CN101326750A - 光传输***及方法 - Google Patents

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CN101326750A CNA2006800463632A CN200680046363A CN101326750A CN 101326750 A CN101326750 A CN 101326750A CN A2006800463632 A CNA2006800463632 A CN A2006800463632A CN 200680046363 A CN200680046363 A CN 200680046363A CN 101326750 A CN101326750 A CN 101326750A
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Abstract

本发明涉及一种光传输***，所述光传输***即便对频率精度低的客户信号也进行频率同步，将其无比特损失地容纳/复用并进行传送。对客户信号整体增加新开销。作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位，在所述新开销中定义多个负填充时的数据存储位、多个填充信息通知位，以及在净负荷中定义多个正填充时的填充比特***比特，联合多个填充处理位，将被填充处理的、含有新开销的信号作为光信号进行传送。

Description

光传输***及方法
技术领域
本发明涉及光传输***，更具体地说，涉及对时钟频率偏差大的客户信号进行频率同步、并通过容纳/复用来传输该客户信号的光传输***。
背景技术
在光传输***中，SDH(Synchronous Digital Hierarchy：同步数字系列)作为现有的用于将服务信号进行复用的数字分级***已得到国际标准化。在美国，与SDH类似的SONET(Synchronous OptitalNetwork：同步光网络)已成为非官方标准。现在，在光传输装置中，以SONET/SDH的规格为基准的光传输***是主流，目前为止已得到世界范围的大量引进。
近年来，以能够应付因特网流量急剧增加的波分复用(WDM)方式为前提，OTN(Optital Transport Network：光传输网)(参照非专利文件1)作为不仅能够将SONET/SDH、而且能够将ATM、Ethernet(注册商标)等多种客户透明地进行传送的平台被标准化，并有望成为今后光传输***的主流。
与SONET/SDH相同，OTN中的比特率(时钟频率精度)被规定为±20ppm，容纳客户信号的净负荷区域的比特率也被规定为±20ppm。当客户信号的时钟与OTN信号(传输路径端)的时钟不同步时，比特率的不同使客户时钟与OTN时钟间产生相移，这成为导致比特损失的原因。因此，为了防止比特损失，在OTN中进行填充处理。
图1示出了OTN的帧结构。在OTU帧结构内的OPU(OpticalChannel Payload Unit：光传输单元)的开销中，定义填充处理调整控制字节(Justification Controlバイト)、正填充时用于***填充字节的字节、以及负填充时用于数据存储的字节。当客户信号的比特率和净负荷区域的比特率不一致时，根据二者之差要么进行正填充处理、要么进行负填充处理，以实现客户信号的频率同步。通过上述处理，能够将多个客户进行时分复用的同时，将时钟精度限制在OTN规格的时钟精度内。
客户信号的可频率同步的频率范围通过填充处理用字节相对于帧结构内的净负荷区域字节的比例来确定。在采用OTN帧的情况下，相对于4×3808字节的OPU净负荷区域，定义一个字节的填充处理用字节，并且最大能够吸收高达±65ppm的频率差。但是，如果考虑到净负荷的频率精度为±20ppm，则能够无比特损失地容纳频率精度高达±45ppm的客户信号。
非专利文件1：ITU-T G.709
发明内容
随着因特网爆发性的普及，以太(Ethernet)信号已步入高速化，如今被标准化为10Gbit/sEtherne(10GbE)，并已经开始得到应用。
