JP2012044671A - バーストモードクロック、データ復元装置、および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無音区間の含まれた光信号からパケットデータおよびクロックを復元する光回線端末が開示される。
【解決手段】前記光回線端末は、少なくとも１つ以上の光ネットワークユニットからパケットデータおよびクロックを受信してもよい。光ネットワークユニットがパケットデータを送信しない無音区間であっても、本発明で提案された光回線端末は確実にクロックを復旧することができる。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、光加入者網、特に受動型光加入者網（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）で光回線端末（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）に適用されるがストモードクロックおよびデータの復元技術に関する。

受動型光加入者網は、１つのＯＬＴにスプリッタ（ＲＮ）によって複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）が接続する１：Ｎのスター構造（ｓｔａｒ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）である。ＯＬＴからＯＮＵに送信されるデータは、複数のＯＮＵに放送される連続的な信号として各ＯＮＵは自身に該当するデータを抽出して処理する。

一方、ＯＮＵからＯＬＴにデータを送信する場合には、ＯＮＵデータ間の衝突を防止するためにＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を介してＯＬＴはＯＮＵに送信できる時間を通知して割り当てられた時間内でのみＯＮＵはＯＬＴにデータを送信する。したがって、ＯＬＴからＯＮＵに送信されるデータは連続的な信号であるが、ＯＮＵからＯＬＴに送信されるデータは不連続的なバースト形態の信号を有する。

本発明の例示的な実施形態の目的は、受動型光加入者網でＯＮＵからＯＬＴに送信される速いバーストモードパケットデータからクロックを抽出して復元する光回線端末を提供することにある。

本発明の例示的な実施形態の他の目的は、データのない無音区間にダミークロックを挿入することによって、クロックを維持する光回線端末を提供することにある。

本発明の例示的な実施形態の一側によると、複数の光ネットワークユニットからパケットデータを含む光信号をそれぞれ受信する受信部と、前記受信した光信号に対応する一定のパワーの電気的な信号に復旧するパワー復旧部と、前記復旧した電気的な信号のうち前記パケットデータが存在しない時間区間にダミーデータを挿入するデータ挿入部とを備える光回線端末が提供される。

本発明の例示的な実施形態の他の一側によると、光ネットワークユニットからパケットデータを含む光信号を受信する受信部と、前記パケットデータに同期化されたダミーデータを生成するダミーデータ生成部と、前記光信号のうち前記パケットデータが存在しない時間区間に前記ダミーデータを挿入するダミーデータ挿入部とを備える光回線端末が提供される。

本発明の例示的な実施形態の他の一側によると、パケットデータを含む光信号を光回線端末に送信する送信部を備え、前記光信号は電気的な信号に変換され、前記電気的な信号のうち前記パケットデータが存在しない時間区間にダミーデータが挿入される光ネットワークユニットが提供される。

本発明によると、受動型光加入者網でＯＮＵからＯＬＴに送信される速いバーストモードパケットデータからクロックを抽出して復元する光回線端末を提供することができる。

本発明によると、データのない無音区間にダミークロックを挿入することによって、クロックを維持する光回線端末を提供することができる。

例示的な実施形態に係る受動型光加入者網の構造を示す図である。 例示的な実施形態に係るバーストモードパケットデータを簡単に示す図である。 例示的な実施形態に係る光回線端末の構造を示す図である。 他の例示的な実施形態に係る光回線端末の構造を示す図である。 他の例示的な実施形態に係る光回線端末の構造を示す図である。 他の例示的な実施形態に他の光ネットワークユニットの構造を示す図である。

以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照して詳説する。

図１は、例示的な実施形態に係る受動型光加入者網の構造を示す図である。

図１を参照すると、複数のＯＮＵ１２０、１３０が光加入者網を用いてＯＬＴにパケットデータおよびクロックを送信してもよい。各ＯＮＵ１２０、１３０が送信したパケットおよびクロックは同一の光信号に含まれて送信される。

