JP4402650B2 - 光伝送システム、光送信器および光受信器 - Google Patents

Description

本発明は、クライアント信号をトランスペアレントに収容し、複数経路で転送し、複数経路からの受信信号の遅延を調整して切り替える光伝送システム、および、クライアント信号をパラレル伝送し、パラレル受信信号の遅延を調整してシリアル化してバルク転送を行う光伝送システムに関する。

光伝送システムにおいては既存のサービス信号を多重化するためのディジタルハイアラーキとして、ＳＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy)が国際的に標準化されている。米国では、ＳＤＨと同様のＳＯＮＥＴ(Synchronous
Optical Network)がデファクトスタンダードとなっている。現在の光伝送システムは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ仕様に準拠した光伝送システムが主流となっており、これまで世界中に大量導入されている。

アクセス回線の高速化が進むと共に、伝送システムも大容量化が著しく進んでおり、中継回線故障時の影響が増大してきている。高い信頼性を要求される回線については、中継回線故障時にクライアント信号に１ビットのエラーも出すことなく、予備回線への切替を行う無瞬断切替機能が適用されている。

また、近年、ギガビットイーサ（ＧｂＥ）やファイバチャネルなどの高速データ系信号を既存ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨネットワークに収容・伝送する技術として、帯域を柔軟に変更できるバーチャルコンカチネーション技術が注目されている。

Ｇｂｉｔ／ｓ級の高速データ系信号に対しても高い信頼性を実現するため、バーチャルコンカチネーションを用いて高速信号にも対応可能な無瞬断切替装置が実用化されている（例えば、非特許文献１または２参照）。

図１に従来技術の機能説明図を示す。クライアント信号はＳＤＨパスオーバーヘッドのＨ４バイトによるマルチフレームを組んだＳＤＨバーチャルコンテナ（ＶＣ−３／４）に振り分けられる。各ＶＣ信号は分岐され、現用系と予備系とで伝送され、受信部において現用系と予備系とでマルチフレームを用いて遅延調整を行い、どちらか一方を選択する。さらに、マルチフレームカウンタ値により、ＶＣ信号の順番を認識して、元のクライアント信号の復元を行う。このようにして、１０Ｇｂｉｔ／ｓまでの高速信号を柔軟に収容し、かつ、高信頼な無瞬断切替機能を実現することができる。

須藤篤史、織田一弘、電子情報通信学会総合大会Ｂ−１０−６７，２００２ ビジネスコミュニケーション２００５，ｖｏｌ４２，ｎｏ２，ｐｐ．３８−４１ ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７０９

近年、アクセス回線の高速化は著しく、１０Ｇｂｉｔ／ｓＥｔｈｅｒｎｅｔ（１０ＧｂＥ）（登録商標）の導入が始まっている。また、４０Ｇｂｉｔ／ｓシステムの実用化検討も進んでおり、近い将来４０Ｇｂｉｔ／ｓインタフェースの通信装置が広く普及すると考えられる。さらには、複数のスーパーコンピュータを接続して大規模計算などを行うグリッドコンピューティングでは、数百ギガ〜テラビット級の伝送容量要求などもあり、高信頼な１０Ｇｂｉｔ／ｓを超えるバルク転送が求められている。

しかし、従来技術ではＳＤＨのＶＣ−４（１５０Ｍｂｉｔ／ｓ）ベースでバーチャルコンカチネーションを行っており、１０Ｇｂｉｔ／ｓを超えるバルク転送を実現するには、パス数が非常に増大し、装置および管理が複雑化するという課題がある。例えば、４０Ｇｂｉｔ／ｓインタフェースを実現するためには、ＶＣ−４の約２７０パラレル化を行う必要がある。

また、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ装置は広く普及して低価格化が進み、ユーザネットワークで使用されるケースが増えている。ユーザネットワークの管理用にＳＯＮＥＴ／ＳＤＨのオーバーヘッドが使用されるため、通信キャリアには、ユーザＳＤＨ信号に対してもトランスペアレント伝送の要求が高くなっている。しかし、従来技術では、バーチャルコンカチネーションにも、無瞬断切替にもＳＤＨのフレームを使用しているため、ＳＤＨ信号に対してもトランスペアレント伝送を実現できないという問題がある。

