(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の非同期信号を受信して、当該非同期信号に時間多重されている信号を組み替えて時間多重し直して送信するデジタルクロスコネクト装置であって、
受信した信号を必要に応じてデジタルフレームにマッピングするとともにレート調整を行ない、全ての信号を同期させる第１のフレーム変換レート調整手段と、
同期された信号をクロスコネクトする同期スイッチ手段と、
前記同期された信号を元の信号に戻す第２のフレーム変換レート調整手段と、
前記同期スイッチ手段の前段に接続され、前記同期されたデジタルフレームを複数のレーンに分配するレーン分配手段と、
前記同期スイッチ手段の後段に接続され、該同期スイッチ手段でクロスコネクトされ、複数のレーンに分配された信号を結合し、デジタルフレームを再生するレーン結合手段と、
を有し、
前記第１のフレーム変換レート調整手段は、
前記デジタルフレームがGFP（Generic  Framing  Procedure）フレームである場合は、GFPアイドルフレームを挿入することによりレート調整する手段を含む
ことを特徴とするデジタルクロスコネクト装置。
【請求項２】
前記第１のフレーム変換レート調整手段は、
前記デジタルフレームがODU  (Optical-channel  Data  Unit)フレームである場合は、非同期信号を該ODUフレームのペイロード領域にマッピングして同期化する手段を含む
請求項１記載のデジタルクロスコネクト装置。
【請求項３】
複数の非同期信号を受信して、当該非同期信号に時間多重されている信号を組み替えて時間多重し直して送信するデジタルクロスコネクト方法であって、
第１のフレーム変換レート調整手段、同期スイッチ手段、第２のフレーム変換レート調整手段を有し、前記同期スイッチ手段の前段にレーン分配手段が設けられ、該同期スイッチ手段の後段にレーン結合手段が設けられた装置において、
前記第１のフレーム変換レート調整手段が、受信した信号を必要に応じてデジタルフレームにマッピングするとともにレート調整を行ない、全ての信号を同期させる第１のフレーム変換レート調整ステップと、
前記同期スイッチ手段が、同期された信号をクロスコネクトする同期スイッチングステップと、
前記第２のフレーム変換レート調整手段が、前記同期された信号を元の信号に戻す第２のフレーム変換レート調整ステップと、
を行い、
前記レーン分配手段が、前記同期されたデジタルフレームを複数のレーンに分配し、
前記レーン結合手段が、前記同期スイッチ手段でクロスコネクトされ、複数のレーンに分配された信号を結合し、デジタルフレームを再生し、
前記第１のフレーム変換レート調整ステップにおいて、
前記デジタルフレームがGFP（Generic  Framing  Procedure）フレームである場合は、GFPアイドルフレームを挿入することによりレート調整する
ことを特徴とするデジタルクロスコネクト方法。
【請求項４】
前記第１のフレーム変換レート調整ステップにおいて、
前記デジタルフレームがODU  (Optical-channel  Data  Unit)フレームである場合は、非同期信号を該ODUフレームのペイロード領域にマッピングして同期化する
請求項３記載のデジタルクロスコネクト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルクロスコネクト装置及び方法に係り、特に、複数の非同期信号を受信して、当該非同期信号に時間多重されている信号を組み替えて時間多重し直して送信するデジタルクロスコネクト装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットトラフィックの増大とともに通信容量の拡大が進んでいる。幹線系の伝送装置においては１波長あたり10 Gb/sや40Gb/sの波長多重（WDM）伝送システムが使用されている。さらに１波長あたり100 Gb/sを超えるような伝送システムの実現に向けた研究開発が進められている。
【０００３】
このような伝送路からの大容量の信号を柔軟に扱う技術としてデジタルクロスコネクト技術がある。デジタルクロスコネクト技術は、複数の伝送路からの信号を時間分離してそれらをクロスコネクトした後に再び時間多重し直すことによって、多重された信号の柔軟なハンドリングが可能となる。
