JP2016019030A - Optical communication system, optical communication method, and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光通信システムに係り、特に同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行う光通信システムにおける光通信方法および光通信装置に関する。 The present invention relates to an optical communication system, and more particularly to an optical communication method and an optical communication apparatus in an optical communication system that performs frame synchronization using a synchronization signal pattern.
近年の通信トラフィックの増加に対応して、基幹系の長距離ネットワークにおいても、大容量化に向けたWDM(Wavelength Division Multiplexing) 光通信システムの導入が進められている。このWDM光通信システムの伝送速度は、デジタルコヒーレント技術により1波長当たり100Gbps以上が実現されている。WDM光通信システムでは、伝送路中で生じる符号の誤りを訂正するFEC(Forward Error Correction)が使われており、クライアント信号に訂正ビット(FECオーバヘッド)を付けた信号フレームが用いられる。 In response to an increase in communication traffic in recent years, introduction of a WDM (Wavelength Division Multiplexing) optical communication system for increasing capacity is also being promoted in backbone long-distance networks. The transmission speed of this WDM optical communication system is realized at 100 Gbps or more per wavelength by digital coherent technology. In a WDM optical communication system, FEC (Forward Error Correction) for correcting a code error occurring in a transmission path is used, and a signal frame in which a correction bit (FEC overhead) is added to a client signal is used.
たとえば、図1に示すようなOTU(Optical channel Transport Unit)フレーム(ここでは、OTUk(V)フレーム)が光通信に関する標準化団体であるITU−Tにより標準化されている(非特許文献1参照)。OTUフレームは、クライアント信号が配置されるペイロード(PLD:Payload)と、保守制御に必要な情報が配置されるオーバヘッド(OH:Over Head)と、誤り訂正用のFECオーバヘッド(FEC_OH)とからなる。FEC_OHはFECの冗長度に応じて追加が可能である。 For example, an OTU (Optical channel Transport Unit) frame (here, an OTUk (V) frame) as shown in FIG. 1 is standardized by ITU-T, which is a standardization organization related to optical communication (see Non-Patent Document 1). The OTU frame includes a payload (PLD: Payload) in which a client signal is arranged, an overhead (OH: Over Head) in which information necessary for maintenance control is arranged, and an FEC overhead (FEC_OH) for error correction. FEC_OH can be added according to the redundancy of FEC.
このようなOTUフレームを正しく受信するためには、FECによる誤り訂正の前に、当該フレームの先頭を正しく見つける「フレーム同期」が必要である。そのためにオーバヘッドOHの先頭にはフレーム同期用のFAS(Frame Alignment Signal)が配置されている。オーバヘッドOHの詳細を図2に示す。 In order to correctly receive such an OTU frame, “frame synchronization” is required to correctly find the head of the frame before error correction by FEC. For this purpose, an FAS (Frame Alignment Signal) for frame synchronization is arranged at the head of the overhead OH. Details of the overhead OH are shown in FIG.
図2に示すように、FASは“1101 0110”の信号パターンが3回続き、その後に“0010 1000”の信号パターンが3回続く固定信号パターンである。フレーム同期は、受信装置側でFASを検出することで行う。また、FASに続いて1バイトのMFAS(MultiFrame Alignment Signal)が配置されている。このMFASの値はフレーム毎にインクリメントされ、当該フレームがマルチフレームの何番目のフレームであるかを示す。また、図3に示すように、FASおよびMFASは1つのレーンのフレームの先頭に配置され、フレーム毎にレーンを回転させて配置されることで、レーンの識別が可能である。 As shown in FIG. 2, the FAS is a fixed signal pattern in which the signal pattern “1101 0110” continues three times, and then the signal pattern “0010 1000” continues three times. Frame synchronization is performed by detecting FAS on the receiving device side. Further, a 1-byte MFAS (MultiFrame Alignment Signal) is arranged following the FAS. This MFAS value is incremented for each frame, and indicates the number of the multiframe. As shown in FIG. 3, the FAS and the MFAS are arranged at the head of a frame of one lane, and the lanes can be identified by rotating the lane for each frame.
上述したように、フレーム同期は、FECによる誤り訂正の前に実行されるので、誤り訂正前の符号誤り数の多い信号に対して実行されることなる。このために、WDM光通信システムでは、フレーム同期で検出する信号パターン(同期用信号パターン)の長さを短くしたり、同期用信号の検出時に符号の誤りの1部を許容したりする方法を用いて、FECと同等の誤り耐性を実現している(特許文献1参照)。 As described above, since frame synchronization is executed before error correction by FEC, it is executed for a signal having a large number of code errors before error correction. For this reason, in a WDM optical communication system, there is a method of shortening the length of a signal pattern (synchronization signal pattern) detected by frame synchronization or allowing a part of a code error when detecting a synchronization signal. To achieve error tolerance equivalent to FEC (see Patent Document 1).
しかしながら、長距離の光ファイバ伝送路を通した光伝送では、長距離伝送された光信号の波長分散が累積し、信号パルスが時間軸上で広がってしまう。この広がりにより、時間軸上の前後の信号が光ファイバの非線形性による位相ノイズ(非線形歪)による劣化を相互に受け、短い区間に多数の誤りが集中するバースト誤りを生じる。このバースト誤りが同期用信号パターンに許容される以上の符号誤りを生じさせると、フレーム同期が失敗し通信できなくなる場合がある。たとえば、光海底ケーブルのような長距離光ファイバを用いたWDM光通信システムにおいて、このようなフレーム同期の失敗により通信できなくなる場合が知られている。 However, in optical transmission through a long-distance optical fiber transmission line, chromatic dispersion of the optical signal transmitted over a long distance accumulates, and the signal pulse spreads on the time axis. Due to this spread, the signals before and after on the time axis are mutually subjected to deterioration due to phase noise (nonlinear distortion) due to the nonlinearity of the optical fiber, and a burst error in which many errors are concentrated in a short section is generated. If this burst error causes a code error larger than that allowed for the synchronization signal pattern, frame synchronization may fail and communication may not be possible. For example, in a WDM optical communication system using a long-distance optical fiber such as an optical submarine cable, it is known that communication cannot be performed due to such frame synchronization failure.
そこで、本発明の目的は、伝送距離が長く累積波長分散が大きい伝送路であっても同期エラーを回避できる信頼性の高い光通信システム、光通信方法および装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly reliable optical communication system, optical communication method, and apparatus capable of avoiding a synchronization error even in a transmission line having a long transmission distance and a large cumulative chromatic dispersion.
本発明による光通信システムは、少なくともオーバヘッド領域とペイロード領域とを含む信号フレームを伝送し、前記オーバヘッド領域に設けられた同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行う光通信システムにおいて、送信側で、前記同期用信号パターンの平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定されることを特徴とする。
本発明による光通信システムは、送信側で、前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域を設け、少なくとも前記所定領域の平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定されることを特徴とする。
本発明による光通信装置は、少なくともオーバヘッド領域とペイロード領域とを含む信号フレームを伝送し前記オーバヘッド領域に設けられた同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行う光通信システムにおける光通信装置であって、前記信号フレームを生成する信号フレーム生成手段と、前記同期用信号パターンの平均光強度を前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定して前記信号フレームを光信号として送信する光送信手段と、を有することを特徴とする。
本発明による光通信装置は、前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域を設けた信号フレームを生成する信号フレーム生成手段と、少なくとも前記所定領域の平均光強度を前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定して前記信号フレームを光信号として送信する光送信手段と、を有することを特徴とする。
本発明による光通信方法は、少なくともオーバヘッド領域とペイロード領域とを含む信号フレームを送信装置から受信装置へ伝送し、前記オーバヘッド領域に設けられた同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行う光通信システムにおける光通信方法であって、前記送信装置が前記同期用信号パターンの平均光強度を前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定することを特徴とする。
本発明による光通信方法は、前記送信装置が、前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域を配置した信号フレームを生成し、前記所定領域の平均光強度を前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定して前記信号フレームを光信号として送信し、前記受信装置が、前記信号フレームを受信し、前記同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行い、前記オーバヘッド領域から前記所定領域を削除して前記信号フレームを終端する、ことを特徴とする。
An optical communication system according to the present invention transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region, and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region. An average light intensity of the synchronization signal pattern is set smaller than an average light intensity of the payload area.
In the optical communication system according to the present invention, on the transmission side, a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is provided in the overhead area, and at least the average light intensity of the predetermined area is set smaller than the average light intensity of the payload area. It is characterized by.
An optical communication apparatus according to the present invention is an optical communication apparatus in an optical communication system that transmits a signal frame including at least an overhead area and a payload area and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead area. A signal frame generation means for generating the signal frame; and an optical transmission means for setting the average light intensity of the synchronization signal pattern to be smaller than the average light intensity of the payload area and transmitting the signal frame as an optical signal. It is characterized by having.
The optical communication apparatus according to the present invention includes a signal frame generating means for generating a signal frame in which a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is provided in the overhead area, and at least the average light intensity of the predetermined area is determined as the average light of the payload area. And an optical transmission unit configured to transmit the signal frame as an optical signal by setting it smaller than the intensity.
An optical communication method according to the present invention transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region from a transmission device to a reception device, and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region. An optical communication method according to
In the optical communication method according to the present invention, the transmitter generates a signal frame in which a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is arranged in the overhead area, and the average light intensity of the predetermined area is determined as the average light intensity of the payload area. The signal frame is transmitted as an optical signal with a smaller setting, and the receiving apparatus receives the signal frame, performs frame synchronization using the synchronization signal pattern, and deletes the predetermined area from the overhead area. And terminating the signal frame.
上述したように、本発明によれば、同期用信号パターンの平均光強度をペイロード領域の平均光強度より小さく設定する、あるいは、少なくとも同期用信号パターンを囲む所定領域の平均光強度をペイロード領域の平均光強度より小さく設定することで、伝送距離が長く累積波長分散が大きい伝送路であっても同期エラーを回避できる信頼性の高い光通信システム、光通信方法および装置を実現できる。 As described above, according to the present invention, the average light intensity of the synchronization signal pattern is set to be smaller than the average light intensity of the payload area, or at least the average light intensity of the predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is set in the payload area. By setting it smaller than the average light intensity, it is possible to realize a highly reliable optical communication system, optical communication method and apparatus capable of avoiding a synchronization error even in a transmission line having a long transmission distance and a large cumulative chromatic dispersion.
<実施形態の概要>
本発明の実施形態によれば、少なくともオーバヘッド領域とペイロード領域とを含む信号フレームを用いた光通信システムにおいて、信号フレームのオーバヘッド領域に配置された同期用信号パターンの平均光強度をペイロード領域の平均光強度より小さく設定する。あるいは、少なくとも同期用信号パターンを囲む所定領域の平均光強度をペイロード領域の平均光強度より小さく設定する。たとえば、同期用信号パターンの少なくとも時間軸上の前後の領域あるいは囲む領域に平均光強度が小さいブロックを配置する。さらに同期用信号パターン自体の平均光強度をペイロード領域の平均光強度より小さく設定してもよい。
<Outline of Embodiment>
According to an embodiment of the present invention, in an optical communication system using a signal frame including at least an overhead region and a payload region, the average light intensity of a synchronization signal pattern arranged in the overhead region of the signal frame is calculated as an average of the payload region. Set smaller than light intensity. Alternatively, at least the average light intensity of a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is set smaller than the average light intensity of the payload area. For example, a block having a low average light intensity is arranged at least in the area before and after the synchronization signal pattern on the time axis or in the surrounding area. Further, the average light intensity of the synchronization signal pattern itself may be set smaller than the average light intensity of the payload area.
