(57)【要約】  クライアント信号を伝送フレームに収容するクライアント信号マッピング回路において、クライアント信号を一時的に記憶するバッファ手段と、バッファ手段の使用量を通知するバッファ使用量監視手段と、バッファ手段の使用量と所定の基準値の比較を行い、擬似ランダム系列信号と比較結果との加算を行うスタッフ処理決定手段と、バッファ手段から読み出されたクライアント信号にオーバヘッドを付与し、伝送フレームを形成するオーバヘッド挿入手段と、スタッフ処理決定手段の決定に基づいて、バッファ手段からクライアント信号の読み出し制御を行う読み出し制御手段と、を有する。
2012077805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライアント信号を伝送フレームに収容するクライアント信号マッピング回路であって、
前記クライアント信号を一時的に記憶するバッファ手段と、
前記バッファ手段の使用量を通知するバッファ使用量監視手段と、
前記バッファ手段の使用量に基づいて、伝送フレーム内にスタッフバイトの挿入の有無及びスタッフ処理量を決定するスタッフ処理決定手段と、
前記バッファ手段から読み出されたクライアント信号にオーバヘッドを付与し、伝送フレームを形成するオーバヘッド挿入手段と、
前記スタッフ処理決定手段の決定に基づいて、前記バッファ手段から前記クライアント信号の読み出し制御を行う読み出し制御手段と、
を有し、
前記スタッフ処理決定手段は、
前記バッファ使用量監視手段から通知されたバッファ使用量と所定の基準値の比較を行う比較手段と、
擬似ランダム系列信号を出力する擬似ランダム系列発生手段と、
前記擬似ランダム系列信号と前記比較手段から出力される比較結果との加算を行う第1の加算手段と、
を備えたことを特徴とするクライアント信号マッピング回路。
【請求項２】
前記スタッフ処理決定手段は、
一定値になるまで、入力されるスタッフ情報と保持しているスタッフ情報との加算を行うスタッフ情報保持手段
を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のクライアント信号マッピング回路。
【請求項３】
前記スタッフ処理決定手段は、
前記第１の加算手段から出力されるスタッフ情報を保持する複数のスタッフ情報保持手段と、
前記複数のスタッフ情報保持手段からの値を加算する第２の加算演算手段と、
前記第２の加算演算手段で加算された結果を前記スタッフ情報保持手段の個数に対して平均化を行う平均化手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項1または２に記載のクライアント信号マッピング回路。
【請求項４】
クライアント信号を伝送フレームに収容するマッピング方法において、
バッファ使用量監視手段が、前記クライアント信号を一時的に記憶するバッファの使用量を通知するバッファ使用量監視ステップと、
スタッフ処理決定手段が、前記バッファの使用量に基づいて、伝送フレーム内にスタッフバイトの挿入の有無及びスタッフ処理量を決定するスタッフ処理決定ステップと、
オーバヘッド挿入手段が、前記バッファから読み出されたクライアント信号にオーバヘッドを付与し、伝送フレームを形成するオーバヘッド挿入ステップと、
読み出し制御手段が、前記スタッフ処理決定ステップによる決定に基づいて、前記バッファから前記クライアント信号の読み出し制御を行う読み出し制御ステップと、
を行い、
前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
前記バッファ使用量監視手段から通知されたバッファ使用量と所定の基準値の比較を行い、擬似ランダム系列信号と比較結果との加算を行う、
ことを特徴とするマッピング方法。
【請求項５】
前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
一定値になるまで、入力されるスタッフ情報と保持しているスタッフ情報との加算を行うステップ
を更に行うことを特徴とする請求項４に記載のマッピング方法。
【請求項６】
前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
前記擬似ランダム系列信号と前記比較結果との加算結果を複数のスタッフ情報保持手段に保持し、
前記複数のスタッフ情報保持手段で保持されている値を加算する加算演算ステップと、
前記第２の加算演算ステップで加算された結果を前記スタッフ情報保持手段の個数に対して平均化を行う平均化ステップと、
を更に行うことを特徴とする請求項４または５に記載のマッピング方法。
【請求項７】
クライアント信号を伝送フレーム信号に収容するクライアント信号マッピング回路であって、
前記クライアント信号を一時的に記憶する非同期バッファ手段と、
前記クライアント信号のクロックと伝送フレーム信号のクロックから周波数情報を生成する周波数情報生成手段と、
前記周波数情報にて生成された周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳手段と、
前記クライアント信号のクロックと前記周波数情報に基づいて前記非同期バッファ手段からのクライアント信号の読み出しを制御する読み出し制御手段と、
前記非同期バッファ手段から読み出されたデータ列に伝送フレーム信号のオーバヘッドを挿入するオーバヘッド挿入手段と、
を備えることを特徴とするクライアント信号マッピング回路。
【請求項８】
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するセレクタ手段を
更に有することを特徴とする請求項７に記載のクライアント信号マッピング回路。
【請求項９】
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較手段、
または、
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持手段のいずれかを
更に有することを特徴とする請求項７に記載のクライアント信号マッピング回路。
【請求項１０】
伝送フレーム信号からクライアント信号を復元するクライアント信号デマッピング回路であって、
前記伝送フレーム信号から周波数情報を抽出するオーバヘッド抽出手段と、
前記抽出した周波数情報及び伝送フレームのクロックをもとに伝送フレームの書込み制御を行う書込み制御手段と、
前記抽出した周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳手段と、
前記ランダムな信号系列が重畳された周波数情報をもとにクライアント信号のクロックを再生するクロック再生手段と、
前記書込み制御手段からの制御信号をもとに伝送フレームを一時的に蓄え、前記クロック再生手段にて再生されたクロックをもとにデータの読出しを行う非同期バッファ手段と、
を備えることを特徴とするクライアント信号デマッピング回路。
【請求項１１】
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するセレクタ手段を
更に有することを特徴とする請求項１０に記載のクライアント信号デマッピング回路。
【請求項１２】
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較手段、
または、
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持手段のいずれかを
更に有することを特徴とする請求項１０に記載のクライアント信号デマッピング回路。
【請求項１３】
クライアント信号を伝送フレーム信号に収容するクライアント信号マッピング方法であって、
周波数情報生成手段が、前記クライアント信号を一時的に記憶する非同期バッファから取得した該クライアント信号のクロックと伝送フレーム信号のクロックから周波数情報を生成する周波数情報生成ステップと、
ランダム信号重畳手段が、前記周波数情報生成ステップにて生成された周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳ステップと、
読み出し制御手段が、前記クライアント信号のクロックと前記周波数情報に基づいて非同期バッファ部からのクライアント信号の読み出しを制御する読み出し制御ステップと、
オーバヘッド挿入手段が、前記非同期バッファ手段から読み出されたデータ列に伝送フレーム信号のオーバヘッドを挿入するオーバヘッド挿入ステップと、
を行うことを特徴とするクライアント信号マッピング方法。
【請求項１４】
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するステップ、
または、
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較ステップ、
のいずれかを更に行うことを特徴とする請求項１３に記載のクライアント信号マッピング方法。
【請求項１５】
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持ステップを
さらに行うことを特徴とする請求項１３に記載のクライアント信号マッピング方法。
【請求項１６】
伝送フレーム信号からクライアント信号を復元するクライアント信号デマッピング方法であって、
