(57)【要約】【課題】  同期処理を必要とする信号の受信時間が一定でない通信システムにおいて、誤同期を防ぎ、信頼性に優れたフレーム同期装置を得る。【解決手段】  周期信号Ａの入力を受けて初期化されるタイマ１１と、タイマ１１のタイマ値Ａに基づいて周期信号Ａを通過させるか否かを示すゲート信号Ａを生成し、出力するタイミング生成回路１３と、ゲート信号Ａに基づいて、周期信号Ａを通過または停止させるゲート回路１５と、ゲート回路１５を通過した周期信号Ｂの入力を受けて初期化されるタイマ１２と、タイマ１２のタイマ値Ｂに基づいて、周期信号Ｂを通過させるか否かを示すゲート信号Ｂ、および周期信号が消失した時に用いられる再生周期信号を生成し、出力するタイミング生成回路１４と、ゲート信号Ｂに基づいて、周期信号Ｂを通過または停止させるゲート回路１６を備える。【選択図】        図１
2005175614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置内に備えられ、周期信号の受信タイミングに基づいて、上記通信装置内での処理タイミングを生成するフレーム同期装置において、
上記周期信号の入力を受けて初期化される第１のタイマと、
上記第１のタイマ値に基づいて上記周期信号を通過させるか否かを示す第１のゲート信号を生成し、出力する第１のタイミング生成回路と、
上記第１のゲート信号に基づいて、上記周期信号を通過または停止させる第１のゲート回路と、
上記第１のゲート回路を通過した周期信号の入力を受けて初期化される第２のタイマと、
上記第２のタイマ値に基づいて、上記第１のゲート回路を通過した周期信号を通過させるか否かを示す第２のゲート信号、および上記周期信号が消失した時に用いられる再生周期信号を生成し、出力する第２のタイミング生成回路と、
上記第２のゲート信号に基づいて、上記第１のゲート回路を通過した周期信号を通過または停止させる第２のゲート回路を備えたことを特徴とするフレーム同期装置。
【請求項２】
第１のゲート信号が通過許可を示している間での周期信号の受信がある回数連続した場合に、保護解除信号を生成して出力する保護回路を備え、
第１のゲート回路は、上記第１のゲート信号が通過許可を示し、かつ上記保護解除信号が出力された場合には上記周期信号を通過させ、それ以外の場合は停止させることを特徴とする請求項１記載のフレーム同期装置。
【請求項３】
第２のゲート信号が通過許可を示している間に、第１のゲート回路を通過した周期信号が受信されない状態がある回数連続した場合に、フレーム外れ信号を生成して出力する計数カウンタと、
上記フレーム外れ信号と上記第１のゲート回路を通過した周期信号によりフレーム状態信号を生成して出力するフレーム状態信号生成回路を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のフレーム同期装置。
【請求項４】
受信した光信号を受信電気信号に変換する光／電気変換器と、
上記受信電気信号から受信データ列を再生する受信側主信号入力処理部と、
上記受信データ列から出力電気信号を生成する受信側主信号出力処理部を有する受信部と、
入力された電気信号から送信データ列を再生する送信側主信号入力処理部と、
上記送信データ列から送信電気信号を生成する送信側主信号出力処理部と、
上記送信電気信号を送信光信号に変換する電気／光変換器を有する送信部とを備えた光送受信器において、
上記受信部は、
上記受信データ列から制御信号を抽出して出力する受信側制御信号分離回路と、
上記制御信号の種別を判定し、周期信号およびその他の制御信号に振り分けて出力する受信側符号識別回路と、
上記周期信号を受信してフレーム同期処理を行い、フレーム更新信号および再生周期信号を生成して出力する受信側フレーム同期部と、
上記その他の制御信号および上記フレーム更新信号を受信して終端処理を行う受信側終端回路と、
上記その他の制御信号および上記フレーム更新信号を受信して中継制御信号を出力する受信側中継回路と、
上記中継制御信号、および上記再生周期信号を受信して符号化し、符号化制御信号を出力する受信側符号化回路と、
上記符号化制御信号を、上記受信データ列中に、周期的に挿入する受信側制御信号挿入回路とを備え、
上記送信部は、
上記送信データ列から制御信号を抽出して出力する送信側制御信号分離回路と、
上記制御信号の種別を判定し、周期信号およびその他の制御信号に振り分けて出力する送信側符号識別回路と、
上記周期信号を受信してフレーム同期処理を行い、フレーム更新信号および再生周期信号を生成して出力する送信側フレーム同期部と、
上記その他の制御信号および上記フレーム更新信号を受信して中継制御信号を出力する送信側中継回路と、
障害情報を含む生成制御信号を生成する送信側生成回路と、
上記中継制御信号、上記再生周期信号、および上記生成制御信号を受信して符号化し、符号化制御信号を出力する送信側符号化回路と、
上記符号化制御信号符号を、上記送信データ列中に、周期的に挿入する送信側制御信号挿入回路を備えた光送受信器。
【請求項５】
受信部は、生成制御信号を生成し、受信側符号化回路に送信する受信側生成回路を備えたことを特徴とする請求項４記載の光送受信器。
【請求項６】
送信部は、送信側符号識別回路からの制御信号および送信側フレーム同期部からのフレーム更新信号を受信して終端処理を行う送信側終端回路を備えたことを特徴とする請求項４記載の光送受信器。
【請求項７】
受信側フレーム同期部および送信側フレーム同期部は、請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のフレーム同期装置であることを特徴とする請求項４から請求項６のうちのいずれか1項記載の光送受信器。
【請求項８】
受信側中継回路および送信側中継回路は、フレーム更新信号によって区切られる期間内に、受信側符号識別回路または送信側符号識別回路から受信した制御信号の数を記録する制御信号計数カウンタと、
上記制御信号計数カウンタの値に基づいて、上記制御信号の受信処理の可否を決定するゲート信号を生成する通過回数判定回路と、
上記ゲート信号に従って、上記制御信号を通過または停止させる制御信号ゲート回路と、
上記制御信号ゲート回路を通過した制御信号について、中継制御信号を出力する中継処理回路を備えたことを特徴とする請求項４から請求項７のうちのいずれか１項記載の光送受信器。
【請求項９】
送信側生成回路は、基準クロックを分周して出力する第１の分周回路と、
上記第１の分周回路により生成された分周クロックに従って入力される管理通信データを保持し、上記管理通信データを保持している場合は保持通知を出力する第１の蓄積回路と、
送信側制御信号挿入回路から、送信データに制御信号を挿入可能であることを示す制御信号挿入可能通知を受信し、かつ上記第１の蓄積回路から保持通知を受信したら、上記第１の蓄積回路に挿入通知を出力する第１の制御回路を備え、
上記第１の蓄積回路は、上記挿入通知を受信すると、送信側符号化回路に対し、上記管理通信データを送信し、
受信側終端回路は、受信側符号識別回路から受信した制御信号から管理通信データを抽出して蓄積する第２の蓄積回路と、
受信データ列からクロック再生回路によって再生されたクロックを分周し、データ区切りを示す分周クロックとして出力する第２の分周回路と、
上記第２の蓄積回路に蓄積された上記管理通信データが一定量に達したら、上記第２の分周回路により与えられる分周クロックに従って管理通信データを外部へ出力させ、蓄積された管理通信データの量が上記第２の蓄積回路内に蓄積可能な最大データ量を超えた場合には、その時点で保持する上記管理通信データを破棄させる第２の制御回路を備えたことを特徴とする請求項４から請求項７のうちのいずれか１項記載の光送受信器。
【請求項１０】
第２の制御回路は、第２の蓄積回路内に蓄積された管理通信データがなくなったら、第２の分周回路から出力される分周クロックを停止させることを特徴とする請求項９記載の光送受信器。
【請求項１１】
送信側生成回路は、遠隔障害情報の生成を命令する信号を出力する遠隔障害情報生成タイミング回路を備え、
受信側終端回路は、受信側符号識別回路から出力される制御信号に含まれるネットワーク監視情報を保持する障害情報保持回路と、
上記障害情報保持回路から出力される障害情報を保持し、遠隔障害情報を出力する複数の返送情報メモリと、
各々の上記返送情報メモリの更新タイミングを、受信側フレーム同期部から受信したフレーム更新信号に基づいて変更し、返送情報メモリ更新信号を出力する遅延回路と、
上記返送情報メモリ更新信号と上記遠隔障害情報生成タイミング回路から出力される更新禁止信号の位相を比較する位相比較回路と、
