WO2018016056A1

WO2018016056A1 - 通信装置、通信システムおよび遅延補償方法

Info

Publication number: WO2018016056A1
Application number: PCT/JP2016/071427
Authority: WO
Inventors: 裕太竹本; 響子細井
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-01-25

Abstract

本発明にかかる通信装置（２）は、光ファイバで接続された通信装置（１）から第１の波長を使用して送信された遅延測定用信号の受信時刻と、通信装置（１）から第１の波長とは異なる第２の波長を使用して送信された遅延測定用信号の受信時刻とに基づいて、第１の波長を使用した場合の通信装置（１）との間の伝送遅延時間と第２の波長を使用した場合の通信装置（１）との間の伝送遅延時間との差を算出する遅延測定部（４３）と、遅延測定部（４３）が算出した差に基づいて、通信装置（１）へ信号を送信する場合の伝送遅延時間と通信装置（１）から信号を受信する場合の伝送遅延時間との差である遅延時間差を補償する遅延補償部（４０）と、を備える。

Description

通信装置、通信システムおよび遅延補償方法

　本発明は、モバイルフロントホール信号を送受信する通信装置、通信システムおよび遅延補償方法に関する。

　移動体通信システムの基地局の形態として、ＢＢＵ（Base　Band　Unit）とＲＲＨ（Remote　Radio　Head）を分散し配置する形態がある。ＢＢＵとＲＲＨ間はモバイルフロントホールと呼ばれる。モバイルフロントホール信号は、モバイルフロントホールを構成する装置間、すなわち、ＢＢＵとＲＲＨとの間で送受信される信号である。モバイルフロントホールにおいては、無線信号を正確に制御するために、モバイルフロントホール信号の上り方向の伝送遅延時間と下り方向の伝送遅延時間との差を数ｎｓ以内におさめることが要求されている。

　上り方向の伝送遅延時間と下り方向の伝送遅延時間との差を補償するためには、遅延時間が短い側の経路にＦＩＦＯ（First　In　First　Out）などを挿入し、デジタル信号レベルで遅延を加算することで、遅延時間差を要求値以下とすることが考えられる。この場合、どの程度遅延を加算すべきかを知る必要がある。すなわち、上り方向と下り方向との遅延時間差を把握する必要がある。

　特許文献１には、モバイルフロントホール信号としてのＣＰＲＩ（Common　Public　Radio　Interface）信号を伝送する光伝送システムにおいて、ＣＰＲＩ信号を送受信する２台の光伝送装置の間でＣＰＲＩ信号の伝送遅延時間を測定する発明が記載されている。

国際公開第２０１５／１２９１６７号

　特許文献１に記載の発明によれば、上り方向の伝送遅延時間と下り方向の伝送遅延時間とを合わせたラウンドトリップタイム（ＲＴＴ：Round　Trip　Time）を高精度に測定することが可能である。しかしながら、特許文献１に記載の発明では、上り方向の伝送遅延時間と下り方向の伝送遅延時間との間に差が存在する場合については考慮されていない、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、対向装置へ信号を送信する場合の伝送遅延時間と対向装置から信号を受信する場合の伝送遅延時間との差を規定時間以内におさめることが可能な通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、本発明にかかる通信装置は、光ファイバで接続された対向装置から第１の波長を使用して送信された遅延測定用信号の受信時刻と、対向装置から第１の波長とは異なる第２の波長を使用して送信された遅延測定用信号の受信時刻とに基づいて、第１の波長を使用した場合の対向装置との間の伝送遅延時間と第２の波長を使用した場合の対向装置との間の伝送遅延時間との差を算出する。また、通信装置は、算出した差に基づいて、対向装置へ信号を送信する場合の伝送遅延時間と対向装置から信号を受信する場合の伝送遅延時間との差である遅延時間差を補償する。

　本発明にかかる通信装置は、対向装置へ信号を送信する場合の伝送遅延時間と対向装置から信号を受信する場合の伝送遅延時間との差を規定時間以内におさめることができる、という効果を奏する。

実施の形態にかかる通信装置が適用される通信システムの一例を示す図図１に示した通信システムにおいて、通信装置が片方向の伝送遅延時間を測定する手順の一例を示すシーケンス図実施の形態にかかる通信装置の構成例を示す図遅延補償部の構成例および動作例を示す図実施の形態にかかる通信装置を実現する処理回路の一例を示す図実施の形態にかかる通信装置を実現する処理回路の他の例を示す図

