JP5423810B2 - 光伝送システムおよび光伝送方法 - Google Patents
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Description
本発明は、筐体間あるいはボード間の短距離光伝送方式に係り、特に光伝送路を冗長化して信頼性を高める光伝送システムおよび光伝送方法に関するものである。
近年、コンピュータ等の情報処理装置に求められる性能は飛躍的に伸びており、例えば、コンピュータシステムにおいては、CPU性能の急成長と共に、演算量は飛躍的に伸びてきており、コンピュータシステムの計算量増大にともなうコンピュータ間の通信容量の増大も顕在化しつつある。
コンピュータシステムの一例としては、1つあるいは複数のCPUカードを筐体に搭載し複数のCPUに連携して情報処理させるブレードサーバという形態がある。図11に一般的なブレードサーバの構成を示す。ブレードサーバは、従来のパーソナルコンピュータをボード状にした形態の装置である。ブレードサーバは、CPU1003、チップセット1004、メモリ1005およびハードディスク装置1006等を搭載するCPUカード1000と、メモリ1007およびスイッチ1008等を搭載し、任意のCPUカード間の通信を行うために通信経路を切り替えるスイッチカード1001とから主に構成されている。また、これらCPUカード1000とスイッチカード1001とを搭載する筐体(図示せず)には、カード間を接続する配線1009が施されたバックプレーン1002が搭載されている。各CPUカード1000とスイッチカード1001との間は、バックプレーン1002経由で接続されている。
CPUカード1000とスイッチカード1001との間の通信は、例えば、PCI―Express(Peripheral Component Interconnect-Express) や、LAN(Local Area Network)で広く用いられるイーサネット(登録商標)等の通信用プロトコルを用いてなされる。また、プロトコルを伝送する媒体に関しては、伝送データ量の増大と共に伝送媒体の光化が進みつつあり、筐体間伝送など100m程度までの距離を伝送する必要の有る領域から光伝送が採り入れられている。現状、上記ブレードサーバ筐体内の通信では、通信距離が1m程度と短距離であるため、電気伝送が主流である。しかし、伝送速度がチャネルあたり10Gbpsクラスとなりつつあり、より大容量伝送が可能な光伝送の利用が想定されている。
このような100m以下程度の短距離光伝送おいては、発光素子として安価なVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)を使用し、受光素子としてGaAs系のPin−PD(Photo Diode)を使用した光送受信器が一般的に用いられる。しかし、このような光送受信器には、VCSELの突然死などの問題があり、信頼性の面で課題がある。
これに対して、光送受信器を冗長化して、レーザの劣化を監視し、レーザの故障前に光送受信器を切り替えることで信頼性を高めるという手法がある。ただし、この冗長化構成においては、システムの運用を停止せずに、光送受信器および伝送路の切り替えを完了する必要がある。ネットワークの機能階層構造を規定したモデルでは、光送受信器と通信用プロトコル層との間には、物理層が規定されている。物理層は、受信データからのクロック抽出および同期動作、送信データを送受信器や伝送路等の伝送媒体に適したビット列に変換する等の処理を行う。光送受信器および伝送路の切り替え時にデータが途切れると、光送受信器と通信用プロトコル層との間にある物理層が最初にエラーを認識し、上位層へエラー通知を行う構成が多い。
そこで、物理層の例としてXAUI(10 Gigabit Attachment Unit Interface)の同期方式およびエラー通知について記載する。XAUIは、2.5Gbps−4レーンパラレル伝送で10Gbpsを実現するインターフェースである。XAUIのビット伝送は、図12に示すように、K(同期)/A(アライン)/R(スキップ)等の制御ビットと、D(データ)とで行われる。
各レーン間では、配線長差等によりデータがずれている可能性がある。そこで、Aビットを目印にデータずれを認識して、時間が早い方のレーンにRビットを挿入して遅らせることにより、データずれの補正を行う。受信側では、Kビットを用いてクロックを抽出し、データの再生を行う。XAUIの仕様では、KビットあるいはAビットの制御ビットが欠落すると、データずれの補正やクロック再生ができなくなるので、上位層にエラー通知を行う。すなわち、システムの運用を停止せずに伝送路の切り替えを行うには、クロック再生が途切れないことが最低限要求される。
次に、信号伝送における代表的な冗長構成方式である、1+1冗長構成、1:1冗長構成、N:M冗長構成について図13A〜図13Cを用いて説明する。
図13Aに示すように、1+1冗長構成は、送信装置2000において、送信データを2系統にコピーした後、送信データをそれぞれ2系統の伝送路2002,2003に同時に送出し、受信装置2001側の選択部2004で品質の良い方のデータを選択する構成である。
図13Aに示すように、1+1冗長構成は、送信装置2000において、送信データを2系統にコピーした後、送信データをそれぞれ2系統の伝送路2002,2003に同時に送出し、受信装置2001側の選択部2004で品質の良い方のデータを選択する構成である。
図13Bに示す1:1冗長構成では、送信装置2005は、1系統の伝送路2007をデータを送信する現用系の伝送路として使用し、受信装置2006側のスイッチ2009は、現用系の伝送路2007を選択する。他方の伝送路2008は、データを送信していない予備系の伝送路となっている。伝送路を切り替える際には、送信装置2005は、予備系のレーザが安定した後、現用系の伝送路2007から予備系の伝送路2008への切り替えを行い、この伝送路2008にデータを送出するようにし、同時に受信装置2006側のスイッチ2009は、伝送路2008を選択する。
図13Cに示すN:M冗長構成は、N系統の現用系に対して、それより少ないM系統(N>M)の予備系伝送路を現用系が共有する構成である。この場合、1:1冗長構成と同様に、N系統の現用系の伝送路2012にはデータが送出され、予備系の伝送路2013にはデータは送出されていない。伝送路を切り替える際には、送信装置2010は、予備系の伝送路2013のうち未使用な伝送路を探索した後、予備系のレーザを安定化させ、送信を停止したい現用系の伝送路2012から探索で見つけ出した未使用の予備系の伝送路2013への切り替えを行い、この伝送路2013にデータを送出するようにし、同時に受信装置2011側のスイッチ2014は、送信装置2010がデータを送出する伝送路2013を選択する。
上記の3方式を比較すると、回路規模は1系統換算でN:M冗長構成が最も小さく、1:1冗長構成、1+1冗長構成の順番で大きくなる。一方、障害発生からの復旧時間に関しては、1+1冗長構成が最も早く、1:1冗長構成、N:M冗長構成の順番で遅くなる。基幹系の通信網においては、極めて高い信頼性が求められるため、復旧の早い1+1冗長構成が用いられることが多いが、コンピュータ系においては、構成簡素化および低コスト化ため、N:M冗長構成が用いられることが多い。
上記冗長構成おける無瞬断切り替え方式として、例えば特開平11−225095号公報に1+1冗長構成における方式が開示されている。図14は特開平11−225095号公報に開示された無瞬断切り替え方式の構成を示すブロック図である。
伝送装置の送信側の低速光インタフェース部3030は、他の伝送路3100c等から入力される多重光信号を、電気変換部及び分離部3031により電気信号に変換すると共にパス単位に分離し、パス単位に分離した信号のパスオーバヘッド部にマルチフレーム識別子挿入部3032によりマルチフレーム識別子を挿入し、分配部3033により現用系および予備系の2つの伝送経路に分配する。
伝送装置の送信側の低速光インタフェース部3030は、他の伝送路3100c等から入力される多重光信号を、電気変換部及び分離部3031により電気信号に変換すると共にパス単位に分離し、パス単位に分離した信号のパスオーバヘッド部にマルチフレーム識別子挿入部3032によりマルチフレーム識別子を挿入し、分配部3033により現用系および予備系の2つの伝送経路に分配する。
送信側の伝送路3100a,3100bの高速光インタフェース部3040a,3040bは、低速光インタフェース部3030からのパス単位の電気信号を、光変換部及び多重部3041により光信号に変換すると共に多重し、それぞれ送信側の伝送路3100a,3100bに送出する。この送信側の伝送路3100a,3100bにより現用系および予備系の伝送経路が構成される。
伝送装置の受信側の高速光インタフェース部3020a,3020bは、現用系および予備系の伝送経路を構成する伝送路3100a,3100bを介して、対向する伝送装置の送信部から入力される多重光信号を、それぞれ電気変換部及び分離部3021により電気信号に変換すると共にパス単位に分離し、受信側の低速光インタフェース部3010に送出する。
