JP2015133555A - Ｃｐｒｉ伝送方式 - Google Patents

Abstract

【課題】
既存のCPRIでは8b10b符号化方式を用いているが、その方式ではオーバヘッド部が多く、帯域使用量を圧迫している状況にある。
【解決手段】
本発明では、既存のCPRIにて10bit（10b）のフレーム長で伝送していた無線基地局の制御・ベースバンド部（Base Band Unit；BBU）と無線部（Remote Radio Head；RRH）間を、8bit（8b）のまま伝送できるようにし、帯域使用量の削減を図った。
【選択図】 図６

Description

本発明は、CPRI（Common Public Radio Interface）伝送方式にて、カプセル化を用いて8bのフレーム長のままデータを伝送することで、8b10b変換時のオーバヘッド（本来伝送したいデータ以外）部を無くすCPRI伝送方式に関する。

非特許文献１に示されているように、現在CPRIにて採用されている伝送方式は8b10b（8b＝8bit、10b＝10bit）符号化方式を用いる高速シリアル転送方式である。シリアルデータの転送にはデータと、そのデータを取得するタイミングを作るクロックの存在が必要である。8b10b符号化方式はシリアルデータの中にクロックを埋め込むことで、データとクロックの転送を同一配線で行うことができる。

シリアルデータそのものは、ビット列のLowやHighの状態が長期間、或いは不定期に渡って続く可能性があるデータであるため、そこからクロック成分を抽出する事は出来ない。そこで8b10b符号化方式にて、どのようなデータであってもビット列のLow又はHigh状態の期間が3クロック以下になるように変換を行い、クロック成分を抽出している。これにより8b10b符号化方式では、帯域の20%をロスする代わりにデータとクロックを同一配線で同時に送受信する事を可能としている。

CPRIでは、無線基地局の制御・ベースバンド部（Base Band Unit；BBU）と、無線部（Remote Radio Head；RRH）の間の通信ではクロック同期が不可欠であるため、上記の手法を用いる必要がある。

CPRIにて採用されている伝送方式、8b10b符号化方式では変換表に基づき8bから10bへbit変換を行っている。これにより、10bに変換した際、Kコードなるものが生成される。このKコードを用いることで、本方式ではフレームの区切りを判別している。

変換、Kコードについて以下に説明する。まず、8bitのデータを HGF EDCBA の3bit/5bitに分け、それぞれに1bitを付加し、abcdei fghjの6bit/4bitに変換する。その際、DコードとKコードに分かれ、それぞれDxx.x、Kxx.x と表記される。Dコードは文字通りデータを示すシンボルであり、Kコードは制御用に用いるシンボルである。変換時の送出パターンは、＋と-で表されるランニングディスパリティが2種類存在する。ランニングディスパリティを考慮すると、8bの入力データは8b10b符号化方式によって、512通りのシンボルに変換される。これをDコードと呼ぶ。これとは別に制御信号を表すシンボルが24個存在する。これをKコードと呼ぶ。つまり8b10b符号化方式によって、生成されたDコード、Kコードからは計536通りのシンボルの組み合わせが生まれることになる。Kコード変換の一例を表１に示す。

表１ Kコード変換表

表１では、例えば、8bの際は意味を持たないただのデータとして存在していた16進数の“BC”（2進数の“10111100”）という値が、8b10b変換することにより、意味を持ったKコードのK28.5になることを示している。KコードK28.5の意味はCommaであり、フレームの区切り位置（フレーム先頭部）を示す。

"CPRI Specification V6.0", [online], [平成25年11月22日検索], インターネット＜URL: http://www.cpri.info/spec.html＞

8bから10bに変換してKコードを表現する部分が追加されるため、データ量は増える。それが8b10b符号化方式の問題である。8b10b符号化方式は変換によって生まれるオーバヘッドが転送量の20％と大きな割合を占めており、8bから10bへの変換時の転送データ量は1.25倍となる。つまり8Gbpsの実データを伝送するためには10Gbpsのスループットが必要となる。これは客観的に見て伝送効率が良いと言えない。既存のCPRIでは8b10b符号化方式を用いているが、その方式ではオーバヘッド部が多く、帯域使用量を圧迫している状況にある。

