光伝送システム
【課題】複数のレーンを用いて並列的に光信号を送受信可能であり、省電力化が図られる光伝送システムを提供する。
【解決手段】マスター伝送装置(22M)は、マスター伝送装置(22M)の必要トラフィック量測定部によって測定された必要トラフィック量、及び、スレーブ伝送装置(22S)から通知された必要トラフィック量に基づいて、目標レーン数を演算する目標レーン数演算部(62)と、目標レーン数演算部(62)によって演算された目標レーン数を、スレーブ伝送装置(22S)に通知するための制御フレームを生成する制御フレーム生成部(64)と、目標レーン数演算部(62)によって演算された目標レーン数に基づいて、マスター伝送装置(22M)の長距離用光トランシーバ(36)を個別に起動又は停止させる、光トランシーバ制御部(68)と、を有する。
【解決手段】マスター伝送装置(22M)は、マスター伝送装置(22M)の必要トラフィック量測定部によって測定された必要トラフィック量、及び、スレーブ伝送装置(22S)から通知された必要トラフィック量に基づいて、目標レーン数を演算する目標レーン数演算部(62)と、目標レーン数演算部(62)によって演算された目標レーン数を、スレーブ伝送装置(22S)に通知するための制御フレームを生成する制御フレーム生成部(64)と、目標レーン数演算部(62)によって演算された目標レーン数に基づいて、マスター伝送装置(22M)の長距離用光トランシーバ(36)を個別に起動又は停止させる、光トランシーバ制御部(68)と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、インターネットの急激な拡大により、通信用のネットワークシステムに導入されるネットワーク装置の数も急増している。多数のネットワーク装置を運用する場合、消費電力が莫大となるため、省電力化が要求されている。
【０００３】
そこで、ＩＥＥＥのＥｎｅｒｇｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（以下、ＥＥＥと称す。なおＥｔｈｅｒｎｅｔは登録商標である。）の作業部会が設立され、ＩＥＥＥ８０２．３ａｚ−２０１０として規格化された（非特許文献１参照）。ＩＥＥＥ８０２．３ａｚ−２０１０で規格化されたＥＥＥ技術によれば、通信状況に応じてポートの使用率が制御され、無駄な電力が抑制される。
【０００４】
ＥＥＥ技術は、所定のイーサネット（登録商標）インタフェースに適用される。具体的には、ＥＥＥ技術は、１０ＧＢＡＳＥ−Ｔ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１０ＧＢＡＳＥ−ＫＸ４、１０ＧＢＡＳＥ−ＫＲ、及び、１０００ＢＡＳＥ−ＫＸの規格に準拠したイーサネット（登録商標）インタフェースに適用される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．３ａｚ−２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、４０ＧｂＥや１００ＧｂＥのインタフェースのための省電力化の手法は、非特許文献１では検討されていない。則ち、複数のレーンを用いて並列的に光信号を送受信するインタフェースのための省電力化の手法は、検討されていない。
特に、複数のレーンを用いて、長距離での光信号の中継を行う伝送装置に適用される省電力化の手法は検討されていない。
本発明は上述した事情に基づいてなされ、その目的とするところは、複数のレーンを用いて並列的に光信号を送受信可能であり、省電力化が図られる光伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明の一態様によれば、マスター伝送装置及びスレーブ伝送装置を備える光伝送システムにおいて、前記マスター伝送装置及び前記スレーブ伝送装置の各々は、中継すべきデータを送受信するためのアクセスポートと、複数のレーンのうち１つ以上に、前記データを振り分ける分配部と、前記複数のレーンの各々に配置される複数の光トランシーバと、前記光トランシーバに接続され、前記マスター伝送装置と前記スレーブ伝送装置の接続に用いられるインターコネクションポートと、前記アクセスポートによって受信される所定時間当たりのデータ量である必要トラフィック量を測定する必要トラフィック量測定部と、を有し、前記スレーブ伝送装置は、前記スレーブ伝送装置の前記必要トラフィック量測定部によって測定された前記必要トラフィック量を前記マスター伝送装置に通知する必要トラフィック量通知手段と、前記マスター伝送装置から通知される前記複数のレーンのうち使用するレーンの目標数である目標レーン数に基づいて、前記スレーブ伝送装置の光トランシーバを個別に起動又は停止させるスレーブ側光トランシーバ制御部と、を有し、前記マスター伝送装置は、前記マスター伝送装置の前記必要トラフィック量測定部によって測定された前記必要トラフィック量、及び、前記スレーブ伝送装置から通知された前記必要トラフィック量に基づいて、前記目標レーン数を演算する目標レーン数演算部と、前記目標レーン数演算部によって演算された前記目標レーン数を前記スレーブ伝送装置に通知する目標レーン数通知手段と、前記目標レーン数演算部によって演算された前記目標レーン数に基づいて、前記マスター伝送装置の前記光トランシーバを個別に起動又は停止させるマスター側光トランシーバ制御部と、を有する、光伝送システムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、複数のレーンを用いて並列的に光信号を送受信可能であり、省電力化が図られる光伝送システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係るネットワークシステムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１のネットワークシステムに適用されたマスター伝送装置の概略的に示すブロック図である。
【図３】図１のネットワークシステムに適用されたマスター伝送装置とスレーブ伝送装置との間で送受信される（ａ）交渉フレーム、（ｂ）起動通知フレーム（停止通知フレーム）及び（ｃ）制御フレームのフォーマットを概略的に示す図である。
【図４】図１のネットワークシステムに適用されたスレーブ伝送装置の概略的に示すブロック図である。
【図５】図２のマスター伝送装置が実行するメインルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図６】図５のメインルーチン中のレーン数調整サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図７】図６のレーン数調整サブルーチン中のレーン数増サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図８】図６のレーン数調整サブルーチン中のレーン数減サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図９】図４のスレーブ伝送装置が実行するメインルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図１０】図９のメインルーチン中のレーン数調整サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図１１】図１０のレーン数調整サブルーチン中のレーン数増サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図１２】図１０のレーン数調整サブルーチン中のレーン数減サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係るネットワークシステム１０を示している。ネットワークシステム１０は、例えばユーザによって設置されるＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）１２を含んでおり、ＬＡＮ１２は、端末１４、及び、端末１４に接続されたユーザスイッチ１６を含んでいる。
【００１１】
また、ネットワークシステム１０は、例えば通信事業者によって設置される広域ネットワーク１８を含んでおり、広域ネットワーク１８は、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ
Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルにてレイヤ２レベルで、ＬＡＮ１２間を接続している。
【００１２】
広域ネットワーク１８は、ユーザスイッチ１６に接続される収容スイッチ２０、並びに、収容スイッチ２０間に配置される光伝送システム２１を含む。
収容スイッチ２０及びユーザスイッチ１６は、それぞれスイッチングハブからなり、収容スイッチ２０に接続されるユーザスイッチ１６の数等は、図示した数に限定されることはない。
【００１３】
光伝送システム２１は、１対の伝送装置、即ちマスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓを含む。
マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓの各々は、通信ケーブルを介して収容スイッチ２０に接続されるアクセスポート２４、及び、通信ケーブルを介して相互に接続されるインターコネクションポート２６を有する。アクセスポート２４は、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓが中継すべきデータを送受信するためのポートである。インターコネクションポート２６は、マスター伝送装置２２Ｍとスレーブ伝送装置２２Ｓの接続に用いられる。インターコネクションポート２６間を接続する通信ケーブルは、光ファイバーからなる。
【００１４】
〔マスター伝送装置〕
以下、マスター伝送装置２２Ｍの構成について説明する。図２は、マスター伝送装置２２Ｍの物理的及び機能的な構成を概略的に示すブロック図である。
マスター伝送装置２２Ｍは、短距離用光トランシーバ２８、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ（物理層大規模集積回路）３０、ＭＡＣ−ＬＳＩ（媒体アクセス制御大規模集積回路）３２、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４、長距離用光トランシーバ３６、光合分波器３８、制御装置４０、及び、記憶ユニット４２を有する。
【００１５】
〔短距離用光トランシーバ〕
アクセスポート２４は、短距離用光トランシーバ２８に一体に設けられている。短距離用光トランシーバ２８は、例えば、４０ＧＢＡＳＥ−ＳＲ４の規格に準拠している。短距離用光トランシーバ２８は、アクセスポート２４によって受信された光信号を電気信号に変換し、電気信号を短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０に渡す。また、短距離用光トランシーバ２８は、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０から受け取った電気信号を光信号に変換し、光信号をアクセスポート２４から送信する。
【００１６】
〔短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ〕
短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０は、短距離用光トランシーバ２８から受け取った電気信号の送信符号に復号化処理等の処理を施し、送信符号をフレームに変換する。また、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０は、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２から受け取った電気信号のフレームに符号化処理等の処理を施し、フレームを送信符号に変換する。
【００１７】
