JP6539951B2 - 通信装置、中継装置および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、中継装置および通信システムに関する。

近年、再生可能なエネルギーへのシフトや電気電子機器の省電力化が進んでいる。省電力化への研究開発は、国内電力のエネルギーの多くを輸入に頼っていることもあり、継続して行われている。

ＩＣＴ（Information and Communication Technology）を支えるデータセンタ等の情報インフラストラクチャにおいても、年々増加するデータトラフィック量に伴って電力供給が増加しており、省電力化が進められている。例えば、データセンタ等で使用されるシステムでは、位相が異なる複数の光信号を１つ選択して時間多重することにより生成した位相変調光信号を使用する光通信システムなどが知られている。

特開２００６−３４５４１６号公報 特開平８−４６５７０号公報

光通信システムなどの省電力化としては、光通信の方式変更などが考えられるが、方式変更などはシステム内のデータ通信を一旦停止してから実行することになり、リスクも高い。このようなことから、特に既存システムの省電力化は難しい。

１つの側面では、システムが稼働中であっても省電力化を実現することができる通信装置、中継装置および通信システムを提供することを目的とする。

第１の案では、通信装置は、光通信によってデータフレームを送信する。通信装置は、前記データフレームを宛先に送信する際に、第１モードまたは第２モードのいずれで送信するかを決定する決定部を有する。通信装置は、前記決定部によって前記第１モードで送信すると決定された場合、マルチレベルの光信号を用いて前記データフレームを送信し、前記決定部によって前記第２モードで送信すると決定された場合、単一レベルの光信号を用いて前記データフレームを送信する送信部を有する。

１実施形態によれば、システムが稼働中であっても省電力化を実現することができる。

図１は、実施例１に係るシステムの全体構成例を示す図である。 図２は、実施例１に係るサーバのハードウェア構成例を示す図である。 図３は、実施例１に係るサーバの機能構成を示す機能ブロック図である。 図４は、データフレームの構成例を示す図である。 図５は、データフレームのデータ変換例を説明する図である。 図６は、レーザ光の光レベルを説明する図である。 図７は、実施例１に係るサーバが実行するデータ生成処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、実施例１に係るサーバが実行するデータ変換処理の流れを示すフローチャートである。 図９は、実施例１に係るサーバが実行するデータ送信処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は、実施例２に係るスイッチが実行する処理の一例を説明する図である。 図１１は、実施例２に係るスイッチのハードウェア構成例を示す図である。 図１２は、実施例２に係るスイッチが実行するデータ中継処理の流れを示すフローチャートである。

以下に、本願の開示する通信装置、中継装置および通信システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。なお、各実施例は、矛盾のない範囲内で適宜組み合わせることができる。

［全体構成］
図１は、実施例１に係るシステムの全体構成例を示す図である。図１に示すように、このシステムは、複数のサーバ１０とスイッチ５０とストレージ装置１００とを有する情報処理システムである。この情報処理システムは、例えばＳＡＮ（Storage Area Network）で構成されるシステムであり、データセンタなどに設置される。

各サーバ１０は、ファイバーチャネルを用いてスイッチ５０と接続される通信装置の一例である。このサーバ１０は、スイッチ５０を介して、ストレージ装置１００に対してデータの書き込みや読み書きを実行する。

スイッチ５０は、サーバ１０とストレージ装置１００の各々とファイバーチャネルで接続され、サーバ１０とストレージ装置１００との間でデータフレームを中継する中継装置の一例である。例えば、スイッチ５０は、サーバ１０から受信したデータ書き込み要求やデータ読み出し要求をストレージ装置１００へ中継する。また、スイッチ５０は、ストレージ装置１００から受信した各種応答を、サーバ１０へ中継する。

ストレージ装置１００は、ファイバーチャネルを用いてスイッチ５０と接続され、各種データを記憶する記憶装置の一例である。例えば、ストレージ装置１００は、サーバ１０が送信したデータを記憶し、サーバ１０が要求したデータを読み出してサーバ１０に応答する。

このような状態において、サーバ１０は、光通信によってデータフレームを送信する際に、通常モードまたは省電力モードのいずれで送信するかを決定する。そして、サーバ１０は、通常モードで送信すると決定された場合、マルチレベルの光信号を用いてデータフレームを送信する。一方、サーバ１０は、省電力モードで送信すると決定された場合、単一レベルの光信号を用いてデータフレームを送信する。なお、通常モードは第１モードの一例であり、省電力モードは第２モードの一例である。

