Frame generation circuit of optical transmitter, and optical transmission method
专利汇可以提供Frame generation circuit of optical transmitter, and optical transmission method专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To perform frequency synchronization also to a client signal having low precision in a frequency in transmission using an OTU frame, and to perform storage or multiplexing for transmission without any bit slip. SOLUTION: When frequency deviation, which exceeds the amount of frequency deviation that can be absorbed by an NJO byte, is to be absorbed, data, which correspond to frequency deviation exceeding the absorption tolerance of the NJO byte, are stored at an FS byte defined in an OTU frame. Or, the FS byte is used instead of the NJO byte. When a plurality of client signals are multiplexed, the FS byte is assigned to each of a plurality of client signals as the NJO byte, or a JC byte and NJO byte. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT，下面是Frame generation circuit of optical transmitter, and optical transmission method专利的具体信息内容。
Transfer Unit)フレームを伝送する際に、前記ＯＴＵフレームに収容されたクライアント信号の周波数偏差を、前記ＯＴＵフレーム内の正または負スタッフ用バイトを用いて吸収する手段を備えた光送信器のフレーム生成回路において、
前記負スタッフ用バイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳ(Fixed Stuff)バイトに、前記負スタッフ用バイトの吸収許容量を超えた分の周波数偏差に相応するデータを格納する手段を備えた ことを特徴とするフレーム生成回路。
前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトを前記負スタッフ用バイトに代えて用いる手段を備えた ことを特徴とするフレーム生成回路。
前記クライアント信号を複数多重するために、複数の前記クライアント信号のそれぞれについてスタッフ処理制御バイト、負スタッフ用バイト、正スタッフ用バイトを定義する際に、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトを前記負スタッフ用バイトとして割り当てる手段を備えた ことを特徴とするフレーム生成回路。
前記クライアント信号を複数多重するために、複数の前記クライアント信号のそれぞれについてスタッフ処理制御バイト、負スタッフ用バイト、正スタッフ用バイトを定義する際に、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトを前記スタッフ処理制御バイトおよび前記負スタッフ用バイトとして割り当てる手段を備えた ことを特徴とするフレーム生成回路。
前記負スタッフ用バイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトに、前記負スタッフ用バイトの吸収許容量を超えた分の周波数偏差に相応するデータを格納する ことを特徴とする光伝送方法。
前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトを前記負スタッフ用バイトに代えて用いる ことを特徴とする光伝送方法。
前記クライアント信号を複数多重するために、複数の前記クライアント信号のそれぞれについてスタッフ処理制御バイト、負スタッフ用バイト、正スタッフ用バイトを定義する際に、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトを前記負スタッフ用バイトとして割り当てる ことを特徴とする光伝送方法。
前記クライアント信号を複数多重するために、複数の前記クライアント信号のそれぞれについてスタッフ処理制御バイト、負スタッフ用バイト、正スタッフ用バイトを定義する際に、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトを前記スタッフ処理制御バイトおよび前記負スタッフ用バイトとして割り当てる ことを特徴とする光伝送方法。
