JP6461299B1 - Frame transmitting apparatus and frame receiving apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】少ないデータ転送処理遅延を実現することができるフレーム送信装置を提供する。
【解決手段】クライアント信号を収容したフレームのデータをmバイトのブロック単位でn本の論理レーンに分配して出力するフレーム送信装置であって、分配される論理レーンの位置を識別するためのマーカが付与されたフレームのデータをパラレル信号として入力し、ブロック単位で論理レーンに分配して出力するデータ配列変換部と、マーカの値に応じてフレームが分配された論理レーンの位置を変更するデータ回転部とを備え、データ配列変換部は、入力されたフレームのデータを、処理クロックに同期して複数のメモリに順次保持させ、m×nバイトのフレームのデータが保持されると、入力されたフレームのデータの先頭からmバイト単位で分割されたブロックのデータが並列に配置されるよう、複数のメモリのデータ配置を並び替えて出力する。
【選択図】図5A frame transmission apparatus capable of realizing a small data transfer processing delay is provided.
A frame transmitting apparatus for distributing and outputting data of a frame containing a client signal to n logical lanes in units of m-byte blocks, and for identifying a position of the distributed logical lane The data array conversion unit that inputs the data of the frame to which the frame is assigned as a parallel signal, distributes the data to the logical lane in blocks, and the data that changes the position of the logical lane to which the frame is distributed according to the marker value A rotation unit, and the data array conversion unit sequentially stores the input frame data in a plurality of memories in synchronization with the processing clock, and when the m × n byte frame data is stored, The data allocation of multiple memories is arranged in parallel so that the data of blocks divided in units of m bytes from the beginning of the data of the same frame is allocated Instead and outputs.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、デジタルデータを格納したフレームの伝送技術に関し、特に、フレームを複数の論理レーンに分配して並列に伝送するフレーム送信装置およびフレーム受信装置に関する。 The present invention relates to a transmission technique for a frame storing digital data, and more particularly to a frame transmission apparatus and a frame reception apparatus that distribute a frame to a plurality of logical lanes and transmit the frame in parallel.
現在の基幹通信網では、国際標準化機関である「国際電気通信連合−電気通信標準化部門」(International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector、ITU-T)が勧告した「ITU-T G.709/Y.1331」という光伝送規格が広く利用されている。この光伝送規格は、「光伝送網」(Optical Transport Network、OTN)とも呼ばれ、波長多重(Wavelength Division Multiplex、WDM)信号の管理を意識した監視制御系、イーサネット(登録商標)や同期デジタルハイアラーキ(Synchronous Digital Hierarchy、SDH)などの多様なクライアント信号を収容して透過的に転送するためのビットレートやマッピング方式などを規定している。(非特許文献1参照) In the current backbone communication network, "ITU-T G.709 / Y.1331" recommended by the International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T), an international standardization organization. Is widely used. This optical transmission standard is also called “Optical Transport Network” (OTN). It is a supervisory control system, Ethernet (registered trademark) and synchronous digital hierarchy, which is conscious of wavelength division multiplexing (WDM) signal management. It defines bit rates, mapping methods, etc. for accommodating various client signals such as (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) and transmitting them transparently. (See Non-Patent Document 1)
図1は、OTNフレームの構造を説明する図である。なお、OTNフレームを構成する各種フレームの冒頭には、データを伝送する際に用いられるアドレス情報や各種監視信号を格納するオーバーヘッドが付与されるが、以下ではオーバーヘッドをOHと略し、OHに格納されて伝送される情報や信号をOH情報と略して説明する。OPUkフレーム110は、イーサネット(登録商標)やSDHなどのクライアント信号100が収容されたペイロード領域112と、クライアント信号の収容情報を提供するOHであるOPUk(Optical Channel Payload Unit-k)OH114で構成される。OPUkフレーム110には、エンド・ツー・エンドのパス監視やパフォーマンスモニタのための信号を提供する(格納する)OHであるODUk(Optical Channel Data Unit-k)OH124が付与され、ODUkフレーム120が構成される。ODUkフレーム120には、3R再生(Re-amplification, reshaping, retiming)ポイント間の信号伝送である光チャネルの伝送に必要な保守・運用機能のための信号を提供する(格納する)OTUk(Optical Channel Transport Unit-k)OH134と、前方誤り訂正(Forward Error Correction、FEC)機能を提供するためのコード136が付与され、OTUkフレーム130が構成される。
FIG. 1 is a diagram for explaining the structure of an OTN frame. Note that the overhead of storing address information and various monitoring signals used when transmitting data is added to the beginning of the various frames that make up the OTN frame, but in the following, the overhead is abbreviated as OH and stored in OH. Information and signals transmitted in this manner will be abbreviated as OH information. The
図2(a)は、図1で説明したOTUkフレームの構造をより詳細に説明する図である。OTUkフレームの冒頭1行目の1〜7列にはフレーム同期(Frame Alignment、FA)OH230が定義され、それに続く1行目の8〜14列にはOTUk OH134が定義されている。2〜4行目の1〜14列にはODUk OH124が定義されている。1〜4行目の15〜16列にはOPUk OH114が定義され、1〜4行目の17〜3824列にはペイロード112が定義される。1〜4行目の3825〜4080列にはOTUk FECコード136が定義される。
FIG. 2A is a diagram for explaining the structure of the OTUk frame described in FIG. 1 in more detail. Frame synchronization (FA) OH230 is defined in the first to seventh columns of the first row of the OTUk frame, and OTUk OH134 is defined in the subsequent 8th to 14th columns of the first row. ODUk OH124 is defined in the 1st to 14th columns of the 2nd to 4th rows. The OPUk
図2(b)は、OTUkフレームにおけるFA OH230の具体的な構造を説明する図である。FA OHの冒頭6バイト(OTUkフレームの1行目1〜6列)は、フレーム同期信号(Frame alignment signal、FAS)232として定義されている。FAS232は、伝送されたOTUkフレーム130を受信する際に、OTUkフレームの先頭を検出するために用いられる。FASの6バイトのうち第1〜第3バイトはそれぞれOA1と名付けられ、いずれも”1111 0110”ビットが固定的に割り当てられる。FASの第4〜第6バイトはそれぞれOA2と名付けられ、いずれも”0010 1000”ビットが固定的に割り当てられる。FA OH230のFAS232に続く1バイト(OTUkフレームの1行目7列)は、マルチフレーム同期信号(Multiframe alignment signal、MFAS)234として定義されている。MFASはカウンタと同等のものであり、MFASの値(MFAS値)は、1つのOTUkフレーム130を生成するたびにインクリメントされて付与される。MFAS値は、255(ビット列で”1111 1111”)に達すると再び0(同”0000 0000”)に戻ってインクリメントされる。
FIG. 2B illustrates a specific structure of the FA
ITU-T G.709/Y.1331のAnnex Cは、OTUkフレーム(k = 3, 4)を複数の物理レーンに分割して伝送するための手法を開示している。例えば、OTU4フレームは、16バイト単位のインターリーブで20論理レーンに分配される。そして、5つの論理レーンを単純にビット多重することで、20論理レーンは4物理レーンに多重され、伝送される。 Annex C of ITU-T G.709 / Y.1331 discloses a method for transmitting an OTUk frame (k = 3,4) divided into a plurality of physical lanes. For example, an OTU4 frame is distributed to 20 logical lanes by interleaving in units of 16 bytes. Then, by simply bit-multiplexing five logical lanes, 20 logical lanes are multiplexed into four physical lanes and transmitted.
図3は、OTU4の論理レーン分配を説明するための図である。図3を参照して、OTU4の論理レーン分配についてより具体的に説明する。図2(a)に記載のOTU4フレームは、図3(a)に記載のように、FASを先頭として16バイトごとの1020グループに分割される。分割された最初の16バイト単位(図3(a)では、「1:16 (FAS)」と記載されている)は、FASを含んでいる。OTU4フレームの各16バイト単位は、図3(b)に記載のように、Lane0からLane19の20論理レーンにラウンドロビン方式で分配される。この分配を320バイト(=16バイトx20論理レーン)ごとに51回繰り返すことで、1つのOTU4フレーム全体が20論理レーンに分配される。
FIG. 3 is a diagram for explaining logical lane distribution of OTU4. With reference to FIG. 3, the logical lane distribution of OTU4 will be described more specifically. As shown in FIG. 3A, the OTU4 frame shown in FIG. 2A is divided into 1020 groups of 16 bytes starting from FAS. The divided first 16-byte unit (described as “1:16 (FAS)” in FIG. 3A) includes FAS. Each 16-byte unit of the OTU4 frame is distributed in a round-robin manner to 20 logical lanes from
OTU4フレームの20論理レーンへの分配(これを「レーン割当」とも言う。)は、OTU4フレームの境界上で回転される。すなわち、2番目のOTU4フレームのレーン割当では、図3(b)に記載の52回目の分配のように、FASを含む最初の16バイト単位はLane1に、次の16バイト単位(第17から第32バイト)はLane2に、19番目の16バイト単位(第289から第304バイト)はLane19に、そして20番目の16バイト単位(第305から第320バイト)はLane0に割り当てられる。3番目のOTU4フレームのレーン割当では、FASを含む最初の16バイト単位がLane2に割り当てられるよう回転される。20番目のOTU4フレームのレーン割当では、FASを含む最初の16バイト単位がLane19に割り当てられるよう回転される。そして、21番目のOTU4フレームのレーン割当では、元に戻って、最初の16バイト単位がLane0に割り当てられる。 Distribution of OTU4 frames to 20 logical lanes (also referred to as “lane allocation”) is rotated on OTU4 frame boundaries. That is, in the lane allocation of the second OTU4 frame, the first 16-byte unit including the FAS is assigned to Lane1 and the next 16-byte unit (from the 17th to the 17th) as in the 52nd distribution shown in FIG. 32 bytes) is assigned to Lane2, the 19th 16-byte unit (289th to 304th bytes) is assigned to Lane19, and the 20th 16-byte unit (305th to 320th bytes) is assigned to Lane0. In the lane allocation of the third OTU4 frame, the first 16-byte unit including FAS is rotated so as to be allocated to Lane2. In the lane allocation of the 20th OTU4 frame, rotation is performed so that the first 16-byte unit including FAS is allocated to Lane19. Then, in the lane allocation of the 21st OTU4 frame, returning to the original, the first 16 byte unit is allocated to Lane0.