受信側の低速光インタフェース部3010は、高速光インタフェース部3020a,3020bからのパス単位の信号を、それぞれマルチフレーム同期部3001a,3001bに入力し、マルチフレーム同期部3001a,3001bによりマルチフレーム識別子を検出して同期をとり、遅延調整部3003a,3003bにより伝送路3100a,3100bのデータ信号の遅延差を取り除き、その出力信号を誤り検出部3002a,3002bおよび遅延部3007a,3007bに送出する。
誤り検出部3002a,3002bは、パスフレーム単位のパリティ演算等により誤り検出を行い、その結果を選択判定部3005に送出する。選択判定部3005は、誤り検出部3002a,3002bの検出結果をもとに誤りの無い伝送経路からの信号が選択されるように選択部3004を制御し、選択部3004は選択判定部3005の制御により、遅延部3007a,3007bからの信号のうちの一方を選択して光変換部及び多重部3006に出力する。
遅延部3007a,3007bは、誤り検出部3002a,3002bにおける誤り検出に要する時間だけ遅延調整部3003a,3003bから出力されるデータ信号を遅延させている。光変換部及び多重部3006は、選択部3004から出力されるパス単位の電気信号を光信号に変換すると共に多重し、受信側の伝送路3100dに送出する。
以上のように、特開平11−225095号公報に開示された方式は、伝送装置の送信側で同期用のマルチフレームを内包するデータをコピーして伝送路3100a,3100bに送信し、一方、伝送装置の受信側では、マルチフレームを目印にして遅延調整部3003a,3003bにより伝送路3100a,3100bのデータ同期をとると共に、誤り検出部3002a,3002bを用いて信号品質の良い伝送路3100aまたは3100bを選択する方式である。特開平11−225095号公報に開示された方式では、伝送路3100a,3100bを流れるデータの同期が確立されているため、伝送路3100a,3100bを無瞬断で切り替えることが可能である。
また、特開平08−088622号公報には、1+1冗長構成における別の無瞬断切り替え方式が開示されている。図15は特開平08−088622号公報に開示された無瞬断切り替え方式の構成を示すブロック図である。送信装置4000では、フレーム同期用のタイミング発生部4030から出力される一定周期のタイミングパルスを、特定パターン発生用のタイミング発生部4004へ渡す。タイミング発生部4004は、タイミング発生部4030の出力のタイミングパルスを分周して、特定パターン発生部4003で必要なタイミングパルスを作る。特定パターン発生部4003は、タイミングパルスを用いて、特定パターンを作り、信号切替部4002へ渡す。
信号切替部4002は、入力の送信データと特定パターンとの切替(選択)を行い、二つの伝送路4100A,4100Bの遅延差を調整する場合は、特定パターンを選択する。信号切替部4002で選択された特定パターンの信号は、フレームパターン挿入部4010へ送出される。フレームパターン挿入部4010は、フレームパターン発生部4020からのフレームパターンを、信号切替部4002から入力された信号に挿入する。フレームパターン挿入部4010からの信号は、信号分配部4040で、2つの伝送路4100A,4100Bに分配される。
受信装置4001では、伝送路4100A,4100Bを通過した信号を受信するが、その受信信号RA,RBは、それぞれ遅延時間が相違してフレーム同期部4050A,4050Bへ入力される。フレーム同期部4050A,4050Bは、受信信号RA,RBのフレーム同期を取り、フレーム同期時に、受信信号RA,RB中の特定パターンのみを抽出して出力する。特定パターンビット幅操作部4005は、受信信号RAから抽出された特定パターンを分周してビット幅を引き延ばして、特定パターン比較部4006へ出力する。特定パターン比較部4006は、特定パターンビット幅操作部4005からの出力と受信信号RBから抽出された特定パターンとの時刻比較を行い、伝送路4100A,4100Bの遅延差の検出を行う。
遅延調整部4060A,4060Bは、特定パターン比較部4006から入力される遅延差情報に応じて、受信信号RA,RBの遅延調整を行う。そして、遅延が合った後、信号選択部4070は、入力信号の切り替えを行う。
以上のように、特開平08−088622号公報に開示された方式は、送信装置4000において特定パターンをデータに挿入して、特定パターン挿入後のデータを伝送路4100A,4100Bに送出し、受信装置4001では、特定パターンを目印にして遅延調整部4060A,4060Bにより伝送路4100A,4100Bのデータ同期をとる方式である。特開平08−088622号公報に開示された方式では、伝送路4100A,4100Bを流れるデータの同期が確立されているため、伝送路4100A,4100Bを無瞬断で切り替えることが可能である。
以上のように、特開平08−088622号公報に開示された方式は、送信装置4000において特定パターンをデータに挿入して、特定パターン挿入後のデータを伝送路4100A,4100Bに送出し、受信装置4001では、特定パターンを目印にして遅延調整部4060A,4060Bにより伝送路4100A,4100Bのデータ同期をとる方式である。特開平08−088622号公報に開示された方式では、伝送路4100A,4100Bを流れるデータの同期が確立されているため、伝送路4100A,4100Bを無瞬断で切り替えることが可能である。
このように、1+1冗長構成では、無瞬断切り替え方式が提案されている。しかしながら、N:M冗長構成では、予備系の伝送路を複数の現用系が共有しているため、1+1冗長構成の如く2系統同時運用ができない。図16A、図16BにN:M冗長構成における伝送路切り替え時の動作の様子を示す。図16Aに示すように、送信装置5000では、上位層部5002からのデータは物理層部5003を介してスイッチ部5004に渡される。スイッチ部5004は、現用系の伝送路5010を選択している。データは、スイッチ部5004および送信部5005を介して現用系の伝送路5010に送出される。
受信装置5001では、伝送路5010から受信したデータは、受信部5006およびスイッチ部5007を介して物理層部5008に渡され、さらに物理層部5008から上位層部5009に渡される。
ここで、図16Bに示すように、現用系の伝送路5010から予備系の伝送路5011へ切り替えようとすると、切り替え時にデータの流れが一時中断することで、例えばXAUIの場合で説明したように制御ビットの欠落が発生し、物理層部5008から上位層部5009にエラー通知がなされることとなる。
ここで、図16Bに示すように、現用系の伝送路5010から予備系の伝送路5011へ切り替えようとすると、切り替え時にデータの流れが一時中断することで、例えばXAUIの場合で説明したように制御ビットの欠落が発生し、物理層部5008から上位層部5009にエラー通知がなされることとなる。
筐体間伝送あるいはボード間伝送などの短距離光伝送においては、以下のような問題点があった。
第1の問題点は、例えばCPUカード等の複数の機能カードと、機能カード間を接続するスイッチカードとを筐体に搭載し、機能カードとスイッチカード間の通信を光伝送で行うシステムをN:M冗長構成にすると、レーザ劣化等に伴う光伝送路切り替え時に、復旧に時間がかかることである。
その理由は、N:M冗長構成では送信側と受信側での伝送路切り替え時にデータ伝送が中断したときに、物理層においてクロック再生不可のエラーが検知され、一旦停止状態となった後に復旧するためである。
第1の問題点は、例えばCPUカード等の複数の機能カードと、機能カード間を接続するスイッチカードとを筐体に搭載し、機能カードとスイッチカード間の通信を光伝送で行うシステムをN:M冗長構成にすると、レーザ劣化等に伴う光伝送路切り替え時に、復旧に時間がかかることである。
その理由は、N:M冗長構成では送信側と受信側での伝送路切り替え時にデータ伝送が中断したときに、物理層においてクロック再生不可のエラーが検知され、一旦停止状態となった後に復旧するためである。
第2の問題点は、例えばCPUカード等の複数の機能カードと、機能カード間を接続するスイッチカードとを筐体に搭載し、機能カードとスイッチカード間の通信を光伝送で行うシステムをN:M冗長構成にすると、回路規模が増大することである。
その理由は、N:M冗長構成にすると光伝送路切り替え時の復旧に時間がかかるので、切り替え時にデータを一時蓄積するメモリが必要となり、かつそのメモリ容量が増大するためである。
その理由は、N:M冗長構成にすると光伝送路切り替え時の復旧に時間がかかるので、切り替え時にデータを一時蓄積するメモリが必要となり、かつそのメモリ容量が増大するためである。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、現用系光伝送路と予備系光伝送路とがN:M構成で冗長化された光伝送システムの無瞬断切り替えを実現することを目的とする。
