(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブキャリアによってＰＣＭ信号を変調したサブキャリア信号と、８Ｂ／10Ｂ符号化したギガビッドイーサネット（登録商標）（以下「ＧｂＥ」という）のシリアル信号を周波数多重化する手段、および周波数多重化された信号を前記サブキャリア信号と前記ＧｂＥのシリアル信号に周波数分離する手段を含む周波数分割多重手段と、
前記周波数多重化された電気信号を光信号に変換して伝送媒体に送信する手段、および伝送媒体を介して受信した光信号を電気信号に変換して前記周波数分割多重手段に出力する手段を含む送受信手段とを備えた信号多重化伝送装置において、
イーサネット信号をＯＳＩ参照モデル第２層のイーサネットフレーム情報に基づき交換および多重化を行い、前記周波数分割多重手段との接続を行うＬ２−ＳＷ処理手段を備えた
ことを特徴とする信号多重化伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号多重化伝送装置において、
ＰＣＭ信号をサブキャリア変調して前記周波数分割多重手段に入力する変調部、および前記周波数分割多重手段から出力されたサブキャリア信号をＰＣＭ信号に復調する復調部を含むサブキャリア変復調手段を備えた
ことを特徴とする信号多重化伝送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の信号多重化伝送装置において、
アナログ信号をＰＣＭ信号に符号化して前記サブキャリア変復調手段に入力する符号器、および前記サブキャリア変復調手段から手段されたＰＣＭ信号をアナログ信号に復号化する復号器を含むＣＯＤＥＣ手段を備えた
ことを特徴とする信号多重化伝送装置。
【請求項４】
サブキャリアによってＰＣＭ信号を変調したサブキャリア信号と、８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号を周波数多重化する周波数多重手段と、
前記周波数多重化された電気信号を光信号に変換して伝送媒体に送信する送信手段とを備えた信号多重化送信装置において、
外部インタフェースで受信した複数のイーサネット信号をＯＳＩ参照モデル第２層のイーサネットフレーム情報に基づき多重化してＧｂＥのシリアル信号に変換し、前記周波数多重手段に出力するＬ２−ＳＷ処理手段を備えた
ことを特徴とする信号多重化送信装置。
【請求項５】
サブキャリアによってＰＣＭ信号を変調したサブキャリア信号と、８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号が周波数多重化された信号を前記サブキャリア信号と前記ＧｂＥのシリアル信号に周波数分離する周波数分割手段と、
伝送媒体を介して受信した光信号を電気信号に変換して前記周波数分割手段に出力する受信手段とを備えた信号多重化受信装置において、
前記周波数分離されたＧｂＥのシリアル信号をＯＳＩ参照モデル第２層のイーサネットフレーム情報に基づき交換し、イーサネット信号を送信先から指定された外部インタフェースに転送するＬ２−ＳＷ処理手段を備えた
ことを特徴とする信号多重化受信装置。
【請求項６】
音声信号を符号化したＰＣＭ信号をサブキャリアにより変調したサブキャリア信号と、８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号を周波数分割多重して伝送する信号多重化伝送方法において、
光信号を送信する場合には、外部インタフェースで受信した複数のイーサネット信号をＯＳＩ参照モデル第２層のイーサネットフレーム情報に基づき多重化してＧｂＥのシリアル信号に変換し、前記サブキャリア信号と周波数多重化して光信号に変換し、
光信号を受信する場合には、光信号から変換された電気信号を周波数分離し、分離されたＧｂＥのシリアル信号をＯＳＩ参照モデル第２層のイーサネットフレーム情報に基づき交換し、イーサネット信号を送信先から指定された外部インタフェースに転送する
