JP5404937B2 - クライアント信号マッピング回路及びマッピング方法 - Google Patents

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Description

本発明は、クライアント信号マッピング回路及びマッピング方法に係り、特に、クライアント信号をOTN(Optical Transport Network)に収容し、伝送する際のマッピングを行うクライアント信号マッピング回路及びマッピング方法に関する。
クライアント信号を大容量で長距離転送可能な光通信網の多重化階梯として、OTN (Optical Transport Network)が2001年にITU−TによってG.709に標準化技術として勧告された(非特許文献1参照)。OTNは強固な管理・監視機能を持ち、また誤り訂正符号をフレームフォーマットに導入することで大容量の転送を可能にしている。従来OTNではSDH / SONET (Synchronous Digital Hierarchy / Synchronous Optical Network)及びEthernet(登録商標)の収容を鑑みた多重化階梯が規定されていたが、ICT (Information and Communication Technology)サービスの発展とマルチメディアサービスの普及拡大に伴って、OTNで収容するクライアント信号の種別も多様化し、このような多様なクライアント信号を効率よく収容するため新たな多重化階梯の規定が2009年、G.709 ver.3に追加規定された(非特許文献1参照)。
従来OTNではODU1 (Optical channel Data Unit 1 : 239/238×2488320 kbit/s)、ODU2 (239/237×9953280 kbit/s)、ODU3(239/236×39813120 kbit/s) の3つのビットレートが規定されていたが、上記G.709 ver.3では新たにODU0 (1244160 kbit/s)、ODU2e (239/237×10312500 kbit/s)、ODU4(239/227×99532800 kbit/s)、ODUflex (クライアント信号がCBR信号でODUflexにマッピングされる場合のビットレートは239/238×client signal bit rate、クライアント信号がGFP−Fでカプセル化されODUflexにマッピングされる場合のビットレートは非特許文献1のTable7−8を参照)が追加され、多様なクライアント信号のビットレートに応じたペイロード容量を提供可能にした。
また、マッピング方式としてAMP (Asynchronous Mapping Procedure)、BMP (Bit−synchronous Mapping Procedure)に加え、新たにGMP (Generic Mapping Procedure)が規定された。GMPはクライアント信号のビットレートと収容するOTNフレームのペイロード容量から一意にクライアント信号のマッピング位置を決定することができるマッピング方法である。
このように新たに追加されたODUとGMP方式の導入により多様なクライアント信号に対して、柔軟にかつ効率よくOTNに収容することが可能になり、OTNを用いた伝送装置が広く普及していくと考えられる。
多様なクライアント信号を収容可能にする一方、映像信号等のジッタ規定の厳しいクライアント信号をOTNに収容する際、デスタッフジッタの影響がクライアント信号の伝送品質に影響を与えてしまう恐れがある。クライアント信号をOTNに非同期で収容または多重する際、周波数偏差を吸収するスタッフ処理が行われるが、受信端でスタッフバイトを除去する際に読み出しクロックの位相が変化するためデスタッフジッタが発生してしまう。このデスタッフジッタはスタッフバイトの挿入周期に応じたジッタが発生するため、極端にスタッフバイトを挿入する周期が長い場合、低周波成分のデスタッフジッタが発生しPLL (Phase Locked Loop)等での抑圧が困難になる。
デスタッフジッタを抑圧する技術として、スタッフ挿入率が極端に少ない周波数偏差の領域を使わないよう、クロック周波数に制限をかける方法がある(特許文献1参照)。
また、低次フレームから高次フレームに収容する際、並列処理毎に1ビットのスタッフを分散して挿入する方法などがある(特許文献2参照)。
ITU−T Rec. G.709/Y.1331 "Interfaces for the Optical Transport Network (OTN)" 12/2009.
特開2009−212882号公報 特開2004−282632号公報
しかしながら、前記クロック周波数に制限をかけてデスタッフジッタを抑圧する方法は、ゼロスタッフジッタ近傍の周波数で装置が動作しないよう予め動作する周波数範囲に制限を設ける必要があるため、G.709に規定されている±20 ppmまたは±100 ppmで動作する装置との互換性を維持することができない。
また、上記の並列処理毎に1ビットのスタッフを分散して挿入する方法は、G.709には勧告されておらず、通常OTNでは1バイト単位でOH (Overhead)の特定箇所にスタッフを挿入するため、こちらも既存装置との互換性が保てないといった課題が生じる。
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、標準勧告(G.709)に準拠した装置との互換性を維持し、かつ簡易な構成にてデスタッフジッタを抑圧可能なクライアント信号のマッピング回路及びマッピング方法を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態によれば、クライアント信号を伝送フレームに収容するクライアント信号マッピング回路であって、
前記クライアント信号を一時的に記憶するバッファ手段と、
前記バッファ手段の使用量を通知するバッファ使用量監視手段と、
前記バッファ手段の使用量に基づいて、伝送フレーム内にスタッフバイトの挿入の有無及びスタッフ処理量を決定するスタッフ処理決定手段と、
前記バッファ手段から読み出されたクライアント信号にオーバヘッドを付与し、伝送フレームを形成するオーバヘッド挿入手段と、
前記スタッフ処理決定手段の決定に基づいて、前記バッファ手段から前記クライアント信号の読み出し制御を行う読み出し制御手段と、
を有し、
前記スタッフ処理決定手段は、
前記バッファ使用量監視手段から通知されたバッファ使用量と所定の基準値との比較を行う比較手段と、
擬似ランダム系列信号を出力する擬似ランダム系列発生手段と、
前記擬似ランダム系列信号と前記比較手段から出力される比較結果との加算を行う第1の加算手段と、を備えるクライアント信号マッピング回路が提供される。
また、前記スタッフ処理決定手段は、
一定値になるまで、入力されるスタッフ情報と保持しているスタッフ情報との加算を行うスタッフ情報保持手段を更に備えてもよい。
また、前記スタッフ処理決定手段は、
前記第1の加算手段から出力されるスタッフ情報を保持する複数のスタッフ情報保持手段と、
前記複数のスタッフ情報保持手段からの値を加算する第2の加算演算手段と、
前記第2の加算演算手段で加算された結果を前記スタッフ情報保持手段の個数に対して平均化を行う平均化手段と、を更に備えてもよい。
また、本発明の一実施形態によれば、クライアント信号を伝送フレームに収容するマッピング方法であって、
バッファ使用量監視手段が、前記クライアント信号を一時的に記憶するバッファの使用量を通知するバッファ使用量監視ステップと、
スタッフ処理決定手段が、前記バッファの使用量に基づいて、伝送フレーム内にスタッフバイトの挿入の有無及びスタッフ処理量を決定するスタッフ処理決定ステップと、
オーバヘッド挿入手段が、前記バッファから読み出されたクライアント信号にオーバヘッドを付与し、伝送フレームを形成するオーバヘッド挿入ステップと、
読み出し制御手段が、前記スタッフ処理決定ステップによる決定に基づいて、前記バッファから前記クライアント信号の読み出し制御を行う読み出し制御ステップと、
を行い、
前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
前記バッファ使用量監視手段から通知されたバッファ使用量と所定の基準値の比較を行い、擬似ランダム系列信号と比較結果との加算を行うマッピング方法が提供される。
また、前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
一定値になるまで、入力されるスタッフ情報と保持しているスタッフ情報との加算を行うステップを更に行うようにしてもよい。
また、前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