8bから10bへの変換を行わず8bのままデータを伝送することが可能であれば20%のオーバヘッド分を無くすことが出来るが、そのためにはクロック成分の抽出、フレーム区切りを判別する方法が必要となる。クロック信号やK28.5などのKコードといった、10bに変換した際に加えられる情報が存在しないと、クロック同期を取れなかったり、フレーム同期が取れなかったりと問題が発生するためである。

上記課題を解決するため、本発明の中継装置は、入力された10ビットのCPRI hyper frameを8ビットのCPRI hyper frameに戻す10b8b変換部と、前記10b8b変換部から出力される8ビットのCPRI hyper frameを装置内フレームへカプセル化するカプセル化部と、カプセル化部が出力する装置内フレームにスクランブルをかけるスクランブル部と、を備える。

CPRIの伝送方式における従来の8b10b符号化方式で発生する20％のオーバヘッドを削減することが出来、データ転送量および帯域使用量の削減を見込める。ならびに、多重化の手段を用いて他回線の空き帯域を利用し合うことで伝送効率の向上が図れる。

CPRI frameの構造を示す図である。 hyper frame 内のControl word とサブチャネルを示す図である。 hyper frame 内のサブチャネルを示す図 である。 CPRI信号多重化伝送システムの一実施形態を示す図である。 送信側装置と受信側装置におけるフレームのカプセル化と同期方法の一実施例を示す図である。 CPRI信号多重化伝送システムの送信側装置の機能ブロックの一構成例を示す図である。 4多重の場合のフレームのカプセル化方法の一実施例を示す図である。 CPRI信号多重化伝送システムの受信側装置の機能ブロックの一構成例を示す図である。 速度変換後における8b hyper frame のフレーム区切り位置の指定方法の一実施例を示す図である。 GFP frameのペイロードヘッダフォーマットを示す図である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。同一の要素や対応する要素については、図面において対応する符号を記載してある。8b hyper frame時と10b hyper frame時において、図２、図３、表１、表２のフレームフォーマット、内容は共通である。また、本実施例ではK28.5のことをKコードと記載し特に注記がない場合は、本実施例ではKコードはK28.5を指すものとする。

まず、CPRI frameの構造について説明する。図１はCPRI frameの構造を示す図である。CPRI frameはbasic frameを基本に構成される。256個のbasic frameより、1個のhyper frameが構成される。さらに150個のhyper frameより1個の nodeB frame(CPRI 10ms frame)が構成される。既存のCPRI Linkにおいては、hyper frame単位でフレーム同期が取られる。

basic frameは、4つの16wordにより構成されている。１wordあたりのbit数はシリアル転送速度に応じて変化する。本実施例の説明では、1wordを1Byteとして説明する。また、上記の16wordのうち、先頭の1wordはControl word用であり、残りの15wordはデータの転送用である。つまり、1つのbasic frameには4word の Control wordと、60word の データ転送用領域が存在する。

図２はhyper frame 内のControl wordとサブチャネルを示す図である。1つのhyper frameの中に256個のbasic frameが存在し、それぞれ1個のbasic frameの中に1つのサブチャネルが存在する。サブチャネルはbasic frameの先頭1Byteに存在する。そのサブチャネル内にControl wordが存在し、図３に示す通り各々に対応した制御を行う。

図３はhyper frame内のサブチャネルを示す図である。サブチャネルインデックスNs２０１は、サブチャネルのインデックスであり、0から64まで存在する。またControl wordインデックスXs２０２は、１つのサブチャネル内におけるControl wordのインデックスであり、0から3まで存在する。また、1個のhyper frame内のControl wordのインデックスXについては、下記のように求めることができる。
X ＝ サブチャネルインデックスNs２０１ ＋ 64 × Control wordインデックスXs２０２
サブチャネルインデックスNs２０１が0の際のサブチャネルは、同期とタイミング情報を扱う箇所である。図２の詳細であるControl wordの内容を記したものを表２に示す。

