(57)【要約】  周波数が異なる複数のパルス信号を伝送路長測定信号として生成する伝送路長測定信号生成部(120)と、伝送路長測定信号を含んだ光信号を送受信する光信号送受信部(110)と、伝送路長測定信号に含まれる複数のパルス信号の振幅情報を抽出する振幅情報抽出部(130)と、振幅情報から光伝送路の距離を導出する伝送路長導出部(140)と、伝送路長に基づいて光信号の送信出力を制御する光信号出力制御部(150)とを備える。  短距離間の光伝送路においても伝送路長を測定して伝送路の特性に応じた送信出力の最適化を実行することにより、光信号のモード分散に起因する通信品質の悪化を抑制することができる。
2011108523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手との間で光信号伝送路を介して光信号を送受信する光信号送受信部と、
周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を含む伝送路長測定信号を生成し、この伝送路長測定信号を前記光信号送受信部に出力する伝送路長測定信号生成部と、
前記通信相手から送信されて前記光信号送受信部によって受信された光信号に伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出する振幅情報抽出部と、
前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を表した伝送路長情報を記憶し、前記振幅情報抽出部により抽出された前記複数のパルス信号の各周波数に対応した振幅情報と前記伝送路長情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出する伝送路長導出部と、
伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と伝送路長とに応じた前記光信号送受信部の送信出力を示す光信号出力制御情報を記憶し、前記伝送路長導出部によって導出された前記光信号伝送路の距離と前記光信号伝送路の前記伝送路種別と前記光信号出力制御情報とに基づいた前記光信号送受信部から送信される光信号の送信出力を制御する光信号出力制御部と
を備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載された光通信装置において、
前記光信号送受信部から出力され、波長がそれぞれ異なる複数の光信号を、一の光信号へ合波して前記光信号伝送路を介し前記通信相手へ出力する波長合波部と、
前記光信号伝送路を介して受信され、それぞれ異なる波長を含んだ一の光信号を、波長ごとに複数の光信号へ分波して前記光送受信部へ出力する波長分波部とをさらに備え、
前記光信号送受信部は、前記伝送路長測定信号と他の信号とをそれぞれ異なる波長の光信号で前記波長合波部へ出力するように構成されていることを特徴とする光通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載された光通信装置において、
前記波長分波部は、分波された前記複数の光信号に前記伝送路長測定信号が含まれる場合、この伝送路長測定信号に対応した光信号を前記波長合波部へ出力するように構成され、
前記波長合波部は、前記光信号送受信部から出力される前記複数の光信号と、前記波長分波部から出力される前記伝送路長信号に対応した前記光信号とを合波するように構成されていることを特徴とする光通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載された光通信装置において、
前記光信号送受信装置は、
レーザ光を発光するレーザ素子と、電気信号を光信号へ変換して前記レーザ素子を駆動するレーザ素子駆動部とを含む光信号送信部と、
光信号を受光して電流信号へ変換する受光素子と、電流信号を電圧信号へ変換するトランスインピーダンスアンプと、このトランスインピーダンスアンプから出力される電圧信号の波形形成を行うリミティングアンプとを有する光信号受信部と
を備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項５】
周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を伝送路長測定信号として生成するステップと、
前記伝送路長測定信号を含んだ光信号を光信号伝送路を介して通信相手に送信するステップと、
受信した光信号に前記伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出するステップと、
前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を示す伝送路長情報と、前記振幅情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出するステップと、
伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と光信号伝送路の距離とに応じた前記光信号伝送路へ出力される光信号の送信出力の関係を示す光信号出力制御情報と、前記光信号伝送路の距離と、前記光信号伝送路の前記伝送路種別とに基づいて、前記光信号の送信出力を決定するステップと、
前記光信号伝送路へ出力される光信号の送信出力を、前記光信号出力制御情報と前記光信号伝送路の拒理と前記伝送路種別とに基づいて決定された送信出力へ制御するステップと
を備えることを特徴とする光信号制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光信号制御方法において、
波長がそれぞれ異なる複数の光信号を、一の光信号へ合波するステップと、
それぞれ異なる波長を含んだ一の光信号を、波長ごとに複数の光信号へ分波するステップと
をさらに備え、
合波するステップは、それぞれ異なる波長の前記伝送路長測定信号と他の信号とを一の光信号へ合波するステップを備え、
送信するステップは、前記伝送路長測定信号と他の信号とが合波された一の光信号を光信号伝送路を介して通信相手に送信するステップを備えることを特徴とする光信号制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の光信号制御方法において、
分波するステップは、分波された前記複数の光信号に前記伝送路長測定信号が含まれる場合、この伝送路長測定信号に対応した光信号を合波される光信号として出力するステップを備えることを特徴とする光信号制御方法。
【請求項８】
コンピューターに、
周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を伝送路長測定信号として生成するステップと、
前記伝送路長測定信号を含んだ光信号を光信号伝送路を介して通信相手に送信するステップと、
受信した光信号に前記伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出するステップと、
前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を示す伝送路長情報と、前記振幅情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出するステップと、
伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と光信号伝送路の距離とに応じた前記光信号伝送路へ出力される光信号の送信出力の関係を示す光信号出力制御情報と、前記光信号伝送路の距離と、前記光信号伝送路の前記伝送路種別とに基づいて、前記光信号の送信出力を決定するステップと、
前記光信号伝送路へ出力される光信号の送信出力を、前記光信号出力制御情報と前記光信号伝送路の拒理と前記伝送路種別とに基づいて決定された送信出力へ制御するステップと
を実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項９】
少なくとも１つの光信号伝送路を介して接続される複数の光通信装置を備え、
前記複数の光通信装置のそれぞれは、
通信相手との間で光信号伝送路を介して光信号を送受信する光信号送受信部と、
周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を含む伝送路長測定信号を生成し、この伝送路長測定信号を前記光信号送受信部に出力する伝送路長測定信号生成部と、
前記通信相手から送信されて前記光信号送受信部によって受信された光信号に伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出する振幅情報抽出部と、
