JP2015149646A - 伝送装置および伝送品質測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】公知技術では、定期的に評価フレームを送信できず、厳密に伝送路の品質を測定できない。【解決手段】受信したユーザーフレームに含まれるギャップの数をカウントするカウント部と、ギャップの長さを削減するビット削減部と、削減されたフレームをスクランブル化するスクランブル部と、削減されたフレームについてパリティを演算する演算部と、パリティの先頭に識別子を挿入する挿入部と、スクランブル部と挿入部とに接続され、スクランブル部の第１の出力と挿入部の第２の出力との一方を選択し、スクランブル部の出力の先頭に識別子とパリティとを付与する選択部と、を含んで構成される伝送装置により、達成できる。【選択図】図５

Description

本発明は、伝送装置および伝送品質測定方法に係り、特に、フルレート時においても、定期的に伝送劣化評価フレームを挿入可能とし、対向側で伝送路の品質を測定可能とする伝送装置および伝送品質測定方法に関する。

伝送路バックボーンネットワークでは、非同期ネットワークとしてＥｔｈｅｒネットワーク、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）ネットワークがある。また、同期ネットワークとしてＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical NETwork/Synchronous Digital Hierarchy）がある。これらネットワークには、ネットワークの保守運用機能品質として、それぞれＯＡＭ（operation administration and maintenance）が存在する。

Ｅｔｈｅｒ ＯＡＭは、ＩＴＵ−Ｔ Ｙ.１７３１およびＩＥＥＥ８０２.１ａｇで規定されている。規定によれば、Ｅｔｈｅｒ ＯＡＭは、伝送路の品質評価としてＣＣ（continuity check）およびＬＭＭ／ＬＭＲ（Loss Measurement Message/Reply）がある。ＣＣは、保守・管理の対象となる装置の端から端まで評価用のフレームを定期的に送り、伝送路が問題なく接続されていることを確認する。ＬＭＭ／ＬＭＲは、ネットワークの近端装置から送信したフレーム数と、もう一方の遠端装置にて受信したフレーム数をカウントし、同様に遠端装置から送信したフレーム数と近端装置側で受信したフレーム数をカウントした後、伝送路がどれくらいの割合でフレームが損失しているか確認する。

ＭＰＬＳ ＯＡＭは、ＩＴＵ−Ｔ Ｙ.１７３１ベースで策定されているＧ.８１１３.１およびＩＥＴＦ ＢＦＤベースで策定されているＧ.８１１３.２が存在する。ＭＰＬＳ ＯＡＭもＥｔｈｅｒ ＯＡＭのＣＣ、ＬＭＭ／ＬＭＲと類似の機能を有し、それぞれＣＣ／ＣＶ（Connectivity Verification）、ＬＭ（Loss Measurement）がある。

ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨでは、誤り検出方式としてＢＩＰ（bit-interleaved parity）処理が採用されている。ＢＩＰは、Ｎｂビットの誤りを監視することが可能であり、これをＢＩＰ−Ｎｂとする。被監視情報をＮｆとした場合、先頭からビット順に１からＮｂの番号を繰り返して付与し、同じ番号同士のＮｒ（＝Ｎｆ／Ｎｂ）ビットの情報に対して、各々の偶数パリティチェックを施して得られる。

ＢＩＰ−Ｎｂの１ビット当たりの被監視情報である１レールのビット数をＮｒとするとき、ＢＩＰ−Ｎｂは、Ｎｆビット中最大Ｎｂビットの誤りが検出できる事から、ＢＩＰ−Ｎｂの検出可能な伝送誤り率の限界Ｅは、
Ｅ＝Ｎｂ／Ｎｆ
＝１／Ｎｒ …（式１）
で与えられる。伝送路誤りがランダムに発生すると仮定し、その誤り率をＥとした場合、ＢＩＰ−Ｎｂの１レールあたりのパリティが誤りを検出する確率ｐ（Ｅ）は、
ｐ（Ｅ）＝（１−（１＋（１−２Ｅ）＾Ｎｒ）／２ …（式２）
で与えられる。ここで、「＾」は、べき乗である。またＢＩＰを用いて検出できる伝送路誤り率ＭＢＥＲは、
ＭＢＥＲ＝ｐ（Ｅ）／Ｎｒ …（式３）
で与えられる。

本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１の目的は、パケットネットワークの信頼性評価を高精度で実現することである。特許文献１は、その解決手段として、ＭＰＬＳ網の入側エッジ装置が、ＭＰＬＳ網に流入したユーザー信号に対して、ユーザー信号の伝送誤りを検出するための誤り検出符号を複数種類分生成して、ユーザー信号にカプセル化したＭＰＬＳパケットであるユーザパケットを生成して出側エッジ装置へと送信し、ＭＰＬＳ網の出側エッジ装置が、受信したＭＰＬＳパケットをデカプセル化して取り出した複数の誤り検出符号から複数種類それぞれの誤り検出回数を算出し、その算出した誤り検出回数と、受信したＭＰＬＳパケットのデータ量との比率に応じて、ＭＰＬＳ網のエラーレートを算出することを開示する。