前記擬似ランダム系列信号と前記比較結果との加算結果を複数のスタッフ情報保持手段に保持し、
前記複数のスタッフ情報保持手段で保持されている値を加算する加算演算ステップと、
前記第2の加算演算ステップで加算された結果を前記スタッフ情報保持手段の個数に対して平均化を行う平均化ステップと、を更に行うようにしてもよい。
さらに、本発明の一実施形態によれば、クライアント信号を伝送フレーム信号に収容するクライアント信号マッピング回路であって、
前記クライアント信号を一時的に記憶する非同期バッファ手段と、
前記クライアント信号のクロックと伝送フレーム信号のクロックから周波数情報を生成する周波数情報生成手段と、
前記周波数情報にて生成された周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳手段と、
前記クライアント信号のクロックと前記周波数情報に基づいて前記非同期バッファ手段からのクライアント信号の読み出しを制御する読み出し制御手段と、
前記非同期バッファ手段から読み出されたデータ列に伝送フレーム信号のオーバヘッドを挿入するオーバヘッド挿入手段と、を備えるクライアント信号マッピング回路が提供される。
また、本発明の一実施形態によれば、伝送フレーム信号からクライアント信号を復元するクライアント信号デマッピング回路であって、
前記伝送フレーム信号から周波数情報を抽出するオーバヘッド抽出手段と、
前記抽出した周波数情報及び伝送フレームのクロックをもとに伝送フレームの書込み制御を行う書込み制御手段と、
前記抽出した周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳手段と、
前記ランダムな信号系列が重畳された周波数情報をもとにクライアント信号のクロックを再生するクロック再生手段と、
前記書込み制御手段からの制御信号をもとに伝送フレームを一時的に蓄え、前記クロック再生手段にて再生されたクロックをもとにデータの読出しを行う非同期バッファ手段と、
を備えるクライアント信号デマッピング回路が提供される。
また、前記クライアント信号マッピング回路または前記クライアント信号デマッピング回路に、前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するセレクタ手段を更に有するようにしてもよい。
また、前記クライアント信号マッピング回路または前記クライアント信号デマッピング回路に、前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較手段、
または、
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持手段のいずれかを更に有するようにしてもよい。
さらに、本発明の一実施形態によれば、クライアント信号を伝送フレーム信号に収容するクライアント信号マッピング方法であって、
周波数情報生成手段が、前記クライアント信号を一時的に記憶する非同期バッファから取得した該クライアント信号のクロックと伝送フレーム信号のクロックから周波数情報を生成する周波数情報生成ステップと、
ランダム信号重畳手段が、前記周波数情報にて生成された周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳ステップと、
読み出し制御手段が、前記クライアント信号のクロックと前記周波数情報に基づいて非同期バッファ部からのクライアント信号の読み出しを制御する読み出し制御ステップと、
オーバヘッド挿入手段が、前記非同期バッファ手段から読み出されたデータ列に伝送フレーム信号のオーバヘッドを挿入するオーバヘッド挿入ステップと、を行うクライアント信号マッピング方法が提供される。
また、本発明の一実施形態によれば、伝送フレーム信号からクライアント信号を復元するクライアント信号デマッピング方法であって、
オーバヘッド抽出手段が、前記伝送フレーム信号から周波数情報を抽出するオーバヘッド抽出ステップと、
書込み制御手段が、前記抽出した周波数情報及び伝送フレームのクロックをもとに伝送フレームの書込み制御を行う書込み制御ステップと、
ランダム信号重畳手段が、前記抽出した周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳ステップと、
クロック再生手段が、前記ランダムな信号系列が重畳された周波数情報をもとにクライアント信号のクロックを再生するクロック再生ステップと、
前記書込み制御ステップにおける制御信号をもとに伝送フレームを非同期バッファに一時的に蓄え、前記クロック再生ステップにて再生されたクロックをもとにデータの読出しを行う非同期バッファリングステップと、を行うクライアント信号デマッピング方法が提供される。
また、前記クライアント信号マッピング方法または前記クライアント信号デマッピング方法において、前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するステップ、
または、
前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較ステップ、のいずれかを更に行うようにしてもよい。
また、前記クライアント信号マッピング方法または前記クライアント信号デマッピング方法において、前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持ステップをさらに行うようにしてもよい。
上記のように、本発明によれば、バッファ内のクライアント信号蓄積量に基づきスタッフ処理量を決定しかつスタッフ処理量は擬似ランダム系列信号によりランダムに変調されるため、低周波のジッタ発生を抑圧することが可能である。また本発明は既存装置に前記擬似ランダム係数発生手段を設けることにより容易に実施することが可能である。さらに受信側では通常のスタッフ処理を行うことでクライアント信号の復元を行うことが可能であり、G.709に準拠した装置との互換性を保つ効果を奏することができる。
また、本発明によれば、クライアント信号及び伝送フレーム信号のクロックカウントまたはバッファ部内のクライアント信号蓄積量に基づき周波数情報を決定し、かつ、周波数情報はランダム信号系列によりランダムに変調されるため、低周波のジッダ発生を抑圧することが可能である。また、本発明は、既存装置に前記ランダム系列重畳手段を設けることにより容易に実施することが可能である。さらに、受信側では通常のスタッフ処理を行うことでクライアント信号の復元を行うことが可能であり、G.709に準拠した装置との互換性を保つ効果を奏することができる。
本発明の第1の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成図である。 本発明の第1の実施の形態におけるスタッフ処理決定部の構成図である。 本発明の第2の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成図である。 本発明の第2の実施の形態におけるスタッフ処理決定部の構成図である。 本発明の第3の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成図である。 本発明の第3の実施の形態におけるスタッフ処理決定部の構成図である。 本発明の第4の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図(その1)である。 本発明の第4の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図(その2)である。 本発明の第4の実施の形態における周波数情報検出方法である。 本発明の第4の実施の形態における周波数情報検出方法(64パラレルの場合)である。 本発明の第4の実施の形態におけるランダム系列が重畳された周波数情報である。 本発明の第4の実施の形態におけるクライアント信号デマッピング回路部の構成図である。 本発明の第5の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図である。 本発明の第5の実施の形態におけるクライアント信号デマッピング回路部の構成図である。 本発明の第5の実施の形態における中継装置にランダムに信号重畳部を具備した構成である。 本発明の第6の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図(その1)である。 本発明の第6の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図(その2)である。 本発明の第6の実施の形態におけるSTM−64をODU2に収容したときのジッタ出力である。 本発明の第6の実施の形態におけるクライアント信号デマッピング回路部の構成図である。 本発明の第7の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成図である。 本発明の第7の実施の形態における周波数情報比較部で生成される周波数情報(イメージ)である。 本発明の第7の実施の形態におけるAMP処理を用いた場合のフレーム構成である。 本発明の第7の実施の形態におけるGMPを用いた場合のOH(オーバヘッド)構成である。 本発明の第8の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成図である。 本発明の第8の実施の形態における周波数情報保持部の構成図である。 本発明の第8の実施の形態における周波数情報保持部の制御フローである。 本発明の第8の実施の形態における周波数情報保持部で生成される周波数情報である。