ことを特徴とする信号多重化伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リアルタイム通信が要求される信号と、ＯＳＩ参照モデル第２層の技術としてイーサネット技術を用いたデータ信号（以下「ＩＰ系信号」という）とを、インターネットプロトコル系のアクセス網（以下「ＩＰ系アクセス網」という）を介して通信を行う信号多重化伝送装置および伝送方法に関する。
【０００２】
特に、リアルタイム信号である音声信号をサブキャリア変復調し、ＩＰ系信号と多重化してＩＰ系アクセス網を介して通信を行う信号多重化伝送装置および伝送方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ＩＰ系アクセス網を介して音声信号とＩＰ系信号を通信する技術として、ＶｏＩＰ技術がある。当技術を用いることにより、ＩＰ網を有するユーザあるいは新規通信事業者は、電話網に対する通信設備への初期投資を行わずにＩＰ網を用いて電話サービスを実現すること、あるいは事業に進出することが可能となる。ユーザにとっては、電話網とＩＰ網の２つのネットワークを使用せずに、音声信号とＩＰ系信号の通信が可能となるので、電話網の使用あるいは電話網の借用にかかる通信コストが削減されるメリットがある。
【０００４】
図１３は、ＩＰ系アクセス網を介して音声信号とＩＰ系信号の通信を行う従来のシステム構成例を示す。ここで、ＶｏＩＰゲートウェイ１１３の内部の入出力インタフェース（内部ＩＦ）ｉ５は、ＣＯＤＥＣ手段４１と音声信号圧縮／伸長手段１１１との間のＰＣＭ信号インタフェースである。ＶｏＩＰゲートウェイ１１３の外部の入出力インタフェース（外部ＩＦ）ｉ６は、ＰＯＴＳ端末１０１とＶｏＩＰゲートウェイ１１３のＣＯＤＥＣ手段４１との間のアナログ信号インタフェースである。同様に外部ＩＦｉ８は、ＩＰ系信号端末間のＩＰ系信号インタフェースである。
【０００５】
送信元のＶｏＩＰゲートウェイ１１３では、ＰＯＴＳ端末１０１より外部ＩＦｉ６を介して受信したアナログ音声信号をＣＯＤＥＣ手段４１でＰＣＭ信号に変換し、音声信号圧縮／伸長手段１１１で64Ｋbit/s の音声信号を例えば10Ｋbit/s 程度にまで圧縮したのち、パケット化手段１１２でＩＰパケット化したＩＰ系信号を外部ＩＦｉ８を介してＩＰ系アクセス網１１０へ送信する。ＩＰ網１０９では、ＩＰルータにより宛先のＶｏＩＰゲートウェイ１１５へ転送するが、このときにルータ内において、音声信号はＩＰ系信号と帯域を共用化することになる。信号帯域の共用化イメージを▲１▼〜▲３▼に示す。
【０００６】
▲１▼は、送信元のＶｏＩＰゲートウェイ１１３からレイヤ２／レイヤ３スイッチ１１４に送信された音声ＩＰパケット１１６の時間配置を示す。▲２▼は、イーサネット端末１０２からレイヤ２／レイヤ３スイッチ１１４に送信されたデータＩＰパケット１１７の時間配置を示す。▲３▼は、音声ＩＰパケット１１６とデータＩＰパケット１１７がレイヤ２／レイヤ３スイッチ１１４で帯域を共用化された後の時間配置を示す。
【０００７】
音声ＩＰパケット１１６のフレーム長は短く、時間的に等間隔でレイヤ２／レイヤ３スイッチ１１４に送信されるが、データＩＰパケット１１７はランダムなパケット長かつランダム時間でイーサネット端末１０２からレイヤ２／レイヤ３スイッチ１１４に送信される。レイヤ２／レイヤ３スイッチ１１４では、音声ＩＰパケット１１６はリアルタイム性を要求されるので、データＩＰパケット１１７に比べて転送処理の優先度は高く設定されるが、帯域の共用化によって長短さまざまなフレーム長のデータＩＰパケット１１７が音声ＩＰパケット１１６の間に入り込むことになる。
【０００８】
ＩＰ網１０９においても、このような帯域の共用化処理を幾度か行いながら、宛先のＶｏＩＰゲートウェイ１１５へと転送されていく。宛先のＶｏＩＰゲートウェイ１１５では、受信した各ＩＰパケットを送信元のＶｏＩＰゲートウェイ１１３での送信処理と逆の過程を経てアナログ音声信号が再生される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、音声などの伝送エラーは許容するが低遅延および低ジッタが要求されるサービスを、遅延やジッタは許容するが低エラーが要求されるＩＰ系ネットワークで通信を行うと次のような問題が生じる。音声信号の圧縮／伸長などのＶｏＩＰパケット化に要する処理遅延や、可変長のＩＰパケットと帯域を共用して転送することによるジッタ等が原因となり音声品質が劣化する。さらに、帯域を共用化するので、単位時間における伝送媒体中のデータ信号の使用率は明らかに低下する。