特開２０１３−１１５４５０号公報

従来の技術ではフレームの欠落数から、ネットワークの品質を評価する場合、フレーム単位でしかネットワークの品質を評価できない。例えばフレーム内の１％が欠落しても、９９％が欠落しても１フレーム欠損とカウントするため、厳密にビット単位の欠落で伝送路の品質を評価できなかった。また、ＥｔｈｅｒネットワークおよびＭＰＬＳネットワークでは非同期にフレームが送信される。非同期ネットワークでは、フレームが送られていない間、フレームの欠損は確認できないため、定常的な伝送路の品質評価をすることができない。これらを厳密に評価するために、特許文献１にあるような評価フレームを用いてもユーザー帯域がフルレートの場合、評価フレームを送信することができない。

そこで、本発明では、非同期ネットワークでも、ユーザーの帯域によらず、定期的に評価フレームを送信することを可能とし、厳密に伝送路の評価を提供する。

上述した課題は、受信したユーザーフレームに含まれるギャップの数をカウントするカウント部と、ギャップの長さを削減するビット削減部と、削減されたフレームをスクランブル化するスクランブル部と、削減されたフレームについてパリティを演算する演算部と、パリティの先頭に識別子を挿入する挿入部と、スクランブル部と挿入部とに接続され、スクランブル部の第１の出力と挿入部の第２の出力との一方を選択し、スクランブル部の出力の先頭に識別子とパリティとを付与する選択部と、を含んで構成される伝送装置により、達成できる。

また、ヘッダとペイロードとを含むフレームのペイロードをデスクランブルするデスクランブル部と、デスクランブル部分の第１のパリティを演算する演算部と、ヘッダに含まれる対向装置が演算した第２のパリティと第１のパリティとを比較し、伝送誤り率を出力する比較部と、を含んで構成される伝送装置により、達成できる。

さらに、ヘッダとペイロードとを含むフレームのペイロードをデスクランブルするステップと、デスクランブル部分の第１のパリティを演算するステップと、ヘッダに含まれる対向装置が演算した第２のパリティと第１のパリティとを比較し、伝送誤り率を出力するステップと、を含む伝送品質測定方法により、達成できる。

本発明によれば、ユーザーフレームの帯域によらず、定期的に伝送路の品質を測定することができる。

網形態を説明するブロック図である。 リニア型の光伝送システムのブロック図である。 ＯＡＤＭ型の光伝送システムのブロック図である。 光送受信器の構成を説明するブロック図である。 評価フレーム生成部のブロック図である。 評価フレーム検出部のブロック図である。 評価フレームを作成する過程を説明する図である。 評価フレームを検出する過程を説明する図である。 パス設定のフローチャートである。 評価フレーム送信のフローチャート（その１）である。 評価フレーム送信のフローチャート（その２）である。

以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１を参照して、光信号伝送装置が適用される網の形態を説明する。ここで、図１（ａ）はリニア型ネットワークのブロック図である。図１（ｂ）はリング型ネットワークのブロック図である。図１（ｃ）はメッシュ型ネットワークのブロック図である。

図１（ａ）に示すリニア型（ポイント・ツー・ポイント型）ネットワークは、光ノード１０３−１と光ノード１０３−２とが端点にある。また、光ノード１０３−１と光ノード１０３−２の間に光ノード１０３−３がある。光ノード１０３は、互いに伝送路ファイバ１１１で接続されている。リニア型ネットワークでは、光ノード１０３−１または光ノード１０３−２で挿入（アド）された信号は、一部が光ノード１０３−３で分岐（ドロップ）されることが可能である。また、光ノード１０３−３は、別の信号を挿入することが可能である。

ここで、実線矢印は、光ノード１０３−１と光ノード１０３−２間、光ノード１０３−１と光ノード１０３−３間、光ノード１０３−３と光ノード１０３−２間にパスが設定されていることを示す。

光ノード１０３−１、光ノード１０３−２、光ノード１０３−３は、監視制御用網１０２を経由し、統合監視制御部１０１と接続されている。統合監視制御部１０１は、各光ノード１０３の状態を含むネットワークの構成管理、障害管理、帯域管理、性能管理等を行う。統合監視制御部１０１は、任意の光ノード１０３間に需要に応じた通信帯域を確保するために、構成管理情報および障害管理情報を参照して、該当する光ノードの利用可能なリソースおよび障害情報を参照し、該当する光ノードを含む複数の光ノードを制御して通信路またはパスを設定する。

図１（ｂ）に示すリング型ネットワークでは、光ノード１０３−１と光ノード１０３−２と光ノード１０３−３と光ノード１０３−４とが、それぞれ隣り合った局（ノード）１０３と伝送路ファイバ１１１で接続されている。ネットワークがリングを形成しているので、リング型ネットワークは、ファイバが１箇所で障害を起こした場合も、逆回りの伝送でプロテクションすることができる。

ここで、実線矢印は、光ノード１０３−１経由で光ノード１０３−２と光ノード１０３−３間、光ノード１０３−３と光ノード１０３−４間、光ノード１０３−２と光ノード１０３−４間にパスが設定されている状態を示す。

図１（ｃ）に示すメッシュ型ネットワークは、光ノード１０３−１と光ノード１０３−２と光ノード１０３−３と光ノード１０３−４と図示しない他の光ノードとが、網の目状に伝送路ファイバ１１１で接続されたネットワークである。

