JP6080705B2

JP6080705B2 - 通信装置

Info

Publication number: JP6080705B2
Application number: JP2013129757A
Authority: JP
Inventors: 直孝山下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2033-06-20
Also published as: JP2015005871A

Description

本発明は、波長多重伝送技術を用いて光信号を伝送する装置など、複数のシェルフから構成される通信装置に関し、特に、その装置内部での通信制御に関するものである。

波長多重伝送（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術を用いるＷＤＭ装置では、波長数分のトランスポンダ（基板）が必要であるため、このトランスポンダを収容するために、複数台のシェルフを用いて、一つの装置を構成している（例えば、特許文献１参照）。特に、ＤＷＤＭ（ＤｅｎｓｅＷＤＭ）装置では、波長数を増やすことで大容量化が可能であるため、波長数分必要なトランスポンダの数は増加傾向であり、このトランスポンダを収容するシェルフ数も増加傾向である。

ＷＤＭ装置といった通信装置では、装置内で、装置を管理／運用するために、各種の制御情報や監視情報の通信を行っている。これはイーサネット（登録商標／以下記載を省略する）や、ＳＰＩ（ＳｅｒｉａｌＰｅｒｉｐｈｅｒａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）、独自インタフェースなどを用いて、シェルフ間や、シェルフ内での通信を実現している。

トランスポンダなどの基板とトランスポンダなどの基板間では、冗長化や光レベルの調整などのＨ／Ｗ制御の目的で、制御情報などの信号のやりとりを行っている。これは、情報量は小さいデータであるが、実時間性が重要な信号（レイテンシが小さい信号）であるため、１００ｋｂｉｔ／ｓとデータ転送速度は比較的小さいＳＰＩや独自インタフェースを用いて、基板内の基板間通信インタフェース部で、シェルフ内でＢＷＢ（ＢａｃｋＷｉｒｅＢｏａｒｄ）を用いた通信を行っている。
ひとつのシェルフには、コンパクトＰＣＩ規格のコネクタを使用した場合で、最大で２０枚程度の基板が実装可能である。そのため、この基板間の通信は、予め決めた基板間のみを１対１で接続しており、ＢＷＢの配線数の制約、およびコスト面の実現から、任意の基板間での接続は極めて難しい。

一方、シェルフ内の監視制御基板と他のシェルフ内の監視制御基板との通信インタフェースでは、装置のソフトウェアが動作するＣＰＵ同士で情報のやりとりを行っている。これは情報量が大きいデータであり、ＩＰベースの１００Ｍｂｉｔ／ｓ以上のイーサネットを使用する場合が多い。

特開２００８−２３６５２７号公報

上記のように、シェルフ内とシェルフ間では、制御情報などの通信インタフェースが異なっている。トランスポンダなどの基板間では、制御情報などの信号のやりとりを行っているが、これは実時間性が重要な信号（レイテンシが小さい信号）である。しかしながら、トランスポンダなどの基板が、異なるシェルフと通信を行う場合は、ソフトウェア処理によるＣＰＵ同士の通信インタフェースを経由する必要があるため、実時間性を満足することが難しいという問題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、異なるシェルフに実装されている基板同士であっても高速／低レイテンシな通信を実現することのできる通信装置を得ることを目的とする。

この発明に係る通信装置は、それぞれが複数の基板を有するシェルフを複数備え、これらシェルフ間の通信を制御するカプセル化及びスイッチ部を備えた通信装置であって、カプセル化及びスイッチ部は、複数の基板から送信されるデータを時分割多重するマルチプレクサと、時分割多重されたデータをイーサネットフレームとして生成するカプセル化部と、他のシェルフとイーサネットフレームの一対一の送受信を行う複数のスイッチ部と、カプセル化部から出力されたイーサネットフレームを、複数のスイッチ部のそれぞれに対応して振り分けるセレクタとを備え、セレクタは、複数のスイッチ部でそれぞれ受信した他のシェルフからのイーサネットフレームをカプセル化部に出力し、カプセル化部はカプセル化を解除して、マルチプレクサで、カプセル化が解除されたデータをそれぞれの基板宛に分配するようにしたものである。

この発明の通信装置は、複数の基板から送信されるデータを時分割多重してイーサネットフレームとして生成し、これを複数のスイッチ部に振り分けるようにしたので、異なるシェルフに実装されている基板同士であっても高速／低レイテンシな通信を実現することができる。

