以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態を適用可能なOTNフレーマ100の機能ブロック図である。同図に示すOTNフレーマ100は、100G超(B100G、Gはギガビット毎秒)の伝送を行うためのOTN(Optical Transport Network)の規格であるOTUCn(Cnは100G×nを表す。nは2以上の整数。)により通信を行う。同図においては、n=4の場合、すなわち、OTNフレーマ100がOTUC4により通信を行う場合の例を示している。
OTNトランスポート技術では、様々な通信方式のクライアント信号を収容し、光伝送により転送する。OTNでは、固定フレーム構造を利用し、GbE(ギガビット・イーサネット(登録商標))を収容できる最小単位のODU0(ODU:Optical Channel Data Unit)により、1.25GのTS(Tributary slot、タイムスロットともいう。)単位で(すなわち、その倍数により)クライアント信号を扱う。OTNは、SDH(synchronous digital hierarchy)と同様のパス管理、OAM(Operations, Administration, Maintenance)機能、プロテクション機能を提供する。
OTNフレーマ100は、複数のクライアント信号が多重されたn×100Gの1光チャネルの信号を分離し、n個の100Gのパラレル信号を生成する。これらのn個のパラレル信号は複数の光サブキャリアによりマルチキャリア伝送されるが、物理的には、1つのパラレル信号が1つの光サブキャリアにより伝送されてもよく、複数のパラレル信号が1つの光サブキャリアにより伝送されてもよい。マルチキャリア伝送とは、1チャネルの信号を複数の光サブキャリアを使ってパラレル伝送することにより、1チャネルを大容量化する通信方式である。マルチキャリア伝送では、対地(接続先)ごとにサブキャリアを高密度多重し、電気的に分離する。1つのパラレル信号が1つの光サブキャリアにより伝送される場合、その光サブキャリアの帯域は100Gであり、2つのパラレル信号を1つの光サブキャリアにより伝送する場合、その光サブキャリアの帯域は200Gである。光伝送には、4SC−DP−QPSK(4 subcarrier-Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying)や、2SC−DP−16QAM(2 subcarrier-Dual Polarization-Quadrature Amplitude Modulation)などが用いられる。
図1に示すように、OTNフレーマ100は、送信処理部110と受信処理部150とを備える。送信処理部110は、クライアント信号受信部120と多重処理部130とライン側送信処理部140とを備える。
クライアント信号受信部120は、受信部121とマッピング部122とOH処理部123とを備える。受信部121は、クライアント信号を受信する。マッピング部122は、受信部121が受信した1クライアント信号をLO−ODU(Lower Order Optical Channel Data Unit)フレームのペイロードにマッピングする。OH処理部123は、マッピング部122がクライアント信号を設定したLO−ODUフレームにOH(オーバーヘッド)を付加する。OH処理部123は、LO−ODUフレームの電気パス信号を、ODU−スイッチ(以下、「ODU−SW」と記載)210に出力する。ODU−SW210は、他のOTNフレーマ100とも接続されており、電気パス信号のパス交換を行う。
多重処理部130は、多重化部131とフレーミング部132とを備える。多重化部131は、ODU−SW210から受信した電気パス信号をLO−ODUフレームに設定する。多重処理部130は、LO−ODUフレームを一旦ODTU(Optical Channel Data Tributary Unit)フレームにマッピングした後、複数のODTUフレームを時間多重してHO−ODU(Higher Order ODU)であるODUCnフレームを生成する。フレーミング部132は、多重処理部130が生成したODUCnフレームにOHとFEC(forward error correction:前方誤り訂正)を付加してOTUCnフレームを生成する。フレーミング部132は、OTUCnフレームの信号をライン側送信処理部140に出力する。
ライン側送信処理部140は、インタリーブ部141と、OH処理部142−1〜142−nと、マルチレーン送信部143−1〜143−nとを備える。
インタリーブ部141は、多重処理部130からOTUCnフレームの信号を受信し、受信したn×100GのOTUCnフレームの信号をバイトインタリーブして、n個のOTLCn.nフレームの信号を生成する。OTLCn.nフレームは、100Gのパラレル信号のフレームである。i個目のOTLCn.nフレームを、OTLCn.n#iフレーム(iは1以上n以下の整数)と記載する。インタリーブ部141は、生成したn個のOTLCn.n#iフレームをそれぞれOH処理部142−iに出力する。
OH処理部142−1〜142−nは、インタリーブ部141から受信したOTLCn.nフレームにOHを設定する。OH処理部142−iは、OHを設定したOTLCn.n#iフレームを、マルチレーン送信部143−iに出力する。
マルチレーン送信部143−1〜143−nは、OH処理部142−1〜142−nから受信したOTLCn.nフレームのパラレル信号を送信機220に出力する。例えば、マルチレーン送信部143−iは、4本の28Gの電気配線を使用してパラレルにOTLCn.n#iフレームのパラレル信号を送信機220に出力する。各送信機220は、それぞれ異なる波長の光サブキャリアを使用する。送信機220は、受信したパラレル信号を電気信号から光信号に変換し、マルチキャリア伝送する。なお、複数のマルチレーン送信部143−iが1つの送信機220に接続されてもよい。j個(jは2以上n以下)のマルチレーン送信部143−iが1つの送信機220に接続される場合、その送信機220は、j×100Gの光サブキャリアによりj個のパラレル信号を伝送する。