以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成を示す。本実施の形態では、擬似ランダム系列変調を用いたクライアント信号マッピング回路について説明する。
同図に示すクライアント信号マッピング回路は、クライアント信号を書き込むバッファ部100、読み出し制御部200、オーバヘッド(OH)挿入部300から構成される。
バッファ部100は、バッファ使用量を監視するバッファ使用量監視部110と、バッファ使用量監視部110からの使用量通知に基づいてスタッフ処理の有無を決定するスタッフ処理決定部120からなる。スタッフ処理決定部120は、図2に示すように、コンパレータ121、加算演算部122、擬似ランダム系列発生部123から構成される。
上記の構成における動作を説明する。
バッファ部100は、受信したクライアント信号を順次書き込む。書き込みに使用するクロックは入力されたクライアント信号から抽出したクライアントクロックを用いる。バッファは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM (Static Random Access Memory)などを用いることが可能であり、書き込みと読出しを非同期で行えることが望ましい。また非同期FIFO型のメモリを通常ここではバッファ部100として用いることが可能である。
バッファ部100のバッファ使用量監視部110では、書き込まれたデータ量を常に監視し、必要に応じてバッファの使用量をスタッフ処理決定部120に通知する。バッファ使用量の通知方法は伝送1フレーム時間毎またはバッファ使用量が更新された段階で通知するなど通知方法に関してはこの限りではない。
スタッフ処理決定部120は、バッファ使用量監視部110から入力されたバッファ使用量に応じてスタッフ処理の有無を決定する。「スタッフ処理」とは伝送フレーム内にスタッフバイト(データを持たないダミーのバイト)の挿入の有無を決定し、スタッフ処理量も同時に決定することもできる処理である(スタッフ処理決定部120の詳細な動作に関しては後述する)。
OH(オーバヘッド)挿入部300は、スタッフ処理決定部120から出力されたスタッフ情報に基づいてバッファ部100から読みだされたデータにオーバヘッドを付与し、スタッフバイトの挿入を行う。
読出し制御部200では、スタッフ情報決定処理部120から出力されたスタッフ情報をもとに読み出しイネーブル信号をバッファ部100に出力する。読出しイネーブル信号がバッファ部100に入力されている期間のみデータをバッファ部100からOH挿入部300に出力する。OHを挿入している期間やスタッフバイトを挿入している期間は読み出しイネーブル信号を出力しないよう制御を行う。また、バッファ部100の読出しクロックは装置内の伝送フレームクロックを用いて読出しを行う。
スタッフ処理決定部120では、受信したバッファ使用量とコンパレータ121内に保持するデータとの比較を行う。通常コンパレータ121内にはスタッフ処理を行う閾値を保持し、通知されるバッファの使用量とコンパレータ121内のスタッフ処理閾値を比較し、スタッフ処理閾値を超えていた場合、スタッフ処理を指示する。例えば、クライアント信号の周波数偏差が0 ppmだった場合、常に1バイトのスタッフを挿入するといった条件で、クライアント信号の周波数偏差が+ x ppmになった場合、時間変化とともにバッファ部100内に蓄えられるクライアント信号のデータ量は刻々と増加していく。クライアント信号の周波数偏差が0 ppmだった時のバッファ使用量がMバイトと仮定すると、バッファ使用量がM+1バイトになった時点でスタッフ処理を指示する信号を出力する。逆にクライアント信号の周波数偏差が− x ppmだった場合も同様に、バッファ部100の使用量がM−1バイトになった時点でスタッフ処理を指示する信号をコンパレータから送出する。
スタッフ処理決定部120では、コンパレータ121から出力される値をもとに通常データバイトが常に挿入されている個所にスタッフバイトを挿入(以降「ネガティブスタッフ処理」と呼ぶ)、または、通常スタッフバイトが常に挿入されている個所にデータを挿入する(以降「ポジティブスタッフ処理」と呼ぶ)ことでクライアント信号の周波数偏差を吸収する。
コンパレータ121から出力されたスタッフ処理の指示信号は加算演算部122に出力され擬似ランダム系列発生部123から出力される擬似ランダム系列信号との加算演算を行う。擬似ランダム系列信号は通常0または1の2値信号が用いられているが、本実施の形態における擬似ランダム系列信号は−1または1の2値信号を用いる。前記擬似ランダム系列信号にはGold系列やM系列等、任意のランダム信号を用いることが可能である。演算後のスタッフ情報が−1の場合、1バイトのネガティブスタッフ処理を行い、スタッフ情報が0の場合スタッフ処理を行わず、+1の場合ポジティブスタッフ処理を行う。コンパレータ121からはバッファの使用量に応じて−1、0、+1のスタッフ情報が出力される。加算演算部122にてそれらの値に擬似ランダム系列発生部123から出力される−1または+1の値を加算し、最終的に−2〜+2スタッフ情報が出力される。−2の場合は2バイトのネガティブスタッフ処理を行い、+2の場合は2バイトのポジティブスタッフ処理を行う。
このように擬似ランダム系列による変調をスタッフ処理にかけることで、スタッフ処理頻度が向上しPLL等で抑圧しきれない、低周波成分のジッタ発生を抑えることが可能になる。
[第2の実施の形態]
図3は、本発明の第2の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成を示す。同図に示すクライアント信号マッピング回路は、第1の実施の形態における図1の構成と同様であるが、バッファ部100のスタッフ処理決定部の機能が異なる。
図4は、本発明の第2の実施の形態におけるスタッフ処理決定部の構成を示す。
同図に示すスタッフ処理決定部130は、コンパレータ131、加算演算部132、擬似ランダム系列発生部133、スタッフ情報保持部134から構成される。
第1の実施の形態との差分はスタッフ処理決定部130にスタッフ情報保持部134を備えていることである。
スタッフ情報保持部134は、加算演算部132から出力されるスタッフ情報を複数保持し、過去のスタッフ情報との加算結果をスタッフ情報として出力する。例えば、加算演算部132から出力される値が+1、+1、0、0、+1、+1、+1…であった場合、スタッフ情報保持部134の値は+1、+2、+2、+2、+3、+4…といったように現在保持しているスタッフ情報と入力されるスタッフ情報の加算結果を保持する。スタッフ情報保持部134では一定値に達した時点でスタッフ情報を出力し、その後スタッフ情報保持部134内の値をリセットして、再度同様の処理を繰り返す。
スタッフ情報保持部134を有することによって、例えば+1、0、−1といった3値のスタッフ処理を行うことが可能になる。コンパレータ131内には基準として−0.5、+0.5 (4ビット単位)といった値を保持し、バッファの使用量に応じて−0.5、0、+0.5といった値をコンパレータ131から出力する。
擬似ランダム系列発生部133では0、1信号を−0.5、+0.5といった値で出力し、加算演算部132にて加算を行う。加算結果をスタッフ情報保持部134に出力し、スタッフ情報保持部134では値が−1または+1になった時点でスタッフ情報を出力する。このようにスタッフ情報保持部134がない場合、−2、−1、0、+1、+2といった5値のスタッフ情報を出力することになるが、スタッフ情報保持部134を具備することによって−1、0、+1といった3値のスタッフ情報を出力することが可能になり、3値でスタッフ処理を行う既存のOTN伝送装置などとの互換性を維持することが可能である。
[第3の実施の形態]
