(57)【要約】【課題】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システムを提供する。【解決手段】例えばｘ本の伝送レーンＬＮ１，ＬＮ２で接続された送受信機３−１，３−２を備える。送受信機３−１内の送信機１は、使用レーン通知の内容に基づいてＬＮ１内の正常レーンに送信データを、障害レーンに特定の擬似ランダムデータを送信する。送受信機３−２内の受信機２は、正常レーンにおける送信データの例えばＢＥＲ等を監視し、また、障害レーンにおける擬似ランダムデータの受信状況を監視する。受信機２は、この監視結果に基づいて障害レーン通知を行い、この障害レーン通知が、ＬＮ２を介して送受信機３−１内の受信機２に転送され、当該受信機２が障害レーン通知に基づいて使用レーン通知の内容を更新する。【選択図】図１
2011211532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１送信機と、第１受信機と、前記第１送信機から前記第１受信機に向けた通信経路となるＮ本の第１伝送レーンと、前記第１受信機から前記第１送信機に向けた通信経路となる第１通信手段とを備え、
前記第１送信機は、障害レーン情報に基づいて、前記Ｎ本の前記第１伝送レーンの中から障害が生じていない正常レーンを対象として前記第１受信機に向けて送信データを出力し、前記Ｎ本の前記第１伝送レーンの中から障害が生じている障害レーンを対象として前記第１受信機に向けて特定の第１データパターンを出力する第１手段を備え、
前記第１受信機は、
前記正常レーンを介して伝送される前記送信データの受信状態を監視し、この受信状態が正常か否かを判別する第２手段と、
前記障害レーンを介して伝送される前記第１データパターンの受信状態を監視し、この受信状態が正常か否かを判別する第３手段とを備え、
前記第１受信機および前記第１送信機のいずれか一方は、前記第２手段の判別結果と前記第３手段の判別結果に基づいて前記Ｎ本の前記第１伝送レーンの中の前記正常レーンの位置と前記障害レーンの位置を更新し、この更新結果を反映して前記障害レーン情報を生成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において、
前記第１手段は、複数段のシフトレジスタと特定段のタップを持ったスクランブラを備え、前記第１データパターンとして前記スクランブラを用いて擬似ランダムデータを生成し、
前記第３手段は、前記第１手段と同じ段数のシフトレジスタと同じ特定段のタップを持ったデスクランブラを備え、前記デスクランブラを用いて前記擬似ランダムデータが正しく伝送されたか否かを判別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において、
前記送信データには、エラー検出符号が含まれ、
前記第２手段は、前記送信データに含まれる前記エラー検出符号を判定することで前記送信データの受信状態を判別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において、
前記送信データには、同期用のビット列が含まれ、
前記第２手段は、前記送信データに含まれる前記同期用のビット列の受信状態を監視することで前記送信データの受信状態を判別することを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項５】
請求項２記載のデータ伝送システムにおいて、
前記第１送信機は、さらに、
上位階層から入力された送信フレームを伝送符号化する伝送符号化部と、
前記伝送符号化部から出力されたビット列を分離して並行に伝送するＸ本（Ｘ＞Ｎ）の第１仮想レーンと、
前記Ｘ本の前記第１仮想レーンを介して伝送されたビット列を前記Ｎ本の前記第１伝送レーンに多重化して出力するマルチプレクサ部とを備え、
前記第１受信機は、さらに、
前記Ｎ本の前記第１伝送レーンを介して伝送されたビット列を前記Ｘ本に分離するデマルチプレクサ部と、
前記デマルチプレクサ部によって分離された前記Ｘ本のビット列を並行に伝送する前記Ｘ本の第２仮想レーンとを備え、
前記第１手段は、さらに、２入力の一方に前記Ｘ本の前記第１仮想レーンの出力がそれぞれ接続され、２入力の他方に前記スクランブラの出力が共通に接続された前記Ｘ個のセレクタ回路を備え、
前記デスクランブラは、前記Ｘ本の前記第２仮想レーン上のそれぞれに備わっていることを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項６】
請求項１記載のデータ伝送システムにおいて、
さらに、第２送信機と、第２受信機と、前記第２送信機から前記第２受信機に向けた通信経路となる前記Ｎ本の第２伝送レーンとを備え、
前記第１送信機と前記第２受信機は、第１送受信機に実装され、
前記第２送信機と前記第１受信機は、第２送受信機に実装され、
前記第１送受信機は、前記第２受信機から前記第１送信機に向けた第１通信経路を備え、
前記第２送受信機は、前記第１受信機から前記第２送信機に向けた第２通信経路を備え、
前記第１通信手段は、前記第２通信経路と、前記Ｎ本の前記第２伝送レーンと、前記第１通信経路によって実現されることを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項７】
請求項６記載のデータ伝送システムにおいて、
前記第１送信機は、さらに、
上位階層から入力された送信フレームを伝送符号化する第１伝送符号化部と、
前記第１伝送符号化部から出力されたビット列を分離して並行に伝送するＸ本（Ｘ＞Ｎ）の第１Ａ仮想レーンと、
前記Ｘ本の前記第１Ａ仮想レーン内にそれぞれ挿入され、前記Ｘ本の前記第１Ａ仮想レーン上を伝送するビット列に対してそれぞれ第１マーカを挿入して出力する前記Ｘ個の第１マーカ挿入部と、
前記Ｘ個の前記第１マーカ挿入部を介して伝送されたビット列を前記Ｎ本の前記第１伝送レーンに多重化して出力する第１マルチプレクサ部とを備え、
前記第１受信機は、さらに、
前記Ｎ本の前記第１伝送レーンを介して伝送されたビット列を前記Ｘ本に分離する第１デマルチプレクサ部と、
前記第１デマルチプレクサ部によって分離された前記Ｘ本のビット列を並行に伝送する前記Ｘ本の第１Ｂ仮想レーンと、
前記Ｘ本の前記第１Ｂ仮想レーン上にそれぞれ設けられ、前記Ｘ本の前記第１Ｂ仮想レーン上を伝送するビット列から前記第１マーカをそれぞれ抽出する前記Ｘ個の第１マーカ検査部とを備え、
前記第２送信機は、
上位階層から入力された送信フレームを伝送符号化する第２伝送符号化部と、
前記第２伝送符号化部から出力されたビット列を分離して並行に伝送する前記Ｘ本の第２Ａ仮想レーンと、
前記Ｘ本の前記第２Ａ仮想レーン内にそれぞれ挿入され、前記Ｘ本の前記第２Ａ仮想レーン上を伝送するビット列に対してそれぞれ第２マーカを挿入して出力する前記Ｘ個の第２マーカ挿入部と、
前記Ｘ個の前記第２マーカ挿入部を介して伝送されたビット列を前記Ｎ本の前記第２伝送レーンに多重化して出力する第２マルチプレクサ部とを備え、
前記第１受信機は、
前記Ｎ本の前記第２伝送レーンを介して伝送されたビット列を前記Ｘ本に分離する第２デマルチプレクサ部と、
前記第２デマルチプレクサ部によって分離された前記Ｘ本のビット列を並行に伝送する前記Ｘ本の第２Ｂ仮想レーンと、
前記Ｘ本の前記第２Ｂ仮想レーン上にそれぞれ設けられ、前記Ｘ本の前記第２Ｂ仮想レーン上を伝送するビット列から前記第２マーカをそれぞれ抽出する前記Ｘ個の第２マーカ検査部とを備えることを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項８】
請求項７記載のデータ伝送システムにおいて、
前記第１受信機の前記第２手段および前記第３手段による判別結果は、前記第２通信経路を介して前記第２送信機に伝送されたのち、前記第２送信機の前記第２マーカを用いて前記第２受信機に伝送され、その後、前記第１通信経路を介して前記第１送信機に伝送されることを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項９】
Ｎ本の第１伝送レーンに送信を行う第１送信機と、
前記Ｎ本の第２伝送レーンから受信を行う第１受信機と、
前記第１受信機から前記第１送信機に向けた第１通信経路とを備え、
前記第１送信機は、第１障害レーン情報に基づいて、前記Ｎ本の前記第１伝送レーンの中から障害が生じていない第１正常レーンを対象として第１送信データを出力し、前記Ｎ本の前記第１伝送レーンの中から障害が生じている第１障害レーンを対象として特定の第１データパターンを出力する第１手段を備え、
前記第１受信機は、
前記Ｎ本の第２伝送レーンの中から障害が生じていない第２正常レーンを介して伝送された第２送信データの受信状態を監視し、この受信状態が正常か否かを判別する第２手段と、
前記Ｎ本の第２伝送レーンの中から障害が生じている第２障害レーンを介して伝送された特定の第２データパターンの受信状態を監視し、この受信状態が正常か否かを判別する第３手段と、
