(57)【要約】      （修正有）【課題】ＡＣＣ（アクティブ銅ケーブル）モジュールを使用することで、通信品質を評価することなく、データセンタ内のサーバやスイッチ間のケーブル接続を行う。【解決手段】ＡＣＣモジュール３０００ａに搭載されたコントローラ（ＣＴＲＬ）１１０は、マイコン等の処理装置で構成され，受信側基板３００２Ｒ全体の動作を制御する。メモリ（ＭＥＭ）１０９は、１または複数の半導体メモリ等で構成され、ＣＴＬＥ  ＩＣ１１８に対する複数の設定を記憶しており，それらの設定はコントローラ１１０により読み出される。更にコントローラ１１０は、通知インターフェース（ＲＩＦ）１１１と制御インターフェース（ＣＩＦ）１１２と接続されており、モジュール制御端子１１３ａ、１１３ｂを介してホスト制御端子１１４ａ、１１４ｂと接続されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端部から第２の端部へ電気信号を送信する第１の導電性ケーブルと、
前記第２の端部から出力される電気信号を処理する第１の損失補償回路と、
前記第１の損失補償回路で補償された電気信号を出力信号として第１の外部装置に出力する第１の出力端子と、
前記第１の出力端子が挿入された前記第１の外部装置のポートに対応するポート情報を、前記第１の外部装置から受信する制御インターフェースと、
前記ポート情報に応じて前記第１の損失補償回路の特性の設定を行なう第１のコントローラと、
を備える通信用ケーブルモジュール。
【請求項２】
前記第１の損失補償回路は、
周波数特性を可変とするための複数のアンプを備える、
請求項１記載の通信用ケーブルモジュール。
【請求項３】
第１のデータテーブルを記憶した第１のメモリを備え、
前記第１のデータテーブルは、前記ポート情報に対応して前記第１の損失補償回路の特性を設定するための第１のデータを格納し、
前記第１のコントローラは、前記第１のデータテーブルを参照して、前記第１のデータを取得し、前記第１の損失補償回路の特性の設定を行なう、
請求項１記載の通信用ケーブルモジュール。
【請求項４】
第１のデータテーブルを記憶した第１のメモリを備え、
前記第１のデータテーブルは、前記ポート情報に対応して前記複数のアンプそれぞれの特性を設定するための第１のデータを格納し、
前記第１のコントローラは、前記第１のデータテーブルを参照して、前記第１のデータを取得し、前記第１の損失補償回路の特性の設定を行なう、
請求項２記載の通信用ケーブルモジュール。
【請求項５】
前記第１の外部装置へ前記第１のコントローラの初期化を通知する通知インターフェースを備え、
前記制御インターフェースは、前記通知に対応して前記第１の外部装置から送信される前記ポート情報を受信する、
請求項１記載の通信用ケーブルモジュール。
【請求項６】
前記ポート情報は、ポート番号、ポート識別記号、あるいはポートに対応した前記複数のアンプそれぞれの特性を設定するためのデータである、
請求項２記載の通信用ケーブルモジュール。
【請求項７】
前記第１の導電性ケーブルと並行して、前記第２の端部と同じ側の第３の端部から、前記第１の端部と同じ側の第４の端部へ電気信号を送信する第２の導電性ケーブルと、
送信する電気信号を処理して前記第３の端部から前記第２の導電性ケーブルに出力する第２の損失補償回路と、
第２のデータテーブルを記憶した第２のメモリを備え、
前記第２のデータテーブルは、前記ポート情報に対応して前記第２の損失補償回路の特性を設定するための第２のデータを格納し、
前記第１のコントローラは、前記第２のデータテーブルを参照して、前記第２のデータを取得し、前記ポート情報に応じて前記第２の損失補償回路の特性の設定を行なう、
請求項１記載の通信用ケーブルモジュール。
【請求項８】
前記第１の導電性ケーブルと並行して、前記第２の端部と同じ側の第３の端部から、前記第１の端部と同じ側の第４の端部へ電気信号を送信する第２の導電性ケーブルと、
前記第４の端部から出力される電気信号を処理する第２の損失補償回路と、
前記第２の損失補償回路で補償された出力信号を第２の外部装置に出力する第２の出力端子と、
前記ポート情報に応じて前記第２の損失補償回路の特性の設定を行なう第２のコントローラと、
前記ポート情報を前記第１のコントローラから前記第２のコントローラへ送信する信号線と、
を備える請求項１記載の通信用ケーブルモジュール。
【請求項９】
前記第２の損失補償回路は、
周波数特性を可変とするための複数のアンプを備え、
第２のデータテーブルを記憶した第２のメモリを備え、
前記第２のデータテーブルは、前記ポート情報に対応して前記複数のアンプそれぞれの特性を設定するための第２のデータを格納し、
前記第２のコントローラは、前記第２のデータテーブルを参照して、前記第２のデータを取得する、
請求項８記載の通信用ケーブルモジュール。
【請求項１０】
第１の端部から第２の端部へ電気信号を送信する第１の導電性ケーブルと、
前記第２の端部から出力される電気信号を処理する第１の損失補償回路と、
前記第１の損失補償回路で補償された電気信号を出力信号として第１の外部装置に出力する第１の出力端子と、
前記第１の出力端子が挿入された前記第１の外部装置のポートに対応するポート情報を、前記第１の外部装置から受信する制御インターフェースと、
前記ポート情報に応じて前記第１の損失補償回路の特性の設定を行なう第１のコントローラと、
を備える通信用ケーブルモジュールを用いた通信方法であって、
前記第１の外部装置はスイッチである、
通信用ケーブルモジュールを用いた通信方法。
【請求項１１】
前記スイッチは、
前記第１の出力端子が挿入された自己のポート番号を前記ポート情報として、前記通信用ケーブルモジュールに送信する、
請求項１０記載の通信用ケーブルモジュールを用いた通信方法。