ここで、実線矢印は、光ノード１０３−１と光ノード１０３−２間、光ノード１０３−３経由で光ノード１０３−１と光ノード１０３−４間、光ノード１０３−１と光ノード１０３−４間、光ノード１０３−２と光ノード１０３−４間にパスが設定されている状態を示す。
メッシュ型ネットワークは、リングと比較して運用管理は難しいが諸条件に応じてパスの経路変更等が可能な自由度の高いネットワークである。

図１（ｂ）、図１（ｃ）でも、統合監視制御部１０１、監視制御用網１０２の役割は同様である。各網形態において、統合管理制御部１０１は、１台あるいは複数の冗長化されたサーバによる集中制御方式で実現することができる。別の方式として、図２を用いて説明するノード監視制御部２１１のように各ノード１０３の監視制御部が、互いに通信してネットワークの状態情報交換や経路計算を行う分散制御方式、または集中制御方式と分散制御方式が連携した方式を採用しても良い。

分散制御方式を採用の場合、統合監視制御部の機能を省略あるいは簡略化することも可能である。連携する場合、ネットワークの状態情報交換や、経路計算、パス設定のための各ノードへの制御などの機能を、統合監視制御部１０１とノード監視制御部２１１とで分担しても良い。分散制御方式の装置間通信制御技術として、インターネットエンジニアリングタスクフォース（The Internet Engineering Task Force；ＩＥＴＦ）のＲＦＣ３４７１−３４７３等で規定されているＧＭＰＬＳ（Generalized MultiProtocol Label Switching）のプロトコル群を利用することが可能である。

図２を参照して、光信号伝送システムの構成を説明する。図２において、光信号伝送システム２００は、光ノード１０３と、光ノード１０４と、伝送路１１１と、を含んで構成されている。光ノード１０３は、光信号を送受信する。光ノード１０４は、光信号の線形中継を行う。伝送路１１１は、光ノード間を接続する。

光ノード１０３は、ノード監視制御部２１１と、光送受信器２２１と、波長合分波部２３１と、光増幅器２４１と、を含んで構成されている。複数の光送受信器２２１の送受信波長は、それぞれ異なる。光送受信器２２１の横に記載したλ１、λ２、…、λｎが送受信波長である。波長合分波部２３１は、波長領域で合波して波長多重信号に変換する。波長合分波部２３１は、逆に波長多重信号を各波長の信号分波して元の波長別の光信号に変換する。光増幅器２４１は、波長多重信号を光領域で増幅する。

光送受信器２２１は、光信号でクライアント装置と接続される。しかし、光送受信器２２１は、電気信号で、光ノード１０３の電気スイッチ（記載はされていない）を含む別の機能部と接続されてもよい。光送受信器２２１に用いる光源として、ある固定の波長のみが出力される光源でも良いし、送信波長を遠隔制御で変更可能な波長可変光源でも良い。波長は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ６９４.１およびＧ６９４.２で規定される波長グリッドに合うように選択される。波長数は、８波、１６波、２０波、４０波、６４波、８０波、１２８波、１６０波を含み、伝送条件を工夫することで様々に選ぶことができる。

波長合分波部２３１は、具体的には、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）と呼ばれる平面光回路（Planar Lightwave Circuit；ＰＬＣ）型素子を用いることができる。

光ノード１０４は、ノード監視制御部２１１と、光増幅器２４１と、を含んで構成されている。光ノード１０４は、伝送距離を延長するため線形中継の役割を持つ。光ノード１０４は、伝送路１１１による信号損失を補うため、光増幅器２４１により波長多重信号の増幅を行う。光増幅器２４１は、伝送距離およびファイバの種類に応じて、所定の主信号品質を保つ様、適切な機能および性能のものが選択される。主信号品質基準として、ビット誤り率が１０＾−１２以下となるように設定される。光ノード１０３−１と光ノード１０３−２の間の伝送距離をさらに延長するために、複数の光ノード１０４が設置されることもある。光増幅器２４１は、エルビウム添加ファイバ型光ファイバ増幅器（Erbium Doped Fiber Amplifier；ＥＤＦＡ）またはラマン増幅器が利用される。

光ノード１０４において、ノード監視制御部２１１は、光パワー、波長、光信号対雑音比を含む状態を監視する。
ここでは、省略しているが、光信号伝送システム２００は、主信号に加え、監視制御用の情報を光ノード間で転送する目的で、監視制御専用の波長を用いた監視制御チャネル（Optical Supervisory Channel；ＯＳＣ）を使うこともできる。

