JP5087977B2 - 光伝送装置、スクランブル方法、およびデスクランブル方法 - Google Patents

光伝送装置、スクランブル方法、およびデスクランブル方法 Download PDF

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Description

本発明は、光伝送装置、スクランブル方法、およびデスクランブル方法に関し、特に、低コストで異なるビットレートの信号を混在させて伝送することができる光伝送装置、スクランブル方法、およびデスクランブル方法に関する。
近年、高速かつ大容量のデータ伝送を可能とする通信システムとして、光ファイバを用いた光伝送システムが注目されている。光伝送システムは、局側装置であるＯＬＴ（Optical Line Terminal）と加入者側装置である複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）とが光ファイバによって接続されて構成される。
このような光伝送システムは、一般にＰＯＮ（Passive Optical Network）と呼ばれ、伝送容量をさらに増大させるための様々な検討が行われている。例えば特許文献１においては、局側装置に複数のＯＮＵそれぞれに対応するフレーマを設け、それぞれのフレーマから伝送速度が異なるフレームをＯＮＵへ送信することが記載されている。この特許文献１に記載の技術によれば、各ＯＮＵへ送信するフレームのビットレートなどを個別に設定し、１つの局側装置と伝送容量が異なる複数のＯＮＵとの接続が可能となる。結果として、光伝送システムにおいて、一部のＯＮＵの高性能化を図りながら、段階的に伝送容量を増大させることができる。
特開平９−２１４５４１号公報
ところで、上記の特許文献１に記載の技術では、１つの局側装置に独立した複数のフレーマを設けるため、著しくコストが増大してしまう。さらに、特許文献１においては、ネットワークのトポロジーとしてＳＳ（Single Star）型を前提としているため、現状のネットワーク形態を大幅に改変する必要があり、この点でもコストがかかる。
そこで、低コストで伝送容量の段階的な増大を図る方法として、フレームのデータ部分についてはビットレートを高速にする一方、ヘッダ部分については最も低速のビットレートに統一することが考えられる。すなわち、伝送容量が大きいＯＮＵ宛てのフレームについては、ヘッダ部分とデータ部分のビットレートを異なるものとし、データ部分の容量を大きくすることで伝送容量の増大を図ることができる。また、ヘッダ部分については、どのフレームも最低速のビットレートであることから、すべてのＯＮＵが共通して内容を確認することができ、自装置宛てのデータであるか否かをヘッダ部分から判断することができる。
このように、ヘッダ部分をすべてのＯＮＵに共通のビットレートとする一方、データ部分をＯＮＵによって変更することから、局側装置のＯＬＴは、複数のビットレートが混在するフレームを送信することになる。このような場合、フレームに対するスクランブル処理をどのように実行するかについて考慮する必要があるが、現状では、ビットレートが混在するフレームのスクランブル処理に関する検討例はない。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、低コストで異なるビットレートの信号を混在させて伝送することができる光伝送装置、スクランブル方法、およびデスクランブル方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、第１のビットレートおよび前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータを伝送する光伝送装置であって、前記第１のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加手段と、前記第２のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加手段と、前記第１付加手段および前記第２付加手段によって得られた信号を前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第１スクランブル手段と、前記第２付加手段における前記第２のビットレートのデータ部分を前記第２のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第２スクランブル手段と、前記第１スクランブル手段または前記第２スクランブル手段によってスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信手段と有する構成を採る。
この構成によれば、データのビットレートに拘わらず最低速のビットレートのヘッダを付加し、データ部分やヘッダ部分に対してそれぞれのビットレートに応じたクロックでスクランブル処理を施す。このため、ビットレートが異なるデータそれぞれを適切なクロックでスクランブル処理することができるとともに、受信側においては、最低速のビットレートのヘッダから確実にデータの宛先を識別することができる。つまり、現状のネットワーク形態を改変することなく、高速データおよび低速データのスクランブル処理および送信を実行することができ、低コストで異なるビットレートの信号を混在させて伝送することができる。
また、本発明は、上記構成において、前記第２スクランブル手段は、前記第１スクランブル手段と同一の信号を前記第２のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する構成を採る。
この構成によれば、複数のスクランブラへ同一の信号を出力するため、装置構成を簡易にすることができる。
また、本発明は、上記構成において、前記送信手段は、スクランブル処理前のビットレートに応じて前記第１スクランブル手段および前記第２スクランブル手段のいずれか一方の出力を選択する選択手段を含み、前記選択手段によって選択されて出力される信号を含むフレームを送信する構成を採る。
この構成によれば、スクランブル処理前のビットレートに応じてスクランブル処理後の信号が配置されたフレームを生成するため、フレーム内のヘッダ部分やデータ部分に最適なスクランブル処理が施された信号が配置されたフレームを送信することができる。
また、本発明は、上記構成において、前記送信手段は、フレームの先頭に既知パターンの同期用信号を付加する同期用信号付加手段を含む構成を採る。
この構成によれば、スクランブル処理が施されていない同期用信号をフレームの先頭に付加するため、受信側においてデスクランブル処理が実行される前に、フレーム同期を確立することができる。
また、本発明は、上記構成において、前記第１スクランブル手段は、前記第１のビットレートに対応するクロックごとに１ビット値をシフトする複数のシフトレジスタと、前記複数のシフトレジスタのいずれか１つからシフトされる１ビット値と前記第１付加手段および前記第２付加手段によって得られた信号のビットとの排他的論理和を前記第１のビットレートに対応するクロックごとに算出する排他的論理和算出回路とを含む構成を採る。
また、本発明は、上記構成において、前記第２スクランブル手段は、前記第２のビットレートに対応するクロックごとに１ビット値をシフトする複数のシフトレジスタと、前記複数のシフトレジスタのいずれか１つからシフトされる１ビット値と前記第２付加手段における前記第２のビットレートのデータ部分のビットとの排他的論理和を前記第２のビットレートに対応するクロックごとに算出する排他的論理和算出回路とを含む構成を採る。
これらの構成によれば、複数のシフトレジスタと排他的論理和算出回路によってスクランブル処理を行うため、ビットレートに対応するクロックをスクランブル処理に反映することができるとともに、シフトレジスタ数や排他的論理和算出回路の配置を調整することにより、任意の生成多項式を用いたスクランブル処理を実行することができる。
また、本発明は、上記構成において、前記第２付加手段は、前記第２のビットレートのデータに前記第１のビットレートの同期保護パターンを付加し、前記第１スクランブル手段は、同期保護パターンを除外してスクランブル処理を実行する構成を採る。
この構成によれば、高速のビットレートのデータ部分にも低速のビットレートの同期保護パターンがスクランブル処理を施されずに付加されるため、低速のビットレートに対応する受信側は、高速のビットレートのデータ部分を用いて同期の保護を図ることができ、同期はずれや誤同期を防止することができる。
また、本発明は、第１のビットレートおよび前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータを伝送する光伝送装置であって、前記第１のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加手段と、前記第２のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加手段と、前記第１付加手段および前記第２付加手段によって得られた信号を結合して結合データを得る結合手段と、前記結合手段によって得られた結合データを前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理するスクランブル手段と、前記スクランブル手段によってスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信手段と有する構成を採る。