【請求項１２】
前記第１の損失補償回路は、周波数特性を可変とするための複数のアンプを備え、
前記通信用ケーブルモジュールは、第１のデータテーブルを記憶した第１のメモリを備え、
前記第１のデータテーブルは、前記ポート情報に対応して前記複数のアンプそれぞれの特性を設定するための第１のデータを格納し、
前記第１のコントローラは、前記第１のデータテーブルを参照して、前記第１のデータを取得し、前記第１の損失補償回路の特性の設定を行なう、
請求項１０記載の通信用ケーブルモジュールを用いた通信方法。
【請求項１３】
前記通信用ケーブルモジュールは、
自己の初期化が完了したことを前記スイッチに通知し、
前記スイッチは、
前記初期化の完了通知の受信を契機として、前記ポート情報を前記通信用ケーブルモジュールに送信する、
請求項１０記載の通信用ケーブルモジュールを用いた通信方法。
【請求項１４】
前記通信用ケーブルモジュールは、
前記第１の導電性ケーブルと並行して、前記第２の端部と同じ側の第３の端部から、前記第１の端部と同じ側の第４の端部へ電気信号を送信する第２の導電性ケーブルと、
前記第４の端部から出力される電気信号を処理する第２の損失補償回路と、
前記第２の損失補償回路で補償された出力信号を第２の外部装置に出力する第２の出力端子と、
前記第２の損失補償回路の特性の設定を行なう第２のコントローラと、を備え、
前記スイッチは、
前記第３の端部を介して前記第２の導電性ケーブルに送信する電気信号を処理する送信等化器と、
前記送信等化器の特性の設定を行なうスイッチ内コントローラと、
スイッチ内データテーブルを記憶したスイッチ内メモリを備え、
前記スイッチ内データテーブルは、前記ポート情報に対応して前記送信等化器の特性を設定するための送信等化器用データを格納し、
前記スイッチ内コントローラは、前記スイッチ内データテーブルを参照して、前記送信等化器用データを取得し、前記送信等化器の特性の設定を行なう、
請求項１０記載の通信用ケーブルモジュールを用いた通信方法。
【請求項１５】
前記第２のコントローラは、
前記スイッチ内コントローラが、前記スイッチ内データテーブルを参照して、前記送信等化器用データを取得し、前記送信等化器の特性の設定を行なう場合には、前記ポート情報に係わらず前記第２の損失補償回路の特性をデフォルトに設定する、
請求項１４記載の通信用ケーブルモジュールを用いた通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信用ケーブル、特に導電性のケーブルを用いた通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
データセンタ内で用いられるスイッチとサーバ間の接続には、銅線ケーブルモジュールが用いられる。近年では、銅線ケーブルモジュール内部に伝送損失を補償するＣＴＬＥ ＩＣ（Continuous Time Linear Equalization Integrated Circuit）を内蔵したＡＣＣ（Active Cupper Cable）モジュールが開発され、銅線ケーブルを用いた低コストな長距離接続が可能となっている。
【０００３】
特許文献１には、通信用ケーブルとホスト装置間のインピーダンス不整合を改善する為に、ホスト装置内部に可変抵抗を有しており、通信開始前にホスト装置間でループテストを実施する例が開示されている。これらの装置はループテストにより、通信品質が最も良くなる可変抵抗の最適値を決定する事が述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2003-264597号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
データセンタ内で用いられるスイッチは、サーバラック内、あるいはサーバラック間の接続を行うための装置である。例えば、各サーバラックに一つスイッチが備え付けられており、サーバはスイッチを介して接続される。スイッチは、例えば直方体のスイッチ筐体が、矩形のスイッチ基板（スイッチブレード）を格納して構成されており、スイッチ筐体側面には非常に多くの入出力ポートを有している。ＡＣＣモジュールは、スイッチの入出力ポートを介して、サーバやスイッチ等の装置間の接続を行なうことができる。
【０００６】
図１は、スイッチを介して２つのホスト装置（例えばサーバ）を接続した状況を示すブロック図である。図１において、スイッチ（ＳＷ）１０００を介して、第１のサーバ（Ｓ１）２０００ａと第２のサーバ（Ｓ２）２０００ｂが、第１のＡＣＣモジュール３０００ａと第２のＡＣＣモジュール３０００ｂで接続されている。
【０００７】
ＡＣＣモジュール３０００は、銅線ケーブル３００１の両端に、スイッチやホスト装置との接続のための基板３００２を備えている。ＡＣＣモジュールは通常双方向の信号を伝送可能であり、銅線ケーブル３００１が示す矢印が信号の向きを示している。双方向通信が可能な場合には、基板３００２は機能的には送信側基板３００２Ｔと受信側基板３００２Ｒに分かれている。送信側基板３００２Ｔと受信側基板３００２Ｒは、物理的には一体でよい。ＣＴＬＥ ＩＣは、例えば図中ハッチングで示す基板（図１では受信側基板３００２Ｒ）に搭載されており、伝送中の損失を補償することができる。
【０００８】
図２にスイッチ１０００の内部構成を示す。スイッチ筐体のフロントパネルに多数のポート（フロント・ケーブルポート）２０１があり、スイッチブレード２０４上に実装されたスイッチＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）２０３との間は、基板配線２０５で接続されている。背面にもポート（バック・ケーブルポート）２０２があり、同様にスイッチＡＳＩＣ２０３に接続されている。
