JP4537889B2 - 多重化伝送システム及び多重化伝送制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、同期データと非同期データとを多重化して伝送する多重化伝送システム及び多重化伝送制御方法に関する。

電力系統の監視、制御等の保安用として、専用のキャリアリレー回線が知られている。このキャリアリレー回線は、電力系統の安定な運用を図る為に、伝送遅延の変動が極めて小さく（数μｓオーダー）、且つ上り回線と下り回線との伝送遅延差が極めて小さいこと（数μｓオーダー）が要求されるものである。従って、高速伝送が可能の光ファイバ回線をキャリアリレー回線に適用する場合、複数のキャリアリレー回線のデータのみを多重化して伝送するシステム構成とするものである。なお、一般的な各種のデータを光ファイバ回線により多重化して伝送する場合、同期多重化方式が適用されている。これに対して、キャリアリレー回線は、非同期的に発生するデータも伝送するものであるから、多重化して伝送する場合、非同期多重化方式が適用されている。

又光ファイバ回線により多重化伝送を行う方式として、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｃｈｙ／Ｓｙｎｃｈｏｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式を適用する場合が一般的である。この方式を適用した場合、そのペイロードに多重化したデータをマッピングするものであり、音声データや画像データ等を同期データとし、又パケットデータを非同期データとした場合、ペイロードに、同期データ領域と非同期データ領域とを設定し、同期データは多重化して同期データ領域にマッピングし、非同期データは非同期データ領域に多重化してマッピングする多重化方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−８９４３号公報

一般用途回線は、キャリアリレー回線に比較して、伝送遅延時間の変動や上り下りの伝送遅延時間差についての回線品質の要求は緩やかである。この一般用途回線は、前述のように、同期多重化方式を適用するものであり、複数ポートのフレーム位相を合わせる為のフレームアライナ・メモリによる伝送遅延時間変動や、上り下りの伝送遅延時間差を許容するものである。従って、一般用途回線は、多重化効率が高く、回線構成変更が容易な同期多重化方式が適用される。

これに対して、キャリアリレー回線についての多重化方式を、同期多重化方式とすると、フレームアライナ・メモリによる伝送遅延時間変動や上り下り伝送遅延時間差が比較的大きくなるから、要求される回線品質を維持できない場合が殆どである。この為、キャリアリレー回線は、同期多重化方式を適用できないもので、非同期多重方式が適用される。このように、キャリアリレー回線と一般用途回線とは、要求される回線品質が相違することから、共通化して伝送システムの効率化を図ることができない問題があった。なお、音声データ等を同期データとし、パケットデータを非同期データとして多重化する前述の特許文献１に於ける非同期データは、前述のキャリアリレー回線による非同期データとは全く性質が異なるデータであり、同一ペイロード内にマッピング領域を設定することにより、多重化することを示すに過ぎないものである。

本発明は、それぞれ要求される回線品質が相違するキャリアリレー回線による非同期データと、一般用途回線の同期データとを多重化することにより、伝送システムの一元化を行うことにより、コストダウンを図ることを目的とする。

本発明の多重化伝送システムは、送信側の多重装置と受信側の多重装置とを光ファイバ回線により接続して多重化光信号を伝送する多重化伝送システムに於いて、送信側の多重装置は、非同期データをペイロード内の予め設定した固定位置にマッピングし、この固定位置以外の前記ペイロード内に同期データをマッピングして多重化し、この多重化した信号を光信号に変換して送信する構成を有し、受信側の多重装置は、送信側の多重装置からの光信号を受信して電気信号に変換し、伝送路クロック信号により前記非同期データと前記同期データとを多重分離し、前記非同期データを前記伝送路クロック信号により前記ペイロード内の固定位置の前記非同期データを分離処理し、前記同期データを網同期クロック信号により分離処理する構成を有するものである。

