イーサネット転送装置
【課題】４０ＧｂＥや１００ＧｂＥのイーサネット転送装置において、転送するトラフィック量と連携させて、使用するインタフェースを適応的に制御することで無駄な消費電力を抑える装置を提供する。
【解決手段】低速イーサネットのトラフィック量を監視し、トラフィック量に応じ、４０ＧｂＥや１００ＧｂＥインタフェースの使用レーン数増減を決定する。削減の場合、４０ＧｂＥや１００ＧｂＥインタフェースの使用レーンを休止し、その後、対向装置の４０ＧｂＥや１００ＧｂＥインタフェースの使用レーンを休止させることでレーン数を削減する。増加の場合、４０ＧｂＥや１００ＧｂＥインタフェースインタフェースの不使用レーンを復旧し、その後、対向装置の４０ＧｂＥや１００ＧｂＥインタフェースインタフェースの不使用レーンを復旧させることでレーン数を増加する。
【解決手段】低速イーサネットのトラフィック量を監視し、トラフィック量に応じ、４０ＧｂＥや１００ＧｂＥインタフェースの使用レーン数増減を決定する。削減の場合、４０ＧｂＥや１００ＧｂＥインタフェースの使用レーンを休止し、その後、対向装置の４０ＧｂＥや１００ＧｂＥインタフェースの使用レーンを休止させることでレーン数を削減する。増加の場合、４０ＧｂＥや１００ＧｂＥインタフェースインタフェースの不使用レーンを復旧し、その後、対向装置の４０ＧｂＥや１００ＧｂＥインタフェースインタフェースの不使用レーンを復旧させることでレーン数を増加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信の分野において、イーサネット（登録商標）スイッチ装置が転送するトラフィック量に適応したインタフェース速度の制御、および省電力化に寄与する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現状の光ネットワークでは、流れるトラフィック量に関わらずインタフェースは常時フル稼働で運用されている。そのため、トラフィック量が少ないインタフェースでは、装置の電力が無駄に消費されるという問題がある。この問題を解決する試みとして、非特許文献１では、トラフィック量に応じてイーサネットインタフェースの速度を変更することで省電力化を図る手法が検討されている。
【０００３】
４０ギガビットイーサネット（４０ＧｂＥ）、および１００ギガビットイーサネット（１００ＧｂＥ）インタフェースについては、IEEE802.3ba Ethernet Task Forceにおいて規格化が進められており、２０１０年秋に規格化完了の予定である。しかし、IEEE802.3ba Ethernet Task Forceにおいては、トラフィックに応じたイーサネットインタフェース適応制御による省電力化に関しては検討されていない（非特許文献２）。
【０００４】
ここで、現在規格化が検討中の４０ＧｂＥ／１００ＧｂＥインタフェースのアーキテクチャについて説明する。図１３は、４０ＧｂＥおよび１００ＧｂＥのインタフェースのアーキテクチャを示す。
【０００５】
本アーキテクチャの位置づけは、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）モデル上ではデータリンク層、および物理層にあたる。ＭＡＣ（Media Access Control）副層がデータリンク層にあたり、それ以外の部分は物理層に相当する。なお図１３中のＦＥＣ（Forward Error Correction）およびＡＮ（Auto Negotiation）は、オプション機能であり必須ではない。
【０００６】
図１４はＰＣＳ（Physical Coding Sublayer）における機能ブロック図を示す。ＰＣＳは、イーサネットフレームを、データ転送時のビット列に変換する部分である。４０ＧｂＥ／１００ＧｂＥのＰＣＳでは、”Block Distribution”と”Alignment Insertion”という機能がある。これらは、従来のイーサネットにはなかった機能である。
【０００７】
図１５はBlock Distributionの機能を示す。図１５に示すように、ＰＣＳにおいて６４Ｂ／６６Ｂ符号化された信号を、ラウンドロビン方式により各ＰＣＳレーンへ分配する。ＰＣＳレーン数は４０ＧｂＥと１００ＧｂＥにより異なっており、４０ＧｂＥの場合のＰＣＳレーン数は４本、１００ＧｂＥの場合のＰＣＳレーン数は２０本となっている。
【０００８】
図１６はAlignment Insertionの機能を示す。図１６ａはAlignment Insertionの挿入を示し、図１６ｂはAlignment Insertionの間隔を示す。図１６に示すように、１６３８３個の６４Ｂ／６６Ｂ符号化された信号ごとに、Alignment markerが挿入される。
【０００９】
図１７は、４０ＧｂＥと１００ＧｂＥのＰＭＡ（Physical Media Attachment）の構成を示す。４０ＧｂＥの場合は、ＰＣＳにおいて４本のレーンへ分配された信号を、多重化せずにＰＭＡを介して物理インタフェースへとデータを転送する。一方、１００ＧｂＥの場合は、ＰＣＳにおいて２０本のレーンへ分配された信号を、２０本→１０本に多重化して物理インタフェースへとデータ転送する。場合によっては、１０本の信号から、さらに４本に多重化して物理インタフェースへとデータ転送する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】IEEE802.1az,“Energy Efficient Ethernet“ Draft 2.0
【非特許文献２】IEEE802.3ba,“40Gb/s and 100Gb/s Ethernet Task Force” Draft 2.1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、非特許文献１で検討が進められている手法が適用されるインタフェースは、（1）100BASE-T (Full duplex)、（2）1000BASE-T (Full duplex)、（3）1000BASE-KX、（4）10GBASE-T/KR/KX4（備考：KR,KXは装置バックプレーンを示す）に限られており、４０ギガビットイーサネットや１００ギガビットイーサネットへの適用は考慮されていない。また、非特許文献１のEnergy-Efficient Ethernet（ＥＥＥ）で対象となるパラレルなイーサネット信号（例えば10GBASE-KX4）の速度変更手法は、マルチレーン信号の１００ＧｂＥに対しては、そのままでは適用できない。
【００１２】
そこで本発明は、４０ＧｂＥや１００ＧｂＥのイーサネット転送装置において、転送するトラフィック量と連携させて、使用するインタフェースを適応的に制御することで無駄な消費電力を抑える装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を実現するため本発明によるイーサネット転送装置は、低速イーサネットを送受信する低速イーサネットインタフェースと、高速イーサネットを送受信するマルチレーンの高速イーサネットインタフェースを有するイーサネット転送装置において、前記低速イーサネットのトラフィック量を監視する手段と、前記トラフィック量に応じ、前記高速イーサネットインタフェースの使用レーン数増減を決定する手段と、使用レーン数削減の場合、前記高速イーサネットインタフェースの使用レーンを休止し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの使用レーンを休止させるレーン数削減手段と、使用レーン数増加の場合、前記高速イーサネットインタフェースの不使用レーンを復旧し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの不使用レーンを復旧させるレーン数増加手段とを備えている。
【００１４】
また、前記レーン数削減手段は、使用レーン数削減の場合、前記高速イーサネットインタフェースの送信側使用レーン数を変更し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの受信側不使用レーンを休止させ、および送信側使用レーン数を変更させ、その後、前記高速イーサネットインタフェースの送信側不使用レーンおよび受信側不使用レーンを休止し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの送信側不使用レーンを休止させる手段であり、前記レーン数増加手段は、使用レーン数増加の場合、前記高速イーサネットインタフェースの送信側休止レーンおよび受信側休止レーンを復旧し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの送信側休止レーンおよび受信側休止レーンを復旧する手段であることも好ましい。
【００１５】
また、前記レーン削減手段および前記レーン数増加手段は、使用レーン数に関する情報を含んだメッセージを前記対向装置と交換することも好ましい。