つまり、サーバ１０は、ストレージ装置１００へデータフレームを送信する際、通常モード時はマルチレベルのレーザ光を用いて送信し、低電力モード時に単一レベルのレーザ光に切替えることで、フレーム単位で光レベルを切替える。この結果、サーバ１０は、システム稼働中に省電力化を実現することができる。

［サーバのハードウェア構成］
図２は、実施例１に係るサーバのハードウェア構成例を示す図である。図２に示すように、サーバ１０は、コネクタ１０ａ、ＰＣＩ（Peripheral Components Interconnect）制御部１０ｂ、メモリ１０ｃ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ｄ、ＦＣ（Fibre Channel）ボード１１、ＳＦＰ（Small Form factor）１２を有する。

コネクタ１０ａは、ＰＣＩ接続ポートを有し、当該ＰＣＩ接続ポートを用いて、サーバ１０本体とＦＣボード１１とを接続する。ＰＣＩ制御部１０ｂは、ＰＣＩを用いて、サーバ１０本体とＦＣボード１１とのデータ通信を制御する。メモリ１０ｃは、各種プログラムやデータを記憶する記憶装置である。ＣＰＵ１０ｄは、サーバ１０全体の処理を司る処理部である。

このＣＰＵ１０ｄは、データフレームを生成する。そして、ＣＰＵ１０ｄは、生成したデータフレームを宛先に送信する際に、通常モードまたは省電力モードのいずれで送信するかを決定し、決定したモードでの送信指示をＦＣボード１１へ出力する。例えば、ＣＰＵ１０ｄは、単位時間当たりのデータトラフィック量を観測し、観測したデータトラフィック量が閾値よりも少ない場合、省電力モードで送信すると決定する。また、別例としては、ＣＰＵ１０ｄは、管理者等の外部装置から切替指示を受信した場合、省電力モードで送信すると決定する。

ＦＣボード１１は、コネクタ１１ａ、メモリ１１ｂ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１１ｃ、ＣＰＵ１１ｄ、切替制御部１１ｅを有し、ファイバーチャネルを用いたデータ通信を実行する。

コネクタ１１ａは、ＦＣボード１１とＳＦＰ１２とを接続する。メモリ１１ｂは、各種プログラムやデータを記憶する記憶装置である。ＡＳＩＣ１１ｃは、サーバ１０内でのデータフレームに関する制御を実行する。例えば、ＡＳＩＣ１１ｃは、サーバ１０本体からデータフレームを受信して切替制御部１１ｅに出力する。また、ＡＳＩＣ１１ｃは、ＦＣボード１１で受信されたデータフレームをサーバ１０本体のＣＰＵ１０ｄに出力する。

ＣＰＵ１１ｄは、サーバ１０本体から受信した切替指示にしたがって、通常モードと省電力モードの切替えを実行し、いずれのモードで送信するかを切替制御部１１ｅに出力する。切替制御部１１ｅは、実際の切替処理を実行する処理部であり、ＣＰＵ１１ｄからの受信した指示にしたがって、通常モード用のデータフレームまたは省電力モード用のデータフレームを生成する。そして、切替制御部１１ｅは、データフレームおよび送信指示をＳＦＰ１２に出力する。

ＳＦＰ１２は、装置間のデータ転送を制御する、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）チップを用いたモジュールである。ＳＦＰ１２は、電気信号から光信号へ変換してデータフレームを送信する。また、ＳＦＰ１２は、外部から受け付けた光信号を電気信号に変換して、データフレームを受信する。

例えば、ＳＦＰ１２は、通常モードによる送信指示を受け付けた場合、マルチビット（ＭＬＣ）の光信号、言い換えると、マルチレベルの光信号を用いてデータフレームを送信する。

一方、ＳＦＰ１２は、省電力モードによる送信指示を受け付けた場合、シングルビット（ＳＬＣ）の光信号、言い換えると、単一レベルの光信号を用いてデータフレームを送信する。このとき、ＳＦＰ１２は、データフレームのヘッダ部分についてはＭＬＣの光信号で送信し、データフレームのデータ部分の送信時にＭＬＣからＳＬＣに切替え、ＳＬＣの光信号を用いて送信する。