又前記送信側の多重装置は、前記非同期データをペイロード内の予め設定した固定位置にマッピングする非同期処理部と、前記同期データを前記ペイロード内の前記固定位置以外の位置にマッピングする同期処理部と、前記非同期処理部と前記同期処理部とからの信号を多重化する多重化部とを含む構成を有し、前記受信側の多重装置は、前記多重化された非同期データと同期データとを伝送路クロック信号により分離する多重分離部と、該多重分離部により分離された非同期データを前記伝送路クロック信号に従ってデマッピング処理する非同期処理部と、前記多重分離部により分離された同期データを前記網同期クロック信号に従ってデマッピング処理する同期処理部とを含む構成を有するものである。

本発明の多重化伝送制御方法は、送信側の多重装置と受信側の多重装置とを光ファイバ回線により接続して多重化光信号を伝送する多重化伝送制御方法に於いて、非同期データをペイロード内の予め設定した固定位置にマッピングし、前記ペイロード内の前記固定位置以外に同期データをマッピングして多重化し、この多重化した信号を光信号に変換した多重化光信号を送信する過程と、前記多重化光信号を受信して電気信号に変換し、伝送路クロック信号により前記非同期データと前記同期データとを多重分離し、前記非同期データを前記伝送路クロック信号により前記ペイロード内の固定位置の前記非同期データを分離処理し、前記同期データを網同期クロック信号により分離処理する過程とを含むものである。

非同期データを固定位置にマッピングし、この固定位置以外の位置に同期データをマッピングして多重化し、光信号に変換して伝送し、この多重化された信号を伝送路クロック信号に従って非同期データと同期データとを多重分離し、非同期データは伝送路クロック信号に従って処理し、同期データは網同期クロック信号に従って処理するもので、非同期データと同期データとを多重化して伝送することによる保守、運用の一元化を可能とし、それにより装置設備コストの低減並びに伝送路コストの低減を図ると共に、非同期データを低伝送遅延時間且つ伝送遅延時間の変動の低減を図ることができる。従って、キャリアリレー回線の非同期データと、他の音声や画像やファイル等の各種の同期データとを多重化して伝送し、キャリアリレー回線に於いて要求される回線品質を維持することが可能となる。

本発明の多重化伝送システムは、図１及び図２を参照すると、送信側の多重装置１と受信側の多重装置２とを光ファイバ回線２２により接続して多重化光信号を伝送する多重化伝送システムであって、送信側の多重装置１は、非同期データをペイロード内の予め設定した固定位置にマッピングし、この固定位置以外の前記ペイロード内に同期データをマッピングして多重化し、この多重化した信号を光信号に変換して送信する構成を有し、受信側の多重装置２は、送信側の多重装置１からの光信号を受信して電気信号に変換し、伝送路クロック信号により非同期データと同期データとを多重分離し、非同期データを伝送路クロック信号により、ペイロード内の固定位置の非同期データを分離処理し、同期データを網同期クロック信号により分離処理する構成を有するものである。

又本発明の多重化伝送制御方法は、送信側の多重装置１と受信側の多重装置２とを光ファイバ回線２２により接続して多重化光信号を伝送する多重化伝送制御方法であって、非同期データをペイロード内の予め設定した固定位置にマッピングし、又ペイロード内の前記固定位置以外に同期データをマッピングして多重化し、この多重化した信号を光信号に変換した多重化光信号を送信する過程と、多重化光信号を受信して電気信号に変換し、伝送路クロック信号により非同期データと同期データとを多重分離し、非同期データを伝送路クロック信号により、ペイロード内の固定位置の非同期データを分離処理し、同期データを網同期クロック信号により分離処理する過程とを含むものである。

