CN103997390B - 传输方法、传输设备和传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传输方法、传输设备和传输系统。一种经由双偏振或多电平调制中的多个虚拟通道发送光信号的传输方法包括：接收第一频率的第一帧信号和第二频率的第二帧信号，并且将所述第一帧信号和所述第二帧信号存储在存储器上；以第三频率从所述存储器读出所述第一帧信号，并且将填充物插入到所述第一帧信号中，使得所述第一频率与所述第三频率之间的差得到调整，以生成第三帧信号；以所述第三频率从所述存储器读出所述第二帧信号，并且将填充物插入到所述第二帧信号中，使得调整所述第二频率与所述第三频率之间的差，以生成第四帧信号；以及经由不同的虚拟通道分别发送所述第三帧信号和所述第四帧信号。
Description
技术领域
本文讨论的实施方式涉及利用帧传输数据的方法、设备和系统。
背景技术
在ITU-T建议标准化的OTN（光传送网络）中，客户信号被映射到ODUk（光通路数据单元）（例如，其中，k=0、1、2、3、4等）。低阶ODUk（LO ODUk）经由时分复用被复用为高阶ODUk（HO ODUk），以便被传输。例如，在ODU4中传输100Gbps数据。目前，已经考虑用于在OTN上传输超过100Gbps的大容量数据的方案。
例如，日本特开第2012-119759号公报、日本特开第2010-062682号公报和日本特开第2009-159062号公报中描述了实现传输大容量数据的技术。
例如，通过定义比ODU4更高阶的帧，可以实现在OTN上传输超过100Gpbs的高速信号。实现比特率为ODU4的比特率的n倍的帧称作“ODU4Cn（或ODUCn）”。例如，ODU4C2的传输容量大约是ODU4传输容量的两倍，并且ODU4C4的传输容量大约是ODU4的传输容量的4倍。
然而，因为硬件电路在高速化方面的增长受到限制，所以难以实现100Gbaud以上的符号率。
本发明的目的是在不使传输设备的构造或操作复杂的情况下实现高速数据传输。
发明内容
根据实施方式的一个方面，一种经由双偏振或多电平调制（multi-levelmodulation）的多个虚拟通道从发送节点设备向接收节点设备发送光信号的传输方法包括以下步骤：在所述发送节点设备中，接收第一频率的第一帧信号和第二频率的第二帧信号，并且将所述第一帧信号和所述第二帧信号存储在存储器上；以第三频率从所述存储器读出所述第一帧信号，并且将填充物（stuff）插入到从所述存储器读出的所述第一帧信号中，使得所述第一频率与所述第三频率之间的差得到调整，以生成第三帧信号；以所述第三频率从所述存储器读出所述第二帧信号，并且将填充物插入到从所述存储器读出的所述第二帧信号中，使得所述第二频率与所述第三频率之间的差得到调整，以生成第四帧信号；以及经由不同的虚拟通道分别发送所述第三帧信号和所述第四帧信号。
附图说明
图1例示ODU的复用层级；
图2例示OTU帧的格式；
图3A例示OTU4Cn的格式；
图3B例示OTU4Cn.n的格式；
图4例示传输系统的示例；
图5例示传输系统的另一个示例；
图6例示传输设备的构造；
图7A至图7C例示网卡的示例；
图8例示用于接收光信号的电路的示例；
图9A和图9B是说明将客户信号映射到OTN帧的处理的图；
图10A至图10D例示将客户信号映射到OTN帧的处理的示例；
图11例示用于经由异步GMP将ODUk映射到OTUkV的电路；
图12例示将ODUk映射到OTUkV的示例；
图13例示用于经由异步GMP将OTUkV解映射为ODUk的电路；
图14例示用于经由比特同步GMP将ODUk映射到OTUkV的电路；
图15例示用于经由比特同步GMP将OTUkV解映射为ODUk的电路；
图16例示图14所示的电路的变型；
图17例示图15所示的电路的变型；
图18例示能够选择映射模式的映射电路的示例；
图19例示能够选择映射模式的解映射电路的示例；
图20A和图20B例示映射的示例；
图21例示期望的Cm范围的示例；
图22例示填充物的分配位置的示例；
图23例示经由异步GMP进行映射的示例；
图24例示经由比特同步GMP进行映射的示例；
图25A至图25D例示映射和虚拟通道的示例；
图26例示传输系统上的监视点的示例；以及
图27A和图27B是说明检测歪斜量的方法的图。
具体实施方式
将参照附图来说明本发明的实施方式。作为本发明的实施方式的示例，将描述在ITU-T建议的OTN上进行数据传输的构造。
图1例示OTN中ODU（光通路数据单元）的复用层级。在ITU-T建议中，指定ODU0、ODU1、ODU2、ODUflex、ODU2e、ODU3和ODU4。必要时，各个ODUk被复用（或映射）到高阶ODUk。例如，ODU0可以被复用到ODU1、ODU2、ODU3或ODU4中。ODU1可以被复用到ODU2、ODU3或ODU4中。
通过将前向纠错（FEC）等添加到对应的ODUk，生成OTUk（光通路传送单元）。该OTUk被转换到相应的OCh（全功能光通路）中。OCh被分配给对应的OCC（光通路载波）（未示出）。用以下方法中的任意一个方法将该OCh分配给对应的OCC：
（1）将一个OCh分配给一个OCC。
（2）将一个OCh分配给q个OCC。
（3）将p个OCh分配给一个OCC。
方法（2）表示在q个子载波上传输一个OCh。方法（3）表示使用一个波长来传输p个OCh。
图2例示OTU帧的格式。OTU帧具有4080列×4行。OTU帧包括开销、OPUk净荷和OTUkFEC。
在OTN帧的第1至第16列中分配开销。开销包括FAS（帧对齐信号）、OTUk开销、ODUk开销和OPUk开销。开销用于管理连接和质量。在OTN帧的第17至第3824列中分配OPUk净荷。客户信号映射到OPUk净荷中。另选地，低阶ODUk可以被映射到OPUk净荷。开销被添加于OPUk净荷，以生成ODUk。在OTN帧的第3825至第4080列中分配OTUkFEC。OTUkFEC用于对传输期间生成的误差进行校正。OTUkFEC被添加于ODUk，从而生成OTUk。
这样，在OTN的复用层级中，低阶ODUk经由时分复用被映射到高阶ODUk。然而，在经由时分复用进行映射的帧中，如果高阶ODUk的传输容量是低阶ODUk的传输容量的n倍，则考虑到时钟信号的频偏，高阶ODUk的比特率被限定为低阶ODUk的比特率的n倍。因此，如果在OTN的复用层级中定义容量比ODU4的容量更大的帧（下文中称作“ODUx”），则传输设备的构造变得更复杂。
在这种情况下，ODUx的符号率变为与ODU4的符号率不同。因此，需要处理OTN帧的电路、在OTN帧信号与调制信号之间执行信号转换的数字信号处理器以及接收光信号的光前端模块，按照ODU4的符号率和ODUx的符号率这两者进行工作。
在本实施方式的传输方法中，为了实现超过100Gbps的大容量数据的传输，如图1所示，使用ODU4Cn。如图3A所示，本实施方式的映射有ODU4Cn的OTU4Cn具有n×4080列×4行。具体地，OTU4Cn的开销具有n×16列×4行，用于容纳n个OTUk的开销。OPU4Cn的净荷具有n×3808列×4行，用于容纳n个OTUk的净荷。OTU4CnFEC具有n×256列×4行，用于容纳n个OTUk的OTUkFEC。
因此，ODU4Cn可以实现的比特率是ODU4的比特率的n倍。例如，ODU4可以传输100Gbps的数据。因此，ODU4Cn可以传输n×100Gbps的数据。
如图1所示，100Gbps以上的客户信号可以被映射到ODU4Cn。例如，400GE信号可以被映射到ODU4C4，而1TE信号可以被映射到ODU4C10。在这种情况下，例如，客户信号通过通用映射规程（GMP）被映射到ODU4Cn。
OTU4Cn被分解为n个OTL4Cn.n子帧#1至#n，以进行处理。“.n”表示信号帧被分解为n子帧。“L”表示“通道”。
各个OTL4Cn.n子帧具有相同格式。具体地，如图3B所示，各个OTL4Cn.n子帧具有4080列×4行。各个OTL4Cn.n的开销具有16列×4行。该开销包括FAS（或MFAS（复帧对齐信号））、OTL4Cn.n开销、ODL4Cn.n开销和OPL4Cn.n开销。OPL4Cn.n净荷具有3808列×4行。OTL4Cn.nFEC具有256列×4行。OTL、ODL和OPL分别表示光通路传送通道、光通路数据通道和光通路净荷通道。