図３を参照して、光信号伝送システムの構成を説明する。図３において、光信号伝送システム２００Ａは、光ノード１０３と、光ノード１０３Ａと、伝送路１１１と、を含んで構成されている。光信号伝送システム２００Ａは、光ノード１０３間に、光合波・分波フィルタや光スイッチを用いて、波長多重された複数の光信号のうち、所望の波長の光信号のみを分岐・挿入する機能を具備した光伝送装置１０３Ａを配置した構成である。光信号を電気信号に変換せずに分岐・挿入を行う光伝送装置は、光挿入分岐装置（Optical Add‐Drop Multiplexer；ＯＡＤＭ）と呼ばれる。ＯＡＤＭは、図１（ａ）のようなリニア構成あるいは、図１（ｂ）のようなリング構成で使われることが多い。ＯＡＤＭで光領域で分岐・挿入を行う部品としては、ＰＬＣ型光スイッチ、機械式光スイッチ、マイクロマシン（Micro-Electro-Mechanical Systems；ＭＥＭＳ）型光スイッチ、液晶型光スイッチ、波長合分波機能も集積化された波長選択スイッチ（Wavelength Selective Switch；ＷＳＳ）などが市販されている。ＷＳＳを用いた場合、図１（ｃ）に示すようなメッシュ構成でも利用可能である。メッシュ構成で使われる光信号経路切替装置は、光クロスコネクト装置（Optical Cross Connect；ＯＸＣ）と呼ばれることがある。

光ノード１０３Ａは、光増幅器２４１と、光分岐挿入部３５１と、使用する波長数に応じた数量の光送受信器２２１と、ノード監視制御部２１１と、を含んで構成されている。光送受信器２２１−３には、再生中継機能を持たせても良い。すなわち、光送受信器２２１では、伝送路を伝播してきた光信号を一旦電気信号へ変換し、波形整形およびディジタル的な品質監視を行い、再び光信号として伝送路へ送信する。

光ノード１０３−１と光ノード１０３−２の間に、再生中継機能を持つノードを設置するか、線形中継機能を持つノードを設置するか、あるいは、これらのようなノードを何台設置するかは、分岐設計により、所定の主信号品質を実現できるように決められる。

図４を参照して、光送受信器の構成を説明する。図４において、光送受信器２２１は、クライアント側光送受信部４０１と、フレーム処理部４０２と、ＯＡＭ処理部４０３と、伝送路側光送受信部４０４と、制御回路４０５と、通信回路４０６と、を含んでで構成されている。

クライアント側光信号は、具体的には、ＳＴＭ−１６（２.５Ｇｂｉｔ／ｓ）、ＳＴＭ−６４（１０Ｇｂｉｔ／ｓ）、ＳＴＭ−２５６（４０Ｇｂｉｔ／ｓ）がある。クライアント信号は、他にＩＥＥＥ ８０２.３ｚで規定されるＧｂＥ（１Ｇｂｉｔ／ｓ）、ＩＥＥＥ ８０２.３ａｅで規定される１０ＧｂＥ（１０.３Ｇｂｉｔ／ｓ）、ＩＥＥＥ ８０２.３ｂａで議論されている４０ＧｂＥ／１００ＧｂＥでも良い。

フレーム処理部４０２−１は、クライアント信号に対し、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ.７０９のＯＴＮで規定されるＯＴＵ４（１１１.８Ｇｂｉｔ／ｓ）またはＩＥＥＥ８０２.３で規定されている１０Ｇｂｉｔ Ｅｔｈｅｒ（１０.３１２５Ｇｂｉｔ／ｓ）、１００Ｇｂｉｔ Ｅｔｈｅｒ（１０３.１２５Ｇｂｉｔ／ｓ）へのマッピングにより、オーバーヘッド、誤り訂正符号の付加、性能監視、警報監視、終端を行う。さらに、光信号の変調方式に応じた信号処理を要する場合は、フレーム処理部４０２−２に実装しても良いし、伝送路側光送受信部４０４に実装しても良い。フレーム処理部４０２は、１個のＬＳＩで実現しても良いし、複数のＬＳＩまたはＦＰＧＡで実現しても良い。

ＯＡＭ処理部４０３は、フレーム処理部４０２−２より受信した信号から、ＯＡＭ情報を抜き出し、保守管理情報を抽出する、またフレーム処理部４０２−２へは保守管理情報を挿入し、対向装置へ送信する。ＯＡＭ情報としては、大別しＭＰＬＳ ＯＡＭとＥｔｈｅｒ ＯＡＭの２種類がある。ＭＰＬＳ ＯＡＭでは、Ｇ.８１１３.１で規定されているＣＣ／ＣＶ（Connectivity Verification），ＬＭ（Loss Measurement）がある。また、Ｅｔｈｅｒ ＯＡＭでは、Ｙ.１７３１とＩＥＥＥ８０２.１ａｇの両方で規定されているＣＣ（Continuity Check）、Ｙ.１７３１だけで規定されているＬＭＭ／ＬＭＲ（Loss Measurement Message/Reply）がある。これらＯＡＭ機能は、ＯＡＭ処理部４０３に実装しても良いし、フレーム処理部４０２−２に実装しても良い。

伝送路側光送受信部４０４は、ＩＴＵ−Ｔで規定された波長を持つ連続光源を内蔵し、それに対して、フレーム処理部４０２−２からの信号に応じて、伝送に適した変調方式で変調して、光信号を出力する。変調方式としては、ＮＲＺ（Non Return-to-Zero）、ＯＤＢ（Optical Duo-Binary）、ＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying）、ＤＱＰＳＫ（differential quadrature phase shift keying）、ＤＰＱＰＳＫ（dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying）の変調方式が適用可能である。ＤＱＰＳＫには、ＲＺ−ＤＳＰＫ、ＮＲＺ−ＤＰＳＫ、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ、ＮＲＺ−ＤＱＰＳＫ、ＣＳＲＺ（Carrier-Suppressed Return-to-Zero）−ＤＱＰＳＫの各種変調方式が含まれる。

