JP2003509955A - 光ファイバリング通信システム - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
光ファイバリングネットワーク(100)は複数の相互接続ノード(104−1,104−2,104−3,104−4)を含み、隣接するノード対の各々は一対の光リンクにより相互接続されている。粗波長分割多重化を用いることにより、データは双方向へと各リンクを介して伝送され、リンクを介して第1の方向にデータを伝送するのに第1の波長λ1が用いられ、リンクを介して第2の、反対方向にデータを伝送するのに第2の波長λ2が用いられる。これら2つの波長λ1とλ2は少なくとも10nm異なる。光リンク(102)を介して伝送されるデータストリームの各々は、少なくとも2.5Gbpsの帯域幅を有する。また各データストリームには少なくとも2つの論理ストリームが埋め込まれている。ネットワーク(100)の各ノードにあるリンク合波器(106)は、リンク合波器(106)をクライアント装置(159)に接続するための1又はより多くのリンクカード(140−1,140−2)と、リンク合波器(106)を光リンクに結合するための1又はより多くの合波ユニット(142−1,142−2)を含む。各々のリンクカード(140)は、そのリンクカード(140)に結合されているクライアント装置(159)と送受信されている多数のファイバチャンネルフレームを格納可能なフレームバッファ(152)を含む。
Description
【0001】
本発明は、概して光ファイバ通信システムに関し、とりわけ光ファイバ通信リ
ングの使用を効率的にし、ネットワークノード間の信頼できる論理接続が提供さ
れるためのシステムアーキテクチャに関する。
ングの使用を効率的にし、ネットワークノード間の信頼できる論理接続が提供さ
れるためのシステムアーキテクチャに関する。
【0002】
光ファイバリングが導入されてきており、1999年時点で、多くの都市において
導入中である。これらの通信ネットワークは、数マイル(1マイル=約1.6k
m)の地理的領域内で低コストの高帯域接続を提供する可能性、及びインターネ
ットのような他の通信ネットワークに対する低コストの高帯域接続を提供する可
能性を有する。しかしながら、今日まで、これらのネットワークを介したデータ
通信用の利用可能な機器は、非常に高価であったので、これらの光ファイバネッ
トワークではほとんど使用されなかった。
導入中である。これらの通信ネットワークは、数マイル(1マイル=約1.6k
m)の地理的領域内で低コストの高帯域接続を提供する可能性、及びインターネ
ットのような他の通信ネットワークに対する低コストの高帯域接続を提供する可
能性を有する。しかしながら、今日まで、これらのネットワークを介したデータ
通信用の利用可能な機器は、非常に高価であったので、これらの光ファイバネッ
トワークではほとんど使用されなかった。
【0003】
本発明は、ファイバチャネル(FB)及びギガビットイーサネット(GE)デ
ータストリームが非常に高い信頼性でもって係る光ファイバリングネットワーク
を介して連続的に経路指定されることを可能にし、この間ずっと、利用可能な帯
域幅の使用を効率的にする、低コストシステムのアーキテクチャを提供する。
ータストリームが非常に高い信頼性でもって係る光ファイバリングネットワーク
を介して連続的に経路指定されることを可能にし、この間ずっと、利用可能な帯
域幅の使用を効率的にする、低コストシステムのアーキテクチャを提供する。
【0004】
光ファイバリングネットワークは、複数の相互接続されたノードを含み、隣接
するノード対のそれぞれは、光ファイバリンク対によって相互接続される。粗波
長分割多重を用いて、データが各光リンクを介して双方向に伝送され、その場合
、第1の光波長λ1を用いてデータがリンクを介して第1の方向に伝送され、第
2の光波長λ2を用いてデータがリンクを介して第2の反対方向に伝送される。
2つの光波長λ1とλ2は、少なくとも10nm分異なる。
するノード対のそれぞれは、光ファイバリンク対によって相互接続される。粗波
長分割多重を用いて、データが各光リンクを介して双方向に伝送され、その場合
、第1の光波長λ1を用いてデータがリンクを介して第1の方向に伝送され、第
2の光波長λ2を用いてデータがリンクを介して第2の反対方向に伝送される。
2つの光波長λ1とλ2は、少なくとも10nm分異なる。
【0005】
好適な実施形態において、光リンクを介して伝送されるデータストリームのそ
れぞれは、少なくとも2.5Gbps(Gビット/秒)の帯域幅を有する。更に
、各データストリームは、その内部に埋め込まれた少なくとも2つの論理ストリ
ームを有する。
れぞれは、少なくとも2.5Gbps(Gビット/秒)の帯域幅を有する。更に
、各データストリームは、その内部に埋め込まれた少なくとも2つの論理ストリ
ームを有する。
【0006】
ネットワークの各ノードに、リンク合波器があり、このリンク合波器は、リン
ク合波器をクライアント装置に結合するための1つ以上のリンクカード、及びリ
ンク合波器を光リンクに結合するための1つ以上の合波器ユニットを含む。各リ
ンクカードは、そのリンクカードに結合されたクライアント装置へ、及びそのク
ライアント装置から伝送される多数のファイバチャネルのフレームを格納できる
フレームバッファを含む。また、リンクカードは、受信中のクライアント装置が
それらの伝送を要求するためのフロー制御メッセージを送信する前に、フレーム
バッファをデータのフレームで事前充填するためのフロー制御ロジックも含む。
フレームバッファとフロー制御ロジックの組み合わされた効果は、ネットワーク
のノードが非常に遠く離れており、かつクライアント装置が小さな入力データバ
ッフアを有する場合でさえも、リンクの全帯域幅を利用できることである。
ク合波器をクライアント装置に結合するための1つ以上のリンクカード、及びリ
ンク合波器を光リンクに結合するための1つ以上の合波器ユニットを含む。各リ
ンクカードは、そのリンクカードに結合されたクライアント装置へ、及びそのク
ライアント装置から伝送される多数のファイバチャネルのフレームを格納できる
フレームバッファを含む。また、リンクカードは、受信中のクライアント装置が
それらの伝送を要求するためのフロー制御メッセージを送信する前に、フレーム
バッファをデータのフレームで事前充填するためのフロー制御ロジックも含む。
フレームバッファとフロー制御ロジックの組み合わされた効果は、ネットワーク
のノードが非常に遠く離れており、かつクライアント装置が小さな入力データバ
ッフアを有する場合でさえも、リンクの全帯域幅を利用できることである。
【0007】
本発明の更なる課題と特徴は、図面に関連して参酌した場合、以下の詳細な説
明と特許請求の範囲から非常に容易に明らかとなるであろう。
明と特許請求の範囲から非常に容易に明らかとなるであろう。
【0008】
図1を参照すると、そこには、光ファイバリングネットワーク100が示され
ている。ネットワークは、ループ又はリングを横切る1対の光ファイバケーブル
102を含む。ネットワークの各ノード104において、光ファイバケーブルは
、1対の光ファイバケーブル上の信号がそのノードのリンク合波器106によっ
て受信され、次いで処理されるか、又はファイバ102の次のセグメントに送ら
れるように、セグメント化される。
ている。ネットワークは、ループ又はリングを横切る1対の光ファイバケーブル
102を含む。ネットワークの各ノード104において、光ファイバケーブルは
、1対の光ファイバケーブル上の信号がそのノードのリンク合波器106によっ
て受信され、次いで処理されるか、又はファイバ102の次のセグメントに送ら
れるように、セグメント化される。
【0009】
リンク合波器106は、多くの機能を実行する。即ち、1つの光ファイバセグ
メントからの信号を次に送ること、光ファイバケーブルからの信号をクライアン
ト装置または通信回線に経路指定すること、及びクライアント装置または通信回
線からの信号を光ファイバケーブルに経路指定することである。また、リンク合
波器106は、複数のソースからの信号を光ファイバケーブル102を介して伝
送するように、時分割および波長分割技術を用いてそれらの信号を組み合わせる
。
メントからの信号を次に送ること、光ファイバケーブルからの信号をクライアン
ト装置または通信回線に経路指定すること、及びクライアント装置または通信回
線からの信号を光ファイバケーブルに経路指定することである。また、リンク合
波器106は、複数のソースからの信号を光ファイバケーブル102を介して伝
送するように、時分割および波長分割技術を用いてそれらの信号を組み合わせる
。
【0010】
各ノード104におけるリンク合波器106は、スイッチ又はスイッチ機構1
08を介して他の装置または通信回線に一般に結合される。スイッチ108は、
種々の装置および通信チャネルをリンク合波器のホスト(又はクライアント)側
のポートに接続する。スイッチ108は、概して時分割多重化されたバスのよう
な、従来のスイッチング装置および機構であり、ある環境においては必要とされ
ず、従ってこの明細書において更に説明しない。
08を介して他の装置または通信回線に一般に結合される。スイッチ108は、
種々の装置および通信チャネルをリンク合波器のホスト(又はクライアント)側
のポートに接続する。スイッチ108は、概して時分割多重化されたバスのよう
な、従来のスイッチング装置および機構であり、ある環境においては必要とされ
ず、従ってこの明細書において更に説明しない。
【0011】
ノード104−1の例は、ローカルエリアネットワーク(LAN)に結合され
たノードである。次いで、LANは、任意の数のサーバコンピュータ110及び
エンドユーザのワークステーション112に結合され得る。LANは、スイッチ
108及びルータ114により、又は他のスイッチング機能が必要とされない場
合には恐らくルータ114だけにより、ノード104用のリンク合波器106に
結合され得る。
たノードである。次いで、LANは、任意の数のサーバコンピュータ110及び
エンドユーザのワークステーション112に結合され得る。LANは、スイッチ
108及びルータ114により、又は他のスイッチング機能が必要とされない場
合には恐らくルータ114だけにより、ノード104用のリンク合波器106に
結合され得る。
【0012】
ノード104−2の第2の例は、リンク合波器104−2に結合されるルータ
114を介したネットワーク100に対するインターネット接続116を提供す
るノードである。
114を介したネットワーク100に対するインターネット接続116を提供す
るノードである。
【0013】
ノード104−3の別の例は、ノード104のうちの他のノードに結合された
装置によって使用される集中データ記憶装置を提供するための概して1組のディ
スクである、「ディスク施設」118を包含するノードである。本発明により、
都市または類似した領域の全体にわたって複数の場所にビルを所有する会社が、
集中データ記憶装置を使用することが現実的になる。光ファイバネットワーク1
00により提供されるデータアクセスの速度は、非常に高いので、リングネット
ワーク上の単一の中央記憶ノードにデータ記憶装置を有する場合と比較して、設
備の各々にデータ記憶装置を有する場合のエンドユーザ間で知覚できるほどの差
はあるにしても、わずかである。
装置によって使用される集中データ記憶装置を提供するための概して1組のディ
スクである、「ディスク施設」118を包含するノードである。本発明により、
都市または類似した領域の全体にわたって複数の場所にビルを所有する会社が、
集中データ記憶装置を使用することが現実的になる。光ファイバネットワーク1
00により提供されるデータアクセスの速度は、非常に高いので、リングネット
ワーク上の単一の中央記憶ノードにデータ記憶装置を有する場合と比較して、設
備の各々にデータ記憶装置を有する場合のエンドユーザ間で知覚できるほどの差
はあるにしても、わずかである。
【0014】
各ノード対間の多重物理経路
図2を参照すると、好適な実施形態において、リンク合波器104(図1)は
、各光ファイバ102上で信号を送受信する光トランシーバを含む。この結果、
2つの光ファイバが各光ファイバ上で物理的に送受信チャネルに使用される場合
、光ファイバケーブルのセグメントが完全な状態のままで接続されている限り、
ネットワークの任意の2つのノード間に4つの双方向通信経路が存在する。例え
ば、ノード1とノード2間の双方向物理信号経路は、次の通りである。即ち、1
)OL12−1、2)OL12−2、3)OL13−1−OL23−1、及び4
)OL13−2−OL23−2である。ネットワークの各ノード対間に4つの全
帯域幅物理信号経路が存在するため、任意の信号セグメントの障害の強い影響は
、各ノード対間にほんの2つの物理信号経路が存在する従来技術のシステムに比
べて、あまり重大ではない。係る従来技術のシステムにおいては、各光ファイバ
チャネルを用いて1つの方向だけに信号を送る。
、各光ファイバ102上で信号を送受信する光トランシーバを含む。この結果、
2つの光ファイバが各光ファイバ上で物理的に送受信チャネルに使用される場合
、光ファイバケーブルのセグメントが完全な状態のままで接続されている限り、
ネットワークの任意の2つのノード間に4つの双方向通信経路が存在する。例え
ば、ノード1とノード2間の双方向物理信号経路は、次の通りである。即ち、1
)OL12−1、2)OL12−2、3)OL13−1−OL23−1、及び4
)OL13−2−OL23−2である。ネットワークの各ノード対間に4つの全
帯域幅物理信号経路が存在するため、任意の信号セグメントの障害の強い影響は
、各ノード対間にほんの2つの物理信号経路が存在する従来技術のシステムに比
べて、あまり重大ではない。係る従来技術のシステムにおいては、各光ファイバ
チャネルを用いて1つの方向だけに信号を送る。
【0015】
各光ファイバ上の双方向信号経路は、「粗波長分割多重伝送方式」の特定のタ
イプを用いて形成される。とりわけ、1つの光波長を用いてデータのストリーム
を送信し、第2の光波長を用いてデータのストリームを受信する。「粗」波長分
割多重化方式を用いることは、2つの光信号の光波長が互いから少なくとも10
nm(及び、好適には少なくとも20nm)離れていることを意味する。好適な
実施形態において、各光ファイバケーブルは、第1の2.5Gbpsのデータス
トリームを1510nmで伝送し、第2の2.5Gbpsのデータストリームを
1570nmで伝送する。2つのデータストリームは反対方向に流れる。2つの
光ファイバケーブルは、各リンク合波器に結合されるため、リンク合波器に結合
される4つの光ファイバ(即ち、4つのケーブルセグメント)が現実に存在する
。即ち、リング上の第1の隣接するノードに結合された2つの光ファイバ、及び
リング上の第2の隣接するノードに結合された2つの光ファイバである。説明を
簡略化して容易にするために、本明細書においてリングを介して「時計回りに」
流れるデータが第1の光波長λ1(例えば、1510nm)で伝送され、リング
を介して「反時計回りに」流れるデータが第2の光波長λ2(例えば、1570
nm)で伝送されると仮定することにする。これは、より具体的に以下の表に示
される。
イプを用いて形成される。とりわけ、1つの光波長を用いてデータのストリーム
を送信し、第2の光波長を用いてデータのストリームを受信する。「粗」波長分
割多重化方式を用いることは、2つの光信号の光波長が互いから少なくとも10
nm(及び、好適には少なくとも20nm)離れていることを意味する。好適な
実施形態において、各光ファイバケーブルは、第1の2.5Gbpsのデータス
トリームを1510nmで伝送し、第2の2.5Gbpsのデータストリームを
1570nmで伝送する。2つのデータストリームは反対方向に流れる。2つの
光ファイバケーブルは、各リンク合波器に結合されるため、リンク合波器に結合
される4つの光ファイバ(即ち、4つのケーブルセグメント)が現実に存在する
。即ち、リング上の第1の隣接するノードに結合された2つの光ファイバ、及び
リング上の第2の隣接するノードに結合された2つの光ファイバである。説明を
簡略化して容易にするために、本明細書においてリングを介して「時計回りに」
流れるデータが第1の光波長λ1(例えば、1510nm)で伝送され、リング
を介して「反時計回りに」流れるデータが第2の光波長λ2(例えば、1570
nm)で伝送されると仮定することにする。これは、より具体的に以下の表に示
される。
【0016】
【表1】
【0017】
図2に示されるように、1つのノードにおけるMUX1のポートAは、隣接す
るノードのMUX1のポートBに常に接続され、同様に1つのノードにおけるM
UX2のポートAは、隣接するノードのMUX2のポートBに常に接続される。
この結果、λ1の信号がリングを介して1つの方向に流れ、λ2の信号が反対方
向に流れる。
るノードのMUX1のポートBに常に接続され、同様に1つのノードにおけるM
UX2のポートAは、隣接するノードのMUX2のポートBに常に接続される。
この結果、λ1の信号がリングを介して1つの方向に流れ、λ2の信号が反対方
向に流れる。
【0018】
別の実施形態において、4つのデータ信号が、4つの別個の伝送光波長を用い
て各光ファイバケーブルのセグメントを介して伝送され、それぞれの伝送光波長
は、少なくとも10nm分、及び好適には20nm以上互いから隔てられる。こ
の実施形態において、各リンク合波器は4つのMUXユニットを使用する。この
実施形態の一実施例において、使用される4つの光波長は、1510nm、15
30nm、1550nm、及び1570nmである。
て各光ファイバケーブルのセグメントを介して伝送され、それぞれの伝送光波長
は、少なくとも10nm分、及び好適には20nm以上互いから隔てられる。こ
の実施形態において、各リンク合波器は4つのMUXユニットを使用する。この
実施形態の一実施例において、使用される4つの光波長は、1510nm、15
30nm、1550nm、及び1570nmである。
【0019】
更に別の実施形態において、光ファイバケーブルを介して伝送される各データ
信号は、5.0Gbps又は10Gbpsの速度でデータを伝送し、それにより
使用される光ファイバケーブルの数を増すことなく、光ファイバリングの帯域幅
を2倍にする、又は4倍にする。
信号は、5.0Gbps又は10Gbpsの速度でデータを伝送し、それにより
使用される光ファイバケーブルの数を増すことなく、光ファイバリングの帯域幅
を2倍にする、又は4倍にする。
【0020】
リンク合波器アーキテクチャ
図3を参照すると、そこにはリンク合波器106の好適な実施形態が示される
。リンク合波器106は、8個までのリンクカード140、及び2つの合波器ユ
ニット142を含む。各リンクカード140は、クライアント装置または通信チ
ャネルに高速接続を提供する。好適な実施形態において、2つのタイプのリンク
カードが使用される。即ち、一方は、1.0625Gbpsで動作するファイバチャネ
ル接続用であり、他方は、1.25Gbpsで動作するギガビットイーサネット
チャネルに対する接続用である。内部的には、リンクカードは1.25Gbps
で動作する。代替の実施形態において、リンクカードと合波器ユニットは、1.
28Gbps又は1.5Gbps又は2.0Gbpsまでものような1.25G
bpsより大きい速度で動作する。信号の最大データ速度がリンク合波器(好適
な実施形態において1.25Gbpsである)のチャネル帯域幅を超えない限り
、リンクカードの追加のタイプを用いて、他の信号プロトコルを使用する信号を
送受信できる。リンク合波器106に含められるリンクカード140は、ファイ
バチャネル及びギガビットイーサネットのリンクカードの任意の組み合わせ(例
えば、2つのFCリンクカード、又は2つのGEリンクカード、又はそれぞれか
らなる1つ、又はそれぞれからなる4つなど)を含むことができる。
。リンク合波器106は、8個までのリンクカード140、及び2つの合波器ユ
ニット142を含む。各リンクカード140は、クライアント装置または通信チ
ャネルに高速接続を提供する。好適な実施形態において、2つのタイプのリンク
カードが使用される。即ち、一方は、1.0625Gbpsで動作するファイバチャネ
ル接続用であり、他方は、1.25Gbpsで動作するギガビットイーサネット
チャネルに対する接続用である。内部的には、リンクカードは1.25Gbps
で動作する。代替の実施形態において、リンクカードと合波器ユニットは、1.
