JP2009159062A - データ伝送装置、方法、およびプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】複数種類の入力信号を受け、それらを判別して一方に収容することにより、信号の生成源となる発振器をその複数の入力信号で共有することができるようにする。
【解決手段】まず、伝送される信号の送信クロックに同期した同期信号と、同期しない非同期信号とを受信手段が受信する。その受信された信号が同期信号または非同期信号の何れであるかを信号種別判定手段が判定し、その判定結果を用いて信号生成手段は、伝送路に送出する信号を生成する。このため、信号生成手段は1つの電圧制御発振器を信号の生成源として、送出する信号の生成ができるようになっている。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば光通信ネットワークなどに用いられ、複数種類の信号入力を受けて伝送を行うデータ伝送装置、方法、およびプログラムに関する。
近年、光通信ネットワークのトラフィック需要にこたえるため、約10Gbps信号が広く普及している。
そこで、ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector)勧告のG.707では、STM(Synchronous Transport Module)−64信号が標準化されている。また、IEEE 802.3では、10GbE(Gigabit Ethernet(登録商標))−LAN信号(10G base−R信号)が標準化されている。光伝送装置では、このSTM−64信号と10GbE−LAN信号との伝送を行う必要がある。
例えば、DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)装置では、受信したSTM−64信号を、ITU-T G.709で標準化されているOTU(Optical Channel Transport Unit)2信号にマッピングすることにより、受信したクライアント光信号を、波長多重に適した波長グリッドへの波長変換を行っている。
OTU2信号のフレーム構成を図5に、STM−64信号のOTU2信号へのマッピング方法を図6に、それぞれ示す。図5、図6ともITU-T G.709で標準化されているものである。
また、10GbE−LAN信号をOTN信号にマッピングする信号として、ITU-T勧告のG. Supplement 43では、OTU2e信号を定義している。10GbE−LAN信号をOTU2e信号へマッピングする方式は、ITU-T G.709のSTM64信号をOTU2信号へマッピングする方式と同一としている。このため、OTU2eのフレーム構成はOTU2信号と同一であり、OTU2e信号のビットレートのみがOTU2信号と異なる。
OTU2信号のビットレートは、10.7092Gpbsであるが、OTU2e信号のビットレートは、11.0957Gbpsである。OTU2e信号のフレーム構成を図7に示す。また、G. Supplement 43で標準化されている、10GbE−LAN信号のOTU2e信号へのマッピング方法を図8に示す。
次に、STM−64信号用と10GbE−LAN信号用のOTN信号への波長変換を一つのパッケージで実現することを考える。図9に、STM−64信号と10GbE−LAN信号とのOTN信号への波長変換を一つのパッケージで実現する場合の構成を示す。
STM−64信号と10GbE−LAN信号はビットレートが比較的に近いため、また、OTU2信号とOTU2e信号もビットレートが比較的に近いため、光送受信器はSTM−64信号/10GbE−LAN信号で共用することが可能である。また、OTU2信号用光送受信器とOTU2e信号用光送受信器もビットレートが近いため、共用化した構成とすることができる。
また、本発明の関連技術として、非同期32Mb/s信号を、シリアル処理を用いて第2の速度に変換して同期化させ、フレーム内に分散配置させることにより、既存網ディジタル3次群信号をSDH(Synchronous Digital Hierarchy)へ収容するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
また、本発明の関連技術として、非同期DS3(Digital Signal-level 3)信号をSDH信号に収容して伝送するSDH伝送装置において、装置のシステムクロックに同期した中間信号を発生し、その中間信号に非同期DS3信号をパルススタッフ同期させて収容するようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
