(57)【要約】【課題】複数のチャネルを含む並列データ信号を伝送する並列伝送システムにおいて、デスキュー回路の回路規模の増大を回避する。【解決手段】送信装置３０１の符号化回路３１１は、送信信号を符号化して並列データ信号を生成し、スイッチ回路３１２を介して光送信回路３１３に転送し、光送信回路３１３は、並列データ信号を光信号に変換して受信装置３０３に送信する。光受信回路３２１は、光信号を電気信号に変換して並列データ信号を生成し、スイッチ回路３２２を介して復号回路３２３に転送し、復号回路３２３は、並列データ信号の復号及びスキュー補正を行う。このとき、スイッチ回路３１２及び３２２は、送信装置３０１内部のスキュー量ＤTn、伝送路３０２のスキュー量ＤLn、及び受信装置３０３内部のスキュー量ＤRnを加算した総スキューが削減されるように、並列データ信号の複数のチャネルを入れ替える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネルを含む並列データ信号を送信装置から受信する受信装置であって、
前記並列データ信号を受信する受信手段と、
前記受信装置内におけるチャネル間の第１のスキューと、前記受信手段により受信される前におけるチャネル間の第２のスキューを検出する検出手段と、
前記第１のスキューと前記第２のスキューを加算した総スキューが削減されるように、前記並列データ信号の複数のチャネルを入れ替えるスイッチ手段と
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記第２のスキューは、前記送信装置内におけるチャネル間の第３のスキューと、前記送信装置と前記受信装置の間におけるチャネル間の第４のスキューとを含み、前記検出手段は、前記第１のスキュー、前記第３のスキュー、及び前記第４のスキューを検出し、前記スイッチ手段は、該第１のスキュー、該第３のスキュー、及び該第４のスキューを加算した総スキューが削減されるように、前記並列データ信号の複数のチャネルを入れ替えることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記受信装置は、前記検出手段を含む第１の回路と、第２の回路とを備え、
前記第２の回路は、
前記受信手段と、
前記複数のチャネルを含む並列信号を前記第１の回路に出力する出力手段とを含み、
前記検出手段は、前記並列信号を用いて、前記第１の回路と前記第２の回路の間におけるチャネル間のスキューを前記第１のスキューとして検出することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記複数のチャネルを含み前記送信装置から送信される並列信号のチャネル間の第３のスキューを検出し、前記送信装置内におけるチャネル間の第４のスキューの情報を該送信装置から受信し、該第３のスキューから該第４のスキューを減算して前記送信装置と前記受信装置の間におけるチャネル間の第５のスキューを求め、前記スイッチ手段は、該第１のスキュー、該第４のスキュー、及び該第５のスキューを加算した総スキューが削減されるように、前記並列データ信号の複数のチャネルを入れ替えることを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
複数のチャネルを含む第１の並列データ信号を受信装置に送信し、該複数のチャネルを含む第２の並列データ信号を送信装置から受信する送受信装置であって、
第１の回路、第２の回路、及びスキュー削減手段を備え、
前記第１の回路は、
前記複数のチャネルを含む第１の並列信号を前記第２の回路に出力する第１の出力手段と、
前記第１の回路から前記第２の回路に向かう方向におけるチャネル間の第１のスキューと、前記第２の回路から前記第１の回路に向かう方向におけるチャネル間の第２のスキューを検出する検出手段とを含み、
前記第２の回路は、
前記第１の並列データ信号を送信する送信手段と、
前記第２の並列データ信号を受信する受信手段と、
前記複数のチャネルを含む第２の並列信号を前記第１の回路に出力する第２の出力手段と、
前記第１の出力手段から出力される前記第１の並列信号を前記第１の回路に出力する折り返し手段とを含み、
前記検出手段は、前記第１の並列信号及び前記第２の並列信号を用いて前記第１のスキュー及び前記第２のスキューを検出し、前記スキュー削減手段は、該第１のスキューを含む前記第１の並列データ信号のスキューと、該第２のスキューを含む前記第２の並列データ信号のスキューの少なくとも一方を削減することを特徴とする送受信装置。
【請求項６】
前記スキュー削減手段は、前記第１の並列データ信号のスキューが削減されるように該第１の並列データ信号の複数のチャネルを入れ替え、前記第２の並列データ信号のスキューが削減されるように該第２の並列データ信号の複数のチャネルを入れ替えることを特徴とする請求項５記載の送受信装置。
【請求項７】
送信装置と受信装置を備え、複数のチャネルを含む並列データ信号を該送信装置から該受信装置に伝送する伝送システムであって、
前記送信装置は、
前記送信装置内におけるチャネル間の第１のスキューと、前記送信装置と前記受信装置の間におけるチャネル間の第２のスキューと、前記受信装置内におけるチャネル間の第３のスキューとを検出する第１の検出手段と、
前記第１のスキュー、前記第２のスキュー、及び前記第３のスキューを加算した総スキューが削減されるように、前記並列データ信号の複数のチャネルを入れ替える第１のスイッチ手段と、
チャネル入れ替え後の並列データ信号を送信する送信手段とを含み、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信される並列データ信号を受信する受信手段と、
前記第１のスキュー、前記第２のスキュー、及び前記第３のスキューを検出する第２の検出手段と、
前記第１のスキュー、前記第２のスキュー、及び前記第３のスキューを加算した総スキューが削減されるように、受信した並列データ信号の複数のチャネルを入れ替える第２のスイッチ手段とを含むことを特徴とする伝送システム。
【請求項８】
前記送信装置は、第１の回路と第２の回路を備え、
前記第１の回路は、
前記第１の検出手段と、
前記複数のチャネルを含む第１の並列信号を前記第２の回路に出力する第１の出力手段とを含み、
前記第２の回路は、
前記送信手段と、
前記複数のチャネルを含む第２の並列信号を前記第１の回路に出力する第２の出力手段と、