【００１０】
このように、音声信号をＩＰパケット化することにより、通信網の使用コストの削減とともに、ネットワーク・インタフェース・カード（以下「ＮＩＣ」という）として広く普及するイーサネット技術を用いて経済化を図っているが、音声品質は劣化し、さらに帯域（信号周波数）を共用化するためにＩＰ系信号の伝送媒体使用率を低下させ、高速なデータ通信環境を阻害することになる。
【００１１】
本発明は、経済的なＩＰ系アクセス網とＧｂＥ−ＮＩＣを利用し、キャリアグレードの音声通信と周波数利用効率の向上を可能とする信号多重化伝送装置および伝送方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号多重化伝送装置は、サブキャリアによってＰＣＭ信号を変調したサブキャリア信号と、８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号を周波数多重化する手段、および周波数多重化された信号をサブキャリア信号とＧｂＥのシリアル信号に周波数分離する手段を含む周波数分割多重手段と、周波数多重化された電気信号を光信号に変換して伝送媒体に送信する手段、および伝送媒体を介して受信した光信号を電気信号に変換して周波数分割多重手段に出力する手段を含む送受信手段とを備え、さらにイーサネット信号をＯＳＩ参照モデル第２層のイーサネットフレーム情報に基づき交換および多重化を行い、周波数分割多重手段との接続を行うＬ２−ＳＷ処理手段を備える。
【００１３】
これにより、サブキャリア変調した音声信号とＧｂＥ信号を周波数分割多重して伝送することができる。したがって、ＩＰ系アクセス網を使用したネットワーク構成において、品質劣化のない音声通話が可能になるとともに、ＧｂＥ信号ととの周波数分割多重により周波数利用効率を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態：請求項１）
図１は、本発明の信号多重化伝送装置の第１の実施形態を示す。図において、信号多重化伝送装置１３は、サブキャリア変調された音声信号とＧｂＥ信号とを周波数分割多重する周波数分割多重手段１１と送受信手段１２により構成される。
【００１５】
周波数分割多重手段１１は、サブキャリア信号と８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号を周波数多重するための加算器または乗算器による周波数多重部と、周波数多重された電気信号を周波数分離してサブキャリア信号およびＧｂＥ信号をそれぞれ抽出する透過フィルタによる周波数分離部から構成される。ＧｂＥ信号の抽出については、サブキャリア信号強度がＧｂＥ信号に与える影響が無視できる場合には信号を分波するだけでもよい。
【００１６】
送受信手段１２は、送信部として電気／光変換器（ＥＯ変換器）および電気信号をＥＯ変換器で要求される信号レベルに調整する光送信器ドライバ、受信部として光／電気変換器（ＯＥ変換器）および変換された電気信号を周波数分割多重手段１１で要求される信号レベルに調整するレシーバから構成される。
【００１７】
光信号を送信する場合、外部ＩＦｉ１で受信したサブキャリア信号（サブキャリア変調されたＰＣＭ信号）と、外部ＩＦｉ２で受信した８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号は、周波数分割多重手段１１の周波数多重部で多重化される。サブキャリア信号とＧｂＥ信号を周波数多重した電気信号は、内部ＩＦｉ３を介して送受信手段１２の送信部へ送られ、外部ＩＦｉ４に依存した光信号に変換して送信される。なお、外部ＩＦｉ４に関しては、方向別の伝送媒体（２心の光ファイバ）を用いる方法と、方向別に異なる光信号波長を用いて外部ＩＦｉ４側にアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）やＷＤＭカプラ等の波長分割多重素子を用いて１心の光ファイバで行う方法がある。
