JP2011004207A - 光伝送システムおよび光伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光伝送システムは、OTUkフレームのデータ列を複数の論理レーンに並び替えてフレーム分割すると共に、OTUkフレームのデータ列の先頭が配置される論理レーンを識別可能にするレーンIDをOTUkフレームのFASの一部に挿入し、フレーム分割後のデータ列を多重化したデータ信号に従って多値変調した光信号を伝送路に送信する。そして、受信データに含まれるレーンIDを識別し、該識別結果に基づいて、受信データに発生したビットの反転およびレーンの入れ替わりを検出して補償する。
【選択図】図4
Description
図1は、本発明による光伝送システムの一実施形態における全体構成を示す図である。
図1において、本実施形態の光伝送システムは、例えば、複数のクライアント装置CLが接続される2つのOTUk伝送装置1,1と、該各OTUk伝送装置の間を互いに接続する伝送路2とを備える。
図2において、OTUk伝送装置1は、複数のクライアント装置CLから送られてくるクライアント信号(電気または光)を受けて伝送路2に多値変調方式の光信号を送信する送信ユニット1Aと、伝送路2を伝搬した多値変調方式の光信号を受信してクライアント装置CLにクライアント信号(電気または光)を送る受信ユニット1Bとを備える。
OTUkフレーム処理部13は、OTUkフレーム処理部13で終端処理された各クライアント信号に対して、OPU(Optical channel Payload Unit)に対応したオーバーヘッド情報およびODU(Optical channel Data Unit)に対応したオーバーヘッド情報を付加し、更に、OTU(Optical channel Transport Unit)kに対応したオーバーヘッド情報および誤り訂正(Forward Error Correction:FEC)バイトを付加して、各クライアント信号をOTUkフレーム内に格納する。
図3の上段に示すように、OTUkフレームは、1フレームが4080バイト×4行で構成される。各行のデータ列は、先頭から順に、オーバーヘッド部、ペイロード部およびFEC部が配置される。1行目のオーバーヘッド部には、1〜6バイト目にFAS(Frame Alignment Signal)が格納され、7〜14バイト目にOTUkのオーバーヘッド情報(OTUk_OH)が格納され、15〜16バイト目にOPU(Optical channel Payload Unit)のオーバーヘッド情報(OPU_OH)が格納される。2行目以降のオーバーヘッド部には、ODU(Optical channel Data Unit)kのオーバーヘッド情報(ODUk_OH)が格納される。各行のペイロード部には、クライアント信号が格納される。
レーンID挿入部141は、OTUkフレーム処理部13から出力される信号の各OTUkフレームについて、オーバーヘッド部のFASに含まれる少なくとも1つのバイトをレーンIDに置き換える。このレーンIDは、後段のレーン分配部142でフレームデータを複数の論理レーンに並べ替えた後に、OTUkフレームのデータ列の先頭が配置される論理レーンを識別可能とする情報である。上記レーンIDとしては、例えば、複数のOTUkフレームの配列順に付されたフレーム番号に対応する連続値を所要の範囲(具体的には、10進数で0〜239の範囲など)で割り当てることが可能である。この場合、後述するレーン分配部142での並べ替えの規則性に従うことで、レーンIDの連続値に対応するOTUkフレームのデータ列の先頭が何番目の論理レーンに配置されているかが一意に決まる。
符号化処理部152は、OTL処理部14から出力される各論理レーンLL1〜LL20のデータ列がOTL処理部インターフェース151を介して入力され、該データ列に対して、伝送路2に送信する光信号の多値変調方式に対応した所要の符号化処理を実行する。この符号化処理部152は、送信データをスクランブル処理する必要がある場合、FASを除いた領域のデータ列を、予め定めたスクランブリングコードを用いてスクランブルすることも可能である。