前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を表した伝送路長情報を記憶し、前記振幅情報抽出部により抽出された前記複数のパルス信号の各周波数に対応した振幅情報と前記伝送路長情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出する伝送路長導出部と、
伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と伝送路長とに応じた前記光信号送受信部の送信出力を示す光信号出力制御情報を記憶し、前記伝送路長導出部によって導出された前記光信号伝送路の距離と前記光信号伝送路の前記伝送路種別と前記光信号出力制御情報とに基づいた前記光信号送受信部から送信される光信号の送信出力を制御する光信号出力制御部と
を備えることを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信装置、光通信システムおよび光信号制御方法に関し、特に、コンピュータシステム等によって構成される情報処理装置などの筐体間通信における光通信装置、光通信システムおよび光信号制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータシステム等によって構成される情報処理装置に求められる性能は飛躍的に向上している。
コンピュータシステムの一例として、複数のＣＰＵ（中央演算処理装置）カードを筐体に搭載し、連携処理するブレードサーバといったコンピュータシステムがある。一般的なブレードサーバの構成を図６に示す。図６に示すように、ＣＰＵカードは、演算処理や命令処理を行うＣＰＵ部、メモリ部などの高速バスを有するデバイスとＣＰＵ部とを接続するためのノースブリッジ部、ノースブリッジ部経由でＩ／Ｏ部などの低速バスを有するデバイスとＣＰＵ部とを接続するためのサウスブリッジ部から構成されている。【０００３】
また、ＣＰＵカード間を接続するスイッチカードは、ＣＰＵカードからのデータを受信するＩ／Ｏ部、所望のＣＰＵカードがどのスイッチポートに接続されているかの情報が保持されている経路テーブル部、Ｉ／Ｏ部と接続され経路テーブル部を参照してポート接続を行うスイッチ部から構成されており、ＣＰＵカード間の接続はスイッチカード経由で実現される。
ここで、Ｉ／Ｏ部の詳細を図７に示す。図７に示すように、Ｉ／Ｏ部は、サウスブリッジ側からのデータを受信し、データ伝送の取り決めを行うプロトコル処理部、送／受信部や伝送路などの伝送媒体に適したビット列に変換する物理層部、伝送路とのインターフェースである送／受信部から構成される。ここで、通信プロトコルに関しては、例えば、ＣＰＵ間の通信に広く用いられているＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓ（Peripheral Component Interconnect−Express）や筐体内または筐体間のデータ伝送に広く用いられているイーサネット（登録商標）がある。【０００４】
近年の情報処理装置の高性能化に伴い、コンピュータシステムに内蔵されるＣＰＵカードなどの筐体間の伝送データ量が増大するにつれ、筐体間のデータ伝送として光通信の採用が進んでいる。一例として、筐体間伝送に１００ｍ程度の距離を要する場合においては、筐体間のデータ伝送に光通信を用いて筐体間のデータ伝送が実行されている。
また、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓの様な筐体内の通信では、通信距離、すなわち、データ伝送距離が１ｍ程度の短距離であるため、現在では電気伝送が主流である。しかし、データ伝送速度がより高速な場合では（伝送速度が５Ｇｂｐｓ、将来的には８Ｇｂｐｓが想定されている。）、より大容量通信が可能な光によるデータ伝送の利用が想定されている。【０００５】
上記したような大容量データ伝送を実行するコンピュータシステムでは、高性能なＣＰＵを用いることによる電力消費の増大や高速データ通信を実現するために消費される電力の増大により、システム全体での消費電力の増大が懸念されており、大容量のデータ演算処理およびデータ伝送を実現するコンピュータシステムの低消費電力化が課題となっている。【０００６】
このような課題を解決するためには、情報処理（演算処理や命令処理など）に係わる消費電力とデータ伝送に係わる消費電力と、それぞれの消費電力を抑制することが重要であり、盛んに研究開発が進められている。
例えば、情報処理の低消費電力化については、よりクロック数の低いＣＰＵを複数連携させることで性能劣化せずに発熱量を抑える技術の研究開発が進められている。
データ伝送の低消費電力化については、プロトコルレベルでの低消費電力化の研究開発が行われており、例えば、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓの用にデータ量に応じて伝送路の電圧制御を行う技術などが知られている（非特許文献１）。【０００７】
また、光通信におけるデータ伝送の省電力化については、光通信における送信部の省電力化の方法として特許文献１〜５が知られている。
ここで、特許文献１に記載された技術の動作原理を概念的に説明した図を図１６に示す。特許文献１に記載されている技術は、親局（ノードＡ）８１と子局（ノードＢ）８２間の光通信実行時に、ノードＢ８２で受信したノードＡ８１から送信される信号のパワーを予め記憶しているノードＡ８１の送信信号パワーと比較することにより伝送路における損失分を算出し、算出した損失分に基づいて伝送路長に応じた送信パワーの調整を行うものである。【０００８】
また、特許文献２に記載された技術の動作原理を概念的に説明した図を図１７に示す。特許文献２に記載されている技術は、ノードＡ９１とノードＢ９２間の光通信実行時に、ノードＡ９１から送信された信号をノードＢ９２が受信して受信信号パワーを検知し、検知した受信信号パワーをノードＡ９１に通知することにより、ノードＢ９２において受信信号パワーが最適となるようノードＡ９１の送信パワーの調整を行うものである。【０００９】
特許文献３に記載されている技術は、光通信システムにおける親局と子局間に発生する伝送遅延時間に基づいて親局と子局間の伝送路長を推定し、推定した伝送路長に応じて子局の送信パワーを調節するものである。
特許文献４に記載されている技術は、ノード間の距離を測定するための測定信号を用いてノード間の距離を測定するとともに伝送損失を算出して、測定した距離と算出した伝送損失とに基づいて送信信号パワーを決定するものである。
特許文献５に記載されている技術は、測定元のノードから送信されたパルス信号が測定目標であるノードまでの距離を往復して送信元のノードにより受信されるまでに要した時間の測定を複数回実行して、測定精度を高めるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０８−２７４７１９号公報
【特許文献２】特開平１１−２３４２０９号公報
【特許文献３】特開平１１−０６８７０７号公報
【特許文献４】特開２００８−０５４２４４号公報
【特許文献５】特開平１０−１５３６６０号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】PCI-Express Base Specification Revision 1.x pp.231〜272
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述したような本発明に関連する技術では、いずれもノード間の伝送路長によって生じる伝送損失を考慮して送信信号の光出力を最適化するための技術であり、伝送路間で発生する光信号のモード分散に起因した伝送損失を考慮した送信信号の光出力を最適化する技術ではない。すなわち、伝送路長によって生じる伝送損失が小さいが伝送路間で発生する光信号のモード分散に起因した伝送損失が発生するといった伝送路長が数十センチメートル程度の短距離である場合、本発明に関連する技術では送信信号出力の最適化ができないといった問題があった。【００１３】
具体的には、例えば、測定元から送信したパルス信号が目標までの伝送路を往復して送信元で受信されるまでに要する時間を利用した本発明に関連する技術では、マルチモードレーザ光による短距離光通信において伝送路長が数十センチメートル程度の場合、パルス信号の往復時間が装置のクロック周波数以下となるため伝送路長を測定することができない。
さらに、ブレードサーバのようなコンピュータシステムのように、筐体間の伝送路長が１００メートル程度のマルチモードレーザ光による短距離光通信において、伝送路長に起因する送信信号の伝送損失（パワー損失）は軽微（約１ｄＢ程度）であり、送信信号の劣化への影響は大きなものではない。一方、伝送路に用いられる光ファイバの特性に応じて発生するマルチモードレーザ光の各モードの伝送速度の差異に起因するモード分散は、送信信号に時間軸方向の波形歪みを発生させて送信信号の劣化を招き、通信品質の悪化につながる。【００１４】