また、本発明の関連技術として、10Gb/s系信号であるSTM64/OC192信号を4チャンネルでOTU3フレームに非同期マッピングする信号多重化装置を備えたものがある(例えば、特許文献3参照)。
特開平5−316068号公報 特開2001−345772号公報 特開2007−96822号公報
しかしながら、伝送する信号の生成源となる電圧制御発振器は、周波数として+/−20ppm以内の安定度が求められるものである。このため、上述した図9に示す構成では、OTU2e信号生成用の電圧可変発振器140と、OTU2信号生成用の電圧可変発振器141との2種類を備えた構成とする必要がある。
このため、複数種類の入力信号を受ける伝送装置としては、コスト低減のための課題を残すものとなっていた。
また、上述した特許文献1〜3のものは、何れも1種類の入力信号を変換して収容するものであり、複数の入力信号を判別して一方に収容し、その複数の入力信号で電圧制御発振器を共有できるようにすることについてまで考慮されたものではなかった。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、複数種類の入力信号を受け、それらを判別して一方に収容することにより、信号の生成源となる発振器をその複数の入力信号で共有することができるデータ伝送装置、方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明に係るデータ伝送装置は、ビットレートの異なる複数の種別の信号の何れかである受信信号を受ける受信手段と、上記受信信号が上記種別の何れであるかを判定する信号種別判定手段と、上記信号種別判定手段の判定結果に基づき、上記受信信号より所定のクロックに同期した送信信号を生成する信号生成手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係るデータ伝送方法は、受信した信号がビットレートの異なる複数の種別の信号の何れであるかを判定する信号種別判定工程と、上記信号種別判定工程による判定結果に基づき、受信信号より所定のクロックに同期した送信信号を生成する信号生成工程と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係るデータ伝送プログラムは、受信した信号がビットレートの異なる複数の種別の信号の何れであるかを判定する信号種別判定処理と、上記信号種別判定処理による判定結果に基づき、受信信号より所定のクロックに同期した送信信号を生成する信号生成処理と、をデータ伝送装置のコンピュータに実行させることを特徴とする。
以上のように、本発明によれば、送信信号の生成源となる発振器を複数の入力信号で共有することができる。
このため、装置コストの低減を実現することができる。
次に、本発明に係るデータ伝送装置、方法、およびプログラムを光伝送装置に適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
まず、本実施形態の特徴概略について、図1を参照して説明する。
本実施形態では、まず、STM−64信号や10GbE−LAN信号等の様なビットレートの異なる複数の種別の信号を受信手段が受信する。その受信された信号がその複数の種別の何れであるかを信号種別判定手段が判定し、その判定結果を用いて信号生成手段は、所定のクロックに同期した送信信号を伝送路に送出する信号として生成する。このため、信号生成手段は1つの電圧制御発振器を信号の生成源として、送出する信号の生成ができるようになっている。
本実施形態に係る光伝送装置は、こうした特徴を有することにより、STM−64信号と10GbE−LAN信号とをOTU2類似信号(OTUk信号;送信信号)に収容する際に、OTU2類似信号のフレームフォーマットを変更する。このことにより、OTUk信号のビットレートを変更することなく、STM−64信号と10GbE−LAN信号とを同一のビットレートであるOTUk信号のフレームにマッピングできるようにしている。
このため、本実施形態では、STM−64信号収容時には、図2に例示するように、OTU2e信号のフレームフォーマットにおけるOPU(Optical Channel Payload Unit)2eペイロード領域に固定スタッフを挿入したフォーマットを使用しSTM−64信号のペイロード収容用とする。一方、10GbE−LAN信号を収容する場合については、従来のG. supplement 43の通りにOTU2e信号に収容される。
次に、本実施形態に係る光伝送装置の構成について説明する。
