JPWO2015198571A1 - マルチキャリア光送信器、マルチキャリア光受信器、およびマルチキャリア光伝送方法 - Google Patents

Abstract

マルチキャリア光送受信器には、光伝送フレームを光サブキャリアに割り当てる際の自由度に制限があるため、高効率なマルチキャリア光伝送システムを構築することが困難であるため、本発明のマルチキャリア光送信器は、クライアント信号を光伝送フレームに収容し、光伝送フレームを分割して複数のレーンに出力する送信信号生成部と、複数のレーンに含まれる所定の入力レーンから入力した光伝送フレームを時分割多重して一の多重光伝送フレームを出力する多重部を複数個備えた光伝送フレーム多重処理部と、複数の多重光伝送フレームを用いて複数の光サブキャリアをそれぞれ変調し、変調した複数の光サブキャリアを多重化したマルチキャリア光信号を送出する光送信部、とを有する。

Description

本発明は、マルチキャリア光送信器、マルチキャリア光受信器、およびマルチキャリア光伝送方法に関し、特に、基幹系光ネットワークに用いられるマルチキャリア光送信器、マルチキャリア光受信器、およびマルチキャリア光伝送方法関する。

インターネットの爆発的な普及を背景として、基幹系光ネットワークの大容量化が求められている。そのため、大容量のトラフィックを伝送できる波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）技術や、信号の歪をデジタル信号処理で補正するデジタルコヒーレント技術を用いた光伝送ネットワークが開発されてきた。

近年では、ネットワークにより提供されるサービスの多様化や、多機能端末の普及などにより、さらに大容量のトラフィックを伝送する技術が必要とされている。例えば、ビデオストリーミングサービスに代表される動画コンテンツのサービスが急速に増加している。このような従来の画像サービスよりも大きな伝送容量を必要とするサービスデータが、インターネットのトラフィックの中で大きな割合を占めるようになっている。これによるネットワーク内の伝送容量の急拡大に対応するため、伝送設備や装置の増設と並行して、既存の伝送設備の利用効率を最大化する技術が求められている。既存伝送設備の利用効率を最大化するための技術として、光ファイバ内の周波数利用効率を大幅に向上させることができるエラスティック光ネットワークの研究開発が行われている。

エラスティック光ネットワークとは、伝送距離や要求スループットに応じて最適な変調方式を選択して通信する光ネットワークである。最適な変調方式を選択可能なことから、エラスティック光ネットワークでは最小限の周波数帯域で伝送することが可能となる。これにより、周波数利用効率を大幅に向上させることが期待されている。さらに、従来から用いられていた５０ＧＨｚや１００ＧＨｚといった固定グリッドに替えて、より粒度が細かい周波数スロットを導入することにより、これまでのチャンネル間の周波数間隔を大幅に削減することが可能である。

このような大容量のデータを高効率に伝送可能なエラスティック光ネットワークで使用される光送受信器には、伝送距離やその要求スループットに応じて最適な変調方式を選択して、収容するクライアント信号を伝送させる機能が必要となる。しかしながら、これらの光送受信器に必要とされるスループットは電子回路の性能向上のペースを上回っているため、実現が困難であるという問題がある。このような問題を解決する技術として、光送受信器における伝送方式を並列化する技術がある。すなわち、単一のクライアント信号を複数の光キャリアで並列伝送するマルチキャリア光伝送システムによって、上記問題を解決することが可能である。

このようなマルチキャリア光伝送システムの一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された光伝送システムを構成する関連する光送信器は、送信信号生成部、ｍ：ｎ多重部、および送信光モジュールから構成される。送信信号生成部は、送信するフレーム信号を複数のブロックに分割し、これらのブロックを並列するｍ（ｍは１以上の整数）レーンに分配して第一信号列を出力する。ｍ：ｎ多重部は、送信信号生成部からの第一信号列を所定の多重規則に従ってビット単位で時間多重し、ｎ（ｎはｍ≧ｎであり、ｍの約数）レーンの並列する第二信号列に組み直す。そして送信光モジュールは、ｍ：ｎ多重部からの第二信号列をそれぞれ光信号に変換する。

