(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ本の伝送レーンを利用し、送信機と受信機の間の通信を行うデータ伝送システムであって、
前記送信機は、
ｘ本（ｘ＜ｎ）の前記伝送レーンに接続される誤り符号生成部と、
ｘ本（ｘ＜ｎ）の前記伝送レーンを介して、前記誤り符号生成部に入力された送信データから誤り符号を生成し、前記送信データと前記誤り符号とを、ｎ本の前記伝送レーンの一部または全ての伝送レーンに分配するレーン切替制御部とを備え、
前記レーン切替制御部は、
前記受信機から受信した、故障、正常のレーン情報に基づき、前記送信データと前記誤り符号を分配する、前記一部または全ての伝送レーンを決定し、
ｎ本の前記伝送レーンの故障を検出する情報を生成し、
前記故障を検出する情報と前記レーン情報とを含むマーカーを生成し、ｎ本の前記伝送レーン上を伝送するデータ列に、前記マーカーを挿入して前記受信機に送信し、
前記受信機は、
ｎ本の前記伝送レーンを伝送した前記データ列から、前記マーカーを検出する検出部と、
ｎ本の前記伝送レーンを伝送した前記データ列の前記誤り符号を用いて、誤りを訂正する誤り訂正部と、
前記マーカー中の前記レーン情報に基づき、ｎ本の前記伝送レーンの中から使用する伝送レーンを決定し、前記マーカー中の前記故障を検出する情報に基づき、ｎ本の前記伝送レーンの故障、正常を検出する故障情報解析部を備え、
前記受信機の前記故障情報解析部は、
前記検出部で検出した前記マーカー中の前記故障を検出する情報に基づき、前記一部または全ての伝送レーン上を伝送する前記データ列に対して、伝送レーン毎に誤り発生率を導出し、当該誤り発生率を用いて前記伝送レーンの故障、正常を検出する誤り検出部を含み、
前記誤り検出部は、
前記一部または全ての伝送レーン上を伝送する前記データ列に対して、伝送レーン毎に当該伝送レーンの故障を事前に検出するための第一の基準値を一定期間毎に導出し、前記第一の基準値と前記誤り発生率により、前記伝送レーンの故障を事前に検出する、
ことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項２】
請求項１記載のデータ伝送システムであって、
前記誤り検出部は、
前記第一の基準値と、前記誤り発生率との差分を所定間隔毎に算出し、当該所定間隔で算出した前記差分を比較して、前記差分の増減を算出し、当該増減の度合いに基づき、前記伝送レーンの故障、正常を検出する、
ことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項３】
請求項１記載のデータ伝送システムであって、
前記誤り検出部は、
前記第一の基準値と、前記誤り発生率との差分を所定間隔毎に算出し、前記差分が検出されている時間に基づき、前記伝送レーンの故障、正常を検出する、
ことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項４】
請求項１記載のデータ伝送システムであって、
前記誤り検出部は、
前記第一の基準値と、前記誤り発生率との差分を所定間隔毎に算出し、前記差分を検出した回数に基づき、前記伝送レーンの故障、正常を検出する、
ことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項５】
ｎ本の伝送レーンを利用し、送信機と受信機の間の通信を行うデータ伝送システムであって、
前記送信機は、
ｘ本（ｘ＜ｎ）の前記伝送レーンに接続される誤り符号生成部と、
ｘ本（ｘ＜ｎ）の前記伝送レーンを介して、前記誤り符号生成部に入力された送信データから誤り符号を生成し、前記送信データと前記誤り符号とを、ｎ本の前記伝送レーンの一部または全ての伝送レーンに分配するレーン切替制御部とを備え、
前記レーン切替制御部は、
前記受信機から受信した、故障、正常のレーン情報に基づき、前記送信データと前記誤り符号を分配する、前記一部または全ての伝送レーンを決定し、
ｎ本の前記伝送レーンの故障を検出する情報を生成し、
前記故障を検出する情報と前記レーン情報とを含むマーカーを生成し、ｎ本の前記伝送レーン上を伝送するデータ列に、前記マーカーを挿入して前記受信機に送信し、
前記受信機は、
ｎ本の前記伝送レーンを伝送した前記データ列から、前記マーカーを検出する検出部と、
ｎ本の前記伝送レーンを伝送した前記データ列の前記誤り符号を用いて、誤りを訂正する誤り訂正部と、
前記マーカー中の前記レーン情報に基づき、ｎ本の前記伝送レーンの中から使用する伝送レーンを決定し、前記マーカー中の前記故障を検出する情報に基づき、ｎ本の前記伝送レーンの故障、正常を検出する故障情報解析部を備え、
前記送信機の前記レーン切替制御部は、
ｎ本の前記伝送レーン上を伝送するデータ列に対する、前記マーカーの挿入周期を変更可能である、
ことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項６】
ｎ本の伝送レーンを持つデータ伝送装置であって、
ｘ本（ｘ＜ｎ）の前記伝送レーンに接続される誤り符号生成部と、
ｘ本（ｘ＜ｎ）の前記伝送レーンを介して、前記誤り符号生成部に入力された送信データから誤り符号を生成し、前記送信データと前記誤り符号とを、ｎ本の前記伝送レーンの一部または全ての伝送レーンに分配するレーン切替制御部とを備え、
前記レーン切替制御部は、
受信機から受信した、故障、正常のレーン情報に基づき、前記送信データと前記誤り符号を分配する、前記一部または全ての伝送レーンを決定し、
ｎ本の前記伝送レーンの故障を検出する情報を生成し、
前記故障を検出する情報と前記レーン情報とを含むマーカーを生成し、ｎ本の前記伝送レーン上を伝送するデータ列に、前記マーカーを挿入して送信して、前記受信機と通信を行い、
前記レーン切替制御部は、
ｎ本の前記伝送レーン上を伝送するデータ列に対する、前記マーカーの挿入周期を変更可能である、
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項７】
ｎ本の伝送レーンを持つデータ伝送装置であって、
ｎ本の前記伝送レーンを伝送した、送信データと誤り符号を含むデータ列から、ｎ本の前記伝送レーンの故障を検出する情報と、故障、正常のレーン情報を含むマーカーを検出する検出部と、
ｎ本の前記伝送レーンを伝送してきた前記データ列の前記誤り符号を用いて、誤りを訂正する誤り訂正部と、
前記マーカー中の前記レーン情報に基づき、ｎ本の前記伝送レーンの中から使用する伝送レーンを決定し、前記マーカー中の前記故障を検出する情報に基づき、ｎ本の前記伝送レーンの故障、正常を検出して、レーン情報とする故障情報解析部を備え、
前記故障情報解析部は、
前記一部または全ての伝送レーン上を伝送する前記データ列に対して、前記マーカー中の前記故障を検出する情報に基づき、伝送レーン毎に誤り発生率を一定期間毎に導出し、当該誤り発生率を用いて前記伝送レーンの故障、正常を検出する誤り検出部を含み、
前記誤り検出部は、
前記一部または全ての伝送レーン上を伝送する前記データ列に対して、伝送レーン毎に当該伝送レーンの故障を事前に検出するための第一の基準値を一定期間毎に導出し、前記第一の基準値と、前記誤り発生率により、前記伝送レーンの故障を事前に検出する、
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項８】
請求項７記載のデータ伝送装置であって、
前記誤り検出部は、
前記第一の基準値と、前記誤り発生率との差分を所定間隔毎に算出し、当該所定間隔で算出した前記差分を比較して前記差分の増減を算出し、当該増減の度合いに基づき、前記伝送レーンの故障、正常を検出する、
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項９】
