(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
IEEE 802.3zにおいて定義されているギガビットLAN（以下「GbE」と呼ぶ）信号のインタフェースと、ITU-T G.709において定義されているLANより大容量の光伝達網(OTN：Optical Transport Network、以下「OTN」と呼ぶ）のインタフェースとを備えた伝送装置において、
GbEインタフェースから受信したGbE信号をOTNに収容する際の空き容量を埋めるためのスタッフビットを挿入するスタッフビット挿入手段を備え、OTNの同期クロックに乗せ換えてOTNインタフェースに出力するGbE-OTNクロック乗せ換え手段と、
OTNインタフェースから受信したOTN信号のスタッフビットを削除するスタッフビット削除手段を備え、GbEクロックに乗せ換えるOTN-GbEクロック乗せ換え手段とから構成され、
前記GbE-OTNクロック乗せ換え手段は、
GbE信号からクロックを抽出するGbEクロック抽出手段と、
GbE信号をGbEクロック抽出手段のGbEクロックに同期して書き込み、OTNクロックに同期し、スタッフビット挿入手段のスタッフビット挿入信号に基づいて生成された読み出し停止および再開信号により読み出すFIFOメモリを備え、
前記スタッフビット挿入手段は、
GbEの伝送路符号上に現れないビットパターンを生成するスタッフ生成手段と、
GbE-OTNクロック乗せ換え手段で生成された書き込み用同期クロックとOTNインタフェースから出力される読み出し同期用クロックを入力し、予め設定されたデータ数を読み出したら読み出しを停止する読み出し停止信号と、求められた挿入すべきスタッフビット長の挿入を指示するタッフ選択信号を出力するデータ／スタッフ決定手段と、
前記OTNクロックに乗せ換えたデータと、スタッフ生成手段の出力であるスタッフの２つを入力とし、スタッフ選択信号によりデータまたはスタッフのどちらか一方のみをOTNインタフェースへ出力するデータスタッフ選択手段とを備え、
入力されたGbE信号をOTNに収容して伝送し、かつOTNから受け取った信号をGbE信号として出力することを特徴とする伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の伝送装置において、
OTN-GbEクロック乗せ換え手段は、
OTN信号からOTNクロックを抽出するOTNクロック抽出手段と、
OTN信号のスタッフ信号を識別して書き込み停止信号を生成し、OTNクロックとOTN信号のデータ／スタッフ識別信号に基づいて送信側GbEの受信クロックと受信側GbEの送信クロックを一致させるためのクロック周波数制御信号を生成する書き込み停止・クロック周波数制御信号生成手段と、
前記クロック周波数制御信号によりGbE信号送信用クロック周波数を変化させて出力するGbE信号送信用クロック発生手段と、
OTN信号をOTNクロック抽出手段のOTNクロックに同期し、前記書き込み停止信号により書き込み停止および再開により書き込み、GbE信号送信用クロックに同期して読み出すFIFOメモリを備えたことを特徴とする伝送装置。
【請求項３】
請求項１に記載の伝送装置において、
OTN-GbEクロック乗せ換え手段は、
OTN信号のスタッフ信号を識別して書き込み停止信号を生成し、OTNクロックとOTN信号のデータ／スタッフ識別信号に基づいて送信側GbEの受信クロックと受信側GbEの送信クロックを一致させるためのクロック周波数制御信号を生成する書き込み停止・クロック周波数制御信号生成手段と、
前記クロック周波数制御信号によりGbE信号送信用クロック周波数を変化させて出力するGbE信号送信用クロック発生手段と、
OTN信号をOTNクロックに同期し、前記書き込み停止信号により書き込み停止および再開により書き込み、GbE信号送信用クロックに同期して読み出すFIFOメモリを備えたことを特徴とする伝送装置。
【請求項４】
請求項１に記載の伝送装置において、
データ／スタッフ決定手段は、
OTNインタフェースから出力される読み出し同期用クロックを入力とし、クロック数をカウントして設定された一定の値を超えた時にスタッフ挿入開始信号を出力するビット計数手段と、
GbE-OTNクロック乗せ換え手段から出力される書き込み同期用クロックと、OTNインタフェースから出力される読み出し同期用クロックを入力とし、両者の位相を比較して、位相差の絶対値が設定された閾値を超えた時に挿入スタッフ数制御信号を出力する位相比較手段と、
前記スタッフ挿入開始信号と挿入スタッフ数制御信号を入力とし、スタッフ挿入開始信号が’１’の時にスタッフ選択信号を’１’とし、同時に読み出し停止信号を’１’として出力し、挿入スタッフ数制御信号が’＋１’ならスタッフ数を増やし、’０’なら変えず、’−１’なら減らしたビット数分だけ、スタッフ選択、読み出し停止状態をするスタッフ選択信号を出力するスタッフ挿入判断手段を備えたことを特徴とする伝送装置。