前記第２手段と前記第３手段の判別結果に基づいて、前記Ｎ本の前記第２伝送レーンの中の前記正常レーンの位置と前記障害レーンの位置を更新し、この更新結果を反映した第２障害レーン情報の転送依頼を前記第１通信経路を介して前記第１送信機に対して行う第４手段とを備え、
前記第１送信機は、更に、前記第１通信経路を介して転送依頼された前記第２障害レーン情報を前記Ｎ本の前記第１伝送レーンに転送する第５手段を備え、
前記第１受信機は、更に、前記Ｎ本の前記第２伝送レーンを介して転送されてきた前記第１障害レーン情報の通知を前記第１通信経路を介して前記第１送信機に対して行う第６手段とを備えることを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項１０】
請求項９記載のデータ伝送装置において、
前記第１データパターンと前記第２データパターンは、同一の規則性を備え、
前記第１手段は、複数段のシフトレジスタと特定段のタップを持ったスクランブラを備え、前記第１データパターンとして前記スクランブラを用いて擬似ランダムデータを生成し、
前記第３手段は、前記第１手段と同じ段数のシフトレジスタと同じ特定段のタップを持ったデスクランブラを備え、前記デスクランブラを用いて前記第２データパターンが正しく伝送されたか否かを判別することを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項１１】
請求項９記載のデータ伝送装置において、
前記第２送信データには、エラー検出符号が含まれ、
前記第２手段は、前記第２送信データに含まれる前記エラー検出符号を判定することで前記第２送信データの受信状態を判別することを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項１２】
請求項９記載のデータ伝送装置において、
前記第２送信データには、同期用のビット列が含まれ、
前記第２手段は、前記第２送信データに含まれる前記同期用のビット列の受信状態を監視することで前記第２送信データの受信状態を判別することを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項１３】
請求項１０記載のデータ伝送装置において、
前記第１送信機は、さらに、
上位階層から入力された送信フレームを伝送符号化する伝送符号化部と、
前記伝送符号化部から出力されたビット列を分離して並行に伝送するＸ本（Ｘ＞Ｎ）の第１仮想レーンと、
前記Ｘ本の第１仮想レーンを介して伝送されたビット列を前記Ｎ本の前記第１伝送レーンに多重化して出力するマルチプレクサ部とを備え、
前記第１受信機は、さらに、
前記Ｎ本の前記第２伝送レーンを介して伝送されたビット列を前記Ｘ本に分離するデマルチプレクサ部と、
前記デマルチプレクサ部によって分離された前記Ｘ本のビット列を並行に伝送する前記Ｘ本の第２仮想レーンとを備え、
前記第１手段は、さらに、２入力の一方に前記Ｘ本の前記第１仮想レーンの出力がそれぞれ接続され、２入力の他方に前記スクランブラの出力が共通に接続された前記Ｘ個のセレクタ回路を備え、
前記デスクランブラは、前記Ｘ本の前記第２仮想レーン上のそれぞれに備わってい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、伝送路を介してデータを伝送するデータ伝送装置およびデータ伝送システムに関し、特に、伝送路のレーン数を変更可能なデータ伝送装置およびデータ伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、データを長距離間で伝送する分野では、単一の伝送チャネル（又はレーンともいう）を介してデータを伝送する方法における伝送速度の高速化が頭打ちになっている。そこで通信帯域を向上させるために、複数のレーンを束ねて１本のリンクとして見せる技術（レーン結合、マルチレーン間スキュー補正）が開発されてきた（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、複数のレーンを用いた伝送方式が記載されている。マルチレーンを用いた伝送方式ではレーン間の伝送距離の差、又は光伝送による伝送方式では各レーンの光波長の差によって発生するデータの到着時間差（以下、スキュー）の補正が課題となる。また、伝送メディアに応じて、レーン数を変更する必要がある。特許文献１では、データ列を符号ブロック単位に複数本の仮想レーンに分割し、中継器においてレーン数を変換する度にレーン間のスキューを補正することで、伝送容量を一定としながら、伝送レーンの本数を変更可能とした。
【０００４】
非特許文献１では、１００ギガビットイーサネット（登録商標）の標準化された技術として、複数のレーンを用いた伝送方式が記載されている。１００ギガビットイーサネット（登録商標）では、５Ｇｂｐｓの仮想レーンのデータを２０レーン束ねて１００Ｇｂｐｓの伝送速度を実現するマルチレーン伝送に関する記載がある。マルチレーンを用いた伝送方式ではレーン間の伝送距離の差、又は光伝送による伝送方式では各レーンの光波長の差によって発生するデータの到着時間差（以下、スキュー）の補正が課題となる。また、伝送メディアに応じて、レーン数を変更する必要がある。１００ギガビットイーサネット（登録商標）では、１００Ｇｂｐｓのデータ列を符号ブロック単位に２０本の仮想レーンに分割し、２０本の仮想レーンをビット単位に多重／分割することによって、伝送容量を一定としながら、伝送レーンの本数を変更可能とした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５３８５２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｐ８０２．３ｂａ，Ｃｌａｕｓｅ  ８２，  ”Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｕｂｌａｙｅｒ  （ＰＣＳ）  ｆｏｒ  ６４Ｂ／６６Ｂ，  ｔｙｐｅ  ４０ＧＢＡＳＥ−Ｒ  ａｎｄ  １００ＧＢＡＳＥ−Ｒ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１及び非特許文献１には、一部のレーンにおいて障害が発生した場合、リンク全体の障害とみなして、リンク全体を切断することが示されている。この場合、伝送効率の急激な低下が避けられず、高い障害耐性の実現が困難となる。また、特許文献１及び非特許文献１では、障害によって停止したレーンが障害から復旧した場合、リンク全体を再構築しない限り、そのレーンを復帰させることはできない。つまり、レーン数を動的に増やす切り替えには対応していない。さらに、レーン数の切り替え制御で誤りがあるとリンクが切断してしまうので、切り替え制御には高い信頼性が要求されるが、特許文献１及び非特許文献１では、切り替え制御の信頼性を高める技術については記載されていない。
【０００８】
そこで、本発明の目的の一つは、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装置およびデータ伝送システムを提供することにある。また、本発明の目的の他の一つは、レーン数を変更可能なマルチレーン伝送において、信頼性の向上を実現可能なデータ伝送装置およびデータ伝送システムを提供することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
本実施の形態によるデータ伝送システムは、第１送信機と、第１受信機と、第１送信機から第１受信機に向けた通信経路となるＮ本の第１伝送レーンと、第１受信機から第１送信機に向けた通信経路となる第１通信手段とを備えるものとなっている。ここで、第１送信機は、障害レーン情報に基づいて、Ｎ本の第１伝送レーン中の正常レーンを対象として第１受信機に向けて所定の送信データを出力し、Ｎ本の第１伝送レーンの中の障害レーンを対象として第１受信機に向けて特定の第１データパターンを出力する第１手段を備える。また、第１受信機は、正常レーンを介して伝送される送信データの受信状態を監視し、この受信状態が正常か否かを判別する第２手段と、障害レーンを介して伝送される第１データパターンの受信状態を監視し、この受信状態が正常か否かを判別する第３手段とを備える。そして、第１受信機および第１送信機のいずれか一方が、第２手段の判別結果と第３手段の判別結果に基づいて正常レーンの位置と障害レーンの位置を更新し、この更新結果を反映して前述した障害レーン情報を生成することが特徴となっている。
【００１１】