請求項７記載のデータ伝送装置であって、
前記誤り検出部は、
前記第一の基準値と、前記誤り発生率との差分を所定間隔毎に算出し、前記差分を検出している時間に基づき、前記伝送レーンの故障、正常を検出する、
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項１０】
請求項７記載のデータ伝送装置であって、
前記誤り検出部は、
前記第一の基準値と、前記誤り発生率との差分を所定間隔毎に算出し、前記差分を検出した回数に基づき、前記伝送レーンの故障、正常を検出する、
ことを特徴とするデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の伝送経路を持ち、伝送容量や伝送路のレーン数の動的な変更が可能なデータ伝送システムに関し、特に故障や障害の救済を可能とする高信頼なデータ伝送技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
データセンター内では設置されているラック内、ラック間を含めて、サーバ／ストレージ／ネットワークの融合が進んでおり、今後は数十Ｔｂｐｓ(terabit per second)級の高スループットが要求される。高スループットを実現する方法として、電気伝送から光伝送に変更する方法があるが、電気を光に変換する光素子などの故障率が悪く、システム全体の信頼性を著しく低下させている。
【０００３】
こうした中、障害耐性の向上を実現可能な技術として、特許文献１には、レーン数を変更可能なマルチレーン伝送において、障害耐性の向上を実現可能なデータ伝送技術が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、送信装置から送信する元データについて、元データのパリティを算出し、さらに、元データとパリティデータとの誤り検査ビットを計算して、これをまとめて元データと共に送信することにより、伝送路で生じるビット誤りを受信側で訂正でき、伝送路の信頼性を向上することが可能な、データ伝送技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１１５３２号公報
【特許文献２】国際公開２００５−１０７４７号公報
【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、特許文献１に記載の技術では、障害耐性が向上したシステムを構築できるが、デバイスの故障が発生してから復旧するまでに時間がかかるので、その間のデータが損失してしまうという問題がある。またデバイスの故障を事前に検出することは、デバイスの故障頻度、故障状態が異なるため困難である。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、偶数本の伝送路に誤りが生じた場合は、誤りを検出及び訂正をすることができず、また伝送路の誤りが著しく多い場合には誤りを訂正することは出来ない。また、伝送路が切断しているような場合には適応することはできない。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、複数の伝送経路を持ち、伝送容量や伝送路のレーン数の動的な変更が可能なデータ伝送システムおよび装置、更には、故障や障害の速やかな救済を可能とする、高信頼なデータ伝送システムおよび装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明においては、ｎ本の伝送レーンを利用し、送信機と受信機の間の通信を行うデータ伝送システムであって、送信機は、ｘ本（ｘ＜ｎ）の伝送レーンに接続される誤り符号生成部と、ｘ本（ｘ＜ｎ）の伝送レーンを介して、誤り符号生成部に入力された送信データから誤り符号を生成し、送信データと誤り符号とを、ｎ本の伝送レーンの一部または全ての伝送レーンに分配するレーン切替制御部とを備え、レーン切替制御部は、受信機から受信した、故障、正常のレーン情報に基づき、送信データと誤り符号を分配する一部または全ての伝送レーンを決定し、ｎ本の伝送レーンの故障を検出する情報を生成し、故障を検出する情報とレーン情報とを含むマーカーを生成し、ｎ本の伝送レーン上を伝送するデータ列に、マーカーを挿入して受信機に送信し、受信機は、ｎ本の伝送レーンを伝送したデータ列から、マーカーを検出する検出部と、ｎ本の伝送レーンを伝送したデータ列の誤り符号を用いて、誤りを訂正する誤り訂正部と、マーカー中のレーン情報に基づき、ｎ本の伝送レーンの中から使用する伝送レーンを決定し、マーカー中の故障を検出する情報に基づき、ｎ本の伝送レーンの故障、正常を検出する故障情報解析部を備える構成のデータ伝送システムを提供する。
【００１０】
また、上記の目的を達成するため、本発明においては、ｎ本の伝送レーンを持つデータ伝送装置であって、ｘ本（ｘ＜ｎ）の伝送レーンに接続される誤り符号生成部と、ｘ本（ｘ＜ｎ）の伝送レーンを介して、誤り符号生成部に入力された送信データから誤り符号を生成し、送信データと誤り符号とを、ｎ本の伝送レーンの一部または全ての伝送レーンに分配するレーン切替制御部とを備え、レーン切替制御部は、受信機から受信した、故障、正常のレーン情報に基づき、送信データと誤り符号を分配する、一部または全ての伝送レーンを決定し、ｎ本の伝送レーンの故障を検出する情報を生成し、故障を検出する情報とレーン情報とを含むマーカーを生成し、ｎ本の伝送レーン上を伝送するデータ列に、マーカーを挿入して送信して、受信機と通信を行う構成のデータ伝送装置を提供する。
【００１１】
更に、上記の目的を達成するため、本発明においては、ｎ本の伝送レーンを持つデータ伝送装置であって、ｎ本の伝送レーンを伝送した、送信データと誤り符号を含むデータ列から、ｎ本の伝送レーンの故障を検出する情報と、故障、正常のレーン情報を含むマーカーを検出する検出部と、ｎ本の伝送レーンを伝送してきたデータ列の誤り符号を用いて、誤りを訂正する誤り訂正部と、マーカー中のレーン情報に基づき、ｎ本の伝送レーンの中から使用する伝送レーンを決定し、マーカー中の故障を検出する情報に基づき、ｎ本の伝送レーンの故障、正常を検出して、レーン情報とする故障情報解析部を備える構成のデータ伝送装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、システムの故障率を低減することが出来、高信頼なシステムを構築することが出来る。また、通信速度が高速で、素子やボードなどの交換が容易でないシステムにおいて、素子の故障や伝送路に障害が発生する前に、レーンを切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１によるデータ伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施例１によるデータ伝送システムの構成の他の例を示すブロック図である。
【図３】実施例１によるデータ伝送システムに含まれる送信機の詳細な構成の一例を示すブロック図である。
【図４】実施例１によるデータ伝送システムに含まれる受信機の詳細な構成の一例を示すブロック図である。
【図５】実施例１によるデータ伝送システムに含まれるレーン数切替制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】実施例１によるデータ伝送システムに含まれる故障情報解析部の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】実施例１のデータ伝送システムに含まれるマーカー生成挿入部にて生成されるマーカーの構成の一例を示す図である。
【図８】実施例１によるデータ伝送システムに含まれる誤り検出部の動作の一例を示す説明図である。
