JP2012253601A

JP2012253601A - Ｇｆｐフレームのクライアント信号収容方法、通信システム、送信装置および受信装置

Info

Publication number: JP2012253601A
Application number: JP2011125249A
Authority: JP
Inventors: Yohei Okubo; 洋平大窪; Masaro Inami; 政朗井波; Hiroto Takechi; 宏人武智
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2031-06-03
Also published as: JP5485226B2

Abstract

【課題】同一信号種別の複数のクライアント信号を一括してＧＦＰフレームに収容し、ＯＰＵフレームの利用可能な帯域を増加させることができるＧＦＰフレームのクライアント信号収容方法、通信システム、送信装置および受信装置を提供する。
【解決手段】ＧＦＰフレームのクライアント信号収容方法において、同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを入力し、それぞれのフレーム長が設定されたサブヘッダを付加して複数のサブフレームにカプセル化して一括収容し、複数のサブフレームの先頭のサブフレームに、複数のクライアント信号フレームの信号種別が設定されたペイロードヘッダを付加し、さらに複数のサブフレームのフレーム長の合計値が設定されたコアヘッダを付加してＧＦＰフレームを完成し、同一信号種別の複数のクライアント信号フレームをサブフレームとして収容したＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容する。
【選択図】図１

Description

本発明は、イーサネット（登録商標）フレームなどの非ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのクライアント信号を、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ伝送路で伝送するためにＧＦＰ（generic framing procedure)フレームに収容する方法を規定するＧＦＰフレームのクライアント信号収容方法、そのＧＦＰフレームをＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ伝送路を伝送するＯＰＵ（光チャネル・ペイロードユニット）フレームに収容する通信システム、送信装置および受信装置に関する。

図６は、従来のＧＦＰフレームの構成例を示す（非特許文献１）。
図６において、クライアント信号を収容するＧＦＰフレームは、１つのクライアント信号フレームに対して、コアヘッダとペイロードヘッダが付加してカプセル化した構成である。ここで、コアヘッダは、ＧＦＰフレームに収容されるクライアント信号フレームのフレーム長を示す内容を含み、ペイロードヘッダは、クライアント信号フレームの信号種別を示す内容を含む。

図７は、ＯＰＵフレームにおける従来のＧＦＰフレーム収容例を示す。
図７において、非ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのクライアント信号フレーム＃１〜＃Ｎ（Ｎは１以上の整数）を光伝送網（ＯＴＮ）で伝送する場合に、一旦クライアント信号フレーム＃１〜＃Ｎを図６に示すＧＦＰフレーム＃１〜＃Ｎに収容し、そのＧＦＰフレーム＃１〜＃ＮをＯＰＵフレームに収容する。

ＩＴＵ−Ｔ規格Ｇ．７０４１ＩＴＵ−Ｔ規格Ｇ．７０９

図７に示すように、ＯＰＵフレームにおける従来のＧＦＰフレーム収容方法では、ＧＦＰフレームに収容するクライアント信号が同一信号種別のもの（ペイロードヘッダが共通）であっても、クライアント信号フレームごとにペイロードヘッダを付加していた。そのため、付加したペイロードヘッダが重複し、その分だけＯＰＵフレームの利用可能な帯域を圧迫していた。

本発明は、同一信号種別の複数のクライアント信号を一括してＧＦＰフレームに収容し、ＯＰＵフレームの利用可能な帯域を増加させることができるＧＦＰフレームのクライアント信号収容方法、通信システム、送信装置および受信装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、クライアント信号フレームをＧＦＰフレームに収容し、さらに当該ＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容して伝送する通信システムに用いるＧＦＰフレームのクライアント信号収容方法において、同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを入力し、それぞれのフレーム長が設定されたサブヘッダを付加して複数のサブフレームにカプセル化して一括収容し、複数のサブフレームの先頭のサブフレームに、複数のクライアント信号フレームの信号種別が設定されたペイロードヘッダを付加し、さらに複数のサブフレームのフレーム長の合計値が設定されたコアヘッダを付加してＧＦＰフレームを完成し、同一信号種別の複数のクライアント信号フレームをサブフレームとして収容したＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容する。

第２の発明は、クライアント信号フレームをＧＦＰフレームに収容し、さらに当該ＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容して伝送する通信システムにおいて、ＧＦＰフレームにクライアント信号フレームを収容する送信装置は、同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを入力し、それぞれのフレーム長が設定されたサブヘッダを付加して複数のサブフレームにカプセル化して一括収容する手段と、複数のサブフレームの先頭のサブフレームに、複数のクライアント信号フレームの信号種別が設定されたペイロードヘッダを付加し、さらに複数のサブフレームのフレーム長の合計値が設定されたコアヘッダを付加してＧＦＰフレームを完成する手段と、同一信号種別の複数のクライアント信号フレームをサブフレームとして収容したＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容する手段とを備える。

