JP5505796B2

JP5505796B2 - メディアコンバータ、メディアコンバータのデータ通信方法、及びネットワークシステム

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Publication number: JP5505796B2
Application number: JP2010174498A
Authority: JP
Inventors: 慎安多
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-08-03
Also published as: JP2012039176A

Description

本発明は、メディアコンバータ、メディアコンバータのデータ通信方法、及びネットワークシステムに関するものである。

従来、例えば広域ネットワーク内でフレームを送受信するにあたり、伝送フレームの送信間隔（ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＧａｐ：ＩＦＧ）に通信状態の監視及び制御を行うための監視／制御信号を挿入する先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この先行技術では、相互に接続された２つの中継装置間でフレームの送受信を行う際、一方の中継装置において、Ｉｎｓｅｒｔ／Ｄｒｏｐ機能部で監視／制御フレームをＩＦＧに挿入し、ＴＤＭ機能部でフレームをＩＦＧも含めてＯＣ１９２にマッピングして対向の中継装置に送信する。対向の中継装置は、Ｉｎｓｅｒｔ／Ｄｒｏｐ機能部で監視／制御信号を抽出し、その結果を監視装置に通知する。

上記の先行技術によれば、ＩＦＧに監視／制御信号を挿入することで、ユーザデータを含む伝送データの帯域に影響を与えることなく、監視／制御信号を用いて通信状態を監視できる。

特開２００９−２３２１９３号公報

しかしながら上述した先行技術は、以下の問題が懸念される。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａで標準化された４０Ｇｂｐｓ／１００Ｇｂｐｓ域を用いた通信規格では、その高いビットレート水準に対応するため、データを複数のＰＣＳ（ＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｄｉｎｇＳｕｂｌａｙｅｒ）レーンに分配し、さらに複数のＰＣＳレーンのデータを複数の物理レーンに振り分けて転送する方式を採用している。この場合、一例として、中継装置内には複数の物理レーンにそれぞれ光トランシーバを配置することが想定される。そして、これら複数の光トランシーバは、それぞれが物理レーンごとにデータを電気信号から光信号に変換する。複数の光トランシーバから出力される光信号は、波長フィルタで多重化され一本の光ファイバを通して、又は複数の光ファイバそれぞれを通して、接続先の中継装置へ送信される。

ところが、同じ中継装置内でいずれかの光トランシーバに故障が生じた場合、その他の正常な光トランシーバからはデータが出力されるものの、故障が生じた光トランシーバからはデータが出力されない。あるいは、上記のように複数の光ファイバを通して通信を行う場合、光トランシーバ自体は正常であっても、いずれかの光ファイバに障害が発生すると、データは完全な状態で送信できなくなる。いずれにしても、このとき接続先の中継装置は、監視／制御信号を含むデータを一部が欠損した状態で受信することになるため、上記のＩｎｓｅｒｔ／Ｄｒｏｐ機能部で監視／制御信号を読み取ることができない。このように、物理レーンの一部に障害が発生すると、２つの中継装置は監視／制御信号により互いに通信状態を通知することができなくなる。

そこで本発明は、物理レーンの一部に障害が発生しても、ＩＦＳ（ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＳｉｇｎａｌｉｎｇ）を用いて通信状態を通知することができる技術の提供を課題とする。

上記の目的を達成するために、本発明のメディアコンバータは、データを所定のビット数のブロックで複数のＰＣＳレーンに分配する分配部と、分配部で分配されたブロックをＰＣＳレーンごとに受け取り、複数のブロックを配列したブロック配列に対して、ブロック配列を整列するための整列情報を挿入する整列情報挿入部と、ＰＣＳレーンごとに、ブロック配列に対して、通信状態を通知するための管理情報を挿入する管理情報挿入部とを備える。

また上記の目的を達成するために、本発明のメディアコンバータのデータ通信方法は、データを所定のビット数のブロックで複数のＰＣＳレーンに分配する分配工程と、前記分配工程で分配された前記ブロックを前記ＰＣＳレーンごとに受け取り、複数の前記ブロックを配列したブロック配列に対して、前記ブロック配列を整列するための整列情報を挿入する整列情報挿入工程と、前記ＰＣＳレーンごとに、前記ブロック配列に対して、通信状態を通知するための管理情報を挿入する管理情報挿入工程とを備える。

さらに上記の目的を達成するために、本発明のネットワークシステムは、光信号を伝送するネットワークケーブルを介して相互に接続され、このネットワークケーブルを通じてデータを送受信する少なくとも２つのメディアコンバータを有するネットワークシステムであって、前記各メディアコンバータは、データを所定のビット数のブロックで複数のＰＣＳレーンに分配する分配部と、前記分配部で分配された前記ブロックを前記ＰＣＳレーンごとに受け取り、複数の前記ブロックを配列したブロック配列に対して、前記ブロック配列を整列するための整列情報を挿入する整列情報挿入部と、前記ＰＣＳレーンごとに、前記ブロック配列に対して、通信状態を通知するための管理情報を挿入する管理情報挿入部とを備える。