【図９】実施例１によるデータ伝送システムに含まれる誤り検出部の動作手順の一例を示すフローチャート図である。
【図１０】実施例１によるデータ伝送システムに含まれる誤り検出部の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】実施例２によるデータ伝送システムに含まれる誤り検出部の動作例を示す説明図である。
【図１２】実施例２によるデータ伝送システムに含まれる誤り検出部の動作手順の一例を示すフローチャート図である。
【図１３】実施例３によるデータ伝送システムに含まれるマーカー生成挿入部の動作の一例を示す説明図である。
【図１４】実施例３によるデータ伝送システムに含まれる誤り検出部とマーカー生成挿入部の動作手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の種々の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。上述した本発明の目的と新規な特徴は、以下に説明する各種の実施例の説明で明らかにされる。なお、実施例を説明するための全図において、同一の部材、機能要素には、原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略することとする。本明細書において、誤り検出符号または誤り訂正符号もしくはその両方を総称して、「誤り符号」と、また、誤り検出訂正符号生成部を「誤り符号生成部」と呼ぶ場合がある。更に、本明細書において、「レーン情報」は、正常レーン情報、故障レーン情報を意味し、正常レーン情報とは、正常なレーンの情報を、故障レーン情報とは、故障したレーンの情報、及び故障する予兆を検出、言い換えるなら故障を事前に検出したレーンの情報を意味する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１によるデータ伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すデータ伝送システムは、それぞれデータ伝送装置として機能する送信機１と受信機２を備える。送信機１には、受信機２へ送信される送信データフレーム（以下、送信データとする）８が入力される。送信機１は、入力された送信データをｎ本の物理レーンからなる伝送路１１の一部または全部に分割して出力する。また、送信機１には、受信機２が出力する故障レーン情報または使用レーン情報（以下、レーン情報と総称する）と、誤り検出符号または誤り訂正符号もしくはその両方の符号（以下、誤り符号と総称する）とが専用回線２１を介して入力される。なお、ｎは２以上の整数である。
【００１６】
受信機２には、ｎ本の物理レーンによって構成される伝送路１１を介して送信機１が接続され、伝送路１１を介して送信機１から出力されたデータが入力される。受信機２は、入力されたデータを受信データフレーム（以下、受信データとする）９として出力する。また、受信機２は、送信機１に向けてレーン情報と誤り符号とを専用回線２１を介して通知する。すなわち、本実施例のデータ伝送システムでは、レーン情報と誤り符号は、送信機１と受信機２の間で伝送路１１、および専用回線２１を介してネゴシエーションされる。
【００１７】
すなわち、レーン情報と誤り符号とは、送信機１から受信機２に向けて伝送路１１を介して一方的に通知されるか、あるいは、これに加えて、受信機２から送信機１に向けて専用回線２１を介した通知も行われる。なお、ｎは伝送路１１全体のレーン数で、２以上の整数である。また、本実施例の伝送路１１はさらに、データを伝送するｘ本の伝送レーン１２と、ｙ本の冗長レーン１３で構成され、ｎ＝ｘ＋ｙの関係がある。
【００１８】
図２は、実施例１によるデータ伝送システムにおいて、図１とは異なる構成のデータ伝送システムの例を示すブロック図である。図２に示すデータ伝送システムは、それぞれ送信機１と受信機２を備えるデータ伝送装置としての送受信機３（３−１，３−２）と、送受信機３−１と中央処理部（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）４を備えるＣＰＵボード５と、送受信機３−２とスイッチ（Ｓｗｉｔｃｈ：ＳＷ）６を備えるＳＷボード７とをそれぞれ一つ備える。ただし、本実施例においては、これらの構成要素が複数存在する構成であっても構わない。
【００１９】
送受信機３−１には、ＣＰＵ４より送信データ８−１が入力され、ＣＰＵ４には、送受信機３−１より受信データ９−１が入力される。送受信機３−２には、ＳＷ６より送信データ８−２が入力され、ＳＷ６には、送受信機３−２より受信データ９−２が入力される。また、ＣＰＵボード５とＳＷボード７との構成は、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、ＣＰＵボード５とＣＰＵボード５が相互に接続、もしくは、ＳＷボード７とＳＷボード７が相互に接続される構成でも構わない。
【００２０】
図２に示すデータ伝送システムの構成にあっては、送受信機３−１と送受信機３−２との間には、方向が異なる２つの伝送路１１−１、１１−２形成される。図２の構成は、対向する逆方向の伝送路１１−１、１１−２を利用して、受信機２が出力するレーン情報と誤り符号を、送信機１に出力することが、図１の構成例とは異なる。
【００２１】
すなわち、図２の構成例では、例えば、送受信機３−２内の受信機２がレーン情報等を送受信機３−１内の送信機１とネゴシエーションする場合、その情報が、送受信機３−２内の受信機２→送受信機３−２内の送信機１→送受信機３−１内の受信機２→送受信機３−１内の送信機１という経路で伝送される。また、送受信機３−１内の受信機２がレーン情報等を、送受信機３−２内の送信機１とネゴシエーションする場合も同様である。なお、それ以外の構成は図１と同様であるため説明を省略する。
【００２２】
以上、図１、図２を用いて説明した本実施例のデータ伝送システムは、詳細を後述するマーカーを用いることで、故障したレーン、もしくは故障する予兆を事前に検出したレーンの情報を、送受信間で通知することが可能な構成となっている。これに伴い送信機１と受信機２で、故障したレーン、もしくは故障する予兆を事前検出したレーンを共通認識するための情報通知が必要となるが、この情報通知を一方向とするか双方向とするかは、本実施例のデータ伝送システムにおいては特に問わない。
【００２３】
また、さらに、本実施例のデータ伝送システムは、詳細は後述するが、使用する伝送路１１の伝送レーンの本数を可変制御することが可能なものとなっている。これに伴い送信機１と受信機２で、使用する伝送レーンの位置を共通認識する必要があるが、この共通認識を行うための情報通知を一方向とするか双方向とするかについても、本実施例のデータ伝送システムにおいては特に問わない。
【００２４】
一方向の情報通知の例として、例えば次のような方式が挙げられる。まず、図１で例示すると、送信機１がｎ本の伝送レーンのいずれかを使用をするかを決定し、この決定した情報を、伝送路１１を介して受信機２に通知する。次いで、受信機２は、この決定した情報を認識し、当該情報に応じて自身の内部回路の設定を適時変更する。そして送信機１および受信機２において、この決定した情報に基づく通信が有効と共通認識される。
【００２５】
一方、双方向の情報通知の第１の例として、例えば次のような方式が挙げられる。第１の例として、まず、送信機１がｎ本の伝送レーンのいずれを使用するかを決定し、その決定した情報を、伝送路１１を介して受信機２に通知する。受信機２は、この決定した情報を了承する場合、当該情報に応じて自身の内部回路の設定を適宜変更した後、送信機１に向けて変更が完了した旨を通知する。送信機１は、この通知を受けて、自身の内部回路の設定を適宜変更した後、この決定した情報に基づく通信が有効と共通認識される。