このように、同期用信号パターンの平均光強度、あるいは少なくとも同期用信号パターンを囲むように配置された所定領域の平均光強度を小さくすることで、同期用信号パターンの非線形歪を低減させることができ、結果的にバースト誤りによる同期エラーを回避できる。これにより、伝送距離が長く累積波長分散も大きい伝送路でも、同期エラーのない安定した光通信システムを実現することができる。本発明の実施形態を適用する光通信システムの一例を図4に示す。 In this way, by reducing the average light intensity of the synchronization signal pattern, or at least the average light intensity of a predetermined region arranged so as to surround the synchronization signal pattern, nonlinear distortion of the synchronization signal pattern can be reduced. As a result, synchronization errors due to burst errors can be avoided. As a result, a stable optical communication system free from synchronization errors can be realized even on a transmission line having a long transmission distance and a large cumulative chromatic dispersion. An example of an optical communication system to which the embodiment of the present invention is applied is shown in FIG.
<システム構成>
図4において、光通信システムは光伝送システム11とそれにより接続された一対のクライアント装置12Aおよび12Bからなり、光伝送システム11は一対の光通信装置13Aおよび13Bと、それらを結ぶ伝送路14から構成されるものとする。光通信装置13Aおよび13Bの各々は同様の構成を有するので、以下、光通信装置13A、13Bを区別しないときには「光通信装置13」と表記する。クライアント装置12A、12Bも同様に、区別しないときには「クライアント装置12」と表記する。
<System configuration>
In FIG. 4, the optical communication system includes an
後述するように、光通信装置13の送信系では、信号フレームを生成する際に同期用信号パターンを囲む所定領域を設けて平均光強度を低下させる制御が行われる。伝送路14はN(Nは1以上)スパンからなり、各スパンが光ファイバ15と光ファイバ15での損失を補償するための光増幅器16とから構成される。従って複数のスパンを接続することで、クライアント装置12Aおよび12Bの間で長距離双方向通信が可能となる。なお、伝送路14は図4のような直列伝送であってもよいし、並列伝送であってもよい。
As will be described later, in the transmission system of the
以下、本発明の実施形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail by way of example. However, the components described in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the technical scope of the present invention only to them.
1.第1実施形態
本発明の第1実施形態による光通信装置は、管理制御用オーバヘッドの先頭に設けられた同期用信号パターンを囲む所定領域を設けて、その平均光強度をペイロード領域の平均光強度よりも低下させる。たとえば、同期用信号パターンの少なくとも時間軸上の前後に追加したブロックの平均光強度を小さくする。なお、平均光強度は、単位時間当たりの光強度である。以下、図5および図6を参照しながら第1実施形態について詳細に説明する。
1. First Embodiment An optical communication apparatus according to a first embodiment of the present invention provides a predetermined area surrounding a synchronization signal pattern provided at the head of a management control overhead, and calculates the average light intensity as the average light intensity of a payload area. Lower than. For example, the average light intensity of the blocks added at least before and after the synchronization signal pattern on the time axis is reduced. The average light intensity is the light intensity per unit time. Hereinafter, the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.
1.1)光通信装置
図5に示すように、光通信装置13は、信号フレーム生成部101、D/A変換部102および光送信器103を含む送信系と、光受信器104、A/D変換部205および信号フレーム終端部106を含む受信系と、送信系および受信系を制御する制御部107と、を有する。信号フレーム生成部101には、FEC符号化部111、同期制御部112および0信号追加部113が設けられており、信号フレーム終端部106には、同期制御部121、FEC復号部122および0信号削除部123が設けられている。
1.1) Optical Communication Device As shown in FIG. 5, the
図6(A)に示すように、信号フレーム生成部101により生成される信号フレームは、同期用信号パターン201の時間的に前後する位置に0信号ブロック202および203が配置され、0信号ブロック203に続いてペイロード204およびFECオーバヘッド205が配置される。ここでは、0信号ブロック202および0信号ブロック203からなる領域が管理制御用オーバヘッドの同期用信号パターンを挟む所定領域となる。
As shown in FIG. 6A, in the signal frame generated by the signal
0信号ブロック202および203は同期用信号パターン201が配置される時間軸上の直前、直後が望ましい。直前直後の信号は短い距離から同期用信号パターン201に影響を与えため、非線形歪による信号劣化の蓄積が大きいためである。ただし、0信号ブロック202、203のサイズを長くとりすぎると、信号の伝送効率が落ちてしまう。必要な伝送量を確保しようとすれば、それだけ伝送速度を増やす必要があり、光・電子デバイスへの要求が厳しくなってしまい、コストが高くなってしまう。したがって、非線形歪の影響の低減と伝送効率の確保とのトレードオフを考慮して、0信号ブロックの適切なサイズを決定することが必要である。たとえば、0信号ブロック202、203のサイズをフレーム長の約2%とし、それらを同期用信号パターン201の直前、直後に配置することができる。
The 0 signal blocks 202 and 203 are preferably immediately before and after the time axis on which the
1.2)動作
送信系の信号フレーム生成部101は、クライアント装置12からのクライアント信号を分割し、信号フレームのペイロード204に入れていく。各信号フレームにおいて、FEC符号化部111は誤り訂正用のFECオーバヘッド205を付加し、同期制御部112はフレームの頭出し用の同期用信号パターン201を付加する。そして、0信号追加部113は同期用信号パターン201の時間的前後に0信号ブロック202および203を追加する。
1.2) Operation The
こうして生成された図6(A)に示す信号フレームは、先頭ビットから順次読み出され、D/A変換部102によりアナログ信号に変換され、光送信器103によって光信号として伝送路14を通して送信される。その際、図6(B)に示すように、光送信器103は、伝送路14に送信される0信号ブロック202および203の光強度をペイロード204およびFECオーバヘッド205の光強度よりも平均して小さく(たとえば光強度0に)設定する。さらに伝送路14に送信される同期用信号パターン201の光強度をペイロード204およびFECオーバヘッド205の光強度よりも平均して小さく設定してもよい。同期用信号パターン201は受信側で検出する必要があるので、同期用信号パターン201の平均光強度と0信号ブロック202および203の平均光強度とは異なることが望ましい。たとえば、同期用信号パターン201の平均光強度は同期用信号パターン201自体の非線形歪が小さくなり、かつ受信側での信号帯雑音比(S/N)の劣化が大きくならないように設定される。また0信号ブロック202および203の平均光強度は、同期用信号パターン201の前後の信号からの非線形歪を低減できるように設定されればよく、振幅を0に設定することもできる。
The signal frame shown in FIG. 6A generated in this manner is sequentially read from the first bit, converted into an analog signal by the D /
一例として、図6(B)において、伝送路14に送信される0信号ブロック202、同期用信号パターン201および0信号ブロック203を送信する際の平均光強度をペイロード204およびFECオーバヘッド205の平均光強度IREFよりも小さいレベルに設定することができる。たとえば、0信号ブロック202および203を送信する際の平均光強度だけを平均光強度IREFよりも小さいレベルIL1に設定することができる。また、0信号ブロック202および203を送信する際の平均光強度をレベルIL1に設定し、かつ、同期用信号パターン201を送信する際の平均光強度をレベルIL1よりも大きくレベルIREFより小さいレベルIL2に設定してもよい。ただし、この場合の同期用信号パターン201のレベルIL2は受信側で同期用信号パターン201をS/Nが大きく劣化することなく検出可能であることが必要である。
As an example, in FIG. 6B, the average light intensity when transmitting the 0
上述したように0信号ブロック202、同期用信号パターン201および0信号ブロック203からなる所定領域での平均光強度の低減は、当該所定領域のシンボルをI(in-phase)−Q(quadrature-phase)信号点配置図において振幅が小さい信号点にマッピングすることで実現してもよい。あるいは、0信号ブロック202および0信号ブロック203のシンボルについては振幅0の信号点にマッピングすることもできる。また、これらの送信ビットの送信タイミングで光送信器103の送信光強度を低下させてもよい。
As described above, the reduction of the average light intensity in a predetermined area composed of the 0
伝送路14を通して到達した光信号は光受信器104およびA/D変換部105によりデジタル信号に変換される。信号フレーム終端部106は信号フレームを終端することでクライアント信号をクライアント装置12へ送信する。より詳しくは、同期制御部121が受信ビット列から同期用信号パターン201を検出しフレームの頭出しを行う。上述したように、送信時の同期用信号パターン201の平均光強度および0信号ブロック202、203の平均光強度が低減されているので、同期用信号パターン302自体の非線形歪と同期用信号パターン201の前後の信号からの非線形歪とが小さくなり、正しいフレームの頭出しが可能となる。続いて、FEC復号部122がペイロード204およびFECオーバヘッド205を用いて誤り訂正を実行し、0信号削除部123が0信号ブロック202および203を削除する。こうしてペイロード204にあるクライアント信号がクライアント装置12へ送信される。
The optical signal that has reached through the
1.3)効果
上述したように、本発明の第1実施形態によれば、同期用信号パターンの少なくとも時間軸上の前後に追加したブロックの平均光強度を小さくすることで、同期用信号パターンの前後の信号の影響による非線形歪が小さくなり、バースト誤りによる同期エラーを有効に回避することができる。さらに、同期用信号パターン自体の平均光強度も小さくすることで、同期用信号パターン自体の非線形歪も低減し、バースト誤りによる同期エラーをさらに有効に回避することができる。
1.3) Effect As described above, according to the first embodiment of the present invention, the synchronization signal pattern is reduced by reducing the average light intensity of the blocks added at least before and after the synchronization signal pattern on the time axis. Non-linear distortion due to the influence of the signals before and after is reduced, and synchronization errors due to burst errors can be effectively avoided. Furthermore, by reducing the average light intensity of the synchronization signal pattern itself, nonlinear distortion of the synchronization signal pattern itself can be reduced, and synchronization errors due to burst errors can be more effectively avoided.
2.第2実施形態
本発明の第2実施形態による光通信装置は、管理制御用オーバヘッドの先頭に設けられた同期用信号パターンの平均光強度をペイロード領域の平均光強度よりも低下させる。以下、図7および図8を参照しながら第2実施形態について詳細に説明する。
2. Second Embodiment The optical communication apparatus according to the second embodiment of the present invention reduces the average light intensity of the synchronization signal pattern provided at the head of the management control overhead to be lower than the average light intensity of the payload area. Hereinafter, the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8.
