CN103650398B - 帧生成方法、光传送装置以及光传送系统 - Google Patents

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Abstract

一种帧生成方法，是对传送帧进行传送的光传送系统中的帧生成方法，该传送帧包含储存信息数据的有效负载区域、和储存针对信息数据的纠错码的FEC冗长区域，该帧生成方法的特征在于，根据传送传送帧的通信路径的质量计算编码增益（S2），在根据编码增益判断为在FEC冗长区域中储存的纠错码下冗长度不足的情况下，在有效负载区域内设定储存纠错码的可变奇偶校验区域（S4），生成在FEC冗长区域以及可变奇偶校验区域中储存了纠错码的传送帧。

Description

帧生成方法、光传送装置以及光传送系统
技术领域
本发明涉及帧生成方法、光传送装置以及光传送系统。
背景技术
在作为纠错技术实施FEC的情况下，在数据的传送中使用储存了纠错码的FEC帧。作为光通信系统中的以往的FEC帧构成方法，应用了扩大了OTUk（Optical channel Transport Unit-k，光通道传送单元-K）帧的冗长区域的方法（例如，参照专利文献1）。
另外，以扩大上述OTUk帧的冗长区域为前提，考虑由于传送速度上升所致的传送代价（penalty）增加和由于冗长区域扩大所致的编码增益的折衷，提出了冗长度为20%是适当的建议（例如，参照非专利文献1）。
进而，提出了在数字光传送系统中设置多种纠错电路，根据传送路径的状态切换纠错电路的方法（例如，参照专利文献2）。
现有技术
专利文献1：国际公开第2011/068045号
专利文献2：日本特开2010-278974号公报
非专利文献1：OIF（Optical Internetworking Forum）、“OIF-FEC-100G-01.0”、May2010
发明内容
但是，在上述以往的扩大OTUk帧的冗长区域的方法中，传送速度上升。因此，如果因与传送代价之间的折衷而冗长度超过20%，则存在不仅无法提高传送质量，反而传送特性劣化的问题。
另外，在设置多种纠错电路并根据传送路径的状态进行切换的方法中，未考虑对于光通信中的传送帧的适应，对于光通信中的传送帧的适应方法成为课题。
本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于得到能够构成避免传送速度的上升的同时在与光通信中的传送帧的亲和性上优良的FEC帧，实现高质量的光传送的帧生成方法、光传送装置以及光传送系统。
为了解决上述课题并达成目的，本发明的帧生成方法，是对传送帧进行传送的光传送系统中的帧生成方法，该传送帧包含储存信息数据的有效负载区域、和储存针对所述信息数据的纠错码的码区域，该帧生成方法的特征在于，包括：编码增益计算步骤，根据传送所述传送帧的通信路径的质量，计算编码增益；以及传送帧生成步骤，在根据所述编码增益判断为在所述码区域中储存的纠错码下冗长度不足的情况下，在所述有效负载区域内设定储存纠错码的可变奇偶校验区域，生成在所述码区域以及所述可变奇偶校验区域中储存了纠错码的传送帧。
本发明的帧生成方法起到如下效果：能够构成避免传送速度的上升、同时在与光通信中的传送帧的亲和性上优良的FEC帧，实现高质量的光传送。
附图说明
图1是示出实施方式1的数字光传送系统的结构例的图。
图2是示出光传送装置的功能结构例的结构图。
图3是示出ITU-T Recommendation G.709所示的OTUk帧的帧结构的图。
图4是OPUk支路时隙（tributary slot）（k=4）分配的说明图。
图5是示出客户端信号的支路时隙分配和可变FEC奇偶校验分配的一个例子的说明图。
图6是示出支路时隙分配的步骤的一个例子的流程图。
图7是说明实施方式1的效果的说明图。
图8是示出对不连续的支路时隙分配可变FEC奇偶校验的情况下的帧结构例的图。
图9是示出实施方式2的可变FEC奇偶校验区域的分配方法的一个例子的图。
图10是示出实施方式2的支路时隙分配的步骤的一个例子的流程图。
图11是示出实施方式3的可变FEC奇偶校验区域的分配方法的一个例子的图。
图12是示出实施方式4的可变FEC奇偶校验区域的分配方法的一个例子的图。
（符号说明）
1-1、1-2：光传送装置；2：通信路径；11：映射部；12：ODU复用部；13：OTU帧生成部；14：E/O；15：O/E；16：OTU帧终端部；17：ODU复用分离部；18：去映射部；20：FEC编码增益；21：频带限制；22：有效的编码增益。
具体实施方式
以下，根据附图，详细说明本发明的帧生成方法、光传送装置以及光传送系统的实施方式。另外，本发明不限于该实施方式。
实施方式1.