なお、ここでは、サーバのハードウェア構成例として図２を説明したが、ストレージ装置１００についても図２と同様のハードウェア構成例を採用することができる。

［機能構成］
図３は、実施例１に係るサーバの機能構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、サーバ１０は、指示受付部２１、トラフィック測定部２２、決定部２３、データ生成部２４、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）付加部２５、変換部２６、出力部２７を有する。

ここで示す機能部は、図２に示したハードウェア等によって実行される。例えば、指示受付部２１、トラフィック測定部２２、データ生成部２４は、図２に示したサーバ１０本体のＣＰＵ１０ｄによって実行される機能部である。決定部２３は、図２に示したＦＣボード１１のＣＰＵ１１ｄやサーバ１０本体のＣＰＵ１０ｄによって実行される機能部である。ＣＲＣ付加部２５、変換部２６は、図２に示したＦＣボード１１の切替制御部１１ｅによって実行される機能部である。出力部２７は、図２に示したＳＦＰ１２によって実行される機能部である。

指示受付部２１は、通常モードから省電力モードへの切替指示や省電力モードから通常モードへの切替指示を、管理者等から受け付けて、決定部２３に出力する。トラフィック測定部２２は、所定の間隔で、単位時間当たりのトラフィック量を測定して、その結果を決定部２３に出力する。

決定部２３は、データフレームごとに、外部からの切替指示やトラフィック量に基づいて、送信時に用いるモードの決定を実行する。例えば、決定部２３は、指示受付部２１によって通常モードや省電力モードの指示が受け付けられた場合、受け付けられたモードを送信モードに決定する。また、決定部２３は、トラフィック測定部２２によって測定された単位時間当たりのトラフィック量が閾値以下の場合、省電力モードで送信すると決定する。

データ生成部２４は、アプリケーション等を実行してデータフレームを生成する。具体的には、データ生成部２４は、通常モード用のデータフレームとして、４値表記で表記された各種情報を含むデータフレームを生成する。すなわち、データ生成部２４は、通常時に使用されるマルチレベルの光信号用として、４値表記のデータフレームを生成する。

図４は、データフレームの構成例を示す図である。図４に示すように、生成されるデータフレームは、４バイトのＳＯＦ、２４バイトのヘッダ、最大２１１２バイトのデータ、４バイトのＣＲＣ、４バイトのＥＯＦを有する。

ＳＯＦは、データフレームの開始を示す情報が格納される領域である。ヘッダは、データフレームのデータ自体に関する情報が格納される領域であり、４バイトのユーザ領域であるＯＸ＿ＩＤを有する。ＯＸ＿ＩＤは、任意の情報が格納できる領域である。データは、送信対象のデータそのものが格納される領域である。ＣＲＣは、誤り検出に使用される情報が格納される領域であり、ＥＯＦは、データフレームの終了を示す情報が格納される領域である。

ＣＲＣ付加部２５は、データ生成部２４から出力されたデータフレームのＣＲＣ領域にＣＲＣ符号を付加する。例えば、ＣＲＣ付加部２５は、４値表記のデータ領域を含むデータフレームのＣＲＣ領域に、４値表記のＣＲＣ符号を付加する。そして、ＣＲＣ付加部２５は、ＣＲＣ符号を付加したデータフレームを変換部２６に出力する。

変換部２６は、ＣＲＣ付加部２５から入力されたデータフレームのデータ領域に格納されるデータを、通常モードまたは省電力モードに適したデータに変換する。具体的には、変換部２６は、通常モードで送信すると決定された場合、データ生成部２４が生成したデータフレームを変換せずに、そのまま使用する。そして、変換部２６は、データフレームとマルチレベルを用いた送信指示とを出力部２７に出力する。

一方、変換部２６は、省電力モードで送信すると決定された場合、データ生成部２４が生成したデータフレームのデータ領域を２値表記に変換する。さらに、変換部２６は、データフレームのヘッダ領域に２値表記であることを示す情報を設定する。一例を挙げると、変換部２６は、ヘッダのＯＸ＿ＩＤの値を００００から００１０に変更する。そして、変換部２６は、変換後のデータフレームと単一レベルを用いた送信指示とを出力部２７に出力する。

図５は、データフレームのデータ変換例を説明する図である。図５に示すように、変換部２６は、通常モードで送信すると決定された場合、データフレームのデータ領域を４値表記の４値データのままにする。例えば、４値表記の例としては、データが００の場合は４値表記では０となり、データが０１の場合は４値表記では１となり、データが１０の場合は４値表記では２となり、データが１１の場合は４値表記では３となる。