本発明の光伝送システムは、送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置との間でデータの伝送を行う複数の光伝送路とを有し、前記送信装置は、送信装置の上位層のデータ処理手段と前記複数の光伝送路との間を選択的に接続する第1のスイッチ手段と、この第1のスイッチ手段を制御する第1の制御手段とを備え、前記受信装置は、前記複数の光伝送路と受信装置の上位層のデータ処理手段との間を選択的に接続する第2のスイッチ手段と、前記複数の光伝送路によって伝送されるデータと同期する複数の疑似パターンを生成する擬似パターン生成手段と、前記光伝送路の切り替え時に、切り替え先の光伝送路からのデータを受信するまでの間、前記複数の疑似パターンのうち切り替え元の光伝送路によって伝送されていたデータと同期する疑似パターンを選択し、この擬似パターンが前記切り替え元の光伝送路と接続されていた上位層のデータ処理手段に送信されるように前記第2のスイッチ手段を制御する第2の制御手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の光伝送システムは、筐体に搭載された複数のカードと、複数のカード間でデータの伝送を行う光伝送路とを有し、前記光伝送路は、N系統の現用系光伝送路とM系統の予備系光伝送路とからなるN:M冗長構成であり、送信側カードは、上位層からのデータを受信して一時的に蓄積するメモリと、このメモリからのデータを受信して出力先を切り替える第1のスイッチ手段と、この第1のスイッチ手段からの電気信号を光信号に変換して前記現用系光伝送路へ送出するN個の現用系レーザ素子と、前記第1のスイッチ手段からの電気信号を光信号に変換して前記予備系光伝送路へ送出するM個の予備系レーザ素子と、前記現用系レーザ素子および前記予備系レーザ素子の状態を監視するレーザ状態監視手段と、このレーザ状態監視手段から通知されるレーザ状態に応じて前記現用系光伝送路および前記予備系光伝送路を選択し、選択結果を示すポート設定情報を出力する第1の制御手段と、この第1の制御手段からのポート設定情報に応じて前記第1のスイッチ手段を制御する第1のスイッチ設定手段と、前記第1制御手段の選択結果に応じて、切り替え元の現用系光伝送路の情報と切り替え先の予備系光伝送路の情報とを含むポート切り替え情報を受信側カードへ送信する切り替え情報通知手段とを備え、受信側カードは、前記現用系光伝送路からの光信号を受信して電気信号に変換するN個の現用系受光素子と、前記予備系光伝送路からの光信号を受信して電気信号に変換するM個の予備系受光素子と、前記現用系受光素子から出力される電気信号を増幅するN個の現用系増幅手段と、前記予備系受光素子から出力される電気信号を増幅するN個の予備系増幅手段と、この予備系増幅手段から出力されるデータを一時蓄積する予備系メモリと、この予備系メモリに蓄積されるデータの特定パターンを認識する特定パターン認識手段と、受信側カードの物理層のデータ処理手段で抽出した現用系データクロックを受信して、このデータクロックに同期する同期用ビットパターンと空データとを有するN個の疑似パターンを生成する擬似パターン生成手段と、前記現用系増幅手段からのデータ、前記予備系メモリからのデータ、前記擬似パターン生成手段からの擬似パターンを前記物理層のデータ処理手段へ選択的に出力する第2のスイッチ手段と、前記ポート切り替え情報に基づいて、前記N個の擬似パターンのうち切り替え元の現用系光伝送路によって伝送されていたデータと同期する擬似パターンを選択し、この擬似パターンが前記切り替え元の現用系光伝送路と接続されていた物理層のデータ処理手段に送信されるようにポート設定情報を出力する第2の制御手段と、この第2の制御手段からのポート設定情報に応じて前記第2のスイッチ手段を制御する第2のスイッチ設定手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の光伝送方法は、受信装置が、送信装置と受信装置とを接続する複数の光伝送路によって伝送されるデータと同期する複数の疑似パターンを生成する擬似パターン生成ステップと、前記受信装置が、前記複数の光伝送路と受信装置の上位層のデータ処理手段との間に設けられたスイッチ手段によって前記光伝送路を切り替える際に、切り替え先の光伝送路からのデータを受信するまでの間、前記複数の疑似パターンのうち切り替え元の光伝送路によって伝送されていたデータと同期する疑似パターンを選択する擬似パターン選択ステップと、前記受信装置が、前記選択した擬似パターンが前記切り替え元の光伝送路と接続されていた上位層のデータ処理手段に送信されるように前記スイッチ手段を制御する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
以上説明したように、本発明によれば、受信装置は、複数の光伝送路によって伝送されるデータと同期する複数の疑似パターンを生成する擬似パターン生成手段と、光伝送路の切り替え時に、切り替え先の光伝送路からのデータを受信するまでの間、複数の疑似パターンのうち切り替え元の光伝送路によって伝送されていたデータと同期する疑似パターンを選択し、この擬似パターンが切り替え元の光伝送路と接続されていた上位層のデータ処理手段に送信されるように第2のスイッチ手段を制御する第2の制御手段とを備える。これにより、本発明では、N:M冗長構成において、現用系から予備系への光伝送路の切り替え時に一時的に途絶えるデータの代わりに疑似パターンを上位層のデータ処理手段に受信させることにより、光伝送路の切り替え時に、上位層のデータ処理手段でのクロック同期エラーを防ぐことができるので、無瞬断な切り替えを実現することができる。また、本発明では、N:M冗長構成において、現用系から予備系への光伝送路の切り替え時においてもクロック同期エラーが発生せず、システムが停止状態とならないため、データ伝送再開までの復旧時間を短縮することができる。また、本発明では、N:M冗長構成において、現用系から予備系への光伝送路の切り替え時に、切り替え後のデータ伝送再開までの復旧時間が短くなるため、送信装置の上位層のデータ処理手段と第1のスイッチ手段との間に、データ送信停止中のデータ落ちを防止するためのメモリを設ける場合に、このメモリ容量を削減することができる。
[第1実施例]
次に、本発明の第1実施例について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の第1実施例に係る筐体内光伝送システムの構成を示す図である。筐体内光伝送システムは、筐体に搭載された複数のカード間のデータ伝送に光伝送を用いるものである。図1では、送信装置である送信側カード2のI/O(Input/Output)部、および受信装置である受信側カード3のI/O部のみについて記載している。送信側カード2と受信側カード3との間は、N本の現用系光伝送路51とM本の予備系光伝送路52によって接続されている(N,MはN>Mを満たす自然数)。
次に、本発明の第1実施例について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の第1実施例に係る筐体内光伝送システムの構成を示す図である。筐体内光伝送システムは、筐体に搭載された複数のカード間のデータ伝送に光伝送を用いるものである。図1では、送信装置である送信側カード2のI/O(Input/Output)部、および受信装置である受信側カード3のI/O部のみについて記載している。送信側カード2と受信側カード3との間は、N本の現用系光伝送路51とM本の予備系光伝送路52によって接続されている(N,MはN>Mを満たす自然数)。
各カードのI/O部は、プロトコル処理部41と、物理層部42と、光送信部43と、光受信部44とを有する。プロトコル処理部41と物理層部42とは、物理層以上の上位層のデータ処理手段を構成している。プロトコル処理部41は、上位の構成要素(不図示)から受け取った信号を所望の伝送フォーマットに変換して物理層部42に渡す。また、プロトコル処理部41は、物理層部42から受け取った信号を変換して上位の構成要素に渡す。
物理層部42は、プロトコル処理部41によって伝送フォーマットが変換された信号を符号化し、さらに伝送媒体に適したビット列信号に変換する。また、物理層部42は、光受信部42から受け取ったビット列信号を復号してプロトコル処理部41に渡す。光送信部43は、物理層部42によって変換されたビット列信号を伝送路に送出する。光受信部44は、伝送路から受信したビット列信号を物理層部42に渡す。
送信側カード2のI/O部内の光送信部43は、送信側カード2の物理層部42からのデータを現用系光伝送路51あるいは予備系光伝送路52に選択的に出力するスイッチ部432と、スイッチ部432を制御する制御部438とから構成される。
受信側カード3のI/O部内の光受信部44は、現用系光伝送路51からのデータ、予備系光伝送路52からのデータ、後述する疑似パターン生成部448から出力される擬似パターンを受信側カード3の物理層部42へ選択的に出力するスイッチ部446と、複数の現用系光伝送路51によって伝送されるデータと同期する複数の疑似パターンを生成する疑似パターン生成部448と、光伝送路の切り替え時に、切り替え先の光伝送路からのデータを受信するまでの間、複数の疑似パターンのうち切り替え元の光伝送路によって伝送されていたデータと同期する疑似パターンを選択し、この擬似パターンが切り替え元の光伝送路と接続されていた物理層部42に送信されるようにスイッチ部446を制御する制御部449とから構成される。
次に、本実施例の動作について説明する。送信側カード2の制御部438は、例えば現用系光伝送路51に障害が発生したと判断したとき、障害が発生した現用系光伝送路51へのデータ送出を停止するようスイッチ部432を制御する。
