JP6335110B2 - 光伝送装置、及び光信号伝送方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態を適用可能なOTNフレーマ800の機能ブロック図である。同図に示すOTNフレーマ800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800がOTUC4により通信を行う場合の例を示している。
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。
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800とも接続されており、電気パス信号のパス交換を行う。
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。
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、それぞれ異なる光周波数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。
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により受信する。受信機230は、それぞれ異なる光周波数の光サブキャリアにより光信号を受信する。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。
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。
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。
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。
OTUCnは、ODUCnに、FACn OH、OTUCn OH、OPUCn OH、及び、OTUCnFECを付加して生成される。OTUCnは、4行、4080×n列で標記される。
OTUCnの(16×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1〜16×n列目には、OHが設定される。1行目の1〜7×n列目には、FACn OHが設定される。FACn OHは、フレーム同期に必要な情報を含む。(7×n+1)〜14×n列目には光チャネルのセクション監視情報を収容するOTUCn OHが挿入される。2〜4行目の1〜14×n列目には、ODUCn OHが挿入され、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、OPUCn OHが挿入され、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が収容される。3824×n+1〜4080×n列目のOPUCn FECには、FEC用のパリティチェックバイトが付加される。
OTLCn.nは、4行、4080列で標記される。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、OTUCn OH等に基づいて設定される。1行目の1〜7列目には、FALCn.n#i OHが設定される。FALCn.n#i OHは、FASやMFASなど、フレーム同期に必要な情報を含む。8〜14列目には、光チャネルのセクション監視情報を収容するOTLCn.n#i OHが挿入される。2〜4行目の1〜14×n列目には、ODLCn.n#i OHが挿入され、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#i OHが挿入され、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が収容される。3825〜4080列目のOTUC#i FECには、FEC用のパリティチェックバイトが付加される。
図4(a)は、400Gの光信号を1光周波数(シングルキャリア)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。
従来の電子回路では、動作速度の制約から、図4(a)に示すように、1光周波数によりシリアル伝送することができる帯域を、100Gを超えて拡張し続けていくことは困難である。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。
光伝送装置50は、ODUクロスコネクト機能部51、光伝送機能部55、及び、監視制御部60を備える。
ODUクロスコネクト機能部51において、1以上のUNI(ユーザ−ネットワークインタフェース)カード52と、1以上のNNI(ネットワーク−ネットワークインタフェース)カード54とは、ODU−XC(クロスコネクト)53により接続される。UNIカード52は、それぞれの通信規格により、クライアント側の通信機器と接続される。UNIカード52のOTNフレーマ521は、図1に示すOTNフレーマ800の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の機能を有する。ODU−XC53は、図1に示すODU−SW210に相当する。NNIカード54は、OTNフレーマ541と複数の光SC(サブキャリア)送受信機542を備える。OTNフレーマ541は、図1に示すOTNフレーマ800の多重処理部130、ライン側送信処理部140、ライン側受信処理部160、及び分離処理部170の機能を有する。光SC送受信機542は、図1に示す送信機220及び受信機230の機能を有する。光SC送受信機542は、例えば、DSP(Digital Signal Processor)を備えて構成される。各光SC送受信機542はそれぞれ1つのポートにより光信号を出力する。
