(57)【要約】【課題】低コスト、且つ、収容効率の向上を可能とした、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号をトランスペアレントに収容または多重して伝送を行うデジタル伝送システムおよびデジタル伝送方法を提供する。【解決手段】異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号のうち最も高いビットレートを持つクライアント信号以外のクライアント信号に対して、このクライアント信号のビットレートを、特定の固定フレームを用いて、ダミーパターンを固定フレームに挿入する。これにより、このクライアント信号のビットレートを上昇させて、複数種類のクライアント信号のビットレートをデジタルフレームに収容可能なビットレート範囲にトランスペアレントにレート調整する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号をデジタルフレームに収容または多重して伝送し、受信した前記デジタルフレームから、収容または多重された信号を分離して前記クライアント信号を出力するデジタル伝送システムであって、
前記複数種類のクライアント信号のうち最も高いビットレートを持つクライアント信号以外のクライアント信号に対して、特定の固定フレームを用いて、ダミーパターンを該固定フレームに挿入することにより、該クライアント信号のビットレートを上昇させて、前記複数種類のクライアント信号のビットレートを前記デジタルフレームに収容可能なビットレート範囲にトランスペアレントにレート調整するレート調整手段
を備えたことを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記複数種類のクライアント信号のうち最も高いビットレートを持つクライアント信号以外のクライアント信号に対して、前記ダミーパターンのビット数と、レート調整前の該クライアント信号のビット数とをＭ：Ｎ（Ｍ、Ｎは自然数）の比率で前記ダミーパターンを挿入して前記特定の固定フレームを構成し、該クライアント信号のビットレートおよび周波数精度をＢＣおよび±ＡＣとした場合に、（ＢＣ±ＡＣ）×（Ｍ＋Ｎ）／Ｎが前記デジタルフレームの収容可能なビットレート範囲となるようにＮおよびＭの値を設定することを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項３】
請求項２に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記ダミーパターンはフレーム同期パターンを含み、
受信側で、前記フレーム同期パターンを用いて前記ダミーパターンの領域を判別し、前記ダミーパターンを削除して、元々のクライアント信号のビットレートにレート復元するレート復元手段
をさらに備えたことを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項４】
請求項３に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記フレーム同期パターンは、クライアント信号のフレーム同期パターンとは異なるパターンであることを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項５】
請求項３に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記ダミーパターンはスクランブルパターンを含むことを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項６】
請求項２に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記デジタルフレームとしてＯＴＮ（Optical Transport Network）のＯＴＵ（Optical channel Transport Unit）フレームを用い、前記複数種類のクライアント信号は、ＳＴＭ−６４（９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓ）信号と、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ（１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓ）信号とを含み、ダミーパターン挿入比率（Ｍ／Ｎ）が、（９．９５３２８−２０ｐｐｍ）／（（１０．３１２５＋１００ｐｐｍ）−（９．９５３２８−２０ｐｐｍ））以上であり、（９．９５３２８＋２０ｐｐｍ）／（（１０．３１２５−１００ｐｐｍ）−（９．９５３２８＋２０ｐｐｍ））以下となるように設定して、前記ＳＴＭ−６４信号に対して、前記ダミーパターンを挿入してレート調整することを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項７】
請求項６に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記デジタルフレームとして使用している前記ＯＴＵフレームに含まれるＯＰＵ（Optical channel Payload Unit）のジャスティフィケーション機能により、前記複数種類のクライアント信号を周波数同期することを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項８】
請求項２に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記ダミーパターンの特定領域を用いて誤り監視を行うことを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項９】
請求項２に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記クライアント信号をレート調整する際に、前記クライアント信号の性能監視を行い、異常を検出した場合、前記レート調整手段は、異常状態に応じた特定パターンを、前記ダミーパターンもしくは前記クライアント信号のペイロード領域に挿入して、受信側に異常状態を通知することを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項１０】
請求項３に記載のデジタル伝送システムにおいて、
レート復元を行う際に、受信側のデジタルフレームの処理部から、上流信号の異常を示すメンテナンス信号を検出した場合、前記レート復元手段は、レート復元後のビットレートでメンテナンス信号を送出することを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項１１】