28Gbps又は1.5Gbps又は2.0Gbpsまでものような1.25G
bpsより大きい速度で動作する。信号の最大データ速度がリンク合波器(好適
な実施形態において1.25Gbpsである)のチャネル帯域幅を超えない限り
、リンクカードの追加のタイプを用いて、他の信号プロトコルを使用する信号を
送受信できる。リンク合波器106に含められるリンクカード140は、ファイ
バチャネル及びギガビットイーサネットのリンクカードの任意の組み合わせ(例
えば、2つのFCリンクカード、又は2つのGEリンクカード、又はそれぞれか
らなる1つ、又はそれぞれからなる4つなど)を含むことができる。
【0021】
各合波器ユニット142は、4つまでの全二重、全帯域幅ファイバチャネル(
FC)又はギガビットイーサネット(GE)データストリームを処理する。より
具体的には、各合波器は、それぞれが2.5Gbpsで動作する2つの物理チャ
ネルを介して5.0Gbpsほどのデータを送信でき、それぞれが2.5Gbp
sで動作する他の2つの物理チャネルを介して5.0Gbpsほどのデータを受
信できる。
FC)又はギガビットイーサネット(GE)データストリームを処理する。より
具体的には、各合波器は、それぞれが2.5Gbpsで動作する2つの物理チャ
ネルを介して5.0Gbpsほどのデータを送信でき、それぞれが2.5Gbp
sで動作する他の2つの物理チャネルを介して5.0Gbpsほどのデータを受
信できる。
【0022】
リンクカード
図4を参照すると、そこには、リンクカード140の機能ブロック図が示され
ている。とりわけ、リンクカード140は、全二重ファイバチャネル又はギガビ
ットイーサネットのデータストリームに結合するためのファイバチャネル又はギ
ガビットイーサネットのインターフェース150を含む。また、インターフェー
ス150を用いて、小数部データストリームに、特に半値幅データストリーム(
ファイバチャネルの場合に0.503125Gbpsで動作し、又はギガビットイーサネ
ットの場合に0.5125Gbpsで動作)に結合する。
ている。とりわけ、リンクカード140は、全二重ファイバチャネル又はギガビ
ットイーサネットのデータストリームに結合するためのファイバチャネル又はギ
ガビットイーサネットのインターフェース150を含む。また、インターフェー
ス150を用いて、小数部データストリームに、特に半値幅データストリーム(
ファイバチャネルの場合に0.503125Gbpsで動作し、又はギガビットイーサネ
ットの場合に0.5125Gbpsで動作)に結合する。
【0023】
2つのバッファ152を用いて、特にMUXユニット(即ち、MUX1とMU
X2)の時間領域間の再時間調整、及びクライアント装置のクロック領域を提供
するために、各方向に伝送されているデータをバッファリングする。最終的に、
MUXユニットインターフェース154を用いて、リンクカードを2つの合波器
ユニット142−1と142−2に結合する。
X2)の時間領域間の再時間調整、及びクライアント装置のクロック領域を提供
するために、各方向に伝送されているデータをバッファリングする。最終的に、
MUXユニットインターフェース154を用いて、リンクカードを2つの合波器
ユニット142−1と142−2に結合する。
【0024】
図5は、リンクカード140のより詳細な図を示す。ここで、図5の下側に位
置し、MUXユニットインターフェース154の方へ上向きに動作するギガビッ
トインターフェースカード(GBIC)160を初めとして説明することにする
。リンクカード140は、1対のGBIC160を含み、GBIC160のそれ
ぞれは、リンクカード140を全二重ファイバチャネル又はギガビットイーサネ
ット伝送媒体158に結合する。クライアント装置159(時としてホストシス
テム又はクライアント通信チャネルとも呼ばれる)をリンクカード140に接続
する伝送媒体は、一般に同軸ケーブル又は光ファイバケーブルである。GBIC
160はシリアルデータストリームを送受信する。
置し、MUXユニットインターフェース154の方へ上向きに動作するギガビッ
トインターフェースカード(GBIC)160を初めとして説明することにする
。リンクカード140は、1対のGBIC160を含み、GBIC160のそれ
ぞれは、リンクカード140を全二重ファイバチャネル又はギガビットイーサネ
ット伝送媒体158に結合する。クライアント装置159(時としてホストシス
テム又はクライアント通信チャネルとも呼ばれる)をリンクカード140に接続
する伝送媒体は、一般に同軸ケーブル又は光ファイバケーブルである。GBIC
160はシリアルデータストリームを送受信する。
【0025】
データフローを首尾一貫した態様で説明するために、MUXユニット142か
らクライアント装置へのデータストリームは、アウトバンドデータストリームと
呼び、反対方向のデータストリームは、インバウンドデータストリームと呼ぶ。
らクライアント装置へのデータストリームは、アウトバンドデータストリームと
呼び、反対方向のデータストリームは、インバウンドデータストリームと呼ぶ。
【0026】
2つのGBIC160のそれぞれは、Vitesse VSC7125(ファイバチャネルデ
ータストリームの場合1.0625Gbpsで走っている)又はVitesse VSC7135(ギ
ガビットイーサネットデータストリームの場合1.25Gbpsで走っている)のよ
うなそれぞれの並直列変換器/直並列変換器(SERDES)回路162により、それ
ぞれのリンクインターフェースフレームプロセッサ164に結合される。SERDES
162は、GBIC160から受信したインバウンドシリアルデータストリーム
を10ビットパラレルデータストリームへ変換し、変換されたデータストリーム
をリンクインターフェースフレームプロセッサ164に伝送する。また、SERDES
162は、リンクインターフェースフレームプロセッサ164から受信した10
ビットパラレルのアウトバンドデータストリームをシリアルデータストリームへ
変換し、変換されたデータストリームをGBIC160に伝送する。
ータストリームの場合1.0625Gbpsで走っている)又はVitesse VSC7135(ギ
ガビットイーサネットデータストリームの場合1.25Gbpsで走っている)のよ
うなそれぞれの並直列変換器/直並列変換器(SERDES)回路162により、それ
ぞれのリンクインターフェースフレームプロセッサ164に結合される。SERDES
162は、GBIC160から受信したインバウンドシリアルデータストリーム
を10ビットパラレルデータストリームへ変換し、変換されたデータストリーム
をリンクインターフェースフレームプロセッサ164に伝送する。また、SERDES
162は、リンクインターフェースフレームプロセッサ164から受信した10
ビットパラレルのアウトバンドデータストリームをシリアルデータストリームへ
変換し、変換されたデータストリームをGBIC160に伝送する。
【0027】
リンクインターフェースフレームプロセッサ164は、GBICからのインバ
ウンドデータストリームの10ビット記号を8ビット記号へ復号し、アウトバウ
ンドフレームバッファ168から受信した8ビット記号を伝送に適した10ビッ
ト記号に符号化する。また、リンクインターフェースフレームプロセッサ164
は、インバウンドフレームバッファ166及びアウトバウンドフレームバッファ
168の動作を制御する。
ウンドデータストリームの10ビット記号を8ビット記号へ復号し、アウトバウ
ンドフレームバッファ168から受信した8ビット記号を伝送に適した10ビッ
ト記号に符号化する。また、リンクインターフェースフレームプロセッサ164
は、インバウンドフレームバッファ166及びアウトバウンドフレームバッファ
168の動作を制御する。
【0028】
GBIC160、SERDES162、リンクインターフェースフレームプロセッサ
164、及び1対のインバウンド及びアウトバウンドFIFO(先入れ先出し)
フレームバッファ166、168を含むリンクカードチャネルは、ユーザ制御の
もとで2つのモード(遠隔バッファリングの使用可能、又は使用禁止)の一方で
動作できる。遠隔バッファリングが使用禁止の場合、データフレーム及びフロー
制御基本命令は、インバウンドフレームバッファ166とアウトバウンドフレー
ムバッファ168をできる限り速く通過する。データフレーム又はフロー制御基
本命令がアウトバウンドバッファ168に存在するときはいつでも、それは、バ
ッファ168から読み出され、リンクカードチャネルを介して即座にクライアン
ト装置に渡される。クライアント装置から受信された全てのデータフレーム及び
フロー制御基本命令は、インバウンドフレームバッファ166に書き込まれる。
164、及び1対のインバウンド及びアウトバウンドFIFO(先入れ先出し)
フレームバッファ166、168を含むリンクカードチャネルは、ユーザ制御の
もとで2つのモード(遠隔バッファリングの使用可能、又は使用禁止)の一方で
動作できる。遠隔バッファリングが使用禁止の場合、データフレーム及びフロー
制御基本命令は、インバウンドフレームバッファ166とアウトバウンドフレー
ムバッファ168をできる限り速く通過する。データフレーム又はフロー制御基
本命令がアウトバウンドバッファ168に存在するときはいつでも、それは、バ
ッファ168から読み出され、リンクカードチャネルを介して即座にクライアン
ト装置に渡される。クライアント装置から受信された全てのデータフレーム及び
フロー制御基本命令は、インバウンドフレームバッファ166に書き込まれる。
【0029】
遠隔バッファリングが使用可能である場合、リンクインターフェースフレーム
プロセッサ164は、クライアント装置から受信したフロー制御基本命令を受信
して解釈し、クライアント装置によって要求される際、アウトバウンドフレーム
バッファ168からの読み取りを制御する。クライアント装置は、フロー制御基
本命令を用いて、アウトバウンドフレームバッファ168からのデータの読み取
りを制御する。遠隔バッファリングが使用可能である場合、フロー制御基本命令
は、バッファ166、168を通過しない。代わりに、フロー制御基本命令は、
リンクインターフェースフレームプロセッサ164により摂取される。同様に、
遠隔バッファリングが使用可能である場合、リンクインターフェースフレームプ
ロセッサ164は、フロー制御基本命令を生成し、インバウンドフレームバッフ
ァ166の満杯状態に基づいてクライアント装置に送信する。更に、遠隔バッフ
ァリングが使用可能である場合、MUXインターフェースフレームプロセッサ1
70は、それに接続されたリンクカードに送信されるそれ自体のフロー制御基本
命令を生成して受信する。留意すべきは、バッファ166、168は好適には、
遠隔バッファリングが使用可能である、又は使用禁止である状態で、通常の動作
においてオーバーフローしない。
プロセッサ164は、クライアント装置から受信したフロー制御基本命令を受信
して解釈し、クライアント装置によって要求される際、アウトバウンドフレーム
バッファ168からの読み取りを制御する。クライアント装置は、フロー制御基
本命令を用いて、アウトバウンドフレームバッファ168からのデータの読み取
りを制御する。遠隔バッファリングが使用可能である場合、フロー制御基本命令
は、バッファ166、168を通過しない。代わりに、フロー制御基本命令は、
リンクインターフェースフレームプロセッサ164により摂取される。同様に、
遠隔バッファリングが使用可能である場合、リンクインターフェースフレームプ
ロセッサ164は、フロー制御基本命令を生成し、インバウンドフレームバッフ
ァ166の満杯状態に基づいてクライアント装置に送信する。更に、遠隔バッフ
ァリングが使用可能である場合、MUXインターフェースフレームプロセッサ1
70は、それに接続されたリンクカードに送信されるそれ自体のフロー制御基本
命令を生成して受信する。留意すべきは、バッファ166、168は好適には、
遠隔バッファリングが使用可能である、又は使用禁止である状態で、通常の動作
においてオーバーフローしない。
【0030】
リンクインターフェースフレームプロセッサ164は、アウトバウンドデータ
ストリームからの「余分な」アイドル(Idle)記号(時として、「アイドル」と
呼ばれる)を抽出し、データフレーム、及びインバウンドFIFOフレームバッ
ファ166のデータフレーム間の1つのアイドルのみを格納する。従って、デー
タフレーム間に2つ以上のアイドルが存在する場合、余分なアイドルはインバウ
ンドFIFOフレームバッファ166に格納されない。アウトバウンドデータス
トリームの場合、リンクインターフェースフレームプロセッサ164は、クライ
アント装置に伝送されているデータフレーム間の空間を満たすのに必要とされ得
る同じ数のアイドルを挿入する。
ストリームからの「余分な」アイドル(Idle)記号(時として、「アイドル」と
呼ばれる)を抽出し、データフレーム、及びインバウンドFIFOフレームバッ
ファ166のデータフレーム間の1つのアイドルのみを格納する。従って、デー
タフレーム間に2つ以上のアイドルが存在する場合、余分なアイドルはインバウ
ンドFIFOフレームバッファ166に格納されない。アウトバウンドデータス
トリームの場合、リンクインターフェースフレームプロセッサ164は、クライ
アント装置に伝送されているデータフレーム間の空間を満たすのに必要とされ得
る同じ数のアイドルを挿入する。
【0031】
リンクインターフェースフレームプロセッサ164がアウトバウンドフレーム
バッファ168からリンク同期用文字を読み出し、アウトバウンドフレームバッ
ファ168が空である場合、リンク同期用ワードは、他のデータが受信されてア
ウトバウンドフレームバッファ168に格納されるまで、複製される。フレーム
バッファ166、168に格納された各ワードは、1対の8ビット文字、文字の
最初の対が「K」の文字であるか否かを示すためのフラグ、及び合計18ビット
に対するパリティビットを含む。Kの文字は、制御に使用される特殊記号であり
、従って通常データではない。Kの文字の例は、アイドル、フロー制御基本命令
、及びフレームの開始とフレーム記号の終了である。
バッファ168からリンク同期用文字を読み出し、アウトバウンドフレームバッ
ファ168が空である場合、リンク同期用ワードは、他のデータが受信されてア
ウトバウンドフレームバッファ168に格納されるまで、複製される。フレーム
バッファ166、168に格納された各ワードは、1対の8ビット文字、文字の
最初の対が「K」の文字であるか否かを示すためのフラグ、及び合計18ビット
に対するパリティビットを含む。Kの文字は、制御に使用される特殊記号であり
、従って通常データではない。Kの文字の例は、アイドル、フロー制御基本命令
、及びフレームの開始とフレーム記号の終了である。
【0032】
各フレームバッファ166、168は好適には、ファイバチャネル(FC)又
はギガビットイーサネットの数百のフレームを格納するのに十分に大きい。例え
ば、好適な実施形態において、各フレームバッファ166、168は、(ヘッダ
ー、CRC、区切り記号をそれぞれ含む2148バイトからなる)240のフル
サイズのFCフレームを格納できるほど十分に大きい。この結果、リンクカード
140は、次の下流の装置が受け取り準備が整ったことを示したものより多い2
40のフルサイズのファイバチャネル(FC)フレームまでクライアント装置の
各データチャネルから受け取ることができる。
はギガビットイーサネットの数百のフレームを格納するのに十分に大きい。例え
ば、好適な実施形態において、各フレームバッファ166、168は、(ヘッダ
ー、CRC、区切り記号をそれぞれ含む2148バイトからなる)240のフル
サイズのFCフレームを格納できるほど十分に大きい。この結果、リンクカード
140は、次の下流の装置が受け取り準備が整ったことを示したものより多い2
40のフルサイズのファイバチャネル(FC)フレームまでクライアント装置の
各データチャネルから受け取ることができる。
【0033】
また、リンクインターフェースプロセッサ164は、プロトコルの特定のフレ
ーム区切り記号、アイドルワード、及びリンク同期用文字を、光ファイバリング
ネットワーク100の残りの部分を介して送られる包括的な同等物(generic co
unterpart)へ翻訳する。この結果、リンクインターフェースプロセッサ以外の
光ファイバリングネットワークの全てのコンポーネントの動作は、プロトコルに
無関係である態様で動作する。ファイバチャネルリンクカードの場合、リンクイ
ンターフェースプロセッサは、4バイトのアイドル、及びリンク同期用ワードを
2バイトの包括的なバージョンへ翻訳し、それはインバウンドフレームバッファ
166に書き込まれる。同様に、これらの記号の2バイトの包括的なバージョン
がアウトバウンドフレームバッファ168から読み出される場合、それらは4バ
イトの境界にデータフレームを位置合わせする必要に応じてアウトバウンドフレ
ームバッファの読み出しが休止されながら、4バイトのファイバチャネルのバー
ジョンに戻される。
ーム区切り記号、アイドルワード、及びリンク同期用文字を、光ファイバリング
ネットワーク100の残りの部分を介して送られる包括的な同等物(generic co
unterpart)へ翻訳する。この結果、リンクインターフェースプロセッサ以外の
光ファイバリングネットワークの全てのコンポーネントの動作は、プロトコルに
無関係である態様で動作する。ファイバチャネルリンクカードの場合、リンクイ
ンターフェースプロセッサは、4バイトのアイドル、及びリンク同期用ワードを
2バイトの包括的なバージョンへ翻訳し、それはインバウンドフレームバッファ
166に書き込まれる。同様に、これらの記号の2バイトの包括的なバージョン
がアウトバウンドフレームバッファ168から読み出される場合、それらは4バ
イトの境界にデータフレームを位置合わせする必要に応じてアウトバウンドフレ
ームバッファの読み出しが休止されながら、4バイトのファイバチャネルのバー
ジョンに戻される。
【0034】
MUXユニットインターフェース154は、フレームバッファ166、168
とMUXユニット142(図3のMUX1とMUX2)との間のデータの流れを
制御するMUXインターフェースフレームプロセッサ170を含む。また、MU
Xインターフェースフレームプロセッサ170は、MUX1とMUX2から受信
した2つのデータストリームの10ビットの記号を8ビットの記号へ復号し、フ
レームバッファ168から受信した8ビットの記号を、光ファイバケーブルを介
した伝送に適した10ビットの記号へ符号化する。
とMUXユニット142(図3のMUX1とMUX2)との間のデータの流れを
制御するMUXインターフェースフレームプロセッサ170を含む。また、MU
Xインターフェースフレームプロセッサ170は、MUX1とMUX2から受信
した2つのデータストリームの10ビットの記号を8ビットの記号へ復号し、フ
レームバッファ168から受信した8ビットの記号を、光ファイバケーブルを介
した伝送に適した10ビットの記号へ符号化する。
【0035】
MUXインターフェースフレームプロセッサ170は、以下のようにフロー制
御を処理する。遠隔バッファリングが使用禁止の場合、MUXインターフェース
フレームプロセッサ170により、データフレーム及びフロー制御基本命令が、
できる限り速くインバウンドフレームバッファ166とアウトバウンドフレーム
バッファ168を通過する。リンクカードチャネルがFCモードである場合、M
UXインターフェースフレームプロセッサ170は、バッファアンダーラン状態
を避けるためにMUX142にフレームを伝送し始める前に、FCフレームの十
分な量(即ち、所定量)を収集するためにインバウンドフレームバッファ166
を待つ必要がある。これは、MUXユニットインターフェース154が常に1.
25Gbpsで動作し、FCリンクインターフェースが1.0625Gbpsで動作す
るからである。FCモードでアンダーラン状態を避けるため、MUXインターフ
ェースプロセッサ170は、フレーム読み出しを開始する前にFCフレームの少
なくとも384バイトがインバウンドFIFOバッファ166に存在するまで、
又はフレームの長さが384バイトより短い場合に多くの時間がケースを処理す
るのに経過するまで、待つ。ギガビットイーサネットの場合、クライアント装置
とMUXユニットインターフェース154のクロック速度が一致しているので、
バッファからのフレーム読み出しを開始する前に待つ必要はない。
御を処理する。遠隔バッファリングが使用禁止の場合、MUXインターフェース
フレームプロセッサ170により、データフレーム及びフロー制御基本命令が、
できる限り速くインバウンドフレームバッファ166とアウトバウンドフレーム
バッファ168を通過する。リンクカードチャネルがFCモードである場合、M
UXインターフェースフレームプロセッサ170は、バッファアンダーラン状態
を避けるためにMUX142にフレームを伝送し始める前に、FCフレームの十
分な量(即ち、所定量)を収集するためにインバウンドフレームバッファ166
を待つ必要がある。これは、MUXユニットインターフェース154が常に1.