伝送路側光送受信部４０４は、フレーム処理部４０２が処理可能な信号速度に変換する。制御回路４０５は、クライアント光送受信モジュール４０１、フレーム処理部４０２、伝送路側光送受信部４０４から各種情報を取得する。伝送路側光送受信部４０４は、取得情報を用いて、各部位に対して制御を行う。通信回路４０６は、図３で示したノード監視制御部２１１との通信を行う。通信回路４０６は、光送受信器２２１の情報を統合監視制御部１０１へ送る。通信回路４０６は、また、統合監視制御部１０１からの制御情報を制御回路４０５に伝える。

図５を参照して、送信側の評価フレーム生成部の構成を説明する。図５において、フレーム処理部４０２−２に含まれる評価フレーム生成部５００は、ＩＦＧ（Inter Frame Gap）カウンタ部５０１と、フレーム連結部５０２と、ＩＦＧビット削除部５０３と、ＢＩＰ演算部５０４と、演算識別子挿入部５０５と、スクランブル部５０６と、フレーム選択部５０７と、を含んで構成されている。評価フレーム生成部５００は、制御回路４０５と接続されている。制御回路４０５は、ＩＦＧカウンタ部５０１とフレーム連結部５０２とＩＦＧビット削除部５０３とＢＩＰ演算部５０４とに、ＢＩＰ演算範囲設定情報を配信する。

ＩＦＧカウンタ部５０１は、入力された送信フレームを解析する。ＩＦＧカウンタ部５０１は、演算範囲内の／Ｔ／の数（ｔ）とＩＦＧのビット数（ｉ）をカウントする。ＩＦＧカウント後、ＢＩＰフレーム、演算範囲識別子、そして周波数誤差吸収分の６４ビットの合計ビット数よりもＩＦＧが少なかった場合、ＩＦＧカウンタ部５０１は、ユーザーフレームと共に連結指示信号、不足ビット数を示す信号をフレーム連結部５０２へ送信する。ＢＩＰフレーム、演算範囲識別子、そして周波数誤差吸収分の６４ビットの合計ビット数よりもＩＦＧが多い場合、ＩＦＧカウンタ部５０１は、連結指示信号、不足ビット数を示す信号はフレーム連結部５０２へ送信しない。その場合、ＩＦＧカウンタ部５０１は、ユーザーフレームについて、フレーム連結部５０２を通過させ、そのままＩＦＧビット削除部５０３へと入力させる。

フレーム連結部５０２は、不足ビット数を示す信号からの情報を元に、余剰ビットを削除し、演算範囲内のフレームを連結する。余剰ビットの削除方法として、フレームの先頭を示す／Ｓ／（スタートカラム、フレームの先頭位置を示す）、最後尾を示す／Ｔ／（終端カラム、フレームの末尾位置を示す）を削除しても良い。自社対向のネットワークであれば、フレームの先頭のＤＡ（Distination Address)、ＳＡ(Source Address）を削除しても良い。

ＩＦＧビット削除部５０３は、設定されたＢＩＰフレームと演算範囲識別子分のＩＦＧビット数の削除を行う。ＢＩＰ演算部５０４は、設定された演算範囲に基づき、ＢＩＰ演算を実施し、ＢＩＰフレームを生成する。ＢＩＰ演算部５０４は、生成したＢＩＰフレームを次段のＢＩＰ演算識別子挿入部５０５へ出力する。

演算識別子挿入部５０５は、ＢＩＰフレームの先頭に演算範囲識別子「Ｐ」を付け、フレーム選択部５０７へ送信する。スクランブル部５０６は、ＤＣバランスを保つ為に、ＩＥＥＥ８０２.３に準拠したスクランブルを実施しても良いし、スクランブルをしなくても良い。フレーム選択部５０７は、スクランブル部５０６の出力とＢＩＰ演算子挿入部５０５の出力との一方を選択して、出力する。

図６を参照して、受信側の評価フレーム検出部の構成を説明する。図６において、フレーム処理部４０２−２に含まれる評価フレーム検出部８００は、デスクランブル部８０１と、ＢＩＰ演算部８０２と、フレーム選択部８０３と、ＢＩＰ比較部８０４と、ＢＩＰ演算識別子削除部８０５と、Ｂｕｆｆｅｒ８０６と、連結戻し部８０７と、ＭＡＣフレーム生成部８０８と、ＩＦＧ埋め戻し部８０９と、を含んで構成されている。

評価フレーム検出部８００は、制御回路４０５と接続されている。制御回路４０５は、通信回路４０６と接続されている。
デスクランブル部８０１は、演算範囲識別子とＢＩＰフレーム以外のデスクランブルを実施する。ＢＩＰ演算部８０２は、対向側から送信された演算範囲識別子とＢＩＰフレームを除いた領域のＢＩＰ演算を実施し、ＢＩＰフレームを生成する。フレーム選択部８０３は、ＢＩＰフレームと、それ以外とに振分ける。フレーム選択部８０３は、ＢＩＰフレームについてＢＩＰ比較部８０４へ送信する。フレーム選択部８０３は、それ以外のビットについて、ＢＩＰ演算識別子削除部８０５へ送信する。

