JP7396080B2 - 中継システム、送信装置、及び受信装置 - Google Patents
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Description
以下、本開示の実施形態の概要を列記して説明する。
以下、図面を参照しつつ、本開示の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
図1は、本実施形態に係る通信システム10の構成の一例を示す模式図である。図1に示される通信システム10は、モバイルフロントホールである。通信システム10は、遠隔無線ヘッド(以下、「RRH」という)20と、ベースバンド装置(以下、「BBU」という)30とを備える。RRH20は無線基地局のアンテナであり、例えば電波送受信範囲が120°のRRH20を3台、電波送受信範囲を360°とするように設置される。BBU30は、無線基地局の信号処理部であり、例えば1台のBBU30に対して複数台(図1の例では3台)のRRH20が接続される。
なお、光トランシーバ231A,232A、及び231B,232Bから送信される低レート光信号にはそれぞれ異なる波長を設定して、波長分割多重(WDM)によって多重化する。
WDM集線装置200は、対向装置である受信装置に対して光信号を送信する送信装置としての機能を有する。図3は、本実施形態に係るWDM集線装置200の送信装置としての機能の一例を示す機能ブロック図である。データレート変換回路220は、パラレル変換部311と、境界検出部312と、書込部313と、キュー314a,314bと、読出部315と、シリアル変換部316a,316bとの各機能を有する。
さらにTdiffは式(3)で与えられる。
式(1)~(3)により、式(4)が導かれる。
ただし、Delaymaxは最大遅延を、Delayminは最小遅延を、λは波長を示し、Aは定数である。上記の最大遅延が図6において実線で示され、最小遅延が破線で示される。図6より、波長1320nm付近で相対遅延が0(ゼロ分散)となる。波長が1320nm付近から大きくなるにしたがって最大遅延及び最小遅延共に増加し、分散が増加することが分かる。
WDM集線装置200は、対向装置である送信装置から送信される光信号を受信する受信装置としての機能を有する。図8は、本実施形態に係るWDM集線装置200の受信装置としての機能の一例を示す機能ブロック図である。データレート変換回路220は、パラレル変換部321a,321bと、境界検出部322a,322bと、書込部323と、キュー324a,324bと、読出部325と、シリアル変換部325との各機能を有する。
なお、境界検出部322a,322bは、FECブロックの正常性をチェックしてもよい。例えば、境界検出部322a,322bは、FECブロックをデコードして正しくデコードできない状態が継続した場合、FECブロックの境界を正しく処理できていないと判断することができる。
なお、読出部325は、読み出されたブロックの正常性をチェックしてもよい。例えば、分割データをFECブロックとした場合において、読出部325は、FECブロックをデコードして正しくデコードできない状態が継続したとき、FECブロックの境界を正しく処理できていないと判断することができる。
[4-1.第1変形例]
CWMを含むFECブロックと、その直後のブロックとを1つの低レート信号に含めるだけでなく、CWMを含むFECブロックの直後のFECブロック(#1のFECブロック)と、さらにその直後のFECブロック(#2のFECブロック)とを1つの低レート信号に含めてもよい。この場合、読出部325は、#1024のFECブロックを識別すると、#1024のFECブロックを読み出したキューとは異なるキューから#1及び#2のFECブロックを連続して読み出す。さらに、1つの低レート信号に含められる連続する2つのFECブロックは、任意に設定されてもよい。例えば、1024個のFECブロックのうちの連続する2つのFECブロック(ただし、2つのFECブロックはCWMを含まない)と、前記2つのFECブロックを除く1022個のFECブロックにおいて1つおきに並ぶ511個のFECブロックとを1つの低レート信号(第1低レート信号)に含め、残りの512個のFECブロックを、前記1つの低レート信号とは異なる低レート信号(第2低レート信号)に含めてもよい。このように連続する2つのFECブロックを1つの低レート信号に含めることにより、2つの低レート信号にCWMが交互に配分される。
条件A:第1低レート信号が、N個のFECブロック又は分割ブロックのうち連続する2つのブロック又は分割ブロックを含む。
条件B:第1低レート信号及び第2低レート信号のそれぞれにおいて、原信号におけるFECブロック又は分割ブロックの順番を入れ替えない。
条件C:第1低レート信号に含まれるFECブロック又は分割ブロックの数はN/2又はN/2+1であり、第2低レート信号に含まれるFECブロック又は分割ブロックの数はN/2又はN/2-1である。