　以下に、本発明の実施の形態にかかる通信装置、通信システムおよび遅延補償方法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．
　まず、実施の形態にかかる通信装置を適用可能な通信システムについて説明する。図１は、実施の形態にかかる通信装置が適用される通信システムの一例を示す図である。実施の形態にかかる通信装置は、図１に示したような、上り伝送路の長さと下り伝送路の長さとが異なる通信システムに適用可能である。上り伝送路および下り伝送路は光ファイバで構成される。本実施の形態にかかる通信装置１および２は、図１に示した構成の通信システム、すなわち、上り方向の伝送遅延時間と下り方向の伝送遅延時間とが異なる通信システムに適用された場合、上り方向と下り方向との伝送遅延時間の差を補償する。上り方向の伝送遅延時間と下り方向の伝送遅延時間との間に差が発生するケースとしては、上り伝送路と下り伝送路とが異なる光ファイバで構成されている場合、上り伝送路と下り伝送路とが同じ光ファイバで構成され、かつ上り方向の通信で使用する波長と下り方向の通信で使用する波長とが異なる場合が考えられる。なお、上り方向と下り方向との伝送遅延時間の差を補償する動作では、伝送遅延時間の差が通信システムで要求されている値以下となるように、一方の伝送遅延時間を調整する。

　つづいて、本実施の形態にかかる通信装置が伝送遅延時間を測定する動作について説明する。図２は、図１に示した通信システムにおいて、通信装置が片方向の伝送遅延時間を測定する手順の一例を示すシーケンス図である。

　図２において、Ｔ１～Ｔ８は、通信装置１内部で管理されているローカル時刻である。以下、通信装置１内部で管理されているローカル時刻を通信装置１の時刻と称する。同様に、通信装置２内部で管理されているローカル時刻を通信装置２の時刻と称する。

　片方向の伝送遅延時間を測定する場合、まず、第１の通信装置である通信装置１と第２の通信装置である通信装置２との間で時刻同期を行う。すなわち、通信装置１の時刻と通信装置２の時刻とを同期させる。具体的には、ステップＳ１およびＳ２においてＴ１～Ｔ４を用いて通信装置１がＲＴＴを計測し、ステップＳ３において通信装置１が通信装置２に対して時刻の修正指示を送り、これに従い通信装置２が時刻を調整することで、時刻同期が完了する。

　例えば、ステップＳ１において、通信装置１は、ＲＴＴの測定を要求する第１の信号を通信装置２に対して送信するとともに、この第１の信号を送信した時刻Ｔ１を記憶する。通信装置２は、通信装置１から第１の信号を受信すると、ステップＳ２において、ＲＴＴの測定要求に対する応答信号として第２の信号を送信する。通信装置１は第２の信号を受信すると、第１の信号の送信時刻Ｔ１および第２の信号の受信時刻Ｔ４を用いて、ＲＴＴ＝Ｔ４－Ｔ１を算出する。通信装置１は、ＲＴＴを算出した後、ステップＳ３において、時刻の調整を指示する第３の信号を通信装置２へ送信する。このとき、通信装置１は、第３の信号の送信時刻にＲＴＴの１／２を加えた時刻を示す情報を含める。通信装置２は、第３の信号を受信すると、第３の信号に含まれている情報が示す時刻に自身の時刻を合わせる。

　なお、ステップＳ１～Ｓ３を実行して時刻同期が完了した後も、上り方向と下り方向との伝送路長の差に起因する誤差Ｔerrが通信装置１の時刻と通信装置２の時刻との間に残存している。すなわち、通信装置１の時刻と通信装置２の時刻とが完全に一致しているわけではない。しかし、通信装置１の動作と通信装置２の動作とが同期している状態では誤差Ｔerrは常に一定となる。通信装置１の動作と通信装置２の動作とが同期している状態とは、通信装置１の動作クロックと通信装置２の動作クロックとが同期した状態をいう。誤差Ｔerrが一定であれば、後述するように、片方向の伝送遅延時間の測定が可能である。

　時刻同期が完了した後のステップＳ４において、通信装置１は、送信時刻Ｔ５を示すタイムスタンプを付与した遅延測定用信号を第１の波長である波長λ1を用いて通信装置２へ送信する。通信装置２は、遅延測定用信号を受信すると、受信した遅延測定用信号に付与されているタイムスタンプ（Ｔ５）および遅延測定用信号の受信時刻（Ｔ６＋Ｔerr）を記憶する。次に、ステップＳ５において、通信装置１は、送信時刻Ｔ７を示すタイムスタンプを付与した遅延測定用信号を第２の波長である波長λ2を用いて通信装置２へ送信する。通信装置２は、遅延測定用信号を受信すると、受信した遅延測定用信号に付与されているタイムスタンプ（Ｔ７）および遅延測定用信号の受信時刻（Ｔ８＋Ｔerr）を記憶する。通信装置２が記憶した上記の各時刻を用いると、「波長の違いによる片方向遅延時間の差＝（Ｔ８＋Ｔerr－Ｔ７）－（Ｔ６＋Ｔerr－Ｔ５）＝（Ｔ８－Ｔ７－Ｔ６＋Ｔ５）」となる。よって、波長λ1を用いた場合の受信時刻に含まれる誤差Ｔerrと波長λ2を用いた場合の受信時刻に含まれる誤差Ｔerrとが打ち消しあい、波長の違いによる片方向遅延時間の差が計測可能であることがわかる。なお、波長λ1を用いたときの伝送遅延時間が波長λ2を用いたときの伝送遅延時間よりも大きい場合、「波長の違いによる片方向遅延時間の差＝Ｔ６－Ｔ５－Ｔ８＋Ｔ７」となる。