本発明は、簡易な構成にて、信号フォーマットに依らず高速信号インタフェースに対して、トランスペアレントなバルク転送機能、および、高信頼な無瞬断機能を提供する光伝送システムを実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、第一の発明は、クライアント信号を収容して光信号として送信する光送信器において、クライアント信号全体に新規オーバーヘッドを付加する手段と、この新規オーバーヘッドにマルチフレームカウンタ用ビットを定義し、マルチフレームを生成して光信号を複数の経路で伝送する手段とを備えたことを特徴とする。

あるいは、第二の発明は、クライアント信号を収容して光信号として送信する光送信器において、クライアント信号をパラレル信号に分割する手段と、各パラレル信号に新規オーバーヘッドを付加する手段と、この新規オーバーヘッドにマルチフレームカウンタ用ビットを定義し、各パラレル信号で同位相のマルチフレームを生成して光信号を複数の経路で伝送する手段とを備えたことを特徴とする。

あるいは、第三の発明は、クライアント信号を収容して光信号として送信する光送信器において、クライアント信号をパラレル信号に分割する手段と、各パラレル信号に新規オーバーヘッドを付加する手段と、この新規オーバーヘッドにマルチフレームカウンタ用ビットを定義し、各パラレル信号で同位相のマルチフレームを生成する手段と、各パラレル信号を複数に分岐して複数に分岐した全パラレル信号を光信号として複数の経路で伝送する手段とを備えたことを特徴とする。

第四の発明は、第一ないし第三のいずれかの発明の光送信器において、生成するマルチフレーム長を可変にする手段を備えたことを特徴とする。マルチフレーム長を可変にすることで、適用するシステムに対して最適化が可能となる。例えば、複数経路の遅延差が大きいシステムの場合には、マルチフレーム長を長くすることで対応できる。また、複数経路の遅延差が小さいシステムの場合には、必要十分なマルチフレーム長に設定することで、マルチフレーム検出および位相調整にかかる時間を短縮できる。

第五の発明は、第一ないし第四のいずれかの発明の光送信器において、新規オーバーヘッドとしてオプティカルトランスポートネットワーク（ＯＴＮ）（例えば、非特許文献３参照）の管理用オーバーヘッドを用いる手段を備えたことを特徴とする。ＯＴＵ、ＯＤＵ、ＯＰＵのオーバーヘッドにおけるｒｅｓｅｒｖｅｄバイトをマルチフレームカウンタ挿入ビットとして使用すれば、ＯＴＮの他の管理動作に影響を与えずに、遅延検出が可能となる。

第六の発明は、第二または第三の発明の光送信器において、クライアント信号がパケット転送型データであり、前記分割する手段は、パケット単位でパラレル信号化を行い各経路へ分割する手段を備えたことを特徴とする。パケット単位でのパラレル化処理はルータを用いて行ってもよい。

第七の発明は、第二または第三の発明の光送信器において、クライアント信号がパケット転送型データであり、前記分割する手段によりパラレル信号に分割されたクライアント信号をさらに分割して各経路へ分割する手段を備えたことを特徴とする。

第八の発明は、第一の発明の光送信器から送信された光信号を受信してクライアント信号を出力する光受信器において、前記光送信器により送信されたマルチフレームから新規オーバーヘッドを除去する手段と、当該マルチフレームの位相を検出する手段と、この検出する手段により検出されたマルチフレームの位相に基づき複数経路を通った信号の遅延を揃える遅延調整手段と、この遅延調整手段により遅延が揃えられた複数経路を通った信号のいずれかを選択して出力する手段とを備えたことを特徴とする。これにより、新規オーバーヘッドを用いたマルチフレームにより、複数経路の信号の位相差を検出することで、クライアント信号に変更を加えることのないトランスペアレント伝送を実現しつつ、位相を揃えた切替が実現できる。