オーバヘッド抽出手段が、前記伝送フレーム信号から周波数情報を抽出するオーバヘッド抽出ステップと、
書込み制御手段が、前記抽出した周波数情報及び伝送フレームのクロックをもとに伝送フレームの書込み制御を行う書込み制御ステップと、
ランダム信号重畳手段が、前記抽出した周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳ステップと、
クロック再生手段が、前記ランダムな信号系列が重畳された周波数情報をもとにクライアント信号のクロックを再生するクロック再生ステップと、
前記書込み制御ステップにおける制御信号をもとに伝送フレームを非同期バッファに一時的に蓄え、前記クロック再生ステップにて再生されたクロックをもとにデータの読出しを行う非同期バッファリングステップと、
を行うことを特徴とするクライアント信号デマッピング方法。
【請求項１７】
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するステップ、
または、
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較ステップ、
のいずれかを更に行うことを特徴とする請求項１６に記載のクライアント信号デマッピング方法。
【請求項１８】
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持ステップを
さらに行うことを特徴とする請求項１６に記載のクライアント信号デマッピング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クライアント信号マッピング回路及びマッピング方法に係り、特に、クライアント信号をOTN（Optical Transport Network）に収容し、伝送する際のマッピングを行うクライアント信号マッピング回路及びマッピング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クライアント信号を大容量で長距離転送可能な光通信網の多重化階梯として、OTN (Optical Transport Network)が2001年にITU−TによってG.709に標準化技術として勧告された（非特許文献1参照）。OTNは強固な管理・監視機能を持ち、また誤り訂正符号をフレームフォーマットに導入することで大容量の転送を可能にしている。従来OTNではSDH / SONET (Synchronous Digital Hierarchy / Synchronous Optical Network)及びEthernet（登録商標）の収容を鑑みた多重化階梯が規定されていたが、ICT (Information and Communication Technology)サービスの発展とマルチメディアサービスの普及拡大に伴って、OTNで収容するクライアント信号の種別も多様化し、このような多様なクライアント信号を効率よく収容するため新たな多重化階梯の規定が2009年、G.709 ver.3に追加規定された(非特許文献1参照)。【０００３】
従来OTNではODU1 (Optical channel Data Unit 1 : 239/238×2488320 kbit/s)、ODU2 (239/237×9953280 kbit/s)、ODU3(239/236×39813120 kbit/s) の3つのビットレートが規定されていたが、上記G.709 ver.3では新たにODU0 (1244160 kbit/s)、ODU2e (239/237×10312500 kbit/s)、ODU4(239/227×99532800 kbit/s)、ODUflex (クライアント信号がCBR信号でODUflexにマッピングされる場合のビットレートは239/238×client signal bit rate、クライアント信号がGFP−Fでカプセル化されODUflexにマッピングされる場合のビットレートは非特許文献１のTable7−8を参照)が追加され、多様なクライアント信号のビットレートに応じたペイロード容量を提供可能にした。【０００４】
また、マッピング方式としてAMP (Asynchronous Mapping Procedure)、BMP (Bit−synchronous Mapping Procedure)に加え、新たにGMP (Generic Mapping Procedure)が規定された。GMPはクライアント信号のビットレートと収容するOTNフレームのペイロード容量から一意にクライアント信号のマッピング位置を決定することができるマッピング方法である。 
このように新たに追加されたODUとGMP方式の導入により多様なクライアント信号に対して、柔軟にかつ効率よくOTNに収容することが可能になり、OTNを用いた伝送装置が広く普及していくと考えられる。
多様なクライアント信号を収容可能にする一方、映像信号等のジッタ規定の厳しいクライアント信号をOTNに収容する際、デスタッフジッタの影響がクライアント信号の伝送品質に影響を与えてしまう恐れがある。クライアント信号をOTNに非同期で収容または多重する際、周波数偏差を吸収するスタッフ処理が行われるが、受信端でスタッフバイトを除去する際に読み出しクロックの位相が変化するためデスタッフジッタが発生してしまう。このデスタッフジッタはスタッフバイトの挿入周期に応じたジッタが発生するため、極端にスタッフバイトを挿入する周期が長い場合、低周波成分のデスタッフジッタが発生しPLL (Phase Locked Loop)等での抑圧が困難になる。【０００５】
デスタッフジッタを抑圧する技術として、スタッフ挿入率が極端に少ない周波数偏差の領域を使わないよう、クロック周波数に制限をかける方法がある(特許文献1参照)。【０００６】
また、低次フレームから高次フレームに収容する際、並列処理毎に1ビットのスタッフを分散して挿入する方法などがある(特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ITU−T Rec. G.709/Y.1331 "Interfaces for the Optical Transport Network (OTN)" 12/2009.
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2009−212882号公報
【特許文献２】特開2004−282632号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記クロック周波数に制限をかけてデスタッフジッタを抑圧する方法は、ゼロスタッフジッタ近傍の周波数で装置が動作しないよう予め動作する周波数範囲に制限を設ける必要があるため、G.709に規定されている±20 ppmまたは±100 ppmで動作する装置との互換性を維持することができない。【００１０】
また、上記の並列処理毎に1ビットのスタッフを分散して挿入する方法は、G.709には勧告されておらず、通常OTNでは1バイト単位でOH (Overhead)の特定箇所にスタッフを挿入するため、こちらも既存装置との互換性が保てないといった課題が生じる。【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、標準勧告（G.709）に準拠した装置との互換性を維持し、かつ簡易な構成にてデスタッフジッタを抑圧可能なクライアント信号のマッピング回路及びマッピング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、クライアント信号を伝送フレームに収容するクライアント信号マッピング回路であって、
前記クライアント信号を一時的に記憶するバッファ手段と、
前記バッファ手段の使用量を通知するバッファ使用量監視手段と、
前記バッファ手段の使用量に基づいて、伝送フレーム内にスタッフバイトの挿入の有無及びスタッフ処理量を決定するスタッフ処理決定手段と、
前記バッファ手段から読み出されたクライアント信号にオーバヘッドを付与し、伝送フレームを形成するオーバヘッド挿入手段と、
前記スタッフ処理決定手段の決定に基づいて、前記バッファ手段から前記クライアント信号の読み出し制御を行う読み出し制御手段と、
を有し、
前記スタッフ処理決定手段は、
前記バッファ使用量監視手段から通知されたバッファ使用量と所定の基準値との比較を行う比較手段と、
擬似ランダム系列信号を出力する擬似ランダム系列発生手段と、
前記擬似ランダム系列信号と前記比較手段から出力される比較結果との加算を行う第1の加算手段と、を備えるクライアント信号マッピング回路が提供される。【００１３】
また、前記スタッフ処理決定手段は、
一定値になるまで、入力されるスタッフ情報と保持しているスタッフ情報との加算を行うスタッフ情報保持手段を更に備えてもよい。【００１４】
また、前記スタッフ処理決定手段は、
前記第１の加算手段から出力されるスタッフ情報を保持する複数のスタッフ情報保持手段と、
前記複数のスタッフ情報保持手段からの値を加算する第２の加算演算手段と、
前記第２の加算演算手段で加算された結果を前記スタッフ情報保持手段の個数に対して平均化を行う平均化手段と、を更に備えてもよい。【００１５】
また、本発明の一実施形態によれば、クライアント信号を伝送フレームに収容するマッピング方法であって、