図5は、本発明の第3の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路の構成を示す、同図に示すクライアント信号マッピング回路は、第2の実施の形態における図3の構成と同様であるが、バッファ部100のスタッフ処理決定部の機能が異なる。本実施の形態では、平均処理を加えたクライアント信号マッピング回路について説明する。
図6は、本発明の第3の実施の形態におけるスタッフ処理決定部の構成を示す。
同図に示すスタッフ処理決定部140は、コンパレータ141、第1の加算演算部142、擬似ランダム系列発生部143、スタッフ情報保持部145〜145、第2の加算演算部146、平均化部147、第3の加算演算部148、スタッフ情報保持部149から構成される。
第2の実施の形態との差分はスタッフ処理決定部140にて複数のスタッフ情報保持部145〜145、及び第2の加算部146、平均化部147を具備している点である。複数の演算結果を平均化することにより、スタッフ処理量が平滑化され結果としてデスタッフジッタの抑圧効果を高めることが可能である。第1の加算演算部142から出力されるスタッフ情報は、スタッフ情報保持部145に記憶される。第1の加算演算部142からの出力をトリガにスタッフ情報保持部145に保持されているスタッフ情報はスタッフ情報保持部145に出力され、順次スタッフ情報保持部145の値が更新される。スタッフ情報更新時に各スタッフ情報保持部145〜145は第2の加算演算部146にスタッフ情報を出力し、第2の加算演算部146にて加算処理が行われる。加算後、平均化部146にてスタッフ情報保持部145の個数に応じた平均処理を行い、第3の加算演算部148に出力する。第3の加算演算部148およびスタッフ情報保持部149は、第2の実施の形態同様、一定の値になるまでスタッフ情報の加算及び保持を行い、規定値を達した時点でスタッフ情報を出力し、スタッフ情報保持部149内の値をリセットする。なお、スタッフ情報保持部145〜145はシフトレジスタを用いて構成することが可能であるが、この限りではない。また図6の構成では第1の加算演算部142に対して擬似ランダム発生部143から擬似ランダム係数を出力しているが、第1の加算演算部142を削除し、第3の加算演算部148に対して擬似ランダム係数を出力する構成でも構わない。
[第4の実施の形態]
図7は、本発明の第4の実施の形態における代表的なクライアント信号マッピング回路の構成を示す。
同図に示すクライアント信号マッピング回路部400は、クライアント信号を伝送フレーム信号に収容する役割を果たし、内部にはクライアントクロックをもとに周波数情報を生成する周波数情報生成部401と、伝送フレームのオーバヘッドを挿入するオーバヘッド(Overhead:以下OHと略す)挿入部402と、周波数情報に対してランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳部403から構成される。
図8は、本発明の第4の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成をより詳細に示す。
以下、図8を用いて各ブロックの機能について説明を行う。図8は図7で示したクライアント信号マッピング回路部400のより詳細な構成を示した図である。前記クライアント信号マッピング回路部400には、非同期バッファ部・周波数情報生成部401、読出し制御部404、ランダム信号重畳部403、OH挿入部402が具備されている。
クライアント信号マッピング回路部400に入力されたクライアント信号は、一時的に非同期バッファ部401へ蓄えられる。非同期バッファ部401ではクライアント信号のクロックをもとにクライアント信号が書きこまれ、伝送フレームクロックをもとに書き込まれたクライアント信号を読み出すため、クロックの変換が行われる。非同期バッフにはDRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM (Static Random Access Memory)といったメモリを用いて構成することが可能であり、非同期で読出し及び書き込みができるメモリであればこの限りではない。また、非同期バッファ部401にはクライアントクロックと伝送フレームクロックとの周波数偏差を検出する周波数情報生成部が具備されており、前記周波数情報は非同期バッファ部401内のクライアント信号蓄積量またはクライアントクロックの数をカウントすることによって生成することが可能である。仮に網同期が成されていないネットワークの場合、クライアント信号の蓄積量及びクロック数のカウントは伝送フレーム単位または特定の伝送フレームクロック数を基準にカウントする。また網同期されたネットワークの場合は、網同期用のクロックを基準に前記クライアント信号の蓄積量またはクライアント信号のクロックをカウントし周波数情報を生成することが可能である。
周波数情報の生成方法について、以下に具体例を挙げて説明を行う。仮にクライアント信号をCBR10G (Constant Bit rate 10 Giga,ビットレートは9953280 kbit/s)とし、伝送フレームOTU2 (Optical channel Transport Unit,ビットレートは255/237×9953280 kbit/s)に収容する場合を考える。基本、周波数情報は伝送フレームの1周期毎に更新するため、伝送フレームの1周期を示す伝送フレームパルスまたは、伝送フレームクロックのクロック数(OTNの場合、1フレームは4080 column×4 row × 8 bit = 130650クロックに相当)を基準に、クライアントクロックのクロック数をカウントする。伝送フレームクロック及びクライアントクロックの取り得る周波数範囲はG.709よりいずれも±20 ppmであるため、1フレーム時間にカウントするクライアントクロックの最大値は
Figure 0005404937
より、121349クロックであり、カウントするクライアントクロックの最小値は
Figure 0005404937
より、121339クロックである(図9参照)。カウントしたクライアントクロック数は伝送フレーム内に収容されるクライアント信号のビット数であり、いわば両クロック間の周波数偏差として取り扱うことが可能である。周波数情報はクライアントクロックのカウント数、またはカウントしたクロック数と基準値(クライアントクロック及び伝送フレームクロックの周波数偏差が0の時)121344からの差分を周波数情報として用いるなど、周波数情報の形式は任意でありこの限りではない。また、LSIなどの集積回路では数百MHz程度の周波数で動作するため、パラレル化して処理することが一般的である。例えば64パラレルされたクライアント信号から周波数情報を生成する場合、図10に示すように伝送フレーム1周期2040クロックに対してカウントされるクライアントクロック数1895~1897を周波数情報として用いる場合、または、検出したクライアントクロック数と基準値1896(クライアントクロック及び伝送フレームクロックの周波数偏差が0の時)との差分を用いたりすることが可能であり、形式は自由に選択することが可能である。また、周波数情報の検出方法に関しては前記クロック数をカウントする方法またはバッファ部内に蓄積されたデータ数から検出する方法、外部周波数カウンタを用いて検出する方法など、周波数情報の検出方法に関してこの限りではない。
上記の周波数生成部401で生成された周波数情報はランダム信号重畳部403へ出力される。ランダム信号重畳部403では平均値が0のランダム系列を周波数情報に重畳する。ランダム系列はM系列やGold系列などの擬似ランダム系列を選択することができる。これらの系列はシフトレジスタを用いて構成することが可能であり、簡易にLSIへ実装することが可能である。またランダム系列は擬似ランダム信号以外に一様乱数や正規乱数などこれらに限るものではない。なお、ランダム系列の重畳について、例えば、後述する図18に示すようにPLLの帯域が10Hzの場合、ランダム系列として擬似ランダムバイナリ―ビットシーケンス27−1を用いればよい。
以下にランダム信号重畳部403の具体的な処理について説明を行う。
前述したクライアント信号(CBR10G)と伝送フレーム信号(OTU2)を用い、1フレーム単位にカウントしたクライアントクロックのクロック数を周波数情報とすると、図11(a)に示すように121339~121349の値を取り得る(クライアントクロック及び伝送フレームクロックの周波数偏差範囲及びクライアント信号のビットレート、伝送フレームのビットレートによってこの値は異なる)。生成した周波数情報はランダム信号重畳部にて平均値0のランダム系列(図11(b))が重畳される。図11の例では±1のランダム系列が重畳されるが、この値は任意に取り得ることが可能である。±2,±3,±4などの整数値または±0.1,±0.2,±0.3,±0.4などの小数値、±xに一様分布または正規分布する乱数などこの限りではなく、これらを組み合わせたランダム系列を重畳してもよい。最終的に±1のランダム系列が重畳された周波数情報(図11(c))は121338~121350の範囲で値を取りOH挿入部402及び読出し制御部404にそれぞれ出力する。