第九の発明は、第二の発明の光送信器から送信された光信号を受信してクライアント信号を出力する光受信器において、前記光送信器により送信されたマルチフレームから新規オーバーヘッドを除去する手段と、当該マルチフレームの位相を検出する手段と、この検出する手段により検出されたマルチフレームの位相に基づき複数経路を通ったパラレル信号の遅延を揃える遅延調整手段と、この遅延調整手段により遅延が揃えられた複数経路を通ったパラレル信号から元のクライアント信号を復元して出力する手段とを備えたことを特徴とする。新規オーバーヘッドを用いて、パラレル信号の遅延調整を行い、クライアント信号を復元するため、クライアント信号のトランスペアレント、かつ、バルク転送が可能となる。

第十の発明は、第三の発明の光送信器から送信された光信号を受信してクライアント信号を出力する光受信器において、前記光送信器により送信されたマルチフレームから新規オーバーヘッドを除去する手段と、当該マルチフレームの位相を検出する手段と、この検出する手段により検出されたマルチフレームの位相に基づき複数経路を通った全パラレル信号の遅延を揃える遅延調整手段と、この遅延調整手段により遅延が揃えられた複数経路を通った各パラレル信号のいずれかを選択する手段と、この選択されたパラレル信号から元のクライアント信号を復元して出力する手段とを備えたことを特徴とする。各パラレル信号に対する切替動作により、高信頼なトランスペアレント、かつ、バルク転送が可能となる。

第十一の発明は、第八の発明の光受信器において、信号選択のための信号切替を無瞬断で行う手段を備えたことを特徴とする。

第十二の発明は、第十一の発明の光受信器において、信号品質を監視する手段と、この監視する手段の監視結果に基づき、信号品質の高い信号を出力する信号として選択する手段とを備えたことを特徴とする。新規オーバーヘッドを用いたＢＩＰ(Bit Interleaved Parity)エラーモニタを実装して信号品質を監視してもよいし、新規オーバーヘッドを用いた誤り訂正符号を用いて誤り訂正数モニタを行ってもよい。また、受信側において、アイモニタ、ＲＦモニタ、偏光度モニタ等により信号品質の監視を行ってもよい。

第十三の発明は、第八ないし第十二のいずれかの発明の光受信器において、前記位相を検出する手段は、検出された位相を前記遅延調整手段に通知する手段を備え、この通知する手段は、前記遅延調整手段へのマルチフレーム位相通知にＳＦＩ−５(Serdes Framer Interface)のデスキューチャネルの拡張オーバーヘッドを用いる手段を備えたことを特徴とする。４０Ｇｂｉｔ／ｓの電気インタフェースとして標準化されているＳＦＩ−５のデスキューチャネルの拡張オーバーヘッドを用いることにより、遅延調整回路へのマルチフレーム位相情報の通知用に別のハードピンが不要となるだけでなく、高速信号のビット単位の位相通知を容易に実現可能とする。

第十四の発明は、第十三の発明の光受信器において、ＳＦＩ−５のデスキューチャネルの拡張オーバーヘッドにマルチフレームとデスキュー参照フレームとの位相差を挿入する手段を備えたことを特徴とする。拡張オーバーヘッドはデスキュー参照フレーム内のフレーム用バイトの後に定義されており、位置が決まっているため、マルチフレーム先頭とデスキュー参照フレームとの位相差を挿入することで、マルチフレームの先頭位置を通知することができる。

第十五の発明は、第八ないし第十二のいずれかの発明の光受信器において、前記遅延調整手段は、クライアント信号のフレーム（例えば、ＳＴＭ−６４フレーム）を用いてビット単位の遅延調整を行う手段を備えたことを特徴とする。本方式により、マルチフレーム位相検出、および、遅延調整回路への位相通知の精度を緩和することができる。位相検出および通知の精度は、クライアント信号のフレーム長の半分より高ければ、ビット単位でなくてもよい。また、クライアント信号が元々持っているフレームの位相情報のみを利用し、データやオーバーヘッドを書き換えないため、クライアント信号のトランスペアレント伝送は実現可能である。