上記位相比較回路の比較結果に基づいて、遠隔障害情報を出力する返送情報メモリを選択する選択回路を備えたことを特徴とする請求項４から請求項７のうちのいずれか１項記載の光送受信器。
【請求項１２】
受信側生成回路は、外部から入力された保守切換情報を保持する第１の情報保持回路と、
上記第１の情報保持回路に上記保守切換情報を書き込む情報書込部と、
上記第１の情報保持回路に保持された上記保守切換情報を送信側符号化回路に送信させるよう命令する第３の制御回路を備え、
送信側終端回路は、フレーム更新信号によって区切られる期間で受信した保守切換情報が、直前の期間で受信した保守切換情報と一致するか否かを判定し、ある回数連続して保守切換情報が一致した場合に変更通知を出力する第４の制御回路と、
上記変更通知が出力されたら、上記保守切換情報を保持する第２の情報保持回路と、
上記保守切換情報を外部へ出力する情報読出部を備えたことを特徴とする請求項４から請求項７のうちのいずれか１項記載の光送受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フレーム同期装置およびフレーム同期装置を実装した光送受信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）で使用される光インタフェースは、信号速度の高速化および伝送距離の長距離化への対応が進み、広域エリアネットワーク（ＷＡＮ）で使用される光インタフェースとの差異が狭まっている。
【０００３】
公衆ネットワークやＷＡＮの代表的な伝送規格であり、ＩＴＵ−Ｔ．Ｇ７０７「Ｎｅｔｗｏｒｋ  ｎｏｄｅ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｈｉｅｒａｒｃｈｙ」で規定されているＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｕｏｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）多重化伝送システムでは、固定長のフレームがクライアントデータを収容するペイロード部分と管理情報を収容するオーバヘッド部分に明確に分離されており、オーバヘッド部分を利用することにより警報転送や誤り監視といった豊富なネットワーク監視機能が実現できる。さらにＳＤＨでは、網同期したシリアルデータは１２５マイクロ秒のフレームの繰り返しで構成されていることから、フレーム毎にオーバヘッド部分を処理することで、簡易な装置による周期的な管理保守が可能となる。
【０００４】
Ｐａｃｋｅｔ  ｏｖｅｒ  ＳＯＮＥＴ（ＰＯＳ）や１０ギガビットＷＡＮ−ＰＨＹ（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ）のようなＳＤＨにパケットデータをマッピングして伝送する方式では、物理層のプロトコルにＳＤＨを適用しており、オーバヘッド部分はそのまま使用し、ペイロード部分にＭＡＣフレームやＩＰパケットをマッピングして光ファイバなどの伝送媒体上を伝送させ、物理層の保守管理情報を提供している。
【０００５】
ＳＤＨでは、オーバヘッド部分が再生中継セクション、多重中継セクション、パスと多重化の階層に対応した領域に分けられており、伝送経路を構成するＳＤＨ機器がオーバヘッドの階層毎に終端および中継処理を行うことで伝送経路の階層管理を可能にしている。この時、ＳＤＨでは固定長のフレーム周期で、周期的に終端処理を行っている。
【０００６】
またＳＤＨは、前述のように固定周期で保守管理情報の処理を行っているので、例えば、システムの管理者がデータ通信を行うためのデータコミュニケーションチャネル（ＤＣＣ）のオーバヘッド部分にＤＣＣバイト群が割り当てられる。ＤＣＣデータをＳＤＨ装置からシステムに出力する場合には、ＤＣＣバイトを受信後、受信データストリームからの再生クロックを分周したクロックと並走させて出力するだけで、固定伝送速度を持つシリアルデータとして出力することができる。
【０００７】
さらにＳＤＨでは、保守機能としてオーバヘッド部分のＫ１、Ｋ２バイトを用いて障害時の伝送路の保守切換用のプロトコルであるＡＰＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）を通信することが可能であり、ネットワークの耐障害性、復旧能力を高めている。
【０００８】
さらに、ネットワーク管理の重要な機能の一つに、障害もしくは信号劣化が起こった伝送路の下流ノードがそれを検出すると同時に、上流ノードへ符号誤まり数、障害情報を遠隔受信障害情報として返送し、伝送路が障害により使用不可であることを通知する機能がある。ＳＤＨでは送受信両伝送路上の機器が同期していることから、受信信号によりフレーム毎に更新される障害情報を、対向ノードに過不足なく返送することができる。
【０００９】
これに対し、イーサネット（登録商標）などの可変長のフレームまたは固定長のフレームを断続的に送信する伝送規格では、伝送帯域をクライアントデータがランダムに占めるため、ネットワーク装置がクライアントデータに影響を与えずに周期的な管理制御用の通信を行うことが難しい。
【００１０】
例えば、１０Ｇビットイーサネット（登録商標）の純正規格であるＬＡＮ―ＰＨＹでは、ＬＳＳ（Ｌｉｎｋ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ  Ｓｕｂｌａｙｅｒ）と呼ばれるネットワーク管理保守のための拡張機能が、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｅに提案されていた。ＬＳＳでは断続的なクライアントデータが流れるデータストリームの空き帯域を示すアイドルコード部分に管理信号を示すパケットを挿入して送信する。またフレーム区切りを示すＬＳｂ（Ｌｉｎｋ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ  Ｂａｓｅ）と呼ばれるパケットを周期的に送信し、ＬＳｂによって区切られる区間に他の管理信号を入れることで、ＳＤＨのようなフレーム毎の周期処理を可能にしている。
【００１１】
また、ＬＳＳではクライアントデータが未使用のアイドルコード部分をＬＳＳオーダードセットと呼ばれるパケットに置換して通信するため、伝送帯域がクライアントデータと競合しない。さらに、ＬＳＳのパケットはレイヤ１、レイヤ０機器で必ず終端される必要はないことから、これらの機器を透過させて通信することが可能で、イーサネット（登録商標）によるネットワークの階層管理に適している。
【００１２】
特許文献１に開示された従来の周期タイミング発生装置では、周期Ｔｉの受信周期タイミングの入力時刻ｔｉと周期Ｔ０の再生周期タイミングの出力時刻ｔ０との時間差（ｔｉ−ｔ０）のとり得る値の範囲が複数の領域に分割されており、再生周期タイミングの補正値がこの複数の領域毎にそれぞれ設定されている。そして、入力された周期Ｔｉの受信周期タイミングを再生して周期Ｔ０の再生周期タイミングとして出力する際には、時間差（ｔｉ−ｔ０）の値が含まれる領域を特定し、この特定された領域に設定された補正値にしたがって再生周期タイミングを補正する。
【００１３】
特許文献１に記載された周期タイミング発生装置を、周期的信号の再生を必要とする通信装置に適用することにより、伝送路で管理信号が失われた場合でも、受信もしくは中継を行う通信装置で信号を再生でき、周期信号の受信タイミングに位相変動があった場合でも、新しい受信周期に追従できる。例えば、上述のＬＳＳ機能を持つ通信装置にこの装置を適用することで、ＳＯＮＥＴ・ＳＤＨのような固定フレーム構成をとることなしに、周期的なフレーム処理が可能になる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−３５８５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１に開示された従来の周期タイミング発生装置では、不感帯や回路保護をかけた区間に受信信号が入った場合、受信信号に同期するためのカウンタが再設定されない。このため、位相変動によりこの区間に受信周期タイミングが移った場合、周期信号の到着に許容範囲以上の揺らぎがあるかどうかを判別できないという問題がある。例えば、保護回路を設けた区間で周期信号を受信する場合に、この区間の時間幅を受信信号の到着時間の揺らぎの許容幅より大きく設定した場合、受信間隔が許容幅を越えていたとしても、保護回路では保護段数分の周期信号を受信すると誤同期を行うことになる。