このような構成を用いると、障害が生じた場合には、当該障害レーン以外の正常レーンを用いて通信を持続し、障害から復帰した場合には、当該レーンを正常レーンに加えることで通信を持続しながら通信容量の拡大が図れる。これによって高い障害耐性が実現可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、レーン数を変更可能なマルチレーン伝送において、障害耐性の向上が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１によるデータ伝送システムにおいて、その構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１のデータ伝送システムにおいて、その送信機の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のデータ伝送システムにおいて、その受信機の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図４】図２におけるＰＲＢＳ発生部よび図３におけるＰＲＢＳ検査部の詳細な構成例を示す回路図である。
【図５】図１のデータ伝送システムにおいて、その主要な処理内容の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる受信機の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態３によるデータ伝送システムにおいて、その主要な処理内容の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるデータ伝送システムにおいて、そ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、それぞれが送信機１及び受信機２を含む２個の送受信機（データ伝送装置）３−１，３−２を備える。送受信機３−１の送信機１は、複数（ここではｘ本）の伝送レーンＬＮ１を介して送受信機３−２の受信機２に接続され、送受信機３−２の送信機１は、複数（ここではｘ本）の伝送レーンＬＮ２を介して送受信機３−１の受信機２に接続される。このｘ本の伝送レーンは、束ねて構成されることで、見かけ上（概念上）は、１本の伝送路として取り扱われる。
【００１６】
このデータ伝送システムでは、対向する逆方向の伝送レーンＬＮ１，ＬＮ２と、各送受信機３−１，３−２における受信機２から送信機１に向けた通知（障害レーン通知や使用レーン通知）を利用して各伝送レーンＬＮ１，ＬＮ２で使用する伝送レーンの本数（ｍ（≦ｘ）本）が定められる。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、送信データと記載する）が入力される。送信機１は、前述した受信機２からの通知に基づいて、入力された送信データを、ｍ本の伝送レーンＬＮに分割して出力する。受信機２には、前述した送信機１からの送信データがｍ本の伝送レーンＬＮを介して入力される。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、受信データと記載する）として出力する。また、受信機２は、詳細は後述するが、ｘ本の伝送レーンＬＮの状態を監視する。そして、前述した伝送レーンＬＮの本数（ｍ本）は、この監視結果を用いて定められる。
【００１７】
図５は、図１のデータ伝送システムにおいて、その主要な処理内容の一例を示す説明図である。まず、送受信機３−１内の受信機２は、ｘ本の伝送レーンＬＮ２の状態を監視し、その結果を障害レーン通知を介して送受信機３−１内の送信機１に転送依頼する（Ｓ５０１）。この障害レーン通知には、ｘ本の伝送レーンＬＮ２の内、障害が発生した伝送レーンの情報と、障害から復帰した伝送レーンの情報が含まれる。この障害レーン通知を受け取った送信機１は、障害レーン通知が示す障害レーン情報をアラインマーカに埋め込み、伝送レーンＬＮ１を介して送受信機３−２内の受信機２に転送する（Ｓ５０２）。
【００１８】
アラインマーカを受け取った受信機２は、アラインマーカから障害レーン情報を抽出する（Ｓ５０３）。そして、ここでは、抽出した障害レーン情報が全会一致かを判定し（Ｓ５０４）、全会一致の場合に、この障害レーン情報を使用レーン情報とし、使用レーン通知を介して送受信機３−２内の送信機１に通知する（Ｓ５０５）。ここでは、前述したＳ５０２において、同じ内容のアラインマーカが現在使用している全ての伝送レーンＬＮ１を介して送信され、Ｓ５０４では、この各伝送レーンＬＮ１のアラインマーカが全て同じか否かが判定される。これによって、誤ったレーン切り替えが起きる確率を減らすことができる。
【００１９】
使用レーン通知を受け取った送受信機３−２内の送信機１は、現在設定されている使用レーン情報と使用レーン通知が示す使用レーン情報とを比較し、変更があるか否かを判定する（Ｓ５０６）。変更がある場合、当該送信機１は、現在の設定を使用レーン通知が示す使用レーン情報で更新し、ＭＡＣ層にて使用レーン数に応じた通信容量となるように、必要に応じて送信データの加工を行う（Ｓ５０７）。すなわち、場合によってはアイドルデータ（空データ）を交えた送信データを生成する。また、当該送信機１は、物理層にて、更新された使用レーン情報に基づく伝送レーンを対象に送信データを振り分け（Ｓ５０８）、更新された使用レーン情報をアラインマーカに埋め込み、伝送レーンＬＮ２を介して送受信機３−１内の受信機２に送信する（Ｓ５０９）。当該アラインマーカを受け取った受信機２は、アラインマーカから使用レーン情報を抽出し、Ｓ５０４と同様に全会一致かを判定し（Ｓ５１０、Ｓ５１１）、使用レーン情報に応じた伝送レーンＬＮ２を対象に復号化等を行うように切り替えを行う（Ｓ５１２）。
【００２０】
このように、本実施の形態によるデータ伝送システムは、受信機２が伝送レーンＬＮの障害および障害からの復帰を逐次監視することで、障害が生じた場合には、当該障害レーン以外の正常レーンを用いて通信を持続し、障害から復帰した場合には、当該レーンを正常レーンに加えることで通信を持続しながら通信容量の拡大を行うものとなっている。これによって高い障害耐性が実現可能になる。以下、このような機能を実現するための送信機１および受信機２の詳細内容について説明する。
【００２１】
図２は、図１のデータ伝送システムにおいて、その送信機１の詳細な構成例を示すブロック図である。図２に示す送信機１（データ転送装置）は、フレームバッファ４、容量変換部５、伝送符号化部６、ラウンドロビン部７、マーカ挿入部８（８−１〜８−ｐ）、マーカ管理部９、ＰＲＢＳ発生部１０、セレクタ部１１（１１−１〜１１−ｐ）、マルチプレクサ部１２、及び障害管理部１３を備える。
【００２２】
まず、送信機１のデータフローを説明する。送信データは、フレームバッファ４に入力される。また、受信機２からのデータ列がマーカ管理部９と障害管理部１３に入力される。フレームバッファ４は、送信データの出力元と容量変換部５へそれぞれデータ列を出力する。容量変換部５は、フレームバッファ４と伝送符号化部６へそれぞれデータ列を出力する。伝送符号化部６は、ラウンドロビン部７へデータ列を出力する。
【００２３】
ラウンドロビン部７は、マーカ挿入部（８−１〜８−ｐ）へデータ列を出力する。マーカ挿入部（８−１〜８−ｐ）は、ｐ個のセレクタ部（１１−１〜１１−ｐ）へデータ列を出力する。ＰＲＢＳ発生部１０は、ｐ個のセレクタ部（１１−１〜１１−ｐ）へデータ列を出力する。障害管理部１３は、ｐ本の出力部を介してｐ個のセレクタ部（１１−１〜１１−ｐ）へデータ列を出力し、また、容量変換部５とラウンドロビン部７とマーカ管理部９へそれぞれデータ列を出力する。ｐ個のセレクタ部（１１−１〜１１−ｐ）は、それぞれ、マルチプレクサ部１２へデータ列を出力する。マルチプレクサ部１２は、ｘ本の伝送レーンＬＮへデータ列を出力する。
【００２４】
次に送信機１の各部の詳細な動作例を説明する。障害管理部１３は、受信機２からの使用レーン通知を受けて、現在使用している使用レーン情報と比較し、変更の有無を判定する。変更があった場合、障害管理部１３は、容量変換部５、ラウンドロビン部７、マーカ管理部９、およびセレクタ部（１１−１〜１１−ｐ）に対してその旨の通知を行う。これによって、図５のＳ５０６の処理が可能となる。一方、フレームバッファ４には、送信データが入力される。ここで、フレームバッファ４は、フレームバッファ４に蓄積されたデータのバッファ量に応じて、送信データの送信元に対しバッファ量通知を送信する。送信データの送信元は、受信したバッファ量通知に基づいて、送信データの送信を停止する。フレームバッファ４は、容量変換部５からの読み出し要求を受けて、送信データを出力する。
【００２５】
容量変換部５は、前述した障害管理部１３からの使用レーン情報に基づいて、伝送レーンＬＮ上で使用可能なレーンを用いて伝送可能な伝送容量を算出する。例えば、一つのレーンにおいて伝送可能な伝送容量に、使用可能なレーンの数を乗じることによって伝送可能な伝送容量を算出できる。ここで、容量変換部５は、フレームバッファ４が出力する送信データの容量が算出された伝送容量と等しくなるように、送信データの読み出し要求を用いてフレームバッファ４の読み出しを制御する。これによって、図５のＳ５０７の処理が可能となる。
