JP5344088B2 - データ量導出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、データ量導出装置に関する。
光伝送網の規格の一つとして、ITU−T勧告G.709で規定されるOTN(Optical Transport Network)がある。OTNでは、SDH(Synchronous Digital Hierarchy)フレームやイーサネット(登録商標)フレームのようなクライアント信号が、OPU(Optical channel Payload Unit)フレーム,ODU(Optical channel Data Unit)フレーム,OTU(Optical channel Transport Unit),或いは、ODTU(Optical channel Data Tributary Unit)フレームに収容されて伝送される。
図11に示すように、OPUフレームは、クライアント信号がペイロード部分に収容され、このペイロード部分にOPUオーバヘッド(OPU−OH)が付与されることによって生成される。ODUフレームは、ペイロード部分にOPUフレームが収容され、このペイロード部分にODUオーバヘッドが付与されることによって生成される。OTUフレームは、ペイロード部分にODUフレームが収容され、このペイロード部分にOTUオーバヘッド及びFEC(Forward Error Correction)が付与されることによって生成される。
図12は、OTUフレームのフォーマットを示す。OTUフレームは、接続・品質管理用のOHを有し、当該OHには、フレーム同期バイト(FAS),OTU−OH,ODU−OH,OPU−OHが夫々収容される。OTUフレームは、4行×4080列で構成される。但し、OTUフレームが実際に転送される場合には、フレーム先頭より1行目から順番に送信される。
OTUフレーム,ODUフレーム,OPUフレームの夫々は、伝送速度に応じた複数のタイプを有している。例えば、OTUフレームは、SDHのSTM−16に対応するOTU1(OTU1ビットレート:255/238 x 2.48832 Gbit/s),STM−64に対応するOTU2(OTU2ビットレート:255/237 x 9.953280 Gbit/s),STM−256に対応するOTU3(OTU3ビットレート:255/236 x 39.813120 Gbit/s)がある。さらに、100GbE(100ギガビットイーサネット(イーサネットは登録商標))に対応するOTU4(OTU4ビットレート:255/227 x 99.532800 Gbit/s)が規定されている。
また、OPUフレームのペイロード領域のビットレート以下の任意のビットレートを有するクライアント信号をフレーム内にマッピングする技術として、GMP(Generic Mapping Procedure)と呼ばれる非同期マッピング方式が検討されている。
GMPは、OPUk(kは階梯番号)のペイロード部へ各種のクライアント信号を収容する場合に、クライアント信号とサーバ側フレームの信号速度間におけるビットレート差を吸収するためにバイト単位のスタッフィング(stuffing)を行いながら、クライアント信号をペイロード部分にマッピングする方法である。図13は、OPUkフレームに対するGMPの様子を示す。図13に示すように、OPUkフレームのOH領域の一部には、GMP用の制御パラメータが格納される。制御パラメータは、ペイロード領域に格納されるスタッフ(データ)量や、これらのタイミング情報が含まれる。GMPでは、ペイロード領域にスタッフ(S)がほぼ均等に配置されるように、データ及びスタッフがマッピングされる。GMPによるマッピング形態として、二つのタイプが規定されている。1つ目は、クライアント信号(CBR)をLO(Lower Order)OPUフレームへ収容する第1のタイプであり、2つ目は、LO ODUj(jは階梯番号)フレームをODTUフレーム経由で複数のHO(Higher Order)OPUk(kは階梯番号)フレームへマッピングする第2のタイプである。
図14は、第1及び第2のタイプの夫々のマッピング手法の説明図である。図14の上段には、第1のタイプのマッピング方法が図示されている。図14の下段には、第2のタイプのマッピング方法が図示されている。
第1のタイプでは、GbEのようなクライアント信号がLO OPUフレームのペイロード部分にマッピングされる一方で、当該マッピングに関する制御情報(GMPパラメータ等)がOH領域に格納される。なお、図13は、第1のタイプに従ってクライアント信号がマッピングされたLO OPUフレームを示している。
第2のタイプでは、1以上のクライアント信号(LO ODUjフレーム)が、ODTUフレームのペイロード領域にマッピングされる。ODTUフレームは、HO OPUkフレームのペイロード領域をバイト単位のTS(Tributary Slot)でM分割し、同一のTS番号を有する分割領域をM個のHO OPUkフレームに亘って結合したODTUペイロード領域と、上記M個のHO OPUkフレームのうち、TS番号に対応したマルチフレーム番号を有するHO OPUkフレームのOH領域であるODTU OH領域とからなる。