图1是示出本发明的数字光传送系统（以下称为光传送系统）的实施方式1的结构例的图。如图1所示，本实施方式的光传送系统具备光传送装置1-1、1-2、和通信路径2。
光传送装置1-1、1-2进行客户端发送接收信号（表示信息数据的电信号）和光发送接收信号的相互变换、例如客户端信号和光传送帧的映射、去映射处理、纠错编码以及解码处理、电/光变换等。光传送装置1-1、1-2经由通信路径2进行双向通信。
图2是示出光传送装置1-1的功能结构例的结构图。光传送装置1-2也是与光传送装置1-1同样的结构。在图2中，在上层示出的映射部11、ODU（Optical channel Data Unit，光通道数据单元）复用部12、OTU帧生成部（传送帧生成部）13以及电/光变换部（E/O）14构成进行将客户端发送信号作为光发送信号而发送的处理的发送处理部。在下层示出的光/电变换部（O/E）15、OTU帧终端部16、ODU复用分离部17以及去映射部18构成进行针对光接收信号的接收处理的接收处理部。
图2所示的映射部11将大于等于1个的客户端发送信号、例如G比特以太网（注册商标）信号、10G比特以太网（注册商标）信号以及100G比特以太网（注册商标）信号、或者、STM-N（N=1、4、16、64、256）信号等收容到ODU帧中。ODU复用部12对从映射部11输出的多个ODU进行复用。OTU帧生成部13针对所复用的信号进行OH（OverHead：开销）的附加、纠错编码等，生成OTU帧。E/O14对OTU（Optical channel Transport Unit）帧进行电/光变换，将变换后的光发送信号输出到通信路径2。
另一方面，O/E15将经由通信路径2接收到的光接收信号光/电变换为电信号。OTU帧终端部16对电信号进行OH的各种处理、纠错解码等。ODU复用分离部17对OTU帧中复用收容的大于等于1个的ODU进行复用分离。去映射部18对复用分离了的各个ODU中收容的数据信号进行去映射，输出所发送的原来的客户端信号（客户端接收信号）。
例如，作为OTU帧能够使用OTUk帧。图3是示出ITU-TRecommendation G.709所示的OTUk帧的帧结构的图。如图3所示，OTUk帧包含：用于储存客户端信号那样的实际的通信数据的有效负载、用于帧同步的FA OH（Frame Alignment OverHead，帧定位开销）、用于保养监视信息的OTUk OH以及ODUk OH（Optical channelData Unit-k OverHead，光通道数据单元-k开销）、以及用于有效负载的映射的OPUk OH（Optical channel Payload Unit-k，光通道有效负载单元-k），进而，具有储存用于修正传送后的光质量的劣化所致的比特错误的纠错码的信息的FEC冗长区域。通常，作为纠错码，使用里德-索罗门码（以下称为RS码）（255、239）。另外，一般，将包含FA OH、OTUk OH、ODUk OH以及OPUk OH的部分称为开销。另外，纠错码不限于RS码（255、239）。
这样，在光传送系统中，形成在作为实际上希望发送的信息数据的有效负载中附加了开销和纠错码的传送帧，并将其高速并且长距离地传送。
接下来，参照附图说明动作。图4是图3所示的OTUk帧（k=4）中的、ITU-T G.709建议中示出的OPUk支路时隙（k=4）分配的说明图。对有效负载区域分配了第1至第80个支路时隙，3817至3824列为固定填充（FS：Fixed Stuff）。
在各支路时隙中，例如对G比特以太网信号进行80信道复用而收容的情况下，能够在支路时隙编号1中收容第1信道的G比特以太网信号，在支路时隙编号2中收容第2信道的G比特以太网信号，以下同样地，在支路时隙编号80中收容第80信道的G比特以太网信号。另外，在对10G比特以太网进行10信道复用的情况下，例如能够在支路时隙编号1～8中收容第1信道的10G比特以太网信号，在支路时隙编号9～16中收容第2信道的10G比特以太网信号，以下同样地，在支路时隙编号73～80中收容第10信道的10G比特以太网信号。
另外，此处，说明了使收容各信道的支路时隙编号如1～8那样成为连续编号的例子，但不限于连续编号的分配，也可以以合计成为8个支路时隙的方式，与任意的信道的10G比特以太网信号对应地收容任意的支路时隙。另外，也可以在80个支路时隙内混合收容多种客户端信号。