なお、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０は、受信バッファ４６及び必要トラフィック量測定部４８を有し、受信バッファ４６は、短距離用光トランシーバ２８から受け取った電気信号の送信符号を一時的に保存する。
必要トラフィック量測定部４８は、受信バッファ４６に保存されている送信符号の量に基づいて必要トラフィック量Ｍｔを定期的に測定し、制御装置４０に通知する。必要トラフィック量測定部４８が必要トラフィック量Ｍｔを測定及び通知する間隔Ｔ１は、例えば１秒である。
【００１８】
なお、必要トラフィック量Ｍｔは、所定時間Ｔ２当たりに、マスター伝送装置２２Ｍのアクセスポート２４によって受信される送信符号の量であり、本実施形態では時間Ｔ２は１秒である。以下では、必要トラフィック量Ｍｔを時間Ｔ２で除した値を、必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２ともいう。
【００１９】
〔ＭＡＣ−ＬＳＩ〕
ＭＡＣ−ＬＳＩ３２は、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０から受け取ったフレームを長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４に渡すとともに、逆に、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４から受け取ったフレームを短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０に渡す機能を有する。
【００２０】
また、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２は、フレーム判定部５０及びフレーム挿抜部５２を有する。
フレーム判定部５０は、スレーブ伝送装置２２Ｓから送信されてきた交渉フレームＦ１、起動通知フレームＦ２、及び、停止通知フレームＦ３をそれぞれ特定し、制御装置４０に渡す機能を有する。
【００２１】
図３（ａ）は、交渉フレームＦ１のフォーマットを示している。スレーブ伝送装置２２Ｓは、定期的に交渉フレームＦ１を送信する。スレーブ伝送装置２２Ｓが交渉フレームＦ１を送信する間隔Ｔ３は、マスター伝送装置２２Ｍが交渉フレームＦ１を受信する間隔でもあり、例えば１秒である。
【００２２】
交渉フレームＦ１には、宛先ＭＡＣアドレスとして、マスター伝送装置２２ＭのＭＡＣアドレスが格納され、送信元ＭＡＣアドレスとして、スレーブ伝送装置２２ＳのＭＡＣアドレスが格納され、そして、タイプとして、交渉フレームＦ１を表す値が格納される。また、交渉フレームＦ１には、必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂが格納され、更に、サポートレーン数が格納されていてもよい。
【００２３】
図３（ｂ）は、起動通知フレームＦ２及び停止通知フレームＦ３のフォーマットを示している。起動通知フレームＦ２及び停止通知フレームＦ３には、宛先ＭＡＣアドレスとして、マスター伝送装置２２ＭのＭＡＣアドレスが格納され、送信元ＭＡＣアドレスとして、スレーブ伝送装置２２ＳのＭＡＣアドレスが格納され、そして、タイプとして、起動通知フレームＦ２及び停止通知フレームＦ３を表す値がそれぞれ格納される。
【００２４】
再び図２を参照すると、フレーム挿抜部５２は、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０から受け取ったフレームを、所定の場合に記憶ユニット４２に渡す機能を有する。また、フレーム挿抜部５２は、記憶ユニット４２に保存されているフレームを、所定の場合に長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４に渡す機能を有する。
【００２５】
〔長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ〕
長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４は、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａ ４０／１００ＧｂＥの規格に準拠しており、本実施形態では４０Ｇｂｐｓの通信速度に対応している。
具体的に、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４は分配部５４を有し、分配部５４は、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２から受け取ったフレームに符号化処理及びスクランブル化処理を施し、複数のブロックからなるブロック列にフレームを変換する。
そして、分配部５４は、ブロック列を１列乃至４列のレーンにブロック単位で巡回的に振り分ける分配処理を行い、各レーンを通じて、長距離用光トランシーバ３６にブロックを渡す。
【００２６】
また、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４は、長距離用光トランシーバ３６から、１列乃至４列のレーンを通じてブロックを受け取った場合、スキュー調整処理を施してから、ブロックを整列させてブロック列を再現する整列処理を行う。それから、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４は、デスクランブル化処理及び復号化処理を施し、ブロック列をフレームに変換し、フレームをＭＡＣ−ＬＳＩ３２に渡す。
【００２７】
ここで、分配部５４は、制御装置４０からの命令に基づいて、ブロックを振り分けるべきレーンの数（以下、使用レーン数ＮＬともいう）を調整する機能を有する。つまり、使用レーン数ＮＬは可変である。マスター伝送装置２２Ｍでは、ブロックのための物理的なレーンとして、４つのレーンが設けられているが、使用レーン数ＮＬに合わせて、実際に使用されるレーンの数が変更される。
なお、レーンには、送信側のレーン及び受信側のレーンがあるが、使用されるレーンの数が変更されると、送信側及び受信側のレーンの両方の数が変更される。
【００２８】
使用レーン数ＮＬが１つの場合、マスター伝送装置２２Ｍからスレーブ伝送装置２２Ｓに向けた通信速度は１０Ｇｂｐｓであり、使用レーン数ＮＬが１つ増える毎に、通信速度が１０Ｇｂｐｓずつ増えていく。つまり、１つのレーン当たりの通信速度Ｓ１は１０Ｇｂｐｓである。
なお、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４は、１００Ｇｂｐｓの通信速度に対応していてもよく、この場合には、最大で４列又は１０列の物理的なレーンが使用される。つまり、物理的なレーンの数や、使用レーン数ＮＬの上限は、４列に限定されることはない。
【００２９】
〔長距離用光トランシーバ〕
マスター装置２２Ｍは、４つの長距離用光トランシーバ３６を有し、１つの物理的なレーンに１つの長距離用光トランシーバ３６が配置されている。長距離用光トランシーバ３６の各々は、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａ ４０／１００ＧｂＥの規格に準拠しており、本実施形態では１０Ｇｂｐｓの通信速度Ｓ１に対応している。
【００３０】
具体的には、長距離用光トランシーバ３６は、Ｅ／Ｏ（電気光変換）部５６及びＯ／Ｅ（光電気変換部）５８を有する。Ｅ／Ｏ部５６は発光素子を含んでおり、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４からレーンを通じて受け取ったブロックの電気信号を光信号に変換し、光信号を光合分波器３８に向けて送信する。Ｏ／Ｅ部５８は受光素子を含んでおり、光合分波器３８から受信した光信号を電気信号に変換し、レーンを通じて長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４に渡す。
なお本発明においては、フレーム、送信符号、ブロック列、及び、ブロックを区別せずに単にデータともいう。
【００３１】
長距離用光トランシーバ３６が送信する光信号の波長は、長距離用光トランシーバ３６間で異なっており、マスター伝送装置２２Ｍとスレーブ伝送装置２２Ｓの間でも異なっている。
また、長距離用光トランシーバ３６は電源制御部６０を含み、電源制御部６０は、制御装置４０からの命令に基づいて、Ｅ／Ｏ部５６及びＯ／Ｅ部５８への電力の供給をオン・オフする。つまり、電源制御部６０は、Ｅ／Ｏ部５６及びＯ／Ｅ部５８の起動及び停止を制御しており、換言すれば、長距離用光トランシーバ３６の起動及び停止を個別に制御している。
【００３２】
〔光合分波器〕
光合分波器３８は、Ｅ／Ｏ部５６から受信した光信号を多重化する。多重化された光信号は、インターコネクションポート２６から、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信される。また、光合分波器３８は、インターコネクションポート２６によって受信された、多重化された光信号を分波する。分波された光信号はＯ／Ｅ部５８に渡される。
インターコネクションポート２６は、光合分波器３８を介して、長距離用光トランシーバ３６と接続される。
【００３３】
〔制御装置〕
制御装置４０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）によって構成される。制御装置４０は、機能でみたときに、目標レーン数演算部６２、制御フレーム生成部６４、使用レーン数制御部６６、光トランシーバ制御部６８、フレーム挿抜制御部７０を有する。
【００３４】
〔目標レーン数演算部〕
目標レーン数演算部６２は、使用するレーンの目標数（以下、目標レーン数Ｎｃという）を所定の演算式に基づいて、定期的に演算する。目標レーン数演算部６２が目標レーン数Ｎｃを演算する間隔Ｔ４は、例えば３秒である。
【００３５】
〔目標レーン数演算式〕
具体的には、次式：
Ｎｃ＝ＲＯＵＮＤＵＰ(ＭＡＸ(Ｍｔ＋Ｘ＋Ｍｂ，Ｓｔ＋Ｙ＋Ｓｂ)/Ｔ２/Ｓ１）・・・（１）
に基づいて、目標レーン数Ｎｃが演算される。
ただし、目標レーン数Ｎｃは、使用レーン数ＮＬの最小値ＮＬｍｉｎ以上最大値ＮＬｍａｘ以下の範囲に制限される。つまり、式（１）で演算された値が最小値ＮＬｍｉｎ未満である場合（Ｎｃ＜ＮＬｍｉｎ）、目標レーン数Ｎｃとして最小値ＮＬｍｉｎが用いられ（Ｎｃ＝ＮＬｍｉｎ）、式（１）で演算された値が最大値ＮＬｍａｘ超である場合（Ｎｃ＞ＮＬｍａｘ）、目標レーン数Ｎｃとして最大値ＮＬｍａｘが用いられる（Ｎｃ＝ＮＬｍａｘ）。本実施形態では、最小値ＮＬｍｉｎは１であり、最大値ＮＬｍａｘは４である。
【００３６】
なお式（１）中、ＲＯＵＮＤＵＰ（）は、括弧内の数字を小数点第１位で切り上げて整数にする関数である。ＭＡＸ（）は、括弧内の２つの数値（Ｍｔ＋Ｘ＋Ｍｂ），（Ｓｔ＋Ｙ＋Ｓｂ）のうち、大きい方を選択する関数である。
そして、Ｍｔはマスター伝送装置２２Ｍの必要トラフィック量であり、Ｍｂはマスター伝送装置２２Ｍの記憶ユニット４２に保存されているフレームの量（以下、ストックデータ量ともいう）である。Ｘは適当な定数であり、０であってもよい。
【００３７】
制御装置４０は、所定の間隔Ｔ１で、必要トラフィック量測定部４８及び記憶装置制御部７４から、必要トラフィック量Ｍｔ及びストックデータ量Ｍｂをそれぞれ取得しており、目標レーン数演算部６２は、最新の必要トラフィック量Ｍｔ及びストックデータ量Ｍｂを用いて、目標レーン数Ｎｃを演算する。
【００３８】
また、Ｓｔはスレーブ伝送装置２２Ｓの必要トラフィック量であり、Ｓｂはスレーブ伝送装置２２Ｓのストックデータ量である。Ｙは適当な定数であり、０であってもよい。制御装置４０は、交渉フレームＦ１を受信することによって、例えば１秒の間隔Ｔ３で、必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを繰り返し取得している。目標レーン数演算部６２は、最新の必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを用いて、目標レーン数Ｎｃを演算する。
更に、Ｓ１は、１つのレーン当たりの伝送速度であり、例えば１０Ｇｂｐｓである。
【００３９】
〔制御フレーム生成部〕