如上所述，OTL4Cn.n格式与OTU4的格式大致相同。具体地，通过将ODU4Cn分解为具有与ODU4大致相同的格式的n个ODL4Cn.n子帧#1至#n，来处理ODU4Cn。
以与从ODU4映射到OTU4相同的方式，将ODU4Cn映射到OTU4Cn。如图1所示，根据本实施方式的传输设备和传输方法，ODU4Cn可以被映射到OTU4CnV。应当注意的是，“V”表示它被功能标准化。此时，在本实施方式的传输设备和传输方法中，可以经由异步GMP（aGMP）或经由比特同步GMP（bGMP），将ODU4Cn映射到OTU4CnV。在这种情况下，ODL4Cn.n子帧#1至#n分别被映射到OTL4CnV.n子帧#1至#n。
类似地，如图1所示，在本实施方式的传输设备和传输方法中，ODU4可以被映射到OTU4V。后面将详细描述将ODU4/ODU4Cn映射到OTU4V/OTU4CnV的方法。
图4例示本实施方式的传输系统的示例。在该示例中，传输系统包括四个节点设备NE#1至NE#4。光纤安装在节点设备NE#1与节点设备NE#4之间。节点设备NE#2和节点设备NE#3作为中继节点设备进行工作。
图4例示的传输系统可以在节点设备NE#1与节点设备NE#4之间沿双方向传输光信号。在以下描述中，假设从节点设备NE#1向节点设备NE#4发送光信号。在这种情况下，节点设备NE#1作为发送节点设备进行工作，节点设备NE#4作为接收节点设备进行工作。
在节点设备NE#1中输入400Gpbs的客户信号。节点设备NE#1将该客户信号映射到ODU4C4。ODU4C4被进一步映射到OTU4C4V，此后通过经由波分复用（WDM）、双偏振（DP）和/或各种调制方案（BPSK、QPSK、16QAM等）生成的虚拟通道向节点设备NE#4发送。
在本说明书中，“虚拟通道”表示可以被认为是用于传输信号的信号线的虚拟传输路径。例如，一个波长（或子载波）提供一个虚拟通道。一个偏振波（H偏振、V偏振）提供一个虚拟通道。多电平调制分量（I分量、Q分量）可以提供一个虚拟通道或多个虚拟通道。因此，WDM、双偏振和/或调制方案（诸如多电平调制）的组合可以生成多个虚拟通道。
例如，根据节点之间的距离来选择调制方案。对于较长的节点之间的距离，选择每个符号具有较小传输比特率的调制方案（例如，BPSK）。对于较短的节点之间的距离，选择每个符号具有较大传输比特率的调制方案（例如，16QAM）。在图4例示的示例中，节点设备NE#2与节点设备NE#3之间的距离短。因此，对于节点设备NE#2与节点设备NE#3之间的数据传输，选择16QAM。节点设备NE#3与节点设备NE#4之间的距离长。因此，对于节点设备NE#3与节点设备NE#4之间的数据传输，选择BPSK。节点设备NE#1与节点设备NE#2之间的距离比节点设备NE#2与节点设备NE#3之间的距离长，而比节点设备NE#3与节点设备NE#4之间的距离短。因此，对于节点设备NE#1与节点设备NE#2之间的数据传输，选择QPSK。
另外，根据所选调制方案，确定使用多少个子载波以及是否使用双偏振。在该示例中，为了简化说明，假设以25Gbaud执行传输。在这种情况下，为了实现400Gbps，需要在每个符号周期中传输16比特。如果在这种情况下使用双偏振，则如下确定子载波的数量。
在节点设备NE#1与NE#2之间，按照DP-QPSK，每符号传输四个比特，由此子载波的数量是4。在节点设备NE#2与NE#3之间，按照DP-16QAM，每符号传输八个比特，由此子载波的数量是2。在节点设备NE#3与NE#4之间，按照DP-BPSK，每符号传输两个比特，由此子载波的数量是8。
节点设备NE#1将输入客户信号映射到ODUk。在该示例中，客户信号的速率是400Gbps。因此，如上所述，节点设备NE#1将客户信号映射到ODU4C4。
当在节点设备中处理ODU4C4时，ODU4C4被分解为四个ODL4C4.4#1至#4进行传输。与ODU4类似，ODL4C4.4#1至#4各可以以100Gbps传输数据。ODL4C4.4#1至#4分别被映射到OTL4C4V.4#1至#4。
在这种情况下，OTL4C4V.4子帧#1至#4经由不同的虚拟通道来传输。例如，在节点设备NE#1与NE#2之间，OTL4C4V.4子帧#1至#4在不同的子载波上传输。在节点设备NE#2与NE#3之间，在单个子载波上传输两个OTL4C4V.4子帧。此时，在各个子载波上，例如，在H偏振上传输OTL4C4V.4子帧中的两个，并且在V偏振上传输OTL4C4V.4子帧中的其他两个。在节点设备NE#3与NE#4之间，各个OTL4C4V.4子帧在两个子载波上传输。
图5例示本实施方式的传输系统的另一个操作示例。在图5的示例中，从节点设备NE#1向节点设备NE#4发送100Gbps的客户信号。
节点设备NE#1将客户信号映射到ODU4。该ODU4在以下的描述中称作“ODU4#1”。ODU4#1被映射到OTU4V#1，此后经由虚拟通道向节点设备NE#4发送。
在图5的示例中，从节点设备NE#2向节点设备NE#3发送另一个客户信号。在节点设备NE#2中，该客户信号被映射到ODU4#2。ODU4#2被映射到OTU4V#2，此后经由虚拟通道向节点设备NE#3发送。具体地，在节点设备NE#2与NE#3之间，经由两个虚拟通道传输OTU4V帧#1和OTU4V帧#2。
在这种情况下，如下确定节点之间的传输方案。具体地，在节点设备NE#1与NE#2之间，选择DP-QPSK；因此，为了实现100Gbps，利用单个子载波来传输OTU4V帧#1。在节点设备NE#2与NE#3之间，选择DP-16QAM；因此，为了实现200Gbps，利用单个子载波来传输OTU4V帧#1和OTU4V帧#2。在节点设备NE#3与NE#4之间，选择DP-BPSK；因此，为了实现100Gbps，利用两个子载波来传输OTU4V帧#1。
这样，在本实施方式的传输系统中，利用多个OTL4CnV.n子帧来传输100Gbps以上的客户信号。另一方面，利用OTU4V帧来传输100Gbps的客户信号。OTL4CnV.n子帧被定义为具有与OTU4V帧大致相同的格式。因此，用于处理OTU4V帧的时钟频率和用于处理OTL4C4V.4子帧的时钟频率彼此大致相同。换言之，OTU4V帧和OTL4CnV.n子帧具有大致相同的符号率。
由此，在本实施方式的传输系统中，可以利用处理OTU4V帧的电路来处理OTL4C4V.4子帧。换言之，在本实施方式的传输系统中，不需要为各个节点设备设置用于实现100Gbps以上的数据传输的专用帧处理电路。因此，可以防止节点设备的构造变复杂，还降低了节点设备的开发成本和维护成本。
图6例示本实施方式的传输设备的构造。如图6所示，本实施方式的传输设备1包括客户卡2、ODU开关6和网卡7（7a-7m）。
客户卡2包括光模块3、映射器4和调帧器5。光模块3包括光接收器和光发送器。光模块3接收客户端生成的光信号（即，客户信号）。映射器4将接收到的客户信号映射到OPUk。此时，例如，接近100Gpbs的客户信号被映射到OPU4。高于100Gbps的客户信号通过GMP被映射到OPU4Cn。调帧器5将开销等添加于映射器4生成的OPUk，以生成ODUk。此时，ODU4Cn作为n个ODL4Cn.n子帧#1至#n输出。当客户卡2从网络接收到帧时，客户卡2从接收到的帧提取客户数据，并且向客户发送该客户数据。
例如，客户卡2按照以下比特率生成ODU4。
ODU4：239/227×99532800kbps(±20ppm)
在这种情况下，客户卡2按照以下比特率生成ODU4Cn。
ODU4Cn：n×239/227×99532800kbps(±20ppm)
此时，ODU4Cn作为n个ODL4Cn.n子帧#1至#n输出。因此，各个ODL4Cn.n子帧具有与ODU4相同的比特率。
ODU开关6将客户卡2生成的ODUk引导到对应的网卡7（7a-7m）。ODU开关6将从网卡7（7a-7m）输出的ODUk引导到客户卡2。