【０００４】
デジタルクロスコネクト装置の具体例としては、動的なパス設定や最適なパス選択を可能とするSDH(Synchronous Digital Hierarchy)クロスコネクトが挙げられる（例えば、非特許文献１参照）。SDHクロスコネクトの構成を図１１に示す。同図に示すクロスコネクト装置は、受信部１０と送信部との間に、受信部１０に接続されるフレーム変換部３０、各フレーム変換部３０に接続される同期スイッチ部４０、同期スイッチ部４０と送信部２０との間に接続されるフレーム変換部５０から構成される。
【０００５】
同図に示すように、伝送されてきた信号は受信部１０においてO/E（光−電気）変換され、その後必要に応じてフレーム変換部３０で内部信号形式に変換され、その後、同期スイッチ部４０でスイッチングされる。スイッチ後は必要に応じてフレーム変換部５０において内部信号形式から元の信号形式に変換された後に送信部２０から信号が送信される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】SDH 52Mb/s、 156Mb/sクロスコネクト装置の構成技術、1994年電子情報通信学会秋季大会。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
昨今、大容量伝送の信号としてはITU-T勧告G.709に規定されるOTN信号が広く利用されている。OTN信号は、監視制御機能と誤り訂正符号の付加により信頼性の高い長距離伝送が可能となっている。
【０００８】
従来広く利用されているSDHクロスコネクト装置では各信号が同期しているため同期スイッチが利用されており、大規模なスイッチが利用可能である。このような同期スイッチを利用してOTN信号をクロスコネクトしようとした場合に問題が生じる。
【０００９】
OTNではSDHと異なり各信号が非同期であるためにそのままでは同期スイッチが使用できない。SDHの場合は同一種別の信号であれば同一のビットレートを持っており、さらに異なる種別の信号であっても信号間のビットレートが整数倍の関係を持っている。例えばSTM-16のビットレートは2.48832 Gb/sでありSTM-64は9.95328 Gb/sである。両者の間には9.95328 = 4×2.48832の関係がある。そのため同期スイッチを利用することができる。一方でOTNでは、同一種別の信号であってもビットレートの公称値は同一であるが実際のビットレートは独立した発振器によるものであってもよく相互にビットレートが微妙に異なる。さらに異なる種別の信号間にはSDHのような単純なビットレートの関係はなく、例えばOTU1のビットレートは2.666 Gb/sでありOTU2は10.709 Gb/sであり、両者の関係は10.709 = 4×238 / 237× 2.666となっており、SDHのような単純なビットレートの関係はない。以上のようにOTNでは各信号間のビットレートが非同期なのでそのままでは同期スイッチを用いてクロスコネクトすることができない。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、OTNなどの非同期信号を同期スイッチを用いてクロスコネクトすることが可能なデジタルクロスコネクト装置及び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】
【００１１】
図１は、本発明の原理構成図である。
【００１２】
本発明に係る装置は、複数の非同期信号を受信して、当該非同期信号に時間多重されている信号を組み替えて時間多重し直して送信するデジタルクロスコネクト装置であって、その原理構成として、
受信した信号を必要に応じてデジタルフレームにマッピングするとともにレート調整を行ない、全ての信号を同期させる第１のフレーム変換レート調整手段１２０と、
同期された信号をクロスコネクトする同期スイッチ手段１３０と、
同期された信号を元の信号に戻す第２のフレーム変換レート調整手段１４０と、を有する。
【００１３】
より詳細には、本発明に係る装置は、複数の非同期信号を受信して、当該非同期信号に時間多重されている信号を組み替えて時間多重し直して送信するデジタルクロスコネクト装置であって、