【００２６】
また、双方向の場合の第２の例として、受信機２が伝送路１１のｎ本の伝送レーンのそれぞれに生じた故障を検出する機能を備えることを前提とし、まず、受信機２が送信機１に向けて、故障が発生した伝送レーンを通知する。送信機１は、この故障が発生した伝送レーンを回避しつつ、伝送路１１中のｎ本の伝送レーンのいずれを使用するかを決定し、その決定した情報を、伝送路１１を介して受信機２に通知する。受信機２は、この決定した情報を認識し、当該情報に応じて自身の内部回路の設定を適宜変更する。そして、送信機１および受信機２において、この決定した情報に基づく通信が有効と共通認識される。
【００２７】
以上説明した各種の方式の違いに応じて、後述する送信機１や受信機２における各種機能ブロックが、実際に動作を行う際の順序関係等は適宜異なることになるが、以降の説明では、前述した双方向の場合の第２の例を用いて詳細な説明を行うこととする。ただし、順序関係等を適宜調整することで、一方向の場合や双方向の他の場合に適用することも可能である。
【００２８】
図３は、実施例１によるデータ伝送システムに含まれる送信機の内部構成の一例を示すブロック図である。当該送信機は、前述した図１または図２の送信機１に該当する。図３に示すように、送信機１は、シリアル／パラレル変換部１０（１０−１〜１０−ｘ）、誤り検出訂正符号生成部２０、レーン数切替制御部３０、パラレル／シリアル変換部４０（４０−１〜４０−ｎ）、電気−光変換部５０（５０−１〜５０−ｎ）を備える。なお、図１で説明したように、ｘは、ｎよりも小さい整数であり、例えばｘ＝１０、ｎ＝１２などである。同図に示すように、レーン切替制御部３０には、専用回線２１を介して、受信機２より故障レーン情報のデータ列が通知される。
【００２９】
まず、送信機１のデータフローを説明する。ｘ本の伝送レーン上を伝送してきた送信データは、それぞれシリアル／パラレル変換部１０（１０−１〜１０−ｘ）に入力され、パラレルデータに変換される。シリアル／パラレル変換部１０（１０−１〜１０−ｘ）は、誤り検出訂正符号生成部２０へデータ列を出力する。誤り検出訂正符号生成部２０は、ｎ本のデータ列を出力し、レーン数切替制御部３０を経由して、パラレル／シリアル変換部４０（４０−１〜４０−ｎ）へ、ｎ本のデータ列を出力する。パラレル／シリアル変換部４０（４０−１〜４０−ｎ）は、電気−光変換部５０（５０−１〜５０−ｎ）へ変換後のシリアルデータ列を出力する。
【００３０】
次に、本実施例の送信機１における各部の詳細な動作例を説明する。送信データは、シリアル／パラレル変換部１０（１０−１〜１０−ｘ）に入力される。ここで、シリアル／パラレル変換部１０（１０−１〜１０−ｘ）は、入力されたデータのビット列をシリアルからパラレルへ変換し、誤り検出訂正符号生成部２０へ送信する。
【００３１】
誤り検出訂正符号生成部２０は、シリアル／パラレル変換部１０（１０−１〜１０−ｘ）より受信したデータのビット列に対して、誤り符号を生成し、ｘ本の伝送レーンには、シリアル／パラレル変換部１０（１０−１〜１０−ｘ）より受信したデータのビット列を分配し、誤り符号を、ｙ（＝ｎ−ｘ）本の冗長レーンに分配し、レーン数切替制御部３０へ送信する。なお、誤り検出符号および誤り訂正符号の種類は、特に限定されない。
【００３２】
レーン数切替制御部３０は、データのビット列と、誤り検出訂正符号生成部２０により生成された誤り符号のデータのビット列を、誤り検出訂正符号生成部２０より受信し、後述する受信機２から専用回線等を介して受信した故障レーン情報に基づき、故障レーン以外のレーンにデータのビット列を分配する。また、故障レーン情報に基づき、レーン情報、および誤り符号を、後で説明するマーカーとして生成し、伝送路に挿入する。
【００３３】
パラレル／シリアル変換部４０（４０−１〜４０−ｎ）は、レーン数切替制御部３０から入力されたデータのビット列をパラレルからシリアルへ変換し、電気−光変換部５０（５０−１〜５０−ｎ）に出力する。
【００３４】
電気−光変換部５０（５０−１〜５０−ｎ）は、パラレル／シリアル変換部４０（４０−１〜４０−ｎ）から入力されたデータのビット列を、電気信号から光信号に変換し、伝送路に出力する。
【００３５】
このように、本実施例による送信機１は、入力された送信データに対して、誤り検出訂正符号生成部２０にて誤り符号を生成し、レーン数切替制御部３０において、受信機２より通知された故障レーン情報に基づき、故障レーン以外のレーンに、送信機１に入力された送信データを分配する。また、故障レーンには、後述するＰＲＢＳ生成部３０４にて生成した擬似ランダムビット信号（ＰＲＢＳ：Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ Ｂｉｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を出力する。
【００３６】
図４は、実施例１によるデータ伝送システムに含まれる受信機２の内部構成の一例を示すブロック図である。当該受信機２は、前述した図１または図２の受信機２に該当する。図４に示す受信機２は、ｎ本の伝送レーンによって構成される伝送路１１からデータ列が入力され、受信フレームデータ（以下、受信データ）と所定のデータ列とを出力する。受信機２は、光−電気変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）、シリアル／パラレル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）、検出部８０（８０−１〜８０−ｎ）、故障情報解析部９０、誤り訂正部１００、レーン数切替対応部１１０、パラレル／シリアル変換部１２０（１２０−１〜１２０−ｎ）を備える。なお、伝送レーンの数ｘは、ｎよりも小さい整数であり、例えばｘ＝１０、ｎ＝１２などである。
【００３７】
まず受信機２のデータフローを説明する。送信機１からのデータのビット列は、ｎ本の伝送レーンの伝送路を介して、光−電気変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）へ入力される。光−電気変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）は、シリアル／パラレル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）へビット列を出力する。シリアル／パラレル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、検出部８０（８０−１〜８０−ｎ）へ、変換したパラレルデータのビット列を出力する。
【００３８】
検出部８０（８０−１〜８０−ｎ）は、故障情報解析部９０と誤り訂正部１００にビット列を出力する。故障情報解析部９０は、送信機１へビット列を出力する。誤り訂正部１００は、レーン数切替対応部１１０へビット列を出力する。レーン数切替対応部１１０は、パラレル／シリアル変換部１２０（１２０−１〜１２０−ｎ）へビット列を出力する。パラレル／シリアル変換部１２０（１２０−１〜１２０−ｎ）は、最終的にシリアルデータとした受信データを出力する。
【００３９】
次に、本実施例の受信機２の詳細な動作について説明する。光−電気変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）は、ｎ本の伝送レーンによって構成される、例えば図１の伝送路１１を介して入力されるデータのビット列を、光信号から電気信号に変換し、シリアル／パラレル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）へビット列を出力する。シリアル／パラレル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）は、光−電気変換部６０（６０−１〜６０−ｎ）から受信したデータのビット列を、シリアルからパラレルへと変換し、検出部８０（８０−１〜８０−ｎ）へビット列を出力する。