本発明によれば、物理レーンの一部に障害が発生しても、ＩＦＳを用いて通信状態を通知できる。

第１実施形態のネットワークシステムの構成例を概略的に示す図である。メディアコンバータの機能的な構成を概略的に示すブロック図である。第１実施形態におけるメディアコンバータの構成例をＯＳＩ参照モデルを用いて階層的に示す図である。第１実施形態のデータ転送部におけるデータの転送処理を概略的に示す図である。データ転送部、データ送受信部におけるＩＦＳの送信処理を示すフローチャートである。データ転送部、データ送受信部におけるＩＦＳの受信処理を示すフローチャートである。第２実施形態におけるメディアコンバータの構成例をＯＳＩ参照モデルを用いて階層的に示す図である。第２実施形態のデータ転送部におけるデータの転送処理を概略的に示す図である。第３実施形態におけるメディアコンバータの構成例をＯＳＩ参照モデルを用いて階層的に示す図である。第３実施形態のデータ転送部におけるデータの転送処理を概略的に示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下では、メディアコンバータとしての形態を中心として説明するが、複数のメディアコンバータを用いて構築されたネットワークがネットワークシステムとしての形態となる。また、以下でメディアコンバータが実行する通信手法は、メディアコンバータのデータ通信方法としての形態となる。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態のネットワークシステムの構成例を概略的に示す図である。なお、図１中の実線で示す矢印は、データが転送される方向を示している。

〔ネットワークシステム〕
ネットワークシステムは、例えば複数のメディアコンバータ１，２を有している。これらメディアコンバータ１，２は、例えばＩＥＥＥ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．３ｂａで標準化された４０Ｇｂｐｓ（Ｇｉｇａｂｉｔｐｅｒｓｅｃｏｎｄ）／１００Ｇｂｐｓ域での通信規格に準拠しており、光ファイバケーブル４を介して長距離区間（例えば１００ｋｍ以上の区間）において相互に通信を行う。メディアコンバータ１，２との間には図示しないＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ方式の伝送設備を接続してもよく、これらを用いることでデータを数千ｋｍ程度まで離れた長距離区間で伝送することができる。

メディアコンバータ１，２にはそれぞれ、ネットワークケーブル６，８を介してネットワーク中継器１０，１２が接続されている。またメディアコンバータ１，２には、図示しない監視装置がそれぞれ接続されていてもよい。ネットワーク中継器１０，１２は、例えばレイヤ２スイッチやレイヤ３スイッチ等のスイッチングハブであり、これらはメディアコンバータ１，２を介してフレームの送受信を行う。また、図示しない監視装置は、例えばメディアコンバータ１又はメディアコンバータ２で検知した通信状態を示す管理情報を取得する。

ネットワーク中継器１０は、これに接続されたメディアコンバータ１へデータを転送する。メディアコンバータ１は、通信状態を示す管理情報をＩＦＳ（ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＳｉｇｎａｌｉｎｇ）としてデータの間に挿入してメディアコンバータ２へ転送する。メディアコンバータ２は、受信したデータの間からＩＦＳを抜き取るとともに、データをスイッチングハブ１２へ転送する。

また、ネットワーク中継器１２は、これに接続されたメディアコンバータ２へデータを転送する。メディアコンバータ２は、管理情報をＩＦＳとしてデータの間に挿入してメディアコンバータ１へ転送する。メディアコンバータ１は、受信したデータの間からＩＦＳを抜き取るとともに、データをスイッチングハブ１０へ転送する。

このように、メディアコンバータ１，２の間でＩＦＳを用いて管理情報の送受信が行われ、メディアコンバータ１，２は、受信した管理情報に基づいて互いの通信状態を認識することができる。また、図示しない監視装置をメディアコンバータ１，２に接続することで、例えば作業者が監視装置を遠隔操作してメディアコンバータ１，２で受信した管理情報（例えばＲ−ＩＮＮ（電源断）、ＡＩＳ（ＡｌａｒｍＩｎｄｉｃａｔｉｏｎＳｉｎｇａｌ）や、ＲＤＩ（ＲｅｍｏｔｅＤｅｆｅｃｔＩｎｄｉｃａｔｉｏｎ）等のアラーム情報、及びビットエラーレート情報）を確認したりできる。なお、メディアコンバー１，２によるＩＦＳの処理については、別の図面を用いてさらに詳しく後述する。

〔メディアコンバータ〕
図２は、メディアコンバータ１，２の機能的な構成を概略的に示すブロック図である。なお、図２では図１に示すメディアコンバータ１を用いてその機能的な構成を説明するが、メディアコンバータ２の機能的な構成もメディアコンバータ１の機能的な構成と同一である。

メディアコンバータ１は、データ送受信部１４，１６、データ転送部１８，２０、フレーム処理部２２、及びＣＰＵ２４により構成されている。ＣＰＵ２４は、データ送受信部１４，１６、データ転送部１８，２０、フレーム処理部２２で実行されるデータの転送処理を制御している。