【０００９】
通常、ポート２０１，２０２とスイッチＡＳＩＣ２０３間の基板損失を最小にする為に、スイッチＡＳＩＣ２０３はスイッチブレード２０４の内側中央に配置される。しかし、スイッチＡＳＩＣ２０３のサイズはスイッチブレード２０４に対して非常に小さい為、スイッチブレード２０４のパネル端部のポート（例えば２０１ａ）とスイッチＡＳＩＣ２０３間の距離と、パネル中央のポート（例えば２０１ｂ）とスイッチＡＳＩＣ２０３間の距離は異なり、結果として伝送損失に差が生じる。
【００１０】
スイッチＡＳＩＣ２０３の大きさは、例えば数センチ角である。スイッチブレード２０４の大きさは、例えば長辺５０ｃｍ×短辺４０ｃｍ程度である。ホスト装置間を接続するＡＣＣモジュール３０００が内蔵する銅線ケーブル３００１の長さが数ｍ〜１０ｍ程度であり、ポート２０１，２０２とスイッチＡＳＩＣ２０３間の基板配線２０５の長さが数十ｃｍとすれば、ポートとスイッチＡＳＩＣ間の配線距離の差は伝送特性上無視できない。
【００１１】
通信を行う為のホスト装置の許容伝送損失を超えると伝送品質が劣化する為、端部のポートには短い銅線ケーブルしか接続しないという運用制限を設けることが考えられる。しかし、スイッチとホスト装置間は非常に多くのケーブルで接続する必要がある為、そうした制限は作業を煩雑にし、サーバ設置コストを上昇させる。一方、損失補償量を任意に変更可能なＣＴＬＥ ＩＣを搭載したＡＣＣモジュールを用いれば、接続されるポートに応じて伝送損失を調整することで、ポートによらず通信品質が一定となる銅線ケーブルモジュールを提供できる。
【００１２】
伝送損失を調整する場合、特許文献１のように、通信品質を改善させる為のパラメータが可変抵抗のみであれば、最適化は容易である。しかし、等化という観点では、近年のホスト装置にはFeed-Forward Equalizer（ＦＦＥ）、ＣＴＬＥ、Decision Feedback Equalizer（ＤＦＥ）といった回路が実装されており、非常に多くのパラメータを最適化する必要がある。また、仮にＡＣＣモジュールを用いてスイッチに接続されるポートに応じた伝送損失の調整を実現しようとした場合、特許文献１のように通信品質から最適化すると、前述のホスト装置の複数パラメータに加えて、更にＡＣＣモジュールの設定パラメータまで最適化する必要がある。従って、調整アルゴリズムは非常に複雑となり、最悪の場合、最適なパラメータを見つけられず、通信が開始されない事態が起こり得る。また、仮に最適なパラメータが見つかったとしても、従来に比べて非常に長い時間が掛かることが考えられる。最適化の簡素化と時間短縮の為には、ＡＣＣモジュールがポートに挿入されることで、通信品質を評価することなく、損失補償量の最適化が実行される技術が求められる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の好ましい一側面は、第１の端部から第２の端部へ電気信号を送信する第１の導電性ケーブルと、第２の端部から出力される電気信号を処理する第１の損失補償回路と、第１の損失補償回路で補償された電気信号を出力信号として第１の外部装置に出力する第１の出力端子と、第１の出力端子が挿入された第１の外部装置のポートに対応するポート情報を、第１の外部装置から受信する制御インターフェースと、ポート情報に応じて第１の損失補償回路の特性の設定を行なう第１のコントローラと、を備える通信用ケーブルモジュールである。
【００１４】
本発明の好ましい他の一側面は、第１の端部から第２の端部へ電気信号を送信する第１の導電性ケーブルと、第２の端部から出力される電気信号を処理する第１の損失補償回路と、第１の損失補償回路で補償された電気信号を出力信号として第１の外部装置に出力する第１の出力端子と、第１の出力端子が挿入された第１の外部装置のポートに対応するポート情報を、第１の外部装置から受信する制御インターフェースと、ポート情報に応じて第１の損失補償回路の特性の設定を行なう第１のコントローラと、を備える通信用ケーブルモジュールを用いた通信方法であって、第１の外部装置はスイッチである、通信用ケーブルモジュールを用いた通信方法である。
【発明の効果】
【００１５】
ＡＣＣモジュールがポートに挿入されることで、通信品質を評価することなく、損失補償量の最適化が実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】双方向の通信が可能な通信用ケーブルモジュールの構成外略図。
【図２】スイッチの内部構成図。
【図３】実施例１の通信用ケーブルモジュールを示す回路ブロック図。
【図４】通信用ケーブルモジュールに搭載されたＣＴＬＥ ＩＣの調整シーケンスの流れ図。
【図５】テーブルに格納されるデータの一例を示す表図。
【図６】実施例２の通信用ケーブルモジュールを示す回路ブロック図。
【図７】実施例３の通信用ケーブルモジュールを示す回路ブロック図。
【図８】実施例４の通信用ケーブルモジュールを示す回路ブロック図。
【図９】ＡＣＣモジュールの周波数と利得（損失）の関係を示したグラフ図。
【図１０】実施例６の双方向の通信が可能な通信用ケーブルモジュールの構成外略図。
【図１１】実施例７の双方向の通信が可能な通信用ケーブルモジュールの構成外略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
【００１８】
以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。
【００１９】
同一あるいは同様な機能を有する要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、複数の要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。