条件Cにおいて、第1低レート信号に含まれるFECブロック又は分割ブロックの数をN/2+1とし、第2低レート信号に含まれるFECブロック又は分割ブロックの数をN/2-1とした場合は、たとえばつぎのN個のFECブロック又は分割ブロックにおいて、第1低レート信号に含まれるFECブロック又は分割ブロックの数をN/2-1とし、第2低レート信号に含まれるFECブロック又は分割ブロックの数をN/2+1とすることにより、第1低レート信号と第2低レート信号を同じレートにすることができる。
一般化すると、K個(ただし、Kは1及び1024を除く1024の約数)の低レート信号を生成する場合、次のような条件a、条件b、及び条件cを満たす割り当て規則にしたがって、各低レート信号にFECブロック又は分割ブロックを割り当てればよい。第1データレート変換部と第2データレート変換部が同じ割り当て規則に従うことで、N個のFECブロック又は分割ブロックの順序が復元される。
条件a:K個の低レート信号のそれぞれにおいて、原信号におけるFECブロック又は分割ブロックの順番を入れ替えない。
条件b:原信号に含まれるFECブロック又は分割ブロックの数が1024の倍数であるNである場合に、K個の低レート信号のそれぞれに含まれるFECブロック又は分割ブロックの数はN/K又はN/K±1である。
条件c:CWMがK個の低レート信号に配分される。
FECブロックの検出にCWMが用いられなくてもよい。例えば、再生データに対してFECのデコードを実行し、FECブロックの境界を検出することもできる。境界検出部312及び境界検出部322a,322bのそれぞれが、FECのデコードを実行し、FECブロックの境界を検出する。
上述したように、2チャネルの低レート信号を波長差20nmで40km伝送した場合、最大で17.3nsの遅延差が発生する。その一方で、FECブロックを正しい順番及び適切なタイミングでキュー324a,324bから読み出さなければ、eCPRI信号を正確に復元することができない。そこで、本変形例では、例えば符号長が短いFEC符号が使用される場合に、低レート信号間の遅延差を吸収してチャネル間でFECブロックの読出しタイミングの同期を取るために、初期化信号が利用される。
上記の実施形態では、RS-FECによって符号化されたeCPRI信号を中継したが、これに限定されない。5Gにおいては低遅延が求められるため、誤り訂正符号化が施されていないデータの通信も想定される。ここではその一例として、誤り訂正符号化が施されていない64B/66B符号化データの中継を説明する。
送信装置(対向装置)であるWDM集線装置200は、低レート信号の先頭に初期化ブロック(初期化信号)を付加し、低レート光信号を送信する。初期化ブロックは、実データを含む66Bブロックとの識別可能な情報を含むブロックである。初期化ブロックのブロック長は予め規定されている。受信装置は、初期化ブロックが付加された2チャネルの低レート光信号を受信する。2チャネルの低レート光信号は、光トランシーバ231,232のそれぞれによって受信され、シリアル電気信号である低レート信号に変換されてパラレル変換部321a,321bに与えられる。
第3変形例では、ブロック長が短い64B/66B符号化のため初期化信号によってブロックの順番が入れ替わることを抑制したが、初期化信号を用いなくてもよい。例えば、2ビットの同期ヘッドを所定の間隔で“00”(データの場合)又は“11”(制御情報を含む場合)に置換することで、初期化信号を用いなくても、チャネル間の同期を取り、ブロックの順番の入れ替わりを防止することができる。
以上のように、実施形態に係る中継システム100は、RRH20とBBU30との間の通信を中継する中継システムである。中継システム100は、送信装置と、受信装置とを備える。送信装置は、RRH20(又はBBU30)から送信される原信号を受信し、受信される原信号に応じた光信号を送信する。受信装置は、送信装置から送信される光信号を受信し、受信される光信号に基づいて復元される原信号をBBU30(又はRRH20)へ送信する。送信装置は、データレート変換回路220(第1データレート変換部)と、光トランシーバ231,232(光送信器)と、マルチプレクサ240とを含む。データレート変換回路220は、原信号を、原信号より低速の複数の低レート信号へ変換する。光トランシーバ231,232は、データレート変換回路220によって得られる低レート信号を低レート光信号に変換して送信する。マルチプレクサ240は、複数の光トランシーバ231,232から送信される複数の低レート光信号を多重化し、多重化光信号として送信する。データレート変換回路220は、原信号をブロック単位で振り分けることによって複数の分割データを生成し、生成される分割データの各々を低レート信号として、第1速度より低速な第2速度で出力する。