【００１６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、同期処理を必要とする信号の受信時間が一定でない通信システムにおいて、誤同期を防ぎ、信頼性に優れたフレーム同期装置を得ることを目的とする。
【００１７】
また、そのような同期装置を用いて保守管理情報信号を処理することに適した光送受信器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係るフレーム同期装置は、周期信号の入力を受けて初期化される第１のタイマと、第１のタイマ値に基づいて周期信号を通過させるか否かを示す第１のゲート信号を生成し、出力する第１のタイミング生成回路と、第１のゲート信号に基づいて、周期信号を通過または停止させる第１のゲート回路と、第１のゲート回路を通過した周期信号の入力を受けて初期化される第２のタイマと、第２のタイマ値に基づいて、第１のゲート回路を通過した周期信号を通過させるか否かを示す第２のゲート信号、および周期信号が消失した時に用いられる再生周期信号を生成し、出力する第２のタイミング生成回路と、第２のゲート信号に基づいて、第１のゲート回路を通過した周期信号を通過または停止させる第２のゲート回路を備えたものである。
【００１９】
この発明に係る光送受信器は、受信した光信号を受信電気信号に変換する光／電気変換器と、受信電気信号から受信データ列を再生する受信側主信号入力処理部と、受信データ列から出力電気信号を生成する受信側主信号出力処理部を有する受信部と、入力された電気信号から送信データ列を再生する送信側主信号入力処理部と、送信データ列から送信電気信号を生成する送信側主信号出力処理部と、送信電気信号を送信光信号に変換する電気／光変換器を有する送信部とを備えた光送受信器において、受信部は、受信データ列から制御信号を抽出して出力する受信側制御信号分離回路と、制御信号の種別を判定し、周期信号およびその他の制御信号に振り分けて出力する受信側符号識別回路と、周期信号を受信してフレーム同期処理を行い、フレーム更新信号および再生周期信号を生成して出力する受信側フレーム同期部と、その他の制御信号およびフレーム更新信号を受信して終端処理を行う受信側終端回路と、その他の制御信号およびフレーム更新信号を受信して中継制御信号を出力する受信側中継回路と、中継制御信号、および再生周期信号を受信して符号化し、符号化制御信号を出力する受信側符号化回路と、符号化制御信号を、受信データ列中に、周期的に挿入する受信側制御信号挿入回路とを備え、送信部は、送信データ列から制御信号を抽出して出力する送信側制御信号分離回路と、制御信号の種別を判定し、周期信号およびその他の制御信号に振り分けて出力する送信側符号識別回路と、周期信号を受信してフレーム同期処理を行い、フレーム更新信号および再生周期信号を生成して出力する送信側フレーム同期部と、その他の制御信号およびフレーム更新信号を受信して中継制御信号を出力する送信側中継回路と、障害情報を含む生成制御信号を生成する送信側生成回路と、中継制御信号、再生周期信号、および生成制御信号を受信して符号化し、符号化制御信号を出力する送信側符号化回路と、符号化制御信号符号を、送信データ列中に、周期的に挿入する送信側制御信号挿入回路を備えたものである。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、第１のタイマが入力された周期信号の受信タイミングに常に同期し、通信装置内での処理タイミングを出力タイミングを生成するタイミングを制御する第２のタイマは、入力された周期信号の一時的な位相変動には同期せず、内部に保持した前回までの受信周期に基づいて処理タイミングおよび再生周期信号の生成タイミングを与えるので、入力周期信号の受信周期に同期して正しい処理タイミングを生成できると共に、一時的な入力周期信号の位相変動への誤同期を防止することができ、同期装置の信頼性が高められるという効果がある。
【００２１】
この発明によれば、上位の交換装置に影響を与えずに伝送路の管理および監視が可能な光送受信器が得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の様々な形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるフレーム同期装置１０の構成を示すブロック図である。
図に示すように、フレーム同期装置１０は、タイマ（第１のタイマ）１１、タイマ（第２のタイマ）１２、タイミング生成回路（第１のタイミング生成回路）１３、タイミング生成回路（第２のタイミング生成回路）１４、ゲート回路（第１のゲート回路）１５、ゲート回路（第２のゲート回路）１６を備えている。
【００２３】
フレーム同期装置１０は、通信装置内での処理タイミングを決める信号を生成する装置であり、外部から受信した周期信号Ａに基づいて、処理タイミング信号である周期信号Ｃを出力する。
【００２４】
フレーム同期装置１０が受信した周期信号Ａは、タイマ１１とゲート回路１５に入力される。タイマ１１は、周期信号Ａの入力を受けるとタイマ値Ａを０にリセットする。同様に、タイマ１２は、周期信号Ｂの入力を受けるとタイマ値Ｂを０にリセットする。また、タイマ１１およびタイマ１２は、予め設定された周期（以下、自己リセット時間と記す。）に達すると、自動的にタイマ値を０にリセットし、０からカウントアップを再開する。
【００２５】
タイミング生成回路１３は、タイマ１１が示すタイマ値Ａを監視すると共に、ゲート信号Ａを生成してゲート回路１５に出力する。ゲート回路１５は、ゲート信号Ａに基づいて、入力された周期信号Ａの通過・停止の操作を行う。ゲート回路１５を通過した周期信号Ａを周期信号Ｂとする。
【００２６】
タイミング生成回路１４は、タイマ１２が示すタイマ値Ｂを監視すると共に、ゲート信号Ｂを生成してゲート回路１６に出力すると共に、再生周期信号を出力する。ゲート回路１６は、ゲート信号Ｂに基づいて、入力された周期信号Ｂの通過・停止の操作を行う。ゲート回路１６を通過した周期信号Ｂは周期信号Ｃとなる。
【００２７】
次に、フレーム同期装置１０の詳細な動作について説明する。
図２は、フレーム同期装置１０の動作を説明するタイミングチャートである。
ここでは、タイマ１１およびタイマ１２の自己リセット時間を（Ｔ０−１）とし、周期信号Ａの入力時のタイマ値をＴｉで示している。時間０から時間Ｔ０の間には２つの時間帯、ＴＡおよびＴＢが設定されている。ＴＡは、時間０〜時間Ｍ、または時間（Ｎ＋１）〜時間（Ｔ０−１）の時間帯であり、ＴＢは、時間（Ｍ＋１）〜時間Ｎの時間帯である。
【００２８】
タイミング生成回路１３は、監視しているタイマ値Ａが時間帯ＴＡに含まれる場合には、周期信号Ａの通過を許可するゲート信号Ａをゲート回路１５に出力する。また、タイマ値Ａが時間帯ＴＢに含まれる場合には、周期信号Ａの通過を許可しないゲート信号Ａを出力する。すなわち、タイマ値Ａが時間帯ＴＡに含まれる間は、ゲート回路１５は入力された周期信号Ａを通過させ、周期信号Ｂが出力される。タイマ値Ａが時間帯ＴＢに含まれる間は、ゲート回路１５は周期信号Ａを受信しても廃棄する。
【００２９】
同様に、タイミング生成回路１４は、タイマ値Ｂが時間帯ＴＡに含まれる場合には、周期信号Ｂの通過を許可するゲート信号Ｂをゲート回路１６に出力する。また、タイマ値Ｂが時間帯ＴＢに含まれる場合には、周期信号Ｂの通過を許可しないゲート信号Ｂを出力する。すなわち、タイマ値Ｂが時間帯ＴＡに含まれる間は、ゲート回路１６は入力された周期信号Ｂを通過させ、周期信号Ｃが出力される。タイマ値Ｂが時間帯ＴＢに含まれる間は、ゲート回路１６は周期信号Ｂを受信しても廃棄する。
また、タイミング生成回路１４は、周期信号消失時に周期信号を再生するため、タイマ値ＢがＭを示す時に再生周期信号を出力する。
【００３０】
図２のタイミングチャートは、タイマ１１のタイマ値Ａおよびタイマ１２のタイマ値Ｂがそれぞれ時間帯ＴＡに含まれる状態から始まっており、この時、タイミング生成回路１３およびタイミング生成回路１４は、ゲート回路１５およびゲート回路１６に周期信号を通過させるゲート信号を出力している。図中Ｓ２１で示す時点でタイマ値Ａおよびタイマ値ＢがＭとなり、Ｍ＋１から時間帯ＴＢに入る。この時、ゲート信号Ａおよびゲート信号Ｂは、周期信号を通過させない信号に変わる。
【００３１】
さらに、タイマ値Ａおよびタイマ値ＢがＮとなり、Ｎ＋１から再び時間帯ＴＡに入る。この時、ゲート信号Ａおよびゲート信号Ｂは通過許可信号に変わる（Ｓ２２）。
【００３２】