ここでｍ：ｎ多重部２０は図９に示すように、スイッチ部２１、多重処理部２２、およびスイッチ部２３を有する。スイッチ部２１は、ｍレーンの入力をスイッチして各多重処理部２２に切り替える。多重処理部２２は、ｍレーンの入力に対して２、４、・・・、ｐレーンに多重を行う。そしてスイッチ部２３は、多重処理部２２から出力された信号を選択し出力する。ここでｍ：ｎ多重部２０は、あらかじめ決められた多重数の多重処理部２２を１ないし複数用意し、外部からのレーン数切替信号で指示されるレーン数に応じて、スイッチ部（２１、２３）にて多重処理部２２を選択し多重する。

ここで、上述した関連する光送信器が送信するフレーム信号は、ＯＴＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｕｎｉｔ）フレームである。ここで、ＯＴＵフレームとは、国際電気通信連合（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ：ＩＴＵ）電気通信標準化部門（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ：ＩＴＵ−Ｔ）で標準化されている光伝送網（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＯＴＮ）の多重化階梯の伝送フレーム構成である（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９）。ＯＴＵフレームの伝送形態とすることにより、多様なクライアント信号を効率よく高い信頼性で広域光ネットワーク伝送することが可能となる。

図１０に、ＩＴＵ−Ｔで標準化されているＯＴＵのフレーム構造を示す。ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９では、ＯＴＵフレームとして４行４０８０桁（４×４０８０＝１６３２０バイト）のフレーム構造を規定している。フレーム構造は、オーバーヘッド部（ＯＨ部）、ペイロード部、および誤り訂正符号部（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：ＦＥＣ部）の３部から構成されている。

オーバーヘッド部（ＯＨ部）は、ＦＡＳ（Ｆｒａｍｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｉｇｎａｌ）、ＯＴＵ−ＯＨ、ＯＤＵ−ＯＨ、ＯＰＵ−ＯＨから構成される。ＦＡＳはフレームの同期を実現するバイトである。また、ＯＴＵ−ＯＨ部にはＳＭ（Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）などの信号品質モニタ用のバイトがあり、ＢＩＰ（Ｂｉｔ Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｐａｒｉｔｙ）と呼ばれるビットエラーの監視機能を備えている。したがって、ＯＴＵフレーム単位で光信号をモニタ管理することによって、Ｓ／Ｎ比や入力パワー、波長分散などの光レイヤーの情報だけではわからない信号品質をモニタすることが可能となる。なお、ペイロード部にはクライアントデータが収容される。

このＯＴＵフレームをマルチチャネル並列インターフェースに適用する場合、１６バイト毎に複数の物理的／論理的レーンのそれぞれへラウンドロビンで分配する方式が、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９に示されている（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９、付属資料Ｃ）。このようにＯＴＵフレームを分割し多重化することによって、単一のＯＴＵフレームを複数の光キャリアにマッピングすることができる。

また、関連技術としては、特許文献２に記載された技術がある。

特開２０１３−１２６０３５号公報（段落［００２３］〜［００３２］、図３〜図５） 特開２０１３−０６２６８７号公報

上述したように、エラスティック光ネットワークにおいては、伝送距離や要求スループットに応じて最適な変調方式を選択して通信することが可能である。そのため、上述した関連する光送信器では、任意の変調方式を選択することが可能な光モジュールが用いられている。このように、マルチキャリア光伝送システムにおいては、変調方式や伝送速度（スループット）、および光サブキャリアの個数を可変することができる光モジュール、すなわちマルチキャリア光信号を生成する際の自由度が大きい光モジュールが用いられる。

しかし、上述した関連する光送信器が備えるｍ：ｎ多重部２０は、第一信号列を所定の多重規則に従いビット単位で多重する構成としているので、各レーンのビットレートは同一である。そのため、関連する光送信器においては多重数に対応した多重処理部２２を選択することによりレーン数を変更することができるが、各レーンのビットレートは変更することができない。すなわち、関連する光送信器には、ＯＴＵフレームなどの光伝送フレームを光サブキャリアに割り当てる際の自由度に制限があるという問題があった。

このように、マルチキャリア光送受信器には、光伝送フレームを光サブキャリアに割り当てる際の自由度に制限がある。そのため、マルチキャリア光信号を生成する際の自由度を活用した高効率なマルチキャリア光伝送システムを構築することが困難である、という問題があった。