【００２０】
本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。
【００２１】
図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
【００２２】
本明細書で引用した刊行物、特許および特許出願は、そのまま本明細書の説明の一部を構成する。
【００２３】
本明細書において単数形で表される構成要素は、特段文脈で明らかに示されない限り、複数形を含むものとする。
【００２４】
以下で説明する実施例の一例では、導電性ケーブルとしての銅線ケーブルと、損失補償回路としてのＣＴＬＥ ＩＣと、ホスト装置にケーブルモジュールの初期化を知らせる通知インターフェースと、制御インターフェースと、ＣＴＬＥ ＩＣを制御するコントローラと設定を記憶するメモリとを備える通信用ケーブルモジュールが説明されている。ＣＴＬＥ ＩＣは、周波数特性が可変であるＣＴＬＥアンプを内蔵している。また、銅線ケーブルと、周波数特性が可変であるＣＴＬＥ ＩＣと設定を記憶するメモリを備える通信用ケーブルモジュールの等化方法が説明されている。メモリには、予めホスト装置の各ケーブルポートに対応した最適な等化設定が保存されている。スイッチにケーブルが挿入されると、ホスト間の通信が開始される前に、制御インターフェースを介してポートに対応したＣＴＬＥ ＩＣの設定が実行される。
【実施例１】
【００２５】
本実施例は、図１に示した双方向通信可能な通信用ケーブルモジュールの構成を前提とする。
＜１．受信側にＣＴＬＥ ＩＣを備える通信用ケーブルモジュールの構成＞
図３は、図１で示した双方向の信号を伝送可能なＡＣＣモジュール３０００ａの構成のうち、第１のサーバ２０００ａからスイッチ１０００に向かう信号経路（第２のサーバ２０００ｂからスイッチ１０００に向かう信号経路も同様の構成である）を抽出したものに相当する。すなわち、本実施例では、第１のサーバ２０００ａに実装された送信ホストＡＳＩＣ１０１から、スイッチ１０００に実装されたスイッチＡＳＩＣ２０３へ、ＡＣＣモジュール３０００ａで電気信号を伝送する例を示している。伝送される信号の伝送速度は、例えば５０Ｇｂｐｓである。
【００２６】
ＡＣＣモジュール３０００は、銅線ケーブル３００１の両端に基板３００２を備えており、図３では第１のサーバ２０００ａ側が送信側基板３００２Ｔ、スイッチ側が受信側基板３００２Ｒとなる。本実施例では、差動信号の伝送を例にしているが、差動信号に限る必要はない。ＡＣＣモジュール３０００の受信側基板３００２Ｒは、周波数特性が可変であるＣＴＬＥアンプ１０５が実装されたＣＴＬＥ ＩＣ１１８を内蔵している。
【００２７】
送信される信号は、送信ホストＡＳＩＣ１０１から、ＡＣＣモジュール３０００ａの送信側基板３００２Ｔに接続された高速信号入力端子１０２ａ，１０２ｂに入力される。送信側基板３００２Ｔでは、送信ホストＡＳＩＣ１０１とＣＴＬＥ ＩＣ１１８の動作電圧を切り分ける為のＤＣカット容量１０３ａ，１０３ｂを介して、信号が銅線ケーブル３００１ａ，３００１ｂに入力される。
【００２８】
銅線ケーブル３００１ａ，３００１ｂは送信ホストＡＳＩＣ１０１とインピーダンス整合が取られており、反射による損失は十分小さい。銅線ケーブル３００１ａ，３００１ｂから出力された差動信号は、ケーブル損失により、高周波成分の振幅が小さくなっている。銅線ケーブル３００１ａ，３００１ｂから出力された差動信号は、その後、受信側基板３００２ＲのＣＴＬＥ ＩＣ１１８に入力される。
【００２９】
ＣＴＬＥ ＩＣ１１８はケーブル損失の逆特性を有する増幅器であり、高周波成分の振幅を増幅することで、差動信号は送信ホストＡＳＩＣ１０１の出力と近い波形となるように波形等化される。本実施例では、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８は、例えば４つの周波数帯域に対してそれぞれ利得を調整できる４つのＣＴＬＥアンプ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ内蔵している。もちろん、ＣＴＬＥアンプ１０５の数は任意であって、４以上でも以下でもよい。
【００３０】
ＣＴＬＥ ＩＣ１１８から出力された差動信号は、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８とスイッチＡＳＩＣ２０３の動作電圧を切り分ける為のＤＣカット容量１０７ａ，１０７ｂを介して、高速信号出力端子１０６ａ，１０６ｂから出力される。差動信号はその後、スイッチの入力端子１００１ａ，１００１ｂを介して、スイッチＡＳＩＣ２０３に入力される。なお、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８のＣＴＬＥアンプ１０５の後段には、必要に応じて、他の可変利得アンプやバッファアンプ等を備えても良い。
【００３１】
以上のようにＡＣＣモジュール３０００は、銅線ケーブル３００１ａ，３００１ｂのケーブル損失をＣＴＬＥ ＩＣ１１８で等化することで、送信ホストＡＳＩＣ１０１とスイッチＡＳＩＣ２０３の間での長距離伝送を実現する。
【００３２】
なお、図１の例では、スイッチ１０００から第１のサーバ２０００ａに向かう信号経路は、図１の送信側基板３００２Ｔと受信側基板３００２Ｒを交換したものに相当する。スイッチ１０００から第２のサーバ２０００ｂに向かう信号経路も同様である。
【００３３】