前記第１の出力手段から出力される前記第１の並列信号を前記第１の回路に出力する折り返し手段とを含み、
前記第１の検出手段は、前記第１の並列信号及び前記第２の並列信号を用いて、前記第１の回路と前記第２の回路の間におけるチャネル間のスキューを前記第１のスキューとして検出することを特徴とする請求項７記載の伝送システム。
【請求項９】
前記受信装置は、前記第２の検出手段を含む第１の回路と、第２の回路とを備え、
前記第２の回路は、
前記受信手段と、
前記複数のチャネルを含む並列信号を前記第１の回路に出力する出力手段とを含み、
前記第２の検出手段は、前記並列信号を用いて、前記第１の回路と前記第２の回路の間におけるチャネル間のスキューを前記第３のスキューとして検出することを特徴とする請求項７記載の伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のチャネルを含む並列データ信号を受信する受信装置、その並列データ信号を送受信する送受信装置、及び送信装置と受信装置を備える伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光通信システムにおいては、ビットレートを高くすることで伝送容量を増大させる試みが進められている。一方、光通信システムの送信装置、受信装置等の内部のモジュール間や集積回路（ＩＣ）間で信号を伝送する際には、高速シリアル信号ではなく、シリアル信号を並列化した並列信号を用いて、低速伝送や信号処理を行っている。
【０００３】
並列信号の伝送においては、信号の並列数を増やすほど１チャネル当たりの伝送速度が低下するため、デバイスに要求される高速特性を緩和でき、またチャネル間の位相整合がとりやすくなる。その一方で、ＩＣやモジュールのピン数の増加、それに伴うパッケージ等のサイズの増大、伝送線路の実装面積の増大、といった問題が発生する。
【０００４】
現在、ビットレートが４０Ｇｂ／ｓの信号を並列伝送する方式として、ビットレートが１０Ｇｂ／ｓのチャネルを４個用いて伝送を行う方式の標準化が進められており、さらに、１００Ｇｂ／ｓの信号を並列伝送する方式も提案されている。しかし、並列伝送インタフェースの各部でチャネル間の位相整合をとろうとすると、光送受信回路を含むそれぞれの回路の回路規模や消費電力が増大する。
【０００５】
そこで、４０Ｇｂ／ｓ及び１００Ｇｂ／ｓイーサネット（登録商標）のMulti-Lane Distribution （ＭＬＤ）方式では、伝送途中におけるチャネル（レーン）間の位相ずれを許して受信側の回路で一括して位相整合をとる方法が考えられている。
【０００６】
図１は、このような並列伝送システムの構成例を示している。図１の並列伝送システムは、Physical Coding Sublayer/Multi-Lane Distribution（ＰＣＳ／ＭＬＤ）回路１０１、１０４、及びPhysical Medium Attachment/Physical Medium Dependent（ＰＭＡ／ＰＭＤ）回路１０２、１０３を備える。このうち、ＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０１及びＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０２は送信側の回路であり、ＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０３及びＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０４は受信側の回路である。
【０００７】
ＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０１及び１０４は、100G Medium Independent Interface/40G Medium Independent Interface（ＣＧＭＩＩ／ＸＬＧＭＩＩ）によりMedia Access Interface（ＭＡＣ）レイヤ以上の上位レイヤと接続されている。また、ＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０１又は１０４とＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０２又は１０３は、100G Attachment Unit Interface/40G Attachment Unit Interface（ＣＡＵＩ／ＸＡＬＵＩ）により接続されている。さらに、ＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０２とＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０３は、ｍチャネルのリンク（伝送路）により接続されている。
【０００８】
このうち、ＣＧＭＩＩ／ＸＬＧＭＩＩはチップ内の論理的なインタフェースであり、ＣＡＵＩ／ＸＡＬＵＩはチップ間の電気的なインタフェースである。ＰＣＳ／ＭＬＤ回路とＰＭＡ／ＰＭＤ回路の間のチャネル数をＮとすると、４０Ｇｂ／ｓの場合はＮ＝４となり、１００Ｇｂ／ｓの場合はＮ＝１０となる。
【０００９】
ＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０２とＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０３の間における並列伝送のチャネル数ｍは、必ずしも固定ではなく、１００Ｇｂ／ｓの場合でも１０チャネルであったり４チャネルであったり様々である。ｍ＝１であっても構わない。
【００１０】
そこで、ＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０２は、ＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０１から出力されるＮチャネルの並列信号をｍチャネルの信号に変換して伝送路に出力する。そして、ＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０３は、伝送路から受信するｍチャネルの信号をＮチャネルの並列信号に変換してＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０４に出力する。
【００１１】