OTU4フレームの第3のOA2バイト(1行目の6列)は、レーン割当のためのマーキング機構として用いられる論理レーンマーカ(Logical Lane Marker、LLM)として借りられる(後述するように、一時的に値が書き換えられ、後に“00101000”に書き戻される)。LLMは、OTU4フレームごとに順次0から239までインクリメントされて付与される。LLMの値を20で割ったときの剰余(これを「LLM MOD 20」と表す。)が0となるOTU4フレームは、FASを含む最初の16バイト単位がLane0になるようレーン割当される。LLM MOD 20が1となるOTU4フレームは、FASを含む最初の16バイト単位がLane1になるようレーン割当される。同様に、LLM MOD 20がm(mは、0から19までの整数)となるOTU4フレームは、FASを含む最初の16バイト単位がLane mになるようレーン割当される。LLM MOD 20は、レーン割当のための識別子として作用する。
The third OA2 byte (6th column of the first row) of the OTU4 frame is borrowed as a logical lane marker (Logical Lane Marker, LLM) used as a marking mechanism for lane allocation (as described later, a temporary value) Is rewritten and later written back to "00101000"). The LLM is sequentially incremented from 0 to 239 for each OTU4 frame. The OTU4 frame in which the remainder when the LLM value is divided by 20 (represented as “
このようにITU-T G.709/Y.1331のAnnex Cでは、OTU4フレームを16バイト単位のインターリーブで20論理レーンに分配するにあたり、LLMの値に応じてレーン配置を回転することで、フレーム同期に用いるFASの位置をすべての論理レーンLane0〜Lane19に分散させることができるため、どの論理レーンでもフレーム同期を行うことが可能となり、論理レーン間のスキュー除去が可能となる。 In this way, in Annex C of ITU-T G.709 / Y.1331, when distributing OTU4 frames to 20 logical lanes by interleaving in units of 16 bytes, the lane arrangement is rotated according to the LLM value, Since the position of the FAS used for synchronization can be distributed to all the logical lanes Lane0 to Lane19, frame synchronization can be performed in any logical lane, and skew removal between logical lanes is possible.
なお、OTU3フレームについては、1つのOTU3フレームは図3(a)のように16バイト単位に分割されるが、論理レーン数は4であり、MFASの下位2ビットの値がレーン割当の識別に用いられる。 As for the OTU3 frame, one OTU3 frame is divided into 16-byte units as shown in FIG. 3A, but the number of logical lanes is 4, and the value of the lower 2 bits of the MFAS is used for identifying the lane allocation. Used.
図4は、従来知られているOTUkフレームを論理レーンに分配して伝送する装置の構成を説明する図である(例えば、特許文献1参照)。送信装置(フレーム送信装置)400は、フレーム生成部410、LLM付与部422、ブロック分割部424、ブロック分配部426およびビット多重部430を備える。LLM付与部422、ブロック分割部424およびブロック分配部426は、レーン割当部420を構成する。受信装置(フレーム受信装置)600は、論理レーン復元部610、論理レーン識別部622、ブロック結合部624、フレーム再生部626およびフレーム処理部630を備える。論理レーン識別部622、ブロック結合部624およびフレーム再生部626は、レーン結合部620を構成する。送信装置400と受信装置600とは、光ファイバなどの伝送路で結合される。
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of a conventionally known device that distributes and transmits OTUk frames to logical lanes (see, for example, Patent Document 1). The transmission apparatus (frame transmission apparatus) 400 includes a
送信装置400のフレーム生成部410は、クライアント信号を収容してOTUkフレーム130を生成する。LLM付与部422は、OTUkフレームのOH領域230に論理レーンマーカ(LLM)を付与する。ブロック分割部424は、OTUkフレーム130を16バイト単位からなる複数のブロックに分割する。ブロック分配部426は、分割されたブロックをLLMに基づき20論理レーンに分配する。ビット多重部430は、20論理レーンの信号をビット多重して4物理レーンの信号を生成し、伝送路に出力する。
The
受信装置600の論理レーン復元部610は、受信した4物理レーンの信号をビットインターリーブして20論理レーンの信号を生成する。論理レーン識別部622は、各論理レーンからLLMを検出して自レーンが何番目のレーンであるかを認識する。ブロック結合部524は、各論理レーンに存在するFAS232を用いて論理レーン間のスキューを解消した後、複数の論理レーンで伝送されてきたブロックを元の順に並べて結合する。フレーム再生部626は、結合されたブロックからLLMを除去して元のOA2の値(”0010 1000”ビット)に書き戻し、OTUkフレーム130を再生する。フレーム処理部630は、再生されたOTUkフレームからクライアント信号を取り出して復元する。
The logical
特許文献1は、レーン割当部420のブロック分配部426が分割されたブロックを20論理レーンに分配することを開示しているが、その具体的な処理内容までは開示されていない。また、特許文献1は、レーン結合部620のブロック結合部624が複数の論理レーンで伝送されてきたブロックを元の順に並べて結合することを開示しているが、その具体的な処理内容までは開示されていない。
本発明は、上記を鑑みなされたものであり、その目的とするところは、OTUkフレームを分割単位であるブロックに分割し、ブロック単位で複数の論理レーンに分配して出力するに際し、より少ないデータ転送処理遅延を実現することができるフレーム送信装置およびフレーム受信装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to divide an OTUk frame into blocks that are division units, and to distribute less data when outputting to a plurality of logical lanes in units of blocks. An object of the present invention is to provide a frame transmission device and a frame reception device capable of realizing a transfer processing delay.
このような目的を達成するために、本願発明の第1の態様は、クライアント信号を収容したフレームのデータをmバイト(mは正数)ごとのブロックに分割し、ブロック単位でn本(nは正数)の論理レーンに分配して出力するフレーム送信装置である。 In order to achieve such an object, according to a first aspect of the present invention, data of a frame accommodating a client signal is divided into blocks each of m bytes (m is a positive number), and n (n Is a frame transmission device that distributes and outputs to positive logical lanes.
一実施形態のフレーム送信装置は、フレームが分配される論理レーンの位置を識別するためのマーカをフレームのヘッダに付与し、マーカが付与されたフレームのデータをパラレル信号として出力するLLM付与部と、LLM付与部が出力したフレームのデータがパラレル信号として入力され、入力されたフレームのデータをブロック単位で論理レーンに分配して出力するデータ配列変換部と、マーカの値に応じてフレームが分配された論理レーンの位置を変更するデータ回転部とを備える。 A frame transmission apparatus according to an embodiment includes a LLM adding unit that adds a marker for identifying a position of a logical lane to which a frame is distributed to a header of the frame, and outputs data of the frame to which the marker is added as a parallel signal. The data of the frame output by the LLM adding unit is input as a parallel signal, the data of the input frame is distributed to logical lanes in units of blocks, and the frame is distributed according to the marker value. And a data rotation unit for changing the position of the logical lane.
一実施形態のデータ配列変換部は、ブロックのサイズと論理レーンの数の積であるm×nバイトのデータを保持可能であり、データ配列変換部に1処理クロックで入力されるデータ量と等しいデータを保持可能な複数のメモリを有するデータ保持部を備える。データ配列変換部は、入力されたフレームのデータを、処理クロックに同期して複数のメモリに順次保持させ、m×nバイトのフレームのデータが保持されると、入力されたフレームのデータの先頭からmバイト単位で分割されたブロックのデータが並列に配置されるよう、複数のメモリのデータ配置を並び替えて出力する。 The data array conversion unit according to an embodiment can hold m × n bytes of data, which is the product of the block size and the number of logical lanes, and is equal to the amount of data input to the data array conversion unit with one processing clock. A data holding unit having a plurality of memories capable of holding data is provided. The data array conversion unit sequentially holds the input frame data in a plurality of memories in synchronization with the processing clock, and when the m × n byte frame data is held, the start of the input frame data To rearrange the data arrangement of the plurality of memories so that the data of the blocks divided in units of m bytes are arranged in parallel.