図7に示すように、光通信装置13は、第1実施形態の構成から0信号追加部113および0信号削除部123を除いた構成を有し、第1実施形態とは異なる信号フレーム構成において、同期用信号パターンのみの平均光強度を低下させるように制御される点が異なっている。その他の構成は第1実施形態と同様であるから、同一の参照番号を付して説明は省略する。
As shown in FIG. 7, the
図8(A)に示すように、信号フレーム生成部101により生成される信号フレームは、同期用信号パターン201に続いてペイロード204およびFECオーバヘッド205が配置される。図8(B)に示すように、光送信器103は、伝送路14に送信される同期用信号パターン201の光強度をペイロード204およびFECオーバヘッド205の光強度よりも平均して小さく設定する。たとえば、同期用信号パターン201の平均光強度は同期用信号パターン201自体の非線形歪が小さくなり、かつ受信側での信号帯雑音比(S/N)の劣化が大きくならないように設定される。
As shown in FIG. 8A, in the signal frame generated by the signal
一例として、図8(B)において、伝送路14に送信される同期用信号パターン201を送信する際の平均光強度をペイロード204およびFECオーバヘッド205の平均光強度IREFよりも小さいレベルに設定することができる。たとえば、同期用信号パターン201を送信する際の平均光強度をレベルIREFより小さいレベルIL2に設定する。ただし、この場合の同期用信号パターン201のレベルIL2は受信側で同期用信号パターン201をS/Nが大きく劣化することなく検出可能であることが必要である。
As an example, in FIG. 8B, the average light intensity when transmitting the
上述したように、本発明の第2実施形態によれば、同期用信号パターン自体の平均光強度も小さくすることで、同期用信号パターン自体の非線形歪も低減し、バースト誤りによる同期エラーをさらに有効に回避することができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, by reducing the average light intensity of the synchronization signal pattern itself, the nonlinear distortion of the synchronization signal pattern itself is also reduced, and synchronization errors due to burst errors are further reduced. It can be effectively avoided.
3.第3実施形態
本発明の第3実施形態による光通信装置はマルチレーン伝送システムに適用したものであり、送信系にマルチレーン分配機能が、受信系にマルチレーン結合機能がそれぞれ設けられている。マルチレーン伝送において、同期用信号パターン以外の信号の影響による非線形歪を低減させるために、同期用信号パターンを囲む所定領域の平均光強度をペイロード領域の平均光強度よりも低下させる。具体的には、時間軸上の前後に0信号ブロックを追加するだけでなく、同期用信号パターンのレーンとは別のレーンの対応する領域にも0信号ブロックを配置する。さらに、同期信号パターン自体の非線形歪を低減させるために、同期信号パターンの平均光強度を小さくすることもできる。
3. Third Embodiment An optical communication apparatus according to a third embodiment of the present invention is applied to a multilane transmission system, and is provided with a multilane distribution function in a transmission system and a multilane combination function in a reception system. In multi-lane transmission, in order to reduce nonlinear distortion due to the influence of signals other than the synchronization signal pattern, the average light intensity of a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is made lower than the average light intensity of the payload area. Specifically, not only the 0 signal block is added before and after the time axis, but the 0 signal block is also arranged in an area corresponding to a lane different from the lane of the synchronization signal pattern. Furthermore, in order to reduce nonlinear distortion of the synchronization signal pattern itself, the average light intensity of the synchronization signal pattern can be reduced.
第3実施形態では、マルチレーン伝送システムの変調方式として、偏波多重(DP:Dual Polarization)−多値QAM(Quadrature Amplitude Modulation)を用いるものとする。一例として200GbpsのDP−16QAMを採用し、この場合のマルチレーン伝送で使用される物理レーンは次の4通りである:
1)X偏波Iチャネル
2)X偏波Qチャネル
3)Y偏波Iチャネルおよび
4)Y偏波Qチャネル。
すなわち、一つの光ファイバ内を上記4つのレーン(チャネル)からなる光信号が伝播することとなる。
In the third embodiment, it is assumed that polarization multiplexing (DP) -multilevel QAM (Quadrature Amplitude Modulation) is used as a modulation method of the multilane transmission system. As an example, DP-16QAM of 200 Gbps is adopted, and in this case, there are four physical lanes used in multilane transmission:
1) X polarization I channel 2) X polarization Q channel 3) Y polarization I channel and 4) Y polarization Q channel.
That is, the optical signal consisting of the four lanes (channels) propagates in one optical fiber.
また、伝送路14は、たとえば純シリカコアファイバ(PSCF)を複数接続することで長距離伝送が可能となる。PSCFは低損失でコアの有効断面積も大きく、また非線形歪が小さいため、長距離のファイバ伝送に適している。たとえば、60kmのPSCFを100スパン接続して6000kmの長距離伝送システムを実現できる。ただし、PSCFの伝送路に限定されるものではなく、その他のファイバを用いた伝送路を用いることもできる。以下、図9〜図11を参照しながら第3実施形態について詳細に説明する。
Further, the
3.1)光通信装置
図9に示すように、第3実施形態による光通信装置13は、フレーム生成部301、マルチレーン分配部302、D/A変換部303および光送信器304を含む送信系と、光受信器305、A/D変換部306、マルチレーン結合部307、およびフレーム終端部308を含む受信系と、を有する。
3.1) Optical Communication Device As shown in FIG. 9, the
送信系のフレーム生成部301はFEC符号化部311および同期制御部312を有し、信号フレームを生成する。本実施形態では、信号フレームを図1〜図3に示すOTUk(V)フレームとし、イーサネット(登録商標、以下同じ。)などの信号を収容できるものとする。
The transmission frame generator 301 includes an FEC encoder 311 and a
マルチレーン分配部302は0信号追加部313を有し、まずOTUk(V)フレームを上述した4つのレーンに分配する。続いて、後述するように、0信号追加部313が、OTUk(V)フレームの同期用信号パターンを囲むように0信号ブロックを配置する。なお、0信号ブロックが配置された領域のオーバヘッド情報は後続する領域に移される。マルチレーン分配部302は、レーンに分配され、0信号ブロックが追加されたOTUk(V)フレームをD/A変換部303の4つのD/A変換器#1〜#4へそれぞれ出力する。D/A変換器#1〜#4によりアナログ信号に変換された各レーンの送信信号は光送信器304によって光信号として伝送路14を通して送信される。
The
受信系の光受信器305は、伝送路14を通して到達した4つのレーンの光信号を電気信号に変換し、4つの物理レーンにそれぞれ対応するA/D変換部10の4つのA/D変換器#1〜#4が受信電気信号を各レーンに対応するデジタル信号に変換する。
The
マルチレーン結合部307は同期制御部314および0信号削除部315を有する。まず、同期制御部315が受信ビット列から同期用信号パターン201を検出してフレームの頭出しを行い、4つのレーンのデジタル信号を結合した後、0信号削除部314が0信号ブロック401〜403を削除し、既存のOTUk(V)フレームをフレーム終端部308へ出力する。
The
フレーム終端部308はFEC復号部316を有し、FECオーバヘッドを用いてFEC処理を実行し、OTUk(V)フレームを終端することでクライアント信号をクライアント装置12へ送信する。
The
3.2)動作
送信系のフレーム生成部301は、クライアント装置12からのクライアント信号を分割し、OTUk(V)フレームのペイロードに入れていく。OTUk(V)フレームにおいて、FEC符号化部311は誤り訂正用のFECオーバヘッドを付加し、同期制御部312はフレームの頭出し用のFASおよびMFASからなる同期用信号パターン201を付加する。たとえば、FASおよびMFASはレーン1であってフレームの先頭に配置される。レーンの識別を行うため、FASとMFASのレーンは、図2および図3に示すように、フレーム毎に回転されて配置される。
3.2) Operation The frame generator 301 of the transmission system divides the client signal from the
続いて、マルチレーン分配部302はOTUk(V)フレームを各レーンに分配し、0信号追加部313がOTUk(V)フレームに0信号ブロック401〜403をFASとMFASの周囲に挿入する。各レーンへの分配はOTUk(V)フレームの最小単位である16バイト毎に行われる。こうして生成されたOTUk(V)フレームにおけるオーバヘッドOHの構成を図10に示す。
Subsequently, the
図10において、同期用信号パターン201の時間的に前後する位置に0信号ブロック401および402が追加され、さらに同期用信号パターン201のない他のレーン2〜4においても、同期用信号パターン201、0信号ブロック401および402に対応する領域に0信号ブロック403が配置される。当該0信号ブロック403の領域にあったODUkオーバヘッドのデータは後続する領域404へ移動され、移動後のODUkオーバヘッド404に続いて当初のOTUkオーバヘッド、ODUkオーバヘッドおよびOPUkオーバヘッドが配置される。ここでは、0信号ブロック401〜403からなる領域が同期用信号パターンを囲む(あるいは同期用信号パターンと隣接する)所定領域となる。上述したように、1つのレーンに配置された同期用信号パターン201に対しては、同一光ファイバを伝播する他のレーン2〜4のいずれの信号も影響する。そのため、同期用信号パターン201を送信するときは、レーン2〜4では同時に0信号ブロック403を送信する。
In FIG. 10, 0 signal blocks 401 and 402 are added at positions before and after the
なお、本実施形態ではマルチレーン伝送を用いているため、同期用信号パターン201にFASとMFASを用いる。MFASはFASの後に配置され、図2で説明したように0〜255の番号が順に付けられている。マルチレーン伝送では、FASまたはMFASを用いてフレームを複数のレーンに分配し、受信側で各レーンを正しく識別して再結合することが必要である。
In this embodiment, since multilane transmission is used, FAS and MFAS are used for the
レーン毎に分配された信号は、D/A変換部303および光送信器304により上述した4つの物理レーン1)〜4)を使って伝送される。すなわち、レーン1に分配された信号はX偏波Iチャネルに、レーン2に分配された信号はX偏波Qチャネルに、レーン3に分配された信号はY偏波Iチャネルに、レーン4に分配された信号はY偏波Qチャネルで伝送される。
The signal distributed for each lane is transmitted by the D /
光送信器304は、伝送路14に送信される0信号ブロック401〜403の平均光強度をペイロードおよびFECオーバヘッドの平均光強度よりも小さく設定する。さらに伝送路14に送信される同期用信号パターン201の平均光強度をペイロードおよびFECオーバヘッドの平均光強度よりも小さく設定してもよい。同期用信号パターン201の平均光強度と0信号ブロック401〜403の平均光強度とは同じレベルであってもよいし、異なるレベルであってもよい。たとえば、0信号ブロック401〜403の平均光強度は、同期用信号パターン201の周囲の信号からの非線形歪を低減できるように設定される。同期用信号パターン201の平均光強度は同期用信号パターン201自体の非線形歪が小さくなるように設定される。
The
伝送路14を通った光信号は、光受信器305、A/D変換部306のA/D変換器#1〜#4を通して4つの物理レーンにそれぞれ対応するデジタル信号に変換される。マルチレーン結合部307は、同期制御部314により同期用信号パターン201を検出してフレーム同期とレーンの識別を行い、その識別情報を元にフレームの再構成を行う。この時、0信号削除部315が同期用信号パターン201の周りに配置した0信号ブロック401〜403を削除するとともに、移動されたODUkオーバヘッド404のデータを元のフレーム位置に戻す。
The optical signal that has passed through the
最後に、フレーム終端部308は、受信OTUkフレームからクライアント信号を抽出し、クライアント装置12へ送信する。
Finally, the
3.3)0信号ブロックの信号パターン
上述したように、送信系の0信号追加部313はフレーム同期やレーンの識別を行うFASおよびMFAS(同期用信号パターン201)の周りに0信号ブロック401〜403を挿入する。0信号ブロック401〜403での平均光強度は、0信号ブロックのシンボルをI(in-phase)−Q(quadrature-phase)信号点配置図において振幅が小さい信号点にマッピングすることで低減することができる。
3.3) Signal pattern of 0 signal block As described above, the 0
たとえば、16QAMであれば、図11に示すように、本実施形態における0信号ブロック401〜403の信号パターンが振幅小さい4つの信号点A、B、C、Dのみにマッピングされるように設定される。 For example, in the case of 16QAM, as shown in FIG. 11, the signal pattern of the 0 signal blocks 401 to 403 in the present embodiment is set so as to be mapped only to four signal points A, B, C, and D having a small amplitude. The