この構成によれば、データのビットレートに拘わらず最低速のビットレートのヘッダを付加し、ビットレートが異なるデータ部分やヘッダ部分を結合して最低速のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理を施す。このため、スクランブラが１つで済み、装置構成をさらに簡易にすることができるとともに、受信側は、対応するビットレートに拘わらず確実にデスクランブル処理を実行することができる。
また、本発明は、上記構成において、前記送信手段は、前記スクランブル手段によってスクランブル処理されて得られた信号の先頭に既知パターンの同期用信号を付加する同期用信号付加手段を含む構成を採る。
この構成によれば、スクランブル処理が施されていない同期用信号をスクランブル処理後の信号の先頭に付加するため、受信側においてデスクランブル処理が実行される前に、同期を確立することができる。
また、本発明は、上記構成において、前記スクランブル手段は、前記第１のビットレートに対応するクロックごとに１ビット値をシフトする複数のシフトレジスタと、前記複数のシフトレジスタのいずれか１つからシフトされる１ビット値と結合データのビットとの排他的論理和を前記第１のビットレートに対応するクロックごとに算出する排他的論理和算出回路とを含む構成を採る。
この構成によれば、複数のシフトレジスタと排他的論理和算出回路によってスクランブル処理を行うため、ビットレートに対応するクロックをスクランブル処理に反映することができるとともに、シフトレジスタ数や排他的論理和算出回路の配置を調整することにより、任意の生成多項式を用いたスクランブル処理を実行することができる。
また、本発明は、上記構成において、前記第２付加手段は、前記第２のビットレートのデータに前記第１のビットレートの同期保護パターンを付加し、前記スクランブル手段は、同期保護パターンを除外してスクランブル処理を実行する構成を採る。
この構成によれば、高速のビットレートのデータ部分にも低速のビットレートの同期保護パターンがスクランブル処理を施されずに付加されるため、低速のビットレートに対応する受信側は、高速のビットレートのデータ部分を用いて同期の保護を図ることができ、同期はずれや誤同期を防止することができる。
また、本発明は、ビットレートが異なる複数のデータを含む信号を受信する光伝送装置であって、受信信号中の自装置宛てのデータのビットレートに対応するクロック信号を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得されたクロック信号を分周して前記複数のデータのビットレートのうち最低速のビットレートに対応する低速クロック信号を得る分周手段と、前記分周手段によって得られた低速クロック信号を用いて受信信号に含まれる最低速のビットレートのヘッダをデスクランブル処理する第１デスクランブル手段と、前記第１デスクランブル手段によってデスクランブル処理されたヘッダを参照して受信信号中の自装置宛てのデータ位置を特定し、前記取得手段によって取得されたクロック信号を用いて自装置宛てのデータをデスクランブル処理する第２デスクランブル手段とを有する構成を採る。
この構成によれば、分周により最低速のビットレートに対応する低速クロック信号を取得し、低速クロック信号を用いてヘッダのデスクランブル処理を実行した後、ヘッダを参照して元のクロック信号を用いた自装置宛てのデータのデスクランブル処理を実行する。このため、すべてのデータに付加されるヘッダが最低速のビットレートであれば、このヘッダから自装置宛てのデータを特定し、容易に自装置宛てのデータをデスクランブル処理することができる。
また、本発明は、第１のビットレートおよび前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータを伝送する光伝送装置におけるスクランブル方法であって、前記第１のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加工程と、前記第２のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加工程と、前記第１付加工程および前記第２付加工程にて得られた信号を前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第１スクランブル工程と、前記第２付加工程における前記第２のビットレートのデータ部分を前記第２のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第２スクランブル工程と、前記第１スクランブル工程または前記第２スクランブル工程にてスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信工程と有するようにした。
この方法によれば、データのビットレートに拘わらず最低速のビットレートのヘッダを付加し、データ部分やヘッダ部分に対してそれぞれのビットレートに応じたクロックでスクランブル処理を施す。このため、ビットレートが異なるデータそれぞれを適切なクロックでスクランブル処理することができるとともに、受信側においては、最低速のビットレートのヘッダから確実にデータの宛先を識別することができる。つまり、現状のネットワーク形態を改変することなく、高速データおよび低速データのスクランブル処理および送信を実行することができ、低コストで異なるビットレートの信号を混在させて伝送することができる。
また、本発明は、第１のビットレートおよび前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータを伝送する光伝送装置におけるスクランブル方法であって、前記第１のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加工程と、前記第２のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加工程と、前記第１付加工程および前記第２付加工程にて得られた信号を結合して結合データを得る結合工程と、前記結合工程にて得られた結合データを前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理するスクランブル工程と、前記スクランブル工程にてスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信工程と有するようにした。
この方法によれば、データのビットレートに拘わらず最低速のビットレートのヘッダを付加し、ビットレートが異なるデータ部分やヘッダ部分を結合して最低速のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理を施す。このため、スクランブラが１つで済み、装置構成をさらに簡易にすることができるとともに、受信側は、対応するビットレートに拘わらず確実にデスクランブル処理を実行することができる。
また、本発明は、ビットレートが異なる複数のデータを含む信号を受信する光伝送装置におけるデスクランブル方法であって、受信信号中の前記光伝送装置宛てのデータのビットレートに対応するクロック信号を取得する取得工程と、前記取得工程にて取得されたクロック信号を分周して前記複数のデータのビットレートのうち最低速のビットレートに対応する低速クロック信号を得る分周工程と、前記分周工程にて得られた低速クロック信号を用いて受信信号に含まれる最低速のビットレートのヘッダをデスクランブル処理する第１デスクランブル工程と、前記第１デスクランブル工程にてデスクランブル処理されたヘッダを参照して受信信号中の前記光伝送装置宛てのデータ位置を特定し、前記取得手段によって取得されたクロック信号を用いて前記光伝送装置宛てのデータをデスクランブル処理する第２デスクランブル工程とを有するようにした。
この方法によれば、分周により最低速のビットレートに対応する低速クロック信号を取得し、低速クロック信号を用いてヘッダのデスクランブル処理を実行した後、ヘッダを参照して元のクロック信号を用いたデスクランブル処理を実行する。このため、すべてのデータに付加されるヘッダが最低速のビットレートであれば、このヘッダからデータの宛先を識別し、容易に正規の宛先においてデータをデスクランブル処理することができる。
本発明によれば、低コストで異なるビットレートの信号を混在させて伝送することができる。
本発明の骨子は、ビットレートが異なる複数のデータ部分に最低速のビットレートのヘッダ部分を共通して付加して結合し、得られた結合データに対して信号のビットレートに対応するスクランブル処理を施すことである。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光伝送システムの概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施の形態においては、局側装置であるＯＬＴ１００に加入者側装置である複数のＯＮＵ３００がスプリッタ２００を介して接続されている。
ＯＬＴ１００は、複数のＯＮＵ３００宛ての信号を時分割多重し、光ファイバを介して送信する。このとき、ＯＬＴ１００は、ビットレートが異なるデータに対して同一のビットレートのヘッダを付加し、得られた一組のデータとヘッダを伝送単位として送信する。データに付加されるヘッダのビットレートは、すべてのＯＮＵ３００のビットレートのうち最低速のビットレートに等しい。また、ヘッダには、データの宛先のＯＮＵ３００を識別する識別情報と伝送単位中におけるデータの位置情報とが格納されている。
スプリッタ２００は、ＯＬＴ１００に接続する光ファイバを分岐して、複数のＯＮＵ３００へ接続させる。このため、ＯＬＴ１００から光ファイバを介して送信される信号は、スプリッタ２００を経由してすべてのＯＮＵ３００へ伝送される。