この場合、並列伝送システムの以下の場所で、それぞれのチャネルの信号間の遅延時間差であるスキューが発生する可能性がある。
（１）ＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０１内：送信側ＰＣＳスキュー
（２）ＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０１とＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０２の間：送信側電気スキュー
（３）ＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０２内：送信側ＰＭＡ／ＰＭＤスキュー
（４）ＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０２とＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０３の間：伝送スキュー
（５）ＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０３内：受信側ＰＭＡ／ＰＭＤスキュー
（６）ＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０３とＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０４の間：受信側電気スキュー
（７）ＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０４内：受信側ＰＣＳスキュー
受信側では上記（１）〜（７）のスキューが累積されるため、累積されたスキューをＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０４にて補正することが望ましい。
【００１２】
図２は、Ｎ＝ｍ＝４の場合に累積されたスキューを補正する方法を示している。送信側のＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０１は、送信ビット列を所定サイズのブロック（１，２，３，４，．．．）に分割して４つのチャネルに周期的に振り分け、並列信号として出力する。このとき、ＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０１は、各チャネルの先頭にスキュー測定用のアラインメントブロックＡを挿入しておく。提案されている方式ではブロックサイズは６６ビットであり、そのうち２ビットがヘッダとして使用される。
【００１３】
受信側のＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０４は、４つのチャネルのアラインメントブロックＡを検出し、不図示のデスキュー回路によりスキューを補正して、４つのチャネルのブロックを整列させる。検出されたアラインメントブロックＡは削除される。
【００１４】
ところで、スイッチ回路により遅延回路の出力を切り替えることで、スキュー補償のための遅延時間を選択するスキュー補償回路も知られている。
また、チャネル毎のフレーム信号に基づいて決定されたタイミングでそれぞれのチャネルのスキュー量を検出し、並列データのタイミングをチャネル毎に補償するスキュー補償装置も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開昭５７−０１７０４６号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した従来の並列伝送システムには、次のような問題がある。
上記（１）〜（７）のスキューが累積されると、受信側のＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０４では非常に大きなスキューが発生すると考えられる。例えば、送信側ＰＣＳスキュー、伝送スキュー、及び受信側ＰＣＳスキューの最大値をそれぞれ２５ｎｓ、３５ｎｓ、及び１５ｎｓと見積もった場合、全体では最大で８０ｎｓ程度のスキューが発生する。このスキュー量は、１０Ｇｂ／ｓのビットレートに換算すると８００ＵＩ（８００ビット）に相当する。
【００１７】
８００ビット分のスキューを補正してチャネル間の位相整合をとるためには、各チャネルにつき１０００ビット以上のFirst-In First-Out （ＦＩＦＯ）回路を設けることになる。このため、デスキュー回路の回路規模や消費電力が増大する。
【００１８】
４０Ｇｂ／ｓ及び１００Ｇｂ／ｓのＭＬＤ方式に限らず、並列データ信号を伝送する並列伝送システムにおいてスキューが蓄積される場合には、同様の問題が生じると考えられる。そして、この問題は、送信装置と受信装置の間の伝送路が光伝送路であるか否かによらない。
【００１９】
本発明の課題は、複数のチャネルを含む並列データ信号を伝送する並列伝送システムにおいて、デスキュー回路の回路規模の増大を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
開示の受信装置は、受信手段、検出手段、及びスイッチ手段を備え、複数のチャネルを含む並列データ信号を送信装置から受信する。
受信手段は、並列データ信号を受信する。検出手段は、受信装置内におけるチャネル間の第１のスキューと、受信手段により受信される前におけるチャネル間の第２のスキューを検出する。スイッチ手段は、第１のスキューと第２のスキューを加算した総スキューが削減されるように、並列データ信号の複数のチャネルを入れ替える。
【００２１】
受信装置内部のスキューと受信装置外部のスキューを別々に検出することで、総スキューが削減されるようなチャネルの組み合わせを見付けることができ、その組み合わせが実現されるようにチャネルの入れ替えを行うことで、総スキューが削減される。
【００２２】
開示の送受信装置は、第１の回路、第２の回路、及びスキュー削減手段を備え、複数のチャネルを含む第１の並列データ信号を受信装置に送信し、複数のチャネルを含む第２の並列データ信号を送信装置から受信する。
【００２３】
第１の回路は、第１の出力手段及び検出手段を含む。第１の出力手段は、複数のチャネルを含む第１の並列信号を第２の回路に出力する。検出手段は、第１の回路から第２の回路に向かう方向におけるチャネル間の第１のスキューと、第２の回路から第１の回路に向かう方向におけるチャネル間の第２のスキューを検出する。