制御フレーム生成部６４は、演算された目標レーン数Ｎｃを含む制御フレームＦ４を所定の場合に生成し、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２及び長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４等を通じて、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信する。
具体的には、演算された目標レーン数Ｎｃと使用レーン数ＮＬとの比較結果に基づいて使用レーン数ＮＬが変更される場合に、制御フレーム生成部６４は、制御フレームＦ４を生成して送信する。
【００４０】
図３（ｃ）は、制御フレームＦ４のフォーマットを示している。制御フレームＦ４には、宛先ＭＡＣアドレスとして、スレーブ伝送装置２２ＳのＭＡＣアドレスが格納され、送信元ＭＡＣアドレスとして、マスター伝送装置２２ＭのＭＡＣアドレスが格納され、そして、タイプとして、制御フレームＦ４を表す値が格納される。また、制御フレームＦ４には、目標レーン数Ｎｃが格納される。
【００４１】
〔使用レーン数制御部〕
再び図２を参照すると、使用レーン数制御部６６は、使用レーン数ＮＬが、演算された目標レーン数Ｎｃに一致するように、分配部５４を操作する。
【００４２】
〔光トランシーバ制御部〕
光トランシーバ制御部６８は、目標レーン数Ｎｃに起動状態の長距離用光トランシーバ３６の数（以下、起動数ＮＤともいう）が一致するように、電源制御部６０を操作して長距離用光トランシーバ３６を個別に起動又は停止させる。
【００４３】
〔フレーム挿抜制御部〕
フレーム挿抜制御部７０は、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０から長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４に向けて、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２を通過しようとするフレームの流れから、所定の場合にフレームの一部を抜き出し、記憶ユニット４２に記憶させる。
具体的には、フレーム挿抜制御部７０は、使用レーン数ＮＬに基づいて規定される伝送速度ＮＬ・Ｓ１が、必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２を下回っている場合に、下回っている量に対応する量にて、記憶ユニット４２にフレームを保存させる。
【００４４】
また、フレーム挿抜制御部７０は、記憶ユニット４２に保存されているフレームを、所定の場合にＭＡＣ−ＬＳＩ３２に向けて送信させ、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４に向けてＭＡＣ−ＬＳＩ３２を通過するフレームの流れに挿入する。
具体的には、フレーム挿抜制御部７０は、使用レーン数ＮＬに基づいて規定される伝送速度ＮＬ・Ｓ１が、必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２を上回っている場合に、上回っている量に対応する量にて、記憶ユニット４２に保存されているフレームを、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信する。
【００４５】
〔記憶ユニット〕
記憶ユニット４２は、記憶装置７２及び記憶装置制御部７４を有する。記憶装置７２は、フレームを一時的に保存するためのものであり、記憶装置制御部７４は、記憶装置７２とＭＡＣ−ＬＳＩ３２の間でのフレームの送受信を、フレーム挿抜制御部７０からの命令に従って制御する。
【００４６】
〔スレーブ伝送装置〕
以下、スレーブ伝送装置２２Ｓの構成について説明する。なお、スレーブ伝送装置２２Ｓの構成のうち、マスター伝送装置２２Ｍと同一又は類似の構成については、同一の名称又は符号を付して説明を簡略化若しくは省略する。
図４は、スレーブ伝送装置２２Ｓの物理的及び機能的な構成を概略的に示すブロック図である。スレーブ伝送装置２２Ｓの制御装置４０は、交渉フレーム生成部７６、及び、起動・停止通知フレーム生成部７８を有する。
【００４７】
〔交渉フレーム生成部〕
交渉フレーム生成部７６は、定期的に交渉フレームＦ１を生成し、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２及び長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４等を通じて、マスター伝送装置２２Ｍに向けて送信する。
交渉フレーム生成部７６は、交渉フレームＦ１の生成直前に、必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを必要トラフィック量測定部４８及び記憶装置制御部７４からそれぞれ定期的に取得し、取得した最新の必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを交渉フレームＦ１に格納する。
なお、必要トラフィック量Ｓｔは、所定の時間Ｔ２当たりに送信すべき送信符号の量であり、ストックデータ量Ｓｂは、記憶ユニットに保存されているデータの量である。
【００４８】
〔起動・停止通知フレーム生成部〕
起動・停止通知フレーム生成部７８は、所定の場合に起動通知フレームＦ２又は停止通知フレームＦ３を生成し、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２及び長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４等を通じて、マスター伝送装置２２Ｍに向けて送信する。
【００４９】
〔マスター伝送装置の動作〕
以下、図５を参照して、マスター伝送装置２２Ｍの動作として、マスター伝送装置２２Ｍが実行するプログラム（メインルーチン）の概略的な構成について説明する。
【００５０】
メインルーチンは、例えば、マスター伝送装置２２Ｍの起動とともに実行される。メインルーチンでは、まず、初期設定が行われる（Ｓ１０）。具体的には、全ての長距離用光トランシーバ３６を起動させるために、起動数ＮＤが、最大値ＮＤｍａｘである４に設定される。また、使用レーン数ＮＬが、最大値ＮＬｍａｘである４に設定されるとともに、繰り返し回数ｎが１に設定される。
【００５１】
初期設定Ｓ１０の後、マスター伝送装置２２Ｍは、フレームの中継を開始し（Ｓ１２）、この後、交渉フレームＦ１を受信したか否かを判定する（Ｓ１４）。本実施形態では、マスター伝送装置２２Ｍは１秒の間隔Ｔ３で交渉フレームＦ１を受信するため、１秒間隔でステップＳ１４の判定結果がＹｅｓになる。
【００５２】
マスター伝送装置２２Ｍは、交渉フレームＦ１を受信すると、交渉フレームＦ１に含まれる必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを取得する（Ｓ１６）。また、マスター伝送装置２２Ｍは、必要トラフィック量測定部４８及び記憶装置制御部７４から、最新の必要トラフィック量Ｍｔ及びストックデータ量Ｍｂをそれぞれ取得する（Ｓ１８）。
【００５３】
ステップＳ１８の後、マスター伝送装置２２Ｍは、記憶ユニット４２にフレームが保存されているか否か、即ち、ストックデータ量Ｍｂが０よりも大であるか否かを判定する（Ｓ２０）。
ステップＳ２０の判定結果がＹｅｓの場合、マスター伝送装置２２Ｍは、使用レーン数ＮＬによって規定される伝送速度ＮＬ・Ｓ１が、必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２を上回っているか否かを判定する（Ｓ２２）。ステップＳ２２の判定結果がＹｅｓの場合、マスター伝送装置２２Ｍは、記憶ユニット４２に保存されているフレームを、所定の量（以下、バッファ送信量ΔＭｂともいう）だけ、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信する（Ｓ２４）。
【００５４】
具体的には、バッファ送信量ΔＭｂは、次式：
ΔＭｂ＝ＮＬ・Ｓ１・Ｔ２−（Ｍｔ＋Ｘ）・・・（２）
にて求められる。
なお、定数Ｘの大きさによっては、バッファ送信量ΔＭｂが負の値になることがあるが、その場合には、記憶ユニット４２に保存されているフレームは送信されない。
【００５５】
ステップＳ２４の後、繰り返し回数ｎが３であるか否かが判定される（Ｓ２６）。また、ステップＳ２０若しくはステップＳ２２の判定結果がＮｏの場合にも、ステップＳ２６が実行される。
ステップＳ２６の判定結果がＮｏの場合、マスター伝送装置２２Ｍは繰り返し回数ｎを１つ増やし（Ｓ２８）、再びステップＳ１４を実行する。
【００５６】
〔レーン数調整サブルーチン〕
一方、ステップＳ２６の判定結果がＹｅｓの場合、繰り返し回数ｎを１に戻した後（Ｓ３０）、図６に示すレーン数調整サブルーチンＳＲ３２が実行される。レーン数調整サブルーチンＳＲ３２では、目標レーン数Ｎｃが演算される（Ｓ４０）。演算された目標レーン数Ｎｃは、使用レーン数ＮＬと比較される（Ｓ４２）。
【００５７】
ステップＳ４２の比較の結果、目標レーン数Ｎｃが使用レーン数ＮＬに等しい場合（Ｎｃ＝ＮＬ）、レーン数調整サブルーチンＳＲ３２が終了し、ステップＳ１４が実行される。
【００５８】
一方、ステップＳ４２の比較の結果、目標レーン数Ｎｃが使用レーン数ＮＬよりも大きく、且つ、使用レーン数ＮＬの最大値ＮＬｍａｘよりも小さい場合（ＮＬｍａｘ＞Ｎｃ＞ＮＬ）には、レーン数増サブルーチンＳＲ４４が実行される。また、目標レーン数Ｎｃが使用レーン数ＮＬよりも小さく、且つ、使用レーン数ＮＬの最小値ＮＬｍｉｎよりも大である場合（ＮＬｍｉｎ＜Ｎｃ＜ＮＬ）には、レーン数減サブルーチンＳＲ４６が実行される。
【００５９】
〔レーン数増サブルーチン〕
図７は、レーン数増サブルーチンＳＲ４４を示している。レーン数増サブルーチンＳＲ４４では、必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２が、現在の伝送速度ＮＬ・Ｓ１よりも大きいか否かが判定される（Ｓ５０）。
ステップＳ５０の判定結果がＹｅｓの場合、マスター伝送装置２２Ｍは、スレーブ伝送装置２２Ｓに送信されるべきフレームの一部を所定の量（以下、オーバーフロー量ΔＭｔ）だけ抜き取って、記憶ユニット４２へ転送する動作を開始する（Ｓ５２）。
【００６０】
オーバーフロー量ΔＭｔは、次式：
ΔＭｔ＝Ｍｔ＋Ｘ−ＮＬ・Ｓ１・Ｔ２・・・（３）
にて求められる。
記憶ユニット４２に転送されたフレームは、記憶装置７２に保存される。ただし、記憶装置７２の容量が不足した場合には、転送されたフレームは破棄される。
【００６１】
ステップＳ５２の後、若しくは、ステップＳ５０の判定結果がＮｏの場合、制御フレームＦ４が生成され、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信される（Ｓ５４）。
それから、目標レーン数Ｎｃと起動数ＮＤの差（Ｎｃ−ＮＤ）に対応する数だけ起動数ＮＤが増やされ、停止中の長距離用光トランシーバ３６が起動させられる（Ｓ５６）。つまり、起動数ＮＤの数が目標レーン数Ｎｃに一致させられる。
【００６２】
ステップＳ５６の後、マスター伝送装置２２Ｍは、起動通知フレームＦ２の受信を待ち（Ｓ５８）、起動通知フレームＦ２を受信すると、使用レーン数ＮＬを、目標レーン数Ｎｃと使用レーン数ＮＬの差（Ｎｃ−ＮＬ）に対応する数だけ増やす（Ｓ６０）。
【００６３】
なお、ステップＳ５６での長距離用光トランシーバ３６の起動開始から、ステップＳ６０での使用レーン数ＮＬの変更までの間には、長距離用光トランシーバ３６の起動に必要な時間だけ間隔が設けられる。例えば、長距離用光トランシーバ３６の起動開始から起動終了までに必要な時間が２０００ｍｓである場合、２０００ｍｓ以上の間隔が設けられる。
ステップＳ６０の後、記憶ユニット４２へのフレームの転送が停止され（Ｓ６２）、レーン数増サブルーチンＳＲ４４が終了する。
【００６４】
〔レーン数減サブルーチン〕
図８は、レーン数減サブルーチンＳＲ４６を示している。レーン数減サブルーチンＳＲ４６では、目標レーン数Ｎｃを含む制御フレームＦ４が生成され、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信される（Ｓ７０）。