【００２６】
伝送符号化部６は、容量変換部５から入力された伝送データのデータ列を伝送符号（例えば、６４Ｂ／６６Ｂ符号）に変換して、伝送データをラウンドロビン部７に出力する。なお、伝送符号の種類は、特に限定されず、６４Ｂ／６６Ｂ符号以外のものであってもよい。ラウンドロビン部７は、障害管理部１３からの使用レーン情報に基づいて、ｐ本の仮想レーンのうち正常な仮想レーンに対して、送信データを巡回的に割り振る。このとき、最適には伝送符号化部６で符号化されたデータの符号ブロック（６４Ｂ／６６Ｂ符号であれば６６ビットのデータ列）を単位として分配する。
【００２７】
なお、ここでは、このラウンドロビン部７の出力からマルチプレクサ部１２の入力までのｐ本の経路を仮想レーンと呼び、マルチプレクサ部１２の出力からのｘ本の経路を伝送レーン（物理レーン）ＬＮと呼ぶ。マルチレーン伝送では、送信データがｐ本（例えば２０本等）の仮想レーンに振り分けられ、その後、マルチプレクサ部１２を介してｘ本（例えば１０本等）の伝送レーンＬＮに多重化される。また、場合によっては、更にその先で、光送信信号の波長を各伝送レーン毎に変更する等で更なる多重化が行われることもある。ここで、ｐ本の仮想レーンとｘ本の伝送レーンＬＮは、例えば、ｐ本中の２本がマルチプレクサを介してｘ本中の１本に多重化されるなどのように、それぞれ対応関係が定まっており、障害管理部１３は、この対応関係を把握している。したがって、ある伝送レーンの障害は、それに対応する仮想レーンの障害とみなすこともでき、また、前述した障害レーン情報や使用レーン情報は、伝送レーンに基づく情報であっても仮想レーンに基づく情報であってもよい。
【００２８】
仮想レーンに分割され、同時に送信された送信データは、伝送レーンＬＮでの伝送時間の差などによって生じる到着時間差（スキュー）を持って受信機２で受信されることになる。そこで、マーカ挿入部８（８−１〜８−ｐ）は、受信機２で仮想レーン毎のスキューを検出可能とするアラインマーカを、送信データのデータ列に挿入する。更に、マーカ挿入部８（８−１〜８−ｐ）は、障害レーン情報や使用レーン情報を表したアラインマーカを、送信データのデータ列に挿入する。ここでは、マーカ管理部９が、受信機２からの障害レーン通知と障害管理部１３からの使用レーン通知を受け、障害レーン通知に基づく障害レーン情報か使用レーン通知に基づく使用レーン情報かを選択してマーカ挿入部８（８−１〜８−ｐ）に出力する。マーカ挿入部８（８−１〜８−ｐ）は、この選択された情報をアラインマーカとして挿入する。これによって、図５のＳ５０２の処理とＳ５０９の処理が可能となる。
【００２９】
ＰＲＢＳ発生部１０は、ＤＣバランスと有限ランレングスとが保障された擬似ランダム・ビット列を発生し、該ビット列をｐ個のセレクタ部（１１−１〜１１−ｐ）へ出力する。これによって、障害が発生した仮想レーンからのデータ列が入力された受信機２の誤作動等を回避することができる。また、詳細は図３および図４で述べるが、受信機２が特定の擬似ランダム・ビット列を検出することによって、仮想レーン（伝送レーン）の障害からの復帰を検出することができる。ここで、前述したＤＣバランスと有限ランレングスとが保障された擬似ランダム・ビット列は、例えば、「０」と「１」とから構成されるビット列の場合、所定の時間間隔に受信したデータ列に含まれる「０」と「１」との数が同一のものになるようなビット列である。
【００３０】
ｐ個のセレクタ部（１１−１〜１１−ｐ）は、それぞれ、障害管理部１３からの使用レーン情報に基づいて、レーンが正常状態であればマーカ挿入部（８−１〜８−ｐ）から入力されたデータ列を、レーンが異常状態であればＰＲＢＳ発生部１０から入力されたランダム・ビット列を選択し、マルチプレクサ部１２へ出力する。マルチプレクサ部１２は、ｐ個のセレクタ部（１１−１〜１１−ｐ）から出力されたデータ列を、伝送レーンの数（ｘ本）に多重化し、多重化されたデータ列を伝送レーンＬＮに出力する。このようなラウンドロビン部７からマルチプレクサ部１２までの仮想レーンの分割処理によって、図５のＳ５０８の処理が可能となる。
【００３１】
次にマーカ挿入部８において挿入されるアラインマーカの例について説明する。本実施の形態では、挿入されるアラインマーカとして６６ビット長の固定パターンを定義し、マーカ挿入部（８−１〜８−ｐ）は１００ギガイーサネット（登録商標）標準のアラインマーカとレーン状態を表すマーカを一定の間隔でデータ列に挿入する。なお、１００ギガイーサネット（登録商標）標準アラインマーカは、６６ビットのうち、２ビットをヘッダ情報、２４ビットをアライン情報、８ビットをＢＥＲ（ビットエラーレート）測定用のパリティ情報（誤り検出符号）、残りの３２ビットをアライン情報の反転値とＢＥＲ測定用のパリティ情報の反転値とする。
【００３２】
図３は、図１のデータ伝送システムにおいて、その受信機２の詳細な構成例を示すブロック図である。図３に示す受信機２（データ転送装置）は、ｘ本の伝送レーンＬＮ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）と使用レーン情報と障害レーン情報を出力する。受信機２は、信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）、ＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）、ＰＲＢＳ監視部１６、デマルチプレクサ部１７、ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）、ＢＥＲ検査部（１９−１〜１９−ｐ）、ＢＥＲ監視部２０、使用レーン決定部２１、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）、マーカ監視部２３、位相差検出部２４、デスキュー部２５、マーカ削除部２６、伝送復号化部２７、及び容量変換部２８を備える。
【００３３】
まず、受信機２のデータフローを説明する。伝送レーンＬＮを介して送信機１から出力されたデータ列は、それぞれ信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）に入力される。信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）は、デマルチプレクサ部１７へデータ列を出力する。デマルチプレクサ部１７は、デマルチプレクサ部１７が備えるｐ本の出力部から、それぞれｐ個のＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）と、ｐ個のブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）へとデータ列を出力する。
【００３４】
ＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）は、ＰＲＢＳ監視部１６へデータ列を出力する。ＰＲＢＳ監視部１６は、使用レーン決定部２１へデータ列を出力する。ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）は、ＢＥＲ検査部（１９−１〜１９−ｐ）と、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）と、デスキュー部２５とへデータ列を出力する。ＢＥＲ検査部（１９−１〜１９−ｐ）は、それぞれＢＥＲ監視部２０へデータ列を出力する。ＢＥＲ監視部２０は使用レーン決定部２１へデータ列を出力する。使用レーン決定部２１は、送信機１とマーカ監視部２３へデータ列を出力する。マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）は、マーカ監視部２３と位相差検出部２４へデータ列を出力する。
【００３５】
マーカ監視部２３は、容量変換部２８と送信機１へデータ列を出力する。位相差検出部２４はデスキュー部２５へデータ列を出力する。デスキュー部２５は、デスキュー部２５が備えるｐ本の出力部を介して、マーカ削除部２６へデータ列を出力する。マーカ削除部２６は、伝送復号化部２７へデータ列を出力する。伝送復号化部２７は容量変換部２８へデータ列を出力する。容量変換部２８は最終的に受信データを出力する。
【００３６】
なお、受信機２においても、送信機１の場合と同様に、デマルチプレクサ部１７の入力までのｘ本の経路を伝送レーン（物理レーン）と呼び、デマルチプレクサ部１７の出力からのｐ本の経路を仮想レーンと呼ぶ。
【００３７】