【請求項５】
請求項１に記載の伝送装置において、
データ／スタッフ決定手段は、
OTNインタフェースから出力される読み出し同期用クロックを入力とし、クロック数をカウントして設定された一定の値を超えた時にスタッフ(+1)信号を出力するビット計数手段と、
GbE-OTNクロック乗せ換え手段から出力される書き込み同期用クロックと、OTNインタフェースから出力される読み出し同期用クロックを入力とし、両者の位相を比較して、位相差の絶対値が設定された閾値を超えたときにスタッフ(±1)信号を出力する位相比較手段と、
ビット数計数手段のスタッフ(+1)信号と位相比較手段のスタッフ(±1)信号を入力とし、スタッフ(+1)信号が’１’ならカウンタを増やし、’０’なら変えず、’−１’なら減らし、カウンタが設定された閾値を超えた場合にスタッフ選択信号を’１’とし、一定ビット数分だけスタッフ選択、読み出し停止状態を保持するスタッフ選択信号を出力するスタッフ挿入判断手段を備えたことを特徴とする伝送装置。
【請求項６】
請求項１に記載の伝送装置において、
スタッフ削除手段は、
OTNインタフェースから出力される信号をパターンマッチングし、GbEの伝送路符号に含まれないビットパターンが現れた場合に書き込み停止信号を’１’にし、前記OTNインタフェースからの入力信号の中のデータとスタッフをそれぞれカウントし、両者の比率に従って送信側GbEの受信クロックと受信側GbEの送信クロックを一致させるためのクロック周波数制御信号を出力するデータ／スタッフ判別手段を備えたことを特徴とする伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｇｂ（Ｇｂｉｔ）によるＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）間の通信を、例えば、ＩＴＵ−ＴＧ．７０９において定義されている光伝達網（ＯＴＮ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介してより高速かつ長距離で行うことを可能とする伝送システムに適用される伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｇｂによるイーサネットには伝送距離の制限があり、その長さは１０００ＢＡＳＥ−ＬＸで規格上５ｋｍ程度である。よって、イーサネット接続機器同士がこれ以上の長距離通信を行うためには、イーサネット信号を長距離伝送装置に収容する必要がある。
従来、ギガビットイーサネットなどＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）系のフレームを長距離伝送する際には、一般にＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ：同期デジタルハイアラーキ）に収容する方法が用いられていた。
【０００３】
この場合、１．クロック乗せ換え、２．フレームへのマッピング、という２つの課題を解決しなくてはならない。
１．は、端末同士が非同期で動作するイーサーネットの信号を、網全体で同期を取るＳＤＨに収容したり、逆にＳＤＨにより伝送された信号を再度イーサーネットに戻す際に、信号が同期するクロックを変更することである。
２．は、ギガビットイーサネットとＳＤＨの伝送速度が一致していない場合に、過不足分のデータをどう処理するかということである。例えば、光伝送路上でのビットレートが１．２５Ｇｂｉｔ／ｓであるギガビットイーサネット信号を、それとは違う速度（２．４８８３２Ｇｂｉｔ／ｓ，    ９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓなど）を持つＳＤＨのフレームにマッピングする技術である。
【０００４】
従来、これらを解決するため、一旦ＩＰ系の信号をＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ：非同期転送モード）に収容した上でＳＤＨフレームにマッピングする方法や、Ｌａｙｅｒ  ３（ＯＳＩ基本参照モデル第３層：ネットワーク層）などのより上位のレイヤーで、一旦ＩＰフレームを終端した上で、ＳＤＨフレームに収容するなどの方法を用いていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法は、ＡＴＭなど中間のフレーム化処理や、上位レイヤーの終端を必要とし、オーバーヘッド（無駄な処理）が大きくなるため、処理回路が複雑になったり、遅延が大きくなったりするという問題点がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、ギガビットＬＡＮのＧｂＥ信号を、ＳＤＨより柔軟性の高いＯＴＮに収容することにより、ＳＤＨにおいて必要なトリビュタリのフレーム化処理を簡易化し、簡易な回路で低遅延な伝送を可能とした。