ステップＳ７０の後、マスター伝送装置２２Ｍは、停止通知フレームＦ３の受信を待ち（Ｓ７２）、停止通知フレームＦ３を受信すると、使用レーン数ＮＬを、使用レーン数ＮＬと目標レーン数Ｎｃの差（ＮＬ−Ｎｃ）とに対応する数だけ減らす（Ｓ７４）。
【００６５】
それから、長距離用光トランシーバ３６の起動数ＮＤと目標レーン数Ｎｃの差（ＮＤ−Ｎｘ）に対応する数だけ起動数ＮＤが減らされ、起動中の長距離用光トランシーバ３６が停止させられる（Ｓ７６）。
〔スレーブ伝送装置の動作〕
以下、図９を参照して、スレーブ伝送装置２２Ｓの動作として、スレーブ伝送装置２２Ｓが実行するプログラム（メインルーチン）の概略的な構成について、マスター伝送装置２２Ｍのメインルーチンと異なる部分を中心に説明する。
【００６６】
スレーブ伝送装置２２Ｓは、必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを間隔Ｔ１で繰り返し取得する（Ｓ８４）。そして、必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを含む交渉フレームＦ１を生成し、マスター伝送装置２２Ｍに向けて送信する（Ｓ８６）。
【００６７】
ステップＳ８８，Ｓ９０，Ｓ９２は、必要トラフィック量Ｍｔ、ストックデータ量Ｍｂ及び定数Ｘに代えて、必要トラフィック量Ｓｔ、ストックデータ量Ｓｂ及び定数Ｙが用いられ、フレームの送信先がマスター伝送装置２２Ｍである以外は、ステップＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２４とそれぞれ同じである。
なお、スレーブ伝送装置２２Ｓにおけるバッファ送信量ΔＳｂは、次式：
ΔＳｂ＝ＮＬ・Ｓ１・Ｔ２−（Ｓｔ＋Ｙ）・・・（４）
にて求められる。
【００６８】
ステップＳ９２の後、制御フレームＦ４を受信したか否かが判定される（Ｓ９４）。ステップＳ９４の判定の結果、制御フレームＦ４を受信していれば、レーン数調整サブルーチンＳＲ９６が実行される。
【００６９】
〔レーン数調整サブルーチン〕
図１０は、スレーブ伝送装置２２Ｓが実行するレーン数調整サブルーチンＳＲ９６を示している。
スレーブ伝送装置２２Ｓは、レーン数調整サブルーチンＳＲ９６が実行されると、制御フレームＦ４に含まれる目標レーン数Ｎｃを取得し、使用レーン数ＮＬと比較する（Ｓ１００）。
【００７０】
ステップＳ１００の比較の結果、目標レーン数Ｎｃが使用レーン数ＮＬよりも大きい場合、レーン数増サブルーチンＳＲ１０２が実行され、目標レーン数Ｎｃが使用レーン数ＮＬよりも小さい場合、レーン数減サブルーチンＳＲ１０４が実行される。
なお、マスター伝送装置２２Ｍは、使用レーン数ＮＬを変更する場合のみ制御フレームＦ４を送信するので、ステップＳ１００の比較結果において、Ｎｃ＝ＮＬとなることはない。
【００７１】
〔レーン数増サブルーチン〕
図１１は、スレーブ伝送装置２２Ｓが実行するレーン数増サブルーチンＳＲ１０２を示している。
ステップＳ１０６，Ｓ１０８は、必要トラフィック量Ｍｔ、ストックデータ量Ｍｂ及び定数Ｘに代えて、必要トラフィック量Ｓｔ、ストックデータ量Ｓｂ及び定数Ｙが用いられている以外は、ステップＳ５０，Ｓ５２とそれぞれ同じである。
なお、スレーブ伝送装置２２Ｓにおけるオーバーフロー量ΔＳｔは、次式：
ΔＳｔ＝Ｓｔ＋Ｙ−ＮＬ・Ｓ１・Ｔ２・・・（５）
にて求められる。
【００７２】
ステップＳ１１０，Ｓ１１４，Ｓ１１６は、ステップＳ５６，Ｓ６０，Ｓ６２とそれぞれ同じである。ステップＳ１１０とステップＳ１１４の間に、起動通知フレームＦ２が生成され、マスター伝送装置２２Ｍに向けて送信される（ステップＳ１１２）。起動通知フレームＦ２は、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓが、ステップＳ６０及びステップＳ１１４を同期してほぼ同時に行うためのトリガーとしての役割を有する。
なお、ステップＳ１１０での長距離用光トランシーバ３６の起動開始から、ステップＳ１１４での使用レーン数ＮＬの変更までの間には、長距離用光トランシーバ３６の起動に必要な時間だけ間隔が設けられる。
【００７３】
〔レーン数減サブルーチン〕
図１２は、スレーブ伝送装置２２Ｓが実行するレーン数減サブルーチンＳＲ１０４を示している。
ステップＳ１２０，Ｓ１２２は、ステップＳ７４，Ｓ７６とそれぞれ同じである。ステップＳ１２０の前に、停止通知フレームＦ３が生成され、マスター伝送装置２２Ｍに向けて転送される。
停止通知フレームＦ３は、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓが、ステップＳ７４及びステップＳ１２０を同期してほぼ同時に行うためのトリガーとしての役割を有する。
【００７４】
上述した一実施形態の光伝送システム２１は、複数のレーンを使用して並列的に光信号を送受信可能であり、高速の伝送速度ＮＬ・Ｓ１を実現可能である。
一方、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、適時更新される目標レーン数Ｎｃに基づいて、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓが、長距離用光トランシーバ３６の起動数ＮＤを調整する。すなわち、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓは、必要最低限の数の長距離用光トランシーバ３６を使用してフレームの送受信を行いながら、不要な長距離用光トランシーバ３６を停止させることで、省電力化を図っている。
【００７５】
そして、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、マスター伝送装置２２Ｍが、必要トラフィック量Ｍｔ，Ｓｔに基づいて目標レーン数Ｎｃを演算しており、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓにおける長距離用トランシーバ３６の起動数ＮＤが過不足無く適切に調整される。
【００７６】
また、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、長距離用トランシーバ３６の起動開始から起動終了までの間、必要伝送速度がＭｔ／Ｔ２，Ｓｔ／Ｔ２が伝送速度ＮＬ・Ｓ１を上回ると、オーバーフロー量ΔＭｔ，ΔＳｔだけ、フレームが記憶ユニット４２に転送される。このため、長距離用トランシーバ３６の起動にある程度の時間がかかっても、オーバーフローによるフレームの破棄が防止される。
【００７７】
更に、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、伝送速度ＮＬ・Ｓ１が必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２，Ｓｔ／Ｔ２を上回ると、記憶ユニット４２に保存されているフレームが、バッファ送信量ΔＭｂ，ΔＳｂだけ、スレーブ伝送装置２２Ｓ又はマスター伝送装置２２Ｍに向けて送信される。このため、記憶ユニット４２に保存されたフレームが速やかに送信され、光伝送システム２１を介したフレームの送受信が円滑に行われる。
【００７８】
また更に、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、マスター伝送装置２２Ｍが、必要トラフィック量Ｍｔ，Ｓｔ及びストックデータ量Ｍｂ，Ｓｂに基づいて目標レーン数Ｎｃを演算しており、記憶装置７２に保存されたフレームが、速やかに送信される。このため、円滑な通信が確保される。
【００７９】
また、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、長距離用トランシーバ３６の起動開始から長距離用トランシーバ３６の起動に必要な時間の経過後に、使用レーン数ＮＬが増やされるので、起動中の長距離用トランシーバ３６に送信すべきデータが渡されることが無く、長距離用トランシーバ３６でのフレームロスが防止される。
【００８０】
本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、上述した一実施形態に変更を加えた形態も含む。
【００８１】
例えば、上述した一実施形態のマスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓは、光合分波器３８を有していたが、複数の通信ケーブルを用いて相互に接続する場合には、光合分波器３８は不要である。
【００８２】
上述した一実施形態のマスター伝送装置２２Ｍは、必要トラフィック量Ｍｔ，Ｍｂ及び定数Ｘ，Ｙに加えて、ストックデータ量Ｍｂ，Ｓｂに基づいて、目標レーン数Ｎｃを演算したけれども、必要トラフィック量Ｍｔ，Ｍｂ及び定数Ｘ，Ｙのみに基づいて、目標レーン数Ｎｃを演算してもよい。
最後に、上述した一実施形態で用いられている装置の具体的な構成や処理手順はいずれも好ましいものであって、これらに限定されることはないのは勿論である。
【符号の説明】
【００８３】
１０ ネットワーク
２１ 光伝送システム
２２Ｍ マスター伝送装置
２２Ｓ スレーブ伝送装置
２４ アクセスポート
２６ インターコネクションポート
２８ 短距離用光トランシーバ
３６ 長距離用光トランシーバ
４７ 必要トラフィック量測定部
５４ 分配部
６２ 目標レーン数演算部
６４ 制御フレーム生成部
６６ 使用レーン数制御部
６８ 光トランシーバ制御部
７０ フレーム挿抜制御部
７２ 記憶装置
７６ 交渉フレーム生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、インターネットの急激な拡大により、通信用のネットワークシステムに導入されるネットワーク装置の数も急増している。多数のネットワーク装置を運用する場合、消費電力が莫大となるため、省電力化が要求されている。
【０００３】
そこで、ＩＥＥＥのＥｎｅｒｇｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（以下、ＥＥＥと称す。なおＥｔｈｅｒｎｅｔは登録商標である。）の作業部会が設立され、ＩＥＥＥ８０２．３ａｚ−２０１０として規格化された（非特許文献１参照）。ＩＥＥＥ８０２．３ａｚ−２０１０で規格化されたＥＥＥ技術によれば、通信状況に応じてポートの使用率が制御され、無駄な電力が抑制される。
【０００４】
ＥＥＥ技術は、所定のイーサネット（登録商標）インタフェースに適用される。具体的には、ＥＥＥ技術は、１０ＧＢＡＳＥ−Ｔ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１０ＧＢＡＳＥ−ＫＸ４、１０ＧＢＡＳＥ−ＫＲ、及び、１０００ＢＡＳＥ−ＫＸの規格に準拠したイーサネット（登録商標）インタフェースに適用される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．３ａｚ−２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、４０ＧｂＥや１００ＧｂＥのインタフェースのための省電力化の手法は、非特許文献１では検討されていない。則ち、複数のレーンを用いて並列的に光信号を送受信するインタフェースのための省電力化の手法は、検討されていない。
特に、複数のレーンを用いて、長距離での光信号の中継を行う伝送装置に適用される省電力化の手法は検討されていない。