各ＯＮＵ１２０、１３０が送信した光信号１２１、１２２、１２３は、スプリッタＲＮ、１４０に送信される。各ＯＮＵ１２０、１３０からスプリッタ１４０までのチャネルは光ケーブルに構成される。各ＯＮＵ１２０、１３０からスプリッタ１４０までの距離は互いに異なってもよく、よって各ＯＮＵ１２０、１３０が送信した光信号１２１、１２２、１２３は相異なる送信損失を体験する。すなわち、スプリッタ１４０が受信した光信号の大きさは互いに異なってもよい。

スプリッタ１４０は受信した光信号１４１、１４２、１４３をＯＬＴ１１０に送信する。

ＯＬＴ１１０は、スプリッタ１４０を経由して光信号１４１、１４２、１４３を受信し、受信された光信号１４１、１４２、１４３に含まれたパケットデータおよびクロックを復旧してもよい。

一般的に光ネットワークに用いられる光受信素子は、光電変換のためのＰＤおよびＴＩＡ／ＬＩＡ（Ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄｅｎｃｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ／Ｌｉｍｉｔｉｎｇ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と光ネットワークを用いて送信された光信号からクロックを抽出し、抽出されたクロックにパケットデータを整列させるＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ ａｎｄ ｄａｔａ ｒｅｃｏｖｅｒｙ）装置が必要である。

図１に示すように、各ＯＮＵ１２０、１３０が送信しようとするデータがない場合、ＯＮＵ１２０、１３０からＯＬＴ１１０までの上り信号は無音区間を有する。無音区間には、ＯＮＵ１２０、１３０がＯＬＴ１１０にいずれの信号を送信しない。この場合に、ＯＬＴ１１０は、ＯＮＵ１２０、１３０からクロックさえ受信できず、一般的なＣＤＲはクロックを維持できない。したがって、ＯＬＴ１１０は、無音区間でもクロックを早く復旧できるバーストモード（ｂｕｒｓｔ ｍｏｄｅ）ＣＤＲを使用しなければならない。

図２は、例示的な実施形態に係るがストモードパケットデータを簡単に示す図である。

ＯＮＵが送信した光信号２１０を参照すると、各ＯＮＵは、各パケットデータの間の衝突を防止するためにガードタイム（ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ）を備えてもよく、上りデータのない場合には無音区間を設けてもよい。

スプリッタが受信した光信号２２０を参照すると、第１ＯＮＵが送信した光信号２２１の送信損失は多少小さい。しかし、第２ＯＮＵが送信した光信号２２３の送信損失は相対的に大きい。無音区間２２２ではいずれのＯＮＵも光信号を送信していない。

ＯＬＴは受信した光は信号のパワーを復旧する。各光信号のパワーが復旧すると、第１ＯＮＵが送信した光信号２３１および第２ＯＮＵが送信した光信号２３３のパワーと同一になる。無音区間２３２には光信号が存在しない。

ＯＬＴは、パワーの復旧した光信号からデータパケット２４０およびクロック２４３を復旧する。復旧したデータパケット２４０は、第１ＯＮＵが送信したパケット２４１および第２ＯＮＵが送信したパケット２４２を含む。復旧したデータパケット２４０は無音区間を含むか、復旧したクロック２４３は無音区間を含んでいない。

すなわち、ＯＬＴは、ＯＮＵからいずれの信号も受信できない区間においてもクロックを復元しなければならない。

ＯＬＴは汎用的なＰＬＬ方式のＣＤＲを用いてもよく、オーバーサンプリング（ｏｖｅｒｓａｍｐｌｉｎｇ）方式のＰＬＬを用いてもよい。ＯＬＴが汎用的なＰＬＬ方式のＣＤＲを用いる場合、各ＯＮＵ間の距離の差による位相差と無音区間で回復するループ時間（ｌｏｏｐ ｔｉｍｅ）が極めて大きいためクロックの復元が難しい。ＯＬＴがオーバーサンプリング方式のＣＤＲを用いる場合、オーバーサンプリング方式のバーストモードＣＤＲは、入力データが２．５Ｇｂｐｓ以上の高速信号であるとき、４倍から８倍以上のオーバーサンプリングレートを維持しなければならない。このような高帯域幅で動作するＣＤＲの設計は困難であるだけではなく、極めて高価であるため適用が容易ではない。