本発明は、ＯＴＮ(Optical Transport Network)に利用する。 特に、クロック周波数偏差の大きいクライアント信号の周波数同期を行い、クライアント信号をＯＴＮにおけるＯＴＵ(Optical
Transfer Unit)フレームに収容または多重化して伝送する光伝送システムに関する。
光伝送システムにおいては既存のサービス信号を多重化するためのディジタルハイアラーキとして、ＳＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy)が国際的に標準化されている。 米国では、ＳＤＨと同様のＳＯＮＥＴ(Synchronous
Optical Network)がデファクトスタンダードとなっている。 現在の光伝送システムは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ仕様に準拠した光伝送システムが主流となっており、これまで世界中に大量導入されている。
近年、インターネットトラヒックの爆発的増大に対応可能である波長多重伝送（ＷＤＭ）方式を前提とし、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのみならずＡＴＭ，Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）など多様なクライアント信号をトランスペアレントに伝送するプラットフォームとして、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＯＴＮ）（非特許文献１参照）が標準化されており、今後の光伝送システムの主流となる見込みである。
ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨと同様に、ＯＴＮにおけるビットレート（クロック周波数精度）は±２０ｐｐｍと規定されており、クライアント信号を収容するペイロード領域（クライアント信号領域）のビットレートも±２０ｐｐｍと規定されている。 クライアント信号のクロックとＯＴＮ信号（伝送路側）のクロックが非同期の場合には、ビットレートの違いにより、クライアント・クロックとＯＴＮクロックとの位相がずれていき、ビットスリップが発生することになる。 ビットスリップを防止するため、ＯＴＮではスタッフ処理が行われる。
図１にＯＴＮのＯＴＵフレーム構造を示す。 ＯＴＵフレーム内のＯｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐａｙｌｏａｄ Ｕｎｉｔ（ＯＰＵ）のオーバーヘッドに、スタッフ処理制御バイト（以下では、ＪＣ：Ｊｕｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌバイトという）、正スタッフ時のスタッフバイト挿入用バイト（以下では、ＰＪＯ：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｊｕｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙバイト（正スタッフ用バイト）という）、負スタッフ時のデータ格納用バイト（以下では、ＮＪＯ：Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｊｕｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙバイト（負スタッフ用バイト）という）が定義されている。 クライアント信号のビットレートとペイロード領域のビットレートとが一致していない場合には、その差分に応じた正、または、負のスタッフ処理が行われ、クライアント信号の周波数同期を実現し、複数のクライアント信号を時分割多重することができると共に、クロック精度をＯＴＮ規格のクロック精度内に納めることができる。
なお、図１におけるＰＳＩはＰａｙｌｏａｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒバイトであり、ペイロード領域にどのような信号が収容されているかの通知またはマッピング情報の通知などに使用される。 また、ＲＥＳはＲｅｓｅｒｖａｔｉｏｎバイトであり、未定義バイトである。 また、ＦＳはＦｉｘｅｄ Ｓｔｕｆｆバイトであり、クライアント信号のビットレートとペイロード領域のビットレートとを同期させるためにペイロード領域に固定的に定義されているスタッフバイトである。
クライアント信号の周波数同期が可能な周波数範囲は、フレーム内のペイロード領域バイトに対するＰＪＯバイトおよびＮＪＯバイトの割合で決まる。 ＯＴＵフレームの場合には、ＯＰＵペイロード領域が４×３８０８バイトに対して、ＰＪＯバイトおよびＮＪＯバイトはそれぞれ１バイトずつ定義されており、最大±６５ｐｐｍまでの周波数差を吸収できる。 但し、ＯＰＵペイロードの周波数精度±２０ｐｐｍを考慮すると、周波数精度±４５ｐｐｍまでのクライアント信号はビットスリップなしに収容可能となる。
ＩＴＵ−Ｔ Ｇ． ７０９