本発明は上述した事情に基づいてなされ、その目的とするところは、複数のレーンを用いて並列的に光信号を送受信可能であり、省電力化が図られる光伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明の一態様によれば、マスター伝送装置及びスレーブ伝送装置を備える光伝送システムにおいて、前記マスター伝送装置及び前記スレーブ伝送装置の各々は、中継すべきデータを送受信するためのアクセスポートと、複数のレーンのうち１つ以上に、前記データを振り分ける分配部と、前記複数のレーンの各々に配置される複数の光トランシーバと、前記光トランシーバに接続され、前記マスター伝送装置と前記スレーブ伝送装置の接続に用いられるインターコネクションポートと、前記アクセスポートによって受信される所定時間当たりのデータ量である必要トラフィック量を測定する必要トラフィック量測定部と、を有し、前記スレーブ伝送装置は、前記スレーブ伝送装置の前記必要トラフィック量測定部によって測定された前記必要トラフィック量を前記マスター伝送装置に通知する必要トラフィック量通知手段と、前記マスター伝送装置から通知される前記複数のレーンのうち使用するレーンの目標数である目標レーン数に基づいて、前記スレーブ伝送装置の光トランシーバを個別に起動又は停止させるスレーブ側光トランシーバ制御部と、を有し、前記マスター伝送装置は、前記マスター伝送装置の前記必要トラフィック量測定部によって測定された前記必要トラフィック量、及び、前記スレーブ伝送装置から通知された前記必要トラフィック量に基づいて、前記目標レーン数を演算する目標レーン数演算部と、前記目標レーン数演算部によって演算された前記目標レーン数を前記スレーブ伝送装置に通知する目標レーン数通知手段と、前記目標レーン数演算部によって演算された前記目標レーン数に基づいて、前記マスター伝送装置の前記光トランシーバを個別に起動又は停止させるマスター側光トランシーバ制御部と、を有する、光伝送システムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、複数のレーンを用いて並列的に光信号を送受信可能であり、省電力化が図られる光伝送システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係るネットワークシステムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１のネットワークシステムに適用されたマスター伝送装置の概略的に示すブロック図である。
【図３】図１のネットワークシステムに適用されたマスター伝送装置とスレーブ伝送装置との間で送受信される（ａ）交渉フレーム、（ｂ）起動通知フレーム（停止通知フレーム）及び（ｃ）制御フレームのフォーマットを概略的に示す図である。
【図４】図１のネットワークシステムに適用されたスレーブ伝送装置の概略的に示すブロック図である。
【図５】図２のマスター伝送装置が実行するメインルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図６】図５のメインルーチン中のレーン数調整サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図７】図６のレーン数調整サブルーチン中のレーン数増サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図８】図６のレーン数調整サブルーチン中のレーン数減サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図９】図４のスレーブ伝送装置が実行するメインルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図１０】図９のメインルーチン中のレーン数調整サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図１１】図１０のレーン数調整サブルーチン中のレーン数増サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【図１２】図１０のレーン数調整サブルーチン中のレーン数減サブルーチンを概略的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係るネットワークシステム１０を示している。ネットワークシステム１０は、例えばユーザによって設置されるＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）１２を含んでおり、ＬＡＮ１２は、端末１４、及び、端末１４に接続されたユーザスイッチ１６を含んでいる。
【００１１】
また、ネットワークシステム１０は、例えば通信事業者によって設置される広域ネットワーク１８を含んでおり、広域ネットワーク１８は、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ
Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルにてレイヤ２レベルで、ＬＡＮ１２間を接続している。
【００１２】
広域ネットワーク１８は、ユーザスイッチ１６に接続される収容スイッチ２０、並びに、収容スイッチ２０間に配置される光伝送システム２１を含む。
収容スイッチ２０及びユーザスイッチ１６は、それぞれスイッチングハブからなり、収容スイッチ２０に接続されるユーザスイッチ１６の数等は、図示した数に限定されることはない。
【００１３】
光伝送システム２１は、１対の伝送装置、即ちマスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓを含む。
マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓの各々は、通信ケーブルを介して収容スイッチ２０に接続されるアクセスポート２４、及び、通信ケーブルを介して相互に接続されるインターコネクションポート２６を有する。アクセスポート２４は、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓが中継すべきデータを送受信するためのポートである。インターコネクションポート２６は、マスター伝送装置２２Ｍとスレーブ伝送装置２２Ｓの接続に用いられる。インターコネクションポート２６間を接続する通信ケーブルは、光ファイバーからなる。
【００１４】
〔マスター伝送装置〕
以下、マスター伝送装置２２Ｍの構成について説明する。図２は、マスター伝送装置２２Ｍの物理的及び機能的な構成を概略的に示すブロック図である。
マスター伝送装置２２Ｍは、短距離用光トランシーバ２８、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ（物理層大規模集積回路）３０、ＭＡＣ−ＬＳＩ（媒体アクセス制御大規模集積回路）３２、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４、長距離用光トランシーバ３６、光合分波器３８、制御装置４０、及び、記憶ユニット４２を有する。
【００１５】
〔短距離用光トランシーバ〕
アクセスポート２４は、短距離用光トランシーバ２８に一体に設けられている。短距離用光トランシーバ２８は、例えば、４０ＧＢＡＳＥ−ＳＲ４の規格に準拠している。短距離用光トランシーバ２８は、アクセスポート２４によって受信された光信号を電気信号に変換し、電気信号を短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０に渡す。また、短距離用光トランシーバ２８は、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０から受け取った電気信号を光信号に変換し、光信号をアクセスポート２４から送信する。
【００１６】
〔短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ〕
短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０は、短距離用光トランシーバ２８から受け取った電気信号の送信符号に復号化処理等の処理を施し、送信符号をフレームに変換する。また、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０は、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２から受け取った電気信号のフレームに符号化処理等の処理を施し、フレームを送信符号に変換する。
【００１７】
なお、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０は、受信バッファ４６及び必要トラフィック量測定部４８を有し、受信バッファ４６は、短距離用光トランシーバ２８から受け取った電気信号の送信符号を一時的に保存する。
必要トラフィック量測定部４８は、受信バッファ４６に保存されている送信符号の量に基づいて必要トラフィック量Ｍｔを定期的に測定し、制御装置４０に通知する。必要トラフィック量測定部４８が必要トラフィック量Ｍｔを測定及び通知する間隔Ｔ１は、例えば１秒である。
【００１８】
なお、必要トラフィック量Ｍｔは、所定時間Ｔ２当たりに、マスター伝送装置２２Ｍのアクセスポート２４によって受信される送信符号の量であり、本実施形態では時間Ｔ２は１秒である。以下では、必要トラフィック量Ｍｔを時間Ｔ２で除した値を、必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２ともいう。
【００１９】
〔ＭＡＣ−ＬＳＩ〕
ＭＡＣ−ＬＳＩ３２は、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０から受け取ったフレームを長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４に渡すとともに、逆に、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４から受け取ったフレームを短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０に渡す機能を有する。
【００２０】
また、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２は、フレーム判定部５０及びフレーム挿抜部５２を有する。
フレーム判定部５０は、スレーブ伝送装置２２Ｓから送信されてきた交渉フレームＦ１、起動通知フレームＦ２、及び、停止通知フレームＦ３をそれぞれ特定し、制御装置４０に渡す機能を有する。
【００２１】
図３（ａ）は、交渉フレームＦ１のフォーマットを示している。スレーブ伝送装置２２Ｓは、定期的に交渉フレームＦ１を送信する。スレーブ伝送装置２２Ｓが交渉フレームＦ１を送信する間隔Ｔ３は、マスター伝送装置２２Ｍが交渉フレームＦ１を受信する間隔でもあり、例えば１秒である。
【００２２】
交渉フレームＦ１には、宛先ＭＡＣアドレスとして、マスター伝送装置２２ＭのＭＡＣアドレスが格納され、送信元ＭＡＣアドレスとして、スレーブ伝送装置２２ＳのＭＡＣアドレスが格納され、そして、タイプとして、交渉フレームＦ１を表す値が格納される。また、交渉フレームＦ１には、必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂが格納され、更に、サポートレーン数が格納されていてもよい。
【００２３】
図３（ｂ）は、起動通知フレームＦ２及び停止通知フレームＦ３のフォーマットを示している。起動通知フレームＦ２及び停止通知フレームＦ３には、宛先ＭＡＣアドレスとして、マスター伝送装置２２ＭのＭＡＣアドレスが格納され、送信元ＭＡＣアドレスとして、スレーブ伝送装置２２ＳのＭＡＣアドレスが格納され、そして、タイプとして、起動通知フレームＦ２及び停止通知フレームＦ３を表す値がそれぞれ格納される。
【００２４】
再び図２を参照すると、フレーム挿抜部５２は、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０から受け取ったフレームを、所定の場合に記憶ユニット４２に渡す機能を有する。また、フレーム挿抜部５２は、記憶ユニット４２に保存されているフレームを、所定の場合に長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４に渡す機能を有する。
【００２５】
〔長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ〕