本願発明の第2の態様は、クライアント信号を収容したフレームのデータがmバイト(mは正数)ごとのブロックに分割されてブロック単位で分配されたn本(nは正数)の論理レーンを受信して、論理レーンからフレームを再生するフレーム受信装置である。 The second aspect of the present invention is that n (where n is a positive number) logical lanes in which data of a frame accommodating a client signal is divided into blocks of m bytes (m is a positive number) and distributed in units of blocks. Is a frame receiving apparatus that receives a frame and reproduces a frame from a logical lane.
一実施形態のフレーム受信装置は、論理レーンのそれぞれについて、フレームが分配された論理レーンの位置を識別するためのマーカを検出するFAS同期処理部と、FAS同期処理部が検出したマーカの値に応じてフレームが分配された論理レーンの位置を変更するデータ回転部と、データ回転部が位置を変更したn本の論理レーンのデータが入力され、論理レーンに分配されたフレームのデータをブロック単位出力するデータ配列変換部と
を備える。
The frame receiving apparatus according to an embodiment includes, for each logical lane, an FAS synchronization processing unit that detects a marker for identifying the position of the logical lane to which the frame is distributed, and a marker value detected by the FAS synchronization processing unit. The data rotation unit that changes the position of the logical lane to which the frame is distributed according to the data, and the data of the n logical lanes whose position has been changed by the data rotation unit is input, and the data of the frame distributed to the logical lane is in block units A data array conversion unit for output.
一実施形態のデータ配列変換部は、ブロックのサイズと論理レーンの数の積であるm×nバイトのデータを保持可能であり、データ配列変換部に1処理クロックで入力されるデータ量と等しいデータを保持可能な複数のメモリを有するデータ保持部を備え、データ配列変換部は、入力された論理レーンのデータを、処理クロックに同期して複数のメモリに順次保持させ、m×nバイトの論理レーンのデータが保持されると、論理レーンに分配されたフレームのデータの先頭からmバイト単位で出力されるよう、複数のメモリのデータ配置を並び替る。 The data array conversion unit according to an embodiment can hold m × n bytes of data, which is the product of the block size and the number of logical lanes, and is equal to the amount of data input to the data array conversion unit with one processing clock. A data storage unit having a plurality of memories capable of storing data, and the data array conversion unit sequentially stores the data of the input logical lanes in the plurality of memories in synchronization with the processing clock. When the data of the logical lane is held, the data arrangement of the plurality of memories is rearranged so that the data of the frame distributed to the logical lane is output in units of m bytes.
以上説明したように、本発明によれば、データ転送処理遅延(レイテンシ)の少ない論理レーン分配を可能とするフレーム送信装置およびフレーム受信装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a frame transmission device and a frame reception device that enable logical lane distribution with less data transfer processing delay (latency).
本発明は、OTUkフレームを複数の論理レーンに分配して並列(パラレル)に伝送する技術に関する。以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。 The present invention relates to a technique for distributing an OTUk frame to a plurality of logical lanes and transmitting the OTUk frame in parallel. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施形態に係る送信装置は、図4に示したように、クライアント信号を収容してOTNフレーム(OTUkフレーム)を生成するフレーム生成部、OTUkフレームをmバイト(mは正数)ごとに分割して複数のブロックに分割し、ブロック単位でn本(nは正数)の論理レーンに分配して出力するレーン割当部、n本の論理レーンの信号をビット多重してj本(jはnより小さい正数)の物理レーンの信号を生成し、伝送路に出力するビット多重部を備える。ただし、本発明の実施形態に係る送信装置は、レーン割当部の構成が図4に示したものと異なる。 As shown in FIG. 4, the transmission apparatus according to the embodiment of the present invention includes a frame generation unit that accommodates client signals and generates an OTN frame (OTUk frame), and an OTUk frame for every m bytes (m is a positive number). A lane allocation unit that divides the data into a plurality of blocks, distributes them to n logical lanes (n is a positive number), and outputs the logical lane signals. j is a positive number smaller than n) and includes a bit multiplexing unit that generates a signal of the physical lane and outputs the signal to the transmission path. However, in the transmission apparatus according to the embodiment of the present invention, the configuration of the lane allocation unit is different from that shown in FIG.
また、本発明の実施形態に係る受信装置は、図4に示したように、受信したj本の物理レーンの信号をビットインターリーブしてn本の論理レーンの信号を生成する論理レーン復元部、n本の論理レーンに分配されて伝送された信号をブロック単位で結合してOTUkフレームを再生するレーン結合部、再生されたOTUkフレームからクライアント信号を取り出して復元するフレーム処理部を備える。ただし、本発明の実施形態に係る受信装置は、レーン結合部の構成が図4に示したものと異なる。 In addition, as illustrated in FIG. 4, the receiving device according to the embodiment of the present invention includes a logical lane restoration unit that generates n logical lane signals by bit interleaving received j physical lane signals. A lane combining unit that combines the signals distributed and transmitted to n logical lanes in units of blocks to reproduce an OTUk frame, and a frame processing unit that extracts and restores a client signal from the reproduced OTUk frame. However, the receiving apparatus according to the embodiment of the present invention is different from that shown in FIG. 4 in the configuration of the lane coupling unit.
非特許文献1に開示されたOTU4フレームの並列伝送技術標準では、分割単位であるブロックが16バイト(m=16)、論理レーン数が20本(n=20)、物理レーン数が4本(j=4)とされている。なお、図4に示した送信装置400におけるビット多重部430および受信装置600における論理レーン復元部610を用いず、論理レーンそのものを物理レーンとして伝送する構成であってもよい。その場合、当然ながら、論理レーン数n=物理レーン数jとなる。
In the OTU4 frame parallel transmission technology standard disclosed in
以下、本発明の実施形態に係るレーン割当部およびレーン結合部の構成および処理方法を、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, configurations and processing methods of a lane allocation unit and a lane combination unit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[送信装置に備わるレーン割当部の構成]
図5は、本実施形態に係るレーン割当部520の構成を説明する図である。レーン割当部520は、図4に記載したように送信装置400に備わるものであり、LLM付与部422、データ配列変換部530およびデータ回転部560を備える。