ＯＮＵ３００は、光ファイバを介して信号を受信し、ヘッダに自装置の識別情報が格納された伝送単位からデータを取得する。なお、図１においては、すべてのＯＮＵ３００が完全に同一の機能を有するものではなく、それぞれのＯＮＵ３００が受信可能な信号のビットレートは多様であって良い。ただし、以下においては説明を簡単にするため、低速のビットレートＡおよび高速のビットレートＢの２種類のビットレートに対応するＯＮＵ３００が混在するものとして説明する。
図２は、本実施の形態に係るＯＬＴ１００の要部構成を示すブロック図である。図２に示すＯＬＴ１００は、バッファ部１０１、ヘッダ付加部１０２、ヘッダ付加部１０３、結合部１０４、低速スクランブラ１０５、高速スクランブラ１０６、選択部１０７、同期用信号付加部１０８、およびＥ／Ｏ（Electrical/Optical）変換部１０９を有している。
バッファ部１０１は、ＯＮＵ３００へ送信するデータを一時的に保持する。このとき、バッファ部１０１は、ビットレートＡに対応するＯＮＵ３００宛てのデータと、ビットレートＢに対応するＯＮＵ３００宛てのデータとを保持する。換言すれば、バッファ部１０１は、低速のビットレートＡのデータと高速のビットレートＢのデータとを保持している。
ヘッダ付加部１０２は、バッファ部１０１に保持されたデータのうち、低速のビットレートＡのデータにビットレートＡのヘッダを付加して伝送単位を生成する。このヘッダには、宛先のＯＮＵ３００の識別情報および伝送単位中におけるデータの位置情報などが含まれている。また、ヘッダ付加部１０２は、１つまたは複数の伝送単位を含むフレームに関するフレームヘッダを伝送単位に付加する。このフレームヘッダには、フレーム中における各伝送単位の位置情報などのフレーム情報が含まれている。
ヘッダ付加部１０３は、バッファ部１０１に保持されたデータのうち、高速のビットレートＢのデータにビットレートＡのヘッダを付加して伝送単位を生成する。このヘッダには、宛先のＯＮＵ３００の識別情報および伝送単位中におけるデータの位置情報などが含まれている。そして、ヘッダ付加部１０３は、ヘッダが付加された伝送単位を結合部１０４へ出力するとともに、ヘッダ付加前のビットレートＢのデータのみを高速スクランブラ１０６へ出力する。
結合部１０４は、ヘッダ付加部１０２によって生成される伝送単位とヘッダ付加部１０３によって生成される伝送単位とを結合し、得られた結合データを低速スクランブラ１０５へ出力する。すなわち、結合部１０４は、低速のビットレートＡのデータやヘッダと高速のビットレートＢのデータとが混在する結合データを低速スクランブラ１０５へ出力する。
低速スクランブラ１０５は、結合データを低速のビットレートＡに対応するクロックでスクランブル処理する。すなわち、低速スクランブラ１０５は、結合データの各ビットと低速のビットレートＡに対応するクロックごとに変化するスクランブル用のビットとの排他的論理和を算出してスクランブルデータを得る。
高速スクランブラ１０６は、高速のビットレートＢのデータをビットレートＢに対応するクロックでスクランブル処理する。すなわち、高速スクランブラ１０６は、ビットレートＢのデータの各ビットと高速のビットレートＢに対応するクロックごとに変化するスクランブル用のビットとの排他的論理和を算出してスクランブルデータを得る。
ここで、本実施の形態に係るスクランブラの構成について、図３を用いて説明しておく。本実施の形態に係る低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１０６は、例えば図３に示すような構成を有している。このスクランブラは、複数のシフトレジスタ４０１、最終シフトレジスタ４０２、ＥＸＯＲ回路４０３、およびＥＸＯＲ回路４０４を有している。
シフトレジスタ４０１は、１ビットの「０」または「１」を保持し、クロックによって通知される周期で保持している１ビットの値を隣接するシフトレジスタ４０１または最終シフトレジスタ４０２へ出力する。また、シフトレジスタ４０１は、フレームの先頭におけるタイミングで入力されるリセット信号によって初期化され、初期化状態では「１」を保持する。
最終シフトレジスタ４０２は、１ビットの「０」または「１」を保持し、クロックによって通知される周期で保持している１ビットの値をＥＸＯＲ回路４０３およびＥＸＯＲ回路４０４へ出力する。また、最終シフトレジスタ４０２は、フレームの先頭におけるタイミングで入力されるリセット信号によって初期化され、初期化状態では「１」を保持する。
本実施の形態における低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１０６は、シフトレジスタ４０１および最終シフトレジスタ４０２に入力されるクロックが異なっている。具体的には、低速スクランブラ１０５のシフトレジスタ４０１および最終シフトレジスタ４０２には、低速のビットレートＡに対応するクロックが入力されており、高速スクランブラ１０６のシフトレジスタ４０１および最終シフトレジスタ４０２には、高速のビットレートＢに対応するクロックが入力されている。したがって、シフトレジスタ４０１および最終シフトレジスタ４０２が１ビットの値を出力する間隔が異なっており、それぞれビットレートが異なるデータに合わせたスクランブル処理が行われる。
ＥＸＯＲ回路４０３は、最終シフトレジスタ４０２から出力される１ビットとデータの各ビットとの排他的論理和を算出し、算出結果をスクランブルデータとして順次出力する。換言すれば、ＥＸＯＲ回路４０３は、スクランブル用のビットとデータのビットとの排他的論理和を算出し、算出結果をスクランブルデータとして順次出力する。本実施の形態においては、低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１０６に入力されるデータのビットレートと最終シフトレジスタ４０２から１ビットの値が出力される周期とが一致しているため、データのそれぞれのビットが対応するスクランブル用のビットによってスクランブル処理されることになる。
ＥＸＯＲ４０４は、一端のシフトレジスタ４０１から出力されるビットと最終シフトレジスタ４０２から出力されるビットとの排他的論理和を算出し、算出結果を他端のシフトレジスタ４０１へ出力する。なお、図３に示すスクランブラは、生成多項式１＋ｘ6＋ｘ7のスクランブル処理を行うスクランブラを示しているが、生成多項式は任意で良い。このため、シフトレジスタ４０１の数やＥＸＯＲ回路４０４の位置は図３と異なっていても良い。
図２に戻って、選択部１０７は、低速スクランブラ１０５の出力および高速スクランブラ１０６の出力のいずれか一方を選択して出力する。具体的には、選択部１０７は、フレーム中のビットレートＡに対応する部分の出力タイミングにおいては低速スクランブラ１０５の出力を選択し、フレーム中のビットレートＢに対応する部分の出力タイミングにおいては高速スクランブラ１０６の出力を選択する。したがって、選択部１０７は、フレームヘッダ、各伝送単位のヘッダ、およびビットレートＡのデータに対応するタイミングにおいては、低速スクランブラ１０５によってスクランブル処理されたスクランブルデータを出力し、ビットレートＢのデータに対応するタイミングにおいては、高速スクランブラ１０６によってスクランブル処理されたスクランブルデータを出力する。
同期用信号付加部１０８は、選択部１０７から出力されたスクランブルデータの先頭に所定のパターンの同期用信号を付加する。すなわち、同期用信号付加部１０８は、フレームヘッダの先頭に同期用信号を付加して、同期用信号を含むフレームヘッダ、低速のデータを含む伝送単位、および高速のデータを含む伝送単位から構成されるフレームを生成する。
Ｅ／Ｏ変換部１０９は、同期用信号付加部１０８によって生成された電気信号のフレームを光信号に変換し、光ファイバを介して複数のＯＮＵ３００へ送信する。
次いで、上記のように構成されたＯＬＴ１００の動作について、図４に示すフロー図を参照しながら説明する。
まず、ＯＮＵ３００宛てのデータがＯＬＴ１００に入力され、バッファ部１０１によって保持される（ステップＳ１０１）。そして、バッファ部１０１に保持されたデータのうち、低速のビットレートＡのデータ（以下「低速データ」という）はヘッダ付加部１０２へ出力され、高速のビットレートＢのデータ（以下「高速データ」という）はヘッダ付加部１０３へ出力される。
低速データがヘッダ付加部１０２へ出力されると、ヘッダ付加部１０２によって、低速データに低速のビットレートＡのヘッダが付加されて伝送単位が生成されるとともに、フレーム全体のフレーム情報を含むフレームヘッダが伝送単位に付加される（ステップＳ１０２）。また、高速データがヘッダ付加部１０３へ出力されると、ヘッダ付加部１０３によって、高速データに低速のビットレートＡのヘッダが付加されて伝送単位が生成される（ステップＳ１０３）。
ヘッダ付加部１０３によって生成された高速データを含む伝送単位は、結合部１０４へ出力されると同時に、ヘッダを除く高速データのみが高速スクランブラ１０６へ出力される。そして、結合部１０４によって、低速データを含む伝送単位と高速データを含む伝送単位とが結合され（ステップＳ１０４）、得られた結合データが低速スクランブラ１０５へ出力される。
これにより、結合データが低速スクランブラ１０５に入力され、高速データが高速スクランブラ１０６に入力されたことになる。そこで、結合データは、低速スクランブラ１０５によって、スクランブル処理される（ステップＳ１０５）。同様に、高速データは、高速スクランブラ１０６によって、スクランブル処理される（ステップＳ１０６）。
すなわち、図５に示すように、低速スクランブラ１０５には、ビットレートＡのヘッダおよび低速データとビットレートＢの高速データとが入力され、ビットレートＡに対応するクロックでスクランブル処理が施される。また、高速スクランブラ１０６には、ビットレートＢの高速データが入力され、ビットレートＢに対応するクロックでスクランブル処理が施される。なお、本実施の形態においては、低速スクランブラ１０５が結合データ中の高速データに対するスクランブル処理を施すため、高速データのビットレートＢは、ビットレートＡの整数倍であることが望ましい。また、図５では省略したが、低速スクランブラ１０５には、フレーム全体のフレーム情報を格納するフレームヘッダが最初に入力される。