長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４は、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａ ４０／１００ＧｂＥの規格に準拠しており、本実施形態では４０Ｇｂｐｓの通信速度に対応している。
具体的に、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４は分配部５４を有し、分配部５４は、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２から受け取ったフレームに符号化処理及びスクランブル化処理を施し、複数のブロックからなるブロック列にフレームを変換する。
そして、分配部５４は、ブロック列を１列乃至４列のレーンにブロック単位で巡回的に振り分ける分配処理を行い、各レーンを通じて、長距離用光トランシーバ３６にブロックを渡す。
【００２６】
また、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４は、長距離用光トランシーバ３６から、１列乃至４列のレーンを通じてブロックを受け取った場合、スキュー調整処理を施してから、ブロックを整列させてブロック列を再現する整列処理を行う。それから、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４は、デスクランブル化処理及び復号化処理を施し、ブロック列をフレームに変換し、フレームをＭＡＣ−ＬＳＩ３２に渡す。
【００２７】
ここで、分配部５４は、制御装置４０からの命令に基づいて、ブロックを振り分けるべきレーンの数（以下、使用レーン数ＮＬともいう）を調整する機能を有する。つまり、使用レーン数ＮＬは可変である。マスター伝送装置２２Ｍでは、ブロックのための物理的なレーンとして、４つのレーンが設けられているが、使用レーン数ＮＬに合わせて、実際に使用されるレーンの数が変更される。
なお、レーンには、送信側のレーン及び受信側のレーンがあるが、使用されるレーンの数が変更されると、送信側及び受信側のレーンの両方の数が変更される。
【００２８】
使用レーン数ＮＬが１つの場合、マスター伝送装置２２Ｍからスレーブ伝送装置２２Ｓに向けた通信速度は１０Ｇｂｐｓであり、使用レーン数ＮＬが１つ増える毎に、通信速度が１０Ｇｂｐｓずつ増えていく。つまり、１つのレーン当たりの通信速度Ｓ１は１０Ｇｂｐｓである。
なお、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４は、１００Ｇｂｐｓの通信速度に対応していてもよく、この場合には、最大で４列又は１０列の物理的なレーンが使用される。つまり、物理的なレーンの数や、使用レーン数ＮＬの上限は、４列に限定されることはない。
【００２９】
〔長距離用光トランシーバ〕
マスター装置２２Ｍは、４つの長距離用光トランシーバ３６を有し、１つの物理的なレーンに１つの長距離用光トランシーバ３６が配置されている。長距離用光トランシーバ３６の各々は、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａ ４０／１００ＧｂＥの規格に準拠しており、本実施形態では１０Ｇｂｐｓの通信速度Ｓ１に対応している。
【００３０】
具体的には、長距離用光トランシーバ３６は、Ｅ／Ｏ（電気光変換）部５６及びＯ／Ｅ（光電気変換部）５８を有する。Ｅ／Ｏ部５６は発光素子を含んでおり、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４からレーンを通じて受け取ったブロックの電気信号を光信号に変換し、光信号を光合分波器３８に向けて送信する。Ｏ／Ｅ部５８は受光素子を含んでおり、光合分波器３８から受信した光信号を電気信号に変換し、レーンを通じて長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４に渡す。
なお本発明においては、フレーム、送信符号、ブロック列、及び、ブロックを区別せずに単にデータともいう。
【００３１】
長距離用光トランシーバ３６が送信する光信号の波長は、長距離用光トランシーバ３６間で異なっており、マスター伝送装置２２Ｍとスレーブ伝送装置２２Ｓの間でも異なっている。
また、長距離用光トランシーバ３６は電源制御部６０を含み、電源制御部６０は、制御装置４０からの命令に基づいて、Ｅ／Ｏ部５６及びＯ／Ｅ部５８への電力の供給をオン・オフする。つまり、電源制御部６０は、Ｅ／Ｏ部５６及びＯ／Ｅ部５８の起動及び停止を制御しており、換言すれば、長距離用光トランシーバ３６の起動及び停止を個別に制御している。
【００３２】
〔光合分波器〕
光合分波器３８は、Ｅ／Ｏ部５６から受信した光信号を多重化する。多重化された光信号は、インターコネクションポート２６から、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信される。また、光合分波器３８は、インターコネクションポート２６によって受信された、多重化された光信号を分波する。分波された光信号はＯ／Ｅ部５８に渡される。
インターコネクションポート２６は、光合分波器３８を介して、長距離用光トランシーバ３６と接続される。
【００３３】
〔制御装置〕
制御装置４０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）によって構成される。制御装置４０は、機能でみたときに、目標レーン数演算部６２、制御フレーム生成部６４、使用レーン数制御部６６、光トランシーバ制御部６８、フレーム挿抜制御部７０を有する。
【００３４】
〔目標レーン数演算部〕
目標レーン数演算部６２は、使用するレーンの目標数（以下、目標レーン数Ｎｃという）を所定の演算式に基づいて、定期的に演算する。目標レーン数演算部６２が目標レーン数Ｎｃを演算する間隔Ｔ４は、例えば３秒である。
【００３５】
〔目標レーン数演算式〕
具体的には、次式：
Ｎｃ＝ＲＯＵＮＤＵＰ(ＭＡＸ(Ｍｔ＋Ｘ＋Ｍｂ，Ｓｔ＋Ｙ＋Ｓｂ)/Ｔ２/Ｓ１）・・・（１）
に基づいて、目標レーン数Ｎｃが演算される。
ただし、目標レーン数Ｎｃは、使用レーン数ＮＬの最小値ＮＬｍｉｎ以上最大値ＮＬｍａｘ以下の範囲に制限される。つまり、式（１）で演算された値が最小値ＮＬｍｉｎ未満である場合（Ｎｃ＜ＮＬｍｉｎ）、目標レーン数Ｎｃとして最小値ＮＬｍｉｎが用いられ（Ｎｃ＝ＮＬｍｉｎ）、式（１）で演算された値が最大値ＮＬｍａｘ超である場合（Ｎｃ＞ＮＬｍａｘ）、目標レーン数Ｎｃとして最大値ＮＬｍａｘが用いられる（Ｎｃ＝ＮＬｍａｘ）。本実施形態では、最小値ＮＬｍｉｎは１であり、最大値ＮＬｍａｘは４である。
【００３６】
なお式（１）中、ＲＯＵＮＤＵＰ（）は、括弧内の数字を小数点第１位で切り上げて整数にする関数である。ＭＡＸ（）は、括弧内の２つの数値（Ｍｔ＋Ｘ＋Ｍｂ），（Ｓｔ＋Ｙ＋Ｓｂ）のうち、大きい方を選択する関数である。
そして、Ｍｔはマスター伝送装置２２Ｍの必要トラフィック量であり、Ｍｂはマスター伝送装置２２Ｍの記憶ユニット４２に保存されているフレームの量（以下、ストックデータ量ともいう）である。Ｘは適当な定数であり、０であってもよい。
【００３７】
制御装置４０は、所定の間隔Ｔ１で、必要トラフィック量測定部４８及び記憶装置制御部７４から、必要トラフィック量Ｍｔ及びストックデータ量Ｍｂをそれぞれ取得しており、目標レーン数演算部６２は、最新の必要トラフィック量Ｍｔ及びストックデータ量Ｍｂを用いて、目標レーン数Ｎｃを演算する。
【００３８】
また、Ｓｔはスレーブ伝送装置２２Ｓの必要トラフィック量であり、Ｓｂはスレーブ伝送装置２２Ｓのストックデータ量である。Ｙは適当な定数であり、０であってもよい。制御装置４０は、交渉フレームＦ１を受信することによって、例えば１秒の間隔Ｔ３で、必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを繰り返し取得している。目標レーン数演算部６２は、最新の必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを用いて、目標レーン数Ｎｃを演算する。
更に、Ｓ１は、１つのレーン当たりの伝送速度であり、例えば１０Ｇｂｐｓである。
【００３９】
〔制御フレーム生成部〕
制御フレーム生成部６４は、演算された目標レーン数Ｎｃを含む制御フレームＦ４を所定の場合に生成し、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２及び長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４等を通じて、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信する。
具体的には、演算された目標レーン数Ｎｃと使用レーン数ＮＬとの比較結果に基づいて使用レーン数ＮＬが変更される場合に、制御フレーム生成部６４は、制御フレームＦ４を生成して送信する。
【００４０】
図３（ｃ）は、制御フレームＦ４のフォーマットを示している。制御フレームＦ４には、宛先ＭＡＣアドレスとして、スレーブ伝送装置２２ＳのＭＡＣアドレスが格納され、送信元ＭＡＣアドレスとして、マスター伝送装置２２ＭのＭＡＣアドレスが格納され、そして、タイプとして、制御フレームＦ４を表す値が格納される。また、制御フレームＦ４には、目標レーン数Ｎｃが格納される。
【００４１】
〔使用レーン数制御部〕
再び図２を参照すると、使用レーン数制御部６６は、使用レーン数ＮＬが、演算された目標レーン数Ｎｃに一致するように、分配部５４を操作する。
【００４２】
〔光トランシーバ制御部〕
光トランシーバ制御部６８は、目標レーン数Ｎｃに起動状態の長距離用光トランシーバ３６の数（以下、起動数ＮＤともいう）が一致するように、電源制御部６０を操作して長距離用光トランシーバ３６を個別に起動又は停止させる。
【００４３】
〔フレーム挿抜制御部〕
フレーム挿抜制御部７０は、短距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３０から長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４に向けて、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２を通過しようとするフレームの流れから、所定の場合にフレームの一部を抜き出し、記憶ユニット４２に記憶させる。
具体的には、フレーム挿抜制御部７０は、使用レーン数ＮＬに基づいて規定される伝送速度ＮＬ・Ｓ１が、必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２を下回っている場合に、下回っている量に対応する量にて、記憶ユニット４２にフレームを保存させる。
【００４４】
また、フレーム挿抜制御部７０は、記憶ユニット４２に保存されているフレームを、所定の場合にＭＡＣ−ＬＳＩ３２に向けて送信させ、長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４に向けてＭＡＣ−ＬＳＩ３２を通過するフレームの流れに挿入する。
具体的には、フレーム挿抜制御部７０は、使用レーン数ＮＬに基づいて規定される伝送速度ＮＬ・Ｓ１が、必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２を上回っている場合に、上回っている量に対応する量にて、記憶ユニット４２に保存されているフレームを、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信する。
【００４５】
〔記憶ユニット〕
記憶ユニット４２は、記憶装置７２及び記憶装置制御部７４を有する。記憶装置７２は、フレームを一時的に保存するためのものであり、記憶装置制御部７４は、記憶装置７２とＭＡＣ−ＬＳＩ３２の間でのフレームの送受信を、フレーム挿抜制御部７０からの命令に従って制御する。
【００４６】
〔スレーブ伝送装置〕
以下、スレーブ伝送装置２２Ｓの構成について説明する。なお、スレーブ伝送装置２２Ｓの構成のうち、マスター伝送装置２２Ｍと同一又は類似の構成については、同一の名称又は符号を付して説明を簡略化若しくは省略する。