25Gbpsで動作し、FCリンクインターフェースが1.0625Gbpsで動作す
るからである。FCモードでアンダーラン状態を避けるため、MUXインターフ
ェースプロセッサ170は、フレーム読み出しを開始する前にFCフレームの少
なくとも384バイトがインバウンドFIFOバッファ166に存在するまで、
又はフレームの長さが384バイトより短い場合に多くの時間がケースを処理す
るのに経過するまで、待つ。ギガビットイーサネットの場合、クライアント装置
とMUXユニットインターフェース154のクロック速度が一致しているので、
バッファからのフレーム読み出しを開始する前に待つ必要はない。
【0036】
リンクカードチャネルが遠隔バッファリング使用可能状態である場合、MUX
インターフェースフレームプロセッサ170は、そのチャネル用のリンクインタ
ーフェースフレームプロセッサ164を用いてフロー制御プロトコルを実行する
。例えば、アウトバウンドフレームバッファ168が書き込みを開始する場合、
この状態がMUXインターフェースフレームプロセッサ170により検出され、
そのプロセッサ170は、(送信中のクライアント装置に接続された)「送信中
のリンクカード」のMUXインターフェースフレームプロセッサ170にフロー
制御信号を送信することにより応答し、次いで送信中のリンクカードのプロセッ
サ170は、光ファイバネットワークを介してフレームを送信することを停止し
、送信中のリンクカードのインバウンドフレームバッファ166にそれらを残す
。ひとたびアウトバウンドフレームバッファ168がクリアリングを開始すれば
(即ち、受信中のクライアント装置がアウトバウンドフレームバッファの満杯状
態を所定レベル以下にするのに十分なフレームを受け取り)、送信中、及び受信
中のリンクカードのMUXインターフェースフレームプロセッサ170は、フロ
ー制御メッセージを(フロー制御基本命令を用いて)交換し、データフレームが
再度流れ始めることを可能にする。
インターフェースフレームプロセッサ170は、そのチャネル用のリンクインタ
ーフェースフレームプロセッサ164を用いてフロー制御プロトコルを実行する
。例えば、アウトバウンドフレームバッファ168が書き込みを開始する場合、
この状態がMUXインターフェースフレームプロセッサ170により検出され、
そのプロセッサ170は、(送信中のクライアント装置に接続された)「送信中
のリンクカード」のMUXインターフェースフレームプロセッサ170にフロー
制御信号を送信することにより応答し、次いで送信中のリンクカードのプロセッ
サ170は、光ファイバネットワークを介してフレームを送信することを停止し
、送信中のリンクカードのインバウンドフレームバッファ166にそれらを残す
。ひとたびアウトバウンドフレームバッファ168がクリアリングを開始すれば
(即ち、受信中のクライアント装置がアウトバウンドフレームバッファの満杯状
態を所定レベル以下にするのに十分なフレームを受け取り)、送信中、及び受信
中のリンクカードのMUXインターフェースフレームプロセッサ170は、フロ
ー制御メッセージを(フロー制御基本命令を用いて)交換し、データフレームが
再度流れ始めることを可能にする。
【0037】
リンク同期用文字が受信される場合、それらのうちの1つだけがインバウンド
FIFOフレームバッファ166に格納される。MUXインターフェースフレー
ムプロセッサ170は、インバウンドFIFOフレームバッファ166からデー
タを読み出す際、下流に送信されるデータストリームを満たすのに必要とされる
回数だけリンク同期用文字、及び/又はアイドルを複製する。
FIFOフレームバッファ166に格納される。MUXインターフェースフレー
ムプロセッサ170は、インバウンドFIFOフレームバッファ166からデー
タを読み出す際、下流に送信されるデータストリームを満たすのに必要とされる
回数だけリンク同期用文字、及び/又はアイドルを複製する。
【0038】
MUXユニットインターフェース154は、インバウンドフレームバッファ1
66からデータを引き出し、それをMUXユニット142へ、MUXユニット1
42がデータを受け取ることができ、かつ送信されるべきデータがインバウンド
フレームバッファ166に存在する間に固定速度で送信する。アウトバウンド方
向において、MUXユニットインターフェースは、アウトバウンドフレームバッ
ファ168が少なくとも1つの追加のフルサイズフレーム(例えば、ギガビット
イーサネットフレーム用の32kバイト)を格納するためのメモリ空間を有する
限り、MUXユニット142からのデータを受け取り、ひとたびアウトバウンド
フレームバッファ168がその所定の満杯状態のマークを渡せば、MUXユニッ
ト142からのデータ(即ち、データの新たなフレーム)の受け取りを停止する
。
66からデータを引き出し、それをMUXユニット142へ、MUXユニット1
42がデータを受け取ることができ、かつ送信されるべきデータがインバウンド
フレームバッファ166に存在する間に固定速度で送信する。アウトバウンド方
向において、MUXユニットインターフェースは、アウトバウンドフレームバッ
ファ168が少なくとも1つの追加のフルサイズフレーム(例えば、ギガビット
イーサネットフレーム用の32kバイト)を格納するためのメモリ空間を有する
限り、MUXユニット142からのデータを受け取り、ひとたびアウトバウンド
フレームバッファ168がその所定の満杯状態のマークを渡せば、MUXユニッ
ト142からのデータ(即ち、データの新たなフレーム)の受け取りを停止する
。
【0039】
MUXインターフェースフレームプロセッサ170は、Vitesse VSC7135のよ
うなそれぞれの並直列変換器/直並列変換器(SERDES)回路174によって、2
つの合波器MUX1とMUX2(142)のそれぞれに結合される。SERDES17
4は、合波器142からのシリアルデータストリームを、MUXインターフェー
スフレームプロセッサ170に伝送される10ビットのパラレルデータストリー
ムへ変換し、MUXインターフェースフレームプロセッサ170から受信された
10ビットのパラレルデータストリームを、MUXユニット142の1つへ伝送
されるシリアルデータストリームへ変換する。
うなそれぞれの並直列変換器/直並列変換器(SERDES)回路174によって、2
つの合波器MUX1とMUX2(142)のそれぞれに結合される。SERDES17
4は、合波器142からのシリアルデータストリームを、MUXインターフェー
スフレームプロセッサ170に伝送される10ビットのパラレルデータストリー
ムへ変換し、MUXインターフェースフレームプロセッサ170から受信された
10ビットのパラレルデータストリームを、MUXユニット142の1つへ伝送
されるシリアルデータストリームへ変換する。
【0040】
好適な実施形態において、MUXインターフェースフレームプロセッサ170
は、クライアント装置インターフェース0からのデータをMUX(即ち、MUX
1又はMUX2)の1つへ、及びそのようなMUXからのデータをクライアント
装置インターフェース0へ経路指定するために、ユーザによって静的に構成され
る。そして、クライアント装置インターフェース1のデータは、クライアント装
置インターフェース0によって使用されない他のMUX(142)に対して経路
指定される。
は、クライアント装置インターフェース0からのデータをMUX(即ち、MUX
1又はMUX2)の1つへ、及びそのようなMUXからのデータをクライアント
装置インターフェース0へ経路指定するために、ユーザによって静的に構成され
る。そして、クライアント装置インターフェース1のデータは、クライアント装
置インターフェース0によって使用されない他のMUX(142)に対して経路
指定される。
【0041】
代替の実施形態または好適な実施形態の代替の構成において、MUXインター
フェースフレームプロセッサ170は、双方のクライアントインターフェース1
59からのフレームを同じMUX142に経路指定するように構成され、フレー
ムは、リンクの他端における適切なクライアント装置インターフェースを介して
適切なクライアント装置へ送出され得るように、特にタグ付けされる。元の経路
においてハードウェアコンポーネントの故障が存在する場合、他のMUX142
がフェイルオーバに使用される。双方の装置インターフェース159からのフレ
ームを同じMUXに経路指定することは、リンクインターフェースフレームプロ
セッサ164によりフレームが圧縮される場合(即ち、リンクインターフェース
フレームプロセッサ164がデータ圧縮回路要素を含む)、特に有用である。
フェースフレームプロセッサ170は、双方のクライアントインターフェース1
59からのフレームを同じMUX142に経路指定するように構成され、フレー
ムは、リンクの他端における適切なクライアント装置インターフェースを介して
適切なクライアント装置へ送出され得るように、特にタグ付けされる。元の経路
においてハードウェアコンポーネントの故障が存在する場合、他のMUX142
がフェイルオーバに使用される。双方の装置インターフェース159からのフレ
ームを同じMUXに経路指定することは、リンクインターフェースフレームプロ
セッサ164によりフレームが圧縮される場合(即ち、リンクインターフェース
フレームプロセッサ164がデータ圧縮回路要素を含む)、特に有用である。
【0042】
また、各リンクカード140は、リンクカード140の動作を制御するための
、具体的には、リンクカード140を介したデータ経路を構成するための、及び
電源投入時、リセット時、又はシステムのデータチャネル構成においてリンクカ
ード140を介したデータ経路を変更する変更時にリンクカード140を初期化
するためのCPU又はコントローラ180を含む。
、具体的には、リンクカード140を介したデータ経路を構成するための、及び
電源投入時、リセット時、又はシステムのデータチャネル構成においてリンクカ
ード140を介したデータ経路を変更する変更時にリンクカード140を初期化
するためのCPU又はコントローラ180を含む。
【0043】
幾つかの好適な実施形態において、リンクインターフェースフレームプロセッ
サ164は、データ圧縮及び圧縮解除機能、所定のデータ圧縮を用いたアウトバ
ウンドデータストリームの圧縮、及び対応する圧縮解除方法を用いたインバウン
ドデータストリームの圧縮解除を行う。多数の適切なデータ圧縮方法が当業者に
良く知られており、従ってここでは説明しない。データ圧縮方法を用いることに
より、平均で少なくとも2:1のデータ圧縮が達成され、システムの帯域幅を2
倍にすることができる。
サ164は、データ圧縮及び圧縮解除機能、所定のデータ圧縮を用いたアウトバ
ウンドデータストリームの圧縮、及び対応する圧縮解除方法を用いたインバウン
ドデータストリームの圧縮解除を行う。多数の適切なデータ圧縮方法が当業者に
良く知られており、従ってここでは説明しない。データ圧縮方法を用いることに
より、平均で少なくとも2:1のデータ圧縮が達成され、システムの帯域幅を2
倍にすることができる。
【0044】
MUXインターフェースフレームプロセッサ
図6は、MUXインターフェースフレームプロセッサ170のブロック図を示
す。MUXインターフェースフレームプロセッサ170は、1対のFIFO読み
出し回路181を含み、インターフェース0のインバウンドFIFOに第1のF
IFO読み出しブロック181−1が設けられ、インバウンドインターフェース
1に第2のFIFO読み出しブロック181−2が設けられる。各FIFO読み
出し回路181−1、181−2は、対応するインバウンドFIFOフレームバ
ッファ166(図5)の読み出しを制御するために構成される。バッファ166
に何もない場合(即ち、パケットがない、及びアイドル又はリンク初期化基本命
令以外の他のデータがない)、FIFO読み出し回路は、最後に読み出されたリ
ンク初期化ワード又はアイドルワードを繰り返して出力する。また、各FIFO
読み出し回路181−1、181−2は、対応する帯域内(Inband)Tx回路1
85−1又は185−2が待ち状態要求を処理している場合、又は対応するRx
クレジットロジックがイネーブルにされて使用可能なクレジット(credit)が存
在しない場合、その対応するインバウンドFIFO166からの読み出しを延ば
す。FCモードにおいて、FIFO読み出し回路181は、(既に上述したよう
に)アンダーランが発生しないことを確実にするためにフレームの十分な量が供
給されるまで、インバウンドFIFOからのパケット読み出しを遅らせる。
す。MUXインターフェースフレームプロセッサ170は、1対のFIFO読み
出し回路181を含み、インターフェース0のインバウンドFIFOに第1のF
IFO読み出しブロック181−1が設けられ、インバウンドインターフェース
1に第2のFIFO読み出しブロック181−2が設けられる。各FIFO読み
出し回路181−1、181−2は、対応するインバウンドFIFOフレームバ
ッファ166(図5)の読み出しを制御するために構成される。バッファ166
に何もない場合(即ち、パケットがない、及びアイドル又はリンク初期化基本命
令以外の他のデータがない)、FIFO読み出し回路は、最後に読み出されたリ
ンク初期化ワード又はアイドルワードを繰り返して出力する。また、各FIFO
読み出し回路181−1、181−2は、対応する帯域内(Inband)Tx回路1
85−1又は185−2が待ち状態要求を処理している場合、又は対応するRx
クレジットロジックがイネーブルにされて使用可能なクレジット(credit)が存
在しない場合、その対応するインバウンドFIFO166からの読み出しを延ば
す。FCモードにおいて、FIFO読み出し回路181は、(既に上述したよう
に)アンダーランが発生しないことを確実にするためにフレームの十分な量が供
給されるまで、インバウンドFIFOからのパケット読み出しを遅らせる。
【0045】
FIFO読み出し回路181−1、181−2の対は、インターフェース0が
MUX1又はMUX2に静的に接続され、かつインターフェース1が他のMUX
に接続されることを可能にするように構成された1対の合波器183−1、18
3−2に結合される。前に示されたように、このMUXの構成は、例えば、フェ
イルオーバ中に双方のクライアント装置インターフェースからのデータストリー
ムが混合され、単一のMUX142(MUX1又はMUX2)を介して経路指定
されることを可能にするように、向上され得る。
MUX1又はMUX2に静的に接続され、かつインターフェース1が他のMUX
に接続されることを可能にするように構成された1対の合波器183−1、18
3−2に結合される。前に示されたように、このMUXの構成は、例えば、フェ
イルオーバ中に双方のクライアント装置インターフェースからのデータストリー
ムが混合され、単一のMUX142(MUX1又はMUX2)を介して経路指定
されることを可能にするように、向上され得る。
【0046】
各MUXに続いて、MUXインターフェースフレームプロセッサ170は、一
連の回路ブロック、即ち、帯域内Tx回路185、Txクレジット回路186、
及び8ビット/10ビットエンコーダ187も含む。
連の回路ブロック、即ち、帯域内Tx回路185、Txクレジット回路186、
及び8ビット/10ビットエンコーダ187も含む。
【0047】
各帯域内Tx回路185は、オンボードCPU180が送信したい待ち状態の
帯域内フレームを保持するためのレジスタ、及びFIFO読み出し回路181が
MUXインターフェースフレームプロセッサを介して伝送されている帯域内フレ
ーム間にギャップのあることを通知する際に帯域内フレームを送信するための調
停ロジックを含む。帯域内フレームは、周期的にリンクカード140により伝送
される。帯域内フレームは、受信中のリンクカードの帯域内Rx回路189によ
りデータストリームから除去され、受信中のリンクカードは受信した帯域内フレ
ームを、処理するためにそのリンクカードのローカルCPU/コントローラ18
0に送る。このようにして、通信チャネルの2つの端部にある2つのリンクカー
ド上のCPU180は、チャネルの機能を調べるために、及びユーザの設定を連
係して働かせるなどのために(即ち、遠隔バッファリングが使用可能であるか、
又は使用禁止であるか、同じであるかを示すユーザ設定を含むユーザ設定を確実
にするために)メッセージを前後に(即ち、帯域内フレームで)送ることができ
る。
帯域内フレームを保持するためのレジスタ、及びFIFO読み出し回路181が
MUXインターフェースフレームプロセッサを介して伝送されている帯域内フレ
ーム間にギャップのあることを通知する際に帯域内フレームを送信するための調
停ロジックを含む。帯域内フレームは、周期的にリンクカード140により伝送
される。帯域内フレームは、受信中のリンクカードの帯域内Rx回路189によ
りデータストリームから除去され、受信中のリンクカードは受信した帯域内フレ
ームを、処理するためにそのリンクカードのローカルCPU/コントローラ18
0に送る。このようにして、通信チャネルの2つの端部にある2つのリンクカー
ド上のCPU180は、チャネルの機能を調べるために、及びユーザの設定を連
係して働かせるなどのために(即ち、遠隔バッファリングが使用可能であるか、
又は使用禁止であるか、同じであるかを示すユーザ設定を含むユーザ設定を確実
にするために)メッセージを前後に(即ち、帯域内フレームで)送ることができ
る。
【0048】
各Txクレジット回路ブロック186は、遠隔バッファリングが使用可能であ
り、追加のパケットを格納するためにアウトバウンドフレームバッファ168に
メモリ空間が存在する場合に、全ての前に送信されたリンククレジットワードを
考慮しながら、アイドルの代わりにリンクの上へリンククレジットワードを挿入
するように構成される。
り、追加のパケットを格納するためにアウトバウンドフレームバッファ168に
メモリ空間が存在する場合に、全ての前に送信されたリンククレジットワードを
考慮しながら、アイドルの代わりにリンクの上へリンククレジットワードを挿入
するように構成される。
【0049】
各8ビット/10ビットエンコーダ187は、16個のデータビット及びFI
FOから読み出された1ビットのKの文字フラグを2つの10ビット文字へ符号
化し、結果として生じた20ビットワードをSERDES174に送信するように構成
される。
FOから読み出された1ビットのKの文字フラグを2つの10ビット文字へ符号
化し、結果として生じた20ビットワードをSERDES174に送信するように構成
される。
【0050】
MUXインターフェースフレームプロセッサ170のデータ受信回路要素は、
各受信チャネル用の3つの回路ブロック、即ちRxデータ経路回路191、Rx
クレジット回路190、及び帯域内Rx回路189のカスケードチェーンを含む
。Rxデータ経路回路191−1は、MUX1とMUX2のTDMの平滑器(sm
oother)のRxデータ経路回路191と実質的に同じであり、図11に関連して
後述される。Rxクレジット回路190は、遠隔バッファリングが使用可能であ
る場合に、リンククレジットワードをデータストリームから、及び係るリンクク
レジットワードのそれぞれを利用可能な記憶クレジットに追加するために取り除
く。Rxクレジット回路190により累積された記憶クレジットは、対応するF
IFO読み取り回路181がそのインバウンドFIFOから幾つのデータフレー
ムを読み出すことができるか、及びチャネルの他の側のリンクカードにチャネル
をおろすことができるかを示す。上に示したように、Rx帯域内回路189は、
データストリームから帯域内フレームを取り除き、リンクカードのローカルCP
U180により読み出されるためにそれらを格納する。
各受信チャネル用の3つの回路ブロック、即ちRxデータ経路回路191、Rx
クレジット回路190、及び帯域内Rx回路189のカスケードチェーンを含む
。Rxデータ経路回路191−1は、MUX1とMUX2のTDMの平滑器(sm
oother)のRxデータ経路回路191と実質的に同じであり、図11に関連して
後述される。Rxクレジット回路190は、遠隔バッファリングが使用可能であ
る場合に、リンククレジットワードをデータストリームから、及び係るリンクク
レジットワードのそれぞれを利用可能な記憶クレジットに追加するために取り除
く。Rxクレジット回路190により累積された記憶クレジットは、対応するF
IFO読み取り回路181がそのインバウンドFIFOから幾つのデータフレー
ムを読み出すことができるか、及びチャネルの他の側のリンクカードにチャネル
をおろすことができるかを示す。上に示したように、Rx帯域内回路189は、
データストリームから帯域内フレームを取り除き、リンクカードのローカルCP
U180により読み出されるためにそれらを格納する。
【0051】
1対のアウトバウンド合波器184−1と184−2は、MUX1がクライア
ント装置インターフェース0又はインターフェース1に静的に接続されることを
可能にし、かつMUX2が他のインターフェースに接続されることを可能にする
ように構成される。上に示したように、このMUXの構成は、双方のクライアン
ト装置インターフェースからのデータストリームが混合され、単一のMUX14
2(MUX1又はMUX2)を介して経路指定されることを可能にするように向
上され得る。
ント装置インターフェース0又はインターフェース1に静的に接続されることを
可能にし、かつMUX2が他のインターフェースに接続されることを可能にする
ように構成される。上に示したように、このMUXの構成は、双方のクライアン
ト装置インターフェースからのデータストリームが混合され、単一のMUX14
2(MUX1又はMUX2)を介して経路指定されることを可能にするように向
上され得る。
【0052】
各合波器184の出力は、FIFO書き込み回路182に送られ、そのFIF
O書き込み回路182は、受信したフレームをアウトバウンドFIFOフレーム
バッファ168(図5)に書き込み、リンク初期化ワード及びアイドルがデータ
ストリームの直前のワードと異なる場合、それらをバッファ168にも書き込む
。
O書き込み回路182は、受信したフレームをアウトバウンドFIFOフレーム
バッファ168(図5)に書き込み、リンク初期化ワード及びアイドルがデータ
ストリームの直前のワードと異なる場合、それらをバッファ168にも書き込む
。
【0053】
MUXインターフェースフレームプロセッサ170は、状態及び制御レジスタ
192を更に含み、状態及び制御レジスタ192は、MUXインターフェースフ
レームプロセッサを監視して制御するためにリンクカードのローカルCPU18
0により、読み出し可能、及び/又は書き込み可能である1組のレジスタである
。
192を更に含み、状態及び制御レジスタ192は、MUXインターフェースフ
レームプロセッサを監視して制御するためにリンクカードのローカルCPU18
0により、読み出し可能、及び/又は書き込み可能である1組のレジスタである
。
【0054】
リンクインターフェースフレームプロセッサ
好適な実施形態において、各通信チャネルは、ファイバチャネル(FC)モー
ド又はギガビットイーサネット(GE)モードである。より多くのプロトコルが
一般に使用されるにつれて、係るモードの数は増大している。リンクインターフ
ェースフレームプロセッサ164(図5)の異なるバージョンが、各モードでデ
ータを送受信するクライアント装置と使用するために設けられる。図7に示され
たFCリンクインターフェースフレームプロセッサが、FCモードのために設け
られ、図8に示したGEリンクインターフェースフレームプロセッサがGEモー
ドのために設けられる。
ド又はギガビットイーサネット(GE)モードである。より多くのプロトコルが
一般に使用されるにつれて、係るモードの数は増大している。リンクインターフ
ェースフレームプロセッサ164(図5)の異なるバージョンが、各モードでデ
ータを送受信するクライアント装置と使用するために設けられる。図7に示され
たFCリンクインターフェースフレームプロセッサが、FCモードのために設け
られ、図8に示したGEリンクインターフェースフレームプロセッサがGEモー
ドのために設けられる。
【0055】
FCリンクインターフェースフレームプロセッサ
ここで、図7を参照すると、FCリンクインターフェースフレームプロセッサ
164−1は、MUXインターフェースフレームプロセッサのMUX TDM平
滑器に使用されるRxデータ経路回路(図11に関連して後述される)と実質的
に類似しているFC Rxデータ経路回路193−1を含む。しかしながら、R