ＢＩＰ比較部８０４は、生成したＢＩＰフレームと、フレーム選択部８０３にて振分けられたＢＩＰフレームとを比較する。ＢＩＰ比較部８０４は、比較結果である誤り率を制御回路４０５へ通知する。ＢＩＰ演算識別子削除部８０５は、演算範囲識別子を削除する。ＢＩＰ演算識別子削除部８０５は、削除された分を詰めるために、一度バッファ部８０６にてフレームデータを貯める。Ｂｕｆｆｅｒ８０６は、フレームデータを貯める。連結戻し部８０７は、データを詰められたフレームについて、連結識別子がある場合、連結識別子を削除し、／Ｓ／、／Ｔ／、ＤＡ、ＳＡを元にもどす。ＭＡＣフレーム生成部８０８は、フレームについて、ＭＡＣフレームを生成する。ＩＦＧ埋め戻し部８０９は、ＭＡＣフレームについて、演算範囲識別子とＢＩＰフレームの合計したビット分のＩＦＧを埋め戻す。

図７を参照して、送信側で評価フレームが作成される過程を説明する。図７において、ここで、
ｉ：ＩＦＧのビット数
６４：周波数誤差吸収ビット数
ｔ：フレームの数
ｂ：ＢＩＰのビット数
ｐ：演算範囲識別子のビット数
とする。

送信側のフレーム処理部４０２−２は、
（ｉ−６４）＊ｔ≧ｂ＋ｐ …（式４）
が成立するか判定する。成立するとき、図７（Ａ）において、送信フレーム６０１の長さがＮｂｉｔ監視の対象である。送信側のフレーム処理部４０２−２は、送信フレーム６０１から、（ＢＩＰフレーム＋演算範囲識別子）分のＩＦＧを削除したフレーム６０２を生成する。フレーム６０２の長さが、ＢＩＰ−Ｎの演算範囲である。送信側のフレーム処理部４０２−２は、フレーム６０２をスクランブル化する。なお、太線で囲まれた範囲がスクランブル化された範囲である。送信側のフレーム処理部４０２−２は、スクランブルされたフレーム６０３に、ＢＩＰフレームと演算範囲識別子を挿入して、送信フレーム６０４とする。

式４が成立しないとき、図７（Ｂ）において、送信フレーム６０５の長さがＮｂｉｔ監視の対象である。送信側のフレーム処理部４０２−２は、送信フレーム６０５から、スタートカラムと終端カラムを削除し、連結識別子／Ｃ／を挿入する。送信側のフレーム処理部４０２−２は、フレーム６０６から、（ＢＩＰフレーム＋演算範囲識別子）分が加えられるだけのＩＦＧを削除したフレーム６０７を生成する。フレーム６０７の長さが、ＢＩＰ−Ｎの演算範囲である。送信側のフレーム処理部４０２−２は、フレーム６０７をスクランブル化する。送信側のフレーム処理部４０２−２は、スクランブルされたフレーム６０８に、ＢＩＰフレームと演算範囲識別子を挿入して、送信フレーム６０９とする。

図８を参照して、受信側で評価フレームを検出する過程を説明する。図８において、受信側のフレーム処理部４０２−２は、（式４）が成立するか判定する。成立するとき、図８（Ａ）において、受信フレームは、先頭から、演算範囲識別子（Ｐ）、ＢＩＰ−Ｎ、スクランブルされたユーザーフレームで構成されている。デスクランブルにより、受信側のフレーム処理部４０２−２は、ユーザーフレームのスクランブルを解除する。受信側のフレーム処理部４０２−２は、ＢＩＰ−Ｎフレームを分離し、空きにＡｌｌ”０”をパディングする。受信側のフレーム処理部４０２−２は、演算範囲識別子を削除し、空きにＡｌｌ”０”をパディングする。受信側のフレーム処理部４０２−２は、Ａｌｌ”０”を削除して、フレームを詰める。受信側のフレーム処理部４０２−２は、削除したＡｌｌ”０”の長さだけ、ＩＦＧを埋め戻す。

式４が成立しないとき、図８（Ｂ）において、受信側のフレーム処理部４０２−２は、受信フレーム９０７のユーザデータ部分をデスクランブルする。フレーム９０８のデスクランブルされた部分が、ＢＩＴ−Ｎ演算範囲である。受信側のフレーム処理部４０２−２は、フレーム９０８からＢＩＰフレームを分離し、Ａｌｌ”０”に置き換える。受信側のフレーム処理部４０２−２は、演算範囲識別子を削除し、Ａｌｌ”０”に置き換える。受信側のフレーム処理部４０２−２は、Ａｌｌ”０”を削除して、フレームを詰める。受信側のフレーム処理部４０２−２は、連結識別子Ｃを目標にして、連結識別子を削除し、／Ｓ／、／Ｔ／、ＤＡ、ＳＡを戻す。受信側のフレーム処理部４０２−２は、ＮｂｉｔとなるようにＩＦＧを埋め戻す。