図3に、本発明の一実施形態としてのSTM−64信号/10GbE−LAN信号共用波長変換パッケージのブロック図を示す。
本実施形態としての光伝送装置では、波長変換パッケージのクライアント信号として、STM−64信号もしくは10GbE−LAN信号を扱う。O/E(Optical / Electrical convert)部およびCDR(Clock And Data Recovery)/DMUX(De-Multiplexer)部(受信手段)10は、受信したクライアント信号に対して、光/電気変換、受信信号からのクロック再生とリタイミング、および、10Gb/sの電気信号のより低速な電気信号へ分離処理を行う。
エラスティクストア(elastic store;ES)部30は、分離された低速電気信号から、OTU2e信号の生成源であるOTU2e信号用電圧制御発振器40のクロックにより読出を行う。そして、OH(オーバーヘッド)挿入回路50がOTU2e-OH/FEC/Fixed_stuffを挿入した後、CMU(Clock Multiplication Unit)/MUX(multiplexer)部およびE/O(Electrical / Optical convert)部60により、OTU2eの光信号が生成される。
ここで、ES部30における、OTU2e信号へ変換処理の詳細を説明する。
STM−64フレーム同期回路部20は、クライアント信号として受信した信号がSTM−64信号である場合に同期を検出する。また、66B符号ブロック同期回路部21は、クライアント信号として受信した信号が10GbE−LAN信号である場合に同期を検出する。
このため、STM−64フレーム同期回路部20と66B符号ブロック同期回路部21では、クライアントからの入力信号としてSTM−64もしくは10GbE−LANのどちらかが入力されると、片方では同期が検出され、もう一方では同期外れが検出される。この同期回路20と21の同期検出情報をもとに、クライアント信号種別判定部22は、クライアント信号種別がSTM−64もしくは10GbE−LANのどちらであるかを判定する。
さらに、O/E部およびCDR/DMUX部10より出力される、受信データに同期した低速クロック信号は、ES部30の書込アドレスカウンタ31に入力され、書込アドレスカウンタ31ではES部書込アドレスを生成し、ES部30へ入力することによりのES部30への低速電気データ信号の書込が行われる。また、位相比較器33では、書込アドレスカウンタ31が出力するES書込アドレスと、読出アドレスカウンタ部32から出力されるES読出アドレスを元に、書込位相と読出位相との位相差を計算し、位相比較信号を生成する。
スタッフ判定回路34は、2つの機能をもつ。
第一の機能は、OTU2eのOH/FEC/Fixed_stuffのタイミングで読出カウンタの動作を停止させる機能である。
第二の機能は、受信信号がSTM−64と判定された場合、位相比較器33が出力する位相差情報に基づいて、OPU2eの正スタッフ/負スタッフ/スタッフなしの実行を判定する機能である。また、受信信号が10GbE−LANと判定された場合には、スタッフ判定回路34は、常にスタッフなしとして判定出力を行う。読出アドレスカウンタ32は、スタッフ判定回路34からの出力信号情報(スタッフ判定信号)に基づいて、読出アドレスの生成を行う。
具体的には、読出アドレスカウンタ32では、OTU2e-OH/FEC/Fixed_stuffのタイミングではカウンタ動作を停止させる。負スタッフ実行時には、負スタッフタイミング(通常1クロック分カウント動作を停止するタイミング)で1クロック分のカウント動作を行い、正スタッフ実行時には正スタッフタイミング(通常1クロック分カウント動作を行うタイミング)で1クロック分のカウント動作を停止する。
その結果、ES部30から読出データは、OTU2e-OH/FEC/Fixed_stuffタイミングおよび正スタッフ実行時には1クロック前のデータ読出が継続し(新しいデータは読み出さず)、負スタッフ時にはOTU2e-OHタイミング(通常データ読出が行われないタイミング)でデータ読出を行う。
さらに、位相比較器33から出力される信号は、LPF(Low Pass Filter)部35を通して平滑化され、SEL(selector)部36へ入力される。SEL部36では、クライアント信号種別判定部22がSTM−64と判定した場合にはOTU2e信号用電圧制御発振器40をフリーランで動作させるため固定電圧を選択する。また、10GbE−LAN信号と判定した場合には10GbE−LAN信号のOTU2eへの同期マッピングを行うため、LPF部35からの出力信号を選択する。