請求項１に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記デジタルフレームのペイロード領域の特定領域に前記ダミーパターンを挿入することにより、前記特定の固定フレームを構成することを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記デジタルフレームとしてＯＴＮのＯＴＵフレームを用い、前記ダミーパターンとして、挿入領域を変更したＦＳ（Fixed Stuff）バイトを用いることを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のデジタル伝送システムにおいて、
前記複数種類のクライアント信号は、ＳＴＭ−６４信号と、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号とを含み、前記ＳＴＭ−６４信号に対して、前記ＯＴＵフレームのペイロード領域に挿入する前記ＦＳバイトの範囲を１４８バイト×４行としてレート調整することを特徴とするデジタル伝送システム。
【請求項１４】
異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号をデジタルフレームに収容または多重して伝送し、受信した前記デジタルフレームから、収容または多重された信号を分離して前記クライアント信号を出力するデジタル伝送方法であって、
前記複数種類のクライアント信号のうち最も高いビットレートを持つクライアント信号以外のクライアント信号に対して、特定の固定フレームを用いて、ダミーパターンを該固定フレームに挿入することにより、該クライアント信号のビットレートを上昇させて、前記複数種類のクライアント信号のビットレートを前記デジタルフレームに収容可能なビットレート範囲にトランスペアレントにレート調整する
ことを特徴とするデジタル伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号をトランスペアレントに収容または多重して伝送を行うデジタル伝送システムおよびデジタル伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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 0ptica1 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に導入されている。近年、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨのみならず、ＡＴＭ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標、以降省略）などの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、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：Wavelength Division Multiplexing）方式を前提としたＯＴＮ（Optical Transport Network）（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。
【０００３】
近年、爆発的なＩｎｔｅｒｎｅｔの普及により、Ｅｔｈｅｒｎｅｔインタフェースが急増しており、２００７年にはＥｔｈｅｒｎｅｔインタフェースの出荷台数が、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨインタフェースを超えると予測されている。ギガクラスのＥｔｈｅｒｎｅｔ信号としては、１．２５Ｇｂｉｔ／ｓの１ギガビットイーサ（１ＧｂＥ）信号、および、１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓの１０ギガビットイーサ（１０ＧｂＥ）ＬＡＮＰＨＹ信号が標準化されている。今後、通信キャリアのクライアント信号として、１０ＧｂＥが主流になると見込まれている。更に、遠隔地に点在するＬＡＮ（Local Area Network）環境をＬＡＹ−ＰＨＹ（物理層）でそのまま接続したいという要求が高まっている。また、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ信号では、プリアンブルやインターフレームギャップ（ＩＦＧ：Inter Frame Gap)を、ＩＥＥＥ規格とは異なる独自仕様で使用しているユーザや装置ベンダが存在する（非特許文献２参照）。このため、キャリアネットワークには、ビットレートが整数倍でない幾つかのＥｔｈｅｒｎｅｔ信号に対して、フレーム以外のプリアンブルやＩＦＧも含めた信号全体をトランスペアレントに転送することが要求される。
【０００４】
しかしながら、ＯＴＮのクライアント信号は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ信号を前提とするものであり、ＯＴＮのクライアント信号ビットレートとして、２．４８８３２Ｇｂｉｔ／ｓ、９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓ、３９．８１３１２Ｇｂｉｔ／ｓが定義され、１ＧｂＥ信号や１０ＧｂＥ信号とはビットレートが異なる。現在標準化されているＯＴＮのクライアント信号ビットレートとは異なるビットレートを持つ１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号をトランスペアレントに、且つ、効率良く収容する方法として、オーバークロッキング方式を適用したＯＴＮが広く使用されている。オーバークロッキング方式の適用とは、１０．３１２５／９．９５３２８の比率でビットレートのみを上昇させることで、ＯＴＮのフレーム構成や機能などは何も変更せずに、１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓの１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号をクライアント信号として、ＯＴＮのペイロードへそのまま収容することをいう。
【０００５】