次に、タイマ値ＡがＴｉの時、周期信号Ａが入力される（Ｓ２３）。この時、タイマ１１が周期信号Ａの入力を受けてタイマ値Ａは０にリセットされる。ここで、Ｔｉが時間帯ＴＡに含まれていれば、タイミング生成回路１３は、周期信号Ａの通過を許可するゲート信号Ａを出力している。ゲート回路１５は、ゲート信号Ａを受けて、周期信号Ａを通過させ、周期信号Ｂを出力する。
【００３３】
タイマ１２がＳ２３で出力された周期信号Ｂの入力を受けると、タイマ値Ｂは０にリセットされる。また、Ｔｉが時間帯ＴＡに含まれていれば、タイミング生成回路１４も周期信号Ｂの通過を許可するゲート信号Ｂを出力しているので、ゲート回路１６は、周期信号Ｂを通過させ、周期信号Ｃを出力する。
【００３４】
また、タイミング生成回路１４は、タイマ値ＢがＭになると、再生周期信号を出力する（Ｓ２４）。
【００３５】
次に、Ｓ２５では、周期信号Ａの位相変動が生じ、周期信号Ａが、タイマ値Ａが時間帯ＴＢに含まれるときに入力されている。この時、タイマ値Ａは０にリセットされ、新たな受信周期に同期する。しかし、この時タイミング生成回路１３は周期信号Ａ通過不許可のゲート信号Ａを出力しているため、ゲート回路１５は、周期信号Ａを通過させない。このため、タイマ１２には周期信号Ｂが入力されず、タイマ値Ｂはリセットされない。また、周期信号Ｃも出力されない。
【００３６】
タイマ１２は、タイマ値ＢがＴ０−１になると、自己リセットを行う（Ｓ２６）。すなわち、この時点では、Ｓ２３で与えられた周期信号Ａの周期が保持されている。再生周期信号の生成タイミングも同様に保持される。
【００３７】
周期信号Ａの新たな受信周期が維持されると、タイマ１１およびゲート回路１５には、時間帯ＴＡに含まれる時間Ｔｉで周期信号Ａが入力される（Ｓ２７）。この時、ゲート信号Ａは信号の通過許可を示しているため、ゲート回路１５は周期信号Ａを通過させる。タイマ１２は、周期信号Ｂを受けて、タイマ値Ｂをリセットし、新たな受信周期に同期する。この時、タイマ値Ｂは時間帯ＴＢに含まれているため、ゲート信号Ｂは周期信号Ｂ通過不許可を示しており、周期信号Ｃは出力されない。
【００３８】
さらに、次に周期信号Ａが入力された時は、タイマ１２は新しい周期信号受信タイミングに同期しているため、周期信号Ｂ入力時のタイマ値Ｂは時間帯ＴＡに含まれており、タイミング生成回路１４は、周期信号Ｂ通過許可のゲート信号Ｂを出力している。よって、ゲート回路１６は周期信号Ｂを通過させ、周期信号Ｃが出力される。
また、この時、再生周期信号も新しい受信タイミングに同期する（Ｓ２８）。
【００３９】
このように、タイマ１１は周期信号Ａが直接リセット信号として入力されており、入力される周期信号Ａに絶えず同期を取っている。一方、タイマ１２は、ゲート回路１５を通過した周期信号Ｂに同期し、フレーム区切り位置の修正を行うためのフレーム更新信号である周期信号Ｃと再生周期信号に反映させている。
【００４０】
図３は、周期信号Ａの受信周期の変動が安定しない場合の、フレーム同期装置１０の動作を説明するタイミングチャートである。タイマ１１およびタイマ１２の自己リセット時間、時間帯ＴＡおよびＴＢの設定は図２と同様である。
【００４１】
Ｓ３１では、タイマ値Ａおよびタイマ値Ｂが共に時間帯ＴＡに含まれる時に周期信号Ａを受信しており、周期信号Ｃが出力される。Ｓ３２で位相変動が生じた周期信号Ａを受信すると、図２のＳ２５と同様に、タイマ値Ａはリセットされるが、ゲート信号Ａは周期信号Ａの通過不許可を示しているため、周期信号Ｂは出力されず、タイマ値Ｂはリセットされない。タイマ値Ｂは、図２のＳ２６と同様に、Ｓ３３で自己リセットされる。
【００４２】
ここで、Ｓ３２での周期信号Ａの位相変動は一時的な揺らぎであり、次の周期信号Ａは、Ｓ３２でリセットされたタイマ値Ａが時間帯ＴＢに含まれる時に入力される（Ｓ３４）。この時ゲート信号Ａは、周期信号Ａの通過不許可を示しているため、ゲート回路１５は、周期信号Ａを通過させない。よって、タイマ１２はリセットされず、一時的な揺らぎによる周期信号Ａの受信周期の変動には同期しない。
【００４３】
次に、周期信号Ａが入力されると、タイマ値Ａおよびタイマ値Ｂは時間帯ＴＡに含まれており、周期信号Ｃが出力される（Ｓ３５）。
【００４４】
このように、周期信号Ａに位相変動が生じても、それが一時的なものであった場合には、タイマ１２は同期せず、周期信号Ｃおよび再生周期信号の生成タイミングは変更されない。また、周期信号Ｃが消失している期間（図のＳ３６〜Ｓ３７の期間）では、周期信号Ｃの代わりに再生周期信号が周期処理のためのフレーム更新信号として使用される。
【００４５】
以上のように、この実施の形態１によれば、タイマ１１が周期信号Ａの受信タイミングに常に同期し、通信装置内での処理タイミングを示す周期信号Ｃの出力タイミングを決定するタイマ１２は、周期信号Ａの一時的な位相変動には同期せず、内部に保持した前回までの受信周期に基づいて周期信号Ｃおよび再生周期信号を出力するので、周期信号Ａの受信周期に同期して正しいタイミングで周期信号Ｃを出力すると共に、一時的な周期信号Ａの位相変動への誤同期を防止することができ、フレーム同期装置１０の信頼性が高められるという効果がある。
【００４６】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２によるフレーム同期装置２０の構成図である。図１と同一の符号は、同一の構成要素を表している。フレーム同期装置２０は、保護カウンタ（保護回路）４１、保護ゲート回路（保護回路）４２、計数カウンタ４３、フレーム状態信号生成回路４４を備えている。
【００４７】
保護カウンタ４１は、周期信号Ａとゲート信号Ａの入力を受け、ゲート信号Ａが周期信号Ａの通過許可を示している時に周期信号Ａが入力された場合にカウントアップする。通過許可を示すゲート信号Ａが出力されている期間、すなわちタイマ値Ａが時間帯ＴＡに含まれている間に周期信号Ａを受信するということが、予め設定された回数連続した場合には、保護解除信号を出力する。
【００４８】
保護ゲート回路４２は、保護カウンタ４１からの保護解除信号を受信すると、ゲート信号Ａを通過させる。
【００４９】
計数カウンタ４３は、タイミング生成回路１４が出力するゲート信号Ｂが周期信号Ｂの通過許可を示している間に周期信号Ｂが入力されなかった場合にカウントアップするカウンタであり、ゲート信号Ｂが通過許可を示している間に周期信号Ｂが検出されないことが設定された回数連続した場合には、フレーム外れ信号を出力する。
【００５０】
フレーム状態信号生成回路４４は、周期信号Ｂを信号とし、フレーム同期信号がアサートされた場合にフレーム同期状態であることを示す’１’を出力し、フレーム外れ信号がアサートされた場合にフレーム外れ状態であることを示す’０’を出力する。
【００５１】
図５は、実施の形態２によるフレーム同期装置２０の動作を説明するタイミングチャートである。タイマ１１およびタイマ１２の自己リセット時間、時間帯ＴＡおよびＴＢの設定は実施の形態１と同様である。また、ここでは保護カウンタ４１が保護解除信号を出力する、時間帯ＴＡ内での周期信号Ａの検出回数は３回とする。
【００５２】
Ｓ５１で周期信号Ａに位相変動が生じ、実施の形態１と同様にタイマ１１のみがリセットされる。その後、周期信号Ａをタイマ値Ａが時間帯ＴＡに含まれる間に受信することが、保護カウンタ４１に設定された保護段数である３回連続すると（Ｓ５２）、保護カウンタ４１が保護解除信号を出力し、保護ゲート回路４２は、周期信号Ａの通過許可を示すゲート信号Ａをゲート回路１５に供給する。これにより、周期信号Ｂが出力され、タイマ１２が新しい周期信号Ａの受信タイミングに同期する。
【００５３】
さらに、その次の周期信号Ａの受信時から、新たな受信タイミングに同期して周期信号Ｃが出力される（Ｓ５３）。
【００５４】
また、図６は、周期信号Ａの受信周期が安定しない場合の、フレーム同期装置２０の動作を説明するタイミングチャートである。
【００５５】
Ｓ６１で周期信号Ａに位相変動が生じ、タイマ１１のみがリセットされる。
その後入力される周期信号Ａは、受信周期が前回の周期信号Ａによってリセットされたタイマ１１によって示されるタイマ値Ａが時間帯ＴＡに含まれる間に受信されず、タイマ値Ａが時間帯ＴＡに含まれる間に受信することが３回連続しない。このため、保護カウンタ４１から保護解除信号が出力されず、保護ゲート回路４２がゲート回路１５にゲート信号Ａを供給しないので、周期信号Ｂは出力されない。よって、タイマ１２は位相変動前の周期信号Ａの受信タイミングを保持したままであり、保持された受信タイミングに同期して出力される再生周期信号が、通信装置内の処理に用いられる。
【００５６】