読出し制御部404では伝送フレームのクロック及び周波数情報からクライアント信号を読み出す期間を制御し、OH挿入期間やスタッフバイト挿入期間外に読出しイネーブル信号を非同期バッファ部401へ出力する。
非同期バッファ部401では読出しイネーブル信号が入力されている期間のみ、クライアント信号を非同期バッファ部401から出力する。非同期バッファ部401から出力されたクライアント信号はOH挿入部402にて伝送フレームのOHが挿入される。その際、前記OH内に前記周波数情報を挿入され最終的に伝送フレーム信号が出力される。一方、受信側ではデマッピング回路を用いて伝送フレーム信号からクライアント信号の復元を行う。
受信側におけるクライアント信号デマッピング回路部の構成例を図12に示す。
クライアント信号デマッピング回路部500にはOH抽出部501、非同期バッファ部502、書込み制御部503、クロック再生部504が具備されている。以下信号の流れに沿って順に各ブロックの機能について説明する。OH抽出部501は受信した伝送フレームからOHの抽出を行う。OHは信号品質のモニタや警報の監視等に用いられ、前記周波数情報についてもOH抽出部501にて読出しを行う。読み出された周波数情報は書込み制御部503及びクロック再生部504に出力され、書込み制御部503では周波数情報をもとにクライアント信号のデータに対応する期間のみ書込みイネーブル信号を非同期バッファ部502に出力する。一方、クロック再生部504では、受信した伝送フレームクロックと周波数情報をもとにクライアントクロックの再生を行う。クロック再生部504は一般的にPLL(Phase Locked Loop)等の同期回路を用いることが可能であり、クロック再生部504の構成はこの限りではなく、本実施の形態では特に限定はしない。再生されたクライアントクロックは非同期バッファ部502に出力され、読出しクロックとして用いられる。非同期バッファ部502には受信した伝送フレーム信号内に格納されているクライアントデータが伝送フレームクロックで書き込まれ、前記クロック再生部504で再生されたクライアントクロックをもとに読出しが行われ、クライアントデータが復元される。
以上説明を行ったクライアント信号デマッピング回路部500に関しては一般的なデマッピング回路の構成であり、本発明はデマッピング回路の構成に特に限定されるものではない。
[第5の実施の形態]
図13は、本発明の第5の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成を示し、図14は、本発明の第5の実施の形態におけるクライアント信号デマッピング回路部の構成を示す。
本実施の形態では、受信側のクライアント信号デマッピング回路部510にランダム信号重畳部515を具備する点が第4の実施の形態との違いである。
同図に示すクライアント信号マッピング回路部410は、クライアント信号を一時的に蓄え、クライアント信号のクロックから伝送フレーム信号のクロックにレートを変換する非同期バッファ部とクライアントクロックと伝送フレームクロックから周波数情報を生成する周波数情報生成部411と、生成された周波数情報と伝送フレームのクロックをもとにクライアント信号が伝送フレームにマッピングされる期間に対応した読出しイネーブル信号を出力する読出し制御部414と、非同期バッファ部411から読み出されたデータに伝送フレームのオーバヘッド及び周波数情報を挿入するOH挿入部412から構成されている。
一方、クライアント信号デマッピング回路部510には、受信した伝送フレーム信号からOHのモニタリングを行うOH抽出部511と、OH内の周波数情報にランダム系列を重畳するランダム信号重畳部515と、前記周波数情報と伝送フレームクロックをもとにクライアント信号に対応した期間のみ書込みイネーブル信号を出力する書込み制御部513と、受信した伝送フレームクロック及び周波数情報からクライアントクロックを再生するクロック再生部514と、伝送フレームクロックから前記再生されたクライアントクロックにクロックを変換する非同期バッファ部512から構成される。
本実施の形態ではクライアント信号デマッピング回路部510内にて周波数情報にランダム系列の重畳を行う。ランダム系列の重畳方法に関しては第4の実施の形態同様平均値が0のランダム系列を重畳し、重畳するランダム系列の振幅または使用するランダム系列は任意に選択が可能である。
また、ランダム信号重畳部515はクライアント信号マッピング回路410またはクライアント信号デマッピング回路510の両方に具備する構成をとっても構わない。クライアント信号デマッピング回路部510にランダム信号重畳部515を具備することにより、クライアント信号マッピング回路部410にランダム信号重畳部を備えていない装置と対向して接続する場合でも、ランダム信号重畳の重畳処理を行うことが可能であり、既存装置と接続した場合でもデスタッフジッタの発生を抑えることが可能である。
以上、第4の実施の形態及び第5の実施の形態では、送信側または受信側にランダム信号重畳部403,515を具備した構成について説明を行ったが、図15に示すように、中継装置にランダム信号重畳部を具備する構成もとりうることも可能である。中継装置では一旦OHを終端し周波数情報を読み出した後、ランダム系列を重畳し再度OHへ挿入する。OH終端は必要に応じて全OHの終端または周波数情報部分のみOHを終端しランダム系列重畳を行うことが可能である。終端方法は中継装置の構成に依存し、いずれの形態においても本発明のランダム系列重畳処理を実施することが可能である。
[第6の実施の形態]
図16、17は、本発明の第6の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成を示した図である。
本実施の形態では新たにセレクタ(Selector:以下SELと略す)部425を具備する点が第4、第5の実施の形態との違いである。以下本実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路について説明する。
クライアント信号マッピング回路420にはクライアント信号を一時的に蓄えクライアント信号の周波数からOTNフレーム信号の周波数に変換を行う非同期バッファ部(421内に備えられる)と非同期バッファ部でカウントしたクライアント信号のクロック数またはバッファ部内のクライアント信号蓄積量から周波数情報を生成する周波数情報生成部421、生成された周波数情報にランダム系列を重畳するランダム信号重畳部424、ランダム系列が重畳されていない周波数情報またはランダム系列が重畳された周波数情報のいずれか一方を選択するSEL部425、非同期バッファ部421から読み出したクライアント信号にOHを挿入しまたSEL部425から出力された周波数情報をOHに格納するOH挿入部422から構成される。
SEL部425はユーザによる手動切り替えまたは周波数情報生成部421から生成される周波数情報を元に自動切り替えを行う形態をとることが可能である。デスタッフジッタはクライアント信号と伝送フレーム信号の周波数偏差が0 ppmに近い場合に多く発生するため、デスタッフジッタが大きく生じる周波数偏差の場合ランダム系列が重畳された周波数情報をSEL部425で選択し、またデスタッフジッタがあまり発生しない周波数偏差の領域では周波数情報生成部421で生成された周波数情報をSEL部425にて選択することが可能である(図18参照、STM−64をODU2に収容した場合のジッタ出力)。周波数情報を用いて自動で切り替えを行う場合、あらかじめ周波数偏差に対応したジッタ発生量を実測または計算することで、切り替えの閾値(切り替えを実行する周波数情報の値)を設定することが可能であり、SEL部425では前記周波数情報を読み取り、ランダム系列が重畳されていない周波数情報またはランダム系列が重畳された周波数情報のいずれかを選択する。またSEL部425は、図19に示すように、第5の実施の形態同様にクライアント信号デマッピング回路部520に備える構成、またはクライアント信号マッピング回路部、クライアント信号デマッピング回路部の両方に備える構成でも可能である。
[第7の実施の形態]
図20は、本発明の第7の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部を示す。本実施の形態では新たに周波数情報比較部436を具備する点が第4、第5の実施の形態との違いである。