受信装置は、マルチプレクサ240(デマルチプレクサ)と、光トランシーバ231,232(光受信器)と、データレート変換回路220(第2データレート変換部)とを含む。マルチプレクサ240は、送信装置のマルチプレクサ240によって送信される多重化光信号を受信し、受信される多重化光信号を、複数の低レート光信号に変換する。光トランシーバ231,232は、マルチプレクサ240によって生成される低レート光信号を低レート信号へ変換する。送信装置の光トランシーバ231,232の数と、受信装置の光トランシーバ231,232の数とは同じである。データレート変換回路220は、光トランシーバ231,232によって得られる複数の低レート信号に基づいて、原信号を復元する。データレート変換回路220は、キュー324a,324bと、書込部323と、読出部325とを含む。書込部323は、光トランシーバ231,232のそれぞれから出力される低レート信号を分割データに変換し、分割データを複数のキュー324a,324bに第2速度で順次書き込む。読出部325は、キュー324a,324bから分割データを第1速度で順次読み出し、分割データを組み合わせて原信号を復元する。上記構成により、送信装置は原信号から低速の低レート光信号を複数生成し、複数の低レート光信号を多重化した多重化光信号を送信する。受信装置は多重化光信号を受信し、多重化光信号から複数の低レート光信号を抽出し、複数の低レート光信号から高速の原信号を復元する。つまり、送信装置と受信装置との間では、低速の光通信が行われる。このため、パワーバジェットの悪化(分散ペナルティの増加、および受信感度の悪化)が抑制され、高速通信と長距離光ファイバケーブルの利用との両方を実現することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的ではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及びその範囲内でのすべての変更が含まれる。
20 RRH
30 BBU
21,31,201 光ファイバケーブル
100 中継システム
200,200A,200B WDM集線装置(送信装置、受信装置)
210,210A,210B 光トランシーバ
220,220A,220B データレート変換回路(第1データレート変換部、第2データレート変換部)
231,232,231A,232A,231B,232B 光トランシーバ(光送信器、光受信器)
240,240A,240B マルチプレクサ(デマルチプレクサ)
311 パラレル変換部
312 境界検出部
313 書込部
314a,314b キュー
315 読出部
316a,316b シリアル変換部
321a,321b パラレル変換部
322a,322b 境界検出部
323 書込部
324a,324b キュー
325 読出部
326 シリアル変換部
Claims (13)
- 第1装置と第2装置との間の通信を中継する中継システムであって、
前記第1装置から第1速度で送信されるイーサネットフレームを含む原信号を受信し、受信される前記原信号に応じた光信号を送信する送信装置と、
前記送信装置から送信される前記光信号を受信し、受信される前記光信号に基づいて復元される前記原信号を前記第2装置へ送信する受信装置と、
を備え、
前記送信装置は、
シリアル信号である前記原信号をパラレル変換し、パラレル変換後の前記原信号を前記第1速度の1/Kの第2速度のK個の低レート信号へ変換し、前記K個の低レート信号のそれぞれをシリアル変換する第1データレート変換部と、
前記第1データレート変換部によって得られる前記低レート信号を低レート光信号に変換して送信するK個の光送信器と、
前記K個の光送信器から送信されるK個の前記低レート光信号を多重化し、多重化光信号として送信するマルチプレクサと、
を含み、
前記第1データレート変換部は、前記原信号を予め定められたデータ長のブロック単位で前記K個の光送信器をそれぞれ含むK個のチャンネルのそれぞれへ順番に振り分けることによってK個の分割データを生成し、生成される前記分割データの各々を低レート信号として、前記第2速度で出力し、
前記分割データは、前記K個の低レート信号間において複数の前記分割データを振り分けた順番を示す情報が付加されておらず、
前記受信装置は、
前記マルチプレクサによって送信される前記多重化光信号を受信し、受信される前記多重化光信号を、前記K個の低レート光信号に変換するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサによって生成される前記低レート光信号を前記低レート信号へ変換する、K個の光受信器と、
前記K個の光受信器によって得られるK個の前記低レート信号に基づいて、前記原信号を復元する第2データレート変換部と、
を含み、
前記第2データレート変換部は、前記K個の光受信器のそれぞれから出力される前記低レート信号をパラレル変換し、パラレル変換後の前記低レート信号を前記分割データに変換し、