次に受信機２の動作を詳しく説明する。送信機１から送信された送信データ列は、伝送レーンＬＮを介して、受信機２に備えられた複数の信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）に入力される。信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）は、データ列のクロック同期処理を実行し、受信データ列をデマルチプレクサ部１７へ出力する。デマルチプレクサ部１７は、信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）からデータ列が入力され、入力されたデータ列をｐ本の仮想レーンに分離し、分離化されたデータ列をＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）と、ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）へ出力する。
【００３８】
ＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）は、受信データ列におけるＰＲＢＳ（擬似ランダム・ビット列）を検出し、検出結果をＰＲＢＳ監視部１６に通知する。ＰＲＢＳ監視部１６は、ＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）から通知された検出結果を監視し、ｐ本の仮想レーン（言い換えればｘ本の伝送レーン）における停止中のレーンを対象に、障害からの復帰の可否を使用レーン決定部２１に通知する。すなわち、図２で述べたように、停止中のレーンには、ＰＲＢＳ発生部１０から所定の擬似ランダム・ビット列が出力されており、ＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）がその擬似ランダム・ビット列の受信状況を把握してＰＲＢＳ監視部１６に通知する。受信状況に問題がない場合、当該レーンを障害復帰レーンとする。なお、ＰＲＢＳの詳細に関しては、図４で説明する。
【００３９】
ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）は、図２の送信機１における伝送符号化部６で符号化された送信データの符号ブロックに同期し、仮想レーン毎に符号ブロックを整列させ、整列化された符号ブロックのデータ列をＢＥＲ検査部（１９−１〜１９−ｐ）とマーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）とデスキュー部２５とにそれぞれ出力する。ＢＥＲ検査部（１９−１〜１９−ｐ）は、ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）から出力されたデータ列からＢＥＲ測定用のパリティ情報を検出し、ビットエラーレートを算出し、ＢＥＲ監視部２０に通知する。ＢＥＲ監視部２０は、ＢＥＲ検査部（１９−１〜１９−ｐ）から通知されたビットエラーレートを監視し、ビットエラーレートが所定の値よりも高い仮想レーンがあった場合、当該仮想レーン（言い換えれば伝送レーン）を使用不可能なレーンとして使用レーン決定部２１に通知する。
【００４０】
使用レーン決定部２１は、ＢＥＲ監視部２０からの使用不可能なレーンの情報と、ＰＲＢＳ監視部１６からの障害復帰レーンの情報を受け、これらの情報に基づいて送信機１に向けて障害レーン通知を行う。すなわち、障害レーン通知の中には、現時点で使用可能である最新のレーンの情報（言い換えれば現時点で障害が継続しているレーンの情報）が含まれている。これによって、前述した図５のＳ５０１の処理が行われ、信頼性が著しく低下した仮想レーン（言い換えれば伝送レーン）を回避するための通知が行えると共に、障害から回復した伝送レーン（言い換えれば仮想レーン）を使用させるための通知を行うことが可能となる。
【００４１】
マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）は、アラインマーカを検査し、送信機１のマーカ挿入部（８−１〜８−ｐ）で挿入された使用レーン情報や障害レーン情報を抽出し、抽出された情報をマーカ監視部２３へ通知する。また、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）は、仮想レーン番号と検出タイミングとを位相差検出部２４へ通知する。マーカ監視部２３は、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）から通知された使用レーン情報を監視し、その結果から、送信機１において伝送容量が変更されたことを検出し、送信機１が現在使用している仮想レーン数、即ち伝送容量を決定し、容量変換部２８へ伝送容量の情報を通知する。これによって、図５のＳ５１０〜Ｓ５１２の処理が実現可能となる。さらに、マーカ監視部２３は、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）から通知された障害レーン情報を監視し、その結果から、使用レーン情報を導出して送信機１に向けて使用レーン通知を出力する。これによって、図５のＳ５０３〜Ｓ５０５の処理が実現可能となる。
【００４２】
位相差検出部２４は、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）から通知された仮想レーン番号と検出タイミングとに基づいて、仮想レーン間の位相差、即ちスキュー量と仮想レーンの受信位置とを特定し、デスキュー部２５へ通知する。デスキュー部２５は、位相差検出部２４から通知されるスキュー量と仮想レーンの受信位置とに基づいて、仮想レーン毎の到着時間差、及び受信された位置のずれを補正し、マーカ削除部２６へ正しい仮想レーンの順番に受信データ列を出力する。マーカ削除部２６は送信機１のマーカ挿入部（８−１〜８−ｐ）でデータ列に挿入されたアラインマーカを削除し、伝送復号化部２７へ受信データ列を出力する。
【００４３】
伝送復号化部２７は、送信機１の伝送符号化部６によって伝送符号化されたデータ列を、元のデータ列に復号化し、容量変換部２８へ受信データ列を出力する。容量変換部２８は、マーカ監視部２３が決定した伝送容量に応じて、使用中の仮想レーンを介して伝送されるデータ列を結合し、データフレーム間の無効信号の間隔を広げるなどの手段を用いて、伝送レーンの最大伝送容量のデータ列に変換して受信フレームデータを出力する。
【００４４】
次に障害レーンの復帰判定方式の一例ついて説明する。図４は、図２におけるＰＲＢＳ発生部１０および図３におけるＰＲＢＳ検査部１５の詳細な構成例を示す回路図である。図４に示すように、ＰＲＢＳ発生部１０は、複数段（ここでは３１段）のシフトレジスタ（Ｓ０〜Ｓ３０）と特定位置（ここではＳ２７とＳ３０）でのタップを備えたスクランブラによって、ＤＣバランスと有限ランレングスとが保障された擬似ランダム・ビット列を生成し、これを障害レーンに対して送信する。一方、ＰＲＢＳ検査部１５（１５−１〜１５−ｘ）は、ＰＲＢＳ発生部１０と同じ段数のシフトレジスタならびに同じ位置でのタップと、比較判定用のＥＸＯＲ回路４０を備えたデスクランブラを用いて、擬似ランダム・ビット列を検出する。
【００４５】
このような構成例において、例えば、時刻ｔ＝ｔ０において、ＰＲＢＳ発生部１０から論理値‘Ａ’が出力され、同じくｔ＝ｔ０において、この論理値‘Ａ’がＰＲＢＳ検査部１５に入力されたとする。そうすると、例えば時刻ｔ＝ｔ３１において、ＰＲＢＳ発生部１０からは論理値‘Ａ’を特定位置のタップを介して変換した論理値‘Ｂ’が出力され、この論理値‘Ｂ’がＰＲＢＳ検査部１５のＥＸＯＲ回路４０における２入力の一方に入力される。ここで、このｔ＝ｔ３１において、ＥＸＯＲ回路４０における２入力の他方には、ｔ＝ｔ０においてＰＲＢＳ検査部１５に入力された論理値‘Ａ’が、ＰＲＢＳ検査部１５における特定位置のタップ（ＰＲＢＳ発生部１０と同じ位置）を介して変換されるため、論理値‘Ｂ’が入力されることになる。したがって、ＰＲＢＳ検査部１５（１５−１〜１５−ｘ）からは、ＰＲＢＳ発生部１０で送り出したパターンと一致するパターンが入力された場合にオール０が出力され、不一致の場合には一部で１が出力される。このオール０を検出することによって、停止中の障害レーンが障害から復帰したことを検出する。
【００４６】
以上のように、本実施の形態１のデータ伝送システムを用いることで、伝送レーン（仮想レーン）の一部に障害が発生しても、正常な伝送レーン（仮想レーン）を使用し、且つ通信容量を低減することで、リンク全体の接続を維持することができる。さらに、障害によって停止した伝送レーン（仮想レーン）が障害から復旧した場合も、リンク全体の接続を維持しながら正常レーンとして復帰させることができる。これによって、代表的には、通信容量が有効に使用可能になると共に、障害耐性の向上が実現可能となる。
【００４７】
（実施の形態２）