よって、伝送路長に起因する送信信号の伝送損失を補償する本発明に関連する技術では、光通信における短距離間の伝送路長を測定できないために、送信信号出力の最適化が実行されず、光信号のモード分散に起因する通信品質の悪化を防ぐことはできなかった。
そこで、本発明は上述の課題を解決すべく、短距離間の伝送路においても伝送路長を測定して伝送路の特性に応じた送信信号出力の最適化を実行して、光信号のモード分散に起因する通信品質の悪化を抑制する光通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の目的を達成するために、本発明にかかる光通信装置は、通信相手との間で光信号伝送路を介して光信号を送受信する光信号送受信部と、周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を含む伝送路長測定信号を生成し、この伝送路長測定信号を前記光信号送受信部に出力する伝送路長測定信号生成部と、前記通信相手から送信されて前記光信号送受信部によって受信された光信号に伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出する振幅情報抽出部と、前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を表した伝送路長情報を記憶し、前記振幅情報抽出部により抽出された前記複数のパルス信号の各周波数に対応した振幅情報と前記伝送路長情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出する伝送路長導出部と、伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と伝送路長とに応じた前記光信号送受信部の送信出力を示す光信号出力制御情報を記憶し、前記伝送路長導出部によって導出された前記光信号伝送路の距離と前記光信号伝送路の前記伝送路種別と前記光信号出力制御情報とに基づいた前記光信号送受信部から送信される光信号の送信出力を制御する光信号出力制御部とを備えることを特徴とする。【００１６】
また、本発明にかかる光通信制御方法は、周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を伝送路長測定信号として生成するステップと、前記伝送路長測定信号を含んだ光信号を光信号伝送路を介して通信相手に送信するステップと、受信した光信号に前記伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出するステップと、前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を示す伝送路長情報と、前記振幅情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出するステップと、伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と光信号伝送路の距離とに応じた前記光信号伝送路へ出力される光信号の送信出力の関係を示す光信号出力制御情報と、前記光信号伝送路の距離と、前記光信号伝送路の前記伝送路種別とに基づいて、前記光信号の送信出力を決定するステップと、前記光信号伝送路へ出力される光信号の送信出力を、前記光信号出力制御情報と前記光信号伝送路の拒理と前記伝送路種別とに基づいて決定された送信出力へ制御するステップとを備えることを特徴とする。【００１７】
また、本発明にかかる光通信システムは、少なくとも１つの光信号伝送路を介して接続される複数の光通信装置を備え、前記複数の光通信装置のそれぞれは、通信相手との間で光信号伝送路を介して光信号を送受信する光信号送受信部と、周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を含む伝送路長測定信号を生成し、この伝送路長測定信号を前記光信号送受信部に出力する伝送路長測定信号生成部と、前記通信相手から送信されて前記光信号送受信部によって受信された光信号に伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出する振幅情報抽出部と、前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を表した伝送路長情報を記憶し、前記振幅情報抽出部により抽出された前記複数のパルス信号の各周波数に対応した振幅情報と前記伝送路長情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出する伝送路長導出部と、伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と伝送路長とに応じた前記光信号送受信部の送信出力を示す光信号出力制御情報を記憶し、前記伝送路長導出部によって導出された前記光信号伝送路の距離と前記光信号伝送路の前記伝送路種別と前記光信号出力制御情報とに基づいた前記光信号送受信部から送信される光信号の送信出力を制御する光信号出力制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、異なる周波数を有する伝送路長測定信号の振幅情報に基づいて伝送路長を測定し、測定した伝送路長と伝送路特性に基づいて光信号の送信出力を制御することにより、短距離間の伝送路においても光信号の送信出力の最適化が実行できる。よって、伝送路長によって生じる伝送損失よりも伝送路間で発生する光信号のモード分散に起因した伝送損失が支配的な短距離間の光通信において、光信号のモード分散に起因する通信品質の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる光通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態にかかる光通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる光通信装置を含んだ大容量筐体内光通信システムの概略を示す図である。
【図４】図４は、第２の実施の形態における大容量筐体内光通信システムの筐体断面を示す図である。
【図５】図５は、第２の実施の形態における大容量筐体内光通信システムのバックプレーンの構成をしめす図である。
【図６】図６は、第２の実施の形態にかかる光通信装置を含んだ大容量筐体内光通信システムの機能ブロックを示す図である。
【図７】図７は、第２の実施の形態にかかる光通信装置を含んだ大容量筐体内光通信システムのＩ／Ｏ部の構成を示す図である。
【図８】図８は、第２の実施の形態にかかる光通信装置を含んだ大容量筐体内光通信システムの各カード間の接続トポロジーの一例を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態にかかる光通信装置を含んだ大容量筐体内光通信システムの各カード間の接続トポロジーの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施の形態にかかる光通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、第２の実施の形態にかかる光通信装置が送信ノードおよび受信ノードとして構成される光通信システムを示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第２の実施の形態にかかる光通信装置の光信号送受信部により受信されるパルス信号の波形を概念的に説明する図である。
【図１３】図１３は、第２の実施の形態における伝送路長情報を概念的に説明する図である。
【図１４】図１４は、第２の実施の形態にかかる光通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施の形態にかかる光通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明に関連する技術における光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、本発明に関連する技術における光通信システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる光通信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態にかかる光通信装置は、受信した異なる周波数を有する複数のパルス信号の振幅情報から伝送路長を測定し、測定した伝送路長に基づいて光信号の送信出力を制御するものである。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態にかかる光通信装置１０は、光信号送受信部１１０と、伝送路長測定信号生成部１２０と、振幅情報抽出部１３０と、伝送路長導出部１４０と、光信号出力制御部１５０とから構成されている。