本実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路について説明する。
クライアント信号マッピング回路430にはクライアント信号を一時的に蓄えクライアント信号の周波数からOTNフレーム信号の周波数に変換を行う非同期バッファ部と非同期バッファ部でカウントしたクライアント信号のクロック数またはバッファ部内のクライアント信号蓄積量から周波数情報を生成する周波数情報生成部431、生成された周波数情報にランダム系列を重畳するランダム信号重畳部434、ランダム系列が重畳されていない周波数情報またはランダム系列が重畳された周波数情報のいずれか一方を選択するSEL部435(SEL部を省略する構成をとっても構わない。その場合ランダム系列重畳部434からの出力は周波数情報比較部に直接出力される)、SEL部435から出力された周波数情報と周波数情報比較部436内に保持された基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較部436と、周波数情報比較部436から出力された周波数情報をもとにクライアント信号の読出し量を決定し読み出しイネーブル信号を出力する読出し制御部433、非同期バッファ部431から読み出したクライアント信号にOHを挿入しまた周波数情報をOHに格納するOH挿入部432から構成される。
以下周波数情報比較部436におけるより詳細な処理について説明を行う。
図21は、本発明の第7の実施の形態における周波数情報比較部436で生成される周波数情報(イメージ)であり、周波数情報生成部431から出力される周波数情報、ランダム系列、ランダム系列が重畳された周波数情報を示している。同図左上のグラフは、周波数情報生成部431から出力される周波数情報であり、クライアント信号を前記CBR10G信号、伝送フレーム信号を前記OTU2としたときに検出されるクライアントクロック数を周波数情報としている。図21右上はランダム系列重畳部434内で生成されるランダム系列であり、±8のランダム系列としている。さらに図21左下のグラフは前記周波数情報に前記ランダム系列を重畳した時の結果である。周波数情報比較部436では前記ランダム系列が重畳された周波数情報に対して基準値との比較を行う。図21では基準値を121344,121352,121336の3値とし、周波数情報比較部436に入力される周波数情報が上限値121352以上の場合、周波数情報を121352として周波数情報比較部436から出力し、入力される周波数情報が下限値121336以下の場合は周波数情報を121336とし周波数情報比較部436から出力する。さらに周波数情報が上限値及び下限値いずれも超えていない場合は周波数情報を121344として周波数情報比較部436から出力する。
このように周波数情報比較部436を具備することにより生成される周波数情報の値を4値から3値に変換することが可能である。そのため、−1,0,1バイトの3値スタッフ処理を行うAMP処理に本発明の実施の形態を適用することが可能になる。
以下AMP処理に本発明を適用した場合の、より詳細な実施形態について説明する。
図22にAMPを用いるOTNフレームフォーマットを示す。前記OTNフレームはOTU (Optical channel Transport Unit) OH,ODU (Optical channel Data Unit) OH,OPU (Optical channel Payload Unit) OH,OPU Payload,FEC (Forward Error Correction)から構成されており、クライアント信号のマッピング情報を示すOPU OHはJC (Justification Control),PSI (Payload Structure Identifier),NJO (Negative Justification Opportunity),PJO (Positive Justification Opportunity),RES (Reserved for future international standardization)から構成されている(非特許文献1)。AMP処理ではクライアントクロック及び伝送フレームクロックの周波数偏差からNJO及びPJOを適宜スタッフバイトまたはデータバイトとして用いることで周波数偏差を吸収することが可能である。またJCバイトがNJO及びPJOがスタッフまたはデータバイトのいずれかであることを示している。
すなわち、図22に示すようにJCバイトの7,8ビットが、
・"00"の場合:NJO=スタッフバイト,PJO=データバイト、
・"01"の場合:NJO=データバイト,PJO=データバイト、
・"10"の場合:NJO=スタッフバイト,PJO=データバイト、
・"11"の場合、NJO=スタッフバイト,PJO=スタッフバイト
であることを示している。送信側では同一のJCバイトをColumn16のRow1~3に生成し、受信側では3つのJCバイトを多数決判断により決定し、スタッフまたはデータの判断を行う。AMPでは通常−1,0,1バイトの3値スタッフ処理が行われるため、前記周波数情報比較部436には3つの基準値を用意する。図21に示すように基準値を121336,121344,121352とし、周波数比較部436から出力される周波数情報が121336の場合、JCバイトの7,8ビットを"11"とし、NJOバイト及びPJOバイトをスタッフバイトとする。前記周波数情報が121344の場合JCバイトの7,8ビットを"00"とし、NJOバイトをスタッフバイト、PJOバイトをデータバイトとする。また前記周波数情報が121352の場合JCバイトの7,8ビットを"01"としNJOバイト及びPJOバイトをデータバイトとする。読出し制御部433では前記スタッフ処理に応じた読出しイネーブル信号を出力し伝送フレームにクライアント信号の収容を行う。
また、GMP処理を伴う非同期収容の場合でも本発明の実施の形態を適用することが可能である。以下GMP処理に本発明を適用した場合の、より詳細な実施形態について説明する。
GMPの場合クライアントクロックと伝送フレームクロックをもとに周波数情報を検出しクライアント信号のマッピング位置を決定するCmとクライアント信号の周波数情報を示すΣCnDを受信側へと転送する。図23に非同期収容方式にGMPを用いた場合の伝送フレームフォーマットを示す。GMPは伝送フレームのペイロード領域をビット単位に複数ブロック分割し、各ブロックをペイロード領域またはスタッフ領域として扱う。ブロック単位であるmはm=M×8として定義されており、Mは伝送フレームのトリビュタリスロット数である。クライアント信号のマッピング位置を決定するCmは、クライアント信号の周波数fclientと伝送フレーム信号の周波数fserverから以下のように求めることができる。
Figure 0005404937
ここで、Bserverは収容する伝送フレームのビット数である。Cm決定後、ブロックの先頭から番号i(1,2,3…)を付与し、下記の条件式を用いてスタッフ領域またはデータ領域の判断を行う。
Figure 0005404937
ここで、Pはブロックのw総数を示している。Cmは受信側へと通知され、受信側にて上記判断式からデータ領域及びスタッフ領域の判断が行われる。なお、クライアント信号のクロック再生には別途周波数情報Cnが用いられる。Cmの場合粒度が大きいため、実装上簡易な点でマッピング位置を決定するために用いられているが、クロック再生精度は粒度が大きい分低下するため、粒度の細かいCn値を用いる。Cnは下記の式で定義される。
Figure 0005404937
ここでnはCnの粒度を示し、n=8の場合はバイト単位、n=1の場合はビット単位で周波数情報を伝達することになる。実際GMPではCnをそのまま転送するのではなく、同じ粒度で見た時のCm及びCnとの差分ΣCnDを転送する。差分として周波数情報を転送することにより、伝達に必要なビット数を低減することが可能である。なお、ΣCnDは以下の式で表される。
Figure 0005404937
ここで、ΣCnD(t)の取り得る範囲はCBR (Constant Bit Rate)のクライアント信号をLO ODU (Lower Order ODU)に収容する際、OPU0で0〜7、OPU1で0〜15、OPU2で0〜63、OPU3で0〜255、OPU4で0〜639である。そのため周波数情報は規定の範囲内で複数の周波数情報を取り得ることになり、3値の値を取り得るAMPと周波数情報の取り扱いが異なる。そのため、仮にクライアント信号をFC−100 (Fibre Chanel 1G:ビットレートは1.0625Gbit/s,周波数偏差は±100 ppm)とし、伝送フレーム信号をODU0とした場合、周波数情報Cnは13061~13065 (n=8とした場合)の範囲で値を取り得ることになる。そのため周波数情報比較部に保持する基準値は13061,13062,13063,13064,13065とし、ランダム信号重畳部434から出力される周波数情報と前記基準値との比較を行い、基準値から周波数情報を選択する。