图5是示出客户端信号的支路时隙分配和可变FEC奇偶校验（VFP：Variable FEC Parity）分配的一个例子的说明图。在图5（a）中，示出对ODU3（Optical chnnel Data Unit3）进行1信道收容、对ODU2进行2信道收容、对ODU0进行2信道收容的情况。此处，ODU3是作为客户端信号收容40G比特的STM-256信号等的单元的名称、ODU2是收容10G比特的STM-64信号、10G比特以太网信号等的单元的名称、ODU0是收容1.25G比特的G比特以太网信号等的单元的名称。
当前，设为在图1所示的通信路径2的特性劣化大、且仅使用了图5（a）所示的FEC冗长区域的纠错码下，无法满足规定的传送质量。在该情况下，如图5（b）所示，构成为将空的NULL的支路时隙编号位置作为可变FEC奇偶校验而在纠错码中使用。进而，在即使如图5（b）那样构成仍得不到规定的传送质量的情况下，如图5（c）所示，限制能够在要收容的用户数据信号中使用的支路时隙，而扩大VFP区域。
图6是示出支路时隙分配的步骤（帧生成步骤）的一个例子的流程图。首先，光传送装置1-1、1-2估算光传送系统的通信路径2的质量（步骤S1），计算必要的编码增益（步骤S2）。具体而言，例如光传送装置1-1、1-2具备估算光接收信号的比特差错等传送质量，并根据其估算结果计算编码增益的编码增益计算部。在例如OTU帧终端部16内具备传送质量估算部。或者，也可以发送侧使用实际的OTUk帧来依次增加要附加的奇偶校验，接收侧的OTU帧终端部16决定不发生错误的编码增益。另外，通信路径2的质量的估算方法不限于此。
由此，在VFP中必要的支路时隙数被确定，所以光传送装置1-1、1-2的OTU帧生成部13根据在VFP中必要的支路时隙数，设定客户端信号的最大收容频带和可变FEC奇偶校验区域（步骤S3、步骤S4）。
另外，既可以在可变FEC奇偶校验区域和FEC冗长区域中使用单一的纠错码，另外也可以使用采用了多个纠错码的链接码、迭代码、或者分别独立的多个纠错码。进而，也可以以任意的比例，在多个纠错码中使用可变FEC奇偶校验区域和FEC冗长区域。关于各码，既可以使用RS码、BCH码、或者LDPC码等某一个纠错码，另外也可以使用这些纠错码的任意组合。也可以在接收侧使用利用软判定解码、重复解码的纠错算法。
另外，此处，说明了光传送装置1-1、1-2计算各个编码增益的例子，但也可以光传送装置1-1、1-2中的某一方计算编码增益，向另一方通知编码增益。进而，也可以通过对光传送装置1-1、1-2进行运用管理的未图示的监视控制装置等计算编码增益，通知到光传送装置1-1、1-2。
图7是说明本实施方式的效果的说明图，横轴表示FEC的冗长度，纵轴表示增益。实线表示FEC编码增益（增加了冗长度的情况下的编码增益）20，点线的频带限制21表示通过频带限制得到的增益，虚线表示有效的编码增益22。如以往技术中说明的那样，在以往的扩大冗长区域的方法中，如果传送速度伴随FEC的冗长度的增大而增加，则频带限制21所致的代价增加，在并用了FEC编码增益20和频带限制21的FEC的有效的编码增益22的提高上产生限度。
相对于此，在本实施中，构成为使传送速度成为固定，将有效负载区域的支路时隙用作可变FEC奇偶校验，所以即使增加了FEC的冗长度，也不会受到频带限制的影响，而能够得到与图7的实线的FEC编码增益20同等的有效的FEC编码增益。另外，由于构成为按照支路时隙单位使可变FEC奇偶校验区域增减，所以无需特殊的ODU复用方式，所以在与光传送帧的亲和性上优良，能够抑制电路规模的增大，能够实现省电化。进而，即使使冗长度为可变，由于使传送速度成为固定，所以在构成E/O14、O/E15的高速部件中所要求的动作速度、频带等性能固定，且不需要在多个速度下的试验，能够实现量产性提高以及低成本化。
另外，在本实施方式中，示出了对连续的支路时隙分配可变FEC奇偶校验的例子，但也可以如图8所示，构成为分配到任意的支路时隙位置。图8是示出对不连续的支路时隙分配可变FEC奇偶校验的情况下的帧结构例的图。进而，固定填充区域（F-stuff）也可以被用作可变FEC奇偶校验区域。
另外，在本实施方式中，说明了OTUk帧中的可变FEC奇偶校验区域的分配，但不限于OTUk帧，只要是对储存信息数据的有效负载和储存与信息数据对应的纠错码的码区域进行储存的帧，就能够同样地使有效负载的NULL部分或者储存信息数据的部分减少而设为可变FEC奇偶校验区域的储存区域。
实施方式2.