図10は、DP−QPSK方式に対応した光送信機154の構成例を示すブロックである。図10の構成例において、光送信機154は、光源(LD)154A、偏波分離器154B、4つの位相変調器(PM)154C、2つの位相シフタ154Dおよび偏波合成器154Eを含む。この光送信機154では、光源154Aから出力される光が偏波分離器154Bで直交する偏波成分に分離され、X偏波およびY偏波の各光が更に2分岐されて4つの位相変調器154Cにそれぞれ与えられる。各位相変調器154Cに入力された光は、ビット多重部153から出力される各データ信号X_I,X_Q,Y_I,Y_Qにそれぞれ従って位相変調される。各位相変調器154Cで位相変調された光は、各偏波に対応した1組の光のうちの一方の光の位相が位相シフタ154Dでπ/2シフトされた後に他方の光と合成され、更に、偏波合成器154Eで各偏波の光が合成される。これによりDP−QPSK方式の光信号が光送信機154から伝送路2に送信される。
光受信部21は、例えば図11の右上に示すように、光受信機211、受信信号処理部212、復号処理部213およびOTL処理部インターフェース214を有する。
図12は、DP−QPSK方式に対応した光受信機211の構成例を示すブロックである。図12の構成例において、光受信機211は、局部発振光源(LD)211A、90°ハイブリッド回路211Bおよび4つの光検出器(PD)211Cを含む。この光受信機211では、伝送路2からの光信号と局部発振光源211Aから出力される局部発振光とが90°ハイブリッド回路211Bに与えられ、該ハイブリッド回路211Bの各出力光が各光検出器211Cで電気信号に変換されて、受信信号処理部212に送られる。
図13は、DP−QPSK方式に対応した受信信号処理部212の構成例を示す機能ブロックである。図13の構成例において、受信信号処理部212は、4つのADコンバータ(ADC)212A、波形歪み補償回路212B、偏波分離回路212C、X偏波用位相同期回路212D、Y偏波用位相同期回路212E、X偏波用識別回路212FおよびY偏波用識別回路212Gを有する。
システムの立ち上げ時、または運用中の所要の処理サイクルにおいて、各物理レーンPL1〜PL20のデータ列が識別補償部222に与えられると、各物理レーンPL1〜PL20に対応したFAS検出部222BにおいてFASの検出処理が開始される。
DP−QPSK方式のように偏波多重を用いた多値変調方式では、外部からの影響等によりX偏波およびY偏波の伝送状態を安定に保つことができずに、受信側でX偏波をY偏波として誤検出する場合がある。この場合、復号されたビット列は意味をなさないため、当該受信状態の変化をより早期に検出して再トラッキングすることが望まれる。上述した実施形態では、1つのOTUkフレーム内のFASに挿入したレーンIDを識別して、物理レーンと論理レーンの対応表を作成しているので、該対応表の不一致が確認されるのは1フレーム周期に1回となる。このため、上記のような受信状態の変化を検出できるタイミングは最短で1フレーム時間となる。
(付記1) 1シンボル時間に多ビットの情報を伝送可能な多値変調方式の光信号を伝送路に送信する送信ユニットと、前記伝送路を伝搬した前記光信号を受信処理する受信ユニットと、を備えた光伝送システムであって、
前記送信ユニットは、
所定のフレームに格納されたデータ列を、複数の論理レーンに並び替えてフレーム分割すると共に、前記フレームのデータ列の先頭が前記フレーム分割後に前記複数の論理レーンのうちのいずれの論理レーンに配置されるかを識別可能にするレーンIDを、前記フレームのオーバーヘッド部内の非スクランブル領域に挿入するフレーム分割手段と、
前記フレーム分割手段で複数の論理レーンに並び替えられたデータ列を前記多値変調方式に応じて多重化し、該多重化したデータ信号に従って光を変調して前記多値変調方式の光信号を生成して前記伝送路に送信する光送信手段と、を備え、
前記受信ユニットは、
前記伝送路を伝搬した前記光信号を受信して電気信号に変換し、該電気信号の復号処理を行って受信データを再生した後、該受信データのビット列を前記複数の論理レーンと同数の物理レーンに分割する光受信手段と、
前記光受信手段で分割された前記各物理レーンのデータ列に含まれる前記レーンIDをそれぞれ識別し、該識別結果に基づいて、前記物理レーン毎にビットの反転およびレーンの入れ替わりを検出して前記各物理レーンのデータ列が前記各論理レーンのデータ列と同じ状態になるように補償し、該補償後の各論理レーンのデータ列を並べ替えて前記フレームを再生すると共に、前記レーンIDを前記非スクランブル領域から取り除くフレーム再生手段と、を備えたことを特徴とする光伝送システム。
前記フレーム分割手段は、ITU−Tに規定されたOTUkフレームのFASに含まれる少なくとも1つのバイトを前記レーンIDに置き換えることを特徴とする光伝送システム。
前記フレーム再生手段は、前記各物理レーンのデータ列のそれぞれについて、該データ列を論理反転させたデータ列および論理反転させていないデータ列に対して、共通の検出パターンを用いて前記FASの検出を行い、当該FASに含まれる前記レーンIDを識別することを特徴とする光伝送システム。