[Configuration of lane allocation unit provided in transmission device]
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the
LLM付与部422には、フレーム生成部410(図4)が生成したOTUkフレーム130が入力される。LLM付与部422は、入力されたOTUkフレーム130の第3のOA2バイト(1行目の6列)を論理レーンマーカ(Logical Lane Marker、LLM)の値に書き換える。LLMの値は、入力されたOTUkフレームごとに順次0(ビット列で”0000 0000”)から239(同”1110 1111”)までインクリメントされた値が設定される。LLM付与部422は、OTUkフレームの第3のOA2バイトにLLMが付与されたOTUkフレーム130をデータ配列変換部530に出力する。なお、LLM付与部422は、OTUkフレーム130をパラレル信号として出力する。ここでは、320ビット幅のパラレル信号として出力されるものとする。LLM付与部422がパラレル信号のOTUkフレーム130を出力できるようにするために、LLM付与部422あるいはフレーム生成部410がOTUkフレーム130をシリアル・パラレル変換する構成であってもよく、あるいは、フレーム生成部410よりも前の段階で信号がパラレル化されている構成であってもよい。
The
データ配列変換部530は、LLM付与部422が出力したOTUkフレーム130を、図3(a)に示したように16バイトごとに分割して1020個のブロックを生成し、16バイト単位の各ブロックを、図3(b)に示したように20論理レーンにラウンドロビン方式で分配する。データ配列変換部530は、20論理レーンに分配された信号を、それぞれパラレルに出力する。ここでは、1論理レーンあたり16ビット幅のパラレル信号(合計で20論理レーンx16ビット=320ビット幅)として出力されるものとする。データ配列変換部530の構成および処理の詳細については、後述する。
The data
データ回転部560には、データ配列変換部530が出力した20論理レーンのパラレル信号が入力される。各OTUkフレーム130の先頭に配されるフレーム同期信号(Frame alignment signal、FAS)およびLLMは、データ回転部560に入力される時点では必ず最初の論理レーン(Lane0)に割り当てられている。データ回転部560は、Lane0でFASを検出すると、FAS中の第3のOA2バイトに相当する箇所からLLMの値を読み取る。データ回転部560は、LLMの値を20で除算したときの剰余(これを「LLM MOD 20」と表す。)を計算する。データ回転部560は、図3(b)に示したように、LLM MOD 20の値と同じ番号の論理レーンにFASが配置されるよう、論理レーン間の信号を回転させる。例えば、LLM MOD 20=1の場合、データ回転部は、Lane0の信号をLane1に、Lane1の信号をLane2に、Lane2の信号をLane3に、・・・Lane19の信号をLane0に移動させる。なお、LLM MOD 20=0の場合、データ回転部560は、このような回転処理を行う必要はない。データ回転部560は、各論理レーンの信号をLLMの値に応じて論理レーン間で回転処理した後、ビット多重部430(図4)に出力する。
The
(データ配列変換部の構成)
データ配列変換部530は、OTUkフレーム130をmバイトごとのブロックに分割し、各ブロックをn本の論理レーンにラウンドロビン方式で分配するためには、その積であるm×nバイトのデータを一旦保持し、保持したm×nバイトのデータを所望の配置に並べ替えた後、出力するよう動作すればよい。以下、m=16バイト、n=20論理レーン数とし、図6ないし10を用いて、本実施形態に係るデータ配列変換部530の構成例ならびに動作例を説明する。図6は、本実施形態に係るデータ配列変換部530の構成を説明する図である。図7は、本実施形態に係るデータ保持部の構成を説明する図である。図8は、本実施形態に係るセレクタ部の設定に基づくシフトレジスタ間の結線状態を説明する図である。
(Configuration of data array converter)
The data
図6に示すように、データ配列変換部530は、少なくとも320バイト(=16バイト×20論理レーン)のデータを保持することができるデータ保持部540と、データ保持部540に入出力するデータの流れを制御するセレクタ部532を備える。データ配列変換部530は、OTUkフレーム130が320ビット幅のパラレル信号として入力され、論理レーンに分配されたOTUkフレーム130を320ビット幅のパラレル信号として出力する。従って、データ配列変換部530には、1処理クロックあたり320ビット(=40バイト)のデータが入力される。データ保持部540には、図7に示すように、この1処理クロックで入力されるデータ量と等しい量のデータ(=40バイト)を各々が保持可能な複数のメモリA〜Hを備える。データ保持部540の全体で320バイトのデータを保持可能とするためには、40バイトを保持可能なメモリを(320バイト/40バイト=)8つ備えるようにすればよい。メモリA〜Hの各々は、論理レーン数と同じ数(=20)の独立したシフトレジスタ548を備える。シフトレジスタ548の各々は、1つのメモリが保持可能なデータ量を均等に分割した量だけ保持する。すなわち、シフトレジスタ548の各々は、(40バイト/20論理レーン数=)2バイトだけ保持する。このようなシフトレジスタ548は、例えば16個の独立なフリップフロップを備える構成とすればよい。各シフトレジスタ548は、16ビット幅の入力端子、16ビット幅の出力端子、およびリセット信号入力端子(不図示)を有する。各シフトレジスタ548の入力/出力端子は、シフトレジスタが保持可能な量(2バイト)のデータを1処理クロックで入力/出力できるビット幅を有するパラレル入力/出力端子であればよい。各シフトレジスタ548の入力端子はセレクタ部532の出力端子と結線され、同出力端子がセレクタ部532の入力端子と結線される。セレクタ部532とデータ保持部540との間は、図6に示すように、それぞれ2560ビット幅(=16ビット幅x20x8)のパラレル信号線542、544による結線となる。セレクタ部532は、パラレル信号線534を介してLLM付与部422が出力したデータを入力するための320ビット幅のフレーム入力端子と、パラレル信号線536を介して20論理レーンに分配した信号のデータを出力するための320ビット幅の論理レーン出力端子を備える。セレクタ部532は、データ保持部540に入出力するデータの流れを制御するため、その内部に、セレクタ部532に入力されるパラレル信号線534あるいはパラレル信号線542のいずれかと、セレクタ部から出力されるパラレル信号線536あるいはパラレル信号線544のいずれかとを16ビット単位で任意に結線可能な、複数のスイッチを備える構成であってもよい。
As shown in FIG. 6, the data
(データ配列変換部の処理)
データ配列変換部530は、2つの動作モードを有する。第1の動作モードは、OTUkフレーム130のデータを取り込むデータ取り込み/出力モードであり、第2の動作モードは、取り込んだデータを所望の配置に並べ替えるデータ分配モードである。
(Processing of the data array converter)
The data
まず、第1の動作モードであるデータ取り込み/出力モードについて説明する。データ取り込み/出力モードでは、データ保持部540に保持されたデータが処理クロックに同期してメモリH→メモリG→メモリF→・・・→メモリAと順次シフトされるように、セレクタ部532が設定される。図8は、データ取り込み/出力モードにおけるセレクタ部532の設定に基づく結線状態を説明する図である。すなわち、セレクタ部532は、フレーム入力端子に入力された320ビットのデータのうち、1〜16ビットがメモリHの第1シフトレジスタ(図面の上から1番目)に、17〜32ビットがメモリHの第2シフトレジスタ(図面の上から2番目)に、33〜48ビットがメモリHの第3シフトレジスタ(図面の上から3番目)に、・・・、305〜320ビットがメモリHの第20シフトレジスタ(図面の上から20番目(下から1番目))に入力するよう、メモリHの各シフトレジスタの入力状態を設定する(データの経路を設定する)。また、セレクタ部532は、メモリHの第1シフトレジスタ→メモリGの第1シフトレジスタ→・・・→メモリAの第1シフトレジスタという順でデータが遷移するよう、各メモリA〜Hに備わる第1シフトレジスタの入出力状態を設定する(データの経路を設定する)。セレクタ部532は、各メモリA〜Hに備わる第2ないし第20シフトレジスタの入出力状態についても、第1シフトレジスタと同様の入出力状態となるよう設定する(データの経路を設定する)。セレクタ部532は、メモリAの出力がセレクタ部532の論理レーン出力端子から出力されるようメモリAの出力状態を設定する(データの経路を設定する)。
First, the data capture / output mode which is the first operation mode will be described. In the data capture / output mode, the
図9(a)および(b)並びに図10(a)および(b)は、データ配列変換部530が第1の動作モードであるデータ取り込み/出力モードでデータを取り込む動作を説明する図である。図9および図10でAからHと記載されたマスの下に位置するそれぞれ20個のマスは、図7におけるメモリAからHのそれぞれに備わる20個のシフトレジスタ(第1〜第20シフトレジスタ)を表している。また、図9および図10の最も左の列に記載された[15:0]などの記載は、データ配列変換部530に入力される320ビット幅パラレル信号の入力端子番号を表している。例えば、[15:0]の表記は、1〜16ビットのパラレル入力信号に対応する0番目から15番目の入力端子番号を意味している。
FIGS. 9 (a) and 9 (b) and FIGS. 10 (a) and 10 (b) are diagrams illustrating an operation in which the data
まず、セレクタ部532は、第1の処理クロックに同期して取り込んだOTUkフレーム130の冒頭320ビットのデータ(40バイト分)を、メモリHに出力する。この320ビットのデータは、第1の処理クロックに同期して、図9(a)に示したように、1〜16ビットがメモリHの第1シフトレジスタ(図9(a)では「2」と記載されている。この数字は、OTUkフレーム130の先頭から数えて「1〜2バイト」を格納したことを意味する。)に、17〜32ビットがメモリHの第2シフトレジスタ(同、「4」と記載。OTUkフレーム130の先頭から数えて「3〜4バイト」を格納したことを意味する。)に、33〜48ビットがメモリHの第3シフトレジスタ(同、「6」と記載。OTUkフレーム130の先頭から数えて「5〜6バイト」を格納したことを意味する。)に、・・・、305〜320ビットがメモリHの第20シフトレジスタ(同、「40」と記載。OTUkフレームの先頭から数えて「39〜40バイト」を格納したことを意味する。)に格納される。このように、データ配列変換部530は、第1の処理クロックに同期して、OTUkフレームの冒頭40バイトのデータを、メモリHの第1から第20シフトレジスタに2バイトごとに格納する。ここで、図9(a)のうち同一のハッチングを施したデータは、OTUkフレーム130を所定のサイズ(m=16バイト)に分割した「ブロック」に対応するデータを意味している。
First, the
次いで、セレクタ部532は、第2の処理クロックに同期してOTUkフレーム130の冒頭から数えて321〜640ビットのデータ(40バイト分)を、同じくメモリHに出力する。この320ビットのデータは、第2の処理クロックに同期して、図9(b)に示したように、321〜336ビットがメモリHの第1シフトレジスタ(図9(b)では「42」と記載。)に、337〜352ビットがメモリHの第2シフトレジスタ(同、「44」と記載。)に、353〜368ビットがメモリHの第3シフトレジスタ(同、「46」と記載。)に、・・・、625〜640ビットがメモリHの第20シフトレジスタ(同、「80」と記載。)に格納される。また、第1の処理クロックに同期してメモリHに格納されたデータは、第2の処理クロックに同期してメモリGにシフトされ、メモリGに格納される。このように、データ配列変換部530は、第2の処理クロックに同期して、OTUkフレーム130の冒頭から数えて41〜80バイトのデータを、メモリHの第1から第20シフトレジスタに2バイトごとに格納するとともに、OTUkフレーム130の冒頭40バイトのデータを、メモリGの第1から第20シフトレジスタに2バイトごとに格納する。