また、変換部２６は、省電力モードで送信すると決定された場合、データフレームのデータ領域を４値表記の４値データから２値表記の２値データに変換する。例えば、変換部２６は、４値表記でデータが０の場合は２値表記の００に変換し、４値表記でデータが１の場合は２値表記の０１に変換し、４値表記でデータが２の場合は２値表記の１０に変換し、４値表記でデータが３の場合は２値表記の１１に変換する。

出力部２７は、レーザ光を用いてデータフレームを送信する。例えば、出力部２７は、変換部２６からマルチレベルの光信号を用いる指示を受け付けた場合、変換部２６から受け付けたデータフレームをマルチレベルのレーザ光を用いて送信する。一方、出力部２７は、単一レベルの光信号を用いる指示を受け付けた場合、送信対象のデータフレームのデータ領域以外をマルチレベルのレーザ光を用いて送信し、データ領域を単一レベルのレーザ光を用いて送信する。

図６は、レーザ光の光レベルを説明する図である。図６に示すように、マルチレベルのレーザ光では、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つ光レベルで構成される。これらのレベルの光信号によって、００、０１、１０、１１を４つの値（例えば０、１、２、３）で表現することができる。一方、単一レベルのレーザ光では、ａ、ｂの２つ光レベルで構成される。これらのレベルの光信号によって、０と１の２つの値で表現することができる。つまり、マルチレベルのレーザ光は、単一レベルのレーザ光に比べて、２倍の情報量を有する。

このように、出力部２７は、通常モード時は、４値のマルチレベルのレーザ光を用いてデータフレームを送信し、省電力モード時は、２値の単一レベルのレーザ光を用いてデータフレームを送信する。

なお、出力部２７は、単一レベルのレーザ光を用いる場合、マルチレベルのレーザ光の最も低いレベルを用いることができる。このようにすることで、レーザ光を発行させる複数のモジュールを用いずに、マルチレベルのレーザ光を発行させるモジュールだけを利用すればよいので、コストの低下に繋がる。

例えば、出力部２７は、マルチレベルのレーザ光でデータ００を送信する場合、ａの光レベルの光信号を送信し、マルチレベルのレーザ光でデータ１０を送信する場合、ｃの光レベルの光信号を送信する。また、出力部２７は、単一レベルのレーザ光でデータ０を送信する場合、ａの光レベルの光信号を送信し、データ１を送信する場合、ｂの光レベルの光信号を送信する。

また、受信側の一例を説明すると、受信側は、データフレームのヘッダに４値表記を示す００００が設定されており、受信した光信号の光レベルがａである場合、データ「００」の受信を検出する。受信側は、データフレームのヘッダに２値表記を示す０１００が設定されており、受信した光信号の光レベルがａである場合、データ「０」の受信を検出する。

［データ生成処理の流れ］
図７は、実施例１に係るサーバが実行するデータ生成処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、サーバ１０のデータ生成部２４によって４値表記のデータフレームが生成されると（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、決定部２３は、トラフィック監視時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１０２）。

そして、決定部２３は、トラフィック監視時間が経過前であると判定すると（Ｓ１０２：Ｎｏ）、前回の設定と同じレベルの光信号を用いると決定する（Ｓ１０３）。その後、ＣＲＣ付加部２５は、生成された４値表記のデータフレームに格納するＣＲＣを計算して（Ｓ１０４）、計算したＣＲＣ符号を格納した４値表記のデータフレームを生成する（Ｓ１０５）。

一方、決定部２３は、トラフィック監視時間が経過後であると判定すると（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、トラフィック測定部２２が測定したトラフィック量が閾値以下か否かを判定する（Ｓ１０６）。

そして、決定部２３は、トラフィック量が閾値以下であると判定した場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、データ通信に用いるレーザ光の光レベルを単一レベルに決定する（Ｓ１０７）。その後、ＣＲＣ付加部２５は、生成された４値表記のデータフレームに格納するＣＲＣを計算して（Ｓ１０８）、ＣＲＣ符号を格納した４値表記のデータフレームを生成する（Ｓ１０９）。