図４は、スレーブ伝送装置２２Ｓの物理的及び機能的な構成を概略的に示すブロック図である。スレーブ伝送装置２２Ｓの制御装置４０は、交渉フレーム生成部７６、及び、起動・停止通知フレーム生成部７８を有する。
【００４７】
〔交渉フレーム生成部〕
交渉フレーム生成部７６は、定期的に交渉フレームＦ１を生成し、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２及び長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４等を通じて、マスター伝送装置２２Ｍに向けて送信する。
交渉フレーム生成部７６は、交渉フレームＦ１の生成直前に、必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを必要トラフィック量測定部４８及び記憶装置制御部７４からそれぞれ定期的に取得し、取得した最新の必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを交渉フレームＦ１に格納する。
なお、必要トラフィック量Ｓｔは、所定の時間Ｔ２当たりに送信すべき送信符号の量であり、ストックデータ量Ｓｂは、記憶ユニットに保存されているデータの量である。
【００４８】
〔起動・停止通知フレーム生成部〕
起動・停止通知フレーム生成部７８は、所定の場合に起動通知フレームＦ２又は停止通知フレームＦ３を生成し、ＭＡＣ−ＬＳＩ３２及び長距離用ＰＨＹ−ＬＳＩ３４等を通じて、マスター伝送装置２２Ｍに向けて送信する。
【００４９】
〔マスター伝送装置の動作〕
以下、図５を参照して、マスター伝送装置２２Ｍの動作として、マスター伝送装置２２Ｍが実行するプログラム（メインルーチン）の概略的な構成について説明する。
【００５０】
メインルーチンは、例えば、マスター伝送装置２２Ｍの起動とともに実行される。メインルーチンでは、まず、初期設定が行われる（Ｓ１０）。具体的には、全ての長距離用光トランシーバ３６を起動させるために、起動数ＮＤが、最大値ＮＤｍａｘである４に設定される。また、使用レーン数ＮＬが、最大値ＮＬｍａｘである４に設定されるとともに、繰り返し回数ｎが１に設定される。
【００５１】
初期設定Ｓ１０の後、マスター伝送装置２２Ｍは、フレームの中継を開始し（Ｓ１２）、この後、交渉フレームＦ１を受信したか否かを判定する（Ｓ１４）。本実施形態では、マスター伝送装置２２Ｍは１秒の間隔Ｔ３で交渉フレームＦ１を受信するため、１秒間隔でステップＳ１４の判定結果がＹｅｓになる。
【００５２】
マスター伝送装置２２Ｍは、交渉フレームＦ１を受信すると、交渉フレームＦ１に含まれる必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを取得する（Ｓ１６）。また、マスター伝送装置２２Ｍは、必要トラフィック量測定部４８及び記憶装置制御部７４から、最新の必要トラフィック量Ｍｔ及びストックデータ量Ｍｂをそれぞれ取得する（Ｓ１８）。
【００５３】
ステップＳ１８の後、マスター伝送装置２２Ｍは、記憶ユニット４２にフレームが保存されているか否か、即ち、ストックデータ量Ｍｂが０よりも大であるか否かを判定する（Ｓ２０）。
ステップＳ２０の判定結果がＹｅｓの場合、マスター伝送装置２２Ｍは、使用レーン数ＮＬによって規定される伝送速度ＮＬ・Ｓ１が、必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２を上回っているか否かを判定する（Ｓ２２）。ステップＳ２２の判定結果がＹｅｓの場合、マスター伝送装置２２Ｍは、記憶ユニット４２に保存されているフレームを、所定の量（以下、バッファ送信量ΔＭｂともいう）だけ、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信する（Ｓ２４）。
【００５４】
具体的には、バッファ送信量ΔＭｂは、次式：
ΔＭｂ＝ＮＬ・Ｓ１・Ｔ２−（Ｍｔ＋Ｘ）・・・（２）
にて求められる。
なお、定数Ｘの大きさによっては、バッファ送信量ΔＭｂが負の値になることがあるが、その場合には、記憶ユニット４２に保存されているフレームは送信されない。
【００５５】
ステップＳ２４の後、繰り返し回数ｎが３であるか否かが判定される（Ｓ２６）。また、ステップＳ２０若しくはステップＳ２２の判定結果がＮｏの場合にも、ステップＳ２６が実行される。
ステップＳ２６の判定結果がＮｏの場合、マスター伝送装置２２Ｍは繰り返し回数ｎを１つ増やし（Ｓ２８）、再びステップＳ１４を実行する。
【００５６】
〔レーン数調整サブルーチン〕
一方、ステップＳ２６の判定結果がＹｅｓの場合、繰り返し回数ｎを１に戻した後（Ｓ３０）、図６に示すレーン数調整サブルーチンＳＲ３２が実行される。レーン数調整サブルーチンＳＲ３２では、目標レーン数Ｎｃが演算される（Ｓ４０）。演算された目標レーン数Ｎｃは、使用レーン数ＮＬと比較される（Ｓ４２）。
【００５７】
ステップＳ４２の比較の結果、目標レーン数Ｎｃが使用レーン数ＮＬに等しい場合（Ｎｃ＝ＮＬ）、レーン数調整サブルーチンＳＲ３２が終了し、ステップＳ１４が実行される。
【００５８】
一方、ステップＳ４２の比較の結果、目標レーン数Ｎｃが使用レーン数ＮＬよりも大きく、且つ、使用レーン数ＮＬの最大値ＮＬｍａｘよりも小さい場合（ＮＬｍａｘ＞Ｎｃ＞ＮＬ）には、レーン数増サブルーチンＳＲ４４が実行される。また、目標レーン数Ｎｃが使用レーン数ＮＬよりも小さく、且つ、使用レーン数ＮＬの最小値ＮＬｍｉｎよりも大である場合（ＮＬｍｉｎ＜Ｎｃ＜ＮＬ）には、レーン数減サブルーチンＳＲ４６が実行される。
【００５９】
〔レーン数増サブルーチン〕
図７は、レーン数増サブルーチンＳＲ４４を示している。レーン数増サブルーチンＳＲ４４では、必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２が、現在の伝送速度ＮＬ・Ｓ１よりも大きいか否かが判定される（Ｓ５０）。
ステップＳ５０の判定結果がＹｅｓの場合、マスター伝送装置２２Ｍは、スレーブ伝送装置２２Ｓに送信されるべきフレームの一部を所定の量（以下、オーバーフロー量ΔＭｔ）だけ抜き取って、記憶ユニット４２へ転送する動作を開始する（Ｓ５２）。
【００６０】
オーバーフロー量ΔＭｔは、次式：
ΔＭｔ＝Ｍｔ＋Ｘ−ＮＬ・Ｓ１・Ｔ２・・・（３）
にて求められる。
記憶ユニット４２に転送されたフレームは、記憶装置７２に保存される。ただし、記憶装置７２の容量が不足した場合には、転送されたフレームは破棄される。
【００６１】
ステップＳ５２の後、若しくは、ステップＳ５０の判定結果がＮｏの場合、制御フレームＦ４が生成され、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信される（Ｓ５４）。
それから、目標レーン数Ｎｃと起動数ＮＤの差（Ｎｃ−ＮＤ）に対応する数だけ起動数ＮＤが増やされ、停止中の長距離用光トランシーバ３６が起動させられる（Ｓ５６）。つまり、起動数ＮＤの数が目標レーン数Ｎｃに一致させられる。
【００６２】
ステップＳ５６の後、マスター伝送装置２２Ｍは、起動通知フレームＦ２の受信を待ち（Ｓ５８）、起動通知フレームＦ２を受信すると、使用レーン数ＮＬを、目標レーン数Ｎｃと使用レーン数ＮＬの差（Ｎｃ−ＮＬ）に対応する数だけ増やす（Ｓ６０）。
【００６３】
なお、ステップＳ５６での長距離用光トランシーバ３６の起動開始から、ステップＳ６０での使用レーン数ＮＬの変更までの間には、長距離用光トランシーバ３６の起動に必要な時間だけ間隔が設けられる。例えば、長距離用光トランシーバ３６の起動開始から起動終了までに必要な時間が２０００ｍｓである場合、２０００ｍｓ以上の間隔が設けられる。
ステップＳ６０の後、記憶ユニット４２へのフレームの転送が停止され（Ｓ６２）、レーン数増サブルーチンＳＲ４４が終了する。
【００６４】
〔レーン数減サブルーチン〕
図８は、レーン数減サブルーチンＳＲ４６を示している。レーン数減サブルーチンＳＲ４６では、目標レーン数Ｎｃを含む制御フレームＦ４が生成され、スレーブ伝送装置２２Ｓに向けて送信される（Ｓ７０）。
ステップＳ７０の後、マスター伝送装置２２Ｍは、停止通知フレームＦ３の受信を待ち（Ｓ７２）、停止通知フレームＦ３を受信すると、使用レーン数ＮＬを、使用レーン数ＮＬと目標レーン数Ｎｃの差（ＮＬ−Ｎｃ）とに対応する数だけ減らす（Ｓ７４）。
【００６５】
それから、長距離用光トランシーバ３６の起動数ＮＤと目標レーン数Ｎｃの差（ＮＤ−Ｎｘ）に対応する数だけ起動数ＮＤが減らされ、起動中の長距離用光トランシーバ３６が停止させられる（Ｓ７６）。
〔スレーブ伝送装置の動作〕
以下、図９を参照して、スレーブ伝送装置２２Ｓの動作として、スレーブ伝送装置２２Ｓが実行するプログラム（メインルーチン）の概略的な構成について、マスター伝送装置２２Ｍのメインルーチンと異なる部分を中心に説明する。
【００６６】
スレーブ伝送装置２２Ｓは、必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを間隔Ｔ１で繰り返し取得する（Ｓ８４）。そして、必要トラフィック量Ｓｔ及びストックデータ量Ｓｂを含む交渉フレームＦ１を生成し、マスター伝送装置２２Ｍに向けて送信する（Ｓ８６）。
【００６７】
ステップＳ８８，Ｓ９０，Ｓ９２は、必要トラフィック量Ｍｔ、ストックデータ量Ｍｂ及び定数Ｘに代えて、必要トラフィック量Ｓｔ、ストックデータ量Ｓｂ及び定数Ｙが用いられ、フレームの送信先がマスター伝送装置２２Ｍである以外は、ステップＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２４とそれぞれ同じである。
なお、スレーブ伝送装置２２Ｓにおけるバッファ送信量ΔＳｂは、次式：
ΔＳｂ＝ＮＬ・Ｓ１・Ｔ２−（Ｓｔ＋Ｙ）・・・（４）
にて求められる。
【００６８】
ステップＳ９２の後、制御フレームＦ４を受信したか否かが判定される（Ｓ９４）。ステップＳ９４の判定の結果、制御フレームＦ４を受信していれば、レーン数調整サブルーチンＳＲ９６が実行される。
【００６９】
〔レーン数調整サブルーチン〕
図１０は、スレーブ伝送装置２２Ｓが実行するレーン数調整サブルーチンＳＲ９６を示している。
スレーブ伝送装置２２Ｓは、レーン数調整サブルーチンＳＲ９６が実行されると、制御フレームＦ４に含まれる目標レーン数Ｎｃを取得し、使用レーン数ＮＬと比較する（Ｓ１００）。
【００７０】
ステップＳ１００の比較の結果、目標レーン数Ｎｃが使用レーン数ＮＬよりも大きい場合、レーン数増サブルーチンＳＲ１０２が実行され、目標レーン数Ｎｃが使用レーン数ＮＬよりも小さい場合、レーン数減サブルーチンＳＲ１０４が実行される。
なお、マスター伝送装置２２Ｍは、使用レーン数ＮＬを変更する場合のみ制御フレームＦ４を送信するので、ステップＳ１００の比較結果において、Ｎｃ＝ＮＬとなることはない。
【００７１】
〔レーン数増サブルーチン〕
図１１は、スレーブ伝送装置２２Ｓが実行するレーン数増サブルーチンＳＲ１０２を示している。
ステップＳ１０６，Ｓ１０８は、必要トラフィック量Ｍｔ、ストックデータ量Ｍｂ及び定数Ｘに代えて、必要トラフィック量Ｓｔ、ストックデータ量Ｓｂ及び定数Ｙが用いられている以外は、ステップＳ５０，Ｓ５２とそれぞれ同じである。
なお、スレーブ伝送装置２２Ｓにおけるオーバーフロー量ΔＳｔは、次式：
ΔＳｔ＝Ｓｔ＋Ｙ−ＮＬ・Ｓ１・Ｔ２・・・（５）
にて求められる。
【００７２】
ステップＳ１１０，Ｓ１１４，Ｓ１１６は、ステップＳ５６，Ｓ６０，Ｓ６２とそれぞれ同じである。ステップＳ１１０とステップＳ１１４の間に、起動通知フレームＦ２が生成され、マスター伝送装置２２Ｍに向けて送信される（ステップＳ１１２）。起動通知フレームＦ２は、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓが、ステップＳ６０及びステップＳ１１４を同期してほぼ同時に行うためのトリガーとしての役割を有する。
なお、ステップＳ１１０での長距離用光トランシーバ３６の起動開始から、ステップＳ１１４での使用レーン数ＮＬの変更までの間には、長距離用光トランシーバ３６の起動に必要な時間だけ間隔が設けられる。
【００７３】
〔レーン数減サブルーチン〕
図１２は、スレーブ伝送装置２２Ｓが実行するレーン数減サブルーチンＳＲ１０４を示している。