光信号送受信部１１０は、通信相手である光通信装置との間で光信号伝送路Ａを介して光信号の送受信を実行する。
伝送路長測定信号生成部１２０は、異なる周波数を有する少なくとも２つのパルス信号を伝送路長測定信号として生成し、この伝送路長測定信号を光信号送受信部１１０に送信させる。伝送路長測定信号は、周波数がそれぞれ異なる３つ以上のパルス信号としても良い。
【００２２】
振幅情報抽出部１３０は、光信号送受信部１１０を介して受信した光信号に伝送路長測定信号が含まれる場合、受信した伝送路長測定信号に含まれるパルス信号の振幅情報を周波数毎に抽出する。
伝送路長導出部１４０は、光信号伝送路の距離に応じて受信したパルス信号の振幅と周波数との関係を表した伝送路長情報を記憶し、振幅情報抽出部１３０によって抽出されたパルス信号の各週端数に対応した振幅情報と伝送路長情報とに基づいて光信号伝送路の距離を導出する。
【００２３】
光信号出力制御部１５０は、伝送路長と伝送可能な光信号の周波数帯域毎に区別される伝送路種別とに応じて光信号送受信部１１０から送信される光信号の送信出力を記憶した光信号出力制御情報を記憶し、伝送路長導出部１４０によって導出された光信号伝送路の距離と光信号出力制御情報とに基づいて光信号送受信部１１０から送信される光信号の送信出力を決定する。
【００２４】
なお、本実施の形態にかかる光通信装置１０の各機能は、光通信装置１０に搭載されたＣＰＵ（中央演算装置）やメモリ、インターフェースを備えたコンピュータにコンピュータプログラム（ソフトウエア）をインストールすることによって実現され、上述した光通信装置１０の各種機能は、上記コンピュータの各種ハードウェア資源と上記コンピュータプログラムとが協働することによって実現される。
また、上記コンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納された状態で提供されても良く、電気通信回線を介してコンピュータが読み取り可能な状態で提供されても良い。
【００２５】
次に、本実施の形態にかかる光通信装置１０の動作について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。
図２に示すように、本実施の形態にかかる光通信装置１０は、伝送路長測定信号生成部１２０によって異なる周波数の複数のパルス信号を含んだ伝送路長測定信号を生成し、この伝送路長測定信号を光信号送受信部１１０に送信させる（ステップＳ１０１）。
【００２６】
光通信装置１０は、光信号伝送路Ａを介して受信した光信号が伝送路長測定信号であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
受信した光信号が伝送路長測定信号であった場合（ステップＳ１０２で「Yes」）、振幅情報抽出部１３０は、受信した伝送路長測定信号に含まれるパルス信号の各周波数に対応した振幅情報を抽出し、この振幅情報を含んだ光信号を光信号送受信部１１０に送信させる（ステップＳ１０３）。
一方、受信した光信号が伝送路長測定信号でなかった場合（ステップＳ１０２で「No」）、光通信装置１０は、受信した光信号に振幅情報抽出部１３０によって抽出された振幅情報が含まれているか否かを判定する（Ｓステップ１０４）。
【００２７】
受信した光信号に振幅情報が含まれていない場合（Ｓステップ１０４で「No」）、光通信装置１０は、受信した光信号に伝送路長測定信号が含まれているか否かの判定待機状態となる（Ｓステップ１０２）。
一方、受信した光信号に振幅情報が含まれている場合（Ｓステップ１０４で「Yes」）、伝送路長導出部１４０は、受信した光信号に含まれる振幅情報と予め記憶している伝送路長情報とに基づいて、光信号の伝送路長を導出する（Ｓステップ１０５）。
伝送路長導出部１４０によって光信号の伝送路長が導出されると、光信号出力制御部は、予め記憶している光信号出力制御情報と伝送路長導出部１４０によって導出された伝送路長とに基づいて、光信号送受信部１１０から出力される光信号の送信出力を決定して光信号の送信出力を制御する（Ｓステップ１０６）。
【００２８】
このように、本実施の形態にかかる光通信装置によれば、異なる周波数を有する伝送路長測定信号の振幅情報に基づいて伝送路長を測定し、測定した伝送路長と伝送路特性に基づいて光信号の送信出力を制御することにより、短距離間の伝送路においても光信号の送信出力の最適化が実行できる。
【００２９】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態にかかる光通信装置は、受信した異なる周波数を有する複数のパルス信号の振幅情報から伝送路長を測定し、測定した伝送路長と伝送路の種別とに基づいて光信号の送信出力を制御するものであって、特に、複数のＣＰＵカードを筐体内に搭載してこれらＣＰＵカード間でデータ伝送や演算処理といった情報処理を連携し実行するコンピュータシステムに搭載され、ＣＰＵカード間の伝送路長と伝送路の種別とに基づいて光信号の送信出力を制御する光通信装置である。
【００３０】
図３は、本実施の形態にかかる光通信装置を含んだコンピュータシステム１の全体図であり、このコンピュータシステムは、筐体１の中に複数のＣＰＵカード２と少なくとも１つのスイッチカード３とが搭載されることにより構成されている。
また、本実施の形態におけるコンピュータシステムの筐体内データ伝送は、ＣＰＵカード２およびスイッチカード３それぞれの間で実行される大容量かつ高速の主信号データ転送に光通信を、管理データなどの低速／小容量のデータ伝送に電気通信を用いることができる。以下、本実施の形態におけるコンピュータシステムの筐体内データ伝送のうち、上記した主信号データ転送に用いられる光通信を「大容量筐体内光通信」とし、この大容量筐体内光通信を実現するシステムを「大容量筐体内光通信システム」と表す。
【００３１】
次に、図４および図５を参照して、本実施の形態にかかるコンピュータシステムの筐体１の内部構造について説明する。
図４は、筐体１の断面図であり、ＣＰＵカード２およびスイッチカード３には少なくとも１つの光コネクタ４−１１，電源コネクタ４−２１，電気コネクタ４−２３が搭載されている。
筐体１には、光バックプレーン４−１および電気バックプレーン４−２が搭載されており、さらに、光バックプレーン４−１上には、少なくとも１つの光コネクタ４−１２が光コネクタ４−１１と対向するように搭載されている。同様に、電気バックプレーン４−２上には、少なくとも１つの電源コネクタ４−２２，電気コネクタ４−２４が電源コネクタ４−２１，電気コネクタ４−２３と対向するように搭載されている。
【００３２】
本実施の形態におけるコンピュータシステムは、ＣＰＵカード２およびスイッチカード３が筐体１に挿入されると、光コネクタ４−１１と４−１２、電源コネクタ４−２１と４−２２、電気コネクタ４−２３と４−２４が勘合する構造となっている。各カード間の光接続は、光バックプレーン４−１に搭載されている光コネクタ４−１２に接続されている光ファイバ４−１３によってなされ、この光ファイバ４−１３を介して光通信が実行される。なお、電気バックプレーン４−２上には、図示していないパターン配線が実装されており、このパターンに沿ってカード間の電気配線が実現されている。
図５に、光バックプレーン４−１および電気バックプレーン４−２を正面から見た図を示す。ＣＰＵカード２はＣＰＵカードスロット５−１へ、スイッチカード３はスイッチカードスロット５−２へそれぞれ挿入されることにより、光コネクタ４−１１と４−１２、電源コネクタ４−２１と４−２２、電気コネクタ４−２３と４−２４それぞれのコネクタ勘合がなされる。
【００３３】
次に、本実施の形態における大容量筐体内光通信システムの構成について図６を参照して説明する。
本実施の形態における大容量筐体内通信システムは、図６に示すように筐体１の中にＣＰＵカード２とスイッチカード３とが搭載され構成されている。
複数のＣＰＵカード２（以下、便宜上「ＣＰＵカード２−１ｎ」とする）は、演算処理や命令処理を行うＣＰＵ部６１１と、データやプログラムなどの記憶するメモリ部６１２と、高速のデータバスによりデータの送受信を行うデバイスとＣＰＵ部６１１とを接続するノースブリッジ部６１３と、スイッチカード３など外部カードとのインターフェースであるＩ／Ｏ部６１４と、ノースブリッジ部６１３を経由してＣＰＵ部６１１とＩ／Ｏ部６１４とを接続するサウスブリッジ部６１５とから構成されている。