【００１６】
また、前記メッセージは、イーサネットＯＡＭフレームの動作コードであることも好ましい。
【００１７】
また、前記レーン削減手段および前記レーン数増加手段は、前記高速イーサネットインタフェースのＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止または復旧することも好ましい。
【００１８】
また、前記高速イーサネットインタフェースは、４０ギガビットイーサネットインタフェース、または１００ギガビットイーサネットインタフェースであることも好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、イーサネット信号のトラフィック量に応じて、使用するインタフェースの速度を適応的に制御することで、装置が消費する無駄な電力を抑えるイーサネット転送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のイーサネット転送装置の使用例を示す。
【図２】イーサネット転送装置の内部構成を示す。
【図３】４０ＧｂＥインタフェースの構成を示す。
【図４】多重化後の信号数が１０の場合の１００ＧｂＥインタフェースの構成を示す。
【図５】多重化後の信号数が４の場合の１００ＧｂＥインタフェースの構成を示す。
【図６】対向するイーサネット転送装置間におけるレーン数削減時のシーケンスを示す。
【図７】対向するイーサネット転送装置間におけるレーン数増加時のシーケンスを示す。
【図８】図６および図７のシーケンスのイニシエータ側の動作を詳細化したフローチャートを示す。
【図９】図６および図７のシーケンスのスレーブ側の動作を詳細化したフローチャートを示す。
【図１０】４０ＧｂＥの４波長装置において、１波長を利用する場合のデータ転送時のデータの流れを示す。
【図１１】１００ＧｂＥの４波長装置において、２波長を利用する場合のデータ転送時のデータの流れを示す。
【図１２】１００ＧｂＥの１０波長装置において、１波長を利用する場合のデータ転送時のデータの流れを示す。
【図１３】４０ＧｂＥおよび１００ＧｂＥのインタフェースのアーキテクチャを示す。
【図１４】ＰＣＳ（Physical Coding Sublayer）における機能ブロック図を示す。
【図１５】Block Distributionの機能を示す。
【図１６】Alignment Insertionの機能を示す。
【図１７】４０ＧｂＥと１００ＧｂＥのＰＭＡ（Physical Media Attachment）の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明のイーサネット転送装置の使用例を示す。イーサネット転送装置１間のリンクはポイント−ポイントで接続され、その間のリンクとして４０ＧｂＥもしくは１００ＧｂＥが使用される。イーサネット転送装置１は、１ＧｂＥや１０ＧｂＥ等を集約して４０ＧｂＥや１００ＧｂＥにて転送するものとする。
【００２２】
図２は、イーサネット転送装置の内部構成を示す。図２ａと図２ｂの差異はインタフェース部分である。図２ａは、４０ＧｂＥインタフェース１４を有する場合、図２ｂは１００ＧｂＥインタフェース１６を有する場合を示している。
【００２３】
低速イーサネットインタフェース１１では、１ＧｂＥや１０ＧｂＥ等の高速インタフェースよりも低速なイーサネット信号を送受信する機能を有する。
【００２４】
イーサネット信号集約部１２では、イーサネットインタフェースで受信した１ＧｂＥや１０ＧｂＥ等の信号を集約する機能を有する。
【００２５】
４０ＧｂＥ信号生成部１３および１００ＧｂＥ信号生成部１５では、イーサネット信号集約部１２にて集約されたイーサネット信号を、４０ＧｂＥ信号および１００ＧｂＥ信号として生成する機能を有する。なお、本信号生成部は、Physical Coding Sublayer（ＰＣＳ）に信号を分配する機能を有する。
【００２６】
４０ＧｂＥインタフェース１４および１００ＧｂＥインタフェース１６では、ＰＣＳに分配された４０ＧｂＥ信号、もしくは１００ＧｂＥ信号を各メディアに変換して送受信する機能を有する。ここで、４０ＧｂＥインタフェース１４および１００ＧｂＥインタフェース１６は、マルチレーンインタフェースを有する。
【００２７】
図３は４０ＧｂＥインタフェースの構成を示す。４０ＧｂＥの場合は、ＰＣＳレーン数０〜３の４本有しており、メディア変換（電気−光変換）後にインタフェースから転送される信号のレーン数も４本である。受信側では、４本の信号をそれぞれ受信し、メディア変換後にＰＣＳレーンへ送る構成となっている。
【００２８】
図４は、多重化後の信号数が１０の場合の１００ＧｂＥインタフェースの構成を示す。この場合は、ＰＣＳレーン数は２０、ＰＭＡ（Physical Media Attachment）においてＰＣＳ信号が多重化された後のインタフェースから転送される信号のレーン数は１０である。ここでは、ＰＣＳレーン信号が２本ずつＰＭＡにおいて交互に多重化され、１０本の信号となる。それら１０本の信号が、各転送メディアにあわせて光もしくは電気信号に変換後に、対向装置へ送信される。受信側では、送信側と逆の処理が行われる。すなわち、１０本の信号を受信し、それぞれの信号を２本の信号に分離した後、ＰＣＳレーンへと送る。
【００２９】
図５は、多重化後の信号数が４の場合の１００ＧｂＥインタフェースの構成を示す。この場合は、ＰＭＡ（Physical Media Attachment）においてＰＣＳ信号が多重化された後のインタフェースから転送される信号のレーン数は４である。ここでは、まず、ＰＣＳレーン信号が２本ずつＰＭＡにおいて交互に多重化されて１０本の信号となった後、さらに、それらの１０本の信号がＰＭＡで順番に多重化され、４本の信号となる。４本の信号が、各転送メディアにあわせて光もしくは電気信号に変換された後に、対向装置へ送信される。受信側では、送信側と逆の処理が行われる。すなわち、４本の信号を受信し、それらを１０本の信号に分離した後、それぞれの信号を２本の信号に分離して、ＰＣＳレーンへと送る。
【００３０】
ここで、イーサネット転送装置間の通知に用いられるイーサネットＯＡＭフレームについて説明する（参考文献：特開２００８−１３１６１４号公報およびITU-T T.1731勧告）。
【００３１】
ＬＡＮ（Local Area Network）用のレイヤ２ネットワークとして、イーサネット技術が普及している。ネットワークのサービス事業者は、加入者に対して常に安定したサービスを提供するために、遠隔から接続線路の運用・保守・管理（ＯＡＭ：Operation Administration and Maintenance）をする必要がある。そのために、ITU-T Y.1731またはIEEE802.1ag“Connectivity Fault Management”によって、イーサネットＯＡＭフレームが規定されている。特に、ITU-T Y.1731“OAM functions and Mechanisms for Ethernet based Networks”は、イーサネット網にＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical NETwork / Synchronous Digital Hierarchy）とほぼ同等の運用保守管理機能を実現する規格である。下記に一般的なイーサネットＯＡＭフレーム構成を示す。
【表１】
【００３２】
イーサネットＯＡＭフレームは、到達性管理（ＣＦＭ：Connectivity Fault Management）や、エラー通知、リンク（回線）パフォーマンスモニタ等の機能やその情報を伝達する機能を有するフレームである。イーサネットＯＡＭフレームは、宛先ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスと、送信元ＭＡＣアドレスと、Ethernet OAM TLV（Type Length Value）と、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）とを含む。ＭＡＣアドレスは、運用保守管理対象となるレイヤ２ネットワーク装置固有の、又はネットワークインタフェースカード固有の４８ビットの識別番号である。Ethernet OAM TLVは、例えば、制御情報（要求／応答）、ステータス（電源状態、受信光状態、リンク断、故障等）、ベンダコード、モデルコード等を含む。
【００３３】
図６は、対向するイーサネット転送装置間におけるレーン数削減時のシーケンスを示し、図７は、対向するイーサネット転送装置間におけるレーン数増加時のシーケンスを示す。図８は、図６および図７のシーケンスのイニシエータ側（レーン数制御を開始する装置）の動作を詳細化したフローチャートを示し、図９は、図６および図７のシーケンスのスレーブ側（イニシエータ側の動作に応答して、レーン数制御を実行する装置）の動作を詳細化したフローチャートを示す。