図14に示す例では、クライアント信号#1としてのLO ODUj1は、ODTUフレームペイロード領域のTS#1(各HO OPUkフレームのTS番号#1を有する領域)にマッピングされている。また、クライアント信号#1に対応するODPUフレームのOH(ODTU(#1)OH)は、HO OPUk(#1)フレームのOH領域にマッピングされている。また、クライアント信号#2としてのLO ODUj2は、ODTUフレームペイロード領域のTS#2(各HO OPUkフレームのTS番号#2を有する領域)と、TS#Mmax(各HO OPUkフレームのTS番号#Mmaxを有する領域)との夫々にマッピングされている。また、クライアント信号#2に対応するODPUフレーム(#2及び#Mmax)のOH(ODTU(#1)OH及びODTU(#Mmax)OH)は、HO OPUk(#2)フレーム及びHO OPUk(#Mmax)フレームの夫々のOH領域にマッピングされている。このようにして、複数のクライアント信号(LO OPUjフレーム)を、ODTUフレームにマッピングすることによって、複数のHO OPUkフレームで多重化して送信することができる。
なお、図14では、同一のTS番号を有するTSが各HO OPUkフレームのペイロード領域にて一塊に存在するように図示されているが、実際のHO OPUkフレームでは、同一のTS番号を有するTS領域が分散配置される。
GMPの実施に当たっては、“Cn”,“Cm”,“CnD”と呼ばれるGMPパラメータ(制御パラメータ)の導出が行われる。GMPパラメータCnは、クライアント信号を収容するOPUフレームもしくはODTUフレーム(これらを以下サーバフレームと称する)のペイロード領域で送信すべきクライアント信号のデータ量の理論値である。理論値Cnは、クライアント信号の周波数とサーバフレームの周波数との差に基づき求められる。理論値Cnは、収容されるクライアント信号のデータ量をnビット単位で表現したものである。
GMPパラメータCmは、理論値CnをMバイト(m=8×M)単位で表現した理論値であり、サーバフレームで実際に送信されるデータ量をM(m=8×M)バイト粒度(M byte granularity)で示す。
GMPパラメータCnDは、理論値Cnと理論値Cmとの差分情報である。送信すべきデータ量はnビット単位で表現される一方で、実際のサーバフレームでは、mビット(m/8バイト単位)のデータ量が送信される。CnDは、CnとCmとの誤差をnビット単位で表す。
理論値Cnは、マッピングされる側(クライアント信号)の周波数情報と等価な値であり、適正な理論値Cnをサーバフレームの受信側に伝達することが、当該受信側で適正なデマッピング処理及び元のクライアント信号の復元処理を行うために好ましい。
しかしながら、例えば100GbEのような高速なクライアント信号のマッピング処理においては、理論値Cnを実測することが困難であった。
本発明の態様の一つの目的は、フレームにマッピングすべき適正なデータ量を導出することができる技術を提供することである。
本発明の態様の一つは、並列化マッピング用信号の一系列に対する、該マッピング用信号がマッピングされるフレームの、フレーム周期毎のデータ量を導出する第1演算部と、
前記第1演算部で導出されたフレーム周期毎のデータ量を、N(Nは整数)分積算し、この積算値を、前記フレームにマッピングすべきデータ量として導出する第2演算部と
を含むデータ量導出装置である。
前記第1演算部で導出されたフレーム周期毎のデータ量を、N(Nは整数)分積算し、この積算値を、前記フレームにマッピングすべきデータ量として導出する第2演算部と
を含むデータ量導出装置である。
本発明の態様の一つによれば、フレームにマッピングすべき適正なデータ量を導出することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の説明は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
〔実施形態1〕
実施形態1に係るデータ量導出装置について説明する。最初に、GMPにおけるGMPパラメータであるCn,Cm´,Cm,ΣCnDについて説明する。図1は、Cnを導出する構成を模式的に示した図である。
実施形態1に係るデータ量導出装置について説明する。最初に、GMPにおけるGMPパラメータであるCn,Cm´,Cm,ΣCnDについて説明する。図1は、Cnを導出する構成を模式的に示した図である。
OTNにおいて、クライアント信号は、サーバフレームに収容され、光信号に変換されて伝送される。フレーム収容に際して、クライアント信号は、フレームのペイロード部にマッピングされる。
図1において、カウンタAには、サーバフレームへのマッピング対象となるクライアント信号が入力される。一方、カウンタAには、サーバフレームのフレーム周期を示す信号(fp)が入力される。カウンタAは、フレーム周期内に入力されたクライアント信号のデータ量をnビット単位でカウントし、Cnとして出力する。
このように、Cnは、サーバ側のフレーム周期内に受信したクライアント信号をnビット単位でカウントすることによって求めることができる。nはビット数を表す。n=1であれば、クライアント信号を1ビット単位で求めることを意味する。なお、Cnのnの値は、クライアント(クライアント信号の形式)毎に決定することが可能である。
例えば、クライアントがOC48であり、サーバフレームの周期が1secであり、それぞれ周波数偏差が0である場合には、Cnは、n=1の場合、C1=2488320,n=8の場合、C8=311040となる。Cnは、数学的には、図2に示す(式1)及び(式2)で求められる。Cnの整数Cn(t)の範囲は、サーバフレーム周波数がクライアント信号周波数より高い場合に限られる。
Cmは、CnをM(m=8×M)バイト粒度(M byte granularity)で表現した値である。Mはクライアント信号をM byte単位でサーバフレームに収容することを示し、クライアント毎に決めることができる。例えば、クライアントが1GbEであれば、M=1であり、OC48はM=2,100GbEはM=80となる。例えば、クライアントがOC48で、n=8,M=2、サーバフレーム周期が1secであり、それぞれ周波数偏差が0である場合には、Cmは、Cm=C8(=311040)/M(=2)=155520 [byte] となる。