表２ hyper frame内のControl wordの実装内容 (p > 19)

図３、表２において、それぞれのブロックで示すように、hyper frame内部にてサブチャネルごとの役割が分けられている。図３、表２におけるサブチャネルのControl wordインデックスXs２０２が0かつサブチャネルインデックスNs２０１が0の部分、つまりhyper frameの先頭部分のサブチャネルであるSync ByteおよびKコードを示すControl word２００は、8bにおいてはデータの“BC（表１ K28.5のHEX値）”、10bにおいてはKコードの“K28.5”と定義されている。10bの際の、このKコードを用いることでCPRI Linkはフレームの区切りを識別でき、同期を取ることが可能となっている。

以下、伝送方法について説明する。本実施例では、CPRI信号変換・伝送装置４０２、CPRI信号変換・伝送装置４０３を用いて通信を行う際の一例の説明をする。図４は一実施形態によるCPRI信号伝送システムを示すブロック図である。既存CPRI装置４０１から既存CPRI装置４０４へ向けて信号が流れる場合を説明する。なお、本実施例では送信側の既存CPRI装置４０１は8b10b変換により10bに符号化した信号をCPRI信号変換・伝送装置４０２に受け渡し、受信側の既存CPRI装置４０４はCPRI信号変換・伝送装置４０３から10bに符号化された信号を受信するものとする。

既存CPRI装置４０１と既存CPRI装置４０４の間に、本実施例のCPRI信号変換・伝送装置４０２およびCPRI信号変換・伝送装置４０３を接続し、その間をCPRI Linkにて情報を伝送する。CPRI信号変換・伝送装置４０２もしくはCPRI信号変換・伝送装置４０３は、同基地局内にて既存CPRI装置４０１もしくは既存CPRI装置４０４の外付け装置として接続しても良い。この場合、既存CPRI装置４０１、既存CPRI装置４０４の仕様を変更することなく、局間伝送路４００におけるCPRI信号を用いた双方向通信が可能であることがメリットとして挙げられる。

図５はフレームのカプセル化と同期方法を示す図である。既存CPRI装置４０１から出力された信号をCPRI信号変換・伝送装置４０２の入力とし、その内部の10bから8bへの変換部５０１で10b hyper frame７００から8b hyper frame７０１へ変換を行う。複数の回線(Link)から受信した8b hyper frame７０１をByteごとの単位で多重化し、データを組み合わせることで、固定長の多重化フレーム７０２を生成する。これをGFP frame７０３へカプセル化する。

カプセル化された信号は局間伝送路４００を伝送された後、CPRI信号変換・伝送装置４０３によりデカプセル化され8b hyper frame７０１に復元される。その際にCPRI信号変換・伝送装置４０３は8b hyper frame７０１の先頭位置を判別する必要がある。そのため装置内フレームに多重化フレーム７０２をカプセル化するにあたって、Kコード位置タイミングを伝える必要がある。本実施例では、10bから8bに再変換するときに、CPRI信号変換・伝送装置４０２が10bのKコードの位置タイミング情報を抽出し、これをCPRI信号変換・伝送装置４０３へデータとともに送信する。

図６は送信側のCPRI信号変換・伝送装置４０２の機能ブロック図である。制御部５０９装置内全体の制御を行う制御部である。CPRI信号変換・伝送装置４０２は、既存CPRI装置４０１から受信したCPRI frameを10bから8bに変換し、多重化し、対向装置であるCPRI信号変換・伝送装置４０３へ伝送する。なお、本実施例では回線をCPRI Link#1から#4までの4多重としているが、あくまで一例であり、回線の多重本数はこれ以上でもこれ以下でも良い。