　λ1のときの光ファイバの分散値をＤ１［ps/nm・km］、λ2のときの光ファイバの分散値をＤ２［ps/nm・km］、片道の光ファイバの距離をＸとすると、次式（１）より、片方向の光ファイバ長がわかる。
　　（Ｔ８－Ｔ７－Ｔ６＋Ｔ５）＝（Ｄ２×λ2－Ｄ１×λ1）×Ｘ
　　Ｘ＝（Ｔ８－Ｔ７－Ｔ６＋Ｔ５）／（Ｄ２×λ2－Ｄ１×λ1）…（１）

　片方向の光ファイバ長が分かれば、使用波長においての片方向の伝送遅延時間、すなわち、図１に示した下り伝送路での伝送遅延時間を算出できる。

　上り伝送路での伝送遅延時間も同様の手順で算出可能である。上り伝送路での伝送遅延時間を測定する場合、通信装置１は、上り伝送路として使用されている光ファイバを介して、波長λ1で遅延測定用信号を送信し、さらに、波長λ2で遅延測定用信号を送信する。通信装置２は、上り伝送路として使用されている光ファイバを介して波長λ1の遅延測定用信号を受信した時刻およびその送信時刻と、上り伝送路として使用されている光ファイバを介して波長λ2の遅延測定用信号を受信した時刻およびその送信時刻と、に基づいて、上り伝送路として使用されている光ファイバのファイバ長を算出する。そして、上り伝送路として使用されている光ファイバのファイバ長を使用して、上り伝送路での遅延時間を算出する。

　なお、下り伝送路での伝送遅延時間の測定結果を使用して上り伝送路での伝送遅延時間を求めることも可能である。すなわち、時刻同期処理で求めたＲＴＴは下り伝送路での伝送遅延時間と上り伝送路での伝送遅延時間と通信装置２が第１の信号を受信した時間Ｔ２から第２の信号を送信する時間Ｔ３の合計時間であることから、ＲＴＴから下り伝送路での伝送遅延時間と（Ｔ３－Ｔ２）とを減算することにより、上り伝送路での伝送遅延時間を求めることができる。

　通信装置１において遅延補正が必要な場合、すなわち、下り伝送路での伝送遅延時間が上り伝送路での伝送遅延時間よりも小さい場合、通信装置２は、ステップＳ６において遅延補正情報を通信装置１に通知する。遅延補正情報は、下り伝送路での伝送遅延時間と上り伝送路での伝送遅延時間との差を示す情報である。通信装置１が遅延補正を行う場合、通信装置１は、通信装置２から通知された補正遅延情報が示す差がゼロとなるように、通信装置２へ送信する信号に遅延を与える。

　なお、１本の光ファイバを使用し、上り方向と下り方向とで異なる波長を使用して通信を行う場合、すなわち、上り伝送路の物理的な長さと下り伝送路の物理的な長さとが同じ構成の通信システムの場合、波長の違いによる片方向遅延時間の差を算出すればよく、片道の光ファイバの距離Ｘを算出する必要はない。この場合、波長の違いによる片方向遅延時間の差が遅延補正情報となる。

　ここで、片方向の伝送遅延時間の測定前に実施する時刻同期の方法は、上述した方法に限定されるわけではない。ＧＰＳ（Global　Positioning　System）などを用いて時刻同期を行ってもよい。しかしながら、通信装置１の時刻と通信装置２の時刻との誤差に変動があることは、本実施の形態にかかる測定方法には望ましくない。本実施の形態にかかる測定方法では、誤差Ｔerrは打ち消されるが、誤差Ｔerrが変動した場合は変動した分は打ち消されずに残るためである。このように誤差Ｔerrの変動は、上記の時刻Ｔ５～Ｔ８の期間において測定性能に影響を与える。また、時刻を生成するクロックは通信装置１と２の間で同期していることが望ましい。例えば、通信装置１が有している時刻生成用のクロックと通信装置２が有している時刻生成用のクロックとが、主信号の伝送で使用される波長λ1およびλ2とは別の波長λ0を使用して同期することが考えられる。この場合は誤差Ｔerrの変動を最小限に抑えることができる。また、時刻が主信号の伝送で使用される波長λ1によってクロック同期し、かつ通信装置１および２が２波長の送受信を同時に行える構成ではない場合、波長λ1から波長λ2に切り替わっている期間は同期が外れる。同期が外れている期間において、通信装置１および２は、ローカルのクロックを使用して自走する必要があり、この期間に誤差Ｔerrが変動する可能性がある。そのため、通信装置１および２が備えるクロック発生器は、図２に示した時刻Ｔ５からＴ７までを含む期間のうち、波長をλ1からλ2へ切り替えた状態での動作を行う時間において、所望の測定粒度に対し十分に変動を小さくできる性能とする必要がある。すなわち、通信装置１および２は、波長λ1での通信が停止する期間において所望の測定粒度を実現可能な程度に誤差Ｔerrの変動を抑えることが可能な性能のクロック発生器を備える。