図10において、FASおよびMFASからなる同期用信号パターン201が配置される時間軸上の前後に0信号ブロック401および402を追加することにより、既存のOTUk(V)フレームであれば同期用信号パターン201の前後に配置されたはずの信号による非線形歪の影響を抑えることができる。上述したように、0信号ブロック401および402はFASやMFASが配置される時間軸上の直前、直後が望ましい。また、0信号ブロック401、402のサイズと信号の伝送効率との関係を考慮して、たとえばフレーム長の約2%の96ビット分を0信号ブロック401および402に用いることができる。具体的には、FAS直前の0信号ブロック401に48ビット、MFAS直後の0信号ブロック402に48ビットを割り当てる。さらに、FASやMFASが配置されていない別レーンに0信号ブロック403を配置することにより別レーンからの非線形歪の影響を抑えることができる。
In FIG. 10, by adding 0 signal blocks 401 and 402 before and after the time axis on which the
このように0信号ブロック401〜403を配置することにより、たとえば6000kmという長距離伝送において同期エラーが生じていたPin=0dBmでも同期エラーや誤同期が生じず、信号が導通した。ここで、Pinは、各ファイバスパンでの入力光強度である。さらに、−2dBmから0dBmと広いPinの範囲で、2dB以上と高いQマージン(デジタル信号の品質の指標を示すQ値−FECによりエラーフリーで伝送可能なQ値(Qlimit))が得られ、Pinの変動も含む擾乱に強い高安定な光通信システムを構築できた(Q値については、N. S. Bergano et al. “Margin measurement in optical amplifier systems” IEEEPTL, Vol.5、 No.3, pp304-306、1993を参照のこと)。 By arranging the 0 signal blocks 401 to 403 in this way, for example, even if Pin = 0 dBm where a synchronization error has occurred in a long distance transmission of 6000 km, no synchronization error or erroneous synchronization occurs, and the signal is conducted. Here, Pin is the input light intensity in each fiber span. Furthermore, in a wide Pin range from −2 dBm to 0 dBm, a Q margin as high as 2 dB or more (Q value indicating an index of digital signal quality—Q value that can be transmitted error-free by FEC (Q limit )) is obtained. We were able to construct a highly stable optical communication system that is resistant to disturbances, including pin fluctuations (for Q values, see NS Bergano et al. “Margin measurement in optical amplifier systems” IEEE PTL, Vol. 5, No. 3, pp304-306 , 1993).
3.4)効果
上述したように、本発明の第3実施形態によれば、マルチレーン伝送において、同期用信号パターンを囲む所定領域を設けて平均光強度をペイロード領域の平均光強度よりも低下させる。これにより、同期用信号パターンの前後の信号および同期用信号パターンのレーンとは別のレーンの信号の影響による非線形歪を低減させることができる。さらに、同期信号パターンの平均光強度を小さくすることで、同期信号パターン自体の非線形歪を低減させることもできる。
3.4) Effect As described above, according to the third embodiment of the present invention, in multi-lane transmission, a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is provided, and the average light intensity is lower than the average light intensity of the payload area. Let As a result, it is possible to reduce nonlinear distortion due to the influence of signals before and after the synchronization signal pattern and signals in lanes other than the lane of the synchronization signal pattern. Furthermore, by reducing the average light intensity of the synchronization signal pattern, the nonlinear distortion of the synchronization signal pattern itself can be reduced.
4.第4実施形態
本発明の第4実施形態による光通信装置は、上述した第2実施形態と同様に、図10の信号フレームに従ったマルチレーン伝送を行うが、変調方式が異なっており、ここではDP−QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)が用いられる。QPSKのシンボルはどれも同じ光強度であるから、第3実施形態のように光強度の小さいシンボルを使った信号パターンが無い。そこで、本実施形態では、I−Q信号点空間の原点(振幅0)にマッピングされるように0信号ブロックの信号パターンを設定する。以下、第3実施形態との差分について主に説明する。
4). Fourth Embodiment An optical communication apparatus according to a fourth embodiment of the present invention performs multilane transmission according to the signal frame of FIG. 10 as in the second embodiment described above, but the modulation scheme is different. Then, DP-QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) is used. Since all QPSK symbols have the same light intensity, there is no signal pattern using symbols with low light intensity as in the third embodiment. Therefore, in the present embodiment, the signal pattern of the 0 signal block is set so as to be mapped to the origin (amplitude 0) of the IQ signal point space. Hereinafter, differences from the third embodiment will be mainly described.
図12に示すように、本実施形態による光通信装置13の送信系は、フレーム生成部501、マルチレーン分配部502、D/A変換部503および光送信器504に加えて、タイミング制御部505を有する。タイミング制御部505によるタイミング制御以外は、基本的に第3実施形態の送信系の動作と同様である。光通信装置13の受信系も第2実施形態と同様であるから同じ参照番号を付して説明を省略する。
As shown in FIG. 12, the transmission system of the
タイミング制御部505はフレーム周期でタイミング信号を生成し、フレーム生成部501およびマルチレーン分配部502へ出力する。ただし、タイミング信号が生成されるフレーム周期は、フレーム生成部501で生成されるフレームサイズと0信号追加部506による0信号ブロックの追加量とにより決定される。フレーム生成部501およびマルチレーン分配部502は、タイミング信号が発生したときにフレームの先頭が配置されるようにフレームを構成する。
The
さらに、マルチレーン分配部502は、タイミング信号に合わせて、図10に示すように、同期用信号パターン201を挟む0信号ブロック401および402をそれぞれ所定時間だけ挿入し、他のレーンでは一定時間の0信号ブロック403を挿入して、DA変換部503へ出力する。すなわち、FASおよびMFASからなる同期用信号パターン201が配置されるレーン1のみ、0信号ブロック401と同期用信号パターン201と0信号ブロック402とを順次D/A変換器#1へ出力し、その他のレーン2〜4では同じ時間だけ0信号ブロック403を挿入して、DA変換503のD/A変換器#2〜#4へそれぞれ出力する。0信号ブロックを挿入する以外の動作は第2実施形態と同じである。
Furthermore, as shown in FIG. 10, the
図13に示すように、本実施形態では変調方式としてDP−QPSKを用いるので、どのシンボルも同じ振幅(光強度)となる。そこで、0信号ブロック401〜403の信号パターンをI−Q信号点空間の原点(振幅0)にマッピングされるように設定する。これにより、図10における0信号パターン401〜403の光強度が0となり、同期用信号パターン201(FASおよびMFAS)前後の信号および別レーンの信号による同期用信号パターン201の信号劣化を有効に抑えることができる。また、QPSKのようなシンボル間の光強度に差がない変調方式を用いた光伝送システムであっても、非線形歪の影響を低減することが可能となる。
As shown in FIG. 13, in this embodiment, DP-QPSK is used as a modulation method, so that all symbols have the same amplitude (light intensity). Therefore, the signal patterns of the 0 signal blocks 401 to 403 are set so as to be mapped to the origin (amplitude 0) of the IQ signal point space. Accordingly, the light intensity of the 0
さらに、光送信器504は、タイミング制御部505のタイミング信号に合わせて、伝送路14に送信される同期用信号パターン201の光強度を低減してもよい。同期用信号パターンの光強度は小さくしすぎると信号雑音比(S/N)が劣化してしまうが、たとえば5%程度光強度を小さくすることで、S/Nの劣化以上に非線形歪によるバースト誤りを抑制することができる。
Further, the
一例として、純シリカコアファイバ(PSCF)60kmを200スパン接続した12000kmの光伝送システムに本実施形態による光通信装置13を用いると、フレーム同期およびレーン識別が正常に、Pinの変動も含む擾乱に強い光通信システムを達成することができた。
As an example, when the
5.第5実施形態
本発明の第5実施形態による光通信装置は、上述した第3実施形態と同様に、マルチレーン伝送システムに適用されるが、フレーム同期やレーンの識別に用いる同期用信号パターンを新しく用意した点が異なっている。光通信装置の基本的な構成は第3実施形態と同様であるから、第5実施形態で用いられるフレーム構成について図14を参照しながら説明する。なお、図14は同期用信号パターンと0信号ブロックのみを示しており、その直後に配置されるデータはOTUフレームと同じであってもよいし、その他のフレーム構成であってもよい。
5. Fifth Embodiment An optical communication apparatus according to a fifth embodiment of the present invention is applied to a multi-lane transmission system as in the third embodiment described above, but uses a synchronization signal pattern used for frame synchronization and lane identification. The newly prepared point is different. Since the basic configuration of the optical communication apparatus is the same as that of the third embodiment, the frame configuration used in the fifth embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG. 14 shows only the synchronization signal pattern and the 0 signal block, and the data arranged immediately after that may be the same as the OTU frame or may have another frame configuration.
図14に示すように、同期用信号パターン501として、使用するレーン1〜4にそれぞれ対応する同期用信号パターン#1〜#4が用意される。ここでは、各同期用信号パターンとして、第3実施形態と同様に、図11に示す16QAMのシンボルのうち振幅の小さい4つのシンボルが用いられる。1つのシンボルには4ビット分の情報がある。一例として、同期用信号パターン#1と#2には、図11に示す4つのシンボルのなかで“ABCDABCD”のシンボルのパターンを用い、各シンボルの2ビット分を同期用信号パターン#1に、残りの2ビット分を同期用信号パターン#2に、それぞれ用いる。そして、同期用信号パターン#3と#4には“DBACDBAC”のパターンを用い、各シンボルの2ビット分を同期用信号パターン#3に、残りの2ビット分を同期用信号パターン#4に、それぞれ用いる。こうして異なる4つの信号パターンが同期用信号パターンとして用意される。
As shown in FIG. 14, synchronization
さらに、同期用信号パターン601の時間軸上の前後に、上述した第4実施形態と同様の方法で、光強度0の0信号ブロック602、603が配置される。本実施形態では、0信号ブロック602および603のサイズはそれぞれ64ビットとする。
Further, zero signal blocks 602 and 603 with a light intensity of 0 are arranged before and after the
本実施形態によれば、異なる4つの信号パターンが同期用信号パターンとして用いられるので、MFASを使った既存のレーン識別とは異なり、信号パターンだけでレーン識別が可能となり、誤同期が生じにくくなる。 According to the present embodiment, four different signal patterns are used as synchronization signal patterns. Therefore, unlike existing lane identification using MFAS, lane identification can be performed using only signal patterns, and erroneous synchronization is unlikely to occur. .