第３の発明は、クライアント信号フレームをＧＦＰフレームに収容し、さらに当該ＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容して伝送する通信システムの送信装置において、同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを入力し、それぞれのフレーム長が設定されたサブヘッダを付加して複数のサブフレームにカプセル化して一括収容する手段と、複数のサブフレームの先頭のサブフレームに、複数のクライアント信号フレームの信号種別が設定されたペイロードヘッダを付加し、さらに複数のサブフレームのフレーム長の合計値が設定されたコアヘッダを付加してＧＦＰフレームを完成する手段と、同一信号種別の複数のクライアント信号フレームをサブフレームとして収容したＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容する手段とを備える。

第４の発明は、第３の発明の送信装置を有する通信システムの受信装置において、ＯＰＵフレームからＧＦＰフレームを抽出し、当該ＧＦＰフレームのコアヘッドを抽出して一括収容されたサブフレームのフレーム長の合計値を取得する手段と、ＧＦＰフレームのペイロードヘッダを抽出し、一括収容されたサブフレームに収容のクライアント信号フレームの信号種別を判別する手段と、ＧＦＰフレームから順次サブフレームのサブヘッダを抽出して対応するクライアント信号フレームを抽出し、そのサブフレームの累積フレーム長と合計値との比較により、すべてのサブフレームからクライアント信号フレームが抽出されるまでクライアント信号フレームの抽出を繰り返す手段とを備える。

本発明では、同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを収容した１つのＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容する。これにより、複数のクライアント信号フレームのペイロードヘッダを１つに集約することができ、その分に要するＯＰＵフレームの利用可能な帯域を確保することができる。

本発明によるＧＦＰフレームの実施例構成を示す図である。本発明によるＧＦＰフレームの生成処理手順を示すフローチャートである。ＯＰＵフレームにおける本発明のＧＦＰフレーム収容例を示す図である。本発明によるＧＦＰフレームの受信処理手順を示すフローチャートである。本発明の通信システムの構成例を示す図である。従来のＧＦＰフレームの構成例を示す図である。ＯＰＵフレームにおける従来のＧＦＰフレーム収容例を示す図である。

図１は、本発明によるＧＦＰフレームの実施例構成を示す。
図１において、本実施例のＧＦＰフレームは、Ｎ個の同一信号種別のクライアント信号フレーム＃１〜＃Ｎにサブヘッダ＃１〜＃Ｎを付加したＮ個のサブフレーム＃１〜＃Ｎに対して、コアヘッダとペイロードヘッダが付加される。コアヘッダのＰＬＩ＃０には、ＧＦＰフレームのペイロードフィールドに収容されるＮ個のサブフレーム＃１〜＃Ｎのフレーム長の合計値が設定される。コアヘッダのｃＨＥＣ＃０は、コアヘッダの完全性を保護する。ペイロードヘッダには、クライアント信号フレーム＃１〜＃Ｎに共通の信号種別が設定される。ペイロードヘッダのｔＨＥＣは、ペイロードヘッダの完全性を保護する。ペイロードヘッダのExtension ヘッダには、ＩＴＵ−Ｔ規格Ｇ．７０４１に従った処理内容が設定される。

ＧＦＰフレームのペイロードフィールドは、同一信号種別のクライアント信号フレーム＃１〜＃Ｎを収容したＮ個のサブフレーム＃１〜＃Ｎを一括して収容している。サブフレーム＃ｋ（ｋは１〜Ｎ）は、サブヘッダ＃ｋと、クライアント信号フレーム＃ｋを収容するペイロードフィールドと、ペイロードＦＣＳから構成される。サブフレーム＃ｋのサブヘッダは、ＰＬＩ＃ｋとｃＨＥＣ＃ｋから構成される。ＰＬＩ＃ｋは、サブフレーム＃ｋのペイロードフィールドに収容されるクライアント信号フレーム＃ｋのフレーム長が設定される。ｃＨＥＣ＃ｋは、ＰＬＩ＃ｋが含まれるサブヘッダの完全性を保護する。すなわち、サブフレーム＃ｋのサブヘッダ＃ｋは、図６に示す従来のＧＦＰフレームにおけるコアヘッダに相当する。サブフレーム＃ｋのペイロードＦＣＳは、ペイロードフィールドに収容されるクライアント信号フレーム＃ｋに対するオプションのフレームチェックシーケンスである。

図２は、本発明によるＧＦＰフレームの生成処理手順を示す。
図２において、ＧＦＰフレームに一括収容する同一信号種別のクライアント信号フレームは、それぞれフレーム長が設定されたサブヘッダを付加し、サブフレームとしてカプセル化する。一括収容されるサブフレームのうち、最後のサブフレームにはエンドオブフレームを付加する。