传输设备1包括一个或多个网卡7。传输设备1中包括的网卡7的数量取决于传输系统的构造。传输设备1中包括的网卡7的类型取决于传输系统的构造。后面将参照图7A-图7C来描述网卡的示例。
当传输设备1作为中继节点设备进行工作时，传输设备1可以不包括客户卡2。例如，图4例示的节点设备NE#2作为设置在节点设备NE#1与NE#3之间的中继节点设备进行工作。在这种情况下，传输设备1包括用于在传输设备1与节点设备NE#1之间传输光信号的一个或多个网卡，并且包括用于在传输设备1与节点设备NE#3之间传输光信号的一个或多个网卡。
图7A至图7C例示网卡7的一些示例。图7A-图7C中例示的各个网卡7利用两个子载波来传输信号。然而，各个网卡7处理的子载波的数量不限于具体数量。
图7A例示的网卡包括调帧器11（11a、11b）、DSP12（12a、12b）和光模块13（13a、13b）。各个调帧器11根据通过ODU开关6接收到的ODUk生成OTUk。另外，各个调帧器11可以按照GMP由ODU4生成OTU4V，按照GMP由ODU4Cn（即，多个ODL4Cn.n）生成OTU4CnV（即，多个OTL4CnV.n）。
各个DSP12根据对应的调帧器11生成的OTUk生成用于生成DP-QPSK光信号的驱动信号。此时，DSP12生成H偏振的I分量信号、H偏振的Q分量信号、V偏振的I分量信号和V偏振的Q分量信号。
各个光模块13包括光发送器13T和光接收器13R。光发送器13T利用对应的DSP12生成的驱动信号来调制载波光，以生成DP-QPSK光信号。光模块13a、13b利用具有不同波长的子载波来生成DP-QPSK光信号。WDM装置（未示出）对光模块13a、13b生成的DP-QPSK光信号进行复用，并且其向网络发送。
在各个光模块13中，光接收器13R解调对应子载波的调制光信号，以恢复发送数据。DSP12根据对应的光模块13恢复的发送数据再现OTUk。调帧器11将对应的DSP12再现的OTUk解映射为ODUk。调帧器11再现的ODUk经由ODU开关6被引导到客户卡2或另一个网卡。
图7B例示的网卡包括调帧器11（11a至11d）、DSP12（12a、12b）和光模块13（13a、13b）。各个调帧器11根据经由ODU开关6接收到的ODUk生成OTUk。另外，各个调帧器11可以按照GMP由ODU4生成OTU4V，并且按照GMP由ODU4Cn（即，多个ODL4Cn.n）生成OTL4CnV（即，多个OTL4CnV.n）。
各个DSP12根据两个对应的调帧器11生成的OTUk，生成用于生成DP-16QAM光信号的驱动信号。此时，DSP12生成H偏振的I分量信号、H偏振的Q分量信号、V偏振的I分量信号和V偏振的Q分量信号。
各个光模块13具有与图7A例示的光模块13大致相同的构造和操作。然而，图7B例示的光模块13利用对应的DSP12生成的驱动信号来调制载波光，以生成DP-16QAM光信号。
各个光模块13解调对应子载波的调制光信号，以恢复发送数据。DSP12根据对应的光模块13恢复的发送数据再现一对OTUk。调帧器11将对应的DSP12再现的一对OTUk中的一个OTUk解映射为ODUk。调帧器11再现的ODUk经由ODU开关6被引导到客户卡2或另一个网卡。
图7C例示的网卡包括调帧器11、DSP12（12a、12b）和光模块13（13a、13b）。调帧器11根据经由ODU开关6接收到的ODUk生成OTUk。另外，调帧器11可以按照GMP由ODU4生成OTU4V，并且按照GMP由ODU4Cn（即，多个ODL4Cn.n）生成OTL4CnV（即，多个OTL4CnV.n）。
各个DSP12根据调帧器11生成的OTUk生成用于生成DP-BPSK光信号的驱动信号。此时，DSP12生成H偏振信号和V偏振信号。
光模块13具有与图7A或图7B中的光模块13大致相同的构造和操作。然而，图7C例示的光模块13通过对应的DSP12生成的驱动信号来调制载波光，以生成DP-BPSK光信号。
在传输设备1中实现一个或多个网卡7。例如，为了生成要向节点设备NE#2发送的光信号，图4例示的节点设备NE#1具有图7A例示的两个网卡7。图7A例示的各个网卡7生成两个DP-QPSK光信号，并且在具有不同波长的子载波上传输这些光信号。因此，具有图7A例示的两个网卡7的节点设备NE#1可以生成四个DP-QPSK光信号，并且在具有不同波长的子载波上传输这些光信号。
为了生成要向节点设备NE#3发送的光信号，图4例示的节点设备NE#2具有图7B例示的一个网卡7。图7B例示的网卡7生成两个DP-16QAM光信号。因此，具有图7B例示的一个网卡7的节点设备NE#2可以生成两个DP-16QAM光信号，并且传输这些光信号。
为了生成要向节点设备NE#4发送的光信号，图4例示的节点设备NE#3具有图7C例示的四个网卡7。图7C例示的网卡7生成两个DP-BPSK光信号，并且在具有不同波长的子载波上传输这些光信号。因此，具有图7C例示的四个网卡7的节点设备NE#3可以生成八个DP-BPSK光信号，并且在具有不同波长的子载波上传输这些光信号。
传输设备1中实现的网卡7的数量和网卡7的构造不限于上述示例中的那些。传输设备1中实现的网卡7的数量和网卡7的构造可以根据所需的传输容量和传输距离等来决定。
图8例示接收光信号的电路的示例。该电路包括图7A-图7C例示的光接收器13R和DSP12。
接收到的光信号被偏振分束器101被分离为H偏振波和V偏振波，并且这些波分别被引导到90°光混合电路102和103。局部光源104生成的局部振荡光也被偏振分束器105分离，并且分别被引导到90°光混合电路102和103。90°光混合电路102将接收到的光信号的H偏振波与局部振荡光混合，以输出I分量光信号和Q分量光信号。从90°光混合电路102输出的I分量光信号和Q分量光信号被光电探测器107a和107b转换为电信号，并且被A/D转换器108a、108b进一步转换为数字信号。这样，生成H偏振的I分量信号和H偏振的Q分量信号。类似地，90°光混合电路103、光电探测器107c和107d以及A/D转换器108c和108d生成V偏振的I分量信号和V偏振的Q分量信号。
DSP12包括波形失真补偿器111、相位调整器112、自适应均衡器113、数据恢复器114和定时恢复器115。波形失真补偿器111补偿H偏振的I分量信号、H偏振的Q分量信号、V偏振的I分量信号和V偏振的Q分量信号的失真，并且输出H偏振信号和V偏振信号。相位调整器112调整H偏振信号和V偏振信号的相位。自适应均衡器113对H偏振信号和V偏振信号进行均衡，以获得X分量信号和Y分量信号。X分量信号和Y分量信号表示从光发送器发送的符号串。基于X分量信号和Y分量信号，数据恢复器114针对各个符号执行数据决策，从而再现一对数据串（即，在H偏振上传输的数据串和在V偏振上传输的数据串）。以该方式再现的数据串被引导到调帧器11。
发送节点设备利用调制光信号来发送OTUk帧。因此，图8例示的电路再现的数据串表示发送节点设备生成的OTUk帧。由此，图8例示的调帧器11设置有OTUk帧信号。
定时恢复器115基于相位调整器112生成的H偏振信号和V偏振信号，来控制相位调整器112的操作。定时恢复器115可以利用反馈系统中获得的控制信号，控制频率可变振荡器116的频率。频率可变振荡器116生成A/D转换器108a至108d的采样时钟。
在具有上述构造的接收电路中，为了提高数据恢复的精度，优选地，使输入到DSP12中的信号（H_i、H_q、V_i、V_q）彼此同步。根据本实施方式的传输方法，如后面详细描述地，执行从ODUk到OTUkV的映射，使得图8例示的四个信号（H_i、H_q、V_i、V_q）彼此同步。因此，在利用本实施方式的传输方法执行的数据传输中，可以提高数据恢复的精度。
图9A和图9B是说明将客户信号映射到OTN帧的处理的图。图9A例示的100G客户信号表示接近100Gbps的数据信号。图9B例示的B100G（超过100Gbps）客户信号表示100Gbps以上的数据信号。