一方、決定部２３は、トラフィック量が閾値を超えていると判定した場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、データ通信に用いるレーザ光の光レベルをマルチレベルに決定する（Ｓ１１０）。その後、ＣＲＣ付加部２５は、生成された４値表記のデータフレームに格納するＣＲＣを計算して（Ｓ１１１）、ＣＲＣ符号を格納した４値表記のデータフレームを生成する（Ｓ１１２）。

［データ変換処理の流れ］
図８は、実施例１に係るサーバが実行するデータ変換処理の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、サーバ１０の変換部２６は、送信対象である４値表記のデータフレームが発生すると（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、省電力モードの設定があるか否かを判定する（Ｓ２０２）。例えば、変換部２６は、決定部２３がいずれのモードを使用すると決定したかを判定する。

そして、変換部２６は、省電力モードの設定がないと判定した場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、データフレームのデータ領域のデータを４値表記に変換する（Ｓ２０３）。なお、変換前のデータが４値表記の場合、この処理を省略することができる。その後、変換部２６は、データフレームのヘッダ領域に４値表記を示すフラグを設定する（Ｓ２０４）。例えば、変換部２６は、ヘッダ領域に００００などを設定する。

一方、変換部２６は、省電力モードの設定があると判定した場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、データフレームのデータ領域のデータを２値表記に変換する（Ｓ２０５）。その後、変換部２６は、データフレームのヘッダ領域に２値表記を示すフラグを設定する（Ｓ２０６）。例えば、変換部２６は、ヘッダ領域に０１００などを設定する。

このように、変換部２６は、Ｓ２０１からＳ２０６を実行することで、変換後のデータフレームを生成する（Ｓ２０７）。

［データ送信処理の流れ］
図９は、実施例１に係るサーバが実行するデータ送信処理の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、サーバ１０の出力部２７は、変換後のデータフレームが存在する場合（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、送信対象である当該データフレームを読み込む（Ｓ３０２）。

そして、出力部２７は、読み込んだデータがデータフレームのデータ領域ではない場合（Ｓ３０３：Ｎｏ）、マルチレベルのレーザ光を用いて、読み込んだデータを宛先のストレージ装置１００に送信する（Ｓ３０４）。

その後、出力部２７は、送信したデータがデータフレームの最後（ＥＯＦ）であった場合（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、出力部２７は、送信したデータがデータフレームの最後（ＥＯＦ）ではない場合（Ｓ３０５：Ｎｏ）、Ｓ３０２に戻って次のデータを読み込んで以降の処理を繰り返す。

また、Ｓ３０３において、出力部２７は、読み込んだデータがデータフレームのデータ領域であると判定した場合（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、送信モードが省電力モードであるか否かを判定する（Ｓ３０６）。

そして、出力部２７は、送信モードが省電力モードではなく通常モードであると判定した場合（Ｓ３０６：Ｎｏ）、Ｓ３０４を実行する。一方、出力部２７は、送信モードが省電力モードであると判定した場合（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、単一レベルのレーザ光を用いて、読み込んだデータを宛先のストレージ装置１００に送信する（Ｓ３０７）。その後、出力部２７は、Ｓ３０５を実行する。

［効果］
このように、サーバ１０は、フレーム単位で、レーザ光をＭＬＣかＳＬＣに切替えることができるので、装置稼働中においても停止せずに切り替えることができ、省電力化を実現することができる。例えば、２値データへ切り替えた場合、消費電流は低下するが通信時間が長くなる可能性がある。しかし、サーバに供給できる電力に上限値が設定された場合でも、２値のレーザ光の場合では上限値の電流内で送信することができるので、システムの性能を維持することができ、結果として、通信時間の短縮にも繋がる。

この結果、サーバ１０は、ＭＬＣでのデータ転送状態であっても、夜間等の通信量の少ない時間帯に自動で消費電力を低下することができる。また、低消費伝電力での稼動により災害復旧時や通常稼働時でも安定した稼動が可能になる。

また、サーバ１０は、ＳＬＣのレーザ光を用いてデータフレームを送信する際に、ＭＬＣの最も低いレベルのレーザ光を用いて送信するので、１つの光源で光レベルを切替えることができ、コスト削減に繋がる。

また、サーバ１０は、データフレームのデータ領域だけをＳＬＣで送信し、それが以外の領域をＭＬＣで送信するので、特別なデータフレームを用いずに、ＦＣで利用される一般的なデータフレームを用いて省電力化を実現できる。このため、既存システムに適用することが容易であり、データセンタ全体の省電力化が期待できる。