バッファ使用量監視手段が、前記クライアント信号を一時的に記憶するバッファの使用量を通知するバッファ使用量監視ステップと、
スタッフ処理決定手段が、前記バッファの使用量に基づいて、伝送フレーム内にスタッフバイトの挿入の有無及びスタッフ処理量を決定するスタッフ処理決定ステップと、
オーバヘッド挿入手段が、前記バッファから読み出されたクライアント信号にオーバヘッドを付与し、伝送フレームを形成するオーバヘッド挿入ステップと、
読み出し制御手段が、前記スタッフ処理決定ステップによる決定に基づいて、前記バッファから前記クライアント信号の読み出し制御を行う読み出し制御ステップと、
を行い、
前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
前記バッファ使用量監視手段から通知されたバッファ使用量と所定の基準値の比較を行い、擬似ランダム系列信号と比較結果との加算を行うマッピング方法が提供される。【００１６】
また、前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
一定値になるまで、入力されるスタッフ情報と保持しているスタッフ情報との加算を行うステップを更に行うようにしてもよい。【００１７】
また、前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
前記擬似ランダム系列信号と前記比較結果との加算結果を複数のスタッフ情報保持手段に保持し、
前記複数のスタッフ情報保持手段で保持されている値を加算する加算演算ステップと、
前記第２の加算演算ステップで加算された結果を前記スタッフ情報保持手段の個数に対して平均化を行う平均化ステップと、を更に行うようにしてもよい。【００１８】
さらに、本発明の一実施形態によれば、クライアント信号を伝送フレーム信号に収容するクライアント信号マッピング回路であって、
前記クライアント信号を一時的に記憶する非同期バッファ手段と、
前記クライアント信号のクロックと伝送フレーム信号のクロックから周波数情報を生成する周波数情報生成手段と、
前記周波数情報にて生成された周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳手段と、
前記クライアント信号のクロックと前記周波数情報に基づいて前記非同期バッファ手段からのクライアント信号の読み出しを制御する読み出し制御手段と、
前記非同期バッファ手段から読み出されたデータ列に伝送フレーム信号のオーバヘッドを挿入するオーバヘッド挿入手段と、を備えるクライアント信号マッピング回路が提供される。【００１９】
また、本発明の一実施形態によれば、伝送フレーム信号からクライアント信号を復元するクライアント信号デマッピング回路であって、
前記伝送フレーム信号から周波数情報を抽出するオーバヘッド抽出手段と、
前記抽出した周波数情報及び伝送フレームのクロックをもとに伝送フレームの書込み制御を行う書込み制御手段と、
前記抽出した周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳手段と、
前記ランダムな信号系列が重畳された周波数情報をもとにクライアント信号のクロックを再生するクロック再生手段と、
前記書込み制御手段からの制御信号をもとに伝送フレームを一時的に蓄え、前記クロック再生手段にて再生されたクロックをもとにデータの読出しを行う非同期バッファ手段と、
を備えるクライアント信号デマッピング回路が提供される。【００２０】
また、前記クライアント信号マッピング回路または前記クライアント信号デマッピング回路に、前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するセレクタ手段を更に有するようにしてもよい。【００２１】
また、前記クライアント信号マッピング回路または前記クライアント信号デマッピング回路に、前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較手段、
または、
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持手段のいずれかを更に有するようにしてもよい。【００２２】
さらに、本発明の一実施形態によれば、クライアント信号を伝送フレーム信号に収容するクライアント信号マッピング方法であって、
周波数情報生成手段が、前記クライアント信号を一時的に記憶する非同期バッファから取得した該クライアント信号のクロックと伝送フレーム信号のクロックから周波数情報を生成する周波数情報生成ステップと、
ランダム信号重畳手段が、前記周波数情報にて生成された周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳ステップと、
読み出し制御手段が、前記クライアント信号のクロックと前記周波数情報に基づいて非同期バッファ部からのクライアント信号の読み出しを制御する読み出し制御ステップと、
オーバヘッド挿入手段が、前記非同期バッファ手段から読み出されたデータ列に伝送フレーム信号のオーバヘッドを挿入するオーバヘッド挿入ステップと、を行うクライアント信号マッピング方法が提供される。【００２３】
また、本発明の一実施形態によれば、伝送フレーム信号からクライアント信号を復元するクライアント信号デマッピング方法であって、
オーバヘッド抽出手段が、前記伝送フレーム信号から周波数情報を抽出するオーバヘッド抽出ステップと、
書込み制御手段が、前記抽出した周波数情報及び伝送フレームのクロックをもとに伝送フレームの書込み制御を行う書込み制御ステップと、
ランダム信号重畳手段が、前記抽出した周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳ステップと、
クロック再生手段が、前記ランダムな信号系列が重畳された周波数情報をもとにクライアント信号のクロックを再生するクロック再生ステップと、
前記書込み制御ステップにおける制御信号をもとに伝送フレームを非同期バッファに一時的に蓄え、前記クロック再生ステップにて再生されたクロックをもとにデータの読出しを行う非同期バッファリングステップと、を行うクライアント信号デマッピング方法が提供される。【００２４】
また、前記クライアント信号マッピング方法または前記クライアント信号デマッピング方法において、前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するステップ、
または、
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較ステップ、のいずれかを更に行うようにしてもよい。【００２５】
また、前記クライアント信号マッピング方法または前記クライアント信号デマッピング方法において、前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持ステップをさらに行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
上記のように、本発明によれば、バッファ内のクライアント信号蓄積量に基づきスタッフ処理量を決定しかつスタッフ処理量は擬似ランダム系列信号によりランダムに変調されるため、低周波のジッタ発生を抑圧することが可能である。また本発明は既存装置に前記擬似ランダム係数発生手段を設けることにより容易に実施することが可能である。さらに受信側では通常のスタッフ処理を行うことでクライアント信号の復元を行うことが可能であり、G.709に準拠した装置との互換性を保つ効果を奏することができる。【００２７】
また、本発明によれば、クライアント信号及び伝送フレーム信号のクロックカウントまたはバッファ部内のクライアント信号蓄積量に基づき周波数情報を決定し、かつ、周波数情報はランダム信号系列によりランダムに変調されるため、低周波のジッダ発生を抑圧することが可能である。また、本発明は、既存装置に前記ランダム系列重畳手段を設けることにより容易に実施することが可能である。さらに、受信側では通常のスタッフ処理を行うことでクライアント信号の復元を行うことが可能であり、G.709に準拠した装置との互換性を保つ効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第1の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるスタッフ処理決定部の構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるスタッフ処理決定部の構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態におけるスタッフ処理決定部の構成図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図（その１）である。
【図８】本発明の第４の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図（その２）である。