【００１８】
光信号を受信する場合、外部ＩＦｉ４で受信した光信号は、送受信手段１２の受信部で、内部ＩＦｉ３に整合させた電気信号に変換・調整されて周波数分割多重手段１１の周波数分割部へ送られる。ここで、信号は２分岐され、一方はサブキャリア信号を抽出する透過フィルタを介してサブキャリア信号の周波数帯を抽出して外部ＩＦｉ１へ送出され、他方はＧｂＥ信号を抽出する透過フィルタを介してＧｂＥ信号を抽出、または透過フィルタを介さずに多重化信号のまま外部ＩＦｉ２へ送出される。
【００１９】
図２は、サブキャリア信号とＧｂＥ信号の周波数分割多重する際の周波数配置例を示す。図において、２１はサブキャリア信号スペクトル、２２はＧｂＥ信号スペクトル、２３は低周波側のサブキャリア信号に使用する周波数帯域、２４はＧｂＥ信号帯域、２５は高周波側のサブキャリア信号に使用する周波数帯域である。
【００２０】
サブキャリア信号の周波数配置を設定するにあたっては、ベースバンド信号であるＧｂＥ信号との周波数軸上の干渉を少なくし、信号損失なく復調できる程度の搬送波対雑音比（ＣＮＲ）を確保することが重要である。８Ｂ／10Ｂ符号化を行ってＤＣバランスをとるＧｂＥ信号では、ＤＣ付近の周波数帯域が空くか、またはスペクトル密度が大きく減少するので、ＤＣ付近の周波数帯域２３および高周波側でＧｂＥ信号のスペクトル密度が大きく落ち込む周波数帯からアウトバンドにいたる周波数帯域２５をサブキャリアの周波数として使用する。
【００２１】
このような構成および周波数配置により、サブキャリア変調されたＰＣＭ信号と８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥシリアル信号の多重・分離を、フレーム内の情報で識別することなく、物理層で高速に行うことが可能となる。また、同一の信号帯域を共用化しないので周波数利用効率が向上する。
【００２２】
ところで、ディジタル通信の評価尺度の１つにビット誤り率（ＢＥＲ）があり、この特性は信号対雑音光（ＳＮＲ）により決定される。例えば、光伝送の性能基準としてよく使われるＢＥＲ10-9を達成するためには、ＮＲＺ符号をそのまま光化した光信号のＳＮＲは21.6dBが必要とされる。サブキャリアを用いて伝送を行う方式では、搬送波対雑音光（ＣＮＲ）を議論する。主信号へのレベル変動の影響を少なくするために、伝送信号の変調方式としてＢＰＳＫを考えると、ＢＥＲ10-9を達成するためには、13dBのＣＮＲが要求される（ＡＳＫの場合は18.5dB) 。
【００２３】
ここで、1.25ＧHzＬＰＦを介した1.25Ｇbit/s ベースバンド信号における、サブキャリア周波数変調度とＣＮＲの関係（実測値）を図３に示す。これにより、ＣＮＲ13dBを達成するためには、
▲１▼サブキャリア周波数が1000ＭHz以上で変調度３％
▲２▼サブキャリア周波数が800〜900ＭHzで変調度５％
が必要となる。
【００２４】
なお、必要とされる変調度は小さいほうがよい。それは、送信部でリニアな特性を有していない光源を用いた場合や、送受信部や伝送路において増幅部が許す最大パワーまで信号が増幅された場合に、サブキャリア成分が抑圧される可能性があり、大きな変調度を許容すると伝送設計に困難さを増すためである。さらに、インバンドにサブキャリアを配置すると、大きな変調度で送信される信号はベースバンド信号からみると大きな雑音成分であり、ベースバンド信号を劣化させるおそれがあるからである。
【００２５】
図４は、ＧｂＥ信号（８Ｂ10Ｂ符号化された1.25Ｇbit/s 信号）のスペクトルを示す。図４(1) は測定スパンが０〜1.5 ＧHzであり、図４(2) は測定スパンが０〜150 ＭHzである。変調度３％でＢＥＲ＝10-9となる１ＧHzのポイントａと、150 ＭHz付近で最大値を示すポイントｂとのパワー差は約16dBである。０〜150 ＭHzでポイントａと同じパワーを示すポイントｃの15ＭHzより低い周波数帯では、３％の変調度で13dB以上のＣＮＲが得られることになる。以上により、ＢＥＲ10-9を伝送設計が容易な変調度３％で達成するためには、低周波側は15ＭHz以下、高周波側は１ＧHz以上のサブキャリア周波数配置とすればよい。