データ送受信部１４は、例えば４０ＧＢＡＳＥ−ＣＲ４や４０ＧＢＡＳＥ−ＳＲ４、１００ＧＢＡＳＥ−ＣＲ４、１００ＧＢＡＳＥ−ＳＲ４等の４０Ｇｂｐｓ及び１００Ｇｂｐｓの通信速度に対応したポートにより構成されている。また、データ送受信部１６は、一例として、１０Ｇｂｐｓの通信速度に対応した複数の光トランシーバにより構成されている。例えば、この１０Ｇｂｐｓの通信速度に対応した光トランシーバは、４０Ｇｂｐｓで通信を行うメディアコンバータについては４台搭載されている。また、１００Ｇｂｐｓの場合、１０台の光トランシーバが搭載されている。

データ送受信部１４は、ネットワーク中継器１０のポート（図示しない）とネットワークケーブル６を介して接続されている。またデータ送受信部１６は、メディアコンバータ２と光ファイバケーブル４を介して接続されている。データ送受信部１６は、図１中に示すメディアコンバータ２から転送されたデータを光信号から電気信号に変換してデータ転送部２０へ転送する。また、データ送受信部１６は、データ転送部２０から転送されたデータを電気信号から光信号に変換してメディアコンバータ２へ転送する。

データ転送部１８，２０、及びフレーム処理部２２は、例えばＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）や、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の集積回路により構成されている。

データ転送部１８，２０は、データ送受信部１４，１６から転送されたデータをそれぞれ６４Ｂ／６６Ｂ符号化方式により符号化されたデータを復元してフレーム処理部２２へ転送したり、フレーム処理部２２から転送されたデータを６４Ｂ／６６Ｂ符号化方式により符号化して、データ送受信部１４，１６へ転送したりする。

またデータ転送部２０は、符号化されたデータを複数のＰＣＳレーンに分配してデータ送受信部１６へ転送する過程で、受信側のメディアコンバータでそのデータ配列を整えるための整列情報（ＡｌｉｇｎｍｅｎｔＭａｒｋｅｒｓ：ＡＭ、以下「ＡＭ」と略称する。）を挿入したり、ＡＭを挿入するタイミングに同期してＩＦＳを挿入したりする。

また、データ転送部２０は、データ送受信部１６からデータが転送された場合、データの中からＩＦＳを抜き取った後、データをフレーム処理部２２へ転送する。また、抜き取ったＩＦＳを例えば図示しないメモリに保存したり、図示しない監視装置へ転送したりする。

また、データ送受信部１６は、複数の物理レーンを通じて上記のデータを並列的に送受信する。一例として、各物理レーンは１０Ｇｂｐｓでデータを転送しており、例えば４０Ｇｂｐｓに対応したメディアコンバータの場合、４本の物理レーンで並列的にデータを転送し、１００Ｇｂｐｓの場合１０本の物理レーンで並列的にデータを転送する。このとき、一例として、データ送受信部１６には物理レーンごとに光トランシーバが接続されている。データ送受信部１６において、各光トランシーバは転送されたデータを電気信号から光信号に変換し、さらに複数の光トランシーバから転送された複数の光信号を波長フィルタで多重化して送信する。なお、光信号を一本の光ファイバ用に多重化することなく、束ねられた複数の光ファイバを通して送信することとしてもよい。

なお、データ送受信部１６，データ転送部２０，及びフレーム処理部２２で実行されるデータの転送処理については図３〜図６を参照してさらに詳しく後述する。

図３は、第１実施形態におけるメディアコンバータ１，２の構成例をＯＳＩ（ＯｐｅｎＳｙｓｔｅｍｓＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルを用いて階層的に示す図である。特に図３では、図２中に示すデータ送受信部１６，データ転送部２０，及びフレーム処理部２２の構成をＯＳＩ参照モデルを利用してより具体的に表している。また、図３中に示す上下方向の矢印は、データが転送される方向を表している。

ＯＳＩ参照モデルのＰＭＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＭｅｄｉｕｍＤｅｐｅｎｄｅｎｔ）層１６ａ及びＰＭＡ（ＰｈｙｓｉｃａｌＭｅｄｉｕｍＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ）層１６ｂは、データ送受信部１６に相当する。ＰＣＳ層２００はデータ転送部２０に相当する。ＰＣＳ層２００は、符号化層２００ａ、ＭＬＤ（ＭｕｌｔｉＬａｎｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）層２００ｂ、及びＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃに分けられる。また、ＭＡＣ層２２ａはフレーム処理部２２に相当する。また、ＲＳ（ＲｅｃｏｎｃｉｌｉａｔｉｏｎＳｕｂｌａｙｅｒ）層２６、及びＭＩＩ（ＭｅｄｉａＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＩｎｔｅｒｆａｃｅ）層２８は、図２中には示されていないが、ＰＣＳ層２００及びＭＡＣ層２２ａを接続するインターフェースに相当する。