本発明の目的は、上述した課題である、マルチキャリア光送受信器には、光伝送フレームを光サブキャリアに割り当てる際の自由度に制限があるため、高効率なマルチキャリア光伝送システムを構築することが困難である、という課題を解決するマルチキャリア光送信器、マルチキャリア光受信器、およびマルチキャリア光伝送方法を提供することにある。

本発明のマルチキャリア光送信器は、クライアント信号を光伝送フレームに収容し、光伝送フレームを分割して複数のレーンに出力する送信信号生成部と、複数のレーンに含まれる所定の入力レーンから入力した光伝送フレームを時分割多重して一の多重光伝送フレームを出力する多重部を複数個備えた光伝送フレーム多重処理部と、複数の多重光伝送フレームを用いて複数の光サブキャリアをそれぞれ変調し、変調した複数の光サブキャリアを多重化したマルチキャリア光信号を送出する光送信部、とを有する。

本発明のマルチキャリア光受信器は、クライアント信号を収容した光伝送フレームを伝送する複数の光サブキャリアを多重化したマルチキャリア光信号を受け付けて複数の光受信信号に分離する光信号分離部と、複数の光受信信号をそれぞれ復調して複数の復調信号列を出力する光受信部と、複数の復調信号列の一から、所定の個数の光伝送フレーム列を再構成して出力する再構成部を複数個備えた光伝送フレーム再構成処理部と、光伝送フレーム再構成処理部が出力する複数の光伝送フレーム列からクライアント信号を生成する受信信号生成部、とを有する。

本発明のマルチキャリア光伝送方法は、クライアント信号を光伝送フレームに収容し、光伝送フレームを分割して複数の光伝送フレーム列を生成し、複数の光伝送フレーム列に含まれる所定の光伝送フレーム列を時分割多重して一の多重光伝送フレーム列を生成し、多重光伝送フレーム列を生成する処理を、異なる光伝送フレーム列について行うことにより複数の多重光伝送フレーム列を生成し、複数の多重光伝送フレーム列を用いて複数の光サブキャリアをそれぞれ変調し、変調した複数の光サブキャリアを多重化したマルチキャリア光信号を送出する。

本発明のマルチキャリア光送信器、マルチキャリア光受信器、およびマルチキャリア光伝送方法によれば、マルチキャリア光送受信器において光伝送フレームを光サブキャリアに割り当てる際の自由度を増大させることができるので、高効率なマルチキャリア光伝送システムを構築することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るマルチキャリア光送信器が備える光伝送フレーム多重処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るマルチキャリア光送信器の動作を説明するための、光伝送フレーム多重処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチキャリア光受信器の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るマルチキャリア光受信器が備える光伝送フレーム再構成処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るマルチキャリア光伝送方法を説明するための、光伝送フレーム多重処理部の障害発生前の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るマルチキャリア光伝送方法を説明するための、光伝送フレーム多重処理部の障害発生後の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態で用いられるマルチキャリア光送信器が備える多重処理部の構成を示すブロック図である。 関連する光送信器が備えるｍ：ｎ多重部の構成を示すブロック図である。 ＩＴＵ−Ｔで標準化されているＯＴＵのフレーム構造を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係るマルチキャリア光送信器１００の構成を示すブロック図である。マルチキャリア光送信器１００は、送信信号生成部１１０、光伝送フレーム多重処理部１２０、および光送信部１３０を有する。

送信信号生成部１１０は、クライアント信号を光伝送フレームに収容し、光伝送フレームを分割して複数のレーン（Ｎ本）に出力する。光伝送フレーム多重処理部１２０は、複数のレーンに含まれる所定の入力レーンから入力した光伝送フレームを時分割多重して一の多重光伝送フレームを出力する多重部を複数個備える。そして光送信部１３０は、複数の多重光伝送フレームを用いて複数の光サブキャリアをそれぞれ変調し、変調した複数の光サブキャリアを多重化したマルチキャリア光信号を送出する。ここで光送信部１３０は、光サブキャリアをそれぞれ変調する光モジュール部１３１と、変調した複数の光サブキャリアを多重化する光信号多重部１３２を備えた構成とすることができる。

上述した光伝送フレームは、典型的にはＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９で標準化されているＯＴＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｕｎｉｔ）フレームである。この場合、送信信号生成部１１０はクライアントデータを受け付け、クライアントデータから少なくとも１個以上のＯＴＵフレームを生成しＮ本の出力レーンに出力する。このＮ本の出力は光伝送フレーム多重処理部１２０に接続される。