前記フレーム再生手段は、前記各物理レーンのデータ列のそれぞれについて、第1検出パターンおよび該第1検出パターンを論理反転させた第2検出パターンを用いて前記FASの検出を行い、当該FASに含まれる前記レーンIDを識別することを特徴とする光伝送システム。
前記フレーム再生手段は、前記各物理レーンのデータ列に含まれる前記レーンIDの識別結果に重複が生じているとき、前記光受信手段に対して再トラッキング処理を指示することを特徴とする光伝送システム。
前記フレーム分割手段は、前記複数の論理レーンへの1つのフレームデータの並べ替えが終わり、次のフレームデータの並べ替えに移る際に、前のフレームデータの先頭を配置した論理レーンの番号に対して、次のフレームデータの先頭を配置する論理レーンの番号を1つ先に進め、1フレーム毎に論理レーンを回転させることを特徴とする光伝送システム。
前記レーンIDは、前記フレームの番号に対応した連続値を割り当てることを特徴とする光伝送システム。
前記光送信手段は、多値の位相変調と偏波多重とを組み合わせた多値変調方式の光信号を生成することを特徴とする光伝送システム。
前記フレーム再生手段は、前記各物理レーンのデータ列に含まれる前記レーンIDの識別結果に重複が生じているとき、前記光受信手段に対して異なる偏波状態への再トラッキング処理を指示することを特徴とする光伝送システム。
前記光送信手段は、位相と振幅を組み合わせた多値の直交振幅変調方式の光信号を生成することを特徴とする光伝送システム。
前記フレーム再生手段は、前記各物理レーンのデータ列に含まれる前記レーンIDの識別結果に異常が生じているとき、前記光受信手段に対して同相位相成分および直交位相成分の再分離処理を指示することを特徴とする光伝送システム。
前記フレーム分割手段は、前記フレーム内の前記レーンIDを挿入する領域とは異なる予備領域にトレーニングバイトを挿入し、
前記フレーム再生手段は、前記各物理レーンのデータ列に含まれる前記レーンIDおよび前記トレーニングバイトをそれぞれ識別し、該識別結果に基づいて、前記物理レーン毎にビットの反転およびレーンの入れ替わりを検出することを特徴とする光伝送システム。
前記フレーム分割手段は、前記フレームのオーバーヘッド部内の予備領域を同一列に並び替えて前記トレーニングバイトを挿入することを特徴とする光伝送システム。
前記トレーニングバイトは、前記フレーム分割後に配置される前記論理レーンが伝送される偏波情報を含むことを特徴とする光伝送システム。
所定のフレームに格納されたデータ列を、複数の論理レーンに並び替えてフレーム分割すると共に、前記フレームのデータ列の先頭が前記フレーム分割後に前記複数の論理レーンのうちのいずれの論理レーンに配置されるかを識別可能にするレーンIDを、前記フレームのオーバーヘッド部内の非スクランブル領域に挿入し、
前記複数の論理レーンに並び替えたデータ列を前記多値変調方式に応じて多重化し、該多重化したデータ信号に従って光を変調して前記多値変調方式の光信号を生成して前記伝送路に送信し、
前記伝送路を伝搬した前記光信号を受信して電気信号に変換し、該電気信号の復号処理を行って受信データを再生した後、該受信データのビット列を前記複数の論理レーンと同数の物理レーンに分割し、
前記各物理レーンのデータ列に含まれる前記レーンIDをそれぞれ識別し、該識別結果に基づいて、前記物理レーン毎にビットの反転およびレーンの入れ替わりを検出して前記各物理レーンのデータ列が前記各論理レーンのデータ列と同じ状態になるように補償し、該補償後の各論理レーンのデータ列を並べ替えて前記フレームを再生すると共に、前記レーンIDを前記非スクランブル領域から取り除くことを特徴とする光伝送方法。
1A…送信ユニット
1B…受信ユニット
2…伝送路
11…クライアント信号受信部
12,24…クライアント信号処理部
13,23…OTUkフレーム処理部
14,22…OTL処理部
15…光送信部
21…光受信部
25…クライアント信号送信部
141…レーンID挿入部
142…レーン分配部
152…符号化処理部
153…ビット多重部
154…光送信機
211…光受信機
212…受信信号処理部
212A…ADコンバータ
212B…波形歪み補償回路
212C…偏波分離回路
212D…X偏波用位相同期回路
212E…Y偏波用位相同期回路
212F…X偏波用識別回路
212E…Y偏波用識別回路
213…復号処理部
222…識別補償部
222A…論理反転部
222B…FAS検出部
222C…レーン同期検出部
222D…マトリクススイッチ部