スイッチカード３は、ＣＰＵカード２−１ｎとのインターフェースであるＩ／Ｏ部６２１と、ＣＰＵカード２−１ｎのそれぞれが接続されているポートを記憶して経路情報として管理する経路テーブル部６２２と、経路情報を参照して所望のＣＰＵカードを選択的に接続するスイッチ部６２３とから構成されている。
【００３４】
ここで、ＣＰＵカード２−１ｎとスイッチカード３との間で実行されるデータ伝送のインターフェースであるＩ／Ｏ部６１４，６２１について、特にＣＰＵカード２−１ｎのＩ／Ｏ部６１４を例に図７を参照して説明する。
Ｉ／Ｏ部６１４は、伝送される信号を所望の伝送フォーマットへ変換するプロトコル処理部７１と、伝送される信号を符号化して伝送媒体に適したビット列信号へ変換する物理層部７２と、光通信伝送路とのインターフェースである光送信部７３および光受信部７４とから構成されている。
例えば、ＣＰＵカード２からスイッチカード３に対してデータ伝送を実行する場合、Ｉ／Ｏ部６１４は、サウスブリッジ部６１５から受けた信号をプロトコル処理部７１によって所望の伝送フォーマット（例えば、イーサネットやＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓなどのデータ伝送方式に適合した伝送フォーマット）へ変換し、物理層部７２によって伝送信号を符号化（イーサネットでは８Ｂ／１０Ｂや６４Ｂ／６６Ｂなどの符号化手段が知られている）して伝送媒体に適したビット列信号が生成され、光送信部７３によってビット列信号に対応した光信号が光通信伝送路へ出力される。
【００３５】
ブレードサーバのようなコンピュータシステムにおいて、ＣＰＵカード２−１ｎとスイッチカード３との接続は、一般的にスタートポロジーで結線され、この場合、複数のＣＰＵカード２−１ｎ間のデータ送信における伝送路とデータ受信における伝送路とは対称であり、伝送距離も同一である。図８に、一般的なＣＰＵカードとスイッチカードの接続トポロジーを示す。
一方、複数のＣＰＵカード２−１ｎと複数のスイッチカード３で構成される大容量筐体内光通信システムの場合、複数のＣＰＵカード２−１ｎ間のデータ送受信における伝送路は複数のスイッチカード３を経由するために、送受信で伝送路が非対称となる場合があり、伝送距離に差異が発生する場合がある。図９に、大容量筐体内光通信システムにおける複数のスイッチカード３でネットワークが構成された場合のＣＰＵカード２−ｎｎとスイッチカード３−ｎの接続トポロジーの一例を示す。
【００３６】
例えば、図９に示すように、ＣＰＵカード２−１ｎとＣＰＵカード２−３ｎとの間でデータ伝送が実行される場合、ＣＰＵカード２−１ｎからＣＰＵカード２−３ｎへ送信されるデータの伝送路は、スイッチカード３−ａからスイッチカード３−ｂとスイッチカード３−ｎを経由してＣＰＵカード２−３ｎへ伝送されるが、ＣＰＵカード２−３ｎから送信されＣＰＵカード２−１ｎが受信するデータの伝送路は、スイッチカード３−ｎからスイッチカード３−ｃとスイッチカード３−ａを経由するため、送受信の伝送路が非対称となり伝送路長に差異が発生する可能性がある。
【００３７】
このように、大容量筐体内光通信システムにおいて、送受信の伝送路が非対称となり送受信の伝送路長に差異が発生すると、光通信の光源として用いられるマルチモードレーザ光のモード分散に起因する伝送信号の劣化にばらつきが発生して通信品質の悪化につながる。よって、各カード間の光通信伝送路の伝送路長を計測して、伝送路長に応じた光信号の送信制御を行うことが、大容量筐体内光通信システムのデータ伝送における通信品質の向上に必要となる。
そこで、本実施の形態にかかる光通信装置は、大容量筐体内光通信システムに搭載されるＣＰＵカード２−１ｎとスイッチカード３間のインターフェースであるＩ／Ｏ部６１４，６２１に実装され、各カード間の伝送路長を計測して伝送路長に応じた光信号の送信制御を行うことにより、大容量筐体内光通信システムのデータ伝送における通信品質を向上させるものである。
【００３８】
図１０に、本実施の形態にかかる光通信装置２０の構成を表すブロック図を示す。なお、本実施の形態にかかる光通信装置２０の構成要素について、第１の実施形態において説明した光通信装置１０と同一の構成および機能を有するものは、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施の形態にかかる光通信装置２０は、光信号送受信部２１０と、伝送路長測定信号生成部１２０と、振幅情報抽出部１３０と、伝送路長導出部２４０と、光信号出力制御部２５０とから構成されている。
【００３９】
光信号送受信部２１０は、光信号を送信する光送信部２１１と光信号を受信する光受信部２１２と光送信部２１１から送信される伝送信号を生成するとともに光受信部２１２によって受信された伝送信号に内包された通信パケットを復元する物理層部２１３とから構成される。
なお、光送信部２１１は、マルチモードレーザ光を発光するレーザ素子部（以下「ＬＤ」とする。）２１１−１と、ＬＤ２１１−１を駆動させるＬＤドライバー（以下、「ＬＤＤ」とする。）２１１−２とからなる構成としても良く、また、光受信部２１２は、光信号を電流信号へ変換する光受信素子部（以下、「ＰＤ」とする。）２１２−１と、ＰＤ２１２−１から出力される電流信号を電圧信号に変換する増幅部２１２−２とからなる構成としても良い。さらに、増幅部２１２−２は、電流信号を電圧信号へ変換するトランスインピーダンスアンプと、トランスインピーダンスアンプからの出力について波形形成を行うリミティングアンプとを用いることにより実現することができる。以下、増幅部２１２−２をＬＡ／ＴＩＡ２１２−２と表現する。
【００４０】
伝送路長測定信号生成部１２０は、異なる周波数の少なくとも２つのパルス信号を伝送路長測定信号として生成し、生成した伝送路長測定信号を物理層部２１３へ出力する。
振幅情報抽出部１３０は、物理層部２１３によって通信パケットに復元された受信信号に伝送路長測定信号が含まれている場合、伝送路長測定信号（異なる周波数の複数のパルス信号）の振幅情報を抽出して、抽出した振幅情報を物理層部２１３へ出力する。
伝送路長導出部２４０は、物理層部２１３によって通信パケットに復元された受信信号に振幅情報が含まれている場合、受信した振幅情報と予め記憶している伝送路長情報とから伝送路長を導出する。
【００４１】
光信号出力制御部２５０は、光信号出力制御情報を記憶する光信号出力制御テーブル２５１を備え、光送信部２１１から送信される光信号の出力レベルが伝送路長導出部２４０によって導出された伝送路長と、予め記憶している光信号出力制御情報とから、光送信部２１１から送信される光信号の出力レベルを決定し、決定した出力で光信号を出力させるよう制御する。
光信号出力制御情報は、光信号伝送路における伝送距離と光信号伝送路の種別（例えば、伝送可能な周波数帯域に応じた光ファイバの種別）とに対応して、光送信部２１１から送信される光信号の出力情報が記憶されているデータである。光信号出力制御情報が記憶されている光信号出力制御テーブル２５１の一例を、以下に表１として示す。
【００４２】
【表１】
2011108523.tif 000003
【００４３】
ここで、本実施の形態にかかる光通信装置２０の伝送路長導出２４０による伝送路長の導出機能および光信号出力制御部２５０による光信号の送信出力制御機能について、図１１〜図１３，表１を参照して詳細に説明する。
図１１は、大容量筐体内光通信システムにおいて、例えば、図９に示すようにＣＰＵカード２−１ｎとスイッチカード３−ａとが接続され、これらの間で伝送路長の距離を測定する場合、各カードの構成の一例を示すブロック図である。
【００４４】
図１１に示す用に、ＣＰＵカード２−１ｎを伝送路長測定のマスタノードとなる光通信装置（以下、単に「マスタノード」とする。）２０−ａ、スイッチカード３−ａを伝送路長の測定対象ノードとなる光通信装置（以下、単に「測定対象ノード」とする。）２０−ｂとし、マスタノード２０−ａと測定対象ノード２０−ｂは、光信号伝送路Ａを介して接続されている。
マスタノード２０−ａは、測定対象ノード２０−ｂとの間の光信号伝送路Ａの距離を測定するため、伝送路長測定信号生成部１２０−ａに伝送路長測定信号を生成させ、この伝送路長測定信号を光送信部２１１−ａから送信させる。例えば、伝送路長測定信号生成部１２０−ａは、周波数が５０ＭＨｚの０／１矩形波（第１のパルス信号）と周波数が５ＧＨｚの０／１矩形波（第２のパルス信号）とを伝送路長測定信号として生成する場合、物理層部２１３−ａに対して第１のパルス信号と第２のパルス信号とを出力する。
【００４５】
物理層部２１３−ａは、伝送路長測定信号生成部１２０−ａからの出力された第１のパルス信号と第２のパルス信号とを含んだ伝送路長測定信号を符号化およびビット列変換してＬＤＤ２１１−２ａへ出力し、ＬＤＤ２１１−２はＬＤ２１１−１ａを駆動させて伝送路長測定信号に対応した光信号を光信号伝送路Ａに出力する。
【００４６】