ＲＳ層２６では、フレームを送信する間隔（ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＧａｐ、以下、「ＩＦＧ」と略称する。）を調整する。またＭＩＩ層２８は、ＲＳ層２６とＰＣＳ層２００とを接続するインターフェースであり、ＲＳ層２６から転送されたデータを８ｂｉｔごとに分割してこれを８オクテット（６４ｂｉｔ）単位でＰＣＳ層２００の符号化層２００ａへ転送する。このとき、６４ｂｉｔ単位のデータはパラレルのビット配列で符号化層２００ａへ転送される。

データ転送部２０において、符号化層２００ａは、ＭＩＩ層２８からパラレルのデータ配列で転送された６４ｂｉｔ単位のデータを６４Ｂ／６６Ｂ符号化方式により符号化する。具体的には、ＭＩＩ層２８により８オクテット（６４ｂｉｔ）単位で転送されたデータに対して、スクランブル処理を行う。スクランブル処理された６４ｂｉｔのデータに、２ｂｉｔで示されるヘッダ情報を付加して、６６ｂｉｔ単位のブロックを生成する。そして、符号化層２００ａは、ブロックをＭＬＤ層２００ｂに転送する。

また、符号化層２００ａは、ＭＬＤ層２００ｂからブロックを受け取ると、ブロックから２ｂｉｔのヘッダ情報を除去し、６４ｂｉｔのデータを生成する。さらに符号化層２００ａは、６４ｂｉｔのデータをデスクランブル処理した後、ＭＩＩ層２８に転送する。

データ転送部２０において、ＭＬＤ層２００ｂは、符号化層２００ａから転送されたブロックを複数のＰＣＳレーンに分配する。具体的に、４０Ｇｂｐｓでは、４つのＰＣＳレーンに分配し、１００Ｇｂｐｓでは２０のＰＣＳレーンに分配する。ＭＬＤ層２００ｂは、ＰＣＳレーンごとに、複数のブロックを配列したブロック配列に対してＡＭを所定のタイミングで挿入する。また、ＭＬＤ層２００ｂは、ＡＭを挿入するタイミングに同期して、ＰＣＳレーンごとに、ブロック配列に対してＩＦＳを挿入する。なお、ＩＦＳを挿入する際、ＩＦＳを挿入した分だけブロック配列からＩＦＧのビットを削除する。そして、ＭＬＤ層２００ｂは、ＰＣＳレーンごとにデータ配列をＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃへ転送する。なお、ＭＬＤ層２００ｂにおいて、ブロックを複数のＰＣＳレーンに分配して転送する処理、ブロック配列に対してＡＭを挿入する処理、及びブロック配列に対してＩＦＳを挿入する処理については、図４を用いてさらに詳しく後述する。

また、ＭＬＤ層２００ｂは、ＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃからブロック配列を受け取ると、ＡＭに基づいて、複数のＰＣＳレーンの間でブロック配列のデータ配列（データ順序）を整える（デスキューする）。次に、ＭＬＤ層２００ｂは、複数のＰＣＳレーンのブロックを一つの流れに合流させるとともに、ブロック配列からＡＭを除去する。なお、ＭＬＤ層２００ｂは、ＡＭを除去する際に、各ＰＣＳレーンのブロック配列からＩＦＳを抜き取る。ＭＬＤ層２００ｂは、ブロックを符号化層２００ａへ転送する。

データ転送部２０において、ＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃは、ＭＬＤ層２００ｂから各ＰＣＳレーンで転送されたデータをさらに、ＰＣＳレーンごとにＰＭＡ層１６ａへ転送する。

また、ＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃは、ＰＭＡ層１６ａからデータを受け取ると、各ＰＣＳレーンで、２ｂｉｔのヘッダ情報を参照して、６６ｂｉｔ単位のブロックの位置を識別する。ＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃは、ブロックの位置を識別した後、ブロック配列をＭＬＤ層２００ｂに転送する。

ＰＭＡ層１６ａは複数のＰＣＳレーンのデータを複数の物理レーンに振り分ける。例えば、４０Ｇｂｐｓでは４つのＰＣＳレーンを４つの物理レーンに振り分け、１００Ｇｂｐｓでは２０のＰＣＳレーンを１０又は４つの物理レーンに振り分ける。そして、ＰＭＡ層１６ａは、物理レーンごとにデータをＰＭＤ層１６ｂへ転送する。

また、ＰＭＡ層１６ａは、ＰＭＤ層１６ｂから複数の物理レーンごとに転送されたデータを複数のＰＣＳレーンに振り分ける。そしてＰＭＡ層１６ａは、ＰＣＳレーンごとにデータをＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃに転送する。

データ送受信部１６において、ＰＭＤ層１６ｂは、例えば複数の光トランシーバにより構成されており、これらはそれぞれ物理レーンごとにＰＭＡ層１６ａと接続されている。またＰＭＤ層１６ｂは、図２中に示すポート（データ送受信部１６）に相当する。ＰＭＤ層１６ｂは、ＰＭＡ層１６ａから物理レーンごとに転送されたデータを電気信号から光信号に変換する。複数の光信号は、多重化されて一本の光ファイバから、又は複数のファイバからそれぞれ、送信される。