CPRI信号変換・伝送装置４０２は、既存CPRI装置４０１から出力された10bの信号を光モジュール部５００にて受信する。その入力信号は10b hyper frame７００であるので、10b→8b変換部５０１にて10bから8bへ変換し、8b hyper frame７０１とする。また、その際に10b→8b変換部５０１は、10b hyper frame７００からKコード位置がある場所のタイミングを抽出する。Kコードが存在する位置は10b hyper frame７００の先頭であり、サブチャネルで示すとSync ByteおよびKコードを示すControl word２００である。10b hyper frame７００伝送時、10b→8b変換部５０１にてSync ByteおよびKコードを示すControl word２００を認識した際のタイミングを記憶しておく。図６に示すとおり、10b→8b変換部５０１は、そのタイミングをデータとは別に抽出し、Kコード位置タイミングを速度変換/待合せバッファ部５０２、ＭＵＸ部５０３、待合せバッファ５０４を経てフレーム生成・カプセル化部５０５まで伝達する。

これと同時に、クロック変換部５０８によりクロックの速度変換が行われている。図９のとおりKコード位置タイミングも速度変換をすることで、hyper frameの先頭を示すためのKコード位置タイミング情報は維持出来る。

次に速度変換/待合せバッファ部５０２が、8b hyper frame７０１の速度変換を行う。ならびに、各回線（CPRI Link#1〜#4）の同期を取るため待合せをする。ここではhyper frame単位ではなく、Byte単位で待ち合わせすることで、遅延を少なくする。ここで待ち合わせた複数回線のデータを用いて多重化部５０３にて時分割多重（Time Division Multiplex；TDM）を行う。TDMは回線の利用効率を上げるために用いる。図面では4多重の場合を例として挙げているが、これは一例であり、その他の多重化数でも構わない。

次に待合せバッファ５０４は、フレーム生成・カプセル化部５０５にてカプセル化するための任意の長さになるまでデータを待ち合せる。この際に待合せバッファ５０４にて生成した任意の長さのフレームを多重化フレーム７０２とする。多重化フレーム７０２はフレーム生成・カプセル化部５０５まで伝送する。

多重化フレーム７０２のフレーム長は任意だが、最低構成単位を1Byteとした固定長のフレームとする。この理由はhyper frame 単位で送信する場合に比べ、待合せにおける遅延を減らすことが出来るためである。ただし、カプセル化を行う際のフレーム長が短すぎる場合は、カプセル化の際に使用する装置内フレームのヘッダ部分等のオーバヘッド部の比率が大きくなり、伝送効率が悪化する。また、フレーム長が長すぎる場合(hyper frame以上)はフレームを待ち合せる際の時間が長くなり、伝送遅延が大きくなる。そのため、どの程度のフレーム長にするかは使用の際の用途に合わせた考慮が必要である。

フレーム生成・カプセル化部５０５では、装置内フレームを生成し、そのフレーム内に多重化フレーム７０２をカプセル化する。本実施例では装置内フレームとしてGFP frame７０３を使用するが、その他のフレームにて伝送しても良い。GFP frame自体を伝送する際のフレーム同期は、ITU-T G.7041/Y.1303に準じることとする。

フレーム生成・カプセル化部５０５で装置内フレームを生成しカプセル化した後、スクランブル部５０６にて装置内フレームにスクランブルをかける。これにより、同一符号が連続することを防ぐ。その後、光モジュール部５０７を通して局間伝送路４００を伝送する。

GFP frame７０３の構成を図７に示す。コアヘッダ部はペイロード長表示部９００を2Byte、cHEC部９０１を2Byteと規定している。また、ペイロードエリア部は、ペイロードヘッダ部９０２はＹByte（Ｙ:図１０に対応した値、多重化数により異なる）と規定する。クライアントペイロード情報フィールド部９０３はここに多重化フレーム７０２をカプセル化するため、多重化フレーム７０２に依存したフレーム長ＸByte（Ｘ：多重化フレーム７０２のフレーム長）と規定する。またペイロードFCS部９０５は4Byteと規定する。

図８は受信側のCPRI信号変換・伝送装置４０３の機能ブロック図である。制御部６０９装置内全体の制御を行う制御部である。CPRI信号変換・伝送装置４０３がCPRI信号変換・伝送装置４０２から受信した装置内フレームを復元し、その後多重化された信号を各回線(Link)の信号に分離し、最後にCPRI frameを8bから10bに再度変換するまでの手順を説明する。