【図９】本発明の第４の実施の形態における周波数情報検出方法である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態における周波数情報検出方法（６４パラレルの場合）である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態におけるランダム系列が重畳された周波数情報である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態におけるクライアント信号デマッピング回路部の構成図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態におけるクライアント信号デマッピング回路部の構成図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態における中継装置にランダムに信号重畳部を具備した構成である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図（その１）である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図（その２）である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態におけるSTM−64をODU２に収容したときのジッタ出力である。
【図１９】本発明の第６の実施の形態におけるクライアント信号デマッピング回路部の構成図である。
【図２０】本発明の第７の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成図である。
【図２１】本発明の第７の実施の形態における周波数情報比較部で生成される周波数情報（イメージ）である。
【図２２】本発明の第７の実施の形態におけるAMP処理を用いた場合のフレーム構成である。
【図２３】本発明の第７の実施の形態におけるGMPを用いた場合のOH（オーバヘッド）構成である。
【図２４】本発明の第８の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図である。
【図２５】本発明の第８の実施の形態における周波数情報保持部の構成図である。
【図２６】本発明の第８の実施の形態における周波数情報保持部の制御フローである。
【図２７】本発明の第８の実施の形態における周波数情報保持部で生成される周波数情報である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成を示す。本実施の形態では、擬似ランダム系列変調を用いたクライアント信号マッピング回路について説明する。
【００３１】
同図に示すクライアント信号マッピング回路は、クライアント信号を書き込むバッファ部１００、読み出し制御部２００、オーバヘッド（OH）挿入部３００から構成される。
【００３２】
バッファ部１００は、バッファ使用量を監視するバッファ使用量監視部１１０と、バッファ使用量監視部１１０からの使用量通知に基づいてスタッフ処理の有無を決定するスタッフ処理決定部１２０からなる。スタッフ処理決定部１２０は、図２に示すように、コンパレータ１２１、加算演算部１２２、擬似ランダム系列発生部１２３から構成される。
【００３３】
上記の構成における動作を説明する。
【００３４】
バッファ部１００は、受信したクライアント信号を順次書き込む。書き込みに使用するクロックは入力されたクライアント信号から抽出したクライアントクロックを用いる。バッファは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM (Static Random Access Memory)などを用いることが可能であり、書き込みと読出しを非同期で行えることが望ましい。また非同期FIFO型のメモリを通常ここではバッファ部１００として用いることが可能である。
【００３５】
バッファ部１００のバッファ使用量監視部１１０では、書き込まれたデータ量を常に監視し、必要に応じてバッファの使用量をスタッフ処理決定部１２０に通知する。バッファ使用量の通知方法は伝送1フレーム時間毎またはバッファ使用量が更新された段階で通知するなど通知方法に関してはこの限りではない。
【００３６】
スタッフ処理決定部１２０は、バッファ使用量監視部１１０から入力されたバッファ使用量に応じてスタッフ処理の有無を決定する。「スタッフ処理」とは伝送フレーム内にスタッフバイト(データを持たないダミーのバイト)の挿入の有無を決定し、スタッフ処理量も同時に決定することもできる処理である(スタッフ処理決定部１２０の詳細な動作に関しては後述する)。
【００３７】
OH（オーバヘッド）挿入部３００は、スタッフ処理決定部１２０から出力されたスタッフ情報に基づいてバッファ部１００から読みだされたデータにオーバヘッドを付与し、スタッフバイトの挿入を行う。
【００３８】
読出し制御部２００では、スタッフ情報決定処理部１２０から出力されたスタッフ情報をもとに読み出しイネーブル信号をバッファ部１００に出力する。読出しイネーブル信号がバッファ部１００に入力されている期間のみデータをバッファ部１００からOH挿入部３００に出力する。OHを挿入している期間やスタッフバイトを挿入している期間は読み出しイネーブル信号を出力しないよう制御を行う。また、バッファ部１００の読出しクロックは装置内の伝送フレームクロックを用いて読出しを行う。
【００３９】
スタッフ処理決定部１２０では、受信したバッファ使用量とコンパレータ１２１内に保持するデータとの比較を行う。通常コンパレータ１２１内にはスタッフ処理を行う閾値を保持し、通知されるバッファの使用量とコンパレータ１２１内のスタッフ処理閾値を比較し、スタッフ処理閾値を超えていた場合、スタッフ処理を指示する。例えば、クライアント信号の周波数偏差が0 ppmだった場合、常に1バイトのスタッフを挿入するといった条件で、クライアント信号の周波数偏差が+ x ppmになった場合、時間変化とともにバッファ部１００内に蓄えられるクライアント信号のデータ量は刻々と増加していく。クライアント信号の周波数偏差が0 ppmだった時のバッファ使用量がMバイトと仮定すると、バッファ使用量がM+1バイトになった時点でスタッフ処理を指示する信号を出力する。逆にクライアント信号の周波数偏差が− x ppmだった場合も同様に、バッファ部１００の使用量がM−1バイトになった時点でスタッフ処理を指示する信号をコンパレータから送出する。
【００４０】
スタッフ処理決定部１２０では、コンパレータ１２１から出力される値をもとに通常データバイトが常に挿入されている個所にスタッフバイトを挿入(以降「ネガティブスタッフ処理」と呼ぶ)、または、通常スタッフバイトが常に挿入されている個所にデータを挿入する(以降「ポジティブスタッフ処理」と呼ぶ)ことでクライアント信号の周波数偏差を吸収する。
【００４１】
コンパレータ１２１から出力されたスタッフ処理の指示信号は加算演算部１２２に出力され擬似ランダム系列発生部１２３から出力される擬似ランダム系列信号との加算演算を行う。擬似ランダム系列信号は通常0または1の2値信号が用いられているが、本実施の形態における擬似ランダム系列信号は−1または1の2値信号を用いる。前記擬似ランダム系列信号にはGold系列やM系列等、任意のランダム信号を用いることが可能である。演算後のスタッフ情報が−1の場合、1バイトのネガティブスタッフ処理を行い、スタッフ情報が0の場合スタッフ処理を行わず、+1の場合ポジティブスタッフ処理を行う。コンパレータ１２１からはバッファの使用量に応じて−1、0、+1のスタッフ情報が出力される。加算演算部１２２にてそれらの値に擬似ランダム系列発生部１２３から出力される−1または+1の値を加算し、最終的に−2〜+2スタッフ情報が出力される。−2の場合は2バイトのネガティブスタッフ処理を行い、+2の場合は2バイトのポジティブスタッフ処理を行う。 
このように擬似ランダム系列による変調をスタッフ処理にかけることで、スタッフ処理頻度が向上しPLL等で抑圧しきれない、低周波成分のジッタ発生を抑えることが可能になる。
【００４２】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成を示す。同図に示すクライアント信号マッピング回路は、第1の実施の形態における図1の構成と同様であるが、バッファ部１００のスタッフ処理決定部の機能が異なる。
【００４３】
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるスタッフ処理決定部の構成を示す。
【００４４】
同図に示すスタッフ処理決定部１３０は、コンパレータ１３１、加算演算部１３２、擬似ランダム系列発生部１３３、スタッフ情報保持部１３４から構成される。
【００４５】
第1の実施の形態との差分はスタッフ処理決定部１３０にスタッフ情報保持部１３４を備えていることである。
【００４６】
スタッフ情報保持部１３４は、加算演算部１３２から出力されるスタッフ情報を複数保持し、過去のスタッフ情報との加算結果をスタッフ情報として出力する。例えば、加算演算部１３２から出力される値が+1、+1、０、０、+１、+１、+１…であった場合、スタッフ情報保持部１３４の値は+１、+2、+2、+2、+3、+4…といったように現在保持しているスタッフ情報と入力されるスタッフ情報の加算結果を保持する。スタッフ情報保持部１３４では一定値に達した時点でスタッフ情報を出力し、その後スタッフ情報保持部１３４内の値をリセットして、再度同様の処理を繰り返す。
【００４７】