受信処理部150は、ライン側受信処理部160と分離処理部170とクライアント信号送信部180とを備える。
ライン側受信処理部160は、マルチレーン受信部161−1〜161−nとOH処理部162−1〜162−nとデインタリーブ部163とを備える。
マルチレーン受信部161−1〜161−nは、受信機230がマルチキャリア伝送により受信した光信号を電気信号として受信する。受信機230は、それぞれ異なる波長の光サブキャリアによる光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換してマルチレーン受信部161−1〜161−nへ出力する。マルチレーン受信部161−iは、例えば4本の28Gの電気配線を使用して受信機230からパラレルに受信した電気信号を、OH処理部162−iに出力する。
OH処理部162−1〜162−nは、受信した信号からOTLCn.nフレームのOHに設定されているFAS(frame alignment signal)やMFAS(multi frame alignment signal)に基づいてフレームの先頭を検出する。OH処理部162−iは、先頭位置を検出することにより、遅延時間差を補償して受信信号からOTLCn.n#iフレームを抽出し、デインタリーブ部163に出力する。
デインタリーブ部163は、OH処理部162−1〜162−nから受信したOTLCn.n#1フレーム〜OTLCn.n#nフレームをデインタリーブし、1つのOTUCnフレームを生成する。
分離処理部170は、デフレーミング部171及び逆多重化部172を備える。デフレーミング部171は、デインタリーブ部163が生成したOTUCnフレームの信号をFEC復号し、復号したOTUCnフレームからLO−ODUフレームが時間多重されたODUCnフレームを抽出して逆多重化部172に出力する。逆多重化部172は、デフレーミング部171が抽出したODUCnフレームの信号から各クライアント信号が設定されたLO−ODUフレームを抽出し、LO−ODUフレームの電気パス信号をODU−SW210に出力する。
クライアント信号送信部180は、OH処理部181とデマッピング部182と送信部183とを備える。OH処理部181は、ODU−SW210から電気パス信号を受信し、受信した電気パス信号からLO−ODUフレームを復号する。OH処理部181は、LO−ODUフレームに対してOHに関する処理を行い、デマッピング部182に出力する。デマッピング部182は、OH処理部181からLO−ODUフレームの電気パス信号を受信し、受信した電気パス信号からクライアント信号を抽出して送信部183に出力する。送信部183は、デマッピング部182が抽出したクライアント信号を送信する。
なお、クライアント信号受信部120と多重処理部130とは、ODU−SW210を介さずに、LO−ODUフレームの電気パス信号を直接入出力してもよい。また、分離処理部170とクライアント信号送信部180とは、ODU−SW210を介さずに、LO−ODUフレームの電気パス信号を直接入出力してもよい。
図2は、OTUCnのフレーム構造を示す図である。OTUCnは、ODUCnにFACnOH、OTUCnOH、OPUCnOH及びOTUCnFECを付加して生成される。OTUCnのフレーム構造は、4行、4080×n列で表記される。
OTUCnの((7+7+2)×n+1)〜3824×n列目のOPUCnペイロード(Payload)には、クライアント信号がマッピングされる。OTUCnフレームの1〜(7+7+2)×n列目には、OHが設定される。OHにおける1行目の1〜7×n列目には、FACnOHが設定される。FACnOHは、フレーム同期に必要な情報を含む。OHにおける(7×n+1)〜14×n列目にはOTUCnOHが設定される。OTUCnOHは、光チャネルのセクション監視情報を収容する。OHにおける2〜4行目の1〜14×n列目には、ODUCnOHが設定される。ODUCnOHは、光チャネルのパス管理運用情報を収容する(14×n+1)〜16×n列目には、OPUCnOHが設定される。OPUCnOHは、クライアント信号のマッピング/デマッピングに必要な情報などを収容する。3824×n+1〜4080×n列目には、OPUCnFECが設定される。OPUCnFECは、FEC用のパリティチェックバイトを収容する。
図3は、OTLCn.nのフレーム構造を示す図である。OTLCn.nは、4行、4080列で表記される。OTLCn.n#1〜OTLCn.n#nは、バイトインタリーブによりOTUCnフレームを分割して得られる。OTUCnのOPUCnペイロードは、OTLCn.n#iの17〜3824列目のOPUCn.n#iペイロードにマッピングされる。
OTLCn.n#iの1〜16列目には、OHが設定される。OTLCn.n#iのOHは、OTUCnOH等に基づいて設定される。1行目の1〜7列目には、FALCn.n#iOHが設定される。FALCn.n#iOHは、フレーム同期に必要な情報を含む。8〜14列目には、OTLCn.n#iOHが設定される。OTLCn.n#iOHは、光チャネルのセクション監視情報を収容する。2〜4行目の1〜14×n列目には、ODLCn.n#iOHが設定される.ODLCn.n#iOHは、光チャネルのパス管理運用情報を収容する。15〜16列目には、OPLCn.n#iOHが設定される。OPLCn.n#iOHは、クライアント信号のマッピング/デマッピングに必要な情報などを収容する。3825〜4080列目には、OTUC#iFECが設定される。OUTC#iFECは、FEC用のパリティチェックバイトを収容する。