222E…FAS・トレーニングバイト検出部
223…OTUkフレーム再生部
CL…クライアント装置
LL1〜LL20…論理レーン
PL1〜PL20…物理レーン
Claims (6)
- 1シンボル時間に多ビットの情報を伝送可能な多値変調方式の光信号を伝送路に送信する送信ユニットと、前記伝送路を伝搬した前記光信号を受信処理する受信ユニットと、を備えた光伝送システムであって、
前記送信ユニットは、
所定のフレームに格納されたデータ列を、複数の論理レーンに並び替えてフレーム分割すると共に、前記フレームのデータ列の先頭が前記フレーム分割後に前記複数の論理レーンのうちのいずれの論理レーンに配置されるかを識別可能にするレーンIDを、前記フレームのオーバーヘッド部内の非スクランブル領域に挿入するフレーム分割手段と、
前記フレーム分割手段で複数の論理レーンに並び替えられたデータ列を前記多値変調方式に応じて多重化し、該多重化したデータ信号に従って光を変調して前記多値変調方式の光信号を生成して前記伝送路に送信する光送信手段と、を備え、
前記受信ユニットは、
前記伝送路を伝搬した前記光信号を受信して電気信号に変換し、該電気信号の復号処理を行って受信データを再生した後、該受信データのビット列を前記複数の論理レーンと同数の物理レーンに分割する光受信手段と、
前記光受信手段で分割された前記各物理レーンのデータ列に含まれる前記レーンIDをそれぞれ識別し、該識別結果に基づいて、前記物理レーン毎にビットの反転およびレーンの入れ替わりを検出して前記各物理レーンのデータ列が前記各論理レーンのデータ列と同じ状態になるように補償し、該補償後の各論理レーンのデータ列を並べ替えて前記フレームを再生すると共に、前記レーンIDを前記非スクランブル領域から取り除くフレーム再生手段と、を備えたことを特徴とする光伝送システム。 - 請求項1に記載の光伝送システムであって、
前記フレーム分割手段は、ITU−Tに規定されたOTUkフレームのFASに含まれる少なくとも1つのバイトを前記レーンIDに置き換えることを特徴とする光伝送システム。 - 請求項2に記載の光伝送システムであって、
前記フレーム再生手段は、前記各物理レーンのデータ列のそれぞれについて、該データ列を論理反転させたデータ列および論理反転させていないデータ列に対して、共通の検出パターンを用いて前記FASの検出を行い、当該FASに含まれる前記レーンIDを識別することを特徴とする光伝送システム。 - 請求項2に記載の光伝送システムであって、
前記フレーム再生手段は、前記各物理レーンのデータ列のそれぞれについて、第1検出パターンおよび該第1検出パターンを論理反転させた第2検出パターンを用いて前記FASの検出を行い、当該FASに含まれる前記レーンIDを識別することを特徴とする光伝送システム。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の光伝送システムであって、
前記フレーム再生手段は、前記各物理レーンのデータ列に含まれる前記レーンIDの識別結果に重複が生じているとき、前記光受信手段に対して再トラッキング処理を指示することを特徴とする光伝送システム。 - 1シンボル時間に多ビットの情報を伝送可能な多値変調方式の光信号を伝送路に送信し、前記伝送路を伝搬した前記光信号を受信処理する光伝送方法であって、
所定のフレームに格納されたデータ列を、複数の論理レーンに並び替えてフレーム分割すると共に、前記フレームのデータ列の先頭が前記フレーム分割後に前記複数の論理レーンのうちのいずれの論理レーンに配置されるかを識別可能にするレーンIDを、前記フレームのオーバーヘッド部内の非スクランブル領域に挿入し、
前記複数の論理レーンに並び替えたデータ列を前記多値変調方式に応じて多重化し、該多重化したデータ信号に従って光を変調して前記多値変調方式の光信号を生成して前記伝送路に送信し、
前記伝送路を伝搬した前記光信号を受信して電気信号に変換し、該電気信号の復号処理を行って受信データを再生した後、該受信データのビット列を前記複数の論理レーンと同数の物理レーンに分割し、
前記各物理レーンのデータ列に含まれる前記レーンIDをそれぞれ識別し、該識別結果に基づいて、前記物理レーン毎にビットの反転およびレーンの入れ替わりを検出して前記各物理レーンのデータ列が前記各論理レーンのデータ列と同じ状態になるように補償し、該補償後の各論理レーンのデータ列を並べ替えて前記フレームを再生すると共に、前記レーンIDを前記非スクランブル領域から取り除くことを特徴とする光伝送方法。
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