また、データフレームを受信した側は、ヘッダを参照することで、データ領域が４値表記か２値表記かを判断することができるので、複雑な処理を実行しなくとも、データフレームの受信処理を実行できる。この結果、データ転送の高速化と省電力化の両立を実現できる。

ところで、実施例１では、スイッチ５０は、４値のデータフレームであっても、２値のデータフレームであっても、受信したデータフレームをそのまま宛先に中継する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、スイッチ５０は、サーバ１０またはストレージ装置１００からデータフレームを受信した場合に、通常モードと省電力モードとの切替を実行することもできる。つまり、スイッチ５０は、データフレームのデータ領域に設定されるデータの変換を実行することができる。

そこで、実施例２では、一例として、スイッチ５０が、サーバ１０から受信したデータフレームに変換処理を実行した後、ストレージ装置１００に中継する例を説明する。なお、全体構成は、実施例１と同様なので、詳細な説明は省略する。

［処理の説明］
図１０は、実施例２に係るスイッチが実行する処理の一例を説明する図である。図１０では、一例として、スイッチ５０が、４値のデータフレームを受信して中継する際に、省電力モードにデータフレームを変換する例を説明する。

図１０に示すように、スイッチ５０は、ポート５１でデータフレームを受信する。すると、スイッチ５０のＡＳＩＣ６０は、受信したデータフレームをメモリ６１に格納する。その後、ＡＳＩＣ６０は、省電力モードに設定されていることから、２値データへの変換を実行する。

具体的には、ＡＳＩＣ６０は、図５で説明した変換手法で、受信データフレームのデータ領域に格納される４値データを２値データに変換する。そして、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームのヘッダに２値データであることを示すフラグを設定する。さらに、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームのＣＲＣを再計算して再設定する。

その後、ＡＳＩＣ６０は、データ領域の変換、ヘッダの設定、ＣＲＣの再計算が実行された変換後のデータフレームをメモリ６１から読み出す。そして、ＡＳＩＣ６０は、ポート５５を介して、宛先のストレージ装置１００へデータフレームを送信する。

［ハードウェア構成］
図１１は、実施例２に係るスイッチのハードウェア構成例を示す図である。図１１に示すように、スイッチ５０は、ポート５１〜５８、ＡＳＩＣ６０、メモリ６１、発光回路６２を有する。

各ポートは、ファイバーチャネルを用いてサーバ１０やストレージ装置１００と接続され、データフレームの受信やデータフレームの送信を実行する。

ＡＳＩＣ６０は、スイッチ５０全体の処理を司る処理部であり、送信モードの判定やデータ変換等を実行する。例えば、ＡＳＩＣ６０は、サーバ１０と同様に、外部設定の有無やトラフィック量によって、通常モードか省電力モード化を判定する。

そして、ＡＳＩＣ６０は、通常モードと判定した場合、受信データフレームのヘッダを参照する。そして、ＡＳＩＣ６０は、ヘッダに２値であることを示すフラグ（例えば、０１００）が設定されていない場合、受信データフレームが４値表記であると判断して、受信データフレームをそのまま宛先に中継する。

一方、ＡＳＩＣ６０は、ヘッダに２値であることを示すフラグが設定されている場合、受信データフレームが２値表記であると判断する。そして、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームのデータ領域に格納されるデータを４値表記に変換する。さらに、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームのヘッダに４値であることを示すフラグ（例えば、００００）を設定し、ＣＲＣの再計算も実行する。その後、ＡＳＩＣ６０は、変換後のデータフレームを宛先に中継する。

また、ＡＳＩＣ６０は、省電力モードと判定した場合、受信データフレームのヘッダを参照する。そして、ＡＳＩＣ６０は、ヘッダに２値であることを示すフラグ（例えば、０１００）が設定されている場合、受信データフレームが２値表記であると判断して、受信データフレームをそのまま宛先に中継する。

一方、ＡＳＩＣ６０は、ヘッダに２値であることを示すフラグが設定されていない場合、受信データフレームが４値表記であると判断する。そして、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームのデータ領域に格納されるデータを２値表記に変換する。さらに、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームのヘッダに２値であることを示すフラグを設定し、ＣＲＣの再計算も実行する。その後、ＡＳＩＣ６０は、変換後のデータフレームを宛先に中継する。