図4は、光信号の伝送に用いられる光チャネルを示す図である。図4(a)は、400Gの光信号を一つの光キャリアによりシリアル伝送する場合の光チャネルを示す図であり、図4(b)は、400Gの光信号を4つの光サブキャリアによりパラレル伝送(マルチキャリア伝送)する場合の光チャネルを示す図である。電子回路では動作速度の制約から、図4(a)に示すように、1光キャリアによりシリアル伝送することができる帯域の容量を、100Gを超えて拡張し続けることは困難である。そこでOTUCnでは、100G超の帯域を複数の光サブキャリアによりパラレル伝送することにより、電子回路の動作速度の制約を受けずに広帯域伝送を実現する。このパラレル伝送には、偏波多重、多値変調などが用いられる。変調方式によって、光サブキャリアの帯域は異なる。
図4(b)は、400Gの1光チャネルを、100Gの4光サブキャリアによりパラレル伝送した場合の例であり、図4(c)は、400Gの1光チャネルを、200Gの2光サブキャリアによりパラレル伝送した場合の例である。また、nを変化させることにより、図4(d)に示すように、100G単位で伝送帯域を増加させていくことができるフレキシビリティを有する。
(第1の実施形態)
図5は、本発明に係る第1の実施形態における光伝送装置30の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、光伝送装置30は、複数のクライアント側インターフェース部310(310−1〜310−k)とバックプレーン部320と2つのライン側インターフェース部330(330−1及び330−2)と制御信号送信部341と制御信号受信部342とを備える。複数のクライアント側インターフェース部310は、収容するクライアント信号の数に応じて設けられる。光伝送装置30において、図11に示した光伝送装置90が備える構成要素と同じ構成要素に対しては同じ符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図5に示す構成例では、光伝送装置30が2つのライン側インターフェース部330を備えるが、3つ以上のライン側インターフェース部330を備えてもよい。
光伝送装置30において、クライアント側インターフェース部310は、図1におけるクライアント信号受信部120及びクライアント信号送信部180に相当する。バックプレーン部320は、図1におけるODU−SW210に相当する。ライン側インターフェース部330−1及び330−2それぞれは、図1における多重処理部130、ライン側送信処理部140、送信機220、受信機230、ライン側受信処理部160及び分離処理部170に相当する。
ライン側インターフェース部330それぞれは、バックプレーン・インターフェース部331と仮想マップ算出部332とマッピング部333とライン側インターフェース接続部334と送信側オーバーヘッド・FEC処理部335と送信部336と受信部337と受信側オーバーヘッド・FEC処理部338とライン側インターフェース接続部339とデマッピング部340とを備える。なお、ライン側インターフェース接続部334は、2つのライン側インターフェース部330を接続しており、光伝送装置30における一つの構成要素として存在する。同様に、ライン側インターフェース接続部339は、2つのライン側インターフェース部330を接続しており、光伝送装置30における一つの構成要素として存在する。
仮想マップ算出部332は、バックプレーン部320及びバックプレーン・インターフェース部331を介して、クライアント側インターフェース部310から出力されるODTU信号、OTDU信号識別子、データ量、ペイロード種別、クライアント側時刻情報を取得する。仮想マップ算出部332は、クライアント側インターフェース部310から入力されるOTDU信号におけるビットレートと、ライン側インターフェース部330におけるビットレートとの比率をリアルタイムに算出する。なお、仮想マップ算出部332は、クライアント側時刻情報を用いてクライアント側のビットレートの平均値を算出する。
仮想マップ算出部332は、クライアント側インターフェース部310及びライン側インターフェース部330それぞれのビットレートとその比率とに基づいて、ITU−T G.709で定められたOTUCnフレームへのクライアントデータエンティティ数Cm及びΣCnDを算出する。仮想マップ算出部332は、算出したクライアントデータエンティティ数Cm及びΣCnDとITU−T G.709で定められたGMPマッピングのアルゴリズムとを用いて、ODTU信号を複数の波長に跨がるOTUCnフレームにおける収容位置とスタッフ位置とを決定し、ODTU信号のマッピングを仮想的に行う。
仮想マップ算出部332は、出力波長などの制約により、仮想的にマッピングしたOTUCnフレームの一部又は全部を、他のライン側インターフェース部330で伝送する必要があるか否かを判定する。出力波長の制約は、例えばODTU信号(クライアント信号)の伝送に特定の波長を用いる必要がある場合などである。仮想マップ算出部332は、自身が備えられているライン側インターフェース部330の送信部336から出力される光信号の出力波長が制約を満たしていない場合、当該制約を有するODTU信号を収容したOTUCnフレームを他のライン側インターフェース部330へ出力することを決定する。
仮想マップ算出部332は、算出したOTUCnフレームのマッピングを示すマッピング情報をマッピング部333へ出力する。仮想マップ算出部332は、他のライン側インターフェース部330へOTUCnフレームを出力する場合には、出力対象のOTUCnフレームと当該OTUCnフレームの出力先のライン側インターフェース部330とを示す切替情報を制御信号送信部341へ出力する。