前記第2データレート変換部は、
キューと、
前記分割データを前記キューに前記第2速度で順次書き込む書込部と、
K個の前記キューから前記第1データレート変換部における振り分けの順番に対応した順番により前記分割データを前記第1速度で読み出し、読み出される順番で前記分割データを組み合わせてパラレル信号の前記原信号を復元する読出部と、
前記読出部によって復元された前記パラレル信号の前記原信号をシリアル変換するシリアル変換部と、
を含む、
中継システム。 - 前記第1データレート変換部は、前記原信号を所定ビット数のブロック単位で分割し、前記分割データを生成し、
前記第2データレート変換部は、前記低レート信号における前記ブロックの境界を検出する境界検出部をさらに含み、
前記境界検出部は、前記ブロックの境界が検出された前記低レート信号を前記分割データに変換する、
請求項1に記載の中継システム。 - 前記原信号は、所定ビット数の符号ブロックを複数含む前方誤り訂正符号化された信号であり、
前記第1データレート変換部は、前記原信号に含まれる前記符号ブロックに基づいて前記原信号を前記ブロックに分割する、
請求項2に記載の中継システム。 - 前記原信号は、RS(528,514)FECによって符号化された信号であり、
前記第1データレート変換部は、前記原信号に含まれるコードワードマーカーに基づいて前記原信号に含まれる複数のブロックの境界を検出し、前記原信号を前記ブロック単位で分割する、
請求項2に記載の中継システム。 - 前記境界検出部は、前記低レート信号に含まれる前記コードワードマーカーを検出し、検出された前記コードワードマーカーに基づいて前記ブロックの境界を検出する、
請求項4に記載の中継システム。 - 前記第1データレート変換部は、前記原信号において順番に並ぶ、1024の倍数であるN個の前記ブロック又は前記ブロックが分割された分割ブロックのうちの一部の前記ブロック又は前記分割ブロックを含む第1低レート信号と、前記N個の前記ブロック又は前記分割ブロックのうち、前記第1低レート信号に含まれる前記ブロック又は前記分割ブロックを除く前記ブロック又は前記分割ブロックを含む第2低レート信号を、第1条件、第2条件、及び第3条件を満たす割り当て規則にしたがって生成し、
前記第1条件は、前記第1低レート信号が、前記N個の前記ブロック又は前記分割ブロックのうち連続する2つの前記ブロック又は前記分割ブロックを含むことであり、
前記第2条件は、前記第1低レート信号及び前記第2低レート信号のそれぞれにおいて、前記原信号における前記ブロック又は前記分割ブロックの順番を入れ替えないことであり、
前記第3条件は、前記第1低レート信号に含まれる前記ブロック又は前記分割ブロックの数はN/2又はN/2+1であり、前記第2低レート信号に含まれる前記ブロック又は前記分割ブロックの数はN/2又はN/2-1であることであり、
前記第2データレート変換部は、第1キューと第2キューとを含み、
前記書込部は、前記第1低レート信号に含まれる前記ブロック又は前記分割ブロックを前記第1キューに書き込み、前記第2低レート信号に含まれる前記ブロック又は前記分割ブロックを前記第2キューに書き込み、
前記読出部は、前記第1キュー及び前記第2キューのそれぞれから、前記割り当て規則に基づいて前記ブロック又は前記分割ブロックを読み出し、読み出された前記ブロック又は前記分割ブロックを順番に組み合わせて前記原信号を復元する、
請求項5に記載の中継システム。 - 前記第1データレート変換部は、前記原信号において順番に並ぶ複数の前記ブロック又は前記ブロックが分割された分割ブロックを、1024の約数のうち1及び1024以外の数であるK個の低レート信号に第1条件、第2条件、及び第3条件を満たす割り当て規則にしたがって分配し、
前記第1条件は、前記K個の低レート信号のそれぞれにおいて、前記原信号における前記ブロック又は前記分割ブロックの順番を入れ替えないことであり、
前記第2条件は、前記原信号に含まれる前記ブロック又は前記分割ブロックの数が1024の倍数であるNである場合に、前記K個の低レート信号のそれぞれに含まれる前記ブロック又は前記分割ブロックの数はN/K又はN/K±1であることであり、
前記第3条件は、前記コードワードマーカーが前記K個の低レート信号に割り当てられることであり、
前記第2データレート変換部は、K個のキューを含み、
前記書込部は、前記K個の低レート信号のそれぞれを、前記K個のキューのそれぞれに対応させ、前記低レート信号に含まれる前記ブロック又は前記分割ブロックを、対応する前記キューに順番に書き込み、
前記読出部は、前記K個のキューのそれぞれから前記割り当て規則に基づいて前記ブロ
ック又は前記分割ブロックを読み出し、読み出された前記ブロック又は前記分割ブロックを順番に組み合わせて前記原信号を復元する、
請求項5に記載の中継システム。 - 前記光送信器のそれぞれは、初期化信号を先頭に付加された前記低レート光信号を送信し、