当传输设备1接收100G客户信号时，如图9A所示，映射器4将100G客户信号映射到OPU4。在OTN中限定OPU4的比特率（或用于处理OPU4的时钟信号的频率）。调帧器5将开销添加于OPU4，以生成ODU4帧。在OTN中也限定ODU4帧的比特率（或用于处理ODU4帧的时钟信号的频率）。调帧器11按照GMP（异步GMP或比特同步GMP）由ODU4帧生成OTU4V帧。生成用于处理OTU4V帧的时钟信号的方法在异步GMP与比特同步GMP之间是不同的。
当传输设备1接收到n个100G客户信号#1至#n时，映射器4生成n个OPU4，调帧器5生成n个ODU4帧#1至#n，并且调帧器11生成n个OTU4V帧#1至#n。此时，并行处理ODU4帧#1至#n，并且OTU4V帧#1至#n也被并行处理。利用公共时钟生成n个OTU4V帧#1至#n。因此，n个OTU4V帧#1至#n具有相同的比特率。在n个OTU4V帧#1至#n之间，建立时钟同步。
当传输设备1接收B100G客户信号时，如图9B所示，映射器4将该B100G客户信号映射到OPU4Cn。例如，如果B100G客户信号的比特率接近400Gbps，则B100G客户信号被映射到OPU4C4（即，n=4）。OPU4Cn的比特率（或者用于处理OPU4Cn的时钟信号的频率）是OPU4的比特率的n倍。
调帧器5将开销添加于OPU4Cn，以生成ODU4Cn帧。ODU4Cn帧的比特率（或者用于处理ODU4Cn帧的时钟信号的频率）是图9A例示的ODU4的比特率的n倍。应当注意的是，调帧器5输出通过分解ODU4Cn帧获得的n个ODL4Cn.n子帧#1至#n。此时，ODL4Cn.n子帧的比特率（或者用于处理ODL4Cn.n子帧的时钟信号的频率）与ODU4的比特率大致相等。
调帧器11按照GMP（异步GMP或比特同步GMP）从各个ODL4Cn.n子帧生成OTL4CnV.n子帧。此时，各个OTL4CnV.n子帧的比特率与图9A例示的OTU4V帧的比特率大致相同。
当出于发送B100G客户信号的目的生成多个OTL4CnV.n子帧#1至#n时，传输设备1可以在这些多个子帧之间建立时钟同步。例如，如果在一对偏振波上传输两个OTL4CnV.n子帧#1和#2，则在图8例示的信号（H_i、H_q、V_i、V_q）之间建立时钟同步。在这种情况下，在客户信号的接收节点中，提高数据恢复的精度。
用于发送100G客户信号的帧（这种情况下是OTU4V帧）的比特率和用于发送B100G客户信号的帧（这种情况下是OTL4CnV.n子帧）的比特率彼此大致相同。因此，可以简化各个传输设备中用于处理帧的电路的构造。另外，可以共用用于处理帧的电路。因此，可以降低传输设备的制造成本并降低传输系统的建立成本和维护成本。
接着，描述将客户信号映射到OTN帧的处理的示例。在这种情况下，假设具有固定比特率的B100G客户信号被直接映射到OPU4Cn。客户信号可以经由ODUflex映射到OPU4Cn。另选地，多个客户信号可以经由ODUflex映射到OPU4Cn。
假设B100G客户信号是400GBASE-R。假设通过利用66B/64B代码对400Gbps±100ppm的信号进行编码，生成400GBASE-R。400GBASE-R被直接映射到OPU4C4。在这种情况下，400GBASE-R、ODU4Cn、OPU4Cn净荷、ODTU4Cn.ts的各个比特率如图10A所示。如图10A所示，ODU4Cn具有的比特率是ODU4的比特率的n倍。OPU4Cn净荷具有的比特率是OPU4净荷的比特率的n倍。
客户信号按照GMP被映射到OPU4C4。如果客户信号被映射到OPU4，则Cm的“m”是640。因此，如果客户信号被映射到OPU4C4，则“m”是2560（=640×4）。在这种情况下，Cm如图10B例示。要注意的是，Cm是用于指定GMP的操作的参数中的一个，并且表示m比特客户数据实体的数量。
与OPU4类似，假设Cn的“n”是8。在这种情况下，Cn如图10C中所示。要注意的是，Cn是用于指定GMP的操作的参数中的一个，并且表示n比特客户数据实体的数量。
图10D表示映射有客户信号的OPU4Cn的帧构造。在这种情况下，因为客户信号是400GBASE-R，所以客户信号被映射到OPU4C4。以四个OPL4C4.4子帧来处理OPU4C4帧。图10D例示四个OPL4C4.4子帧中的一个，并且各个OPL4C4.4子帧具有相同构造。8列×4行的填充物被固定插入在各个OPL4C4.4子帧中。插入该填充物，以调整或吸收输入信号（这种情况下是客户信号）的时钟与输出信号（这种情况下是OPU4C4帧的信号）的时钟之间的频偏。通过将开销添加于OPU4Cn（OPL4Cn.n），生成ODU4Cn（ODL4Cn.n）。通过将FEC等添加于ODU4Cn（ODL4Cn.n），生成OTU4CnV（OTL4CnV.n）。
如下将描述用于执行ODUk与OTUk之间的映射的调帧器的构造和操作。在以下的描述中，调帧器执行ODU4与OTU4V之间的映射，或执行ODL4Cn.n与OTL4CnV.n之间的映射。
图11例示用于按照异步GMP将ODUk映射到OTUkV的电路的示例。图11例示的映射电路包括用于并行处理两个帧（或两个子帧）的两个调帧器20（20#1、20#2）。例如，各个调帧器20对应于图7A至图7C、图9A或图9B例示的调帧器11或调帧器11的一部分。
ODL4Cn.n子帧数据或ODU4帧数据输入到各个调帧器20中。如上所述，ODL4Cn.n子帧具有与ODU4帧相同的比特率。例如，在调帧器20中执行512比特并行处理。在以下描述中，ODL4Cn.n子帧或ODU4帧也可以称作“ODL4Cn.n/ODU4帧”或“ODL4Cn.n/ODU4数据”。调帧器20生成的OTL4CnV.n子帧或OTU4V帧也可以称作“OTL4CnV.n/OTU4V帧”或“OTL4CnV.n/OTU4V数据”。
以与OTN有关的帧或子帧的形式传输的信号可以称作“帧信号”。由此，在ODL4Cn.n/ODU4帧中传输的信号是帧信号的示例。另外，在OTL4CnV.n/OTU4V帧中传输的信号也是帧信号的示例。
如图11所示，调帧器20包括FAS/MFAS插入单元21、缓冲存储器22、控制器23、Cn检测器24、桶形移位器电路25、开销插入单元26、MFAS插入单元27、加扰器28、FAS插入单元29和编码器30。对于多个调帧器20（20#1、20#2），共同设置时钟生成器31和帧计数器32。
ODU帧起始信号指示ODL4Cn.n/ODU4帧的开始时刻。ODU复帧起始信号指示由多个ODL4Cn.n/ODU4帧生成的复帧的开始时刻。例如，ODU帧起始信号和ODU复帧起始信号由图6例示的调帧器5生成。
FAS/MFAS插入单元21将FAS/MFAS插入到ODL4Cn.n/ODU4帧中。此时，FAS/MFAS插入单元21基于ODU帧起始信号和ODU复帧起始信号，决定将FAS/MFAS插入到ODL4Cn.n/ODU4帧中的时刻。
从FAS/MFAS插入单元21输出的ODL4Cn.n/ODU4帧被写在缓冲存储器22上。此时，利用时钟信号D将ODL4Cn.n/ODU4帧写在缓冲存储器22上。时钟信号D是用于ODL4Cn.n/ODU4帧的时钟。
控制器23利用时钟信号T读出写在缓冲存储器22上的信号（即，ODL4Cn.n/ODU4帧）。时钟信号T由时钟生成器31生成。例如，基于从调帧器20输出的OTL4CnV.n/OTU4V帧的格式，预先限定时钟信号T的频率f0'。时钟信号T的频率f0'被限定为比时钟信号D的频率更高。
Cn检测器24针对各个OTL4CnV.n/OTU4V帧，检测GMP的Cn值。Cn值表示在调帧器20的输出侧上在帧周期内输入到调帧器20中的数据的字节数。Cn检测器24将检测到的Cn值通知控制器23和开销插入单元26。在OTN中检测Cn值的方法可以通过使用公知技术来实现，由此将省略其详细描述。
桶形移位器电路25将从缓冲存储器22读出的ODL4Cn.n/ODU4帧映射到OTL4Cn.n/OTU4V帧的净荷。此时，控制器23生成用于从缓冲存储器22读出信号的读出使能信号，和用于控制桶形移位器电路25的移位操作的控制信号。