この発明の実施の形態１による通信装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１による通信装置のカプセル化及びスイッチ部を示す構成図である。この発明の実施の形態２による通信装置のカプセル化及びスイッチ部を示す構成図である。この発明の実施の形態３による通信装置を示す構成図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による通信装置を示す構成図である。
図１に示す通信装置は、複数のシェルフ（ＢＷＢ）１００が通信線２００によって接続されている。なお、図１ではシェルフ１００を２つしか示していないが、さらに多くのシェルフ１００が通信線２００によって接続されていてもよい。シェルフ１００は、トランスポンダといった複数の基板１と、自シェルフ１００内の基板１間の通信制御と他のシェルフ１００の基板１との通信制御を行うための監視制御基板２とを備えている。

それぞれの基板１は基板間通信インタフェース（ＩＦ）部３と対監視制御基板通信インタフェース（ＩＦ）部４を備えている。監視制御基板２は、カプセル化及びスイッチ部５を備えており、監視制御基板２と基板１の対監視制御基板通信インタフェース部４とは、バス配線６を介して相互に通信接続され、カプセル化及びスイッチ部５と基板間通信インタフェース部３とはバス配線７を介して相互に通信接続されている。ここで、対監視制御基板通信インタフェース部４は、従来と同様に監視制御基板２との通信を行うためのインタフェースであるが、基板間通信インタフェース部３は、シェルフ１００内の他の基板１との通信を行うと共に他のシェルフ１００の基板１とも通信を行うためのインタフェースである。

図２はカプセル化及びスイッチ部５の詳細を示す構成図である。
カプセル化及びスイッチ部５は、バッファメモリ５１、マルチプレクサ（ＭＵＸ）５２、カプセル化部５３、セレクタ（ＳＥＬ）５４、スイッチ部５５を備える。バッファメモリ５１は、各基板１からの通信データを一時蓄積するための記憶部である。マルチプレクサ５２は、バッファメモリ５１で蓄積された各基板１の通信データを時分割多重してカプセル化部５３に出力すると共に、カプセル化部５３からの通信データを各基板１宛に分配するデマルチプレクサの機能を有している。カプセル化部５３は、マルチプレクサ５２で時分割多重された通信データをイーサネットフレームとして生成すると共に、セレクタ５４からのイーサネットフレームに対してカプセル化を解除する、すなわち、マルチプレクサ５２で分配するデータフォーマットとして出力するよう構成されている。セレクタ５４は、カプセル化部５３から出力されたイーサネットフレームの通信データに対して、対応するスイッチ部５５に分配すると共に、スイッチ部５５からの通信データをカプセル化部５３に出力するよう構成されている。スイッチ部５５は、それぞれのシェルフ１００の監視制御基板２に対して一対一の関係で複数設けられ、ＬＡＮコントローラ（ＬＡＮＣ（ＭＡＣ））２２の制御によって他のシェルフ１００の監視制御基板２とのデータの送受信を行うよう構成されている。

ＬＡＮコントローラ２２は、それぞれのスイッチ部５５に一対一に対応して設けられ、ＣＰＵ２１の制御によって、対応するスイッチ部５５の通信制御を行う。すなわち、ＬＡＮコントローラ２２毎のＩＰアドレスが付与されたデータをスイッチ部５５から各シェルフ１００の監視制御基板２宛のイーサネットフレームの形で出力するための機能を有している。なお、ＣＰＵ２１およびＬＡＮコントローラ２２は監視制御基板２に設けられ、ＣＰＵ２１はカプセル化及びスイッチ部５の制御を行うと共に、監視制御基板２として自シェルフ１００内の基板１間の通信制御を行うプロセッサである。
このように、実施の形態１は、多方路接続をＭＡＣ層で分岐する方式としたものである。

このように構成された通信装置では、いずれかの基板１から他のシェルフ１００内の基板１に対してデータ送信を行う場合、送信データはマルチプレクサ５２で他の基板１からのデータと時分割多重されてカプセル化部５３でカプセル化される。すなわち、シェルフ１００内の基板１からのデータが多重された状態でイーサネットフレームのデータとしてカプセル化部５３から出力される。カプセル化されたデータはセレクタ５４で送信先のシェルフ１００の監視制御基板２に対応したスイッチ部５５に対して振り分けられ、ＬＡＮコントローラ２２の制御によってスイッチ部５５から出力される。なお、セレクタ５４でカプセル化されたデータを振り分ける場合、セレクタ５４は、ＣＰＵ２１からの指示に基づいてその動作を行うが、どのデータをどのスイッチ部５５に送るかは固定的に定まっているものとする。

一方、他のシェルフ１００からデータをスイッチ部５５で受信した場合は、セレクタ５４を介して所定のカプセル化データとしてカプセル化部５３に出力される。カプセル化部５３では、カプセル化を解除し、マルチプレクサ５２によって受信先となる基板１に対応したバッファメモリ５１に振り分けられる。