【００３４】
図８に従って、イニシエータ側の動作を以下に示す。
Ｓ１．トラフィック量監視：ＬＡＮ側のトラフィック量を監視し、トラフィック量に応じて、４０ＧｂＥ／１００ＧｂＥ信号のレーン数増減を決定する。レーン数を削減の場合、ステップ２に進み、増加の場合はステップ９に進む。なお、トラフィック量の監視、およびリンク数増減の判断手法については、Ｌ２ＳＷ間の転送パケット数のＭＩＢ（Management Information Base）情報を基に算出することとする（参考文献：特開２００６−１５７１０２号公報）。ここで、流入トラフィックの割合を下記のように表す。
流入トラフィック［％］＝（流入バイト数ｘ８）ｘ１００／（インタフェース速度ｘ監視時間間隔［ｓ］）
【００３５】
ここでは、インタフェース速度は、４０Ｇｂ／ｓ、もしくは１００Ｇｂ／ｓとする。表２に、トラフィック量に応じてレーン数を決定する一例を示す。例えば、トラフィックが２０％以上３０％未満の場合は、４０ＧｂＥのレーン数は２本、１００ＧｂＥのレーン数は３本（１０レーンの場合）、もしくは２本（４レーンの場合）とする。
【表２】
【００３６】
なお、トラフィックに応じて割り当てるレーン数については、トラフィック対して収容帯域に余裕を持たせるために、レーン数を上記の表よりも余分にとる方法も有効である。これは運用ポリシーに応じて決定する。
【００３７】
「レーン数削減の場合」
Ｓ２．送信側使用レーン変更：ステップ１により判断した使用レーンにデータを分配する。ここでは、ステップ１で監視したトラフィック量に応じて、データを流すレーン数を制御する。例えば、表２の１００ＧｂＥ（１０レーンの場合）において、トラフィック量が４５％になった場合、レーン数は５になる。このとき、６４Ｂ／６６Ｂ符号化された信号をラウンドロビン方式によりＰＣＳレーンの０〜９に分配する。次に、ＰＣＳレーン０〜９の信号を多重化して送信される５つのレーンを用いてデータを転送する。残りのレーンでは、空のデータを転送する。
【００３８】
ここで、４０ＧｂＥ（４レーン）、および１００ＧｂＥ（４レーンもしくは１０レーン）の場合について、各レーン数の場合の使用ＰＣＳレーンを下記示す。
【００３９】
例えば、表３「４０ＧｂＥ（４レーン）の場合」では、使用レーン（波長）が（１，２）の場合には、使用するＰＣＳレーンは（０，１）となる。同様に、表４「１００ＧｂＥ（１０レーン）の場合」では、例えば使用レーン（波長）が（１，２，３，４，５）の場合には、使用するＰＣＳレーンは（０，１，２，３，４，５，６，７，８，９）となる。表５「１００ＧｂＥ（４レーン）の場合」では、各使用レーン（波長）に応じて、使用するＰＣＳレーンが表に記載されているように不規則となる。
【表３】
【表４】
【表５】
【００４０】
Ｓ３．使用レーン数通知：使用レーン数を対向装置に通知する。本通知には、前述したイーサネットＯＡＭフレームのＯｐＣｏｄｅを用いる。
Ｓ４．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、次の処理へ進む。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
Ｓ５．送信側不使用レーン休止：ステップ２の使用レーン数変更により、使われなくなった送信側レーンを休止させる。なお、レーン休止の場合、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止させる。
Ｓ６．受信側不使用レーン休止：使われなくなった受信側レーンを休止させる。この場合も、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止させる。
Ｓ７．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知する。
Ｓ８．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、レーン数削減の処理を終了する。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
【００４１】
「レーン数増加の場合」
Ｓ９．送信側休止レーン復旧：ステップ１において監視したトラフィック量に応じて、復旧させるレーンを決定し、そのレーンを復旧させる。この時点では、空データの送信を行う。なお、レーン復旧の場合、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を復旧させる。
Ｓ１０．受信側休止レ―ン復旧：ステップ１において監視したトラフィック量に応じて、復旧させるレーンを決定し、そのレーンを復旧させる。この場合も、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を復旧させる。
Ｓ１１．使用レーン数通知：使用レーン数を対向装置に通知する。本通知には、前述したイーサネットＯＡＭフレームのＯｐＣｏｄｅを用いる。
Ｓ１２．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、次の処理へ進む。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
Ｓ１３．受信側復旧レーン受信開始：ステップ１０で復旧させたレーンを用いた受信を開始する。
Ｓ１４．送信側復旧レーン送信開始：ステップ９にて復旧させたレーンについても６４Ｂ／６６Ｂ符号化された信号をラウンドロビン方式により分配する。
Ｓ１５．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知する。
Ｓ１６．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、レーン数増加の処理を終了する。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
【００４２】
図９に従って、スレーブ側の動作を以下に示す。
Ｓ２１．動作コード監視：４０ＧｂＥもしくは１００ＧｂＥインタフェースのトラフィックを監視し、受信したパケットのうちイーサネットＯＡＭフレームのＯｐＣｏｄｅを確認する。なお、イーサネットＯＡＭフレームの識別は、パケットのLength/Typeフィールドの値、およびSubtypeフィールドの値を確認することで可能である（各フィールドの値は、ITU-T Y.1731 “OAM functions and Mechanisms for Ethernet based Networks”において規定されている）。受信したＯｐＣｏｄｅで規定されている動作に従い、使用するレーン数の制御に移る。レーン数を削減の場合、ステップ２２に進み、増加の場合はステップ２９に進む。
【００４３】
「レーン数削減の場合」
Ｓ２２．下りトラフィック量減少確認：下りトラフィック量が上りトラフィック量と同様に減少しているか確認する。イーサネットは上下非対称であるため、上りトラフィック量が減少していても、下りトラフィック量も減少しているとは限らない。下りトラフィック量が減少していない状態でレーン数を削減した場合、帯域減少によりネットワークの輻輳、またはパケットロス等が発生する可能性がある。そのため、レーン数の削減を行わずに、対向装置にリセット信号を送信して、本制御を停止する。なお、リセット信号を受信した対向装置（イニシエータ側）も同様にレーン数の削減を停止する。下りトラフィック量が上りトラフィック量と同等以上に減少している場合、次の処理に進む。
Ｓ２３．受信側不使用レーン休止：ステップ２１で確認した動作コードに従い、受信側の不使用レーンを休止させる。なお、レーン休止の場合、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止させる。
Ｓ２４．送信側使用レーン変更：ステップ２１で確認した動作コードに従い、送信側の使用レーン数を変更する。レーン数の変更処理はイニシエータ側のステップ２の処理と同様に行われる。
Ｓ２５．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知する。
Ｓ２６．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、次の処理へ進む。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
Ｓ２７．送信側不使用レーン休止：空のデータを転送しているレーンのインタフェースを休止させる。この場合も、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止させる。
Ｓ２８．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知し、レーン数削減の処理を終了する。
【００４４】
「レーン数増加の場合」