开销插入单元26针对每个OTL4CnV.n/OTU4V帧，根据Cn值计算Cm值和ΣCnD值。通过Cn值除以“m/n”，获得Cm值。假设预定“m/n”并预先提供给调帧器20。例如，在Cn=15217并且m/n=16的情况下，Cn值除以“m/n”，从而获得“951余数1”。在这种情况下，Cm是“951”。将通过使Cn值除以“m/n”获得的“余数”累加，从而获得ΣCnD值。可以通过利用公知技术来实现基于OTN中的Cn值计算Cm值和ΣCnD值的方法，由此将省略其详细描述。
开销插入单元26可以基于Cm值和ΣCnD值，决定插入OTL4CnV.n/OTU4V帧中的填充物的量。在这种情况下，开销插入单元26可以将所决定量的填充物插入到OTL4CnV.n/OTU4V帧中。然而，填充物的插入可以由调帧器20中的其它电路元件来执行。
开销插入单元26将计算出的Cm值和ΣCnD值插入到开销的JC1至JC3和JC4至JC6中。开销插入单元26还将其它开销信息插入到OTL4CnV.n/OTU4V帧中。此时，开销插入单元26可以将用于识别异步GMP或比特同步GMP的信息设置为开销信息。例如，可以在PT-PSI信息中设置该信息。在图11例示的映射电路中，设置用于识别异步GMP的值。
MFAS插入单元27将MFAS插入到OTL4CnV.n/OTU4V帧中。例如，加扰器28利用指定的生成多项式，来加扰OTL4CnV.n/OTU4V帧数据。由OTN来限定生成多项式。FAS插入单元29将FAS插入到OTL4CnV.n/OTU4V帧中。编码器30生成FEC，并且将FEC添加于OTL4CnV.n/OTU4V帧。
由加扰器28、FAS插入单元29和编码器30执行的处理顺序取决于要使用的FEC的规范。FEC可以分别添加到各个OTL4CnV.n/OTU4V帧，或者FEC可以添加到多个调帧器20（20#1、20#2）生成的多个OTL4CnV.n/OTU4V帧。
时钟生成器31生成用于处理OTL4CnV.n/OTU4V帧的时钟信号T。该时钟提供给各个调帧器20（20#1、20#2）。即，多个调帧器20（20#1、20#2）利用公共时钟来处理OTL4CnV.n/OTU4V帧。因此，在多个调帧器20（20#1、20#2）生成的OTL4CnV.n/OTU4V帧之间建立时钟同步。
帧计数器32对时钟生成器31生成的时钟信号T进行计数，从而检测OTL4CnV.n/OTU4V帧和它们的复帧。帧计数器32生成表示检测到的帧和复帧各自的起始时刻的OTU帧起始信号和OTU复帧起始信号。在多个调帧器20（20#1、20#2）中共用这些信号。
图12例示从ODUk到OTUkV的映射的示例。该映射处理由图11例示的缓冲存储器22、控制器23和桶形移位器电路25来执行。在该示例中，执行512比特并行处理。
在桶形移位器电路25中，从缓冲存储器22读出的ODL4Cn.n/ODU4帧以四个128比特数据块为单位处理。各个128比特数据块分别被引导到选择器25a至25d。选择器25a至25d各根据来自控制器23的控制信号a-d，选择对应的128比特数据块。
FEC被插入帧尾。在图12例示的示例中，插入256字节FEC。16字节开销（包括FAS）被插入在下一帧的头部。另外，必要时，将16字节填充物插入到指定位置。当FEC、开销和填充物被插入到帧时，控制器23停止从缓冲存储器22读出ODL4Cn.n/ODU4帧的处理。
例如，用于在缓冲存储器22上写ODL4Cn.n/ODU4数据的时钟信号（图11中的时钟信号D）的频率如下描述。
频率=(239/227)×99532800/512[kHz]=204.7[MHz]
在这种情况下，例如，如果采用RS（255,239），则用于从缓冲存储器22读出数据的时钟信号（由图11中的时钟生成器31生成的时钟信号T）的频率如下。
频率=(4080/3804)×(239/227)×99532800/512[kHz]=219.5[MHz]
图13例示用于按照异步GMP将OTUkV解映射为ODUk的电路的示例。图13例示的解映射电路包括并行处理两个帧（或两个子帧）的两个调帧器40（40#1、40#2）。例如，各个调帧器40对应于图7A至图7C、图9A或图9B例示的调帧器11或调帧器11的一部分。例如，图13例示的调帧器40将图11例示的调帧器20生成的OTL4CnV.n/OTU4V帧解映射为ODL4Cn.n/ODU4帧。因此，调帧器40的操作对应于调帧器20执行的映射处理。
如图13所示，调帧器40包括帧同步器41、解码器42、解扰器43、复帧同步器44、开销提取器435、帧同步器46、控制器47、桶形移位器电路48、时钟生成器49和缓冲存储器50。
帧同步器41通过从输入OTL4CnV.n/OTU4V帧检测FAS，来建立帧同步。帧同步器41也可以利用MFAS来建立复帧同步。如果将FEC添加到并行传输的多个OTL4CnV.n/OTU4V帧，则帧同步器41可以执行用于补偿帧间的歪斜的去歪斜处理。例如，在图7A-7C或图8例示的DSP12中再现OTL4CnV.n/OTU4V帧。
解码器42解码输入OTL4CnV.n/OTU4V帧中的FEC并且执行校正处理。解扰器43执行与图11例示的加扰器28进行的加扰处理对应的解扰处理。复帧同步器44建立复帧同步。
开销提取器45从输入的OTL4CnV.n/OTU4V帧提取开销。此时，开销提取器45检测PT-PSI中设置的、用于识别异步GMP或比特同步GMP的信息。开销提取器45检查PT-PSI信息是否识别异步GMP。开销提取器45从开销中的JC1至JC3、JC4至JC6进一步获取Cm值和ΣCnD值，以计算Cn值。
帧同步器46检测容纳在输入的OTL4CnV.n/OTU4V帧的净荷中的ODL4Cn.n/ODU4的FAS。帧同步器46通知控制器47指示检测到的FAS的位置的FAS位置信号。
桶形移位器电路48提取容纳在输入的OTL4CnV.n/OTU4V帧的净荷中的ODL4Cn.n/ODU4帧。此时，在控制器47的控制下，桶形移位器电路48执行移位处理，使得帧同步器46检测到的帧的头部（即，FAS）在并行处理中分配给MSB。
控制器47如上所述控制桶形移位器电路48。控制器47基于开销提取器45获得的Cn值和帧同步器46获得的FAS位置信号，提供缓冲存储器50的写使能信号。
时钟生成器49基于与输入OTL4CnV.n/OTU4V帧同步的时钟信号T和开销提取器45获得的Cn值，生成时钟信号D。时钟信号D用于处理ODL4Cn.n/ODU4帧。具体地，利用该时钟信号D读出缓冲存储器50上存储的数据。以该方式获得ODL4Cn.n/ODU4帧。
图14例示用于按照比特同步GMP将ODUk映射到OTUkV的电路的示例。图14例示的电路包括并行处理两个帧（或两个子帧）的两个调帧器60（60#1、60#2）。例如，各个调帧器60对应于图7A至图7C、图9A或图9B中例示的调帧器11或调帧器11的一部分。
在本示例中，假设利用相同的时钟信号生成调帧器60#1中输入的ODL4Cn.n/ODU4帧#1和调帧器60#2中输入的ODL4Cn.n/ODU4帧#2。具体地，在ODL4Cn.n/ODU4帧#1至#2之间建立时钟同步。例如，利用相同的时钟信号生成与ODU4Cn帧对应的多个ODL4Cn.n子帧。
如图14所示，调帧器60包括FAS/MFAS插入单元21、缓冲存储器22、桶式移位器电路25、开销插入单元26、MFAS插入单元27、加扰器28、FAS插入单元29、编码器30和控制器61。为多个调帧器60（60#1、60#2），设置帧计数器32和时钟生成器62。FAS/MFAS插入单元21、缓冲存储器22、桶式移位器电路25、开销插入单元26、MFAS插入单元27、加扰器28、FAS插入单元29、编码器30和帧计数器32具有与图11中所示的那些大致相同的构造。
按照比特同步GMP执行映射的调帧器60不包括图11例示的Cn检测器24。在调帧器60中，Cn值是固定值15216。因此，基于Cn=15216，控制器61控制从缓冲存储器22读出数据，并且还控制桶形移位器电路25的操作。另外，开销插入单元26基于CN=15216，将填充物插入在帧中。在本示例中的比特同步GMP中，16字节填充物被固定插入到各个帧中。