【００２４】
第２の回路は、送信手段、受信手段、第２の出力手段、及び折り返し手段を含む。送信手段は、第１の並列データ信号を送信する。受信手段は、第２の並列データ信号を受信する。第２の出力手段は、複数のチャネルを含む第２の並列信号を第１の回路に出力する。折り返し手段は、第１の出力手段から出力される第１の並列信号を第１の回路に出力する。
【００２５】
検出手段は、第１の並列信号及び第２の並列信号を用いて第１のスキュー及び第２のスキューを検出し、スキュー削減手段は、第１のスキューを含む第１の並列データ信号のスキューと、第２のスキューを含む第２の並列データ信号のスキューの少なくとも一方を削減する。
【００２６】
第１の回路から第２の回路に向かう方向のスキューと第２の回路から第１の回路に向かう方向のスキューを別々に検出することで、送信する並列データ信号のスキューと受信する並列データ信号のスキューを独立に削減することができる。
【００２７】
開示の伝送システムは、送信装置と受信装置を備え、複数のチャネルを含む並列データ信号を送信装置から受信装置に伝送する。
送信装置は、第１の検出手段、第１のスイッチ手段、及び送信手段を含む。第１の検出手段は、送信装置内におけるチャネル間の第１のスキューと、送信装置と受信装置の間におけるチャネル間の第２のスキューと、受信装置内におけるチャネル間の第３のスキューとを検出する。第１のスイッチ手段は、第１のスキュー、第２のスキュー、及び第３のスキューを加算した総スキューが削減されるように、並列データ信号の複数のチャネルを入れ替える。送信手段は、チャネル入れ替え後の並列データ信号を送信する。
【００２８】
受信装置は、受信手段、第２の検出手段、及び第２のスイッチ手段を含む。受信手段は、送信装置から送信される並列データ信号を受信する。第２の検出手段は、第１のスキュー、第２のスキュー、及び第３のスキューを検出する。第２のスイッチ手段は、第１のスキュー、第２のスキュー、及び第３のスキューを加算した総スキューが削減されるように、受信した並列データ信号の複数のチャネルを入れ替える。
【００２９】
送信装置内部のスキューと送信装置と受信装置の間のスキューと受信装置内部のスキューを別々に検出することで、総スキューが削減されるようなチャネルの組み合わせを見付けることができる。そして、その組み合わせが実現されるようにチャネルの入れ替えを行うことで、総スキューが削減される。
【発明の効果】
【００３０】
並列データ信号の伝送途中で蓄積される総スキューが削減されるため、受信装置におけるデスキュー回路の回路規模の増大が回避される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の伝送システムの構成図である。
【図２】累積されたスキューの補正方法を示す図である。
【図３】第１の伝送システムの構成図である。
【図４】第２の伝送システムの構成図である。
【図５】第２の伝送システムにおける伝送路のスキュー量の検出方法を示す図である。
【図６】スイッチ回路の制御方法を示す図である。
【図７】スイッチ回路のレジスタの格納領域を示す図である。
【図８】スキュー検出回路の構成図である。
【図９】スキュー測定用信号を示す図である。
【図１０】送信側と受信側の双方でチャネル入れ替えを行う切り替え制御の第１のフローチャートである。
【図１１】送信側と受信側の双方でチャネル入れ替えを行う切り替え制御の第２のフローチャートである。
【図１２】検出されたスキュー量を示す図である。
【図１３】送信側と受信側の双方でチャネル入れ替えを行う切り替え制御により削減されたスキュー量を示す図である。
【図１４】受信側のみでチャネル入れ替えを行う切り替え制御の第１のフローチャートである。
【図１５】受信側のみでチャネル入れ替えを行う切り替え制御の第２のフローチャートである。
【図１６】受信側のみでチャネル入れ替えを行う切り替え制御により削減されたスキュー量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。
上述したように、並列データ信号を伝送する伝送システムにおける主なスキュー発生要因は、送信装置内部、伝送路、及び受信装置内部に大別することができる。例えば、伝送システムの起動時等に送信装置内部、伝送路、及び受信装置内部のスキューを検出することで、それぞれの場所で発生するスキューを把握することができる。そして、送信装置内部の最大スキューを持つチャネルと伝送路の最小スキューを持つチャネルを組み合わせる等、伝送システム全体でのスキューが削減されるようにチャネル同士を入れ替える。これにより、受信装置のデスキュー回路に設けられるＦＩＦＯ回路を削減することができる。
【００３３】
図３は、実施形態の伝送システムの構成例を示している。図３の伝送システムは、送信装置３０１、伝送路３０２、及び受信装置３０３を備え、送信装置３０１から伝送路３０２を介して受信装置３０３に４チャネルの並列データ信号を伝送する。
【００３４】
この例では、送信装置３０１内部及び受信装置３０３内部の伝送には電気信号が用いられ、送信装置３０１と受信装置３０３の間の伝送には光信号が用いられる。送信装置３０１と受信装置３０３の間の伝送に電気信号や無線信号等を用いることも可能である。
【００３５】
送信装置３０１は、符号化回路３１１、スイッチ回路（ＳＷ）３１２、及び光送信回路３１３を備え、受信装置３０３は、光受信回路３２１、スイッチ回路３２２、及び復号回路３２３を備える。
【００３６】
４０Ｇｂ／ｓ及び１００Ｇｂ／ｓのＭＬＤ方式の伝送システムの場合は、符号化回路３１１及び光送信回路３１３は、図１のＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０１及びＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０２にそれぞれ対応する。また、光受信回路３２１及び復号回路３２３は、図１のＰＭＡ／ＰＭＤ回路１０３及びＰＣＳ／ＭＬＤ回路１０４にそれぞれ対応する。
【００３７】
符号化回路３１１は、送信装置３０１の内部又は外部で生成された送信信号を符号化して、信号ＶＬ０〜ＶＬ３からなる４チャネルの並列データ信号を生成し、スイッチ回路３１２を介して光送信回路３１３に転送する。光送信回路３１３は、並列データ信号を４チャネルの光信号に変換して伝送路３０２に出力する。
【００３８】