またＰＭＤ層１６ｂは、受信した光信号が多重化されている場合、波長フィルタを用いて各光トランシーバに振り分ける。各光トランシーバは、データを光信号から電気信号に変換して各物理レーンを介してＰＭＡ層１６ａへ転送する。

なお、符号化層２００ａ、ＭＬＤ層２００ｂ、及びＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃにおいてデータをブロックごとに転送する処理については、図４を参照してさらに詳しく後述する。

図４は、第１実施形態のデータ転送部２０におけるデータの転送処理を概略的に示す図である。データ転送部２０で、データをブロックごとに複数のＰＣＳレーンに分配して転送する処理を、図３に示すＰＣＳ層２００ａの各層ごとに説明する。なお、図中に示す四角で囲った（０）〜（７）の番号は、それぞれ６４Ｂ／６６Ｂ符号化方法を用いて６６ｂｉｔ単位に符号化されたデータの各ブロックを便宜的に表している。

また図４では、４０Ｇｂｐｓに対応したメディアコンバータを用いて、符号化層２００ａ、ＭＬＤ層２００ｂ、及びＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃがそれぞれ４つのＰＣＳレーンを介してデータを転送する場合について説明する。

〔符号化層〕
データ転送部２０において、符号化層２００ａは、図３中に示すＭＩＩ層２８から８オクテット（６４ｂｉｔ）ごとにパラレルのビット配列で転送されたデータを、６４Ｂ／６６Ｂ符号化方法を用いて６６ｂｉｔ単位のブロックごとに区分して符号化する。そして、ブロックをＭＬＤ層２００ｂへ転送する。

〔ＭＬＤ層（分配部、整列情報挿入部、管理情報挿入部）〕
データ転送部２０において、ＭＬＤ層２００ｂは、図４中に示すブロック（０）〜（３）をそれぞれＰＣＳレーン１〜ＰＣＳレーン４に分配する。また、ブロック（４）〜（７）も、ブロック（０）〜（３）と同様にそれぞれＰＣＳレーン１〜ＰＣＳレーン４に分配する。したがって、ＭＬＤ層２００ｂにおいて、ＰＣＳレーン１にはブロック（０），（４）、ＰＣＳレーン２にはブロック（１），（５）、ＰＣＳレーン３にはブロック（２），（６）、及びＰＣＳレーン４にはブロック（３），（７）の配列で転送される。

また、ＭＬＤ層２０は、ＰＣＳレーン１〜４ごとに転送されたブロックのブロック配列に対してそれぞれＡＭを挿入する。このＡＭを挿入する位置は、例えばＭＬＤ層２００ｂからＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃへＰＣＳレーンごとにデータを転送する方向でみたブロック配列で１６３８３ブロックごとにＡＭを挿入する。

また、ＭＬＤ層は、ＰＣＳレーン１〜４ごとに転送されるブロック配列に対してそれぞれＩＦＳを挿入する。このとき、ＩＦＳを挿入するタイミングは、ＡＭを挿入するタイミングと同期している。例えば、ＡＭを挿入してから次にＡＭを挿入するまでの間隔を予め算出しておき、この半分の間隔でＩＦＳを挿入する。このときＩＦＳは各ＰＣＳレーン１〜４においてデータを転送する方向でみたブロック配列において、ＡＭから８１９２番目に定期的に挿入される。なお、ＡＭとＩＦＳを挿入する際、ＡＭとＩＦＳとを挿入した分だけブロック配列からＩＦＧのビットを削除する。また、ＩＦＳを挿入するタイミングは、ＡＭを挿入するタイミングと同期していればよく、各ＰＣＳレーン１〜４にデータを転送する方向でみたブロック配列において、ＡＭから任意の順番に挿入してもよい。

ＭＬＤ層２００ｂは、ＡＭとＩＦＳを挿入したデータをＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃへ転送する。また、ＭＬＤ層２００ｂにおいて、ＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃから転送されてきたデータに対して、ＡＭを基準に、ＰＣＳレーンごとにＩＦＳをブロック配列から抜き取る。

このように、ＰＣＳごとにＩＦＳを挿入しているため、複数の物理レーンの一部に障害が生じても、データの送受信が可能である物理レーンに割り振られているＰＣＳレーンのいずれかからＩＦＳを抜き取って、管理情報を取得することができる。

具体的には、データ送受信部１６が複数の光トランシーバにより構成されている場合、このうち１つの光トランシーバに故障が生じると、この光トランシーバからデータを送信することが出来ない。しかし、ＭＬＤ層２００ｂにおいてＩＦＳをＰＣＳレーンごとに挿入しているため、残りの光トランシーバからＩＦＳを含むデータを送信でき、当該データからＩＦＳを抜き取って、管理情報を取得することができる。

また、ＡＭ及びＩＦＳは、各ＰＣＳレーン１〜４を転送されるデータのブロック配列において常に一定の間隔で配置されている。このため、データを受信した場合、ＭＬＤ層２００ｂでＡＭの位置を特定することにより、ブロック配列内のＩＦＳの位置を容易に特定することができる。