　図２に示した片方向の伝送遅延時間を測定する通信装置１および２の構成について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態にかかる通信装置１および２の構成例を示す図である。通信装置１および２は通信システム１００を構成している。

　通信装置１は、受信部１１、デシリアライザ１２、ＯＨ処理部１３、遅延補償部１４、シリアライザ１５、送信部１６、受信部１７、デシリアライザ１８、フレーム同期部１９、ＯＨ処理部２０、シリアライザ２１、送信部２２、タイムスタンプ生成部２３、遅延測定部２４および波長変更部２５を備える。

　通信装置２は、受信部３１、デシリアライザ３２、フレーム同期部３３、ＯＨ処理部３４、シリアライザ３５、送信部３６、受信部３７、デシリアライザ３８、ＯＨ処理部３９、遅延補償部４０、シリアライザ４１、送信部４２および遅延測定部４３を備える。

　なお、通信装置１および２は双方向の光通信を行うため、同じ機能を有しているが、図３では、図２に示した伝送遅延時間の測定で必要な構成要素を通信装置１および２の内部に記載し、その他の構成要素については記載を省略している。

　通信装置１の送信部２２，通信装置２の送信部３６は、電気信号または光信号を送信する送信器である。通信装置１の受信部１１，通信装置２の受信部３７は、電気信号を受信する受信器または光信号を受信して電気信号に変換する光受信器である。通信装置１の送信部１６，通信装置２の送信部４２は、電気信号を光信号に変換して送信する光送信器である。通信装置１の受信部１７，通信装置２の受信部３１は、光信号を受信して電気信号に変換する光受信器である。

　通信装置１が通信装置２へ光信号を送信する場合の各部の動作を説明する。本実施の形態では、モバイルフロントホール信号であるＣＰＲＩ信号をクライアント信号として通信装置１がＣｌｉｅｎｔ側から受信し、光信号に変換して通信装置２へ送信するものとして説明を行う。ただし、クライアント信号をＣＰＲＩ信号に限定するものではない。ＣＰＲＩ信号以外の信号を送信する構成であってもよい。

　通信装置１の受信部１１は、Ｃｌｉｅｎｔ側からＣＰＲＩ信号であるクライアント信号を受信し、デシリアライザ１２へ出力する。受信部１１が出力する信号は直列化された状態のデジタル信号である。デシリアライザ１２は、受信部１１からクライアント信号が入力されると、シリアル－パラレル変換を行い並列化してＯＨ処理部１３へ出力する。ＯＨ処理部１３は、デシリアライザ１２で並列化されたクライアント信号に対して、フレーム同期、遅延測定、品質管理、誤り訂正などのための情報を格納する領域を含むオーバヘッド（ＯＨ：Over　Head）を付加する。遅延補償部１４は、ＯＨ処理部１３でオーバヘッドが付加されたクライアント信号を受け取り、遅延測定部２４から指示された時間にわたって保持した後にシリアライザ１５へ出力する。遅延補償部１４は、深さを変更可能なＦＩＦＯで構成されることが望ましく、図２に示した手順を実行して時刻同期処理および遅延時間の測定を行う際には、入力信号に対して与える遅延量を最も小さい値としておくことが望ましい。シリアライザ１５は、遅延補償部１４からクライアント信号が入力されると、パラレル－シリアル変換を行い高速のシリアル信号に変換して送信部１６へ出力する。送信部１６は、シリアライザ１５から入力されたシリアル信号を光信号に変換してＬｉｎｅ側へ送信する。

　通信装置２の受信部３１は、通信装置１から送信された光信号を受信し、電気信号に変換してデシリアライザ３２へ出力する。受信部３１が出力する信号は直列化された状態のデジタル信号である。デシリアライザ３２は、受信部３１からクライアント信号が入力されると、シリアル－パラレル変換を行い並列化し、低速のパラレル信号を生成する。フレーム同期部３３は、デシリアライザ３２からの入力信号を解析してフレームの先頭を検出し、フレーム先頭がパラレル展開後の規定のビット位置となるようにバレルシフトさせてＯＨ処理部３４へ出力する。フレーム同期部３３は、オーバヘッド内のフレーム同期のための固定ビットパタン情報を検出することによりフレームの先頭を検出する。ＯＨ処理部３４は、フレーム同期部３３からクライアント信号が入力されると、通信装置１のＯＨ処理部１３で付加されたオーバヘッドを除去してシリアライザ３５へ出力する。シリアライザ３５は、オーバヘッドが除去された後のクライアント信号がＯＨ処理部３４から入力されると、パラレル－シリアル変換を行い直列化して送信部３６へ出力する。送信部３６は、シリアライザ３５で直列化されたクライアント信号を外部すなわちＣｌｉｅｎｔ側へ送信する。