【００４０】
検出部８０（８０−１〜８０−ｎ）は、シリアル／パラレル変換部７０（７０−１〜７０−ｎ）から受信したビット列に含まれる後で説明するマーカーを検出し、マーカーに含まれるレーン情報、および誤り符号をマーカー情報として、故障情報解析部９０へと出力し、また、マーカーを削除したデータのビット列を、誤り訂正部１００へ出力する。
【００４１】
故障情報解析部９０は、検出部８０より受信したマーカー情報から、送信機１より通知された故障レーン情報により、使用するレーン位置を決定し、レーン数切替対応部１１０へ、データのビット列を出力する。また、検出部８０より受信したマーカー情報から、各伝送路の誤りを後述する検出方法でレーンの故障を判断し、送信機１およびレーン数切替対応部１１０へデータのビット列を出力する。
【００４２】
誤り訂正部１００は、検出部８０（８０−１〜８０−ｎ）から受信したビット列に含まれる誤り訂正符号を用いて誤りを検出および訂正し、レーン数切替対応部１１０へデータのビット列を出力する。
【００４３】
レーン数切替対応部１１０は、誤り訂正部１００より受信したデータのビット列を、故障情報解析部９０より受信したレーン情報に基づいてｎ本のレーンのデータのビット列を、ｘ本の伝送レーンのデータのビット列へとデータの再構築を行い、パラレル／シリアル変換部１２０（１２０−１〜１２０−ｎ）へデータのビット列を出力する。なお、数ｘは、ｎよりも小さい整数であり、例えばｘ＝１０、ｎ＝１２などである。
【００４４】
パラレル／シリアル変換部１２０（１２０−１〜１２０−ｎ）は、レーン数切替対応部１１０より受信したデータのビット列を、パラレルからシリアルへと変換し、最終的に受信データを出力する。
【００４５】
図５は、実施例１によるデータ伝送システムの送信機１に含まれるレーン数切替制御部３０の内部構成を示すブロック図である。当該レーン数切替制御部３０は、前述した図３のレーン数切替制御部３０に該当する。図５に示すレーン数切替制御部３０は、ｎ本の伝送レーンによって構成される伝送路と受信機２とから送信されるデータ列が入力され、ｎ本の伝送レーンによって構成される伝送路にデータのビット列を出力する。レーン数切替制御部３０は、データ分配部３０１、マーカー生成挿入部３０２、レーン情報解析部３０３、ＰＲＢＳ生成部３０４、セレクタ３０５（３０５−１〜３０５−ｎ）を備える。
【００４６】
まず、レーン数切替制御部３０内部のデータフローを説明する。誤り検出訂正符号生成部２０からのデータのビット列は、伝送路を介して、データ分配部３０１に入力される。受信機２からの故障レーン情報が入力されるレーン情報解析部３０３が出力するデータのビット列は、データ分配部３０１と、マーカー生成挿入部３０２と、セレクタ３０５（３０５−１〜３０５−ｎ）とに入力される。データ分配部３０１は、マーカー生成挿入部３０２にデータのビット列を出力する。マーカー生成挿入部３０２は、セレクタ３０５（３０５−１〜３０５−ｎ）にデータのビット列を出力する。セレクタ３０５（３０５−１〜３０５−ｎ）は、最終的にパラレル／シリアル変換部４０（４０−１〜４０−ｎ）へデータのビット列を出力する。
【００４７】
次に、レーン数切替制御部３０の詳細な動作について説明する。レーン情報解析部３０３は、受信機２から通知される、検出されたレーンの故障情報である故障レーン情報に基づき、使用するレーン情報をデータ分配部３０１へ出力する。また、レーン情報解析部３０３は、故障レーン情報に基づき、故障したレーンと正常レーンの情報をマーカー生成挿入部３０２へ出力する。更に、レーン情報解析部３０３は、故障レーン情報に基づき、故障したレーンの情報をセレクタ３０５（３０５−１〜３０５−ｎ）へ出力する。
【００４８】
データ分配部３０１は、レーン情報解析部３０３から通知された故障レーン情報に基づき、ｎ本の伝送レーンによって構成される伝送路を介して入力されるデータのビット列を、正常なレーンのみに分配し、マーカー生成挿入部３０２へ出力する。例えば、全てのレーンが正常な場合は、ｘ本のレーンには前述した誤り検出訂正符号生成部で生成された誤り検出訂正符号を挿入し、残りのｙ（＝ｎ−ｘ）本のレーンには、通常のデータを挿入する。また、例えば、ｚ本のレーンが故障している場合は、ｘ−ｚ本のレーンには前述した誤り検出訂正符号生成部で生成された誤り検出訂正符号を挿入し、残りのｙ本のレーンには、通常のデータを挿入し、故障しているｚ本のレーンにはアイドルパターンを挿入する。
【００４９】
マーカー生成挿入部３０２は、レーン情報解析部３０３より通知された故障、正常のレーン情報に基づき、後述するマーカーを生成し、全てのレーンにデータのビット列にマーカーを挿入し、セレクタ３０５（３０５−１〜３０５−ｎ）にデータのビット列を出力する。
【００５０】
図５のＰＲＢＳ生成部３０４は、擬似ランダムビット信号（ＰＲＢＳ）のパターンを生成し、セレクタ３０５（３０５−１〜３０５−ｎ）に出力してアイドルパターンとして用いる。なお、ここで生成されるＰＲＢＳの種類は特に限定されない。
【００５１】
セレクタ３０５（３０５−１〜３０５−ｎ）は、レーン情報解析部３０３より通知された故障レーンの情報に基づいて、故障レーンにＰＲＢＳ生成部３０４から受信したＰＲＢＳパターンを挿入し、正常なレーンには、データ分配部３０１から受信した通常のデータ及び誤り検出訂正符号のデータのビット列を挿入し、最終的にパラレル／シリアル変換部４０（４０−１〜４０−ｎ）へデータのビット列を出力する。
【００５２】
このように、本実施例による送信機１は、受信機２の故障情報解析部９０より通知された故障、正常のレーン情報に基づいて、データを出力するレーンを適宜変更することができ、かつマーカーに故障レーン情報と正常レーン情報を挿入し、伝送路１１へと出力する。
【００５３】
図６は、実施例１によるデータ伝送システムの受信機２に含まれる、故障情報解析部の内部構成の一具体例を示すブロック図である。この故障情報解析部は、前述した図４の受信機２中の故障情報解析部９０に該当する。図６に示す故障情報解析部９０は、ｎ本の伝送レーンによって構成される伝送路からデータのビット列が入力され、受信機２に含まれるレーン数切替対応部１１０と、送信機１に含まれるレーン数切替制御部３０とにデータのビット列を出力する。同図にみるように、故障情報解析部９０は、セレクタ９０１（９０１−１〜９０1−ｎ）、マーカー解析部９０２、ＰＲＢＳ受信部９０３、故障検出部９０４、誤り検出部９０５、検出信号生成部９０６を備える。
【００５４】
まず、故障情報解析部９０内部のデータフローを説明する。図４の受信機２中の検出部８０（８０−１〜８０−ｎ）からのデータのビット列は、ｎ本の伝送路を介して、セレクタ９０１（９０１−１〜９０1−ｎ）に入力される。セレクタ９０１（９０１−１〜９０1−ｎ）は、マーカー解析部９０２とＰＲＢＳ受信部９０３にデータのビット列を出力する。マーカー解析部９０２は、ビット列中のマーカーを解析し、故障検出部９０４と誤り検出部９０５とにデータのビット列を出力する。
【００５５】
ＰＲＢＳ受信部９０３は、検出信号生成部９０６にデータのビット列を出力する。故障検出部９０４は、受信機２に含まれるレーン数切替対応部１１０にデータのビット列を出力する。誤り検出部９０５は、検出信号生成部９０６にデータのビット列を出力する。誤り検出部９０５の内部構成の一具体例は、後に図１０を用いて説明する。検出信号生成部９０６は、送信機１のレーン数切替制御部３０にデータのビット列を出力する。
