデータ列の信号強度の移動平均値を監視し、予め設定されたしきい値に応じたデータ列を入力する送信データを判定する流量計測部を備えることを特徴とするデータ伝送システム。

（６）前記（４）のデータ伝送システムにおいて、
前記送信機は、
前記送信機に入力されるデータ列の信号の蓄積量の時間的変移を観測し、予め設定されたしきい値以上のデータ列を入力する送信データを判定する流量監視部と、
前記送信機に入力されるデータ列の信号強度の移動平均値を監視し、予め設定されたしきい値に応じたデータ列を入力する送信データを判定する流量計測部とを備えることを
特徴とするデータ伝送システム。

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
２１ 流量計測部
３０−１〜３０−ｘ 符号化部
４０−１〜４０−ｘ 送信レーン数可変対応部
５０−１〜５０−ｘ マーカー挿入部
６０ マルチプレクサ部
７０−１〜７０−ｎ パラレル／シリアル変換部
８０−１〜８０−ｎ 電気−光変換部
９０ 送信レーン数制御部
１００ 受信バッファ部
１１０−１〜１１０−ｘ 復号化部
１２０−１〜１２０−ｘ 受信レーン数可変対応部
１３０−１〜１３０−ｘ 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 受信レーン数制御部
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
８００ 局部発振器
８０１ ＩＱ変調器
８０２ π／４ ＰＭ変調器
８０３ 振幅偏移変調器
９００ 同相成分位相遅延検波器
９０１ 直交成分位相遅延検波器
９０２ 振幅方向直接検波器

Claims (7)

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本の前記第１仮想レーンに分配したのち、前記Ｎ本の伝送レーンに多重化することで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前記Ｘ本の第２仮想レーンに分離したのち、前記受信バッファ部に書き込み、
   前記送信機は、さらに、
   前記送信データの第１の期間における流量の変化と該第１の期間よりも短い第２の期間における流量の変化に基づいて前記Ｘ本の第１仮想レーンの中から使用する必要最低限の仮想レーンを決定する第１手段と、
   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前記必要最低限の仮想レーンを示す情報をマーカーと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必要最低限の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を備え、
   前記送信機と前記受信機は、前記必要最低限の仮想レーンを用いて通信を行い、
   前記第１手段は、
   前記送信データの流量の移動平均値を算出する機能と、
   前記送信バッファ部に蓄積されたデータ量の時間的推移を監視する機能とを有する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、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、前記必要最低限の仮想レーンに応じて起動・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。
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Ｎ個のシリアル・パラレル変換部のそれぞれは、前記必要最低限の仮想レーンに応じて起動・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。
4. 請求項１記載のデータ伝送システムにおいて、
   前記データ伝送システムは、さらに、前記受信機から前記送信機に向けた第１通信経路を備え、
   前記マーカー挿入部は、さらに、前記送信機で使用する符号の情報を前記マーカーとして挿入し、
   前記マーカー解析部は、さらに、前記符号の情報を含んだ前記マーカーを抽出し、
   前記送信機と前記受信機は、前記マーカー挿入部と前記マーカー解析部と前記第１通信経路を用いて、共通で使用する符号を決定することを特徴とするデータ伝送システム。
5. 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のち、Ｎ本の伝送レーンに多重化することで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、
   前記送信データの第１の期間における流量の変化と該第１の期間よりも短い第２の期間における流量の変化に基づいて前記Ｘ本の第１仮想レーンの中から使用する必要最低限の仮想レーンを決定する第１手段と、
   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前記必要最低限の仮想レーンを示す情報をマーカーとして挿入するマーカー挿入部とを備え、
   前記第１手段は、
   前記送信データの流量の移動平均値を算出する機能と、
   前記送信バッファ部に蓄積されたデータ量の時間的推移を監視する機能とを有することを特徴とするデータ伝送装置。
6. 請求項５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、前記必要最低限の仮想レーンに応じて起動・停止が制御されることを特徴とするデータ伝送装置。
7. 請求項５記載のデータ伝送装置において、
   前記マーカー挿入部は、さらに、使用する符号の情報を前記マーカーとして挿入することを特徴とするデータ伝送装置。

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