図５は、データ転送部２０、データ送受信部１６におけるＩＦＳの送信処理を示すフローチャートである。図２中に示すフレーム処理部２２から転送されたデータをデータ送受信部１６へ転送する際、データ転送部２０及びデータ送受信部１６で実行されるデータの転送処理について、以下手順を追って説明する。

ステップＳ１００：データ転送部２０において、符号化層２００ａは、６４ｂｉｔ単位で転送されたデータを、６４Ｂ／６６Ｂ符号化方式を用いて６６ｂｉｔのブロック単位に符号化する。符号化層２００ａは、ブロックをＭＬＤ層２００ｂへ転送する。

〔分配工程、整列情報挿入工程、管理情報挿入工程〕
ステップＳ１０２：データ転送部２０において、ＭＬＤ層２００ｂは、ブロックを複数のＰＣＳレーンに分配する。
ステップＳ１０４：ＭＬＤ層２００ｂは、ＰＣＳレーンごとに、ブロック配列に対して１６３８３ブロックごとにＡＭを挿入する。また、ＭＬＤ層２００ｂは、ＡＭを挿入するタイミングに同期して、ＩＦＳを挿入する。ＭＬＤ層２００ｂからのデータは、ＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃ、ＰＭＡ層１６ａを介して、物理レーンごとにデータ送受信部１６へ転送される。

ステップＳ１０６：データ送受信部１６は、物理レーンごとにデータを電気信号から光信号に変換する。
ステップＳ１０８：データ送受信部１６は、物理レーンごとに変換された複数の光信号を、例えば波長フィルタを用いて多重化する。なお、光信号を複数の光ファイバでパラレル伝送する場合、光信号を多重化する必要はない。
ステップＳ１１０：データ送受信部１６は、多重化した光信号を送信してこの処理を終了（ＥＮＤ）する。

図６は、データ転送部２０、データ送受信部１６におけるＩＦＳの受信処理を示すフローチャートである。図２中に示すデータ送受信部１６から転送されたデータをフレーム処理部２２へ転送する際、データ転送部２０及びデータ送受信部１６で実行されるデータの転送処理について、以下手順を追って説明する。

ステップＳ２００：データ送受信部１６は、多重化された光信号を受信する。
ステップＳ２０２：データ送受信部１６は、波長フィルタを用いて多重化された光信号を分離して、物理レーンごとに光トランシーバへ転送する。

ステップＳ２０４：データ送受信部１６は、複数の光信号を、光トランシーバを用いてそれぞれ電気信号に変換する。そして電気信号に変換されたデータは、ＰＭＡ層１６ａ、ＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃを経由し、ＰＣＳレーンごとにブロック配列としてＭＬＤ層２００ｂへ転送される。

ステップＳ２０６：ＭＬＤ層２００ｂは、ブロック配列のＡＭの位置を特定するとともに、ＡＭの位置を基準にして、ＩＦＳの位置を特定する。またＭＬＤ層２００ｂは、ＡＭに基づきブロック配列を整列し、ＡＭを取り除くとともに、複数のＰＣＳレーンのブロックを一つの流れに合流させて、符号化層２００ａへ転送する。この際、特定したＩＦＳを、ＰＣＳレーンごとに、ブロック配列から抜き取る。

ステップＳ２０８：符号化層２００ａは、６４Ｂ／６６Ｂ符号化方式を用いて符号化された６６ｂｉｔ単位のブロックを６４ｂｉｔ単位のデータに復元する。

ステップＳ２１０：データ転送部２０は、符号化層２００ａにおいて復元したデータをフレーム処理部２２へ転送し、この処理を終了（ＥＮＤ）する。

〔第２実施形態〕
次に、メディアコンバータ１，２の第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、データ転送部２０のＭＬＤ層２００ｂにおいて、ＩＦＳを付加したり抜き取ったりしていたが、第２実施形態では、データ転送部２０において符号化層２００ａとＭＬＤ層２００ｂとの間に新たにＩＦＳ層を設けて、ここでＩＦＳを挿入する。以下、第１実施形態と対比しつつ第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と共通する事項については図示とともに共通する符号を用いることとし、重複した説明については適宜省略する。

図７は、第２実施形態におけるメディアコンバータ１，２の構成例をＯＳＩ参照モデルを用いて階層的に示す図である。

第２実施形態では、符号化層２００ａとＭＬＤ層２００ｂとの間にＩＦＳ層２００ｄが配置されている。

データ転送部２０において、符号化層２００ａは、ＭＩＩ層２８からパラレルのデータ配列で６４ｂｉｔごとに転送されたデータを６４Ｂ／６６Ｂ符号化方式により符号化する点で第１実施形態と共通する。また、ＭＬＤ層２００ｂにおいて、ブロックを複数のＰＣＳレーンに分配し、各ＰＣＳレーンでブロック配列に対してそれぞれＡＭを挿入する点も第１実施形態と共通する。