図１は、従来技術による、ＳＴＭ−６４（９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓ）信号および１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号をＯＴＵ（Optical channel Transport Unit）フレームのペイロード領域に直接収容し、波長多重して伝送するデジタル伝送システムの構成図と、ＯＴＵフレーム構造の構成図とを示している。１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号１０２ａを、図１の下部に示すＯＴＵフレームに収容する場合は、ＯＴＮ伝送装置１０４において、オーバークロッキング方式を適用し、オーバーヘッド、ＦＳ（Fixed Stuff）バイト、ＦＥＣを付加することでビットレートを上昇させ、１１．０９５７Ｇｂｉｔ／ｓのＯＴＵフレームに１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号を直接収容する。ＯＴＮは、ＷＤＭを前提とするものであり、波長毎にビットレートが異なっていても、波長多重して大容量システムを実現できるため、広く普及している。更に、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号を収容する際にも、追加の信号処理が必要なく、低価格で効率の良い収容が可能なことから、ＩＴＵ−Ｔにおいても、この手法が文書化されている（非特許文献３参照）。
【０００６】
【非特許文献１】ITU-T G.709
【非特許文献２】H. Ichino et al., IJHSES, vol.15, no.3, pp.191-228, 2005
【非特許文献３】ITU-T G.Sup.43
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号を、オーバークロッキング方式を用いてＯＴＵフレームに収容した場合、ＳＴＭ−６４信号を収容した場合とビットレートが異なり、複数のビットレートを持つ伝送信号を波長多重することになる。このため、伝送システムでは、各ビットレートに対応した複数種類の光送受信モジュールやフレーム処理回路を用意する必要があり、価格増加につながる。４０Ｇｂｉｔ／ｓ  ＯＴＮシステムでクライアント信号を多重する場合、１０Ｇｂｉｔ／ｓ信号を４０Ｇｂｉｔ／ｓ信号まで時分割多重するため、ビットレートの違いを許容することができない。通常の４０Ｇｂｉｔ／ｓ  ＯＴＮシステムでは、ＳＴＭ−６４信号を多重収容することはできるが、ビットレートの異なる１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号を多重収容することはできない。また、オーバークロッキングした４０Ｇｂｉｔ／ｓ  ＯＴＮシステムでは、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号を多重収容することはできるが、ＳＴＭ−６４信号を多重収容することはできない。従って、１波長の４０Ｇｂｉｔ／ｓ信号では、ＳＴＭ−６４信号と１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号とを混在させて多重することができない。このため、ＳＴＭ−６４信号と１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号とを１つずつ伝送する場合、ＳＴＭ−６４信号を多重した４０Ｇｂｉｔ／ｓと、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号を多重した４０Ｇｂｉｔ／ｓとを波長多重するために４０Ｇｂｉｔ／ｓ信号２波長が必要となり、収容効率を向上することができない。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の点に鑑みて、低コスト、且つ、収容効率の向上を可能とした、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号をトランスペアレントに収容または多重して伝送を行うデジタル伝送システムおよびデジタル伝送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】
【０００９】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号をデジタルフレームに収容または多重して伝送し、受信した前記デジタルフレームから、収容または多重された信号を分離して前記クライアント信号を出力するデジタル伝送システムであって、前記複数種類のクライアント信号のうち最も高いビットレートを持つクライアント信号以外のクライアント信号に対して、特定の固定フレームを用いて、ダミーパターンを該固定フレームに挿入することにより、該クライアント信号のビットレートを上昇させて、前記複数種類のクライアント信号のビットレートを前記デジタルフレームに収容可能なビットレート範囲にトランスペアレントにレート調整するレート調整手段を備えたことを特徴とする。ここで、クライアント信号のトランスペアレンシを確保するため、レート調整は、クライアント信号のビット系列には何も加工を施さず、例えば新規オーバーヘッドなどを付加することにより行う。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記複数種類のクライアント信号のうち最も高いビットレートを持つクライアント信号以外のクライアント信号に対して、前記ダミーパターンのビット数と、レート調整前の該クライアント信号のビット数とをＭ：Ｎ（Ｍ、Ｎは自然数）の比率で前記ダミーパターンを挿入して前記特定の固定フレームを構成し、クライアント信号のビットレートおよび周波数精度をＢＣおよび±ＡＣとした場合に、（ＢＣ±ＡＣ）×（Ｍ＋Ｎ）／Ｎが前記デジタルフレームの収容可能なビットレート範囲となるようにＮおよびＭの値を設定することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記ダミーパターンはフレーム同期パターンを含み、受信側で、前記フレーム同期パターンを用いて前記ダミーパターンの領域を判別し、前記ダミーパターンを削除して、元々のクライアント信号のビットレートにレート復元するレート復元手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記フレーム同期パターンは、クライアント信号のフレーム同期パターンとは異なるパターンであることを特徴とする。ダミーパターン挿入位置の判別用フレーム同期パターンは、例えば、Ｆ６２８の反転パターンとすることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記ダミーパターンはスクランブルパターンを含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記デジタルフレームとしてＯＴＮのＯＴＵフレームを用い、前記複数種類のクライアント信号は、ＳＴＭ−６４（９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓ）信号と、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ（１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓ）信号とを含み、ダミーパターン挿入比率（Ｍ／Ｎ）が、（９．