　通信装置１が通信装置２へ光信号を送信する場合の各部の動作を説明したが、通信装置２が通信装置１へ光信号を送信する場合の各部の動作も同様である。通信装置２が通信装置１へ光信号を送信する場合、通信装置２の受信部３７、デシリアライザ３８、ＯＨ処理部３９、遅延補償部４０、シリアライザ４１および送信部４２は、上述した通信装置１の受信部１１、デシリアライザ１２、ＯＨ処理部１３、遅延補償部１４、シリアライザ１５および送信部１６と同様の処理を行う。通信装置１の受信部１７、デシリアライザ１８、フレーム同期部１９、ＯＨ処理部２０、シリアライザ２１および送信部２２は、上述した通信装置２の受信部３１、デシリアライザ３２、フレーム同期部３３、ＯＨ処理部３４、シリアライザ３５および送信部３６と同様の処理を行う。

　通信装置１のタイムスタンプ生成部２３は、ＯＨ処理部１３が生成するオーバヘッドに付与するタイムスタンプを生成する。遅延測定部２４は、通信装置２との間で伝送遅延時間を測定する場合に、測定動作に関係する各部を制御する。また、上り方向と下り方向の伝送遅延時間の差を通信装置１側で行う必要がある場合には遅延補償部１４に対して、入力信号に与える遅延量を指示する。波長変更部２５は、通信装置２との間で伝送遅延時間を測定する場合に、送信部１６が送信する光信号の波長の指示を送信部１６に対して行う。通信装置２の遅延測定部４３は、通信装置１との間で伝送遅延時間を測定する場合に、測定動作に関係する各部を制御する。

　つづいて、通信装置１と２の間で上り方向と下り方向の伝送遅延時間の差を補償する場合の動作について説明する。

　まず、通信装置１の遅延測定部２４は、波長変更部２５に測定する波長λ1を指定する。波長変更部２５は、送信部１６に対して波長λ1の光信号の送信を指示し、指示に従って送信部１６が光信号を送信することにより、通信装置１と通信装置２との間で通信を確立する。ここで、通信装置２にも波長情報を通知する必要がある場合は、監視用波長または別回線を使用して通信装置２へ使用波長を通知する。次に、通信装置１と通信装置２との間で時刻同期を行う。時刻同期は主信号を使用して行ってもよいし、別波長を用いて行っても良い。別波長を用いて行う場合には、片方向遅延計測中も常に同期した時刻同期が可能となるため、高精度の補正が期待できる。時刻同期は、図２を用いて説明した手順で行う。時刻同期が完了した後、通信装置１は、タイムスタンプ生成部２３がタイムスタンプを生成し、これをＯＨ処理部１３がオーバヘッドに挿入して遅延測定用フレームを生成する。このとき、遅延補償部１４およびシリアライザ１５を固定遅延としておく必要がある。遅延時間が一番小さくなるように遅延補償部１４およびシリアライザ１５を設定しておくことが望ましい。また、測定誤差を低減するために、タイムスタンプは送信部１６から光信号が送出されるタイミングに最も近い値を挿入することが望ましい。そのため、タイムスタンプ生成部２３は、遅延補償部１４およびシリアライザ１５で発生する処理遅延時間をあらかじめ加算した値を示すタイムスタンプを生成することが望ましい。

　通信装置１が送信した遅延測定用フレームは通信装置２の受信部３１で受信され、デシリアライザ３２およびフレーム同期部３３を介してＯＨ処理部３４に入力される。ＯＨ処理部３４は、遅延測定用フレームを受信するとオーバヘッドに含まれているタイムスタンプを検出する。遅延測定部４３は、遅延測定用フレームを受信したときのデシリアライザ３２での位相と、フレーム同期部３３でのバレルシフト量とを補償し、遅延測定用フレームの受信時刻を記録するとともに、オーバヘッドに含まれていたタイムスタンプを記録する。遅延測定部４３は、受信部３１において該当ビットの光信号が受信された時刻に最も近くなる値を受信時刻として記録することが望ましい。ここで該当ビットとは、例えば、タイムスタンプが挿入される領域の先頭ビットなどである。

　通信装置１では、λ1の遅延測定用フレームを送出した後、遅延測定部２４が波長変更部２５に対して、測定する波長のλ2への切り替えを指示する。ここで、時刻同期を別波長すなわちλ1およびλ2以外の波長を用いて行っていない場合は、波長の変更によって同期が外れることが考えられる。同期が外れるシステムであった場合は、波長変更により同期が外れて再同期が行われた後、時刻同期を行うことなくλ2での遅延測定用フレームを送出する。λ2での遅延測定用フレームの送信動作は、上述したλ1での遅延測定用フレームの送信動作と同様である。波長変更によって同期が外れている間、通信装置２はクロックが自走するため、すなわちローカルのクロックに基づいて動作するため、通信装置１と通信装置２の時刻の誤差Ｔerrが変動する可能性がある。そのため、同期が外れている時間は短くすることが望ましい。別波長を用いて時刻同期を行っている場合においては、波長変更により同期外れが発生して誤差Ｔerrが変動することはないため、λ2への切り替えに要する時間は長くてもよい。