以上、説明を行った前記周波数情報比較部436の前記基準値はこの値に限らず、また基準値の個数は1,2,3,4・・・など任意に取り得ることが可能である。さらにランダム系列重畳部434並びに周波数情報比較部436は、第5の実施の形態同様にクライアント信号デマッピング回路部に備える構成、中継装置に備える構成、またはクライアント信号マッピング回路部、クライアント信号デマッピング回路部、中継装置に複数備える構成でも可能である。
なお、本実施の形態で周波数情報比較部436にて一部周波数情報が欠落するため、非同期バッファにてオーバーフロー及びアンダーフローが生じる場合がある。そのため回路上で非同期バッファの使用量を監視し、使用量が特定の閾値を超えた場合、強制的に周波数情報を変更する手段を用いる。
[第8の実施の形態]
図24は、本発明の第8の実施の形態におけるクライアント信号マッピング回路部の構成を示す。本実施の形態では新たに周波数情報保持部446を具備する点が第7の実施の形態との違いである。
本実施の形態における周波数情報保持部446の詳細な動作について図25を用いて説明する。図25は周波数情報保持部446のより詳細な構成である。周波数情報保持部446は、入力された周波数情報と差分保持部4463に保持している値との加算を行う加算部4461と、加算された周波数情報と基準値との比較を行う比較部4462と、基準値との差分を一時的に保持する差分保持部4463から構成される。
より具体的な周波数情報保持部446内の制御フローについて図26に示す。
周波数情報保持部446内の差分保持部4463は初期値を0とし(ステップ101)、ランダム系列重畳部から周波数情報が入力されるまで待機状態になっている(ステップ102)。ランダム信号重畳部443から周波数情報が入力されると、加算部4461にて差分保持部4463に保持していた値と入力された周波数情報との足し合わせを行い(ステップ103)、比較部4462にて基準値との比較を行う(ステップ104、105)。基準値は任意に複数取り得ることが可能であり、仮にクライアント信号をCBR10Gとし、伝送フレーム信号をOTU2とした場合、121352 (互いの周波数偏差が0の場合のクライアントクロックカウント数)、121336,121338を基準値として使用することが可能であり、図26の制御フローはその一例を示しているが基準値の取りうる個数及び値はこの限りではない。比較部4462にて基準値との比較及び比較結果から周波数情報を選択し出力する(ステップ106〜112)。すなわち、例えば、周波数情報が121352以上である場合(ステップ104のYES)、121352から周波数情報を引いた値を差分値保持部4463に格納し(ステップ106)、周波数情報を121352に更新し(ステップ107)、出力する(ステップ112)。他の場合も図26に示すとおり処理が行われる。
比較部4462にて基準値と入力された周波数情報との差分は差分値保持部4463にて次回の周波数情報が周波数情報保持部446に入力されるまで値を保持する。周波数情報保持部446で生成される周波数情報の例を図27に示す。同図に示す周波数情報は、周波数情報、ランダム系列、ランダム系列が重畳された周波数情報であり、周波数情報保持部446から出力される。このように周波数情報保持部446を具備することにより、第6の実施の形態と同様に生成される周波数情報の個数に制限をかけることが可能になり、AMPやGMPといった非同期収容方式に適用することが可能になる。また差分の値を次の周波数情報に反映することにより、非同期バッファ部441内のアンダーフロー及びオーバーフローを抑制することが可能になる。
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は上述した特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本出願は2010年12月10日に出願した日本国特許出願2010−276130号、及び2011年6月20日に出願した日本国特許出願2011−136733号に基づく優先権を主張するものであり、2010−276130号、及び2011−136733号の全内容を本出願に援用する。
100 バッファ部
110 バッファ使用量監視部
120 スタッフ処理決定部
121 コンパレータ
122 加算演算部
123 擬似ランダム系列発生部
130 スタッフ処理決定部
131 コンパレータ
132 加算演算部
133 擬似ランダム系列発生部
134 スタッフ情報保持部
140 スタッフ処理決定部
141 コンパレータ
142 第1加算演算部
143 擬似ランダム系列発生部
145 スタッフ情報保持部
146 第2加算演算部
147 平均化部
148 第3加算演算部
149 スタッフ情報保持部
200 読み出し制御部
300 オーバヘッド挿入部
400 クライアント信号マッピング回路部
401 周波数情報生成部
402 OH(オーバヘッド)挿入部
403 ランダム信号重畳部
404 読出し制御部
410 クライアント信号マッピング回路部
411 非同期バッファ部&周波数情報生成部
412 OH挿入部
413 読出し制御部
420 クライアント信号マッピング回路部
421 周波数情報生成部、非同期バッファ部&周波数情報生成部
422 OH挿入部
424 ランダム信号重畳部
425 セレクタ(SEL)部
430 クライアント信号マッピング回路部
431 非同期バッファ部&周波数情報生成部
432 OH挿入部
433 読出し制御部
434 ランダム信号重畳部
435 SEL部
436 周波数情報比較部
440 クライアント信号マッピング回路部
441 非同期バッファ部&周波数情報生成部
442 OH挿入部
443 ランダム信号重畳部
444 読出し制御部
445 SEL部
446 周波数情報保持部
500 クライアント信号デマッピング回路部
501 OH抽出部
502 非同期バッファ部
503 書込み制御部
504 クロック再生部
510 クライアント信号デマッピング回路部
511 OH抽出部
512 非同期バッファ部
513 書込み制御部
514 クロック再生部
515 ランダム信号重畳部
520 クライアント信号デマッピング回路部
521 OH抽出部
522 非同期バッファ部
523 書込み制御部
524 クロック再生部
525 ランダム信号重畳部
526 SEL部
4461 加算部
4462 比較部
4463 差分保持部

Claims (18)

  1. クライアント信号を伝送フレームに収容するクライアント信号マッピング回路であって、
    前記クライアント信号を一時的に記憶するバッファ手段と、
    前記バッファ手段の使用量を通知するバッファ使用量監視手段と、
    前記バッファ手段の使用量に基づいて、伝送フレーム内にスタッフバイトの挿入の有無及びスタッフ処理量を決定するスタッフ処理決定手段と、
    前記バッファ手段から読み出されたクライアント信号にオーバヘッドを付与し、伝送フレームを形成するオーバヘッド挿入手段と、
    前記スタッフ処理決定手段の決定に基づいて、前記バッファ手段から前記クライアント信号の読み出し制御を行う読み出し制御手段と、
    を有し、
    前記スタッフ処理決定手段は、
    前記バッファ使用量監視手段から通知されたバッファ使用量と所定の基準値の比較を行う比較手段と、
    擬似ランダム系列信号を出力する擬似ランダム系列発生手段と、
    前記擬似ランダム系列信号と前記比較手段から出力される比較結果との加算を行う第1の加算手段と、
    を備えたことを特徴とするクライアント信号マッピング回路。
  2. 前記スタッフ処理決定手段は、
    一定値になるまで、入力されるスタッフ情報と保持しているスタッフ情報との加算を行うスタッフ情報保持手段
    を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のクライアント信号マッピング回路。
  3. 前記スタッフ処理決定手段は、
    前記第1の加算手段から出力されるスタッフ情報を保持する複数のスタッフ情報保持手段と、
    前記複数のスタッフ情報保持手段からの値を加算する第2の加算演算手段と、
    前記第2の加算演算手段で加算された結果を前記スタッフ情報保持手段の個数に対して平均化を行う平均化手段と、
    を更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載のクライアント信号マッピング回路。