９５３２８−２０ｐｐｍ）／（（１０．３１２５＋１００ｐｐｍ）−（９．９５３２８−２０ｐｐｍ））以上であり、（９．９５３２８＋２０ｐｐｍ）／（（１０．３１２５−１００ｐｐｍ）−（９．９５３２８＋２０ｐｐｍ））以下となるように設定して、前記ＳＴＭ−６４信号に対して、前記ダミーパターンを挿入してレート調整することを特徴とする。ここで、ダミーパターン挿入比率Ｍ／Ｎとは、ＳＴＭ−６４信号のＮビット毎に、Ｍビットのダミーパターンを挿入する比率を意味する。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記デジタルフレームとして使用している前記ＯＴＵフレームに含まれるＯＰＵ（Optical channel Payload Unit）のジャスティフィケーション機能により、前記複数種類のクライアント信号を周波数同期することを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項２に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記ダミーパターンの特定領域を用いて誤り監視を行うことを特徴とする。ここで、ダミーパターンの特定領域には、ＥｔｈｅｒｎｅｔやＳＤＨで使用されているＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）やＢＩＰ（Bit Interleaved Parity）などを挿入して、誤り監視を行うことができる。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項２に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記クライアント信号をレート調整する際に、前記クライアント信号の性能監視を行い、異常を検出した場合、前記レート調整手段は、異常状態に応じた特定パターンを、前記ダミーパターンもしくは前記クライアント信号の収容領域に挿入して、受信側に異常状態を通知することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項３に記載のデジタル伝送システムにおいて、レート復元を行う際に、受信側のデジタルフレームの処理部から、上流信号の異常を示すメンテナンス信号を検出した場合、前記レート復元手段は、レート復元後のビットレートでメンテナンス信号を送出することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記デジタルフレームのペイロード領域の特定領域に前記ダミーパターンを挿入することにより、前記特定の固定フレームを構成することを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記デジタルフレームとしてＯＴＮのＯＴＵフレームを用い、前記ダミーパターンとして、挿入領域を変更したＦＳバイトを用いることを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のデジタル伝送システムにおいて、前記複数種類のクライアント信号は、ＳＴＭ−６４信号と、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号とを含み、前記ＳＴＭ−６４信号に対して、前記ＯＴＵフレームのペイロード領域に挿入する前記ＦＳバイトの範囲を１４８バイト×４行としてレート調整することを特徴とする。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号をデジタルフレームに収容または多重して伝送し、受信した前記デジタルフレームから、収容または多重された信号を分離して前記クライアント信号を出力するデジタル伝送方法であって、前記複数種類のクライアント信号のうち最も高いビットレートを持つクライアント信号以外のクライアント信号に対して、特定の固定フレームを用いて、ダミーパターンを該固定フレームに挿入することにより、該クライアント信号のビットレートを上昇させて、前記複数種類のクライアント信号のビットレートを前記デジタルフレームに収容可能なビットレート範囲にトランスペアレントにレート調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、低コスト、且つ、向上した収容効率で、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号をトランスペアレントに収容または多重して、同一ビットレートのデジタルフレームを用いて伝送を行うことが可能となる。
【００２４】
また、本発明によれば、レート調整するために挿入したダミーパターン中に、エラー監視情報を含めることで、システム上の何処でエラーが発生しているかを特定することが可能となる。
【００２５】
さらに、本発明によれば、上流信号で異常があったことを、メンテナンス信号によりクライアント装置に通知し、クライアント装置は、その異常状態を検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明を適用できる実施形態を詳細に説明する。
【００２７】
［実施形態１］
図２は、本発明を適用できる第１の実施形態による、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を多重して伝送するデジタル伝送システムの基本的なブロック構成を示している。クライアント信号は、２つのＳＴＭ−６４信号２０１ａ、２０１ｂ、および、２つの１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号２０２ａ、２０２ｂである。ＳＴＭ−６４信号２０１ａ、２０１ｂは、レート調整を行う回路であるレート調整部２０３、２０４において、ダミーパターンが挿入された固定フレームを用いて１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号のビットレート１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓ近傍へトランスペアレントにレート調整される。このＳＴＭ−６４信号のレート調整については、図４を参照して後述する。