以上のように、この実施の形態２によれば、保護カウンタ４１と保護ゲート回路４２で構成される保護回路を設けたことにより、周期信号Ａが予め設定された回数正しい間隔で入力されないとタイマ１２は新しい受信タイミングに同期しない。これにより、フレーム同期装置２０の誤同期を防止することができ、高信頼なフレーム同期装置を提供することができる。
【００５７】
また、計数カウンタ４３およびフレーム状態信号生成回路４４を備えたことにより、タイマ１２のタイマ値Ｂが時間帯ＴＡを示している間、すなわち正しい時間帯に周期信号Ｂを受信することが一定回数連続した場合にフレーム同期状態であることを示すフレーム状態信号が出力され、許容時間内に受信することが一定数連続しない場合にはフレーム外れ状態であることを示す信号が出力されるので、安定性に優れ、高信頼で保守性のよいフレーム同期装置を得ることができる。
【００５８】
実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２では、フレーム同期装置１０およびフレーム同期装置２０は、周期信号Ａに同期した。実施の形態３では、断続的な、クライアントデータ列の空領域に、フレーム区切りを示す周期信号符号を挿入および抽出する光送受信器に、可変フレーム同期装置を適用する。
【００５９】
図７は、この発明の実施の形態３による、光送受信器７０の構成を示すブロック図である。
図に示すように、光送受信器７０は、光／電気変換器７１、主信号入力処理部（受信側主信号入力処理部）７２、制御信号分離回路（受信側制御信号分離回路）７３、符号識別回路（受信側符号識別回路）７４、フレーム同期装置（受信側フレーム同期部）７５、終端回路（受信側終端回路）７６、中継回路（受信側中継回路）７７、符号化回路（受信側符号化回路）７８、制御信号挿入回路（受信側制御信号挿入回路）７９、主信号出力処理部（受信側主信号出力処理部）７１０、生成回路（受信側生成回路）７２３、主信号入力処理部（送信側主信号入力処理部）７１１、制御信号分離回路（送信側制御信号分離回路）７１２、符号識別回路（送信側符号識別回路）７１３、フレーム同期装置（送信側フレーム同期部）７１４、中継回路（送信側中継回路）７１５、符号化回路（送信側符号化回路）７１６、制御信号挿入回路（送信側制御信号挿入回路）７１７、主信号出力処理部（送信側主信号出力処理部）７１９、生成回路（送信側生成回路）７２０、終端回路（送信側終端回路）７２２、電気／光変換器７２１を備える。
また、主信号入力処理部７２、制御信号分離回路７３、符号識別回路７４、フレーム同期装置７５、終端回路７６、中継回路７７、符号化回路７８、制御信号挿入回路７９、主信号出力処理部７１０、生成回路７２３により、受信部７０１が構成され、主信号入力処理部７１１、制御信号分離回路７１２、符号識別回路７１３、フレーム同期装置７１４、中継回路７１５、符号化回路７１６、制御信号挿入回路７１７、主信号出力処理部７１９、生成回路７２０、終端回路７２２により、送信部７０２が構成される。
【００６０】
まず、受信部７０１の各部の機能について説明する。
光／電気変換器７１は、光ファイバ伝送路を介して入力される入力光信号を入力電気信号に変換する。主信号入力処理部７２は、入力電気信号を受信して多重分離、並列化および伝送路符号処理などを行い、主信号入力データ列を出力する。制御信号分離回路７３は、主信号入力データ列を受信し、管理用に挿入された制御信号符号を抽出して出力する。符号識別回路７４は、受信した制御信号符号の種別を判定し、制御信号符号がフレーム区切りを示す周期信号符号である場合にはフレーム同期装置７５に、その他の制御信号である場合には終端回路７６または中継回路５７に送信する。
【００６１】
フレーム同期装置７５は、受信した周期信号に応じてフレーム更新信号を生成し、また、入力電気信号の中継を行う場合には再生周期信号を出力する。
フレーム同期装置７５には、例えば実施の形態１のフレーム同期装置１０や実施の形態２のフレーム同期装置２０を適用することができる。この場合、フレーム同期装置７５から出力されるフレーム更新信号はフレーム同期装置１０およびフレーム同期装置２０の周期信号Ｃに相当し、フレーム同期装置７５から出力される再生周期信号は、フレーム同期装置１０およびフレーム同期装置２０の再生周期信号に相当する。
【００６２】
終端回路７６は、符号識別回路７４から出力された制御信号の種類およびフレーム更新信号に応じて、例えば、Ｎ連続受信により警報をあげる警報処理、データ通信処理、誤接続防止のためのトレース信号処理などの管理処理を行う。中継回路７７は、符号識別回路７４から出力された制御信号の種類およびフレーム更新信号に応じて中継処理を行い、例えば、伝送路誤まり数の計算などの管理処理を行った後、次段のノードへ中継するための中継制御信号を出力する。また、生成回路７２３は、制御信号を生成する生成回路である。
【００６３】
符号化回路７８は、フレーム同期装置７５から出力される周期信号、中継回路７７または生成回路７２３から出力される制御信号を符号化し、制御信号符号を生成して出力する。制御信号挿入回路７９は、符号化回路７８から受信した制御信号符号を主信号入力データ列中に特定のデータを避けて挿入する。主信号出力処理部７１０は、主信号入力データ列に対して多重化、シリアル化および伝送路符号処理などを施し、出力電気信号を装置内側へ出力する。
【００６４】
送信部７０２の各部の機能についても、受信部７０１とほぼ同様である。生成回路７２０は、例えば誤まり数や障害情報を示す制御信号を生成する。また、生成回路７２０は、受信部側の終端回路７６の終端処理によって得られる情報から制御信号を生成するようにしてもよい。電気／光変換器７２１は、出力電気信号を光信号に変換して光ファイバ伝送路へ出力する。
【００６５】
なお、実施の形態３では装置内側に出力する制御信号の生成回路７２３および終端回路７２２が設けられているが、装置内側に閉じた保守管理が不要な場合には、これらは設けられていなくてもよい。
【００６６】
次に、光送受信器７０の動作について説明する。
主信号入力処理部７２から出力された主信号入力データ列から、制御信号分離回路７３によって制御信号符号が抽出される。制御信号符号が周期信号符号であった場合は、抽出された信号はフレーム同期装置７５に入力される。フレーム同期装置７５は、実施の形態１または実施の形態２で示したように、受信した周期信号の受信タイミングに基づいてフレーム更新信号を生成する。また、伝送路障害などにより周期信号が消失した場合は、周期信号の代わりに再生周期信号を使用し、フレーム更新信号を生成する。
【００６７】
終端回路７６および中継回路７７は、フレーム同期装置７５から出力されたフレーム更新信号によって区切られる可変長のフレーム区間に基づいて制御信号を処理する。例えば、Ｎ連続フレーム内で障害情報が一致した場合には、警報を挙げるなどの動作を行う。符号化回路７８は、中継回路７７、生成回路７２３およびフレーム同期装置７５から出力される制御信号の種類別に、主信号データに挿入するための符号に変換する。制御信号挿入回路７９は、符号化回路７８から出力された制御信号符号を保持して主信号入力データ列を監視し、クライアントデータや一部のデータ列以外の制御信号符号と交換可能なデータ列を検出すると、保持している制御信号符号をデータ列中に挿入する。主信号入力データ列に挿入された生成および中継制御信号は、主信号出力処理部７１０を通じて、後段のノードに送信される。
また、送信部７０２においても同様に制御信号の生成、中継、終端処理を実行する。
【００６８】
以上のように、実施の形態３によれば、光送受信器７０に、データ列中にクライアントデータを避けて管理用の制御信号を挿入する回路、制御信号を受信してフレームを判別する回路、管理信号の生成回路、中継回路および終端回路を備えたことにより、光送受信器７０を配置するだけで高機能で、上位の交換装置に影響を与えないトランスペアレントな伝送路の管理および監視が可能となりネットワーク全体での低コスト化が達成できる。
【００６９】
また、受信部７０１側に生成回路７２３および送信部側に終端回路７２２を備えたことにより、通信装置を電気交換機を挟んで配置することにより同様の効果が得られる。
【００７０】
実施の形態４．
実施の形態４では、実施の形態３の光送受信器７０の中継回路７７および中継回路７１５に多重中継防止機能を適用する。図８は、実施の形態４による光送受信器の中継回路８０の構成を示すブロック図である。中継回路８０は、計数カウンタ（制御信号計数カウンタ）８１−１〜８１−ｎ（ｎは２以上の自然数）、通過回数判定回路８２−１〜８２−ｎ、ゲート回路（制御信号ゲート回路）８３、および中継処理回路８４を備えている。
【００７１】