光受信回路３２１は、伝送路３０２から入力される光信号を電気信号に変換して、４チャネルの並列データ信号を生成し、スイッチ回路３２２を介して復号回路３２３に転送する。復号回路３２３は、不図示のデスキュー回路を含み、並列データ信号の復号及びスキュー補正を行う。そして、元の送信信号を復元して受信装置３０３の内部又は外部に出力する。
【００３９】
このとき、スイッチ回路３１２及び３２２は、符号化回路３１１から復号回路３２３までの伝送経路上で蓄積されるスキューの合計ができるだけ小さくなるように、並列データ信号のチャネル同士を入れ替える。
【００４０】
ここで、伝送システムの各場所におけるチャネルｎ（ｎ＝０，１，２，３）のスキュー量は、次のように定義される。
ＤTn：符号化回路３１１とスイッチ回路３１２の間
ＤLn：伝送路３０２
ＤRn：光受信回路３２１と復号回路３２３の間
【００４１】
この場合、スイッチ回路３１２及び３２２は、ＤTn、ＤLn、及びＤRnを加算した総スキューが小さくなるように、並列データ信号のチャネル同士を入れ替える。そして、復号回路３２３は、スイッチ回路３２２により入れ替えられたチャネルの順序を元の信号ＶＬ０〜ＶＬ３の順序に戻す。このようなチャネルの入れ替えを行うことで、復号回路３２３においてスキュー補正に必要なＦＩＦＯ回路を削減することができる。
なお、スイッチ回路３１２又は３２２の片方のみを用いてチャネルの入れ替えを行ってもよい。
【００４２】
図４は、図３の伝送システムを双方向伝送に拡張した構成例を示している。図３の伝送システムは、送受信装置４０１、伝送路４０２、４０３、及び送受信装置４０４を備え、送受信装置４０１と送受信装置４０４の間で伝送路４０２及び４０３を介して４チャネルの並列データ信号を伝送する。
【００４３】
送受信装置４０１は、符号処理回路４１１及び光送受信回路４１２を備える。符号処理回路４１１は、符号化回路４２１、復号回路４２２、及び制御回路４２３を含み、光送受信回路４１２は、スイッチ回路４３１、４３２、光送信回路４３３、及び光受信回路４３４を含む。符号化回路４２１は、信号生成回路４２４を含み、復号回路４２２は、スキュー検出回路４２５と不図示のデスキュー回路を含み、光受信回路４３４は、信号生成回路４３５を含む。
【００４４】
送受信装置４０４は、光送受信回路４４１及び符号処理回路４４２を備える。光送受信回路４４１は、光受信回路４５１、光送信回路４５２、及びスイッチ回路４５３、４５４を含み、符号処理回路４１１は、復号回路４６１、符号化回路４６５、及び制御回路４６３を含む。光受信回路４５１は、信号生成回路４５５を含み、復号回路４６１は、スキュー検出回路４６４と不図示のデスキュー回路を含み、符号化回路４６２は、信号生成回路４６５を含む。
【００４５】
送受信装置４０１から送受信装置４０４に並列データ信号を伝送する場合の回路動作は、次のようになる。
符号化回路４２１は、送受信装置４０１の内部又は外部で生成された送信信号を符号化して、４チャネルの並列データ信号を生成し、スイッチ回路４３１を介して光送信回路４３３に転送する。光送信回路４３３は、並列データ信号を４チャネルの光信号に変換して伝送路４０２に出力する。
【００４６】
光受信回路４５１は、伝送路４０２から入力される光信号を電気信号に変換して、４チャネルの並列データ信号を生成し、スイッチ回路４５３を介して復号回路４６１に転送する。復号回路４６１は、並列データ信号の復号及びスキュー補正を行い、元の送信信号を復元して送受信装置４０４の内部又は外部に出力する。
【００４７】
送受信装置４０４から送受信装置４０１に並列データ信号を伝送する場合の回路動作も、上述した回路動作と同様である。
ここで、伝送システムの各場所におけるチャネルｎ（ｎ＝０，１，２，３）のスキュー量は、次のように定義される。
ＤT1n ：符号処理回路４１１から光送受信回路４１２まで
ＤL12n：伝送路４０２
ＤR2n ：光送受信回路４４１から符号処理回路４４２まで
ＤT2n ：符号処理回路４４２から光送受信回路４４１まで
ＤL21n：伝送路４０３
ＤR1n ：光送受信回路４１２から符号処理回路４１１まで
【００４８】
この場合、スイッチ回路４３１及び４５３は、ＤT1n 、ＤL12n、及びＤR2n を加算した総スキューが小さくなるように、並列データ信号のチャネル同士を入れ替える。そして、復号回路４６１は、スイッチ回路４５３により入れ替えられたチャネルの順序を元の順序に戻す。
【００４９】
一方、スイッチ回路４５４及び４３２は、ＤT2n 、ＤL21n、及びＤR1n を加算した総スキューが小さくなるように、並列データ信号のチャネル同士を入れ替える。そして、復号回路４２２は、スイッチ回路４３２により入れ替えられたチャネルの順序を元の順序に戻す。
このようなチャネルの入れ替えを行うことで、復号回路４２２及び４６１においてスキュー補正に必要なＦＩＦＯ回路を削減することができる。
【００５０】
次に、各場所におけるスキュー量の検出方法について説明する。
送受信装置４０１の制御回路４２３は制御信号を出力して、信号生成回路４２４、４３５、及びスイッチ回路４３１、４３２の動作を制御する。
まず、信号生成回路４３５は、制御信号に従ってスキュー測定用の並列信号を出力し、スイッチ回路４３２は、その並列信号をそのまま復号回路４２２に出力する。そして、スキュー検出回路４２５は、復号回路４２２に入力された並列信号を用いて、信号生成回路４３５からスキュー検出回路４２５に至る経路４７１における各チャネルのスキュー量ＤR1n を算出する。
【００５１】
次に、信号生成回路４２４は、制御信号に従ってスキュー測定用の並列信号を出力し、スイッチ回路４３１は、その並列信号をそのままスイッチ回路４３２に出力し、スイッチ回路４３２は、その並列信号をそのまま復号回路４２２に出力する。これにより、光送受信回路４１１から出力された並列信号が、光送受信回路４１２で折り返されて光送受信回路４１１に返送される。
【００５２】
スキュー検出回路４２５は、復号回路４２２に入力された並列信号を用いて、信号生成回路４２４からスキュー検出回路４２５に至る経路４７２における各チャネルのスキュー量を算出する。そして、経路４７２のスキュー量からスキュー量ＤR1n を減算してスキュー量ＤT1n を算出する。
【００５３】
送受信装置４０４においても送受信装置４０１と同様に、制御回路４６３が信号生成回路４５５、４６５、及びスイッチ回路４５３、４５４の動作を制御する。そして、スキュー検出回路４６４は、経路４７３のスキュー量ＤR2n と経路４７４のスキュー量を算出し、経路４７４のスキュー量からスキュー量ＤR2n を減算してスキュー量ＤT2n を算出する。
