JP5951154B2

JP5951154B2 - 光伝送送信装置および光伝送受信装置

Info

Publication number: JP5951154B2
Application number: JP2016506160A
Authority: JP
Inventors: 小西　良明; 良明小西; 和夫久保
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2035-01-13
Also published as: US9780897B2; WO2015133169A1; US20170012726A1; JPWO2015133169A1; CN106031060A; CN106031060B

Description

本発明は、光伝送送信装置および光伝送受信装置に関する。

ＯＴＮ（Optical Transport Network）による光伝送ネットワーク内に、今後、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface：無線基地局−子局間有線インタフェース）、３ＧＳＤＩ（3rd Generation Serial Digital Interface：第３世代アナログビデオデジタル配信インタフェース）等、低ジッタ仕様のインタフェース収容を求められる可能性がある。ＰＤＨ（Plesiochronous Digital Hierarchy）、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）、ＯＴＮといったプロトコルでは、クライアント信号を、スタッフ同期、ポインタ同期、ＧＭＰ（Generic Mapping Procedure）といった非同期収容方式によって、クロックソースの異なるサーバ信号に収容する。

しかしながら、非同期収容方式では、クライアント信号とサーバ信号の周波数偏差から生じるＷＴＪ（Waiting Time Jitter）と呼ばれる低周波ジッタが問題となる。非同期収容方式において、送信側では、クライアント信号をサーバ信号のペイロード部分に書き込む。この時、クライアント信号周波数（ｆＣｌｉｅｎｔ）とサーバ信号ペイロードのデータレート（ｆｐａｙｌｏａｄ）は非同期で一致しないため、データの欠落または不足を生じる。

データの欠落または不足を防ぐため、サーバ信号内にスタッフ領域を用意して調整に使用する。送信側のＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｒでは、ＥｌａｓｔｉｃＳｔｏｒｅメモリのライトアドレスとリードアドレスとを比較して、ｆＣｌｉｅｎｔ＞ｆｐａｙｌｏａｄの場合は負スタッフを実施してペイロード領域を拡張し、ｆＣｌｉｅｎｔ＜ｆｐａｙｌｏａｄの場合は正スタッフを実施してペイロードを縮小することでデータ量を一致させる。受信側では、データをペイロードから抽出して、ＥｌａｓｔｉｃＳｔｏｒｅメモリに書き込み、ライトカウンタを使用して元のＣｌｉｅｎｔ信号タイミングを抽出し、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）を通すことで平滑化された元のＣｌｉｅｎｔ信号周波数を抽出する。

Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｒ側でｆＣｌｉｅｎｔとｆｐａｙｌｏａｄの周波数偏差が近い場合、スタッフ操作は低周期で実施される。ＰＬＬの帯域は数十Ｈｚ以上であるため、スタッフ操作で生成される低周波成分のジッタ成分、ＷＴＪを除去することはできない。

ＷＴＪ対策として、例えば、ＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｒがＥｌａｓｔｉｃＳｔｏｒｅメモリでのスタッフ操作閾値をランダムに変更するといった方法がある。この方法では、ジッタ成分を、故意に高周波成分とすることで後段のＰＬＬにて除去し、トータルのジッタ成分を低減させる。また、スタッフ発生頻度が低いと低周波ジッタが生成されることから、１回でのスタッフ量は少ない方がよい。例えば、下記特許文献１では、デスタッフのタイミングをランダム化することによって、ジッタ量を低減するという技術が開示されている。

特開２０１１−１７２００１号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、ＯＴＵフレームで制約されるスタッフ、デスタッフ設定では、低減できるジッタ量に限界がある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低周波成分のジッタを抑圧可能な光伝送送信装置および光伝送受信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ライン信号にクライアント信号を収容する光伝送送信装置であって、前記クライアント信号を入力してマッピングするマッパ手段と、ペイロード部にマッピングするクライアントデータ数を決定し、また、前記ペイロード部にクライアントデータおよび前記クライアントデータ数の情報を挿入するタイミングを決定し、前記マッパ手段におけるマッピングを制御するマップ制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる光伝送送信装置は、低周波成分のジッタを抑圧できる、という効果を奏する。