実際にCmが求められる場合には、CnをMで割って小数点以下を切り捨てたCm´になる。すなわち、Cm´は以下の式3で表される。
Cm´=Int(Cn/M) ・・・(式3)
上記したCm´は、Cmの値から小数点以下を切り捨てたものであるので、CnとCm´×Mとの間に差が生じる。この差がCnDであり、以下の式4で表される。
CnD=mod(Cn/M) ・・・・(式4)
例えば、Cn=101,M=2の場合には、CnD=1となる。図3に、Cmの実数及び整数、CnDの実数及び整数の導出式を示す。
Cm´=Int(Cn/M) ・・・(式3)
上記したCm´は、Cmの値から小数点以下を切り捨てたものであるので、CnとCm´×Mとの間に差が生じる。この差がCnDであり、以下の式4で表される。
CnD=mod(Cn/M) ・・・・(式4)
例えば、Cn=101,M=2の場合には、CnD=1となる。図3に、Cmの実数及び整数、CnDの実数及び整数の導出式を示す。
ΣCnDは、サーバフレーム周期毎に導出されるCnDの加算値である。但し、ΣCnDの値がM以上になった場合には、当該ΣCnDの値からMが減じられる。ΣCnDがM以上となることは、誤差CnDの累積がCm´+1相当に大きくなったことを意味する。この場合、当該フレーム周期におけるCmの値はCm´+1となり、それ以外は、その周期で求められたCm´が使用される。
クライアント信号のサーバフレームへのマッピングに際して、クライアント信号をマッピングするかスタッフするかは、Cmの値を以て判断される。そして、Cm及びΣCnDの値は、サーバフレームの受信側でデマッピング処理を行うための制御データとして、サーバフレームのオーバヘッド(OH)に格納される。
Cnは、式1及び式2に示したように、クライアント信号の周波数とサーバフレームの周波数との差に基づいて求まるデータ量の理論値である。Cm及びΣCnDは、Cnの値を元に定まるので、デマッピング側におけるデマッピング処理の精度はCnの値に依存する。
Cnの導出に当たり、n=1ならばビット単位での測定、n=8ならばバイト単位での測定が行われる。ビット単位での測定が行われる場合には、クライアント信号であるシリアル信号を直接に測定することでCnを測定することができる。バイト単位での測定が行われる場合には、シリアル信号を8並列化した、クライアント信号を測定、またはシリアル信号をビット単位で測定し8で除算することによって求めることができる。
OC3や1GbEのように低速な信号であれば、クライアント信号の直接の測定により正確にCnを測定することができる。これに対し、例えば100GbEのような高速信号に関しては、信号処理速度が信号速度に追いつかず、Cnを直接測定することが困難である。そこで、実施形態1では、より正確なCnを求めるために、以下のような構成を採用する。
図4は、本発明の実施形態1に係るデータ量導出装置(GMPパラメータ導出装置)の構成例を模式的に示す。図4において、データ量導出装置1は、複数のバッファ2と、カウンタ3と、Cn演算部(Cn Calc/check)4と、Cm´演算部(Cm’Calc)5と、ΣCnD演算部(ΣCnD Calc)6とを備えている。
複数のバッファ2には、クライアント信号に相当するシリアルデータが所定のMバイト粒度(M byte granularity)に基づき並列化された並列データ系列が夫々一時的に蓄積される。クライアント信号をサーバフレームのペイロード領域へ収容するために用いられる。図4に示す例では、M=3であり、3つの並列データ系列が3つのバッファ2に蓄積される。各バッファ2に対し、同量のデータが書き込まれる。
カウンタ3には、シリアルデータを収容する(マッピングされる)サーバフレームのフレーム周期を示す信号(fp)が入力される。図4に示す例では、カウンタ3には、各バッファに対して入力される書込イネーブル信号(Write_en)が入力される。書込イネーブル信号は上記記載のクライアント信号を並列化したものである。カウンタ3は、1サーバフレーム周期内に生じた書込イネーブル信号の数(1フレーム周期内のBU書込数)をカウントし、フレーム周期毎のBU書込数をCn演算部4に与える。カウンタ3は、書込イネーブル信号の代わりに書込クロック数をカウントしても良い。
Cn演算部4は、Cnの値を求める。例えば、Cn演算部は、BU書込数からフレーム周期毎のデータ量を求める。1書込イネーブル信号に対するデータ量は決まっており、Cn演算部4は、イネーブル信号の数からバッファ2に書き込まれたデータ量を導出することができる。或いは、書込クロック数が入力される場合には、Cn演算部4は、1書込クロックあたりのデータ量を元に、書込クロック数からフレーム周期のデータ量を得ることができる。ここで得られるフレーム毎のデータ量は、クライアント信号がMバイト粒度(M=3)で並列化された並列データの1系列分のデータ量を示す。
Cn演算部4は、フレーム毎のデータ量をM回、またはMに応じた所定回数Nに亘って加算した累積値(積算値)をCn(Cn(t))として求める。また、Cn演算部4は、Cnが有効範囲に収まっているかをチェックし、求めたCnをCm´演算部5に送る。
Cm´演算部5は、CnをMで除算し、整数部分Cm´をCm_tempとしてCm演算部7に送り、余り部分(mod(Cn/M))をCnDとしてΣCnD演算部6に送る。
ΣCnD演算部6は、CnDの積算処理を行い、フレーム毎にΣCnDを出力する。但し、CnDの積算値がM以上となった場合には、当該積算値からMを減じた値をΣCnDとして出力する一方で、Cm演算部7に+1要求信号を与える。