时钟生成器62根据用于处理ODL4Cn.n/ODU4帧的时钟信号D生成时钟信号T。此时，通过使时钟信号D的频率乘以“4X/951”，生成时钟信号T。基于OTL4CnV.n/OTU4V帧的格式来设置“X”。具体地，例如，通过将OTL4CnV.n/OTU4V帧的列数除以16，得到“X”。例如，如果OTL4CnV.n/OTU4V帧具有4080列×4行，则获得X=255；并且在这种情况下，时钟生成器62通过将时钟信号D的频率乘以“1020/951”，来生成时钟信号T。
图14例示的调帧器60使用该时钟信号T，用于处理OTL4CnV.n/OTU4V帧的目的。在多个调帧器60（60#1、60#2）中共用时钟信号T。
图15例示用于按照比特同步GMP将OTUkV解映射为ODUk的电路的示例。图15例示的解映射电路包括用于并行处理两个帧（或两个子帧）的目的的两个调帧器70（70#1、70#2）。例如，调帧器70对应于图7A至图7C、图9A或图9B例示的调帧器11或调帧器11的一部分。例如，图15例示的调帧器70接收由图14例示的调帧器60生成的帧信号。
如图15所示，调帧器70包括帧同步器41、解码器42、解扰器43、复帧同步器44、开销提取器435、帧同步器46、桶形移位器电路48、缓冲存储器50和控制器71。帧同步器41、解码器42、解扰器43、复帧同步器44、开销提取器45、帧同步器46、桶形移位器电路48和缓冲存储器50具有图13例示的那些大致相同的构造。为多个调帧器70（70#1、70#2）提供时钟生成器72。
在按照比特同步GMP执行映射的调帧器70中，Cn值是固定值15216。因此，基于Cn=15216，控制器71控制桶形移位器电路48的操作，并且还控制缓冲存储器50上的数据写入。
时钟生成器72根据用于处理OTL4CnV.n/OTU4V帧的时钟信号T，生成时钟信号D。此时，通过使时钟信号T的频率乘以“951/4X”，生成时钟信号D。“X”如参照图14描述的。
在图15例示的调帧器70中，时钟信号D用于处理ODL4Cn.n/ODU4帧的目的。在多个调帧器70（70#1、70#2）中共用时钟信号D。
图16例示用于按照比特同步GMP将ODUk映射到OTUkV的电路的另一个示例。调帧器60的构造与图14和图16中的调帧器大致相同。然而，生成用于从缓冲存储器22读出数据的时钟信号的构造在图14和图16例示的映射电路之间是不同的。在图16的示例中，用于在调帧器60#1中处理ODL4Cn.n/ODU4#1帧的时钟信号D#1和用于在调帧器60#2中处理ODL4Cn.n/ODU4帧#2的时钟信号D#2彼此独立。具体地，在ODL4Cn.n/ODU4帧#1至#2之间建立时钟同步。
在图16例示的映射电路中，时钟生成器62#1通过将用于处理ODL4Cn.n/ODU4帧#1的时钟信号D#1的频率乘以“4X/951”，来生成时钟信号T#1。调帧器60#1利用该时钟信号T#1来处理OTL4CnV.n/OTU4V帧。类似地，时钟生成器62#2通过将用于处理ODL4Cn.n/ODU4帧#2的时钟信号D#2的频率乘以“4X/951”，来生成时钟信号T#2。调帧器60#2利用该时钟信号T#2，来处理OTL4CnV.n/OTU4V帧。
图17例示按照比特同步GMP将OTUkV解映射为ODUk的另一个示例。调帧器70的构造与图15和图17中的调帧器大致相同。然而，生成用于从缓冲存储器50读出数据的时钟信号的构造在图15和图17例示的解映射电路之间是不同的。例如，图17例示的调帧器70接收图16例示的调帧器60生成的帧信号。
在图17例示的解映射电路中，时钟生成器72#1通过将用于处理OTL4CnV.n/OTU4V帧#1的时钟信号T#1的频率乘以“951/4X”，来生成时钟信号D#1。调帧器70#1利用该时钟信号D#1来处理ODL4Cn.n/ODU4帧。类似地，时钟生成器72#2通过将用于处理OTL4CnV.n/OTU4V帧#2的时钟信号T#2的频率乘以“951/4X”，来生成时钟信号D#2。调帧器70#2利用该时钟信号D#2来处理ODL4Cn.n/ODU4帧。
图18例示能够选择映射模式的映射电路的示例。图18例示的映射电路可以选择性地使用图11例示的异步GMP或图14例示的比特同步GMP。开关81根据映射模式选择信号，来选择时钟生成器31生成的时钟信号T#a或时钟生成器62生成的时钟信号T#b。为各个调帧器80（80#1、80#2）提供开关81选择的时钟信号，作为时钟信号T。
在各个调帧器80中，开关82根据映射模式选择信号来选择Cn检测器24检测到的Cn值或固定值15216。为开销插入单元26和控制器83提供开关82选择的Cn值。
如果映射模式选择信号指定异步GMP，则开关81选择时钟生成器31生成的时钟信号T#a，并且开关82选择Cn检测器24检测到的Cn值。控制器83按照异步GMP执行映射。另一方面，如果映射模式选择信号指定比特同步GMP，则开关81选择时钟生成器62生成的时钟信号T#b，并且开关82选择固定值15216。然后，控制器83按照比特同步GMP执行映射。例如，映射模式选择信号可以由用户或网络管理者来限定。
图19例示能够选择映射模式的解映射电路的示例。图19例示的解映射电路可以选择性地使用图13例示的异步GMP或图15例示的比特同步GMP。在各个调帧器90中，开关91根据映射模式选择信号，选择时钟生成器49生成的时钟信号D#a或时钟生成器72生成的时钟信号D#b。开关91选择的时钟信号用作用于从缓冲存储器50读出数据的时钟信号D。
如果映射模式选择信号指定异步GMP，则开关91选择时钟生成器49生成的时钟信号D#a。另一方面，如果映射模式选择信号指定比特同步GMP，则开关91选择时钟生成器72生成的时钟信号D#b。例如，映射模式选择信号可以由用户或网络管理者来限定。另选地，调帧器90可以基于接收到的帧中存储的PT-PSI信息，决定在发送节点中选择异步GMP和比特同步GMP中的哪一个。
在图18和图19例示的示例中，选择图11和图13例示的异步GMP或图14和图15例示的比特同步GMP。然而，本发明不限于该构造。具体地，可以选择图11和图13例示的异步GMP或图16和图17例示的比特同步GMP。
接着，描述从ODL4Cn.n/ODU4帧到OTL4CnV.n/OTU4V帧的映射的示例。在以下描述中，如图20A所示，OTL4CnV.n/OTU4V帧包括16X列×4行。在第17至第3824列中分配净荷区域。ODL4Cn.n/ODU4帧被映射到OTL4CnV.n/OTU4V帧的净荷。
ODL4Cn.n/ODU4帧的比特率如下。
(239/227)×99532800[kbps]
在这种情况下，OTL4CnV.n/OTU4V帧的比特率被限定如下。
(16X/3804)×(239/227)×99532800[kbps]
假设在GMP中Cm的m是128（128比特=16字节）。因此，如图20B所示，OTL4CnV.n/OTU4V帧的净荷被分为952个16字节的字。将ODL4Cn.n/ODU4帧数据每16个字节地映射到OTL4CnV.n/OTU4V帧的净荷。
用于处理ODL4Cn.n/ODU4帧和OTL4CnV.n/OTU4V帧的时钟信号的频率具有各自的频偏。例如，在图9A中，ODU4#1至ODU4#n的时钟频率可以彼此不同。OTU4#1至OTU4#n的时钟频率也可以彼此不同。例如，时钟频率的偏移取决于振荡器的特性变化等。在OTN中，容许±20ppm的频偏。
因此，在从ODL4Cn.n/ODU4帧到OTL4CnV.n/OTU4V帧的映射中，例如，如果用比基准值小的时钟频率来传输ODL4Cn.n/ODU4帧，则在指定时间段期间映射到OTL4CnV.n/OTU4V帧的数据量变为小于期望值。相反，如果用比基准值大的时钟频率来传输ODL4Cn.n/ODU4帧，则在指定时间段期间映射到OTL4CnV.n/OTU4V帧的数据量变为大于期望值。
图21例示期望的Cm范围的示例。Cm值表示映射在OTL4CnV.n/OTU4V帧的净荷中的数据量，作为16字节字的数量。图21例示了在OTL4CnV.n/OTU4V中用于ODL4Cn.n/ODU4的Cm（m=128）。在该示例中，Cm=951等效于标称值。时钟频偏的容差是±20ppm。在这种情况下，Cm可以是950.962至951.038的范围内的任意值。然而，以16字节字为单位来执行映射，由此Cm值是整数。因此，Cm值在该示例中被限于950、951和952中的任意一个。