ところで、先に述べたように、ＡＣＣモジュール３０００が挿入されるスイッチ１０００のポートによって、送信ホストＡＳＩＣ１０１からスイッチＡＳＩＣ２０３までの距離が異なり、その為伝送損失も異なる。本実施例では、接続されるポートに応じてＡＣＣモジュール３０００に搭載されたＣＴＬＥ ＩＣ１１８の調整パラメータを調整することで、ポートによらず通信品質が一定となる銅線ケーブルモジュールの構成とパラメータの調整手法を提案する。ここでポートとは、スイッチ１０００をＡＣＣモジュール３０００で接続するために使用する端子のことであり、ホスト制御端子１１４や銅線ケーブル３００１から出力される信号を受信する入力端子１００１ａ，１００１ｂは、一つのポートに纏められている。ＡＣＣモジュール３０００が双方向の通信が可能な場合は、銅線ケーブル３００１へ出力される信号を送信する端子も同じポートに収容される。
【００３４】
図３において、ＡＣＣモジュール３０００に搭載されたコントローラ（ＣＴＲＬ）１１０は、マイコン等の処理装置で構成され、受信側基板３００２Ｒ全体の動作を制御する。メモリ（ＭＥＭ）１０９は、１または複数の半導体メモリ等で構成され、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８に対する複数の設定を記憶しており、それらの設定はコントローラ１１０により読み出される。更にコントローラ１１０は、通知インターフェース（ＲＩＦ）１１１と制御インターフェース（ＣＩＦ）１１２と接続されており、モジュール制御端子１１３を介してホスト制御端子１１４と接続されている。
【００３５】
コントローラ１１０を含むＡＣＣモジュール３０００は、ＡＣＣモジュール３０００がスイッチ１０００に接続され、所定の電源が供給されると、一連のシーケンスにより初期化されるように構成されている。通知インターフェース１１１からは、ＡＣＣモジュール３０００がスイッチ１０００に挿入された後、コントローラ１１０の初期化を終えたことを知らせる信号が出力される。
【００３６】
最も簡単な例では、ホスト制御端子１１４は電源電圧のレベル（例えば３Ｖ）を出力しており、スイッチ１０００内の電源とホスト制御端子１１４の間には、図示はしないが、１０ｋΩ程度の高抵抗が直列に接続されている。一方、通知インターフェース１１１は、初期化が終わるとモジュール制御端子１１３ａにＧＮＤレベルを出力し、それ以外は開放端とする制御を行う。従って、ＡＣＣモジュール３０００がスイッチ１０００に挿入され、初期化が終わると、ホスト制御端子１１４ａは電源電圧から０Ｖ（ＧＮＤ）にプルダウンされる。スイッチ１０００のスイッチコントローラ１００２は、ホスト制御端子１１４ａの電圧をモニタすることで、特定の受信ポートにＡＣＣモジュール３０００が挿入され、また、ＡＣＣモジュール３０００が制御可能な状態であることを認識する。
【００３７】
受信ポートへのＡＣＣモジュール３０００の接続を認識したスイッチコントローラ１００２は、ホスト制御端子１１４ｂから、ＡＣＣモジュール３０００が挿入された受信ポートに対応する情報を出力する。制御インターフェース１１２は、例えばＩ２Ｃ(商標）インターフェースで構成され、スイッチコントローラ１００２から送信される接続ポートに対応する情報を受信する。接続ポートに対応する情報は、コントローラ１１０に送られ、コントローラ１１０の制御によって、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８に最適な設定が書き込まれる。
【００３８】
なお、図３では、スイッチＡＳＩＣ２０３、スイッチコントローラ１００２は、一つのポートとの接続のみ示しているが、多数有る他のポートとも同様に接続されている。
【００３９】
＜２．通信用ケーブルモジュールの最適設定の処理＞
図４に、ＡＣＣモジュール３０００に搭載されたＣＴＬＥ ＩＣ１１８の調整シーケンスの流れ図を示す。図３も参照しながら動作の詳細を説明する。
ＡＣＣモジュール３０００がスイッチ１０００に挿入されると（Ｓ４０１）、スイッチ１０００からＡＣＣモジュール１１６に電源が印可される。ＡＣＣモジュール１１６では、電源印加のタイミングを契機に、コントローラ１１０の初期化が実行される。初期化が終わると、コントローラ１１０は初期化完了を通知するため、通知インターフェース１１１を介してモジュール制御端子１１３ａにＧＮＤレベルを出力し、初期化完了がスイッチ１０００に通知される（Ｓ４０２）。
【００４０】
スイッチ１０００は初期化完了の信号を受け取ると、当該信号の受信に応答して、ＡＣＣモジュール３０００にそのＡＣＣモジュールが挿入されたポートに対応するポート情報を通知する（Ｓ４０３）。ポート情報は例えばポートが特定できる情報（ポート番号やポート識別記号）である。この例では、ポート情報はポート番号とする。
【００４１】
制御インターフェース１１２を介してポート番号を受信したコントローラ１１０は、内蔵メモリの所定のメモリアドレスにポート番号を書き込む。コントローラ１１０はその後、メモリ１０９に格納されている最適設定のデータテーブルを参照し、受信したポート番号に対応した設定を読み出す（Ｓ４０４）。ここで、最適設定のデータテーブルは、出荷前に予め書き込まれており、ポート番号に対応したＣＴＬＥ ＩＣ１１８の最適設定を格納しているものとする（後に図５で説明する）
読み出した設定は、コントローラ１１０によって、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８のレジスタ（図示せず）に書き込まれる（Ｓ４０５）。この処理によって、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８の等化特性が、使用するポートに適合するものに設定される。
【００４２】
第２のサーバ２０００ｂとスイッチ１０００の間でも、上記と同様の処理が行なわれる。第１のサーバ２０００ａはその後、第２のサーバ２０００ｂとオートネゴシエーションを開始し（Ｓ４０６）、伝送路に対する等化を行い、通信で使用する伝送速度等を決定する。ホスト間でオートネゴシエーションが終了すると、実際のデータ通信が開始される（Ｓ４０７）。