マスタノード２０−ａから送信された伝送路長測定信号に対応した光信号を光信号伝送路Ａを介して測定対象ノード２０−ｂの光送受信部２１０−ｂが受信すると、受信した光信号は、光受信部２１２−ｂのＰＤ２１２−１ｂにより電流信号へ変換され、ＬＡ／ＴＩＡ２１２−２ｂにより電流信号から電圧信号へ変換されて振幅情報抽出部１３０−ｂへ出力される。
振幅情報抽出部１３０−ｂは、光電変換された電圧信号から、第１のパルス信号と第２のパルス信号の電圧値、すなわち、第１のパルス信号と第２のパルス信号それぞれの振幅情報を抽出する。この抽出した振幅情報を、測定対象ノード２０−ｂは、マスタノード２０−ａへ返送する。
【００４７】
マスタノード２０−ａによって光信号伝送路Ａを介して測定対象ノード２０−ｂから送信された光信号が受信されると、伝送路長同種粒２４０−ａは、測定対象ノード２０−ｂから送信された第１のパルス信号と第２のパルス信号の振幅情報と、予め記憶している伝送路長情報とから、光信号伝送路Ａの距離を導出する。
【００４８】
＜伝送路情報について＞
ここで、伝送路長情報について、具体的に説明する。
光信号伝送路を伝送されたマルチモード光の光信号は、モード分散に起因して光信号伝送路の距離に応じて光電変換後の信号波形に歪みが発生する。伝送距離と信号波形の関係を概念的に説明する図を、図１２に示す。図１２に示すように、伝送距離が１センチメートルの信号波形（i）には歪みがほとんど発生していないが、伝送距離が１ｍ、１００ｍと長距離であるほど信号波形（ii）〜（iii）に歪みが発生している。
【００４９】
また、マルチモード光の光信号におけるモード分散に起因する信号波形の歪みは、送信信号の周波数が低いほど小さく、周波数が高いほど大きいといった性質も有している。図１３は、光信号伝送路の距離毎に受信信号の振幅に対する周波数特性（iv）〜（vi）を表す図である。図１３に示すように、光信号伝送路の距離が長いほど受信信号の振幅劣化が大きく、同様に、送信信号の周波数が高いほど受信信号の振幅劣化が大きい。
【００５０】
例えば、図１１に示すように、マスタノード２０−ａから５０ＭＨｚのパルス信号をマルチモード光の光信号で送信する場合、測定対象ノード２０−ｂで受信される光信号の光電変換後の電気信号の振幅は、光信号伝送路Ａの距離に応じてＡ１〜Ａ３へ変化する。同様に、５ＧＨｚのパルス信号をマルチモード光の光信号で送信する場合では、光信号伝送路Ａの距離に応じて受信波形の振幅はＢ１〜Ｂ３へ変化する。
【００５１】
図１３に示すような、マルチモード光による光信号によって送信された送信信号の振幅に対する周波数特性は、光信号伝送路の種別と光信号伝送路の距離とによって一定の傾きを表す。このような特性を利用して、伝送路長情報は、図１３に示すような光信号伝送路の種別と距離とによって定まる伝送信号の振幅に対する周波数特性、すなわち、光信号伝送路の種別毎に光信号伝送路の距離に応じた伝送信号の周波数に対する振幅の傾きを表す情報とすることができる。
したがって、距離測定の対象である光信号伝送路を介して伝送された伝送信号の周波数特性を求め、求めた周波数特性と予め記憶している伝送路情報とを比較することにより、光信号伝送路の距離を推定することができる。
【００５２】
マスタノード２０−ａの伝送路長導出部２４０−ａは、伝送路情報として光信号伝送路の種別毎に、特定の伝送距離における伝送信号の振幅に対する周波数特性（例えば、図１３に示すように、１センチメートル，１メートル，１００メートル毎の振幅の周波数特性（iv）〜（vi））を記憶する。
マスタノード２０−ａによって送信され光信号伝送路Ａを介して測定対象ノード２０−ｂにおいて受信された第１のパルス信号（周波数：５０ＭＨｚ）と第２のパルス信号（周波数：５ＧＨｚ）とからなる伝送路長測定信号に対応した光信号の第１のパルス信号と第２のパルス信号の振幅情報に基づいて、伝送路長導出部２４０−ａは、光信号伝送路Ａにおける伝送信号の振幅に対する周波数特性を算出して、予め記憶している伝送路長情報と比較することにより光信号伝送路Ａの距離を推定する。
例えば、図１３に示すように、５０ＭＨｚの第１のパルス信号の振幅情報が表す振幅値がＣ１であり、５ＧＨｚの第２のパルス信号の振幅情報が表す振幅値がＣ２であったならば、伝送路長導出部２４０−ａは、光信号伝送路Ａにおける伝送信号の周波数に対する振幅の傾きをＣ３として算出することができ、予め記憶している伝送路長情報と算出した伝送信号の周波数に対する振幅の傾きＣ３とを比較することで光信号伝送路Ａの距離を推定できる。
【００５３】
伝送路長導出部２４０−ａによって光信号伝送路Ａの距離が導出されると、光信号出力制御部２５０−ａは、導出された光信号伝送路Ａの距離と光信号出力制御テーブル２５１−ａに記憶されている光信号出力制御情報とに基づいて、光送信部２１１−ａから送信される光信号の出力レベルを決定し、決定した出力レベルで光信号を送信するようＬＤＤ２１１−２ａに対して制御する。
例えば、伝送路長導出２４０−ａによって導出された光信号伝送路Ａの距離が、図１３にＣ３で示す伝送信号の振幅の周波数特性から５メートルで、かつ、光信号伝送路Ａの種別が光ファイバのクラスがＯＭ３であった場合、光信号出力制御部２５０−ａは、光信号出力制御テーブル２５１−ａに記憶されている、表１に示す光信号出力制御情報から、光信号伝送路Ａの距離である５メートルと光信号伝送路Ａの種別であるＯＭ３とに対応する光信号の出力レベルを選択する。選択した光信号の出力レベルによってＬＤ２１１−１ａから光信号が出力されるよう、光信号出力制御部２５０−ａはＬＤＤ２１１−２ａを制御する。
【００５４】
なお、ここでは、マスタノード２０−ａと測定対象ノード２０−ｂとして、それぞれノード毎に機能を分けて説明したが、全てのノードにマスタノードおよび測定対象ノード双方の機能を備えることとしても良い。
また、本実施の形態にかかる光通信装置２０の各機能は、光通信装置２０に搭載されたＣＰＵ（中央演算装置）やメモリ、インターフェースを備えたコンピュータにコンピュータプログラム（ソフトウエア）をインストールすることによって実現され、上述した光通信装置２０の各種機能は、上記コンピュータの各種ハードウェア資源と上記コンピュータプログラムとが協働することによって実現される。
また、上記コンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納された状態で提供されても良く、電気通信回線を介してコンピュータが読み取り可能な状態で提供されても良い。
【００５５】
次に、本実施の形態にかかる光通信装置２０の動作について、光信号伝送路長の測定マスタノードをノードＡ、測定対象ノードをノードＢとして、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。
図１４に示すように、ノードＡにおいて伝送路長測定信号の送信回数の設定が完了すると（Ｓステップ２０１）、ノードＡは、最初の伝送路長測定信号を測定に用いる伝送路長測定信号を生成してノードＢに対して送信する（Ｓステップ２０２）。
【００５６】
ノードＡは、伝送路長測定信号をノードＢに対して送信した後に、伝送路長測定信号の送信回数が、予め設定した送信回数に達しているか否かを判定する（Ｓステップ２０３）。
送信回数に達している場合（Ｓステップ２０３で「Yes」）、ノードＡによる伝送路長測定信号の生成と送信動作は終了する（Ｓステップ２０５）。
一方、送信回数に達していない場合（Ｓステップ２０３で「No」）ノードＡは、設定した送信回数に達するまで伝送路長測定信号を生成して、生成した伝送路測定信号をノードＢに対して送信する。
【００５７】
ノードＡから送信された伝送路長測定信号がノードＢによって受信されると、ノードＢは、受信した伝送路長測定信号に含まれるパルス信号の電圧情報、すなわち、振幅情報を抽出する（Ｓステップ２０６）。伝送路長測定信号には、異なる周波数の複数のパルス信号が含まれることから、ノードＢは、伝送路長測定信号に含まれる全てのパルス信号を受信したか否かを判定する（Ｓステップ２０７）。
全てのパルス信号を受信していない場合（Ｓステップ２０７で「No」）、ノードＢは、受信した伝送路長測定信号に含まれるパルス信号の振幅情報の抽出を全てのパルス信号に対して完了するまで継続する（Ｓステップ２０６）。
【００５８】
一方、全てのパルス信号を受信している場合（Ｓステップ２０７で「Yes」）、ノードＢは、ノードＡから送信される伝送路長測定信号が全て送信されたか否かを判定する（Ｓステップ２０８）。  ここで、ノードＢによる伝送路長測定信号の送信回数の判定は、例えば、ノードＡに
おいて予め設定した送信回数に達する伝送路長測定信号（最後の伝送路長測定信号）に、最後の伝送路長測定信号であることを表す情報を付加してノードＡから送信し、ノードＢは、受信した伝送路長測定信号にであることを判定することができる。
【００５９】