今后，作为通信载体的客户信号，10GbE有望成为主流。另外，希望将分散在远处的LAN环境通过LAN-PHY直接进行连接的需求正在不断增加。所述10GbE LAN-PHY的频率精度与SONET/SDH不同，被规定为±100ppm。由于对频率精度规定的不同，因此在将10GbELAN-PHY容纳到通信载体的OTN网络时将产生问题。
在将OTN时钟保持在±20ppm的规定值之内时，在使用OPU开销的正负填充处理中，只能将客户信号的频率差吸收到±45ppm为止，因此产生比特损失的问题。另外，为了不产生比特损失，要么对OTN时钟频率进行调整，要么使其与客户信号频率同步，在此情况下，将产生OTN的频率精度不能控制在规定值±20ppm之内的问题。
本发明的目的在于提供一种即便对诸如10GbE LAN-PHY之类的频率精度低的客户信号也能进行频率同步，将其无比特损失地容纳/复用并进行传送的光传输***。
为了实现上述目的，本发明的第一方面在于提供一种光发送装置，所述光发送装置容纳客户信号并将其作为光信号进行传送，所述光发送装置包括：对客户信号整体增加新开销的装置；在所述新开销中定义多个用于负填充的数据存储位和多个填充信息通知位、以及在净负荷中定义多个用于正填充的填充字节***位，以作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位，并且联合多个填充处理位，将被填充处理的、含有新开销的信号作为光信号传送的装置。
在本发明的光发送装置的一种实施方式中，所述光发送装置包括：将具有不同复用层的帧中的开销位用作多个填充处理位的装置。
在本发明的光发送装置的一种实施方式中，所述光发送装置包括：将光传送网络(OTN)中的ODU复用的、不同复用层的OPU开销中的调整字节，用作具有不同复用层的帧中的开销的装置。因此，通过联合在不同复用层的开销中定义的填充处理字节，能够扩大OTN网络可容纳的客户信号的频率范围，而不会产生比特损失。
在本发明的光发送装置的一种实施方式中，所述光发送装置包括：将具有不同复用层的帧中的上层的开销用于下层中的精确的填充处理，以吸收时钟频率差的装置。
在本发明的光发送装置的一种实施方式中，所述光发送装置包括：将具有不同复用层的帧中的下层的开销用于下层中的精确的填充处理，以吸收时钟频率差的装置。
在本发明的光发送装置另一种实施方式中，所述光发送装置包括：将具有不同复用层的帧中的同一层的开销用作多个填充处理位的装置。
在本发明的光发送装置又一种实施方式中，所述光发送装置包括：时钟频率差检测装置，用于检测所述光发送装置的客户端与传输路径端的时钟频率之差；以及根据所述时钟频率差检测装置所检测到的频率差，对多个填充处理位的填充处理进行分配的装置。这样，通过进行与检测到的频率差相对应的填充处理，能够防止填充的过***，实现稳定的填充处理，并抑制伴随双填充处理的双填充波动。
此外，在另一种实施方式中，所述光发送装置包括：进行与用于从客户端时钟向传输路径端时钟转移的FIFO的容量相对应的填充处理的装置。从而，能够吸收时钟频率差检测的误差。
此外，在另一种实施方式中，所述光发送装置包括述时钟频率差检测装置，所述时钟频率差检测装置通过将客户端时钟与传输路径端时钟之间的分周时钟的计数进行比较来检测频率差，并且所述时钟频率差检测装置包括：对所比较的分周比不同的多个时钟频率差进行检测的装置；以及利用对所述多个时钟频率差进行检测的装置，通过多个频率对所述时钟频率差进行检测的装置。因此，能够在按原样维持频率差检测精度的情况下，缩短检测时间。
在本发明的光发送装置的另一实施方式中，所述光发送装置包括：根据用于从客户端时钟向传输路径端时钟转移的FIFO的容量，对多个所述填充处理位的填充处理进行分配的装置。
在另一种实施方式中，所述光发送装置包括：根据不同的复用层中的FIFO容量间的相互关系，对多个所述填充处理位的填充处理进行分配的装置。
在另一种实施方式中，所述光发送装置包括：用于复用的一个FIFO；以及根据所述一个FIFO的容量，对多个所述填充处理位的填充处理进行分配的装置。因此，能够废除频率计数等附加电路，从而实现硬件构成的简易化。