こうして低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１０６によるスクランブル処理が実行されることにより、結合データおよび高速データにスクランブルがかけられ、伝送中の信号間の干渉を抑制することができる。また、高速データは、低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１０６の双方によってスクランブル処理が施されているが、高速スクランブラ１０６においては、高速データのそれぞれのビットに対して変化するスクランブル用のビットを用いたスクランブル処理が施されており、高速データに関しては、高速スクランブラ１０６によるスクランブルデータを伝送する場合の方が干渉抑制効果が大きい。
このため、選択部１０７によって、所定のフレーム構成において、フレーム中にスクランブルデータを配置可能な各タイミングが低速のビットレートＡの信号用のタイミングであるか否かが判断される（ステップＳ１０７）。すなわち、選択部１０７によって、フレーム中のフレームヘッダ、伝送単位のヘッダ、および低速データの信号用のタイミングには、低速スクランブラ１０５からの出力が選択されて出力され（ステップＳ１０８）、フレーム中の高速データの信号用のタイミングには、高速スクランブラ１０６からの出力が選択されて出力される（ステップＳ１０９）。
そして、同期用信号付加部１０８によって、選択部１０７からの出力の先頭に所定のパターンの同期用信号が付加されて、フレームが生成される（ステップＳ１１０）。同期用信号は、受信側のＯＮＵ３００におけるデスクランブル処理に先立つ同期確立の時点で利用されるため、スクランブル処理が施されない状態でフレームの先頭に付加される。こうして生成されたフレームは、Ｅ／Ｏ変換部１０９によって光信号に変換され（ステップＳ１１１）、光ファイバを介して複数のＯＮＵ３００へ送信される（ステップＳ１１２）。
ここで、本実施の形態に係る低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１０６の動作タイミングについて、図６を参照しながら具体的に説明する。
上述したように、本実施の形態においては、同期用信号を先頭に含むフレームヘッダに続いて１つまたは複数の伝送単位が配置されたフレームがＯＬＴ１００から送信される。ここでは、１フレームがフレームヘッダ、低速データを含む伝送単位、および高速データを含む伝送単位から構成されているものとする。
図６に示すように、フレームの先頭の同期用信号のタイミングにおいては、低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１０６の双方においてリセット信号が有効を示すイネーブル（Enable）状態となる。これにより、図３に示したシフトレジスタ４０１および最終シフトレジスタ４０２のすべてが初期化され「１」を保持した状態となる。
その後、低速スクランブラ１０５がイネーブル状態となり、ビットレートＡのフレーム情報、低速データを含む伝送単位、および高速データを含む伝送単位がビットレートＡに対応するクロックでスクランブル処理される。一方、フレーム中の高速データのタイミングでは、高速スクランブラ１０６がイネーブル状態となり、ビットレートＢの高速データがビットレートＢに対応するクロックでスクランブル処理される。
また、選択部１０７においては、フレーム情報の開始タイミングから高速データを含む伝送単位のヘッダの終了タイミングまでの間は低速スクランブラ１０５からの出力がイネーブル状態となり、高速データのタイミングでは高速スクランブラ１０６からの出力がイネーブル状態となる。これにより、図６の最上図に示すように、フレーム情報、各伝送単位のヘッダ、および低速データには低速のビットレートＡに対応するスクランブル処理が施され、高速データには高速のビットレートＢに対応するスクランブル処理が施されたフレームが得られることになる。
次に、本実施の形態に係るＯＮＵ３００の要部構成について、図７を参照しながら説明する。図７は、本実施の形態に係る高速のビットレートＢに対応するＯＮＵ３００の要部構成を示すブロック図である。なお、低速のビットレートＡに対応するＯＮＵ３００の構成については、従来と同様であるため、その説明を省略する。図７に示すＯＮＵ３００は、Ｏ／Ｅ変換部３０１、分周部３０２、速度変換部３０３、低速デスクランブラ３０４、ヘッダ処理部３０５、および高速デスクランブラ３０６を有している。
Ｏ／Ｅ変換部３０１は、光ファイバを介してフレームを受信し、電気信号に変換した上で、フレームに含まれるクロック信号を分周部３０２へ出力し、クロック信号以外の信号を速度変換部３０３および高速デスクランブラ３０６へ出力する。ここで、図７に示すＯＮＵ３００は、ビットレートＢに対応するＯＮＵであるため、フレームに含まれるクロック信号もビットレートＢに対応している。
分周部３０２は、フレームに含まれるクロック信号を分周して低速のビットレートＡに対応するクロック信号を取得し、速度変換部３０３へ出力する。
速度変換部３０３は、ビットレートＡに対応するクロック信号を用いて、フレームの信号速度をビットレートＡに相当する速度に変換し、低速デスクランブラ３０４へ出力する。
低速デスクランブラ３０４は、フレームを低速のビットレートＡに対応するクロックでデスクランブル処理する。具体的には、低速デスクランブラ３０４は、ＯＬＴ１００の低速スクランブラ１０５と同様の内部構成を有し、フレームの各ビットと低速のビットレートＡに対応するクロックごとに変化するデスクランブル用のビットとの排他的論理和を算出してデスクランブルデータを得る。
ヘッダ処理部３０５は、低速デスクランブラ３０４によって得られたデスクランブルデータからフレームヘッダおよび各伝送単位のヘッダを取得し、自装置宛ての高速データを含む伝送単位の位置を高速デスクランブラ３０６へ通知する。
高速デスクランブラ３０６は、フレーム中のヘッダ処理部３０５から通知された位置に配置された高速データをビットレートＢに対応するクロックでデスクランブル処理する。具体的には、高速デスクランブラ３０６は、ＯＬＴ１００の高速スクランブラ１０６と同様の内部構成を有し、高速データ部分の各ビットと高速のビットレートＢに対応するクロックごとに変化するデスクランブル用のビットとの排他的論理和を算出して自装置宛てのデータを得る。
本実施の形態においては、低速のビットレートＡの信号部分は低速スクランブラ１０５によってスクランブル処理されており、高速のビットレートＢの信号部分は高速スクランブラ１０６によってスクランブル処理されている。また、フレームヘッダや各伝送単位のヘッダについては、いずれもビットレートＡの信号部分となっており、すべてのＯＮＵ３００が共通して内容を確認することが可能となっている。
そこで、ビットレートＢに対応するＯＮＵ３００は、受信信号に含まれるクロック信号を分周してビットレートＡに対応するクロック信号を取得し、受信したフレームの信号速度を変換することにより、フレームヘッダおよび各伝送単位のヘッダの内容を確認する。そして、ヘッダの内容から自装置宛ての高速データを含む伝送単位の位置を確認し、高速デスクランブラ３０６によって、自装置宛ての高速データ部分をデスクランブル処理する。これにより、ビットレートＢに対応するＯＮＵ３００は、ビットレートが混在しているフレームから自装置宛てのデータを正確に取得することができる。
一方、ビットレートＡに対応するＯＮＵ３００は、受信信号に含まれるビットレートＡに対応するクロック信号を用いてデスクランブル処理を実行し、フレームヘッダおよび各伝送単位のヘッダの内容をそのまま確認することができる。そして、伝送単位のヘッダから自装置宛ての低速データの位置を検出し（すなわち、ヘッダから自装置の識別情報を検出し）、自装置宛てのデータを取得することができる。
以上のように、本実施の形態によれば、ＯＬＴは、信号を受信し得る複数のＯＮＵが対応するビットレートのうち最低速のビットレートのヘッダを各ＯＮＵへ送信するすべてのデータに付加して伝送単位を生成し、ヘッダおよび低速データには最低速のビットレートに対応するクロックで低速のスクランブル処理を施し、高速データには高速データのビットレートに対応するクロックで高速のスクランブル処理を施す。このため、１フレーム中に低速データと高速データが混在していても、すべてのＯＮＵにおいて最低速のビットレートのヘッダからデータの宛先を識別することが可能であり、低コストで異なるビットレートの信号を混在させて伝送することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の特徴は、低速データおよび高速データを含む結合データに対して、低速のスクランブル処理および高速のスクランブル処理双方を施すようにし、装置構成を簡易にする点である。
図８は、本実施の形態に係るＯＬＴ１００の要部構成を示すブロック図である。同図において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図８に示すＯＬＴ１００は、図２に示すＯＬＴ１００の高速スクランブラ１０６に代えて高速スクランブラ１２１を有している。
高速スクランブラ１２１は、結合部１０４によって得られた結合データを高速のビットレートＢに対応するクロックでスクランブル処理する。すなわち、高速スクランブラ１２１は、結合データの各ビットと高速のビットレートＢに対応するクロックごとに変化するスクランブル用のビットとの排他的論理和を算出してスクランブルデータを得る。なお、高速スクランブラ１２１の内部構成は、実施の形態１で説明したスクランブラ（図３参照）と同様である。