トランスポンダ56は、OTNフレーマ561及び複数の光SC送受信機562を備える。OTNフレーマ561は、図1に示すOTNフレーマ800の機能を有し、光SC送受信機562は、図1に示す送信機220及び受信機230の機能を有する。光SC送受信機562は、例えば、DSPを備えて構成される。各光SC送受信機562はそれぞれ1つのポートにより光信号を出力する。
波長XC58は、合分波器57から受信した光信号のパスを挿入し、設定方路へ出力する。また、波長XC58は、光AMP59から受信した光信号のパスを分岐して合分波器57に出力する。
光AMP59は、光信号を増幅する。
機器管理情報記憶部61は、機器管理情報を記憶する。機器管理情報は、構成情報と、各光SC送受信機542及び各光SC送受信機562の稼働状態情報及びサブキャリア情報とを示す。構成情報は、各NNIカード54が備える光SC送受信機542と、各トランスポンダ56が備える光SC送受信機562と、各光SC送受信機542及び各光SC送受信機562が共用予備であるか否かの情報を示す。稼働状態情報は、各光SC送受信機542及び各光SC送受信機562が、通常稼働中、切替稼働中、停止中、あるいは故障中のいずれの稼働状態であるかを示す。サブキャリア情報は、各光SC送受信機542及び各光SC送受信機562が使用する光サブキャリアの識別情報を示す。光サブキャリアの識別情報には、例えば、光サブキャリアの波長を示す情報を用いてもよく、光サブキャリアを特定する番号を用いてもよい。
図8は、複数光SC送受信機故障時のODUCnフレームへのパスのマッピングの例を示す図である。同図では、図7に示す状態においてさらにNNIカード54aの光SC送受信機542が故障した場合に、NNIカード54bに加え、共用予備の光SC送受信機542を備える他のNNIカード54であるNNIカード54cを使用する場合を示している。NNIカード54cが備えるOTNフレーマ541をOTNフレーマ541cと記載し、NNIカード54cが備えるi番目の光SC送受信機542をそれぞれ光SC送受信機542c−iと記載する。通常運用状態において、光SC送受信機542c−iは、光チャネルch3における波長λciの100Gの光サブキャリアを使用する。OTNフレーマ541cが使用するODUC4フレームであるODUC4フレームFcにおいて、クライアントFの100GのパスがOTLC4.4#1の領域に割当てられ、クライアントGの200GのパスがOTLC4.4#2及び#3の領域に割当てられている。ODUC4フレームFcの共用予備の光SC送受信機542c−4に対応したOTLC4.4#4の領域には、パスは割り当てられていない。
なお、1台のNNIカード54が共用予備の光SC送受信機542を複数備えてもよい。
本実施形態では、NNIカード54及びトランスポンダ56は、各光サブキャリアをそれぞれ異なるポートから出力し、出力された各光サブキャリアは、カラーレス機能を実装した合分波器57において合波される。従って、光伝送装置50は、いずれかの光SC送受信機542または光SC送受信機562に故障が発生した場合、NNIカード54の共用予備の送受信機542またはトランスポンダ56の光SC送受信機562が使用する光サブキャリアの波長を、故障が発生した光SC送受信機542または光SC送受信機562が使用している波長に変更することにより、複数のNNIカード54または複数のトランスポンダ56を跨いで一つのOTUCn信号を送信することができる。これにより、光サブキャリアに対して予備共用度の高いプロテクションが実現できる。
受信側の光伝送装置50において、障害検出部62は受信した光サブキャリアの障害を検出する。受信側の光伝送装置50の障害検出部62は、障害が発生した光サブキャリアの情報を、送信側の光伝送装置50に通知する。通知は、制御信号送受信用のネットワークを使用してもよく、受信側の光伝送装置50が送信側の光伝送装置50に送信するパラレル信号のOHの空き領域を使用してもよい。送信側の光伝送装置50の障害検出部62は、受信側の光伝送装置50から障害が発生した光サブキャリアの情報を受信する。障害検出部62は、機器管理情報記憶部61に記憶されている機器管理情報内のサブキャリア情報を参照し、通知を受けた光サブキャリアを使用しているSC送受信機542を特定する。障害検出部62は、特定した光SC送受信機542の故障を検出する(ステップS10)。故障が検出されたSC送受信機542が、光SC送受信機542a−3であったとする。障害検出部62は、機器管理情報内の稼働状態情報に設定されている光SC送受信機542a−3の稼働状態を故障中に更新する。