图9是示出本发明的实施方式2的可变FEC奇偶校验区域的分配方法的一个例子的图。本实施方式的光传送系统的结构以及光传送装置1-1、1-2的结构与实施方式1相同。以下，说明与实施方式1不同的部分。
在实施方式1中，示出了按照收容用户数据的支路时隙单位设定可变FEC奇偶校验区域的例子，但也可以构成为将ITU-TRecomendation G.709所示出的基于GMP（Generic MappingProcedure，通用映射规程）的固定填充区域用作可变FEC奇偶校验（VFP）区域。此处，GMP是通过分散地插入固定填充来对有效负载区域和用户数据的频率差进行插值而得到的。在图9中，示出了将通过GMP插入固定填充的区域设为可变FEC奇偶校验的例子。
图10是示出本实施方式的支路时隙分配的步骤（帧构成步骤）的一个例子的流程图。首先，光传送装置1-1、1-2与实施方式1同样地，估算光传送系统的通信路径的质量（步骤S11），计算必要的编码增益（步骤S12）。由此，由于在VFP中所必要的冗长度被决定，所以设定客户端信号的最大收容频带（步骤S13），将通过GMP处理求出的固定填充设定为可变FEC奇偶校验区域（步骤S14）。
另外，在图10中，示出了在有效负载区域整体中通过GMP收容了客户端信号的情况下的可变FEC奇偶校验的分配例子，但也可以构成为在例如如图5所示包括ODU0、ODU2、ODU3等多个ODU的情况下，在可变FEC奇偶校验中使用在各个ODU内收容用户信号时使用的基于GMP的固定填充量。除了以上述叙述以外的本实施方式的动作与实施方式1相同。
另外，也可以并用在实施方式1中示出的对支路时隙的可变FEC奇偶校验的分配、和在本实施方式中示出的对基于GMP的固定填充的可变FEC奇偶校验的分配。
如以上那样，在本实施方式中，设为向基于GMP的固定填充分配可变FEC奇偶校验。因此，在与光传送帧的亲和性上优良，即使增加FEC的冗长度，传送速度也不会增加，能够实现高质量的光传送。
实施方式3.
图11是示出本发明的实施方式3的可变FEC奇偶校验区域的分配方法的一个例子的图。本实施方式的光传送系统的结构以及光传送装置1-1、1-2的结构与实施方式1相同。以下，说明与实施方式1不同的部分。
在实施方式1以及实施方式2中，示出了在可变FEC奇偶校验中使用有效负载区域的支路时隙、基于GMP收容的固定填充的例子，但如图11所示，也可以构成为将有效负载区域和FEC奇偶校验冗长区域的比例变更y列量。即，可以使FEC奇偶校验冗长区域增加y列量，并且使有效负载区域减少y列量。即，增加的y列量成为可变FEC奇偶校验区域。除了以上述叙述以外的本实施方式的动作与实施方式1相同。
另外，也可以并用在实施方式1中示出的向支路时隙的可变FEC奇偶校验的分配和在本实施方式2中示出的向基于GMP的固定填充的可变FEC奇偶校验的分配中的某一方或者两方、以及本实施方式3的可变FEC奇偶校验的分配。
如以上那样，在本实施方式中，构成为将有效负载区域和FEC奇偶校验冗长区域的比例变更y列量。因此，在与光传送帧的亲和性上优良，即使增加FEC的冗长度，传送速度也不会增加，能够实现高质量的光传送。
实施方式4.