スタッフ情報保持部１３４を有することによって、例えば+1、0、−1といった3値のスタッフ処理を行うことが可能になる。コンパレータ１３１内には基準として−0.5、+0.5 (4ビット単位)といった値を保持し、バッファの使用量に応じて−0.5、0、+0.5といった値をコンパレータ１３１から出力する。
【００４８】
擬似ランダム系列発生部１３３では0、1信号を−0.5、＋0.5といった値で出力し、加算演算部１３２にて加算を行う。加算結果をスタッフ情報保持部１３４に出力し、スタッフ情報保持部１３４では値が−1または+1になった時点でスタッフ情報を出力する。このようにスタッフ情報保持部１３４がない場合、−2、−1、0、+1、+2といった5値のスタッフ情報を出力することになるが、スタッフ情報保持部１３４を具備することによって−1、0、+1といった3値のスタッフ情報を出力することが可能になり、3値でスタッフ処理を行う既存のOTN伝送装置などとの互換性を維持することが可能である。
【００４９】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成を示す、同図に示すクライアント信号マッピング回路は、第２の実施の形態における図３の構成と同様であるが、バッファ部１００のスタッフ処理決定部の機能が異なる。本実施の形態では、平均処理を加えたクライアント信号マッピング回路について説明する。
【００５０】
図６は、本発明の第３の実施の形態におけるスタッフ処理決定部の構成を示す。
【００５１】
同図に示すスタッフ処理決定部１４０は、コンパレータ１４１、第1の加算演算部１４２、擬似ランダム系列発生部１４３、スタッフ情報保持部１４５１〜１４５ｎ、第２の加算演算部１４６、平均化部１４７、第３の加算演算部１４８、スタッフ情報保持部１４９から構成される。
【００５２】
第２の実施の形態との差分はスタッフ処理決定部１４０にて複数のスタッフ情報保持部１４５１〜１４５ｎ、及び第２の加算部１４６、平均化部１４７を具備している点である。複数の演算結果を平均化することにより、スタッフ処理量が平滑化され結果としてデスタッフジッタの抑圧効果を高めることが可能である。第１の加算演算部１４２から出力されるスタッフ情報は、スタッフ情報保持部１４５１に記憶される。第１の加算演算部１４２からの出力をトリガにスタッフ情報保持部１４５１に保持されているスタッフ情報はスタッフ情報保持部１４５２に出力され、順次スタッフ情報保持部１４５ｎの値が更新される。スタッフ情報更新時に各スタッフ情報保持部１４５１〜１４５ｎは第２の加算演算部１４６にスタッフ情報を出力し、第２の加算演算部１４６にて加算処理が行われる。加算後、平均化部１４６にてスタッフ情報保持部１４５の個数に応じた平均処理を行い、第３の加算演算部１４８に出力する。第３の加算演算部１４８およびスタッフ情報保持部１４９は、第２の実施の形態同様、一定の値になるまでスタッフ情報の加算及び保持を行い、規定値を達した時点でスタッフ情報を出力し、スタッフ情報保持部１４９内の値をリセットする。なお、スタッフ情報保持部１４５１〜１４５ｎはシフトレジスタを用いて構成することが可能であるが、この限りではない。また図6の構成では第１の加算演算部１４２に対して擬似ランダム発生部１４３から擬似ランダム係数を出力しているが、第１の加算演算部１４２を削除し、第３の加算演算部１４８に対して擬似ランダム係数を出力する構成でも構わない。
【００５３】
［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態における代表的なクライアント信号マッピング回路の構成を示す。
【００５４】
同図に示すクライアント信号マッピング回路部４００は、クライアント信号を伝送フレーム信号に収容する役割を果たし、内部にはクライアントクロックをもとに周波数情報を生成する周波数情報生成部４０１と、伝送フレームのオーバヘッドを挿入するオーバヘッド（Overhead：以下OHと略す）挿入部４０２と、周波数情報に対してランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳部４０３から構成される。 
図８は、本発明の第4の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成をより詳細に示す。
【００５５】
以下、図８を用いて各ブロックの機能について説明を行う。図８は図７で示したクライアント信号マッピング回路部４００のより詳細な構成を示した図である。前記クライアント信号マッピング回路部４００には、非同期バッファ部・周波数情報生成部４０１、読出し制御部４０４、ランダム信号重畳部４０３、OH挿入部４０２が具備されている。
【００５６】
クライアント信号マッピング回路部４００に入力されたクライアント信号は、一時的に非同期バッファ部４０１へ蓄えられる。非同期バッファ部４０１ではクライアント信号のクロックをもとにクライアント信号が書きこまれ、伝送フレームクロックをもとに書き込まれたクライアント信号を読み出すため、クロックの変換が行われる。非同期バッフにはDRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM (Static Random Access Memory)といったメモリを用いて構成することが可能であり、非同期で読出し及び書き込みができるメモリであればこの限りではない。また、非同期バッファ部４０１にはクライアントクロックと伝送フレームクロックとの周波数偏差を検出する周波数情報生成部が具備されており、前記周波数情報は非同期バッファ部４０１内のクライアント信号蓄積量またはクライアントクロックの数をカウントすることによって生成することが可能である。仮に網同期が成されていないネットワークの場合、クライアント信号の蓄積量及びクロック数のカウントは伝送フレーム単位または特定の伝送フレームクロック数を基準にカウントする。また網同期されたネットワークの場合は、網同期用のクロックを基準に前記クライアント信号の蓄積量またはクライアント信号のクロックをカウントし周波数情報を生成することが可能である。
【００５７】
周波数情報の生成方法について、以下に具体例を挙げて説明を行う。仮にクライアント信号をCBR10G  (Constant Bit rate 10 Giga，ビットレートは9953280 kbit/s)とし、伝送フレームOTU2 (Optical channel Transport Unit，ビットレートは255/237×9953280 kbit/s)に収容する場合を考える。基本、周波数情報は伝送フレームの1周期毎に更新するため、伝送フレームの1周期を示す伝送フレームパルスまたは、伝送フレームクロックのクロック数(OTNの場合、1フレームは4080 column×4 row × 8 bit = 130650クロックに相当)を基準に、クライアントクロックのクロック数をカウントする。伝送フレームクロック及びクライアントクロックの取り得る周波数範囲はG.709よりいずれも±20 ppmであるため、1フレーム時間にカウントするクライアントクロックの最大値は
【００５８】
【数１】
2012077805.tif 000003
より、121349クロックであり、カウントするクライアントクロックの最小値は
【００５９】
【数２】
2012077805.tif 000004
より、121339クロックである(図９参照)。カウントしたクライアントクロック数は伝送フレーム内に収容されるクライアント信号のビット数であり、いわば両クロック間の周波数偏差として取り扱うことが可能である。周波数情報はクライアントクロックのカウント数、またはカウントしたクロック数と基準値(クライアントクロック及び伝送フレームクロックの周波数偏差が0の時)121344からの差分を周波数情報として用いるなど、周波数情報の形式は任意でありこの限りではない。また、LSIなどの集積回路では数百MHz程度の周波数で動作するため、パラレル化して処理することが一般的である。例えば64パラレルされたクライアント信号から周波数情報を生成する場合、図１０に示すように伝送フレーム1周期2040クロックに対してカウントされるクライアントクロック数1895~1897を周波数情報として用いる場合、または、検出したクライアントクロック数と基準値1896(クライアントクロック及び伝送フレームクロックの周波数偏差が0の時)との差分を用いたりすることが可能であり、形式は自由に選択することが可能である。また、周波数情報の検出方法に関しては前記クロック数をカウントする方法またはバッファ部内に蓄積されたデータ数から検出する方法、外部周波数カウンタを用いて検出する方法など、周波数情報の検出方法に関してこの限りではない。
【００６０】
上記の周波数生成部４０１で生成された周波数情報はランダム信号重畳部４０３へ出力される。ランダム信号重畳部４０３では平均値が0のランダム系列を周波数情報に重畳する。ランダム系列はM系列やGold系列などの擬似ランダム系列を選択することができる。これらの系列はシフトレジスタを用いて構成することが可能であり、簡易にLSIへ実装することが可能である。またランダム系列は擬似ランダム信号以外に一様乱数や正規乱数などこれらに限るものではない。なお、ランダム系列の重畳について、例えば、後述する図１８に示すようにPLLの帯域が１０Hzの場合、ランダム系列として擬似ランダムバイナリ―ビットシーケンス27−1を用いればよい。