在另一种实施方式中，所述光发送装置包括：大致同时地在所述多个开销的一部分中进行正填充处理，在另外一部分中进行负填充处理的装置。
在客户信号的频率差不存在或者很小的情况下，大致同时地在多个填充处理用开销的一部分进行正填充处理，在另外一部分(或者全部)进行负填充处理，从而实现周期同步。这样能够提高填充处理的频率，并将接收端产生的双填充波动的频率置于PLL电路(PhaseLocked Logic：相同步逻辑)的频带之外，从而抑制双填充波动。
在本发明的光发送装置的另一种实施方式中，所述光发送装置包括：将客户信号、客户信号的开销、透明地进行容纳的装置。
本发明的第二方面在于提供一种光接收装置，对容纳客户信号并将其作为光信号进行传送的光发送装置产生的光信号进行接收，其中，所述光发送装置包括：对客户信号整体增加新开销的装置；以及在所述新开销中定义多个用于负填充的数据存储位和多个填充信息通知位、以及在净负荷中定义多个用于正填充的填充字节***位，以作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位，并且联合多个填充处理位，将被填充处理的、含有新开销的信号作为光信号传送的装置。所述光接收装置包括：去除新开销、进行与所参照的所述新开销中定义的填充信息通知位相对应的双填充处理、并将所述光信号转换为客户信号的装置。
本发明的第三方面在于提供一种光传输***，其包括容纳客户信号并将其作为光信号进行传送的光发送装置和光接收装置，其中，所述光发送装置包括：对客户信号整体增加新开销的装置；以及在所述新开销中定义多个用于负填充的数据存储位和多个填充信息通知位、以及在净负荷中定义多个用于正填充的填充字节***位，以作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位，并且联合多个填充处理位，将被填充处理的、含有新开销的信号作为光信号传送的装置。所述光接收装置包括：接收由所述光发送装置产生的光信号、去除新开销、进行与所参照的所述新开销中定义的填充信息通知位相对应的双填充处理、并将所述光信号转换为客户信号的装置。
本发明的第四方面在于提供一种信号转换电路，其对客户信号的格式和光信号的格式进行转换，包括：对客户信号整体增加新开销的装置；以及在所述新开销中定义多个用于负填充的数据存储位和多个填充信息通知位、以及在净负荷中定义多个用于正填充的填充字节***位，以作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位，并且联合多个填充处理位，产生被填充处理的、含有新开销的信号的装置。另外，所述信号变换电路与后述的本发明实施方式中的新OH(开销)增加部相当。
本发明的第五方面在于提供一种光传输方法，其实施于设有容纳客户信号并将其作为光信号进行传送的光发送装置和光接收装置的光传输***中，其中，所述光发送装置执行下列步骤：对客户信号整体增加新开销；在所述新开销中定义多个用于负填充的数据存储位和多个填充信息通知位，以及在净负荷中定义多个用于正填充的填充字节***位，以作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位；联合多个填充处理位，将被填充处理的、含有新开销的信号作为光信号传送。所述光接收装置执行下列步骤：接收所述光信号、去除新开销、进行与所述新开销中定义的填充信息通知位的参照结果相对应的双填充处理、并将所述光信号转换为客户信号。
根据本发明，能够对诸如10GbE LAN-PHY之类的频率精度低的客户信号进行稳定的频率同步，将其无比特损失地容纳/复用并进行传送。
附图说明
图1是表示相关技术的帧结构的构成的图；
图2是表示根据本发明的光传输***的实施方式的图；
图3是表示根据本发明的光传输***的实施方式的图；
图4是表示根据本发明的、将四个客户信号进行复用的情况下的复用帧结构的构成实例的图；
图5是表示根据本发明的ODU复用的情况下的复用帧结构的构成实例的图；
图6是表示根据本发明的光传输装置的实施方式的图；
图7是表示根据本发明的光传输装置的实施方式的图；
图8是表示根据本发明的光传输装置的实施方式的图。