ノードＡから送信された全ての伝送路長測定信号を受信した場合（Ｓステップ２０８で「Yes」）、ノードＢは、全ての振幅情報をノードＡに対して送信する（Ｓステップ２１０）。一方、ノードＡから送信される全ての伝送路長測定信号を受信していない場合（Ｓステップ２０８で「No」）ノードＢは、ノードＡから送信される最後の伝送路長測定信号を受信するまで、受信した伝送路長測定信号から振幅情報を抽出する。
【００６０】
ノードＢから振幅情報を含んだ光信号が送信されノードＡにおいてこの光信号が受信されると、ノードＡは、受信した振幅情報からノードＡとノードＢとを接続する光信号伝送路における伝送信号の振幅の周波数特性を算出し、予め記憶されている伝送路長情報と算出した周波数特性とに基づいて、ノードＡとノードＢと間の光信号伝送路の距離を導出する（Ｓステップ２１１）。
【００６１】
ノードＡとノードＢと間の光信号伝送路の距離が導出されると、ノードＡは、導出した光信号伝送路の距離と、予め記憶している光信号出力制御情報とに基づいて、光信号の送信出力を決定し（Ｓステップ２１２）、ノードＡから送信される光信号の出力を決定した送信出力となるよう制御する（Ｓステップ２１３）。
なお、ノードＡからノードＢに対して送信される最初の伝送路長測定信号は、ノードＡの起動時に生成され送信されても良く、ノードＡとノードＢとの間で実行される光通信におけるデータ伝送の所定のタイミングで送信されてもよい。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、異なる周波数の複数のパルス信号を含む伝送路長測定信号の振幅情報から光信号伝送路における伝送信号の振幅の周波数特性を算出し、算出した周波数特性に基づいて光信号伝送路の距離を測定するとともに、光信号伝送路の特性と距離とに基づいて光信号の送信出力を制御することにより、短距離間の伝送路においても光信号の送信出力の最適化を実行することができる。
したがって、光信号伝送路の距離に応じて生じる伝送損失よりも伝送路内で発生する光信号のモード分散に起因した伝送損失が支配的な短距離間の光通信においても、光信号のモード分散に起因する伝送データの劣化を抑制し、所望のエラーレートを実現して通信品質を保つことができる。
【００６３】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態にかかる光通信装置を含む大容量筐体内光通信システムについて、図１５を参照して説明する。
なお、本実施の形態にかかる光通信装置の構成要素について、第２の実施の形態において説明した光通信装置２０と同一の機能および構成を有するものには同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
図１５は、本実施の形態における大容量筐体内光通信システムにおいて、伝送路長の測定マスタノードとなる光通信装置３０−ａと伝送路長の測定対象ノードとなる光通信装置３０−ｂとの構成を示すブロック図である。
ここでは、第２の実施の形態において説明した大容量筐体内光通信システムにおける各カードの構成との相違点である伝送路長測定信号の送受信の構成および振幅情報の抽出機能について重点的に説明をする。
【００６５】
図１５に示すように、マスタノード３０−ａは、光信号を送受信する光送受信部２１０−ａと、異なる波長の光信号の各波長を合波する波長合波部３６０−ａと、測定対象ノード３０−ｂから送信される複数波長のレーザ光の光信号を受信し、受信した光信号を各波長に分波する波長分波部３７０−ａと、振幅情報抽出部１３０−ａと、伝送路長導出部２４０−ａと、光信号出力制御部２５０とから構成され、第２の実施の形態において説明したマスタノード２０−ａとは異なり、振幅情報抽出部１３０−ａをマスタノード３０−ａに備える。
【００６６】
一方、測定対象ノード３０−ｂには、マスタノード３０−ａから送信される複数波長のレーザ光の光信号を受信し、受信した光信号を各波長に分波する波長分波部３７０−ｂと、異なる波長の光信号の波長を合波する波長合波部３６０−ｂと、光信号を送受信する光信号送受信部２１０−ｂとから構成される。
波長分波部３７０−ｂは、マスタノード３０−ａから送信された光信号を分波した光信号のうち、伝送路長測定信号が内包される光信号を選択して、選択した光信号を波長合波部３６０−ｂに直接入力する構成を備える。
ここで、波長合波部３６０−ａ，ｂおよび波長分波部３７０−ａ，ｂには、例えば、ＡＷＧ（アレイ導波路グレーティング：Ａｒｒａｙ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）が利用できる。
【００６７】
次に、本実施の形態における大容量筐体内光通信システムにおいて、マスタノード３０−ａと測定対象ノード３０−ｂとによる光信号伝送路の距離の導出動作について、引き続き図１５を参照して詳細に説明する。
マスタノード３０−ａの光送受信部２１０−ａは、伝送路長測定信号とその他のパケットとを異なる波長で送信するとともに、光送受信部２１０−ａから出力された異なる波長の光信号を、波長合波部３６０−ａによって１の光信号に合波して、光信号伝送路Ａへ出力する。
【００６８】
測定対象ノード３０−ｂは、光信号伝送路Ａを介してマスタノード３０−ａから送信された光信号を波長分波部３７０−ｂによって各波長の光信号へ分波する。
波長分波部３７０−ｂは、分波した光信号のうち、伝送路長測定信号が内包された光信号を選択してこの光信号を波長合波部３６０−ｂへ出力し、他の光信号は、光送受信部２１０−ｂの光受信部２１２−ｂへ出力する。
波長合波部３６０−ｂは、光送受信部２１０−ｂの光送信部２１１−ｂから出力された光信号と、波長分波部３７０−ｂから出力された伝送路長測定信号を内包した光信号とを合波して、合波した光信号を光信号伝送路Ａへ出力する。
【００６９】
測定対象ノード３０−ｂから出力された光信号は、マスタノードＡの波長分波部３７０−ａによって各波長の光信号へ分波された後に、光信号送受信部２１０−ａによって光電変換され受信される。
また、波長分波部３７０−ａによって分波された光信号のうち、測定対象ノード３０−ｂから転送された伝送路長測定信号が内包された光信号は、光受信部２１２−ａによって電圧信号に変換された後、振幅情報抽出部１３０−ａに入力される。
【００７０】
振幅情報抽出部１３０−ａは、入力された電圧信号から、測定対象ノード３０−ｂから転送された伝送路長測定信号の振幅情報を抽出して、抽出した振幅情報を伝送路長導出部２４０−ａへ出力し、伝送路長導出部２４０−ａおよび光信号出力制御部２５０−ａによって、光信号伝送路長の導出および光信号の送信レベル制御が実行される。
【００７１】
なお、本実施の形態においては、マスタノード３０−ａにおいて伝送路長測定信号とその他の通信パケットとを異なる波長で送信し、測定対象ノード３０−ｂではＡＷＧなどの波長分波部３７０−ｂにより伝送路長測定信号を内包した光信号を分波した後他の通信パケットへ合波してマスタノード３０−ａへ折り返しているが、マスタノード３０−ａにおいて伝送路長測定信号とその他の通信パケットとを同一の波長で送信し、光スイッチなどの動的に経路を切り替えるスイッチ部を測定対象ノード３０−ｂに搭載して、伝送路長測定信号をマスタノード３０−ａへ折り返すことも可能である。
【００７２】
また、本実施の形態にかかる光通信装置３０−ａ，ｂの各機能は、光通信装置３０−ａ，ｂに搭載されたＣＰＵ（中央演算装置）やメモリ、インターフェースを備えたコンピュータにコンピュータプログラム（ソフトウエア）をインストールすることによって実現され、上述した光通信装置３０−ａ，ｂの各種機能は、上記コンピュータの各種ハードウェア資源と上記コンピュータプログラムとが協働することによって実現される。
また、上記コンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納された状態で提供されても良く、電気通信回線を介してコンピュータが読み取り可能な状態で提供されても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
複数のＣＰＵカードを筐体内に搭載してこれらＣＰＵカード間でデータ伝送や演算処理といった情報処理を連携し実行するコンピュータシステムの各カード間の大容量データ通信システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…光通信装置、１１０…光信号送受信部、１２０…伝送路長測定信号生成部、１３０…振幅情報抽出部、１４０…伝送路長導出部、１５０…光信号出力制御部。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年6月29日(2012.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手との間で光信号伝送路を介して光信号を送受信する光信号送受信部と、