OTU2e信号用電圧制御発振器40はSEL部36から出力される制御電圧を元に、OTU2e信号の低速クロック信号を生成し、スタッフ判定回路34、読出アドレスカウンタ32、CMU/MUX部およびE/O部60へ信号出力する。
なお、OTU2e信号用電圧制御発振器40は、STM−64信号では固定発信器として、10GbE−LAN信号としては電圧制御発振器として動作させる。したがって、フリーラン安定度を+/−20ppm以内、かつ、電圧制御発振器としては10GbE−LAN信号の周波数偏差(+/−100ppm)以上の可変範囲をもたせるため、合計+/−120ppm以上の可変範囲が必要である。
次に、上述した図2に示すOTU2e主信号フレーム構成を参照して、本実施形態によるSTM−64信号のOTU2e信号へのマッピング方式について説明する。
OPU2e-payload信号のビットレートは、10.3560Gbpsであり、下記の式により求められる。
(255/237)*10.3125Gbps*(238/255)=10.3560Gbps
本実施形態では、信号生成用の電圧可変発振器を1種類で済ませるようにするため、上述のOPU2e-payload信号のビットレートに、ビットレート9.95328GbpsのSTM−64信号を収容する。
このため、図2に示すフレームフォーマット例では、3808バイト列のOPU2e-payload領域に148バイト列のFixed Stuff(固定データ領域)を挿入する。Fixed Stuffの挿入により、OPU2e-payload領域のうち、STM−64信号を伝送するために割り当てられる領域のビットレートは、下記の式により、9.95352Gbpsとなる。
(255/237)*10.3125Gbps*(238/255)*(3660/3808)=9.95352Gbps
さらに、メモリ状態に応じてOPU2eの正スタッフ/負スタッフを適宜使用することにより、STM−64信号をOTU2e信号へ非同期マッピングすることが可能となる。
図2のフレーム構成を使用すると、STM−64信号周波数偏差をδL、OTU2e信号周波数偏差をδHとすると、SDH/OTN信号の周波数偏差である|δL|≦20ppm、|δH|≦20ppmの範囲で、非同期マッピングを行うことが可能である。
また、10GbE−LAN信号の収容については、ITU-T勧告のG. Supplement 43の通り、OTU2e信号に収容される。
以上をまとめると、本実施形態によるSTM−64信号と10GbE−LAN信号のOTU2e信号への収容方法は、図4に示す情報包含関係のようになる。
すなわち、STM−64信号によるClient-payload(伝送データ)と、10GbE−LAN信号によるClient-payloadとの、それぞれビットレートの異なる信号を、まず、それぞれFixed stuffing(所定の固定スタッフを付加)し、OPU2e-payloadとして収容する(フレーム生成手段)。そして、そのOPU2eデータをODU(Optical channel data unit)2eフレームに収容し、さらにOTU2eフレーム(伝送用データフレーム)に収容する。
以上のように、本発明の実施形態によれば、STM−64信号と10GbE−LAN信号の波長変換を行う場合、信号の生成源となる発振器には、STM−64信号と10GbE−LAN信号とにそれぞれ専用の発振器を設ける必要なく、OTU2e用の電圧制御発振器の1種類で賄える。
このように、ビットレートが類似しているSTM−64信号と10GbE−LAN信号とに対して、光伝送装置としての信号処理の共用化を実現することで、コスト低減を実現することができる。
なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
例えば、STM−64信号をOTN信号に収容する際、図2のフレーム構成のように、STM−64収容用Fixed stuffを必ずしもOTU2e-FECの手前とする必要はなく、任意の位置であってよい。すなわち、上述した図2のフレーム構成例における148バイト列のSTM−64収容用Fixed stuffは、OPU2e-payload内の3808バイト列内の任意の位置を占有すればよい。
また、上述した実施形態では、10GbE−LAN信号と、STM−64信号とを同期化することとして説明したが、ビットレートの異なる複数の種別の信号を同一のビットレートのフレーム構造のデータに収容して伝送する装置であればこのものに限定されず、各種の信号入力を受けるものであってよい。