制御信号送信部341は、ライン側インターフェース部330−1及び330−2それぞれの仮想マップ算出部332から入力される切替情報に基づいて、ライン側インターフェース接続部334を制御する。また、制御信号送信部341は、ライン側インターフェース部330間におけるOTUCnフレームの配置変更の有無と、配置変更が行われる場合にはその変更とを含む変更信号を対向装置(受信側の光伝送装置30)へ送信する。
マッピング部333は、バックプレーン部320及びバックプレーン・インターフェース部331を介して、クライアント側インターフェース部310から出力されるODTU信号を取得する。マッピング部333は、仮想マップ算出部332から出力されるマッピング情報が示す収容位置とスタッフ位置とに基づいて、ODTU信号をOTUCnフレームに収容するマッピングを行う。マッピング部333は、ODTU信号を収容したOTUCnフレームをライン側インターフェース接続部334へ出力する。
ライン側インターフェース接続部334は、制御信号送信部341の制御を受けて、ライン側インターフェース部330−1及び330−2それぞれのマッピング部333から出力されるOTUCnフレームを、ライン側インターフェース部330−1及び330−2それぞれの送信側オーバーヘッド・FEC処理部335へ出力する。ライン側インターフェース部330間におけるOTUCnフレームの配置変更が有る場合には、ライン側インターフェース接続部334は、配置変更の対象として指定されたOTUCnフレームを指定された他のライン側インターフェース部330の送信側オーバーヘッド・FEC処理部335へ出力し、配置変更の対象として指定されていないOTUCnフレームを出力元と同じライン側インターフェース部330の送信側オーバーヘッド・FEC処理部335へ出力する。OTUCnフレームの配置変更が無い場合には、ライン側インターフェース接続部334は、OTUCnフレームをそれぞれの出力元と同じライン側インターフェース部330の送信側オーバーヘッド・FEC処理部335へ出力する。
送信側オーバーヘッド・FEC処理部335は、ライン側インターフェース接続部334から出力されるOTUCnフレームにオーバーヘッド及びFECを付加して送信部336へ出力する。送信部336は、送信側オーバーヘッド・FEC処理部335から出力されるOTUCnフレームの電気信号で光変調して得られた光信号を送信する。
受信部337は、対向装置(送信側の光伝送装置30)から受信した光信号に対して光復調して得られたOTUCnフレームの電気信号を受信側オーバーヘッド・FEC処理部338へ出力する。受信側オーバーヘッド・FEC処理部338は、受信部337から出力されるOTUCnフレームに付加されているFECを用いて誤り訂正復号をした後にOTUCnフレームのペイロード領域を抽出する。受信側オーバーヘッド・FEC処理部338は、抽出したOTUCnフレームのペイロード領域をライン側インターフェース接続部339へ出力する。
制御信号受信部342は、対向装置(送信側の光伝送装置30)から変更信号を受信し、受信した変更信号に基づいてライン側インターフェース接続部339を制御する。ライン側インターフェース接続部339は、制御信号受信部342の制御を受けて、ライン側インターフェース部330−1及び330−2それぞれの受信側オーバーヘッド・FEC処理部338から出力されるOTUCnフレームのペイロード領域を、ライン側インターフェース部330−1及び330−2それぞれのデマッピング部340へ出力する。
ライン側インターフェース部330間におけるOTUCnフレームの配置変更が有る場合には、ライン側インターフェース接続部339は、配置変更対象として指定されたOTUCnフレームを指定された他のライン側インターフェース部330のデマッピング部340へ出力し、配置変更の対象として指定されていないOTUCnフレームを出力元と同じライン側インターフェース部330のデマッピング部340へ出力する。OTUCnフレームの配置変更が無い場合には、ライン側インターフェース接続部339は、OTUCnフレームをそれぞれの出力元と同じライン側インターフェース部330のデマッピング部340へ出力する。
デマッピング部340は、ライン側インターフェース接続部339から入力されるOTUCnフレームのペイロード領域に割り当てられたODTU信号を抽出する。デマッピング部340は、抽出したODTU信号を当該ODTU信号に対応するクライアント側インターフェース部310宛の信号としてバックプレーン・インターフェース部331へ出力する。デマッピング部340から出力される信号は、バックプレーン・インターフェース部331及びバックプレーン部320を介して、宛先のクライアント側インターフェース部310へ伝送される。
図6は、光伝送装置30におけるマッピング及びOTUCnフレーム配置変更での情報の流れを示す図である。同図における例では、光伝送装置30が、4つのクライアント側インターフェース部310−1〜310−4と2つのライン側インターフェース部330−1及び330−2とを備える場合を示している。4つのクライアント側インターフェース部310−1〜310−4それぞれがODTU信号Sig1〜Sig4をバックプレーン部320へ出力し、ODTU信号Sig1及びSig2がライン側インターフェース部330−1へ入力され、ODTU信号Sig3及びSig4がライン側インターフェース部330−2へ入力されている。また、ライン側インターフェース部330−1及び330−2それぞれが2つの出力波長で2つのOTUC2フレームを送信する。