本実施の形態においては、結合部１０４においてフレームヘッダ、低速データを含む伝送単位、および高速データを含む伝送単位が結合されて結合データが得られると、この結合データが低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１２１の双方によってスクランブル処理されることになる。
このため、ヘッダ付加部１０３は、ビットレートＢの高速データのみを高速スクランブラ１２１へ出力する必要がなく、同一の結合データを低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１２１へ出力する簡易な制御が行われれば良い。すなわち、実施の形態１と比較すると、ヘッダ付加部１０３から高速スクランブラ１２１への出力線が不要となり、ＯＬＴ１００の装置構成を簡易にすることができる。また、選択部１０７においては、実施の形態１と同様に、高速データに対応するタイミングで高速スクランブラ１２１からの出力が選択されて出力されるため、最終的に生成されるフレームは、実施の形態１と同様のものになる。
次いで、上記のように構成されたＯＬＴ１００の動作について、図９に示すフロー図を参照しながら説明する。同図において、図４と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。
まず、ＯＮＵ３００宛てのデータがＯＬＴ１００に入力され、バッファ部１０１によって保持される（ステップＳ１０１）。そして、バッファ部１０１に保持されたデータのうち、低速データはヘッダ付加部１０２へ出力されてヘッダが付加され（ステップＳ１０２）、高速データはヘッダ付加部１０３へ出力されてヘッダが付加される（ステップＳ１０３）。
ヘッダ付加部１０３によって生成された高速データを含む伝送単位は、結合部１０４へ出力され、結合部１０４によって、低速データを含む伝送単位と高速データを含む伝送単位とが結合され（ステップＳ１０４）、得られた結合データが低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１２１へ出力される。
これにより、結合データが低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１２１の双方に入力されたことになる。そこで、結合データは、低速スクランブラ１０５によって、スクランブル処理される（ステップＳ１０５）。同様に、結合データは、高速スクランブラ１２１によって、スクランブル処理される（ステップＳ１０６）。
すなわち、図１０に示すように、低速スクランブラ１０５には、ビットレートＡのヘッダおよび低速データとビットレートＢの高速データとが入力され、ビットレートＡに対応するクロックでスクランブル処理が施される。また、高速スクランブラ１２１にも、ビットレートＡのヘッダおよび低速データとビットレートＢの高速データとが入力され、ビットレートＢに対応するクロックでスクランブル処理が施される。なお、本実施の形態においては、低速スクランブラ１０５が結合データ中の高速データに対するスクランブル処理を施し、高速スクランブラ１２１が結合データ中の低速データに対するスクランブル処理を施すため、高速データのビットレートＢは、ビットレートＡの整数倍であることが望ましい。また、図１０では省略したが、低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１２１には、フレーム全体のフレーム情報を格納するフレームヘッダが最初に入力される。
こうして低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１２１によるスクランブル処理が実行されることにより、結合データにスクランブルがかけられ、伝送中の信号間の干渉を抑制することができる。また、結合データは、低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１２１の双方によってスクランブル処理が施されているが、高速データに関しては、高速スクランブラ１２１によるスクランブルデータを伝送する場合の方が干渉抑制効果が大きい。
このため、選択部１０７によって、所定のフレーム構成において、フレーム中にスクランブルデータを配置可能な各タイミングが低速のビットレートＡの信号用のタイミングであるか否かが判断される（ステップＳ１０７）。すなわち、選択部１０７によって、フレーム中のフレームヘッダ、伝送単位のヘッダ、および低速データの信号用のタイミングには、低速スクランブラ１０５からの出力が選択されて出力され（ステップＳ１０８）、フレーム中の高速データの信号用のタイミングには、高速スクランブラ１２１からの出力が選択されて出力される（ステップＳ１０９）。
そして、同期用信号付加部１０８によって、選択部１０７からの出力の先頭に所定のパターンの同期用信号が付加されて、フレームが生成される（ステップＳ１１０）。同期用信号は、受信側のＯＮＵ３００におけるデスクランブル処理に先立つ同期確立の時点で利用されるため、スクランブル処理が施されない状態でフレームの先頭に付加される。こうして生成されたフレームは、Ｅ／Ｏ変換部１０９によって光信号に変換され（ステップＳ１１１）、光ファイバを介して複数のＯＮＵ３００へ送信される（ステップＳ１１２）。
ここで、本実施の形態に係る低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１２１の動作タイミングについて、図１１を参照しながら具体的に説明する。
本実施の形態においては、同期用信号を先頭に含むフレームヘッダに続いて１つまたは複数の伝送単位が配置されたフレームがＯＬＴ１００から送信される。ここでは、１フレームがフレームヘッダ、低速データを含む伝送単位、および高速データを含む伝送単位から構成されているものとする。
図１１に示すように、フレームの先頭の同期用信号のタイミングにおいては、低速スクランブラ１０５および高速スクランブラ１２１の双方においてリセット信号が有効を示すイネーブル状態となる。これにより、図３に示したシフトレジスタ４０１および最終シフトレジスタ４０２のすべてが初期化され「１」を保持した状態となる。
その後、実施の形態１と同様に、低速スクランブラ１０５がイネーブル状態となり、ビットレートＡのフレーム情報、低速データを含む伝送単位、および高速データを含む伝送単位がビットレートＡに対応するクロックでスクランブル処理される。一方、本実施の形態においては、低速スクランブラ１０５と同一のタイミングにおいて高速スクランブラ１２１がイネーブル状態となり、ビットレートＡのフレーム情報、低速データを含む伝送単位、および高速データを含む伝送単位がビットレートＢに対応するクロックでスクランブル処理される。
また、選択部１０７においては、実施の形態１と同様に、フレーム情報の開始タイミングから高速データを含む伝送単位のヘッダの終了タイミングまでの間は低速スクランブラ１０５からの出力がイネーブル状態となり、高速データのタイミングでは高速スクランブラ１０６からの出力がイネーブル状態となる。これにより、図１１の最上図に示すように、フレーム情報、各伝送単位のヘッダ、および低速データには低速のビットレートＡに対応するスクランブル処理が施され、高速データには高速のビットレートＢに対応するスクランブル処理が施されたフレームが得られることになる。
以上のように、本実施の形態によれば、ＯＬＴは、低速の伝送単位および高速の伝送単位が結合されて得られる結合データに低速のスクランブル処理および高速のスクランブル処理の双方を施し、フレーム中の位置に応じてどちらのスクランブル処理結果をフレームに配置するか選択する。このため、異なるスクランブラが同一のデータに対するスクランブル処理を施すことになり、装置構成を簡易にすることができる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の特徴は、高速データを含むフレームであっても低速のスクランブル処理のみを施して伝送し、装置構成をさらに簡易にする点である。
図１２は、本実施の形態に係るＯＬＴ１００の要部構成を示すブロック図である。同図において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１２に示すＯＬＴ１００は、図２に示すＯＬＴ１００の低速スクランブラ１０５に代えて低速スクランブラ１４１を有し、高速スクランブラ１０６および選択部１０７を削除した構成となっている。
低速スクランブラ１４１は、結合データを低速のビットレートＡに対応するクロックでスクランブル処理する。すなわち、低速スクランブラ１４１は、結合データの各ビットと低速のビットレートＡに対応するクロックごとに変化するスクランブル用のビットとの排他的論理和を算出してスクランブルデータを得る。このとき、低速スクランブラ１４１は、結合データ中の高速データ部分については、複数のビットに対して同一のスクランブル用のビットを用いる。なお、低速スクランブラ１４１の内部構成は、実施の形態１で説明したスクランブラ（図３参照）と同様である。
そして、低速スクランブラ１４１は、スクランブルデータを同期用信号付加部１０８へ直接出力する。したがって、本実施の形態においては、結合データ全体が低速のスクランブル処理を施された上で同期用信号が先頭に付加されてフレームが生成される。そして、高速データについても低速のスクランブル処理が施されたままで送信される。
本実施の形態においては、ビットレートＢの高速データに対してもビットレートＡに対応するクロックでスクランブル処理が施され、そのままＯＮＵ３００へ送信される。したがって、フレーム中の高速データ部分については、複数のビットが同一のスクランブル用のビットによってスクランブル処理されていることになる。