【００５６】
次に、図６の故障情報解析部９０の詳細な動作について説明する。セレクタ９０１（９０１−１〜９０1−ｎ）は、ｎ本の伝送レーンによって構成される伝送路を介して入力されるデータのビット列を、ＰＲＢＳパターンと通常のデータとに分離し、ＰＲＢＳパターンのビット列は、ＰＲＢＳ受信部９０３に出力し、通常のデータはマーカー解析部９０２に出力する。
【００５７】
マーカー解析部９０２は、後述するマーカー構成を解析し、送信機１より出力されたレーン情報を故障検出部９０４に出力し、送信機１より出力された誤り符号を、誤り検出部９０５に出力する。すなわち、マーカー解析部９０２は、前述した送信機１のマーカー生成挿入部３０２で埋め込まれたマーカーからレーン情報と、誤り符号の情報とを抽出し、セレクタ９０１（９０１−１〜９０1−ｎ）より受信したマーカーを削除し、故障検出部９０４と誤り検出部９０５とにデータのビット列を出力する。
【００５８】
故障検出部９０４は、マーカー解析部９０２より受信したレーン情報より、使用するレーンを決定し、受信機２のレーン数切替対応部１１０へ出力する。
【００５９】
誤り検出部９０５は、マーカー解析部９０２より受信した誤り符号を用いて、各レーンのデータのビット列の誤りを求め、後述する検出方法により、故障を検出、或いは故障の予兆を検出し、検出信号生成部９０６へデータのビット列を出力する。
【００６０】
ＰＲＢＳ受信部９０３は、送信機１より生成された各レーンのＰＲＢＳパターンの誤りを検出し、各レーンの誤りの回数及び頻度の計算結果を検出信号生成部９０６に出力する。
【００６１】
検出信号生成部９０６は、誤り検出部９０５とＰＲＢＳ受信部９０３とより受信したデータのビット列より、各レーンの状態を判断し、故障と判断した場合は故障レーン情報を、正常と判断した場合は正常レーン情報を、レーン数切替制御部３０に通知する。
【００６２】
このように、本実施例の受信機２は、各レーンの状態を監視し、故障の予兆、前兆を検出した場合、もしくは故障と判断した場合は故障レーン情報を送信機１に通知し、または正常レーンと判断した場合は、正常レーン情報を送信機１に通知する。但し、場合によっては、故障レーン情報のみ、正常レーン情報のみのいずれか一方で通知を行っても構わない。
【００６３】
図７は、本実施例のデータ伝送システムの、図５中のレーン数切替制御部３０中のマーカー生成挿入部３０２にて生成され、送信データと誤り符号からなるデータ列に、所定の周期で挿入されるマーカーの構成の一具体例を示した図である。
【００６４】
マーカー生成挿入部３０２には、ｎ本の伝送レーンにて構成される伝送路を介して、データ分配部３０１より、誤り検出訂正符号生成部２０より受信したｘ（＝ｎ−ｙ）本のデータのビット列Ｄ（Ｄ1〜Ｄｘ）と、データ分配部３０１により生成されたｙ本の誤り訂正検出訂正符号のビット列Ｐ（Ｐ１〜Ｐｙ）とが入力される。
【００６５】
マーカー生成挿入部３０２に入力されるｘ（＝ｎ−ｙ）本のデータのビット列Ｄ（Ｄ1〜Ｄｘ）と、ｙ本の誤り訂正検出訂正符号のビット列Ｐ（Ｐ１〜Ｐｙ）とに対して、図７に示すように、全ての伝送レーンに対してマーカー７００を所定の周期で挿入する。
【００６６】
同図により明らかなように、マーカー生成挿入部３０２にて生成されるマーカーは、２４０ｂｉｔを１ブロックとし、誤り検出訂正符号生成部２０より受信した２００ｂｉｔのデータのビット列Ｄ、或いはビット列Ｐと、正常レーンと故障レーンの情報を示す２４ｂｉｔのレーン情報と、レーン毎の誤りを検出する８ｂｉｔの誤り検出符号（ＣＲＣ−８）と、故障したレーンの本数を示す２ｂｉｔの識別子と、マーカーのスキューを調整する２ｂｉｔのスキュー調整と、マーカーであることを認識し、故障レーン情報と正常レーン情報を区別する４ｂｉｔのヘッダとを備える。
【００６７】
なお、本実施例のシステムにおいては、上述したマーカーの構成に限定されるものではなく、１ブロックのビット数、マーカーのビット数など、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、誤り符号である誤り検出符号（ＣＲＣ−８）を、誤り訂正符号に変更しても構わない。また、後述するように、マーカーを伝送されるデータ列に挿入する周期は変更可能とできる。
【００６８】
以上のように構成された実施例１の受信機２の、図６に示した故障情報解析部９０中の誤り検出部９０５の動作例を図８に示し、図９のフローチャートを参照して動作を説明する。
図８は、図６の誤り検出部９０５の動作例を示す説明するための波形図である。また、図９は、実施例１によるデータ伝送システムの故障情報解析部９０中の誤り検出部９０５他の動作手順を示すフローチャートである。
【００６９】
図９のフローチャートのＳ０から処理を開始する。そして、誤り検出部９０５は、マーカー解析部９０２より受信したマーカーを検出し、マーカーに含まれる誤り符号により、各レーンのデータのビット列の誤りを検出し（Ｓ５）、伝送レーン毎に誤り発生率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）の一定期間毎の平均値を算出する（Ｓ１０）。また、例えば巡回冗長検査（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）によるエラーがない状態を初期トレーニングとし、初期トレーニング時に得られたレーン毎の一定期間、すなわち所定間隔毎のＢＥＲの平均値を、第一の基準値である(i)故障検出用ＢＥＲとして設定する（Ｓ１５）。
【００７０】
また、立ち上げ毎の初期トレーニング時のＢＥＲの値と設定した(i)故障検出用ＢＥＲとを比較して、立ち上げ時のＢＥＲが大きいときは、既にそのレーンは故障していると判断する。図８に、１つのレーンの場合の(i)故障検出用ＢＥＲの設定値、また、１つのレーンの場合の故障を判断するための、第二の基準値である(ii)高ＢＥＲの設定値を示した。
【００７１】
そして、常に通常レーンと冗長レーンとを含めた全レーンのＢＥＲを検出し（Ｓ２０）、予め設定した第二の基準値である(ii)高ＢＥＲよりも低いレーンは、前述した第一の基準値である(i)故障検出用ＢＥＲとの差分を計算する（Ｓ２５）。
【００７２】
また、通常レーンと冗長レーンとを含めた全レーンのＢＥＲを検出し（Ｓ２０）、 (ii)高ＢＥＲよりも高いレーンに対して、該当レーンを故障レーンと判断し（Ｓ５５）、マーカーに挿入するレーン情報を故障とする信号を検出信号生成部９０６に通知し、故障レーン情報をマーカーに挿入する（Ｓ６０）。この(ii)高ＢＥＲに基づく故障レーンの判断は、図８に示す切替条件２に相当する。
【００７３】
そして、第一の基準値である(i)故障検出用ＢＥＲとの差分がなかったレーンは、該当レーンを正常レーンと判断し（Ｓ３５）、マーカーに挿入するレーン情報を正常とする信号を検出信号生成部９０６に通知する。検出信号生成部９０６は、この正常レーン情報を専用回線３１を介して送信機１に送り、送信機１のマーカー生成挿入部３０２でマーカーに正常レーン情報を挿入する（Ｓ４０）。
【００７４】
一方、第一の基準値である(i)故障検出用ＢＥＲとの差分があったレーンは、さらに、該当レーンの差分ｂｄと、前回のマーカーで計算した時の(i)故障検出用ＢＥＲの差分とを比較し、差分の増加率を計算する（Ｓ４５）。そして、差分の増加率が、あらかじめ設定した閾値以下だったレーンに対して、差分が発生している時間ｔｄを観測し（Ｓ５０）、設定時間以内であるレーンを正常レーンと判断し（Ｓ３５）、マーカーに挿入するレーン情報を正常とする信号を検出信号生成部９０６に通知し、同様に、正常レーン情報をマーカーに挿入する（Ｓ４０）。一方、差分の増加率が、あらかじめ設定した閾値以上だったレーンに対して、該当レーンを故障レーン、或いは故障の予兆のあるレーンと判断し（Ｓ５５）、マーカーに挿入するレーン情報を故障とする信号を検出信号生成部９０６に通知し、故障レーン情報をマーカーに挿入する（Ｓ６０）。
