特許 5856661 フレームデータ処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5856661

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月10日

(54)【発明の名称】フレームデータ処理方法

(51)【国際特許分類】

   H04J 3/00 20060101AFI20160128BHJP

   H04L 29/06 20060101ALI20160128BHJP

   H04J 14/08 20060101ALI20160128BHJP

【ＦＩ】

   H04J3/00 U

   H04L13/00 305B

   H04B9/00 D

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-167776(P2014-167776)

(22)【出願日】2014年8月20日

【審査請求日】2014年8月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】591230295

【氏名又は名称】ＮＴＴエレクトロニクス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 靖行

(72)【発明者】

【氏名】池田 将之

(72)【発明者】

【氏名】大原 拓也

(72)【発明者】

【氏名】北村 圭

(72)【発明者】

【氏名】木坂 由明

(72)【発明者】

【氏名】片岡 智由

【審査官】 阿部 弘

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／００５１５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２１７９４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｊ ３

Ｈ０４Ｊ １４

Ｈ０４Ｌ ２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のペイロード領域と前記第１のペイロード領域についての第１のパリティ演算値を含む第１のオーバーヘッド領域とを有する第１のフレームを、第２のオーバーヘッド領域と第２のペイロード領域とを有する第２のフレームにマッピングするフレームデータ処理方法であって、
前記第１のオーバーヘッド領域と一部の領域が削除された前記第１のペイロード領域とを、前記第２のペイロードにマッピングすることと、
前記第１のパリティ演算値の演算方式で、前記第１のペイロード領域から削除された前記一部の領域についての第２のパリティ演算値を求め、前記第２のペイロードにマッピングすることと
を備える、ことを特徴とするフレームデータ処理方法。

【請求項2】

前記第１のペイロード領域はユーザデータ領域とスタッフ領域とを含み、
前記第１のペイロード領域から削除された前記一部の領域は、前記スタッフ領域と前記ユーザデータ領域内のダミーデータとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のフレームデータ処理方法。

【請求項3】

前記演算方式は、ＢＩＰ−８である、ことを特徴とする請求項１または２に記載のフレームデータ処理方法。

【請求項4】

前記第１のフレームは、ＯＤＴＵ４．ｔｓが多重されたＯＴＵ４フレームであり、前記第１のペイロード領域から削除された前記一部の領域は、ＴＳ４０−８０の領域を含む、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフレームデータ処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フレームデータ処理方法に関し、より詳細には、パリティ情報を含むオーバーヘッドとペイロードからなるオリジナルフレームの一部を削除して新たなフレームにマッピングする際に、オリジナルフレームのパリティ情報を含むオーバーヘッドがトランスペアレントとなるように、オリジナルフレームの一部を削除するフレームデータ処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光伝送システムの大容量化することが可能なＷＤＭ（波長分割多重）技術の研究開発が行われている。また、ＷＤＭ技術と同様に光伝送システムを大容量化することが可能な技術として、コヒーレント通信技術も研究開発も盛んに行われている。光伝送システムの大容量化と平行して、ＬＡＮ等で通信されるクライアントデータのビットレートも大容量化している。今日では、大容量化したクライアントデータ（例えば、１００Ｇｂｐs）を光伝送システムのライン信号に直接収容して伝送したいというニーズも高まっており、これを実現すべく研究も盛んに行われている。

【0003】

図３は、複数サブキャリアを用いてクライアントデータを伝送する光伝送システム集積回路（ＬＳＩ）の概略構成図である。図３の光伝送システムＬＳＩ（１０）は、送信用と受信用に１００Ｇｂｐｓ高速Ｉ／Ｆ（１２，２２）をそれぞれ１つずつ備える。これらの１００Ｇｂｐｓ高速Ｉ／Ｆを介して、クライアントの機器（例えば、ルータ）と光伝送システムＬＳＩ（１０）との間で１００Ｇｂｐｓのクライアント信号の入出力が行われる。

【0004】

図３において光変調器／光源１５０は、光源とＩＱ変調器の組を２つ構え、ＩＱ変調器からの出力を偏波多重して伝送路へ出力する。受光器１８０は、光ファイバ伝送路から入射する光（対向する光変調器／光源で偏波多重された伝送路を伝播した光）を光電変換して出力する。