xデータ経路回路193−1は、そのフロントエンドに追加のロジックを有し、
文字FCアイドル及びリンク初期化ワードの4つを所定の2つの包括的な文字の
同等物に変換する。これらの同等物の記号は、光ファイバリングネットワークの
内部(即ち、リンクカード140、MUX142、及び光ファイバケーブル内)
のみで使用される。
164−1は、MUXインターフェースフレームプロセッサのMUX TDM平
滑器に使用されるRxデータ経路回路(図11に関連して後述される)と実質的
に類似しているFC Rxデータ経路回路193−1を含む。しかしながら、R
xデータ経路回路193−1は、そのフロントエンドに追加のロジックを有し、
文字FCアイドル及びリンク初期化ワードの4つを所定の2つの包括的な文字の
同等物に変換する。これらの同等物の記号は、光ファイバリングネットワークの
内部(即ち、リンクカード140、MUX142、及び光ファイバケーブル内)
のみで使用される。
【0056】
FCリンクインターフェースフレームプロセッサ164−1は、更に以下のこ
とを含む。即ち、 ・遠隔バッファリングが使用可能である場合、リンククレジットワード(RRDY)
をデータストリームから、及び係るリンククレジットワードのそれぞれを利用可
能な記憶クレジットに追加するために取り除く、Rxクレジット回路194−1
。 ・受信したフレームをインバウンドFIFOフレームバッファ166(図5)に
書き込み、リンク初期化ワード及びアイドルがデータストリームの直前のワード
と異なる場合にそれらをFIFOに書き込む、FIFO書き込み回路195−1
。 ・アウトバウンドフレームバッファ168(図5)からのデータフレームの読み
出しを制御するFIFO読み出し回路200−1。アウトバウンドFIFOフレ
ームバッファに何もない場合、FIFO読み出し200−1は、最後に読み出さ
れたリンク初期化ワード又はアイドルワードを繰り返し出力する。遠隔バッファ
リングが使用可能である場合に、FIFO読み出し回路は、データフレームクレ
ジットが使用できない際にFIFOからのデータフレーム読み出しを延ばす。 ・2文字の包括的なアイドルとリンク初期化ワードをそれらの標準的な4文字の
同等物に変換する、FC変換回路199−1に対するリング。 ・遠隔バッファリングが使用可能であり、追加のデータフレームを格納するため
にインバウンドFIFOフレームバッファ166にメモリ空間が存在する場合に
、前に送信されたリンククレジットワードを考慮しながら、アイドルの代わりに
リンクの上へリンククレジットワードを挿入する、Txクレジット回路198−
1(詳細について遠隔バッファリングに関するセクションを参照)。 ・16個のデータビット及びアウトバウンドFIFOフレームバッファから読み
出された1ビットのKの文字フラグを2つの10ビット文字へ符号化し、結果と
して生じた20ビットワードをSERDES162(図5)に送る、8ビット/10ビ
ットエンコーダ197−1。 ・1つのファイバチャネルリンク上の統計データを維持するロジックを含むFC
統計回路196−1。動作の幾つかのモードをサポートし、ユーザに例えば、パ
ケット数、エラー数、Kの文字の様々な特定タイプの数などの詳細な特定情報を
提供する。 ・リンクインターフェースフレームプロセッサ164−1を監視して制御するた
めにリンクカードのローカルCPU180によって、読み取り可能、及び/又は
書き込み可能である1組のレジスタである、状態および制御レジスタ201−1
。
とを含む。即ち、 ・遠隔バッファリングが使用可能である場合、リンククレジットワード(RRDY)
をデータストリームから、及び係るリンククレジットワードのそれぞれを利用可
能な記憶クレジットに追加するために取り除く、Rxクレジット回路194−1
。 ・受信したフレームをインバウンドFIFOフレームバッファ166(図5)に
書き込み、リンク初期化ワード及びアイドルがデータストリームの直前のワード
と異なる場合にそれらをFIFOに書き込む、FIFO書き込み回路195−1
。 ・アウトバウンドフレームバッファ168(図5)からのデータフレームの読み
出しを制御するFIFO読み出し回路200−1。アウトバウンドFIFOフレ
ームバッファに何もない場合、FIFO読み出し200−1は、最後に読み出さ
れたリンク初期化ワード又はアイドルワードを繰り返し出力する。遠隔バッファ
リングが使用可能である場合に、FIFO読み出し回路は、データフレームクレ
ジットが使用できない際にFIFOからのデータフレーム読み出しを延ばす。 ・2文字の包括的なアイドルとリンク初期化ワードをそれらの標準的な4文字の
同等物に変換する、FC変換回路199−1に対するリング。 ・遠隔バッファリングが使用可能であり、追加のデータフレームを格納するため
にインバウンドFIFOフレームバッファ166にメモリ空間が存在する場合に
、前に送信されたリンククレジットワードを考慮しながら、アイドルの代わりに
リンクの上へリンククレジットワードを挿入する、Txクレジット回路198−
1(詳細について遠隔バッファリングに関するセクションを参照)。 ・16個のデータビット及びアウトバウンドFIFOフレームバッファから読み
出された1ビットのKの文字フラグを2つの10ビット文字へ符号化し、結果と
して生じた20ビットワードをSERDES162(図5)に送る、8ビット/10ビ
ットエンコーダ197−1。 ・1つのファイバチャネルリンク上の統計データを維持するロジックを含むFC
統計回路196−1。動作の幾つかのモードをサポートし、ユーザに例えば、パ
ケット数、エラー数、Kの文字の様々な特定タイプの数などの詳細な特定情報を
提供する。 ・リンクインターフェースフレームプロセッサ164−1を監視して制御するた
めにリンクカードのローカルCPU180によって、読み取り可能、及び/又は
書き込み可能である1組のレジスタである、状態および制御レジスタ201−1
。
【0057】
GEリンクインターフェースフレームプロセッサ
図8を参照すると、GEリンクインターフェースフレームプロセッサ164−
2は、ギガビットイーサネットを用いてクライアント装置を光ファイバネットワ
ークに結合するリンクカード上で使用される。GE/IFP164−2は、MU
XインターフェースフレームプロセッサのMUX TDM平滑器で使用されるR
xデータ経路回路(図11に関連して後述される)に実質的に類似したFC G
Eデータ経路回路を含む。しかしながら、Rxデータ経路回路193−1は、そ
のフロントエンドにおいて追加のロジックを有し、GEアイドルワードを所定の
2個の包括的な同等物に変換する。更に、区切り記号のフレーム指示ギガビット
イーサネットフレームは、一般的なフォーマットに修正される。これらの同等物
の記号は、光ファイバリングネットワークの内部(即ち、リンクカード140、
MUX142、及び光ファイバケーブル内)のみで使用される。
2は、ギガビットイーサネットを用いてクライアント装置を光ファイバネットワ
ークに結合するリンクカード上で使用される。GE/IFP164−2は、MU
XインターフェースフレームプロセッサのMUX TDM平滑器で使用されるR
xデータ経路回路(図11に関連して後述される)に実質的に類似したFC G
Eデータ経路回路を含む。しかしながら、Rxデータ経路回路193−1は、そ
のフロントエンドにおいて追加のロジックを有し、GEアイドルワードを所定の
2個の包括的な同等物に変換する。更に、区切り記号のフレーム指示ギガビット
イーサネットフレームは、一般的なフォーマットに修正される。これらの同等物
の記号は、光ファイバリングネットワークの内部(即ち、リンクカード140、
MUX142、及び光ファイバケーブル内)のみで使用される。
【0058】
GEリンクインターフェースフレームプロセッサ164−2は更に以下のもの
を含む。即ち、 ・遠隔バッファリングが使用可能である場合、休止(Pause)フレームをデータ
ストリームから取り除き、リンクカードの内部で休止タイマを始動する、Rx休
止ロジック回路194−2。 ・受信したフレームをインバウンドFIFOフレームバッファ166(図5)に
書き込み、リンク初期化ワード及びアイドルがデータストリームの直前のワード
と異なる場合にそれらをFIFO166に書き込む、FIFO書き込み回路19
5−1。 ・アウトバウンドフレームバッファ168(図5)からのデータフレームの読み
出しを制御するFIFO読み出し回路200−1。アウトバウンドフレームバッ
ファに何もない場合、FIFO読み出し回路200−1は、最後に読み出された
リンク初期化ワード又はアイドルワードを繰り返して出力する。(遠隔バッファ
リングと連係して使用される)Rx休止ロジックがイネーブルにされる場合、F
IFO読み出し回路は、Rx休止ロジック回路194−2が伝送を休止すべきで
あることを示す際にFIFOからのデータストリームの読み出しを延ばす。 ・2文字の包括的なアイドルをギガビットイーサネットアイドルワードへ変換し
、包括的なフレーム区切り記号をギガビットイーサネットのフレーム区切り記号
へ戻す、GE変換回路199−2に対するリング。 ・遠隔バッファリングが使用可能であり、インバウンドFIFOフレームバッフ
ァ166が少なくとも半分は満杯である場合、Tx休止回路198−2は休止フ
レームを生成してアウトバウンドデータストリームへ挿入する。休止フレームを
生成するためのFIFO満杯状態しきい値レベルは、他の実施形態において異な
る。詳細については、以下の遠隔バッファリングに関する説明を参照されたい。
・16個のデータビット及びアウトバウンドFIFOフレームバッファ168(
図5)から読み出された1ビットのKの文字フラグを2つの10ビット文字へ符
号化し、結果として生じた20ビットワードをSERDES162(図5)へ送る、8
ビット/10ビットエンコーダ197−2。 ・1つのギガビットイーサネットチャネルリンク上で統計データを維持するため
のロジックを含むGE統計回路196−2。動作の幾つかのモードをサポートし
、ユーザに例えば、パケットの数、エラーの数、Kの文字の様々な特定タイプの
数などの詳細なプロトコルの特定情報を提供する。 ・リンクインターフェースフレームプロセッサ164−2を監視して制御するた
めにリンクカードのローカルCPU180によって、読み取り可能、及び/又は
書き込み可能である1組のレジスタである、状態および制御レジスタ201−2
。
を含む。即ち、 ・遠隔バッファリングが使用可能である場合、休止(Pause)フレームをデータ
ストリームから取り除き、リンクカードの内部で休止タイマを始動する、Rx休
止ロジック回路194−2。 ・受信したフレームをインバウンドFIFOフレームバッファ166(図5)に
書き込み、リンク初期化ワード及びアイドルがデータストリームの直前のワード
と異なる場合にそれらをFIFO166に書き込む、FIFO書き込み回路19
5−1。 ・アウトバウンドフレームバッファ168(図5)からのデータフレームの読み
出しを制御するFIFO読み出し回路200−1。アウトバウンドフレームバッ
ファに何もない場合、FIFO読み出し回路200−1は、最後に読み出された
リンク初期化ワード又はアイドルワードを繰り返して出力する。(遠隔バッファ
リングと連係して使用される)Rx休止ロジックがイネーブルにされる場合、F
IFO読み出し回路は、Rx休止ロジック回路194−2が伝送を休止すべきで
あることを示す際にFIFOからのデータストリームの読み出しを延ばす。 ・2文字の包括的なアイドルをギガビットイーサネットアイドルワードへ変換し
、包括的なフレーム区切り記号をギガビットイーサネットのフレーム区切り記号
へ戻す、GE変換回路199−2に対するリング。 ・遠隔バッファリングが使用可能であり、インバウンドFIFOフレームバッフ
ァ166が少なくとも半分は満杯である場合、Tx休止回路198−2は休止フ
レームを生成してアウトバウンドデータストリームへ挿入する。休止フレームを
生成するためのFIFO満杯状態しきい値レベルは、他の実施形態において異な
る。詳細については、以下の遠隔バッファリングに関する説明を参照されたい。
・16個のデータビット及びアウトバウンドFIFOフレームバッファ168(
図5)から読み出された1ビットのKの文字フラグを2つの10ビット文字へ符
号化し、結果として生じた20ビットワードをSERDES162(図5)へ送る、8
ビット/10ビットエンコーダ197−2。 ・1つのギガビットイーサネットチャネルリンク上で統計データを維持するため
のロジックを含むGE統計回路196−2。動作の幾つかのモードをサポートし
、ユーザに例えば、パケットの数、エラーの数、Kの文字の様々な特定タイプの
数などの詳細なプロトコルの特定情報を提供する。 ・リンクインターフェースフレームプロセッサ164−2を監視して制御するた
めにリンクカードのローカルCPU180によって、読み取り可能、及び/又は
書き込み可能である1組のレジスタである、状態および制御レジスタ201−2
。
【0059】
合波器ユニット
図9を参照すると、各MUXユニットは、1対の波長分割合波器および分波器
回路(WDM)202−1、202−2を含み、WDM202−1、202−2の
それぞれは、一端で、例えばOL12−1、及びOL13−1のようなそれぞれ
の光ファイバケーブルセグメントに結合される。WDM202−1、202−2
のそれぞれは、受信用の光信号受信器、及び第2の光波長で信号を送信するため
の光信号送信器を含む。より具体的には、好適な実施形態において、第1のWD
M202−1は、第2のWDM202−2が受信する同じ光波長λ1で送信し、
第2のWDM202−2が送信する同じ光波長λ2で受信する。代替の実施形態
において、各MUXユニット142は8チャネルを介して4つの波長を処理する
ように構成される。4つの波長、即ち8チャネルカードは、図9に示された4チ
ャネルMUXの2つの波長に比較して、SERDES208、TDM/平滑器206、
及びSERDES204回路の2倍の数を有する。次いで、2つのSERDES204が、そ
のファイバ1/WDM及びファイバ2/WDM回路のそれぞれに結合される。そ
して、ファイバ1/WDMは、λ1とλ3の波長で送信し、λ2とλ4の波長で
受信する。ファイバ2/WDMはλ2とλ4の波長で送信し、λ1とλ3の波長
で受信する。
回路(WDM)202−1、202−2を含み、WDM202−1、202−2の
それぞれは、一端で、例えばOL12−1、及びOL13−1のようなそれぞれ
の光ファイバケーブルセグメントに結合される。WDM202−1、202−2
のそれぞれは、受信用の光信号受信器、及び第2の光波長で信号を送信するため
の光信号送信器を含む。より具体的には、好適な実施形態において、第1のWD
M202−1は、第2のWDM202−2が受信する同じ光波長λ1で送信し、
第2のWDM202−2が送信する同じ光波長λ2で受信する。代替の実施形態
において、各MUXユニット142は8チャネルを介して4つの波長を処理する
ように構成される。4つの波長、即ち8チャネルカードは、図9に示された4チ
ャネルMUXの2つの波長に比較して、SERDES208、TDM/平滑器206、
及びSERDES204回路の2倍の数を有する。次いで、2つのSERDES204が、そ
のファイバ1/WDM及びファイバ2/WDM回路のそれぞれに結合される。そ
して、ファイバ1/WDMは、λ1とλ3の波長で送信し、λ2とλ4の波長で
受信する。ファイバ2/WDMはλ2とλ4の波長で送信し、λ1とλ3の波長
で受信する。
【0060】
好適な実施形態において、WDM202−1、202−2により送受信される
データ信号のそれぞれは、光の側、及び電気的な(内部)側の双方で、2.5G
bpsのシリアルデータ信号である。他の実施形態において、5.0Gbps、
10Gbpsのような他のデータ伝送速度を用いることができる。
データ信号のそれぞれは、光の側、及び電気的な(内部)側の双方で、2.5G
bpsのシリアルデータ信号である。他の実施形態において、5.0Gbps、
10Gbpsのような他のデータ伝送速度を用いることができる。
【0061】
各WDM202は、(2.5Gbpsで走るデータストリーム用の)Vitesse
VSC7146のような、それぞれの並直列変換器/直並列変換器(SERDES)回路20
4により、時分割合波器および平滑化回路(TDM平滑器)206に結合される
。各SERDES204は、そのそれぞれのWDM202からの2.5Gbpsのシリ
アルデータストリームを、それに結合されたTDM平滑器206に送信される2
0ビットパラレルデータストリームへ変換し、TDM平滑器206から受信され
た20ビットパラレルデータストリームを、WDM202に送信されるシリアル
データストリームへ変換する。
VSC7146のような、それぞれの並直列変換器/直並列変換器(SERDES)回路20
4により、時分割合波器および平滑化回路(TDM平滑器)206に結合される
。各SERDES204は、そのそれぞれのWDM202からの2.5Gbpsのシリ
アルデータストリームを、それに結合されたTDM平滑器206に送信される2
0ビットパラレルデータストリームへ変換し、TDM平滑器206から受信され
た20ビットパラレルデータストリームを、WDM202に送信されるシリアル
データストリームへ変換する。
【0062】
TDM平滑器206は、多数の機能を実行し、その機能には、クロック領域間
の信号の再時間調整をすること、2つの1.25Gbpsチャネルからのデータ
ストリームを2.5Gbpsデータストリームへ多重化すること、及び2.5G
bpsデータストリームからのデータストリームを2つの1.25Gbpsチャ
ネルへ多重分離することが含まれる。TDM平滑器206は、図10と図11に
関連して、より詳細に後述する。
の信号の再時間調整をすること、2つの1.25Gbpsチャネルからのデータ
ストリームを2.5Gbpsデータストリームへ多重化すること、及び2.5G
bpsデータストリームからのデータストリームを2つの1.25Gbpsチャ
ネルへ多重分離することが含まれる。TDM平滑器206は、図10と図11に
関連して、より詳細に後述する。
【0063】
依然として図9を参照すると、TDM平滑器206は内部的に20ビットパラ
レルデータストリームを使用する。そのチャネルABインターフェース(WDM
202に結合される)上で、それは20ビットパラレルデータストリームを出力
して受信する。交差点スイッチ210に結合されるチャネルAとチャネルBイン
ターフェース上で、TDMは10ビットのパラレルデータストリームを出力する
。Vitesse VSC7135のような1対のSERDES回路208が、各TDMのスイッチ側
に結合され、スイッチ側TDMインターフェースからの、及びそれに行く10ビ
ットの125MHzデータストリームを、交差点スイッチ210に対して送受信
される1.25GHz(即ち、1.25Gbps)のシリアルデータ信号へ変換
する。好適な実施形態において、交差点スイッチ210は、Triquint TQ8017
1.25Gbpsの16×16デジタル交差点スイッチのような、16×16の
交差点スイッチである。各MUXユニット142に1つの交差点スイッチ210
が存在する。
レルデータストリームを使用する。そのチャネルABインターフェース(WDM
202に結合される)上で、それは20ビットパラレルデータストリームを出力
して受信する。交差点スイッチ210に結合されるチャネルAとチャネルBイン
ターフェース上で、TDMは10ビットのパラレルデータストリームを出力する
。Vitesse VSC7135のような1対のSERDES回路208が、各TDMのスイッチ側
に結合され、スイッチ側TDMインターフェースからの、及びそれに行く10ビ
ットの125MHzデータストリームを、交差点スイッチ210に対して送受信
される1.25GHz(即ち、1.25Gbps)のシリアルデータ信号へ変換
する。好適な実施形態において、交差点スイッチ210は、Triquint TQ8017
1.25Gbpsの16×16デジタル交差点スイッチのような、16×16の
交差点スイッチである。各MUXユニット142に1つの交差点スイッチ210
が存在する。
【0064】
各光ファイバケーブルからMUXユニット142によって受信される2.5G
bpsの信号は、2つの1.25Gbpsデータ信号を含み、次いで1.25G
bpsの信号は2つ以上の論理信号へ細分され得る。各1.25Gbpsデータ
信号は、独立した論理チャネルであるとみなされ、係るそれぞれのチャネルはF
Cチャネル又はGEチャネルとすることができる。単一の光ファイバケーブル上
の2つのデータチャネルは、2つのFCチャネル、2つのGEチャネル、又は1
つのFCチャネルと1つのGEチャネルとすることができる。FC及びGEデー
タストリームの双方は、独立したプロトコルである包括的なデータストリームへ
変換されるため、各2.5Gbps信号内の2つのデータチャネルは、基礎をな
すデータストリームの任意の組み合わせとすることができる。
bpsの信号は、2つの1.25Gbpsデータ信号を含み、次いで1.25G
bpsの信号は2つ以上の論理信号へ細分され得る。各1.25Gbpsデータ
信号は、独立した論理チャネルであるとみなされ、係るそれぞれのチャネルはF
Cチャネル又はGEチャネルとすることができる。単一の光ファイバケーブル上
の2つのデータチャネルは、2つのFCチャネル、2つのGEチャネル、又は1
つのFCチャネルと1つのGEチャネルとすることができる。FC及びGEデー
タストリームの双方は、独立したプロトコルである包括的なデータストリームへ
変換されるため、各2.5Gbps信号内の2つのデータチャネルは、基礎をな
すデータストリームの任意の組み合わせとすることができる。
【0065】
全1.25Gbpsデータ信号が、ネットワークノードにより次のネットワー
クノードへ送信されるべきである場合、そのデータストリームは、第1の光ファ
イバケーブルからWDM202とTDM平滑器206を介して交差点スイッチポ
ートへ上方に、交差点スイッチを介して第2のスイッチポートへ、他のTDM平
滑器206とその合波器ユニットのWDM202を介して下方に、次のネットワ
ークノードに伝送するための第2の光ファイバケーブル上へ戻るように経路指定
される。
クノードへ送信されるべきである場合、そのデータストリームは、第1の光ファ
イバケーブルからWDM202とTDM平滑器206を介して交差点スイッチポ
ートへ上方に、交差点スイッチを介して第2のスイッチポートへ、他のTDM平
滑器206とその合波器ユニットのWDM202を介して下方に、次のネットワ
ークノードに伝送するための第2の光ファイバケーブル上へ戻るように経路指定
される。
【0066】
各合波器ユニット142は、スイッチ210を構成するための、及びTDM平
滑器206とWDM202の状態を追跡するためのCPU又はコントローラ21
2を含む。
滑器206とWDM202の状態を追跡するためのCPU又はコントローラ21
2を含む。
【0067】
TDM平滑器回路
図10は、TDM平滑器回路206のより詳細な図を示す。図の左側は、TD
M平滑器206とSERDES回路208(図9)との間のスイッチ側インターフェー
スを表し、図の右側は、TDMとSERDES回路(図9)との間のWDM側インター
フェースを表す。TDM平滑器206を介したインバウンドデータ経路は、チャ
ネルAとチャネルBのRxデータストリームを組み合わせられたチャネルABの
Txデータストリームへ変換し、TDM平滑器206介したアウトバウンドデー
タ経路は、WDM回路から受信されたチャネルABのRxデータストリームを1
対のチャネルAとチャネルBのRxデータストリームへ変換する。
M平滑器206とSERDES回路208(図9)との間のスイッチ側インターフェー
スを表し、図の右側は、TDMとSERDES回路(図9)との間のWDM側インター
フェースを表す。TDM平滑器206を介したインバウンドデータ経路は、チャ
ネルAとチャネルBのRxデータストリームを組み合わせられたチャネルABの
Txデータストリームへ変換し、TDM平滑器206介したアウトバウンドデー
タ経路は、WDM回路から受信されたチャネルABのRxデータストリームを1
対のチャネルAとチャネルBのRxデータストリームへ変換する。
【0068】
TDM平滑器206の動作を説明するために、幾つかの背景情報が必要である
。リンク合波器106(図3)のリンクカード140によって受信される信号の
プロトコルに関係なく、入力データは、「カプセル封じされた」データ(即ち、
特殊な開始、及び終了フレーム文字によって囲まれた)のフレームを有する1.