【００２６】
（第２の実施形態：請求項２）
図５は、本発明の信号多重化伝送装置の第２の実施形態を示す。図において、信号多重化伝送装置３２は、第１の実施形態の信号多重化伝送装置１３の外部ＩＦｉ１にサブキャリア変復調手段３１を組み合わせた構成である。本実施形態では、信号多重化伝送装置１３の外部ＩＦｉ１は、信号多重化伝送装置３２の内部ＩＦｉ１となる。
【００２７】
サブキャリア変復調手段３１は、ＰＣＭ信号をサブキャリアによって変調する変調部と、サブキャリア信号を復調してＰＣＭ信号を再生する復調部から構成される。なお、サブキャリアとして使用する周波数は、図２に示すＤＣ付近の周波数帯域２３、および高周波側でＧｂＥ信号のスペクトル密度が大きく落ち込む周波数帯からアウトバンドにいたる周波数帯域２５を使用する。また、ＰＣＭ信号をサブキャリア信号化する際の変調方式としては、ＡＳＫ、ＦＳＫ、ＰＳＫおよびＡＰＳＫ等が考えられ、使用する方式によって変復調部の回路構成が異なる。ただし、ＰＳＫ変調を行う場合には、使用するサブキャリア周波数によっては、携帯電話、ＰＨＳ、およびコードレス電話機で使用される変復調回路をそのまま利用することが可能である。
【００２８】
光信号を外部ＩＦｉ４へ送信する場合、外部ＩＦｉ５で受信したＰＣＭ信号はサブキャリア変復調手段３１の変調部へ送られ、図２に示す周波数帯域２３，２５内のサブキャリア周波数で変調され、内部ＩＦ（サブキャリア信号ＩＦ）ｉ１を介して第１の実施形態で説明した信号多重化伝送装置１３へ入力され、周波数分割多重手段１１および送受信手段１２における処理を経て送信される。
【００２９】
光信号を受信する場合、外部ＩＦｉ４で受信した光信号は信号多重化伝送装置１３に入力され、周波数分割多重手段１１でサブキャリア信号とＧｂＥ信号に分離される。周波数分割多重手段１１から送出されるサブキャリア信号は、内部ＩＦｉ１を介してサブキャリア変復調手段３１に入力され、その復調部でＰＣＭ信号に再生されて外部ＩＦｉ５へ送出される。
【００３０】
このような構成により、第１の実施形態で説明した効果に加えて、ＰＣＭ信号端末の接続が可能となる。特に、ＰＳＫ変復調手段を採用することにより、携帯電話等で使用されている汎用部品の使用して安価な装置を実現することができる。
【００３１】
（第３の実施形態：請求項３）
図６は、本発明の信号多重化伝送装置の第３の実施形態を示す。図において、信号多重化伝送装置４２は、第２の実施形態の信号多重化伝送装置３２の外部ＩＦｉ５にＣＯＤＥＣ手段４１を組み合わせた構成である。本実施形態では、信号多重化伝送装置３２の外部ＩＦｉ５は、信号多重化伝送装置４２の内部ＩＦｉ５となる。
【００３２】
ＣＯＤＥＣ手段４１は、アナログの音声信号を64Ｋbit/s のディジタル信号に変換する符号器と、64Ｋbit/s のディジタル信号をアナログ信号に変換する復号器から構成される。
【００３３】
光信号を外部ＩＦｉ４へ送信する場合、外部ＩＦｉ６で受信したアナログ音声信号は、ＣＯＤＥＣ手段４１の符号器でＰＣＭ信号に変換され、内部ＩＦ（ＰＣＭ信号ＩＦ）ｉ５を介して第２の実施形態で説明した信号多重化伝送装置３２へ入力され、サブキャリア変復調手段３１、周波数分割多重手段１１および送受信手段１２における処理を経て送信される。
【００３４】
光信号を受信する場合、外部ＩＦｉ４で受信した光信号は信号多重化伝送装置３２に入力され、サブキャリア変復調手段３１から送出されるＰＣＭ信号は内部ＩＦｉ５を介してＣＯＤＥＣ手段４１に入力され、その復号器でアナログ信号に再生され、外部ＩＦｉ６へ送出される。
【００３５】
このような構成により、アナログ信号と８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥシリアル信号の多重・分離を物理層で行うことが可能になることに加えて、アナログ信号端末の接続が可能となる。特に、ＰＳＫ変復調手段を採用することにより、携帯電話等で使用されている汎用部品の使用して安価な装置を実現することができる。