受信側カード3の疑似パターン生成部448は、複数の現用系光伝送路51によって伝送されるデータと同期する複数の疑似パターンを生成している。
受信側カード3の制御部449は、現用系光伝送路51に障害が発生して現用系光伝送路51から予備系光伝送路52への切り替えが行われるとき、複数の疑似パターンのうち、切り替え元の現用系光伝送路51によって伝送されていたデータと同期する疑似パターンを選択する。そして、制御部449は、選択した擬似パターンが、切り替え元の現用系光伝送路51と接続されていた物理層部42に送信されるようにスイッチ部446を制御する。
受信側カード3の制御部449は、現用系光伝送路51に障害が発生して現用系光伝送路51から予備系光伝送路52への切り替えが行われるとき、複数の疑似パターンのうち、切り替え元の現用系光伝送路51によって伝送されていたデータと同期する疑似パターンを選択する。そして、制御部449は、選択した擬似パターンが、切り替え元の現用系光伝送路51と接続されていた物理層部42に送信されるようにスイッチ部446を制御する。
こうして、切り替え元の現用系光伝送路51からのデータを受信していた受信側カード3の物理層部42は、擬似パターンを受信する。物理層部42は、擬似パターンからクロックを抽出することが可能である。したがって、同期確立失敗とはならないので、スイッチ部446の切り替えによって現用系光伝送路51からのデータが途切れても、物理層部42は、リンクがあたかも通じているように認識する。
次に、送信側カード2の制御部438は、切り替え元の現用系光伝送路51へ送出されていたデータが、切り替え先の予備系光伝送路52へ送出されるようにスイッチ部432を制御する。
受信側カード3の制御部449は、切り替え先の予備系光伝送路52からのデータを受信すると、先に選択した疑似パターンの生成ポートと物理層部42とを切り離し、疑似パターン生成ポートに接続されていた物理層部42が切り替え先の予備系光伝送路52と接続されるようにスイッチ部446を制御する。こうして、予備系光伝送路52からのデータ受信が開始される。
受信側カード3の制御部449は、切り替え先の予備系光伝送路52からのデータを受信すると、先に選択した疑似パターンの生成ポートと物理層部42とを切り離し、疑似パターン生成ポートに接続されていた物理層部42が切り替え先の予備系光伝送路52と接続されるようにスイッチ部446を制御する。こうして、予備系光伝送路52からのデータ受信が開始される。
以上のように、本実施例では、現用系光伝送路51から予備系光伝送路52への切り替え時に一時的に途絶えるデータの代わりに疑似パターンを物理層部42に受信させることにより、N:M冗長構成において、現用系光伝送路51から予備系光伝送路52への切り替え時に、物理層部42でのクロック同期エラーを防ぐことができるので、無瞬断な切り替えを実現することができる。本実施例では、現用系光伝送路51から予備系光伝送路52への切り替え時においてもクロック同期エラーが発生せず、システムが停止状態とならないため、データ伝送再開までの復旧時間を短縮することができる。また、本実施例では、現用系光伝送路51から予備系光伝送路52への切り替え時に、切り替え後のデータ伝送再開までの復旧時間が短くなるため、送信側カード2の物理層部42とスイッチ部432との間に、データ送信停止中のデータ落ちを防止するためのメモリを設ける場合に、このメモリ容量を削減することができる。
[第2実施例]
次に、本発明の第2実施例について図面を参照して詳細に説明する。本実施例は、第1実施例をより具体的に説明するものである。図2は本発明の第2実施例に係る筐体内光伝送システムの構成を示す図である。筐体内光伝送システムは、筐体1と、複数のCPUカード11と、1つあるいは複数のスイッチカード12から構成される。本実施例のシステム構成例では、CPUカード11およびスイッチカード12における大容量・高速の主信号データ転送用には光伝送を用い、管理系等における小容量・低速の伝送用には電気伝送を用いている。
次に、本発明の第2実施例について図面を参照して詳細に説明する。本実施例は、第1実施例をより具体的に説明するものである。図2は本発明の第2実施例に係る筐体内光伝送システムの構成を示す図である。筐体内光伝送システムは、筐体1と、複数のCPUカード11と、1つあるいは複数のスイッチカード12から構成される。本実施例のシステム構成例では、CPUカード11およびスイッチカード12における大容量・高速の主信号データ転送用には光伝送を用い、管理系等における小容量・低速の伝送用には電気伝送を用いている。
次に、図3、図4を用いて筐体1の内部構造を説明する。図3は筐体内部を横方向から透視した側面図である。CPUカード11およびスイッチカード12には、1つあるいは複数の光コネクタ211と、1つあるいは複数の電源コネクタ212と、1つあるいは複数の電気コネクタ213とが搭載されている。
筐体1には、光バックプレーン22および電気バックプレーン23が搭載されている。光バックプレーン22上には、1つあるいは複数の光コネクタ221が、CPUカード11上の光コネクタ211あるいはスイッチカード12上の光コネクタ211と対向するように搭載されている。同様に、電気バックプレーン23上には、1つあるいは複数の電源コネクタ231が、CPUカード11上の電源コネクタ212あるいはスイッチカード12上の電源コネクタ212と対向するように搭載され、さらに1つあるいは複数の電気コネクタ232が、CPUカード11上の電気コネクタ213あるいはスイッチカード12上の電気コネクタ213と対向するように搭載されている。
CPUカード11あるいはスイッチカード12が筐体1の前面に設けられたスロットに挿入されると、光コネクタ211と光コネクタ221とが嵌合し、電源コネクタ212と電源コネクタ231とが嵌合し、電気コネクタ213と電気コネクタ232とが嵌合する構造となっている。各スロットに挿入されたカード間の光接続は、光バックプレーン22に搭載された光コネクタ221に接続されている光ファイバ222を通して行われる。また、電気バックプレーン23上には、各スロットに挿入されたカード間の電気的接続を行うパターン配線(不図示)が形成されている。
図4は光バックプレーン22および電気バックプレーン23の正面図である。CPUカード11はCPUカードスロット31へ挿入され、スイッチカード12はスイッチカードスロット32へそれぞれ挿入されることにより、上記のコネクタ嵌合がなされる。
次に、筐体内光伝送システムの機能構成について説明する。図5は筐体内光伝送システムの構成を示すブロック図である。筐体内光伝送システム内のCPUカード11は、演算処理や命令処理を行うCPU部111と、メモリ部112と、高速バスを持つメモリ部112等のデバイスとCPU部111とを接続するノースブリッジ部113と、カード外部とデータのやり取りを行うI/O部114と、低速バスを持つI/O部114等のデバイスとCPU部111とをノースブリッジ部113経由で接続するサウスブリッジ部115とを有する。
また、筐体内光伝送システム内のスイッチカード12は、CPUカード11とデータのやり取りを行うI/O部121と、所望のCPUカード11がどのスイッチポートに接続されているかの情報が保存されている経路テーブル部122と、I/O部121と接続され、経路テーブル部122を参照してポート接続を行うスイッチ部123とを有する。CPUカード11間の接続は、スイッチカード12経由で実現される。
図6はCPUカード11のI/O部114の構成を示すブロック図である。I/O部114は、プロトコル処理部41と、物理層部42と、光送信部43と、光受信部44とを有する。プロトコル処理部41は、サウスブリッジ部115から受けた信号を所望の伝送フォーマットに変換する。このときの伝送フォーマットとしては、イーサネットやPCI−Express等がある。
物理層部42は、プロトコル処理部41によって伝送フォーマットが変換された信号を符号化し、さらに伝送媒体に適したビット列信号に変換する。符号化手法としては、例えばイーサネットの場合、8B/10Bや64B/66B等の符号化手法がある。光送信部43は、物理層部42によって変換されたビット列信号を伝送路に送出する。光受信部44は、伝送路から受信したビット列信号を物理層部42に渡す。物理層部42は、ビット列信号を復号してプロトコル処理部41に渡す。こうして、CPUカード11とスイッチカード12との間の信号伝送が行われる。スイッチカード12のI/O部121も、I/O部114と同様の構成を有している。
次に、本実施例のN:M冗長構成(N,MはN>Mを満たす自然数)における無瞬断切り替え方式について、特に本実施例に関わる光送信部および光受信部の構成について詳しく説明する。図7は本実施例の無瞬断切り替え方式を説明するための図である。図7において、送信側カード2aがCPUカード11であれば、受信側カード3aはスイッチカード12であり、送信側カード2aがスイッチカード12であれば、受信側カード3aはCPUカード11である。