【００６１】
以下にランダム信号重畳部４０３の具体的な処理について説明を行う。
【００６２】
前述したクライアント信号(CBR10G)と伝送フレーム信号(OTU2)を用い、1フレーム単位にカウントしたクライアントクロックのクロック数を周波数情報とすると、図１１(a)に示すように121339~121349の値を取り得る(クライアントクロック及び伝送フレームクロックの周波数偏差範囲及びクライアント信号のビットレート、伝送フレームのビットレートによってこの値は異なる)。生成した周波数情報はランダム信号重畳部にて平均値0のランダム系列(図１１(b))が重畳される。図１１の例では±1のランダム系列が重畳されるが、この値は任意に取り得ることが可能である。±2，±3，±4などの整数値または±0.1，±0.2，±0.3，±0.4などの小数値、±xに一様分布または正規分布する乱数などこの限りではなく、これらを組み合わせたランダム系列を重畳してもよい。最終的に±1のランダム系列が重畳された周波数情報(図１１(c))は121338~121350の範囲で値を取りOH挿入部４０２及び読出し制御部４０４にそれぞれ出力する。
【００６３】
読出し制御部４０４では伝送フレームのクロック及び周波数情報からクライアント信号を読み出す期間を制御し、OH挿入期間やスタッフバイト挿入期間外に読出しイネーブル信号を非同期バッファ部４０１へ出力する。
【００６４】
非同期バッファ部４０１では読出しイネーブル信号が入力されている期間のみ、クライアント信号を非同期バッファ部４０１から出力する。非同期バッファ部４０１から出力されたクライアント信号はOH挿入部４０２にて伝送フレームのOHが挿入される。その際、前記OH内に前記周波数情報を挿入され最終的に伝送フレーム信号が出力される。一方、受信側ではデマッピング回路を用いて伝送フレーム信号からクライアント信号の復元を行う。
【００６５】
受信側におけるクライアント信号デマッピング回路部の構成例を図１２に示す。
【００６６】
クライアント信号デマッピング回路部５００にはOH抽出部５０１、非同期バッファ部５０２、書込み制御部５０３、クロック再生部５０４が具備されている。以下信号の流れに沿って順に各ブロックの機能について説明する。OH抽出部５０１は受信した伝送フレームからOHの抽出を行う。OHは信号品質のモニタや警報の監視等に用いられ、前記周波数情報についてもOH抽出部５０１にて読出しを行う。読み出された周波数情報は書込み制御部５０３及びクロック再生部５０４に出力され、書込み制御部５０３では周波数情報をもとにクライアント信号のデータに対応する期間のみ書込みイネーブル信号を非同期バッファ部５０２に出力する。一方、クロック再生部５０４では、受信した伝送フレームクロックと周波数情報をもとにクライアントクロックの再生を行う。クロック再生部５０４は一般的にPLL(Phase Locked Loop)等の同期回路を用いることが可能であり、クロック再生部５０４の構成はこの限りではなく、本実施の形態では特に限定はしない。再生されたクライアントクロックは非同期バッファ部５０２に出力され、読出しクロックとして用いられる。非同期バッファ部５０２には受信した伝送フレーム信号内に格納されているクライアントデータが伝送フレームクロックで書き込まれ、前記クロック再生部５０４で再生されたクライアントクロックをもとに読出しが行われ、クライアントデータが復元される。
【００６７】
以上説明を行ったクライアント信号デマッピング回路部５００に関しては一般的なデマッピング回路の構成であり、本発明はデマッピング回路の構成に特に限定されるものではない。
【００６８】
［第５の実施の形態］
図１３は、本発明の第５の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成を示し、図１４は、本発明の第５の実施の形態におけるクライアント信号デマッピング回路部の構成を示す。
【００６９】
本実施の形態では、受信側のクライアント信号デマッピング回路部５１０にランダム信号重畳部５１５を具備する点が第４の実施の形態との違いである。
【００７０】
同図に示すクライアント信号マッピング回路部４１０は、クライアント信号を一時的に蓄え、クライアント信号のクロックから伝送フレーム信号のクロックにレートを変換する非同期バッファ部とクライアントクロックと伝送フレームクロックから周波数情報を生成する周波数情報生成部４１１と、生成された周波数情報と伝送フレームのクロックをもとにクライアント信号が伝送フレームにマッピングされる期間に対応した読出しイネーブル信号を出力する読出し制御部４１４と、非同期バッファ部４１１から読み出されたデータに伝送フレームのオーバヘッド及び周波数情報を挿入するOH挿入部４１２から構成されている。
【００７１】
一方、クライアント信号デマッピング回路部５１０には、受信した伝送フレーム信号からOHのモニタリングを行うOH抽出部５１１と、OH内の周波数情報にランダム系列を重畳するランダム信号重畳部５１５と、前記周波数情報と伝送フレームクロックをもとにクライアント信号に対応した期間のみ書込みイネーブル信号を出力する書込み制御部５１３と、受信した伝送フレームクロック及び周波数情報からクライアントクロックを再生するクロック再生部５１４と、伝送フレームクロックから前記再生されたクライアントクロックにクロックを変換する非同期バッファ部５１２から構成される。
【００７２】
本実施の形態ではクライアント信号デマッピング回路部５１０内にて周波数情報にランダム系列の重畳を行う。ランダム系列の重畳方法に関しては第4の実施の形態同様平均値が0のランダム系列を重畳し、重畳するランダム系列の振幅または使用するランダム系列は任意に選択が可能である。
【００７３】
また、ランダム信号重畳部５１５はクライアント信号マッピング回路４１０またはクライアント信号デマッピング回路５１０の両方に具備する構成をとっても構わない。クライアント信号デマッピング回路部５１０にランダム信号重畳部５１５を具備することにより、クライアント信号マッピング回路部４１０にランダム信号重畳部を備えていない装置と対向して接続する場合でも、ランダム信号重畳の重畳処理を行うことが可能であり、既存装置と接続した場合でもデスタッフジッタの発生を抑えることが可能である。
【００７４】
以上、第４の実施の形態及び第5の実施の形態では、送信側または受信側にランダム信号重畳部４０３，５１５を具備した構成について説明を行ったが、図１５に示すように、中継装置にランダム信号重畳部を具備する構成もとりうることも可能である。中継装置では一旦OHを終端し周波数情報を読み出した後、ランダム系列を重畳し再度OHへ挿入する。OH終端は必要に応じて全OHの終端または周波数情報部分のみOHを終端しランダム系列重畳を行うことが可能である。終端方法は中継装置の構成に依存し、いずれの形態においても本発明のランダム系列重畳処理を実施することが可能である。
【００７５】
［第６の実施の形態］
図１６、１７は、本発明の第６の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成を示した図である。
【００７６】
本実施の形態では新たにセレクタ（Selector：以下SELと略す）部４２５を具備する点が第４、第５の実施の形態との違いである。以下本実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路について説明する。
【００７７】
クライアント信号マッピング回路４２０にはクライアント信号を一時的に蓄えクライアント信号の周波数からOTNフレーム信号の周波数に変換を行う非同期バッファ部（４２１内に備えられる）と非同期バッファ部でカウントしたクライアント信号のクロック数またはバッファ部内のクライアント信号蓄積量から周波数情報を生成する周波数情報生成部４２１、生成された周波数情報にランダム系列を重畳するランダム信号重畳部４２４、ランダム系列が重畳されていない周波数情報またはランダム系列が重畳された周波数情報のいずれか一方を選択するSEL部４２５、非同期バッファ部４２１から読み出したクライアント信号にOHを挿入しまたSEL部４２５から出力された周波数情報をOHに格納するOH挿入部４２２から構成される。
【００７８】
SEL部４２５はユーザによる手動切り替えまたは周波数情報生成部４２１から生成される周波数情報を元に自動切り替えを行う形態をとることが可能である。デスタッフジッタはクライアント信号と伝送フレーム信号の周波数偏差が0 ppmに近い場合に多く発生するため、デスタッフジッタが大きく生じる周波数偏差の場合ランダム系列が重畳された周波数情報をSEL部４２５で選択し、またデスタッフジッタがあまり発生しない周波数偏差の領域では周波数情報生成部４２１で生成された周波数情報をSEL部４２５にて選択することが可能である（図１８参照、STM−64をODU2に収容した場合のジッタ出力）。周波数情報を用いて自動で切り替えを行う場合、あらかじめ周波数偏差に対応したジッタ発生量を実測または計算することで、切り替えの閾値（切り替えを実行する周波数情報の値）を設定することが可能であり、SEL部４２５では前記周波数情報を読み取り、ランダム系列が重畳されていない周波数情報またはランダム系列が重畳された周波数情報のいずれかを選択する。またSEL部４２５は、図１９に示すように、第５の実施の形態同様にクライアント信号デマッピング回路部５２０に備える構成、またはクライアント信号マッピング回路部、クライアント信号デマッピング回路部の両方に備える構成でも可能である。