具体的に、ビットレートＡを２．５Ｇｂｐｓとし、ビットレートＢを１０Ｇｂｐｓとすると、図１３に示すように、低速スクランブラ１４１内のクロックは２．５Ｇｂｐｓである。このため、図３に示した最終シフトレジスタ４０２から出力される１ビットの値も２．５Ｇｂｐｓに対応する周期で変化し、図１３においては「１１００１０１０１」が順に出力されている。
一方、結合データには、図１３に示すように、２．５Ｇｂｐｓのヘッダや低速データと１０Ｇｂｐｓの高速データとが混在している。高速データは低速データの４倍のビットレートであるため、クロックの１周期内には高速データの４ビットが含まれていることになる。このように本実施の形態においては、高速データに対しても低速のビットレートＡに対応するスクランブル処理が施されるため、ビットレートＢはビットレートＡの整数倍であることが必要である。
低速スクランブラ１４１は、結合データのビットと２．５Ｇｂｐｓに対応するクロックで変化する最終シフトレジスタ出力のビットとの排他的論理和を算出し、スクランブルデータを得るが、結合データ中の高速データに関しては、４ビットに対して同一の最終シフトレジスタ出力のビットとの排他的論理和を算出する。また、低速スクランブラ１４１は、結合データ中のヘッダや低速データに関しては、１ビットに対して１つの最終シフトレジスタ出力のビットとの排他的論理和を算出する。こうして得られるスクランブルデータにおいては、図１３に示すように、結合データの２．５Ｇｂｐｓの部分についてはビットレートが２．５Ｇｂｐｓとなっており、結合データの１０Ｇｂｐｓの部分についてはビットレートが１０Ｇｂｐｓとなっている。
次に、本実施の形態に係るＯＮＵ３００の要部構成について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、本実施の形態に係る高速のビットレートＢに対応するＯＮＵ３００の要部構成を示すブロック図である。同図において、図７と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１４に示すＯＮＵ３００は、Ｏ／Ｅ変換部３０１、分周部３０２、低速デスクランブラ３２１、速度変換部３２２、ヘッダ処理部３０５、およびデータ取得部３２３を有している。
低速デスクランブラ３２１は、分周部３０２によって得られたビットレートＡに対応するクロック信号を用いて、フレーム全体をデスクランブル処理する。そして、低速デスクランブラ３２１は、デスクランブル処理されて得られたデスクランブルデータを速度変換部３２２およびデータ取得部３２３へ出力する。
速度変換部３２２は、ビットレートＡに対応するクロック信号を用いて、デスクランブルデータの信号速度をビットレートＡに相当する速度に変換し、ヘッダ処理部３０５へ出力する。したがって、本実施の形態に係るヘッダ処理部３０５は、デスクランブルデータから伝送単位のヘッダを取得し、自装置宛ての高速データを含む伝送単位の位置をデータ取得部３２３へ通知する。
データ取得部３２３は、デスクランブルデータ中のヘッダ処理部３０５から通知された位置に配置された高速データを取得する。本実施の形態においては、低速デスクランブラ３２１によって高速データのデスクランブル処理も完了しているため、データ取得部３２３は、高速データに該当する部分から高速データを取得するのみで良い。
本実施の形態においては、低速のビットレートＡの信号部分および高速のビットレートＢの信号部分の双方が低速スクランブラ１４１によってスクランブル処理されている。また、フレームヘッダや各伝送単位のヘッダについては、いずれもビットレートＡの信号部分となっており、すべてのＯＮＵ３００が共通して内容を確認することが可能となっている。
そこで、ビットレートＢに対応するＯＮＵ３００は、受信信号に含まれるクロック信号を分周してビットレートＡに対応するクロック信号を取得し、ビットレートＡに対応するクロックでフレーム全体をデスクランブル処理し、デスクランブルデータの信号速度を変換することにより、フレームヘッダおよび各伝送単位のヘッダの内容を確認する。そして、ヘッダの内容から自装置宛ての高速データを含む伝送単位の位置を確認し、データ取得部３２３において、自装置宛ての高速データを取得する。これにより、ビットレートＢに対応するＯＮＵ３００は、ビットレートが混在しているフレームから自装置宛てのデータを正確に取得することができる。
一方、ビットレートＡに対応するＯＮＵ３００は、受信信号に含まれるビットレートＡに対応するクロック信号を用いてデスクランブル処理を実行し、フレームヘッダおよび各伝送単位のヘッダの内容をそのまま確認することができる。そして、伝送単位のヘッダから自装置宛ての低速データの位置を検出し（すなわち、ヘッダから自装置の識別情報を検出し）、自装置宛てのデータを取得することができる。
以上のように、本実施の形態によれば、ＯＬＴは、低速データおよび高速データが混在するフレーム全体に低速のスクランブル処理を施して、そのまま送信する。このため、ＯＬＴに速度が異なる複数のスクランブラを設ける必要がなく、装置構成をさらに簡易にすることができる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の特徴は、フレーム中の高速データに所定の周期で既知の同期保護パターンを挿入し、低速データに対応するＯＮＵが高速データ部分を用いて同期を保護できるようにする点である。
図１５は、本実施の形態に係るＯＬＴ１００の要部構成を示すブロック図である。同図において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１５に示すＯＬＴ１００は、図２に示すヘッダ付加部１０３および低速スクランブラ１０５に代えてヘッダ付加部１６１および低速スクランブラ１６２を有している。
ヘッダ付加部１６１は、バッファ部１０１に保持されたデータのうち、高速のビットレートＢのデータ（高速データ）にビットレートＡのヘッダを付加し、さらに所定の周期で既知の同期保護パターンを挿入して伝送単位を生成する。同期保護パターンは、光伝送システム内のＯＮＵ３００があらかじめ記憶しているビットレートＡのビットパターンである。ＯＮＵ３００は、この同期保護パターンの位置を確認することにより、確立された同期を保護することができる。
低速スクランブラ１６２は、結合データを低速のビットレートＡに対応するクロックでスクランブル処理する。すなわち、低速スクランブラ１６２は、結合データの各ビットと低速のビットレートＡに対応するクロックごとに変化するスクランブル用のビットとの排他的論理和を算出してスクランブルデータを得る。このとき、低速スクランブラ１６２は、同期保護パターンのビットについては、スクランブル処理の対象から除外し、スクランブル処理前のパターンのまま出力する。
具体的には、本実施の形態に係る低速スクランブラ１６２は、図１６に示すような内部構成を有している。図１６において、図３と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
セレクタ４２１は、結合データの同期保護パターン以外の部分のタイミングにおいてはＥＸＯＲ回路４０３からの出力を選択して出力する一方、同期保護パターンのタイミングにおいては元の結合データを選択して出力する。すなわち、セレクタ４２１は、結合データ中の同期保護パターンのみについては、スクランブル処理前のデータをそのまま出力する。
本実施の形態においては、選択部１０７は、高速データのタイミングにおいては高速スクランブラ１０６からの出力を選択し、それ以外のヘッダや同期保護パターンのタイミングにおいては低速スクランブラ１６２からの出力を選択する。このため、同期用信号付加部１０８において同期用信号が付加されて生成されるフレームの高速データ部分には、所定の周期でスクランブル処理されていない同期保護パターンが挿入されていることになる。
そして、同期保護パターンがスクランブル処理されないため、同期保護パターンは、ＯＮＵ３００におけるデスクランブル処理前に利用することが可能となる。また、ビットレートＡの同期保護パターンが高速データ部分に所定の周期で挿入されるため、ビットレートＡに対応するＯＮＵ３００は、フレーム中の高速データ部分を利用して同期の保護を図ることができる。このため、ビットレートＡに対応するＯＮＵ３００における同期はずれなどを防止することができる。
また、ビットレートＢに対応するＯＮＵ３００は、分周によりビットレートＡに対応するクロック信号を得ることができるため、同期保護パターンを利用して同期の保護を図ることができる。さらに、ビットレートＢに対応するＯＮＵ３００は、ビットレートＢの高速データ部分に含まれる既知パターンを利用して同期の保護を図ることも可能である。
以上のように、本実施の形態によれば、ＯＬＴは、スクランブル処理が施されない低速のビットレートの同期保護パターンを高速データ部分に挿入して送信する。このため、低速のビットレートに対応するＯＮＵは、高速データ部分を利用して同期の保護を図ることができ、同期はずれや誤同期を防止することができる。
なお、上記各実施の形態においては、複数のＯＮＵ３００がすべてビットレートＡまたはビットレートＢに対応しているものとしたが、複数のＯＮＵ３００が３種類以上のビットレートのいずれかに対応していても良い。この場合には、伝送単位中のヘッダのビットレートを、３種類以上のビットレートのうち最低速のビットレートに統一すれば良い。そして、この場合には、ＯＬＴ１００に３種類以上のビットレートに対応するスクランブラを設けても良い。