25Gbpsストリームへリンクカードによって変換される。リンク合波器を介
して伝送されるデータの各フレームは、特殊な20ビットカプセル封じ文字で始
まって終了する。更に、リンク合波器は、リンクカード間に20ビットのフロー
制御文字を送信し、リンクカードのFIFOフレームバッファ間のフレームの流
れを停止しし、開始する。
。リンク合波器106(図3)のリンクカード140によって受信される信号の
プロトコルに関係なく、入力データは、「カプセル封じされた」データ(即ち、
特殊な開始、及び終了フレーム文字によって囲まれた)のフレームを有する1.
25Gbpsストリームへリンクカードによって変換される。リンク合波器を介
して伝送されるデータの各フレームは、特殊な20ビットカプセル封じ文字で始
まって終了する。更に、リンク合波器は、リンクカード間に20ビットのフロー
制御文字を送信し、リンクカードのFIFOフレームバッファ間のフレームの流
れを停止しし、開始する。
【0069】
各々が10ビットであるデータ文字は、リンク合波器を介して20ビットの塊
(chunk)で2個ずつ送信される。従って、データ及び制御文字の双方に対する
リンク合波器の伝送の基本単位は、20ビット長である。
(chunk)で2個ずつ送信される。従って、データ及び制御文字の双方に対する
リンク合波器の伝送の基本単位は、20ビット長である。
【0070】
好適な実施形態のリンク合波器で使用される好適な20ビット制御文字の組は
、以下に制限されないが、次のものを含む。即ち、 ・フレームカプセル封じ文字(フレームの開始と終了)。 ・フロー制御文字(追加フレームを受け取る準備)。 ・リンク合波器106を介したデータ経路を確立するために使用されるリンク初
期化文字。 ・フレームの中間に無効なワードの存在を示すために使用される「内部違反(In
ternal Violation)」(VIO)文字。 ・同期の欠如を示すために使用される「内部動作不能シーケンス(Internal Not
Operational Sequence)」(NOS)文字。 ・リンク合波器の任意の通信チャネルを介して伝送されるべきデータ又は他の文
字が存在しないときはいつでも伝送される、アイドル文字。
、以下に制限されないが、次のものを含む。即ち、 ・フレームカプセル封じ文字(フレームの開始と終了)。 ・フロー制御文字(追加フレームを受け取る準備)。 ・リンク合波器106を介したデータ経路を確立するために使用されるリンク初
期化文字。 ・フレームの中間に無効なワードの存在を示すために使用される「内部違反(In
ternal Violation)」(VIO)文字。 ・同期の欠如を示すために使用される「内部動作不能シーケンス(Internal Not
Operational Sequence)」(NOS)文字。 ・リンク合波器の任意の通信チャネルを介して伝送されるべきデータ又は他の文
字が存在しないときはいつでも伝送される、アイドル文字。
【0071】
リンク合波器で使用される特殊20ビット文字のそれぞれは、10ビット文字
の特定コードが後続する所定のK28.5 10ビット文字からなる。K28.
5文字は、データ文字に対立するものとして制御文字を表すために、ファイバチ
ャネル及びギガビットイーサネットで最も一般的に使用される「特殊」文字であ
る。それは、受信されたビットストリームをワードの境界に位置合わせするため
の非直列化回路により使用される所定の「カンマ」ビットパターン(「0011111
」)を有するため、理想的な文字である。
の特定コードが後続する所定のK28.5 10ビット文字からなる。K28.
5文字は、データ文字に対立するものとして制御文字を表すために、ファイバチ
ャネル及びギガビットイーサネットで最も一般的に使用される「特殊」文字であ
る。それは、受信されたビットストリームをワードの境界に位置合わせするため
の非直列化回路により使用される所定の「カンマ」ビットパターン(「0011111
」)を有するため、理想的な文字である。
【0072】
また、K28.1文字と呼ばれる別の特殊文字は、カンマビットパターンを含
む。光ファイバケーブルを介した伝送のために2つ以上のデータストリームを組
み合わせる場合、リンク合波器は、データストリームの第1のストリームのK2
8.5文字の全てをK28.1文字に置き換えることによりデータストリームの
第1のストリームをマーキングし、それにより受信中の装置が、異なる論理デー
タストリームを受信された物理データストリームから分離して取り出し、受信さ
れた物理データストリームと異なる論理データを適切に識別することが可能にな
る。
む。光ファイバケーブルを介した伝送のために2つ以上のデータストリームを組
み合わせる場合、リンク合波器は、データストリームの第1のストリームのK2
8.5文字の全てをK28.1文字に置き換えることによりデータストリームの
第1のストリームをマーキングし、それにより受信中の装置が、異なる論理デー
タストリームを受信された物理データストリームから分離して取り出し、受信さ
れた物理データストリームと異なる論理データを適切に識別することが可能にな
る。
【0073】
2つのインバウンドデータ経路のそれぞれは、毎秒10ビット文字を格納する
ラッチ230から始まり、次いで20ビット文字を形成するようにすぐ後に続く
10ビット文字と組み合わせられる。20ビット文字は、Rxデータ経路回路2
32−1又は232−2を介して時分割合波器(TDM)234に伝送される。
Rxデータ経路回路232は、図12に関連してより詳細に後述される。
ラッチ230から始まり、次いで20ビット文字を形成するようにすぐ後に続く
10ビット文字と組み合わせられる。20ビット文字は、Rxデータ経路回路2
32−1又は232−2を介して時分割合波器(TDM)234に伝送される。
Rxデータ経路回路232は、図12に関連してより詳細に後述される。
【0074】
TDM234は、厳密交番を用いてチャネルAとチャネルBのデータストリー
ムを組み合わせる。即ち、それは、チャネルAからの20ビット文字の伝送とチ
ャネルBからの20ビット文字との交互になる。例えば、偶数番号のクロックサ
イクルでチャネルAデータが伝送のためにTDM234により選択され、奇数番
号のクロックサイクルでチャネルBデータが伝送のためにTDM234により選
択される。
ムを組み合わせる。即ち、それは、チャネルAからの20ビット文字の伝送とチ
ャネルBからの20ビット文字との交互になる。例えば、偶数番号のクロックサ
イクルでチャネルAデータが伝送のためにTDM234により選択され、奇数番
号のクロックサイクルでチャネルBデータが伝送のためにTDM234により選
択される。
【0075】
受信端の装置が、どのサイクルが偶数サイクルであり、どれが奇数サイクルで
あるかを知るために、TDM234は、チャネルAのK28.5文字の全てをK
28.1文字と置き換える。代替の実施形態において、多数の論理チャネル(チ
ャネルA〜チャネルn)が、光ファイバケーブルを介した伝送用の単一信号へと
TDM234により組み合わせられる場合、TDM234は、論理チャネルの第
1のチャネルのK28.5文字をK28.1文字と置き換えることにより論理チ
ャネルの第1のチャネルをマーキングし、それにより受信中の装置が受信した信
号内の全論理チャネルを識別することが可能になる。他の論理チャネルの全ての
K28.5文字は、変更されないままである。
あるかを知るために、TDM234は、チャネルAのK28.5文字の全てをK
28.1文字と置き換える。代替の実施形態において、多数の論理チャネル(チ
ャネルA〜チャネルn)が、光ファイバケーブルを介した伝送用の単一信号へと
TDM234により組み合わせられる場合、TDM234は、論理チャネルの第
1のチャネルのK28.5文字をK28.1文字と置き換えることにより論理チ
ャネルの第1のチャネルをマーキングし、それにより受信中の装置が受信した信
号内の全論理チャネルを識別することが可能になる。他の論理チャネルの全ての
K28.5文字は、変更されないままである。
【0076】
システムの全てのリンク合波器106が同一の合波器ユニットを使用するため
、光ファイバケーブルセグメントを介して伝送される全データストリームは、各
データストリーム内の第1のサブチャネルと同じデータストリームの他のサブチ
ャネルとを区別するために同じマーキング方式を使用する。20ビットデータス
トリームが「盲目的に」組み合わせられるため、2つの本質的に異なる20ビッ
ト文字間の境界をまたぐ「誤りのカンマ」が存在する可能性がある。この結果、
リンクカード及び合波器ユニットのSERDES回路は、SERDES回路が誤りのカンマで
受信したビットストリームを偶発的に再位置合わせすることを防止するように、
リンク初期化中を除いて、それらの「カンマ検出」モードの使用禁止状態で動作
させられる。
、光ファイバケーブルセグメントを介して伝送される全データストリームは、各
データストリーム内の第1のサブチャネルと同じデータストリームの他のサブチ
ャネルとを区別するために同じマーキング方式を使用する。20ビットデータス
トリームが「盲目的に」組み合わせられるため、2つの本質的に異なる20ビッ
ト文字間の境界をまたぐ「誤りのカンマ」が存在する可能性がある。この結果、
リンクカード及び合波器ユニットのSERDES回路は、SERDES回路が誤りのカンマで
受信したビットストリームを偶発的に再位置合わせすることを防止するように、
リンク初期化中を除いて、それらの「カンマ検出」モードの使用禁止状態で動作
させられる。
【0077】
TDM平滑器206内のインバウンドデータ経路において、時分割分波器(T
DDM)240は、20ビットの125MHz信号を受信する。受信された信号
は、交番する20ビット文字の形態で2つの論理サブチャネルを包含する。TD
DM240は受信した信号を検査して、(A)信号の20ビットワードの境界を
探索し、(B)どの論理サブチャネルがK28.1文字を有するか、従ってどの
論理サブチャネルがチャネルAであるかを判定する。TDDM240は、第1の
サブチャネルからの20ビット文字を、第1のRxデータ経路回路232−3を
介して第1の出力バッファ244−1に伝送し、第2のサブチャネル用の20ビ
ット文字を、第2のRxデータ経路回路232−4を介して第2の出力バッファ
244−2に伝送する。それぞれの出力バッファ244は、受信した20ビット
の62.5MHzデータ信号のストリームを10ビット文字の125MHzスト
リームへ変換する。
DDM)240は、20ビットの125MHz信号を受信する。受信された信号
は、交番する20ビット文字の形態で2つの論理サブチャネルを包含する。TD
DM240は受信した信号を検査して、(A)信号の20ビットワードの境界を
探索し、(B)どの論理サブチャネルがK28.1文字を有するか、従ってどの
論理サブチャネルがチャネルAであるかを判定する。TDDM240は、第1の
サブチャネルからの20ビット文字を、第1のRxデータ経路回路232−3を
介して第1の出力バッファ244−1に伝送し、第2のサブチャネル用の20ビ
ット文字を、第2のRxデータ経路回路232−4を介して第2の出力バッファ
244−2に伝送する。それぞれの出力バッファ244は、受信した20ビット
の62.5MHzデータ信号のストリームを10ビット文字の125MHzスト
リームへ変換する。
【0078】
Rxデータ経路回路232のそれぞれは、20ビット記号のストリームを受信
するが、18ビット記号のデータストリームを出力する。その18ビット記号の
データストリームのそれぞれは、16ビットのデータ、最初の8ビットが「K文
字」として符号化されなければならないかを示すための1つのフラグ、及びデー
タワードが有効か無効かを示すための有効ビットを含む。次いで、これらの18
ビットは、それぞれの8ビット/10ビットエンコーダ242により符号化され
る。
するが、18ビット記号のデータストリームを出力する。その18ビット記号の
データストリームのそれぞれは、16ビットのデータ、最初の8ビットが「K文
字」として符号化されなければならないかを示すための1つのフラグ、及びデー
タワードが有効か無効かを示すための有効ビットを含む。次いで、これらの18
ビットは、それぞれの8ビット/10ビットエンコーダ242により符号化され
る。
【0079】
Rxデータ経路回路内のチャネルAデータ経路回路は、特殊帯域内制御フレー
ムをアイドル時間中にデータストリームへ挿入するための帯域内Tx回路246
も有する。制御情報は、光ファイバネットワークの単一コンピュータシステム又
は単一のノードコントローラにより、光ファイバネットワークのリンクカード及
び合波器ユニットのコントローラに分配され得る。MUXユニット142の制御
CPU212(及びリンクカード140の制御CPU180)を有することによ
りそれぞれと通信するネットワークシステム内のコントローラは、これらの帯域
内フレームを送信する。制御CPU212は、帯域内Tx回路246内の64バ
イトレジスタにフレームを書き込む。次いで、制御CPUは、フレームが進行す
る準備の整ったことをハードウェアに知らせるためのフラグを書き込む。Rxデ
ータ経路232−1が、(より詳細に後述されるように)制御フレームを挿入す
るための十分なアイドル空間があることを示す場合、帯域内Tx回路246が、
フレーム区切りの特殊開始記号でアイドルの代わりにデータ経路の上へ制御フレ
ームを挿入する。
ムをアイドル時間中にデータストリームへ挿入するための帯域内Tx回路246
も有する。制御情報は、光ファイバネットワークの単一コンピュータシステム又
は単一のノードコントローラにより、光ファイバネットワークのリンクカード及
び合波器ユニットのコントローラに分配され得る。MUXユニット142の制御
CPU212(及びリンクカード140の制御CPU180)を有することによ
りそれぞれと通信するネットワークシステム内のコントローラは、これらの帯域
内フレームを送信する。制御CPU212は、帯域内Tx回路246内の64バ
イトレジスタにフレームを書き込む。次いで、制御CPUは、フレームが進行す
る準備の整ったことをハードウェアに知らせるためのフラグを書き込む。Rxデ
ータ経路232−1が、(より詳細に後述されるように)制御フレームを挿入す
るための十分なアイドル空間があることを示す場合、帯域内Tx回路246が、
フレーム区切りの特殊開始記号でアイドルの代わりにデータ経路の上へ制御フレ
ームを挿入する。
【0080】
光ファイバケーブルを介した伝送後、帯域内制御フレームが別のMUXユニッ
トに到着した場合、帯域内Rx回路248は、フレーム区切りの特殊開始記号を
検出し、64バイトのフレームデータを、(状態および制御レジスタ254に含
まれる)8個のRxバッファのうちの隣のRxバッファへ格納する。帯域内Rx
回路248は、帯域内制御フレームデータの代わりにアイドルを、後続の8ビッ
ト/10ビットエンコーダ242−3に伝える。ひとたび帯域内フレームの全て
が受信されれば、帯域内Rx回路は、フレームが使用中であるとして書き込まれ
たRxバッファをマーキングし、帯域内制御フレームが利用可能であることを制
御CPU250に通知する。ひとたび制御CPU212がフレームを読み出せば
、それはRxバッファを利用可能であるとしてマーキングする。特殊帯域内フレ
ームが受信され、次のRxバッファが利用可能でない場合、帯域内フレームデー
タは、帯域内Rx回路248により廃棄される。
トに到着した場合、帯域内Rx回路248は、フレーム区切りの特殊開始記号を
検出し、64バイトのフレームデータを、(状態および制御レジスタ254に含
まれる)8個のRxバッファのうちの隣のRxバッファへ格納する。帯域内Rx
回路248は、帯域内制御フレームデータの代わりにアイドルを、後続の8ビッ
ト/10ビットエンコーダ242−3に伝える。ひとたび帯域内フレームの全て
が受信されれば、帯域内Rx回路は、フレームが使用中であるとして書き込まれ
たRxバッファをマーキングし、帯域内制御フレームが利用可能であることを制
御CPU250に通知する。ひとたび制御CPU212がフレームを読み出せば
、それはRxバッファを利用可能であるとしてマーキングする。特殊帯域内フレ
ームが受信され、次のRxバッファが利用可能でない場合、帯域内フレームデー
タは、帯域内Rx回路248により廃棄される。
【0081】
また、TDM平滑器206は、CPUインターフェース252を介してMUX
ユニットのCPU212によって読み出される1組の状態および制御レジスタ2
54も含む。
ユニットのCPU212によって読み出される1組の状態および制御レジスタ2
54も含む。
【0082】
代替の実施形態において、TDM234は、A及びBのチャネルをマーキング
するためにデータストリームの1つのK文字記号を変更しない。代わりに、シス
テムのリンクカードは、特殊開始パケット(Start of Packet:SOP)K文字
を、直前のフレームのアイドルをSOP記号に置き換えながら、各フレームのす
ぐ前に挿入する。このタスクは、ロジック及びRxデータ経路回路、特にRxデ
ータ経路回路193−1及びGE Rxデータ経路回路193−2のフロントエ
ンドにより実行される。受信の際、TDM234は、チャネルAデータ経路から
のSOP記号をSOP1記号へ変換し、それによりチャネルAのデータを第1の
データチャネルとしてマーキングする。TDDM240は、受信した信号を検査
して、(A)信号の20ビットワードの境界を探索し、(B)どの論理サブチャ
ネルがSOP1文字を有するか、従ってどの論理サブチャネルがチャネルAであ
るかを判定する。TDDM240は、第1のサブチャネルからの20ビット文字
を、第1のRxデータ経路回路232−3を介して第1の出力バッファ244−
1に伝送し、第2のサブチャネル用の20ビット文字を、第2のRxデータ経路
回路232−4を介して第2の出力バッファ244−2に伝送する。更に、TD
DM240は、SOP及びSOP1の特殊記号が光ファイバネットワーク内の内
部使用のためだけであるので、SOP及びSOP1記号をアイドル記号へ戻す。
するためにデータストリームの1つのK文字記号を変更しない。代わりに、シス
テムのリンクカードは、特殊開始パケット(Start of Packet:SOP)K文字
を、直前のフレームのアイドルをSOP記号に置き換えながら、各フレームのす
ぐ前に挿入する。このタスクは、ロジック及びRxデータ経路回路、特にRxデ
ータ経路回路193−1及びGE Rxデータ経路回路193−2のフロントエ
ンドにより実行される。受信の際、TDM234は、チャネルAデータ経路から
のSOP記号をSOP1記号へ変換し、それによりチャネルAのデータを第1の
データチャネルとしてマーキングする。TDDM240は、受信した信号を検査
して、(A)信号の20ビットワードの境界を探索し、(B)どの論理サブチャ
ネルがSOP1文字を有するか、従ってどの論理サブチャネルがチャネルAであ
るかを判定する。TDDM240は、第1のサブチャネルからの20ビット文字
を、第1のRxデータ経路回路232−3を介して第1の出力バッファ244−
1に伝送し、第2のサブチャネル用の20ビット文字を、第2のRxデータ経路
回路232−4を介して第2の出力バッファ244−2に伝送する。更に、TD
DM240は、SOP及びSOP1の特殊記号が光ファイバネットワーク内の内
部使用のためだけであるので、SOP及びSOP1記号をアイドル記号へ戻す。
【0083】
受信データパス(経路)回路
図11を参照すると、受信データパス回路232(そのうち4つのインスタン
スが図10のTDM平滑器206の各々にあり、2つのインスタンスが図6のM
UXインタフェースフレームプロセッサ170の各々にある)は20ビットの信
号を受信し、それを16ビットのデータと、Kキャラクタのフラグと無効ワード
フラグに変換する。
スが図10のTDM平滑器206の各々にあり、2つのインスタンスが図6のM
UXインタフェースフレームプロセッサ170の各々にある)は20ビットの信
号を受信し、それを16ビットのデータと、Kキャラクタのフラグと無効ワード
フラグに変換する。
【0084】
受信データパス回路232はフレーム内にある無効ワードを特殊違反ワード(
FVIO)に置換し、フレーム外にある無効ワードを排除し、データストリーム
のタイミングをリンクカード又はMUX(合波)ユニットのローカルクロックに
変更する。また受信した無効ワードのカウントをも保持し、故障しているリンク
を容易に分離できるようにする。
FVIO)に置換し、フレーム外にある無効ワードを排除し、データストリーム
のタイミングをリンクカード又はMUX(合波)ユニットのローカルクロックに
変更する。また受信した無効ワードのカウントをも保持し、故障しているリンク
を容易に分離できるようにする。
【0085】
受信した20ビットワードの各々はまず、10ビット/8ビットデコーダ回路
274によって、16ビットデータとフラグにデコードされる。デコーダ回路2
74はKキャラクタのフラグに加えて、20ビットワードが有効な10ビットコ
ードから形成されているか否かを示す有効フラグを生成する。これらの16ビッ
トデータ及びフラグは、ワードデコーダ及び同期喪失状態マシン276に送られ
る。
274によって、16ビットデータとフラグにデコードされる。デコーダ回路2
74はKキャラクタのフラグに加えて、20ビットワードが有効な10ビットコ
ードから形成されているか否かを示す有効フラグを生成する。これらの16ビッ
トデータ及びフラグは、ワードデコーダ及び同期喪失状態マシン276に送られ
る。
【0086】
ワードデコーダ276は、フレーム開始及びフレーム終了の区切り記号を認識
することにより、受信したデータがフレーム内外の何れにあるかを監視する。受
信ワードが有効の場合、16ビットデータとKキャラクタのフラグはドロップ回
路278にそのまま通される。受信ワードが無効であり、データがフレームの中
間にある場合には、そのワードは特殊FVIOワードと置換される。下流側のロ
ジックは、それが元のデータでないことを認識するが、エラー分離を容易にする
ためにそれを無効ワードとしてカウントすることはない。なぜなら、そのエラー
がどのデータパス(経路)に沿って生じたかということは、それが受信ノードよ
りも前のノードで発生したということを除き、判らないからである。受信したワ
ードが無効であり、データがフレーム内にない場合は、ForceDropフラグがドロ
ップ回路278にアサートされ、無効ワードはデータストリームから完全に落と
される。
することにより、受信したデータがフレーム内外の何れにあるかを監視する。受
信ワードが有効の場合、16ビットデータとKキャラクタのフラグはドロップ回
路278にそのまま通される。受信ワードが無効であり、データがフレームの中
間にある場合には、そのワードは特殊FVIOワードと置換される。下流側のロ
ジックは、それが元のデータでないことを認識するが、エラー分離を容易にする