实施发明的最佳方式
(第一实施方式)
参照图2对本发明的第一实施方式进行说明。图2是表示根据本发明的光传输***的实施方式的图。光发送装置1包括：光接收部10、新OH增加部11及光发送部12。光接收装置3包括：光接收部30、客户信号提取部31及光发送部32。光发送装置1和光接收装置3通过光传输路径2连接。
本实施方式示出了将SDH信号作为客户信号容纳并进行传送的***的示例。在光发送装置1的新OH增加部11中，对客户信号增加新开销(下面简写为“新OH”)，从而生成新格式。此时，通过联合新OH中定义的多个填充处理字节来吸收客户信号的频率差。
具体而言，当客户信号的比特率低于新格式的客户信号区域的比特率时，向正填充字节的***位中***填充位；当客户信号的比特率高于新格式的客户信号区域的比特率时，向负填充用数据存储位中***客户信号数据，通过这样便能够实现频率同步。
通过使用多个填充处理位，能够在宽范围内实现频率同步。在光接收装置3的客户信号提取部31中去除新OH。同时，参照所述新OH内的填充信息通知位，通过对应的双填充处理进行客户信号的数据提取和频率复原，并输出客户信号。新OH信号不仅可以增加到客户信号区域的前后，而且也可以增加到客户信号区域的中间。另外，客户信号不局限于SDH信号。例如，客户信号也可以是10Gbit/sEthernet信号。
(第二实施方式)
参照图3至图5对本发明的第二实施方式进行说明。图3是表示根据本发明的光传输***的实施方式的图。光发送装置4包括：光接收部40、新OH增加部41、多路复用部42及光发送部43。光接收装置5包括：光接收部50、解复用部51、客户信号提取部52及光发送部53。光发送装置4和光接收装置5通过光传输路径2连接。
本实施方式示出了将多个客户信号进行容纳、复用和传送的***的示例。在本实施方式的***中，在通过多路复用部42将客户信号进行复用的过程中，在每个被复用层上增加新OH，从而生成新格式。此时，使用每个OH中定义的填充处理字节来实现频率同步。
图4是表示将四个客户信号进行复用情况下的复用帧结构的构成实例。通过协调每个被复用层中的填充处理，使得将宽频率范围的客户信号无比特损失地进行容纳成为可能。
具体而言，当客户信号的比特率低于含有新OH1的、新格式的客户信号区域的比特率时，在与新OH1对应的被复用层中，通过向正填充字节的***位中***填充位来实现频率同步。附加地或可选地，在与新OH2对应的被复用层中(其中与新OH1对应的多个被复用层被复用)，通过向正填充字节的***位中***客户信号的填充位也能够实现频率同步。
在客户信号的比特率较高的情况下，同样地，在与新OH1对应的被复用层和/或与新OH2对应的被复用层中，通过向负填充用数据存储位中***客户信号数据也能够实现频率同步。或者，在客户信号的比特率较高的情况下，在与新OH1对应的被复用层中，通过向负填充用数据存储位中***客户信号数据，和/或在与新OH2对应的被复用层中，通过向负填充用数据存储位中***与新OH1对应的被复用层数据(即新OH1数据及客户信号数据)也能够实现频率同步。
图5示出了作为不同的被复用层，使用不同被复用层中的OPU开销的调整控制比特的情况下，帧结构的构成实例，所述不同的被复用层具有OTN网络中不同的ODU复用。例如，通过联合使用了OPU2及OPU3的调整字节的填充处理，能够扩大OTN网络可容纳的客户信号的频率范围。
再次参照图3，从光发送装置4的光发送部43发送的被复用的客户信号，通过光接收装置5的光接收部50进行接收，通过解复用部51去除新OH2并同时进行解复用。然后，经解复用的客户信号分别通过客户信号提取部52去除新OH1，同时参照所述新OH1内的填充信息通知位并通过对应的双填充处理进行客户信号的数据提取和频率复原，并将客户信号输出。
(第三实施方式)
参照图6对本发明的第三实施方式进行说明。图6是表示根据本发明的光传输装置的实施方式的图。图6示出了在将四个10Gbit/s的客户信号ODU复用为43Gbit/sOTU3时，检测客户信号端时钟频率和传输路径端时钟频率之差，然后根据该频率差对填充处理位的填充处理进行分配的光发送装置的构成实例。