メモリ６１は、各種プログラムやデータを記憶する記憶装置であり、受信データフレームを一時的に記憶する。発光回路６２は、ＡＳＩＣ６０から入力されたデータフレームを、ＡＳＩＣ６０から指示されたモードで宛先に送信する。なお、発光回路６２は、図２で説明したＳＦＰ１２と同様の機能を有するので、ここでは詳細な説明は省略する。

［処理の流れ］
図１２は、実施例２に係るスイッチが実行するデータ中継処理の流れを示すフローチャートである。図１２に示すように、スイッチ５０のＡＳＩＣ６０は、データフレームを受信すると（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、省電力モードの設定があるか否かを判定する（Ｓ４０２）。例えば、ＡＳＩＣ６０は、外部からの省電力モードへの切替指示やトラフィック量が閾値以下の場合に、省電力モードの設定があると判定する。

そして、ＡＳＩＣ６０は、省電力モードの設定がない場合（Ｓ４０２：Ｎｏ）、受信データフレームのＣＲＣをチェックし（Ｓ４０３）、異常がない場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、受信データフレームを宛先に中継する（Ｓ４０５）。一方、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームのＣＲＣをチェックして異常を検出した場合（Ｓ４０４：Ｎｏ）、エラー処理を実行する（Ｓ４０６）。

例えば、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームのヘッダを参照して、４値表記のデータフレームと判定した場合は、マルチレベルのレーザ光を用いて、受信データフレームを宛先に送信する。また、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームのヘッダを参照して、２値表記のデータフレームと判定した場合は、データ領域の送信時にマルチレベルから単一レベルのレーザ光に切替えて、受信データフレームを宛先に送信する。

また、Ｓ４０２において、ＡＳＩＣ６０は、省電力モードの設定がある場合（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、受信データフレームをメモリ６１に展開する（Ｓ４０７）。続いて、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームのヘッダを参照して、受信データフレームが４値表記か否かを判定する（Ｓ４０８）。つまり、受信データフレーム内のデータが４値表記か否かが判定される。

そして、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームが４値表記ではなく２値表記あると判定した場合（Ｓ４０８：Ｎｏ）、Ｓ４０３以降を実行する。

一方、ＡＳＩＣ６０は、受信データフレームが４値表記であると判定した場合（Ｓ４０８：Ｙｅｓ）、受信データフレームのデータ領域のデータを２値表記に変換し（Ｓ４０９）、ＣＲＣを再計算する（Ｓ４１０）。

その後、ＡＳＩＣ６０は、データ領域の変換およびＣＲＣの再計算が実行された受信データフレームのヘッダに、２値表記であることを示すフラグを設定する（Ｓ４１１）。そして、ＡＳＩＣ６０は、変換後のデータフレームのデータ領域以外をマルチレベルのレーザ光を用いて送信し、変換後のデータフレームのデータ領域を単一レベルのレーザ光を用いて送信する（Ｓ４０５）。

［効果］
このように、スイッチ５０自身が、省電力モードか否かの判定を行って、光レベルを自動的に切り替えることができる。したがって、サーバ１０がデータフレームを送信した時点からネットワークの環境が変わった場合でも、スイッチ５０が省電力モードや通常モードに切り替えて中継することができるので、効率的な省電力の運用を実行できる。

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

［ストレージ装置］
図１に示したストレージ装置１００は、実施例１で説明したサーバ１０や実施例２で説明したスイッチ５０と同様の機能を実行することができる。つまり、ストレージ装置１００は、受信したデータストリームに対して応答する場合、受信データストリームに使用される表記を使用して応答するだけではなく、省電力モードか否かを判定した結果に基づいて応答することもできる。

［同期］
上記実施例では、サーバ１０またはスイッチ５０が、省電力モードのとき、データフレームのデータ領域だけを、単一レベルのレーザ光を用いて送信する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、送信元と送信先との間で、いずれのモードを使用するかの同期がとれている場合、サーバ１０等は、データフレームのすべてを、単一レベルのレーザ光を用いて送信することもできる。

一例を挙げると、サーバ１０、スイッチ５０、ストレージ装置１００の間で、通常モードを使用する時間帯Ｔ１、省電力モードを使用する時間帯Ｔ２が決定されているとする。この場合、サーバ１０は、時間帯Ｔ２のときにデータフレームを送信する場合、データフレームのすべてを、単一レベルのレーザ光を用いて送信する。