【００２８】
送信側のＯＴＮ伝送装置２０５において、レート調整されたＳＴＭ−６４信号２０１ａ、２０１ｂと、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号２０２ａ、２０２ｂとは、多重化され、伝送路２０６を介して受信側に伝送される。受信側のＯＴＮ伝送装置２０７では、受信信号から、レート調整されたＳＴＭ−６４信号と、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号とが分離され、出力される。レート調整されたＳＴＭ−６４信号に対しては、レート調整されたクライアント信号のビットレートを元々のビットレートに復元する回路であるレート復元部２０８、２０９において、固定フレームからダミーパターンが削除され、元々のクライアント信号のビットレートに復元された後に出力される（２０１ａ’、２０１ｂ’）。このＯＴＮ伝送装置２０５は、１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓの１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号を収容するため、オーバークロッキング方式を適用しており、クライアント信号が４多重されたＯＴＮ信号のビットレートは、４４．６Ｇｂｉｔ／ｓとなっている。
【００２９】
異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を１つのビットレートの伝送用デジタルフレームに収容または多重するために、特定の固定フレームを用いて、クライアント信号のビットレートを、クライアント信号のうち最も高いビットレート近傍へ上昇させる。通常、伝送用のデジタルフレームのクライアント収容領域のビットレートは、ある程度の範囲が許容される。例えば、ＯＴＮシステムの規定であれば、±２０ｐｐｍの範囲のビットレート誤差は許容される。これは、デジタルフレームのビットレートがある範囲で規定されている場合もあれば、デジタルフレームのジャスティフィケーション処理などの周波数同期機能により許容される場合もある。従って、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号のレート調整は、完全にビットレートを一致させなくても、デジタルフレームが許容可能な範囲にレート変換すれば良い。この際、クライアント信号のトランスペアレンシを確保するため、クライアント信号のビット系列には何も加工を施さず、例えば新規オーバーヘッドなどを付加することでレート調整を行う。
【００３０】
国際標準のＯＴＮでは、ジャスティフィケーション処理により、最大で±６５ｐｐｍまでの周波数ずれを吸収できるが、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号の周波数精度は±１００ｐｐｍであるため、本実施形態では、ジャスティフィケーション処理用のバイト領域（すなわち、ＯＰＵ）について、１つのＯＴＵフレーム当たりのバイト数を、１バイトから２バイトにして、周波数調整範囲を拡大している。
【００３１】
図３は、クライアント信号を収容する処理において、ビットレートが変換されていく過程の例を示している。クライアント信号であるＳＴＭ−６４信号および１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号のビットレートはそれぞれ、９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓ±２０ｐｐｍおよび１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓ±１００ｐｐｍである。１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号は、何も処理されずそのままデジタルフレームに収容される。ＳＴＭ−６４信号は、デジタルフレームに収容可能なビットレート範囲に収まるよう、固定フレームを用いて１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓ±１００ｐｐｍの範囲内にビットレートが上昇されて、デジタルフレームに収容される。ここでは、ＯＴＮ伝送装置は、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号を収容するため、±１００ｐｐｍのビットレートずれを許容できるようジャスティフィケーション処理機能を拡張している。これは、周波数精度が±１００ｐｐｍである１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹを収容するために、前述したようにＯＴＵフレームのジャスティフィケーション用バイトの範囲を拡大する等によりジャスティフィケーション機能の周波数調整範囲を拡大することでも可能である。本実施形態では、ＯＰＵについて、１つのＯＴＵフレーム当たりのバイト数を、１バイトから２バイトにしているため、図３に示すように、±６５ｐｐｍ×２＝±１３０ｐｐｍの周波数ずれを許容することができる。このジャスティフィケーション機能を用いて、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号と、レート調整されたＳＴＭ−６４信号とを周波数同期して収容する。これにより、複数のクライアント信号の周波数同期がとれるため、更に高速なＯＴＵフレームへ時分割多重することも可能となる。
【００３２】
図４は、ＳＴＭ−６４信号のレート調整用の固定フレーム構成例を示している。ここでは、レート調整前のＳＴＭ−６４信号４０１のＮビット４０２ｂ毎に、Ｍビットのダミーパターン４０２ａを挿入し（Ｎ、Ｍは自然数）、ダミーパターンＭビットおよびクライアント信号Ｎビットを１組として、固定フレームを構成している。ここで、ＭおよびＮの値は、ＳＴＭ−６４信号４０１のビットレート９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓと、その周波数精度±２０ｐｐｍとを用いて、（９．９５３２８±２０ｐｐｍ）×（Ｍ＋Ｎ）／Ｎが、伝送用デジタルフレームの収容可能なビットレート範囲となるように設定される必要がある。ダミーパターン４０２ａを挿入してレート調整されるＳＴＭ−６４信号４０２と、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号４０３とは、ビットレートを伝送用デジタルフレームで収容可能な範囲内に調整された後、収容または多重される。本明細書では、ＳＴＭ−６４信号のＮビット毎に、Ｍビットのダミーパターンを挿入する比率Ｍ／Ｎをダミーパターン挿入比率と呼ぶ。
【００３３】