ライン側インターフェース部330−1では、仮想マップ算出部332が、入力されるODTU信号Sig1及びSig2のデータ量や、クライアント側とライン側とにおけるビットレートの比率などに基づいて、ODTU信号Sig1及びSig2を2つのOTUCnフレームに収容する場合の各信号の収容位置とスタッフ位置とを決定する仮想マッピングを行う。また、仮想マップ算出部332は、出力波長の制約に基づいて、ODTU信号Sig1の一部のみを含むOTUC2フレームをライン側インターフェース部330−2へ出力することを決定する。マッピング部333は、仮想マップ算出部332による仮想マッピング結果に基づいて、ODTU信号Sig1及びSig2を2つのOTUC2フレームに収容してライン側インターフェース接続部334へ出力する。
ライン側インターフェース部330−2では、仮想マップ算出部332が、入力されるODTU信号Sig3及びSig4のデータ量や、クライアント側とライン側とにおけるビットレートの比率などに基づいて、ODTU信号Sig3及びSig4を2つのOTUC2フレームに収容する場合の各信号の収容位置とスタッフ位置とを決定する仮想マッピングを行う。また、仮想マップ算出部332は、出力波長の制約に基づいて、ODTU信号Sig3の一部のみを含むOTUC2フレームをライン側インターフェース部330−1へ出力することを決定する。マッピング部333は、仮想マップ算出部332による仮想マッピング結果に基づいて、ODTU信号Sig3及びSig4を2つのOTUC2フレームに収容してライン側インターフェース接続部334へ出力する。
ライン側インターフェース接続部334は、ライン側インターフェース部330−1及び330−2の仮想マップ算出部332による配置変更の決定に基づいて、ODTU信号Sig1の一部のみを含むOTUC2フレームとODTU信号Sig3の一部のみを含むOTUC2フレームとを他のライン側インターフェース部330へ出力する交換を行う。ODTU信号Sig2及びSig1の一部を含むOTUC2フレームとODTU信号Sig3の一部のみを含むOTUC2フレームとが、ライン側インターフェース部330−1の送信側オーバーヘッド・FEC処理部335に入力される。ODTU信号Sig1の一部のみを含むOTUC2フレームと、ODTU信号Sig3の一部及びSig4を含むOTUC2フレームとが、ライン側インターフェース部330−2の送信側オーバーヘッド・FEC処理部335に入力される。
ライン側インターフェース部330−1の送信側オーバーヘッド・FEC処理部335に入力された2つのOTUC2フレームと、ライン側インターフェース部330−2の送信側オーバーヘッド・FEC処理部335に入力された2つのOTUC2フレームとは、100Gbit/sごとに変調され4波の光信号で出力される。なお、受信に関しては、上記の送信に関する説明と逆の手順にて4波の光信号から4つのODU信号Sig1〜Sig4が復調復号されてクライアント側インターフェース部310−1〜310−4へ出力される。受信側オーバーヘッド・FEC処理部338においては、4波の光信号間における遅延差を吸収するデスキュー処理が行われる。
以上のように、第1の実施形態の光伝送装置30によれば、OTDU信号が収容されたOTUCnフレームのライン側インターフェース部330間における入れ替えを、ライン側インターフェース接続部334及び339を用いて行うことにより、ライン側インターフェース部330を跨がってOTDU信号(又はクライアント信号)をOTUCnフレームに収容することができる。
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態における光伝送装置40の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、光伝送装置40は、複数のクライアント側インターフェース部410(410−1〜410−k)とバックプレーン部320と2つのライン側インターフェース部430(430−1及び430−2)とを備える。クライアント側インターフェース部410は、収容するクライアント信号の数に応じて設けられる。光伝送装置40において、図1に示した光伝送装置30又は図9に示した光伝送装置90が備える構成要素と同じ構成要素に対しては同じ符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図7に示す構成例では、光伝送装置40が2つのライン側インターフェース部430を備えるが、3つ以上のライン側インターフェース部430を備えてもよい。
光伝送装置40において、クライアント側インターフェース部410は、図1におけるクライアント信号受信部120及びクライアント信号送信部180に相当する。バックプレーン部320は、図1におけるODU−SW210に相当する。ライン側インターフェース部430−1及び430−2それぞれは、図1における多重処理部130、ライン側送信処理部140、送信機220、受信機230、ライン側受信処理部160及び分離処理部170に相当する。
クライアント側インターフェース部410それぞれは、外部の装置からクライアント信号を受信し、受信したクライアント信号を含むLO−ODUとしてのODTU信号を生成する。クライアント側インターフェース部410は、転送指示情報において指定されたデータ容量分のクライアント信号をODTU信号のペイロードにマッピングしODTUのOHを付加することにより、ODTU信号を生成する。クライアント側インターフェース部410は、転送指示情報において指定されたライン側インターフェース部430宛のODTU信号をバックプレーン部420へ出力する。クライアント側インターフェース部410は、バックプレーン部420を介して、ライン側インターフェース部430から転送指示情報を取得する。
また、クライアント側インターフェース部410それぞれは、バックプレーン部420を介してライン側インターフェース部430からODTU信号を入力する。クライアント側インターフェース部410は、入力したODTU信号からクライアント信号を抽出し、抽出したクライアント信号を外部の装置へ出力する。