図２に、光伝送フレーム多重処理部１２０の構成を示す。光伝送フレーム多重処理部１２０は、入力スイッチ部１２１、多重処理部１２２、および出力スイッチ部１２３を備えた構成とすることができる。

入力スイッチ部１２１は多重処理部１２２と送信信号生成部１１０を接続する。すなわち、ＯＴＵフレームを生成する送信信号生成部１１０からのＮ本の入力を多重処理部１２２の任意の入力ポートにスイッチ接続する。また、出力スイッチ部１２３は多重処理部１２２と光送信部１３０を接続する。

多重処理部１２２は複数の多重部を備える。これらの複数の多重部は、入力レーンの個数がそれぞれ異なる。入力レーンの個数をＴとするとＴ＝Ｎ、Ｎ−１、Ｎ−２、・・・、１である。すなわち、複数の多重部はそれぞれのフレーム多重率Ｔ：１（Ｔ＝Ｎ、Ｎ−１、Ｎ−２、・・・、１）が異なる。例えば、多重率がＮ：１の多重部はＮ入力のＯＴＵフレームを１個の出力に多重し、多重率が２：１の多重部は２入力のＯＴＵフレームを１個の出力に多重する。

ここで、多重処理部１２２は、入力レーンの個数ごとに、入力レーンの個数に応じた個数の多重部をそれぞれ備える。具体的には、多重部の個数は、送信信号生成部１１０が出力する複数のレーンの個数（Ｎ）を入力レーンの個数（Ｔ）で除算した商の整数部分からなる値以上とすることができる。すなわち、各多重部の数は、Ｎ本のレーン数および任意の多重率Ｔ：１（Ｔ＝Ｎ、Ｎ−１、Ｎ−２、・・・、１）に依存し、多重率毎にｆｌｏｏｒ（Ｎ／Ｔ）個以上備えた構成とすることができる。ここで「ｆｌｏｏｒ」は、引数で与えられた実数値を、その実数値以下の最大の整数値とする関数である。このような構成とすることにより、多重率T：１の多重部だけでもＮ入力のＯＴＵフレームを１個の出力に多重することが可能になる。例えば、入力レーンを８本（Ｎ＝８）とした場合、多重率２：１の多重部を４個以上備えればよい。

出力スイッチ部１２３は、多重処理部１２２からの複数の出力を光送信部１３０が備える各光モジュール部１３１にスイッチ接続する。

ここで、多重処理部１２２が備えるそれぞれ異なる多重率を有する複数の多重部は、各光モジュール部１３１に必要なスループットに応じて、入力スイッチ部１２１および出力スイッチ部１２３と選択的に接続される。すなわち、スループットが小さいレーンに対しては多重率を下げ、スループットが大きいレーンに対しては多重率を上げるように、多重部が選択的に接続される。

このとき、本実施形態のマルチキャリア光送信器１００が制御部をさらに備え、制御部が、送信信号生成部１１０および光送信部１３０とそれぞれ接続する多重部を、設定条件に応じて選択する構成とすることができる。ここで、設定条件には、光サブキャリアの個数および光サブキャリア毎の処理速度が少なくとも含まれる。そして制御部は、多重部の個数が光サブキャリアの個数に対応し、多重光伝送フレームの処理速度が光サブキャリアの処理速度に対応するように、多重部を選択する。この場合、制御部は、上述した設定条件をあらかじめ記憶している記憶部を備えた構成とすることができる。これに限らず、制御部は、マルチキャリア光信号が伝搬する光ネットワークを制御する光ネットワーク制御装置から、この設定条件を取得することとしてもよい。

次に、本実施形態によるマルチキャリア光送信器１００が備える光伝送フレーム多重処理部１２０の動作について、図３を用いてさらに詳細に説明する。図３は、光伝送フレーム多重処理部１２０の構成を示すブロック図であり、同図では入力スイッチ部１２１および出力スイッチ部１２３に接続されている多重部だけを示した。他の構成は図２に示したものと同様である。

ここでは、以下の具体的な数値例に基づいて、光伝送フレーム多重処理部１２０の動作を説明する。クライアントデータ容量は４００Ｇｂｐｓ、１レーン当たりのスループットは２５Ｇｂｐｓとする。また、光サブキャリア数は４本、ライン側インターフェースとしての光モジュール部の個数は４台、そして１台の光モジュール部当たりの光サブキャリア数は１本とした。