ためにそれを無効ワードとしてカウントすることはない。なぜなら、そのエラー
がどのデータパス(経路)に沿って生じたかということは、それが受信ノードよ
りも前のノードで発生したということを除き、判らないからである。受信したワ
ードが無効であり、データがフレーム内にない場合は、ForceDropフラグがドロ
ップ回路278にアサートされ、無効ワードはデータストリームから完全に落と
される。
【0087】
状態マシン276が何れかの連続する10ワード内に4つの無効ワードを検出
した場合、状態マシン276は、受信データが同期を失っていると判断する。そ
の場合、状態マシン276はKキャラクタのフラグと挿入/落ちOKフラグでマ
ーク付けされたFNOSワードをドロップ回路278に伝播させる。その後、状
態マシンは入力されるデータストリームを調べて、データストリーム中のワード
の各々をFNOSワードで置き換える。これはリンク初期化ワード又はアイドル
の何れかである有効ワードを3つ連続して受信するまで継続され、その時点で状
態マシン276は受信データの同期が再度確立されたことを推定し、データスト
リームからドロップ回路278へのワードの伝播を再開する。
した場合、状態マシン276は、受信データが同期を失っていると判断する。そ
の場合、状態マシン276はKキャラクタのフラグと挿入/落ちOKフラグでマ
ーク付けされたFNOSワードをドロップ回路278に伝播させる。その後、状
態マシンは入力されるデータストリームを調べて、データストリーム中のワード
の各々をFNOSワードで置き換える。これはリンク初期化ワード又はアイドル
の何れかである有効ワードを3つ連続して受信するまで継続され、その時点で状
態マシン276は受信データの同期が再度確立されたことを推定し、データスト
リームからドロップ回路278へのワードの伝播を再開する。
【0088】
加えて、ワードデコーダ及び同期喪失状態マシン276は、受信データがアイ
ドル又は予め定めた4つのリンク初期化ワードの組の中の1つであるかどうかを
判定する。これら5つの記号の何れかが検出されたなら、状態マシン276は対
応する5つのアイドル/初期化(idle/init)デコードフラグの1つをセットし
、またInsert/Drop OKフラグをセットする。
ドル又は予め定めた4つのリンク初期化ワードの組の中の1つであるかどうかを
判定する。これら5つの記号の何れかが検出されたなら、状態マシン276は対
応する5つのアイドル/初期化(idle/init)デコードフラグの1つをセットし
、またInsert/Drop OKフラグをセットする。
【0089】
16ビットデータ、Kキャラクタフラグ、5つのidle/initフラグ及びInsert/
Drop OKフラグは、23ビット幅のFIFO280に渡される。好ましい実施例
では、このFIFO280は128ワードまでを、それぞれ23ビット幅で格納
する。
Drop OKフラグは、23ビット幅のFIFO280に渡される。好ましい実施例
では、このFIFO280は128ワードまでを、それぞれ23ビット幅で格納
する。
【0090】
ドロップ回路278、128×23ビットのFIFO280及び挿入回路28
2は、平滑化又はデータタイミング変更回路を形成する。ドロップ回路278と
FIFO280の書き込み側は、受信クロック(受信シリアルデータから外部の
SERDES回路によって回復される)で動作する。 挿入回路282とFIFO280の読み出し側は、ローカル発振器から得られ
るシステムクロックで動作する。通常、これらのクロックは何れも同じ周波数で
動作するが、実際にはそれらは僅かに異なり、従ってデータストリームのタイミ
ングを変更する必要がある。
2は、平滑化又はデータタイミング変更回路を形成する。ドロップ回路278と
FIFO280の書き込み側は、受信クロック(受信シリアルデータから外部の
SERDES回路によって回復される)で動作する。 挿入回路282とFIFO280の読み出し側は、ローカル発振器から得られ
るシステムクロックで動作する。通常、これらのクロックは何れも同じ周波数で
動作するが、実際にはそれらは僅かに異なり、従ってデータストリームのタイミ
ングを変更する必要がある。
【0091】
ドロップ回路278は通常、FIFO280に対してクロックサイクルごとに
書き込みを行う。しかしForceDropフラグがオン(即ちセット)の場合、或いは
FIFO280が半分より多く満たされておりInsert/Drop OKフラグがオンの場
合、FIFO書き込みイネーブルは抑制され、デコーダ276からの現在のワー
ドは捨てられる(即ちFIFO280に書き込まれない)。
書き込みを行う。しかしForceDropフラグがオン(即ちセット)の場合、或いは
FIFO280が半分より多く満たされておりInsert/Drop OKフラグがオンの場
合、FIFO書き込みイネーブルは抑制され、デコーダ276からの現在のワー
ドは捨てられる(即ちFIFO280に書き込まれない)。
【0092】
挿入回路282は通常、クロックサイクルごとにFIFO280から読み出し
を行う。しかしFIFO280の4分の1未満しか満たされておらず、FIFO
280から読み出した最後のワードのInsert/Drop OKフラグがセットされている
場合、FIFO読み出しは抑制され、最後に読み出されたワードが出力に複製さ
れる。
を行う。しかしFIFO280の4分の1未満しか満たされておらず、FIFO
280から読み出した最後のワードのInsert/Drop OKフラグがセットされている
場合、FIFO読み出しは抑制され、最後に読み出されたワードが出力に複製さ
れる。
【0093】
従って、受信クロックがシステムクロックよりも僅かに速い場合、FIFO2
80は時折半分以上満たされる。というのは、FIFOからの読み出し速度がF
IFOへの書き込み速度よりも僅かに遅いからである。このときドロップ回路2
78は時折、ワードを落としてFIFO280の半分未満が満たされているよう
にする。システムクロックが受信クロックよりも僅かに速い場合には、FIFO
からの読み出し速度が書き込み速度よりも僅かに速いため、FIFOは時折、そ
の充填が4分の1を下回る。挿入回路282はその場合、データストリーム中に
ワードを挿入して、FIFOの4分の1より多くが満たされているようにする。
80は時折半分以上満たされる。というのは、FIFOからの読み出し速度がF
IFOへの書き込み速度よりも僅かに遅いからである。このときドロップ回路2
78は時折、ワードを落としてFIFO280の半分未満が満たされているよう
にする。システムクロックが受信クロックよりも僅かに速い場合には、FIFO
からの読み出し速度が書き込み速度よりも僅かに速いため、FIFOは時折、そ
の充填が4分の1を下回る。挿入回路282はその場合、データストリーム中に
ワードを挿入して、FIFOの4分の1より多くが満たされているようにする。
【0094】
加えて、挿入回路282は帯域内(インバンド)データの伝送を支援する幾つ
かの特別な特徴を有している。帯域内送信回路246(例えばTDM平滑器の)
は、伝送すべき帯域内フレームを有している場合、帯域内送信要求信号をアサー
トする。FIFO280の半分未満が充填されており、現在のワードのInsert/D
rop OKフラグがオンの場合、挿入回路282はFIFO280からの読み出しを
停止して、「帯域内送信実行」信号を、受信データパス回路232の直ぐ下流に
ある帯域内送信回路に送る。帯域内送信回路によって帯域内フレームの全体がデ
ータストリーム内に挿入されるまで、この挿入回路は現在のワードをその出力へ
と、数クロックサイクルにわたって続けて複製する。
かの特別な特徴を有している。帯域内送信回路246(例えばTDM平滑器の)
は、伝送すべき帯域内フレームを有している場合、帯域内送信要求信号をアサー
トする。FIFO280の半分未満が充填されており、現在のワードのInsert/D
rop OKフラグがオンの場合、挿入回路282はFIFO280からの読み出しを
停止して、「帯域内送信実行」信号を、受信データパス回路232の直ぐ下流に
ある帯域内送信回路に送る。帯域内送信回路によって帯域内フレームの全体がデ
ータストリーム内に挿入されるまで、この挿入回路は現在のワードをその出力へ
と、数クロックサイクルにわたって続けて複製する。
【0095】
帯域内送信実行信号がアサートされている間、下流の帯域内送信回路は、受信
データパス回路からのデータを帯域内送信フレームと置き換える。帯域内フレー
ム送信が完了したならば、帯域内送信回路は帯域内送信要求信号をデアサートし
、挿入回路282は通常動作に復帰する。帯域内フレームが送信された後、FI
FO280は多くの場合、その半分より多くが充填されており、従ってドロップ
回路278はFIFOが半分未満充填の状態に戻るように、可能な限りの数のワ
ードを落とす。
データパス回路からのデータを帯域内送信フレームと置き換える。帯域内フレー
ム送信が完了したならば、帯域内送信回路は帯域内送信要求信号をデアサートし
、挿入回路282は通常動作に復帰する。帯域内フレームが送信された後、FI
FO280は多くの場合、その半分より多くが充填されており、従ってドロップ
回路278はFIFOが半分未満充填の状態に戻るように、可能な限りの数のワ
ードを落とす。
【0096】
帯域内フレームは64バイト長であり、FIFOの半分が128バイト(64
の2バイトワード)を保持しているから、帯域内送信の進行中にFIFO280
がオーバランすることはない。なぜなら帯域内送信は、FIFO280が半分未
満充填の状態になるまで始まらないからである。
の2バイトワード)を保持しているから、帯域内送信の進行中にFIFO280
がオーバランすることはない。なぜなら帯域内送信は、FIFO280が半分未
満充填の状態になるまで始まらないからである。
【0097】
挿入回路282の別の機能は、受信データパス回路232のMUXインタフェ
ースフレームプロセッサインスタンスが使用するための、有効出力フラグをセッ
トすることである。挿入回路282は、(A)FIFOから読み出されたワード
のInsert/Drop OKフラグがオンでなく、或いは(B)FIFOから読み出された
ワードが先のワードと同じアイドル又はリンク初期化ワードでないことが、FI
FOを通過した5つのidle/initフラグにより判定された場合、有効出力フラグ
をセットする。MUXインタフェースフレームプロセッサはこの有効出力フラグ
を使用して、アウトバウンドフレームバッファ168(図5)にどのワードを書
き込む必要があるかを判定する。受信データパス有効出力フラグは、TDM平滑
器によっては使用されない。
ースフレームプロセッサインスタンスが使用するための、有効出力フラグをセッ
トすることである。挿入回路282は、(A)FIFOから読み出されたワード
のInsert/Drop OKフラグがオンでなく、或いは(B)FIFOから読み出された
ワードが先のワードと同じアイドル又はリンク初期化ワードでないことが、FI
FOを通過した5つのidle/initフラグにより判定された場合、有効出力フラグ
をセットする。MUXインタフェースフレームプロセッサはこの有効出力フラグ
を使用して、アウトバウンドフレームバッファ168(図5)にどのワードを書
き込む必要があるかを判定する。受信データパス有効出力フラグは、TDM平滑
器によっては使用されない。
【0098】
受信データパス回路に大きなFIFOを使用すると、挿入回路及びドロップ回
路を制御するのに半分充填フラグ及び4分の1充填フラグを使用するのが簡単に
なることが着目される。FIFO280の幅を十分なものとして、Insert/Drop
OKフラグと5つのidle/initフラグを伝播させるようにすると、FIFOの出力
にワードを再度デコードする必要性が回避される。異なる技術的制約がある代替
的な実施例では、付加的なデコードロジックにより、より短く幅の狭いFIFO
を用いて、同じ機能性を実現するように選択できる。
路を制御するのに半分充填フラグ及び4分の1充填フラグを使用するのが簡単に
なることが着目される。FIFO280の幅を十分なものとして、Insert/Drop
OKフラグと5つのidle/initフラグを伝播させるようにすると、FIFOの出力
にワードを再度デコードする必要性が回避される。異なる技術的制約がある代替
的な実施例では、付加的なデコードロジックにより、より短く幅の狭いFIFO
を用いて、同じ機能性を実現するように選択できる。
【0099】
チャネルA及びチャネルBのデータストリームをマーク付けするのにSOP及
びSOP1という記号を用いた代替的な実施例では、リンクカードの受信データ
パス回路193−1及び193−2は、僅かに変更されたワードデコーダと状態
マシン276を有する。この実施例では、ワードデコーダ276はFIFOを含
み、その長さは1又は2ワード分であることができる。これによりワードデコー
ダは、先行するアイドルに続くフレーム開始(SOF)記号について、ルックア
ヘッドを営むことができる。ワードデコーダ276がこれら2つの記号の組み合
わせを検出した場合、ワードデコーダは常に、SOFの直前のアイドルをSOP
記号で置き換える。上で説明したように、チャネルAのSOP記号は、MUXユ
ニットのTDM平滑器にあるTDM回路234により、SOP1記号に置き換え
られる。
びSOP1という記号を用いた代替的な実施例では、リンクカードの受信データ
パス回路193−1及び193−2は、僅かに変更されたワードデコーダと状態
マシン276を有する。この実施例では、ワードデコーダ276はFIFOを含
み、その長さは1又は2ワード分であることができる。これによりワードデコー
ダは、先行するアイドルに続くフレーム開始(SOF)記号について、ルックア
ヘッドを営むことができる。ワードデコーダ276がこれら2つの記号の組み合
わせを検出した場合、ワードデコーダは常に、SOFの直前のアイドルをSOP
記号で置き換える。上で説明したように、チャネルAのSOP記号は、MUXユ
ニットのTDM平滑器にあるTDM回路234により、SOP1記号に置き換え
られる。
【0100】
リングネットワークの静的構成
通常の動作の間、リングネットワークを通るデータストリームパス(経路)は
静的に構成されている。即ち、信号経路がたびたびオンザフライに決定されると
いうことはない。むしろ、リングネットワークを使用している顧客は、継続的な
仕方で帯域幅を貸借することを前提としている。ネットワークを通る信号経路は
、一般に(A)ネットワーク上で借用したチャネルの組に変更があった場合、或
いは(B)リンクに故障が生じた場合にのみ変更される。
静的に構成されている。即ち、信号経路がたびたびオンザフライに決定されると
いうことはない。むしろ、リングネットワークを使用している顧客は、継続的な
仕方で帯域幅を貸借することを前提としている。ネットワークを通る信号経路は
、一般に(A)ネットワーク上で借用したチャネルの組に変更があった場合、或
いは(B)リンクに故障が生じた場合にのみ変更される。
【0101】
遠隔バッファリング
多くの用途において、リングネットワークを介して通信しているホスト装置(
クライアント又はクライアント装置とも呼ばれる)は、何キロメートルも離れて
いる。例えば2つの装置が50キロメートル離れている場合、ラウンドトリップ
(往復)通信経路は100キロメートルになり、受信側装置が入力信号を受信し
応答するのに要する時間を除き、往復通信時間は少なくとも500マイクロ秒に
なる。受信側装置の入力バッファが小さいと(例えば8キロバイト)、1.06
25Gbpsのチャネルの有効帯域幅は、全帯域幅よりもずっと小さくなる。例
えば、クライアント装置が50キロメートル離れているノードにあるディスクフ
ァームからファイルを要求し、要求を行っているクライアントの入力バッファが
8キロバイト(即ち約4ファイバチャネルフレーム)しか保持できないシステム
を考えてみる。クライアントは、最初のデータ要求を送信する場合に、ディスク
ファームのノードに対し、4つの格納クレジットをも送信する。4つより多いク
レジットを送信することはないが、そうするとディスクファームがクライアント
が確実にバッファリングし処理することができるよりも多いデータを送信するこ
とになり、要求を再送信する手間と大きな遅延を蒙るからである。
クライアント又はクライアント装置とも呼ばれる)は、何キロメートルも離れて
いる。例えば2つの装置が50キロメートル離れている場合、ラウンドトリップ
(往復)通信経路は100キロメートルになり、受信側装置が入力信号を受信し
応答するのに要する時間を除き、往復通信時間は少なくとも500マイクロ秒に
なる。受信側装置の入力バッファが小さいと(例えば8キロバイト)、1.06
25Gbpsのチャネルの有効帯域幅は、全帯域幅よりもずっと小さくなる。例
えば、クライアント装置が50キロメートル離れているノードにあるディスクフ
ァームからファイルを要求し、要求を行っているクライアントの入力バッファが
8キロバイト(即ち約4ファイバチャネルフレーム)しか保持できないシステム
を考えてみる。クライアントは、最初のデータ要求を送信する場合に、ディスク
ファームのノードに対し、4つの格納クレジットをも送信する。4つより多いク
レジットを送信することはないが、そうするとディスクファームがクライアント
が確実にバッファリングし処理することができるよりも多いデータを送信するこ
とになり、要求を再送信する手間と大きな遅延を蒙るからである。
【0102】
ディスクファームは従来技術の方法を用いて、データの4FC(ファイバチャ
ネル)フレームのみを送信することによって応答し、要求側のクライアントから
より多くの送信クレジットを受け取る迄は、それ以上のデータを送信することな
しに待機する。しかし、クライアントが最初のデータを受信し、別に3つのクレ
ジットを返すまでには、少なくとも500マイクロ秒を要する。従って精々、ク
ライアントは500マイクロ秒ごとに8キロバイトを受信できるに過ぎず、これ
は合計では約16メガバイト/秒のデータ速度となるが、チャネルの帯域幅が1
00メガバイト/秒であるのと対照的である。従ってこの例では、送信側装置に
対して格納クレジットを送信するのに必要な長い往復時間によって、利用可能な
チャネルの帯域幅の約84%が浪費されている。この性能は、要求側クライアン
トの入力バッファの大きさを増大させ、また各フレームの受信に応じて直ちに新
たな格納クレジットを送信することによって改良できる。
ネル)フレームのみを送信することによって応答し、要求側のクライアントから
より多くの送信クレジットを受け取る迄は、それ以上のデータを送信することな
しに待機する。しかし、クライアントが最初のデータを受信し、別に3つのクレ
ジットを返すまでには、少なくとも500マイクロ秒を要する。従って精々、ク
ライアントは500マイクロ秒ごとに8キロバイトを受信できるに過ぎず、これ
は合計では約16メガバイト/秒のデータ速度となるが、チャネルの帯域幅が1
00メガバイト/秒であるのと対照的である。従ってこの例では、送信側装置に
対して格納クレジットを送信するのに必要な長い往復時間によって、利用可能な
チャネルの帯域幅の約84%が浪費されている。この性能は、要求側クライアン
トの入力バッファの大きさを増大させ、また各フレームの受信に応じて直ちに新
たな格納クレジットを送信することによって改良できる。
【0103】
本発明では、リンクカードにフレームバッファ166,168(図5)を設け
、フロー制御を3つの別々の領域に分割することによって、帯域幅の取り扱いが
改善される。これらの領域は(1)クライアント装置からリンクカードへ、(2
)リンクカードから光ファイバネットワークを介してリンクカードへ、及び(3
)リンクカードからクライアント装置へである。クライアント装置におけるバッ
ファリングが、クライアント装置からリンクカードへの往復リンク時間を扱うの
に十分なものであれば、帯域幅全部を保持することができる。これは部分的には
、リンクカードに大きなフレームバッファ166,168が設けられ、また部分
的には、格納クレジットの送信器及び受信器としてリンクカードを使用するため
である。
、フロー制御を3つの別々の領域に分割することによって、帯域幅の取り扱いが
改善される。これらの領域は(1)クライアント装置からリンクカードへ、(2
)リンクカードから光ファイバネットワークを介してリンクカードへ、及び(3
)リンクカードからクライアント装置へである。クライアント装置におけるバッ
ファリングが、クライアント装置からリンクカードへの往復リンク時間を扱うの
に十分なものであれば、帯域幅全部を保持することができる。これは部分的には
、リンクカードに大きなフレームバッファ166,168が設けられ、また部分
的には、格納クレジットの送信器及び受信器としてリンクカードを使用するため
である。
【0104】
インバウンドフレームバッファ166にあるフレームの数に基づき、リンクイ
ンタフェースフレームプロセッサは、接続されたクライアント装置に対してフロ
ー制御プリミティブを発行し、最大帯域幅を維持すると同時に、インバウンドフ
レームバッファがオーバフローしないことを確実にする。接続されたクライアン
ト装置により発行されたフロー制御プリミティブに基づき、リンクインタフェー
スフレームプロセッサは、アウトバウンドフレームバッファ168の読み出しを
制御する。
ンタフェースフレームプロセッサは、接続されたクライアント装置に対してフロ
ー制御プリミティブを発行し、最大帯域幅を維持すると同時に、インバウンドフ
レームバッファがオーバフローしないことを確実にする。接続されたクライアン
ト装置により発行されたフロー制御プリミティブに基づき、リンクインタフェー
スフレームプロセッサは、アウトバウンドフレームバッファ168の読み出しを
制御する。
【0105】
ファイバチャネルリンクカードのための遠隔バッファリングの詳細
ファイバチャネルリンクが初期化された後、ファイバチャネル装置はログイン
手順を実行するが、これはバッファからバッファへのクレジットを幾つ持ってい
るかを交換することを含む。ファイバチャネルリンクの一端にある第1のクライ
アントにより広められる、バッファからバッファへのクレジットの数は、リンク
によってこの第1のクライアントに接続された第2のクライアントが、追加のク
レジットを待つ必要なしに第1のクライアントへと送ることのできるフレームの
数である。追加のクレジットは、RRDYと呼ばれる特殊ワードを送ることによ
って伝送される。1つのRRDYワードは1つのクレジットを伝送することがで
き、これは受信装置がファイバチャネルフレーム上で伝送を行うことを可能にす
る。
手順を実行するが、これはバッファからバッファへのクレジットを幾つ持ってい
るかを交換することを含む。ファイバチャネルリンクの一端にある第1のクライ
アントにより広められる、バッファからバッファへのクレジットの数は、リンク
によってこの第1のクライアントに接続された第2のクライアントが、追加のク