また、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）メモリを用いてＧｂＥ−ＯＴＮ双方向で、クロック乗換えを行うとともに、スタッフビットによる伝送速度の調整を行うことで、ＯＴＮへの信号の収容を可能とした。かつ、入力信号と全く同じビットパターンの信号が伝送されるため、１００％トランスペアレントな伝送が保証され、ＧｂＥにはこの信号乗せ換えの影響が全く表れないような伝送システムを構築することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の伝送装置が適用される伝送システムの概要構成を示す。
この伝送システムは複数のギガビットLAN（以下、「GbE」と呼ぶ）に接続された伝送装置を光伝達網(OTN:Optical Transport Network、以下、「OTN」と呼ぶ)で結ぶことにより構成される。
この伝送装置はGbEに接続されたGbEインターフェースと、GbEインターフェースと接続されたGbE-OTN／OTN-GbEクロック乗せ換え手段と、OTNに接続されたOTNインターフェースから構成される。
【０００８】
伝送装置に入力されたＧｂＥ信号は、ＧｂＥインターフェースで電気信号に変換（光／電気変換）され、ＧｂＥはＯＴＮとは非同期で動作しているため、ここでＯＴＮのクロックに乗せ換えられる。この際に、スタッフビット挿入手段により、０ｃｈの空き容量をスタッフビットで埋める。この後は一般の０ｃｈと全く同様に扱われ、目的地の伝送装置へ伝送された後、０ｃｈに分割される。
そして、伝送されたＯＴＮ信号をＯＴＮインターフェースで受信し、データ／スタッフの判別が行われ送信端で挿入されたスタッフビットがスタッフビット削除手段により削除され、ＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段により、再度ＧｂＥのクロックに同期してＧｂＥインターフェースを介してギガビットＬＡＮ（ＧｂＥ）に出力される。
【０００９】
図２に、ＧｂＥ−ＯＴＮクロック乗せ換え手段の実施例の説明図を示す。
ＧｂＥインターフェースから入力された信号は２経路に分けられ、一方はクロック抽出手段に、もう一方はＦＩＦＯメモリに書き込まれる。この書き込みの際にはクロック抽出手段で抽出された書き込み同期用クロックが用いられる。ここで、同じクロックがスタッフビット挿入手段にも出力され、スタッフビット挿入のタイミングやスタッフビットの長さの決定に用いられる。
ＦＩＦＯメモリに書き込まれたデータは読み出し停止信号が無い限り、ＯＴＮインターフェースから提供される読み出し同期クロックに従って読み出されていく。
（この場合の読み出し信号を図２右に示す。）
読み出し停止信号が入力されると、ＦＩＦＯメモリからのデータの読み出しは停止され、スタッフビット挿入手段（図５参照）によりスタッフビットが挿入される。
【００１０】
図３に、ＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段の実施例１の説明図を示す。
ＯＴＮインターフェースから入力された信号は、まず後述するデータ／スタッフビット判別手段（図８参照）により、スタッフビット部分の識別、およびＧｂＥデータ部分のクロック周波数の計算が行われる。
その後ＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段に入力された信号は２経路に分けられ、一方はクロック抽出手段に、他方はＦＩＦＯメモリに書き込まれる。この書き込みの際にはクロック抽出手段で抽出された書き込み同期用クロックが用いられる。この際、データ／スタッフ判別手段からの書き込み停止信号により、スタッフビットはＦＩＦＯメモリには書き込まれず単に捨てられる。ＦＩＦＯメモリに書き込まれたデータは、データ／スタッフ判別手段からのクロック周波数制御信号を入力とするＧｂＥ信号送信用クロック発生手段が生成する読み出し同期用クロックに従って読み出され、ＧｂＥインターフェースへ出力される。この際、このＧｂＥ信号送信用クロックと、本伝送装置への入力側のＧｂＥクロックの周波数とはＧｂＥの規格の範囲内で一致しない可能性がある。よってデータ／スタッフ判別手段から入力されるクロック周波数制御信号によって、両者、すなわち送信側ＧｂＥの受信クロックと受信側ＧｂＥへ送信する送信クロックが一致するようにＧｂＥ信号送信用クロック発生手段の発信周波数が制御される。
【００１１】