Next, the
次いで、セレクタ部532は、第3の処理クロックに同期してOTUkフレーム130の冒頭から数えて641〜960ビットのデータ(40バイト分)を、同じくメモリHに出力する。この320ビットのデータは、第3の処理クロックに同期して、図10(a)に示したように、641〜656ビットがメモリHの第1シフトレジスタ(図10(a)では「82」と記載。)に、657〜672ビットがメモリHの第2シフトレジスタ(同、「84」と記載。)に、673〜688ビットがメモリHの第3シフトレジスタ(同、「86」と記載。)に、・・・、945〜960ビットがメモリHの第20シフトレジスタ(同、「120」と記載。)に格納される。また、第2の処理クロックに同期してメモリHに格納されたデータは、第3の処理クロックに同期してメモリGにシフトされ、メモリGに格納される。第2の処理クロックに同期してメモリGに格納されたデータは、第3の処理クロックに同期してメモリFにシフトされ、メモリFに格納される。このように、データ配列変換部530は、第3の処理クロックに同期して、OTUkフレーム130の冒頭から数えて81〜120バイトのデータを、メモリHの第1から第20シフトレジスタに2バイトごとに格納し、OTUkフレーム130の冒頭から数えて41〜80バイトのデータを、メモリGの第1から第20シフトレジスタに2バイトごとに格納し、OTUkフレーム130の冒頭40バイトのデータを、メモリFの第1から第20シフトレジスタに2バイトごとに格納する。
Next, the
データ配列変換部530は、第4から第7の処理クロックのそれぞれに同期し、上記と同様、OTUkフレーム130のうち40バイトずつのデータを取り込んでメモリHに格納するとともに、それ以外のメモリに格納されているデータを隣のメモリにシフトして保持させる。データ配列変換部530は、第7の処理クロックに同期して、図10(b)に示したように、OTUkフレーム130の280バイト(40バイト×7クロック)のデータをメモリB〜Hに保持する。すなわち、メモリBにはOTUkフレーム130の冒頭40バイト、メモリCにはOTUkフレーム130の冒頭から数えて41〜80バイト、・・・、メモリHには241〜280バイトが、各メモリに備わる第1から第20シフトレジスタに2バイトごとに格納される。
The data
データ配列変換部530は、自身が保持可能な320バイトのデータを保持するタイミングで、第2の動作モードであるデータ分配モードに遷移する。以下、第2の動作モードであるデータ分配モードについて説明する。データ分配モードでは、データ保持部540のメモリB〜Hに保持された280バイトのデータがそれぞれ隣のメモリにシフトするのでなく、図11に示したように、あるブロックがメモリA〜Hの同一序列のシフトレジスタ(図面の横方向に並んだシフトレジスタ)に保持されるよう、セレクタ部532が設定される。OTUkフレーム130を論理レーンへ分配する際の単位であるブロックは、16バイトである。一方、各メモリA〜Hのそれぞれの第1シフトレジスタに保持可能なデータ量も16バイト(=2バイト×8個)である。第2〜20シフトレジスタについても同様である。そこで、セレクタ部532は、第8の処理クロックに同期して、OTUkフレーム130を分割した第1のブロック(1〜16バイト、メモリBに格納)がメモリA〜Hの第1シフトレジスタに、第2のブロック(17〜32バイト、メモリBに格納)がメモリA〜Hの第2シフトレジスタに、第3のブロック(33〜48バイト、メモリBとCに格納)がメモリA〜Hの第3シフトレジスタに、・・・、第17のブロック(257〜272バイト、メモリHに格納)がメモリA〜Hの第17シフトレジスタに格納されるよう、各シフトレジスタの入出力状態を設定する(データの経路を設定する)。また、セレクタ部532は、第18のブロックの冒頭8バイト(273〜280バイト、メモリHに格納)がメモリA〜Dの第18シフトレジスタに格納されるよう、各シフトレジスタの入出力状態を設定する(データの経路を設定する)。その際、セレクタ部532は、あるブロック中でOTUkフレーム130の先頭に最も近いデータがメモリAに、OTUkフレーム130の先頭から最も離れたデータがメモリHに格納されるよう、各シフトレジスタの入出力状態を設定する(データの経路を設定する)。そして、セレクタ部532は、第8の処理クロックに同期して取り込んだOTUkフレーム130の2241〜2560ビットのデータ(40バイト分)が、メモリE〜Hの第18シフトレジスタ、メモリA〜Hの第19シフトレジスタおよびメモリA〜Hの第20シフトレジスタにそれぞれ入力されるよう設定する(データの経路を設定する)。第8の処理クロックに同期してこのような処理を行うことにより、データ配列変換部は、OTUkフレームの320バイト分のデータを、図11に示すように、あるブロックがメモリA〜Hの同一序列のシフトレジスタに保持されるよう、データの配列を並び替えることができる。
The data
図12は、データ分配モードにおけるセレクタ部532の設定例を説明する図である。第7の処理クロックに同期してメモリBの第1シフトレジスタに格納された2バイト(OTUkフレーム130の冒頭2バイト)は、第8の処理クロックに同期してメモリAの第1シフトレジスタに格納すればよい。従って、セレクタ部532は、メモリBの第1シフトレジスタの出力端子とメモリAの第1シフトレジスタの入力端子とが接続されるようこれらのシフトレジスタの入出力状態を設定する(データの経路を設定する)。第7の処理クロックに同期してメモリBの第2シフトレジスタに格納された2バイト(OTUkフレーム130の冒頭から数えて3、4バイト)は、第8の処理クロックに同期してメモリBの第1シフトレジスタに格納すればよい。従って、セレクタ部532は、メモリBの第2シフトレジスタの出力端子と、メモリBの第1シフトレジスタの入力端子とが接続されるようこれらのシフトレジスタの入出力状態を設定する(データの経路を設定する)。一方、第7の処理クロックに同期してメモリBの第9シフトレジスタに格納された2バイト(OTUkフレーム130の冒頭から数えて17、18バイトであり、第2のブロックの冒頭2バイト)は、第8の処理クロックに同期してメモリAの第2シフトレジスタに格納すればよい。従って、セレクタ部532は、メモリBの第9シフトレジスタの出力端子と、メモリAの第2シフトレジスタの入力端子とが接続されるようこれらのシフトレジスタの入出力状態を設定する(データの経路を設定する)。また、セレクタ部532は、第8の処理クロックに同期して入力端子番号[207:192]の入力端子とメモリAの第20シフトレジスタの入力端子とが接続されるようこれらのシフトレジスタの入力状態を設定し、入力端子番号[223:208]の入力端子とメモリBの第20シフトレジスタの入力端子とが接続されるようこれらのシフトレジスタの入力状態を設定し、・・・入力端子番号[319:304]の入力端子とメモリHの第20シフトレジスタの入力端子とが接続されるようこれらのシフトレジスタの入力状態を設定する(データの経路を設定する)。このようなセレクタ部532の動作モードの設定変更により、データ配列変換部530は、第8の処理クロックに同期して、OTUkフレーム130の320バイトのデータを、図11に記載したような配置に並び替えることができる。
FIG. 12 is a diagram for explaining a setting example of the
データ配列変換部530は、取り込んだ320バイト分のデータの並び替えが完了すると、再び 第1の動作モードであるデータ取り込み/出力モードに設定される。そして、データ配列変換部530は、第9の処理クロックに同期して、メモリAに格納された40バイト(320ビット)のデータを、320ビット幅からなるセレクタ部532の論理レーン出力端子より出力するとともに、メモリBに格納されたデータをメモリAに、メモリCに格納されたデータをメモリBに、・・・、メモリHに格納されたデータをメモリGにシフトして保持させる。同時に、データ配列変換部530は、第1の処理クロックでの処理と同様に、取り込んだOTUkフレーム130の次の320バイトのうち冒頭320ビットのデータ(40バイト分)を、メモリHに出力して保持する。データ配列変換部530は、第10の処理クロックに同期して、メモリAに格納された40バイト(320ビット)のデータを、320ビット幅からなるセレクタ部の論理レーン出力端子より出力するとともに、メモリBに格納されたデータをメモリAに、メモリCに格納されたデータをメモリBに、・・・、メモリGに格納されたデータをメモリFにシフトして保持させる。同時に、データ配列変換部530は、第2の処理クロックでの処理と同様に、取り込んだOTUkフレーム130の次の320バイトのうち321〜640ビットのデータ(40バイト分)を、メモリHに出力して保持する。データ配列変換部は、第11から第15の処理クロックに同期して、メモリAに格納されたデータを出力し、各メモリに格納されているデータを隣のメモリにシフトして保持させると同時に、320ビットのデータ(40バイト分)をメモリHに出力して保持する。データ配列変換部530は、第16の処理クロックに同期して、セレクタ部532を第2の動作モードであるデータ分配モードに設定し、メモリAに格納されたデータ(これは、第8の処理クロックに同期して行ったデータの並び替えにおいて、メモリHに格納されたデータ)をセレクタ部532の論理レーン出力端子より出力するとともに、メモリB〜Hに格納されたデータを、あるブロックがメモリA〜Hの同一序列のシフトレジスタに保持させ、ブロックごとのデータの並び替えを行う。
When the rearrangement of the acquired 320 bytes of data is completed, the data
上述したデータ配列変換部530の処理により、メモリAの第1シフトレジスタからは、16バイトのブロックに分割され第1の論理レーンに分配されたデータが順次出力される。同じく、メモリAの第2シフトレジスタからは、第2の論理レーンに分配されたデータが順次出力される。メモリAの第x(xは1〜20の整数)シフトレジスタからは、第xの論理レーンに分配されたデータが出力される。
By the processing of the data
このように、データ配列変換部530は、OTUkフレーム130を分割する単位であるブロックのサイズをmバイト、OTUkフレーム130がブロック単位で分配される論理レーンの数をn本としたときに、m×nバイト分のOTUkフレームのデータをデータ保持部に取り込み、データ保持部に取り込んだデータの配置をあるブロックが同一序列のシフトレジスタに保持されるよう並べ替えることで、LLM付与部422が出力したOTUkフレーム130を、分割単位である16バイトのブロックに分割し、20論理レーンにラウンドロビン方式で分配して出力することができる。その際、第2の動作モードであるデータ分配モードでのデータ配置の並び替えは、わずか1処理クロックで完了するため、データ転送処理遅延(レイテンシ)の少ない論理レーン分配が可能となる。
As described above, the data
上述したように、本実施形態に係るデータ配列変換部530は、OTUkフレーム130のデータがパラレル信号(ビット幅a)として入力され、複数n本の論理レーンに分配したOTUkフレーム130のデータをパラレル信号(ビット幅a)として出力するものであって、OTUkフレーム130の分割単位であるブロックのサイズ(mバイト)とOTUkフレーム130を分配する論理レーン数(n本)の積であるm×nバイトのデータを保持可能なデータ保持部540を備える。データ保持部540は、データ配列変換部530に1処理クロックで入力されるデータ量(aビット)と等しいデータを各々が保持可能な複数のメモリ546を備える。メモリ546の数はm×n/(a/8)個である。そして、データ配列変換部530は、処理クロックに同期して入力されたOTUkフレーム130のデータを複数のメモリ546に順次保持させ、m×nバイトのデータが保持されると、入力されたデータの先頭からmバイト単位で分割されたブロックのデータが並列に配置されるよう、各メモリ546に保持されたデータの配置を並び替え、並列に配置されたデータを出力する。