［システム］
また、図示した装置の各構成は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、任意の単位で分散または統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

１０ サーバ
１０ａ コネクタ
１０ｂ ＰＣＩ制御部
１０ｃ メモリ
１０ｄ ＣＰＵ
１１ ＦＣボード
１１ａ コネクタ
１１ｂ メモリ
１１ｃ ＡＳＩＣ
１１ｄ ＣＰＵ
１１ｅ 切替制御部
１２ ＳＦＰ
２１ 指示受付部
２２ トラフィック測定部
２３ 決定部
２４ データ生成部
２５ ＣＲＣ付加部
２６ 変換部
２７ 出力部
５０ スイッチ
５１〜５８ ポート
６０ ＡＳＩＣ
６１ メモリ
６２ 発光回路

Claims (4)

1. 光通信によってデータフレームを送信する通信装置において、
   前記データフレームを宛先に送信する際に、第１モードまたは第２モードのいずれで送信するかを決定する決定部と、
   前記第１モードで送信すると決定された場合、データ領域に４値表記の送信対象データを設定した前記データフレームを生成し、前記第２モードで送信すると決定された場合、前記データ領域に２値表記の送信対象データを設定するとともにヘッダ領域に前記２値表記であることを示す識別子を設定した前記データフレームを生成する生成部と、
   前記生成部によって生成された前記データフレームを送信する送信部と、
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 前記送信部は、前記第２モードで前記データフレームを送信する際、前記データフレームの前記ヘッダ領域を前記４値表記の光信号で送信し、前記データフレームの前記データ領域の送信時に前記４値表記から前記２値表記に切替えて送信することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 光通信によってデータフレーム宛先に中継する中継装置において、
   前記データフレームを受信した際に、第１モードまたは第２モードのいずれで送信するかを決定する決定部と、
   前記第１モードで送信すると決定された場合かつ前記データフレームのヘッダ領域に２値表記であることを示す識別子が設定されていない場合、前記データフレームをそのまま宛先に中継し、前記第１モードで送信すると決定された場合かつ前記データフレームのヘッダ領域に前記識別子が設定されている場合、前記データフレームに設定される送信対象データを４値表記に変換して宛先に中継し、前記第２モードで送信すると決定された場合かつ前記データフレームのヘッダ領域に前記識別子が設定されている場合、前記データフレームをそのまま宛先に中継し、前記第２モードで送信すると決定された場合かつ前記データフレームのヘッダ領域に前記識別子が設定されていない場合、前記データフレームに設定される送信対象データを２値表記に変換して宛先に中継する中継部と、
   を有することを特徴とする中継装置。
4. 通信装置が光通信を用いて送信したデータフレームを中継装置が宛先に中継する通信システムにおいて、
   前記通信装置は、
   前記データフレームを宛先に送信する際に、第１モードまたは第２モードのいずれで送信するかを決定する決定部と、
   前記第１モードで送信すると決定された場合、データ領域に４値表記の送信対象データを設定した前記データフレームを生成し、前記第２モードで送信すると決定された場合、前記データ領域に２値表記の送信対象データを設定するとともにヘッダ領域に前記２値表記であることを示す識別子を設定した前記データフレームを生成する生成部と、
   前記生成部によって生成された前記データフレームを送信する送信部と、を有し、
   前記中継装置は、
   前記通信装置から前記データフレームを受信した際に、第１モードまたは第２モードのいずれで送信するかを決定する決定部と、
   前記第１モードで送信すると決定された場合かつ前記データフレームのヘッダ領域に２値表記であることを示す識別子が設定されていない場合、前記データフレームをそのまま宛先に中継し、前記第１モードで送信すると決定された場合かつ前記データフレームのヘッダ領域に前記識別子が設定されている場合、前記データフレームに設定される送信対象データを４値表記に変換して宛先に中継し、前記第２モードで送信すると決定された場合かつ前記データフレームのヘッダ領域に前記識別子が設定されている場合、前記データフレームをそのまま宛先に中継し、前記第２モードで送信すると決定された場合かつ前記データフレームのヘッダ領域に前記識別子が設定されていない場合、前記データフレームに設定される送信対象データを２値表記に変換して宛先に中継する中継部と、
   を有することを特徴とする通信システム。

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