インターネットの爆発的普及に伴い、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ信号は高速化をたどり、現在は１０Ｇｂｉｔ／ｓＥｔｈｅｒｎｅｔ（１０ＧｂＥ）が標準化され、導入が始まっている。 今後、通信キャリアのクライアント信号として、１０ＧｂＥが主流となると見込まれている。 さらに、遠隔地に点在するＬＡＮ環境をＬＡＹ−ＰＨＹでそのまま接続したいという要求が高まっている。
この１０ＧｂＥ ＬＡＹ−ＰＨＹのビットレートは１０．３１２３Ｇｂｉｔ／ｓであり、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨの９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓとは異なるため、そのままＯＴＮへ収容することはできない。 ＯＴＮのビットレートをＳＯＮＥＴ／ＳＤＨと１０ＧｂＥの差分に合せて、少し増加させることにより、１０ＧｂＥ ＬＡＹ−ＰＨＹを直接ＯＴＮへ収容することが可能となる。 しかしながら、この１０ＧｂＥ ＬＡＹ−ＰＨＹの周波数精度はＳＯＮＥＴ／ＳＤＨなどとは異なり、±１００ｐｐｍと規定されており、通信キャリアのＯＴＮに収容する場合には、問題が生じる。
ＯＴＮクロックを規定内の±２０ｐｐｍに納める場合には、ＯＰＵオーバーヘッドを用いた正負スタッフ処理では、クライアント信号の周波数差を±４５ｐｐｍまでしか吸収できず、ビットスリップが発生するという問題が生じる。 また、ビットスリップが発生しないようにＯＴＮクロック周波数を調整するか、クライアント信号に同期させた場合には、ＯＴＮクロックの周波数精度が規定値の±２０ｐｐｍに収まらないという問題が発生する。
本発明は、１０ＧｂＥ ＬＡＹ−ＰＨＹのような周波数精度の低いクライアント信号についても周波数同期を行い、ビットスリップなしに収容または多重化して伝送可能な光送信器のフレーム生成回路および光伝送方法を提供することを目的とする。
本発明は、ＯＴＮにおけるＯＴＵフレームを伝送する際に、前記ＯＴＵフレームに収容されたクライアント信号の周波数偏差を、前記ＯＴＵフレーム内のＰＪＯまたはＮＪＯバイトを用いて吸収する手段を備えた光送信器のフレーム生成回路である。
ここで、本発明の特徴とするところは、前記ＮＪＯバイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳ(Fixed Stuff)バイトに、前記ＮＪＯバイトの吸収許容量を超えた分の周波数偏差に相応するデータを格納する手段を備えたところにある。
これにより、ＮＪＯバイトとＦＳバイトとを併用して周波数偏差の吸収許容量を増加させることにより、周波数偏差の大きなクライアント信号にも対応することができる。
さらに、前記ＰＪＯバイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、例えば、前記ＯＴＵフレームに定義されているペイロード領域に前記ＰＪＯバイトの吸収許容量を超えた分の周波数偏差に相応するスタッフバイトを挿入する手段を備えることにより対処する。
あるいは、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトを前記ＮＪＯバイトに代えて用いる手段を備えることを特徴とする。 さらに、前記ＰＪＯバイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、前記ＯＴＵフレームに定義されているペイロード領域のＰＪＯバイトのバイト量を増加させて用いる手段を備えることができる。
これにより、周波数偏差の吸収許容量の大きなＯＴＵフレームを構成することができる。
あるいは、前記クライアント信号を複数多重するために、複数の前記クライアント信号のそれぞれについてＪＣバイト、ＮＪＯバイト、ＰＪＯバイトを定義する際に、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトを前記ＮＪＯバイトあるいは前記ＪＣバイトおよび前記ＮＪＯバイトとして割り当てる手段を備えたことを特徴とする。 さらに、前記ＰＪＯバイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、前記ＯＴＵフレームに定義されているペイロード領域にＰＪＯバイトを割当てる手段を備えることができる。
ここで、クライアント信号を複数多重してＯＴＵフレームのペイロード領域にマッピングする形態として、時分割多重では、ビット多重、バイト多重、ペイロード領域を複数に分割して分割単位の多重などを用いることができる。
このように、クライアント信号を複数多重して伝送する際に、従来は、ＮＪＯバイトの数よりもクライアント信号の多重数が多い場合があり、このような場合には、複数のクライアント信号について個別に周波数同期が行えない場合が生じたが、本発明では、バイト数が豊富なＦＳバイトをＮＪＯバイトとして用いるので、各クライアント信号にそれぞれＮＪＯバイトとしてのＦＳバイトを割り当てることが可能となり、クライアント信号を複数多重する場合でも各々のクライアント信号について個別に周波数同期を行うことができる。 これにより、スタッフ処理の余裕度（自由度）を向上させることができる。 また、ＪＣバイトについても不足分をＦＳバイトによって補うことができる。
本発明を光送信器の観点から観ることができる。 すなわち、本発明は、本発明のフレーム生成回路と、光送信部および光受信部とで構成された光送信器である。