通过客户信号时钟数计数部6和OTN时钟数计数部7对客户信号时钟数及OTN时钟数分别进行计数。根据由时钟差检测部8检测到的时钟差来协调OPU2及OPU3中的填充处理。可以是OPU2处理作为上位端处理以进行粗略的频率调整，OPU3处理作为下位端处理以进行频率的细微调整。例如可以进行如下构造：当客户信号端时钟频率比传输路径端时钟频率高时，OPU2处理周期地进行粗略的频率调整，而OPU3处理以比OPU2处理的周期短的周期进行频率的细微调整。在ODU复用的情况下，即使不存在频率差，在OPU3处理中也可进行填充处理。因此，如果OPU3被构造为下位端处理，则在频率差小的范围内只有OPU3处理进行填充处理，从而具有处理简单化的优点。另外，也可以将OPU3处理构造为上位处理，将OPU2处理构造为下位处理。
(第四实施方式)
参照图7对本发明的第四实施方式进行说明。图7是表示根据本发明的光传输装置的实施方式的图。在本实施方式的光发送装置中，通过FIFO使用量判断部20对用于从客户端时钟向传输路径端时钟转移的FIFO的容量进行检测，根据检测到的FIFO的容量，通过JC(Justification Control：调整控制)量修正部9进行填充处理的修正，从而将时钟频率差检测的误差吸收。另外，光发送装置的时钟差检测部8具有利用与基于比特率的分周比相当的频率来检测时钟频率差的电路，并且还具有利用比上述与基于比特率的分周比相当的频率更小的频率进行检测的电路。并且，通过使用这些检测电路以及将利用多个频率进行的频率差检测进行组合，能够在按原样维持频率差检测精度的情况下缩短检测时间。
(第五实施方式)
参照图8对本发明的第五实施方式进行说明。图8是表示根据本发明的光传输装置的实施方式的图。在本实施方式的光发送装置中，通过FIFO使用量判断部20对用于从客户端时钟向传输路径端时钟转移的FIFO的容量进行检测，根据检测到的FIFO的容量对多个填充处理位的填充处理进行分配。本实施方式的光发送装置，通过根据时钟转移所必需的电路FIFO的使用容量来确定填充处理的分配，能够废除图6及图7所示的客户信号时钟数计数部6、OTN时钟数计数部7、以及时钟差检测部8或JC量补正部9等附加电路，从而使硬件构成简单化。在此，光发送装置也可以构成为每个被复用层的处理使用一个FIFO汇总进行处理。在这种情况下，由于只根据一个FIFO的容量来决定填充处理的分配，因此能够使填充处理控制简易化。
工业适用性
根据本发明，使对诸如10GbE LAN-PHY之类的频率精度低的客户信号进行稳定的频率同步，使得将其无比特损失地容纳及复用并进行传输成为可能，因此，能够增加客户信号中可容许的时钟频率，提高网络用户的便利性。

Claims (18)

1.一种光发送装置，其容纳客户信号并将其作为光信号进行传送，所述光发送装置包括：
对客户信号整体增加新开销的装置；以及
在所述新开销中定义多个用于负填充的数据存储位和多个填充信息通知位、以及在净负荷中定义多个用于正填充的填充字节***位，以作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位，并且联合多个填充处理位，将被填充处理的、含有新开销的信号作为光信号传送的装置。
2.如权利要求1所述的光发送装置，包括：
将具有不同复用层的帧中的开销用作多个填充处理位的装置。
3.如权利要求2所述的光发送装置，包括：
将光传送网络(OTN)中的ODU复用的、不同复用层的OPU开销中的调整字节，用作具有不同复用层的帧中的开销的装置。
4.如权利要求2所述的光发送装置，包括：
将具有不同复用层的帧中的上层的开销，用于下层中的精确的填充处理，以吸收时钟频率差的装置。
5.如权利要求2所述的光发送装置，包括：
将具有不同复用层的帧中的下层的开销，用于下层中的精确的填充处理，以吸收时钟频率差的装置。
6.如权利要求1所述的光发送装置，包括：
将具有不同复用层的帧中的同一层的开销用作多个填充处理位的装置。
7.如权利要求1所述的光发送装置，包括：
时钟频率差检测装置，用于检测所述光发送装置的客户端与传输路径端的时钟频率之差；以及
根据所述时钟频率差检测装置所检测到的频率差，对多个填充处理位的填充处理进行分配的装置。