送信側カード2aのI/O部内の光送信部43は、主に物理層部42からの電気信号を光信号に変換して伝送路へ出力する伝送系と、送信用レーザの状態を監視して出力ポートを切り替える障害管理系とに大別される。光送信部43の伝送系は、物理層部42からのデータを受信して一時的に蓄積するメモリ部431と、メモリ部431からのデータを受信して現用系あるいは予備系に出力するスイッチ部432と、スイッチ部432からの電気信号を光信号に変換してN本の現用系光伝送路51へ送出するN個の現用系LD(Laser Diode:VCSEL等のレーザ素子)433と、現用系LD433を駆動するN個の現用系LDD(Laser Diode Driver:レーザ素子駆動回路)434と、スイッチ部432からの電気信号を光信号に変換してM本の予備系光伝送路52へ送出するM個の予備系LD435と、予備系LD435を駆動するM個の予備系LDD436とから構成される。
光送信部43の障害管理系は、光送信部43内の現用系LD433および予備系LD435の状態を監視するレーザ状態監視部437と、レーザ状態監視部437から通知されるレーザ状態に応じて現用系光伝送路51および予備系光伝送路52を選択し、選択結果を示すポート設定情報を出力する制御部438と、制御部438からのポート設定情報に応じてスイッチ部432を制御するスイッチ設定部439と、制御部438の選択結果に応じて、切り替え元の現用系光伝送路51の情報と切り替え先の予備系光伝送路52の情報とを含むポート切り替え情報を受信側カード3aへ送信する切り替え情報通知部43aとから構成される。レーザ状態監視部437は、光伝送路の状態を監視する光伝送路状態監視手段を構成している。
受信側カード3aの光受信部44は、主に伝送路からの光信号を電気信号に変換して物理層部42へ出力する伝送系と、伝送路の切り替え時に一時的にデータが途切れることによる上位層への障害波及を防止するための疑似パターン発生系とに大別される。光受信部44の伝送系は、N本の現用系光伝送路51からの光信号を受信して電気信号に変換するN個の現用系PD441と、現用系PD441から出力される電気信号(電流)を電圧に変換して増幅するN個の現用系LA/TIA(Limitting AMP/Trans Impedancee Amp)442と、M本の予備系光伝送路52からの光信号を受信して電気信号に変換するM個の予備系PD443と、予備系PD443から出力される電気信号(電流)を電圧に変換して増幅するM個の予備系LA/TIA444と、M個の予備系LA/TIA444から出力されるデータを一時蓄積するM個の予備系メモリ部445と、現用系LA/TIA442からのデータ、予備系メモリ部445からのデータ、後述する疑似パターン生成部448から出力される擬似パターンを物理層部42へ選択的に出力するスイッチ部446とから構成される。
光受信部44の疑似パターン発生系は、予備系メモリ部445に蓄積されるデータの特定パターンを認識して制御部449へ通知する特定パターン認識部447と、受信側カード3aのN個の物理層部42で抽出したN個の現用系データクロックCKを受信して、この現用系データクロックCKに同期する同期用ビットパターンと空データとを有するN個の疑似パターンを生成する疑似パターン生成部448と、送信側カード2aから通知されたポート切り替え情報と特定パターン認識部448から通知された特定パターンとを受けてスイッチ部446の入力側と出力側の接続関係を示すポート設定情報を出力する制御部449と、制御部449からのポート設定情報に応じてスイッチ部446を制御するスイッチ設定部44aとから構成される。
次に、図7、図8を用いて本実施例の動作の説明を行う。図8は本実施例の無瞬断切り替え方式の動作を示すフローチャートである。なお、本発明は、物理層部42以下の層に係わる発明のため、物理層より上位層の動作については説明を省略する。
送信側カード2aのレーザ状態監視部437は、一定の周期で現用系LDD434および予備系LDD436の状態を監視し、現用系LD433および予備系LD435の劣化状態を判定すると共に、現用系LD433あるいは予備系LD435が劣化したと判断したときに制御部438に通知する(図8ステップS1)。レーザ状態監視部437は、例えば現用系LDD434、予備系LDD436からそれぞれ現用系LD433、予備系LD435へ印加される電圧等に基づいてLD内部でのリーク電流等の値を監視し、この値が一定の閾値を超えたときにレーザに劣化が生じたと判定する。
送信側カード2aの制御部438は、現用系LD433が劣化したと判定されたとき(ステップS2においてYES)、この現用系LD433を障害ポートと認識し、レーザ状態監視部437の判定結果に基づいて全ての予備系LD435の状態を判断して、正常かつ未使用の予備系LD435を切り替え先ポートとして決定すると共に(ステップS3,S4)、障害ポートを停止するようスイッチ設定部439にポート設定情報を設定する(ステップS5)。スイッチ設定部439は、ポート設定情報に応じてスイッチ部432を制御し、スイッチ部432は、メモリ部431の出力と障害ポートの入力とを切り離す。こうして、障害ポートが停止する(ステップS6)。このとき、停止させた障害ポートに送出される予定だったデータは、メモリ部431に蓄積されており、データ送信停止中のデータ落ちは防止されている。
なお、制御部438は、正常な予備系LD435がないか(ステップS3においてNO)、あるいは正常な予備系LD435があってもこの予備系LD435が使用中の場合(ステップS4においてNO)、正常かつ未使用の切り替え先ポートがないと判断して、光送信器故障として上位層に通知する(ステップS7)
次に、制御部438は、切り替え元の障害ポートと繋がっている現用系光伝送路51の情報と切り替え先ポートと繋がっている予備系光伝送路52の情報とを含むポート切り替え情報を受信側カード3aへ送るよう切り替え情報通知部43aに指示する。切り替え情報通知部43aは、ポート切り替え情報を受信側カード3aへ送信する。受信側カード3aの制御部449は、ポート切り替え情報を受信する(ステップS8)。
受信側カード3aの疑似パターン生成部448は、受信側カード3aのN個の物理層部42で抽出されたN個の現用系データクロックCKを受信して、この現用系データクロックCKに同期する同期用ビットパターンと空データとを有するN個の疑似パターンを生成する(ステップS9)。
送信側カード2aからのポート切り替え情報を受信した受信側カード3aの制御部449は、N個の疑似パターンのうち、切り替え元の現用系光伝送路51の接続先の物理層部42から抽出された現用系クロックCKと同期している擬似パターンを選択する(ステップS10)。さらに、制御部449は、切り替え元の現用系光伝送路51と繋がっている現用系LA/TIA442の出力と物理層部42とが切り離され、かつこの物理層部42がステップS10で選択した擬似パターンを出力する疑似パターン生成ポートと接続されるように、スイッチ設定部44aにポート設定情報を設定する(ステップS11)。
スイッチ設定部44aは、ポート設定情報に応じてスイッチ部446を制御し、スイッチ部446は、疑似パターン生成ポートと、切り替え元の現用系光伝送路51に接続されていた物理層部42とを接続する(ステップS12)。こうして、切り替え元の現用系光伝送路51からのデータを受信していた物理層部42は、擬似パターンを受信する(ステップS13)。物理層部42は、擬似パターンからクロックを抽出することが可能である。したがって、同期確立失敗とはならないので、ステップS11,S12の切り替えによって現用系のデータが途切れても、物理層部42は、リンクがあたかも通じているように認識する。
次に、送信側カード2aの制御部438は、切り替え元の現用系光伝送路51へ送出されていたデータが、切り替え先ポートと繋がっている予備系光伝送路52へ送出されるようにスイッチ設定部439にポート設定情報を設定する。スイッチ設定部439は、ポート設定情報に応じてスイッチ部432を制御し、スイッチ部432は、障害ポートと繋がっていたメモリ部431の出力と切り替え先ポートとを接続する(ステップS14)。こうして、切り替え先ポートと繋がっている予備系光伝送路52によってデータ転送が再開される(ステップS15)。
次に、受信側カード3aの特定パターン認識部447は、M個の予備系光伝送路52からのデータが一時蓄積されている予備系メモリ部445を参照し、未使用であった予備系光伝送路52からのデータに特定パターン、具体的にはデータの先頭ビットが含まれていることを認識すると、制御部449に対して特定パターンを受信したことを通知する(ステップS16においてYES)。
特定パターン認識部447からの通知を受けた制御部449は、ステップS12で接続した疑似パターン生成ポートと物理層部42とが切り離され、かつ疑似パターン生成ポートに接続されていた物理層部42がポート切り替え情報で通知された予備系光伝送路52のデータを受ける予備系メモリ部445の出力と接続されるように、スイッチ設定部44aにポート設定情報を設定する(ステップS17)。スイッチ設定部44aは、ポート設定情報に応じてスイッチ部446を制御し、スイッチ部446は、予備系光伝送路52のデータを受ける予備系メモリ部445の出力と疑似パターン生成ポートに接続されていた物理層部42とを接続する(ステップS18)。こうして、予備系光伝送路52からのデータ受信が開始される(ステップS19)。