計数カウンタ８１−１〜８１−ｎは、符号識別回路７４または符号識別回路７１３で識別され、中継回路８０に送信された各制御信号の種別毎に用意されている。計数カウンタ８１−１〜８１−ｎは、分岐された各制御信号を受け、対応する制御信号であった場合には加算し、フレーム同期装置７５またはフレーム同期装置７１４から出力されるフレーム更新信号によってリセットされる。通過回数判定回路８２−１〜８２−ｎは、入力された制御信をカウントし、計数カウンタが１以上を示す場合は、ゲート回路８３に廃棄信号を出力し、対応する制御信号を廃棄させる。中継処理回路８４は、例えば、誤まり数を示す制御信号に対し、直前の伝送路区間で生じた誤まり数を加えるなどの中継処理を施す。
【００７２】
図９は、実施の形態４による中継回路８０の動作のフローチャートである。
まず、初期化により計数カウンタ８１−１〜８１−ｎがクリアされる（ステップＳＴ９１）。次に、中継回路８０は、符号識別回路７４または７１３から制御信号を受信する（ステップＳＴ９２）。ステップＳＴ９２で受信した制御信号の種別が判定され、それぞれ対応する計数カウンタ８１−１〜８１−ｎに入力される（ステップＳＴ９３）。
【００７３】
次に、通過回数判定回路８２−１〜８２−ｎは、計数カウンタ８１−１〜８１−ｎのカウンタ値に基づいて、制御信号を処理する（ステップＳＴ９４）。計数カウンタ８１−１〜８１−ｎが０を示していると、対応する通過回数判定回路８２−１〜８２−ｎはゲート回路８３に制御信号を通過させる信号を出力する。中継処理回路８４は、受信した制御信号を処理する。また、種別が同一の制御信号を再度受信した場合には、対応する計数カウンタ８１−１〜８１−ｎのカウンタ値は２以上になる。この時、通過回数判定回路８２−１〜８２−ｎは、計数カウンタ８１−１〜８１−ｎのカウンタ値から、同一フレーム内で同一の制御信号を２回以上受信していることを判別し、終端処理もしくは中継処理を実施せずに制御信号を廃棄する。
【００７４】
その後、各種類の制御信号に対応する計数カウンタ８１−１〜８１−ｎのカウンタをインクリメントする（ステップＳＴ９５）。これを全ての制御信号について繰り返していく。
【００７５】
ステップＳＴ９２〜ステップＳＴ９５を、ステップＳＴ９６でフレーム同期装置７５または７１４からフレーム更新信号を受信したと判定されるまで、受信した全ての制御信号について繰り返す。
【００７６】
ステップＳＴ９６で、フレーム更新信号を受信したと判定されると、ステップＳＴ９１へ戻り、計数カウンタ８１−１〜８１−ｎのカウンタ値は全てリセットされる。以上の動作を、フレーム同期装置７５または７１４から周期信号を受信する毎に繰り返す。この時、計数カウンタ８１−１〜８１−ｎのカウンタ値をリセットするタイミングは、必ずしも周期信号受信時のフレーム更新信号による必要はなく、フレーム同期装置７５，７１４によって生成される任意のタイミングのフレーム更新信号を使用してもよい。
【００７７】
以上のように、この実施の形態４によれば、同一のフレーム内に同種の制御信号が、定められた回数以上含まれている場合には、制御信号を廃棄するようにしたので、符号誤りなどの障害により二重に制御信号が生じた場合でも、次段以降のノードへ二重に転送することを防止することができ、信頼性の高い光送受信機を構成することができる。
【００７８】
また、光送受信器内部では１フレーム内に一つの信号しか受信しないことが保証されることにより、処理待ちのためのバッファ量を減らすことができ、装置内部の処理回路規模を低減することができる。
【００７９】
また、通常、フレーム区切り信号の受信時間と再生時間との間には差があり、フレーム区切り信号の受信信号が失われた場合、再生信号がその後に生成されるため、その間にある制御信号はどちらのフレームに属するかを識別できなくなる。このため制御信号の挿入禁止時間を設ける必要があるが、実施の形態４によれば、フレーム区切り信号消失時は、後のフレームに属する制御信号は計数カウンタ８１−１〜８１−ｎのカウンタ数により区別がつく。このため挿入禁止時間内にも制御信号を挿入することが可能になり、管理信号を流す帯域を拡大することができる。
【００８０】
実施の形態５．
実施の形態５では、実施の形態３の光送受信器７０の受信部の終端回路および送信部の生成回路に、ネットワーク管理用の通信データを送受信する機能を持たせる。図１０は、実施の形態５による光送受信器１０１および光送受信器１０７から構成される光送受信システム１００の構成を示すブロック図である。図７と同一の符号は同一の構成要素を表している。図に示すように、光送受信器１０１，１０７は、送信部の生成回路１０２と受信部の終端回路１０８の構成が実施の形態３と異なっている。また、送信部は基準クロック１０６を備え、受信部はクロック再生回路１０１２を備えている。
【００８１】
生成回路１０２は、分周回路（第１の分周回路）１０３、蓄積回路（第１の蓄積回路）１０４、および制御回路（第１の制御回路）１０５を備えている。また、終端回路１０８は、蓄積回路（第２の蓄積回路）１０１１、分周回路（第２の分周回路）１０９、および制御回路（第２の制御回路）１０１０を備えている。
【００８２】
分周回路１０３は、基準クロック１０６を分周して分周クロックを外部へ出力する。蓄積回路１０４は、分周クロックに従って入力されるデータを蓄積する。制御回路１０５は、制御信号挿入回路７１７から主信号データ列に通信データを挿入可能か否かを示す信号を受信し、蓄積回路１０４に対し、符号化回路７１６への通信データの挿入の制御を行う。
【００８３】
光送受信器１０１は、光ファイバ伝送路を介して光送受信器１０７に主信号入力データ列を送信する。光送受信器１０７は、受信した主信号入力データ列から分離された通信データを蓄積回路１０１１に蓄積する。クロック再生回路１０１２は、主信号入力データ列からクロックを再生する。分周回路１０９は、クロック再生回路１０１２より得られる再生クロックを分周する。制御回路１０１０は、蓄積回路１０１１内の蓄積情報の量に応じて分周回路１０９および蓄積回路１０１１を制御する。
【００８４】
光送受信器１０１は、周期的に生成した制御信号をクラインアントデータ中の特定のデータを避けてデータ列に挿入することにより光送受信器１０７に送信する。光送受信器１０７は、光ファイバ伝送路を介してデータ列を受信し、周期的な終端処理を行う。光送受信器１０１側のネットワークおよび装置の管理システムは、主信号入力処理部７１１に入力されるクライアントデータに影響を与えずに、光送受信器１０６に送信するべき一定レートの通信データを持つ。
【００８５】
まず光送受信器１０１内部の基準クロック１０３を用いて分周回路１０３により所望のレートを持つ分周クロックを生成する。外部システムは分周クロックにあわせて蓄積回路１０４へ通信データを入力し続ける。制御回路１０５は、制御信号挿入回路７１７を常時監視し、データ列中で制御信号を挿入できる位置を検出した場合には、制御信号挿入回路７１７から通知される制御信号符号挿入可能信号を受信し、この時、蓄積回路１０４が送信すべき通信データを持ち、保持通知を送信してきたら、挿入通知を生成して、蓄積回路１０４内の通信データを制御信号挿入回路７１７を介してデータ列に挿入させる。この時、データ列中のクライアントデータを避けて挿入するため、外部から通信データの蓄積回路１０４への入力位相と、蓄積回路１０４からデータ列への挿入位相には揺らぎが生じる。
【００８６】
データ列中に挿入された通信データは、光ファイバ伝送路を通じて伝送され、主信号入力処理部７２により再生された後、制御信号分離回路７３でクライアントデータ列から分離される。符号識別回路７４で通信データと判別された情報は蓄積回路１０１１に蓄積される。
【００８７】
クロック再生回路１０１２は、受信データ列から再生クロックを抽出し、分周回路１０９は抽出された再生クロックを分周する。この時、分周回路１０９は、光送受信器１０１の分周回路１０３の分周比にあわせるようにする。必ずしもデューティー比は分周クロックおよび分周回路１０３、分周回路１０９間で一定である必要はなく、ある一定期間内でクロック数が同じになるように設定すればよい。
【００８８】
図１１は、制御回路１０１０の動作のフローチャートである。
制御回路１０１０は、ステップＳＴ１１１でリセットされた蓄積回路１０１１の蓄積データ数が、０から設定された一定数Ｎになるまで待機し、その間はビジー信号を出力し続ける（ステップＳＴ１１２〜ステップＳＴ１１４）。制御回路１０１０からビジー信号を受信した分周回路１０９はクロックを停止し、蓄積回路１０１１は通信データを保持する。蓄積した通信データが一定量Ｎに達した後、制御回路１０１０はビジー信号を停止する（ステップＳＴ１１５）。これを受けて分周回路１０９はクロックを外部へ出力し（ステップＳＴ１１６）、蓄積回路１０１１は分周クロックにあわせてデータの出力を開始する（ステップＳＴ１１７）。以後、光送受信器１０１にて生成される通信データと光送受信器１０６にて出力される通信データが平衡状態である間は、通信データが分周クロックに合せて固定伝送速度で出力される。