【００３６】
（第４の実施形態：請求項４）
図７は、本発明の信号多重化伝送装置の第４の実施形態を示す。図において、信号多重化伝送装置５２は、第２の実施形態の信号多重化伝送装置３２の外部ＩＦｉ２にＧｂＥ信号化手段５１を組み合わせた構成である。本実施形態では、信号多重化伝送装置３２の外部ＩＦｉ２は、信号多重化伝送装置５２の内部ＩＦｉ２となる。
【００３７】
ＧｂＥ信号化手段５１は、論理アクセス制御を行うＬＬＣ、媒体アクセス制御を行うＭＡＣ、物理レイヤに独立なＧＭII、８Ｂ／10Ｂ符号化・復号化、キャリア検出、オートネゴシエーションを行うＰＣＳ、データのシリアル／パラレル変換とクロック再生を行うＰＭＡから構成される。すなわち、ＧｂＥ信号化手段５１は、パーソナル・コンピュータ（以下「ＰＣ」という）のバス・インタフェース（以下「ＢＵＳ−ＩＦ」という）ｉ７からの信号をＩＥＥＥ802.3z規格に準拠した方式で、８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号に変換する。また、ＧｂＥ信号化手段５１は、８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号をＩＥＥＥ802.3z規格に準拠した方式でＢＵＳ−ＩＦｉ７へと受け渡す処理を行う。したがって、ＧｂＥ信号化手段５１は、ＩＥＥＥ802.3zのＧｂＥ−ＮＩＣで使用する部品をそのまま利用することができる。
【００３８】
光信号を外部ＩＦｉ４へ送信する場合、ＰＣのＢＵＳ−ＩＦｉ７からの信号はＧｂＥ信号化手段５１で８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号に変換され、内部ＩＦｉ２を介して第２の実施形態で説明した信号多重化伝送装置３２へ入力され、周波数分割多重手段１１および送受信手段１２における処理を経て送信される。
【００３９】
光信号を受信する場合、外部ＩＦｉ４で受信した光信号は信号多重化伝送装置３２に入力され、周波数分割多重手段１１で分離された８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号は内部ＩＦｉ２を介してＧｂＥ信号化手段５１に入力され、ＢＵＳ−ＩＦｉ７へ受け渡す信号に変換してＢＵＳ−ＩＦｉ７へ送出される。
【００４０】
このような構成により、第２の実施形態に示した効果に加えて、ＩＥＥＥ802.3zのＧｂＥ規格に準拠した方式に則った装置構成を採用することにより、ＰＣの拡張ボードへの接続が可能となり、経済化を図ることができる。
【００４１】
（第５の実施形態：請求項５）
図８は、本発明の信号多重化伝送装置の第５の実施形態を示す。本実施形態の信号多重化伝送装置６１は、第２の実施形態の信号多重化伝送装置３２の外部ＩＦｉ５にＣＯＤＥＣ手段４１を組み合わせ、外部ＩＦｉ２にＧｂＥ信号化手段５１を組み合わせた構成である。すなわち、本実施形態の信号多重化伝送装置６１は、第３の実施形態の信号多重化伝送装置４２と、第４の実施形態の信号多重化伝送装置５２を組み合わせた構成である。したがって、第２の実施形態に示した効果に加えて、第３の実施形態の効果および第４の実施形態の効果を同時に得ることができる。
【００４２】
（第６の実施形態：請求項６）
図９は、本発明の信号多重化伝送装置の第６の実施形態を示す。図において、信号多重化伝送装置７２は、第１の実施形態の信号多重化伝送装置１３の外部ＩＦｉ２にＬ２−ＳＷ処理手段７１を組み合わせた構成である。本実施形態では、信号多重化伝送装置１３の外部ＩＦｉ２は、信号多重化伝送装置７２の内部ＩＦｉ２となる。
【００４３】
Ｌ２−ＳＷ処理手段７１は、イーサネット信号（ＧｂＥ信号、Fast Ethernet 信号、10M Ethernet信号の総称) の通信を行う１つ以上の外部ＩＦｉ８と、１つの内部ＩＦｉ２との間で、ＯＳＩ参照モデル第２層のイーサネットフレーム情報に基づき、イーサネット信号の交換および帯域を共用する多重化を行うレイヤ２スイッチ部から構成される。