本実施の形態２のデータ伝送システムは、実施の形態１で述べたデータ伝送システムと比較して、仮想レーンで発生した障害を検出する方法が異なっている。図６は、本発明の実施の形態２によるデータ伝送システムにおいて、それに含まれる受信機２の詳細な構成例を示すブロック図である。図６に示す受信機２（データ転送装置）は、前述した図１のデータ伝送システムにおける受信機２に対応するものであり、当該受信機に対応する送信機は、前述した図２の構成例を用いることができる。以下、実施の形態１で述べた図３の受信機との差異を中心に説明を行う。
【００４８】
図６に示す受信機２は、ｘ本の伝送レーンからデータ列が入力され、受信フレームデータ（受信データ）と使用レーン情報と障害レーン情報を出力する。当該受信機２は、信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）、ＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）、ＰＲＢＳ監視部１６、デマルチプレクサ部１７、ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）、同期監視部２９、使用レーン決定部２１、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）、マーカ監視部２３、位相差検出部２４、デスキュー部２５、マーカ削除部２６、伝送復号化部２７、及び容量変換部２８を備える。
【００４９】
まず、受信機２のデータフローを説明する。ｘ本の伝送レーンを介して送信機１から出力されたデータ列は、それぞれ信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）に入力される。信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）は、デマルチプレクサ部１７へデータ列を出力する。デマルチプレクサ部１７は、デマルチプレクサ部１７が備えるｐ本の出力部から、それぞれｐ個のＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）と、ｐ個のブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）へデータ列を出力する。
【００５０】
ＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）は、ＰＲＢＳ監視部１６へデータ列を出力する。ＰＲＢＳ監視部１６は使用レーン決定部２１へデータ列を出力する。ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）は、同期監視部２９と、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）と、デスキュー部２５とへデータ列を出力する。同期監視部２９は使用レーン決定部２１へデータ列を出力する。使用レーン決定部２１は送信機１とマーカ監視部２３へデータ列を出力する。
【００５１】
マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）は、マーカ監視部２３と位相差検出部２４とへデータ列を出力する。マーカ監視部２３は、容量変換部２８と送信機１へデータ列を出力する。位相差検出部２４はデスキュー部２５へデータ列を出力する。デスキュー部２５は、デスキュー部２５が備えるｐ本の出力部を介して、マーカ削除部２６へデータ列を出力する。マーカ削除部２６は伝送復号化部２７へデータ列を出力する。伝送復号化部２７は容量変換部２８へデータ列を出力する。容量変換部２８は最終的に受信データを出力する。
【００５２】
次に受信機２の詳細な動作例について説明する。送信機１から送信された送信データ列は、ｘ本の伝送レーンを介して受信機２に備えられた複数の信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）に入力される。信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）は、データ列のクロック同期処理を実行し、受信データ列をデマルチプレクサ部１７に出力する。デマルチプレクサ部１７は、信号検出部（１４−１〜１４−ｘ）からデータ列が入力され、入力されたデータ列をｐ本の仮想レーンに分離し、分離化されたデータ列をＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）とブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）に出力する。
【００５３】
ＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）は、受信データ列における擬似ランダム・ビット列を検査し、その検査結果をＰＲＢＳ監視部１６に通知する。ＰＲＢＳ監視部１６は、ＰＲＢＳ検査部（１５−１〜１５−ｘ）から通知された検査結果を監視し、停止中の仮想レーン（言い換えれば伝送レーン）における障害からの復帰の可否を使用レーン決定部２１に通知する。
【００５４】
ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）は、送信機１の伝送符号化部６で符号化された送信データの符号ブロックに同期し、仮想レーン毎に符号ブロックを整列させ、整列化された符号ブロックのデータ列を同期監視部２９とマーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）とデスキュー部２５とにそれぞれ出力する。更に、ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）は、ブロック同期の状況を同期監視部２９に通知する。すなわち、符号ブロックの同期が完了しない、または同期がはずれた、などの情報を同期監視部２９に通知する。同期監視部２９は、ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）から通知された符号ブロック同期結果を監視し、伝送レーン（仮想レーン）で生じた障害を使用レーン決定部２１に通知する。
【００５５】
例えば、ブロック同期部（１８−１〜１８−ｐ）ならびに同期監視部２９は、各仮想レーンから出力されるデータ列に含まれる符号ブロックの先頭位置を示すビット列を監視し、当該ビット列が正しく受信されない場合、当該仮想レーンに障害が発生していると判定する。すなわち、仮想レーンから出力されるデータ列には、同期を行うためのビット列が含まれ、所定の時間間隔に前述したビット列が受信されない場合、仮想レーンに障害が発生していると判定される。
【００５６】
マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）は、アラインマーカを検査し、送信機１のマーカ挿入部（８−１〜８−ｐ）で挿入された使用レーン情報と障害レーン情報を抽出し、抽出された情報をマーカ監視部２３へ通知する。また、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）は、仮想レーン番号と検出タイミングとを位相差検出部２４へ通知する。マーカ監視部２２は、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）から通知された伝送容量情報を監視し、送信機１において、伝送容量が変更されたことを検出し、送信機１が現在使用している仮想レーン数、即ち伝送容量を決定し、容量変換部２８へ伝送容量の情報を通知する。
【００５７】
位相差検出部２４は、マーカ検査部（２２−１〜２２−ｐ）から通知された仮想レーン番号と検出タイミングとに基づいて、仮想レーン間の位相差、即ちスキュー量と仮想レーンの受信位置とを特定し、デスキュー部２５へ通知する。デスキュー部２５は、位相差検出部２４から通知されるスキュー量と仮想レーンの受信位置とに基づいて、仮想レーン毎の到着時間差、及び受信された位置のずれを補正し、マーカ削除部２６へ正しい仮想レーンの順番に受信データ列を出力する。マーカ削除部２６は送信機１のマーカ挿入部（８−１〜８−ｐ）でデータ列に挿入されたアラインマーカを削除し、伝送復号化部２７へ受信データ列を出力する。
【００５８】
伝送復号化部２７は、送信機１の伝送符号化部６によって伝送符号化されたデータ列を、元のデータ列に復号化し、容量変換部２８へ受信データ列を出力する。容量変換部２８は、マーカ監視部２３が決定した伝送容量に応じて、使用中の仮想レーンを介して伝送されるデータ列を結合し、データフレーム間の無効信号の間隔を広げるなどの手段を用いて、伝送路の最大伝送容量のデータ列に変換して受信フレームデータを出力する。
【００５９】