【００７５】
また、該当レーンの差分と、前回のマーカーで計算した時の(i)故障検出用ＢＥＲの差分とを比較した差分の増加率が、あらかじめ設定した閾値以下だったレーンに対して、差分が発生している時間ｔｄを観測し（Ｓ５０）、設定時間以上であるレーンを故障レーン、或いはその予兆のあるレーンと判断し、マーカーに挿入するレーン情報を故障とする信号を検出信号生成部９０６に通知し、同様にマーカー生成挿入部３０２で故障レーン情報をマーカーに挿入する（Ｓ６０）。これらの(i)故障検出用ＢＥＲに基づく、故障あるいはその予兆のあるレーンとの判断は、図８に示す切替条件１に基づく判断に相当する。
【００７６】
図１０に、以上詳述した本実施例の誤り検出部９０５の内部構成の一具体例を示した。同図において、各ブロックは、その名称に示す機能を有する。例えば、ＣＲＣエラー検出部９５１においてデータブロック単位でＣＲＣＢチェックが行われてエラーが検出され、ＣＲＣエラー数カウント部において、検出されたエラー数がカウントされる。ＢＥＲレジスタ部９５３は、所定間隔を発生する単位時間タイマー部９５４で設定される単位時間毎、所定間隔毎にＢＥＲを更新する。
【００７７】
ＢＥＲ比較部９５５において、ＢＥＲレジスタ部９５３の値と、ＢＥＲ設定部９５６で設定した高ＢＥＲと比較し、その結果を出力する。この高ＢＥＲは、上述した第二の基準値である(ii)高ＢＥＲに対応する。
【００７８】
また、ＢＥＲ差分比較部９５８は、ＢＥＲレジスタ部９５３の値と、故障検出用ＢＥＲ設定部９５９で設定した故障検出用ＢＥＲとを比較して、差分を求める。この故障検出用ＢＥＲは、上述した第一の基準値である(i)故障検出用ＢＥＲに対応する。ＢＥＲ差分増加率比較部９６１は、前回ＢＥＲレジスタ部９６２に保持された前回分のＢＥＲの差分と、現在の差分とを比較して、増加率を求める回路である。そして、ＢＥＲ差分増加率比較部９６４において、当該増加率をＢＥＲ差分増加率設定部９６５で設定した差分増加率閾値と比較し、その結果を出力する。
【００７９】
一方、差分時間計測部９６３は、ＢＥＲ差分比較部９５８で算出した差分の有無に基づき、差分が有る時間を計測する。差分時間比較部９６６は、計測された時間と差分時間設定部９６７で設定した設定時間と比較し、その結果を出力する。
【００８０】
ブロック９５７が故障情報保持部であり、ＢＥＲ比較部９５５、ＢＥＲ差分増加率比較部９６４、差分時間比較部９６６それぞれの比較結果が入力され、保持することによって、各伝送レーンの故障情報が、図６の検出信号生成部９０６に通知される。なお、フリップフロップ部の出力は、単位時間タイマー９５４からの単位時間に基づき、前回ＢＥＲレジスタ部９６２及び差分時間計測部９６３を所定間隔毎にリセットするパルスを発生するために利用される。
【００８１】
以上詳述したように、実施例１のデータ伝送方法および装置を用いることで、代表的には、全ての伝送レーンのＢＥＲを伝送レーン毎に、常に監視し、伝送レーンに生じる故障、更には故障を事前に検出し、該当レーンを切換えることができ、また、通信速度が高速で、素子やボードなどの交換が容易でないシステムにおいて、素子の故障や伝送路に障害が発生する前に、レーンを切り替えることが可能となる。
【００８２】
また電気−光、あるいは光−電気変換用の光素子が突然死した場合でも、レーンの切替及びデータの復元ができ、リンク（接続）を持続することが可能となるので、システム全体の故障率を低減することが出来、高信頼なシステムを構築することが出来る。
【００８３】
さらに、例えば対向デバイスの有無を確認する、電気伝送によるレシーバ検出トレーニングにおいて、レシーバ間に電気/光変換素子がある場合でも、本実施例のマーカーを用いて情報を送受信間でやりとりすることで、電気伝送によるレシーバ検出トレーニングに対応可能な伝送システムを構築することができる。
【実施例２】
【００８４】
実施例２のデータ伝送システムは、実施例１のデータ伝送システムと比較して、受信機に含まれる誤り検出部における誤り検出方法が異なる。以下、実施例１との差異を中心に実施例２のデータ伝送システムについて説明する。
受信機２に含まれる誤り検出部９０５の動作例を図１１に示し、図１２のフローチャートを用いて動作を説明する。
【００８５】
図１１は、実施例２によるデータ伝送システムの受信機２の故障情報解析部９０中の誤り検出部９０５の動作例を示す説明図である。また、図１２は、実施例２によるデータ伝送システムの誤り検出部９０５の動作手順を示すフローチャートである。なお、下記の動作手順を実現する誤り検出部９０５の構成は、図１０に示した構成と同様に構成できるので、図示説明を省略する。
【００８６】
図１２において、Ｓ１００から処理を開始する。そして、マーカー解析部９０２より受信したマーカーを検出し、マーカーに含まれる誤り符号により、各レーンのデータのビット列の誤りを検出し（Ｓ１０５）、伝送レーン毎に誤り発生率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）の一定期間の平均値を算出する（Ｓ１１０）。また、例えば巡回冗長検査（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）によるエラーがない状態を初期トレーニングとし、初期トレーニング時に得られたレーン毎の一定期間のＢＥＲの平均値を(i)故障検出用ＢＥＲと設定する（Ｓ１１５）。図１１に、１つのレーンの場合の(i)故障検出用ＢＥＲの設定値を示す。
【００８７】
そして、常に通常レーンと冗長レーンとを含めた全レーンのＢＥＲを検出し（Ｓ１２０）、設定した(ii)高ＢＥＲよりも高いレーンに対して、該当レーンを故障レーンと判断し（Ｓ１２５）、マーカーに挿入するレーン情報を故障とする信号を検出信号生成部９０６に通知し、故障レーン情報をマーカーに挿入する（Ｓ１３０）。図１１に、１つのレーンの場合の(ii)高ＢＥＲの設定値と、それに基づく切替条件２とを示す。
【００８８】
また、前述した(i)故障検出用ＢＥＲよりも高く、予め設定した(ii)高ＢＥＲよりも低いレーンに対して、通常レーンと冗長レーンとを含めた全レーンのＢＥＲが、前述した(i)故障検出用ＢＥＲを越えた回数を一定期間カウントし（Ｓ１３５）、設定した閾値回数を越えたレーンに対して、該当レーンを故障レーン、あるいは故障の予兆のあるレーンと判断し（Ｓ１４０）、マーカーに挿入するレーン情報を故障とする信号を検出信号生成部９０６に通知し、故障レーン情報をマーカーに挿入する（Ｓ１３０）。これは、図１１の切替条件１に相当する。
【００８９】
一方、前述した設定した(ii)高ＢＥＲよりも低く、かつ(i)故障検出用ＢＥＲよりも同等未満のレーンに対して、該当レーンを正常レーンと判断し、前述したカウント数をリセットし（Ｓ１４５）、マーカーに挿入するレーン情報を正常とする信号を検出信号生成部９０６に通知し、正常レーン情報をマーカーに挿入する（Ｓ１５０）。
【００９０】
また、前述した(i)故障検出用ＢＥＲよりも高く、設定した(ii)高ＢＥＲよりも低いレーンに対して、通常レーンと冗長レーンとを含めた全レーンのＢＥＲが、前述した(i)故障検出用ＢＥＲを越えた回数を一定期間カウントし（Ｓ１３５）、設定した閾値未満であるレーンに対して、該当レーンを正常レーンと判断し、前述したカウント数をリセットし（Ｓ１４５）、マーカーに挿入するレーン情報を正常とする信号を検出信号生成部９０６に通知し、正常レーン情報をマーカーに挿入する（Ｓ１５０）。
【００９１】