受信した信号を必要に応じてデジタルフレームにマッピングするとともにレート調整を行ない、全ての信号を同期させる第１のフレーム変換レート調整手段と、
同期された信号をクロスコネクトする同期スイッチ手段と、
前記同期された信号を元の信号に戻す第２のフレーム変換レート調整手段と、
前記同期スイッチ手段の前段に接続され、前記同期されたデジタルフレームを複数のレーンに分配するレーン分配手段と、
前記同期スイッチ手段の後段に接続され、該同期スイッチ手段でクロスコネクトされ、複数のレーンに分配された信号を結合し、デジタルフレームを再生するレーン結合手段と、
を有し、
前記第１のフレーム変換レート調整手段は、
前記デジタルフレームがGFP（Generic  Framing  Procedure）フレームである場合は、GFPアイドルフレームを挿入することによりレート調整する手段を含む。
【００１５】
また、上記のデジタルクロスコネクト装置において、
前記第１のフレーム変換レート調整手段は、
前記デジタルフレームがODU  (Optical-channel  Data  Unit)フレームである場合は、非同期信号を該ODUフレームのペイロード領域にマッピングして同期化する手段を含むように構成してもよい。
【００１６】
図２は、本発明の原理を説明するための図である。
【００１７】
本発明に係る方法は、複数の非同期信号を受信して、当該非同期信号に時間多重されている信号を組み替えて時間多重し直して送信するデジタルクロスコネクト方法であって、その原理において、
第１のフレーム変換レート調整手段、同期スイッチ手段、第２のフレーム変換レート調整手段を有する装置において、
第１のフレーム変換レート調整手段が、受信した信号を必要に応じてデジタルフレームにマッピングするとともに（ステップ１）レート調整を行ない（ステップ２）、全ての信号を同期させる（ステップ３）第１のフレーム変換レート調整ステップと、
同期スイッチ手段が、同期された信号をクロスコネクトする同期スイッチングステップ（ステップ４）と、
第２のフレーム変換レート調整手段が、同期された信号を元の信号に戻す第２のフレーム変換レート調整ステップ（ステップ５）と、を行う。
【００１８】
より詳細には、本発明に係る方法は、複数の非同期信号を受信して、当該非同期信号に時間多重されている信号を組み替えて時間多重し直して送信するデジタルクロスコネクト方法であって、
第１のフレーム変換レート調整手段、同期スイッチ手段、第２のフレーム変換レート調整手段を有し、前記同期スイッチ手段の前段にレーン分配手段が設けられ、該同期スイッチ手段の後段にレーン結合手段が設けられた装置において、
前記第１のフレーム変換レート調整手段が、受信した信号を必要に応じてデジタルフレームにマッピングするとともにレート調整を行ない、全ての信号を同期させる第１のフレーム変換レート調整ステップと、
前記同期スイッチ手段が、同期された信号をクロスコネクトする同期スイッチングステップと、
前記第２のフレーム変換レート調整手段が、前記同期された信号を元の信号に戻す第２のフレーム変換レート調整ステップと、
を行い、
前記レーン分配手段が、前記同期されたデジタルフレームを複数のレーンに分配し、
前記レーン結合手段が、前記同期スイッチ手段でクロスコネクトされ、複数のレーンに分配された信号を結合し、デジタルフレームを再生し、
前記第１のフレーム変換レート調整ステップにおいて、
前記デジタルフレームがGFP（Generic  Framing  Procedure）フレームである場合は、GFPアイドルフレームを挿入することによりレート調整する。
【００２０】
また、上記のデジタルクロスコネクト方法において、
前記第１のフレーム変換レート調整ステップでは、
前記デジタルフレームがODU  (Optical-channel  Data  