前記読出部は、前記初期化信号に基づいて、前記キューから読み出される順番で前記ブロックを組み合わせて前記原信号を復元する、
請求項2に記載の中継システム。 - 前記原信号は、66ビットブロックを複数含む64B/66B符号化された信号であり、
前記第1データレート変換部は、前記原信号に含まれる前記66ビットブロックに基づいて前記原信号を前記ブロックに分割する、
請求項2に記載の中継システム。 - 前記第1速度は、25.78125Gbpsであり、
前記第2速度は、12.890625Gbpsである、
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の中継システム。 - 前記送信装置は、n個の前記原信号を受信し、n個の前記第1データレート変換部を含み、
1つの前記第1データレート変換部に対してm個の前記光送信器が設けられ、
前記マルチプレクサは、前記光送信器から送信されるn×m個の低レート光信号を多重化し、前記多重化光信号として送信し、
前記受信装置は、n個の前記第2データレート変換部を含み、
1つの前記第2データレート変換部に対してm個の前記光受信器が設けられ、
前記デマルチプレクサは、前記多重化光信号を、前記n×m個の低光レート信号に変換し、前記低レート光信号のそれぞれを前記光受信器のそれぞれに入力する、
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の中継システム。 - 第1装置から第1速度で送信されるイーサネットフレームを含む原信号を受信し、受信される前記原信号に応じた光信号を送信する送信装置であって、
シリアル信号である前記原信号をパラレル変換し、パラレル変換後の前記原信号を前記第1速度の1/Kの第2速度のK個の低レート信号へ変換し、前記K個の低レート信号のそれぞれをシリアル変換する第1データレート変換部と、
前記第1データレート変換部によって得られる前記低レート信号を低レート光信号に変換して送信するK個の光送信器と、
前記K個の光送信器から送信されるK個の前記低レート光信号を多重化し、多重化光信号として送信するマルチプレクサと、
を備え、
前記第1データレート変換部は、前記原信号を予め定められたデータ長のブロック単位で前記K個の光送信器をそれぞれ含むK個のチャンネルのそれぞれへ順番に振り分けることによってK個の分割データを生成し、生成される前記分割データの各々を低レート信号として、前記第2速度で出力し、
前記分割データは、前記K個の低レート信号間において複数の前記分割データを振り分けた順番を示す情報が付加されておらず、
前記多重化光信号が受信装置によって受信され、前記受信装置において前記K個の低レート光信号へ変換され、前記K個の低レート光信号が前記K個の低レート信号に変換され、前記K個の低レート信号が前記K個の分割データに変換され、前記K個の分割データが前記振り分けた順番に対応した順番で組み合わされて前記原信号が復元されうる、
送信装置。 - 予め定められたデータ長の複数のブロックによって構成された、イーサネットフレームを含む原信号に基づいて生成される多重化光信号を送信装置から受信し、受信される前記多重化光信号に基づいて復元される前記原信号を第2装置へ送信する受信装置であって、
前記多重化光信号を受信し、受信される前記多重化光信号を、前記原信号の第1速度の1/Kの第2速度のK個の低レート光信号に変換するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサによって生成される前記低レート光信号を低レート信号へ変換す
るK個の光受信器と、
K個の前記光受信器によって得られるK個の前記低レート信号に基づいて、前記原信号を復元する第2データレート変換部と、
を備え、
前記第2データレート変換部は、前記K個の光受信器のそれぞれから出力されるK個の前記低レート信号をパラレル変換し、パラレル変換後の前記K個の前記低レート信号をK個の分割データに変換し、
前記K個の分割データは、前記送信装置において、前記原信号を予め定められたデータ長のブロック単位でK個のチャンネルのそれぞれへ順番に振り分けることによって生成されたデータであり、
前記分割データは、前記K個の低レート信号間において複数の前記分割データを振り分けた順番を示す情報が付加されておらず、
前記第2データレート変換部は、
キューと、
前記分割データを前記キューに前記第2速度で順次書き込む書込部と、
K個の前記キューから振り分けの順番に対応した順番により前記分割データを前記第1速度で読み出し、読み出される順番で前記分割データを組み合わせてパラレル信号の前記原信号を復元する読出部と、
前記読出部によって復元された前記パラレル信号の前記原信号をシリアル変換するシリアル変換部と、
を含む、
受信装置。
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