また、上記実施の形態４は、実施の形態２または実施の形態３と組み合わせることも可能である。すなわち、結合データ全体を低速スクランブラおよび高速スクランブラ双方でスクランブル処理する場合や結合データ全体を低速スクランブラのみでスクランブル処理する場合にも、高速データ部分に低速のビットレートの同期保護パターンを挿入することも有効である。
（付記１）複数の宛先へデータを伝送する光伝送装置であって、
第１のビットレートのデータにこのデータの宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加手段と、
前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータにこのデータの宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加手段と、
前記第１付加手段および前記第２付加手段によって得られた信号を前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第１スクランブル手段と、
前記第２付加手段における前記第２のビットレートのデータ部分を前記第２のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第２スクランブル手段と、
前記第１スクランブル手段または前記第２スクランブル手段によってスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信手段と
有することを特徴とする光伝送装置。
（付記２）前記第２スクランブル手段は、
前記第１スクランブル手段と同一の信号を前記第２のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理することを特徴とする付記１記載の光伝送装置。
（付記３）前記送信手段は、
スクランブル処理前のビットレートに応じて前記第１スクランブル手段および前記第２スクランブル手段のいずれか一方の出力を選択する選択手段を含み、
前記選択手段によって選択されて出力される信号を含むフレームを送信することを特徴とする付記１記載の光伝送装置。
（付記４）前記送信手段は、
フレームの先頭に既知パターンの同期用信号を付加する同期用信号付加手段を含むことを特徴とする付記３記載の光伝送装置。
（付記５）前記第１スクランブル手段は、
前記第１のビットレートに対応するクロックごとに１ビット値をシフトする複数のシフトレジスタと、
前記複数のシフトレジスタのいずれか１つからシフトされる１ビット値と前記第１付加手段および前記第２付加手段によって得られた信号のビットとの排他的論理和を前記第１のビットレートに対応するクロックごとに算出する排他的論理和算出回路と
を含むことを特徴とする付記１記載の光伝送装置。
（付記６）前記第２スクランブル手段は、
前記第２のビットレートに対応するクロックごとに１ビット値をシフトする複数のシフトレジスタと、
前記複数のシフトレジスタのいずれか１つからシフトされる１ビット値と前記第２付加手段における前記第２のビットレートのデータ部分のビットとの排他的論理和を前記第２のビットレートに対応するクロックごとに算出する排他的論理和算出回路と
を含むことを特徴とする付記１記載の光伝送装置。
（付記７）前記第２付加手段は、
前記第２のビットレートのデータに前記第１のビットレートの同期保護パターンを付加し、
前記第１スクランブル手段は、
同期保護パターンを除外してスクランブル処理を実行する
ことを特徴とする付記１記載の光伝送装置。
（付記８）複数の宛先へデータを伝送する光伝送装置であって、
第１のビットレートのデータにこのデータの宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加手段と、
前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータにこのデータの宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加手段と、
前記第１付加手段および前記第２付加手段によって得られた信号を結合して結合データを得る結合手段と、
前記結合手段によって得られた結合データを前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理するスクランブル手段と、
前記スクランブル手段によってスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信手段と
有することを特徴とする光伝送装置。
（付記９）前記送信手段は、
前記スクランブル手段によってスクランブル処理されて得られた信号の先頭に既知パターンの同期用信号を付加する同期用信号付加手段を含むことを特徴とする付記８記載の光伝送装置。
（付記１０）前記スクランブル手段は、
前記第１のビットレートに対応するクロックごとに１ビット値をシフトする複数のシフトレジスタと、
前記複数のシフトレジスタのいずれか１つからシフトされる１ビット値と結合データのビットとの排他的論理和を前記第１のビットレートに対応するクロックごとに算出する排他的論理和算出回路と
を含むことを特徴とする付記８記載の光伝送装置。
（付記１１）前記第２付加手段は、
前記第２のビットレートのデータに前記第１のビットレートの同期保護パターンを付加し、
前記スクランブル手段は、
同期保護パターンを除外してスクランブル処理を実行する
ことを特徴とする付記８記載の光伝送装置。
（付記１２）ビットレートが異なる複数のデータを含む信号を受信する光伝送装置であって、
受信信号からクロック信号を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得されたクロック信号を分周して前記複数のデータのビットレートのうち最低速のビットレートに対応する低速クロック信号を得る分周手段と、
前記分周手段によって得られた低速クロック信号を用いて受信信号に含まれる最低速のビットレートのヘッダをデスクランブル処理する第１デスクランブル手段と、
前記第１デスクランブル手段によってデスクランブル処理されたヘッダを参照して受信信号中の自装置宛てのデータ位置を特定し、前記取得手段によって取得されたクロック信号を用いて自装置宛てのデータをデスクランブル処理する第２デスクランブル手段と
を有することを特徴とする光伝送装置。
（付記１３）複数の宛先へデータを伝送する光伝送装置におけるスクランブル方法であって、
第１のビットレートのデータにこのデータの宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加工程と、
前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータにこのデータの宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加工程と、
前記第１付加工程および前記第２付加工程にて得られた信号を前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第１スクランブル工程と、
前記第２付加工程における前記第２のビットレートのデータ部分を前記第２のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第２スクランブル工程と、
前記第１スクランブル工程または前記第２スクランブル工程にてスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信工程と
有することを特徴とするスクランブル方法。
（付記１４）複数の宛先へデータを伝送する光伝送装置におけるスクランブル方法であって、
第１のビットレートのデータにこのデータの宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加工程と、
前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータにこのデータの宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加工程と、
前記第１付加工程および前記第２付加工程にて得られた信号を結合して結合データを得る結合工程と、
前記結合工程にて得られた結合データを前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理するスクランブル工程と、
前記スクランブル工程にてスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信工程と
有することを特徴とするスクランブル方法。
（付記１５）ビットレートが異なる複数のデータを含む信号を受信する光伝送装置におけるデスクランブル方法であって、
受信信号からクロック信号を取得する取得工程と、
前記取得工程にて取得されたクロック信号を分周して前記複数のデータのビットレートのうち最低速のビットレートに対応する低速クロック信号を得る分周工程と、
前記分周工程にて得られた低速クロック信号を用いて受信信号に含まれる最低速のビットレートのヘッダをデスクランブル処理する第１デスクランブル工程と、
前記第１デスクランブル工程にてデスクランブル処理されたヘッダを参照して受信信号中の前記光伝送装置宛てのデータ位置を特定し、前記取得手段によって取得されたクロック信号を用いて前記光伝送装置宛てのデータをデスクランブル処理する第２デスクランブル工程と
を有することを特徴とするデスクランブル方法。
本発明は、低コストで異なるビットレートの信号を混在させて伝送する場合に適用することができる。