図３は、例示的な実施形態に係る光回線端末の構造を示す図である。

図３を参照すると、光回線端末は、パワー復旧部３２０、バーストアダプテーションブロック３３０、ＣＤＲ３４０、ＭＡＣ３５０を備える。バーストアダプテーションブロック３１０およびＣＤＲ３４０を備えるブロック３１０は、バーストモードの受信信号を一般的な受信信号のように変換してクロックを抽出する。

パワー復旧部３２０は、相異なる光パワーを有する光信号を一定の大きさの電気的な信号に復旧する。一側によると、パワー復旧部３２０が復旧した電気的な信号３６０は、無音区間でいずれの信号も存在しないことがある。この場合、一般的なＣＤＲはクロックを抽出できない。

バーストアダプテーションブロック３３０は、パケットデータが存在しない無音区間にダミーデータを挿入する。一側によると、ダミーデータおよびパケットデータが同期化されてもよく、この場合、ダミーデータの生成速度はパケットデータの送信速度と一致する。

無音区間にダミーデータが挿入された信号３７０は、バーストモードの受信信号ではなく、一般的な受信信号に類似の形態を有する。したがって、一般的なＣＤＲ３４０を用いた場合であっても、ＣＤＲ３４０は、無音区間にダミーデータが挿入された信号３７０から容易にパケットデータおよびクロックを復元することができる。ここで、ＣＤＲ３４０は、汎用的なＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）またはＤＬＬ（Ｄｅｌａｙ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）方式を用いてパケットデータおよびクロックを復元してもよい。

ＭＡＣ３５０は、ＣＤＲ３４０で復旧したデータおよびクロックを用いてデータを処理する。一側によると、ＭＡＣ３５０は、復旧したデータに含まれた上位レイヤ情報を用いて無音区間の正確な開始時点および終了時点を判断することができる。この場合に、ＭＡＣ３５０は、制御信号を生成してパワー復旧部３２０およびバーストアダプテーションブロック３３０の動作を制御してもよい。

例えば、バーストアダプテーションブロック３３０は、ＭＡＣ３５０から制御信号を受信し、無音区間の開始時点から無音区間の終了時点までのダミーデータを挿入してもよい。

また、パワー復旧部３２０は、ＭＡＣ３５０から制御信号を受信し、無音区間の開始時点から無音区間の終了時点では動作しなくてもよい。

図４は、また他の例示的な実施形態に係る光回線端末の構造を示す図である。

図４を参照すると、光回線端末は、パワー復旧部４２０、信号処理モジュール４１０、ＭＡＣ３５０を備える。一側によると、信号処理モジュール４１０は、図４に示すようにのダミーデータ生成部４１０、およびスイッチ４４０、ＣＤＲ４５０から構成される。

図４に示された復旧部４２０およびＭＡＣ３５０は、図３に示すものと類似して動作するため、その詳説は省略する。

ダミーデータ生成部４１０は、パケットデータと同期化されたダミーデータを生成する。一側によると、ダミーデータ生成部４１０は、リファレンスクロックを受信し、リファレンスクロックに基づいてパケットデータと同期化されたダミークロックを生成してもよい。

スイッチ４４０は、ダミーデータ生成部４１０からダミーデータを生成し、パワー復旧部４２０からパワー復旧した前記信号を受信する。スイッチ４４０は、無音区間ではない時間区間ではパワー復旧した信号をＣＤＲ４５０に送信し、無音区間ではダミーデータをＣＤＲ４５０に送信してもよい。