Ｓ２９．受信側休止レーン復旧：ステップ２１の動作コードに応じて、受信側の休止レーンを復旧させる。なお、レーン復旧の場合、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を復旧させる。
Ｓ３０．送信側休止レーン復旧：ステップ２１の動作コードに応じて、送信側の休止レーンを復旧させる。この時点では、空データの送信を行う。この場合も、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を復旧させる。
Ｓ３１．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知する。
Ｓ３２．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、次の処理へ進む。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
Ｓ３３．受信側復旧レーン受信開始：受信側の復旧させたレーンを用いたデータ受信を開始する。
Ｓ３４．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知し、レーン数削減の処理を終了する。
【００４５】
装置間の状態通知手段について、以下で説明する。本発明では、イーサネットＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）フレームに、動作コード、および使用レーン数を示すコードを含む。なお、コードは、イーサネットＯＡＭフレームのＯｐＣｏｄｅにおいて、将来用いるために予約されているコードを用いる。現在２，４，７−３１，６４−２５５がＩＥＥＥ用として予約されている。また、３３−６３がＩＴＵ用として予約されている。このイーサネットＯＡＭフレームを用いて装置間の状態通知を行う。
【００４６】
動作コードの種別例を以下に示す。以下は一例であり、動作コードは、空きコードであればどれを用いても良い。
動作コード： 動作 ： 使用波長数
３３：使用レーン数変更 使用波長数 ４０ＧｂＥの４波長のうち波長１を使用
３４：使用レーン数変更 使用波長数 ４０ＧｂＥの４波長のうち波長１−２を使用
３５：使用レーン数変更 使用波長数 ４０ＧｂＥの４波長のうち波長１−３を使用
３６：使用レーン数変更 使用波長数 ４０ＧｂＥの４波長のうち波長１−４を使用
３７：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの４波長のうち波長１を使用
３８：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの４波長のうち波長１−２を使用
３９：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの４波長のうち波長１−３を使用
４０：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの４波長のうち波長１−４を使用
４１：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１を使用
４２：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−２を使用
４３：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−３を使用
４４：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−４を使用
４５：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−５を使用
４６：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−６を使用
４７：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−７を使用
４８：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−８を使用
４９：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−９を使用
５０：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−１０を使用
５１：設定完了通知
５２：リセット
【００４７】
状態通知時におけるスイッチ動作について、以下で説明する。
（Ｉ）４０ＧｂＥの４波長装置の場合
４波長のうち１波長を利用する場合（動作コード３３の場合）
この場合は、以下のような動作を行う。
送信側：ＰＣＳレーンの０にデータを転送する。
受信側：ＰＣＳレーンの０にデータを転送する。
図１０に、データ転送時のデータの流れを示す。濃灰色部分はデータ転送のために使用している箇所を示す。薄灰色部分は、休止箇所を示す
（ＩＩ）１００ＧｂＥの４波長装置の場合
４波長のうち２波長（波長１＆２）を利用する場合（動作コード３８の場合）
この場合は、以下のような動作を行う。
送信側：ＰＣＳレーンの０，１，４，５，８，９，１２，１３，１６，１７にデータを転送する。
受信側：ＰＣＳレーンの０，１，４，５，８，９，１２，１３，１６，１７にデータを転送する。
図１１に、データ転送時のデータの流れを示す。
（ＩＩＩ）１００ＧｂＥの１０波長装置の場合
１０波長のうち１波長（波長１）を利用する場合（動作コード４１の場合）
この場合は、以下のような動作を行う。
送信側：ＰＣＳレーンの０，１にデータを転送する。
受信側：ＰＣＳレーンの０，１にデータを転送する。
図１２に、データ転送時のデータの流れを示す。
【００４８】
以上のような制御により、トラフィック量と連携させて、イーサネット転送装置の使用インタフェースを制御することで無駄な消費電力を抑えることができる。
【００４９】
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１ イーサネット転送装置
１１ 低速イーサネットインタフェース
１２ イーサネット信号集約部
１３ ４０ＧｂＥ信号生成部
１４ ４０ＧｂＥインタフェース
１５ １００ＧｂＥ信号生成部
１６ １００ＧｂＥインタフェース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信の分野において、イーサネット（登録商標）スイッチ装置が転送するトラフィック量に適応したインタフェース速度の制御、および省電力化に寄与する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現状の光ネットワークでは、流れるトラフィック量に関わらずインタフェースは常時フル稼働で運用されている。そのため、トラフィック量が少ないインタフェースでは、装置の電力が無駄に消費されるという問題がある。この問題を解決する試みとして、非特許文献１では、トラフィック量に応じてイーサネットインタフェースの速度を変更することで省電力化を図る手法が検討されている。
【０００３】
４０ギガビットイーサネット（４０ＧｂＥ）、および１００ギガビットイーサネット（１００ＧｂＥ）インタフェースについては、IEEE802.3ba Ethernet Task Forceにおいて規格化が進められており、２０１０年秋に規格化完了の予定である。しかし、IEEE802.3ba Ethernet Task Forceにおいては、トラフィックに応じたイーサネットインタフェース適応制御による省電力化に関しては検討されていない（非特許文献２）。
【０００４】
ここで、現在規格化が検討中の４０ＧｂＥ／１００ＧｂＥインタフェースのアーキテクチャについて説明する。図１３は、４０ＧｂＥおよび１００ＧｂＥのインタフェースのアーキテクチャを示す。
【０００５】
本アーキテクチャの位置づけは、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）モデル上ではデータリンク層、および物理層にあたる。ＭＡＣ（Media Access Control）副層がデータリンク層にあたり、それ以外の部分は物理層に相当する。なお図１３中のＦＥＣ（Forward Error Correction）およびＡＮ（Auto Negotiation）は、オプション機能であり必須ではない。
【０００６】
図１４はＰＣＳ（Physical Coding Sublayer）における機能ブロック図を示す。ＰＣＳは、イーサネットフレームを、データ転送時のビット列に変換する部分である。４０ＧｂＥ／１００ＧｂＥのＰＣＳでは、”Block Distribution”と”Alignment Insertion”という機能がある。これらは、従来のイーサネットにはなかった機能である。
【０００７】