図９を参照して、ネットワークのパス設定処理を説明する。図９において、統合監視制御部１０１は、伝送路の劣化を評価したいパス内の装置へ、下記パラメータを設定する（Ｓ７０２）。なお、演算範囲識別子Ｐ、連結識別子Ｃについては、システム上固定値の為、設定不要である。
パラメータ１：演算範囲（９６００バイト以上の値を設定すること）
パラメータ２：ＢＩＰフレーム（ＢＩＰ―Ｎの設定）
統合監視制御部１０１による設定対象は、送信側フレーム処理部４０２−２、受信側フレーム処理部４０２−２共に実施する。また、設定する演算範囲は、送信、受信共に同等とする。演算範囲の設定値は、通信回路４０６、制御回路４０５を経由し、送信側ではＩＦＧカウント部５０１、フレーム連結部５０２、ＩＦＧビット削除部５０３へ設定される。一方、受信側では、ＢＩＰ演算部８０２、ＢＩＰ比較部８０４へ設定される。

統合監視制御部１０１は、設定完了を待つ（Ｓ７０３）。装置への設定後（Ｓ７０３：ＹＥＳ）、送信側フレーム処理部４０２−２は、演算範囲識別子「Ｐ」のみを演算範囲毎に定期的に送信する（Ｓ７０４）。送信側フレーム処理部４０２−２は、対向側で演算範囲識別子の検出し、同期に成功したか判定する（Ｓ７０５）。同期完了後（Ｓ７０５：ＹＥＳ）、送信側フレーム処理部４０２−２は、ユーザーフレームの送信を開始する。

図１０を参照して、フレーム送信処理を説明する。図１０において、送信側フレーム処理部４０２−２は、ＢＩＰ演算範囲内の終端コラム（／Ｔ／）の数をカウントし、ｔとする（Ｓ７０８）。なお、ＢＩＰ演算範囲内のスタートカラム（／Ｓ／）の数ｓは、ｔと同数である。送信側フレーム処理部４０２−２は、ＢＩＰ演算範囲内のＩＦＧの数をカウントし、ｉとする（Ｓ７０９）。送信側フレーム処理部４０２−２は、（ｉ−６４）＊ｔ≧ｂ＋ｐが成立するか判定する（Ｓ７１０）。成立しないとき（ＮＯ)、送信側フレーム処理部４０２−２は、不足ビット数（（ｂ＋ｐ）−（ｉ−６４）＊ｔ）と、連結指示信号をフレーム連結部５０２へ送信する（Ｓ７１１）。送信側フレーム処理部４０２−２は、連結識別子ｃ＋不足ビット数≦／Ｓ／＋／Ｔ／が成立するか判定する（Ｓ７１２）。成立するとき（ＹＥＳ）、送信側フレーム処理部４０２−２は、／Ｓ／と／Ｔ／を削除する（Ｓ７１３）。送信側フレーム処理部４０２−２は、過剰削除条件である（連結識別子ｃ＋不足ビット数）−（／Ｓ／＋／Ｔ／）＞０が成立するか判定する（Ｓ７１４）。ＹＥＳのとき、送信側フレーム処理部４０２−２は、過剰削除分をＩＦＧ（（連結識別子ｃ＋不足ビット数）−（／Ｓ／＋／Ｔ／））だけ埋める（Ｓ７１５）。ステップ７１４でＮＯのときおよびステップ７１５のあと、送信側フレーム処理部４０２−２は、ステップ７１９に遷移する。

ステップ７１２でＮＯのとき、送信側フレーム処理部４０２−２は、／Ｓ／、／Ｔ／、ＤＡ（Destination Address）、ＳＡ（Source Address）を削除する（Ｓ７１６）。送信側フレーム処理部４０２−２は、過剰削除である（連結識別子ｃ＋不足ビット数）−（／Ｓ／＋／Ｔ／＋ＤＡ＋ＳＡ）＞０が成立するか判定する（Ｓ７１７）。ＹＥＳのとき、送信側フレーム処理部４０２−２は、過剰削除分（（連結識別子ｃ＋不足ビット数）−（／Ｓ／＋／Ｔ／＋ＤＡ＋ＳＡ））をＩＦＧにて埋める（Ｓ７１８）。ステップ７１７でＮＯのときおよびステップ７１８のあと、送信側フレーム処理部４０２−２は、連結識別子「ｃ」を挿入する（Ｓ７１９）。

ステップ７１０でＹＥＳのときおよびステップ７１９のあと、送信側フレーム処理部４０２−２は、ＢＩＰフレームビット（ｂ）と演算識別子ビット（ｐ）を削除する（Ｓ７２０）。送信側フレーム処理部４０２−２は、ＢＩＰ演算を実施する（Ｓ７２１）。送信側フレーム処理部４０２−２は、スクランブル設定がＯＮか判定する（Ｓ７２２）。ＯＮのとき（ＹＥＳ）、送信側フレーム処理部４０２−２は、スクランブルを実行する（Ｓ７２３）。送信側フレーム処理部４０２−２は、ＢＩＰフレームと演算識別子を先頭に挿入する（Ｓ７２４）。送信側フレーム処理部４０２−２は、フレーム送信して（Ｓ７２５）、終了する。