【００７９】
［第７の実施の形態］
図２０は、本発明の第７の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部を示す。本実施の形態では新たに周波数情報比較部４３６を具備する点が第４、第５の実施の形態との違いである。
【００８０】
本実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路について説明する。
【００８１】
クライアント信号マッピング回路４３０にはクライアント信号を一時的に蓄えクライアント信号の周波数からOTNフレーム信号の周波数に変換を行う非同期バッファ部と非同期バッファ部でカウントしたクライアント信号のクロック数またはバッファ部内のクライアント信号蓄積量から周波数情報を生成する周波数情報生成部４３１、生成された周波数情報にランダム系列を重畳するランダム信号重畳部４３４、ランダム系列が重畳されていない周波数情報またはランダム系列が重畳された周波数情報のいずれか一方を選択するSEL部４３５（SEL部を省略する構成をとっても構わない。その場合ランダム系列重畳部４３４からの出力は周波数情報比較部に直接出力される）、SEL部４３５から出力された周波数情報と周波数情報比較部４３６内に保持された基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較部４３６と、周波数情報比較部４３６から出力された周波数情報をもとにクライアント信号の読出し量を決定し読み出しイネーブル信号を出力する読出し制御部４３３、非同期バッファ部４３１から読み出したクライアント信号にOHを挿入しまた周波数情報をOHに格納するOH挿入部４３２から構成される。
【００８２】
以下周波数情報比較部４３６におけるより詳細な処理について説明を行う。
【００８３】
図２１は、本発明の第７の実施の形態における周波数情報比較部４３６で生成される周波数情報（イメージ）であり、周波数情報生成部４３１から出力される周波数情報、ランダム系列、ランダム系列が重畳された周波数情報を示している。同図左上のグラフは、周波数情報生成部４３１から出力される周波数情報であり、クライアント信号を前記CBR10G信号、伝送フレーム信号を前記OTU2としたときに検出されるクライアントクロック数を周波数情報としている。図２１右上はランダム系列重畳部４３４内で生成されるランダム系列であり、±8のランダム系列としている。さらに図２１左下のグラフは前記周波数情報に前記ランダム系列を重畳した時の結果である。周波数情報比較部４３６では前記ランダム系列が重畳された周波数情報に対して基準値との比較を行う。図２１では基準値を121344，121352，121336の3値とし、周波数情報比較部４３６に入力される周波数情報が上限値121352以上の場合、周波数情報を121352として周波数情報比較部４３６から出力し、入力される周波数情報が下限値121336以下の場合は周波数情報を121336とし周波数情報比較部４３６から出力する。さらに周波数情報が上限値及び下限値いずれも超えていない場合は周波数情報を121344として周波数情報比較部４３６から出力する。
【００８４】
このように周波数情報比較部４３６を具備することにより生成される周波数情報の値を4値から3値に変換することが可能である。そのため、−1，0，1バイトの3値スタッフ処理を行うAMP処理に本発明の実施の形態を適用することが可能になる。
【００８５】
以下AMP処理に本発明を適用した場合の、より詳細な実施形態について説明する。
【００８６】
図２２にAMPを用いるOTNフレームフォーマットを示す。前記OTNフレームはOTU (Optical channel Transport Unit) OH，ODU (Optical channel Data Unit) OH，OPU (Optical channel Payload Unit) OH，OPU Payload，FEC (Forward Error Correction)から構成されており、クライアント信号のマッピング情報を示すOPU OHはJC (Justification Control)，PSI (Payload Structure Identifier)，NJO (Negative Justification Opportunity)，PJO (Positive Justification Opportunity)，RES (Reserved for future international standardization)から構成されている（非特許文献1）。AMP処理ではクライアントクロック及び伝送フレームクロックの周波数偏差からNJO及びPJOを適宜スタッフバイトまたはデータバイトとして用いることで周波数偏差を吸収することが可能である。またJCバイトがNJO及びPJOがスタッフまたはデータバイトのいずれかであることを示している。
【００８７】
すなわち、図２２に示すようにJCバイトの7，8ビットが、
・"00"の場合：NJO=スタッフバイト，PJO=データバイト、
・"01"の場合：NJO=データバイト，PJO=データバイト、
・"10"の場合：NJO=スタッフバイト，PJO=データバイト、
・"11"の場合、NJO=スタッフバイト，PJO=スタッフバイト
であることを示している。送信側では同一のJCバイトをColumn16のRow1~3に生成し、受信側では3つのJCバイトを多数決判断により決定し、スタッフまたはデータの判断を行う。AMPでは通常−1，0，1バイトの3値スタッフ処理が行われるため、前記周波数情報比較部４３６には3つの基準値を用意する。図２１に示すように基準値を121336，121344，121352とし、周波数比較部４３６から出力される周波数情報が121336の場合、JCバイトの7，8ビットを"11"とし、NJOバイト及びPJOバイトをスタッフバイトとする。前記周波数情報が121344の場合JCバイトの7，8ビットを"00"とし、NJOバイトをスタッフバイト、PJOバイトをデータバイトとする。また前記周波数情報が121352の場合JCバイトの7，8ビットを"01"としNJOバイト及びPJOバイトをデータバイトとする。読出し制御部４３３では前記スタッフ処理に応じた読出しイネーブル信号を出力し伝送フレームにクライアント信号の収容を行う。 
また、GMP処理を伴う非同期収容の場合でも本発明の実施の形態を適用することが可能である。以下GMP処理に本発明を適用した場合の、より詳細な実施形態について説明する。
【００８８】
GMPの場合クライアントクロックと伝送フレームクロックをもとに周波数情報を検出しクライアント信号のマッピング位置を決定するCmとクライアント信号の周波数情報を示すΣCnDを受信側へと転送する。図２３に非同期収容方式にGMPを用いた場合の伝送フレームフォーマットを示す。GMPは伝送フレームのペイロード領域をビット単位に複数ブロック分割し、各ブロックをペイロード領域またはスタッフ領域として扱う。ブロック単位であるmはm=M×8として定義されており、Mは伝送フレームのトリビュタリスロット数である。クライアント信号のマッピング位置を決定するCmは、クライアント信号の周波数ｆclientと伝送フレーム信号の周波数ｆserverから以下のように求めることができる。
【００８９】
【数３】
2012077805.tif 000005
ここで、Bserverは収容する伝送フレームのビット数である。Ｃm決定後、ブロックの先頭から番号i(1，2，3…)を付与し、下記の条件式を用いてスタッフ領域またはデータ領域の判断を行う。
【００９０】
【数４】
2012077805.tif 000006
ここで、Pはブロックのｗ総数を示している。Cmは受信側へと通知され、受信側にて上記判断式からデータ領域及びスタッフ領域の判断が行われる。なお、クライアント信号のクロック再生には別途周波数情報Cnが用いられる。Cmの場合粒度が大きいため、実装上簡易な点でマッピング位置を決定するために用いられているが、クロック再生精度は粒度が大きい分低下するため、粒度の細かいCn値を用いる。Cnは下記の式で定義される。
【００９１】
【数５】
2012077805.tif 000007
ここでｎはCnの粒度を示し、n=8の場合はバイト単位、n=1の場合はビット単位で周波数情報を伝達することになる。実際GMPではCnをそのまま転送するのではなく、同じ粒度で見た時のCm及びCnとの差分ΣCnDを転送する。差分として周波数情報を転送することにより、伝達に必要なビット数を低減することが可能である。なお、ΣCnDは以下の式で表される。
【００９２】
【数６】
2012077805.tif 000008