如上所述，因为用于处理帧的时钟频率具有偏移，所以不唯一确定GMP的Cm值。因此，填充物用于调整ODL4Cn.n/ODU4帧与OTL4CnV.n/OTU4V帧之间的时钟频率差。这里，“调整”对应于吸收或补偿由时钟信号的频偏等引起的时钟频率差的处理。
图22例示填充物的分配位置的示例。在本实施方式中，在Cm=950的情况下，16字节填充物分别插入到第一行的第17列至第32列中和第三行的第17列至第32列中。在Cm=951的情况下，16字节填充物插入到第一行的第17列至第32列中。在Cm=952的情况下，不插入填充物。
例如，在图11例示的调帧器20中，开销插入单元26针对每个输出帧，基于Cn检测器24检测到的Cn值来计算Cm值。开销插入单元26将数量与计算出的Cm值相对应的16字节填充物插入到图22例示的位置。此时，开销插入单元26将作为通过将Cn值除以“16”或“m/n”获得的余数的CnD进行累加。换言之，计算ΣCnD。基于计算出的ΣCnD，必要时，开销插入单元26调整Cm值。当调整Cm值时，还根据该调整来调整要插入的填充物的数量。
图23例示按照异步GMP进行映射的示例。在该示例中，四个帧信号#1至#4输入到映射电路100中。例如，这四个输入帧信号#1至#4是利用彼此不同的时钟分别生成的ODU4#1至ODU4#4。ODU4#1、ODU4#2、ODU4#3和ODU4#4的时钟频率分别是f1、f2、f3和f4。在映射电路100中，例如，利用图11例示的调帧器20来实现用于将输入帧信号#1至#4映射到相应的输出帧信号#1至#4的电路。
各个输入帧信号（ODU4#1至ODU4#4）写在对应的缓冲存储器上。通过利用图11例示的示例中的缓冲存储器22来实现各个缓冲存储器。通过使用频率为f0'的公共时钟信号，读出缓冲存储器上存储的各个帧信号。在图11例示的示例中，该公共时钟信号等同于时钟信号T，并且由时钟生成器31生成。从缓冲存储器读出的帧信号被映射到OTU4V帧的对应净荷。
映射电路100针对各个帧信号#1-#4，计算要插入的填充物量。如上所述，要插入的填充物量由基于Cn值计算出的Cm值和ΣCnD来决定。在本示例中，输入帧信号#1-#4各自的时钟频率（f1、f2、f3、f4）可以是不相同的。因此，帧信号#1-#4的Cn值可以不是相同的；因此，要插入帧信号#1-#4中相应的填充物量也可以不是相同的。
在帧信号#1中，插入填充物，使得调整（或吸收）时钟频率f1与时钟频率f0'之间的差。类似地，在帧信号#2中，插入填充物，使得调整时钟频率f2与时钟频率f0'之间的差。在帧信号#3中，插入填充物，使得调整时钟频率f3与时钟频率f0'之间的差。在帧信号#4中，插入填充物，使得调整时钟频率f4与时钟频率f0'之间的差。在图23例示的示例中，在特定时间点，一个16字节填充物被插入在OTU4V#1中，两个16字节填充物被插入在OTU4V#2中，并且一个16字节填充物被插入在OTU4V#4中。OTU4V#3中不插入填充物。
如上所述，根据本实施方式的传输方法，利用相同的时钟信号将彼此异步的多个帧信号从缓冲存储器读出，并且将彼此异步的多个帧信号映射到各个帧信号（OTU4V#1至OTU4V#4）。由此，在输出帧信号之间建立时钟同步。
例如，假设在双偏振光信号的H偏振波和V偏振波上传输OTU4V#1和OTU4V#2。在这种情况下，在OTU4V#1与OTU4V#2之间建立时钟同步，由此接收上述双偏振光信号的光接收器可以从各个偏振波精确地恢复数据。
输入帧信号可以是ODL4Cn.n子帧。在这种情况下，ODL4Cn.n子帧分别被映射到OTL4CnV.n子帧的净荷。这里，例如，假设从ODU4C4帧获得的ODL4C4.4子帧输入到映射电路100中。在这种情况下，ODL4C4.4子帧#1至#4分别被映射到OTL4C4V.4子帧#1至#4，并且通过各个虚拟通道来传输。在传输时，在OTL4C4V.4子帧#1至#4之间建立时钟同步。因此，在中继节点和/或接收到的节点中，容易将ODL4C4.4子帧#1至#4作为单个信号进行管理。
图23例示的映射电路100按照异步GMP执行帧信号的映射。除了异步GMP之外，本实施方式的传输系统可以支持比特同步GMP。
图24例示按照比特同步GMP进行映射的示例。假设输入帧信号#1至#4在图23和图24中是相同的。然而，在图24例示的映射电路110中，例如，可以利用图16例示的调帧器60，实现用于将输入帧信号#1至#4映射到输出帧信号#1至#4的电路。
各个输入帧信号（ODU4#1至ODU4#4）被写在其对应的缓冲存储器上。通过利用图16例示的示例中的缓冲存储器22来实现各个缓冲存储器。通过利用不同的时钟信号来读出缓冲存储器上存储的帧信号。例如，以频率f1'读出ODU4#1。通过将写入块的频率f1乘以“16X/3084”，获得频率f1'。以类似方式生成用于读出其它帧信号的时钟信号。从缓冲存储器读出的各个帧信号被映射到OTU4V帧的净荷。
在比特同步GMP中，用于从对应的缓冲存储器读出帧信号的时钟频率是用于在缓冲存储器上写入帧信号的时钟频率的倍数。这里，GMP的Cm值被固定为951。由此，在各个OTU4V帧中插入一个16字节填充物。在图24例示的映射电路110中，输入帧信号可以是ODL4Cn.n子帧。
图11、图14和图16例示的缓冲存储器22、图13、图15和图17例示的缓冲存储器50以及图23和图24例示的各个缓冲存储器是用于存储帧信号或帧信号中包括的数字数据（信息）的“存储器”的示例。实现“存储器”的构造不限于具体的构造。具体地，通过利用用于存储数字数据等的设备、装置或电路来实现“存储器”。例如，可以通过利用大规模存储装置或诸如触发器等的电路元件的组合来实现“存储器”。
图25A至图25D例示映射和虚拟通道的示例。在图25A中，彼此异步的ODU4#1和ODU4#2分别由映射电路100映射到OTU4V#1和OTU4V#2。此时，映射电路100按照异步GMP执行上述映射。OTU4V#1被转换为用于要在H偏振上传输的16QAM调制光信号的驱动信号。另外，OTU4V#2被转换为用于要在V偏振上传输的16QAM调制光信号的驱动信号。因此，生成接近28Gbaud的DP-16QAM光信号。此时，OTU4V#1经由H偏振生成的虚拟通道来传输，而OTU4V#2经由V偏振生成的虚拟通道来传输。
在图25B中，从ODU4Cn（n=2）获得ODL4Cn.n#1和ODL4Cn.n#2。在这种情况下，ODL4Cn.n#1和ODL4Cn.n#2彼此同步。因此，ODL4Cn.n#1和ODL4Cn.n#2由映射电路110分别映射到OTL4CnV.n#1和OTL4CnV.n#2。此时，映射电路110按照比特同步GMP执行上述映射。然后，以与图25A的示例中相同的方式在DP-16QAM光信号上传输OTL4CnV.n#1和OTL4CnV.n#2。
在图25C中，与图25A的示例类似，ODU4#1和ODU4#2由映射电路100分别映射到OTU4V#1和OTUV#2。然而，在图25C例示的示例中，OTU4V#1被转换为用于DP-QPSK调制光信号的驱动信号，并且被分配到子载波SC1。类似地，OTU4V#2被转换为用于DP-QPSK调制光信号的驱动信号，并且被分配给子载波SC2。因此，执行使用两个波长的WDM传输。此时，OTU4V#1经由子载波SC1生成的虚拟通道来传输，而OTU4V#2经由子载波SC2生成的虚拟通道来传输。
在图25D中，彼此异步的ODU4#1至ODU4#4由映射电路100分别映射到OTU4V#1至OTU4V#4。OTU4V#1被转换为用于由H偏振传输的256QAM调制光信号的I分量信号。OTU4V#2被转换为用于由H偏振传输的256QAM调制光信号的Q分量信号。OTU4V#3被转换为用于由V偏振传输的256QAM调制光信号的I分量信号。OTU4V#4被转换为用于由V偏振传输的256QAM调制光信号的Q分量信号。因此，生成接近28Gbaud的DP-256QAM光信号。此时，OTU4V#1经由H偏振和多电平调制的I分量生成的虚拟通道来传输，OTU4V#2经由H偏振和多电平调制的Q分量生成的虚拟通道来传输，OTU4V#3经由V偏振和多电平调制的I分量生成的虚拟通道来传输，OTU4V#4经由V偏振和多电平调制的Q分量生成的虚拟通道来传输。