図５は、他の例示的な実施形態に他の光回線端末の構造を示す図である。

図５を参照すると、光回線端末５００は、受信部５１０、パワー復旧部５２０、データ挿入部５３０、データ、クロック復元部５４０、およびＭＡＣ５５０を備える。

受信部５１０は、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）からパケットデータを含む光信号を受信する。受信された光信号は、各光ネットワークユニットからの距離に比例する送信損失を体験する。したがって、受信された光信号のパワーは各光ネットワークユニットに応じて異なってもよい。

一側によると、各光信号はパケットデータおよびクロックを含んでもよい。光信号に含まれたパケットデータをガードタイム区間を用いて時間的に互いに区分してもよい。

各光ネットワークユニットは、光回線端末５００に送信するデータがある場合のみ光信号を送信する。したがって、受信部５１０が受信した光信号にはいずれの光ネットワークユニットもデータを送信していない無音区間を含んでもよい。

パワー復旧部５２０は、受信した光信号を変調して受信した光信号に対応する電気的な信号を生成する。この場合に、電気的な信号のパワーは光信号を送信した光ネットワークユニットと無関係に同一のパワーであってもよい。すなわち、パワー復旧部５２０は、そのパワーは予め設定されたパワーレベルに応じて電気的な信号の時間的な位置は光信号の時間的な位置に対応する電気的な信号を生成して送信損失によるパワー損失を復旧することができる。電気的な信号の時間的な位置は光信号の時間的な位置に対応するため、光信号における無音区間は電気的な信号における無音区間と同一である。

図５には示していないが、光回線端末５００はダミーデータ生成部を備えてよい。ダミーデータ生成部は、パケットデータに同期化されたダミーデータを生成する。すなわち、ダミーデータの生成速度はパケットデータの送信速度と一致する。

データ挿入部５３０は、電気的な信号のうちパケットデータが存在しない無音区間にダミーデータを挿入する。ダミーデータが挿入されると、電気的な信号は連続的な形態３７０を表し、一般的な構造のデータおよびクロック復元部５４０が電気的な信号から光ネットワークユニットの送信したパケットデータおよびクロックを容易に復元できる。一側によると、データおよびクロック復元部５４０は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）またはＤＬＬ（Ｄｅｌａｙ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）を用いてパケットデータおよびクロックを復元してもよい。

ＭＡＣ５５０は、復元されたパケットデータから上位レイヤ情報を抽出する。上位レイヤ情報は、光ネットワークユニットから送信された光信号において正確な無音区間情報を含んでもよい。ＭＡＣ５５０が無音区間の正確な開始時点および終了時点を判断できると、ＭＡＣ５５０は、パワー復旧部５２０またはデータ挿入部５３０を制御するための制御信号を生成してもよい。

例えば、パワー復旧部５２０は、制御信号に応じて無音区間には動作しなくてもよい。また、データ挿入部５２０は、無音区間ではダミーデータをデータおよびクロック復元部５４０に送信し、無音区間ではない時間区間においては、パワー復旧部５２０で復旧した電気的な信号をデータおよびクロック復元部５４０に送信してもよい。

図６は、他の例示的な実施形態に他の光ネットワークユニットの構造を示す図である。

図６を参照すると、光ネットワークユニット６００は送信部６１０を備える。

送信部６１０は、パケットデータとクロックを含む光信号を光回線端末６３０に送信する。一側によると、光ネットワークユニット６００だけではなく、第２光ネットワークユニット６２０も光回線端末６３０に光信号を送信する。一側によると、送信部６１０は、パケットデータをガードタイム区間を用いて時間的に区分して送信してもよい。

各光ネットワークユニット６００、６２０は、送信するデータがある場合にのみ光信号を送信する。したがって、いずれの光ネットワークユニット６００、６２０も送信するデータのない時間区間は無音区間となる。