図１及び図２は、本発明の実施例１の説明図であり、１は送信側の多重装置、２は受信側の多重装置、３，４は網同期部（ＮＳＥ）であり、図１に於いて、５は非同期処理部、６は同期処理部、７は多重化部（ＭＵＸ）、８は管理ユニットマッピング部（ＡＵ−「」ＮＡＰ）、９はＳＴＭフレームマッピング部（ＳＴＭ−「」ＭＡＰ）、１０は電光変換部（Ｅ／Ｏ）、１１はクロック分配部（ＣＬＫ）、１２はバイポーラ／ユニポーラ変換部（Ｂ／Ｕ）、１３はスタッフ多重部（ＳＴＦ）、１４はバーチャルコンテナマッピング部（ＶＣ−１１ＭＡＰ）、１５はトリビュータリユニットマッピング部（ＴＵ−１１ＭＡＰ）、１６はイーサネット（登録商標）等の信号をユニポーラ信号に変換する変換部（Ｅ／Ｕ）、１７はバイポーラ／ユニポーラ変換部（Ｂ／Ｕ）、１８はメモリ、１９はフロー制御部、２０はタイムスロットスイッチ部（ＴＳＷ）、２１はメモリ、２２は光ファイバ回線を示す。

又図２に於いて、３１は非同期処理部、３２は同期処理部、３３はクロック分配部（ＣＬＫ）、３４は光電変換部（Ｏ／Ｅ）、３５はＳＴＭフレームデマッピング部（ＳＴＭ−「」ＤＭＡＰ）、３６は管理ユニットデマッピング部（ＡＵ−１１ＤＭＡＰ）、３７は多重分離部（ＤＭＵＸ）、３８はトリビュータリユニットデマッピング部（ＴＵ−１１ＤＭＡＰ）、３９は管理ユニットデマッピング部（ＶＣ−１１ＤＭＡＰ）、４０はデスタップ部（ＤＳＴＦ）、４１はユニポーラ／バイポーラ変換部（Ｕ／Ｂ）、４２はメモリ、４３はタイムスロットスイッチ部（ＴＳＷ）、４４はメモリ、４５はユニポーラ信号をイーサネット（登録商標）等の信号に変換する変換部（Ｕ／Ｅ）、４６はユニポーラ／バイポーラ変換部（Ｕ／Ｂ）を示す。

又図１及び図２に於いて、点線矢印は、網同期部３，４から各部に転送する網同期クロック信号の分配経路を示し、一点鎖線矢印は、多重分離部３７に於いて受信データから抽出した伝送路クロック信号の分配経路を示す。又ＡＵ−「」は、ＡＵ−３又はＡＵ−４とすることができ、又ＳＴＭ−「」は、ＳＴＭ−０（５１．８４Ｍｂｐｓ）、ＳＴＭ−１（１５５．５２Ｍｂｐｓ）、ＳＴＭ−４（６２２．０８Ｍｂｐｓ）、ＳＴＭ−１６（２，４８８．３２Ｍｂｐｓ）等の何れかを示すものである。

キャリアリレー回線の非同期データを、送信側の多重装置１の非同期処理部５に於いて、バイポーラ／ユニポーラ変換部１２によりユニポーラ信号に変換し、スタッフ多重部１３によりスタッフィング処理し、バーチャルコンテナマッピング部１４によりＶＣ−１１にマッピングし、トリビュータリユニットマッピング部１５によりＴＵ−１１にマッピングして、多重化部７に於いて同期処理部６からの同期データと多重化する。この場合、図示を省略している他の非同期処理部や同期処理部からのデータを多重化部７に入力して多重化することができる。

この多重化部７により多重化したデータを管理ユニットマッピング部８により管理ユニットＡＵにマッピングし、ＳＴＭフレームマッピング部９に於いてＳＴＭフレームにマッピングして、電光変換部１０に於いて光信号に変換し、光ファイバ回線２２を介して受信側の多重装置２に多重化光信号を送信する。

同期処理部６に於いては、各種の同期データをユニポーラ信号に変換して、メモリ１８に一旦保持し、フロー制御部１９の制御に従ってタイムスロットスイッチ部２０により、同期データの時間軸上の配置関係等を制御し、メモリ２１に一旦保持し、図示を省略した他の同期処理部等からのデータ及び非同期処理部５からの非同期データと共に、多重化部７に入力して多重化する。

又非同期処理部５，３１及び同期処理部６，３２は、通常は、直列データを並列データに変換して処理し、その並列データを直列データに変換する構成を含む場合が多いものである。これは、並列データ処理により、低速動作の比較的廉価の回路素子で構成することが可能となるからであり、その場合の直並列変換部及び並直列変換部は図示を省略している。