また、上述した実施形態では、光伝送装置として説明したが、ビットレートの異なる複数の種別の信号を同一のビットレートのフレーム構造のデータに収容して伝送する装置であればこのものに限定されず、各種のデータ伝送装置にも本発明は同様に適用可能である。
また、上述した各実施形態としての光伝送装置を実現するための処理手順をプログラムとして記録媒体に記録することにより、本発明の各実施形態による上述した各機能を、その記録媒体から供給されるプログラムによって、システムを構成するコンピュータのCPUに処理を行わせて実現させることができる。
この場合、上記の記録媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記録媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。
すなわち、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体および該記録媒体から読み出された信号は本発明を構成することになる。
この記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW、磁気テープ、不揮発性のメモリーカード、ROM等を用いてよい。
この本発明に係るプログラムによれば、当該プログラムによって制御されるデータ伝送装置に、上述した各実施形態における各機能を実現させることができる。
本発明の実施形態の特徴概略を示すブロック図である。 本実施形態によるSTM−64信号収容時のOTU2e信号のフレーム構成例を示す図である。 本実施形態としての光伝送装置における波長変換パッケージの構成例を示すブロック図である。 本実施形態によるSTM−64信号と10GbE−LAN信号とのOTU2e信号へのマッピング方法を示す図である。 ITU-T G.709によるOTU2信号のフレーム構成を示す図である。 ITU-T G.709によるSTM−64信号のOTU2信号へのマッピング方法を示す図である。 G. Supplement 43によるOTU2e信号のフレーム構成を示す図である。 G. Supplement 43による10GbE−LAN信号のOTU2e信号へのマッピング方法を示す図である。 本発明の関連技術による、STM−64信号と10GbE−LAN信号をOTN信号に収容する構成を示すブロック図である。
符号の説明
10 O/E部およびCDR/DMUX部(受信手段の一例)
20 STM−64フレーム同期回路(固有信号検出手段の一例)
21 66B符号同期回路(固有信号検出手段の一例)
22 クライアント信号種別判別部
30 ES部
32 読出アドレスカウンタ部
36 SEL部
40 OTU2e用電圧制御発振器
50 OH挿入回路
60 CMU/MUX部およびE/O部

Claims (21)

  1. ビットレートの異なる複数の種別の信号の何れかである受信信号を受ける受信手段と、
    前記受信信号が前記種別の何れであるかを判定する信号種別判定手段と、
    前記信号種別判定手段の判定結果に基づき、前記受信信号より所定のクロックに同期した送信信号を生成する信号生成手段と、を備えたことを特徴とするデータ伝送装置。
  2. 前記信号種別判定手段は、前記受信手段が前記種別に固有の信号を検出する固有信号検出手段を備え、
    前記固有信号検出手段による検出結果に基づいて前記受信信号の前記種別を判定することを特徴とする請求項1記載のデータ伝送装置。
  3. 前記固有の信号はフレーム同期信号である請求項2記載のデータ伝送装置。
  4. 前記信号生成手段は、前記信号種別判定手段の判定結果に基づき前記受信信号の伝送データにそれぞれ所定の固定スタッフを付加し、同一のビットレートであるフレームフォーマットに収容して前記送信信号を生成するフレーム生成手段を備えたことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のデータ伝送装置。
  5. 前記受信信号の前記種別はSTM−64信号または10GbE−LAN信号であり、
    前記フレーム生成手段は、前記STM−64信号による伝送データまたは10GbE−LAN信号による伝送データを、OTUkのフレームフォーマットにおけるOPUkペイロード内にそれぞれ所定の固定スタッフを付加して収容することを特徴とする請求項4記載のデータ伝送装置。
  6. 前記OTUkのフレームフォーマットはOTU2eのフレームフォーマットであり、
    前記OPUkペイロードはOPU2eペイロードであることを特徴とする請求項5記載のデータ伝送装置。
  7. 前記受信信号の前記種別がSTM−64信号である場合には、正スタッフ/負スタッフ/スタッフなしの何れとするかを判定してスタッフ判定信号を出力し、