バックプレーン部420は、複数のクライアント側インターフェース部410と2つのライン側インターフェース部430との間を相互接続し、ODTU信号及び転送指示情報の受け渡しを行う。
ライン側インターフェース部430それぞれは、バックプレーン部420を介して入力するODTU信号の情報から転送指示情報を生成し、生成した転送指示情報をバックプレーン部420を介してクライアント側インターフェース部410へ転送指示情報を出力する。また、ライン側インターフェース部430は、バックプレーン部420を介して入力するODTU信号からODUCnのフレームを生成する。ライン側インターフェース部430は、ODUCnフレームの電気信号に対して電気−光変換して得られた光信号を送信する。また、ライン側インターフェース部430は、受信した光信号に対して光−電気変換して得られたODUCnフレームの電気信号からODTU信号を復元する。ライン側インターフェース部430は、復元したODTU信号を対応付けられたクライアント側インターフェース部410へバックプレーン部420を介して出力する。
ライン側インターフェース部430それぞれは、バックプレーン・インターフェース部431と仮想マップ算出部432とマッピング部433と送信側オーバーヘッド・FEC処理部(送信側OH−FEC処理部)435と送信部336と受信部337と受信側オーバーヘッド・FEC処理部(受信側OH−FEC処理部)438とデマッピング部440とを備える。
バックプレーン・インターフェース部431は、バックプレーン部420を介してクライアント側インターフェース部410から入力するODTU信号に関する情報を仮想マップ算出部432へ出力する。ODTU信号に関する情報には、ODTU信号識別子、データ量、クライアント側インターフェース部410におけるODTU信号が記憶されているアドレス、ペイロード種別、クライアント側時刻情報などが含まれる。バックプレーン・インターフェース部431は、仮想マップ算出部432から入力する転送指示情報をクライアント側インターフェース部410それぞれへバックプレーン部420を介して出力する。
また、バックプレーン・インターフェース部431は、バックプレーン部420を介してクライアント側インターフェース部410から入力するODTU信号をマッピング部433へ出力する。また、バックプレーン・インターフェース部431は、デマッピング部440から入力するODTU信号を当該ODTU信号の宛先に指定されているクライアント側インターフェース部410宛の信号としてバックプレーン部420へ出力する。
仮想マップ算出部432は、バックプレーン・インターフェース部431を介して入力するODTU信号に関する情報に基づいて仮想マッピングを行う。仮想マップ算出部432は、入力する情報に基づいて、クライアント側インターフェース部410及びライン側インターフェース部430それぞれのビットレートとその比率とを算出する。仮想マップ算出部432は、算出したビットレート及び比率と入力した情報とを用いて、ITU−T G.709で定められたOTUCnフレームへのクライアントデータエンティティ数Cm及びΣCnDを算出する。仮想マップ算出部432は、算出したクライアントデータエンティティ数Cm及びΣCnDとITU−T G.709で定められたGMPマッピングのアルゴリズムにより、ライン側インターフェース部430−1及び430−2へ入力されるODTU信号のGMPマッピングイメージを生成する。すなわち、仮想マップ算出部432は、ODTU信号を複数の波長に跨がるOTUCnフレームに仮想的にマッピングする。
ITU−T G.709で定められるGMPマッピングのアルゴリズムにより、OTUCnフレームのペイロード領域が複数の出力波長に跨がっている場合においても、ODTU信号のトリビュータリスロット(又はタイムスロット)への収容順序が定まれば、ODTU信号のOTUCnフレームにおける収容位置とスタッフ位置とが一意に決定する。また、各出力波長におけるトリビュータリスロットの収容順序と、クライアントデータエンティティCm及びΣCnDとを用いることにより、出力波長ごとに独立したGMPマッピングが可能である。
したがって、OTUCnフレームを送信するライン側インターフェース部430ごとに、ライン側インターフェース部430の識別子と収容するODTU信号のアドレスとをGMPマッピングイメージから抽出し、クライアント側インターフェース部410に対してGMPマッピングイメージに合わせてクライアント信号をライン側インターフェース部430へ出力させることにより、クライアント信号を複数の出力波長に跨がるOTUCnフレームに収容して送信することができる。
ライン側インターフェース部430において、受信したODTU信号とクライアントデータエンティティ数Cm及びΣCnDとトリビュータリスロットの収容順序から、出力するOTUCnフレームを直接生成することが可能になるため、ライン側インターフェース部430間におけるOTUCnフレームの転送を不要にすることができる。
仮想マップ算出部432は、生成したGMPマッピングイメージと送信部336の出力波長とに基づいて転送指示情報を生成し、生成した転送指示情報をバックプレーン・インターフェース部431及びバックプレーン部420を介してクライアント側インターフェース部410へ出力する。転送指示情報には、ライン側インターフェース部430の識別子と、当該識別子のライン側インターフェース部430へ出力するクライアント信号に対応するODTU信号のアドレス表とが含まれる。