又受信側の多重装置２は、受信した光信号を、光電変換部３４により電気信号に変換し、ＳＴＭフレームデマッピング部３５によりデマッピングし、管理ユニットデマッピング部３６により管理ユニットＡＵのデマッピングを行い、又ＡＵポインタの付替え等を行い、多重分離部３７により非同期データと同期データとに伝送路クロック信号に従って分離して、非同期データは非同期処理部３１に転送し、同期データは同期処理部３２に転送する。なお、複数種類の非同期データ及び同期データを多重化して伝送した場合には、その多重化したデータ種類毎の多重分離を行う。

非同期処理部３１では、トリビュータリユニットデマッピング部３８に於いてデマッピングし、管理ユニットデマッピング部３９に於いてデマッピングし、デスタップ部４０に於いてスタッフビットを除くデスタップ処理を行ってジッタ抑圧を行い、ユニポーラ／バイポーラ変換部４１によりバイポーラ信号に変換して、非同期データを出力する。この非同期処理部３１に於いては、多重分離部３７に於いて抽出した伝送路クロック信号に従って非同期データの処理を行うことにより、網同期部４からの網同期クロック信号に同期化する必要がないから、それによる遅延やジッタが生じないものであり、キャリアリレー回線に対して要求される回線品質を維持することができる。

又同期処理部３２は、メモリ４２に、多重分離された同期データを、伝送路クロック信号に従って書込み、クロック分配部３３からの網同期クロック信号に従って読出して、タイムスロットスイッチ部４３に入力する。メモリ４２には、図示を省略しているが、複数種類の同期データが多重分離されて入力される構成が一般的である。又タイムスロットスイッチ部４３には、メモリ４２以外の図示を省略している他の装置からの同期データが入力される構成とする場合もある。このタイムスロットスイッチ部４３により、同期データを送出する端末側に対応したタイムスロットの入替えを行ってメモリ４４に書込み、このメモリ４４から変換部４５，４６対応に読出して同期データを送出する。

図３は、マッピング処理の説明図であり、非同期１．５Ｍは、キャリアリレー回線の１．５４４Ｍｂｐｓの非同期データを示し、ＳＴＦは、スタッフ多重化部１３に於ける処理結果、スタッフビットｓｔｆが挿入されて、１．５４４Ｍｂｐｓ＋αの伝送速度となった状態を示す。この非同期データを並列化して、バーチャルマッピング部１４に於いてＶＣ−４にマッピングした状態をＶＣ４ｍａｐとして示している。この場合、非同期データを予め定めた固定位置にマッピングする。例えば、Ａ１を非同期データをマッピングする領域、Ａ２をその領域の間隔とすると、この領域Ａ１を一定の大きさとし、間隔Ａ２を一定とした固定位置のマッピング領域とすることができる。

又ＤＳＴＦは、並列データを直列データに変換した状態を示す。この場合、非同期データを８ビット単位で処理すると、８ビットのデータが揃った時に並列化し、その８ビット並列データを処理してから直列データに変換することになるから、この並列変換と直列変換とに要する時間の遅延が固定的に生じることになるが、フレームアライナ・メモリ等を用いないので、非同期データの伝送遅延時間の変動は殆ど生じないものとなる。なお、高速動作の回路素子により構成した場合は、前述の並列変換や直列変換の処理を必要としないので、伝送遅延時間を短縮することができる。

又ＶＣ−４として示すパスオーバヘッドＰＯＨ（Ｐａｔｈ Ｏｖｅｒｈｅａｄ）及びペイロードは、固定位置の非同期データのマッピング領域以外の領域に、斜線を施した同期データをマッピングした状態を示す。このＶＣ−４は、ＳＤＨフレームのペイロードにマッピングされ、そのペイロード内のＶＣ−４の先頭位置は、セクションオーバヘッドＳＯＨ（Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ）のＡＵポインタによって示される。