図１５はBlock Distributionの機能を示す。図１５に示すように、ＰＣＳにおいて６４Ｂ／６６Ｂ符号化された信号を、ラウンドロビン方式により各ＰＣＳレーンへ分配する。ＰＣＳレーン数は４０ＧｂＥと１００ＧｂＥにより異なっており、４０ＧｂＥの場合のＰＣＳレーン数は４本、１００ＧｂＥの場合のＰＣＳレーン数は２０本となっている。
【０００８】
図１６はAlignment Insertionの機能を示す。図１６ａはAlignment Insertionの挿入を示し、図１６ｂはAlignment Insertionの間隔を示す。図１６に示すように、１６３８３個の６４Ｂ／６６Ｂ符号化された信号ごとに、Alignment markerが挿入される。
【０００９】
図１７は、４０ＧｂＥと１００ＧｂＥのＰＭＡ（Physical Media Attachment）の構成を示す。４０ＧｂＥの場合は、ＰＣＳにおいて４本のレーンへ分配された信号を、多重化せずにＰＭＡを介して物理インタフェースへとデータを転送する。一方、１００ＧｂＥの場合は、ＰＣＳにおいて２０本のレーンへ分配された信号を、２０本→１０本に多重化して物理インタフェースへとデータ転送する。場合によっては、１０本の信号から、さらに４本に多重化して物理インタフェースへとデータ転送する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】IEEE802.1az,“Energy Efficient Ethernet“ Draft 2.0
【非特許文献２】IEEE802.3ba,“40Gb/s and 100Gb/s Ethernet Task Force” Draft 2.1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、非特許文献１で検討が進められている手法が適用されるインタフェースは、（1）100BASE-T (Full duplex)、（2）1000BASE-T (Full duplex)、（3）1000BASE-KX、（4）10GBASE-T/KR/KX4（備考：KR,KXは装置バックプレーンを示す）に限られており、４０ギガビットイーサネットや１００ギガビットイーサネットへの適用は考慮されていない。また、非特許文献１のEnergy-Efficient Ethernet（ＥＥＥ）で対象となるパラレルなイーサネット信号（例えば10GBASE-KX4）の速度変更手法は、マルチレーン信号の１００ＧｂＥに対しては、そのままでは適用できない。
【００１２】
そこで本発明は、４０ＧｂＥや１００ＧｂＥのイーサネット転送装置において、転送するトラフィック量と連携させて、使用するインタフェースを適応的に制御することで無駄な消費電力を抑える装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を実現するため本発明によるイーサネット転送装置は、低速イーサネットを送受信する低速イーサネットインタフェースと、高速イーサネットを送受信するマルチレーンの高速イーサネットインタフェースを有するイーサネット転送装置において、前記低速イーサネットのトラフィック量を監視する手段と、前記トラフィック量に応じ、前記高速イーサネットインタフェースの使用レーン数増減を決定する手段と、使用レーン数削減の場合、前記高速イーサネットインタフェースの使用レーンを休止し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの使用レーンを休止させるレーン数削減手段と、使用レーン数増加の場合、前記高速イーサネットインタフェースの不使用レーンを復旧し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの不使用レーンを復旧させるレーン数増加手段とを備えている。
【００１４】
また、前記レーン数削減手段は、使用レーン数削減の場合、前記高速イーサネットインタフェースの送信側使用レーン数を変更し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの受信側不使用レーンを休止させ、および送信側使用レーン数を変更させ、その後、前記高速イーサネットインタフェースの送信側不使用レーンおよび受信側不使用レーンを休止し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの送信側不使用レーンを休止させる手段であり、前記レーン数増加手段は、使用レーン数増加の場合、前記高速イーサネットインタフェースの送信側休止レーンおよび受信側休止レーンを復旧し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの送信側休止レーンおよび受信側休止レーンを復旧する手段であることも好ましい。
【００１５】
また、前記レーン削減手段および前記レーン数増加手段は、使用レーン数に関する情報を含んだメッセージを前記対向装置と交換することも好ましい。
【００１６】
また、前記メッセージは、イーサネットＯＡＭフレームの動作コードであることも好ましい。
【００１７】
また、前記レーン削減手段および前記レーン数増加手段は、前記高速イーサネットインタフェースのＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止または復旧することも好ましい。
【００１８】
また、前記高速イーサネットインタフェースは、４０ギガビットイーサネットインタフェース、または１００ギガビットイーサネットインタフェースであることも好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、イーサネット信号のトラフィック量に応じて、使用するインタフェースの速度を適応的に制御することで、装置が消費する無駄な電力を抑えるイーサネット転送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のイーサネット転送装置の使用例を示す。
【図２】イーサネット転送装置の内部構成を示す。
【図３】４０ＧｂＥインタフェースの構成を示す。
【図４】多重化後の信号数が１０の場合の１００ＧｂＥインタフェースの構成を示す。
【図５】多重化後の信号数が４の場合の１００ＧｂＥインタフェースの構成を示す。
【図６】対向するイーサネット転送装置間におけるレーン数削減時のシーケンスを示す。
【図７】対向するイーサネット転送装置間におけるレーン数増加時のシーケンスを示す。
【図８】図６および図７のシーケンスのイニシエータ側の動作を詳細化したフローチャートを示す。
【図９】図６および図７のシーケンスのスレーブ側の動作を詳細化したフローチャートを示す。
【図１０】４０ＧｂＥの４波長装置において、１波長を利用する場合のデータ転送時のデータの流れを示す。
【図１１】１００ＧｂＥの４波長装置において、２波長を利用する場合のデータ転送時のデータの流れを示す。
【図１２】１００ＧｂＥの１０波長装置において、１波長を利用する場合のデータ転送時のデータの流れを示す。
【図１３】４０ＧｂＥおよび１００ＧｂＥのインタフェースのアーキテクチャを示す。
【図１４】ＰＣＳ（Physical Coding Sublayer）における機能ブロック図を示す。
【図１５】Block Distributionの機能を示す。
【図１６】Alignment Insertionの機能を示す。
【図１７】４０ＧｂＥと１００ＧｂＥのＰＭＡ（Physical Media Attachment）の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明のイーサネット転送装置の使用例を示す。イーサネット転送装置１間のリンクはポイント−ポイントで接続され、その間のリンクとして４０ＧｂＥもしくは１００ＧｂＥが使用される。イーサネット転送装置１は、１ＧｂＥや１０ＧｂＥ等を集約して４０ＧｂＥや１００ＧｂＥにて転送するものとする。
【００２２】
図２は、イーサネット転送装置の内部構成を示す。図２ａと図２ｂの差異はインタフェース部分である。図２ａは、４０ＧｂＥインタフェース１４を有する場合、図２ｂは１００ＧｂＥインタフェース１６を有する場合を示している。
【００２３】
低速イーサネットインタフェース１１では、１ＧｂＥや１０ＧｂＥ等の高速インタフェースよりも低速なイーサネット信号を送受信する機能を有する。
【００２４】
イーサネット信号集約部１２では、イーサネットインタフェースで受信した１ＧｂＥや１０ＧｂＥ等の信号を集約する機能を有する。
【００２５】
４０ＧｂＥ信号生成部１３および１００ＧｂＥ信号生成部１５では、イーサネット信号集約部１２にて集約されたイーサネット信号を、４０ＧｂＥ信号および１００ＧｂＥ信号として生成する機能を有する。なお、本信号生成部は、Physical Coding Sublayer（ＰＣＳ）に信号を分配する機能を有する。
【００２６】
４０ＧｂＥインタフェース１４および１００ＧｂＥインタフェース１６では、ＰＣＳに分配された４０ＧｂＥ信号、もしくは１００ＧｂＥ信号を各メディアに変換して送受信する機能を有する。ここで、４０ＧｂＥインタフェース１４および１００ＧｂＥインタフェース１６は、マルチレーンインタフェースを有する。