ＩＴＵ−Ｔで標準化されたＯＴＮでは、クライアント信号の周波数精度は±２０ｐｐｍであるが、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号の周波数精度は±１００ｐｐｍである。±１００ｐｐｍの周波数精度を許容して、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号のクライアント信号をＯＴＵフレームにマッピングするには、ＯＴＵフレームのビットレートを±１００ｐｐｍまで許容する方法がある。したがって、ＳＴＭ−６４信号の周波数精度±２０ｐｐｍと、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号の周波数精度±１００ｐｐｍとを考慮して、ダミーパターン挿入比率Ｍ／Ｎは、デジタルフレームの収容可能なビットレート範囲に含まれるよう、（９．９５３２８−２０ｐｐｍ）／（（１０．３１２５＋１００ｐｐｍ）−（９．９５３２８−２０ｐｐｍ））以上であり、（９．９５３２８＋２０ｐｐｍ）／（（１０．３１２５−１００ｐｐｍ）−（９．９５３２８＋２０ｐｐｍ））以下の範囲に設定される必要がある。
【００３４】
図４の下部に示したとおり、Ｍビットのダミーパターン４０２ａには、フレーム同期パターン４０４ａが含まれる。受信側でクライアント信号を固定フレームから分離し、レート復元して出力するためには、ダミーパターンの位置を判別する必要がある。このため、レート調整部２０３、２０４において、ダミーパターンの中にフレーム同期パターン４０４ａを設定し、レート復元部２０８、２０９において、固定フレーム周期でフレーム同期パターン４０４ａが出現するかどうかを判定してダミーパターン挿入位置を判別し、ダミーパターン４０２ａを削除する。通常、デジタル通信システムの信号には、フレーム同期を行うためのフレーム同期パターンが含まれるが、これはクライアント信号でも同様である。クライアント信号で使用しているフレーム同期パターンにより、ダミーパターンがミス検出されることを避けるため、ダミーパターン挿入位置の判別用フレーム同期パターンとして、クライアント信号とは異なるフレーム同期パターンを使用する。例えば、本実施形態においては、ダミーパターン挿入位置の判別用フレーム同期パターンは、Ｆ６２８の反転パターンとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００３５】
また、ダミーパターン４０２ａ内のフレーム同期パターン４０４ａ以外の領域を、スクランブルパターン４０４ｂとすることにより、同符号連続を回避することができる。レート調整を行う回路（すなわち、レート調整部）と、伝送用デジタルフレーム処理を行う回路（すなわち、送信側のＯＴＮ伝送装置）とのインタフェースとして、シリアルデータ信号接続や光信号接続を用いる場合、受信側でクロック抽出を行い、その抽出クロックで以降のデジタル処理を行うことになる。この場合、同符号連続が続くと、クロック抽出ができなくなる。本実施形態に示したように、ダミーパターン４０２ａ内にスクランブルパターン４０４ｂを含めることにより、同符号連続を回避することができ、タイミング抽出回路の同符号連続耐力の要求条件を緩和することができる。
【００３６】
以下の表１にダミーパターン挿入比率の例を示す。９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓの信号を１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓの信号にレート変換するには、最小公倍数が非常に大きくなり、非常に長大なフレームを用いてレート調整を行う必要があり、現実的でない。しかし、伝送用のデジタルフレーム（本実施形態では、ＯＴＮのＯＴＵフレーム）が持つ周波数調整機能を利用することで、異なるビットレートの複数種類のクライアント信号を、完全にビットレートを一致させなくても、同一ビットレートのデジタルフレームに収容または多重することが可能となる。本実施形態では、４つのクライアント信号を時分割多重して、４４．６Ｇｂｉｔ／ｓのＯＴＮ信号として伝送する例を示しているが、時分割多重せずに、４つのＯＴＮ信号を波長多重して伝送しても良い。この場合、伝送装置の伝送ビットレートを各波長で同一にできるため、光送受信モジュールやフレーム処理回路のコストを低減することができる。また、本実施形態では、レート調整部をＯＴＮ伝送装置の外部にあるものとして示したが、このレート調整部は、ＯＴＮ伝送装置内のクライアント収容部（不図示）と、フレーム処理部（不図示）との間に含めてもよい。
【００３７】
【表１】
2008177773.tif 000003
【００３８】
［実施形態２］
図５は、本発明を適用できる第２の実施形態による、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を多重して伝送するデジタル伝送システムの基本的なブロック構成を示している。図５の下部に示した本実施形態では、レート調整部５０３−２、５０４−２が、第１の実施形態のレート調整部２０３、２０４において実行されるレート調整をするとともに、クライアント信号５０１ａ−２、５０１ｂ−２をレート調整する際に、クライアント信号の誤り検出を行い、更にダミーパターンの特定領域にエラー監視情報を挿入することで、送信側のレート調整部５０３−２、５０４−２から受信側のレート復元部５０８−２、５０９−２までの誤り監視を行っている。
【００３９】
図５では、固定フレームを用いたレート調整処理を行う回路（すなわち、レート調整部）と、伝送用デジタルフレーム処理を行う回路（すなわち、送信側のＯＴＮ伝送装置）との間でエラーが発生した際の、誤り監視がない場合（図５の（ａ））と、誤り監視がある場合（図５の（ｂ））とのシステム動作を比較している。
【００４０】
誤り監視がない場合、受信側のＯＴＮ伝送装置５０７−１では、エラーが検出されず、クライアント装置５００ｅ−１、５００ｆ−１のみがエラーを検出する。クライアント装置５００ｅ−１、５００ｆ−１しかエラーを検出できないので、システム上の何処でエラーが発生しているかを特定することができない。
【００４１】