Unit)フレームである場合は、非同期信号を該ODUフレームのペイロード領域にマッピングして同期化するように構成してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、同期スイッチの前後に、受信信号をデジタルフレームにマッピングすると共に、レート調整を行うフレーム変換レート調整手段を設けることにより、クロスコネクト用のクロックをもとにして生成したデジタルフレームに非同期信号を収容して、その際にレート調整を行なうことで各信号間の同期を図り同期スイッチを利用したクロスコネクトを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の原理を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるデジタルクロスコネクト装置の構成図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるフレーム変換レート調整部の動作（シングルレーン）を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるフレーム変換レート調整部の動作（マルチレーン）（その１）を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるフレーム変換レート調整部の動作（マルチレーン）（その２）を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるクロスコネクト装置の他の構成例である。
【図８】本発明の第３の実施の形態におけるフレーム変換レート調整部で利用するデジタルフレームの例である。
【図９】本発明の第４の実施の形態におけるフレーム変換レート調整部に用いるフレームの例である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態におけるフレーム変換レート調整部で利用するデジタルフレームの例である。
【図１１】従来のデジタルクロスコネクト装置（SDHクロスコネクト）の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
図３は、本発明の第１の実施の形態におけるデジタルクロスコネクト装置の構成を示す。
【００２５】
同図において、網掛け部分はクロックドメインを示す。
【００２６】
本実施の形態のデジタルクロスコネクト装置は、受信部１１０、送信部１５０、同期スイッチ部１３０、受信部１１０と同期スイッチ部１３０の間に接続されるフレーム変換レート調整部１２０及び、同期スイッチ部１３０と送信部１５０との間に接続されるフレーム変換レート調整部１４０から構成される。
【００２７】
非同期信号が受信部１１０で受信され、光-電気変換などがなされフレーム変換レート調整部１２０に入力される。フレーム変換レート調整部１２０では非同期信号を必要に応じてデジタルフレームに収容するとともにレート調整を行ない、すべての信号を同期させる。同期された信号は同期スイッチ部１３０でクロスコネクトされた後にフレーム変換レート調整部１４０に入力され、デジタルフレームを除去するとともにレート調整して元の非同期信号に戻す。送信部１５０は当該非同期信号を電気-光変換などを施して送出する。
【００２８】
図４は、本発明の第１の実施の形態におけるフレーム変換レート調整部の動作（シングルレーン）を示す。以下、図４を用いてより詳細な動作を説明する。
【００２９】
フレーム変換レート調整部１２０は、同期スイッチ部１３０の前後に多数配置されるが、同図ではそのうち一対のみを示している。フレーム変換レート調整部１２０は、受信部１１０からの受信信号をデジタルフレームに非同期マッピングすることで信号間の同期を図る。デジタルフレームにはオーバヘッドなどがあってもよく、それらは同期スイッチ部の信号モニタなどにも利用することができる。
【００３０】
フレーム変換レート調整部１２０において同期が図られた複数のデジタルフレーム信号は、同期スイッチ部１３０でクロスコネクトされ、その後フレーム変換レート調整部１４０に入力される。フレーム変換レート調整部１４０では前段のフレーム変換レート調整部１２０と逆の処理を行なう。すなわちデジタルフレームに収容された信号をデマッピングして元の信号を取り出し、送信信号として送信部１５０へ渡す。
【００３１】
なお、同期スイッチ部１３０はクロスコネクトする非同期信号のクロックの最大値よりも大きいクロック周波数で動作する。例えば、非同期信号として1.2 Gb/s、1.3 Gb/s、 1.4 Gb/sの信号を扱う場合には各非同期信号をレート調整して1.5 Gb/sの同期した信号にして1.5 Gb/sで動作する同期スイッチによってクロスコネクトする。
【００３２】