局間伝送路４００を伝送後、光モジュール部６０７を通過した装置内フレーム７０３に対して、CPRI信号変換・伝送装置４０３はスクランブル部６０６にてデスクランブルをかける。その後、フレーム生成・カプセル化部６０５がデスクランブルされた装置内フレーム７０３をデカプセル化し多重化フレーム７０２を復元する。これと同時にフレーム生成・カプセル化部６０５は、送信時に伝達された、8b hyper frame７０１先頭位置の情報であるKコード位置タイミングを復元する。Kコード位置タイミングはデータとは別回路にて抽出し、待合せバッファ６０４、DEMUX部６０３、速度変換／待合せバッファ部６０２を経て8b→10b変換部６０１まで伝送される。

多重化フレーム７０２を待合せバッファ６０４に伝送した後、多重化部６０３にてそれぞれの回線(Link#1〜#4)ごとに分割する。その後速度変換/待合せバッファ部６０２で、フレームが8bから10bに変換されるのに併せ、速度変換する。Kコードのタイミングについても合わせて速度変換を行う。そして8b→10b変換部６０１にて、CPRI frameを8bから10bへ再度変換する。その後、光モジュール部６００を通して信号を出力し。既存CPRI装置４０４に対して入力する。

伝送の際はクロック同期を取る必要がある。本実施例でのクロック同期の方法を説明する。既存CPRI装置４０１から既存CPRI装置４０４間でクロック同期を取るためには、CPRI信号変換・伝送装置４０２とCPRI信号変換・伝送装置４０３間でもクロック同期を引き継ぐ必要がある。そこでCPRI信号変換・伝送装置４０２では、光モジュール部５００のいずれかひとつの光モジュールから、クロック成分を抽出し、クロック変換部５０８へ入力する。クロック変換部５０８は入力されたクロック成分の速度を変換した後で光モジュール部５０７へ出力する。こうしてCPRI信号変換・伝送装置４０２の光モジュール部５０７から、CPRI信号変換・伝送装置４０３の光モジュール部６０７へクロック同期がされる。

CPRI信号変換・伝送装置４０３は、送信時におけるCPRI信号変換・伝送装置４０２内の処理とは逆の手順を取り、光モジュール部６０７が受信した信号からクロック成分を抽出し、これを入力されたクロック変換部６０８が速度変換した後、光モジュール部６００までクロックを伝達する。CPRI frameが10bから8bに変換される際のクロックの速度変換にて10b時でも8b時でも同期を取れるようにしている。以上の手順を踏むことで、CPRI信号変換・伝送装置４０２とCPRI信号変換・伝送装置４０３間でクロック同期が取れるようになる。

多重化フレーム７０２内における、8b hyper frame７０１のKコードの位置タイミング情報をCPRI信号変換・伝送装置４０２からCPRI信号変換・伝送装置４０３へ伝送する方法の詳細を図９を用いて説明する。図９に示す通り、Kコード位置タイミングは個別にタイミングを保持しており、8b hyper frame７０１の先頭位置のタイミングを指し示す役割をしている。そのため、このタイミングに対応するデータが多重化フレーム７０２のどこにあるか把握できれば、CPRI信号変換・伝送装置４０３において多重化フレーム７０２からの8b hyper frame７０１の復元が可能となる。

そこで、Kコード位置タイミング情報を伝達するため、本実施例のGFPフレーム703は図７に示したとおり、ペイロードヘッダ９０２の中にポインタ９０４を備えるようにしている。このポインタ９０４に、Kコード位置タイミングが指しているデータが多重化フレーム７０２において先頭位置から何Byte目であるかの情報を格納することで、多重化フレーム７０２内における回線ごとの8b hyper frame７０１先頭位置を判別できるようにする。なお、多重化フレーム７０２は複数の回線（Link#1〜#4）の情報を多重化したフレームであるため、Kコード位置タイミングについても多重化フレーム７０２内で複数回線分が多重化される。TDMは多重化の順序が決まっているため、順序を辿ることでどのタイミングがどの回線のKコード位置タイミングであるか判別することが出来る。本実施例では例えばLink#1、Link#2、Link#3、Link#4というあらかじめ決められた順番で、同じ長さのタイムスロット長をそれぞれのLinkに割り当てて、それらLinkを時分割多重(TDM)すれば多重されたデータにおけるそれぞれのLinkの位置(タイミング)を特定することができる。