第十六の発明は、第一ないし第七のいずれかの発明の光送信器と、第八ないし第十五のいずれかの発明の光受信器とを備えたことを特徴とする光伝送システムである。

第十七の発明は、第十六の発明の光伝送システムにおいて、複数経路として同一光ファイバの異なる波長チャネルを用いることを特徴とする。本方式は偏波モード分散（ＰＭＤ）による信号品質劣化に対して有効である。ＰＭＤとは光ファイバの偏波モードにより伝播遅延が異なる現象であり、偏波モード間での遅延差を群遅延時間差（ＤＧＤ）と呼ぶ。ＤＧＤは波長や時間によってランダムに変動し、その確率分布はＭａｘｗｅｌｌ分布になることが知られている。ある波長での平均ＤＧＤ値の数倍という大きなＤＧＤが発生した場合にこの発生確率をＰとすると、他の波長で同様に大きなＤＧＤが発生している確率はＰ²となり、大幅に減少する。従って、ＰＭＤによる信号品質劣化が発生した場合に、同一光ファイバ内の他波長の信号に切り替える、または、信号品質が高い方を選択することで、ＰＭＤ劣化を抑圧可能となる。本方式では、複数経路を使用するために他の光ファイバを使用しなくてよいという利点もある。

第十八の発明は、第十七の発明の光伝送システムにおいて、異なる波長チャネルの波長間隔を光伝送路の偏波モード分散の相関波長間隔よりも広く配置することを特徴とする。光ファイバのＰＭＤ値が大きいほど、ＤＧＤは波長に対して急峻に変化する（例えば、非特許文献１参照）ので、ＰＭＤ値が大きいほど、ＤＧＤ帯域が小さい、つまり、小さい波長間隔で互いのＤＧＤの振る舞いは独立であるといえる。ＤＧＤ帯域よりも異なる波長チャネル間隔を大きく設定することで、異なる波長が共に大きなＤＧＤを持つ確率を小さくすることができる。

第十九の発明は、第十六ないし第十八のいずれかの光伝送システムにおいて、光伝送路としてそれぞれのパラレル信号に対して動作する１つ以上のパケットスイッチ装置が含まれる光伝送路を用いることを特徴とする。パケット単位でのパラレル化を行っているため、伝送路途中にルータやスイッチが配置してあっても、シリアル通信と同様な装置でパケットスイッチングが可能である。クライアント信号のパケットをさらに分割してパラレル化を行う方式では、各経路でのパケット長が短くなるため、ルータやスイッチにおけるストア＆フォワードの待ち時間を短縮することができる。

第二十の発明は、第十六ないし第十九のいずれかの発明の光伝送システムに用いられ、クライアント信号のフォーマットと、光信号のフォーマットとを変換する信号変換回路において、クライアント信号全体に新規オーバーヘッドを付加する手段と、この新規オーバーヘッドにマルチフレームカウンタ用ビットを定義し、マルチフレームを生成する手段とを備えたことを特徴とする。

第二十一の発明は、第二十の発明の信号変換回路において、生成するマルチフレーム長を可変にする手段を備えたことを特徴とする。

第二十二の発明は、第二十の発明の信号変換回路において、前記新規オーバーヘッドとしてオプティカルトランスポートネットワーク（ＯＴＮ）の管理用オーバーヘッドを用いる手段を備えたことを特徴とする。

第二十三の発明は、第十六ないし第十九のいずれかの発明の光伝送システムに用いられ、クライアント信号のフォーマットと、光信号のフォーマットとを変換する信号変換回路において、光送信器により送信されたマルチフレームから新規オーバーヘッドを除去する手段と、当該マルチフレームの位相を検出する手段とを備えたことを特徴とする。

第二十四の発明は、第二十三の発明の信号変換回路において、前記位相を検出する手段により検出された位相を後段の遅延調整手段に通知する手段を備え、この通知する手段は、前記遅延調整手段へのマルチフレーム位相通知にＳＦＩ−５のデスキューチャネルの拡張オーバーヘッドを用いる手段を備えたことを特徴とする。

第二十五の発明は、第二十四の発明の信号変換回路において、ＳＦＩ−５のデスキューチャネルの拡張オーバーヘッドにマルチフレームとデスキュー参照フレームとの位相差を挿入する手段を備えたことを特徴とする。

なお、第二十〜第二十二の発明の信号変換回路は、後述する本発明の実施形態における新規ＯＨ付与部に相当する。また、第二十三〜第二十五の発明の信号変換回路は、後述する本発明の実施形態における新規ＯＨ分離部に相当する。新規ＯＨ付与部の機能と新規ＯＨ分離部の機能とをそれぞれ別個の信号変換回路として実現してもよいし、あるいは、これら双方の機能を併せ持つ一つの信号変換回路として実現してもよい。