以上説明したように、実施の形態１の通信装置によれば、それぞれが複数の基板を有するシェルフを複数備え、これらシェルフ間の通信を制御するカプセル化及びスイッチ部を備えた通信装置であって、カプセル化及びスイッチ部は、複数の基板から送信されるデータを時分割多重するマルチプレクサと、時分割多重されたデータをイーサネットフレームとして生成するカプセル化部と、他のシェルフとイーサネットフレームの一対一の送受信を行う複数のスイッチ部と、カプセル化部から出力されたイーサネットフレームを、複数のスイッチ部のそれぞれに対応して振り分けるセレクタとを備え、セレクタは、複数のスイッチ部でそれぞれ受信した他のシェルフからのイーサネットフレームをカプセル化部に出力し、カプセル化部はカプセル化を解除して、マルチプレクサで、カプセル化が解除されたデータをそれぞれの基板宛に分配するようにしたので、異なるシェルフに実装されている基板同士であっても高速／低レイテンシな通信を実現することができる。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２の通信装置におけるカプセル化及びスイッチ部５ａを示す構成図である。なお、通信装置としての全体構成図は図１と同様であるため、ここでの説明は省略する。

図３に示すように、実施の形態２は、カプセル化及びスイッチ部５ａとして全てのシェルフ１００に対応して一つのスイッチ部５５を設けたものである。すなわち、実施の形態２のカプセル化及びスイッチ部５ａは、各基板１に対応したバッファメモリ５１と、これらバッファメモリ５１のデータを時分割多重するマルチプレクサ５２と、マルチプレクサ５２で時分割多重されたデータをカプセル化するカプセル化部５３と、カプセル化されたデータを他のシェルフ１００の監視制御基板２宛に送信するスイッチ部５５を備えている。また、一つのスイッチ部５５に対応してＬＡＮコントローラ２２は一つだけとなっている。

実施の形態２において、いずれかの基板１から他のシェルフ１００内の基板１に対してデータ送信を行う場合、送信データはマルチプレクサ５２で他の基板１からのデータと時分割多重されてカプセル化部５３でカプセル化される。これは実施の形態１と同様である。カプセル化されたデータはそのままスイッチ部５５に送られ、ＬＡＮコントローラ２２の制御によってスイッチ部５５から出力される。実施の形態１では複数のＬＡＮコントローラ２２に対してそれぞれＩＰアドレスが付与されるのに対して、実施の形態２ではＩＰアドレスは一つだけとなる。すなわち、実施の形態１ではルータに相当する機能で多方路（多ポート）を実現し、実施の形態２ではレイヤ２スイッチに相当する機能で多方路（多ポート）を実現している。

また、他のシェルフ１００からデータをスイッチ部５５で受信した場合は、そのままカプセル化部５３に出力され、カプセル化部５３では、カプセル化を解除し、マルチプレクサ５２によって受信先となる基板１に対応したバッファメモリ５１に振り分けられる。

このように、実施の形態２では、実施の形態１と同様にカプセル化を時分割多重で実現しているため、安価で一般的なイーサネットスイッチＬＳＩを使用することができる。

以上説明したように、実施の形態２の通信装置によれば、それぞれが複数の基板を有するシェルフを複数備え、これらシェルフ間の通信を制御するカプセル化及びスイッチ部を備えた通信装置であって、カプセル化及びスイッチ部は、複数の基板から送信されるデータを時分割多重するマルチプレクサと、時分割多重されたデータをイーサネットフレームとして生成するカプセル化部と、カプセル化されたイーサネットフレームを他のシェルフに対して送信するスイッチ部とを備え、スイッチ部は、受信したイーサネットフレームをカプセル化部に出力し、カプセル化部はカプセル化を解除して、マルチプレクサで、カプセル化が解除されたデータをそれぞれの基板宛に分配するようにしたので、異なるシェルフに実装されている基板同士であっても高速／低レイテンシな通信を実現することができる。

実施の形態３．
図４は、実施の形態３の通信装置を示す構成図である。
実施の形態３では、各基板１に通信インタフェース（ＩＦ）部８を備え、監視制御基板２にスイッチ部１０を備えている。通信インタフェース部８は、自身の基板１から送信するデータをイーサネットフレームとして生成すると共に、スイッチ部１０から出力されたイーサネットフレームから自身の基板１宛のデータを取り出す機能を有している。スイッチ部１０は、通信インタフェース８から出力されたイーサネットフレームを他のシェルフ１００の監視制御基板２に対して送信すると共に、他のシェルフ１００の監視制御基板２から出力されたイーサネットフレームを受信した場合はこれを各基板１の通信インタフェース部８宛に送信する機能を有している。

すなわち、実施の形態３では、実施の形態１、２におけるカプセル化を基板１側で行い、その際に、実施の形態１、２における対監視制御基板通信インタフェース部４と基板間通信インタフェース部３とを統合して通信インタフェース部８としたものである。また、これら通信インタフェース部８とスイッチ部１０とは、バス配線９を介してシェルフ１００内で互いに接続されている。