    前記受信信号の前記種別が10GbE−LAN信号である場合は、スタッフなしとするスタッフ判定信号を出力するスタッフ判定手段を備えることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載のデータ伝送装置。
  8. 受信した信号がビットレートの異なる複数の種別の信号の何れであるかを判定する信号種別判定工程と、
    前記信号種別判定工程による判定結果に基づき、受信信号より所定のクロックに同期した送信信号を生成する信号生成工程と、を備えたことを特徴とするデータ伝送方法。
  9. 前記信号種別判定工程では、受信信号の種別に固有の信号の検出結果に基づいて、受信した信号の種別を判定することを特徴とする請求項8記載のデータ伝送方法。
  10. 前記固有の信号はフレーム同期信号である請求項9記載のデータ伝送方法。
  11. 前記信号生成工程は、前記信号種別判定工程の判定結果に基づき前記受信信号の伝送データにそれぞれ所定の固定スタッフを付加し、同一のビットレートであるフレームフォーマットに収容して前記送信信号を生成するフレーム生成工程を備えたことを特徴とする請求項8から10の何れか1項に記載のデータ伝送方法。
  12. 前記受信信号の前記種別はSTM−64信号または10GbE−LAN信号であり、
    前記フレーム生成工程では、前記STM−64信号による伝送データまたは10GbE−LAN信号による伝送データを、OTUkのフレームフォーマットにおけるOPUkペイロード内にそれぞれ所定の固定スタッフを付加して収容することを特徴とする請求項11記載のデータ伝送方法。
  13. 前記OTUkのフレームフォーマットはOTU2eのフレームフォーマットであり、
    前記OPUkペイロードはOPU2eペイロードであることを特徴とする請求項12記載のデータ伝送方法。
  14. 受信した信号の前記種別がSTM−64信号である場合には、正スタッフ/負スタッフ/スタッフなしの何れとするかを判定してスタッフ判定信号を出力し、
    前記受信信号の前記種別が10GbE−LAN信号である場合はスタッフなしとするスタッフ判定信号を出力するスタッフ判定工程を備えることを特徴とする請求項8から13の何れか1項に記載のデータ伝送方法。
  15. 受信した信号がビットレートの異なる複数の種別の信号の何れであるかを判定する信号種別判定処理と、
    前記信号種別判定処理による判定結果に基づき、受信信号より所定のクロックに同期した送信信号を生成する信号生成処理と、をデータ伝送装置のコンピュータに実行させることを特徴とするデータ伝送プログラム。
  16. 前記信号種別判定処理では、受信信号の種別に固有の信号の検出結果に基づいて、受信した信号の種別を判定することを特徴とする請求項15記載のデータ伝送プログラム。
  17. 前記固有の信号はフレーム同期信号である請求項16記載のデータ伝送プログラム。
  18. 前記信号生成処理は、前記信号種別判定処理の判定結果に基づき前記受信信号の伝送データにそれぞれ所定の固定スタッフを付加し、同一のビットレートであるフレームフォーマットに収容して前記送信信号を生成するフレーム生成処理をデータ伝送装置のコンピュータに実行させることを特徴とする請求項15から17の何れか1項に記載のデータ伝送プログラム。
  19. 前記受信信号の前記種別はSTM−64信号または10GbE−LAN信号であり、
    前記フレーム生成処理では、前記STM−64信号による伝送データまたは10GbE−LAN信号による伝送データを、OTUkのフレームフォーマットにおけるOPUkペイロード内にそれぞれ所定の固定スタッフを付加して収容することを特徴とする請求項18記載のデータ伝送プログラム。
  20. 前記OTUkのフレームフォーマットはOTU2eのフレームフォーマットであり、
    前記OPUkペイロードはOPU2eペイロードであることを特徴とする請求項19記載のデータ伝送プログラム。
  21. 受信した信号の前記種別がSTM−64信号である場合に、正スタッフ/負スタッフ/スタッフなしの何れとするかを判定してスタッフ判定信号を出力し、
    前記受信信号の前記種別が10GbE−LAN信号である場合はスタッフなしとするスタッフ判定信号を出力するスタッフ判定処理をデータ伝送装置のコンピュータに実行させることを特徴とする請求項15から20の何れか1項に記載のデータ伝送プログラム。
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