【0005】

１００Ｇ用シンボルマッピング部１４は、１００Ｇｂｐｓ高速Ｉ／Ｆ（１２）から入力された１００Ｇｂｐｓのクライアント信号を１００Ｇｂｐｓの光伝送用の伝送フレーム（例えば、ＯＴＵ４フレーム（１１２Ｇｂｐｓ））に収容し、クライアント信号が２ビット毎にマッピングされる（割り当てられる）ＱＰＳＫ変調のシンボルを決定し、決定したシンボルに相当する振幅と位相（角度）を出力する。各偏波に２ビットが割り当てられるので、１００Ｇ用シンボルマッピング部１２におけるシンボルレートは、２５Ｇｓｐｓ（シンボル／秒）である。

【0006】

デジタルコヒーレント信号処理部１６は、１００Ｇ用シンボルマッピング部１４からのシンボルに基づき、変調器／光源１５０へ供給される変調信号を生成して出力する。

【0007】

デジタルコヒーレント信号処理部２６は、受光器１８０からの信号に基づいて、歪補償、クロック抽出、位相推定、及びシンボル識別などのデジタル信号処理を行い、識別されたシンボルを出力する。

【0008】

１００Ｇ用シンボルデマッピング部２４は、デジタルコヒーレント信号処理部２６から出力されたシンボルをデマッピングしてビット値を出力する（シンボルに割り当てられたビット値を決定して出力する）。詳細には、１００Ｇ用シンボルデマッピング部２４において、デマッピングされたビット値は、光伝送用の伝送フレーム（上記例では、ＯＴＵ４フレーム）を構成するビット値であり、伝送フレーム内のクライアント信号に相当するビット値が出力される。

【0009】

１００Ｇｂｐｓ高速Ｉ／Ｆ（２２）は、１００Ｇ用シンボルデマッピング部２４からのビット値を、光伝送システムＬＳＩ（２２）の外に受信したクライアント信号として出力するために用いられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、光伝送システムのライン信号のビットレートは、光ファイバ伝送路における伝送特性や変調方式に起因して制限される場合があり、クライアント信号を収容した伝送フレームのすべてを光伝送システムのライン信号に直接収容しきれない場合がある。このような場合においても、伝送するデータ量をライン信号に収容できる範囲に調整して伝送したいというニーズが存在する。

【0011】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、オリジナルの伝送フレームのパリティ情報を含むオーバーヘッドがトランスペアレントとなるように、オリジナルフレームの一部を削除するフレームデータ処理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、フレームデータ処理方法である。このフレームデータ処理方法は、第１のペイロード領域と第１のペイロード領域についての第１のパリティ演算値を含む第１のオーバーヘッド領域とを有する第１のフレームを、第２のオーバーヘッド領域と第２のペイロード領域とを有する第２のフレームにマッピングすることを備える。また、このフレームデータ処理方法は、第１のオーバーヘッド領域と一部の領域が削除された第１のペイロード領域を、第２のペイロードにマッピングする。また、このフレームデータ処理方法は、第１のパリティ演算値の演算方式で、第１のペイロード領域から削除された一部の領域についての第２のパリティ演算値を求めて第２のペイロードにマッピングする。

【0013】

一実施形態では、第１のペイロード領域はユーザデータ領域とスタッフ領域とを含み、第１のペイロード領域のうち、スタッフ領域とユーザデータ領域内のダミーデータが削除され、第１のペイロード領域のうちの残りの領域が、当該残りの領域についてのパリティ演算値（すなわち、第２のパリティ演算値）とともに、第２のペイロードにマッピングされる。第１のフレームを、ＯＤＴＵ４．ｔｓが多重されたＯＴＵ４フレームとしてもよく、パリティ演算値を求める演算方式を、ＢＩＰ−８としてもよい。

【発明の効果】

【0014】

以上説明したように、本発明によれば、オリジナルの伝送フレームのパリティ情報を含むオーバーヘッドがトランスペアレントとなるように、オリジナルフレームの一部を削除する方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係るパリティ情報を維持したフレームデータ削減方法を実装可能な光伝送システム集積回路を用いた光伝送システムを示す構成例を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るパリティ情報を維持したフレームデータ削減方法を説明するための図である。