【００５４】
この検出方法によれば、送受信装置４０１及び４０４は、互いに相手の装置と通信することなく、装置内部のスキュー量ＤR1n 、ＤT1n 、ＤR2n 、及びＤT2n を検出することができる。
【００５５】
装置内部のスキュー量が検出されると、次に、図５に示すように、送受信装置４０１と送受信装置４０４が通信を行うことで、伝送路のスキュー量ＤL12n及びＤL21nが検出される。
【００５６】
まず、信号生成回路４６５は、制御信号に従ってスキュー測定用の並列信号を出力し、スイッチ回路４５４は、その並列信号をそのまま光送信回路４５２に出力する。光送信回路４５２は、並列信号を光信号に変換して伝送路４０３に出力する。
【００５７】
光受信回路４３４は、伝送路４０３から入力される光信号を電気信号に変換して並列信号を生成し、スイッチ回路４３２に出力する。スイッチ回路４３２は、その並列信号をそのまま復号回路４２２に出力する。スキュー検出回路４２５は、復号回路４２２に入力された並列信号を用いて、信号生成回路４６５からスキュー検出回路４２５に至る経路５０２における各チャネルのスキュー量を算出する。
【００５８】
同様にして、スキュー検出回路４６４は、信号生成回路４２４から出力される並列信号を用いて、信号生成回路４２４からスキュー検出回路４６４に至る経路５０１における各チャネルのスキュー量を算出する。
【００５９】
送受信装置４０１は、スキュー検出回路４２５により検出されたＤR1n 、ＤT1n 、及び経路５０２のスキュー量を送受信装置４０４に通知する。一方、送受信装置４０４は、スキュー検出回路４６４により検出されたＤR2n 、ＤT2n 、及び経路５０１のスキュー量を送受信装置４０１に通知する。
【００６０】
制御回路４２３及び４６３は、経路５０１のスキュー量からＤT1n 及びＤR2n を減算することで、伝送路４０２のスキュー量ＤL12nを算出する。また、経路５０２のスキュー量からＤT2n 及びＤR1n を減算することで、伝送路４０２のスキュー量ＤL21nを算出する。そして、ＤT1n 、ＤL12n、及びＤR2n を加算した総スキューが小さくなるようにスイッチ回路４３１及び４５３を切り替え、ＤT2n 、ＤL21n、及びＤR1n を加算した総スキューが小さくなるようにスイッチ回路４３２及び４５４を切り替える。
【００６１】
図６は、スイッチ回路４３１、４３２、４５３、及び４５４に対応するスイッチ回路６０１の制御方法を示している。
入力ポートＩＮ０〜ＩＮ３には、符号化回路４２１、４６２、又は光受信回路４３４、４５１から並列データ信号又は並列信号が入力され、入力ポートＩＮ４〜ＩＮ７には、スイッチ回路４３１又は４５４から並列信号が入力される。出力ポートＯＵＴ０〜ＯＵＴ３からは、光送信回路４３３、４５２、又は復号回路４２２、４６１に並列データ信号又は並列信号が出力され、出力ポートＯＵＴ４〜ＯＵＴ７からは、スイッチ回路４３２又は４５３に並列信号が出力される。
【００６２】
制御回路４２３又は４６３から出力される制御信号により、スイッチ回路６０１のレジスタ６０２に入力ポートＩＮ０〜ＩＮ７と出力ポートＯＵＴ０〜ＯＵＴ７の対応関係が設定される。
【００６３】
図７は、レジスタ６０２の格納領域を示している。制御信号により、レジスタ６０２のアドレス０〜７には、それぞれ出力ポートＯＵＴ０〜ＯＵＴ７に接続すべき入力ポートの識別情報が書き込まれる。そして、スイッチ回路６０１は、各入力ポートから入力される信号が対応する出力ポートから出力されるように、ポートの切り替えを行う。
【００６４】
図８は、スキュー検出回路４２５及び４６４の構成例を示している。スキュー検出回路８０２は、スキュー検出回路４２５又は４６４に対応し、ブロック同期回路８１１、パターン検出回路８１２、及びスキュー算出回路８１３を備える。信号生成回路８０１は、信号生成回路４２４、４３５、４５５、又は４６５に対応し、４チャネルの並列信号をスキュー検出回路８０２に出力する。
【００６５】
各チャネルの信号は、図９に示すように、所定サイズのブロックで構成され、各ブロックのヘッダ９０１には、ブロックの開始位置を示すブロック同期用パターンが設定される。また、一定数のブロック毎にスキュー測定用パターン９０２が設定され、その他のブロックにはダミーデータ等が設定される。
【００６６】
ブロック同期回路８１１は、各チャネルのブロック同期用パターン９０１を検出して、ブロック内のデータをパターン検出回路８１２に出力する。パターン検出回路８１２は、ブロック同期回路８１１から出力されるデータからスキュー測定用パターン９０２を検出し、スキュー算出回路８１３に出力する。スキュー算出回路８１３は、パターン検出回路８１２から出力される各チャネルのスキュー測定用パターン９０２を用いて、チャネル間のスキューを算出する。
【００６７】
図１０は、送受信装置４０１及び４０４の双方で並列データ信号のチャネル入れ替えを行う場合の送受信装置４０１における切り替え制御のフローチャートである。
制御回路４２３は、送受信装置４０１の電源投入又はリセットにより制御を開始する（ステップ１００１）。
【００６８】
まず、制御回路４２３は、光受信回路４３４内の信号生成回路４３５と復号回路４２２内のスキュー検出回路４２５を動作させ、スイッチ回路４３２を切り替えて、信号生成回路４３５から出力される並列信号をスルーで符号処理回路４１１に出力する（ステップ１００２）。そして、スキュー検出回路４２５は、経路４７１におけるスキュー量ＤR1n を検出し、制御回路４２３に出力する（ステップ１００３）。
【００６９】
次に、制御回路４２３は、符号化回路４２１内の信号生成回路４２４を動作させ、スイッチ回路４３１及び４３２を切り替えて、信号生成回路４２４から出力される並列信号を符号処理回路４１１にループバックする（ステップ１００４）。スキュー検出回路４２５は、経路４７２におけるスキュー量を検出し、制御回路４２３に出力する（ステップ１００５）。そして、制御回路４２３は、経路４７２のスキュー量からスキュー量ＤR1n を減算してスキュー量ＤT1n を求める。
【００７０】
次に、信号生成回路４２４及び４３５を停止し、電気信号と光信号の同じチャネル同士が接続されるように、スイッチ回路４３１及び４３２を切り替える（ステップ１００６）。これにより、符号化回路４２１と光送信回路４３３の同じチャネル同士がスルーで接続され、復号回路４２２と光受信回路４３４の同じチャネル同士がスルーで接続される。