図１は、光伝送送信装置および光伝送受信装置を備えた光伝送システムの構成例を示す図である。図２は、ＯＰＵｎでの従来のマッピング状態を示す図である。図３は、ＯＰＵｎでの本実施の形態のマッピング状態を示す図である。図４は、ＧＭＰにおけるオーバヘッドの定義を示す図である。

以下に、本発明にかかる光伝送送信装置および光伝送受信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本実施の形態の光伝送送信装置１および光伝送受信装置２を備えた光伝送システムの構成例を示す図である。光伝送送信装置１は、ライン信号にクライアント信号を収容して光伝送受信装置２へ送信する。光伝送受信装置２は、クライアント信号が収容されたライン信号を光伝送送信装置１から受信し、クライアント信号を再生する。

光伝送送信装置１は、クライアント抽出クロック部１１と、マップ制御部１２と、ＯＰＵ（Optical channel Payload Unit）ｎマッパ部１３と、ライン発信器１４と、ＯＰＵｎオーバヘッド（ＯＨ）挿入部１５と、ＯＤＵ（Optical channel Data Unit）４多重部１６と、ＯＴＵ４オーバヘッド（ＯＨ）生成部１７と、を備える。なお、ＯＤＵ４多重部１６およびＯＴＵ４ＯＨ生成部１７で、送信側ＯＴＮフレーマ１８を構成する。

クライアント抽出クロック部１１は、クライアント信号からクライアント信号クロック（ｆｃｌｉｅｎｔ）を抽出する。ＯＰＵｎマッパ部１３は、クライアント信号をマッピングする。マップ制御部１２は、ＯＰＵｎマッパ部１３でのマッピングを制御する。ライン発信器１４は、ライン信号クロック（ｆｌｉｎｅ）を有するライン信号を生成する。ＯＰＵｎＯＨ挿入部１５は、ペイロード部にマッピングされたクライアント信号にオーバヘッドを挿入する。ＯＤＵ４多重部１６は、ＯＰＵｎをＯＤＵ４信号に多重する。ＯＴＵ４ＯＨ生成部１７は、ＯＤＵ４を収容してオーバヘッドおよびＦＥＣ（Forward Error Correction）を付与し、ＯＴＮフレームを生成する。

光伝送受信装置２は、ＯＴＵ４オーバヘッド（ＯＨ）終端部２１と、ＯＤＵ４分離部２２と、ＯＰＵｎデマッパ部２３と、ライン抽出クロック部２４と、クライアント復元クロック部２５と、を備える。なお、ＯＴＵ４ＯＨ終端部２１とＯＤＵ４分離部２２で受信側ＯＴＮフレーマ２６を構成する。

ＯＴＵ４オーバヘッド（ＯＨ）終端部２１は、ＯＴＮフレームのペイロード部をデマッピングする。ＯＤＵ４分離部２２は、ペイロード部からクライアント信号を分離する。ＯＰＵｎデマッパ部２３は、クライアント信号を再生して出力する。ライン抽出クロック部２４は、ライン信号クロックを抽出する。クライアント復元クロック部２５は、クライアント信号クロックを復元する。

つづいて、光伝送送信装置１からＯＴＮフレームを送信する動作について説明する。光伝送送信装置１では、まず、ＯＰＵｎマッパ部１３に、クライアント信号が書き込まれる。このとき、クライアント抽出クロック部１１は、クライアント信号からクライアント信号クロック（ｆｃｌｉｅｎｔ）を抽出し、抽出したクライアント信号クロック（ｆｃｌｉｅｎｔ）を、ＯＰＵｎマッパ部１３およびマップ制御部１２へ出力する。

マップ制御部１２は、クライアント抽出クロック部１１からクライアント信号クロック（ｆｃｌｉｅｎｔ）を入力し、また、ライン発信器１４からライン信号クロック（ｆｌｉｎｅ）を入力し、クライアント信号とライン信号のクロック位相（信号周波数）を比較し、スタッフ、デスタッフを調整してクライアント信号（データ）のマッピングを制御する。スタッフ、デスタッフ処理については従来と同様の処理でよい。