一方、NNIカード54bのフレーミング部132は、多重処理部130bがクライアント信号を設定したODUC4フレームFbにOHとFECを付加してOTUC4フレームを生成する。NNIカード54bのライン側送信処理部140は、クライアントCの残りのクライアント信号が設定されたOTLC4.4#1のパラレル信号を光SC送受信機542b−1に出力し、クライアントDのクライアント信号が設定されたOTLC4.4#2のパラレル信号を光SC送受信機542b−2に出力し、クライアントEのクライアント信号の一部が設定されたOTLC4.4#3のパラレル信号を光SC送受信機542b−3に出力し、クライアントEの残りのクライアント信号が設定されたOTLC4.4#4のパラレル信号を光SC送受信機542b−4に出力する。
上記により、OTNフレーマ541aの光SC送受信機542a−1、542a−2、及び542a−4、ならびに、OTNフレーマ541bの光SC送受信機542b−1は、光チャネルch1の帯域において、波長λa1〜λa4の光サブキャリアによりクライアントA、B、Cのクライアント信号が設定されたパラレル信号を送信する。そして、OTNフレーマ541bの光SC送受信機542b−2〜542b−4は、光チャネルch2の帯域において、波長λb2〜λb4の光サブキャリアによりクライアントD、Eのクライアント信号が設定されたパラレル信号をマルチキャリア伝送する。
これにより、複数の光信号送信部を跨いで一つのOTUCn信号を送信することができる。よって、光サブキャリアに対して予備共用度の高いプロテクションを実現することができる。
51 ODUクロスコネクト機能部
52 UNIカード
53 ODU−XC
54、54a、54b、54c、54d、54e NNIカード
55 光伝送機能部
56、56a、56b トランスポンダ
57 合分波器
58 波長XC
59 光AMP
60 監視制御部
61 機器管理情報記憶部
62 障害検出部
63 波長切替部
110 送信処理部
120 クライアント信号受信部
121 受信部
122 マッピング部
123 OH処理部
130、130a、130b 多重処理部
131、131a、131b 多重化部
132 フレーミング部
140 ライン側送信処理部
141 インタリーブ部
142−1、142−2、142−3、142−4 OH処理部
143−1、143−2、143−3、143−4 マルチレーン送信部
150 受信処理部
160 ライン側受信処理部
161−1、161−2、161−3、161−4 マルチレーン受信部
162−1、162−2、162−3、162−4 OH処理部
163 デインタリーブ部
170 分離処理部
171 デフレーミング部
172 逆多重化部
180 クライアント信号送信部
181 OH処理部
182 デマッピング部
183 送信部
210 ODU−SW
220 送信機
230 受信機
521 OTNフレーマ
541、541a、541b、541c、541d、541e OTNフレーマ
542、542a−1、542a−2、542a−3、542a−4、542b−1、542b−2、542b−3、542b−4、542c−1、542c−2、542c−3、542c−4、542d−1、542d−2、542e−1、542e−2 光SC送受信機
561、561a、561b OTNフレーマ
562 光SC送受信機
800 OTNフレーマ
Claims (7)
- 複数のパラレル信号を生成するフレーマと、前記フレーマが生成した複数のパラレル信号を光サブキャリアによりマルチキャリア伝送する複数の送信機とを有する光信号送信部を複数備える光伝送装置であって、
故障が発生した前記送信機が光サブキャリアの送信に使用している波長の使用を切替先の前記送信機に指示する波長切替部を備え、
故障が発生した前記送信機を有する前記光信号送信部である第一光信号送信部の前記フレーマは、
1以上のクライアントから受信したクライアント信号の一部を、切替先の前記送信機を備える前記光信号送信部である第二光信号送信部に出力し、受信した前記クライアント信号から前記第二光信号送信部に出力した一部の前記クライアント信号を除いた前記クライアント信号に基づいてパラレル信号を生成し、前記クライアント信号が設定された前記パラレル信号を前記第一光信号送信部の故障が発生していない前記送信機に出力する第一光信号生成部を備え、
前記第二光信号送信部の前記フレーマは、
前記第一光信号送信部の前記フレーマから受信した前記クライアント信号に基づいてパラレル信号を生成し、生成した前記パラレル信号を切替先の前記送信機に出力する第二光信号生成部を備え、
前記第一光信号生成部は、
受信した前記クライアント信号から前記第二光信号送信部に出力した一部の前記クライアント信号を除いた前記クライアント信号を、OTUCn(Optical channel Transport Unit-Cn)の信号フレーム内のタイムスロットのうち、前記第一光信号送信部の故障が発生していない前記送信機に対応した前記タイムスロットに設定する第一多重処理部と、
前記第一多重処理部により前記クライアント信号が設定された前記信号フレームを当該信号フレーム内の前記タイムスロットが対応する前記送信機に基づいて分割して前記第一光信号送信部の故障が発生していない前記送信機それぞれに対応したパラレル信号を生成し、前記クライアント信号が設定された前記パラレル信号を対応する前記送信機に出力する第一パラレル信号生成部とを備え、
前記第二光信号生成部は、
前記第一光信号送信部の前記フレーマから受信した前記クライアント信号を、OTUCnの信号フレーム内のタイムスロットのうち、前記第二光信号生成部が備える切替先の前記送信機に対応した前記タイムスロットに設定する第二多重処理部と、