この場合、４００Ｇｂｐｓのクライアントデータは送信信号生成部１１０に接続され、ＯＴＵのフレーム化処理が施される。その後、１レーンあたり２５Ｇｂｐｓのスループットを有するパラレルレーン１６本に分割されて光伝送フレーム多重処理部１２０に接続される。

光伝送フレーム多重処理部１２０は、多重率がＴ：１（Ｔ＝１６、１５、１４、・・・、２、１）である多重部を備えた多重処理部１２２を有する。多重部は、その多重率毎にｆｌｏｏｒ（Ｎ／Ｔ）個以上備えられる。そのため、例えば多重率が１６：１の多重部は１個、４：１の多重部は４個、そして３：１の多重部は５個備える。

４００Ｇｂｐｓのクライアントデータを４本の光サブキャリアで伝送する場合、１レーン当たりのスループットが２５Ｇｂｐｓであるとすると、送信信号生成部１１０はＯＴＵフレームを１６レーンに分割して出力する。光伝送フレーム多重処理部１２０は１６レーンを４レーンにし、光送信部１３０は、１光サブキャリアあたり１００Ｇｂｐｓのスループットで４本の光サブキャリアにより伝送する。

ここで、周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアのうち最両端に位置する光サブキャリアは、波長フィルタによる帯域狭窄や隣接チャネルからの影響を最も受ける。そのため、伝送による信号品質劣化の影響を受けやすい。その影響を低減するために、例えば、左端の光サブキャリアから順に７５Ｇｂｐｓ、１２５Ｇｂｐｓ、１２５Ｇｂｐｓ、７５Ｇｂｐｓのスループットを有する４本の光サブキャリアを用いて伝送する構成とすることができる。

上述した場合、光伝送フレーム多重処理部１２０は２種類４個の多重部を選択して使用することになる。すなわち、図３に示したように、７５Ｇｂｐｓのスループットを生成するための多重率が３：１の多重部を２個、１２５Ｇｂｐｓのスループットを生成するための５：１の多重部を２個備えた構成とする。このとき、光伝送フレーム多重処理部１２０が備える入力スイッチ部１２１は、１６レーンの入力を（３入力１出力）、（３入力１出力）、（５入力１出力）、（５入力1出力）の２種類４個の多重部を選択して接続する。そして、多重処理部１２２において多重されたＯＴＵフレーム（多重光伝送フレーム）は、出力スイッチ部１２３によって各光モジュール部１３１に接続され、各光モジュール部１３１によって各光サブキャリアにマッピングされる。

なお、上述した数値例により本実施形態によるマルチキャリア光送信器１００の構成が限定されるものではない。

上述したように、本実施形態のマルチキャリア光送信器によれば、光サブキャリアの個数および光サブキャリア毎の処理速度に対応した多重光伝送フレームを生成することができる。そのため、光伝送フレームを光サブキャリアに割り当てる際の自由度を増大させることができるので、高効率なマルチキャリア光伝送システムを構築することが可能になる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４に、本実施形態に係るマルチキャリア光受信器の構成を示す。本実施形態によるマルチキャリア光受信器２００は、第１の実施形態によるマルチキャリア光送信器１００と共にマルチキャリア光伝送システムを構成する。

マルチキャリア光受信器２００は、光信号分離部２１０、光受信部２２０、光伝送フレーム再構成処理部２３０、および受信信号生成部２４０を有する。

光信号分離部２１０は、クライアント信号を収容した光伝送フレームを伝送する複数の光サブキャリアを多重化したマルチキャリア光信号を受け付けて、複数の光受信信号に分離する。光受信部２２０は、これらの複数の光受信信号をそれぞれ復調して複数の復調信号列を出力する。光伝送フレーム再構成処理部２３０は、複数の復調信号列の一から、所定の個数の光伝送フレーム列を再構成して出力する再構成部を複数個備える。そして、受信信号生成部２４０は、光伝送フレーム再構成処理部２３０が出力する複数の光伝送フレーム列（Ｎ本）からクライアント信号を生成する。

上述した光伝送フレームは、典型的にはＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９で標準化されているＯＴＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｕｎｉｔ）フレームである。