しかし、第１実施形態では、ＭＬＤ層２００ｂで、ブロック配列にＡＭを挿入するともにＩＦＳを挿入していたが、第２実施形態では、データを符号化した後、ブロックを複数のＰＣＳレーンに分配する前に、ＩＦＳ層２００ｄにおいてブロックの間にＩＦＳを挿入する。また、データを受信したとき、ＩＦＳ層２００ｄにおいて、ブロックの間からＩＦＳを抜き取る。なお、ＩＦＳ層２００ｄにおいてＩＦＳを挿入する動作については図８を用いてさらに詳しく後述する。

図８は、第２実施形態のデータ転送部２０におけるデータの転送処理を概略的に示す図である。図７中に示すデータ転送部２０の符号化層２００ａ、ＩＦＳ層２００ｄ、ＭＬＤ層２００ｂ、及びＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃの各層におけるデータの転送処理について説明する。

〔符号化層〕
符号化層２００ａは、第１実施形態と同様にＭＩＩ層２８からパラレルのデータ配列で８オクテット（６４ｂｉｔ）ごとに転送されたデータを、６４Ｂ／６６Ｂ符号化方法を用いて６６ｂｉｔ単位のブロックに区分して符号化する。また、符号化層２００ａは、ブロックを６６ｂｉｔのパラレルのデータ配列で、ＩＦＳ層２００ｄに転送する。

〔ＩＦＳ層（管理情報挿入部）〕
ＩＦＳ層２００ｄは、符号化層２００ａから転送されたブロックの間にＩＦＳを挿入する。第２実施形態では、ＭＬＤ層２００ｂでブロックを複数のＰＣＳレーンに分配する前に、ブロックの間にＩＦＳを連続的に４ブロック挿入する。このようにＰＣＳレーンの数に合わせて連続的にＩＦＳを挿入することで、複数のＰＣＳレーンに分配する際、ＩＦＳを満遍なく各ＰＣＳレーンに分配することができる。

またＩＦＳ層２００ｄはＩＦＳを挿入する際、ＩＦＳ内にＩＦＳであることを識別するための特定のデータパターンを入れておく。ＩＦＳ層２００ｄは、ＭＬＤ層２００ｂからデータを受け取ったとき、ＩＦＳであることを識別するデータパターンを見つけて、ＩＦＳを抜き取る。

〔ＭＬＤ層２００ｂ（分配部、整列情報挿入部〕
ＭＬＤ層２００ｂは、図８中に示すブロック（０）〜（３）、４ブロックのＩＦＳ、ブロック（４）〜（７）を、ＰＣＳレーン１からＰＣＳレーン４に分配する。また、ＭＬＤ層２００ｂは、ＰＣＳレーン１〜４ごとに、ブロック配列に対してＡＭを挿入する。ＡＭは、ＩＦＳのブロックを含むブロック配列で１６３８３ブロックごとに挿入される。なお、ＡＭを挿入する際、ＡＭを挿入した分だけブロック配列からＩＦＧのビットを削除する。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ＰＣＳレーンごとにＩＦＳを挿入しているので、複数の物理レーンの一部に障害が生じても、ＰＣＳレーンのいずれかからＩＦＳを抜き取って、管理情報を取得することができる。

〔第３実施形態〕
次にメディアコンバータ１，２の第３実施形態について説明する。以下、第１実施形態及び第２実施形態と相違する点を中心に説明する。

図９は、第３実施形態におけるメディアコンバータ１，２の構成例をＯＳＩ参照モデルを用いて階層的に示す図である。上述した第１実施形態では、ＭＬＤ層２００ｂにおいてＩＦＳを挿入していたが、第３実施形態では、ＭＤＬ層２００ｂ及びＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃの間にＩＦＳ層２００ｄを設け、ここでＩＦＳを挿入する。

ＩＦＳ層２００ｄではＰＣＳレーンごとに転送されるデータのブロック配列に対してＩＦＳを挿入する。このとき、ＩＦＳ層２００ｄでは、ブロック配列に対してＩＦＳの１ブロックを追加する。

図１０は、第３実施形態のデータ転送部２０におけるデータの転送処理を概略的に示す図である。図９中に示すデータ転送部２０の符号化層２００ａ、ＩＦＳ層２００ｄ、ＭＬＤ層２００ｂ、及びＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃの各層におけるデータの転送処理について説明する。

〔符号化層〕
符号化層２００ａでは、第１実施形態と同様にＭＩＩ層２８からパラレルのデータ配列で８オクテット（６４ｂｉｔ）ごとに転送されたデータを、６４Ｂ／６６Ｂ符号化方法を用いて６６ｂｉｔ単位のブロックごとに区分して符号化する。

〔ＭＬＤ層（分配部、整列情報挿入部〕
ＭＬＤ層２００ｂでは、符号化層２００ａから転送されたデータを複数のＰＣＳレーン１〜４に分配し、ＰＣＳレーン１〜４ごとにブロック配列に対してＡＭを挿入する。