【００４３】
＜３．通信用ケーブルモジュールのテーブル＞
ＡＣＣモジュール３０００のメモリ１０９には、最適設定を迅速に行う為に、例えばスイッチのポート番号とＣＴＬＥ ＩＣ１１８の最適な設定値が記憶されたテーブルが格納されている。設定値は、例えばＣＴＬＥアンプ１０５の利得を制御するための容量値であるが、これに限る必要はなくインダクタンス等他の特性でもよい。
【００４４】
図５に、メモリ１０９に格納されるデータテーブルの一例を示す。図３の例では、ＣＴＬＥアンプ１０５は、１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄの４つあるので、それぞれの利得を制御するための４つのパラメータＣＴＬ１，ＣＴＬ２，ＣＴＬ３，ＣＴＬ４が、一つのポート番号に対応している。図５の例では、Port1の基板損失が一番大きいとしており、Port1のケーブル等化量を一番大きく設定している。
【００４５】
このようなデータテーブル５００の内容は、予めシミュレーションあるいは実験的に求めておき、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory）等に格納し、メモリ１０９の少なくとも一部としてＡＣＣモジュール３０００に実装しておく。なお、ＡＣＣモジュール３０００に空きメモリを実装後に、外部からテーブルを書き込んでも良い。その場合には、テーブルを格納するためのメモリに対する書き込みインターフェースが必要になる。
【００４６】
例えば、図４の処理Ｓ４０３で制御インターフェース１１２を介してコントローラ１１０が受け取ったポート番号が「１」だったとすると、コントローラ１１０はデータテーブル５００のポート番号「１」に対応するパラメータ「１０.４」「２０.８」「４１.７」「８３.３」を読み出して、それぞれのＣＴＬＥアンプ１０５の容量値（ｐＦ）として、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８の設定を行なう。この結果、スイッチ１０００のいずれのポートにＡＣＣモジュール３０００を挿入した場合でも、ＣＴＬＥアンプ１０５の特性が適切に制御されることになる。
【００４７】
図５のデータテーブル５００では、一つのポート番号に対して一組のパラメータを対応付けているが、複数のポート番号をグループとして一組のパラメータを対応付けてもよい。
【００４８】
なお、本実施例のＡＣＣモジュール３０００は、双方向の通信を可能としているが、一方向の通信用ケーブルモジュールとして構成してもよい。この場合には、図３に示した一方向の構成のみで実現が可能である。また、本実施例では、サーバとスイッチをＡＣＣモジュールで接続する例を説明したが、スイッチ同士をＡＣＣモジュールで接続する場合も同様に実施することができる。送信側にＣＴＬＥ ＩＣを備える通信用ケーブルモジュールの制御については、実施例５以降で説明する。
【実施例２】
【００４９】
図６は、図１で示した双方向の信号を伝送可能なＡＣＣモジュール３０００ａの構成のうち、第１のサーバ２０００ａからスイッチ１０００に向かう信号経路を抽出したものに相当する他の構成例である。
【００５０】
実施例１の図３では、メモリ１０９とコントローラ１１０と通知インターフェース１１１と制御インターフェース１１２を別々に構成し、例えばそれぞれを独立のＩＣチップとして基板に搭載した。実施例２の図６では、メモリ１０９と通知インターフェース１１１と制御インターフェース１１２を、１チップのマイクロコンピュータ６０１内に実装した例である。本実施例では、実施例１のコントローラ１１０の役割を、マイクロコンピュータ６０１が実行する。
【００５１】
実施例２の構成は、実装する部品点数が少ないのでコスト低減に寄与することができる。
なお、実施例１の図３では、データテーブル５００を格納するメモリ１０９をコントローラ１１０とは独立させているため、コントローラ（マイクロコンピュータ）１１０の内部メモリに余裕を持たせることができる。一方、実施例２のマイクロコンピュータ６０１のメモリ１０９は、データテーブル５００以外にも、初期化のシーケンスの制御等に用いる情報を記憶する必要があるため、十分な容量が必要である。
【実施例３】
【００５２】
図７は、図１で示した双方向の信号を伝送可能なＡＣＣモジュール３０００ａの構成のうち、第１のサーバ２０００ａからスイッチ１０００に向かう信号経路を抽出したものに相当する他の構成例である。本実施例では、実施例１のコントローラ１１０の役割を、マイクロコンピュータ６０１が実行する。
【００５３】
実施例１〜実施例２では、通知インターフェース１１１、制御インターフェース１１２を別々に構成したが、Ｉ２Ｃ等の双方向通信が可能なインターフェース７１１を用いてこれらを共通化しても良い。
【実施例４】
【００５４】
図８は、図１で示した双方向の信号を伝送可能なＡＣＣモジュール３０００ａの構成のうち、第１のサーバ２０００ａからスイッチ１０００に向かう信号経路を抽出したものに相当する他の構成例である。
【００５５】
実施例１〜実施例３では、データテーブル５００はＡＣＣモジュール３０００のメモリ１０９に格納しており、ＡＣＣモジュール３０００はポート番号やポート識別記号をポート情報として受信し、それらをキーにしてデータテーブル５００を参照していた。他の方式として、スイッチ１０００側に設けたメモリ８００に、データテーブル５００を格納し、ポートに対応した複数のアンプそれぞれの特性を設定するためのデータを、スイッチからＡＣＣモジュールに送るようにしても良い。この場合、図４に示した実施例１のシーケンスにおいて、処理Ｓ４０３のポート情報をポートに対応したＣＴＬＥアンプ１０５のパラメータそのものとすることにより、処理Ｓ４０４の処理を省略することができる。