　通信装置２は、λ2の遅延測定用フレームを受信すると、λ1の遅延測定用フレームを受信した場合と同様の手順により、λ2の遅延測定用フレームの受信時刻および遅延測定用フレームのオーバヘッドに含まれていたタイムスタンプを記録する。

　通信装置２の遅延測定部４３は、λ2の遅延測定用フレームを受信して受信時刻およびタイムスタンプを記録した後、記録した４つの情報、具体的には、λ1の遅延測定用フレームの受信時刻およびオーバヘッドに含まれていたタイムスタンプが示すλ1の遅延測定用フレームの送信時刻と、λ1の遅延測定用フレームの受信時刻およびオーバヘッドに含まれていたタイムスタンプが示すλ1の遅延測定用フレームの送信時刻と、を用いて、上述した方法で片方向の遅延時間を算出する。

　下り方向の遅延時間である通信装置１から通信装置２への遅延時間および上り方向の遅延時間である通信装置２から通信装置１への遅延時間の算出が終了すると、通信装置１または通信装置２において、上り方向の遅延時間と下り方向の遅延時間との差を補償する。

　例えば、［通信装置１から通信装置２への遅延時間］が［通信装置２から通信装置１への遅延時間］よりも大きい場合、通信装置２の遅延補償部４０およびシリアライザ４１において遅延時間の差を補償する。

　遅延補償部４０による補償動作について説明する。図４は、遅延補償部４０の構成例および動作例を示す図である。

　遅延補償部４０は、バッファ部５１およびバレルシフト処理部５２を備える。バッファ部５１は６４個のＦＩＦＯにより構成され、バレルシフト処理部５２はバレルシフタにより構成される。

　遅延補償部４０による補償動作では、まず、バッファ部５１においてＦＩＦＯの深さを変更することで、内部クロックの動作速度すなわち図３に示したデシリアライザ３８で信号をパラレル展開した後の回路動作速度で疎調整を行う。バッファ部５１は、並列数が６４のパラレル信号に並列化された送信信号に対して内部クロックの動作速度に基づく時間単位で遅延を与える。次に、バレルシフト処理部５２がバッファ部５１から出力された各信号をバレルシフトさせることで、ラインレートすなわちシリアル通信レートで細かな遅延調整を行う。すなわち、バレルシフト処理部５２は、対向装置である通信装置１との間の通信レートに基づく時間単位で、Ｌａｎｅ＃１～＃６４へ出力する各送信信号に遅延を与える。具体的には、バレルシフト処理部５２は、バッファ部５１で遅延が与えられた後の各送信信号を、上り方向の遅延時間と下り方向の遅延時間との差、すなわち第１の通信装置へ信号を送信する場合の伝送遅延時間と第１の通信装置から信号を受信する場合の伝送遅延時間との差である遅延時間差に応じたシフト量でシフトさせる。図４に示した例では、入力された信号を１ｂｉｔバレルシフトさせることにより１ｂｉｔ分の遅延を送信信号に付加している。１ビット分の遅延はＬｉｎｅ側の信号の周波数の逆数であり、図４ではＬｉｎｅ側の信号が１０ＧＨｚであるため１００ｐｓとなる。この場合、パラレル展開された状態の回路動作速度は１５６．２５ＭＨｚである。バッファ部５１のＦＩＦＯの深さ、およびバレルシフト処理部５２で与えるシフト量は、通信装置１から通信装置２への遅延時間と通信装置２から通信装置１への遅延時間の差に基づいて遅延測定部４３が決定する。

　［通信装置１から通信装置２への遅延時間］が［通信装置２から通信装置１への遅延時間］よりも大きい場合について説明したが、［通信装置１から通信装置２への遅延時間］が［通信装置２から通信装置１への遅延時間］よりも小さい場合は通信装置１の遅延補償部１４において同様の調整を実施する。通信装置１側で調整が必要な場合は、通信装置２から通信装置１に対して、補償すべき遅延時間の値を示す遅延補正情報を送信する。または、通信装置２から通信装置１に対して、各波長を用いて送信された遅延測定用フレームの受信時刻および波長情報を送信する。

　通信装置１，２において、遅延補償部１４，４０は内部回路を簡単にするためにＬｉｎｅ側の送信部１６，４２の前に配置されることが望ましい。現実的には、遅延補償部１４，４０はシリアライザ１５，４１の直前に置かれることが望ましい。なお、図３に示した例ではＬｉｎｅ側のシリアライザ１５，４１の直前に遅延補償部１４，４０が置かれているが、Ｃｌｉｅｎｔ側のシリアライザ２１，３５の直前に置いても上記手法により目的を達成することができる。

　また、通信装置１，２へ入力されるＣｌｉｅｎｔ信号は複数でもよく、複数のＣｌｉｅｎｔ信号を多重化して伝送するシステムであっても同様の構成により同様の効果が得られる。