上記のように、同期スイッチ部１３０の前段のフレーム変換レート調整部１２０で受信信号をデジタルフレームにマッピングし、レート調整を行うことで、同期スイッチ部１３０において非同期の受信信号をクロスコネクトすることが可能となる。
【００３３】
［第２の実施の形態］
本実施の形態では、入出力信号をマルチレーン化する例を説明する。
【００３４】
図５は、本発明の第２の実施の形態におけるフレーム変換レート調整部の動作（マルチレーン）を示す。
【００３５】
同図に示すクロスコネクト装置は、図３に示す構成のフレーム変換レート調整部１２０の後段にレーン分配部２１０、同期スイッチ部１３０の後段にレーン結合部２２０を設けた構成である。
【００３６】
扱う信号のビットレートが高速化しており、同期スイッチで扱うことのできるビットレートよりも高い信号をクロスコネクトする必要のある場合がある。その際には単一の信号を複数のレーンに分配して伝送するマルチレーン伝送を使うことでクロスコネクトを実現できる。
【００３７】
本実施の形態では、フレーム変換レート調整部１２０の後段にレーン分配部２１０を設けて、同期化されたデジタルフレームを複数のレーンに分配した後に、同期スイッチ部１３０ではそれらの信号をクロスコネクトし、同期スイッチ部１３０の後段ではレーン結合部２２０でそれらの複数のレーンに分配された信号を結合しデジタルフレームを再生した後に、フレーム変換レート調整部１４０に入力する．それ以降は第１の実施の形態と同様の処理になる．
このような構成にすることで、例えば9 Gb/s、 10 Gb/s、 11 Gb/sの非同期信号を3 Gb/s以下の速度の同期スイッチ部１３０でクロスコネクトする場合には、前段のフレーム変換レート調整部１２０で各非同期信号を12 Gb/sに同期して、その後、レーン分配部２１０で同期化した信号を４レーン化して3 Gb/s x 4の信号にして同期スイッチ部１３０でクロスコネクトすることが可能となる。レーン結合部２２０は3 Gb/s × 4信号を12 Gb/sの信号に戻し、その後のフレーム変換レート調整部１４０で元の信号（9 Gb/s or 10 Gb/s or 11 Gb/s）を再生する。
【００３８】
なお、扱う信号のビットレートがより広範囲にわたる場合はレーン数が異なっていてもよい。例えばOTN信号を想定し、2.666 Gb/s（OTU1）、 10.709 Gb/s（OTU2）、 43.018 Gb/s（OTU3）の非同期信号を3 Gb/s以下の速度の同期スイッチ部１３０で扱う場合にはフレーム変換レート調整部１２０で2.666 Gb/s信号を2.750 Gb/s信号に同期化し、10.709 Gb/s信号を11.000 Gb/s信号に同期化し、43.018 Gb/s信号を44.000 Gb/s信号に同期化して、その後レーン分配部２１０では2.750 Gb/s は2.750 Gb/s x 1、11.000 Gb/sは2.750 Gb/s x 4、４4.000 Gb/sは2.750 Gb/s x 16へマルチレーン化して同期スイッチ部１３０でクロスコネクトすることが可能となる。
【００３９】
レーン分配、レーン結合の方法としては物理レーン数に応じて論理レーン数を設定し、OTUフレームをブロックに分割する際に必要に応じてダミーバイトを用い、また分割したブロックを論理レーンへ分配するときに必要に応じてダミーブロックを用いる、任意レーン数のマルチレーン伝送方法がある。
【００４０】
なお、図６に示すように、フレーム変換レート調整部１２０とレーン分配部２１０の順番、及び、フレーム変換調整部１４０とレーン結合部２２０の順番を逆にした構成も可能である。
【００４１】
図７は、本発明の第２の実施の形態におけるクロスコネクト装置の他の構成例を示す。図３〜図６には波長多重信号を多重・分離する波長多重部３４０や波長分離部３１０、時間多重信号を多重・分離する時間多重部３３０や時間分離部３２０を含めていないが、図７に示すように含まれていても良い。
【００４２】
また、各信号のビットレートはさまざまなものが混在していても良い。例えば、クロスコネクト装置の入力側では１波長あたり40GのODU3信号が入力され、それらが必要に応じて複数のODU(Optical-channel Data Unit)に時間分離されてクロスコネクトされた後に、複数のODUを多重し１波長あたり100GのODU4信号として出力してもよい。
【００４３】