使用レーン決定部２１は、同期監視部２９からの使用不可能なレーンの情報と、ＰＲＢＳ監視部１６からの障害復帰レーンの情報を受け、これらの情報に基づいて送信機１に向けて障害レーン通知を行う。すなわち、障害レーン通知の中には、現時点で使用可能である最新のレーンの情報（言い換えれば現時点で障害が継続しているレーンの情報）が含まれている。これによって、信頼性が著しく低下した仮想レーン（言い換えれば伝送レーン）を回避するための通知が行えると共に、障害から回復した伝送レーン（言い換えれば仮想レーン）を使用させるための通知を行うことが可能となる。
【００６０】
また、使用レーン決定部２１は、６４Ｂ／６６Ｂ符号が用いられている場合、同期監視部２９からの障害監視の結果に基づいて、例えば、仮想レーンから誤りを示すヘッダを持つビット列が所定の時間間隔に継続して入力され、ビットエラーレートが予め設定されたしきい値より高くなった場合、ブロック同期をはずし、当該仮想レーンを使用不可と判定する。あるいは、使用レーン決定部２１は、例えば、仮想レーンにおけるブロック同期のはずれの回数が予め設定されている値より大きい場合に当該仮想レーンを使用不可と決定する。
【００６１】
以上のように、本実施の形態２のデータ伝送システムを用いることで、実施の形態１の場合と同様に、伝送レーン（仮想レーン）の一部に障害が発生しても、正常な伝送レーン（仮想レーン）を使用し、且つ通信容量を低減することで、リンク全体の接続を維持することができる。さらに、障害によって停止した伝送レーン（仮想レーン）が障害から復旧した場合も、リンク全体の接続を維持しながら正常レーンとして復帰させることができる。これによって、代表的には、通信容量が有効に使用可能になると共に、障害耐性の向上が実現可能となる。
【００６２】
なお、本実施の形態２では、符号ブロック同期結果を監視することにより、仮想レーン（伝送レーン）で発生した障害を検出したが、勿論、実施の形態１で説明したビットエラーレートの検査結果と組み合わせて障害レーンの検出を行うことも可能である。この場合、図３の構成例に対して図６の同期監視部２９を追加すればよい。そして、使用レーン決定部２１が、同期監視部２９からの符号ブロック同期結果とＢＥＲ監視部２０からのビットエラーレートの監視結果の両方を用いて障害レーンを検出することで、より信頼性が高い障害レーンの検出が実現可能になる。
【００６３】
（実施の形態３）
本実施の形態３のデータ伝送システムは、実施の形態１および実施の形態２のデータ伝送システムと比較して、仮想レーンの障害を検出してからレーン数を切り替えるまでの制御方法が異なる。すなわち、図５の変形例に該当する。本実施の形態３のデータ伝送システムのブロック構成は、図１と同様であり、図１の送信機に図２の送信機を用い、図１の受信機に図３の受信機あるいは図６の受信機を用いることで実現できる。
【００６４】
図７は、本発明の実施の形態３によるデータ伝送システムにおいて、その主要な処理内容の一例を示す説明図である。まず、送受信機３−１内の受信機２は、使用レーン決定部２１を用いて各仮想レーン（各伝送レーン）における障害レーンならびに障害復帰レーンを決定し、その内容を反映した障害レーン情報を障害レーン通知として送受信機３−１内の送信機１に転送依頼する（Ｓ７０１）。障害レーン通知を受け取った送信機１は、マーカ挿入部８等を用いて障害レーン情報をアラインマーカに埋め込み送受信機３−２内の受信機２に転送する（Ｓ７０２）。アラインマーカを受け取った受信機２は、マーカ検査部２２等を用いて障害レーン情報を抽出し、それを障害情報確認通知として送受信機３−２内の送信機１に伝える（Ｓ７０３）。
【００６５】
障害情報確認通知を受け取った送受信機３−２内の送信機１は、この通知が示す障害レーン情報が現在設定されている障害レーン情報を基準として変更が有るか否かを障害管理部１３を用いて判定する（Ｓ７０４）。変更がある場合、当該送信機１は、障害情報確認通知が示す障害レーン情報をアラインマーカに埋め込み、送受信機３−１内の受信機２に送る（Ｓ７０５）。送受信機３−１内の受信機２は、マーカ検査部２２等を用いてアラインマーカから障害レーン情報を抽出し、マーカ監視部２３等を用いて現時点の障害レーン情報と比較する（Ｓ７０６，Ｓ７０７）。なお、この現時点の障害レーン情報は、使用レーン決定部２１から取得する。当該受信機２は、この比較結果が一致した場合、レーン切り替えを許可する情報をレーン切替許可通知として送受信機３−１内の送信機１に送る（Ｓ７０８）。レーン切替許可通知を受けた送信機１は、レーン切り替えを許可する情報をマーカ挿入部８等を用いてアラインマーカに埋め込み、送受信機３−２内の受信機２に送る（Ｓ７０９）。
【００６６】
送受信機３−２内の受信機２は、マーカ検査部２２等を用いてアラインマーカからレーン切り替えを許可する情報を検出し、それを使用レーン通知として送受信機３−２内の送信機１に伝える（Ｓ７１０）。使用レーン通知を受けた送信機１は、ＭＡＣ層（容量変換部５等）にて使用レーン数に応じた通信容量となるように、データをアイドルに置き換える（Ｓ７１１）。送信機１の物理層では、ラウンドロビン部７等を用いて使用可能な仮想レーンに対してデータを振り分け（Ｓ７１２）、マーカ挿入部８等を用いてレーンを切り替えるタイミングの情報をアラインマーカに埋め込み、送受信機３−１内の受信機２に送る（Ｓ７１３）。この際に、当該送信機１は、ＰＲＢＳ発生部１０等を用いて、停止するレーンを対象に障害からの復帰判定用の擬似ランダム・ビット列を出力する。送受信機３−１内の受信機２は、マーカ検査部２２等を用いてレーンを切り替えるタイミングの情報を検出し（Ｓ７１４）、使用可能な仮想レーンに対して復号化を行うように切り替えを行う（Ｓ７１５）。
【００６７】
以上のように、本実施の形態３のデータ伝送システムを用いることで、実施の形態１、２の場合と同様に、伝送レーン（仮想レーン）の一部に障害が発生しても、正常な伝送レーン（仮想レーン）を使用し、且つ通信容量を低減することで、リンク全体の接続を維持することができる。さらに、障害によって停止した伝送レーン（仮想レーン）が障害から復旧した場合も、リンク全体の接続を維持しながら正常レーンとして復帰させることができる。これによって、代表的には、通信容量が有効に使用可能になると共に、障害耐性の向上が実現可能となる。
【００６８】
ここで、図５のフローと図７のフローを比較すると、図５における全会一致判定（Ｓ５０４，Ｓ５１１）では、全会一致しない場合に伝送過程でエラーが発生しているものとし、当該情報は信用できないものとして破棄が行われている。すなわち、この処理は、正確な情報と比較している訳ではなく、相対的に信用できる情報か否かを判断している。一方、図７における障害レーン一致判定（Ｓ７０７）では、送った障害レーン情報を送り返してもらい正しい情報と比較することで正確な情報伝送の確認が行われている。すなわち、この処理は、正確な情報と比較し、絶対的に信用できる情報か否かを判断している。図５のフローを用いると、レーンの切り替えを早期に行える反面、レーンの切り替えに伴う信頼性が若干低下し、図７のフローを用いると、レーンの切り替えが若干遅くなる反面、より信頼性が高いレーンの切り替えを行うことが可能となる。ただし、図５のフローと図７のフローのいずれを用いても、実用上は、誤ったレーン切り替えが起きる確率を十分に減らすことができ、信頼性の高いデータ伝送システムを実現可能になる。
【００６９】
続いて、前述した各実施の形態によって得られるデータ伝送システムの特徴的な構成について、以下に列記する。
【００７０】
（１）本実施の形態によるデータ伝送システムは、受信機に送信データを送信する送信機、前記送信機から前記送信データを受信する受信機を備える伝送システムであって、前記送信機、及び前記送信機から送信データを受信する受信機は第１伝送路によって接続され、前記第１伝送路は、第１の数の伝送レーンを束ねて構成され、前記送信機、及び前記受信機は、前記第１の数の伝送レーンに多重化することができる数の仮想レーンを備える。
【００７１】
ここで、前記送信機は、前記受信機から送信され、使用可能な仮想レーンに関する情報を含む使用レーン情報に基づいて、使用可能な前記仮想レーンの数のデータ列に前記送信データを分割し、前記データ列が出力される前記仮想レーンを識別するための識別情報と、前記使用可能レーン情報とを前記仮想レーンから出力されるデータ列に挿入し、前記仮想レーンから出力されたデータ列を前記第１伝送路の伝送レーン数に基づいて多重化し、前記多重化されたデータ列を前記第１伝送路を構成する各伝送レーンから前記受信機に出力することによって前記受信機に前記送信データを送信し、使用不可能な仮想レーンにはＤＣバランスのとれたデータ列を送信する。
【００７２】
一方、前記受信機は、前記第１伝送路を構成する伝送レーンから前記多重化されたデータ列を受信し、前記受信したデータ列に挿入された前記使用可能レーン情報に基づいて、前記使用可能な仮想レーン数のデータ列に前記受信したデータ列を分割し、前記第１伝送路の各伝送レーン、及び前記各仮想レーンのＢＥＲを監視し、前記伝送レーンのビットエラーレートの監視結果に基づいて、障害レーンと使用レーン判定し、前記判定結果に基づいて、使用可能な仮想レーンを決定し、前記決定された使用可能な仮想レーンに関する情報を含む使用レーン情報を前記送信機に送信し、前記検出された識別情報に基づいて、前記各伝送レーン間における前記データ列の到着時間差によって生じる、前記受信したデータ列の到着順序のずれと前記仮想レーンにおける受信位置のずれを補正し、前記分割されたデータ列を前記送信データに復元する。