さらに、フレーム同期が完了と同時にレーンの識別も完了するため、同期が完了するまでの時間を短縮できる。同期用信号パターンが2回一致した時にフレーム同期が完了する場合、最短2フレーム分ですべての同期が完了できる。これに対して、既存の方法では、同期用信号パターンが1フレームに1つのレーンにしか配置されないため、2フレーム分のフレーム同期時間のほかに、レーン識別に使用するレーン数以上の同期用信号パターンの解析が必要である。したがって、4つのレーンを用いる場合、6フレーム分必要となる。したがって、本実施形態によれば、既存の方法に比べて、最大3倍高速に同期が完了する。 Furthermore, since the lane identification is completed simultaneously with the completion of the frame synchronization, the time until the synchronization is completed can be shortened. When frame synchronization is completed when the synchronization signal pattern matches twice, all synchronization can be completed in the shortest two frames. On the other hand, in the existing method, the synchronization signal pattern is arranged in only one lane per frame. Therefore, in addition to the frame synchronization time for two frames, the synchronization signal more than the number of lanes used for lane identification is used. Pattern analysis is required. Therefore, when 4 lanes are used, 6 frames are required. Therefore, according to the present embodiment, the synchronization is completed at a maximum three times faster than the existing method.
上述したように、本実施形態によれば、同期用信号パターンの前後に光強度0の0信号ブロックが配置されることで、第4実施形態と同様に、同期用信号パターンの信号劣化を抑制することができる。また、本実施形態によれば、高速で同期が完了するために、障害が発生した時に光パスを高速で切り替えることが可能となり、信頼性の高い安定した光通信システムを実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, the 0 signal block having the light intensity of 0 is arranged before and after the synchronization signal pattern, thereby suppressing the signal deterioration of the synchronization signal pattern as in the fourth embodiment. can do. Also, according to the present embodiment, since synchronization is completed at high speed, it is possible to switch the optical path at high speed when a failure occurs, and a highly reliable and stable optical communication system can be realized.
なお、0信号ブロック602、603は第3実施形態と同様に光強度の小さいシンボルを使用することもできる。ただし、新たに用意した同期用信号パターン#1〜#4とは異なる信号パターンにする必要がある。
The 0 signal blocks 602 and 603 can use symbols with low light intensity as in the third embodiment. However, it is necessary to use a signal pattern different from the newly prepared synchronization
6.第6実施形態
本発明の第6実施形態による光通信装置は、上述した第5実施形態と同様に、図14の信号フレームに従ったマルチレーン伝送を行うが、受信系においてレーン毎に同期用信号パターンの誤り状態を検出し、誤り状態に応じて当該フレームでの同期処理(フレーム同期、レーン識別)の可否を制御する点が異なっている。以下、第5実施形態との差分について主に説明する。
6). Sixth Embodiment An optical communication apparatus according to a sixth embodiment of the present invention performs multi-lane transmission according to the signal frame of FIG. 14 as in the fifth embodiment described above. The difference is that an error state of a signal pattern is detected, and whether or not synchronization processing (frame synchronization, lane identification) in the frame is controlled according to the error state. Hereinafter, differences from the fifth embodiment will be mainly described.
図15において、本実施形態による光通信装置13の送信系は、フレーム生成部701、マルチレーン分配部702、D/A変換部703および光送信器704を有し、第3実施形態と同様にマルチレーン分配部702に0信号追加部313を有する。当該送信系の構成および動作は第3実施形態と同様であるから説明は省略する。
In FIG. 15, the transmission system of the
光通信装置13の受信系は、光受信器705、A/D変換部706、マルチレーン結合部707、フレーム終端部708および制御部709を有し、マルチレーン結合部707にはレーン1〜4にそれぞれ対応する誤り検出器#1〜#4と、図示されていない同期制御部314と、0信号削除部314と、が設けられている。制御部709は、マルチレーン結合部707の誤り状態を監視し、誤り状態に応じてマルチレーン結合部707の同期処理の可否を指示する。その他の動作は第3実施形態と同様であるから詳細は省略する。
The reception system of the
マルチレーン結合部707において、誤り検出器#1〜#4は、同時送信された同期用信号パターン#1〜#4をA/D変換部706のA/D変換器#1〜#4からそれぞれ入力し、レーン毎に符号誤り数をカウントする。マルチレーン結合部707はレーン毎の符号誤り数を誤り状態情報として制御部709へ出力する。
In
制御部709は、誤り状態情報に基づいてフレーム同期およびレーン識別を行うか否かを判断し、同期処理の可否指示をマルチレーン結合部707へ出力する。本実施形態では、全てのレーンで同時に符号誤りが1以上発生した時に、その時間でのフレーム同期およびレーン識別を行わないように制御する。具体例を図16を参照しながら説明する。
The
通常、累積波長分散が高い伝送路では全てのレーン1〜4で同期用信号パターン内に符号誤りが多発し、同期エラーあるいは誤同期が生じやすい。図16に示す例では、フレーム番号3、5、11、13、19のフレームにおいて、レーン1〜4の同時送信された同期用信号パターン#1〜#4の受信データで符号誤りが多発している。このような誤り状態が検出されると、制御部709は、当該フレームでのフレーム同期およびレーン識別を実行しないようにマルチレーン結合部707へ指示する。
Usually, in a transmission line with a high cumulative chromatic dispersion, code errors frequently occur in the synchronization signal pattern in all the
上述したように、本実施形態によれば、累積波長分散が大きい伝送路に特有の符号誤り多発状態を検出することができるので、符号誤りが多発しているフレームの同期処理を実行しないように制御できる。これにより、同期エラーあるいは誤同期を回避できると共に、同期処理をやり直す必要がなくなり同期完了時間を短縮できる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect a code error occurrence state peculiar to a transmission line with a large accumulated chromatic dispersion, so that synchronization processing of a frame in which code errors occur frequently is not performed. Can be controlled. As a result, a synchronization error or erroneous synchronization can be avoided, and the synchronization completion time can be shortened by eliminating the need to perform synchronization processing again.
さらに、本実施形態によれば、フレーム同期完了後にフレーム同期外れになりにくいという利点もある。フレーム同期外れは、フレームの頭を見失いフレームの再同期が必要な状況あるいはレーンの識別ができなくなる状況であり、通常、同期完了後はM回以上同期用信号パターンが検出されないときに同期外れと判定される。本実施形態によれば、累積波長分散の高い伝送路に特有の符号誤り多発フレームで同期処理を行わないため、M回連続で異なるパターンが検出される確率が小さくなり、フレーム同期外れになりにくい。 Furthermore, according to the present embodiment, there is an advantage that frame synchronization is not easily lost after frame synchronization is completed. Loss of frame synchronization is a situation where the head of the frame is lost and the frame needs to be resynchronized or the lane cannot be identified. Normally, after synchronization is completed, the synchronization signal pattern is not detected more than M times. Determined. According to the present embodiment, since synchronization processing is not performed on a code error frequent frame peculiar to a transmission line with high accumulated chromatic dispersion, the probability that a different pattern is detected M times consecutively is reduced, and frame synchronization is not easily lost. .
以上述べたように、本発明によれば、高速に同期を完了でき、且つ、フレーム同期外れになりにくい安定した光通信システムを達成できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to achieve a stable optical communication system that can complete synchronization at high speed and is less likely to lose frame synchronization.
7.第7実施形態
本発明の第7実施形態による光通信装置は、上述した第5実施形態と同様に、図14の信号フレームに従ったマルチレーン伝送を行うが、送信系および受信系において0信号ブロックのサイズを同期処理の前後で可変制御する点が異なっている。以下、第5実施形態との差分について主に説明する。
7). Seventh Embodiment An optical communication apparatus according to a seventh embodiment of the present invention performs multilane transmission according to the signal frame of FIG. 14 as in the fifth embodiment described above, but 0 signal is transmitted in the transmission system and the reception system. The difference is that the block size is variably controlled before and after the synchronization process. Hereinafter, differences from the fifth embodiment will be mainly described.
7.1)光通信装置
図17において、本実施形態による光通信装置13の送信系はフレーム生成部801、マルチレーン分配部802、D/A変換部803および光送信器804を有し、マルチレーン分配部802に可変0信号追加部810が設けられている。光通信装置13の受信系は、光受信器805、A/D変換部806、マルチレーン結合部807およびフレーム終端部808を有し、マルチレーン結合部807に可変0信号削除部811が設けられている。さらに光通信装置13は、可変0信号追加部810および可変0信号削除部811を制御して0信号ブロックのサイズを変更する0信号制御部809を有する。その他の構成および動作は第5実施形態と同様であるから説明は省略する。
7.1) Optical Communication Device In FIG. 17, the transmission system of the
7.2)0信号サイズの可変制御
図18に示すように、フレーム同期およびレーン識別が完了する前は、レーン毎の同期用信号パターン901−1(#1〜#4)と、その前後に設けられた0信号ブロック902−1および903−1と、OTUk(V)フレーム904とからなるフレームを用いる。同期用信号パターン901−1は、第5実施形態と同様に、レーン毎の同期用信号パターン#1〜#4からなる。0信号ブロック902−1、903−1は、同期用信号パターン901−1に対する時間軸上の前後にあるデータからの波長分散による影響を大きく低減するために配置され、その時間幅は、たとえば、波長分散の大きい伝送路を伝播したときのパルスの時間軸上の広がりの1/2〜1/10程度に設定される。具体的には、0信号ブロック902−1、902−1の時間幅が1000ビット程度に設定される。
7.2) Variable control of 0 signal size As shown in FIG. 18, before frame synchronization and lane identification are completed, a synchronization signal pattern 901-1 (# 1 to # 4) for each lane and before and after A frame composed of the provided 0 signal blocks 902-1 and 903-1 and an OTUk (V)
図19に示すように、フレーム同期およびレーン識別が完了した後は、0信号制御部809は、可変0信号追加部810および可変0信号削除部811を制御して、0信号ブロック902−2および903−2の時間幅を短くする。ここでは、図19に示すように、同期用信号パターン901−2の前後に48ビット幅の0信号ブロック902−2および902−2をそれぞれ配置した。
As shown in FIG. 19, after the frame synchronization and the lane identification are completed, the 0
上述したように、フレーム同期およびレーン識別時には、図18に示すように時間幅の大きい0信号ブロック902−1および903−1を同期用信号パターン901−1の前後に配置することで、前後にある信号データからの影響を小さくすることができる。これにより、長距離伝送時でも同期エラーあるいは誤同期を回避でき、短時間で同期を完了させることができる。 As described above, at the time of frame synchronization and lane identification, as shown in FIG. 18, the 0 signal blocks 902-1 and 903-1 having a large time width are arranged before and after the synchronization signal pattern 901-1, so that The influence from certain signal data can be reduced. As a result, synchronization errors or erroneous synchronization can be avoided even during long-distance transmission, and synchronization can be completed in a short time.