　また、通信装置１，２が同時に複数の波長を送受信できる構成である場合、図２に示した例では時刻Ｔ５と時刻Ｔ７とに分けて送信する遅延測定用フレームを同時に送信するようにしてもよい。遅延測定用フレームを異なる波長で同時刻に送信する構成とした場合、同期外れ時間を無くすことができる。また、このような構成とした場合には、時刻同期を行うための処理が不要となり、通信装置２はλ1の遅延測定用フレームが到着してからλ2の遅延測定用フレームが到着するまでの時刻の差を算出すればよい。

　このように、本実施の形態にかかる通信システムにおいて、通信装置１は、異なる２つの波長を使用して遅延測定用信号である遅延測定用フレームを送信し、通信装置２は、通信装置１が遅延測定用フレームを送信した時刻と、遅延測定用フレームを受信した時刻とに基づいて、通信装置１から通信装置２へ向かう下り伝送路上での遅延時間と通信装置２から通信装置１へ向かう上り伝送路上での遅延時間との差を算出し、算出した差に基づいて、通信装置１または２が送信信号に対して与える遅延の量を決定することとした。これにより、上り方向と下り方向との遅延時間差を補償して遅延時間差を規定時間以内におさめることが可能な通信装置を実現できる。

　上述した通信装置１のＯＨ処理部１３，２０、フレーム同期部１９、タイムスタンプ生成部２３、遅延測定部２４および波長変更部２５は、これらの各部の機能に対応する処理を実行する処理回路より実現される。また、通信装置２のフレーム同期部３３、ＯＨ処理部３４，３９および遅延測定部４３もこれらの各部の機能に対応する処理を実行する処理回路より実現される。

　上記の処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central　Processing　Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）ともいう）であってもよい。

　処理回路が専用のハードウェアである場合のハードウェア構成を図５に示す。図５に示した処理回路２００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。通信装置１の上記各部の機能それぞれを個別の処理回路で実現してもよいし、各部の機能のいくつかをまとめて１つまたは複数の処理回路で実現してもよい。同様に、通信装置２の上記各部の機能それぞれを個別の処理回路で実現してもよいし、各部の機能のいくつかをまとめて１つまたは複数の処理回路で実現してもよい。

　処理回路がＣＰＵである場合のハードウェア構成を図６に示す。この場合、処理回路は、プロセッサ２０１およびメモリ２０２で構成される。図６に示した処理回路では、プロセッサ２０１が、メモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、通信装置１の上記各部の機能、または、通信装置２の上記各部の機能を実現する。メモリ２０２は、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically　Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。

　なお、通信装置１のＯＨ処理部１３，２０、フレーム同期部１９、タイムスタンプ生成部２３、遅延測定部２４および波長変更部２５の一部を図５に示した処理回路２００で実現し、残りを図６に示したプロセッサ２０１およびメモリ２０２で実現するようにしてもよい。同様に、通信装置２のフレーム同期部３３、ＯＨ処理部３４，３９および遅延測定部４３の一部を図５に示した処理回路２００で実現し、残りを図６に示したプロセッサ２０１およびメモリ２０２で実現するようにしてもよい。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１，２　通信装置、１１，１７，３１，３７　受信部、１２，１８，３２，３８　デシリアライザ、１３，２０，３４，３９　ＯＨ処理部、１４，４０　遅延補償部、１５，２１，３５，４１　シリアライザ、１６，２２，３６，４２　送信部、１９，３３　フレーム同期部、２３　タイムスタンプ生成部、２４，４３　遅延測定部、２５　波長変更部、５１　バッファ部、５２　バレルシフト処理部。