レジットを待つ必要なしに第1のクライアントへと送ることのできるフレームの
数である。追加のクレジットは、RRDYと呼ばれる特殊ワードを送ることによ
って伝送される。1つのRRDYワードは1つのクレジットを伝送することがで
き、これは受信装置がファイバチャネルフレーム上で伝送を行うことを可能にす
る。
【0106】
本発明の光ファイバネットワークは、交換される情報を変更することなしに、
2つの接続されたクライアント装置の間でのログイン手順を完了させることを可
能にする。しかしながらこのシステムのリンクカードは、通過されるログインフ
レームを調べることにより、リンクの各端にあるデバイスによってサポートされ
ているバッファからバッファへのクレジットの数を判定する。
2つの接続されたクライアント装置の間でのログイン手順を完了させることを可
能にする。しかしながらこのシステムのリンクカードは、通過されるログインフ
レームを調べることにより、リンクの各端にあるデバイスによってサポートされ
ているバッファからバッファへのクレジットの数を判定する。
【0107】
図7を参照すると、インバウンドフレームバッファ166及びアウトバウンド
フレームバッファ168の各々は、最大で240の最大サイズのファイバチャネ
ルフレームを保持することができる。インバウンドフレームバッファ166にフ
レームが書き込まれるときは常に、受信クレジット回路194−1が、リンクカ
ード内部の「保留RRDY」カウンタをインクリメントする。クライアント装置
に対するアウトバウンドリンクがアイドルの場合は常に、インバウンドフレーム
バッファは半分未満が充填されており、保留RRDYカウンタはゼロよりも大き
く、送信クレジット回路198−1がファイバチャネルRRDYワードを送信デ
ータストリームに挿入し、保留RRDYカウンタをデクリメントする。インバウ
ンドフレームバッファの半分より多くが満たされている場合には、インバウンド
フレームバッファが半分充填未満に落ちるまで、RRDYは保留のままに保持さ
れる。従ってインバウンドフレームバッファには、追加のRRDYが送信されな
くとも、120フレームまで到着する余地がある。接続されているFCクライア
ント装置は実際、光ファイバネットワークの遠隔端にあるクライアント装置によ
り特定されただけの数のフレームを送信できるという前提で動作している。遠隔
にある装置のバッファからバッファへのクレジットが120フレーム以下である
限り、ローカルなクライアント装置とインバウンドフレームバッファの間のフロ
ー制御は適切に動作する。広く知らされたバッファクレジット(遠隔のデバイス
の)が120を越える場合は、遠隔バッファリングはディセーブルされ、その場
合には全てのフレームとRRDYがシステム端からシステム端へと、格納クレジ
ットの内部バッファリングなしに渡される。西暦2000年現在、殆どのFCク
ライアント装置の有するバッファからバッファへのクレジットの範囲は、2フレ
ームから16フレームの間にある。極めて少数のFCクライアント装置が、多く
て64FCフレームの内部バッファリングを有するに過ぎない。
フレームバッファ168の各々は、最大で240の最大サイズのファイバチャネ
ルフレームを保持することができる。インバウンドフレームバッファ166にフ
レームが書き込まれるときは常に、受信クレジット回路194−1が、リンクカ
ード内部の「保留RRDY」カウンタをインクリメントする。クライアント装置
に対するアウトバウンドリンクがアイドルの場合は常に、インバウンドフレーム
バッファは半分未満が充填されており、保留RRDYカウンタはゼロよりも大き
く、送信クレジット回路198−1がファイバチャネルRRDYワードを送信デ
ータストリームに挿入し、保留RRDYカウンタをデクリメントする。インバウ
ンドフレームバッファの半分より多くが満たされている場合には、インバウンド
フレームバッファが半分充填未満に落ちるまで、RRDYは保留のままに保持さ
れる。従ってインバウンドフレームバッファには、追加のRRDYが送信されな
くとも、120フレームまで到着する余地がある。接続されているFCクライア
ント装置は実際、光ファイバネットワークの遠隔端にあるクライアント装置によ
り特定されただけの数のフレームを送信できるという前提で動作している。遠隔
にある装置のバッファからバッファへのクレジットが120フレーム以下である
限り、ローカルなクライアント装置とインバウンドフレームバッファの間のフロ
ー制御は適切に動作する。広く知らされたバッファクレジット(遠隔のデバイス
の)が120を越える場合は、遠隔バッファリングはディセーブルされ、その場
合には全てのフレームとRRDYがシステム端からシステム端へと、格納クレジ
ットの内部バッファリングなしに渡される。西暦2000年現在、殆どのFCク
ライアント装置の有するバッファからバッファへのクレジットの範囲は、2フレ
ームから16フレームの間にある。極めて少数のFCクライアント装置が、多く
て64FCフレームの内部バッファリングを有するに過ぎない。
【0108】
アウトバウンドフレームバッファ168からクライアント装置へのフレームの
フロー制御は次のように行われる。リンクカードは、ログインに際して接続され
ている装置により知らされた、バッファからバッファへのクレジットに従わねば
ならない。送信クレジット回路198−1はログインフレームを調べ、利用可能
なクレジットカウンタを知らされた数に初期化する。その後にフレームを送信す
ると、利用可能なクレジットカウンタは1だけデクリメントされる。受信クレジ
ット回路194−1はRRDYを受信すると、利用可能なクレジットカウンタを
1だけインクリメントする。利用可能なクレジットカウンタがゼロより大きけれ
ば、フレームはアウトバウンドフレームバッファから読み取られ、クライアント
装置に送られる。利用可能なクレジットカウンタがゼロの場合は、RRDYが受
信されるまで、フレームはアウトバウンドフレームバッファに保留のまま保持さ
れる。
フロー制御は次のように行われる。リンクカードは、ログインに際して接続され
ている装置により知らされた、バッファからバッファへのクレジットに従わねば
ならない。送信クレジット回路198−1はログインフレームを調べ、利用可能
なクレジットカウンタを知らされた数に初期化する。その後にフレームを送信す
ると、利用可能なクレジットカウンタは1だけデクリメントされる。受信クレジ
ット回路194−1はRRDYを受信すると、利用可能なクレジットカウンタを
1だけインクリメントする。利用可能なクレジットカウンタがゼロより大きけれ
ば、フレームはアウトバウンドフレームバッファから読み取られ、クライアント
装置に送られる。利用可能なクレジットカウンタがゼロの場合は、RRDYが受
信されるまで、フレームはアウトバウンドフレームバッファに保留のまま保持さ
れる。
【0109】
ギガビットイーサネットリンクカード用遠隔バッファリングの詳細
図8を参照すると、インバウンドフレームバッファが半分より多く充填された
場合は常に、送信休止回路198−2が、休止時間フィールドを最大値にセット
して、イーサネット休止フレームを接続されている装置に送信する。これにより
接続されている装置は、イーサネットフレームの送信を停止するようにされる。
インバウンドフレームバッファが半分未満の充填である場合には、送信休止回路
198−2は、休止時間フィールドをゼロにしてイーサネット休止フレームを送
信して、接続されている装置がフレーム送信を再開することを可能にする。
場合は常に、送信休止回路198−2が、休止時間フィールドを最大値にセット
して、イーサネット休止フレームを接続されている装置に送信する。これにより
接続されている装置は、イーサネットフレームの送信を停止するようにされる。
インバウンドフレームバッファが半分未満の充填である場合には、送信休止回路
198−2は、休止時間フィールドをゼロにしてイーサネット休止フレームを送
信して、接続されている装置がフレーム送信を再開することを可能にする。
【0110】
受信休止回路194−2が休止フレームを受信し、遠隔バッファリングがイネ
ーブルされている場合には、休止時間カウンタが休止時間フィールドからロード
される。休止時間カウンタは、512ビット時間ごとに1だけデクリメントされ
る(これはイーサネット標準)。休止時間カウンタがゼロよりも大きい場合には
、FIFO読み出し回路200−2により、フレームはアウトバウンドフレーム
バッファに保留状態で保持される。
ーブルされている場合には、休止時間カウンタが休止時間フィールドからロード
される。休止時間カウンタは、512ビット時間ごとに1だけデクリメントされ
る(これはイーサネット標準)。休止時間カウンタがゼロよりも大きい場合には
、FIFO読み出し回路200−2により、フレームはアウトバウンドフレーム
バッファに保留状態で保持される。
【0111】
接続されたリンクカード間での遠隔バッファリングの詳細
上記した2つの項では、リンクカードとるファイバチャネル又はギガビットイ
ーサネット装置の間でのフロー制御動作の詳細について記載した。加えて、光フ
ァイバネットワークにより接続された2つのリンクカード上にある、MUXイン
タフェースフレームプロセッサの間でのフロー制御機構が存在する。この機構は
、リンクがギガビットイーサネット又はファイバチャネルについて使用されてい
るか否かとは無関係に使用される。
ーサネット装置の間でのフロー制御動作の詳細について記載した。加えて、光フ
ァイバネットワークにより接続された2つのリンクカード上にある、MUXイン
タフェースフレームプロセッサの間でのフロー制御機構が存在する。この機構は
、リンクがギガビットイーサネット又はファイバチャネルについて使用されてい
るか否かとは無関係に使用される。
【0112】
図6を参照すると、リンクカードからリンクカードへのフロー制御は、標準的
なファイバチャネルフロー制御機構と非常に類似した仕方で動作する。初期化時
間に際して、MUXインタフェースフレームプロセッサ170は、接続されてい
るリンクカードが利用可能な120のバッファクレジットを有していると仮定す
る。この利用可能なバッファへクレジットは、フレームがインバウンドフレーム
バッファに送信されるごとに1だけ(送信クレジット回路186により)デクリ
メントされる。利用可能なバッファへクレジットは、ネットワーク内バッファク
レジットワード(「Finisar FRRDY」、FRRDYと呼ばれる)が
受信されるごとに1だけ(受信クレジット回路190により)インクリメントさ
れる。利用可能なバッファクレジットがゼロの場合、フレームはインバウンドフ
レームバッファに保留状態で保持される。
なファイバチャネルフロー制御機構と非常に類似した仕方で動作する。初期化時
間に際して、MUXインタフェースフレームプロセッサ170は、接続されてい
るリンクカードが利用可能な120のバッファクレジットを有していると仮定す
る。この利用可能なバッファへクレジットは、フレームがインバウンドフレーム
バッファに送信されるごとに1だけ(送信クレジット回路186により)デクリ
メントされる。利用可能なバッファへクレジットは、ネットワーク内バッファク
レジットワード(「Finisar FRRDY」、FRRDYと呼ばれる)が
受信されるごとに1だけ(受信クレジット回路190により)インクリメントさ
れる。利用可能なバッファクレジットがゼロの場合、フレームはインバウンドフ
レームバッファに保留状態で保持される。
【0113】
アウトバウンドFIFOフレームバッファの半分未満が充填されている限り、
FRRDYネットワーク内バッファクレジットは、フレームがアウトバウンドF
IFOフレームバッファに書き込まれるごとに、ネットワークを介して(送信ク
レジット回路186により)送り戻される。アウトバウンドフレームバッファの
半分より多くが充填されている場合には、FRRDYネットワーク内バッファク
レジットは保留状態で保持される(そしてアウトバウンドFIFOフレームバッ
ファの充填が半分未満になった時に送信される)。
FRRDYネットワーク内バッファクレジットは、フレームがアウトバウンドF
IFOフレームバッファに書き込まれるごとに、ネットワークを介して(送信ク
レジット回路186により)送り戻される。アウトバウンドフレームバッファの
半分より多くが充填されている場合には、FRRDYネットワーク内バッファク
レジットは保留状態で保持される(そしてアウトバウンドFIFOフレームバッ
ファの充填が半分未満になった時に送信される)。
【0114】
チャネル混合
殆どの通信チャネルは、その容量の100%近くまで使用されることはない。
事実、ピーク利用時には100%に到達するかも知れないが、殆どの時間チャネ
ルの利用度は50%よりかなり低い。本発明の光ファイバネットワークには、多
数の外部のギガビット/秒チャネルを「混合」して単一のギガビット/秒チャネ
ルとする設備が存在し、これが次いで比較的高価な長く線引されたファイバを介
して伝送される。これは長く線引されたファイバを、その全容量付近まで利用す
ることを可能にする。本発明は、チャネルを一緒に混合するのに2つの手法を提
供する。
事実、ピーク利用時には100%に到達するかも知れないが、殆どの時間チャネ
ルの利用度は50%よりかなり低い。本発明の光ファイバネットワークには、多
数の外部のギガビット/秒チャネルを「混合」して単一のギガビット/秒チャネ
ルとする設備が存在し、これが次いで比較的高価な長く線引されたファイバを介
して伝送される。これは長く線引されたファイバを、その全容量付近まで利用す
ることを可能にする。本発明は、チャネルを一緒に混合するのに2つの手法を提
供する。
【0115】
図5を参照すると、第1のチャネル混合方式は、MUXユニットインタフェー
ス154によって、単一のリンクカード上の2つのチャネルを「混合」して単一
のチャネルにすることを可能にする。従って2つのチャネルリンクカードは、こ
れまで記述されてきたように2つのMUXユニットの各々にある1つのチャネル
ではなく、1つのMUXユニットにある単一の1.25Gbpsチャネルのみを
使用する。このリンクカードにある2つのチャネルは次いで、別のリンクカード
にある2つのチャネルに接続される。一方のチャネルがMUXユニットインタフ
ェース154にフレームを送信している間、他方のチャネルからのフレームはイ
ンバウンドFIFOフレームバッファ166に保持される。リンクカード上にあ
るフレームバッファ166のサイズが大きいことから、このシステムには、送信
側の速度を低下させずに、両方のチャネルから同時に到着する360フレームま
での比較的長いフレームのバーストを吸収する能力が与えられる。チャネルから
のフレームのバーストがこれよりも短ければ常に、クライアント装置にフレーム
を送信する速度を低下させるよう強制するフロー制御ワードを送信する必要なし
に、バースト間のアイドル時間を用いて単一のMUXチャネルを介してインバウ
ンドフレームバッファが空にされる。この方式では、光ファイバネットワーク内
部で使用される通常のSOF(フレーム開始)区切り記号の1ビットが変更され
て、どのリンクカードチャネルがデータを送受信しているかを示すようにされる
。
ス154によって、単一のリンクカード上の2つのチャネルを「混合」して単一
のチャネルにすることを可能にする。従って2つのチャネルリンクカードは、こ
れまで記述されてきたように2つのMUXユニットの各々にある1つのチャネル
ではなく、1つのMUXユニットにある単一の1.25Gbpsチャネルのみを
使用する。このリンクカードにある2つのチャネルは次いで、別のリンクカード
にある2つのチャネルに接続される。一方のチャネルがMUXユニットインタフ
ェース154にフレームを送信している間、他方のチャネルからのフレームはイ
ンバウンドFIFOフレームバッファ166に保持される。リンクカード上にあ
るフレームバッファ166のサイズが大きいことから、このシステムには、送信
側の速度を低下させずに、両方のチャネルから同時に到着する360フレームま
での比較的長いフレームのバーストを吸収する能力が与えられる。チャネルから
のフレームのバーストがこれよりも短ければ常に、クライアント装置にフレーム
を送信する速度を低下させるよう強制するフロー制御ワードを送信する必要なし
に、バースト間のアイドル時間を用いて単一のMUXチャネルを介してインバウ
ンドフレームバッファが空にされる。この方式では、光ファイバネットワーク内
部で使用される通常のSOF(フレーム開始)区切り記号の1ビットが変更され
て、どのリンクカードチャネルがデータを送受信しているかを示すようにされる
。
【0116】
第2のチャネル混合方式では、多数のリンクカード(2以上のネットワークノ
ードにある)が、論理リングに接続される。全てのフレームには、ターゲットリ
ンクカードIDが封じ込められる。フレームがMUXインタフェースフレームプ
ロセッサに到着すると、ターゲットリンクカードIDがデコードされる。フレー
ム内のターゲットリンクカードIDが受信側のリンクカードのIDと一致したな
らば、そのフレームは適当なアウトバウンドフレームバッファに格納される。タ
ーゲットリンクカードIDが合致しない場合には、そのデータはMUXインタフ
ェースフレームプロセッサを介して別のノードに転送される。データが現在、M
UXインタフェースフレームプロセッサを介して送り戻されていなければ、その
時にインバウンドフレームバッファの1つからのデータをMUXユニットへと送
り出すことができる。インバウンドフレームバッファからフレーム伝送が開始さ
れてから僅かの後に、通過フレームがMUXユニットから到着を開始し始める場
合を処理するために、MUXインタフェースフレームプロセッサ内に1フレーム
をバッファするための補助バッファが備えられる。加えて、リンクカードは「漏
れバケット」法を用いることによってネットワーク上へのデータフローを計量し
、自分の帯域幅をユーザが指定した量に合わせる。あるリンクカードが指定され
た帯域幅の全てを使用していない場合、そのリンクカードは帯域幅クレジットを
ネットワーク上に送信することができる。これにより別のリンクカードが、それ
についてユーザが指定した最大値を越えて、一時的にバーストを行うことを要求
可能になる。
ードにある)が、論理リングに接続される。全てのフレームには、ターゲットリ
ンクカードIDが封じ込められる。フレームがMUXインタフェースフレームプ
ロセッサに到着すると、ターゲットリンクカードIDがデコードされる。フレー
ム内のターゲットリンクカードIDが受信側のリンクカードのIDと一致したな
らば、そのフレームは適当なアウトバウンドフレームバッファに格納される。タ
ーゲットリンクカードIDが合致しない場合には、そのデータはMUXインタフ
ェースフレームプロセッサを介して別のノードに転送される。データが現在、M
UXインタフェースフレームプロセッサを介して送り戻されていなければ、その
時にインバウンドフレームバッファの1つからのデータをMUXユニットへと送
り出すことができる。インバウンドフレームバッファからフレーム伝送が開始さ
れてから僅かの後に、通過フレームがMUXユニットから到着を開始し始める場
合を処理するために、MUXインタフェースフレームプロセッサ内に1フレーム
をバッファするための補助バッファが備えられる。加えて、リンクカードは「漏
れバケット」法を用いることによってネットワーク上へのデータフローを計量し
、自分の帯域幅をユーザが指定した量に合わせる。あるリンクカードが指定され
た帯域幅の全てを使用していない場合、そのリンクカードは帯域幅クレジットを
ネットワーク上に送信することができる。これにより別のリンクカードが、それ
についてユーザが指定した最大値を越えて、一時的にバーストを行うことを要求
可能になる。
【0117】
リンク故障への応答
本システムのリング構成は、冗長化技術と共に用いて完全な冗長解決策をもた
らすようにすることができる。これは事実上、いかなる構成部品の故障に応じて
もシステムを再構成して、システムの全て又は殆ど全てのノードに対するデータ
伝送サービスを回復させうる。
らすようにすることができる。これは事実上、いかなる構成部品の故障に応じて
もシステムを再構成して、システムの全て又は殆ど全てのノードに対するデータ
伝送サービスを回復させうる。
【0118】
図12は、本発明により光ファイバネットワークの1つのノードを表すため、
後の図面において使用される記号を示している。ノードのMUXユニットの各々
は矩形のボックスで示され、そのノードに接続されている光ファイバケーブルの
各々は2本の線で表されている。線の各々は別個の論理チャネルを表す。リンク
カードは、MUXユニットのボックスの次に小さなボックスで表されている。「
2LC:1A2/1B2」といったラベルはリンクカード(LC)の数を示し、
またどのMUXユニットポートがそのリンクカードに接続されているかを示す。
後の図面において使用される記号を示している。ノードのMUXユニットの各々
は矩形のボックスで示され、そのノードに接続されている光ファイバケーブルの
各々は2本の線で表されている。線の各々は別個の論理チャネルを表す。リンク
カードは、MUXユニットのボックスの次に小さなボックスで表されている。「
2LC:1A2/1B2」といったラベルはリンクカード(LC)の数を示し、
またどのMUXユニットポートがそのリンクカードに接続されているかを示す。
【0119】
図13は、本発明による典型的な光ファイバネットワークを示す。図示のよう
に、本発明を用いる多くのネットワークでは、「ヘッドエンド」ノードがあり、
これは幾つかの異なるカスタマ(顧客)ノードにあるリンクカードに対してネッ
トワークにより接続された、個別のリンクカードを有している。「ヘッドエンド
」ノードはサービスプロバイダからは「接続点(POP)」と見なされ、「カス
タマ」ノードは接続点によりサービスを受ける高帯域幅のクライアントである。
この例では、カスタマ#3及び#5はヘッドエンドノードまでずっと「見通しの
良い」2つのチャネルを有する。他のカスタマはそれぞれ、見通しの良い1つの
チャネルと、別のカスタマノードへの見通しの良い他のチャネルを有する。図1
3に示したシステム構成は、こうした構成について考えられる非常に多くのもの
の単なる一例に過ぎないことが理解されねばならない。
に、本発明を用いる多くのネットワークでは、「ヘッドエンド」ノードがあり、
これは幾つかの異なるカスタマ(顧客)ノードにあるリンクカードに対してネッ
トワークにより接続された、個別のリンクカードを有している。「ヘッドエンド
」ノードはサービスプロバイダからは「接続点(POP)」と見なされ、「カス
タマ」ノードは接続点によりサービスを受ける高帯域幅のクライアントである。
この例では、カスタマ#3及び#5はヘッドエンドノードまでずっと「見通しの
良い」2つのチャネルを有する。他のカスタマはそれぞれ、見通しの良い1つの
チャネルと、別のカスタマノードへの見通しの良い他のチャネルを有する。図1