図１０はポインタ９０４の部分を拡大した図である。ペイロードヘッダ内ポインタ部９０４にはそれぞれの回線に対してポインタが1つずつ存在する。本実施例では例えばLink#1に対応するポインタがp1、Link#4に対応するポインタがp4である。ポインタのデータ長は本実施例では1Byteとしているが、あくまで一例であり、多重化フレーム７０２のフレームの終端まで指し示せるよう定義する。

また、多重化方式をTDMとしているので、それぞれの回線のデータは順序通りに多重化フレーム７０２内に詰められる。その性質を利用し、ペイロードヘッダ内ポインタ部９０４は対応した1つの回線のデータのみを指すように定義する。

例えば実施例のように４回線の場合は、図１０“p1”のポインタは、図９の多重化フレーム７０２の先頭から、1番目、5番目、9番目、…と回線1のデータ部のみを指し示して検索する。そして指し示した場所が8b hyper frame７０１先頭位置であるか確認する。ペイロードヘッダ内ポインタ部９０４で指し示した値が8b hyper frame７０１先頭位置であれば、その位置の値をペイロードヘッダ内ポインタ部９０４に保持する。この手段を取った後に局間伝送路４００を伝送することで、後にフレーム生成・カプセル化部６０５にてフレームを復元する際、その位置の値を渡し、8b hyper frame７０１を先頭位置からフレームごとに復元することが出来る。

図７に多重化フレーム７０２の一例を示す。網掛け部は8b hyper frame７０１先頭位置を示すControl wordであり、Sync ByteおよびKコードを示すControl word２００に等しい。多重化フレーム７０２のフレーム内の数字は図６、図８におけるCPRI Linkの回線の番号に対応している。

実施例の場合、多重化フレーム７０２内における回線ごとの8b hyper frame７０１の先頭位置は、CPRI Link#1は多重化フレーム７０２の先頭から1Byte目、CPRI Link#2は10Byte目、CPRI Link#3は7Byte目、CPRI Link#4はなし、という状態なので、ペイロードヘッダ内ポインタ部９０４にその該当位置を格納する。8b hyper frame７０１の先頭位置が多重化フレーム７０２内に存在しない場合は、ポインタでいずれの位置も指し示さないように値を0と入力するよう定義する。

このようにポインタを利用することで、8b hyper frame７０１先頭位置を判別出来、その位置でフレームを区切ることで、伝送後も局間伝送路４００を伝送する前の状態と同様のフレームを復元し、伝送することが可能となる。つまり、CPRI信号変換・伝送装置４０３のフレーマー・カプセル化部６０５が多重化フレーム７０２をデカプセル化し復元、同時に送信時に伝達されたペイロードヘッダ内ポインタ部９０４の情報を元に、8b hyper frame７０１先頭位置の情報であるKコード位置タイミングを復元する。

以上の手順を用いて、BBUとRRH間を8bのまま伝送可能にすることが可能になり、帯域を効率的に利用することができる。

このように、本実施例では8bから10bに符号変換された信号を再び10bから8bの符号に戻して送信するため、信号に含まれるオーバヘッド分を無くすことができ信号の伝送効率が上がる。

しかし、既存の8b10b符号変換方式では、伝送するビット列の中で同じ値(0同士や1同士)が4つ以上続かないように処理することで、クロック同期を取っていたが、10bの信号を8bの信号に戻すとこのビット列の並びが保証されなくなり、クロック同期に支障をきたすおそれがある。