Claims

　光ファイバで接続された対向装置から第１の波長を使用して送信された遅延測定用信号の受信時刻と、前記対向装置から前記第１の波長とは異なる第２の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号の受信時刻とに基づいて、前記第１の波長を使用した場合の前記対向装置との間の伝送遅延時間と前記第２の波長を使用した場合の前記対向装置との間の伝送遅延時間との差を算出する遅延測定部と、
　前記遅延測定部が算出した前記差に基づいて、前記対向装置へ信号を送信する場合の伝送遅延時間と前記対向装置から信号を受信する場合の伝送遅延時間との差である遅延時間差を補償する遅延補償部と、
　を備えることを特徴とする通信装置。
　前記対向装置へ信号を送信する場合の伝送遅延時間が前記対向装置から信号を受信する場合の伝送遅延時間よりも小さい場合、
　前記遅延補償部が前記遅延時間差を補償することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
　前記対向装置へ信号を送信する場合の伝送遅延時間が前記対向装置から信号を受信する場合の伝送遅延時間よりも大きい場合、
　前記遅延時間差を前記対向装置へ通知し、前記遅延時間差を前記対向装置側で補償させることを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
　前記対向装置が前記第１の波長および前記第２の波長を同時に使用して前記遅延測定用信号を送信する場合、
　前記遅延測定部は、前記第１の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号の受信時刻と前記第２の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号の受信時刻との差を算出して、前記第１の波長を使用した場合の前記対向装置との間の伝送遅延時間と前記第２の波長を使用した場合の前記対向装置との間の伝送遅延時間との差とする、
　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の通信装置。
　前記対向装置が前記第１の波長を使用して前記遅延測定用信号を送信する時刻と前記対向装置が前記第２の波長を使用して前記遅延測定用信号を送信する時刻とが異なる場合、
　前記遅延測定部は、前記対向装置との間で時刻同期処理を実行し、その後、前記第１の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号の受信時刻および当該遅延測定用信号が送信された時刻と、前記第２の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号の受信時刻および当該遅延測定用信号が送信された時刻と、に基づいて、前記第１の波長を使用した場合の前記対向装置との間の伝送遅延時間と前記第２の波長を使用した場合の前記対向装置との間の伝送遅延時間との差を算出する、
　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の通信装置。
　前記第１の波長および前記第２の波長とは異なる波長を使用して前記対向装置との間で前記時刻同期処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
　前記対向装置へ信号を送信する場合に使用する伝送路である第１の伝送路の長さと前記対向装置から信号を受信する場合に使用する伝送路である第２の伝送路の長さが異なる場合、
　前記遅延測定部は、
　前記対向装置から前記第１の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号を前記第１の伝送路経由で受信したときの受信時刻と、前記対向装置から前記第２の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号を前記第１の伝送路経由で受信したときの受信時刻と、に基づいて、前記第１の伝送路における伝送遅延時間を算出し、
　前記対向装置から前記第１の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号を前記第２の伝送路経由で受信したときの受信時刻と、前記対向装置から前記第２の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号を前記第２の伝送路経由で受信したときの受信時刻と、に基づいて、前記第２の伝送路における伝送遅延時間を算出し、
　前記第１の伝送路における伝送遅延時間および前記第２の伝送路における伝送遅延時間に基づいて前記遅延時間差を算出する、
　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の通信装置。
　前記遅延補償部は、
　送信信号に対して内部クロックの動作速度に基づく時間単位で遅延を与えるバッファ部と、
　前記バッファ部で遅延が与えられた後の送信信号を前記遅延時間に応じたシフト量でシフトさせ、前記対向装置との間の通信レートに基づく時間単位で遅延を与えるバレルシフト処理部と、
　を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の通信装置。
　光ファイバで接続された対向装置に対して、第１の波長を使用して遅延測定用信号を送信するとともに前記第１の波長とは異なる第２の波長を使用して前記遅延測定用信号を送信する送信部と、
　前記遅延測定用信号の受信時刻に基づき前記対向装置で決定された遅延量の遅延を前記対向装置へ送信する信号に与える遅延補償部と、
　を備えることを特徴とする通信装置。
　光ファイバで接続された第１の通信装置および第２の通信装置を含んで構成された通信システムであって、
　前記第１の通信装置は、
　第１の波長を使用して遅延測定用信号を送信するとともに前記第１の波長とは異なる第２の波長を使用して前記遅延測定用信号を送信する送信部、
　を備え、
　前記第２の通信装置は、
　前記第１の通信装置が前記第１の波長を使用して送信した前記遅延測定用信号および前記第１の通信装置が前記第２の波長を使用して送信した前記遅延測定用信号を受信する受信部と、
　前記第１の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号の受信時刻と前記第２の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号の受信時刻とに基づいて、前記第１の波長を使用した場合の前記第１の通信装置との間の伝送遅延時間と前記第２の波長を使用した場合の前記第１の通信装置との間の伝送遅延時間との差を算出する遅延測定部と、
　前記遅延測定部で算出された前記差に基づいて前記遅延時間差を補償する遅延補償部と、
　を備えることを特徴とする通信システム。
　光ファイバで接続された第１の通信装置および第２の通信装置を含んで構成された通信システムにおいて、前記第１の通信装置から前記第２の通信装置へ信号を送信する場合の伝送遅延時間と前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ信号を送信する場合の伝送遅延時間との差である遅延時間差を補償する遅延補償方法であって、
　前記第１の通信装置が、第１の波長を使用して送信された遅延測定用信号を送信するとともに前記第１の波長とは異なる第２の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号を送信する送信ステップと、
　前記第２の通信装置が、前記第１の通信装置が前記第１の波長を使用して送信した前記遅延測定用信号および前記第１の通信装置が前記第２の波長を使用して送信した前記遅延測定用信号を受信する受信ステップと、
　前記第２の通信装置が、前記第１の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号の受信時刻と前記第２の波長を使用して送信された前記遅延測定用信号の受信時刻とに基づいて、前記遅延時間差を補償するための補償量を算出する算出ステップと、
　前記第１の通信装置または前記第２の通信装置が、前記補償量に基づいて前記遅延時間差を補償する補償ステップと、
　を含むことを特徴とする遅延補償方法。