図４に、ＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段の実施例２の説明図を示す。
ＯＴＮインターフェースから入力された信号は、まず後述するデータ／スタッフ判別手段（図８参照）により、スタッフビット部分の識別、およびＧｂＥデータ部分のクロック周波数の計算が行われる。
その後ＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段に入力された信号は、実施例１のクロック抽出手段で抽出された書き込み同期用クロックに代えてＯＴＮインターフェースから提供されるＯＴＮクロックに同期してＦＩＦＯメモリに書き込まれる。この際、データ／スタッフ判別手段からの書き込み停止信号により、スタッフビットはＦＩＦＯメモリには書き込まれず単に捨てられる。ＦＩＦＯメモリに書き込まれたデータは、ＧｂＥ信号送信用クロック発生手段が発生する読み出し同期用クロックに従って読み出され、ＧｂＥインターフェースへ出力される。この際、このＧｂＥ信号送信用クロックと、本伝送装置への入力側のＧｂＥクロックの周波数とはＧｂＥの規格の範囲内で一致しない可能性がある。よってデータ／スタッフ判別手段から入力されるクロック周波数制御信号によって、両者が一致するようにＧｂＥ信号送信用クロック発生手段の発振周波数が制御される。
【００１２】
また、図２〜４において、ＧｂＥインターフェース、ＯＴＮインターフェースで信号の並列化処理を行い、読み出し同期用クロックを１／並列数とすることもできる。（なお、図２〜４における各信号にはスタッフビットは示されていない。）
図５に、スタッフビット挿入手段の実施例の説明図を示す。
スタッフビット挿入手段は、データ／スタッフ決定手段、データ／スタッフ選択手段、スタッフ生成手段から構成される。
通常、図中のデータ／スタッフ決定手段は、読み出し停止信号およびスタッフ選択信号ともにＯＦＦの状態にあり、ＧｂＥ−ＯＴＮクロック乗せ換え手段のＦＩＦＯメモリから読み出されたＧｂＥのデータ信号がＯＴＮインターフェースへ出力される。
【００１３】
しかし、このデータ／スタッフ決定手段は、書き込み同期用クロックと読み出し同期用クロックの周波数差および位相差を比較し、ある条件に従って読み出し停止信号およびスタッフ選択信号をＯＮ，ＯＦＦする。
この信号がＯＮの間、ＦＩＦＯメモリからのデータの読み出しは停止され、またデータ／スタッフ選択手段は、この信号に従ってスタッフ生成手段からの入力（すなわち、スタッフビット）を選択し、ＯＴＮインターフェースへ出力する。
スタッフ生成手段は、本来のデータ中には現れないビットパターンを生成することで、データ／スタッフ判別手段におけるスタッフビットの識別を容易に行えるようにする。
【００１４】
このようにして、データ間にスタッフビットが挿入された後、読み出し停止信号およびスタッフ選択信号はＯＦＦにされると、再びＦＩＦＯメモリから読み出されたデータがＯＴＮインターフェースへ出力される。
図６に、データ／スタッフ決定手段の実施例１の説明図を示す。
これは、データ長固定、スタッフ長可変の方式である。
データ／スタッフ決定手段は、ビット計数手段、位相比較手段、スタッフ挿入判断手段から構成される。
【００１５】
ビット計数手段は、読み出し同期用クロックをカウントすることで、ＦＩＦＯメモリから読み出されたデータのビット数をカウントし、これが予め設定されたある閾値を超えた場合にスタッフ挿入開始信号をＯＮにする。
スタッフ挿入判断手段はこの信号を受けて、読み出し停止信号およびスタッフ選択信号をＯＮにする。
一方、位相比較手段は、スタッフ挿入開始信号、書き込み同期用クロック、読み出し同期用クロックを入力し、書き込み同期用クロックおよび読み出し同期用クロックの位相差を比較することで、挿入すべきスタッフビットの長さを求め、必要なスタッフビットが挿入されるとスタッフ挿入停止信号をＯＮにする。
【００１６】
スタッフ挿入判断手段は、スタッフ挿入開始信号とスタッフ挿入停止信号を受けて、読み出し停止信号およびスタッフ選択信号を出力する。
データ／スタッフ選択手段は、スタッフ選択信号によりＦＩＦＯメモリの出力データあるいはスタッフ生成手段により生成されたスタッフを選択して出力する。
図７に、データ／スタッフ決定手段の実施例２の説明図を示す。
これは、データ長可変、スタッフ長固定の方式である。
データ／スタッフ決定手段は、ビット計数手段、位相比較手段、スタッフ挿入判断手段から構成される。
【００１７】
ビット計数手段は、読み出し同期用クロックをカウントし、一定数を超えるごとにスタッフ（＋１）信号を出力する。スタッフ挿入判断手段では、この信号を受け取ると、内部のカウンタを＋１増やす。カウンタがある閾値を超えると一定のビット数の間だけ読み出し停止信号およびスタッフ選択信号をＯＮにする。