【図3】複数サブキャリアを用いてクライアントデータを伝送する光伝送システム集積回路の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。図面において同一または類似する符号は、同一または類似する要素を示す。したがって、同一または類似する要素についての繰り返しの説明は省略する。以下の説明では、送信側のクライアント機器から入力されたクライアント信号を受信側のクライアント機器へ伝送する光伝送システムにおいて、クライアント信号が収容された１００ＧｂｐｓのＯＤＵ４／ＯＴＵ４フレームをコヒーレント通信方式で伝送するか、あるいはＯＤＵ４の一部を削除して５０Ｇｂｐｓの新たなフレームにマッピングした信号（本明細書において「送信信号」ともいう。）をコヒーレント通信方式で伝送する例を説明する。しかしながら、本願発明は、このような具体的な数値例に限定されるものではなく、一般性を失うことは他の数値においても実施することもできることは言うまでもない。

【0017】

はじめに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るパリティ情報を維持したフレームデータ削減方法を実装可能な光伝送システム集積回路（ＬＳＩ）の例を説明する。図１の光伝送システムＬＳＩ１００は、送信側と受信側に１００Ｇｂｐｓ高速Ｉ／Ｆをそれぞれ１つずつ備える。光伝送システムＬＳＩ１００は、この１００Ｇｂｐｓ高速ＩＦ１２を介して、１００Ｇｂｐｓのクライアント信号を入力することができる。例えば、入力されたクライアント信号は、フレーム化部（不図示）においてＯＤＵ４．ｔｓが多重された１００ＧｂｐｓのＯＤＵ４フレーム（図２（ａ））にマッピングされる。

【0018】

光伝送システムＬＳＩ１００には、ＯＤＵ４フレームを伝送フレーム（ＯＴＵ４フレーム）にマッピングして送信信号とし、１００Ｇｂｐｓの変調方式（ＱＰＳＫ）のシンボルに、送信信号の所定数のビットをマッピングする（割り当てる）シンボルを決定する１００Ｇ用シンボルマッピング回路１４が備えられている。上述したように、１００Ｇ用シンボルマッピング回路１４は、決定したシンボルに相当する振幅と位相（角度）を出力する。

【0019】

光伝送システムＬＳＩ１００は、ＯＤＵ４フレーム（本明細書において、オリジナルフレームともいう。）の一部を（すなわち、５０Ｇｂｐｓの実データビット）を抽出して５０Ｇｂｐｓのフレーム（本明細書において、新たなフレームともいう。）にマッピングする信号抽出／５０Ｇフレーム化部１２２を備える。オリジナルフレームの一部を削除して新たなフレーム（図２（ｂ））にマッピングする、パリティ情報を維持してフレームデータを削減する方法については後述する。

【0020】

５０Ｇ用シンボルマッピング部１２４は、新たなフレームを伝送フレームにマッピングして送信信号とし、上述した１００Ｇ用シンボルマッピング部１４と同様に、５０Ｇｂｐｓの新たなフレームがマッピングされた送信信号が１ビット毎にマッピングされる（割り当てられる）ＢＰＳＫ変調のシンボルを決定し、出力する。各偏波に１ビットが割り当てられるので、５０Ｇ用シンボルマッピング部１２４におけるシンボルレートは、１００Ｇ用シンボルマッピング部１２と同様に、２５Ｇｓｐｓである。５０Ｇ用シンボルマッピング部１２４および１００Ｇ用シンボルマッピング部１４からの出力は、それぞれにおいて決定したシンボルに相当する振幅と位相（角度）である。

【0021】

光伝送システムＬＳＩ１００は、シンボルマッピング部（１４，１２４）からの出力の１つを選択してデジタルコヒーレント信号処理部１４４へ入力するセレクタ１３４を備える。

【0022】

デジタルコヒーレント信号処理部１４４は、セレクタ１３４により選択されたシンボルマッピング部に対応する変調方式にしたがって変調信号（例えば、振幅と位相）に対してデジタルコヒーレント信号処理を実行し出力する。デジタルコヒーレント信号処理部１４４からの変調信号は、光変調器／光源１６（不図示）へ供給される。

【0023】

他方、光伝送システム集積回路（ＬＳＩ）１００は、受信側に、受光器５６（不図示）からの信号に基づいて、クロック抽出、位相推定、及びシンボル識別などのデジタル信号処理を行い、識別されたシンボルを出力するデジタルコヒーレント信号処理部１５４を備える。識別されたシンボルは、セレクタ１７４を介して、送信側のセレクタ１３４により選択されたシンボルマッピング部に対応するデマッピング部（２４および１６４のいずれか）へ供給される。デジタルコヒーレント信号処理部１５４は、信号品質監視機能を有していても良い。光伝送システム集積回路（ＬＳＩ）は、信号品質に基づいて、１００Ｇｂｐｓの光伝送とするか、または５０Ｇｂｐｓの光伝送とするかの決定をしても良い。