〔ＩＦＳ層（管理情報挿入部）〕
ＩＦＳ層では、ＰＣＳレーン１〜４ごとに、ＡＭが挿入されたブロック配列に対してＩＦＳを挿入する。なお、このとき第３実施形態では、ブロック配列のＩＦＧのビットを除去することなく、ＩＦＳの１ブロックを追加する。図１０では、ＡＭとＡＭの間に１ブロックのＩＦＳを挿入する実施形態を示している。ＩＦＳ層２００ｄにおいて、各ＰＣＳレーン１〜４を転送されるデータをブロック配列でみて、ＡＭの間には１６３８４ブロックが配置されている。

ＩＦＳ層２００ｄはＩＦＳを挿入する際、ＩＦＳ内にＩＦＳであることを識別するための特定のデータパターンを入れておく。ＩＦＳ層２００ｄは、ＬａｎｅＬｏｃｋ層２００ｃからデータを受け取ったとき、ＩＦＳであることを識別するデータパターンを見つけて、ＩＦＳを抜き取る。

第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、ＰＣＳレーンごとにＩＦＳを挿入しているので、複数の物理レーンの一部に障害が生じても、ＰＣＳレーンのいずれかからＩＦＳを抜き取って、管理情報を取得することができる。

１，２メディアコンバータ
４光ファイバケーブル
１６データ送受信部
２０データ転送部
２２フレーム処理部
２００ＰＣＳ層
２００ａ符号化層
２００ｂＭＬＤ層
２００ｃＬａｎｅＬｏｃｋ層
２００ｄＩＦＳ層

Claims

データを所定のビット数のブロックで複数のＰＣＳレーンに分配する分配部と、
前記分配部で分配された前記ブロックを前記ＰＣＳレーンごとに受け取り、複数の前記ブロックを配列したブロック配列に対して、前記ブロック配列を整列するための整列情報を挿入する整列情報挿入部と、
前記ＰＣＳレーンごとに、前記ブロック配列に対して、通信状態を通知するための管理情報を挿入する管理情報挿入部と
を備え、
前記管理情報挿入部は、
前記管理情報を前記ブロック配列に対して前記整列情報から所定のブロック数離れた位置に挿入する
メディアコンバータ。
請求項１に記載のメディアコンバータにおいて、
前記管理情報挿入部は、
前記整列情報挿入部により前記整列情報が挿入されるタイミングに同期して、前記管理情報を前記ブロック配列に対して挿入することを特徴とするメディアコンバータ。
請求項１又は２に記載のメディアコンバータにおいて、
前記管理情報挿入部は、
前記管理情報を挿入した分前記ブロック配列からＩＦＧのビットを削除することを特徴とするメディアコンバータ。
データを所定のビット数のブロックで複数のＰＣＳレーンに分配する分配工程と、
前記分配工程で分配された前記ブロックを前記ＰＣＳレーンごとに受け取り、複数の前記ブロックを配列したブロック配列に対して、前記ブロック配列を整列するための整列情報を挿入する整列情報挿入工程と、
前記ＰＣＳレーンごとに、前記ブロック配列に対して、通信状態を通知するための管理情報を挿入する管理情報挿入工程と
を備え、
前記管理情報挿入工程では、
前記管理情報を前記ブロック配列に対して前記整列情報から所定のブロック数離れた位置に挿入する
メディアコンバータのデータ通信方法。
請求項４に記載のメディアコンバータのデータ通信方法において、
前記管理情報挿入工程では、
前記整列情報挿入工程で前記整列情報が挿入されるタイミングに同期して、前記管理情報を前記ブロック配列に対して挿入することを特徴とするメディアコンバータのデータ通信方法。
請求項４又は５に記載のメディアコンバータのデータ通信方法において、
前記管理情報挿入工程では、
前記管理情報を挿入した分前記ブロック配列からＩＦＧのビットを削除することを特徴とするメディアコンバータのデータ通信方法。
光信号を伝送するネットワークケーブルを介して相互に接続され、このネットワークケーブルを通じてデータを送受信する少なくとも２つのメディアコンバータを備えたネットワークシステムであって、
前記各メディアコンバータは、
データを所定のビット数のブロックで複数のＰＣＳレーンに分配する分配部と、
前記分配部で分配された前記ブロックを前記ＰＣＳレーンごとに受け取り、複数の前記ブロックを配列したブロック配列に対して、前記ブロック配列を整列するための整列情報を挿入する整列情報挿入部と、
前記ＰＣＳレーンごとに、前記ブロック配列に対して、通信状態を通知するための管理情報を挿入する管理情報挿入部と
を有し、
前記管理情報挿入部は、
前記管理情報を前記ブロック配列に対して前記整列情報から所定のブロック数離れた位置に挿入する
ネットワークシステム。
請求項７に記載のネットワークシステムにおいて、
前記管理情報挿入部は、
前記整列情報挿入部により前記整列情報が挿入されるタイミングに同期して、前記管理情報を前記ブロック配列に対して挿入することを特徴とするネットワークシステム。
請求項７又は８に記載のネットワークシステムにおいて、
前記管理情報挿入部は、
前記管理情報を挿入した分前記ブロック配列からＩＦＧのビットを削除することを特徴とするネットワークシステム。