本発明を光伝送装置の観点から観ることができる。 すなわち、本発明は、ＯＴＮにおけるＯＴＵフレームを伝送する際に、前記ＯＴＵフレームに収容されたクライアント信号の周波数偏差を、前記ＯＴＵフレーム内のＰＪＯまたはＮＪＯバイトを用いて吸収する手段を備えた光送信器のフレーム生成回路が実行する光伝送方法である。
ここで、本発明の特徴とするところは、前記ＮＪＯバイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトに、前記ＮＪＯバイトの吸収許容量を超えた分の周波数偏差に相応するデータを格納するところにある。
さらに、前記ＰＪＯバイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、例えば、前記ＯＴＵフレームに定義されているペイロード領域に前記ＰＪＯバイトの吸収許容量を超えた分の周波数偏差に相応するスタッフバイトを挿入することにより対処する。
あるいは、本発明の光伝送方法は、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトを前記ＮＪＯバイトに代えて用いることを特徴とする。 さらに、前記ＰＪＯバイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、前記ＯＴＵフレームに定義されているペイロード領域のＰＪＯバイトのバイト量を増加させて用いることができる。
あるいは、本発明の光伝送方法は、前記クライアント信号を複数多重するために、複数の前記クライアント信号のそれぞれについてＪＣバイト、ＮＪＯバイト、ＰＪＯバイトを定義する際に、前記ＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトを前記ＮＪＯバイトあるいは前記ＪＣバイトおよび前記ＮＪＯバイトとして割り当てることを特徴とする。 さらに、前記ＰＪＯバイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、前記ＯＴＵフレームに定義されているペイロード領域にＰＪＯバイトを割当てることができる。
本発明によれば、１０ＧｂＥ ＬＡＹ−ＰＨＹのような周波数精度の低いクライアント信号についても周波数同期を行い、ビットスリップなしに収容または多重化して伝送可能な光伝送システムを実現することができる。
（第一実施例）
第一実施例の光送信器および光伝送方法を図１ないし図５を参照して説明する。 図１は本実施例の光送信器１を含む光伝送システムの全体構成図である。 図１に示すように、光送信器１に入力されたクライアント信号は、光受信部１０により受信され、ＯＴＵフレーム生成部１１によりＯＴＵフレームに収容される。 このＯＴＵフレームは、光送信部１２により光伝送路２に送出される。 光伝送路２からＯＴＵフレームを受信する光受信器３は、光受信部３０によりＯＴＵフレームを受信し、クライアント信号抽出部３１によりＯＴＵフレームに収容されているクライアント信号を抽出する。 このクライアント信号は、光送信部３２によりクライアント端末などに対して送信される。 クライアント信号は、例えば、ＳＤＨフレームまたはＥｔｈｅｒｎｅｔフレームである。
図２は光送信器１のＯＴＵフレーム生成部１１におけるＪＣ処理構成を示す図である。 光送信器１のＯＴＵフレーム生成部１１では、クライアント信号をマッピングＦＩＦＯ４１を用いてＯＴＵフレーム内に収容する。 この際に、クライアント・クロックとライン・クロックとをクロック偏差検出部４０により比較し、クライアント・クロックとライン・クロックとのクロック偏差を検出する。
すなわち、クライアント・クロックとライン・クロックとが完全に一致していれば、クライアント信号をＯＴＵフレームのペイロード領域にそのまま収容するだけで伝送可能であるが、これが一致していない場合には、クライアント信号のビットレートとペイロード領域のビットレートとが一致せず、ＪＣ処理部４２において、その差分に応じた正、または、負のスタッフ処理を行う必要が生じる。
図３にスタッフ処理の概念を示す。 図３における所定データ長とは、ＯＴＵフレームのペイロード領域に収容可能なデータ長であり、所定データ長よりも実際のクライアント信号が過多である場合には、ＮＪＯバイトに過多分のクライアント信号を格納して伝送する。 また、所定データ長よりも実際のクライアント信号が過少である場合には、ＰＪＯバイトを挿入することによりクライアント信号の過少分を補填する。
図４は第一実施例における負スタッフ用バイトを説明するための図である。 ＯＴＵフレームには、ＮＪＯバイトが定義されている。 本発明では、当初から定義されているＮＪＯバイトの他に、ＦＳ(Fixed Stuff)バイトをＮＪＯバイトとして使用する。
次に、第一実施例のＪＣ処理手順を図５にフローチャートとして示す。 第一実施例では、クロック偏差検出部４０によって必要なＪＣ処理量が決定されると（Ｓ１）、ＪＣ処理部４２は、ＮＪＯバイトのみで対応可能なＪＣ処理量であるか否かを判定し（Ｓ２）、ＮＪＯバイトのみにより対応可能であればＮＪＯバイトのみにてＪＣ処理し（Ｓ５）、ＮＪＯバイトにより対応可能な周波数偏差量を超えていると判定した場合には（Ｓ２）、ＮＪＯバイトでは格納しきれないデータ量を算出し（Ｓ３）、ＦＳバイトに、ＮＪＯバイトでは格納しきれない分のデータを格納する（Ｓ４）。