周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を含む伝送路長測定信号を生成し、この伝送路長測定信号を前記光信号送受信部に出力する伝送路長測定信号生成部と、
前記通信相手から送信されて前記光信号送受信部によって受信された光信号に伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出する振幅情報抽出部と、
前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を表した伝送路長情報を記憶し、前記振幅情報抽出部により抽出された前記複数のパルス信号の各周波数に対応した振幅情報と前記伝送路長情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出する伝送路長導出部と、
伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と伝送路長とに応じた前記光信号送受信部の送信出力を示す光信号出力制御情報を記憶し、前記伝送路長導出部によって導出された前記光信号伝送路の距離と前記光信号伝送路の前記伝送路種別と前記光信号出力制御情報とに基づいた前記光信号送受信部から送信される光信号の送信出力を制御する光信号出力制御部と
を備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載された光通信装置において、
前記光信号送受信部から出力され、波長がそれぞれ異なる複数の光信号を、一の光信号へ合波して前記光信号伝送路を介し前記通信相手へ出力する波長合波部と、
前記光信号伝送路を介して受信され、それぞれ異なる波長を含んだ一の光信号を、波長ごとに複数の光信号へ分波して前記光信号送受信部へ出力する波長分波部とをさらに備え、
前記光信号送受信部は、前記伝送路長測定信号と他の信号とをそれぞれ異なる波長の光信号で前記波長合波部へ出力するように構成されていることを特徴とする光通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載された光通信装置において、
前記波長分波部は、分波された前記複数の光信号に前記伝送路長測定信号が含まれる場合、この伝送路長測定信号に対応した光信号を前記波長合波部へ出力するように構成され、
前記波長合波部は、前記光信号送受信部から出力される前記複数の光信号と、前記波長分波部から出力される前記伝送路長測定信号に対応した前記光信号とを合波するように構成されていることを特徴とする光通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載された光通信装置において、
前記光信号送受信部は、
レーザ光を発行するレーザ素子と、電気信号を光信号へ変換して前記レーザ素子を駆動させるレーザ素子駆動部とを含む光信号送信部と、
光信号を受光して電流信号へ変換する受光素子と、電流信号を電圧信号へ変換するトランスインピーダンスアンプと、このトランスインピーダンスアンプから出力される電圧信号の波形形成を行うリミティングアンプとを有する光信号受信部と
を備えることを特徴とする光通信装置。
【請求項５】
周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を伝送路長測定信号として生成するステップと、
前記伝送路長測定信号を含んだ光信号を光信号伝送路を介して通信相手に送信するステップと、
受信した光信号に前記伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出するステップと、
前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を示す伝送路長情報と、前記振幅情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出するステップと、
伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と光信号伝送路の距離とに応じた前記光信号伝送路へ出力される光信号の送信出力の関係を示す光信号出力制御情報と、前記光信号伝送路の距離と、前記光信号伝送路の前記伝送路種別とに基づいて、前記光信号の送信出力を決定するステップと、
前記光信号伝送路へ出力される光信号の送信出力を、前記光信号出力制御情報と前記光信号伝送路の距離と前記伝送路種別とに基づいて決定された送信出力へ制御するステップと
を備えることを特徴とする光信号制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光信号制御方法において、
波長がそれぞれ異なる複数の光信号を、一の光信号へ合波するステップと、
それぞれ異なる波長を含んだ一の光信号を、波長ごとに複数の光信号へ分波するステップと
をさらに備え、
合波するステップは、それぞれ異なる波長の前記伝送路長測定信号と他の信号とを一の光信号へ合波するステップを備え、
送信するステップは、前記伝送路長測定信号と他の信号とが合波された一の信号を光信号伝送路を介して通信相手に送信するステップを備えることを特徴とする光信号制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の光信号制御方法において、
分波するステップは、分波された前記複数の光信号に前記伝送路長測定信号が含まれる場合、この伝送路長測定信号に対応した光信号を合波される光信号として出力するステップを備えることを特徴とする光信号制御方法。
【請求項８】
コンピュータに、
周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を伝送路長測定信号として生成するステップと、
前記伝送路長測定信号を含んだ光信号を光信号伝送路を介して通信相手に送信するステップと、
受信した光信号に前記伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出するステップと、
前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を示す伝送路長情報と、前記振幅情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出するステップと、
伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と光信号伝送路の距離とに応じた前記光信号伝送路へ出力される光信号の送信出力の関係を示す光信号出力制御情報と、前記光信号伝送路の距離と、前記光信号伝送路の前記伝送路種別とに基づいて、前記光信号の送信出力を決定するステップと、
前記光信号伝送路へ出力される光信号の送信出力を、前記光信号出力制御情報と前記光信号伝送路の距離と前記伝送路種別とに基づいて決定された送信出力へ制御するステップと
を実行させるプログラム。
【請求項９】
少なくとも１つの光信号伝送路を介して接続される複数の光通信装置を備え、
前記複数の光通信装置のそれぞれは、
通信相手との間で光信号伝送路を介して光信号を送受信する光信号送受信部と、
周波数がそれぞれ異なる複数のパルス信号を含む伝送路長測定信号を生成し、この伝送路長測定信号を前記光信号送受信部に出力する伝送路長測定信号生成部と、
前記通信相手から送信されて前記光信号送受信部によって受信された光信号に伝送路長測定信号が含まれる場合、前記伝送路長測定信号に含まれる前記複数のパルス信号の振幅情報をそれぞれ抽出する振幅情報抽出部と、
前記光信号伝送路の距離に応じて受信信号の振幅と周波数との関係を表した伝送路長情報を記憶し、前記振幅情報抽出部により抽出された前記複数のパルス信号の各周波数に対応した振幅情報と前記伝送路長情報とに基づいて前記光信号伝送路の距離を導出する伝送路長導出部と、
伝送可能な光信号の周波数帯域によって区別される伝送路種別と伝送路長とに応じた前記光信号送受信部の送信出力を示す光信号出力制御情報を記憶し、前記伝送路長導出部によって導出された前記光信号伝送路の距離と前記光信号伝送路の前記伝送路種別と前記光信号出力制御情報とに基づいた前記光信号送受信部から送信される光信号の送信出力を制御する光信号出力制御部と
を備えることを特徴とする光通信システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、光通信装置、光通信システム、光信号制御方法およびプログラムに関し、特に、コンピュータシステム等によって構成される情報処理装置などの筐体間通信における光通信装置、光通信システム、光信号制御方法およびプログラムに関する。
【国際調査報告】
2011108523.tif 000021
2011108523.tif 000022