【0024】

１００Ｇ用シンボルデマッピング部２４は、デジタルコヒーレント信号処理部１５４からのシンボルをデマッピングしてビット値を出力する（シンボルに割り当てられたビット値（１偏波当たり２ビットで、合計４ビット）を決定して出力する）。１００Ｇ用シンボルデマッピング部２４の出力は、対向する光伝送システムＬＳＩの送信側における送信信号（すなわち、１００ＧｂｐｓのクライアントがマッピングされたＯＤＵ４フレーム）である。

【0025】

５０Ｇ用シンボルデマッピング部１６４は、デジタルコヒーレント信号処理部１５４からのシンボルをデマッピングしてビット値を出力する（シンボルに割り当てられたビット値（１偏波当たり１ビットで、合計２ビット）を決定して出力する）。５０Ｇ用シンボルデマッピング部１６４の出力は、対向する光伝送システムＬＳＩの送信側における５０Ｇｂｐｓの送信信号（すなわち、（すなわち、ＯＤＵ４の一部が削除されてマッピングされた新たなフレーム））である。

【0026】

光伝送システムＬＳＩ（１００）は、５０Ｇ用シンボルデマッピング部１６４からの５０Ｇｂｐｓの新たなフレームにダミー信号を挿入して１００Ｇｂｐｓのフレーム（ＯＴＵ４）にマッピングする１００Ｇフレーム化部１６２を備える。

【0027】

デフレーム化部（不図示）で、１００Ｇ用シンボルデマッピング部５２または１００Ｇフレーム化部１６２からの１００Ｇｂｐｓの信号（ＯＴＵ４フレーム）からクライアント信号が抽出され、１００Ｇｂｐｓ高速ＩＦ（５０−１）から出力される。

【0028】

次に、図２を参照して、本発明の一実施形態に係るパリティ情報を維持してフレームデータを削減するフレームデータ処理方法を説明する。本方法は、上述した光伝送システムＬＳＩ（１００）の信号抽出／５０Ｇフレーム化部１２２に実装して、クライアント信号を収容したオリジナルフレーム（ＯＤＵ４）の一部を削除して新たなフレームにマッピングすることができる。たとえば、本方法は、光ファイバ伝送路における伝送特性や変調方式に起因して１００Ｇｂｐｓの光伝送ができない場合等に、オリジナルフレームの一部を削除して５０Ｇｂｐｓの光伝送用の新たなフレームを生成する際に有用である。さらに、オリジナルフレームのオーバーヘッドをトランスペアレントに維持できる点で、ＬＳＩの設計等を含めて有用な方法である。

【0029】

図２（ａ）は、入力されたクライアント信号は、フレーム化部（不図示）においてＯＤＵ４．ｔｓが多重された１００ＧｂｐｓのＯＤＵ４フレームを示す。ＯＤＵ４フレームは、ＯＤＵ４−ＯＨ（オーバーヘッド）領域およびペイロード領域を含み、ペイロード領域は、１から８０までのＴＳ領域および固定スタッフ（ＦＳ）領域を含む。ＯＤＵ４−ＯＨ領域には、ペイロード領域に対するＢＩＰ−８の演算値（１バイト）がエラー検出用に含まれている。

【0030】

図２（ｂ）は、本方法にしたがって、オリジナルのフレームから４０から８０までのＴＳ領域およびＦＳ領域を削除して、生成された５０Ｇｂｐｓ用の新たなフレームを示す。限定するものではないが、オリジナルのフレームから削除する４０から８０までのＴＳ領域はダミーバイトとすることができる。受信側では、オリジナルのフレームから削除した領域を再生（ダミーバイトを削除した場合には、ダミーバイトの挿入）を行うことで、オリジナルのフレームに相当するフレームが再生される。

【0031】

新たなフレームは、新ＯＨ領域および新ペイロード領域を含む。新ＯＨ領域は、オリジナルのフレームのＯＨ領域と同様に、新ペイロード領域に対するＢＩＰ−８の演算値を含むことができる。新ペイロード領域に対するＢＩＰ−８の演算値は、オリジナルのフレームのＯＨ領域におけるＢＩＰ−８の演算値を求めるための回路を共有して求めることができる。