【００５６】
すなわち、スイッチコントローラ１００２は、使用ポートに応じたＣＴＬＥアンプ１０５のパラメータをデータテーブル５００から読み出し、ホスト制御端子１１４ｂを介してＡＣＣモジュール３０００にパラメータを送信する。ＡＣＣモジュール３０００のコントローラ１１０は、パラメータを内蔵メモリ等に記憶するとともに、ＣＴＬＥアンプ１０５の設定を行なう。
【実施例５】
【００５７】
実施例１〜実施例４では、図１の構成のうち、第１のサーバ２０００ａからスイッチ１０００に向かう信号経路（あるいは、第２のサーバ２０００ｂからスイッチ１０００に向かう信号経路）における、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８の制御について説明した。
【００５８】
次に図１の構成のうち、スイッチ１０００から第１のサーバ２０００ａに向かう信号経路（あるいは、スイッチ１０００から第２のサーバ２０００ｂに向かう信号経路）について説明する。
【００５９】
図１で説明した構成では、受信側基板３００２ＲにＣＴＬＥ ＩＣ１１８が搭載されている。このため、スイッチ１０００から第１のサーバ２０００ａに送信する場合、第１のサーバ２０００ａ側に接続されている受信側基板３００２Ｒでは、モジュール制御端子１１３がスイッチ１０００のホスト制御端子１１４と接続されておらず、スイッチ側からＣＴＬＥ ＩＣ１１８の調整ができない。
【００６０】
しかし、スイッチ１０００が送信側になる場合は、どのポートから信号を出力するかはスイッチコントローラ１００２が検出可能である。このため、ポートに対応する基板損失が幾らになるかもスイッチ自身で導出できる。よって、スイッチ１０００が内蔵する送信等化器をポートに合わせた設定にすることで対応が可能である。
【００６１】
図９は、ＡＣＣモジュール３０００の周波数と利得（損失）の関係を示したグラフである。スイッチ１０００は、内蔵する送信等化器を制御することによって伝送する信号の周波数特性を調整し、ＡＣＣモジュール３０００における伝送周波数特性をコントロールすることができる。
【００６２】
図５の設定例に対応する、ＡＣＣモジュールとスイッチを想定した場合、Port1向けのＡＣＣモジュール周波数特性が７０１、Port2向けのＡＣＣモジュール周波数特性が７０２、Port3向けのＡＣＣモジュール周波数特性が７０３、Port4向けのＡＣＣモジュール周波数特性が７０４、Port5向けのＡＣＣモジュール周波数特性が７０５である。
【００６３】
図５の例では、Port1でスイッチの基板損失が最も大きいため、スイッチ側ではPort1に対しては、ＡＣＣモジュールでの損失が最も小さくなるように送信等化器を設定する。また、Port5でスイッチの基板損失が最も小さいため、スイッチ側ではPort5に対しては、ＡＣＣモジュールでの損失が最も大きくなるように送信等化器を設定する。ＡＣＣモジュール３０００の損失とスイッチ１０００の基板損失の合計が一定になるようにすることで、スイッチのポートによらず信号品質が一定となるようにすることができる。
【００６４】
このためスイッチ１０００は、ポートごとの送信等化器の特性を設定するため、スイッチ内のメモリにデータテーブルを格納しており、ＡＣＣモジュールがポートに挿入されると、スイッチ内のコントローラは当該ポートに対応した設定を、送信等化器に設定する。また、デフォルト値はPort1向けの設定値にしておく。
【００６５】
スイッチ１０００側が受信、サーバ２０００側が送信となった場合は、実施例１で説明したように、ＡＣＣモジュール３０００のＣＴＬＥ ＩＣ１１８がポート情報に基づいて調整されてスイッチ１０００の基板損失を補償する。このとき、スイッチ１０００内の送信等化器は、デフォルトであるＡＣＣモジュールでの損失が最も小さくなる設定で動作する。
【００６６】
一方、スイッチ１０００側が送信、サーバ２０００側が受信となった場合は、ＡＣＣモジュール３０００のＣＴＬＥ ＩＣ１１８はポート情報に基づいて調整されず、最も損失が小さいデフォルトの設定で動作する。そして、スイッチ１０００内の送信等価器がスイッチ１０００の基板損失を補償する。すなわち、スイッチ１０００内のコントローラが、スイッチ内のデータテーブルを参照して、送信等化器用データを取得し、送信等化器の特性の設定を行なう場合には、その信号経路のＡＣＣモジュールではポート情報に係わらずＣＴＬＥ ＩＣ１１８の特性をデフォルトに設定することになる。送信等価器は例えば、スイッチＡＳＩＣ２０３に内蔵されており、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８と同様の原理もしくはＦＦＥにより特性を可変とすることができる。
【００６７】
以上の構成により、スイッチ１０００が送信側の場合も受信側の場合も、ポート間の基板損失のばらつきを一定にすることができる。なお、ＡＣＣモジュール３０００がスイッチ１０００に接続されているかどうかは、モジュール制御端子１１３がスイッチ１０００のホスト制御端子１１４からの信号を受信できるかどうかで検出が可能であることはいうまでもない。
【００６８】
なお、スイッチ同士をＡＣＣモジュールで接続する場合も同様である。スイッチＡとスイッチＢを、図１の構成のＡＣＣモジュール３００１で接続した場合、スイッチＡからスイッチＢへの送信経路では、スイッチＡの基板損失はスイッチＡの送信等化器が補償し、スイッチＢの基板損失はＡＣＣモジュールのＣＴＬＥ ＩＣが補償する。また、スイッチＢからスイッチＡへの送信経路では、スイッチＢの基板損失はスイッチＢの送信等化器が補償し、スイッチＡの基板損失はＡＣＣモジュールのＣＴＬＥ ＩＣが補償する。
【実施例６】