  4. クライアント信号を伝送フレームに収容するマッピング方法において、
    バッファ使用量監視手段が、前記クライアント信号を一時的に記憶するバッファの使用量を通知するバッファ使用量監視ステップと、
    スタッフ処理決定手段が、前記バッファの使用量に基づいて、伝送フレーム内にスタッフバイトの挿入の有無及びスタッフ処理量を決定するスタッフ処理決定ステップと、
    オーバヘッド挿入手段が、前記バッファから読み出されたクライアント信号にオーバヘッドを付与し、伝送フレームを形成するオーバヘッド挿入ステップと、
    読み出し制御手段が、前記スタッフ処理決定ステップによる決定に基づいて、前記バッファから前記クライアント信号の読み出し制御を行う読み出し制御ステップと、
    を行い、
    前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
    前記バッファ使用量監視手段から通知されたバッファ使用量と所定の基準値の比較を行い、擬似ランダム系列信号と比較結果との加算を行う、
    ことを特徴とするマッピング方法。
  5. 前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
    一定値になるまで、入力されるスタッフ情報と保持しているスタッフ情報との加算を行うステップ
    を更に行うことを特徴とする請求項4に記載のマッピング方法。
  6. 前記スタッフ処理決定ステップにおいて、
    前記擬似ランダム系列信号と前記比較結果との加算結果を複数のスタッフ情報保持手段に保持し、
    前記複数のスタッフ情報保持手段で保持されている値を加算する加算演算ステップと、
    前記第2の加算演算ステップで加算された結果を前記スタッフ情報保持手段の個数に対して平均化を行う平均化ステップと、
    を更に行うことを特徴とする請求項4または5に記載のマッピング方法。
  7. クライアント信号を伝送フレーム信号に収容するクライアント信号マッピング回路であって、
    前記クライアント信号を一時的に記憶する非同期バッファ手段と、
    前記クライアント信号のクロックと伝送フレーム信号のクロックから周波数情報を生成する周波数情報生成手段と、
    前記周波数情報にて生成された周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳手段と、
    前記クライアント信号のクロックと前記周波数情報に基づいて前記非同期バッファ手段からのクライアント信号の読み出しを制御する読み出し制御手段と、
    前記非同期バッファ手段から読み出されたデータ列に伝送フレーム信号のオーバヘッドを挿入するオーバヘッド挿入手段と、
    を備えることを特徴とするクライアント信号マッピング回路。
  8. 前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するセレクタ手段を
    更に有することを特徴とする請求項7に記載のクライアント信号マッピング回路。
  9. 前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較手段、
    または、
    前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持手段のいずれかを
    更に有することを特徴とする請求項7に記載のクライアント信号マッピング回路。
  10. 伝送フレーム信号からクライアント信号を復元するクライアント信号デマッピング回路であって、
    前記伝送フレーム信号から周波数情報を抽出するオーバヘッド抽出手段と、
    前記抽出した周波数情報及び伝送フレームのクロックをもとに伝送フレームの書込み制御を行う書込み制御手段と、
    前記抽出した周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳手段と、
    前記ランダムな信号系列が重畳された周波数情報をもとにクライアント信号のクロックを再生するクロック再生手段と、
    前記書込み制御手段からの制御信号をもとに伝送フレームを一時的に蓄え、前記クロック再生手段にて再生されたクロックをもとにデータの読出しを行う非同期バッファ手段と、
    を備えることを特徴とするクライアント信号デマッピング回路。
  11. 前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するセレクタ手段を
    更に有することを特徴とする請求項10に記載のクライアント信号デマッピング回路。
  12. 前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較手段、
    または、
    前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持手段のいずれかを
    更に有することを特徴とする請求項10に記載のクライアント信号デマッピング回路。
  13. クライアント信号を伝送フレーム信号に収容するクライアント信号マッピング方法であって、
    周波数情報生成手段が、前記クライアント信号を一時的に記憶する非同期バッファから取得した該クライアント信号のクロックと伝送フレーム信号のクロックから周波数情報を生成する周波数情報生成ステップと、
    ランダム信号重畳手段が、前記周波数情報生成ステップにて生成された周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳ステップと、
    読み出し制御手段が、前記クライアント信号のクロックと前記周波数情報に基づいて非同期バッファ部からのクライアント信号の読み出しを制御する読み出し制御ステップと、
    オーバヘッド挿入手段が、前記非同期バッファ手段から読み出されたデータ列に伝送フレーム信号のオーバヘッドを挿入するオーバヘッド挿入ステップと、
    を行うことを特徴とするクライアント信号マッピング方法。
  14. 前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するステップ、
    または、
    前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較ステップ、
    のいずれかを更に行うことを特徴とする請求項13に記載のクライアント信号マッピング方法。
  15. 前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持ステップを
    さらに行うことを特徴とする請求項13に記載のクライアント信号マッピング方法。
  16. 伝送フレーム信号からクライアント信号を復元するクライアント信号デマッピング方法であって、
    オーバヘッド抽出手段が、前記伝送フレーム信号から周波数情報を抽出するオーバヘッド抽出ステップと、
    書込み制御手段が、前記抽出した周波数情報及び伝送フレームのクロックをもとに伝送フレームの書込み制御を行う書込み制御ステップと、
    ランダム信号重畳手段が、前記抽出した周波数情報にランダムな信号系列を重畳するランダム信号重畳ステップと、
    クロック再生手段が、前記ランダムな信号系列が重畳された周波数情報をもとにクライアント信号のクロックを再生するクロック再生ステップと、
    前記書込み制御ステップにおける制御信号をもとに伝送フレームを非同期バッファに一時的に蓄え、前記クロック再生ステップにて再生されたクロックをもとにデータの読出しを行う非同期バッファリングステップと、
    を行うことを特徴とするクライアント信号デマッピング方法。
  17. 前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報または前記ランダム系列が重畳されていない周波数情報のいずれか一方を選択するステップ、
    または、
    前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新する周波数情報比較ステップ、
    のいずれかを更に行うことを特徴とする請求項16に記載のクライアント信号デマッピング方法。
  18. 前記ランダム信号系列が重畳された周波数情報と基準値との比較を行い、比較結果に応じて周波数情報を更新し、比較結果との差分を一時的に保持し、次周波数情報との加算を行う周波数情報保持ステップを
    さらに行うことを特徴とする請求項16に記載のクライアント信号デマッピング方法。
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