続いて、一度同期が確立すると、第6実施形態において説明したように、Mの数値を適切に設定すれば同期外れが生じにくくなる。したがって、図19に示すように時間幅の短い0信号ブロック902−2および903−2を配置することができ、伝送効率を向上させることが可能となる。 Subsequently, once synchronization is established, loss of synchronization is unlikely to occur if the numerical value of M is appropriately set as described in the sixth embodiment. Accordingly, as shown in FIG. 19, the 0 signal blocks 902-2 and 903-2 having a short time width can be arranged, and the transmission efficiency can be improved.
7.3)動作
図18および図19に示すように、本実施形態では、OTUkフレームのオーバヘッド内の2つの未使用ビットを同期状態を示す同期ビットとして用いる。非特許文献1に記載されているように、OTUkフレームのオーバヘッドには、多様な用途に利用できるGCC0などの未使用ビッドがあり、そのうちの2つを同期ビットとして利用する。同期ビットが0のときはフレーム同期外れ状態、同期ビットが1のときは同期確立状態とする。
7.3) Operation As shown in FIGS. 18 and 19, in this embodiment, two unused bits in the overhead of the OTUk frame are used as synchronization bits indicating the synchronization state. As described in
まず、図4に示すように、光通信装置13Aと光通信装置13Bとが伝送路14により接続されたマルチレーン伝送において、光通信装置13Aおよび13Bが図17に示す構成を有するものとする。
First, as shown in FIG. 4, in multilane transmission in which an
図20において、光通信装置13Aおよび13Bのそれぞれから送信されるフレームの同期ビット905および906の値を動作状態に応じて示す。同期ビット905A、906Aは光通信装置13Aから光通信装置13Bへの伝送の同期状態を示し、同期ビット905B、906Bは光通信装置13Bから光通信装置13Aへの伝送の同期状態を示す。
In FIG. 20, the values of the synchronization bits 905 and 906 of the frames transmitted from the
<フレーム同期>
動作S1(同期処理中):全ての同期ビット(905A、906A、905B、906B)は0であり、光通信装置13Aおよび13Bのそれぞれでフレーム同期およびレーン識別を実行している。
<Frame synchronization>
Operation S1 (during synchronization processing): All the synchronization bits (905A, 906A, 905B, 906B) are 0, and frame synchronization and lane identification are executed in each of the
動作S2(光通信装置13Aから光通信装置13Bへの同期完了直後):光通信装置13Bでフレーム同期およびレーン識別が完了すると、光通信装置13Bのマルチレーン結合部807が同期ビット905Bを1とし、光通信装置13Aに同期が完了したことを伝える。光通信装置13Aは、光通信装置13Bからの信号の同期ビット905Bが1であることを確認すると、同期ビット905Aを1として光通信装置13Bに0信号ブロックの幅を変更することを伝える。
Operation S2 (immediately after the completion of synchronization from the
動作S3(光通信装置13Aで0信号ブロックを変更する場合):光通信装置13Aで同期ビット905Aを1にしてからXフレーム後に0信号ブロックの時間幅を短く変更したフレームの送信を開始する。本実施形態では、フレーム長の変更に対する設定の変更時間を考慮して、たとえばX=5で実施することができる。一方、光通信装置13Bでも同期ビット905Bが1であることを確認した後、Xフレーム後に0信号ブロックの時間幅を短く変更したフレームを受信できるように設定を変更する。そして、Xフレーム後に光通信装置13Aから光通信装置13Bへの伝送で0信号ブロックを変更するフレーム同期方法が実現される。
Operation S3 (when the 0 signal block is changed by the
<同期外れ>
次に同期外れが発生した場合の動作を説明する。
動作S4(フレーム同期外れ直後):光通信装置13Bで同期が外れた場合、同期ビット905Bを1から0に変更して光通信装置13Aに同期が外れたことを知らせる。同時に光受信装置13Bでは図14に示すフレームを想定したフレーム同期とレーンの識別を開始する。
<Out of sync>
Next, the operation when the synchronization loss occurs will be described.
Operation S4 (immediately after loss of frame synchronization): When synchronization is lost in the optical communication device 13B, the synchronization bit 905B is changed from 1 to 0 to notify the
動作S5(光通信装置13Aでフレーム同期外れを確認後):光通信装置13Aが光通信装置13Bから送信される同期ビット905Bが0のフレームを受信すると、光通信装置13Aは、同期ビット905Aを0に変更する。それと同時に図14に示すフレームの送信を開始する。その後、上述した動作S1に戻り同期処理を再び実行する。
Operation S5 (after confirming loss of frame synchronization by the
以上は光通信装置13Aから光通信装置13Bへのフレームの同期処理の説明であるが、光通信装置13Bから光通信装置13Aへのフレームの同期処理も同期ビット906A、同期ビット906Bを使って同様の動作をすることで実現できる。
The above is the description of the frame synchronization processing from the
なお、このフレーム同期変更の前後で動作速度は変更しておらず、光・電子デバイスに要求される動作速度はこれまでの実施形態と同じである。また、本実施形態では、図18および図19に示すように、0信号ブロックのサイズが異なる2種類のフレームを用いたが、3種類以上のフレームを用意し通信状況に応じて使い分けてもよい。さらに、伝送距離に応じて0信号ブロック量の異なるフレームを選択することもできる。また、0信号ブロックのサイズ変更は、時間軸上だけでなく、隣接するレーン数で調整することも可能である。すなわち、0信号ブロックを1部のレーンのみに配置することで0信号ブロックの量を調整してもよい。 Note that the operation speed is not changed before and after the frame synchronization change, and the operation speed required for the optical / electronic device is the same as that of the previous embodiments. In this embodiment, as shown in FIGS. 18 and 19, two types of frames having different sizes of the 0 signal block are used. However, three or more types of frames may be prepared and used depending on the communication situation. . Furthermore, frames with different 0 signal block amounts can be selected according to the transmission distance. The size change of the 0 signal block can be adjusted not only on the time axis but also by the number of adjacent lanes. That is, the amount of the 0 signal block may be adjusted by arranging the 0 signal block only in one lane.
7.4)効果
上述したように、本発明の第7実施形態によれば、同期確立前であれば、同期用信号パターンの非線形歪の影響が低減するように同期用信号パターンの前後に配置される0信号ブロックの時間幅を大きくとり、同期確立後に0信号ブロックの時間幅を小さく変更することで伝送効率を向上させることができる。したがって、本実施形態により、伝送効率を犠牲にすることなく、同期エラーあるいは誤同期を有効に回避することができる安定したマルチレーン伝送を実現することができる。
7.4) Effect As described above, according to the seventh embodiment of the present invention, before synchronization is established, it is arranged before and after the synchronization signal pattern so as to reduce the influence of nonlinear distortion of the synchronization signal pattern. The transmission efficiency can be improved by increasing the time width of the 0 signal block to be changed and changing the time width of the 0 signal block to be small after synchronization is established. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize stable multi-lane transmission that can effectively avoid a synchronization error or erroneous synchronization without sacrificing transmission efficiency.
8.付記
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
(付記1)
少なくともオーバヘッド領域とペイロード領域とを含む信号フレームを伝送し、前記オーバヘッド領域に設けられた同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行う光通信システムにおいて、
送信側で、前記オーバヘッド領域の前記同期用信号パターンおよび/または前記同期用信号パターンを囲む所定領域の平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定されることを特徴とする光通信システム。
(付記2)
前記信号フレームは誤り訂正を行うためのFEC(Forward Error Correction)オーバヘッド領域を更に含み、前記誤り訂正を行う前に前記同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行うことを特徴とする付記1に記載の光通信システム。
(付記3)
前記同期用信号パターンの時間軸上の前後に前記所定領域として低光強度ブロックが配置されたことを特徴とする付記1または2に記載の光通信システム。
(付記4)
前記低光強度ブロックの光強度が0であることを特徴とする付記3に記載の光通信システム。
(付記5)
前記同期用信号パターンの平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定されることを特徴とする付記1−4のいずれか1項に記載の光通信システム。
(付記6)
前記信号フレームは強度変調と直交位相変調の両方を用いた多値変調の光信号で伝送され、前記同期用信号パターンは光強度の小さいシンボルにより構成されることを特徴とする付記5に光通信システム。
(付記7)
前記信号フレームは強度変調と直交位相変調の両方を用いた多値変調の光信号で伝送され、前記所定領域は光強度の小さいシンボルにより構成されることを特徴とする付記1−6のいずれか1項に光通信システム。
(付記8)
前記信号フレームを光の1波長内の複数のチャネルを使ってマルチレーン伝送を行い、
前記同期用信号パターンが少なくとも1つのチャネルに配置され、
前記所定領域が、前記同期用信号パターンの時間軸上の前後の第1領域と、前記少なくとも1つのチャネル以外のチャネルにおける前記同期用信号パターンおよび前記第1領域の合計と同じ時間幅の第2領域と、を含むことを特徴とする付記1−7のいずれか1項に記載の光通信システム。
(付記9)
前記同期用信号パターンが前記複数のチャネルの全てに同時に配置されることを特徴とする付記8に記載の光通信システム。
(付記10)
受信側で、前記複数のチャネルにそれぞれ配置された同期用信号パターンの誤り状態をチャネル毎に監視し、前記複数のチャネルの誤り状態に応じてフレーム同期処理の可否を判定することを特徴とする付記9に記載の光通信システム。
(付記11)
送信側および受信側で、フレーム同期が完了すると、前記所定領域のサイズをフレーム同期前よりも小さくすることを特徴とする付記1−10のいずれか1項に記載の光通信システム。
(付記12)
前記所定領域のサイズは前記同期用信号パターンの時間軸上の前後に配置された領域の時間幅であることを特徴とする付記11に記載の光通信システム。
(付記13)
前記信号フレームはOTUkフレームである付記1−12のいずれか1項に記載の光通信システム。
(付記14)
少なくともオーバヘッド領域とペイロード領域とを含む信号フレームを伝送し前記オーバヘッド領域に設けられた同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行う光通信システムにおける光通信装置であって、
前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域を配置した信号フレームを生成する信号フレーム生成手段と、
前記記同期用信号パターンおよび/または前記同期用信号パターンを囲む所定領域の平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定して前記信号フレームを光信号として送信する光送信手段と、
を有することを特徴とする光通信装置。
(付記15)
前記信号フレーム生成手段は、
誤り訂正を行うためのFEC(Forward Error Correction)オーバヘッドを前記ペイロード領域に付加するFEC符号化手段と、
前記同期用信号パターンを前記オーバヘッド領域に配置する同期制御手段と、
前記所定領域を前記オーバヘッド領域に配置する所定領域追加手段と、
を有することを特徴とする付記14に記載の光通信装置。
(付記16)
前記同期用信号パターンの時間軸上の前後に前記所定領域として低光強度ブロックが配置されたことを特徴とする付記14または15に記載の光通信装置。
(付記17)
前記低光強度ブロックの光強度が0であることを特徴とする付記16に記載の光通信装置。
(付記18)
前記同期用信号パターンの平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定されることを特徴とする付記14−17のいずれか1項に記載の光通信装置。
(付記19)
前記信号フレームは強度変調と直交位相変調の両方を用いた多値変調の光信号で伝送され、前記同期用信号パターンは光強度の小さいシンボルにより構成されることを特徴とする付記18に光通信装置。
(付記20)
前記信号フレームは強度変調と直交位相変調の両方を用いた多値変調の光信号で伝送され、前記所定領域は光強度の小さいシンボルにより構成されることを特徴とする付記1−19のいずれか1項に光通信装置。
(付記21)
前記信号フレームを光の1波長内の複数のチャネルを使ってマルチレーン伝送を行い、
前記同期用信号パターンが少なくとも1つのチャネルに配置され、
前記所定領域が、前記同期用信号パターンの時間軸上の前後の第1領域と、前記少なくとも1つのチャネル以外のチャネルにおける前記同期用信号パターンおよび前記第1領域の合計と同じ時間幅の第2領域と、を含むことを特徴とする付記14−20のいずれか1項に記載の光通信装置。
(付記22)
前記同期用信号パターンが前記複数のチャネルの全てに同時に配置されることを特徴とする付記21に記載の光通信装置。
(付記23)
フレーム同期が完了すると、前記所定領域のサイズをフレーム同期前よりも小さくするように前記信号フレーム生成手段を制御する制御手段を更に有することを特徴とする付記14−22のいずれか1項に記載の光通信装置。
(付記24)
前記所定領域のサイズは前記同期用信号パターンの時間軸上の前後に配置された領域の時間幅であることを特徴とする付記23に記載の光通信装置。
(付記25)
前記信号フレームはOTUkフレームである付記14−24のいずれか1項に記載の光通信装置。
(付記26)
少なくともオーバヘッド領域とペイロード領域とを含む信号フレームを伝送する光通信システムにおける光通信装置であって、
前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域が配置された前記信号フレームを光信号として受信する光受信手段と、
前記同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行い、前記オーバヘッド領域から前記所定領域を削除して前記信号フレームを終端する信号フレーム終端手段と、
を有し、
前記光信号の送信側において少なくとも前記所定領域の平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定されることを特徴とする光通信装置。
(付記27)
前記信号フレーム終端手段は、前記信号フレームに含まれる誤り訂正を行うためのFEC(Forward Error Correction)オーバヘッドを用いて謝り訂正を行うFEC復号手段を有することを特徴とする付記26に記載の光通信装置。
(付記28)
前記信号フレームは光の1波長内の複数のチャネルを使ってマルチレーン伝送され、
前記同期用信号パターンが少なくとも1つのチャネルに配置され、
前記所定領域が、前記同期用信号パターンの時間軸上の前後の第1領域と、前記少なくとも1つのチャネル以外のチャネルにおける前記同期用信号パターンおよび前記第1領域の合計と同じ時間幅の第2領域と、を含むことを特徴とする付記26または27に記載の光通信装置。
(付記29)
前記同期用信号パターンが前記複数のチャネルの全てに同時に配置されることを特徴とする付記28に記載の光通信装置。
(付記30)
フレーム同期が完了すると、前記所定領域のサイズをフレーム同期前よりも小さくするように前記信号フレーム終端手段を制御する制御手段を更に有することを特徴とする付記26−29のいずれか1項に記載の光通信装置。
(付記31)
前記所定領域のサイズは前記同期用信号パターンの時間軸上の前後に配置された領域の時間幅であることを特徴とする付記30に記載の光通信装置。
(付記32)
前記信号フレームはOTUkフレームである付記26−31のいずれか1項に記載の光通信装置。
(付記33)
少なくともオーバヘッド領域とペイロード領域とを含む信号フレームを送信装置から受信装置へ伝送し、前記オーバヘッド領域に設けられた同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行う光通信システムにおける光通信方法であって、
前記送信装置が、前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域を配置した信号フレームを生成し、前記所定領域の平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定して前記信号フレームを光信号として送信し、