以上のようにして、本実施例では、現用系光伝送路51から予備系光伝送路52への切り替え時に、物理層42はリンク断とならずにデータ受信を再開することができ、第1実施例で説明した効果を得ることができる。
[第3実施例]
次に、本発明の第3実施例について図面を参照して詳細に説明する。本実施例と第2実施例とは受信側カード3bの疑似パターン生成に係わる構成のみが異なるため、第2実施例との差異点のみを説明する。
次に、本発明の第3実施例について図面を参照して詳細に説明する。本実施例と第2実施例とは受信側カード3bの疑似パターン生成に係わる構成のみが異なるため、第2実施例との差異点のみを説明する。
図9は本実施例の無瞬断切り替え方式を説明するための図である。本実施例では、N個の現用系LA/TIA442からのデータを分岐後、これらのデータからN本の現用系データクロックCKを再生すると共に、データクロックCKを疑似パターン生成部448に出力するクロック再生部44bが設けられている。その他の構成は第2実施例と同一であるため、説明は省略する。
本実施例では、第2実施例と疑似パターンを生成する動作のみが異なるため、第2実施例との差異点のみを説明する。受信側カード3bのN個のクロック再生部44bは、N個の現用系LA/TIA442からのデータを分岐後、N個のデータからそれぞれ現用系データクロックCKを抽出して疑似パターン生成部448へ出力する。疑似パターン生成部448は、第2実施例と同様に、N個の現用系データクロックCKを受信して、この現用系データクロックCKに同期する同期用ビットパターンと空データとを有するN個の疑似パターンを生成する。
その他の構成の動作は第2実施例と同一であるため、説明は省略する。こうして、本実施例においても、第2実施例と同様の効果を得ることができる。
[第4実施例]
次に、本発明の第4実施例について図面を参照して詳細に説明する。本実施例と第2実施例とは送信側および受信側の光伝送路監視機能のみが異なるため、第2実施例との差異点のみを説明する。なお、第2実施例では、光伝送路の状態を監視するために、レーザ状態監視部437によって送信側カード2aのLDの状態を監視し、ポート切り替え情報を送信側カード2aから受信側カード3aへ通知するようにしていた。
次に、本発明の第4実施例について図面を参照して詳細に説明する。本実施例と第2実施例とは送信側および受信側の光伝送路監視機能のみが異なるため、第2実施例との差異点のみを説明する。なお、第2実施例では、光伝送路の状態を監視するために、レーザ状態監視部437によって送信側カード2aのLDの状態を監視し、ポート切り替え情報を送信側カード2aから受信側カード3aへ通知するようにしていた。
図10は本実施例の無瞬断切り替え方式を説明するための図である。送信側カード2cにおいては、第2実施例で現用系LD433および予備系LD435の状態を監視していたレーザ状態監視部437を設置せず、代わりに受信側カード3cにおいて、現用系PD441および予備系PD443で受信した光信号の光強度を監視する受信状態監視部44cを設けている。受信状態監視部44cは、光伝送路の状態を監視する光伝送路状態監視手段を構成している。
また、光伝送路の状態を監視する主体が受信側カード3cとなるため、本実施例では切り替え情報通知部44dを受信側カード3cに設け、第2実施例で送信側カード2aに設けられていた切り替え情報通知部43aを省略している。その他の構成は第2実施例と同一であるため、説明は省略する。
本実施例では、第2実施例と光伝送路監視機能が異なるため、第2実施例との差異点のみを説明する。第2実施例においては、送信側カード2aのLDの状態を監視していたが、本実施例では、受信側カード3cにおいて伝送されてきた光信号の光強度を監視している。現用系光伝送路51および予備系光伝送路52を伝送されてきた光信号は、現用系PD441および予備系PD443で電気信号に変換される。
受信側カード3cの受信状態監視部44cは、各PDで受信した光信号の強度を一定の周期で測定し、各PDと繋がる現用系光伝送路51および予備系光伝送路52の状態を判定すると共に、現用系光伝送路51あるいは予備系光伝送路52の光信号強度が低下したと判断したときに制御部449に通知する。受信状態監視部44cは、各PDから出力される電気信号に基づいて光信号の強度値を測定し、この値が一定の閾値を下回ったときに光伝送路の光信号強度が低下したと判定する。
制御部449は、現用系光伝送路51の光信号強度が低下したと判定されたとき、この現用系光伝送路51を障害伝送路と認識し、受信状態監視部44cの判定結果に基づいて全ての予備系光伝送路52の状態を判断して、正常かつ未使用の予備系光伝送路52を切り替え先の光伝送路として決定する。そして、制御部449は、切り替え元の現用系光伝送路51の情報と切り替え先の予備系光伝送52の情報とを含むポート切り替え情報を送信側カード2cへ送るよう切り替え情報通知部44dに指示する。切り替え情報通知部44dは、ポート切り替え情報を送信側カード2cへ送信する。送信側カード2cの制御部438は、ポート切り替え情報を受信する。
また、受信側カード3cの制御部449は、疑似パターン生成部448が生成したN個の疑似パターンのうち、切り替え元の現用系光伝送路51の接続先の物理層部42から抽出された現用系クロックと同期している擬似パターンを選択する(図8ステップS10)。ステップS11〜S13の処理は、第2実施例と同じである。
一方、ポート切り替え情報を受信した送信側カード2cの制御部438は、切り替え元の現用系光伝送路51と繋がっている現用系LD433を障害ポートと認識し、障害ポートを停止するようスイッチ設定部439にポート設定情報を設定する(図8ステップS5)。スイッチ設定部439は、ポート設定情報に応じてスイッチ部432を制御し、スイッチ部432は、メモリ部431の出力と障害ポートの入力とを切り離す。こうして、障害ポートが停止する(ステップS6)。
続いて、制御部438は、切り替え元の現用系光伝送路51へ送出されていたデータが、切り替え先の予備系光伝送路52へ送出されるようにスイッチ設定部439にポート設定情報を設定する。スイッチ設定部439は、ポート設定情報に応じてスイッチ部432を制御し、スイッチ部432は、障害ポートと繋がっていたメモリ部431の出力と切り替え先ポートとを接続する(ステップS14)。こうして、予備系光伝送路52によってデータ転送が再開される(ステップS15)。
なお、正常かつ未使用の予備系光伝送路52がない場合には、その旨を知らせる情報がポート切り替え情報に含まれている。制御部438は、正常かつ未使用の予備系光伝送路52がないことを認識した場合、光送信器故障として上位層に通知する。
受信側カード3cにおけるステップS16〜S19の処理は、第2実施例と同じである。こうして、本実施例においても、第2実施例と同様の効果を得ることができる。
受信側カード3cにおけるステップS16〜S19の処理は、第2実施例と同じである。こうして、本実施例においても、第2実施例と同様の効果を得ることができる。
上記の実施例の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置との間でデータの伝送を行う複数の光伝送路とを有し、前記送信装置は、送信装置の上位層のデータ処理手段と前記複数の光伝送路との間を選択的に接続する第1のスイッチ手段と、この第1のスイッチ手段を制御する第1の制御手段とを備え、前記受信装置は、前記複数の光伝送路と受信装置の上位層のデータ処理手段との間を選択的に接続する第2のスイッチ手段と、前記複数の光伝送路によって伝送されるデータと同期する複数の疑似パターンを生成する擬似パターン生成手段と、前記光伝送路の切り替え時に、切り替え先の光伝送路からのデータを受信するまでの間、前記複数の疑似パターンのうち切り替え元の光伝送路によって伝送されていたデータと同期する疑似パターンを選択し、この擬似パターンが前記切り替え元の光伝送路と接続されていた上位層のデータ処理手段に送信されるように前記第2のスイッチ手段を制御する第2の制御手段とを備えることを特徴とする光伝送システム。
(付記2)付記1記載の光伝送システムにおいて、前記複数の光伝送路は、複数の現用系光伝送路と複数の予備系光伝送路とから構成され、前記送信装置または前記受信装置は、前記複数の光伝送路の状態を監視する光伝送路状態監視手段を備え、前記第1、第2の制御手段は、前記光伝送路状態監視手段によって判定される光伝送路の障害状態に応じて前記第1、第2のスイッチ手段を制御して、前記現用系光伝送路と前記予備系光伝送路を切り替えることを特徴とする光伝送システム。
(付記3)付記1または付記2記載の光伝送システムにおいて、前記送信装置は、前記光伝送路状態監視手段を備え、この光伝送路状態監視手段は、前記第1のスイッチ手段と前記複数の光伝送路との間に設けられる複数の送信用レーザの状態を監視することにより、前記複数の光伝送路の状態を監視することを特徴とする光伝送システム。
(付記3)付記1または付記2記載の光伝送システムにおいて、前記送信装置は、前記光伝送路状態監視手段を備え、この光伝送路状態監視手段は、前記第1のスイッチ手段と前記複数の光伝送路との間に設けられる複数の送信用レーザの状態を監視することにより、前記複数の光伝送路の状態を監視することを特徴とする光伝送システム。