【0032】

新ペイロード領域は、オリジナルのフレームから削除しなかった１から３９までのＴＳ領域と、オリジナルのフレームのＯＨ領域（ＯＤＵ４−ＯＨ領域）と、新ＦＳ領域と、削除した領域（４０から８０までのＴＳ領域およびＦＳ領域）対するＢＩＰ−８の演算値（新ＢＩＰ領域）とを含む。

【0033】

オリジナルのフレームのＯＨ領域（ＯＤＵ４−ＯＨ領域）は、変更されることなくそのまま新ペイロード領域にマッピングされるので、トランスペアレントに伝送されるため、クライアントのニーズに応えることができる。また、オリジナルのフレームのＯＨ領域の構成を変更する必要がないので、従来の光伝送システムＬＳＩにおけるＯＨ領域処理部をそのまま利用できる点で有用である。

【0034】

オリジナルのフレームから削除した４０から８０までのＴＳ領域（例えば、ダミーバイト）およびＦＳ領域がオール・ゼロでなかった場合、受信側で再生されたフレーム（オリジナルのフレームに相当するフレーム）のペイロードに対するＢＩＰ−８演算値が、オリジナルのフレームのＯＨ領域におけるＢＩＰ−８の演算値と等しくならないという問題が生じる。したがって、受信側でフレームを再生する際に挿入するダミーバイトには工夫が必要となる。

【0035】

本方法では、削除した領域（４０から８０までのＴＳ領域およびＦＳ領域）対するＢＩＰ−８の演算値を求め、新フレームのペイロードの新ＢＩＰ領域に格納するようにしている。新ＢＩＰ領域の値もまた、オリジナルのフレームのＯＨ領域におけるＢＩＰ−８の演算値を求めるための回路を共有して求めることができる。受信側でフレームを再生する際には、挿入するオール・ゼロのダミーバイトの一部を新ＢＩＰ領域の値とすることで、（伝送中に誤りが生じなければ）受信側で再生されたフレームのペイロードに対するＢＩＰ−８演算値と、オリジナルのフレームのＯＨ領域におけるＢＩＰ−８の演算値とが等しくなる。

【0036】

以上説明したように、本願によれば、オリジナルの伝送フレームのパリティ情報を含むオーバーヘッドがトランスペアレントとなるように、オリジナルフレームの一部を削除する方法を提供することができる。

【0037】

なお、上記実施形態では、５０Ｇｂｐｓ用の新たなフレームを生成する際に、オリジナルのフレームから、１から３９までのＴＳ領域を選択し、４０から８０までのＴＳ領域およびＦＳ領域を削除する例を説明したが、１から８０までのＴＳ領域のうちの任意の３９個のＴＳ領域を選択し、残りのＴＳ領域およびＦＳ領域を削除するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0038】

１０ 光伝送システム集積回路（ＬＳＩ）
１２ １００Ｇｂｐｓ高速インターフェース（Ｉ／Ｆ）
１４ １００Ｇ用シンボルマッピング部
１６ デジタルコヒーレント信号処理部
２２ １００Ｇｂｐｓ高速インターフェース（Ｉ／Ｆ）
２４ １００Ｇ用シンボルデマッピング部
２６ デジタルコヒーレント信号処理部
１００ 光伝送システム集積回路（ＬＳＩ）
１２２ 信号抽出／５０Ｇフレーム化部
１２４ ５０Ｇ用シンボルマッピング部
１３４ セレクタ
１４４ デジタルコヒーレント処理部
１５０ 光変調器／光源
１５４ デジタルコヒーレント処理部
１６２ １００Ｇフレーム化部
１６４ ５０Ｇ用シンボルデマッピング部
１７４ セレクタ
１８０ 受光器

【要約】

【課題】高速伝送用のフレーム中のパリティ情報を含むオーバーヘッドがトランスペアレントとなるように、フレームの一部を削除して低速伝送用のフレームとする。
【解決手段】ＯＤＴＵ４．ｔｓが多重されたＯＴＵ４ペイロード領域およびＯＴＵ４ペイロード領域についてのＢＩＰ−８演算値を含むＯＴＵ４−ＯＨ領域を有するＯＴＵ４フレームを、新オーバーヘッド領域と新ペイロード領域とを有する５０Ｇ用フレームにマッピングする処理において、ＴＳ−４０〜８０領域およびスタッフ領域が削除されたＯＴＵ４ペイロード領域とＯＴＵ４−ＯＨ領域とを、新ペイロードにマッピングし、さらにＯＴＵ４ペイロード領域から削除された領域についてのＢＩＰ−８で演算値を、新ペイロードにマッピングする。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】