【００８９】
ステップＳＴ１１８で、通信データ数が蓄積回路１０１１に蓄積できる量を越えて入力されたと判断された場合は、ステップＳＴ１１１へ戻り、蓄積回路１０１１内のデータを廃棄してビジー信号を出力し、再度０から蓄積する。また、ステップＳＴ１１８で、蓄積回路１０１１内の蓄積データが空になったと判断された場合も、ステップＳＴ１１１へ戻り、ビジー信号を出力して一定量通信データが溜まるまで待ち、その後通信データの出力を開始する。
【００９０】
以上のように、この実施の形態５によれば、網同期を取らないイーサネット（登録商標）のような通信システムにおいて、固定伝送速度で出力するデータコミュニケーションチャネルを構成することが可能となり、高機能な光送受信器を提供することができる。
【００９１】
また、図１１のステップＳＴ１１８で蓄積通信データがないと判断された場合に、分周クロックを停止させるようにすれば、外部のシステムに出力データが有意データであるかどうかを示すことができ、設定した伝送速度より低い伝送速度によりデータが送信されてくる場合にも通信することが可能になり、汎用性が高められるという効果がある。
【００９２】
実施の形態６．
実施の形態６では、実施の形態３の光送受信器７０に遠隔受信障害情報返送機能を備える。図１２は、実施の形態６による光送受信器１２１の構成図である。図７および図１０と同一の符号は同一の構成要素を表している。実施の形態６では、光ファイバ伝送路に伝送路障害が生じた場合に、障害を検出する下流ノードである光送受信器１２１が、上流ノードへ光ファイバ伝送路を通じて遠隔受信障害情報を返送する。
【００９３】
図に示すように、実施の形態６では、受信部１２１１の終端回路１２２と送信部１２１２の生成回路１２３の構成が実施の形態３から実施の形態５とは異なる。図に示すように、終端回路１２２は、障害情報保持回路１２５、返送情報メモリ１２７−１，１２７−２、遅延回路１２８、位相比較回路１２９、および選択回路１２１０を備える。また、生成回路１２３は、遠隔障害情報生成タイミング回路１２６を備える。
【００９４】
障害情報保持回路１２５は、符号識別回路７４から出力された制御信号が、障害情報または伝送路誤まり数といったネットワークの監視情報を含むものであった場合、レジスタに記録する、または警報をあげるなどの終端処理を行う。遠隔障害情報生成タイミング回路１２６は、遠隔受信障害情報を生成するタイミングおよび更新禁止信号を生成する。返送情報メモリ１２７−１および１２７−２は、フレーム同期装置７５から出力されるフレーム更新信号のタイミングおよび遅延回路１２８を通して変更されたタイミングで、障害情報保持回路１２５が保持する監視情報を保持する。位相比較回路１２９は、そのフレーム更新信号および変更されたタイミングと更新禁止信号を比較して選択回路１２１０でどちらの返送情報メモリの出力を選択するかを決定する。
【００９５】
光送受信器１２１の動作について説明する。
光送受信器１２１が光ファイバ伝送路を介して主信号入力データを受信した時に、光ファイバ伝送路上で障害が生じている場合、または上流のノードから障害情報が制御信号として送信されている場合、主信号入力処理部７２、制御信号分離回路７３、符号識別回路７４を通じて障害情報を含んだ制御信号が抽出される。また、障害情報保持回路１２５は、この制御信号を通知されることにより、または通知されないことにより得た伝送路障害、伝送路誤まり数の情報を保持し、フレーム更新信号および遅延回路１２８にて生成されたタイミングで返送情報メモリ１２７−１，１２７−２に保持した情報を書込む。周期的に障害情報または伝送路誤まり数情報が送信されている場合、これらの返送情報メモリ１２７−１，１２７−２がタイミングを変えて更新されていく。
【００９６】
遠隔障害情報生成タイミング回路１２６は、遠隔受信障害情報を作成するタイミングで位相比較回路１２９に更新禁止信号を通知する。この信号を受信した位相比較回路１２９は、返送情報メモリ１２７−１，１２７−２のうち選択回路１２１０によって選択されている返送情報メモリ１２７と更新禁止信号のタイミングが近傍であった場合は、他方の返送情報メモリ１２７を選択して出力する。遠隔障害情報生成タイミング回路１２６からの遠隔障害情報生成タイミングと選択回路１２１０からの障害情報、または誤まり数により、符号化回路７１６にて遠隔受信障害情報を示す制御信号符号を作成し、制御信号挿入回路７１７により主信号出力データであるクライアントデータ中に挿入して、光ファイバ伝送路を通じて上流ノードへ返送する。
【００９７】
図１３は、返送情報メモリと生成される遠隔受信障害情報を持つ制御信号との関係を説明するタイミングチャートである。図中、縦線はフレーム更新信号によるフレーム更新タイミングを、矢印縦線は制御信号生成タイミング、すなわち遠隔受信信号生成タイミングを示している。ここでは遠隔障害情報として誤まり数を扱うものとし、図１３中の生成制御信号は、複数の返送情報メモリ１２７から生成される。また図１３では、更新タイミング１と更新タイミング２で変化する返送情報メモリ１２７を用意している。タイミングチャート中の網掛け部分（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）は返送情報メモリおよび生成制御信号に収容される伝送路の誤まり数の情報である。
【００９８】
図１３中で誤まり数情報（更新タイミング１）は、フレーム更新信号と同時に、返送用の情報を更新することを示している。この時、返送用の制御信号の生成タイミングが図中に示されるように受信タイミングと近いとする。遠隔受信障害情報作成のために更新タイミング１を利用したとする。まず、Ｓ１３１で受信タイミングはＳ１３２の生成タイミングよりわずかに前であるが、Ｓ１３３においては、受信周期信号の到着時間のわずかな揺らぎから、生成タイミングよりわずかに後になっている。このため生成された返送用の情報として”Ｅ”を二度読みしてしまう。また同様にＳ１３５においては”Ｃ”の読み飛ばしが生じている。
【００９９】
これに対して、更新禁止信号により、制御信号処理回路が他のタイミングを持つ返送情報メモリ１２７を出力するよう選択する。更新タイミング１は生成タイミングに近いことから前記のような誤まりを招いたが、次に更新タイミング２が選択されたとすると、生成制御信号の遠隔受信障害情報の二度読みおよび（Ｓ１３４）、読み飛ばしを防ぐことができる（Ｓ１３６）。
【０１００】
また、実施の形態６では誤まり数情報の選択信号を障害情報更新禁止信号としたが、障害情報更新信号として複数の位相を持つ返信メモリ１２７を切替えるようにしてもよい。さらに、返送情報メモリ１２７の更新タイミングとしてフレーム更新信号を選んだが、誤まり数や障害情報を示す制御信号の受信タイミングなど任意の周期タイミングを利用した場合にも適用できる。
【０１０１】
以上のように、この実施の形態６によれば、返送情報の生成タイミングが対向ノードにより送信されてくる障害および誤まり数の変更タイミングが近づいて、揺らいでいる場合に、現在選択している返送情報メモリ１２７からタイミングが離れている返送情報メモリ１２７を選択することで誤まり数を対向ノードに返送する時に多重カウントやスリップを防止することができ、信頼性の高い通信装置および光送受信器を構成することができる。
【０１０２】
また、制御信号生成タイミングと制御信号受信タイミングが完全に重なった場合に誤まり数などの複数ビット情報の更新の過渡状態にあたり、誤まった数として認識することを防止するという効果もある。
【０１０３】
実施の形態７．
実施の形態７では、実施の形態３の光送受信器７０に、光送受信器の生成回路および終端回路でネットワークに障害が生じた場合に、経路を自動的に切り替えるための保守切換情報を受信する機能を備える。
図１４は、実施の形態７による、光送受信器１４１および光送受信器１４２から構成される光送受信システム１４０の構成を示すブロック図である。図７と同一の符号は同一の構成要素を表している。図１４においては、光送受信器１４１から光送受信器１４２に向けて保守切換情報を送信するものとする。
【０１０４】