【００６９】
図１０は、スイッチ１０００側から電気信号を送信する場合に、スイッチ側からＣＴＬＥ ＩＣ１１８の調整を行なう他の例を示す図である。
【００７０】
図１の構成では、ＡＣＣモジュール３０００の両端の受信側基板３００２ＲにＣＴＬＥ ＩＣ１１８を登載していたが、図１０の構成では、ＡＣＣモジュール３０００の一端の受信側基板３００２Ｒと送信側基板３００２Ｔ（図中ハッチングを施した部分）にＣＴＬＥ ＩＣ１１８を登載する。
【００７１】
この構成であれば、両方のＣＴＬＥ ＩＣ１１８の調整が、スイッチ１０００から可能となる。このために、ＡＣＣモジュール３０００は、図５に示したようなデータテーブルを、送信用と受信用の２つ備え、送信側のＣＴＬＥ ＩＣ１１８と受信側のＣＴＬＥ ＩＣ１１８を独立に設定する。その他の処理は、図４を踏襲すればよい。
【００７２】
例えば、図１０の送信側基板３００２Ｔには、送信用の損失補償回路と、送信用の損失補償回路の設定のための送信用データテーブルを記憶したメモリを備えている。送信用データテーブルは、ポート情報に対応して送信用の損失補償回路の特性を設定するためのデータを格納している。コントローラ１１０は、送信用データテーブルを参照してデータを取得し、ポート情報に応じて送信用の損失補償回路の特性の設定を行なう。
【００７３】
本実施例では、ケーブルの損失分を増幅しようとすると、送信側のＣＴＬＥ ＩＣ１１８は、大きな振幅を出力しなくてはならず、線形性が必要で消費電力が大きくなる。すなわち、ＡＣＣモジュールで２０ｄＢ損失する場合、送信側のＣＴＬＥ ＩＣ１１８は２０ｄＢ大きな信号を出す必要がある。一方、受信側のＣＴＬＥ ＩＣ１１８は、ケーブル通過後の２０ｄＢ小さい信号を増幅するので、線形性はそれほど必要ない。
【実施例７】
【００７４】
図１１は、スイッチ１０００側から電気信号を送信する場合に、スイッチ側からＣＴＬＥ ＩＣ１１８の調整を行なう他の例を示す図である。
【００７５】
基本的な構成は図１、図３と同じであるが、図１１の構成では、スイッチ１０００に接続された受信側基板３００２ＲＳＷのコントローラ１１０から、スイッチ以外のホスト（第１のサーバ２０００ａあるいは第２のサーバ２０００ｂ）に接続された受信側基板３００２ＲＨのコントローラ１１０にポート情報を送るための、信号線１１００を備えている。この例では、第１のサーバ２０００ａに接続されているＡＣＣモジュール３０００の受信側基板３００２ＲＨは、図４の処理Ｓ４０３の通知を受けられないので、スイッチ１０００に接続されている受信側基板３００２ＲＳＷからポート情報の通知があるまでは待機状態となる。第１のサーバ２０００ａ側の受信側基板３００２ＲＨは、ポート情報を受け取り後、図４のＳ４０４以降の処理を行なうように動作する。
【００７６】
図１１のＡＣＣモジュール３０００の構成は、銅線ケーブル３００１を挟んで対称の構造となっており、両端の基板３００２ＲＨと３００２ＲＳＷが備えるデータテーブル５００も同じ内容である。２系統の銅線ケーブル３００１の特性が同じであれば、ポート情報は同じものを用いても良い。
【００７７】
第１のサーバ２０００ａまたは第２のサーバ２０００ｂに接続された受信側基板３００２ＲＨ上のＣＴＬＥ ＩＣ１１８の設定は、同じ基板上のコントローラ１１０が行なう。本例では、信号線１１００でポート番号を送信することにして、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８の設定データは、サーバ２０００側の受信側基板３００２ＲＨのデータテーブル５００から読み出すことにした。
【００７８】
具体的には、第１のサーバ２０００ａに接続されている受信側基板３００２ＲＨは、基本的にスイッチ１０００に接続されている受信側基板３００２ＲＳＷと同じである。よって受信側基板３００２ＲＨ上のＣＴＬＥ ＩＣ１１８も、周波数特性を可変とするための複数のアンプを備えている。同じく、受信側基板３００２ＲＨ上のメモリ１０９は、ポート情報に対応して複数のアンプそれぞれの特性を設定するためのデータを格納している。受信側基板３００２ＲＨ上のコントローラ１１０は、信号線１１００を介して送信されるポート番号を受信すると、同じ基板上のメモリ１０９を参照して、特性を設定するためのデータを取得し、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８の設定を行なう。他の方法としては、スイッチ１０００側のデータテーブル５００から設定データを読み出し、設定データを信号線１１００で送信しても良い。
【００７９】
信号線１１００の長さは数メートルあることが想定されるが、ポート情報や設定データは、所定のヘッダーとポート番号程度の少ない情報のため、冗長度の大きい方式で送信すれば送信精度に問題はない。
【００８０】
以上詳細に説明した実施例では、通信開始前にＡＣＣモジュールの最適設定が終了している為、ホストは従来の銅線ケーブルと同様のシーケンス及び時間で自動等化を実行可能であり、ケーブルポートによらずホスト間の損失が一定となり、その結果、通信品質が一定となる。
【符号の説明】
【００８１】
スイッチ１０００、サーバ２０００、ＡＣＣモジュール３０００、ＣＴＬＥ ＩＣ１１８、メモリ１０９、コントローラ１１０、スイッチコントローラ１００２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020129781.tif 000009
【図８】
2020129781.tif 000010
【図９】
2020129781.tif 000011
【図１０】
2020129781.tif 000012
【図１１】
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