また、10b hyper frameにはhyper frame先頭位置（区切り位置）を示す情報である、KコードのK28.5が含まれているが、8b hyper frameに変換することでKコード情報は無くなる。Kコードにてhyper frame先頭位置を判別するため、このままではフレーム同期が取れなくなる。

このためクロック成分の抽出とフレーム区切りを判別する方法として、本実施例ではそれぞれ以下の手段を用いた。

クロック成分を抽出する手段として以下の手法を用いた。つまり、既存の方式では8b10b符号化方式を用いて、同じ値(0同士や1同士)が4つ以上続かないように処理をしていた。しかし本実施例のように8bのまま伝送する場合は同じ値が4つ以上続く可能性がある。そのような現象を防止するため、信号にスクランブルをかける。スクランブルをかけて同一符号が４つ以上連続する現象を防止し、クロック成分の抽出を可能とした。また、クロックは8bのときと10bのときで速度が変わるが、速度変換を実施することで同期を取ることができる。

フレーム区切りごとにデータを送信する手段として以下の手法を用いた。つまり、既存の方法でフレーム区切りを判別する際は、10bフレームに含まれているKコードを使用しており、Kコードはフレームの先頭位置に存在する。既存CPRI装置４０１にて8bから10bに変換されたフレームにはKコードが含まれている。本実施例ではその10bフレームを10bから8bへの変換部５０１にて10bから8bに再変換するが、その際単に8bに再変換するだけではKコードと送信したいデータそのものの違いがデータ上で判別不可となる。そのため8bではKコードが認識できず、フレーム区切り位置（フレーム先頭位置）が判別できなくなる。

そこで本実施例では、8bの際は、Kコードを用いずに10bの際にKコードがあったタイミングを用いてフレーム先頭位置の判別する方法を取る。10bから8bに再変換する前、10bにてKコードがある位置を指し示すタイミングの回路を、データとは別の回路として用意し、タイミングを抽出する。そのタイミングの回路を用いてKコード位置タイミングをフレーム生成・カプセル化部５０５に伝達する。その後はポインタの手法を使うことで、装置内フレームに、フレーム先頭位置を伝えることとする。その後、局間伝送路４００を伝送した後、ポインタに従いフレームを復元すれば、Kコードがない8bのフレームであってもフレーム区切り位置を判別できるようになる。

言いかえると、本実施例では、10b hyper frameを8b hyper frameに再変換した際Kコードで示していたフレームの区切り位置情報が削除されてしてしまう代わりに、再変換前の10b hyper frameからKコード位置タイミングを抽出し、8b hyper frameでもフレーム区切り位置が判別できるようにした。具体的には、10b hyper frameで伝送した際、K28.5が現れた位置のタイミングをタイミング回路にて保持する。そのタイミングを、8b hyper frameへの変換後も同期することで、フレームの区切りが判別できるようになる。

このように上記の手段にてオーバヘッドを無くした8bフレームは、装置内フレームにカプセル化し伝送する。

こうして、フレームを10bから8bに戻したことで生まれる2b分の余剰帯域を利用することで、伝送効率向上が図れる。回線が1本の場合は2b分が余剰となるだけだが、複数回線を用意して多重化し伝送すると、他の回線が使用していない2b分の空き帯域を利用して伝送することが出来、伝送効率が上がる。複数回線のデータを多重化し一定長のデータを装置内フレームにカプセル化して伝送することで、BBUとRRHの間の通信の際、伝送効率の向上が図れる。

つまり、上記の手段にてフレーム同期、クロック同期を取っている8b hyper frame を、複数回線用意し、時分割多重（Time Division Multiplex；TDM）にて多重化する。その際、多重化後の待合せにて生成されるフレームは最低構成単位を1Byteとした任意のフレーム長（ただし固定長）とする。これを装置内フレームにカプセル化する。装置内フレームにカプセル化する際の装置内フレームの一例として、GFP frameがある。10b のhyper frameのまま伝送するのではなく、多重化した8b のデータをbyteごとに装置内フレームに複数個カプセル化して伝送することで、BBUとRRHの間の通信の際、データ転送量および帯域使用量の削減ができ、回線効率を向上させることができる。