第二十六の発明は、クライアント信号を収容して光信号として送信する光送信器により、クライアント信号全体に新規オーバーヘッドを付加するステップと、この新規オーバーヘッドにマルチフレームカウンタ用ビットを定義し、マルチフレームを生成して光信号を複数の経路で伝送するステップとを実行し、前記光送信器から送信された光信号を受信してクライアント信号を出力する光受信器により、前記光送信器により送信されたマルチフレームから新規オーバーヘッドを除去するステップと、当該マルチフレームの位相を検出するステップと、この検出するステップにより検出されたマルチフレームの位相に基づき複数経路を通った信号の遅延を揃える遅延調整ステップと、この遅延調整ステップにより遅延が揃えられた複数経路を通った信号のいずれかを選択して出力するステップとを実行することを特徴とする光伝送方法である。

第二十七の発明は、クライアント信号を収容して光信号として送信する光送信器により、クライアント信号をパラレル信号に分割するステップと、各パラレル信号に新規オーバーヘッドを付加するステップと、この新規オーバーヘッドにマルチフレームカウンタ用ビットを定義し、各パラレル信号で同位相のマルチフレームを生成して光信号を複数の経路で伝送するステップとを実行し、前記光送信器から送信された光信号を受信してクライアント信号を出力する光受信器により、前記光送信器により送信されたマルチフレームから新規オーバーヘッドを除去するステップと、当該マルチフレームの位相を検出するステップと、この検出するステップにより検出されたマルチフレームの位相に基づき複数経路を通ったパラレル信号の遅延を揃える遅延調整ステップと、この遅延調整ステップにより遅延が揃えられた複数経路を通ったパラレル信号から元のクライアント信号を復元して出力するステップとを実行することを特徴とする光伝送方法である。

第二十八の発明は、クライアント信号を収容して光信号として送信する光送信器により、クライアント信号をパラレル信号に分割するステップと、各パラレル信号に新規オーバーヘッドを付加するステップと、この新規オーバーヘッドにマルチフレームカウンタ用ビットを定義し、各パラレル信号で同位相のマルチフレームを生成するステップと、各パラレル信号を複数に分岐して複数に分岐した全パラレル信号を光信号として複数の経路で伝送するステップとを実行し、前記光送信器から送信された光信号を受信してクライアント信号を出力する光受信器により、前記光送信器により送信されたマルチフレームから新規オーバーヘッドを除去するステップと、当該マルチフレームの位相を検出するステップと、この検出するステップにより検出されたマルチフレームの位相に基づき複数経路を通った全パラレル信号の遅延を揃える遅延調整ステップと、この遅延調整ステップにより遅延が揃えられた複数経路を通った各パラレル信号のいずれかを選択するステップと、この選択されたパラレル信号から元のクライアント信号を復元して出力するステップとを実行することを特徴とする光伝送方法である。

第二十九の発明は、第二十六ないし第二十八のいずれかの発明の光伝送方法において、生成するマルチフレーム長を可変にすることを特徴とする。

第三十の発明は、第二十六ないし第二十八のいずれかの発明の光伝送方法において、前記新規オーバーヘッドとしてオプティカルトランスポートネットワーク（ＯＴＮ）の管理用オーバーヘッドを用いることを特徴とする。

第三十一の発明は、第二十六ないし第二十八のいずれかの発明の光伝送方法において、前記位相を検出するステップにより検出された位相に基づき前記遅延調整ステップを実行するのに際し、前記位相を検出するステップにより検出された位相を遅延調整手段に通知するステップを実行し、この通知するステップは、前記遅延調整手段へのマルチフレーム位相通知にＳＦＩ−５のデスキューチャネルの拡張オーバーヘッドを用いることを特徴とする。

第三十二の発明は、第三十一の発明の信号変換回路において、ＳＦＩ−５のデスキューチャネルの拡張オーバーヘッドにマルチフレームとデスキュー参照フレームとの位相差を挿入することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成にて、信号フォーマットに依らず高速信号インタフェースに対して、トランスペアレントなバルク転送機能、および、高信頼な無瞬断機能を提供することができる。