(付記4)付記1または付記2記載の光伝送システムにおいて、前記受信装置は、前記光伝送路状態監視手段を備え、この光伝送路状態監視手段は、前記複数の光伝送路と前記第2のスイッチ手段との間に設けられる複数の受光素子での受信光強度を監視することにより、前記複数の光伝送路の状態を監視することを特徴とする光伝送システム。
(付記5)付記1記載の光伝送システムにおいて、前記擬似パターン生成手段は、前記受信装置の上位層である物理層のデータ処理手段で抽出されるデータクロックに同期する前記擬似パターンを生成することを特徴とする光伝送システム。
(付記5)付記1記載の光伝送システムにおいて、前記擬似パターン生成手段は、前記受信装置の上位層である物理層のデータ処理手段で抽出されるデータクロックに同期する前記擬似パターンを生成することを特徴とする光伝送システム。
(付記6)付記1記載の光伝送システムにおいて、さらに、前記受信装置は、前記複数の光伝送路から前記第2のスイッチ手段に入力されるデータから各光伝送路のデータクロックを抽出する複数のクロック再生手段を備え、前記擬似パターン生成手段は、前記データクロックに同期する前記擬似パターンを生成することを特徴とする光伝送システム。
(付記7)付記1記載の光伝送システムにおいて、前記疑似パターンは、同期用パターンと空データとから構成されることを特徴とする光伝送システム。
(付記7)付記1記載の光伝送システムにおいて、前記疑似パターンは、同期用パターンと空データとから構成されることを特徴とする光伝送システム。
(付記8)付記1記載の光伝送システムにおいて、さらに、前記受信装置は、前記切り替え先の光伝送路と前記第2のスイッチ手段との間に設けられ、前記切り替え先の光伝送路から出力されるデータを一時蓄積するメモリと、このメモリに蓄積されるデータの特定パターンを認識する特定パターン認識手段とを備え、前記第2の制御手段は、前記光伝送路の切り替え時に前記特定パターン認識手段が特定パターンを認識したときに、前記切り替え先の光伝送路からのデータを受信したと認識し、前記切り替え先の光伝送路が、前記切り替え元の光伝送路と接続されていた上位層のデータ処理手段と接続されるように前記第2のスイッチ手段を制御することを特徴とする光伝送システム。
(付記9)付記2記載の光伝送システムにおいて、さらに、前記光伝送路状態監視手段を備える前記送信装置または前記受信装置は、切り替え元の現用系光伝送路の情報と切り替え先の予備系光伝送路の情報とを含むポート切り替え情報を相手側の装置に送信する切り替え情報通知手段を備え、前記光伝送路状態監視手段を備えていない前記送信装置または前記受信装置の制御手段は、受信した前記ポート切り替え情報に応じて自装置の前記スイッチ手段を制御して、前記現用系光伝送路と前記予備系光伝送路を切り替えることを特徴とする光伝送システム。
(付記10)筐体に搭載された複数のカードと、複数のカード間でデータの伝送を行う光伝送路とを有し、前記光伝送路は、N系統の現用系光伝送路とM系統の予備系光伝送路とからなるN:M冗長構成であり、送信側カードは、上位層からのデータを受信して一時的に蓄積するメモリと、このメモリからのデータを受信して出力先を切り替える第1のスイッチ手段と、この第1のスイッチ手段からの電気信号を光信号に変換して前記現用系光伝送路へ送出するN個の現用系レーザ素子と、前記第1のスイッチ手段からの電気信号を光信号に変換して前記予備系光伝送路へ送出するM個の予備系レーザ素子と、前記現用系レーザ素子および前記予備系レーザ素子の状態を監視するレーザ状態監視手段と、このレーザ状態監視手段から通知されるレーザ状態に応じて前記現用系光伝送路および前記予備系光伝送路を選択し、選択結果を示すポート設定情報を出力する第1の制御手段と、この第1の制御手段からのポート設定情報に応じて前記第1のスイッチ手段を制御する第1のスイッチ設定手段と、前記第1制御手段の選択結果に応じて、切り替え元の現用系光伝送路の情報と切り替え先の予備系光伝送路の情報とを含むポート切り替え情報を受信側カードへ送信する切り替え情報通知手段とを備え、受信側カードは、前記現用系光伝送路からの光信号を受信して電気信号に変換するN個の現用系受光素子と、前記予備系光伝送路からの光信号を受信して電気信号に変換するM個の予備系受光素子と、前記現用系受光素子から出力される電気信号を増幅するN個の現用系増幅手段と、前記予備系受光素子から出力される電気信号を増幅するN個の予備系増幅手段と、この予備系増幅手段から出力されるデータを一時蓄積する予備系メモリと、この予備系メモリに蓄積されるデータの特定パターンを認識する特定パターン認識手段と、受信側カードの物理層のデータ処理手段で抽出した現用系データクロックを受信して、このデータクロックに同期する同期用ビットパターンと空データとを有するN個の疑似パターンを生成する擬似パターン生成手段と、前記現用系増幅手段からのデータ、前記予備系メモリからのデータ、前記擬似パターン生成手段からの擬似パターンを前記物理層のデータ処理手段へ選択的に出力する第2のスイッチ手段と、前記ポート切り替え情報に基づいて、前記N個の擬似パターンのうち切り替え元の現用系光伝送路によって伝送されていたデータと同期する擬似パターンを選択し、この擬似パターンが前記切り替え元の現用系光伝送路と接続されていた物理層のデータ処理手段に送信されるようにポート設定情報を出力する第2の制御手段と、この第2の制御手段からのポート設定情報に応じて前記第2のスイッチ手段を制御する第2のスイッチ設定手段とを備えることを特徴とする光伝送システム。
(付記11)受信装置が、送信装置と受信装置とを接続する複数の光伝送路によって伝送されるデータと同期する複数の疑似パターンを生成する擬似パターン生成ステップと、前記受信装置が、前記複数の光伝送路と受信装置の上位層のデータ処理手段との間に設けられたスイッチ手段によって前記光伝送路を切り替える際に、切り替え先の光伝送路からのデータを受信するまでの間、前記複数の疑似パターンのうち切り替え元の光伝送路によって伝送されていたデータと同期する疑似パターンを選択する擬似パターン選択ステップと、前記受信装置が、前記選択した擬似パターンが前記切り替え元の光伝送路と接続されていた上位層のデータ処理手段に送信されるように前記スイッチ手段を制御する制御ステップとを備えることを特徴とする光伝送方法。
(付記12)付記11記載の光伝送方法において、前記複数の光伝送路は、複数の現用系光伝送路と複数の予備系光伝送路とから構成され、さらに、前記送信装置または前記受信装置が、前記複数の光伝送路の状態を監視する光伝送路状態監視ステップと、前記送信装置および前記受信装置が、前記光伝送路状態監視ステップで判定した光伝送路の障害状態に応じて前記送信装置および前記受信装置のスイッチ手段を制御して、前記現用系光伝送路と前記予備系光伝送路を切り替える光伝送路切替ステップとを備えることを特徴とする光伝送方法。
(付記13)付記11または付記12記載の光伝送方法において、前記光伝送路状態監視ステップは、前記送信装置において行われるものであり、前記送信装置のスイッチ手段と前記複数の光伝送路との間に設けられる複数の送信用レーザの状態を監視することにより、前記複数の光伝送路の状態を監視することを特徴とする光伝送方法。
(付記13)付記11または付記12記載の光伝送方法において、前記光伝送路状態監視ステップは、前記送信装置において行われるものであり、前記送信装置のスイッチ手段と前記複数の光伝送路との間に設けられる複数の送信用レーザの状態を監視することにより、前記複数の光伝送路の状態を監視することを特徴とする光伝送方法。
(付記14)付記11または付記12記載の光伝送方法において、前記光伝送路状態監視ステップは、前記受信装置において行われるものであり、前記複数の光伝送路と前記受信装置のスイッチ手段との間に設けられる複数の受光素子での受信光強度を監視することにより、前記複数の光伝送路の状態を監視することを特徴とする光伝送方法。
(付記15)付記11記載の光伝送方法において、前記擬似パターン生成ステップは、前記受信装置の上位層である物理層のデータ処理手段で抽出されるデータクロックに同期する前記擬似パターンを生成することを特徴とする光伝送方法。
(付記15)付記11記載の光伝送方法において、前記擬似パターン生成ステップは、前記受信装置の上位層である物理層のデータ処理手段で抽出されるデータクロックに同期する前記擬似パターンを生成することを特徴とする光伝送方法。
(付記16)付記11記載の光伝送方法において、さらに、前記受信装置が、前記複数の光伝送路から前記受信装置のスイッチ手段に入力されるデータから各光伝送路のデータクロックを抽出するクロック再生ステップを備え、前記擬似パターン生成ステップは、前記データクロックに同期する前記擬似パターンを生成することを特徴とする光伝送方法。
(付記17)付記11記載の光伝送方法において、前記疑似パターンは、同期用パターンと空データとから構成されることを特徴とする光伝送方法。
(付記17)付記11記載の光伝送方法において、前記疑似パターンは、同期用パターンと空データとから構成されることを特徴とする光伝送方法。
(付記18)付記11記載の光伝送方法において、さらに、前記受信装置が、前記切り替え先の光伝送路と前記受信装置のスイッチ手段との間に設けられるメモリに蓄積されるデータの特定パターンを認識する特定パターン認識ステップと、前記受信装置が、前記光伝送路の切り替え時に前記特定パターン認識ステップで特定パターンを認識したときに、前記切り替え先の光伝送路からのデータを受信したと認識し、前記切り替え先の光伝送路が、前記切り替え元の光伝送路と接続されていた上位層のデータ処理手段と接続されるように前記受信装置のスイッチ手段を制御する光伝送路切替ステップとを備えることを特徴とする光伝送方法。