Cm演算部7は、Cm_temp(Cm´)を受け取り、フレーム周期内に+1要求信号をΣCnD演算部6から受け取った場合には、Cm_tempに1を加えた値をCmとして出力する。+1要求信号が無かった場合には、Cm演算部7は、Cm_tempをCmとして出力する。Cm演算部7から出力されるCmがフレームの受信側(デマッピング側)に伝達すべき最終的なCmとして扱われる。
なお、本実施例では、フレーム毎のデータ量を、またはMに応じた所定回数Nに亘って加算した累積値(積算値)をCn(Cn(t))として求めているが、フレーム毎のデータ量を任意の回数に亘って加算した累積値(積算値)をM回に亘って加算した累積値(積算値)へ換算してもよい。
図5は、加算回数(積算回数)が3である場合におけるGMPパラメータの時間的変化を示す。図4に示すように、Cn演算部4は、積算回数に応じた大きさの積算ウィンドウWを有し、今回のデータ量を最後のデータ量として、積算ウィンドウWに入るフレーム周期毎のデータ量を加算してCnを導出する。
1フレーム周期内において、複数のバッファ2に格納されたデータは、その周期に対応するサーバフレームのペイロード部にマッピングされ、必要に応じてスタッフが配置される。一方、Cm及びΣCnDは、デマッピング用情報として、サーバフレームのOH中の所定バイト(例えばJC(Justification Control)バイト)に格納される。GMPに係るG.709の規定では、CmはJC1,JC2バイトに格納され、ΣCnDはJC4,JC5バイトに格納される。
サーバフレームのOHには、例えば監視制御情報などが付加された後、またはサーバフレームが複数多重された後に監視制御情報などが付加された後、光信号に変換されて、光ネットワークを通じて所定の受信側に到達し、受信側でデマッピング処理が行われる。受信側では、デマッピング処理に際して、OHに格納されたCm及びΣCnDを用いる。
上記したデータ導出装置1の構成及び動作例によれば、クライアント信号は、Mバイト粒度で並列化され、各並列化データ系列を一時的に蓄積する各バッファ2に蓄積される。カウンタ3は、何れかのバッファ2に蓄積されるサーバフレーム周期毎のデータ量を導出する。Cn演算部4は、サーバフレーム周期毎のデータ量を、M回のサーバフレーム周期で積算した値をCn(Cnの近似値)として導出する。M回のサーバフレーム周期で積算した値をCnとすることで、適正なCnに基づくCm及びΣCnDを受信側に送信することができる。
図6は、実施形態1の構成に係る作用説明図である。図6では、説明を簡単にするために、並列数M=2となっている。図6に示すように、Cnの平均ビットレートが“19”であるとする。そして、2並列でデータを送信する際に、並列のデータ系列間でデータ量を揃えるため、Cnが“9×2”で算出されるサーバフレーム周期(フレームt0,t2参照)と、Cnが“10×2”で算出されるサーバフレーム周期(フレームt1,t3参照)とを交互に繰り返すことが考えられる。
ここで、サーバフレーム周期t0(t2)の並列データ系列の一つのデータ容量9と、並列数2とから、Cn=18と求めることができる。一方、サーバフレーム周期t1(t3)は、同様にしてCn=20と求めることができる。しかしながら、いずれも本来のCnの値“19”ではない。また、サーバフレーム周期毎にCnが変動することはサーバフレーム周期毎にクライアント周波数が異なることと等価であるので、受信側(デマッピング側)で、ジッタ成分や周波数偏差を考慮した回路設計が要求される可能性がある。
これに対し、実施形態1の構成を適用すれば、サーバフレーム周期t2で本来のCnの値“19”を得ることができ、その後も継続して一定のCn値“19”を導くことができる。よって、正確なCnに基づくCm及びΣCnDを含むサーバフレームを送信することができる。また、受信側の回路構成が複雑化することを回避することもできる。
さらに、図1と図4との対比で分かるように、クライアント信号の並列化に係る構成(複数のバッファ2)を除けば、Cnを求めるための構成要素として、Cn演算部4を追加しただけである。実施形態1によれば、簡易な構成で、適正なCnを求めることが可能となる。
なお、実施形態1では、書込イネーブル信号又は書込クロックに基づいてフレーム周期内のデータ量を求める構成について説明した。当該構成の代わりに、バッファ2の容量を監視し、サーバフレーム周期内におけるバッファ容量の変動(元の値+書込量−読出量)から、バッファ2のデータ量を求める構成を適用することができる。
〔実施形態2〕
次に、本発明の実施形態2に係るデータ量導出装置について説明する。実施形態2は、実施形態1と共通点を含むので、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。なお、実施形態2で説明する構成要素について、実施形態1と同じ構成要素は同一の符号を付してある。
次に、本発明の実施形態2に係るデータ量導出装置について説明する。実施形態2は、実施形態1と共通点を含むので、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。なお、実施形態2で説明する構成要素について、実施形態1と同じ構成要素は同一の符号を付してある。
図7は、実施形態2に係るデータ量導出装置1Aの構成例を示す図である。実施形態1に係るデータ量導出装置1(図4)との相違点として、セレクタ8及び補正部9が設けられている。
セレクタ8は、図示しないバッファ2の容量モニタ(BU window monitor)からの制御信号に従って、“−M”,“+M”,及び“0”の何れかを示す信号を補正部9に接続する。容量モニタは、複数のバッファ2の一つの容量を監視し、サーバフレーム周期毎にセレクタ8に制御信号を与える。バッファ2のデータ保持量(バッファ量)がアンダーフローに近づいたことを示す第1閾値以下である場合には、容量モニタは、セレクタ8が“−M”を出力するための制御信号をセレクタ8に与える。また、バッファ量がオーバーフローに近づいたことを示す第2閾値以上の場合には、容量モニタは、セレクタ8が“+M”を出力するための制御信号をセレクタ8に与える。バッファ容量が第1閾値を上回り、且つ第2閾値未満であれば、容量モニタは、セレクタ8が“0”を出力するための制御信号を与える。