以上のように、本実施例２のデータ伝送方法および装置を用いることで、代表的には、全ての伝送レーンのＢＥＲを伝送レーン毎に、常に監視し、伝送レーンに生じる故障、あるいは故障の予兆を事前に検出し、該当レーンを切換えることができるので、データ伝送システム全体の信頼性を向上させることができる。
【実施例３】
【００９２】
実施例３のデータ伝送システムは、実施例１及び２のデータ伝送システムと比較して、送信機１に含まれるマーカー生成挿入部３０２において、図７にその一例を示したマーカーを、伝送レーンを伝送する、送信データと誤り符号からなるデータ列に挿入する周期を変更する機能が追加されている点が異なる。以下、実施例１及び２との差異を中心に本実施例３のデータ伝送システムについて説明する。
【００９３】
実施例３に含まれる誤り検出部９０５とマーカー生成挿入部３０２の動作例を図１３に示し、図１４のフローチャートを参照して動作を説明する。なお、下記の動作手順を実現する誤り検出部９０５の構成は、図１０に示した構成と同様に構成できるので、図示説明を省略する。
【００９４】
図１３は、実施例３によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれるマーカー生成挿入部３０２の動作例を示す説明図である。また、図１４は、実施例３によるデータ伝送システムにおいて、図６の故障情報解析部９０中の誤り検出部９０５、検出信号生成部９０６と、図５のレーン数切替制御部３０中のマーカー生成挿入部３０２の動作手順を示すフローチャートである。
【００９５】
Ｓ２００から処理を開始する。そして、誤り検出部９０５は、マーカー解析部９０２より受信したマーカーに含まれる誤り符号により、各レーンのデータのビット列の誤りを検出し（Ｓ２０５）、伝送レーンの状態を監視する（Ｓ２１０）。
【００９６】
そして、誤り検出部９０５は、伝送レーン毎に誤り発生率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）の一定期間の平均値を算出し（Ｓ２１５）、例えば巡回冗長検査（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）によるエラーがない状態を初期トレーニングとし、初期トレーニング時に得られたレーン毎の一定期間のＢＥＲの平均値を(i)故障検出用ＢＥＲと設定する（Ｓ２２０）。図１３に示す(i)故障検出用ＢＥＲに相当する。
【００９７】
一方、通常状態の場合は、常に通常レーンと冗長レーンとを含めた全レーンのＢＥＲを検出し（Ｓ２２５）、前述した(i)故障検出用ＢＥＲとの差分を計算し（Ｓ２３０）、(i)故障検出用ＢＥＲとの差分があったレーンは、さらに、該当レーンの差分と、前回のマーカーで計算した時の故障検出用ＢＥＲの差分とを比較し、差分の増減を計算する（Ｓ２３５）。そして、故障検出用ＢＥＲとの差分があったレーンは、図１３に示すように、差分が増加した場合は、データのビット列に挿入するマーカーの周期を半分のＴ／２とし、差分が減少した場合は、データのビット列に挿入するマーカーの周期を倍の２Ｔとするための指示信号を検出信号生成部９０６に通知する。
【００９８】
レーン数切替制御部３０は、検出信号生成部９０６から受信した信号を、レーン情報解析部３０３を介して、マーカー生成挿入部３０２に入力し、マーカー生成挿入部３０２は指示された周期でマーカーを挿入する（Ｓ２４５）。なお、周期の変更の倍率は特に限定されない。
【００９９】
一方、誤り検出部９０５は、故障検出用ＢＥＲとの差分がなかったレーンは、データのビット列に挿入するマーカーの周期を前回と同じ周期とする信号を検出信号生成部９０６に通知する。レーン数切替制御部３０は、検出信号生成部９０６から受信した信号を、レーン情報解析部３０３を介して、マーカー生成挿入部３０２に入力し、マーカー生成挿入部３０２は前回と同じ周期でマーカーを挿入する（Ｓ２４５）。
【０１００】
本実施例によれば、データ列に挿入するマーカーの挿入間隔を変える機能を備えることにより、素子の故障状態に応じて検出時間を調整することができる。
【０１０１】
以上説明した本発明のデータ伝送方法および装置を用いることで、全ての伝送レーンのＢＥＲを伝送レーン毎に、常に監視し、伝送レーンに発生する故障に起因する急激なＢＥＲの増加に対して、動的に故障を検出し、伝送レーンに生じる故障の予兆を事前に検出して該当レーンを切換えることができるので、データ伝送システム全体の信頼性を向上させることができる。
【０１０２】
本発明により、システム全体の故障率を低減することが出来、高信頼なシステムを構築することが出来る。また、通信速度が高速で、素子やボードなどの交換が容易でないシステムにおいて、素子の故障や伝送路に障害が発生する前に、レーンを切り替えることがでる。
【０１０３】
以上、本発明を各種の実施例に基づき具体的に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１０４】
また、上記の故障情報解析部９０等の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、回路設計する等によりハードウェアで実現する例を中心に説明したが、上記の各構成、機能・手順は、それぞれの機能・手順を実現するプログラムを実行することによりソフトウェアで実現することもできる。その場合、各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報はメモリのみならず、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体におくことができるし、必要に応じてネットワーク等を介してダウンロード、インストールすることも可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  送信機
２  受信機
３−１〜３−２  送受信機
４  ＣＰＵ
５  ＣＰＵボード
６  ＳＷ
７  ＳＷボード
８  送信データフレーム（送信データ）
９  受信データフレーム（受信データ）
１０−１〜１０−ｘ  シリアル／パラレル変換部
１１  伝送路
２０  誤り検出訂正符号生成部（誤り符号生成部）
２１  専用回線
３０  レーン数切替制御部
４０−１〜４０−ｎ  パラレル／シリアル変換部
５０−１〜５０−ｎ  電気−光変換部
６０−１〜６０−ｎ  光−電気変換部
７０−１〜７０−ｎ  シリアル／パラレル変換部
８０−１〜８０−ｎ  検出部
９０  故障情報解析部
１００  誤り訂正部
１１０  レーン数切替対応部
１２０−１〜１２０−ｎ  パラレル／シリアル変換部
３０１  データ分配部
３０２  マーカー生成挿入部
３０３  レーン情報解析部
３０４  ＰＲＢＳ生成部
３０５−１〜３０５−ｎ  セレクタ
７００  マーカー
９０１−１〜９０1−ｎ  セレクタ
９０２  マーカー解析部
９０３  ＰＲＢＳ受信部
９０４  故障検出部
９０５  誤り検出部
９０６  検出信号生成部
９５１  ＣＲＣエラー検出部
９５２  ＣＲＣエラー数カウント部
９５３  ＢＥＲレジスタ部
９５４  単位時間タイマー部
９５５  ＢＥＲ比較部
９５６  ＢＥＲ設定部
９５７  故障情報保持部
９５８  ＢＥＲ差分比較部
９５９  故障検出用ＢＥＲ設定部
９６０  フリップフロップ部
９６１  ＢＥＲ差分増加率比較部
９６２  前回ＢＥＲレジスタ部
９６３  差分時間計測部
９６４  ＢＥＲ差分増加率比較部
９６５  ＢＥＲ差分増加率設定部
９６６  差分時間比較部
９６７  差分時間設定部
【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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