3に示したシステム構成は、こうした構成について考えられる非常に多くのもの
の単なる一例に過ぎないことが理解されねばならない。
【0120】
種々のフェイルオーバ冗長モードを提供するためには、標準的なスイッチ(フ
ァイバチャンネル又はギガビットイーサネット)を、各々のカスタマノードのリ
ンクカードの直ぐ後ろに設置するのが好ましい。このスイッチは後述のように、
ある種のフェイル動作オーバの間においてのみ、イネーブルされる。以下に示す
ように、これらのスイッチは本発明の文脈においては、リンクの何らかの故障を
スイッチからリンクカードへと、或いはリンクカードそれ自体で自動的に迂回さ
せるように用いられる。
ァイバチャンネル又はギガビットイーサネット)を、各々のカスタマノードのリ
ンクカードの直ぐ後ろに設置するのが好ましい。このスイッチは後述のように、
ある種のフェイル動作オーバの間においてのみ、イネーブルされる。以下に示す
ように、これらのスイッチは本発明の文脈においては、リンクの何らかの故障を
スイッチからリンクカードへと、或いはリンクカードそれ自体で自動的に迂回さ
せるように用いられる。
【0121】
これらのスイッチはまた、これらの外部スイッチを介して「ホップ」していく
光ファイバネットワークにより、バックアップ経路を提供することを可能にする
。通常動作では、これらのバックアップ経路は使用されない。なぜなら、これら
のスイッチを通らない、ネットワークを通る最短ルートが、主たるデータ経路と
して使用されるからである。図中においては、バックアップ経路として使用する
よう確保されたリンクカードには、全体に斜めのハッチングが施されている。
光ファイバネットワークにより、バックアップ経路を提供することを可能にする
。通常動作では、これらのバックアップ経路は使用されない。なぜなら、これら
のスイッチを通らない、ネットワークを通る最短ルートが、主たるデータ経路と
して使用されるからである。図中においては、バックアップ経路として使用する
よう確保されたリンクカードには、全体に斜めのハッチングが施されている。
【0122】
しかしながら、図14に示すようにファイバが破損した場合、リンクの喪失は
接続されているスイッチに反映され、スイッチの1つ又はより多くがイネーブル
されて、バックアップ経路をアクティブにする。図14に示すように、カスタマ
ノード#2にあるスイッチがイネーブルされ、トラヒックをそのノードにある2
つのリンクカードの間でやり取りするように経路指定する。カスタマノード#6
はヘッドエンドに対する直接の接続を失うが、しかしカスタマノード#2にある
スイッチの付勢により、ノード#6にはカスタマノード#2を介してヘッドエン
ドまでの経路が提供される。ノード#2及び#6の合計の最大帯域幅は半分に削
減されるが、各々のノードは他方のノードがアイドルの場合、当初の最大帯域幅
を使用することができる。カスタマノード#3はヘッドエンドに対する直接経路
の一方を失うが、ヘッドエンドに対する第2の経路をアクティブなまま有する。
接続されているスイッチに反映され、スイッチの1つ又はより多くがイネーブル
されて、バックアップ経路をアクティブにする。図14に示すように、カスタマ
ノード#2にあるスイッチがイネーブルされ、トラヒックをそのノードにある2
つのリンクカードの間でやり取りするように経路指定する。カスタマノード#6
はヘッドエンドに対する直接の接続を失うが、しかしカスタマノード#2にある
スイッチの付勢により、ノード#6にはカスタマノード#2を介してヘッドエン
ドまでの経路が提供される。ノード#2及び#6の合計の最大帯域幅は半分に削
減されるが、各々のノードは他方のノードがアイドルの場合、当初の最大帯域幅
を使用することができる。カスタマノード#3はヘッドエンドに対する直接経路
の一方を失うが、ヘッドエンドに対する第2の経路をアクティブなまま有する。
【0123】
図15を参照すると、より複雑なフェイルオーバの筋書きは、カスタマノード
にあるMUXカードが故障した場合に始まる。通常動作の間にリングの帯域幅を
最大限に使用するため、2つのリンクカードのみを有するノードは同じMUXユ
ニットを使用するように構成され、一方のリンクカードがMUXポートの一方か
ら出て、他方のリンクカードが他方のMUXポートから出るようにされる。両方
のリンクカードが接続されているMUXユニットが故障し、それにより両方のリ
ンクカードがネットワークから切断された場合、図15においてカスタマノード
#1について示されているように、リンクカードコントローラは他のMUXユニ
ットにあるユーザが指定したバックアップ経路を使用するように両方のリンクカ
ードを再構成し、またそのノードにある外部スイッチが付勢される。全てのネッ
トワークデータ経路が使用されるシステムでは、この再構成により、故障したM
UXユニットを有するノードの2つのリンクカードが、既に使用されているリン
クの中間に挿入される結果となる。
にあるMUXカードが故障した場合に始まる。通常動作の間にリングの帯域幅を
最大限に使用するため、2つのリンクカードのみを有するノードは同じMUXユ
ニットを使用するように構成され、一方のリンクカードがMUXポートの一方か
ら出て、他方のリンクカードが他方のMUXポートから出るようにされる。両方
のリンクカードが接続されているMUXユニットが故障し、それにより両方のリ
ンクカードがネットワークから切断された場合、図15においてカスタマノード
#1について示されているように、リンクカードコントローラは他のMUXユニ
ットにあるユーザが指定したバックアップ経路を使用するように両方のリンクカ
ードを再構成し、またそのノードにある外部スイッチが付勢される。全てのネッ
トワークデータ経路が使用されるシステムでは、この再構成により、故障したM
UXユニットを有するノードの2つのリンクカードが、既に使用されているリン
クの中間に挿入される結果となる。
【0124】
光ファイバネットワークの他のノードについては、クライアントノードのMU
Xユニットの故障はファイバの破損と同じように表れ、従って前述したようにし
て取り扱われる。
Xユニットの故障はファイバの破損と同じように表れ、従って前述したようにし
て取り扱われる。
【0125】
図16を参照すると、「ヘッドエンド」のMUXユニットの1つが故障した場
合には、別のフェイルオーバモードが使用される。これを正しく処理するために
、各々のMUXユニットが両方の光ファイバリングに接続されるようにして、ヘ
ッドエンドは光ファイバケーブルに接続される。加えて、2又はより多くのカス
タマノードにある外部スイッチが付勢される必要がある。かくして、ヘッドエン
ドのMUXユニットの1つが故障した場合、各々のカスタマノードは、生きたデ
ータ経路によってヘッドエンドにある残りの故障していないMUXユニットに依
然として接続されているリンクカードを、少なくとも1つ有することになる。
合には、別のフェイルオーバモードが使用される。これを正しく処理するために
、各々のMUXユニットが両方の光ファイバリングに接続されるようにして、ヘ
ッドエンドは光ファイバケーブルに接続される。加えて、2又はより多くのカス
タマノードにある外部スイッチが付勢される必要がある。かくして、ヘッドエン
ドのMUXユニットの1つが故障した場合、各々のカスタマノードは、生きたデ
ータ経路によってヘッドエンドにある残りの故障していないMUXユニットに依
然として接続されているリンクカードを、少なくとも1つ有することになる。
【0126】
代替実施例
本発明は僅かの具体的な実施例に関して記載してきたが、この記載は本発明に
ついて例示的なものであり、本発明を限定するものと解釈してはならない。請求
の範囲に規定された本発明の真の思想及び範囲から逸脱することなしに、当業者
は種々の変更を想到するであろう。
ついて例示的なものであり、本発明を限定するものと解釈してはならない。請求
の範囲に規定された本発明の真の思想及び範囲から逸脱することなしに、当業者
は種々の変更を想到するであろう。
【図1】
本発明を用いる複数のノードを有する光ファイバリングネットワークのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図2】
ネットワークノード間の多重物理信号経路を示すブロック図である。
【図3】
光ファイバリングネットワークの任意の1つのノードで使用するための、リン
ク合波器のブロック図である。
ク合波器のブロック図である。
【図4】
図3のリンク合波器のコンポーネントである、リンクカードのブロック図であ
る。
る。
【図5】
リンクカードの詳細なブロック図である。
【図6】
図5のリンクカードのコンポーネントである、合波器インターフェースフレー
ムプロセッサのブロック図である。
ムプロセッサのブロック図である。
【図7】
図5のリンクカードのコンポーネントである、リンクカードFCリンクインタ
ーフェースフレームプロセッサのブロック図である。
ーフェースフレームプロセッサのブロック図である。
【図8】
図5のリンクカードのコンポーネントである、リンクカードGEリンクインタ
ーフェースフレームプロセッサのブロック図である。
ーフェースフレームプロセッサのブロック図である。
【図9】
図3のリンク合波器のコンポーネントである、合波器ユニットのブロック図で
ある。
ある。
【図10】
図6の合波器ユニットのコンポーネントである、時分割合波器及び伝送速度平
滑化回路のブロック図である。
滑化回路のブロック図である。
【図11】
受信データ経路回路のブロック図であり、図7の時分割合波器及び伝送速度平
滑化回路で使用される複数のインスタンスである。
滑化回路で使用される複数のインスタンスである。
【図12】
光ファイバリングネットワークのセグメントを示すブロック図である。
【図13】
本発明に従って、光ファイバリングネットワークを示すブロック図である。
【図14】
図13に示された光ファイバリングネットワークが、切断された光ファイバに
よって生じたフェイルオーバ中に如何にして再構成されるかを示す、ブロック図
である。
よって生じたフェイルオーバ中に如何にして再構成されるかを示す、ブロック図
である。
【図15】
図13に示された光ファイバリングネットワークが、故障した(クライアント
装置)ノードによって生じたフェイルオーバ中に如何にして再構成されるかを示
す、ブロック図である。
装置)ノードによって生じたフェイルオーバ中に如何にして再構成されるかを示
す、ブロック図である。
【図16】
図13に示された光ファイバリングネットワークが、光ファイバリングネット
ワークのヘッドエンドにある故障したMUXによって生じたフェイルオーバ中に、
如何にして再構成されるかを示す、ブロック図である。
ワークのヘッドエンドにある故障したMUXによって生じたフェイルオーバ中に、
如何にして再構成されるかを示す、ブロック図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML,
MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K
E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG
,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,
RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,
AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C
A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM
,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,
GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K
E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS
,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,
MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R
U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM
,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU,
ZA,ZW
(72)発明者 ファーレイ,マーク
アメリカ合衆国カリフォルニア州94558,
ナパ,ワイルド・ホース・バレイ・ロー
ド・5147
Fターム(参考) 5K002 AA01 AA03 BA05 DA02 DA03
DA04 DA05 DA11 EA33 FA01
5K031 CA15 CB10 DA19 DB11
【要約の続き】
々のリンクカード(140)は、そのリンクカード(1
40)に結合されているクライアント装置(159)と
送受信されている多数のファイバチャンネルフレームを
格納可能なフレームバッファ(152)を含む。
Claims (19)
- 【請求項1】 光ファイバリングネットワークのノードにおいて用いる装置で
あって、 クライアント装置とデータストリームを送受信する少なくとも一つのリンクカ
ードと、 少なくとも第1及び第2の光ファイバケーブルとデータストリームを送受信す
る少なくとも一つの合波ユニットと、 前記合波ユニットを前記リンクカードと相互接続する切り換え装置とからなり
、 各々の合波ユニットが、第1の光波長を用いて前記第1の光ファイバケーブル
を介して第1のデータストリームを送信し、第2の光波長で前記第1の光ファイ
バケーブルから第2のデータストリームを受信する粗光波長分割合波分波器を含
み、前記第1及び第2の光波長が少なくとも10nm異なる装置。 - 【請求項2】 前記粗光波長分割合波分波器が、前記第2の光波長を用いて前
記第2の光ファイバケーブルを介して第3のデータストリームを送信し、前記第
1の光波長で前記第2の光ファイバケーブルから第4のデータストリームを受信
する、請求項1の装置。 - 【請求項3】 前記リンクカードの各々が、前記クライアント装置により前記
リンクカードへと送られる少なくとも120ファイバチャネルフレームを格納す
るメモリ容量を有するインバウンドFIFOフレームバッファと、別の装置によ
り前記クライアント装置へと伝送するため前記リンクカードへと送られる少なく
とも120ファイバチャネルフレームを格納するメモリ容量を有するアウトバウ
ンドFIFOフレームバッファを含む、請求項1の装置。 - 【請求項4】 前記リンクカードの各々が、前記第1及び第2の光ファイバケ
ーブルの一方によってそのリンクカードに結合された別のリンクカードとバッフ
ァクレジット信号を交換する回路を含み、前記クライアント装置が他のリンクカ
ードに結合された別のクライアント装置によるデータフレームの伝送を要求する
フロー制御メッセージを送信する前に前記アウトバウンドFIFOフレームバッ
ファを前記データフレームで予め満たす、請求項3の装置。 - 【請求項5】 前記リンクカードの各々が、前記クライアント装置がデータフ
レームの伝送を要求するフロー制御メッセージを送信する前に、前記アウトバウ
ンドFIFOフレームバッファを前記データフレームで予め満たすフロー制御回
路を含む、請求項3の装置。 - 【請求項6】 前記リンクカードの各々が、前記クライアント装置により前記
リンクカードへと送られるフレームを格納するインバウンドFIFOフレームバ
ッファと、別の装置により前記クライアント装置へと伝送するため前記リンクカ
ードへと送られるフレームを格納するアウトバウンドFIFOフレームバッファ
を含み、 前記リンクカードが前記クライアント装置と関連する第1のクロック速度で前
記インバウンドFIFOフレームバッファにデータを格納すると共に前記アウト
バウンドFIFOフレームバッファからデータを読み出し、そのリンクカードと
関連する第2のクロック速度で前記合波ユニットへの伝送のために前記インバウ
ンドFIFOフレームバッファからデータを読み出すと共に前記合波ユニットか
ら受信したデータを前記アウトバウンドFIFOフレームバッファに格納し、そ
れにより前記クライアント装置と送受信されるデータストリームが前記第1のク
ロック速度から前記第2のクロック速度へとタイミング変更される、請求項1の
装置。 - 【請求項7】 前記クライアント装置と送受信されるデータストリームがファ
イバチャネルデータストリームであり、前記第1のクロック速度がほぼ1.06
25Gbpsであり、前記第2のクロック速度が少なくとも1.25Gbpsで
ある、請求項6の装置。 - 【請求項8】 前記合波ユニットが、前記クライアント装置から送信されるデ
ータストリームを前記第2のクロック速度から前記合波ユニットに関連する第3
のクロック速度へとタイミング変更する平滑回路を含み、前記合波ユニットが前
記データストリームを前記第1及び第2の光ファイバケーブルの一方を介して前
記第3のクロック速度で伝送する、請求項6の装置。 - 【請求項9】 光ファイバリングネットワークのノードにおいて用いる装置で
あって、 クライアント装置と第1及び第2のデータストリームを送受信する第1のリン
クカードと、 クライアント装置と第3及び第4のデータストリームを送受信する第2のリン
クカードと、 前記第1及び第3のデータストリームを組み合わせて第1の結合データストリ
ームとし、この第1の結合データストリームを第1の光ファイバケーブルを介し
て伝送すると共に、前記第1の光ファイバケーブルから第2の結合データストリ
ームを受信し、この第2の結合されたデータストリームから前記第2及び第4の
データストリームを抽出する第1の合波ユニットと、 前記第1の合波ユニットを前記第1及び第2のリンクカードと相互接続する切
り換え装置とからなり、 前記第1の合波ユニットが、第1の光波長を用いて前記第1の光ファイバケー
ブルを介して前記第1の結合データストリームを送信し、第2の光波長で前記第
1の光ファイバケーブルから第2の結合データストリームを受信する粗光波長分
割合波分波器を含み、前記第1及び第2の光波長が少なくとも10nm異なる装
置。 - 【請求項10】 前記第1及び第2のデータストリームがファイバチャネルデ
ータストリームであり、前記第3及び第4のデータストリームがギガビットイー
サネット(登録商標)データストリームである、請求項9の装置。 - 【請求項11】 前記第1の合波ユニットと前記第1のリンクカードの一方が
、前記第1のデータストリームが前記第3のデータストリームと組み合わせられ
るより前に、前記第1のデータストリームに対してマーク付け記号を挿入する回
路を含み、前記マーク付け記号は前記第1の結合データストリームを受信する受
信装置が前記第1の結合データストリーム内の前記第1のデータストリームを識
別することを可能にするように前記第1のデータストリームをマーク付けする、
請求項9の装置。 - 【請求項12】 前記第1の合波ユニットが、前記第2の結合データストリー
ムを前記第2及び第4のデータストリームへと分波し、前記第2の結合データス
トリーム中におけるマーク付け記号のインスタンスを識別することによって前記
第2のデータストリームを識別する分波器を含む、請求項11の装置。 - 【請求項13】 前記粗光波長分割合波分波器が、前記第2の光波長を用いて
前記第2の光ファイバケーブルを介して第3の結合データストリームを送信し、
前記第1の光波長で前記第2の光ファイバケーブルを介して第4の結合データス
トリームを受信する、請求項9の装置。 - 【請求項14】 前記第1及び第2のリンクカードの各々が、前記クライアン
ト装置により前記リンクカードへと送られる少なくとも120ファイバチャネル
フレームを格納するメモリ容量を有するインバウンドFIFOフレームバッファ
と、別の装置により前記クライアント装置へと伝送するため前記リンクカードへ
と送られる少なくとも120ファイバチャネルフレームを格納するメモリ容量を
有するアウトバウンドFIFOフレームバッファを含む、請求項9の装置。 - 【請求項15】 前記第1及び第2のリンクカードの各々が、前記第1及び第
2の光ファイバケーブルの一方によってそのリンクカードに結合された別のリン
クカードとバッファクレジット信号を交換する回路を含み、前記クライアント装
置が他のリンクカードに結合された別のクライアント装置によるデータフレーム
の伝送を要求するフロー制御メッセージを送信する前に前記アウトバウンドFI
FOフレームバッファを前記データフレームで予め満たす、請求項14の装置。 - 【請求項16】 前記第1及び第2のリンクカードの各々が、前記クライアン
ト装置がデータフレームの伝送を要求するフロー制御メッセージを送信する前に
、前記アウトバウンドFIFOフレームバッファを前記データフレームで予め満
たすフロー制御回路を含む、請求項14の装置。 - 【請求項17】 前記第1及び第2のリンクカードの各々が、前記クライアン
ト装置により前記リンクカードへと送られるフレームを格納するインバウンドF
IFOフレームバッファと、別の装置により前記クライアント装置へと伝送する
ため前記リンクカードへと送られるフレームを格納するアウトバウンドFIFO
フレームバッファを含み、 前記第1及び第2のリンクカードの各々が前記クライアント装置と関連する第
1のクロック速度で前記インバウンドFIFOフレームバッファにデータを格納
すると共に前記アウトバウンドFIFOフレームバッファからデータを読み出し
、そのリンクカードと関連する第2のクロック速度で前記第1の合波ユニットへ
の伝送のために前記インバウンドFIFOフレームバッファからデータを読み出
すと共に前記合波ユニットから受信したデータを前記アウトバウンドFIFOフ
レームバッファに格納し、それにより前記クライアント装置と送受信されるデー
タストリームが前記第1のクロック速度から前記第2のクロック速度へとタイミ
ング変更される、請求項9の装置。 - 【請求項18】 前記クライアント装置と送受信される前記第1及び第2のデ
ータストリームがファイバチャネルデータストリームであり、前記第1のクロッ
ク速度がほぼ1.0625Gbpsであり、前記第2のクロック速度が少なくと
も1.25Gbpsである、請求項17の装置。 - 【請求項19】 前記第1の合波ユニットが、前記クライアント装置から送信
される前記第1のデータストリームを前記第2のクロック速度から前記第1の合
波ユニットに関連する第3のクロック速度へとタイミング変更する平滑回路を含
み、前記第1の合波ユニットが前記第1のデータストリームを前記第1及び第2
の光ファイバケーブルの一方を介して前記第3のクロック速度で伝送する、請求
項17の装置。
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