次に、一括収容されるサブフレームのうち、先頭のサブフレームにクライアント信号フレームの信号種別が設定されたペイロードヘッダを付加する。このとき、ペイロードヘッダには、クライアント信号フレームの信号種別に応じて、ＩＴＵ−Ｔ規格Ｇ．７０４１に準拠したＴｙｐｅフィールドの値を決定する。

次に、ペイロードヘッダの前にコアヘッダを付加してＧＦＰフレームを完成する。このとき、コアヘッダのＰＬＩ＃０には、一括収容されるサブフレームのフレーム長の合計値が設定される。

以上の手順により同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを収容したＧＦＰフレームが完成し、ＯＰＵフレームに収容される。ＯＰＵフレームにおける本発明のＧＦＰフレーム収容例を図３に示す。

従来は図７に示すように、複数のクライアント信号フレームに対応する複数のＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容していたが、本発明では同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを収容した１つのＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容する。これにより、複数のクライアント信号フレームのペイロードヘッダを１つに集約することができ、その分に要するＯＰＵフレームの利用可能な帯域を確保することができる。

ＯＰＵフレームを伝送する通信システムの送信装置は、同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを収容したＧＦＰフレームを生成し、ＯＰＵフレームに収容する図２の各手順を実行する手段を備える。

図４は、本発明によるＧＦＰフレームの受信処理手順を示す。本受信処理手順は、ＯＰＵフレームを伝送する通信システムの受信装置で実行される。受信装置は、以下に示す各手順を実行する手段を備える。

図４において、ＯＰＵフレームからＧＦＰフレームを抽出し、最初にＧＦＰフレームのコアヘッドを抽出する。このとき、コアヘッダのＰＬＩフィールドから一括収容されるサブフレームのフレーム長の合計値Ｐ（byte）を取得する。コアヘッドの完全性はｃＨＥＣフィールドによって保証される。

次に、ペイロードヘッダを抽出し、Ｔｙｐｅフィールドからクライアント信号フレームの信号種別を判別する。ペイロードヘッダの完全性はｔＨＥＣフィールドによって保証される。ペイロードヘッダにExtension ヘッダが含まれる場合は、ＩＴＵ−Ｔ規格Ｇ．７０４１に従って処理する。

次に、サブフレーム＃ｋ（ｋは１〜Ｎ）のサブヘッダを抽出する。サブヘッダのＰＬＩ＃ｋフィールドから、サブフレーム＃ｋのフレーム長を取得し、クライアント信号フレーム＃ｋを抽出する。ここで、サブフレーム＃ｋからクライアント信号フレーム＃ｋを抽出する処理が完了するごとに、サブフレームの累積フレーム長Ｑ（byte）を算出する。Ｑ＜Ｐであれば、サブフレームからクライアント信号フレームを抽出する処理を繰り返し、Ｑ＝Ｐになったときに一括収容されたクライアント信号フレームのすべての抽出を終了する。

ここで、Ｎ個のクライアント信号フレームに対応するＮ個のＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容する従来方式と、同一信号種別のＮ個のクライアント信号フレームを収容した１つのＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容する本発明方式について、ＯＰＵフレームに占めるヘッダフィールドのバイト数について検討する。なお、ペイロードヘッダのExtension ヘッダのデータ量をＨ（byte）とする。

従来方式では、コアヘッダ（４byte）とペイロードヘッダ（４byte＋Ｈbyte）がＮ個のＧＦＰフレーム（クライアント信号フレーム）に対応してＮ個となる。すなわち、ヘッダフィールドの合計Ｂc は、
Ｂc ＝（４＋４＋Ｈ）Ｎ
となる。

本発明方式では、コアヘッダ（４byte）とペイロードヘッダ（４byte＋Ｈbyte）が１つのＧＦＰフレームに対応して１個、さらにサブヘッダ（４byte）がＮ個のサブフレーム（クライアント信号フレーム）に対応してＮ個となる。すなわち、ヘッダフィールドの合計Ｂp は、
Ｂp ＝（４＋４＋Ｈ）＋４Ｎ
となる。

本発明方式のヘッダフィールドの合計Ｂp が従来方式のヘッダフィールドの合計Ｂc より小さくなる、すなわち本発明の効果が生じるのは、次の条件が成立する場合となる。
Ｂc ＞Ｂp
（８＋Ｈ）Ｎ＞（８＋Ｈ)＋４Ｎ
Ｎ＞（８＋Ｈ)／(４＋Ｈ）
ここで、Ｈは０〜60（byte）であるので、０の場合はＮが３以上、１〜60の場合はＮが２以上で効果が生じることになる。