8.如权利要求7所述的光发送装置，包括：
进行与用于从客户端时钟向传输路径端时钟转移的FIFO的容量相对应的填充处理的装置。
9.如权利要求7所述的光发送装置，其中，
所述时钟频率差检测装置通过将客户端时钟与传输路径端时钟之间的分周时钟的计数进行比较来检测频率差，并且所述时钟频率差检测装置包括：
对所比较的分周比不同的多个时钟频率差进行检测的装置；以及
利用对所述多个时钟频率差进行检测的装置，通过多个频率对所述时钟频率差进行检测的装置。
10.如权利要求1所述的光发送装置，包括：
根据用于从客户端时钟向传输路径端时钟转移的FIFO的容量，对多个所述填充处理位的填充处理进行分配的装置。
11.如权利要求10所述的光发送装置，包括：
根据不同的复用层中的FIFO容量间的相互关系，对多个所述填充处理位的填充处理进行分配的装置。
12.如权利要求10所述的光发送装置，包括：
用于复用的一个FIFO；以及
根据所述一个FIFO的容量，对多个所述填充处理位的填充处理进行分配的装置。
13.如权利要求1所述的光发送装置，包括：
大致同时地在所述多个开销的一部分中进行正填充处理，在另外一部分中进行负填充处理的装置。
14.如权利要求1所述的光发送装置，包括：
将客户信号透明地进行容纳的装置，其中所述客户信号中也包含所述客户信号的开销。
15.一种光接收装置，其对容纳客户信号并将其作为光信号进行传送的光发送装置产生的光信号进行接收，其中，
所述光发送装置包括：
对客户信号整体增加新开销的装置；以及
在所述新开销中定义多个用于负填充的数据存储位和多个填充信息通知位、以及在净负荷中定义多个用于正填充的填充字节***位，以作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位，并且联合多个填充处理位，将被填充处理的、含有新开销的信号作为光信号传送的装置；
所述光接收装置包括：
去除新开销、进行与所参照的所述新开销中定义的填充信息通知位相对应的双填充处理、并将所述光信号转换为客户信号的装置。
16.一种光传输***，其包括容纳客户信号并将其作为光信号进行传送的光发送装置和光接收装置，其中，
所述光发送装置包括：
对客户信号整体增加新开销的装置；以及
在所述新开销中定义多个用于负填充的数据存储位和多个填充信息通知位、以及在净负荷中定义多个用于正填充的填充字节***位，以作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位，并且联合多个填充处理位，将被填充处理的、含有新开销的信号作为光信号传送的装置；
所述光接收装置包括：
接收由所述光发送装置产生的光信号、去除新开销、进行与所参照的所述新开销中定义的填充信息通知位相对应的双填充处理、并将所述光信号转换为客户信号的装置。
17.一种信号转换电路，其对客户信号的格式和光信号的格式进行转换，包括：
对客户信号整体增加新开销的装置；以及
在所述新开销中定义多个用于负填充的数据存储位和多个填充信息通知位、以及在净负荷中定义多个用于正填充的填充字节***位，以作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位，并且联合多个填充处理位，产生被填充处理的、含有新开销的信号的装置。
18.一种光传输方法，其实施于设有容纳客户信号并将其作为光信号进行传送的光发送装置和光接收装置的光传输***中，其中，
所述光发送装置执行下列步骤：
对客户信号整体增加新开销；
在所述新开销中定义多个用于负填充的数据存储位和多个填充信息通知位，以及在净负荷中定义多个用于正填充的填充字节***位，以作为用于调整所述客户信号的时钟频率的填充处理位；
联合多个填充处理位，将被填充处理的、含有新开销的信号作为光信号传送；以及
所述光接收装置执行下列步骤：
接收所述光信号、去除新开销、进行与所述新开销中定义的填充信息通知位的参照结果相对应的双填充处理、并将所述光信号转换为客户信号。
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