【００２７】
図３は４０ＧｂＥインタフェースの構成を示す。４０ＧｂＥの場合は、ＰＣＳレーン数０〜３の４本有しており、メディア変換（電気−光変換）後にインタフェースから転送される信号のレーン数も４本である。受信側では、４本の信号をそれぞれ受信し、メディア変換後にＰＣＳレーンへ送る構成となっている。
【００２８】
図４は、多重化後の信号数が１０の場合の１００ＧｂＥインタフェースの構成を示す。この場合は、ＰＣＳレーン数は２０、ＰＭＡ（Physical Media Attachment）においてＰＣＳ信号が多重化された後のインタフェースから転送される信号のレーン数は１０である。ここでは、ＰＣＳレーン信号が２本ずつＰＭＡにおいて交互に多重化され、１０本の信号となる。それら１０本の信号が、各転送メディアにあわせて光もしくは電気信号に変換後に、対向装置へ送信される。受信側では、送信側と逆の処理が行われる。すなわち、１０本の信号を受信し、それぞれの信号を２本の信号に分離した後、ＰＣＳレーンへと送る。
【００２９】
図５は、多重化後の信号数が４の場合の１００ＧｂＥインタフェースの構成を示す。この場合は、ＰＭＡ（Physical Media Attachment）においてＰＣＳ信号が多重化された後のインタフェースから転送される信号のレーン数は４である。ここでは、まず、ＰＣＳレーン信号が２本ずつＰＭＡにおいて交互に多重化されて１０本の信号となった後、さらに、それらの１０本の信号がＰＭＡで順番に多重化され、４本の信号となる。４本の信号が、各転送メディアにあわせて光もしくは電気信号に変換された後に、対向装置へ送信される。受信側では、送信側と逆の処理が行われる。すなわち、４本の信号を受信し、それらを１０本の信号に分離した後、それぞれの信号を２本の信号に分離して、ＰＣＳレーンへと送る。
【００３０】
ここで、イーサネット転送装置間の通知に用いられるイーサネットＯＡＭフレームについて説明する（参考文献：特開２００８−１３１６１４号公報およびITU-T T.1731勧告）。
【００３１】
ＬＡＮ（Local Area Network）用のレイヤ２ネットワークとして、イーサネット技術が普及している。ネットワークのサービス事業者は、加入者に対して常に安定したサービスを提供するために、遠隔から接続線路の運用・保守・管理（ＯＡＭ：Operation Administration and Maintenance）をする必要がある。そのために、ITU-T Y.1731またはIEEE802.1ag“Connectivity Fault Management”によって、イーサネットＯＡＭフレームが規定されている。特に、ITU-T Y.1731“OAM functions and Mechanisms for Ethernet based Networks”は、イーサネット網にＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical NETwork / Synchronous Digital Hierarchy）とほぼ同等の運用保守管理機能を実現する規格である。下記に一般的なイーサネットＯＡＭフレーム構成を示す。
【表１】
【００３２】
イーサネットＯＡＭフレームは、到達性管理（ＣＦＭ：Connectivity Fault Management）や、エラー通知、リンク（回線）パフォーマンスモニタ等の機能やその情報を伝達する機能を有するフレームである。イーサネットＯＡＭフレームは、宛先ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスと、送信元ＭＡＣアドレスと、Ethernet OAM TLV（Type Length Value）と、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）とを含む。ＭＡＣアドレスは、運用保守管理対象となるレイヤ２ネットワーク装置固有の、又はネットワークインタフェースカード固有の４８ビットの識別番号である。Ethernet OAM TLVは、例えば、制御情報（要求／応答）、ステータス（電源状態、受信光状態、リンク断、故障等）、ベンダコード、モデルコード等を含む。
【００３３】
図６は、対向するイーサネット転送装置間におけるレーン数削減時のシーケンスを示し、図７は、対向するイーサネット転送装置間におけるレーン数増加時のシーケンスを示す。図８は、図６および図７のシーケンスのイニシエータ側（レーン数制御を開始する装置）の動作を詳細化したフローチャートを示し、図９は、図６および図７のシーケンスのスレーブ側（イニシエータ側の動作に応答して、レーン数制御を実行する装置）の動作を詳細化したフローチャートを示す。
【００３４】
図８に従って、イニシエータ側の動作を以下に示す。
Ｓ１．トラフィック量監視：ＬＡＮ側のトラフィック量を監視し、トラフィック量に応じて、４０ＧｂＥ／１００ＧｂＥ信号のレーン数増減を決定する。レーン数を削減の場合、ステップ２に進み、増加の場合はステップ９に進む。なお、トラフィック量の監視、およびリンク数増減の判断手法については、Ｌ２ＳＷ間の転送パケット数のＭＩＢ（Management Information Base）情報を基に算出することとする（参考文献：特開２００６−１５７１０２号公報）。ここで、流入トラフィックの割合を下記のように表す。
流入トラフィック［％］＝（流入バイト数ｘ８）ｘ１００／（インタフェース速度ｘ監視時間間隔［ｓ］）
【００３５】
ここでは、インタフェース速度は、４０Ｇｂ／ｓ、もしくは１００Ｇｂ／ｓとする。表２に、トラフィック量に応じてレーン数を決定する一例を示す。例えば、トラフィックが２０％以上３０％未満の場合は、４０ＧｂＥのレーン数は２本、１００ＧｂＥのレーン数は３本（１０レーンの場合）、もしくは２本（４レーンの場合）とする。
【表２】
【００３６】
なお、トラフィックに応じて割り当てるレーン数については、トラフィック対して収容帯域に余裕を持たせるために、レーン数を上記の表よりも余分にとる方法も有効である。これは運用ポリシーに応じて決定する。
【００３７】
「レーン数削減の場合」
Ｓ２．送信側使用レーン変更：ステップ１により判断した使用レーンにデータを分配する。ここでは、ステップ１で監視したトラフィック量に応じて、データを流すレーン数を制御する。例えば、表２の１００ＧｂＥ（１０レーンの場合）において、トラフィック量が４５％になった場合、レーン数は５になる。このとき、６４Ｂ／６６Ｂ符号化された信号をラウンドロビン方式によりＰＣＳレーンの０〜９に分配する。次に、ＰＣＳレーン０〜９の信号を多重化して送信される５つのレーンを用いてデータを転送する。残りのレーンでは、空のデータを転送する。
【００３８】
ここで、４０ＧｂＥ（４レーン）、および１００ＧｂＥ（４レーンもしくは１０レーン）の場合について、各レーン数の場合の使用ＰＣＳレーンを下記示す。
【００３９】
例えば、表３「４０ＧｂＥ（４レーン）の場合」では、使用レーン（波長）が（１，２）の場合には、使用するＰＣＳレーンは（０，１）となる。同様に、表４「１００ＧｂＥ（１０レーン）の場合」では、例えば使用レーン（波長）が（１，２，３，４，５）の場合には、使用するＰＣＳレーンは（０，１，２，３，４，５，６，７，８，９）となる。表５「１００ＧｂＥ（４レーン）の場合」では、各使用レーン（波長）に応じて、使用するＰＣＳレーンが表に記載されているように不規則となる。
【表３】
【表４】
【表５】
【００４０】
Ｓ３．使用レーン数通知：使用レーン数を対向装置に通知する。本通知には、前述したイーサネットＯＡＭフレームのＯｐＣｏｄｅを用いる。
Ｓ４．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、次の処理へ進む。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
Ｓ５．送信側不使用レーン休止：ステップ２の使用レーン数変更により、使われなくなった送信側レーンを休止させる。なお、レーン休止の場合、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止させる。
Ｓ６．受信側不使用レーン休止：使われなくなった受信側レーンを休止させる。この場合も、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止させる。
Ｓ７．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知する。
Ｓ８．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、レーン数削減の処理を終了する。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
【００４１】
「レーン数増加の場合」