本発明によると、光回線端末６３０に送信された信号は電気的な信号に変換される。電気的な信号は光信号の無音区間と同一の時間区間において無音区間を有する。電気的な信号の無音区間にはダミーデータが挿入されてもよい。

本発明によると、ダミーデータの挿入された電気的な信号から送信部６１０が送信したパケットデータおよびクロックを復元してもよい。

上述したように本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。

したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されて定められるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。

Claims (16)

1. 複数の光ネットワークユニットからパケットデータを含む光信号をそれぞれ受信する受信部と、
   前記受信した光信号に対応する一定のパワーの電気的な信号に復旧するパワー復旧部と、
   前記復旧した電気的な信号のうち前記パケットデータが存在しない時間区間にダミーデータを挿入するデータ挿入部と、
   を備えることを特徴とする光回線端末。
2. 前記光信号は、前記光ネットワークユニットから受信したクロックを含むことを特徴とする請求項１に記載の光回線端末。
3. 前記パケットデータは、ガードタイム区間を用いて時間的に区分されることを特徴とする請求項１に記載の光回線端末。
4. 前記ダミーデータの生成速度は、前記パケットデータの送信速度と一致することを特徴とする請求項１に記載の光回線端末。
5. 前記パケットデータが存在しない時間区間を判断して判断結果に応じて制御信号を生成するＭＡＣをさらに備え、
   前記データ挿入部は、前記制御信号によって前記ダミーデータを挿入することを特徴とする請求項１に記載の光回線端末。
6. 前記電気的な信号のパワーは、予め設定されたパワーレベルであることを特徴とする請求項１に記載の光回線端末。
7. 前記ダミーデータが挿入された電気的な信号から、前記光ネットワークユニットから受信したパケットデータ、クロックを復元するデータ、およびクロック復元部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光回線端末。
8. 前記データおよびクロック復元部は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）またはＤＬＬ（Ｄｅｌａｙ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）を用いて前記パケットデータおよびクロックを復元することを特徴とする請求項７に記載の光回線端末。
9. 光ネットワークユニットからパケットデータを含む光信号を受信する受信部と、
   前記パケットデータに同期化されたダミーデータを生成するダミーデータ生成部と、
   前記光信号のうち前記パケットデータが存在しない時間区間に前記ダミーデータを挿入するダミーデータ挿入部と、
   を備えることを特徴とする光回線端末。
10. 前記ダミーデータが挿入された光信号から、前記光ネットワークユニットから受信したパケットデータとクロックを復元するデータおよびクロック復元部をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の光回線端末。
11. 前記パケットデータのない時間区間を判断し、判断結果に応じて制御信号を生成するＭＡＣをさらに備え、
    前記データ挿入部は、前記制御信号によって前記ダミーデータを挿入することを特徴とする請求項９に記載の光回線端末。
12. 前記データおよびクロック復元部は、前記復元されたパケットデータおよびクロックを前記ＭＡＣに送信することを特徴とする請求項１１に記載の光回線端末。
13. 前記受信された光信号のパワーを予め設定されたパワーレベルに復旧するパワー復旧部をさらに備え、
    前記ダミーデータ挿入部は、前記パワーの復旧された光信号に前記ダミーデータを挿入することを特徴とする請求項９に記載の光回線端末。
14. パケットデータを含む光信号を光回線端末に送信する送信部を備え、
    前記光信号は電気的な信号に変換され、前記電気的な信号のうち前記パケットデータが存在しない時間区間にダミーデータが挿入されることを特徴とする光ネットワークユニット。
15. 前記送信部は前記光信号にクロックを含んで送信し、
    前記ダミーデータが挿入された光信号から前記パケットデータおよびクロックが復元されることを特徴とする請求項１４に記載の光ネットワークユニット。
16. 前記送信部は、前記パケットデータを、ガードタイム区間を用いて時間的に区分して送信することを特徴とする請求項１４に記載の光ネットワークユニット。

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