ステップＳ１２０，Ｓ１２２は、ステップＳ７４，Ｓ７６とそれぞれ同じである。ステップＳ１２０の前に、停止通知フレームＦ３が生成され、マスター伝送装置２２Ｍに向けて転送される。
停止通知フレームＦ３は、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓが、ステップＳ７４及びステップＳ１２０を同期してほぼ同時に行うためのトリガーとしての役割を有する。
【００７４】
上述した一実施形態の光伝送システム２１は、複数のレーンを使用して並列的に光信号を送受信可能であり、高速の伝送速度ＮＬ・Ｓ１を実現可能である。
一方、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、適時更新される目標レーン数Ｎｃに基づいて、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓが、長距離用光トランシーバ３６の起動数ＮＤを調整する。すなわち、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓは、必要最低限の数の長距離用光トランシーバ３６を使用してフレームの送受信を行いながら、不要な長距離用光トランシーバ３６を停止させることで、省電力化を図っている。
【００７５】
そして、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、マスター伝送装置２２Ｍが、必要トラフィック量Ｍｔ，Ｓｔに基づいて目標レーン数Ｎｃを演算しており、マスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓにおける長距離用トランシーバ３６の起動数ＮＤが過不足無く適切に調整される。
【００７６】
また、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、長距離用トランシーバ３６の起動開始から起動終了までの間、必要伝送速度がＭｔ／Ｔ２，Ｓｔ／Ｔ２が伝送速度ＮＬ・Ｓ１を上回ると、オーバーフロー量ΔＭｔ，ΔＳｔだけ、フレームが記憶ユニット４２に転送される。このため、長距離用トランシーバ３６の起動にある程度の時間がかかっても、オーバーフローによるフレームの破棄が防止される。
【００７７】
更に、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、伝送速度ＮＬ・Ｓ１が必要伝送速度Ｍｔ／Ｔ２，Ｓｔ／Ｔ２を上回ると、記憶ユニット４２に保存されているフレームが、バッファ送信量ΔＭｂ，ΔＳｂだけ、スレーブ伝送装置２２Ｓ又はマスター伝送装置２２Ｍに向けて送信される。このため、記憶ユニット４２に保存されたフレームが速やかに送信され、光伝送システム２１を介したフレームの送受信が円滑に行われる。
【００７８】
また更に、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、マスター伝送装置２２Ｍが、必要トラフィック量Ｍｔ，Ｓｔ及びストックデータ量Ｍｂ，Ｓｂに基づいて目標レーン数Ｎｃを演算しており、記憶装置７２に保存されたフレームが、速やかに送信される。このため、円滑な通信が確保される。
【００７９】
また、上述した一実施形態の光伝送システム２１においては、長距離用トランシーバ３６の起動開始から長距離用トランシーバ３６の起動に必要な時間の経過後に、使用レーン数ＮＬが増やされるので、起動中の長距離用トランシーバ３６に送信すべきデータが渡されることが無く、長距離用トランシーバ３６でのフレームロスが防止される。
【００８０】
本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、上述した一実施形態に変更を加えた形態も含む。
【００８１】
例えば、上述した一実施形態のマスター伝送装置２２Ｍ及びスレーブ伝送装置２２Ｓは、光合分波器３８を有していたが、複数の通信ケーブルを用いて相互に接続する場合には、光合分波器３８は不要である。
【００８２】
上述した一実施形態のマスター伝送装置２２Ｍは、必要トラフィック量Ｍｔ，Ｍｂ及び定数Ｘ，Ｙに加えて、ストックデータ量Ｍｂ，Ｓｂに基づいて、目標レーン数Ｎｃを演算したけれども、必要トラフィック量Ｍｔ，Ｍｂ及び定数Ｘ，Ｙのみに基づいて、目標レーン数Ｎｃを演算してもよい。
最後に、上述した一実施形態で用いられている装置の具体的な構成や処理手順はいずれも好ましいものであって、これらに限定されることはないのは勿論である。
【符号の説明】
【００８３】
１０ ネットワーク
２１ 光伝送システム
２２Ｍ マスター伝送装置
２２Ｓ スレーブ伝送装置
２４ アクセスポート
２６ インターコネクションポート
２８ 短距離用光トランシーバ
３６ 長距離用光トランシーバ
４７ 必要トラフィック量測定部
５４ 分配部
６２ 目標レーン数演算部
６４ 制御フレーム生成部
６６ 使用レーン数制御部
６８ 光トランシーバ制御部
７０ フレーム挿抜制御部
７２ 記憶装置
７６ 交渉フレーム生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスター伝送装置及びスレーブ伝送装置を備える光伝送システムにおいて、
前記マスター伝送装置及び前記スレーブ伝送装置の各々は、
中継すべきデータを送受信するためのアクセスポートと、
複数のレーンのうち１つ以上に、前記データを振り分ける分配部と、
前記複数のレーンの各々に配置される複数の光トランシーバと、
前記光トランシーバに接続され、前記マスター伝送装置と前記スレーブ伝送装置の接続に用いられるインターコネクションポートと、
前記アクセスポートによって受信される所定時間当たりのデータ量である必要トラフィック量を測定する必要トラフィック量測定部と、
を有し、
前記スレーブ伝送装置は、
前記スレーブ伝送装置の前記必要トラフィック量測定部によって測定された前記必要トラフィック量を前記マスター伝送装置に通知する必要トラフィック量通知手段と、
前記マスター伝送装置から通知される前記複数のレーンのうち使用するレーンの目標数である目標レーン数に基づいて、前記スレーブ伝送装置の光トランシーバを個別に起動又は停止させるスレーブ側光トランシーバ制御部と、
を有し、
前記マスター伝送装置は、
前記マスター伝送装置の前記必要トラフィック量測定部によって測定された前記必要トラフィック量、及び、前記スレーブ伝送装置から通知された前記必要トラフィック量に基づいて、前記目標レーン数を演算する目標レーン数演算部と、
前記目標レーン数演算部によって演算された前記目標レーン数を前記スレーブ伝送装置に通知する目標レーン数通知手段と、
前記目標レーン数演算部によって演算された前記目標レーン数に基づいて、前記マスター伝送装置の前記光トランシーバを個別に起動又は停止させるマスター側光トランシーバ制御部と、
を有する、
光伝送システム。
【請求項２】
前記マスター伝送装置及び前記スレーブ伝送装置の各々は、
記憶装置と、
起動している前記光トランシーバによって実現される伝送速度が、前記必要トラフィック量を前記所定時間で除して得られる必要伝送速度を下回っている場合に、前記アクセスポートによって受信されたデータの一部を前記記憶装置に保存させ、前記伝送速度が前記必要伝送速度を上回っている場合に、前記インターコネクションポートから前記記憶装置に保存されたデータを送信させるフレーム挿抜制御部と、
を更に有する、
請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記目標レーン数演算部は、更に、前記マスター伝送装置及び前記スレーブ伝送装置の記憶装置に保存されているデータの量に基づいて、前記目標レーン数を演算する、
請求項２に記載の光伝送システム。
【請求項４】
使用される前記レーンの数を増やす場合、前記光トランシーバの起動開始から前記光トランシーバの起動に必要な時間の経過後に、使用される前記レーンの数が増やされる、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記マスター伝送装置及び前記スレーブ伝送装置の各々は、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａ ４０／１００ＧｂＥの規格に準拠している、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の光伝送システム。
【請求項１】
マスター伝送装置及びスレーブ伝送装置を備える光伝送システムにおいて、
前記マスター伝送装置及び前記スレーブ伝送装置の各々は、
中継すべきデータを送受信するためのアクセスポートと、
複数のレーンのうち１つ以上に、前記データを振り分ける分配部と、
前記複数のレーンの各々に配置される複数の光トランシーバと、
前記光トランシーバに接続され、前記マスター伝送装置と前記スレーブ伝送装置の接続に用いられるインターコネクションポートと、
前記アクセスポートによって受信される所定時間当たりのデータ量である必要トラフィック量を測定する必要トラフィック量測定部と、
を有し、
前記スレーブ伝送装置は、
前記スレーブ伝送装置の前記必要トラフィック量測定部によって測定された前記必要トラフィック量を前記マスター伝送装置に通知する必要トラフィック量通知手段と、
前記マスター伝送装置から通知される前記複数のレーンのうち使用するレーンの目標数である目標レーン数に基づいて、前記スレーブ伝送装置の光トランシーバを個別に起動又は停止させるスレーブ側光トランシーバ制御部と、
を有し、
前記マスター伝送装置は、
前記マスター伝送装置の前記必要トラフィック量測定部によって測定された前記必要トラフィック量、及び、前記スレーブ伝送装置から通知された前記必要トラフィック量に基づいて、前記目標レーン数を演算する目標レーン数演算部と、
前記目標レーン数演算部によって演算された前記目標レーン数を前記スレーブ伝送装置に通知する目標レーン数通知手段と、
前記目標レーン数演算部によって演算された前記目標レーン数に基づいて、前記マスター伝送装置の前記光トランシーバを個別に起動又は停止させるマスター側光トランシーバ制御部と、
を有する、
光伝送システム。
【請求項２】
前記マスター伝送装置及び前記スレーブ伝送装置の各々は、
記憶装置と、
起動している前記光トランシーバによって実現される伝送速度が、前記必要トラフィック量を前記所定時間で除して得られる必要伝送速度を下回っている場合に、前記アクセスポートによって受信されたデータの一部を前記記憶装置に保存させ、前記伝送速度が前記必要伝送速度を上回っている場合に、前記インターコネクションポートから前記記憶装置に保存されたデータを送信させるフレーム挿抜制御部と、
を更に有する、
請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記目標レーン数演算部は、更に、前記マスター伝送装置及び前記スレーブ伝送装置の記憶装置に保存されているデータの量に基づいて、前記目標レーン数を演算する、
請求項２に記載の光伝送システム。
【請求項４】
使用される前記レーンの数を増やす場合、前記光トランシーバの起動開始から前記光トランシーバの起動に必要な時間の経過後に、使用される前記レーンの数が増やされる、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記マスター伝送装置及び前記スレーブ伝送装置の各々は、ＩＥＥＥ８０２．３ｂａ ４０／１００ＧｂＥの規格に準拠している、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の光伝送システム。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−３８６８３（Ｐ２０１３−３８６８３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７４８１７（Ｐ２０１１−１７４８１７）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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