また、マップ制御部１２は、クライアント信号とライン信号のクロック位相（信号周波数）の比較結果に基づいて、ＯＰＵｎマッパ部１３のペイロードデータマッピングにおける、クライアント信号のデータ数であるクライアントデータ数、および、クライアントデータおよびクライアントデータ数の情報のペイロード部への挿入タイミングをランダムに決定する。

ＯＰＵｎマッパ部１３は、マップ制御部１２の制御に基づいて、クライアント抽出クロック部１１から入力したクライアント信号クロック（ｆｃｌｉｅｎｔ）およびライン発信器１４から入力したライン信号クロック（ｆｌｉｎｅ）を用いてスタッフ、デスタッフ処理を行い、また、マップ制御部１２の制御に基づいて、クライアントデータおよびクライアントデータ数の情報をペイロード部にマッピングする。

このように、本実施の形態では、クライアントデータ数の情報を、クライアントデータとともにペイロード部にマッピングする。

ここで、クライアントデータ数の情報およびクライアントデータがマッピングされた状態について説明する。図２は、ＯＰＵｎでの従来のマッピング状態を示す図である。従来では、ＯＰＵｎにおいて、オーバヘッド（ＯＨ）部にクライアントデータ数（の情報）（Ｃｍ）が挿入されており、クライアントデータ格納領域であるペイロード部には、クライアントデータがマッピングされ、クライアントデータ間にはスタッフ領域が配置されている。図３は、ＯＰＵｎでの本実施の形態のマッピング状態を示す図である。本実施の形態では、ＯＰＵｎにおいて、ペイロード部に、クライアントデータとともにクライアントデータ数（の情報）をマッピングする。また、図３から分かるように、クライアントデータ数（の情報）、クライアントデータおよびクライアントデータ数の挿入タイミングはランダムである。図４は、ＧＭＰにおけるオーバヘッドの定義を示す図である。図４において、従来では、ＪＣ１、ＪＣ２、ＪＣ３の領域にクライアントデータ数の情報を格納する。

ＯＰＵｎＯＨ挿入部１５は、ＯＰＵｎマッパ部１３からの出力を受け、オーバヘッドを挿入してＯＤＵ４多重部１６へ出力する。

ＯＤＵ４多重部１６は、ライン発信器１４からライン信号を入力し、ＯＰＵｎをＯＤＵ４信号に多重して、オーバヘッドを挿入してＯＴＵ４ＯＨ生成部１７へ出力する。

ＯＴＵ４ＯＨ生成部１７は、ライン発信器１４からライン信号を入力し、ＯＤＵを収容して伝送路出力用のフレーム（ＯＴＮフレーム）にマッピングし、オーバヘッドおよびＦＥＣを付与して、光伝送受信装置２へ送信する。このように、光伝送送信装置１では、ライン信号にクライアント信号を収容して光伝送受信装置２へ送信する。

つぎに、光伝送受信装置２でＯＴＮフレームを受信する動作について説明する。光伝送受信装置２では、ＯＴＵ４ＯＨ終端部２１は、光伝送送信装置１からＯＴＮフレームを受信すると、ＯＴＮフレームから、オーバヘッドおよびＦＥＣを除去し、ペイロード部分をデマッピングする。

ＯＤＵ４分離部２２は、デマッピングされたペイロード部から、クライアントデータおよびクライアントデータ数を含むクライアント信号を分離する。このとき、ライン抽出クロック部２４は、ＯＤＵ４分離部２２で抽出されたペイロード部から元のライン信号クロック（ｆｌｉｎｅ）を抽出し、抽出したライン信号クロック（ｆｌｉｎｅ）ＯＤＵ４分離部２２およびＯＰＵｎデマッパ部２３へ出力する。

ＯＰＵｎデマッパ部２３は、ライン抽出クロック部２４からライン信号クロック（ｆｌｉｎｅ）を入力し、ＯＤＵ４分離部２２で分離されたクライアントデータおよびクライアントデータ数を利用して、クライアント復元クロック部２５で復元されたクライアント信号クロック（ｆｃｌｉｅｎｔ）を用いて、クライアント信号を再生して出力する。