図５に、光伝送フレーム再構成処理部２３０の構成を示す。光伝送フレーム再構成処理部２３０は、入力スイッチ部２３１、再構成処理部２３２、および出力スイッチ部２３３を備えた構成とすることができる。入力スイッチ部２３１は再構成処理部２３２と光受信部２２０を接続する。出力スイッチ部２３３は、再構成処理部２３２と受信信号生成部２４０を接続する。

再構成処理部２３２は複数の再構成部を備える。これらの複数の再構成部は、出力する光伝送フレーム列の個数がそれぞれ異なる。すなわち、出力する光伝送フレーム列の個数をＴ＝Ｎ、Ｎ−１、Ｎ−２、・・・、１とすると、フレーム再構成率１：Ｔがそれぞれ異なっている。ここで「Ｎ」は、光伝送フレーム再構成処理部２３０が出力する光伝送フレーム列の総数である。例えば、フレーム再構成率が１：Ｎである再構成部は、１入力のＯＴＵフレームをＮ個の出力に再構成する。

また、光伝送フレーム再構成処理部２３０は、光伝送フレーム列の個数ごとに、光伝送フレーム列の個数に応じた個数の再構成部をそれぞれ備えた構成とすることができる。具体的には、第１の実施形態で示した数値を例にとると、光伝送フレーム再構成処理部２３０は、（１入力３出力）、（１入力３出力）、（１入力５出力）、（１入力５出力）の２種類４個の再構成部を備えた構成とすることができる。

上述したように、本実施形態のマルチキャリア光受信器によれば、光サブキャリアの個数および光サブキャリア毎の処理速度に対応した光伝送フレームを再構成することができる。そのため、光伝送フレームを光サブキャリアに割り当てる際の自由度を増大させることができるので、高効率なマルチキャリア光伝送システムを構築することが可能になる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態においては、マルチキャリア光伝送方法について説明する。

本実施形態に係るマルチキャリア光伝送方法は、まず、クライアント信号を光伝送フレームに収容し、この光伝送フレームを分割して複数の光伝送フレーム列を生成する。これらの複数の光伝送フレーム列に含まれる所定の光伝送フレーム列を時分割多重して一の多重光伝送フレーム列を生成する。そして、この多重光伝送フレーム列を生成する処理を、異なる光伝送フレーム列について行うことにより複数の多重光伝送フレーム列を生成する。この後に、複数の多重光伝送フレーム列を用いて複数の光サブキャリアをそれぞれ変調し、変調した複数の光サブキャリアを多重化したマルチキャリア光信号を送出する。

ここで、上述した複数の多重光伝送フレーム列を生成する際に、多重光伝送フレーム列の個数を光サブキャリアの個数に対応させ、多重光伝送フレーム列の処理速度を光サブキャリアの処理速度に対応させた構成とすることができる。

このように、本実施形態のマルチキャリア光伝送方法によれば、光サブキャリアの個数および光サブキャリア毎の処理速度に対応した多重光伝送フレームを生成することができる。そのため、光伝送フレームを光サブキャリアに割り当てる際の自由度を増大させることができるので、高効率なマルチキャリア光伝送システムを構築することが可能になる。

次に、本実施形態のマルチキャリア光伝送方法について、第１の実施形態に係るマルチキャリア光送信器１００を用いる場合を例として、さらに詳細に説明する。

本実施形態においては、障害発生により使用できる光サブキャリアの個数が変化したときに、ダイナミックに各光サブキャリアのスループット（処理速度）を変更する場合を例に説明する。図６および図７に、本実施形態で用いる第１の実施形態によるマルチキャリア光送信器１００が備える光伝送フレーム多重処理部１２０の構成を示す。図６は障害発生前の光伝送フレーム多重処理部１２０の構成を、図７は障害発生後の光伝送フレーム多重処理部１２０の構成を示す。図６および図７においては、入力スイッチ部１２１および出力スイッチ部１２３に接続されて使用されている多重部だけを示している。

ここでは、以下の具体的な数値例に基づいて、本実施形態によるマルチキャリア光伝送方法を説明する。クライアントデータ容量は５００Ｇｂｐｓ、１レーン当たりのスループットは２５Ｇｂｐｓとする。光サブキャリア数は、障害発生前は５本、障害発生後は４本とする。また、ライン側インターフェースとしての光モジュール部の個数は、障害発生前は５台、障害発生後は４台とする。そして１台の光モジュール部当たりの光サブキャリア数は１本とした。