（数値例１）
ＩＦＧのビット数ｉを平均９６ビット、／Ｔ／の検出個数ｔを１０個、演算範囲識別子のビット数ｐを４ビット、ＢＩＰフレームのビット数ｂを８とする。この場合、式４に従えば、
３２０ビット＞１２ビット
となり式４が成立するため、送信側フレーム処理部４０２−２は、不足ビット数送信、連結指示信号送信をせず、ＢＩＰフレームおよび演算範囲識別子分の１２ビットを削除し、スクランブルの設定を確認し、フレームを送信行う。

（数値例２）
数値例２では、ＢＩＰフレームと演算範囲識別子が削除可能なＩＦＧよりも多い場合について説明する。ここでは、自社対向装置内を想定し、ＩＦＧのビット数ｉを平均６４ビット、／Ｔ／の検出個数ｔを１０個、演算範囲識別子のビット数ｐを４ビット、ＢＩＰフレームのビット数ｂを２４ビット、連結識別子ｃを４ビットとする。この場合、式４に従えば、
０ビット＜２８ビット
となり式４が成立しない。このため、送信側フレーム処理部４０２−２は、ＩＦＧの削除だけでは、評価フレームを送信することができない。そこで、送信側フレーム処理部４０２−２は、後段ブロックに不足ビット数の情報２８ビットと、連結指示信号を送信する。信号を受け取った連結部５０２は、／Ｓ／と／Ｔ／の削除を試みる。図１０のステップ７１２の条件である
連結識別子ｃ＋不足ビット数≦／Ｓ／＋／Ｔ／（／Ｓ／、／Ｔ／は規格上８ビット）に従えば、
４ビット＋２８ビット＞８ビット＋８ビット
となり、さらに１６ビットを削除する必要がある。自社対向装置内なのでＤＡ、ＳＡの削除が可能なため、ステップ７１６にてＤＡ、ＳＡ、／Ｓ／、／Ｔ／の削除を実施する。すると
４ビット＋２８ビット＜４８ビット＋４８ビット＋８ビット＋８ビット
となり、今度は８０ビット過剰に削除することとなる。そのため、ステップ７１８にて、過剰な削除ビット分８０ビットをＩＦＧとして埋めることを実施する。

その後、送信側フレーム処理部４０２−２は、ＢＩＰフレームおよび演算範囲識別子分の１２ビットを削除し、スクランブルの設定を確認し、フレームを送信を行う。

１０１…統合監視制御部、２００…光信号伝送システム、１０３−１…光ノード、２１１…ノード監視制御部、２２１…光送受信器、２３１…波長合分波器、２４１…光増幅器、２０６…伝送路、５０１…ＩＦＧカウント、５０２…フレーム連結部、５０３…ＩＦＧ ビット削除部、５０４…ＢＩＰ演算部、５０５…ＢＩＰ演算識別子挿入部、５０６…スクランブル部、５０７…フレーム選択部、８０１…デスクランブル部、８０２…ＢＩＰ演算部、８０３…フレーム選択部、８０４…ＢＩＰ比較部、８０５…ＢＩＰ演算識別子削除部、８０６…Ｂｕｆｆｅｒ、８０７…連結戻し部、８０８…ＭＡＣフレーム生成部、８０９…ＩＦＧ埋め戻し部。

Claims (5)

1. 受信したユーザーフレームに含まれるギャップの数をカウントするカウント部と、
   前記ギャップの長さを削減するビット削減部と、
   削減されたフレームをスクランブル化するスクランブル部と、
   前記削減されたフレームについてパリティを演算する演算部と、
   前記パリティの先頭に識別子を挿入する挿入部と、
   前記スクランブル部と前記挿入部とに接続され、前記スクランブル部の第１の出力と前記挿入部の第２の出力との一方を選択し、前記スクランブル部の出力の先頭に前記識別子と前記パリティとを付与する選択部と、
   を含んで構成されることを特徴とする伝送装置。
2. 請求項１に記載の伝送装置であって、
   さらに、前記カウント部からの情報に基づいて、前記ユーザーフレームから前記ギャップを除く余剰ビットを削除し、前記余剰ビットの前後を連結する連結部を含むことを特徴とする伝送装置。
3. ヘッダとペイロードとを含むフレームの前記ペイロードをデスクランブルするデスクランブル部と、
   デスクランブル部分の第１のパリティを演算する演算部と、
   前記ヘッダに含まれる対向装置が演算した第２のパリティと前記第１のパリティとを比較し、伝送誤り率を出力する比較部と、
   を含んで構成されることを特徴とする伝送装置。
4. 請求項３に記載の伝送装置であって、
   さらに、前記ヘッダを削除する削除部と、デスクランブルされたペイロードのギャップの長さを調整する埋め戻し部と、
   を含むことを特徴とする伝送装置。
5. ヘッダとペイロードとを含むフレームの前記ペイロードをデスクランブルするステップと、
   デスクランブル部分の第１のパリティを演算するステップと、
   前記ヘッダに含まれる対向装置が演算した第２のパリティと前記第１のパリティとを比較し、伝送誤り率を出力するステップと、
   を含む伝送品質測定方法。

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