このように構成された実施の形態３の通信装置では、いずれかの基板１から他のシェルフ１００内の基板１に対してデータ送信を行う場合、各基板１の通信インタフェース部８は、自身の送信データを含めたイーサネットフレームへのカプセル化を行い、スイッチ部１０に送信する。スイッチ部１０は、通信インタフェース部８から送信されたイーサネットフレームのデータを他のシェルフ１００に対して送信する。

一方、他のシェルフ１００からデータをスイッチ部１０で受信した場合、スイッチ部１０は、これを通信インタフェース部８に対して出力する。受信した通信インタフェース部８はカプセル化を解除し、自身の基板１宛のデータを取り出す。

ここで、コンパクトＰＣＩ規格のコネクタを使用した場合、最大で２０枚程度の基板があっても、一般的なイーサネットスイッチは２４ポートであるため、安価で一般的なイーサネットスイッチ用ＬＳＩを使用することができる。

以上説明したように、実施の形態３の通信装置によれば、複数の基板が監視制御基板に通信接続されてなるシェルフを複数備え、これらシェルフ間の通信を行う通信装置であって、基板は、自身の基板から送信するデータをイーサネットフレームとして生成する通信インタフェース部を備え、かつ、監視制御基板は、通信インタフェースから出力されたイーサネットフレームを他のシェルフの監視制御基板に対して送信するスイッチ部を備え、スイッチ部は、受信したイーサネットフレームを通信インタフェース部に出力し、通信インタフェース部は、スイッチ部から出力されたイーサネットフレームから自身の基板宛のデータを取り出すようにしたので、異なるシェルフに実装されている基板同士であっても高速／低レイテンシな通信を実現することができる。また、実施の形態１や実施の形態２に比べて冗長部分を簡素化することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１基板、２監視制御基板、３基板間通信インタフェース部、４対監視制御基板通信インタフェース部、５，５ａカプセル化及びスイッチ部、６，７，９バス配線、８通信インタフェース部、１０スイッチ部、２１ＣＰＵ、２２ＬＡＮコントローラ、５１バッファメモリ、５２マルチプレクサ、５３カプセル化部、５４セレクタ、５５スイッチ部、１００シェルフ、２００通信線。

Claims

それぞれが複数の基板を有するシェルフを複数備え、これらシェルフ間の通信を制御するカプセル化及びスイッチ部を備えた通信装置であって、
前記カプセル化及びスイッチ部は、
前記複数の基板から送信されるデータを時分割多重するマルチプレクサと、
前記時分割多重されたデータをイーサネットフレームとして生成するカプセル化部と、
他のシェルフとイーサネットフレームの一対一の送受信を行う複数のスイッチ部と、
前記カプセル化部から出力されたイーサネットフレームを、前記複数のスイッチ部のそれぞれに対応して振り分けるセレクタとを備え、
前記セレクタは、前記複数のスイッチ部でそれぞれ受信した他のシェルフからのイーサネットフレームを前記カプセル化部に出力し、当該カプセル化部はカプセル化を解除して、前記マルチプレクサで、当該カプセル化が解除されたデータをそれぞれの基板宛に分配することを特徴とする通信装置。
それぞれが複数の基板を有するシェルフを複数備え、これらシェルフ間の通信を制御するカプセル化及びスイッチ部を備えた通信装置であって、
前記カプセル化及びスイッチ部は、
前記複数の基板から送信されるデータを時分割多重するマルチプレクサと、
前記時分割多重されたデータをイーサネットフレームとして生成するカプセル化部と、
前記カプセル化されたイーサネットフレームを他のシェルフに対して送信するスイッチ部とを備え、
前記スイッチ部は、受信したイーサネットフレームを前記カプセル化部に出力し、当該カプセル化部はカプセル化を解除して、前記マルチプレクサで、当該カプセル化が解除されたデータをそれぞれの基板宛に分配することを特徴とする通信装置。
複数の基板が監視制御基板に通信接続されてなるシェルフを複数備え、これらシェルフ間の通信を行う通信装置であって、
前記基板は、自身の基板から送信するデータをイーサネットフレームとして生成する通信インタフェース部を備え、かつ、前記監視制御基板は、前記通信インタフェースから出力されたイーサネットフレームを他のシェルフの監視制御基板に対して送信するスイッチ部を備え、
前記スイッチ部は、受信したイーサネットフレームを前記通信インタフェース部に出力し、前記通信インタフェース部は、前記スイッチ部から出力されたイーサネットフレームから自身の基板宛のデータを取り出すことを特徴とする通信装置。