また、ＯＰＵフレームの転送周期をＰ（μｓ）とすると、本発明方式により減少するヘッダフィールドの帯域Ｂ (Ｇbps)は、
Ｂ＝（Ｂc−Ｂp)×８／(Ｐ×10^-6）／10^-9
＝((８＋Ｈ)Ｎ−(８＋Ｈ＋４Ｎ))×８／(Ｐ×10³）
＝((４＋Ｈ)Ｎ−(８＋Ｈ))×８／(Ｐ×10³）
となる。

ここで、図５に示すように、光ファイバを介して接続される伝送装置１と伝送装置２との間で、波長λを用いたビットレート 100Ｇbps の光パスが設定される場合、そのＯＰＵ４フレームの転送周期は1.168 μｓである（非特許文献２）。また、フレーム長が64byteのクライアント信号フレームをＯＰＵ４フレーム（15212byte ）に収容して伝送する場合、従来方式では１クライアント信号フレームを１ＧＦＰフレーム（72byte）に収容するので、１つのＯＰＵフレームに 211フレーム収容可能であった。同じフレーム数のクライアント信号フレームを本発明方式で伝送する場合、本発明方式により減少するヘッダフィールドの帯域Ｂ（Ｇbps)は、Ｈ＝０として
Ｂ＝（４×211−８)×８／(1.168×10³）
＝ 5.726Ｇbps となる。すなわち、本発明方式により 5.726Ｇbps だけ利用可能な帯域が増加する。

１送信装置
２受信装置

Claims

クライアント信号フレームをＧＦＰフレームに収容し、さらに当該ＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容して伝送する通信システムに用いるＧＦＰフレームのクライアント信号収容方法において、
同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを入力し、それぞれのフレーム長が設定されたサブヘッダを付加して複数のサブフレームにカプセル化して一括収容し、
前記複数のサブフレームの先頭のサブフレームに、前記複数のクライアント信号フレームの信号種別が設定されたペイロードヘッダを付加し、さらに前記複数のサブフレームのフレーム長の合計値が設定されたコアヘッダを付加してＧＦＰフレームを完成し、
前記同一信号種別の複数のクライアント信号フレームをサブフレームとして収容した前記ＧＦＰフレームを前記ＯＰＵフレームに収容する
ことを特徴とするＧＦＰフレームのクライアント信号収容方法。
クライアント信号フレームをＧＦＰフレームに収容し、さらに当該ＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容して伝送する通信システムにおいて、
前記ＧＦＰフレームに前記クライアント信号フレームを収容する送信装置は、
同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを入力し、それぞれのフレーム長が設定されたサブヘッダを付加して複数のサブフレームにカプセル化して一括収容する手段と、
前記複数のサブフレームの先頭のサブフレームに、前記複数のクライアント信号フレームの信号種別が設定されたペイロードヘッダを付加し、さらに前記複数のサブフレームのフレーム長の合計値が設定されたコアヘッダを付加してＧＦＰフレームを完成する手段と、
前記同一信号種別の複数のクライアント信号フレームをサブフレームとして収容した前記ＧＦＰフレームを前記ＯＰＵフレームに収容する手段と
を備えたことを特徴とする通信システム。
クライアント信号フレームをＧＦＰフレームに収容し、さらに当該ＧＦＰフレームをＯＰＵフレームに収容して伝送する通信システムの送信装置において、
同一信号種別の複数のクライアント信号フレームを入力し、それぞれのフレーム長が設定されたサブヘッダを付加して複数のサブフレームにカプセル化して一括収容する手段と、
前記複数のサブフレームの先頭のサブフレームに、前記複数のクライアント信号フレームの信号種別が設定されたペイロードヘッダを付加し、さらに前記複数のサブフレームのフレーム長の合計値が設定されたコアヘッダを付加してＧＦＰフレームを完成する手段と、
前記同一信号種別の複数のクライアント信号フレームをサブフレームとして収容した前記ＧＦＰフレームを前記ＯＰＵフレームに収容する手段と
を備えたことを特徴とする送信装置。
請求項３に記載の送信装置を有する通信システムの受信装置において、
前記ＯＰＵフレームから前記ＧＦＰフレームを抽出し、当該ＧＦＰフレームのコアヘッドを抽出して一括収容されたサブフレームのフレーム長の合計値を取得する手段と、
前記ＧＦＰフレームのペイロードヘッダを抽出し、一括収容されたサブフレームに収容のクライアント信号フレームの信号種別を判別する手段と、
前記ＧＦＰフレームから順次サブフレームのサブヘッダを抽出して対応するクライアント信号フレームを抽出し、そのサブフレームの累積フレーム長と前記合計値との比較により、すべてのサブフレームからクライアント信号フレームが抽出されるまでクライアント信号フレームの抽出を繰り返す手段と
を備えたことを特徴とする受信装置。