一方、位相比較手段は、書き込み同期用クロックおよび読み出し同期用クロックの位相差を比較し、挿入スタッフ信号、スタッフ（＋）信号またはスタッフ（−）信号を出力する。
【００１８】
スタッフ挿入判断手段はこの信号により挿入すべきスタッフの長さを調節するスタッフ選択信号を出力する。
データ／スタッフ選択手段は、このスタッフ選択信号によりデータ及びスタッフ生成手段により生成されたスタッフを選択して出力する。
図８に、データ／スタッフ判別手段の実施例の説明図を示す。
データ／スタッフ判別手段は、スタッフ識別手段とクロック周波数演算回路から構成される。
【００１９】
ＯＴＮインターフェースから入力された信号は２分岐され、一方はＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段へ、もう一方はデータ／スタッフ判別手段へ送られる。
スタッフ識別手段では、スタッフを識別して、入力信号がスタッフの場合書き込み停止信号をＯＮにしてＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段へ出力すると共に、データ／スタッフ識別信号をクロック周波数演算回路に出力する。
クロック周波数演算回路では、ＯＴＮインターフェースから入力された信号のクロックにより、データおよびスタッフのビット数をカウントし、両者の比率から本来のＧｂＥ信号の同期周波数を求め、ＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段のＧｂＥ信号送信用クロック発生手段へのクロック周波数制御信号を出力する。
【００２０】
なお、データ／スタッフ判別手段と、この出力信号である書き込み停止信号によりスタッフビットをＦＩＦＯメモリに書き込みを禁止することによりスタッフビット削除手段を構成する。
図９に、ＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段の実施例３の説明図を示す。
クロック停止手段は書き込み停止信号を受けると、クロック抽出手段から出力される書き込み同期用クロックをブロックし、これによりスタッフのＦＩＦＯメモリへの書き込みを停止する。この書き込みクロックを計数手段で１／ｎ（ｎ：整数）とした信号とＧｂＥ信号送信用クロック発生手段の出力（すなわち、読み出し同期用クロック）を計数手段で１／ｎとした信号との位相を位相比較器で比較し、この出力をフィルタ（ＦＩＬ：Ｆｉｌｔｅｒ）を介して電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｌｌａｔｏｒ）を駆動し、ＶＣＯの出力をｎ倍して読み出し同期用クロックを出力する。このようにして読み出し同期用クロックを制御する。（この読み出し同期用クロックの制御は「重井芳治編著  電子工学進歩シリーズ７  高速ＰＣＭ    コロナ社  １９７５年発行  第１３９頁図３」に記載されている。）
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、従来、イーサネットの信号をＳＤＨに収容してから送信し、受信側で再びイーサネットの信号に変換する代わりに、柔軟性の高いＯＴＮを用いることにより、回路の簡略化、遅延時間の短縮を実現できる。また、ＦＩＦＯメモリを用いてＧｂＥ−ＯＴＮ双方向で、クロック乗換えを行うとともに、スタッフビットによる伝送速度の調整を行うことで、ＯＴＮへの信号の収容を可能とした。かつ、入力信号と全く同じビットパターンの信号が伝送されるため、１００％トランスペアレントな伝送が保証され、ＧｂＥにはこの信号乗せ換えの影響が全く表れないような伝送システムを構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の伝送装置を用いた伝送システムの概要構成図。
【図２】本発明のＧｂＥ−ＯＴＮクロック乗せ換え手段の実施例の説明図。
【図３】本発明のＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段の実施例１の説明図。
【図４】本発明のＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段の実施例２の説明図。
【図５】本発明のスタッフビット挿入手段の実施例の説明図。
【図６】本発明のデータ／スタッフ決定手段の実施例１の説明図。
【図７】本発明のデータ／スタッフ決定手段の実施例２の説明図。
【図８】本発明のデータ／スタッフ判別手段の実施例の説明図。
【図９】本発明のＯＴＮ−ＧｂＥクロック乗せ換え手段実施例３の説明図。
【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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