Cn演算部4は、実施形態1と同様の手法で導出したCnの値をCm´演算部(Cm_temp Calc)5ではなく、補正部9に与える。補正部9は、Cn演算部4からのCnの値をセレクタ8からの出力信号(“−M”,“+M”,“0”の何れか)で補正した補正CnをCm´演算部5へ与える一方で、補正Cnは、Cn演算部(Cn_calc/check)4にフィードバックされる。フィードバックされたCnは、次のサーバフレーム周期でCnを導出するためにCn演算部4によって使用される。Cm´演算部5,ΣCnD演算部6,及びCm演算部7は、実施形態1と同様の処理を行う。
実施形態2の作用効果として、実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。さらに、実施形態2には以下の利点がある。実施形態1及び2ともに、M回のサーバフレーム周期におけるデータ量をカウントした後にCnが決定される。このため、周波数偏差(クライアント信号の周波数の変動)に対する追従は緩やかである。Cnの変動が周波数偏差の実際の変動に十分に追従できない(第1閾値以下になる(アンダーフローの可能性が高い)、第2閾値以上になる(オーバーフローの可能性が高い))場合には、Cn演算部4で得られたCnの値にM相当のデータ量を加算又は減算することで、Cnの値を周波数偏差に近づけることができる。これによって、実施形態1に比べて適正なCnの値に基づくCm及びΣCnDを含むサーバフレームを送信することが可能となる。
〔実施形態3〕
次に、実施形態3として、GMPマッピング装置の実施形態について説明する。図8は、クライアント信号(イーサネット信号)をサーバフレームにマッピングするGMPマッピング装置(OPUフレーム生成装置)の構成例を示す。
次に、実施形態3として、GMPマッピング装置の実施形態について説明する。図8は、クライアント信号(イーサネット信号)をサーバフレームにマッピングするGMPマッピング装置(OPUフレーム生成装置)の構成例を示す。
図8に示す例では、GMPマッピング装置10(以下、単にマッピング装置10と表記)のクライアントは100GbEであり、100GbEのクライアント信号をサーバフレームとしてのOPU4フレームにマッピングする。また、図8に示す例では、Cn(n=8)であり、Cm(m=640)であり、Mが80である場合について説明する。
図8において、マッピング装置10に入力される100GbEのクライアント信号に対し、シリアル−パラレル変換器11による640並列化処理が施される。
その後、クライアントクロック(クライアント周波数)からOPUクロックへの乗せ換えを行うため、各並列データ系列は、書込データ(wt_data)として、クライアント信号をサーバフレームのペイロード領域へ収容するために用いられるバッファメモリであるFIFO(First-in First-out)12に書き込まれる。FIFO12は、並列化データ系列分用意されるが、図8では、FIFO12が1つだけ例示されている。
シリアル−パラレル変換器11からは、FIFO12へのデータ書込のための書込クロック(wt_clock:640分周クロック)が入力される。書込クロックは、カウンタ(クライアントクロック計数部:Client clock counter)13にも入力される。
カウンタ13には、OPU4のフレーム周期を示す信号(fp)が入力されるようになっており、カウンタ13は、サーバフレーム周期の間、書込クロック数をカウントする。カウンタ13は、サーバフレーム周期毎の書込クロック数(サーバフレーム周期毎のデータ量に相当する)を、Cn演算部に入力する。
Cn演算部14は、Cn演算部4に相当し、Cn演算部4と同等の機能を有する。すなわち、Cn演算部14は、カウンタ13から入力されるフレーム周期毎の書込クロック数を、80回(M=80)のサーバフレーム周期に亘って加算し、その加算の結果得られた値を仮のCnとする。Cn演算部14は、今回のフレーム周期を含む80回のフレーム周期におけるデータ量を積算するための積算ウィンドウ(図5参照)を有することができる。また、Cn演算部14は、Cn演算部4と同様に、仮のCnが有効範囲か否かのチェックも行い、仮のCnを補正部19に与える。
容量モニタ20は、FIFO12に保持されたデータ量(バッファ量)を監視する。FIFO12には、バッファ量がアンダーフローに近づいたことを示すアンダーフロー警告閾値(第1閾値)と、バッファ量がオーバーフローに近づいたことを示すオーバーフロー警告閾値(第2閾値)とが設定されている。
容量モニタ20は、バッファ量に応じたセレクタ(SEL)18の制御信号を出力する。すなわち、バッファ量が第1閾値以下である場合には、容量モニタ20は、セレクタ18が“−80”を出力するための制御信号をセレクタ18に与える。バッファ容量が第1閾値を上回り、且つ第2閾値未満の場合には、容量モニタ20は、セレクタ18が“0”を出力するための制御信号をセレクタ18に与える。バッファ容量が第2閾値以上の場合には、容量モニタ20は、セレクタ18が“+80”を出力するための制御信号をセレクタ18に与える。セレクタ18から出力される“−80”,“+80”,“0”の信号は、補正部19に入力される。