前記受信装置が、前記信号フレームを受信し、前記同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行い、前記オーバヘッド領域から前記所定領域を削除して前記信号フレームを終端する、
ことを特徴とする光通信方法。
(付記34)
少なくともオーバヘッド領域とペイロード領域とを含む信号フレームを伝送し前記オーバヘッド領域に設けられた同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行う光通信システムにおける光通信方法であって、
前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域を配置した信号フレームを生成し、
前記所定領域の平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定して前記信号フレームを光信号として送信する、
ことを特徴とする光通信方法。
(付記35)
少なくともオーバヘッド領域とペイロード領域とを含む信号フレームを伝送する光通信システムにおける光通信方法であって、
前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域が配置された前記信号フレームを光信号として受信し、
前記同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行い、前記オーバヘッド領域から前記所定領域を削除して前記信号フレームを終端し、
前記光信号の送信側において前記所定領域の平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定されることを特徴とする光通信方法。
8). Additional Notes Part or all of the above-described embodiments may be described as the following additional notes, but are not limited thereto.
(Appendix 1)
In an optical communication system that transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region, and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region,
An optical communication system characterized in that, on the transmission side, the average signal intensity of the synchronization signal pattern in the overhead area and / or the predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is set smaller than the average light intensity of the payload area. .
(Appendix 2)
The
(Appendix 3)
3. The optical communication system according to
(Appendix 4)
The optical communication system according to
(Appendix 5)
The optical communication system according to any one of appendices 1-4, wherein an average light intensity of the synchronization signal pattern is set smaller than an average light intensity of the payload region.
(Appendix 6)
The signal frame is transmitted as an optical signal of multi-level modulation using both intensity modulation and quadrature phase modulation, and the synchronization signal pattern is composed of symbols with low light intensity. system.
(Appendix 7)
Any one of appendix 1-6, wherein the signal frame is transmitted as an optical signal of multilevel modulation using both intensity modulation and quadrature phase modulation, and the predetermined area is configured by a symbol having low light intensity.
(Appendix 8)
Multi-lane transmission of the signal frame using a plurality of channels within one wavelength of light,
The synchronization signal pattern is disposed in at least one channel;
The predetermined region is a second region having the same time width as the sum of the first region before and after the synchronization signal pattern on the time axis and the synchronization signal pattern and the first region in channels other than the at least one channel. The optical communication system according to any one of supplementary notes 1-7, wherein the optical communication system includes a region.
(Appendix 9)
The optical communication system according to
(Appendix 10)
The receiving side monitors an error state of a synchronization signal pattern arranged in each of the plurality of channels for each channel, and determines whether frame synchronization processing is possible or not according to the error state of the plurality of channels. The optical communication system according to
(Appendix 11)
The optical communication system according to any one of appendices 1-10, wherein when the frame synchronization is completed on the transmission side and the reception side, the size of the predetermined area is made smaller than that before the frame synchronization.
(Appendix 12)
The optical communication system according to
(Appendix 13)
The optical communication system according to any one of appendices 1-12, wherein the signal frame is an OTUk frame.
(Appendix 14)
An optical communication device in an optical communication system that transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region,
A signal frame generating means for generating a signal frame in which a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is arranged in the overhead area;
An optical transmission means for transmitting the signal frame as an optical signal by setting an average light intensity of a predetermined region surrounding the synchronization signal pattern and / or the synchronization signal pattern to be smaller than an average light intensity of the payload region;
An optical communication device comprising:
(Appendix 15)
The signal frame generation means includes
FEC encoding means for adding FEC (Forward Error Correction) overhead for error correction to the payload area;
Synchronization control means for arranging the synchronization signal pattern in the overhead region;
Predetermined area adding means for arranging the predetermined area in the overhead area;
15. The optical communication device according to
(Appendix 16)
16. The optical communication apparatus according to
(Appendix 17)
The optical communication apparatus according to
(Appendix 18)
18. The optical communication device according to any one of appendices 14-17, wherein an average light intensity of the synchronization signal pattern is set smaller than an average light intensity of the payload area.
(Appendix 19)
The optical frame is transmitted as a multi-level modulation optical signal using both intensity modulation and quadrature modulation, and the synchronization signal pattern is composed of symbols with low optical intensity. apparatus.
(Appendix 20)
Any one of Supplementary notes 1-19, wherein the signal frame is transmitted as an optical signal of multi-level modulation using both intensity modulation and quadrature phase modulation, and the predetermined area is configured by a symbol having low light intensity.
(Appendix 21)
Multi-lane transmission of the signal frame using a plurality of channels within one wavelength of light,
The synchronization signal pattern is disposed in at least one channel;
The predetermined region is a second region having the same time width as the sum of the first region before and after the synchronization signal pattern on the time axis and the synchronization signal pattern and the first region in channels other than the at least one channel. The optical communication device according to any one of appendices 14-20, wherein the optical communication device includes a region.
(Appendix 22)
The optical communication apparatus according to appendix 21, wherein the synchronization signal pattern is simultaneously disposed in all of the plurality of channels.
(Appendix 23)
23. The apparatus according to any one of appendices 14-22, further comprising a control unit that controls the signal frame generation unit so that the size of the predetermined area is smaller than that before frame synchronization when frame synchronization is completed. Optical communication equipment.
(Appendix 24)
24. The optical communication apparatus according to appendix 23, wherein the size of the predetermined area is a time width of an area arranged before and after the synchronization signal pattern on the time axis.
(Appendix 25)
The optical communication device according to any one of
(Appendix 26)
An optical communication apparatus in an optical communication system for transmitting a signal frame including at least an overhead area and a payload area,
Optical receiving means for receiving, as an optical signal, the signal frame in which a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is arranged in the overhead area;
Frame synchronization using the signal pattern for synchronization, signal frame termination means for terminating the signal frame by deleting the predetermined area from the overhead area,
Have
An optical communication apparatus characterized in that at least an average light intensity of the predetermined area is set to be smaller than an average light intensity of the payload area on the transmission side of the optical signal.
(Appendix 27)
27. The optical communication according to appendix 26, wherein the signal frame terminating means includes FEC decoding means for performing apologetic correction using an FEC (Forward Error Correction) overhead for performing error correction included in the signal frame. apparatus.
(Appendix 28)
The signal frame is transmitted in multiple lanes using a plurality of channels within one wavelength of light,
The synchronization signal pattern is disposed in at least one channel;
The predetermined region is a second region having the same time width as the sum of the first region before and after the synchronization signal pattern on the time axis and the synchronization signal pattern and the first region in channels other than the at least one channel. 28. The optical communication device according to appendix 26 or 27, wherein the optical communication device includes an area.
(Appendix 29)
29. The optical communication apparatus according to appendix 28, wherein the synchronization signal pattern is simultaneously arranged on all of the plurality of channels.
(Appendix 30)
30. The method according to any one of appendices 26 to 29, further comprising control means for controlling the signal frame terminating means so that the size of the predetermined area is made smaller than that before frame synchronization when frame synchronization is completed. Optical communication equipment.