上記のように、入出力信号をマルチレーン化し、フレーム変換レート調整部１２０と組み合わせることにより、同期スイッチ部１３０でクロスコネクトする信号を同期がとれた同一のビットレートの信号とすることが可能となり、多様な種別の信号をクロスコネクトすることが可能となる。
【００４４】
［第３の実施の形態］
本実施の形態では、上記の第１、第２の実施の形態に示すフレーム変換レート調整部１２０、１４０において利用するデジタルフレームの例を示す。
【００４５】
図８は、本発明の第３の実施の形態におけるフレーム変換レート調整部で利用するデジタルフレームの例である。
【００４６】
同図に示すようにITU-T勧告G.7041で規定されるGFPフレームを流用することを考える。GFP（Generic Framing Procedure）はパケット信号のカプセル化する技術であるが、ここではCBR（Constant Bit Rate）信号のカプセル化を考える。図８に示すようにある一定のバイト（同図中では2040バイト）にGFPのオーバヘッドであるCore Header（４バイト）とPayload Header（４バイト）を付加して2048バイトのGFPフレームを形成する。このようなカプセル化した信号にGFPアイドルフレームを適宜挿入することでレート調整を図る。ＧFPアイドルフレームの挿入量によってレートを所望のクロスコネクト用クロックに同期させることができる。図８下部に信号の流れと信号や処理の元にしているクロック（受信クロック、クロスコネクト用クロック）を示す。
【００４７】
なお、GFPでカプセル化する際のバイト数は上記の例と異なっていてもよいし、また固定長でなくともよい。
【００４８】
［第４の実施の形態］
本実施の形態では、第３の実施の形態とは異なるデジタルフレームの例を示す。
【００４９】
本実施の形態では、デジタルフレームとしてODUフレームを用いる。
【００５０】
図９は、本発明の第４の実施の形態におけるフレーム変換レート調整部に用いるフレームの例である。本実施の形態では、同図に示すようにITU-T勧告G.709で規定されるODUフレームを流用することを考える。非同期信号をODUフレームのペイロード領域にマッピングして同期化を図る。マッピングの方法としてはGMP（Generic Mapping Procedure）やAMP（Asynchronous Mapping Procedure）などが考えられる。同図下部に信号の流れと信号や処理の元にしているクロック（受信クロック、クロスコネクト用クロック）を示す。
【００５１】
［第５の実施の形態］
上記の第３の実施の形態、第４の実施の形態では、GFPフレームやODUフレームなどフレーム変換レート調整部で新たなフレーム構造を用意する例を示したが、受信部１１０で受信する非同期信号がフレーム構造を持つ場合にはそのフレーム構造をそのまま利用することも可能である。
【００５２】
本実施の形態では、第３、第４の実施の形態とは異なるフレーム変換レート調整部１２０、１４０の処理を説明する。
【００５３】
本実施の形態では、例えば、非同期信号としてODU信号をフレーム変換レート調整部１２０が受信した場合にはそのODU信号を別のデジタルフレームに収容することなくそのまま利用して、図１０に示すように、例えば当該ODU信号のフレームとフレームの間にアイドル信号などを挿入することでレート調整を施すことが可能である。アイドル信号の挿入量を調整することでレート調整を行なう。また、同期スイッチ部１３０の後段のフレーム変換レート調整部１４０では挿入されているアイドル信号を除去して元の信号を再生する。
【００５４】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１１０  受信部
１２０  第１のフレーム変換レート調整手段、フレーム変換調整部
１３０  同期スイッチ手段、同期スイッチ部
１４０  第２のフレーム変換レート調整手段、フレーム変換調整部
１５０  送信部
２１０  レーン分配部
２２０  レーン結合部
３１０  波長分離部
３２０  時間分離部
３３０  時間多重部
３４０  波長多重部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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