【００４４】
光信号を外部ＩＦｉ４へ送信する場合、外部ＩＦｉ８で受信したイーサネット信号は、Ｌ２−ＳＷ処理手段７１で他の外部ＩＦｉ８で受信したイーサネット信号と多重され、８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号に変換され、内部ＩＦｉ２を介して第１の実施形態で説明した信号多重化伝送装置１３へ入力され、周波数分割多重手段１１および送受信手段１２における処理を経て送信される。
【００４５】
光信号を受信する場合、外部ＩＦｉ４で受信した光信号は信号多重化伝送装置１３に入力され、周波数分割多重手段１１で分離された８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号は内部ＩＦｉ２を介してＬ２−ＳＷ処理手段７１に入力され、その交換機能によって送信先から指定された外部ＩＦｉ８へイーサネット信号が転送される。その他、Ｌ２−ＳＷ処理手段７１の交換機能により、外部ＩＦｉ８からの信号を直接折り返すことも可能である。
【００４６】
このような構成により、第１の実施形態に示した効果に加えて、外部接続したイーサネット端末間で帯域を共用化する多重化を行うことができる。
【００４７】
（第７の実施形態：請求項７）
図１０は、本発明の信号多重化伝送装置の第７の実施形態を示す。本実施形態の信号多重化伝送装置８１は、第２の実施形態の信号多重化伝送装置３２の外部ＩＦｉ２にＬ２−ＳＷ処理手段７１を組み合わせた構成である。本実施形態では、信号多重化伝送装置３２の外部ＩＦｉ２は、信号多重化伝送装置８１の内部ＩＦｉ２となる。したがって、第２の実施形態に示した効果に加えて、第６の実施形態の効果を同時に得ることができる。
【００４８】
（第８の実施形態：請求項８）
図１１は、本発明の信号多重化伝送装置の第８の実施形態を示す。本実施形態の信号多重化伝送装置９１は、第３の実施形態の信号多重化伝送装置４２の外部ＩＦｉ２にＬ２−ＳＷ処理手段７１を組み合わせた構成である。本実施形態では、信号多重化伝送装置３２の外部ＩＦｉ２は、信号多重化伝送装置９１の内部ＩＦｉ２となる。したがって、第３の実施形態に示した効果に加えて、第６の実施形態の効果を同時に得ることができる。
【００４９】
（第９の実施形態）
図１２は、本発明の信号多重化伝送装置を用いたネットワーク構成例を示す。ここでは、第２、第５、第８の実施形態で示した信号多重化伝送装置３２、６１、９１を用いたシングルスター型のネットワーク構成を示す。
【００５０】
図において、ＰＯＴＳ端末１０１はアナログ信号の外部ＩＦｉ６を備え、従来のイーサネットのＮＩＣを備えたイーサネット端末１０２はＩＰ系信号の外部ＩＦｉ８を備える。ユーザ端末１０３は第５の実施形態で示した信号多重化伝送装置６１を備え、アナログ信号の外部ＩＦｉ６にＰＯＴＳ端末１０１を接続し、光信号の外部ＩＦｉ４にＩＰ系アクセス網１１０を介して収容局１０７を接続する。ユーザ側信号終端装置１０４は第８の実施形態で示した信号多重化伝送装置９１を備え、アナログ信号の外部ＩＦｉ６にＰＯＴＳ端末１０１を接続し、ＩＰ系信号の外部ＩＦｉ８にイーサネット端末１０２を接続し、光信号の外部ＩＦｉ４にＩＰ系アクセス網１１０を介して収容局１０７を接続する。
【００５１】
収容局１０７は、第２の実施形態で示した信号多重化伝送装置３２と、ＰＣＭ信号の外部ＩＦｉ５を備えたＰＣＭ信号交換装置１０５と、アクセス網側のインタフェースとして８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号の外部ＩＦｉ２を備え、ＩＰ網側のインタフェースとしてＩＰ系信号の外部ＩＦｉ８を備えたＩＰ系交換装置１０６とにより構成される。ＰＣＭ信号交換装置１０５には、外部ＩＦｉ５を介して電話交換網１０８が接続され、ＩＰ系交換装置１０６には、外部ＩＦｉ８を介してＩＰ網１０９が接続される。
【００５２】