図４は、送信側処理と受信側処理との説明図であり、送信側の非同期処理部５（図１参照）に於いては、非同期データを固定位置にマッピングし、同期処理部６に於いては、非同期データのマッピング位置以外にマッピングして、非同期データと同期データとを多重化して、ＳＤＨフレームにより送信する。又受信側では、非同期データと同期データとを伝送路クロック信号に従って多重分離し、非同期処理部３１（図２参照）に於いては、伝送路クロック信号により非同期データをデマッピング処理して、元の非同期データに復元し、又同期データを同期処理部３２に於いて網内クロック信号によりデマッピング処理して、元の同期データに復元する。従って、非同期データは、伝送路クロック信号に従って処理されるから、網内クロック信号に乗り換える必要がないことから、この点でもジッタ抑圧を図ることができる。

本発明の実施例１の説明図である。 本発明の実施例１の説明図である。 マッピング処理の説明図である。 送信側処理及び受信側処理の説明図である。

符号の説明

１ 送信側の多重装置
２ 受信側の多重装置
３，４ 網同期部（ＮＳＥ）
５，３１ 非同期処理部
６，３２ 同期処理部
７ 多重化部（ＭＵＸ）
８ 管理ユニットマッピング部（ＡＵ−「」ＭＡＰ）
９ ＳＴＭフレームマッピング部（ＳＴＭ−「」ＭＡＰ）
１０ 電光変換部（Ｅ／Ｏ）
１１，３３ クロック分配部（ＣＬＫ）
３４ 光電変換部（Ｏ／Ｅ）
３５ ＳＴＭフレームデマッピング部（ＳＴＭ−「」ＤＭＡＰ）
３６ 管理ユニットデマッピング部（ＡＵ−「」ＤＭＡＰ）
３７ 多重分離部（ＤＭＵＸ）

Claims (3)

1. 送信側の多重装置と受信側の多重装置とを光ファイバ回線により接続して多重化光信号を伝送する多重化伝送システムに於いて、
   前記送信側の多重装置は、非同期データをペイロード内の予め設定した固定位置にマッピングし、該固定位置以外の前記ペイロード内に同期データをマッピングして多重化し、該多重化した信号を光信号に変換して送信する構成を有し、
   前記受信側の多重装置は、前記送信側の多重装置からの光信号を受信して電気信号に変換し、伝送路クロック信号により前記非同期データと前記同期データとを多重分離し、前記非同期データを前記伝送路クロック信号により前記ペイロード内の固定位置の前記非同期データを分離処理し、前記同期データを網同期クロック信号により分離処理する構成を有する
   ことを特徴とする多重化伝送システム。
2. 前記送信側の多重装置は、前記非同期データをペイロード内の予め設定した固定位置にマッピングする非同期処理部と、前記同期データを前記ペイロード内の前記固定位置以外の位置にマッピングする同期処理部と、前記非同期処理部と前記同期処理部とからの信号を多重化する多重化部とを含む構成を有し、前記受信側の多重装置は、前記多重化された非同期データと同期データとを伝送路クロック信号により分離する多重分離部と、該多重分離部により分離された非同期データを前記伝送路クロック信号に従ってデマッピング処理する非同期処理部と、前記多重分離部により分離された同期データを前記網同期クロック信号に従ってデマッピング処理する同期処理部とを含む構成を有することを特徴とする請求項１記載の多重化伝送システム。
3. 送信側の多重装置と受信側の多重装置とを光ファイバ回線により接続して多重化光信号を伝送する多重化伝送制御方法に於いて、
   非同期データをペイロード内の予め設定した固定位置にマッピングし、前記ペイロード内の前記固定位置以外に同期データをマッピングして多重化し、該多重化した信号を光信号に変換した多重化光信号を送信する過程と、
   前記多重化光信号を受信して電気信号に変換し、伝送路クロック信号により前記非同期データと前記同期データとを多重分離し、前記非同期データを前記伝送路クロック信号により前記ペイロード内の固定位置の前記非同期データを分離処理し、前記同期データを網同期クロック信号により分離処理する過程とを含む
   ことを特徴とする多重化伝送制御方法。

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