実施の形態１に係る光伝送システムの概略構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るＯＬＴの要部構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るスクランブラの構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係るＯＬＴの動作を示すフロー図である。 実施の形態１に係るスクランブル処理を説明する図である。 実施の形態１に係るスクランブラの動作タイミングを示す図である。 実施の形態１に係るＯＮＵの要部構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係るＯＬＴの要部構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係るＯＬＴの動作を示すフロー図である。 実施の形態２に係るスクランブル処理を説明する図である。 実施の形態２に係るスクランブラの動作タイミングを示す図である。 実施の形態３に係るＯＬＴの要部構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係るスクランブル処理を説明する図である。 実施の形態３に係るＯＮＵの要部構成を示すブロック図である。 実施の形態４に係るＯＬＴの要部構成を示すブロック図である。 実施の形態４に係る低速スクランブラの内部構成を示すブロック図である。
符号の説明
１０１ バッファ部
１０２、１０３、１６１ ヘッダ付加部
１０４ 結合部
１０５、１４１、１６２ 低速スクランブラ
１０６、１２１ 高速スクランブラ
１０７ 選択部
１０８ 同期用信号付加部
１０９ Ｅ／Ｏ変換部
２００ スプリッタ
３０１ Ｏ／Ｅ変換部
３０２ 分周部
３０３、３２２ 速度変換部
３０４、３２１ 低速デスクランブラ
３０５ ヘッダ処理部
３０６ 高速デスクランブラ
３２３ データ取得部
４０１、４０２ シフトレジスタ
４０３、４０４ ＥＸＯＲ回路
４２１ セレクタ

Claims (10)

  1. 第１のビットレートおよび前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータを伝送する光伝送装置であって、
    前記第１のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加手段と、
    前記第２のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加手段と、
    前記第１付加手段および前記第２付加手段によって得られた信号を前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第１スクランブル手段と、
    前記第２付加手段における前記第２のビットレートのデータ部分を前記第２のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第２スクランブル手段と、
    前記第１スクランブル手段または前記第２スクランブル手段によってスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信手段と
    有することを特徴とする光伝送装置。
  2. 前記第２スクランブル手段は、
    前記第１スクランブル手段と同一の信号を前記第２のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理することを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
  3. 前記送信手段は、
    スクランブル処理前のビットレートに応じて前記第１スクランブル手段および前記第２スクランブル手段のいずれか一方の出力を選択する選択手段を含み、
    前記選択手段によって選択されて出力される信号を含むフレームを送信することを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
  4. 前記送信手段は、
    フレームの先頭に既知パターンの同期用信号を付加する同期用信号付加手段を含むことを特徴とする請求項３記載の光伝送装置。
  5. 前記第２付加手段は、
    前記第２のビットレートのデータに前記第１のビットレートの同期保護パターンを付加し、
    前記第１スクランブル手段は、
    同期保護パターンを除外してスクランブル処理を実行する
    ことを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
  6. 第１のビットレートおよび前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータを伝送する光伝送装置であって、
    前記第１のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加手段と、
    前記第２のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加手段と、
    前記第１付加手段および前記第２付加手段によって得られた信号を結合して結合データを得る結合手段と、
    前記結合手段によって得られた結合データを前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理するスクランブル手段と、
    前記スクランブル手段によってスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信手段と
    有することを特徴とする光伝送装置。
  7. ビットレートが異なる複数のデータを含む信号を受信する光伝送装置であって、
    受信信号中の自装置宛てのデータのビットレートに対応するクロック信号を取得する取得手段と、
    前記取得手段によって取得されたクロック信号を分周して前記複数のデータのビットレートのうち最低速のビットレートに対応する低速クロック信号を得る分周手段と、
    前記分周手段によって得られた低速クロック信号を用いて受信信号に含まれる最低速のビットレートのヘッダをデスクランブル処理する第１デスクランブル手段と、
    前記第１デスクランブル手段によってデスクランブル処理されたヘッダを参照して受信信号中の自装置宛てのデータ位置を特定し、前記取得手段によって取得されたクロック信号を用いて自装置宛てのデータをデスクランブル処理する第２デスクランブル手段と
    を有することを特徴とする光伝送装置。
  8. 第１のビットレートおよび前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータを伝送する光伝送装置におけるスクランブル方法であって、
    前記第１のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加工程と、
    前記第２のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加工程と、
    前記第１付加工程および前記第２付加工程にて得られた信号を前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第１スクランブル工程と、
    前記第２付加工程における前記第２のビットレートのデータ部分を前記第２のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理する第２スクランブル工程と、
    前記第１スクランブル工程または前記第２スクランブル工程にてスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信工程と
    有することを特徴とするスクランブル方法。
  9. 第１のビットレートおよび前記第１のビットレートより高速の第２のビットレートのデータを伝送する光伝送装置におけるスクランブル方法であって、
    前記第１のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第１付加工程と、
    前記第２のビットレートを有するデータに宛先を識別する識別情報を含む前記第１のビットレートのヘッダを付加する第２付加工程と、
    前記第１付加工程および前記第２付加工程にて得られた信号を結合して結合データを得る結合工程と、
    前記結合工程にて得られた結合データを前記第１のビットレートに対応するクロックでスクランブル処理するスクランブル工程と、
    前記スクランブル工程にてスクランブル処理されて得られた信号を送信する送信工程と
    有することを特徴とするスクランブル方法。
  10. ビットレートが異なる複数のデータを含む信号を受信する光伝送装置におけるデスクランブル方法であって、
    受信信号中の前記光伝送装置宛てのデータのビットレートに対応するクロック信号を取得する取得工程と、
    前記取得工程にて取得されたクロック信号を分周して前記複数のデータのビットレートのうち最低速のビットレートに対応する低速クロック信号を得る分周工程と、
    前記分周工程にて得られた低速クロック信号を用いて受信信号に含まれる最低速のビットレートのヘッダをデスクランブル処理する第１デスクランブル工程と、
    前記第１デスクランブル工程にてデスクランブル処理されたヘッダを参照して受信信号中の前記光伝送装置宛てのデータ位置を特定し、前記取得手段によって取得されたクロック信号を用いて前記光伝送装置宛てのデータをデスクランブル処理する第２デスクランブル工程と
    を有することを特徴とするデスクランブル方法。
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