前記第二多重処理部により前記クライアント信号が設定された前記信号フレームを当該信号フレーム内の前記タイムスロットが対応する前記送信機に基づいて分割して前記第二光信号送信部が備える切替先の前記送信機に対応したパラレル信号を生成し、前記クライアント信号が設定された前記パラレル信号を対応する切替先の前記送信機に出力する第二パラレル信号生成部とを備える、
ことを特徴とする光伝送装置。 - 前記クライアントのパスは前記信号フレーム内の前記タイムスロットに割当てられており、
前記第一多重処理部は、前記信号フレームにおいて故障が発生した前記送信機に対応した前記タイムスロットにパスが割当てられている前記クライアントのクライアント信号を前記第二光信号送信部に出力する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光伝送装置。 - 前記第一多重処理部及び前記第二多重処理部は、前記信号フレームにおいて故障が発生した前記送信機に対応した前記タイムスロットに割当てられている前記クライアントのパスの割当先を、前記第二光信号生成部が使用する前記信号フレーム内の切替先の前記送信機に対応した前記タイムスロットに変更する、
ことを特徴とする請求項2に記載の光伝送装置。 - 受信側の光伝送装置から障害が発生した光サブキャリアの情報を受信して障害が発生した前記光サブキャリアを使用している前記送信機の故障の発生を検出し、故障が発生した前記送信機と切替先の前記送信機との情報を前記第一光信号送信部に通知する障害検出部を備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光伝送装置。 - カラーレス機能を有し、複数の前記送信機のそれぞれから出力された前記光サブキャリアを合波する波長多重機能部を備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光伝送装置。 - 複数の前記送信機のそれぞれは、前記光サブキャリアを前記波長多重機能部に出力するポートを備える、
ことを特徴とする請求項5に記載の光伝送装置。 - 複数のパラレル信号を生成するフレーマと、前記フレーマが生成した複数のパラレル信号を光サブキャリアによりマルチキャリア伝送する複数の送信機とを有する光信号送信部を複数備える光伝送装置が実行する光信号伝送方法であって、
前記光伝送装置が、故障が発生した前記送信機が光サブキャリアの送信に使用している波長の使用を切替先の前記送信機に指示する波長切替ステップと、
故障が発生した前記送信機を有する前記光信号送信部である第一光信号送信部の前記フレーマに備えられた第一光信号生成部が、1以上のクライアントから受信したクライアント信号の一部を、切替先の前記送信機を備える前記光信号送信部である第二光信号送信部に出力し、受信した前記クライアント信号から前記第二光信号送信部に出力した一部の前記クライアント信号を除いた前記クライアント信号に基づいてパラレル信号を生成し、前記クライアント信号が設定された前記パラレル信号を前記第一光信号送信部の故障が発生していない前記送信機に出力する第一信号生成ステップと、
前記第二光信号送信部の前記フレーマに備えられた第二光信号生成部が、前記第一光信号送信部の前記フレーマから受信した前記クライアント信号に基づいてパラレル信号を生成し、生成した前記パラレル信号を切替先の前記送信機に出力する第二信号生成ステップと、
を有し、
前記第一信号生成ステップは、
前記第一光信号生成部に備えられた第一多重処理部が、受信した前記クライアント信号から前記第二光信号送信部に出力した一部の前記クライアント信号を除いた前記クライアント信号を、OTUCn(Optical channel Transport Unit-Cn)の信号フレーム内のタイムスロットのうち、前記第一光信号送信部の故障が発生していない前記送信機に対応した前記タイムスロットに設定する第一多重処理ステップと、
前記第一光信号生成部に備えられた第一パラレル信号生成部が、前記第一多重処理ステップにおいて前記クライアント信号が設定された前記信号フレームを当該信号フレーム内の前記タイムスロットが対応する前記送信機に基づいて分割して前記第一光信号送信部の故障が発生していない前記送信機それぞれに対応したパラレル信号を生成し、前記クライアント信号が設定された前記パラレル信号を対応する前記送信機に出力する第一パラレル信号生成ステップとを有し、
前記第二信号生成ステップは、
前記第二光信号生成部に備えられた第二多重処理部が、前記第一光信号送信部の前記フレーマから受信した前記クライアント信号を、OTUCnの信号フレーム内のタイムスロットのうち、前記第二光信号生成部が備える切替先の前記送信機に対応した前記タイムスロットに設定する第二多重処理ステップと、
前記第二光信号生成部に備えられた第二パラレル信号生成部が、前記第二多重処理ステップにおいて前記クライアント信号が設定された前記信号フレームを当該信号フレーム内の前記タイムスロットが対応する前記送信機に基づいて分割して前記第二光信号送信部が備える切替先の前記送信機に対応したパラレル信号を生成し、前記クライアント信号が設定された前記パラレル信号を対応する切替先の前記送信機に出力する第二パラレル信号生成ステップとを有する、
ことを特徴とする光信号伝送方法。
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