（第二実施例）
第二実施例の光送信器および光伝送方法を図６を参照して説明する。 図６は第二実施例のＪＣ処理手順を示すフローチャートである。 第一実施例では、決定されるＪＣ処理量に基づきＮＪＯバイトにより吸収しきれない周波数偏差量に相応するデータの格納にだけＦＳバイトを使用していたが、第二実施例では、決定されるＪＣ処理量に基づき（Ｓ１１）、予めＦＳバイトのみを使用（Ｓ１３）するか（Ｓ１２）、ＮＪＯバイトのみを使用（Ｓ１４）するか（Ｓ１２）を決めている。
このように、第二実施例では、スタッフ処理を実行する以前に、スタッフ処理に使用するバイト種別が予め決定されるところが第一実施例とは異なる。 これにより、第一実施例のように、ＮＪＯバイトでは格納しきれないデータ量を算出し（Ｓ３）、ＦＳバイトにＮＪＯバイトでは格納しきれない分のデータを格納する（Ｓ４）といった２段階の処理手順を省くことができる。
例えば、第二実施例では、クロック偏差検出部４０によりリアルタイムに検出されるＪＣ処理量に基づきステップＳ１１におけるＪＣ処理量を決定するのではなく、これから伝送する予定の信号種別によって、事前にＪＣ処理量を予測することにより、ＦＳバイトのみを使用するか（Ｓ１３）、ＮＪＯバイトのみを使用するか（Ｓ１４）を予め決めておくこともできる。 これによれば、信号が到着してからの処理時間を第一実施例と比較して短縮することができる。
例えば、クライアント信号がＳＤＨ信号であれば、従来どおり、ＮＪＯバイトのみで対応可能であるから（Ｓ１２）、ＮＪＯバイトのみを使用する（Ｓ１４）。 しかし、クライアント信号が１０ＧｂＥ ＬＡＹ−ＰＨＹのような周波数精度の低いクライアント信号であれば、ＮＪＯバイトのみでは対応不可能な場合もあるから（Ｓ１２）、はじめからＦＳバイトのみを使用する（Ｓ１３）。
なお、この場合には、クライアント信号種別の判定は、図２に示すマッピングＦＩＦＯ４１の前段にクライアント信号種別判定部（図示省略）を設けて行い、その判定結果をＪＣ処理部４２に通知する。 あるいは、マッピングＦＩＦＯ４１内にクライアント信号種別判定機能を設け、その判定結果をＪＣ処理部４２に通知する。
すなわち、第一実施例は、クロック偏差検出部４０の検出結果に応じてＪＣ処理形態（ＮＪＯバイトのみ、または、ＮＪＯバイト＋ＦＳバイト）がクライアント信号毎に適応的に変更されるような場合に適した実施形態となる。 これに対し、第二実施例は、クライアント信号の種別（ＳＤＨまたはＥｔｈｅｒｎｅｔ）に応じてＪＣ処理形態（ＮＪＯバイトのみ、または、ＦＳバイトのみ）が決定されるような場合に適した実施形態となる。 これにより、クライアント信号の種別が長時間変更されない場合には、第二実施例の方が適し、クライアント信号種別が短時間の内に頻繁に変更される場合には、第一実施例の方が適する。
（第三実施例）
第三実施例を図７を参照して説明する。 図７は多重されたクライアント信号およびＦＳバイトを概念的に示す図である。 クライアント信号♯１〜♯４が多重されているときには、クライアント信号♯１〜♯４のそれぞれについてＯＴＵフレームに定義されているＦＳバイトをＮＪＯバイトとして割り当てる。 従来は、ＮＪＯバイトの数よりもクライアント信号の多重数が多い場合があり、このような場合には、複数のクライアント信号について個別に周波数同期が行えない場合が生じたが、本発明では、バイト数が豊富なＦＳバイトをＮＪＯバイトとして用いるので、各クライアント信号にそれぞれＮＪＯバイトとしてのＦＳバイトを割り当てることが可能となり、クライアント信号を複数多重する場合でも各々のクライアント信号について個別に周波数同期を行うことができる。 これにより、スタッフ処理の余裕度（自由度）を向上させることができる。 また、ＪＣバイトが不足した場合には、ＦＳバイトをＪＣバイトとして割り当てることもできる。
（第四実施例）
第四実施例では、正スタッフ処理について説明する。 正スタッフ処理については、例えば、上述した１０ＧｂＥ ＬＡＹ−ＰＨＹであってもＳＯＮＥＴ／ＳＤＨであっても、単に、ペイロード領域にＰＪＯバイトを適宜挿入することにより処理できるものであるからごく簡単に説明する。
ＰＪＯバイトにより吸収可能な周波数偏差量を超えた周波数偏差を吸収する際には、ＯＴＵフレームに定義されているペイロード領域にＰＪＯバイトの吸収許容量を超えた分の周波数偏差に相応するスタッフバイトを挿入する。 あるいは、ＯＴＵフレームに定義されているペイロード領域のＰＪＯバイトのバイト量を増加させて用いる。 あるいは、ＯＴＵフレームに定義されているペイロード領域にＰＪＯバイトを割当てる。
本発明によれば、ＯＴＵフレームに収容するクライアント信号種別の制約を緩和させることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。 また、ネットワーク運営事業者は、クライアント信号種別毎に異なるリソースを用意する必要が無く、効率の良いネットワーク運営を行うことができる。
１ 光送信器２ 光伝送路３ 光受信器１０、３０ 光受信部１１ ＯＴＵフレーム生成部１２、３２ 光送信部３１ クライアント信号抽出部４０ クロック偏差検出部４１ マッピングＦＩＦＯ
４２ ＪＣ処理部
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