【００７３】
（２）また、本実施の形態によるデータ伝送システムは、（１）のデータ伝送システムにおいて、前記送信機が、前記各仮想レーンから出力されるデータ列に基づいて、稼働中のレーンのビットエラーレートを測定するためのパリティを算出し、前記算出されたパリティを前記仮想レーンから出力されるデータ列に挿入し、前記障害レーンと判定された仮想レーンから送信されるデータ列に、ＤＣバランスのとれたデータ列を停止中のレーンの障害からの復帰検出用パターンとして挿入するものとなっている。
【００７４】
（３）また、本実施の形態によるデータ伝送システムは、（２）のデータ伝送システムにおいて、前記受信機が、前記第１伝送路の各伝送レーンから出力されるデータ列の信号を監視し、前記送信機によって算出され、前記仮想レーンから出力されるデータ列に挿入されたパリティに基づいて、前記仮想レーンのビットエラーレートを算出し、前記算出された誤り率に基づいて、前記仮想レーンにおける前記障害レーンを判定し、停止中の仮想レーンから出力されるＤＣバランスのとれたデータ列に基づいて、停止中の仮想レーンの障害からの復帰の可否を判定し、前記使用可能な仮想レーンを決定する場合、前記判定結果に基づいて、前記障害レーンが使用されず、且つ障害から復帰したレーンが使用されるように、前記使用可能な仮想レーンを決定し、前記決定された使用可能な仮想レーンに関する情報を含む前記使用可能レーン情報を生成し、前記生成された使用可能レーン情報を前記送信機に送信するものとなっている。
【００７５】
（４）また、本実施の形態によるデータ伝送システムは、（１）のデータ伝送システムにおいて、前記受信機が、前記第１伝送路の各仮想レーンから出力されるデータ列に含まれる符号ブロックの先頭位置を示すビット列を監視し、当該ビット列が正しく受信されない場合、当該仮想レーンに障害が発生していると判定し（すなわち、仮想レーンから出力されるデータ列には、同期するためのビット列が含まれ、所定の時間間隔に前述したビット列が受信されない場合、仮想レーンに障害が発生していると判定し）、停止中の仮想レーンから出力されるＤＣバランスのとれたデータ列に基づいて、停止中の仮想レーンの障害からの復帰の可否を判定し、前記使用可能な仮想レーンを決定する場合、前記判定結果に基づいて、前記障害レーンが使用されず、且つ障害から復帰したレーンが使用されるように、前記使用可能な仮想レーンを決定し、前記決定された使用可能な仮想レーンに関する情報を含む前記使用可能レーン情報を生成し、前記生成された使用可能レーン情報を前記送信機に送信するものとなっている。
【００７６】
（５）更に、本実施の形態によるデータ伝送システムは、次のような制御方法を持つものとなっている。まず、受信機２が各仮想レーンのビットエラーレートを監視し、障害レーン情報を送信機１に送り、障害レーン情報を受け取った送信機１は、障害レーン情報をアラインマーカに埋め込み受信機２に送り、アラインマーカを受け取った受信機２は障害レーン情報を抽出し、送信機１に伝え、送信機１のＭＡＣ層では使用レーン数に応じた通信容量となるように、データをアイドルに置き換え、送信機１の物理層では使用可能な仮想レーンに対してデータを振り分け、使用したレーン情報をアラインマーカに埋め込み受信機２に送り、停止するレーンには障害からの復帰判定用のランダム・ビット列を出力し、使用レーン情報を含むアラインマーカを受け取った受信機２は、使用レーン情報を抽出し、使用可能な仮想レーンに対して復号化を行うように切り替えを行う。
【００７７】
（６）また、本実施の形態によるデータ伝送システムは、次のような制御方法を持つものとなっている。まず、受信機２が各仮想レーンのビットエラーレートを監視し、障害レーン情報を送信機１に送り、障害レーン情報を受け取った送信機１は、障害レーン情報をアラインマーカに埋め込み受信機２に送り、アラインマーカを受け取った受信機２は障害レーン情報を抽出し、送信機１に伝え、送信機１は障害レーン情報をアラインマーカに埋め込み、受信機２に送り、受信機２はアラインマーカから障害レーン情報を抽出し、現在の障害レーン情報と比較し、受信機２は送信機１から送られてきた障害レーン情報と現在の障害レーン情報が一致した場合、レーン切り替えを許可する情報を送信機１に送り、送信機１はレーン切り替えを許可する情報をアラインマーカに埋め込み、受信機２に送り、受信機２はアラインマーカからレーン切り替えを許可する情報を検出し、送信機１に伝え、送信機１のＭＡＣ層では使用レーン数に応じた通信容量となるように、データをアイドルに置き換え、送信機１の物理層では使用可能な仮想レーンに対してデータを振り分け、レーンを切り替えるタイミングの情報をアラインマーカに埋め込み受信機２に送り、停止するレーンには障害からの復帰判定用のランダム・ビット列を出力し、受信機２は、レーンを切り替えるタイミングの情報を検出し、使用可能な仮想レーンに対して復号化を行うように切り替えを行う。
【００７８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態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。
【００７９】
例えば、前述した各実施の形態では、図３や図６の受信機２が、使用レーン決定部２１を用いて、障害レーンと障害復帰レーンを反映した使用可能なレーンを決定し、それを障害レーン通知として出力したが、この決定を行う処理は、必ずしも受信機２である必要はない。すなわち、送信機１が受信機２から障害レーンの情報と障害復帰レーンの情報をそれぞれ得れば、送信機１によって使用可能なレーンを決定することも可能である。ただし、この場合、受信機２から送信機１に通知する情報量が増加するので、この観点からは受信機２が決定する方が望ましい。
【００８０】
また、ここでは、障害復帰レーンを検出するため擬似ランダムデータ列を用いたが、データパターンが固定的に定まっているものであれば、必ずしも擬似ランダムデータ列である必要はない。ただし、符号間干渉等のデータパターン依存性も考慮し、伝送レーンの状態をより正確に判別するためには、擬似ランダムデータ列を用いることが望ましい。
【００８１】
また、前述した各実施の形態では、仮想レーンをそれよりも本数が少ない物理レーンに多重化して通信を行うデータ伝送システムを例に説明を行ったが、必ずしも、このようなシステムに限られるものではなく、複数本の物理レーンを用いて並行にデータ列を伝送するデータ伝送システムであれば、同様に適用可能である。
【００８２】
さらに、前述した実施の形態では、図１に示したように、２個の送受信機３−１，３−２をｘ本からなる２系統の伝送レーンＬＮ１，ＬＮ２で接続したデータ伝送システムを用いたが、これに限らず、場合によっては、１個の送信機１と１個の受信機２からなるデータ伝送システムを用いることも可能である。この場合、例えば、送信機１と受信機２をｘ本からなる伝送レーンＬＮ１で接続し、受信機２から送信機１に向けては使用レーン通知や障害レーン通知等を行う専用の通信回線を設ければよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本実施の形態によるデータ伝送システムおよびデータ伝送装置は、特に、送信機と受信機の間で複数の低速信号を束ねることで速度増加を行うマルチレーン伝送システムに適用して有益なものであり、これに限らず、送信機と受信機の間で通信条件の共通認識を行うデータ伝送システム全般に対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１  送信機
２  受信機
３  送受信機
４  フレームバッファ
５  容量変換部
６  伝送符号化部
７  ラウンドロビン部
８  マーカ挿入部
９  マーカ管理部
１０  ＰＲＢＳ発生部
１１  セレクタ部
１２  マルチプレクサ部
１３  障害管理部
１４  信号検出部
１５  ＰＲＢＳ検査部
１６  ＰＲＢＳ監視部
１７  デマルチプレクサ部
１８  ブロック同期部
１９  ＢＥＲ検査部
２０  ＢＥＲ監視部
２１  使用レーン決定部
２２  マーカ検査部
２３  マーカ監視部
２４  位相差検出部
２５  デスキュー部
２６  マーカ削除部
２７  伝送復号化部
２８  容量変換部
２９  同期監視部
４０  ＥＸＯＲ回路
ＬＮ  伝送レーン
【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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