この場合、障害発生前においては、５００Ｇｂｐｓのクライアントデータを５本の光サブキャリアで伝送する。このとき、単一の光サブキャリアのスループットは１００Ｇｂｐｓとなるので、光伝送フレーム多重処理部１２０は図６に示すように、４：１の多重部を５個使用する。

ここで、光モジュール部１３１におけるハードウエアの故障などの障害発生によって、５本の光サブキャリアの内、１本の光サブキャリアが使用できなくなったとする。このとき光伝送フレーム多重処理部１２０は、残りの４本のサブキャリアによって５００Ｇｂｐｓのスループットのクライアントデータを伝送するように、障害発生前後で使用する多重部を切り換える。具体的には障害発生前は４：１の多重部を５個使用する構成（図６）であったものを、ダイナミックに５：１の多重部を４個だけ使用する構成（図７）に切り換える。このとき、単一の光サブキャリア当たりのスループットは１００Ｇｂｐｓから１２５Ｇｂｐｓになる。なお、上述した数値例は例示であり、これに限定するものではない。

ここで、多重処理部１２２は図８に示す構成とすることができる。すなわち、２入力１出力多重回路３０１とポート数の小さいスイッチ回路３０２を複数組み合わせた構成とすることができる。これにより、（４入力１出力）の多重部を１セット、（３入力１出力）を１セット、（２入力１出力）を２セット、または（１入力１出力）を４セット含む多重処理部１２２を構成することができる。すなわち、４種類の多重率を選択可能な多重処理部１２２を一の回路構成によって実現することが可能になる。その結果、多重処理部１２２の回路規模の増大を抑制することができる。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

この出願は、２０１４年６月２５日に出願された日本出願特願２０１４−１３０２２６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１００ マルチキャリア光送信器
１１０ 送信信号生成部
１２０ 光伝送フレーム多重処理部
１２１ 入力スイッチ部
１２２ 多重処理部
１２３ 出力スイッチ部
１３０ 光送信部
１３１ 光モジュール部
１３２ 光信号多重部
２００ マルチキャリア光受信器
２１０ 光信号分離部
２２０ 光受信部
２３０ 光伝送フレーム再構成処理部
２３１ 入力スイッチ部
２３２ 再構成処理部
２３３ 出力スイッチ部
２４０ 受信信号生成部
３０１ ２入力１出力多重回路
３０２ スイッチ回路
２０ ｍ：ｎ多重部
２１、２３ スイッチ部
２２ 多重処理部

Claims (17)