【００７１】
次に、送受信装置４０１と送受信回路４０４の間で、伝送路４０２及び４０３を介して互いに並列信号を伝送する（ステップ１００７）。このとき、信号生成回路４２４及び４６５が並列信号の信号源として動作する。なお、図２に示した並列信号を代わりに用いてもよい。
【００７２】
スキュー検出回路４２５は、経路５０２におけるスキュー量を検出し、制御回路４２３に出力する（ステップ１００８）。そして、制御回路４２３は、経路５０２のスキュー量からスキュー量ＤR1n を減算してスキュー量（ＤT2n ＋ＤL21n）を求める。
【００７３】
次に、制御回路４２３は、スキュー量ＤR1n 、ＤT1n 、及び（ＤT2n ＋ＤL21n）の情報を、送受信装置４０１から送受信回路４０４に伝送される信号に重畳し、送受信回路４０４に送信する（ステップ１００９）。
【００７４】
次に、制御回路４２３は、送受信装置４０４から送受信回路４０１に伝送される信号に重畳された、スキュー量ＤR2n 、ＤT2n 、及び（ＤT1n ＋ＤL12n）の情報を取得する（ステップ１０１０）。そして、次式の計算により、スキュー量ＤL21n及びＤL12nを求める（ステップ１０１１）。
ＤL21n＝（ＤT2n ＋ＤL21n）−ＤT2n 
ＤL12n＝（ＤT1n ＋ＤL12n）−ＤT1n 
【００７５】
次に、制御回路４２３は、スキュー量ＤT2n 、ＤL21n、及びＤR1n のチャネルの組み合わせのうち、３つのスキュー量を加算した総スキューの最大値と最小値の差が最も小さくなる組み合わせを見付ける（ステップ１０１２）。この組み合わせは、例えば、総当たり計算又はその他の適当なアルゴリズムにより見付けられる。
【００７６】
次に、制御回路４２３は、見付けられたチャネルの組み合わせが実現されるように、スイッチ回路４３２を切り替える（ステップ１０１３）。
次に、制御回路４２３は、スキュー量ＤT1n 、ＤL12n、及びＤR2n のチャネルの組み合わせのうち、３つのスキュー量を加算した総スキューの最大値と最小値の差が最も小さくなる組み合わせを見付ける（ステップ１０１４）。この組み合わせは、例えば、総当たり計算又はその他の適当なアルゴリズムにより見付けられる。
次に、制御回路４２３は、見付けられたチャネルの組み合わせが実現されるように、スイッチ回路４３１を切り替える（ステップ１０１５）。
【００７７】
図１１は、送受信装置４０１及び４０４の双方で並列データ信号のチャネル入れ替えを行う場合の送受信装置４０４における切り替え制御のフローチャートである。
制御回路４６３は、送受信装置４０４の電源投入又はリセットにより制御を開始する（ステップ１１０１）。
【００７８】
まず、制御回路４６３は、光受信回路４５１内の信号生成回路４５５と復号回路４６１内のスキュー検出回路４６４を動作させ、スイッチ回路４５３を切り替えて、信号生成回路４５５から出力される並列信号をスルーで符号処理回路４４２に出力する（ステップ１１０２）。そして、スキュー検出回路４６４は、経路４７３におけるスキュー量ＤR2n を検出し、制御回路４６３に出力する（ステップ１１０３）。
【００７９】
次に、制御回路４６３は、符号化回路４６２内の信号生成回路４６５を動作させ、スイッチ回路４５３及び４５４を切り替えて、信号生成回路４６５から出力される並列信号を符号処理回路４４２にループバックする（ステップ１１０４）。スキュー検出回路４６４は、経路４７４におけるスキュー量を検出し、制御回路４６３に出力する（ステップ１１０５）。そして、制御回路４６３は、経路４７４のスキュー量からスキュー量ＤR2n を減算してスキュー量ＤT2n を求める。
【００８０】
次に、信号生成回路４５５及び４６５を停止し、電気信号と光信号の同じチャネル同士が接続されるように、スイッチ回路４５３及び４５４を切り替える（ステップ１１０６）。これにより、符号化回路４６２と光送信回路４５２の同じチャネル同士がスルーで接続され、復号回路４６１と光受信回路４５１の同じチャネル同士がスルーで接続される。
【００８１】
次に、送受信装置４０１と送受信回路４０４の間で、伝送路４０２及び４０３を介して互いに並列信号を伝送する（ステップ１１０７）。
スキュー検出回路４６４は、経路５０１におけるスキュー量を検出し、制御回路４６３に出力する（ステップ１１０８）。そして、制御回路４６３は、経路５０１のスキュー量からスキュー量ＤR2n を減算してスキュー量（ＤT1n ＋ＤL12n）を求める。
【００８２】
次に、制御回路４６３は、スキュー量ＤR2n 、ＤT2n 、及び（ＤT1n ＋ＤL12n）の情報を、送受信装置４０４から送受信回路４０１に伝送される信号に重畳し、送受信回路４０１に送信する（ステップ１１０９）。
【００８３】
次に、制御回路４６３は、送受信装置４０１から送受信回路４０４に伝送される信号に重畳された、スキュー量ＤR1n 、ＤT1n 、及び（ＤT2n ＋ＤL21n）の情報を取得する（ステップ１１１０）。そして、次式の計算により、スキュー量ＤL21n及びＤL12nを求める（ステップ１１１１）。
ＤL21n＝（ＤT2n ＋ＤL21n）−ＤT2n 
ＤL12n＝（ＤT1n ＋ＤL12n）−ＤT1n 
【００８４】
次に、制御回路４６３は、スキュー量ＤT1n 、ＤL12n、及びＤR2n のチャネルの組み合わせのうち、３つのスキュー量を加算した総スキューの最大値と最小値の差が最も小さくなる組み合わせを見付ける（ステップ１１１２）。
【００８５】
次に、制御回路４６３は、見付けられたチャネルの組み合わせが実現されるように、スイッチ回路４５３を切り替える（ステップ１１１３）。
次に、制御回路４６３は、スキュー量ＤT2n 、ＤL21n、及びＤR1n のチャネルの組み合わせのうち、３つのスキュー量を加算した総スキューの最大値と最小値の差が最も小さくなる組み合わせを見付ける（ステップ１１１４）。
【００８６】
次に、制御回路４６３は、見付けられたチャネルの組み合わせが実現されるように、スイッチ回路４５４を切り替える（ステップ１１１５）。
図１０及び図１１の切り替え制御により、経路５０１及び５０２の各々について、総スキューが削減されるようなチャネル同士の組み合わせが実現される。
【００８７】