Ｓ９．送信側休止レーン復旧：ステップ１において監視したトラフィック量に応じて、復旧させるレーンを決定し、そのレーンを復旧させる。この時点では、空データの送信を行う。なお、レーン復旧の場合、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を復旧させる。
Ｓ１０．受信側休止レ―ン復旧：ステップ１において監視したトラフィック量に応じて、復旧させるレーンを決定し、そのレーンを復旧させる。この場合も、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を復旧させる。
Ｓ１１．使用レーン数通知：使用レーン数を対向装置に通知する。本通知には、前述したイーサネットＯＡＭフレームのＯｐＣｏｄｅを用いる。
Ｓ１２．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、次の処理へ進む。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
Ｓ１３．受信側復旧レーン受信開始：ステップ１０で復旧させたレーンを用いた受信を開始する。
Ｓ１４．送信側復旧レーン送信開始：ステップ９にて復旧させたレーンについても６４Ｂ／６６Ｂ符号化された信号をラウンドロビン方式により分配する。
Ｓ１５．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知する。
Ｓ１６．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、レーン数増加の処理を終了する。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
【００４２】
図９に従って、スレーブ側の動作を以下に示す。
Ｓ２１．動作コード監視：４０ＧｂＥもしくは１００ＧｂＥインタフェースのトラフィックを監視し、受信したパケットのうちイーサネットＯＡＭフレームのＯｐＣｏｄｅを確認する。なお、イーサネットＯＡＭフレームの識別は、パケットのLength/Typeフィールドの値、およびSubtypeフィールドの値を確認することで可能である（各フィールドの値は、ITU-T Y.1731 “OAM functions and Mechanisms for Ethernet based Networks”において規定されている）。受信したＯｐＣｏｄｅで規定されている動作に従い、使用するレーン数の制御に移る。レーン数を削減の場合、ステップ２２に進み、増加の場合はステップ２９に進む。
【００４３】
「レーン数削減の場合」
Ｓ２２．下りトラフィック量減少確認：下りトラフィック量が上りトラフィック量と同様に減少しているか確認する。イーサネットは上下非対称であるため、上りトラフィック量が減少していても、下りトラフィック量も減少しているとは限らない。下りトラフィック量が減少していない状態でレーン数を削減した場合、帯域減少によりネットワークの輻輳、またはパケットロス等が発生する可能性がある。そのため、レーン数の削減を行わずに、対向装置にリセット信号を送信して、本制御を停止する。なお、リセット信号を受信した対向装置（イニシエータ側）も同様にレーン数の削減を停止する。下りトラフィック量が上りトラフィック量と同等以上に減少している場合、次の処理に進む。
Ｓ２３．受信側不使用レーン休止：ステップ２１で確認した動作コードに従い、受信側の不使用レーンを休止させる。なお、レーン休止の場合、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止させる。
Ｓ２４．送信側使用レーン変更：ステップ２１で確認した動作コードに従い、送信側の使用レーン数を変更する。レーン数の変更処理はイニシエータ側のステップ２の処理と同様に行われる。
Ｓ２５．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知する。
Ｓ２６．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、次の処理へ進む。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
Ｓ２７．送信側不使用レーン休止：空のデータを転送しているレーンのインタフェースを休止させる。この場合も、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止させる。
Ｓ２８．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知し、レーン数削減の処理を終了する。
【００４４】
「レーン数増加の場合」
Ｓ２９．受信側休止レーン復旧：ステップ２１の動作コードに応じて、受信側の休止レーンを復旧させる。なお、レーン復旧の場合、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を復旧させる。
Ｓ３０．送信側休止レーン復旧：ステップ２１の動作コードに応じて、送信側の休止レーンを復旧させる。この時点では、空データの送信を行う。この場合も、ＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を復旧させる。
Ｓ３１．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知する。
Ｓ３２．通知待ち：対向装置からの設定完了通知を待つ。通知が確認できた場合は、次の処理へ進む。一定時間内に通知が確認できなかった場合は、障害発生とみなして、上位装置等に障害通知を行い、本制御を停止する。
Ｓ３３．受信側復旧レーン受信開始：受信側の復旧させたレーンを用いたデータ受信を開始する。
Ｓ３４．設定完了通知：設定が完了したことを対向装置に通知し、レーン数削減の処理を終了する。
【００４５】
装置間の状態通知手段について、以下で説明する。本発明では、イーサネットＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）フレームに、動作コード、および使用レーン数を示すコードを含む。なお、コードは、イーサネットＯＡＭフレームのＯｐＣｏｄｅにおいて、将来用いるために予約されているコードを用いる。現在２，４，７−３１，６４−２５５がＩＥＥＥ用として予約されている。また、３３−６３がＩＴＵ用として予約されている。このイーサネットＯＡＭフレームを用いて装置間の状態通知を行う。
【００４６】
動作コードの種別例を以下に示す。以下は一例であり、動作コードは、空きコードであればどれを用いても良い。
動作コード： 動作 ： 使用波長数
３３：使用レーン数変更 使用波長数 ４０ＧｂＥの４波長のうち波長１を使用
３４：使用レーン数変更 使用波長数 ４０ＧｂＥの４波長のうち波長１−２を使用
３５：使用レーン数変更 使用波長数 ４０ＧｂＥの４波長のうち波長１−３を使用
３６：使用レーン数変更 使用波長数 ４０ＧｂＥの４波長のうち波長１−４を使用
３７：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの４波長のうち波長１を使用
３８：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの４波長のうち波長１−２を使用
３９：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの４波長のうち波長１−３を使用
４０：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの４波長のうち波長１−４を使用
４１：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１を使用
４２：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−２を使用
４３：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−３を使用
４４：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−４を使用
４５：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−５を使用
４６：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−６を使用
４７：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−７を使用
４８：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−８を使用
４９：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−９を使用