２００ Sync ByteおよびKコードを示すControl word
２０１ サブチャネルインデックスNs
２０２ Control wordインデックスXs
４００ 局間伝送路
４０１ 既存CPRI装置
４０２ CPRI信号変換・伝送装置
４０３ CPRI信号変換・伝送装置
４０４ 既存CPRI装置
５００ 光モジュール部
５０１ 10bから8bへの変換部
５０２ 速度変換/待合せバッファ部
５０３ 多重化部
５０４ 待合せバッファ部
５０５ フレーム生成・カプセル化部
５０６ スクランブル部
５０７ 光モジュール部
５０８ クロック変換部
５０９ 制御部
６００ 光モジュール部
６０１ 8bから10bへの変換部
６０２ 速度変換/待合せバッファ部
６０３ 多重化部
６０４ 待合せバッファ部
６０５ フレーム復元・デカプセル化部
６０６ スクランブル部
６０７ 光モジュール部
６０８ クロック変換部
６０９ 制御部
７００ 10b hyper frame
７０１ 8b hyper frame
７０２ 多重化フレーム
７０３ GFP frame
９００ ペイロード長表示部
９０１ cHEC部
９０２ ペイロードヘッダ部
９０３ クライアントペイロード情報フィールド部
９０４ ペイロードヘッダ内ポインタ部
９０５ ペイロードFCS部

Claims (7)

10ビットのデータに変換された8ビットのデータを受信して中継する中継装置であって、
入力された10ビットのCPRI hyper frameを8ビットのCPRI hyper frameに戻す10b8b変換部と、
前記10b8b変換部から出力される8ビットのCPRI hyper frameを装置内フレームへカプセル化するカプセル化部と、
前記カプセル化部が出力する前記装置内フレームにスクランブルをかけるスクランブル部と、を有することを特徴とする中継装置。

請求項１に記載の中継装置であって、
前記10b8b変換部は、複数の回線からの10ビットのCPRI hyper frameをそれぞれ8ビットのCPRI hyper frameに戻し、
前記10b8b変換部と前記カプセル化部との間に位置し、前記10b8b変換部から出力される複数回線からの8ビットのCPRI hyper frameを多重して1つのフレームとした多重化フレームを出力する多重部を有し、
前記カプセル化部は、前記多重部から出力される前記多重化フレームをカプセル化して装置内フレームを生成することを特徴とする中継装置。

請求項２に記載の中継装置であって、
前記10b8b変換部は、10ビットのCPRI hyper frameのKコードの位置のタイミング情報を抽出し、
前記カプセル化部は、前記装置内フレームに、前記10b8b変換部が抽出したKコードの位置のタイミング情報を含むことを特徴とする中継装置。

請求項３に記載の中継装置であって、
前記装置内フレームはGFP frameであり、当該GFP frameのペイロードエリア内のクライアントペイロード情報フィールドに前記多重部が出力する多重化フレームを格納することを特徴とする中継装置。

請求項４に記載の中継装置であって、
前記GFP frameのペイロードエリア内のペイロードヘッダに前記Kコードの位置のタイミング情報を格納することを特徴とする中継装置。

GFP frameを受信して中継する中継装置であって、
GFP frameからクロックを抽出する光モジュール部と、
前記光モジュール部からのGFP frameをデスクランブルするデスクランブル部と、
前記デスクランブル部からのGFP frameをデカプセル化して多重化フレームを出力するデカプセル化部と、
前記デカプセル化部からの多重化フレームを回線ごとの8ビットのCPRI hyper frameフレームに分離する分離部と、
前記分離部が出力する8ビットのCPRI hyper frameフレームを10ビットのCPRI hyper frameに変換する8b10b変換部と、を有することを特徴とする中継装置。

請求項６に記載の中継装置であって、
前記デカプセル化部は、前記GFP frameに含まれる、8ビットのCPRI hyper frameフレームの先頭位置を示す情報を抽出することを特徴とする中継装置。

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