ユーザ端末１０３は、第５の実施形態で説明した手順により、アナログ音声信号とイーサネット信号を周波数分割多重した光信号をＩＰ系アクセス網１１０を介して収容局１０７へ送信する。ユーザ側信号終端装置１０４は、第８の実施形態で説明した手順により、アナログ音声信号とイーサネット信号を周波数分割多重した光信号をＩＰ系アクセス網１１０を介して収容局１０７へ送信する。
【００５３】
一方、収容局１０７は、収容するユーザ端末１０３やユーザ側信号終端装置１０４に対向して第２の実施形態で説明した信号多重化伝送装置３２を備えている。信号多重化伝送装置３２は、ＩＰ系アクセス網１１０を介して受信した信号をＰＣＭ信号と８Ｂ／10Ｂ符号化したＧｂＥのシリアル信号に分離し、それぞれＰＣＭ信号交換装置１０５とＩＰ系交換装置１０６へ送信する。各交換装置では、収容局内で折り返す必要がある信号に対しては交換装置内で折り返し、電話交換網１０８やＩＰ網１０９等の公衆網へ送る信号に対しては、それぞれ外部ＩＦｉ５または外部ＩＦｉ８を介して送信する。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、低遅延および低ジッタが要求される音声信号をサブキャリアで搬送することにより、ＧｂＥ信号と周波数分割多重し、１つの伝送装置上でサービスクラスの異なる信号を同時に通信することができる。
【００５５】
音声信号に関しては、サブキャリア変調前、復調後の音声信号を既存の電話交換装置のインタフェースに整合させることにより、既存の電話交換装置、電話交換網を使用した音声通話が可能となり、キャリアグレードの音声品質の提供が可能となる。
【００５６】
また、本発明の信号多重化伝送装置は、ＩＥＥＥ802.3zのＧｂＥ規格に準拠した方式に則った構成部品を採用することにより、経済的な装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の信号多重化伝送装置の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】周波数分割多重する際の周波数配置例を示す図。
【図３】サブキャリア周波数変調度とＣＮＲの関係を示す図。
【図４】ＧｂＥ信号のスペクトルを示す図。
【図５】本発明の信号多重化伝送装置の第２の実施形態を示すブロック図。
【図６】本発明の信号多重化伝送装置の第３の実施形態を示すブロック図。
【図７】本発明の信号多重化伝送装置の第４の実施形態を示すブロック図。
【図８】本発明の信号多重化伝送装置の第５の実施形態を示すブロック図。
【図９】本発明の信号多重化伝送装置の第６の実施形態を示すブロック図。
【図１０】本発明の信号多重化伝送装置の第７の実施形態を示すブロック図。
【図１１】本発明の信号多重化伝送装置の第８の実施形態を示すブロック図。
【図１２】本発明の信号多重化伝送装置を用いたネットワーク構成例を示す図。
【図１３】ＩＰ系アクセス網を介して音声信号とＩＰ系信号の通信を行う従来のシステム構成例を示す図。
【符号の説明】
１１  周波数分割多重手段
１２  送受信手段
１３，３２，４２，５２，６１，７２，８１，９１  信号多重化装置
２１  サブキャリア信号スペクトル
２２  ＧｂＥ信号スペクトル
２３  サブキャリア信号に使用する周波数帯域（低周波側）
２４  ＧｂＥ信号帯域
２５  サブキャリア信号に使用する周波数帯域（高周波側）
３１  サブキャリア変復調手段
４１  ＣＯＤＥＣ手段
５１  ＧｂＥ信号化手段
７１  Ｌ２−ＳＷ処理手段
１０１  ＰＯＴＳ端末
１０２  イーサネット端末
１０３  ユーザ端末
１０４  ユーザ側信号終端装置
１０５  ＰＣＭ信号交換装置
１０６  ＩＰ系交換装置
１０７  収容局
１０８  電話交換網
１０９  ＩＰ網
１１０  ＩＰ系アクセス網
１１１  音声信号圧縮／伸長手段
１１２  パケット化手段
１１３  送信元ＶｏＩＰゲートウェイ
１１４  レイヤ２／レイヤ３スイッチ
１１５  宛先ＶｏＩＰゲートウェイ
１１６  音声ＩＰパケット
１１７  データＩＰパケット
【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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