マッピング部433は、バックプレーン部420及びバックプレーン・インターフェース部431を介して、クライアント側インターフェース部410から出力されるODTU信号を取得する。マッピング部433は、仮想マップ算出部332において生成されたGMPマッピングイメージに基づいて、ODTU信号をOTUCnフレームに収容するマッピングを行う。マッピング部433は、ODTU信号を収容したOTUCnフレームを送信側オーバーヘッド・FEC処理部435へ出力する。送信側オーバーヘッド・FEC処理部435は、マッピング部433から入力するOTUCnフレームにオーバーヘッド及びFECを付加して送信部336へ出力する。
受信側オーバーヘッド・FEC処理部438は、受信部337から出力されるOTUCnフレームに付加されているFECを用いて誤り訂正復号をした後にOTUCnフレームのペイロード領域を抽出する。受信側オーバーヘッド・FEC処理部438は、抽出したOTUCnフレームのペイロード領域をデマッピング部440へ出力する。
デマッピング部440は、受信側オーバーヘッド・FEC処理部438から出力されるOTUCnフレームのペイロード領域に割り当てられたODTU信号を抽出する。デマッピング部440は、抽出したODTU信号を当該ODTU信号に対応するクライアント側インターフェース部410宛の信号としてバックプレーン・インターフェース部431へ出力する。デマッピング部440から出力される信号は、バックプレーン・インターフェース部431及びバックプレーン部420を介して、宛先のクライアント側インターフェース部410へ伝送される。
図8は、光伝送装置40における仮想マッピング及び転送指示情報の生成処理での情報の流れを示す図である。同図における例では、光伝送装置40が、4つのクライアント側インターフェース部410−1〜410−4と2つのライン側インターフェース部430−1及び430−2とを備える場合を示している。ライン側インターフェース部430−1及び430−2それぞれは、2つの異なる出力波長の光信号を送受信する。4つのクライアント側インターフェース部410−1〜410−4は、それぞれがODTU信号Sig1〜Sig4に関する信号をバックプレーン部420へ出力する。
ライン側インターフェース部430−1及び430−2では、仮想マップ算出部432が、クライアント側インターフェース部410それぞれから出力されるODTU信号に関する情報に基づいて、ODTU信号Sig1〜Sig4をOTUCnフレームのペイロード領域に仮想マッピングする。仮想マッピングの結果、ODTU信号Sig1は、2つのOTUCnフレームに跨がって配置されることになる。また、ODTU信号Sig3も、2つのOTUCnフレームに跨がって配置されることになる。
図9は、仮想マッピングの結果から得られるアドレス表の一例を示す図である。同図に示すように、仮想マッピングの結果として、クライアント側インターフェース部410−1から出力されるODTU信号Sig2は、OTUCnフレーム501のトリビュータリスロット520に収容される。クライアント側インターフェース部410−2から出力されるODTU信号Sig1は、OTUCnフレーム501及び502に跨がったトリビュータリスロット510に収容される。
出力波長の制約などにより、OTUCnフレーム501がライン側インターフェース部430−1に出力され、OTUCnフレーム502がライン側インターフェース部430−2に出力されることが決定されると、トリビュータリスロット520のスロット領域521とトリビュータリスロット510のスロット領域511とにおけるデータをライン側インターフェース部430−1へ出力する転送指示情報が仮想マップ算出部432により生成される。また、トリビュータリスロット510のスロット領域512及び513におけるデータをライン側インターフェース部430−2へ出力する転送指示情報が仮想マップ算出部432により生成される。
図9に示すように、アドレス表は、「クライアント側I/F」、「ライン側I/F」、「トリビュータリスロット領域」、「トリビュータリスロット収容順序」及び「クライアントバッファアドレス」の項目を有している。「クライアント側I/F」は対応するクライアント側インターフェース部410を示し、「ライン側I/F」は対応するライン側インターフェース部430を示している。「トリビュータリスロット領域」は、クライアント側インターフェース部410からライン側インターフェース部430へ出力されるODTU信号が収容されるトリビュータリスロットを示す。「トリビュータリスロット収容順序」は、ODTU信号をトリビュータリスロットへ収容する際の順序であり、外部からの設定・制御情報により定められる。「クライアントバッファアドレス」は、対応するトリビュータリスロット領域に収容されるデータが、クライアント側インターフェース部410が有するバッファにおいて記憶されているアドレスである。
仮想マップ算出部432は、マッピング部433においてODTU信号をOTUCnフレームに収容する実際のマッピングを行う前に仮想的なGMPマッピングを行い、GMPマッピング結果に基づいたアドレス表を生成する。仮想マップ算出部432は、生成したアドレス表に含まれるクライアント側インターフェース部410それぞれに対して転送指示情報を出力する。図9に示した例では、クライアント側インターフェース部410−1に対して、バッファアドレス「0x000−0x0ff」に記憶されているデータをライン側インターフェース部430−2へODTU信号として出力し、次に、バッファアドレス「0x100−0x1ff」に記憶されているデータをライン側インターフェース部430−1へODTU信号として出力し、続いて、バッファアドレス「0x200−0x2ff」に記憶されているデータをライン側インターフェース部430−2へODTU信号として出力することを指示する転送指示情報が出力される。