As described above, the data
ここで、複数のメモリ546の各々は、論理レーン数(n本)と等しい数のシフトレジスタ548を備える構成としてもよい。また、データ配列変換部530は、データ保持部540に入出力するデータの流れを制御するため、セレクタ部532をさらに備える構成としてもよい。
Here, each of the plurality of
図6および図7は、本実施形態に係るデータ配列変換部530の具体的な構成例を説明するものであって、データがビット幅a=320で入出力され、データ保持部の容量はm×n=320バイト(ブロックサイズm=16バイト、論理レーン数n=20)であり、40バイトのメモリを8個備え、メモリの各々は20個のシフトレジスタを備えるデータ配列変換部530の構成を開示している。しかし、本発明はこの構成に限定されるものではなく、上記の概念を逸脱しない範囲で多様な構成に適用可能である。
6 and 7 illustrate a specific configuration example of the data
例えば、データ配列変換部530へのパラレル信号入力を160ビット幅とした場合、非特許文献1に開示されたOTU4フレームの並列伝送技術(ブロックサイズm=16バイト、論理レーン数n=20)を実装するためには、データ保持部540の容量は同じく320バイトとすればよいが、各メモリ546の容量は160/8=20バイト、メモリに備わるシフトレジスタ548の容量は20/20=1バイトとすればよい。そして、データ保持部540に備わるメモリ546の数を320/20=16個とすればよい。この場合であっても、16個のメモリ546それぞれに備わる第1シフトレジスタの容量を足し合わすと16バイトになる。これは、OTU4フレームの分割単位であるブロックのサイズと等しいものであるため、このような構成のデータ配列変換部を用いて、「入力されたデータの先頭から16バイト単位で分割されたブロックのデータが並列に配置されるよう、各メモリに保持されたデータの配置を並び替え」ることができる。
For example, when the parallel signal input to the data
本発明は、非特許文献1に指定されたものと異なるブロックサイズや論理レーン数に対しても適用することができる。論理レーン数をn=10とした場合、データ保持部の容量は160バイト(16バイトx10論理レーン)とすればよい。
The present invention can also be applied to block sizes and logical lane numbers different from those specified in
(特殊事例)
なお、特殊な例として、ブロックサイズ(mバイト)と論理レーン数(n本)とを積算したデータ量(m×nバイト)が、データ配列変換部530が1処理クロックで取り込むことができるデータ量(すなわち、データ配列変換部のパラレル信号入力幅)と等しい場合がある。この場合、データ保持部540の容量とメモリ546の容量が等しくなる、すなわち、データ保持部540には1つのメモリ546が備わることになるが、この場合にはそもそもデータをメモリ546に保持させる必要はない。
(Special case)
As a special example, the data amount (m × n bytes) obtained by integrating the block size (m bytes) and the number of logical lanes (n) can be captured by the data
例えば、ブロックサイズm=10バイト、論理レーン数n=4本、データ配列変換部へのパラレル信号入力が320ビット幅である場合、図13に示すように、データ配列変換部530には1処理クロックでm×nバイトのデータが格納される。データ配列変換部530は、入力端子番号0〜79を第1の論理レーン、入力端子番号80〜159を第2の論理レーン、入力端子番号160〜239を第3の論理レーン、入力端子番号240〜319を第4の論理レーンとして出力すれば、「OTUkフレームを複数のブロックに分割し、ブロック単位で複数の論理レーンに分配して出力する」ことができる。この場合、メモリに格納されたデータの配列を並び替える必要がないため、そもそもメモリにOTUkフレームのデータを保持する必要がない。
For example, if the block size m = 10 bytes, the number of logical lanes n = 4, and the parallel signal input to the data array converter is 320 bits wide, the
そこで、ブロックサイズと論理レーン数とを積算したデータ量が、データ配列変換部530が1処理クロックで取り込むことができるデータ量と等しい場合に、データ配列変換部530に入力されたOTUkフレームのデータを、データ保持部540に格納することなく、そのまま出力するようにすればよい。言い換えると、データ配列変換部530のセレクタ部532は、データ配列変換部530に入力されたOTUkフレーム130のデータを、データ保持部140に格納することなくそのまま出力するようにデータの流れを制御すればよい。このような構成ないし制御とすることで、OTUkフレーム130を複数の論理レーンに分配して出力する際、データのバッファ処理(すなわち、データ保持部540へのデータの一時保持)を行う必要がなくなるため、データ転送処理遅延(レイテンシ)をより短縮することができるようになる。
Therefore, when the data amount obtained by integrating the block size and the number of logical lanes is equal to the data amount that the data
[受信装置に備わるレーン結合部の構成]
図14は、本実施形態に係るレーン結合部720の構成を説明する図である。レーン結合部720は、図4に記載したように受信装置600に備わるものであり、FAS同期処理部722、データ回転部724、データ配列変換部726およびフレーム再生部630を備える。
[Configuration of lane coupling unit provided in receiving device]
FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of the
FAS同期処理部722には、論理レーン復元部610(図4)が出力した20本の論理レーンの信号がそれぞれ入力される。FAS同期処理部722は、入力された論理レーンのそれぞれについてFAS(図3(b))を検出する。FAS同期処理部722は、検出したFASに含まれる第3のOA2バイトからLLMの値を認識し、そのLLMの値をデータ回転部724に出力する。また、FAS同期処理部722は、検出したFASを元に、各論理レーンの信号に遅延を与えることで、論理レーン間の遅延時間ばらつき(スキュー)の補正処理を行う。FAS同期処理部722は、スキュー補正された20本の論理レーンの信号を、パラレル信号としてデータ回転部724に出力する。ここでは、各論理レーンが16ビット幅のパラレル信号(合計で320ビット幅)として出力されるものとする。
The FAS
データ回転部724は、FAS同期処理部722が出力したLLMの値を取得し、LLMの値を20で除算したときの剰余LLM MOD 20を計算する。LLM MOD 20の値は、あるOTUkフレーム130についてFASが配置されている論理レーンを示している。そこで、LLM MOD 20の値を元に、FASがLane0に配置されるよう、論理レーン間の信号を回転する。例えば、LLM MOD 20 = 1の場合、図3(b)に示したように、FASはLane1に配置されているため、Lane1の信号をLane0に、Lane2の信号をLane1に、Lane3の信号をLane2に、・・・、Lane19の信号をLane18に、Lane0の信号をLane19に移動する。データ回転部724は、各論理レーンの信号をLLMの値に応じて論理レーン間で回転処理した後、データ配列変換部に出力する。データ回転部724も、各論理レーンが16ビット幅のパラレル信号(合計で320ビット幅)を出力するものとする。
The
データ配列変換部726は、各論理レーンに分配されたブロックを順に結合して、OTUkフレーム130(図3(a))を再構築する。データ配列変換部726の構成および処理の詳細については、後述する。
The data
フレーム再生部630には、データ配列変換部726が出力したOTUkフレーム130がパラレル信号(ここでは320ビット幅とする)として入力される。ただし、このOTUkフレーム130は、FASの第3OA2バイトがLLMの値に書き換わっている。そこで、フレーム再生部630は、FASの第3OA2バイトを元のOA2の値(”0010 1000”ビット)に書き戻し、OTUkフレーム130を再生する。フレーム再生部630は、再生されたOTUkフレーム130をフレーム処理部630(図4)に出力する。
The
(データ配列変換部の構成)
受信装置のレーン結合部720に備わるデータ配列変換部726は、図6および図7に示した、送信装置のレーン割当部520に備わるデータ配列変換部530と同様の構成であり、OTUkフレーム130の分割単位であるブロックのサイズ(mバイト)とOTUkフレーム130を分配する論理レーン数(n本)の積であるm×nバイトのデータを保持可能なデータ保持部540と、データ保持部540に入出力するデータの流れを制御するセレクタ部532を備える。データ保持部540は、データ配列変換部726に1処理クロックで入力されるデータ量(aビット)と等しいデータを各々が保持可能な複数のメモリ546を備える。メモリの数はm×n/(a/8)個である。複数のメモリの各々は、論理レーン数(n本)と等しい数のシフトレジスタ548を備える。
(Configuration of data array converter)
The data
例えば、ブロックサイズm=16バイト、論理レーン数n=20本、データ配列変換部726へのパラレル信号入力が320ビット幅である場合、データ保持部540の容量は少なくとも320バイト、データ保持部540に備わるメモリ546の数は8個、メモリ546の各々に備わるシフトレジスタ548の数は20個とすればよい。
For example, when the block size m = 16 bytes, the number of logical lanes n = 20, and the parallel signal input to the data
(データ配列変換部の処理)
受信装置に備わるデータ配列変換部726は、送信装置に備わるデータ配列変換部530と同様に、2つの動作モードを有する。第1の動作モードは、処理クロックに同期して入力されたデータを複数のメモリに順次保持させ、あるいはメモリに保持されたデータを順次出力させるデータ取り込み/出力モードであり、第2の動作モードは、m×nバイトのデータが保持されると、各メモリに保持されたデータの配置を並び替えるデータ分配モードである。
(Processing of the data array converter)
The data
図15(a)および(b)は、データ配列変換部726が第1の動作モードであるデータ取り込み/出力モードでデータを取り込む動作を説明する図である。図16は、データ配列変換部726が第2の動作モードであるデータ分配モードでデータを取り込む動作を説明する図である。図15(a)および(b)並びに図16のうち同一のハッチングを施したデータは、OTUkフレーム130を所定のサイズ(m=16バイト)に分割した「ブロック」に対応するデータを意味している(図9乃至図11と同様である)。なお、受信装置に備わるデータ配列変換部726には、処理クロックに同期して、図11のA列→B列→・・・→H列のデータが順次入力される。これは、送信装置が論理レーンに出力するデータと同じものである(ただし、伝送時のビット誤り等がない場合。)。
FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating an operation in which the data
データ配列変換部726は、第1の処理クロックに同期して取り込んだ図11のA列に相当する320ビットのデータを、メモリHに保持させる(図15(a))。データ配列変換部726は、第2の処理クロックに同期して取り込んだ図11のB列に相当する320ビットのデータを、メモリHに格納するとともに、メモリHに格納されていたデータをメモリGにシフトして保持させる。データ配列変換部726は、第3から第7の処理クロックに同期して取り込んだ図11のCからG列に相当する各々320ビットのデータを、メモリHに格納するとともに、メモリにすでに格納されていたデータを隣のメモリにシフトして保持させる(図15(b))。
The data
データ配列変換部726は、自身が保持可能な320バイトのデータを保持するタイミングで、データ分配モードに遷移する。第2の動作モードであるデータ分配モードでは、データ保持部540のメモリB〜Hに保持された280バイトのデータがそれぞれ隣のメモリにシフトするのでなく、図16に示したように、OTUkフレーム130の先頭により近いデータをメモリAに、先頭からより遠いデータをメモリHに順次配列されるよう、その配置を並び替える。セレクタ部532は、図15(b)の配置のデータが図16に並び替えることができるよう、メモリA〜Hに含まれる各シフトレジスタの入力/出力端子の結線状態を設定する(データの経路を設定する)。データ配列変換部530は、第8の処理クロックに同期して、図11のH列に相当する320ビットのデータを取り込み、同時に、図16の配置に並び替えを行う。
The data
データ配列変換部726は、再び第1の動作モードであるデータ取り込み/出力モードに遷移し、第9から16の処理クロックに同期して、メモリAに格納されたデータを出力するとともに、メモリB〜Hに格納されたデータを、隣のメモリにシフトして保持させ、さらに、入力された320ビットのデータをメモリHに格納する。
The data
(特殊事例)
送信装置に備わるレーン割当部520と同様に、ブロックサイズ(mバイト)と論理レーン数(n本)とを積算したデータ量(m×nバイト)が、データ配列変換部726(530)が1処理クロックで取り込むことができるデータ量(すなわち、データ配列変換部のパラレル信号入力幅)と等しい場合には、データをデータ保持部540に保持させる必要はない。
(Special case)
Similarly to the
そこで、ブロックサイズと論理レーン数とを積算したデータ量が、データ配列変換部726が1処理クロックで取り込むことができるデータ量と等しい場合には、データ配列変換部727に入力されたデータを、データ保持部540に格納することなく、そのまま出力するようにすればよい。言い換えると、データ配列変換部726のセレクタ部532は、データ配列変換部726に入力されたデータを、データ保持部540に格納することなくそのまま出力するようにデータの流れを制御すればよい。このような構成ないし制御とすることで、複数の論理レーンに分配して伝送されたOTUkフレーム130を受信する際、データのバッファ処理(すなわち、データ保持部へのデータの一時保持)を行う必要がなくなるため、データ受信処理遅延(レイテンシ)をより短縮することができるようになる。
Therefore, when the data amount obtained by integrating the block size and the number of logical lanes is equal to the data amount that the data
これまで述べてきたレーン割当部520に備わるLLM付与部422、データ回転部560、およびレーン結合部720に備わるFAS同期処理部722、データ回転部724、フレーム再生部630のそれぞれは、例えば論理回路を実装した集積回路あるいはLSI(Large Scale Integrated circuit)で構成してもよい。あるいは、主記憶装置にロードされたプログラムからの命令を汎用プロセッサあるいはMPU(Micro Processing Unit)が処理することで動作する構成としてもよい。
Each of the
100 クライアント信号
110 OPUkフレーム
112 OPUkペイロード
114 OPUkオーバーヘッド
120 ODUkフレーム
124 ODUkオーバーヘッド
130 OTUkフレーム
134 OTUkオーバーヘッド
136 OTUkFEC
230 フレーム同期(FA)オーバーヘッド
232 フレーム同期信号(FAS)
234 マルチフレーム同期信号(MFAS)
400 フレーム送信装置
410 フレーム生成部
420 520 レーン割当部
422 LLM付与部
424 ブロック分割部
426 ブロック分配部
430 ビット多重部
530 データ配列変換部
532 セレクタ部
534,536 320ビット幅のパラレル信号線
540 データ保持部
542,544 2560ビット幅のパラレル信号線
546 メモリ
548 シフトレジスタ
560 データ回転部
600 フレーム受信装置
610 論理レーン復元部
620,720 レーン結合部
622 論理レーン識別部
624 ブロック結合部
626 フレーム再生部
630 フレーム処理部
722 FAS同期処理部
724 データ回転部
726 データ配列変換部
100
230 Frame synchronization (FA) overhead 232 Frame synchronization signal (FAS)
234 Multi-frame synchronization signal (MFAS)
400
Claims (4)
前記フレームが分配される前記論理レーンの位置を識別するためのマーカを前記フレームのヘッダに付与し、前記マーカが付与された前記フレームのデータをパラレル信号として出力するLLM付与部と、
前記LLM付与部が出力した前記フレームのデータがパラレル信号として入力され、入力された前記フレームのデータを前記ブロック単位で前記論理レーンに分配して出力するデータ配列変換部と、
前記マーカの値に応じて前記フレームが分配された前記論理レーンの位置を変更するデータ回転部と
を備え、
前記データ配列変換部は、各々容量Vバイトの記憶素子M ij (ただし、i,jは、1≦i≦n,1≦j≦kを満たす正数,kは、V×k=mを満たす正数)を含む記憶素子群を備え、1からk−1回目のクロックに応じて記憶素子M 1k ,M 2k ,…M nk から順次シフトさせて記憶素子M 12 ,M 22 ,…M n2 まで前記フレームのデータを前記記憶素子群にV×nバイト単位でk−1回取り込み、k回目のクロックに応じて、前記1からk−1回目のクロックに応じて取り込んだV×n×(k−1)バイトの前記フレームのデータと前記k回目のクロックに応じて取り込んだV×nバイトの前記フレームのデータとを、n×k個の記憶素子M 11 ,M 12 ,…M 1k ,M 21 ,M 22 ,…M 2k ,…,M n1 ,…M nk を順に第1番目の素子、第2番目の素子、・・・第n×k番目の素子として、前記記憶素子群内で、前記フレームのデータの順序と前記記憶素子の順序が一致するように配列変換し、
M 1k ,…,M 12 ,M 11
M 2k ,…,M 22 ,M 21
:
M nk ,…,M n2 ,M n1
のn個のmバイトデータを前記ブロック単位として前記論理レーンに分配して、記憶素子M 11 ,M 21 ,…M n1 から出力する
ことを特徴とするフレーム送信装置。 A frame transmitting apparatus that divides data of a frame containing a client signal into blocks of m bytes (m is a positive number), distributes the data to n logical lanes (n is a positive number), and outputs the divided blocks. ,
An LLM adding unit that attaches a marker for identifying the position of the logical lane to which the frame is distributed to the header of the frame, and outputs data of the frame to which the marker is attached as a parallel signal;
A data array conversion unit that inputs the data of the frame output from the LLM adding unit as a parallel signal, distributes the input data of the frame to the logical lanes in units of blocks, and
A data rotation unit that changes the position of the logical lane to which the frame is distributed according to the value of the marker;
Each of the data array conversion units has a storage element M ij having a capacity of V bytes (where i and j are positive numbers satisfying 1 ≦ i ≦ n and 1 ≦ j ≦ k, and k satisfies V × k = m). comprising a storage element group including a positive number), the memory element M 1k according to (k-1) -th clock from 1, M 2k, ... storage element is sequentially shifted from M nk M 12, M 22, until ... M n2 The data of the frame is taken into the storage element group k-1 times in units of V × n bytes, and V × n × (k taken in according to the 1st to k−1th clocks according to the kth clock. -1) The data of the frame of bytes and the data of the frame of V × n bytes captured according to the k-th clock are converted into n × k memory elements M 11 , M 12 ,... M 1k , M 21, M 22, ... M 2k , ..., M n1, ... sequentially 1st element M nk, the second element, - - As a n × k-th element in said storage device within the group, and arrangement conversion as the order of order as the memory element of data of the frame match,
M 1k ,..., M 12 , M 11
M 2k ,..., M 22 , M 21
:
M nk ,..., M n2 , M n1
.., M n1 is distributed to the logical lane as the block unit and output from the memory elements M 11 , M 21 ,... M n1 .