補正部19は、“−80”信号を受け取った場合には、Cn演算部14から入力される仮のCnから80を減じた値を最終的なCnの値として出力する。これに対し、補正部19は、“+80”信号を受け取った場合には、仮のCnに80を加えた値を最終的なCnの値として出力する。これに対し、“0”信号を受け取った補正部は、仮のCnを最終的なCnとして出力する。補正部19から出力されるCnは、Cm/CnD/ΣCnD導出部15に入力される一方で、Cn演算部14にフィードバックされる。フィードバックされたCnは、次のフレーム周期でCnを導出するためにCn演算部14によって使用される。
Cm/CnD/ΣCnD導出部15は、実施形態1,2で説明したCm´演算部5,ΣCnD演算部6及びCm演算部7と同様の機能を有する。Cm/CnD/ΣCnD導出部15は、最終的なCmとΣCnDとを、データ/スタッフ制御部21及びJC生成部22に出力する。
データ/スタッフ制御部21(以下制御部21と表記)は、OPU4のペイロード容量と、最終的なCm(実際の送信データ量)とに基づき、FIFO12に対する読出イネーブル信号(rd_data_en)の出力タイミングを制御する。すなわち、制御部21は、OPU4フレームのペイロード領域にスタッフが均等にマッピングされるように、Cm分のデータのマッピング位置を決定し、マッピング位置にFIFO12のデータが格納されるように読出イネーブル信号を出力する。
読出イネーブル信号が出力されている間、読出イネーブル信号を受け取ったFIFO12からは、読出クロック(rd_clock)に従ってデータが読み出され、OPUオーバヘッド挿入部(OPU OH insert)24へ送られる。
JC生成部22は、Cmを含むJCバイト(JC1及びJC2バイト)と、ΣCnDを含むJCバイト(JC4及びJC5バイト)を生成して、OPUオーバヘッド生成部(OPU OH gen)23へ送る。
OPUオーバヘッド生成部23は、OPU4フレームのオーバヘッド(OH)を生成し、OPUオーバヘッド挿入部24に送る。このとき生成されるOHには、上記したCm及びΣCnDを含むJCバイト群(JC1,JC2,JC4及びJC5)が格納される。そして、OPUオーバヘッド挿入部24は、データ及びスタッフがマッピングされたペイロード部にOHを付与し、OPU4フレームとして送出する。
実施形態3によれば、GMPマッピング装置(OPUフレーム生成装置)において、実施形態1及び2と同様の作用効果を奏することができる。さらに、適正なCm及びΣCnDを含むOPU4フレームを送信することができる。
<変形例>
上記した実施形態3は、以下のような変形が可能である。実施形態3では、80バイト粒度に基づき、100GbEを640並列化し、Cn演算部14にて80回のフレーム周期におけるデータ量を積算してCnを求めている。しかし、並列化数は任意の値をとることができる。そして、加算(積算)を行うフレーム周期の回数は、任意に決定することができる。
上記した実施形態3は、以下のような変形が可能である。実施形態3では、80バイト粒度に基づき、100GbEを640並列化し、Cn演算部14にて80回のフレーム周期におけるデータ量を積算してCnを求めている。しかし、並列化数は任意の値をとることができる。そして、加算(積算)を行うフレーム周期の回数は、任意に決定することができる。
また、実施形態3では、FIFO12の容量監視によるCn補正は、80バイト粒度に鑑みて、Cnに対して“+80”又は“−80”の加算又は減算を行う構成を採用している。しかし、これは一例であり、補正量は適宜の量を適用することができる。
<<他のCn導出方法>>
また、Cnは、以下のようにして求めることができる。すなわち、Mバイト粒度でクライアント信号を並列化したときの並列化数をLとし、加算回数Nとした場合に、Cnを以下の式により求めることができる。
Cn=(N回加算値×M/N/(M*8)/L)
=(N回加算値/N/8×L)
上記した加算回数Nは、以下のようにして求めることができる。
(1)固定でM=Nとする(第1の手法)。
(2)バッファ12の容量を監視して、FIFO量(バッファ量)の変動頻度をNに反映する。すなわち、バッファ量に応じてNを変更する(第2の手法)。第2の手法は、第1のN値変更方法と、第2のN値変更方法とを含む。
また、Cnは、以下のようにして求めることができる。すなわち、Mバイト粒度でクライアント信号を並列化したときの並列化数をLとし、加算回数Nとした場合に、Cnを以下の式により求めることができる。
Cn=(N回加算値×M/N/(M*8)/L)
=(N回加算値/N/8×L)
上記した加算回数Nは、以下のようにして求めることができる。
(1)固定でM=Nとする(第1の手法)。
(2)バッファ12の容量を監視して、FIFO量(バッファ量)の変動頻度をNに反映する。すなわち、バッファ量に応じてNを変更する(第2の手法)。第2の手法は、第1のN値変更方法と、第2のN値変更方法とを含む。
(2−1)第1のN値変更方法
バッファ12において、上述した第1閾値以下の領域及び第2閾値以上の領域をCn値変更領域(補正実施領域)とする。Cn演算部14は、フレーム周期毎に、バッファ12のバッファ量を容量モニタ20から受け取る。
バッファ12において、上述した第1閾値以下の領域及び第2閾値以上の領域をCn値変更領域(補正実施領域)とする。Cn演算部14は、フレーム周期毎に、バッファ12のバッファ量を容量モニタ20から受け取る。
Cn演算部14は、バッファ量がCn変更領域に到達していれば、現在のNの値から1を減じる(N=N−1)(減算条件)。一方、Cn演算部14は、バッファ量がCn値変更領域に到達していなければ、当該未到達であった間のフレーム周期数をカウントする。その後、未到達のフレーム周期の回数がNとなった場合には、Cn演算部14は、現在のNの値に1を加算する(N=N+1)(加算条件)。すなわち、Nフレーム周期に亘ってバッファ量がCn値変更領域に到達しなかった場合に、Nに1が加算される。