図10は、図8に示した仮想マッピング及び転送指示情報の生成処理の結果に基づいて、ライン側インターフェース部430で生成されるOTUCnフレームの概要を示す図である。クライアント側インターフェース部410−1〜410−4それぞれは、仮想マップ算出部432から出力される転送指示情報に基づいて、クライアント信号を収容したOTDU信号をライン側インターフェース部430−1及び430−2へ出力する。
図10に示すように、クライアント側インターフェース部410−1は、クライアント信号を2つのOTDU信号Sig1a及びSig1bに分割し、OTDU信号Sig1aをライン側インターフェース部430−1へ出力し、ODTU信号Sig1bをライン側インターフェース部430−2へ出力する。クライアント側インターフェース部410−2は、クライアント信号を収容したODTU信号Sig2をライン側インターフェース部430−1へ出力する。クライアント側インターフェース部410−3は、クライアント信号を2つのODTU信号Sig3a及びSig3bに分割し、ODTU信号Sig3aをライン側インターフェース部430−1へ出力し、ODTU信号Sig3bをライン側インターフェース部430−2へ出力する。クライアント側インターフェース部410−4は、クライアント信号を収容したODTU信号Sig4をライン側インターフェース部430−2へ出力する。
ライン側インターフェース部430−1は、ODTU信号Sig2及びSig1aを収容したOTUCnフレームと、ODTU信号Sig3を収容したOTUCnフレームとを生成し、生成したOTUCnフレームそれぞれを出力波長λ1及びλ3の光信号で送信する。また、ライン側インターフェース部430−2は、ODTU信号Sig1bを収容したOTUCnフレームと、ODTU信号Sig3b及びSig4を収容したOTUCnフレームとを生成し、生成したOTUCnフレームそれぞれを出力波長λ2及びλ4の光信号で送信する。なお、受信における処理は、上述の送信における処理と逆の処理になる。
以上のように、第2の実施形態における光伝送装置40によれば、仮想マップ算出部432が、クライアント側インターフェース部410それぞれから伝送対象のODTU信号に関する情報を取得し、仮想的にGMPマッピングを行う。仮想マップ算出部432は、GMPマッピングの結果と、ライン側インターフェース部430に対する制約(例えば、出力波長に対する制限など)とに基づいて、OTDU信号のOTUCnフレームへの収容の割り当てを決定してアドレス表を作成し、転送指示情報をクライアント側インターフェース部410それぞれへ出力する。クライアント側インターフェース部410それぞれは、転送指示情報に基づいて、クライアント信号を収容したOTDU信号をライン側インターフェース部430へ出力する。このような動作により、ライン側インターフェース部430を跨がったクライアント信号のOTUCnフレームへの収容を、クライアント側インターフェース部410によるOTDU信号の振り分けと、バックプレーン部420におけるOTDU信号の分配とにより実現することができる。
第1の実施形態における光伝送装置30では、ライン側インターフェース部430間でOTUCnフレームを入れ替えている。ライン側インターフェース部430におけるOTUCnフレームの入れ替えは、ライン側インターフェース部430の入出力帯域とほぼ同じ帯域を必要とするため、ライン側インターフェース接続部334及び339における処理は当該入出力帯域の2倍の帯域が要求される。高速で動作するライン側インターフェース部430において入出力帯域の2倍の帯域を処理することは困難であるため、ライン側インターフェース接続部334及び339における帯域による制限を受けてしまい、ライン側インターフェース部430を跨がったクライアント信号のOTUCnフレームへの収容が困難になることがある。一方、光伝送装置40では、ライン側インターフェース部430間でOTUCnフレームを入れ替える必要がないので、前述のような制約を受けないため、ライン側インターフェース部430を跨がったクライアント信号のOTUCnフレームへの収容を容易に行うことが可能である。
なお、第2の実施形態の光伝送装置40において、仮想マップ算出部432が算出したGMPマッピング結果又は転送指示情報を、光伝送装置40の対向装置(受信側の光伝送装置40)へ制御プレーン又はOTUCnフレームのオーバーヘッドを用いて通知してもよい。通知されたGMPマッピング結果又は転送指示情報は、デマッピング部440において抽出されたODTU信号の出力先のクライアント側インターフェース部410を特定するために用いられる。また、光伝送装置40は、光伝送装置30と同様に制御信号送信部及び制御信号受信部を備え、制御信号送信部及び制御信号受信部が制御プレーン又はOTUCnフレームの送受信を行うようにしてもよい。
なお、各実施形態における光伝送装置において、クライアントデータエンティティ数Cm及びΣCnD、トリビュータリスロットの収容順序は、転送指示情報やOTDU信号に含まれていてもよい。
また、各実施形態において、光伝送装置が2つのライン側インターフェース部を備える構成を説明したが、光伝送装置は3つ以上のライン側インターフェース部を備える構成であってもよい。
上述した実施形態における光伝送装置をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、光伝送装置が有する構成要素それぞれを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した構成要素の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した構成要素をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、PLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。