ここで、ΣCnD(t)の取り得る範囲はCBR (Constant Bit Rate)のクライアント信号をLO ODU (Lower Order ODU)に収容する際、OPU0で0〜7、OPU1で0〜15、OPU2で0〜63、OPU3で0〜255、OPU4で0〜639である。そのため周波数情報は規定の範囲内で複数の周波数情報を取り得ることになり、3値の値を取り得るAMPと周波数情報の取り扱いが異なる。そのため、仮にクライアント信号をFC−100 (Fibre Chanel 1G：ビットレートは1.0625Gbit/s，周波数偏差は±100 ppm)とし、伝送フレーム信号をODU0とした場合、周波数情報Cnは13061~13065 (n=8とした場合)の範囲で値を取り得ることになる。そのため周波数情報比較部に保持する基準値は13061，13062，13063，13064，13065とし、ランダム信号重畳部４３４から出力される周波数情報と前記基準値との比較を行い、基準値から周波数情報を選択する。
【００９３】
以上、説明を行った前記周波数情報比較部４３６の前記基準値はこの値に限らず、また基準値の個数は1，2，3，4・・・など任意に取り得ることが可能である。さらにランダム系列重畳部４３４並びに周波数情報比較部４３６は、第５の実施の形態同様にクライアント信号デマッピング回路部に備える構成、中継装置に備える構成、またはクライアント信号マッピング回路部、クライアント信号デマッピング回路部、中継装置に複数備える構成でも可能である。
【００９４】
なお、本実施の形態で周波数情報比較部４３６にて一部周波数情報が欠落するため、非同期バッファにてオーバーフロー及びアンダーフローが生じる場合がある。そのため回路上で非同期バッファの使用量を監視し、使用量が特定の閾値を超えた場合、強制的に周波数情報を変更する手段を用いる。
【００９５】
［第８の実施の形態］
図２４は、本発明の第８の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成を示す。本実施の形態では新たに周波数情報保持部４４６を具備する点が第７の実施の形態との違いである。
【００９６】
本実施の形態における周波数情報保持部４４６の詳細な動作について図２５を用いて説明する。図２５は周波数情報保持部４４６のより詳細な構成である。周波数情報保持部４４６は、入力された周波数情報と差分保持部４４６３に保持している値との加算を行う加算部４４６１と、加算された周波数情報と基準値との比較を行う比較部４４６２と、基準値との差分を一時的に保持する差分保持部４４６３から構成される。
【００９７】
より具体的な周波数情報保持部４４６内の制御フローについて図２６に示す。
【００９８】
周波数情報保持部４４６内の差分保持部４４６３は初期値を0とし（ステップ１０１）、ランダム系列重畳部から周波数情報が入力されるまで待機状態になっている（ステップ１０２）。ランダム信号重畳部４４３から周波数情報が入力されると、加算部４４６１にて差分保持部４４６３に保持していた値と入力された周波数情報との足し合わせを行い（ステップ１０３）、比較部４４６２にて基準値との比較を行う（ステップ１０４、１０５）。基準値は任意に複数取り得ることが可能であり、仮にクライアント信号をCBR10Gとし、伝送フレーム信号をOTU2とした場合、121352 (互いの周波数偏差が0の場合のクライアントクロックカウント数)、121336，121338を基準値として使用することが可能であり、図２６の制御フローはその一例を示しているが基準値の取りうる個数及び値はこの限りではない。比較部４４６２にて基準値との比較及び比較結果から周波数情報を選択し出力する（ステップ１０６〜１１２）。すなわち、例えば、周波数情報が１２１３５２以上である場合（ステップ１０４のYES)、１２１３５２から周波数情報を引いた値を差分値保持部４４６３に格納し（ステップ１０６）、周波数情報を１２１３５２に更新し（ステップ１０７）、出力する（ステップ１１２）。他の場合も図２６に示すとおり処理が行われる。
【００９９】
比較部４４６２にて基準値と入力された周波数情報との差分は差分値保持部４４６３にて次回の周波数情報が周波数情報保持部４４６に入力されるまで値を保持する。周波数情報保持部４４６で生成される周波数情報の例を図２７に示す。同図に示す周波数情報は、周波数情報、ランダム系列、ランダム系列が重畳された周波数情報であり、周波数情報保持部４４６から出力される。このように周波数情報保持部４４６を具備することにより、第６の実施の形態と同様に生成される周波数情報の個数に制限をかけることが可能になり、AMPやGMPといった非同期収容方式に適用することが可能になる。また差分の値を次の周波数情報に反映することにより、非同期バッファ部４４１内のアンダーフロー及びオーバーフローを抑制することが可能になる。
【０１００】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は上述した特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１０１】
本出願は２０１０年１２月１０日に出願した日本国特許出願２０１０−２７６１３０号、及び２０１１年６月２０日に出願した日本国特許出願２０１１−１３６７３３号に基づく優先権を主張するものであり、２０１０−２７６１３０号、及び２０１１−１３６７３３号の全内容を本出願に援用する。
【符号の説明】
【０１０２】
１００  バッファ部
１１０  バッファ使用量監視部
１２０  スタッフ処理決定部
１２１  コンパレータ
１２２  加算演算部
１２３  擬似ランダム系列発生部
１３０  スタッフ処理決定部
１３１  コンパレータ
１３２  加算演算部
１３３  擬似ランダム系列発生部
１３４  スタッフ情報保持部
１４０  スタッフ処理決定部
１４１  コンパレータ
１４２  第１加算演算部
１４３  擬似ランダム系列発生部
１４５  スタッフ情報保持部
１４６  第２加算演算部
１４７  平均化部
１４８  第３加算演算部
１４９  スタッフ情報保持部
２００  読み出し制御部
３００  オーバヘッド挿入部
４００  クライアント信号マッピング回路部
４０１  周波数情報生成部
４０２  OH(オーバヘッド)挿入部
４０３  ランダム信号重畳部
４０４  読出し制御部
４１０  クライアント信号マッピング回路部
４１１  非同期バッファ部＆周波数情報生成部
４１２  OH挿入部
４１３  読出し制御部
４２０  クライアント信号マッピング回路部
４２１  周波数情報生成部、非同期バッファ部＆周波数情報生成部
４２２  OH挿入部
４２４  ランダム信号重畳部
４２５  セレクタ（SEL）部
４３０  クライアント信号マッピング回路部
４３１  非同期バッファ部＆周波数情報生成部
４３２  OH挿入部
４３３  読出し制御部
４３４  ランダム信号重畳部
４３５  SEL部
４３６  周波数情報比較部
４４０  クライアント信号マッピング回路部
４４１  非同期バッファ部＆周波数情報生成部
４４２  OH挿入部
４４３  ランダム信号重畳部
４４４  読出し制御部
４４５  SEL部
４４６  周波数情報保持部
５００  クライアント信号デマッピング回路部
５０１  OH抽出部
５０２  非同期バッファ部
５０３  書込み制御部
５０４  クロック再生部
５１０  クライアント信号デマッピング回路部
５１１  OH抽出部
５１２  非同期バッファ部
５１３  書込み制御部
５１４  クロック再生部
５１５  ランダム信号重畳部
５２０  クライアント信号デマッピング回路部
５２１  OH抽出部
５２２  非同期バッファ部
５２３  書込み制御部
５２４  クロック再生部
５２５  ランダム信号重畳部
５２６  SEL部
４４６１  加算部
４４６２  比較部
４４６３  差分保持部
【図１】
2012077805.tif 000009
【図２】
2012077805.tif 000010
【図３】
2012077805.tif 000011
【図４】
2012077805.tif 000012
【図５】
2012077805.tif 000013
【図６】
2012077805.tif 000014
【図７】
2012077805.tif 000015
【図８】
2012077805.tif 000016
【図９】
2012077805.tif 000017
【図１０】
2012077805.tif 000018
【図１１】
2012077805.tif 000019
【図１２】
2012077805.tif 000020
【図１３】
2012077805.tif 000021
【図１４】
2012077805.tif 000022
【図１５】
2012077805.tif 000023
【図１６】
2012077805.tif 000024
【図１７】
2012077805.tif 000025
【図１８】
2012077805.tif 000026
【図１９】
2012077805.tif 000027
【図２０】
2012077805.tif 000028
【図２１】
2012077805.tif 000029
【図２２】
2012077805.tif 000030
【図２３】
2012077805.tif 000031
【図２４】
2012077805.tif 000032
【図２５】
2012077805.tif 000033
【図２６】
2012077805.tif 000034
【図２７】
2012077805.tif 000035
【国際調査報告】
2012077805.tif 000036
2012077805.tif 000037
2012077805.tif 000038
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