例えば、スキュー量ＤT1n 、ＤL12n、及びＤR2n （ｎ＝０，１，２，３）として図１２に示すような値が得られた場合、各チャネルをスルーで接続すると、チャネル０、１、２、３の総スキューはそれぞれ７５ｎｓ、４０ｎｓ、２０ｎｓ、０ｎｓとなる。したがって、総スキューの最大値７５ｎｓと最小値０ｎｓの差は７５ｎｓである。
【００８８】
一方、スキュー量ＤT1n 、ＤL12n、及びＤR2n （ｎ＝０，１，２，３）の総当り計算を行うことで、図１３に示すようなチャネルの組み合わせを見付けることができる。この組み合わせによれば、信号ＶＬ０、ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３の総スキューはそれぞれ３５ｎｓ、３５ｎｓ、３０ｎｓ、３５ｎｓとなる。したがって、総スキューの最大値３５ｎｓと最小値３０ｎｓの差は５ｎｓとなり、復号回路４６１においてスキュー補正に必要なＦＩＦＯ回路を削減することができる。
スキュー量ＤT2n 、ＤL21n、及びＤR1n （ｎ＝０，１，２，３）に対するチャネルの組み合わせも、同様の総当り計算により見付けることができる。
【００８９】
図１０及び図１１の切り替え制御では、並列データ信号の送信側及び受信側の双方でチャネル入れ替えを行っているが、送信側又は受信側の片方のみでチャネル入れ替えを行ってもよい。
【００９０】
図１４は、受信側のみで並列データ信号のチャネル入れ替えを行う場合の送受信装置４０１における切り替え制御のフローチャートである。
ステップ１４０１〜１４０３の動作は図１０のステップ１００１〜１００３の動作と同様であり、ステップ１４０４〜１４０６の動作は図１０のステップ１００６〜１００８の動作と同様である。
【００９１】
ステップ１４０６の動作が終了すると、制御回路４２３は、スキュー量ＤR1n と（ＤT2n ＋ＤL21n）のチャネルの組み合わせのうち、２つのスキュー量を加算した総スキューの最大値と最小値の差が最も小さくなる組み合わせを見付ける（ステップ１４０７）。この組み合わせは、例えば、総当たり計算又はその他の適当なアルゴリズムにより見付けられる。
【００９２】
次に、制御回路４２３は、見付けられたチャネルの組み合わせが実現されるように、スイッチ回路４３２を切り替える（ステップ１４０８）。
図１５は、受信側のみで並列データ信号のチャネル入れ替えを行う場合の送受信装置４０４における切り替え制御のフローチャートである。
【００９３】
ステップ１５０１〜１５０３の動作は図１１のステップ１１０１〜１１０３の動作と同様であり、ステップ１５０４〜１５０６の動作は図１１のステップ１１０６〜１１０８の動作と同様である。
【００９４】
ステップ１５０６の動作が終了すると、制御回路４６３は、スキュー量ＤR2n と（ＤT1n ＋ＤL12n）のチャネルの組み合わせのうち、２つのスキュー量を加算した総スキューの最大値と最小値の差が最も小さくなる組み合わせを見付ける（ステップ１５０７）。この組み合わせは、例えば、総当たり計算又はその他の適当なアルゴリズムにより見付けられる。
【００９５】
次に、制御回路４６３は、見付けられたチャネルの組み合わせが実現されるように、スイッチ回路４５３を切り替える（ステップ１５０８）。
図１４及び図１５の切り替え制御により、経路５０１及び５０２の各々について、総スキューが削減されるようなチャネル同士の組み合わせが実現される。また、この切り替え制御によれば、受信側で求められたスキュー量の情報を送信側に送信する必要がないため、制御手順が簡略化される。
【００９６】
スキュー量ＤR2n と（ＤT1n ＋ＤL12n）として、例えば、図１２のようなスキュー量ＤT1n 、ＤL12n、ＤR2n が得られた場合を考える。この場合、スキュー量ＤR2n と（ＤT1n ＋ＤL12n）（ｎ＝０，１，２，３）の総当り計算を行うことで、図１６に示すようなチャネルの組み合わせを見付けることができる。
【００９７】
この組み合わせによれば、信号ＶＬ０、ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３の総スキューはそれぞれ６０ｎｓ、３５ｎｓ、２５ｎｓ、１５ｎｓとなる。したがって、総スキューの最大値６０ｎｓと最小値１５ｎｓの差は４５ｎｓとなり、復号回路４６１においてスキュー補正に必要なＦＩＦＯ回路を削減することができる。
【００９８】
スキュー量ＤR1n と（ＤT2n ＋ＤL21n）（ｎ＝０，１，２，３）に対するチャネルの組み合わせも、同様の総当り計算により見付けることができる。
なお、図３〜図５の構成例では並列データ信号のチャネル数が４であるが、チャネル数を４以外の数Ｎに変更することも可能である。この場合、スイッチ回路４３１、４３２、４５３、及び４５４としては、２Ｎ入力２Ｎ出力のスイッチ回路を用いればよい。
【００９９】
また、図４及び図５の構成例において、送受信装置４０１から送受信装置４０４に送信される並列データ信号と、送受信装置４０４から送受信装置４０１に送信される並列データ信号のいずれか一方のみのスキューを削減するようにしてもよい。
【０１００】
開示の実施形態とその利点について詳しく説明したが、当業者は、特許請求の範囲に明確に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更、追加、省略をすることができるであろう。
【符号の説明】
【０１０１】
１０１、１０４  ＰＣＳ／ＭＬＤ回路
１０２、１０３  ＰＭＡ／ＰＭＤ回路
３０１  送信装置
３０２  伝送路
３０３  受信装置
３１１  符号化回路
３１２、３２２、４３１、４３２、４５３、４５４、６０１  スイッチ回路
３１３  光送信回路
３２１  光受信回路
３２３  復号回路
４０１、４０４  送受信装置
４０２、４０３  伝送路
４１１、４４２  符号処理回路
４１２、４４１  光送受信回路
４２１、４６２  符号化回路
４２２、４６１  復号回路
４２３、４６３  制御回路
４３３、４５２  光送信回路
４３４、４５１  光受信回路
４２４、４３５、４５５、４６５、８０１  信号生成回路
４２５、４６４、８０２  スキュー検出回路
４７１、４７２、４７３、４７４、５０１、５０２  経路
６０２  レジスタ
８１１  ブロック同期回路
８１２  パターン検出回路
８１３  スキュー算出回路
９０１  ヘッダ
９０２  スキュー測定用パターン
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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