图12是示出本发明的实施方式4的可变FEC奇偶校验区域的分配方法的一个例子的图。本实施方式的光传送系统的结构以及光传送装置1-1、1-2的结构与实施方式1相同。以下，说明与实施方式1不同的部分。
在实施方式1、实施方式2以及实施方式3中，使OTUk帧的FEC奇偶校验冗长区域达到列4080而将有效负载区域内的一部分分配给可变FEC奇偶校验的例子，但也可以如图12所示，并用扩大FEC冗长区域的可变分配、和基于实施方式1、实施方式2、实施方式3的方式中的至少一个的有效负载区域内的可变FEC奇偶校验分配。
在仅是扩大FEC冗长区域的方法中，如上述那样传送速度增加，但通过与有效负载区域内的可变FEC奇偶校验分配并用，能够减少扩大FEC冗长区域的量，能够抑制传送速度上升。
产业上的可利用性
如以上那样，本发明的帧生成方法、光传送装置以及光传送系统对传送储存了纠错码的帧的光传送系统是有用的。

Claims (8)

1.一种帧生成方法，是对传送帧进行传送的光传送系统中的帧生成方法，该传送帧包含储存信息数据的有效负载区域、和储存针对所述信息数据的纠错码的码区域，该帧生成方法的特征在于，包括：
编码增益计算步骤，根据传送所述传送帧的通信路径的质量，计算编码增益；以及
传送帧生成步骤，在根据所述编码增益判断为在所述码区域中储存的纠错码下冗长度不足的情况下，在所述有效负载区域内设定储存纠错码的可变奇偶校验区域，生成在所述码区域以及所述可变奇偶校验区域中储存了纠错码的传送帧，
对所述有效负载区域分配有支路时隙，
按照所述支路时隙单位设定所述可变奇偶校验区域。
2.根据权利要求1所述的帧生成方法，其特征在于，
将所述传送帧设为ITU-T G.709建议所示出的OTUk帧或者扩大了OTUk帧的FEC冗长区域的帧，所述支路时隙是ITU-T G.709建议所示出的OPUk支路时隙。
3.根据权利要求2所述的帧生成方法，其特征在于，
将所述码区域设为FEC冗长区域，
在所述帧生成方法中，在所述有效负载区域内从与FEC冗长区域邻接的一侧按照列单位设定所述可变奇偶校验区域。
4.根据权利要求1或2所述的帧生成方法，其特征在于，
在所述帧生成方法中，将所述有效负载区域内的储存NULL数据的区域设定为所述可变奇偶校验区域。
5.根据权利要求1或2所述的帧生成方法，其特征在于，
在所述帧生成方法中，将所述有效负载区域内的固定填充区域设定为所述可变奇偶校验区域。
6.根据权利要求1或2所述的帧生成方法，其特征在于，
在所述帧生成方法中，将所述有效负载区域内的ITU-T G.709建议所示出的基于GMP的固定填充区域设定为所述可变奇偶校验区域。
7.一种光传送装置，对传送帧进行传送，该传送帧包含储存信息数据的有效负载区域、和储存针对所述信息数据的纠错码的码区域，该光传送装置的特征在于，具备：
编码增益计算部，根据传送所述传送帧的通信路径的质量，计算编码增益；以及
传送帧生成部，在根据所述编码增益判断为在所述码区域中储存的纠错码下冗长度不足的情况下，在所述有效负载区域内设定储存纠错码的可变奇偶校验区域，生成在所述码区域以及所述可变奇偶校验区域中储存了纠错码的传送帧，
对所述有效负载区域分配有支路时隙，
所述传送帧生成部按照所述支路时隙单位设定所述可变奇偶校验区域。
8.一种光传送系统，对传送帧进行传送，该传送帧包含储存信息数据的有效负载区域、和储存针对所述信息数据的纠错码的码区域，该光传送系统的特征在于，具备：
作为权利要求7所述的光传送装置的第1光传送装置；以及
第2光传送装置，从所述第1光传送装置接收传送帧，根据在所接收的传送帧中储存的纠错码进行在该传送帧中储存的信息数据的纠错解码处理。
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