(付記19)付記12記載の光伝送方法において、さらに、前記光伝送路状態監視ステップを行う前記送信装置または前記受信装置が、切り替え元の現用系光伝送路の情報と切り替え先の予備系光伝送路の情報とを含むポート切り替え情報を相手側の装置に送信する切り替え情報通知ステップと、前記光伝送路状態監視ステップを行わない前記送信装置または前記受信装置が、前記ポート切り替え情報に応じて自装置のスイッチ手段を制御して、前記現用系光伝送路と前記予備系光伝送路を切り替える光伝送路切替ステップとを備えることを特徴とする光伝送方法。
以上、上記実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施例だけに限定されるものではない。本発明の構成や詳細は、上記実施例を適宜組み合わせて用いてもよく、さらに本発明の請求の範囲内において、適宜変更することもできる。
この出願は、2009年12月21日に出願された日本出願特願2009−288910号を基礎とする優先権を主張し、その開示の内容を全てここに取り込む。
この出願は、2009年12月21日に出願された日本出願特願2009−288910号を基礎とする優先権を主張し、その開示の内容を全てここに取り込む。
本発明は、光伝送路を冗長化して信頼性を高める光伝送システムに適用することができる。
Claims (10)
- 送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置との間でデータの伝送を行う複数の光伝送路とを有し、
前記送信装置は、
送信装置の上位層のデータ処理手段と前記複数の光伝送路との間を選択的に接続する第1のスイッチ手段と、
この第1のスイッチ手段を制御する第1の制御手段とを備え、
前記受信装置は、
前記複数の光伝送路と受信装置の上位層のデータ処理手段との間を選択的に接続する第2のスイッチ手段と、
前記複数の光伝送路によって伝送されるデータと同期する複数の疑似パターンを生成する擬似パターン生成手段と、
前記光伝送路の切り替え時に、切り替え先の光伝送路からのデータを受信するまでの間、前記複数の疑似パターンのうち切り替え元の光伝送路によって伝送されていたデータと同期する疑似パターンを選択し、この擬似パターンが前記切り替え元の光伝送路と接続されていた上位層のデータ処理手段に送信されるように前記第2のスイッチ手段を制御する第2の制御手段とを備えることを特徴とする光伝送システム。 - 請求項1記載の光伝送システムにおいて、
前記複数の光伝送路は、複数の現用系光伝送路と複数の予備系光伝送路とから構成され、
前記送信装置または前記受信装置は、前記複数の光伝送路の状態を監視する光伝送路状態監視手段を備え、
前記第1、第2の制御手段は、前記光伝送路状態監視手段によって判定される光伝送路の障害状態に応じて前記第1、第2のスイッチ手段を制御して、前記現用系光伝送路と前記予備系光伝送路を切り替えることを特徴とする光伝送システム。 - 請求項1記載の光伝送システムにおいて、
前記擬似パターン生成手段は、前記受信装置の上位層である物理層のデータ処理手段で抽出されるデータクロックに同期する前記擬似パターンを生成することを特徴とする光伝送システム。 - 請求項1記載の光伝送システムにおいて、
さらに、前記受信装置は、前記複数の光伝送路から前記第2のスイッチ手段に入力されるデータから各光伝送路のデータクロックを抽出する複数のクロック再生手段を備え、
前記擬似パターン生成手段は、前記データクロックに同期する前記擬似パターンを生成することを特徴とする光伝送システム。 - 筐体に搭載された複数のカードと、
複数のカード間でデータの伝送を行う光伝送路とを有し、
前記光伝送路は、N系統の現用系光伝送路とM系統の予備系光伝送路とからなるN:M冗長構成であり、
送信側カードは、
上位層からのデータを受信して一時的に蓄積するメモリと、
このメモリからのデータを受信して出力先を切り替える第1のスイッチ手段と、
この第1のスイッチ手段からの電気信号を光信号に変換して前記現用系光伝送路へ送出するN個の現用系レーザ素子と、
前記第1のスイッチ手段からの電気信号を光信号に変換して前記予備系光伝送路へ送出するM個の予備系レーザ素子と、
前記現用系レーザ素子および前記予備系レーザ素子の状態を監視するレーザ状態監視手段と、
このレーザ状態監視手段から通知されるレーザ状態に応じて前記現用系光伝送路および前記予備系光伝送路を選択し、選択結果を示すポート設定情報を出力する第1の制御手段と、
この第1の制御手段からのポート設定情報に応じて前記第1のスイッチ手段を制御する第1のスイッチ設定手段と、
前記第1制御手段の選択結果に応じて、切り替え元の現用系光伝送路の情報と切り替え先の予備系光伝送路の情報とを含むポート切り替え情報を受信側カードへ送信する切り替え情報通知手段とを備え、
受信側カードは、
前記現用系光伝送路からの光信号を受信して電気信号に変換するN個の現用系受光素子と、
前記予備系光伝送路からの光信号を受信して電気信号に変換するM個の予備系受光素子と、
前記現用系受光素子から出力される電気信号を増幅するN個の現用系増幅手段と、
前記予備系受光素子から出力される電気信号を増幅するN個の予備系増幅手段と、
この予備系増幅手段から出力されるデータを一時蓄積する予備系メモリと、
この予備系メモリに蓄積されるデータの特定パターンを認識する特定パターン認識手段と、
受信側カードの物理層のデータ処理手段で抽出した現用系データクロックを受信して、このデータクロックに同期する同期用ビットパターンと空データとを有するN個の疑似パターンを生成する擬似パターン生成手段と、
前記現用系増幅手段からのデータ、前記予備系メモリからのデータ、前記擬似パターン生成手段からの擬似パターンを前記物理層のデータ処理手段へ選択的に出力する第2のスイッチ手段と、
前記ポート切り替え情報に基づいて、前記N個の擬似パターンのうち切り替え元の現用系光伝送路によって伝送されていたデータと同期する擬似パターンを選択し、この擬似パターンが前記切り替え元の現用系光伝送路と接続されていた物理層のデータ処理手段に送信されるようにポート設定情報を出力する第2の制御手段と、
この第2の制御手段からのポート設定情報に応じて前記第2のスイッチ手段を制御する第2のスイッチ設定手段とを備えることを特徴とする光伝送システム。 - 受信装置が、送信装置と受信装置とを接続する複数の光伝送路によって伝送されるデータと同期する複数の疑似パターンを生成する擬似パターン生成ステップと、
前記受信装置が、前記複数の光伝送路と受信装置の上位層のデータ処理手段との間に設けられたスイッチ手段によって前記光伝送路を切り替える際に、切り替え先の光伝送路からのデータを受信するまでの間、前記複数の疑似パターンのうち切り替え元の光伝送路によって伝送されていたデータと同期する疑似パターンを選択する擬似パターン選択ステップと、
前記受信装置が、前記選択した擬似パターンが前記切り替え元の光伝送路と接続されていた上位層のデータ処理手段に送信されるように前記スイッチ手段を制御する制御ステップとを備えることを特徴とする光伝送方法。 - 請求項6記載の光伝送方法において、
前記複数の光伝送路は、複数の現用系光伝送路と複数の予備系光伝送路とから構成され、
さらに、前記送信装置または前記受信装置が、前記複数の光伝送路の状態を監視する光伝送路状態監視ステップと、
前記送信装置および前記受信装置が、前記光伝送路状態監視ステップで判定した光伝送路の障害状態に応じて前記送信装置および前記受信装置のスイッチ手段を制御して、前記現用系光伝送路と前記予備系光伝送路を切り替える光伝送路切替ステップとを備えることを特徴とする光伝送方法。 - 請求項6記載の光伝送方法において、
前記擬似パターン生成ステップは、前記受信装置の上位層である物理層のデータ処理手段で抽出されるデータクロックに同期する前記擬似パターンを生成することを特徴とする光伝送方法。 - 請求項6記載の光伝送方法において、
さらに、前記受信装置が、前記複数の光伝送路から前記受信装置のスイッチ手段に入力されるデータから各光伝送路のデータクロックを抽出するクロック再生ステップを備え、
前記擬似パターン生成ステップは、前記データクロックに同期する前記擬似パターンを生成することを特徴とする光伝送方法。 - 請求項6記載の光伝送方法において、
さらに、前記受信装置が、前記切り替え先の光伝送路と前記受信装置のスイッチ手段との間に設けられるメモリに蓄積されるデータの特定パターンを認識する特定パターン認識ステップと、
前記受信装置が、前記光伝送路の切り替え時に前記特定パターン認識ステップで特定パターンを認識したときに、前記切り替え先の光伝送路からのデータを受信したと認識し、前記切り替え先の光伝送路が、前記切り替え元の光伝送路と接続されていた上位層のデータ処理手段と接続されるように前記受信装置のスイッチ手段を制御する光伝送路切替ステップとを備えることを特徴とする光伝送方法。
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