なお、Nの値に上限値と下限値との少なくとも一方を予め設けておき、Nが上限値又は下限値に達した場合には、上記したNの減算条件又は加算条件が満たされたとしても、Cn演算部14がNの値を維持するようにしても良い。
(2−2)第2のN値変更方法
前回Cn値変更領域に到達してから今回Cn値変更領域に到達するまでのフレーム周期をNとする。すなわち、Cn演算部14は、図9に示すように、或るフレーム周期でバッファ量がCn値変更領域に達した場合、当該フレーム周期を基点として、フレーム周期数のカウント(計数)を開始する。バッファ量が再びCn値変更領域に達した場合には、Cn演算部14は、前回から今回のCn値変更領域到達に至るまでのフレーム周期数をNとして決定する。
前回Cn値変更領域に到達してから今回Cn値変更領域に到達するまでのフレーム周期をNとする。すなわち、Cn演算部14は、図9に示すように、或るフレーム周期でバッファ量がCn値変更領域に達した場合、当該フレーム周期を基点として、フレーム周期数のカウント(計数)を開始する。バッファ量が再びCn値変更領域に達した場合には、Cn演算部14は、前回から今回のCn値変更領域到達に至るまでのフレーム周期数をNとして決定する。
上述した第1及び第2のN値変更方法のいずれが採用される場合においても、Nの初期値としてMを適用することができる。
<<ODPUフレームへのマッピング>>
上記した実施形態3では、GMPの第1のタイプのマッピング例として、クライアント信号をLO OPUjフレームに相当するOPU4フレームにマッピングする例について説明した。
上記した実施形態3では、GMPの第1のタイプのマッピング例として、クライアント信号をLO OPUjフレームに相当するOPU4フレームにマッピングする例について説明した。
クライアント信号をLO ODUjフレームとして、当該LO ODUjフレームをODTUフレームにGMPを用いてマッピングする場合(GMPの第2のタイプ)にも、実施形態3で説明した構成を適用することができる。
図10は、GMPの適用箇所と、GMPパラメータと、Cn,Cm,CnDの演算周期とを示す表である。表の上段がGMPの第1のタイプを示し、表の下段が第2のタイプを示す。第2のタイプでは、GMPパラメータCn,Cm,CnDの演算周期は、ODTUフレーム毎になる。また、ODTUフレームの周期と、OPUkフレームの周期とは関連性があり、例えば、ODTU4.tsフレーム周期は、80×OPU4フレーム周期に等しい。
従って、例えば、クライアント信号が、例えばLO ODU0であり、ODTU4.1フレームにマッピングされる場合には、Cn,Cm,Mの値は、それぞれCn(n=8),Cm(m=8),M=1となる。また、シリアル−パラレル変換器11は、LO ODU0信号を8分割することになり、書込クロック(wt_clock)は8分周クロックとなる。また、カウンタ13及びCn演算部14に入力されるサーバフレーム周期は、ODTU4.1フレーム周期、すなわちOPU4フレーム周期×80となる。このような変更を以て、LO ODUjフレームをODTUフレームにマッピングすることが可能となる。
このように、マッピング対象のLO ODUj信号と、マッピング先のODTUフレームとに応じて、Cn,Cm,Mの値が変化するのに合わせて、並列化数及びフレーム周期の長さを変更することで、実施形態3の構成は、第2のタイプにおけるLO ODUjフレームとODTUフレームとの組み合わせに適用することができる。
1・・・データ量導出装置
2・・・バッファ
3,13・・・カウンタ
4,14・・・Cn演算部
5・・・Cm´演算部
6・・・ΣCnD演算部
7・・・Cm演算部
8,18・・・セレクタ
9,19・・・補正部
2・・・バッファ
3,13・・・カウンタ
4,14・・・Cn演算部
5・・・Cm´演算部
6・・・ΣCnD演算部
7・・・Cm演算部
8,18・・・セレクタ
9,19・・・補正部
Claims (16)
- 並列化マッピング用信号の一系列に対する、該マッピング用信号がマッピングされるフレームの、フレーム周期毎のデータ量を導出する第1演算部と、
前記第1演算部で導出されたフレーム周期毎のデータ量をN回(Nは整数)分積算し、この積算値を、前記フレームにマッピングすべきデータ量として導出する第2演算部と
を含むデータ量導出装置。 - M(Mは整数)バイト粒度で並列化された、並列化数Lの並列化マッピング用信号の一系列に対する、該マッピング用信号がマッピングされるフレームのフレーム周期毎のデータ量を導出する第1演算部と、
前記第1演算部で導出されたフレーム周期毎のデータ量がN(Nは整数)回分積算された積算値を導出し、該積算値を前記Nで割った値をさらに(8×L)で割って得た値を、前記フレームにマッピングすべきデータ量として導出する第2演算部と
を含むデータ量導出装置。 - 前記並列化マッピング用信号がM(Mは整数)バイト粒度で並列化されており、
前記第2演算部は、前記Mを前記回数Nとして、前記積算値の導出を行う
請求項1に記載のデータ量導出装置。 - 前記並列化マッピング用信号の一系列を一時的に保持するバッファと、
前記バッファに保持された前記フレーム周期毎のマッピング用信号のデータ量に応じて、前記第2演算部で導出された前記フレームにマッピングすべきデータ量を補正する補正部とをさらに含む
請求項1から3の何れか1項に記載のデータ量導出装置。 - 前記補正部は、前記バッファに保持されたデータ量が該バッファのアンダーフローを警告する第1閾値以下の場合に、前記第2演算部によって導出された前記フレームにマッピングすべきデータ量から所定データ量を減算し、前記バッファに保持されたデータ量が該バッファのオーバーフローを警告する第2閾値以上の場合に、前記第2演算部によって導出された前記フレームにマッピングすべきデータ量に所定データ量を加算する