（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態を図２および図３を参照して説明する。図２は本発明の第一の実施形態を示す図である。ここでは、複数経路として２つの光伝送路３−１、３−２を用いたシステムの例を示している。クライアント信号を収容してＯＴＮフレームにより光信号として送信するため、新規ＯＨ付与部１は、クライアント信号にＯＴＮの管理用オーバーヘッドを付加して、ＯＴＮフォーマットのフレームを生成する。以下では、クライアント信号に新たにオーバーヘッドを付加するという意味で、ＯＴＮの管理用オーバーヘッドを「新規オーバーヘッド」、あるいは「新規ＯＨ」という。新規ＯＨに定義したマルチフレームカウンタ用ビットを用いてマルチフレームを生成し、信号を分岐して光送信部２−１、２−２により光信号を複数の経路で伝送する。信号分岐は光信号に変換する前でも後でもよい。

受信側では、光受信部４−１、４−２により光信号を受信し、新規ＯＨ分離部５−１、５−２において付与した新規ＯＨを除去すると共に、マルチフレームの位相を検出して遅延調整部６へ通知する。遅延調整部６は、通知されたマルチフレーム位相を基に複数経路を通った信号の遅延を揃え、信号切替部７で信号を切替えて出力する。

図３に、送信側、受信側（遅延調整前）、受信側（遅延調整後）のフレームタイミングの例を示す。送信側でマルチフレーム長Ｎのマルチフレームを生成し、分岐して送信する。受信側では２つの受信信号は各経路の遅延の違いによりマルチフレームのタイミングが異なる。マルチフレームの先頭位置を検出して、各経路の遅延の差を知ることができる。検出した遅延差を基に遅延を揃えた後、どちらか一方の信号を選択して出力する。

新規ＯＨを用いたマルチフレームにより、複数経路の信号の位相差を検出することで、クライアント信号に変更を加えることのないトランスペアレント伝送を実現しつつ、位相を揃えた切替が実現できる。各信号間の遅延を揃えているため、無瞬断切替を実施することも可能である。また、受信信号の信号品質を監視して、信号品質の高い方の信号に自動的に切替えることもでき、信号品質劣化の抑制が可能となる。信号品質監視は、新規ＯＨを用いたＢＩＰエラーモニタでもよいし、アイモニタ回路などを用いてもよい。

（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態を図４を参照して説明する。図４は、本発明の第二の実施形態を示す図である。ここでは、複数経路として同一光ファイバ内の異なる波長チャネルを用いたシステムの例を示している。すなわち、光送信部２−１、２−２から送信された波長の異なる信号は、光多重部８により波長多重化され、一本の光伝送路３に送出される。光伝送路３を構成する光ファイバは複数の波長チャネルを有し、光送信部２−１、２−２から送信された波長の異なる信号は、それぞれ異なる波長チャネルを伝送される。光分離部９では、波長多重化された信号を波長分離して、それぞれ光受信部４−１、４−２に出力する。以降の動作は、第一の実施形態と同様である。

本方式は、波長に依存して信号品質劣化の度合いが変わる偏波モード分散による信号品質劣化抑圧に効果的である。これは、ある波長のＤＧＤが大きいときに、他の波長でもそれ以上ＤＧＤが大きい確率は非常に小さくなるためである。

（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態を図５および図６を参照して説明する。図５は、本発明の第三の実施形態を示す図である。ここでは、新規ＯＨ分離部５−１、５−２と遅延調整部６との間の接続インタフェースとして、国際標準のＳＦＩ−５を用い、ＳＦＩ−５デスキューチャネルの拡張オーバーヘッドにより新規ＯＨ分離部５−１、５−２から遅延調整部６へマルチフレーム位相情報を通知するシステムの受信側構成の一部を示している。

図６には、ＳＦＩ−５データ構造、および、マルチフレーム位相情報の通知方法例を示している。ＳＦＩ−５では、データ信号は１６本パラレル信号として送受信される。加えて、パラレル信号間のデスキュー調整のためにデスキューチャネル（ＤＳＣ）が使用される。ＤＳＣでは、デスキュー参照フレームが構成され、６４ビット毎に各パラレル信号のデータをコピーして送信し、受信側でコピーしたデータとパラレル信号とを比較し、デスキューを検出して補償する。このデスキュー参照フレームには拡張オーバーヘッドが定義されており、マルチフレーム通知に利用する。