誤り監視がある場合、レート調整部５０３−２、５０４−２は、クライアント信号の誤り監視により、収容しているクライアント信号に誤りがないことを確認できる。次に、受信側のＯＴＮ伝送装置５０７−２では、エラーが検出されず、第１の実施形態のレート復元部２０８、２０９と同一の機能を有するレート復元部５０８−２、５０９−２、およびクライアント装置５００ｅ−２、５００ｆ−２でエラーが検出される。ＯＴＮ伝送装置の区間ではエラーが検出されないため、送信側のレート調整部５０３−２、５０４−２〜送信側のＯＴＮ伝送装置５０５−２の間、もしくは、受信側のＯＴＮ伝送装置５０７−２〜レート復元部５０８−２、５０９−２の間のいずれかでエラーが発生していることが判別できる。ダミーパターンの特定領域に挿入するエラー監視情報としては、ＥｔｈｅｒｎｅｔやＳＤＨで使用されているＣＲＣやＢＩＰなどを適用することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、レート調整部をＯＴＮ伝送装置の外部にあるものとして示したが、このレート調整部は、ＯＴＮ伝送装置内のクライアント収容部（不図示）と、フレーム処理部（不図示）との間に含めてもよい。
【００４３】
［実施形態３］
図６は、本発明を適用できる第３の実施形態による、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を多重して伝送するデジタル伝送システムの基本的なブロック構成を示している。クライアント信号の誤り率が高い等の異常があった場合、どの箇所で異常が起こっているかを判別する必要がある。本実施形態では、レート調整部６０３、６０４が、第１の実施形態のレート調整部２０３、２０４において実行されるレート調整をするとともに、クライアント信号７０１ａ、７０１ｂをレート調整する際に、クライアント信号の性能監視を行い、異常を検出した場合は、レート調整部６０３、６０４において、異常状態に応じた特定パターンを、ダミーパターンもしくはクライアント信号の収容（ペイロード）領域に挿入し、受信側に異常状態を通知している。異常状態を受信側に通知することにより、受信側装置、すなわち、第１の実施形態のレート復元部２０８、２０９と同一の機能を有するレート復元部６０８、６０９およびクライアント装置６００ｅ、６００ｆは、異常発生位置を認識することができ、保守アクションを取る必要があるかどうかを判定できる。
【００４４】
なお、本実施形態では、レート調整部をＯＴＮ伝送装置の外部にあるものとして示したが、このレート調整部は、ＯＴＮ伝送装置内のクライアント収容部（不図示）と、フレーム処理部（不図示）との間に含めてもよい。
【００４５】
［実施形態４］
図７は、本発明を適用できる第４の実施形態による、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を多重して伝送するデジタル伝送システムの基本的なブロック構成を示している。本実施形態では、レート調整部６０３、６０４は、第１、第２または第３の実施形態のレート調整部と同一とすることができる。受信側のＯＴＮ伝送装置７０７は、伝送路７０６で信号断が生じたことを検出すると、受信クライアント側にＧｅｎｅｒｉｃ−ＡＩＳ（Alarm Indication Signal）信号７０１ａ’、７０１ｂ’、７０２ａ’、７０２ｂ’を送出して、上流信号で異常があったことをクライアント装置７００ｅ、７００ｆ、７００ｇ、７００ｈに通知する。第１の実施形態のレート復元部２０８、２０９と同一の機能を有するレート復元部７０８、７０９においてレート復元処理が行われる場合、このＧｅｎｅｒｉｃ−ＡＩＳ信号（すなわち、メンテナンス信号）７０１ａ’、７０１ｂ’をクライアント装置７００ｅ、７００ｆに転送する必要がある。レート復元部７０８、７０９においてレート復元を行う際に、伝送用デジタルフレームの処理部（すなわち、受信側のＯＴＵ伝送装置７０７）から、上流信号の異常を示すメンテナンス信号を検出した場合に、レート復元後のビットレートで、同一のメンテナンス信号７０１ａ’、７０１ｂ’をクライアント装置７００ｅ、７００ｆに送出する。これにより、クライアント装置７００ｅ、７００ｆは、異常状態を検出することが可能となる。
【００４６】
また、ＯＴＮ伝送装置の代わりに、ＳＤＨ装置を用いた場合、メンテナンス信号として、ＭＳ−ＡＩＳ（Multiplex Section - Alarm Indication Signal）信号を用いる。レート調整部およびレート復元部においてレート調整処理およびレート復元処理が行われる場合も、メンテナンス信号は、受信側クライアント装置に伝わらなければならない。従って、レート復元部がメンテナンス信号を検出した場合には、レート復元されたクライアント信号のビットレートをもって、検出したメンテナンス信号と同じメンテナンス信号を出力して、受信側クライアント装置に障害状況を通知する。
【００４７】
なお、本実施形態では、レート調整部をＯＴＮ伝送装置の外部にあるものとして示したが、このレート調整部は、ＯＴＮ伝送装置内のクライアント収容部（不図示）と、フレーム処理部（不図示）との間に含めてもよい。
【００４８】
［実施形態５］
図８は、本発明を適用できる第５の実施形態による、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を多重して伝送するデジタル伝送システムにおいて用いられる、ＯＤＵフレーム構造の構成図を示している。本実施形態では、これまでの実施形態とは異なり、送信側のＯＴＮ伝送装置内のフレーム処理部（不図示）がレート調整も行い、送信側のＯＴＮ伝送装置が、伝送用デジタルフレームの特定領域にダミーパターンを挿入することにより固定フレームを構成して、クライアント信号のレート調整を実現する。送信側のＯＴＮ伝送装置では、ＯＴＵフレームにクライアント信号を多重する過程において、クライアント信号は、まずＯＤＵフレームに収容され、次いでＯＴＵフレームに収容または多重される。１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号は、何も処理されず、そのままオーバークロッキングされたＯＤＵフレームに収容される。本実施形態では、ＯＴＮ伝送装置が、レート調整するために、伝送用デジタルフレームと一体で処理するため、新たにフレーム同期を取る必要はないし、性能監視や障害状況の通知機能を持つ必要もなく、最低限の回路でレート調整が可能となる。
【００４９】