(Appendix 31)
31. The optical communication apparatus according to appendix 30, wherein the size of the predetermined area is a time width of an area arranged before and after the synchronization signal pattern on the time axis.
(Appendix 32)
The optical communication device according to any one of supplementary notes 26-31, wherein the signal frame is an OTUk frame.
(Appendix 33)
An optical communication method in an optical communication system that transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region from a transmission device to a reception device, and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region,
The transmission apparatus generates a signal frame in which a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is arranged in the overhead area, and sets the average light intensity of the predetermined area to be smaller than the average light intensity of the payload area. As an optical signal,
The receiving apparatus receives the signal frame, performs frame synchronization using the signal pattern for synchronization, deletes the predetermined area from the overhead area, and terminates the signal frame;
An optical communication method characterized by the above.
(Appendix 34)
An optical communication method in an optical communication system for transmitting a signal frame including at least an overhead region and a payload region and performing frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region,
Generate a signal frame in which a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is arranged in the overhead area,
An average light intensity of the predetermined area is set smaller than an average light intensity of the payload area, and the signal frame is transmitted as an optical signal.
An optical communication method characterized by the above.
(Appendix 35)
An optical communication method in an optical communication system for transmitting a signal frame including at least an overhead area and a payload area,
Receiving the signal frame in which a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is arranged in the overhead area as an optical signal;
Frame synchronization is performed using the synchronization signal pattern, the predetermined area is deleted from the overhead area, and the signal frame is terminated.
An optical communication method, wherein an average light intensity of the predetermined area is set smaller than an average light intensity of the payload area on a transmission side of the optical signal.
8.その他付記
本発明は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
(付記1)
情報データと、管理制御用のオーバヘッドと、誤り訂正を行うためのFEC(Forward Error Correction)オーバヘッドから構成される信号フレームを用い、前記管理制御用のオーバヘッド内にある同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行う光通信システムであって、
前記同期用信号パターンの平均光強度が前記情報データの平均光強度よりも小さくなるように設定されることを特徴とする光通信システム。
(付記2)
前記同期用信号パターンの時間軸上の前後に光強度の小さいブロックが配置された付記1に記載の光通信システム。
(付記3)
前記平均光強度の小さいブロックの光強度が0であることを特徴とする付記2に記載の光通信システム。
(付記4)
前記信号フレームは、強度変調と直交位相変調の両方を用いた多値変調の光信号で伝送され、
さらに、前記同期用信号パターンは光強度の小さいシンボルにより構成されることを特徴とする付記2または3に記載の光通信システム。
(付記5)
前記光強度の小さいブロックは光強度の小さいシンボルにより構成されることを特徴とする付記4に記載の光通信システム。
(付記6)
前記信号フレームを光の1波長内の複数のチャネルを使ってマルチレーン伝送を行う付記1−5に記載の光通信システムであって、
前記同期用信号パターンは1つのチャネルにのみに配置され、
前記同期用信号パターンとその時間軸上の前後に配置される光強度が小さいブロックを送信するとき、その他のチャネルにも同時に、且つ、同じ時間幅で前記光強度が小さいブロックを送信することを特徴とする光通信システム。
(付記7)
前記信号フレームを光の1波長内の複数のチャネルを使ってマルチレーン伝送を行う付記1−5に記載の光通信システムであって、
光強度の小さいシンボルにより構成された同期用信号パターンが分配されるチャネル数分用意され、全てのチャネルに同時に配置されることを特徴とする付記1−6のいずれかに記載の光通信システム。
(付記8)
各チャネルの同期用信号パターンの符号誤り数を監視するモニタを有し、各レーンでの符号誤り数の情報を元にフレーム同期を行う付記7に記載の光通信システム。
(付記9)
送受信装置に光強度の小さい信号パターンのサイズを調整する制御部を有し、同期完了後に前記前記光強度の小さい信号パターンを少なくする付記1−8のいずれかに記載の光通信システム。
(付記10)
前記信号フレームがOTUフレーム(OTUkもしくはOTUkV)である付記1−9のいずれかに記載の光通信システム。
8). Other Supplementary Notes The present invention can be described as, but not limited to, the following supplementary notes.
(Appendix 1)
A signal frame composed of information data, overhead for management control, and FEC (Forward Error Correction) overhead for error correction is used, and a frame is generated using a synchronization signal pattern in the overhead for management control. An optical communication system that performs synchronization,
An optical communication system, wherein an average light intensity of the synchronization signal pattern is set to be smaller than an average light intensity of the information data.
(Appendix 2)
The optical communication system according to
(Appendix 3)
The optical communication system according to
(Appendix 4)
The signal frame is transmitted as an optical signal of multi-level modulation using both intensity modulation and quadrature phase modulation,
4. The optical communication system according to
(Appendix 5)
The optical communication system according to
(Appendix 6)
The optical communication system according to appendix 1-5, wherein the signal frame is subjected to multilane transmission using a plurality of channels within one wavelength of light,
The synchronization signal pattern is arranged only in one channel,
When transmitting the synchronization signal pattern and a block with low light intensity arranged before and after the time axis, simultaneously transmitting the block with low light intensity to the other channels at the same time width. An optical communication system.
(Appendix 7)
The optical communication system according to appendix 1-5, wherein the signal frame is subjected to multilane transmission using a plurality of channels within one wavelength of light,
The optical communication system according to any one of appendices 1-6, wherein the number of channels to which synchronization signal patterns composed of symbols with low light intensity are distributed is prepared and arranged on all channels simultaneously.
(Appendix 8)
8. The optical communication system according to
(Appendix 9)
The optical communication system according to any one of supplementary notes 1-8, wherein the transmission / reception apparatus includes a control unit that adjusts a size of a signal pattern with low light intensity, and reduces the signal pattern with low light intensity after synchronization is completed.
(Appendix 10)
The optical communication system according to any one of supplementary notes 1-9, wherein the signal frame is an OTU frame (OTUk or OTUkV).
本発明は非線形歪よる影響が問題となるすべての光伝送システムに適用できる。 The present invention can be applied to all optical transmission systems in which the influence of nonlinear distortion is a problem.
12A、12B クライアント装置
13A、13B 光通信装置
14 伝送路
15 光ファイバ
16 光増幅器
101 信号フレーム生成部
102 D/A変換部
103 光送信器
104 光受信器
105 A/D変換部
106 信号フレーム終端部
111 FEC符号化部
112 同期制御部
113 0信号追加部
121 同期制御部
122 FEC復号部
123 0信号削除部
201 同期用信号パターン
202、203 0信号ブロック
204 ペイロード
205 FECオーバヘッド
301 フレーム生成部
302 マルチレーン分配部
303 D/A変換部
304 光送信器
305 光受信器
306 A/D変換部
307 マルチレーン結合部
308 フレーム終端部
311 FEC符号化部
312 同期制御部
313 0信号追加部
314 同期制御部
315 0信号削除部
316 FEC復号部
401、402、403 0信号ブロック
404 ODUkオーバヘッド
12A and
Claims (10)
送信側で、前記同期用信号パターンの平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定されることを特徴とする光通信システム。 In an optical communication system that transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region, and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region,
An optical communication system, wherein an average light intensity of the synchronization signal pattern is set smaller than an average light intensity of the payload area on a transmission side.
送信側で、前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域を設け、少なくとも前記所定領域の平均光強度が前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定されることを特徴とする光通信システム。 In an optical communication system that transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region, and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region,
An optical communication system characterized in that, on the transmission side, a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is provided in the overhead area, and at least an average light intensity of the predetermined area is set smaller than an average light intensity of the payload area.
前記同期用信号パターンが少なくとも1つのチャネルに配置され、
前記所定領域が、前記同期用信号パターンの時間軸上の前後の第1領域と、前記少なくとも1つのチャネル以外のチャネルにおける前記同期用信号パターンおよび前記第1領域の合計と同じ時間幅の第2領域と、を含むことを特徴とする請求項2または3に記載の光通信システム。 Multi-lane transmission of the signal frame using a plurality of channels within one wavelength of light,
The synchronization signal pattern is disposed in at least one channel;
The predetermined region is a second region having the same time width as the sum of the first region before and after the synchronization signal pattern on the time axis and the synchronization signal pattern and the first region in channels other than the at least one channel. The optical communication system according to claim 2, further comprising: a region.
前記信号フレームを生成する信号フレーム生成手段と、前記同期用信号パターンの平均光強度を前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定して前記信号フレームを光信号として送信する光送信手段と、
を有することを特徴とする光通信装置。 An optical communication device in an optical communication system that transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region,
A signal frame generating means for generating the signal frame; and an optical transmitting means for setting the average light intensity of the synchronization signal pattern to be smaller than the average light intensity of the payload area and transmitting the signal frame as an optical signal;
An optical communication device comprising:
前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域を設けた信号フレームを生成する信号フレーム生成手段と、
少なくとも前記所定領域の平均光強度を前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定して前記信号フレームを光信号として送信する光送信手段と、
を有することを特徴とする光通信装置。 An optical communication device in an optical communication system that transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region,
A signal frame generating means for generating a signal frame in which a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is provided in the overhead area;
An optical transmitter configured to set at least an average light intensity of the predetermined area to be smaller than an average light intensity of the payload area and transmit the signal frame as an optical signal;
An optical communication device comprising:
前記送信装置が、前記同期用信号パターンの平均光強度を前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定することを特徴とする光通信方法。 An optical communication method in an optical communication system that transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region from a transmission device to a reception device, and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region,
The optical communication method, wherein the transmitter sets an average light intensity of the synchronization signal pattern to be smaller than an average light intensity of the payload area.
前記送信装置が、前記オーバヘッド領域に前記同期用信号パターンを囲む所定領域を配置した信号フレームを生成し、前記所定領域の平均光強度を前記ペイロード領域の平均光強度より小さく設定して前記信号フレームを光信号として送信し、
前記受信装置が、前記信号フレームを受信し、前記同期用信号パターンを用いてフレーム同期を行い、前記オーバヘッド領域から前記所定領域を削除して前記信号フレームを終端する、
ことを特徴とする光通信方法。 An optical communication method in an optical communication system that transmits a signal frame including at least an overhead region and a payload region from a transmission device to a reception device, and performs frame synchronization using a synchronization signal pattern provided in the overhead region,
The transmitter generates a signal frame in which a predetermined area surrounding the synchronization signal pattern is arranged in the overhead area, and sets the average light intensity of the predetermined area to be smaller than the average light intensity of the payload area. As an optical signal,
The receiving apparatus receives the signal frame, performs frame synchronization using the signal pattern for synchronization, deletes the predetermined area from the overhead area, and terminates the signal frame;
An optical communication method characterized by the above.
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WO2018042837A1 (en) | 2016-08-29 | 2018-03-08 | Nttエレクトロニクス株式会社 | Known signal detection method |
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- 2014-07-04 JP JP2014138711A patent/JP2016019030A/en active Pending
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US20190165868A1 (en) * | 2016-08-29 | 2019-05-30 | Ntt Electronics Corporation | Known signal detection method |
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