新規ＯＨ分離部５−１、５−２で検出したマルチフレーム先頭とデスキュー参照フレーム先頭の位相差を拡張オーバーヘッドに挿入して、遅延調整部６にマルチフレーム位相情報を通知する。これにより、国際標準ＳＦＩ−５を接続インタフェースに用いつつ、マルチフレーム位相情報通知を実現することができる。さらに、デスキュー調整に国際標準ＳＦＩ−５の機能を活用でき、高速データ信号とビットレベルで位相同期したマルチフレーム位相情報の通知を容易に実現可能となる。

（第四の実施形態）
本発明の第四の実施形態を図７を参照して説明する。図７は、本発明の第四の実施形態を示す図である。ここでは、クライアント信号をパラレル信号化部１０によりパラレル化し、各パラレル信号に対して新規ＯＨ付与部１−１〜１−Ｎにより新規ＯＨを付与し、光送信部２−１〜２−Ｎから出力された信号を光多重部８により波長多重し、光伝送路３を構成する同一光ファイバの異なる波長チャネルにおいてパラレル伝送し、受信側で光分離部９により波長分離し、波長分離された各パラレル信号から新規ＯＨ分離部５−１〜５−Ｎにより新規ＯＨを除去すると共にマルチフレーム位相を検出して遅延調整部６に通知し、遅延調整部６は各パラレル信号の位相を揃え、信号復元部１１により元のクライアント信号を復元することによりバルク転送を実現している例を示している。

各波長チャネルにおいて、１０Ｇｂｉｔ／ｓや４０Ｇｂｉｔ／ｓインタフェースを用いて本方式を実施することで、数百ギガ〜テラビット級のバルク伝送が可能となる。

（第五の実施形態）
本発明の第五の実施形態を図８を参照して説明する。図８は、本発明の第五の実施形態を示す図である。ここでは、クライアント信号の送信側でのパラレル化、および、受信側での信号復元をルータ１２、１３が行い、各パラレル信号を１０ＧｂＥで構成している。

各１０ＧｂＥをＯＴＮにより収容し、ＯＴＮフォーマットにおいてマルチフレームの生成、遅延差検出を実現している。クライアント信号のパラレル化は、バイト単位やパケット単位で行うことができる。また、パケットをさらに小さく分割してパラレル化を行うこともでき、伝送路の途中にパケットスイッチ装置を介する場合のストア＆フォワードの待ち時間を短縮し、システム遅延を削減することができる。

（第六の実施形態）
本発明の第六の実施形態を図９を参照して説明する。図９は、本発明の第六の実施形態を示す図である。ここでは、クライアント信号をパラレル化した各信号に対して、無瞬断切替を適用したシステム例を示している。パラレル信号化部１０によりパラレル化され、新規ＯＨ付与部１−１〜１−Ｎにより新規ＯＨを付与されたクライアント信号は、光送信器２０−１〜２０−Ｎにより二分岐され、それぞれ光多重部８−１、８−２により波長多重化されて二つの光伝送路３−１、３−２により受信側に伝送される。

受信側では、光分離部９−１、９−２によりパラレル信号がそれぞれ波長分離され、光受信器４−１〜４−Ｎ＋Ｎにより受信され、新規ＯＨ分離部５−１〜５−Ｎ＋Ｎにより新規ＯＨが除去されると共に、パラレル信号の位相が遅延調整部６−１〜６−Ｎに通知され、遅延調整部６−１〜６−Ｎはパラレル信号の位相を揃える。信号切替部７−１〜７−Ｎは、遅延調整部６−１〜６−Ｎから出力された二つの信号の内、例えば、信号品質の良い方の信号を選択して切替出力する。シリアル信号化部１４は、選択されたパラレル信号をシリアル化することよりクライアント信号を復元する。