図８の下部に、ＯＤＵフレーム構造の構成図の一例を示している。ＯＤＵフレームでは、より低速なクライアント信号を収容したＯＤＵフレームの多重信号のビットレートと、多重をせずにクライアント信号をペイロード領域に収容した場合のビットレートとを一致させるために、ペイロード領域の特定位置に、ダミーパターンとして、ＦＳバイトを挿入できる。通常、１０Ｇｂｉｔ／ｓのクライアント信号を収容する際は、ＦＳバイトは、３８０８バイト×４行のペイロード領域に、１６バイト列×４行の範囲で挿入される。しかしながら、ＳＴＭ−６４信号を収容する場合は、ＦＳバイトの領域を、１６バイトから１４８バイトに拡大することでレート調整を行う。ＦＳバイト領域を１４８バイト列に変更することにより、ＳＴＭ−６４信号は、（３８０８−１６）／（３８０８−１４８）の比率でレート変換されて、１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓ−２４．２ｐｐｍのビットレートとなり、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号を収容したＯＤＵフレームと多重することが可能となる。このようにＦＳバイトの挿入範囲を変更することで、最低限の回路変更でレート調整を可能にする。本実施形態では、ＦＳバイトを１つの領域に挿入しているが、複数箇所に分割して挿入してもよい。また、ＦＳバイトをバイト列単位で挿入せず、バイト単位で挿入範囲を設定することもできる。このレート調整により、レート調整されたＳＴＭ−６４信号が、１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号のビットレート１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓ±１００ｐｐｍの範囲内に入り、１０．３１２５Ｇｂｉｔ／ｓのクライアント信号と同一に扱って収容または多重が可能となる。
【００５０】
以上、様々な実施形態について、クライアント信号を時分割多重して伝送する例を示したが、時分割多重せずに、波長多重して伝送しても良い。この場合、伝送装置の伝送ビットレートを各波長で同一にできるため、光送受信モジュールやフレーム処理回路のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来技術による、ＳＴＭ−６４信号および１０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号をＯＴＵフレームのペイロード領域に直接収容し、波長多重して伝送するデジタル伝送システムを示す構成図と、ＯＴＵフレーム構造の構成図である。
【図２】本発明を適用できる第１の実施形態による、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を多重して伝送するデジタル伝送システムの基本的なブロック構成を示す図である。
【図３】クライアント信号を収容する処理において、ビットレートが変換されていく過程の例を示す図である。
【図４】ＳＴＭ−６４信号のレート調整用の固定フレーム構成例を示す図である。
【図５】本発明を適用できる第２の実施形態による、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を多重して伝送するデジタル伝送システムの基本的なブロック構成を示す図である。
【図６】本発明を適用できる第３の実施形態による、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を多重して伝送するデジタル伝送システムの基本的なブロック構成を示す図である。
【図７】本発明を適用できる第４の実施形態による、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を多重して伝送するデジタル伝送システムの基本的なブロック構成を示す図である。
【図８】本発明を適用できる第５の実施形態による、異なるビットレートを持つ複数種類のクライアント信号を多重して伝送するデジタル伝送システムにおいて用いられる、ＯＤＵフレーム構造の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１ａ、１０１ａ’  ＳＴＭ−６４信号
１０２ａ、１０２ａ’  １０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号
１０３、１０４、１０８、１０９  ＯＴＮ伝送装置
１０５、１０７  波長多重装置
２０１ａ、２０１ｂ、２０１ａ’、２０１ｂ’  ＳＴＭ−６４信号
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ａ’、２０２ｂ’  １０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号
２０３、２０４  レート調整部
２０５、２０７  ＯＴＮ伝送装置
２０８、２０９  レート復元部
４０１、４０２  ＳＴＭ−６４信号
４０２ａ  ダミーパターン
４０２ｂ、４０４ｃ  クライアント信号
４０３  １０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号
４０４ａ  フレーム同期パターン
４０４ｂ  スクランブルパターン
５００ａ−１〜５００ｈ−１  クライアント装置
５０１ａ−１、５０１ｂ−１、５０１ａ−１’、５０１ｂ−１’  ＳＴＭ−６４信号
５０２ａ−１、５０２ｂ−１、５０２ａ−１’、５０２ｂ−１’  １０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号
５０３−１、５０４−１  レート調整部
５０５−１、５０７−１  ＯＴＮ伝送装置
５０８−１、５０９−１  レート復元部
５００ａ−２〜５００ｈ−２  クライアント装置
５０１ａ−２、５０１ｂ−２、５０１ａ−２’、５０１ｂ−２’  ＳＴＭ−６４信号
５０２ａ−２、５０２ｂ−２、５０２ａ−２’、５０２ｂ−２’  １０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号
５０３−２、５０４−２  レート調整部
５０５−２、５０７−２  ＯＴＮ伝送装置
５０８−２、５０９−２  レート復元部
６００ａ〜６００ｈ  クライアント装置
６０１ａ、６０１ｂ、６０１ａ’、６０１ｂ’  ＳＴＭ−６４信号
６０２ａ、６０２ｂ、６０２ａ’、６０２ｂ’  １０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号
６０３、６０４  レート調整部
６０５、６０７  ＯＴＮ伝送装置
６０８、６０９  レート復元部
７００ａ〜７００ｈ  クライアント装置
７０１ａ、７０１ｂ  ＳＴＭ−６４信号
７０１ａ’、７０１ｂ’  メンテナンス信号
７０２ａ、７０２ｂ  １０ＧｂＥ−ＬＡＮＰＨＹ信号
７０２ａ’、７０２ｂ’  メンテナンス信号
７０３、７０４  レート調整部
７０５、７０７  ＯＴＮ伝送装置
７０８、７０９  レート復元部
７０６  伝送路
【図１】
2008177773.tif 000004
【図２】
2008177773.tif 000005
【図３】
2008177773.tif 000006
【図４】
2008177773.tif 000007
【図５】
2008177773.tif 000008
【図６】
2008177773.tif 000009
【図７】
2008177773.tif 000010
【図８】
2008177773.tif 000011