なお、ＯＤＵ４分離部２２およびＯＰＵｎデマッパ部２３は、ライン抽出クロック部２４からライン信号クロック（ｆｌｉｎｅ）を入力している。これは、光伝送送信装置１側で（１）クライアント信号→ＯＰＵｎ、（２）ＯＰＵｎ→ＯＤＵ４と、ＧＭＰ相当の非同期収容操作を２回実施しているため、光伝送受信装置２側において、低周波ジッタが蓄積しないよう、受信したＯＴＮフレームからクライアント信号を再生する過程の処理にライン信号クロック（ｆｌｉｎｅ）を用いるためである。

ライン抽出クロック部２４およびクライアント復元クロック部２５でクロックを抽出、復元する方法としては、例えば、Ｄｅ−ＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｒにおいてＥｌａｓｔｉｃＳｔｏｒｅメモリ、ライトカウンタ等を用いて信号タイミングを抽出し、ＰＬＬを通して元の信号周波数を得る方法等があるが、これに限定するものではなく、他の方法を用いてもよい。

上記動作により、光伝送受信装置２は、クライアント信号が収容されたライン信号を光伝送送信装置１から受信し、クライアント信号を再生することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、光伝送送信装置１では、クライアントデータおよびクライアントデータ数の挿入タイミングをランダムに決定し、ともにペイロード部にマッピングして送信する。また、光伝送受信装置２では、ペイロード部から分離されたクライアントデータおよびクライアントデータ数を用いて、クライアント信号を再生する。これにより、クライアントデータ数の更新間隔を短くし、かつ、データサイズにランダム性を持たせることで、非同期デスタッフを実施するタイミングが早められ、低周波ジッタを抑制することができる。

以上のように、本発明にかかる光伝送送信装置および光伝送受信装置は、光通信に有用であり、特に、１００Ｇ／ｓ以上のビットレートを必要とする多値変復調方式を採用する光通信に適している。

１光伝送送信装置、２光伝送受信装置、１１クライアント抽出クロック部、１２マップ制御部、１３ＯＰＵｎマッパ部、１４ライン発信器、１５ＯＰＵｎオーバヘッド挿入部、１６ＯＤＵ４多重部、１７ＯＴＵ４オーバヘッド生成部、１８送信側ＯＴＮフレーマ、２１ＯＴＵ４オーバヘッド終端部、２２ＯＤＵ４分離部、２３ＯＰＵｎデマッパ部、２４ライン抽出クロック部、２５クライアント復元クロック部、２６受信側ＯＴＮフレーマ。

Claims

ライン信号にクライアント信号を収容する光伝送送信装置であって、
前記クライアント信号を入力してマッピングするマッパ手段と、
ペイロード部にマッピングするクライアントデータ数を決定し、また、前記ペイロード部にクライアントデータおよび前記クライアントデータ数の情報を挿入するタイミングを決定し、前記マッパ手段におけるマッピングを制御するマップ制御手段と、
を備えることを特徴とする光伝送送信装置。
前記マップ制御手段は、前記クライアント信号の周波数と前記ライン信号の周波数とを比較した結果に基づいて、前記クライアントデータ数を決定し、前記ペイロード部に前記クライアントデータおよび前記クライアントデータ数の情報を挿入するタイミングを決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送送信装置。
クライアント信号が収容されたライン信号を受信する光伝送受信装置であって、
前記ライン信号からオーバヘッド終端処理された信号からペイロード部を分離する分離手段と、
前記ペイロード部に含まれるクライアントデータおよびクライアントデータ数の情報を用いて、前記クライアント信号を再生するデマッパ手段と、
前記ペイロード部から前記ライン信号の周波数を抽出し、抽出したライン信号周波数を前記分離手段および前記デマッパ手段へ出力するライン抽出クロック手段と、
前記クライアントデータから前記クライアント信号の周波数を復元し、復元したクライアント信号周波数を前記デマッパ手段へ出力するクライアント復元クロック手段と、
を備えることを特徴とする光伝送受信装置。