請求項4に記載のデータ量導出装置。 - 前記補正部は、前記バッファに保持されたデータ量が補正実施領域に到達した場合に前記補正を行い、
前記第2演算部は、前記バッファに保持されたデータ量が前記補正実施領域に到達する頻度に応じて前記Nの値を変更する
請求項1から5の何れか1項に記載のデータ量導出装置。 - 前記第2演算部は、前記バッファに保持されたデータ量が前記補正実施領域に到達する毎に、現在のNの値から1を減じる
請求項6に記載のデータ量導出装置。 - 前記第2演算部は、前記バッファに保持されたデータ量が前記補正実施領域に到達しなかったフレーム周期がN回連続した場合に、現在のNの値に1を加算する
請求項6又は7に記載のデータ量導出装置。 - 前記Nの値は、上限値及び下限値の少なくとも一方を有し、
前記第2演算部は、前記Nの値が前記上限値又は下限値の少なくとも一方に達した場合には、前記Nの値の変更条件が満たされても、現在のNの値を維持する
請求項6から8の何れか1項に記載のデータ量導出装置。 - 前記第2演算部は、前記バッファに保持されたデータ量が前記補正実施領域に前回到達してから今回到達するまでの間におけるフレーム周期回数をNの値に設定する
請求項6に記載のデータ量導出装置。 - 前記フレームにマッピングすべきデータ量が第1のデータ量と定義されたときの、前記フレームに実際にマッピングされる第2のデータ量を導出する第3演算部と、
前記第1のデータ量と前記第2のデータ量との差分を導出する第4演算部と、
前記差分のフレーム間に亘る累積値を導出する第5演算部と、
前記累積値が所定量を超えたときに、前記第2のデータ量に前記所定量を加えるとともに、前記累積値から所定量を減算する調整部と
をさらに含む
請求項1から10の何れか1項に記載のデータ量導出装置。 - 前記フレームは、OTN(optical transport network)規格に従ったフレームであり、前記フレームにマッピングすべきデータ量は、GMP(Generic Mapping Procedure)で使用される理論値Cnである
請求項1から11の何れか1項に記載のデータ量導出装置。 - フレームへのマッピング対象である並列化マッピング用信号を保持するバッファ部と、
前記バッファで保持される並列化マッピング信号の一系列に対する、フレーム周期毎のデータ量を導出する第1演算部と、
前記第1演算部で導出されたフレーム周期毎のデータ量を、N回(Nは整数)分積算し、この積算値を、前記フレームにマッピングすべきデータ量として導出する第2演算部と、
前記フレームにマッピングすべきデータ量が第1のデータ量と定義されたときの、前記フレームに実際にマッピングされる第2のデータ量を導出する第3演算部と、
前記第1のデータ量と前記第2のデータ量との差分を導出する第4演算部と、
前記差分のフレーム間に亘る累積値を導出する第5演算部と、
前記累積値が所定量を超えたときに、前記第2のデータ量に前記所定量を加えるとともに、前記累積値から所定量を減算する調整部と、
前記第2のデータ量に基づいて、前記フレームのペイロード領域に対する前記バッファに保持された並列化マッピング用信号のマッピングを制御する制御部と、
前記差分及び前記累積値を含む前記フレームのオーバヘッドを生成する生成部と、
前記第2のデータ量の並列化マッピング信号がペイロード領域に収容され、且つ前記生成部で生成された前記オーバヘッドが付与された前記フレームを送出する送出部と
を含むフレーム生成装置。 - M(Mは整数)バイト粒度で並列化された、並列化数Lの並列化マッピング用信号の一系列に対する、該マッピング用信号がマッピングされるフレームのフレーム周期毎のデータ量を導出する第1演算部と、
前記第1演算部で導出されたフレーム周期毎のデータ量がN(Nは整数)回分積算された積算値を導出し、該積算値を前記Nで割った値をさらに(8×L)で割って得た値を、前記フレームにマッピングすべきデータ量として導出する第2演算部と
前記フレームにマッピングすべきデータ量が第1のデータ量と定義されたときの、前記フレームに実際にマッピングされる第2のデータ量を導出する第3演算部と、
前記第1のデータ量と前記第2のデータ量との差分を導出する第4演算部と、
前記差分のフレーム間に亘る累積値を導出する第5演算部と、
前記累積値が所定量を超えたときに、前記第2のデータ量に前記所定量を加えるとともに、前記累積値から所定量を減算する調整部と、
前記第2のデータ量に基づいて、前記フレームのペイロード領域に対する前記バッファに保持された並列化マッピング用信号のマッピングを制御する制御部と、
前記差分及び前記累積値を含む前記フレームのオーバヘッドを生成する生成部と、
前記第2のデータ量の並列化マッピング信号がペイロード領域に収容され、且つ前記生成部で生成された前記オーバヘッドが付与された前記フレームを送出する送出部と
を含むフレーム生成装置。 - 並列化マッピング用信号の一系列に対する、該マッピング用信号がマッピングされるフレームの、フレーム周期毎のデータ量を導出し、
前記フレーム周期毎のデータ量をN回(Nは整数)分積算し、この積算値を、前記フレームにマッピングすべきデータ量として導出する
ことを含むデータ量導出方法。 - M(Mは整数)バイト粒度で並列化された、並列化数Lの並列化マッピング用信号の一系列に対する、該マッピング用信号がマッピングされるフレームのフレーム周期毎のデータ量を導出し、
前記フレーム周期毎のデータ量がN(Nは整数)回分積算された積算値を導出し、該積算値を前記Nで割った値をさらに(8×L)で割って得た値を、前記フレームにマッピングすべきデータ量として導出する
ことを含むデータ量導出方法。
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