1. クライアント信号を光伝送フレームに収容し、前記光伝送フレームを分割して複数のレーンに出力する送信信号生成手段と、
   前記複数のレーンに含まれる所定の入力レーンから入力した前記光伝送フレームを時分割多重して一の多重光伝送フレームを出力する多重手段を複数個備えた光伝送フレーム多重処理手段と、
   複数の前記多重光伝送フレームを用いて複数の光サブキャリアをそれぞれ変調し、変調した前記複数の光サブキャリアを多重化したマルチキャリア光信号を送出する光送信手段、とを有する
   マルチキャリア光送信器。
2. 請求項１に記載したマルチキャリア光送信器において、
   前記光伝送フレーム多重処理手段は、前記入力レーンの個数が異なる複数の前記多重手段を備える
   マルチキャリア光送信器。
3. 請求項１または２に記載したマルチキャリア光送信器において、
   前記光伝送フレーム多重処理手段は、前記入力レーンの個数ごとに、前記入力レーンの個数に応じた個数の前記多重手段をそれぞれ備える
   マルチキャリア光送信器。
4. 請求項３に記載したマルチキャリア光送信器において、
   前記多重手段の個数は、前記送信信号生成手段が出力する前記複数のレーンの個数を前記入力レーンの個数で除算した商の整数部分からなる値以上である
   マルチキャリア光送信器。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載したマルチキャリア光送信器において、
   制御手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記送信信号生成手段および前記光送信手段とそれぞれ接続する前記多重手段を、設定条件に応じて選択する
   マルチキャリア光送信器。
6. 請求項５に記載したマルチキャリア光送信器において、
   前記設定条件は、前記光サブキャリアの個数および前記光サブキャリア毎の処理速度を少なくとも含み、
   前記制御手段は、前記多重手段の個数が前記光サブキャリアの個数に対応し、前記多重光伝送フレームの処理速度が前記光サブキャリアの処理速度に対応するように、前記多重手段を選択する
   マルチキャリア光送信器。
7. 請求項５または６に記載したマルチキャリア光送信器において、
   前記制御手段は、前記設定条件をあらかじめ記憶している記憶手段を備える
   マルチキャリア光送信器。
8. 請求項５または６に記載したマルチキャリア光送信器において、
   前記制御手段は、前記マルチキャリア光信号が伝搬する光ネットワークを制御する光ネットワーク制御手段から、前記設定条件を取得する
   マルチキャリア光送信器。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載したマルチキャリア光送信器において、
   前記光伝送フレーム多重処理手段は、複数の前記多重手段を備えた多重処理手段と、
   前記多重処理手段と前記送信信号生成手段を接続する入力スイッチ手段と、
   前記多重処理手段と前記光送信手段を接続する出力スイッチ手段、とを有する
   マルチキャリア光送信器。
10. クライアント信号を収容した光伝送フレームを伝送する複数の光サブキャリアを多重化したマルチキャリア光信号を受け付けて複数の光受信信号に分離する光信号分離手段と、
    前記複数の光受信信号をそれぞれ復調して複数の復調信号列を出力する光受信手段と、
    前記複数の復調信号列の一から、所定の個数の光伝送フレーム列を再構成して出力する再構成手段を複数個備えた光伝送フレーム再構成処理手段と、
    前記光伝送フレーム再構成処理手段が出力する複数の光伝送フレーム列から前記クライアント信号を生成する受信信号生成手段、とを有する
    マルチキャリア光受信器。
11. 請求項１０に記載したマルチキャリア光受信器において、
    前記光伝送フレーム再構成処理手段は、前記光伝送フレーム列の個数が異なる複数の前記再構成手段を備える
    マルチキャリア光受信器。
12. 請求項１０または１１に記載したマルチキャリア光受信器において、
    前記光伝送フレーム再構成処理手段は、前記光伝送フレーム列の個数ごとに、前記光伝送フレーム列の個数に応じた個数の前記再構成手段をそれぞれ備える
    マルチキャリア光受信器。
13. 請求項１０から１２のいずれか一項に記載したマルチキャリア光受信器において、
    前記光伝送フレーム再構成処理手段は、複数の前記再構成手段を備えた再構成処理手段と、
    前記再構成処理手段と前記光受信手段を接続する入力スイッチ手段と、
    前記再構成処理手段と前記受信信号生成手段を接続する出力スイッチ手段、とを有する
    マルチキャリア光受信器。
14. 請求項１から９のいずれか一項に記載したマルチキャリア光送信器と、
    請求項１０から１３のいずれか一項に記載したマルチキャリア光受信器、とを有する
    マルチキャリア光伝送システム。
15. 請求項１４に記載したマルチキャリア光伝送システムにおいて、
    前記マルチキャリア光受信器は、前記マルチキャリア光送信器が送出した前記マルチキャリア光信号を受け付ける
    マルチキャリア光伝送システム。
16. クライアント信号を光伝送フレームに収容し、前記光伝送フレームを分割して複数の光伝送フレーム列を生成し、
    前記複数の光伝送フレーム列に含まれる所定の光伝送フレーム列を時分割多重して一の多重光伝送フレーム列を生成し、
    前記多重光伝送フレーム列を生成する処理を、異なる光伝送フレーム列について行うことにより複数の前記多重光伝送フレーム列を生成し、
    前記複数の多重光伝送フレーム列を用いて複数の光サブキャリアをそれぞれ変調し、変調した前記複数の光サブキャリアを多重化したマルチキャリア光信号を送出する
    マルチキャリア光伝送方法。
17. 請求項１６に記載したマルチキャリア光伝送方法において、
    前記複数の多重光伝送フレーム列を生成する際に、前記多重光伝送フレーム列の個数を前記光サブキャリアの個数に対応させ、前記多重光伝送フレーム列の処理速度を前記光サブキャリアの処理速度に対応させる
    マルチキャリア光伝送方法。

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