図に示すように、光送受信器１４１，１４２は、送信部の生成回路１４９と受信部の終端回路１４１０の構成が実施の形態３と異なっている。生成回路１４９は、情報書込部１４３、情報保持回路（第１の情報保持回路）１４４、および制御回路（第３の制御回路）１４５を備える。終端回路１４１０は、制御回路（第４の制御回路）１４６、情報保持回路（第２の情報保持回路）１４７、および情報読出部１４８を備える。
【０１０５】
情報書込部１４３は、外部から書込まれた保守切換情報を情報保持回路１４４に書込む。情報保持回路１４４は、保守切換情報を保持し、制御回路１４５は、制御信号挿入回路７１７からの制御信号挿入可能信号を受けて、情報保持回路１４４に符号化回路７１６にて制御信号に収容させ、送信させる。下流ノードである光送受信器１４２において保守切換情報を含む制御信号を受信した制御回路１４６は、保守切換情報を後述する図１５に示すフローチャートに従い処理する。情報保持回路１４７は、条件をＮ連続フレーム内で同一の信号を受信するなどの条件が一致した場合に、保守切換情報を保持し、情報読出部１４８は、外部へ保持された保守切換情報を出力する。
【０１０６】
図１５は、実施の形態７による光送受信システム１４０の動作を示すフローチャートである。
まず初期化により、保護カウンタがクリアされる（ステップＳＴ１５１）。次に、ステップＳＴ１５２で保守切換情報を受信すると、ステップＳＴ１５３で保守切換情報が示す保護切換信号が前回受信した値と異なるかを調べる。ステップＳＴ１５３で、前回受信した値と異なると判断された場合には、ステップＳＴ１５４へ進み、保護カウンタを１インクリメントする。ステップＳＴ１５３で前回受信した値と等しいと判断された場合には、ステップＳＴ１５５へ進み、カウント数が保護カウンタが設定した保護段数Ｎに等しいかを判定する。ステップＳＴ１５５で保護段数Ｎに等しいと判断された場合には、ステップＳＴ１５２へ戻り、保守切換信号待ち状態になる。ステップＳＴ１５５で保護段数Ｎと等しくないと判断された場合には、ステップＳＴ１５６で保護カウンタをインクリメントし、ステップＳＴ１５７で再度保護カウント数を判定する。ステップＳＴ１５７で、保護カウント数が保護段数Ｎに等しくないと判断された場合は、ステップＳＴ１５２に戻り、保守切換信号の受信待ち状態になる。保護カウント数が保護段数Ｎに等しいと判断された場合には、ステップＳＴ１５８へ進み、保持する保守切換情報を更新し、外部へ更新されたことを通知する（ステップＳＴ１５９）。さらに一定時間継続後、更新通知を停止する（ステップＳＴ１６０）。
【０１０７】
以上のように、実施の形態７によれば、保守切換のために周期的に送信されてくる情報を保持し、保守切換情報に変更がある場合には外部に通知するようにしたので、簡易な構成で、少ない信号線数により保守切換のプロトコルを実現でき、小型の光送受信器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】この発明の実施の形態１によるフレーム同期装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるフレーム同期装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による周期信号の受信周期が安定しない場合の、フレーム同期装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２によるフレーム同期装置の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるフレーム同期装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による周期信号の受信周期が安定しない場合の、フレーム同期装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３による、光送受信器の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態４による光送受信器の中継回路の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態４による中継回路の動作のフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態５による光送受信システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態５による制御回路の動作のフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態６による光送受信器の構成を示すブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態６による返送情報メモリと生成される遠隔受信障害情報を持つ制御信号との関係を説明するタイミングチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態７による光送受信システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態７による光送受信システムの動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  フレーム同期装置、１１  タイマ（第１のタイマ）、１２  タイマ（第２のタイマ）、１３  タイミング生成回路（第１のタイミング生成回路）、１４  タイミング生成回路（第２のタイミング生成回路）、１５  ゲート回路（第１のゲート回路）、１６  ゲート回路（第２のゲート回路）、４１  保護カウンタ（保護回路）、４２  保護ゲート回路（保護回路）、４３  計数カウンタ、４４  フレーム状態信号生成回路、７０  光送受信器、７１  光／電気変換器、７２  主信号入力処理部（受信側主信号入力処理部）、７３  制御信号分離回路（受信側制御信号分離回路）、７４  符号識別回路（受信側符号識別回路）、７５  フレーム同期装置（受信側フレーム同期部）、７６  終端回路（受信側終端回路）、７７  中継回路（受信側中継回路）、７８  符号化回路（受信側符号化回路）、７９  制御信号挿入回路（受信側制御信号挿入回路）、８０  中継回路（受信側中継回路、送信側中継回路）、８１−１〜８１−ｎ  計数カウンタ（制御信号計数カウンタ）、８２−１〜８２−ｎ  通過回数判定回路、８３  ゲート回路（制御信号ゲート回路）、８４  中継処理回路、１００  光送受信システム、１０１，１０７  光送受信器、１０２  生成回路（送信側生成回路）、１０３  分周回路（第１の分周回路）、１０４  蓄積回路（第１の蓄積回路）、１０５  制御回路（第１の制御回路）、１０６  基準クロック、１０８  終端回路（受信側終端回路）、１０９  分周回路（第２の分周回路）、１２１  光送受信器、１２２  終端回路（受信側終端回路）、１２３  生成回路（送信側生成回路）、１２５  障害情報保持回路、１２６  遠隔障害情報生成タイミング回路、１２７−１，１２７−２  返送情報メモリ、１２８  遅延回路、１２９  位相比較回路、１４０  光送受信システム、１４１，１４２  光送受信器、１４３  情報書込部、１４４  情報保持回路（第１の情報保持回路）、１４５  制御回路（第３の制御回路）、１４６  制御回路（第４の制御回路）、１４７  情報保持回路（第２の情報保持回路）、１４８  情報読出部、１４９  生成回路（受信側生成回路）、７０１  受信部、７０２  送信部、７１０  主信号出力処理部（受信側主信号出力処理部）、７１１  主信号入力処理部（送信側主信号入力処理部）、７１２  制御信号分離回路（送信側制御信号分離回路）、７１３  符号識別回路（送信側符号識別回路）、７１４  フレーム同期装置（送信側フレーム同期部）、７１５  中継回路（送信側中継回路）、７１６  符号化回路（送信側符号化回路）、７１７  制御信号挿入回路（送信側制御信号挿入回路）、７１９  主信号出力処理部（送信側主信号出力処理部）、７２０  生成回路（送信側生成回路）、７２１  電気／光変換器、７２２  終端回路（送信側終端回路）、７２３  生成回路（受信側生成回路）、１０１０  制御回路（第２の制御回路）、１０１１  蓄積回路（第２の蓄積回路）、１０１２  クロック再生回路、１２１０  選択回路、１２１１  受信部、１２１２  送信部、１４１０  終端回路（送信側終端回路）。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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