５０：使用レーン数変更 使用波長数 １００ＧｂＥの１０波長のうち波長１−１０を使用
５１：設定完了通知
５２：リセット
【００４７】
状態通知時におけるスイッチ動作について、以下で説明する。
（Ｉ）４０ＧｂＥの４波長装置の場合
４波長のうち１波長を利用する場合（動作コード３３の場合）
この場合は、以下のような動作を行う。
送信側：ＰＣＳレーンの０にデータを転送する。
受信側：ＰＣＳレーンの０にデータを転送する。
図１０に、データ転送時のデータの流れを示す。濃灰色部分はデータ転送のために使用している箇所を示す。薄灰色部分は、休止箇所を示す
（ＩＩ）１００ＧｂＥの４波長装置の場合
４波長のうち２波長（波長１＆２）を利用する場合（動作コード３８の場合）
この場合は、以下のような動作を行う。
送信側：ＰＣＳレーンの０，１，４，５，８，９，１２，１３，１６，１７にデータを転送する。
受信側：ＰＣＳレーンの０，１，４，５，８，９，１２，１３，１６，１７にデータを転送する。
図１１に、データ転送時のデータの流れを示す。
（ＩＩＩ）１００ＧｂＥの１０波長装置の場合
１０波長のうち１波長（波長１）を利用する場合（動作コード４１の場合）
この場合は、以下のような動作を行う。
送信側：ＰＣＳレーンの０，１にデータを転送する。
受信側：ＰＣＳレーンの０，１にデータを転送する。
図１２に、データ転送時のデータの流れを示す。
【００４８】
以上のような制御により、トラフィック量と連携させて、イーサネット転送装置の使用インタフェースを制御することで無駄な消費電力を抑えることができる。
【００４９】
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１ イーサネット転送装置
１１ 低速イーサネットインタフェース
１２ イーサネット信号集約部
１３ ４０ＧｂＥ信号生成部
１４ ４０ＧｂＥインタフェース
１５ １００ＧｂＥ信号生成部
１６ １００ＧｂＥインタフェース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低速イーサネットを送受信する低速イーサネットインタフェースと、高速イーサネットを送受信するマルチレーンの高速イーサネットインタフェースを有するイーサネット転送装置において、
前記低速イーサネットのトラフィック量を監視する手段と、
前記トラフィック量に応じ、前記高速イーサネットインタフェースの使用レーン数増減を決定する手段と、
使用レーン数削減の場合、前記高速イーサネットインタフェースの使用レーンを休止し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの使用レーンを休止させるレーン数削減手段と、
使用レーン数増加の場合、前記高速イーサネットインタフェースの不使用レーンを復旧し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの不使用レーンを復旧させるレーン数増加手段と、
を備えていることを特徴とするイーサネット転送装置。
【請求項２】
前記レーン数削減手段は、
使用レーン数削減の場合、前記高速イーサネットインタフェースの送信側使用レーン数を変更し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの受信側不使用レーンを休止させ、および送信側使用レーン数を変更させ、その後、前記高速イーサネットインタフェースの送信側不使用レーンおよび受信側不使用レーンを休止し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの送信側不使用レーンを休止させる手段であり、
前記レーン数増加手段は、
使用レーン数増加の場合、前記高速イーサネットインタフェースの送信側休止レーンおよび受信側休止レーンを復旧し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの送信側休止レーンおよび受信側休止レーンを復旧する手段で
あることを特徴とする請求項１に記載のイーサネット転送装置。
【請求項３】
前記レーン削減手段および前記レーン数増加手段は、使用レーン数に関する情報を含んだメッセージを前記対向装置と交換することを特徴とする請求項１または２に記載のイーサネット転送装置。
【請求項４】
前記メッセージは、イーサネットＯＡＭフレームの動作コードであることを特徴とする請求項３に記載のイーサネット転送装置。
【請求項５】
前記レーン削減手段および前記レーン数増加手段は、前記高速イーサネットインタフェースのＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止または復旧することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項にイーサネット転送装置。
【請求項６】
前記高速イーサネットインタフェースは、４０ギガビットイーサネットインタフェース、または１００ギガビットイーサネットインタフェースであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のイーサネット転送装置。
【請求項１】
低速イーサネットを送受信する低速イーサネットインタフェースと、高速イーサネットを送受信するマルチレーンの高速イーサネットインタフェースを有するイーサネット転送装置において、
前記低速イーサネットのトラフィック量を監視する手段と、
前記トラフィック量に応じ、前記高速イーサネットインタフェースの使用レーン数増減を決定する手段と、
使用レーン数削減の場合、前記高速イーサネットインタフェースの使用レーンを休止し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの使用レーンを休止させるレーン数削減手段と、
使用レーン数増加の場合、前記高速イーサネットインタフェースの不使用レーンを復旧し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの不使用レーンを復旧させるレーン数増加手段と、
を備えていることを特徴とするイーサネット転送装置。
【請求項２】
前記レーン数削減手段は、
使用レーン数削減の場合、前記高速イーサネットインタフェースの送信側使用レーン数を変更し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの受信側不使用レーンを休止させ、および送信側使用レーン数を変更させ、その後、前記高速イーサネットインタフェースの送信側不使用レーンおよび受信側不使用レーンを休止し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの送信側不使用レーンを休止させる手段であり、
前記レーン数増加手段は、
使用レーン数増加の場合、前記高速イーサネットインタフェースの送信側休止レーンおよび受信側休止レーンを復旧し、その後、対向装置の高速イーサネットインタフェースの送信側休止レーンおよび受信側休止レーンを復旧する手段で
あることを特徴とする請求項１に記載のイーサネット転送装置。
【請求項３】
前記レーン削減手段および前記レーン数増加手段は、使用レーン数に関する情報を含んだメッセージを前記対向装置と交換することを特徴とする請求項１または２に記載のイーサネット転送装置。
【請求項４】
前記メッセージは、イーサネットＯＡＭフレームの動作コードであることを特徴とする請求項３に記載のイーサネット転送装置。
【請求項５】
前記レーン削減手段および前記レーン数増加手段は、前記高速イーサネットインタフェースのＰＣＳレーン、ＰＭＡ部分、ＰＭＤ部分、およびＭＤＩ部分を休止または復旧することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項にイーサネット転送装置。
【請求項６】
前記高速イーサネットインタフェースは、４０ギガビットイーサネットインタフェース、または１００ギガビットイーサネットインタフェースであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のイーサネット転送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−７７７９５（Ｐ２０１１−７７７９５Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２６６５５（Ｐ２００９−２２６６５５）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＥＴＨＥＲＮＥＴ
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＥＴＨＥＲＮＥＴ
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
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