このように、各パラレル信号に対して無瞬断切替を適用することにより、故障時などでも回線が切れることなく、非常に高信頼な大容量バルク転送が実現できる。

（第七の実施形態）
本発明の第七の実施形態を図１０を参照して説明する。図１０は、第七の実施形態を示す図である。ここでは、伝送路途中にパケットスイッチ装置としてルータ１５が配置されている構成例を示している。各パラレル信号のインタフェースは１０ＧｂＥで、マルチフレームはＯＴＮを用いて組んでいる。

パケット単位でのパラレル化を行っているため、伝送路途中にルータ１５が配置してあっても、シリアル通信と同様な装置でパケットスイッチングが可能である。クライアント信号のパケットをさらに分割してパラレル化を行う方式では、各経路でのパケット長が短くなるため、ルータやスイッチにおけるストア＆フォワードの待ち時間を短縮することができる。

本発明によれば、簡易な構成にて、信号フォーマットに依らず高速信号インタフェースに対して、トランスペアレントなバルク転送機能、および、高信頼な無瞬断機能を提供することができるので、ネットワーク・ユーザの利便性を向上させることができる。

従来技術の機能説明図。 第一の実施形態を示す図。 フレームタイミング例を示す図。 第二の実施形態を示す図。 第三の実施形態を示す図。 ＳＦＩ−５データ構造およびマルチフレーム位相通知方法例を示す図。 第四の実施形態を示す図。 第五の実施形態を示す図。 第六の実施形態を示す図。 第七の実施形態を示す図。

符号の説明

１、１−１〜１−Ｎ 新規ＯＨ付与部
２−１〜２−Ｎ、２０−１〜２０−Ｎ 光送信部
３、３−１、３−２ 光伝送路
４−１〜４−Ｎ＋Ｎ 光受信部
５−１〜５−Ｎ＋Ｎ 新規ＯＨ分離部
６、６−１〜６−Ｎ 遅延調整部
７、７−１〜７−Ｎ 信号切替部
８、８−１、８−２ 光多重部
９、９−１、９−２ 光分離部
１０ パラレル信号化部
１１ 信号復元部
１２、１３、１５ ルータ
１４ シリアル信号化部

Claims (6)

1. クライアント信号を収容してオプティカルトランスポートネットワーク（ＯＴＮ）フォーマットのフレーム（以下「ＯＴＮフレーム」という）により光信号として送信する光送信器と、
   上記光送信器から送信された光信号を受信し、ＯＴＮフレームからクライアント信号を分離して出力する光受信器と
   を備え、
   上記光送信器は、上記ＯＴＮフレームの管理用オーバーヘッド内にマルチフレームカウンタ用ビットを定義してマルチフレームを生成し、同じマルチフレームの光信号を複数の経路に送信する手段を備え、
   上記光受信器は、
   上記複数の経路から受信したマルチフレームのＯＴＮフレームからクライアント信号を抽出するとともに当該マルチフレームの位相を検出する手段と、
   検出された複数のマルチフレームの位相の差に基づき複数経路を通ったクライアント信号のマルチフレーム間の位相差を検出する手段と、
   検出されたマルチフレーム間の位相差に相当する遅延を揃える遅延調整手段と、
   この遅延調整手段により遅延が揃えられた複数経路を通ったクライアント信号のいずれかを選択して出力する手段と
   を備え、
   上記マルチフレームの位相を検出する手段は、上記遅延調整手段へのマルチフレーム位相通知にＳＦＩ（Serdes Framer
   Interface）−５のデスキューチャネルの拡張オーバーヘッドを用い、この拡張オーバーヘッドにはマルチフレームとデスキュー参照フレームとの位相差を挿入する
   ことを特徴とする光伝送システム。
2. 前記光受信器は、信号選択のための信号切替を無瞬断で行う手段を備えた請求項１記載の光伝送システム。
3. 前記遅延調整手段は、クライアント信号のフレームを用いてビット単位の遅延調整を行う手段を備えた請求項１または２記載の光伝送システム。
4. 前記複数経路として同一光ファイバの異なる波長チャネルを用い、この異なる波長チャネルの波長間隔を光ファイバの偏波モード分散の相関波長間隔よりも広く配置する請求項１から３のいずれか1項記載の光伝送システム。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の光伝送システムに用いられる光送信器。
6. 請求項１から４のいずれか１項記載の光伝送システムに用いられる光受信器。
   

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