图26例示传输系统中的监视点的示例。在图26的示例中，从节点设备NE#1经由节点设备NE#2和NE#3向节点设备NE#4发送信号。
在端对端（即，在NE#1与NE#4之间），以ODUkP（光数据单元-k路径监视级别）来监视路径。在节点设备NE#1与NE#3之间，以ODUkT1（光数据单元-k串列式连接监视级别）来监视连接。另外，在节点设备NE#2与NE#3之间，以ODUkT2来监视连接。图26中呈现的缩写表示如下：
OCh：全功能光通路
OMS：光复用部
OTS：光发送部
下文中，假设传输100Gbps以上的客户数据。在这种情况下，该客户数据被映射到ODU4Cn。如上所述，ODU4Cn被分解为多个ODL4Cn.n，并且被进一步映射到多个OTL4CnV.n子帧，以便被传输。在端对端，路径的监视和控制由ODU4Cn一体执行。
当利用双偏振和/或WDM传输多个OTL4CnV.n子帧时，由于色散、偏振模式色散、节点设备中光纤的路由延迟等，在OTL4CnV.n子帧之间产生歪斜。传输系统在P-CMEP（路径-连接监视端点）吸收或补偿歪斜。在图26的示例中，在中继节点（NE#2、NE#3）不执行去歪斜，而在接收节点（NE#4）执行去歪斜。
利用FAS和MFAS执行去歪斜。此时，检测歪斜量的能力是大约150μ秒。在端对端执行子帧之间的去歪斜的方法中，考虑到LOA（对齐丢失）检测能力的提高，传输系统优选地具有检测更大歪斜的能力。
本实施方式的传输系统利用MFI（复帧指示器）来提高歪斜补偿能力。作为其示例，如图27A所示，在PM&TCM（路径监视和串列式连接监视）中添加“MFI1”和“MFI2”。在作为PM&TCM开销中未用比特的LSB中添加MFI1/MFI2。
MFI1/MFI2用作16比特计数器。例如，每当重置用于生成256个复帧的MFAS时（即，每256个帧），MFI1/MFI2就加1。MFAS用作第一级，而MFI1/MFI2用作第二级。在该构造中，检测歪斜的能力被提高为是在仅使用FAS/MFAS的情况下的216倍。作为另一个示例，如图27B所示，可以利用开销中未用比特来发送“MFI1”和“MFI2”。
Claims (13)
1.一种经由双偏振或多电平调制中的多个虚拟通道从发送节点设备向接收节点设备传输光信号的传输方法，该传输方法包括以下步骤：
在所述发送节点设备中，接收第一频率的第一帧信号和第二频率的第二帧信号，并且将所述第一帧信号和所述第二帧信号存储在存储器上；
以第三频率从所述存储器读出所述第一帧信号，并且将填充物插入到从所述存储器读出的所述第一帧信号中，使得所述第一频率与所述第三频率之间的差得到调整，以生成第三帧信号；
以所述第三频率从所述存储器读出所述第二帧信号，并且将填充物插入到从所述存储器读出的所述第二帧信号中，使得所述第二频率与所述第三频率之间的差得到调整，以生成第四帧信号；以及
经由不同的虚拟通道分别发送所述第三帧信号和所述第四帧信号，
其中，所述第三频率大于所述第一频率和所述第二频率。
2.根据权利要求1所述的传输方法，其中，
所述第一帧信号和所述第二帧信号是利用不同时钟信号生成的。
3.根据权利要求1所述的传输方法，其中，
所述第三帧信号在双偏振光信号的一个偏振上发送，并且
所述第四帧信号在所述双偏振光信号的另一个偏振上发送。
4.根据权利要求1所述的传输方法，其中，
所述第三帧信号作为多电平调制光信号的同相分量信号来发送，并且
所述第四帧信号作为所述多电平调制光信号的正交分量信号来发送。
5.根据权利要求1所述的传输方法，其中，
所述虚拟通道是通过双偏振、多电平调制和波分复用来生成的，并且
利用不同的波长来发送所述第三帧信号和所述第四帧信号。
6.根据权利要求1所述的传输方法，其中，
用于以所述第三频率从所述存储器读出所述第一帧信号和所述第二帧信号的时钟信号是独立于所述第一帧信号和所述第二帧信号生成的，
基于在所述第三帧信号的帧周期期间接收到的所述第一帧信号的数据量来确定为了生成所述第三帧信号要插入的填充物量，以及
基于在所述第四帧信号的帧周期期间接收到的所述第二帧信号的数据量来确定为了生成所述第四帧信号要插入的填充物量。
7.根据权利要求1所述的传输方法，其中，
根据与所述第一帧信号同步的时钟信号生成读出时钟信号，并且
利用所述读出时钟信号从所述存储器读出所述第一帧信号和所述第二帧信号。
8.根据权利要求1所述的传输方法，其中，
根据与所述第一帧信号同步的时钟信号生成第一读出时钟信号，
根据与所述第二帧信号同步的时钟信号生成第二读出时钟信号，
利用所述第一读出时钟信号从所述存储器读出所述第一帧信号，并且
利用所述第二读出时钟信号从所述存储器读出所述第二帧信号。
9.根据权利要求1所述的传输方法，其中，
所述第一帧信号和所述第二帧信号分别包括帧同步信号，并且
所述接收节点设备利用所述第一帧信号和所述第二帧信号中插入的所述帧同步信号，补偿在从所述发送节点设备到所述接收节点设备的传输期间产生的、所述第一帧信号与所述第二帧信号之间的歪斜。
10.一种经由双偏振或多电平调制中的多个虚拟通道从发送节点设备向接收节点设备发送光信号的传输方法，该传输方法包括以下步骤：
在所述发送节点设备中，接收具有第一频偏的第一帧信号和具有第二频偏的第二帧信号，并且将所述第一帧信号和所述第二帧信号存储在存储器上；
以指定的读出频率从所述存储器读出所述第一帧信号，并且将填充物插入到从所述存储器读出的所述第一帧信号中，使得所述第一帧信号的频率与所述读出频率之间的差得到调整，以生成第三帧信号；
以所述读出频率从所述存储器读出所述第二帧信号，并且将填充物插入到从所述存储器读出的所述第二帧信号中，使得所述第二帧信号的频率与所述读出频率之间的差得到调整，以生成第四帧信号；以及
经由不同的虚拟通道分别发送所述第三帧信号和所述第四帧信号，
其中，所述读出频率大于所述第一帧信号的频率和所述第二帧信号的频率。
11.一种经由双偏振或多电平调制中的多个虚拟通道传输光信号的传输设备，该传输设备包括：
存储器，该存储器存储第一频率的第一帧信号和第二频率的第二帧信号；
第一生成器，该第一生成器以第三频率从所述存储器读出所述第一帧信号，并且将填充物插入到从所述存储器读出的所述第一帧信号中，使得所述第一频率与所述第三频率之间的差得到调整，以生成第三帧信号；
第二生成器，该第二生成器以所述第三频率从所述存储器读出所述第二帧信号，并且将填充物插入到从所述存储器读出的所述第二帧信号中，使得所述第二频率与所述第三频率之间的差得到调整，以生成第四帧信号；以及
发送器，该发送器经由不同的虚拟通道分别发送所述第三帧信号和所述第四帧信号，
其中，所述第三频率大于所述第一频率和所述第二频率。
12.根据权利要求11所述的传输设备，该传输设备还包括独立于所述第一帧信号和所述第二帧信号生成时钟信号的时钟生成器，其中
所述第一生成器利用所述时钟生成器生成的所述时钟信号从所述存储器读出所述第一帧信号，并且
所述第二生成器利用所述时钟生成器生成的所述时钟信号从所述存储器读出所述第二帧信号。
13.一种经由双偏振或多电平调制中的多个虚拟通道从发送节点设备向接收节点设备传输光信号的传输系统，其中，
所述发送节点设备包括：
存储器，该存储器存储第一频率的第一帧信号和第二频率的第二帧信号；
第一生成器，该第一生成器以第三频率从所述存储器读出所述第一帧信号，并且将填充物插入到从所述存储器读出的所述第一帧信号中，使得所述第一频率与所述第三频率之间的差得到调整，以生成第三帧信号；
第二生成器，该第二生成器以所述第三频率从所述存储器读出所述第二帧信号，并且将填充物插入到从所述存储器读出的所述第二帧信号中，使得所述第二频率与所述第三频率之间的差得到调整，以生成第四帧信号；以及
发送器，该发送器经由不同的虚拟通道分别发送所述第三帧信号和所述第四帧信号，
其中，
所述接收节点设备经由所述虚拟通道接收所述第三帧信号和所述第四帧信号，并且，所述第三频率大于所述第一频率和所述第二频率。
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