前記フレームが分配される前記論理レーンの位置を識別するためのマーカを前記フレームのヘッダに付与し、前記マーカが付与された前記フレームのデータをパラレル信号として出力するLLM付与部と、
前記LLM付与部が出力した前記フレームのデータがパラレル信号として入力され、入力された前記フレームのデータを前記ブロック単位で前記論理レーンに分配して出力するデータ配列変換部と、
前記マーカの値に応じて前記フレームが分配された前記論理レーンの位置を変更するデータ回転部と
を備え、
前記データ配列変換部に入力される前記パラレル信号の信号幅はm×nバイトであり、
前記データ配列変換部は入力される前記パラレル信号をn個のmバイトデータに分割し、前記論理レーンに分配して出力する
ことを特徴とするフレーム送信装置。 A frame transmitting apparatus that divides data of a frame containing a client signal into blocks of m bytes (m is a positive number), distributes the data to n logical lanes (n is a positive number), and outputs the divided blocks. ,
An LLM adding unit that attaches a marker for identifying the position of the logical lane to which the frame is distributed to the header of the frame, and outputs data of the frame to which the marker is attached as a parallel signal;
A data array conversion unit that inputs the data of the frame output from the LLM adding unit as a parallel signal, distributes the input data of the frame to the logical lanes in units of blocks, and
A data rotation unit that changes the position of the logical lane to which the frame is distributed according to the value of the marker;
With
The parallel signal input to the data array conversion unit has a signal width of m × n bytes,
The data array conversion unit divides the parallel signal inputted to the n m-byte data, frame transmitting device you characterized by splitting and outputting to the logical lanes.
前記論理レーンのそれぞれについて、前記フレームが分配された前記論理レーンの位置を識別するためのマーカを検出するFAS同期処理部と、
前記FAS同期処理部が検出した前記マーカの値に応じて前記フレームが分配された前記論理レーンの位置を変更するデータ回転部と、
前記データ回転部が位置を変更したn本の前記論理レーンのデータが入力され、前記ブロックを解体し、前記フレームのデータを一連のパラレル信号に変換して出力するデータ配列変換部と
を備え、
前記データ配列変換部は、各々容量Vの記憶素子M ij (ただし、i,jは、1≦i≦n,1≦j≦kを満たす正数,kは、V×k=mを満たす正数)を含む記憶素子群を備え、1からk−1回目のクロックに応じて記憶素子M 1k ,M 2k ,…M nk から順次シフトさせて記憶素子M 12 ,M 22 ,…M n2 まで前記データ回転部の出力を前記記憶素子群にV×nバイト単位でk−1回取り込み、k回目のクロックに応じて、前記1からk−1回目のクロックに応じて取り込んだV×n×(k−1)バイトの前記データ回転部の出力と前記k回目のクロックに応じて取り込んだV×nバイトの前記データ回転部の出力とを、n×k個の記憶素子M 11 ,M 21 ,…M n1 ,M 12 ,M 22 ,…M n2 ,…,M 1k ,…M nk を順に第1番目の素子、第2番目の素子、・・・第n×k番目の素子として、前記記憶素子群内で、前記フレームのデータの順序と前記記憶素子の順序が一致するように配列変換し、
M 1k ,…,M 12 ,M 11
M 2k ,…,M 22 ,M 21
:
M nk ,…,M n2 ,M n1
のk個のV×nバイトデータをそれぞれパラレル信号として、記憶素子M 11 ,M 21 ,…M n1 から出力する
ことを特徴とするフレーム受信装置。 Data of a frame containing a client signal is divided into blocks each having m bytes (m is a positive number), and n logical lanes (n is a positive number) distributed in units of blocks are received. A frame receiving device for reproducing the frame,
For each of the logical lanes, an FAS synchronization processing unit that detects a marker for identifying the position of the logical lane to which the frame is distributed;
A data rotation unit that changes the position of the logical lane to which the frame is distributed according to the value of the marker detected by the FAS synchronization processing unit;
A data array conversion unit that receives data of n logical lanes whose positions have been changed by the data rotation unit , disassembles the block, converts the data of the frame into a series of parallel signals, and outputs the data;
Each of the data array conversion units is a storage element M ij having a capacity V (where i and j are positive numbers satisfying 1 ≦ i ≦ n and 1 ≦ j ≦ k, and k is a positive number satisfying V × k = m). comprising a storage element group including a number), the memory element M 1k according to (k-1) -th clock from 1, M 2k, ... storage element is sequentially shifted from M nk M 12, M 22, until said ... M n2 The output of the data rotation unit is fetched into the storage element group k-1 times in units of V × n bytes, and V × n × ( k-1) The output of the data rotation unit of bytes and the output of the data rotation unit of V × n bytes captured according to the k-th clock are represented by n × k storage elements M 11 , M 21 , ... M n1, M 12, M 22, ... M n2, ..., M 1k, ... sequentially 1st element M nk, the second element, - - As a n × k-th element in said storage device within the group, and arrangement conversion as the order of order as the memory element of data of the frame match,
M 1k ,..., M 12 , M 11
M 2k ,..., M 22 , M 21
:
M nk ,..., M n2 , M n1
A frame receiving apparatus characterized in that k pieces of V × n byte data are respectively output as parallel signals from storage elements M 11 , M 21 ,... M n1 .
前記論理レーンのそれぞれについて、前記フレームが分配された前記論理レーンの位置を識別するためのマーカを検出するFAS同期処理部と、
前記FAS同期処理部が検出した前記マーカの値に応じて前記フレームが分配された前記論理レーンの位置を変更するデータ回転部と、
前記データ回転部が位置を変更したn本の前記論理レーンのデータが入力され、前記ブロックを解体し、前記フレームのデータを一連のパラレル信号に変換して出力するデータ配列変換部と
を備え、
前記データ配列変換部は前記データ回転部から入力したn個のmバイトブロックを、前記フレームのデータ順に統合し、信号幅がm×nバイトのパラレル信号に変換して出力する
ことを特徴とするフレーム受信装置。 Data of a frame containing a client signal is divided into blocks each having m bytes (m is a positive number), and n logical lanes (n is a positive number) distributed in units of blocks are received. A frame receiving device for reproducing the frame,
For each of the logical lanes, an FAS synchronization processing unit that detects a marker for identifying the position of the logical lane to which the frame is distributed;
A data rotation unit that changes the position of the logical lane to which the frame is distributed according to the value of the marker detected by the FAS synchronization processing unit;
A data array conversion unit that receives data of n logical lanes whose positions have been changed by the data rotation unit, disassembles the block, converts the data of the frame into a series of parallel signals, and outputs the data
With
The data array conversion unit integrates n m-byte blocks input from the data rotation unit in order of the data of the frame, converts the data into a parallel signal having a signal width of m × n bytes, and outputs the parallel signal . that frame the receiving device.
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