JP2007522703A - 光通信のための方法、装置及びシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、光通信システムが、現存する光ファイバ・ネットワークを用いてメトロポリタン（大都市）・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）通信の需要に叶うことができるような、光通信システム、サブレート多重化／逆多重化装置及びその方法を開示している。この光通信システムは、光ファイバによって接続された光送信モジュール及び光受信モジュールを含んでおり、光送信モジュールは、入力された電気信号を光信号に変換して、該光信号を光ファイバを介して光受信モジュールに転送するために用いられ、光受信モジュールは、受信された光信号を電気信号に変換し、該電気信号を出力するために用いられる。光ファイバによって転送される光信号において、少なくとも１つの波長のデータ送信レートは、約５Ｇｂ／ｓである。光送信モジュール及び光受信モジュール間に、１つまたは複数の光増幅器も組み込まれ得る。

Description

本発明は、光通信技術に関し、特に、データ送信方法、多重化／逆多重化（de-multiplexing）装置、及びメトロポリタン（大都市）・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）に適用可能な装置を用いた光通信システムに関する。

同期ディジタル・ハイアラーキ（階層）（ＳＤＨ）は、光ファイバ通信システムにおけるディジタル通信階層であり、１９８８年に国際電気通信連合の電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）によって公式に推奨された国際規格である。ＳＤＨは、ネットワーキングを行う原理及び多重化する方法の双方である。ＳＤＨに基づいて、柔軟性があり、信頼性があり、そして遠隔的に制御可能な、国内に及ぶ、さらには世界に及ぶ遠隔通信ネットワークが構築され得る。このネットワークは、異なった製造者によって製造された設備を互いに互換性があるようにしつつ、新しいサービスを提供するのを容易にすることができる。

以前の光通信システムに対しては、統一された国際規格が存在しておらず、異なった国が、独立同期（プレシオクロノス）・ディジタル・ハイアラーキ（階層）（ＰＤＨ）と称される、それぞれ異なったシステムを開発してきている。結果として、異なった国によって採用される信号の送信レート、ライン・コードの型、インターフェース規格及びアーキテクチュアは、異なっている。そして、異なった製造者によって製造される互換性ある装置、並びに光ライン上でそれら装置の直接のネットワーキングを履行することは不可能であり、このことは、技術的な問題となっており、コストの上昇となっていた。

ＳＤＨは、ＰＤＨの欠点を克服するために出現したものであり、それにより、未来の通信ネットワークによって要求されるシステム及び装置を完全な形態で構成することを可能とする。ＳＤＨは、以下のような主な特徴を有する。

１． ＳＤＨは、世界に及ぶ階層において種々のレベルの信号の送信レートを統一する。ＳＤＨによって定義されたレートは、Ｎ×１５５．５２０Ｍｂ／ｓであり、ここに、Ｍｂ／ｓは、一秒に送信されるメガビットを表わし、ビットは、情報の測定値であり、そしてＮ＝１，４，１６，６４である。ほとんどの共通の送信フォーマットは、それぞれ、１５５Ｍｂ／ｓ、６２２Ｍｂ／ｓ、２．５Ｇｂ／ｓ、及び１０Ｇｂ／ｓの送信レート・クラスに対応するＳＴＭ−１、ＳＴＭ−４、ＳＴＭ−１６、及びＳＴＭ−６４を含み、ここに、Ｇｂ／ｓは、一秒に送信されるギガビットを表わす。

２． ＳＤＨは、多重化及び逆多重化技術を単純化する。ＳＤＨは、２Ｍｂ／ｓのレートを有する信号を１４０Ｍｂ／ｓのレートを有する信号に直接多重化することができ、または、クラスごとの逆多重を行うことなく、１４０Ｍｂ／ｓのレートを有する信号を直接逆多重化することができる。従って、多重化及び逆多重化は単純化され、このことは、種々のレートの信号がライン上にロードされるかまたはアンロードされるのを容易にし、通信ネットワークの柔軟性及び信頼性を改善する。

３． ＳＤＨは、光インターフェースのワールドワイドの（世界的な）ユニバーサル（普遍的な）規格を定義し、それにより、異なった製造者によって製造された装置が、統一されたインターフェース規格に従って互いに相互作用し得、このことは、ネットワークのコストを節約する。

４． 送信のためのフレーム・フォーマットにおいて、一層冗長的なビットがネットワークの管理及び制御のために保存され、このことは、故障を検出して送信性能を監視するネットワークの能力を大いに高める。

ＳＤＨは、しばしば、光ファイバ通信において用いられ、光ファイバのリソースを節約してコストを下げるために、ＳＤＨは典型的には波長分割多重（ＷＤＭ）システムと組み合わせて用いられる。他の言葉では、多重単一波長光信号搬送サービスは、１つの光ファイバ上の送信のためにＷＤＭシステムを介して組み合わせられる。

図１に示されるように、典型的なＷＤＭシステムにおいては、多重信号は、複数の光トランスポンダ・ユニット（ＯＴＵ）を介して受信される。各信号は、ＯＴＵによって単一波長の光波に変換されて、ＳＤＨのフォーマットまたは他のフォーマットで転送され； 変換後の単一波長の光波は、波結合のために各ＯＴＵから波マルチプレクサ（多重化器）／デマルチプレクサ（逆多重化器）に入って、光ファイバを介して送信先ノードの波マルチプレクサ（多重化器）／デマルチプレクサ（逆多重化器）に転送され； 送信先ノードの波マルチプレクサ（多重化器）／デマルチプレクサ（逆多重化器）は、受信された多重波長光信号のための波分離を行って、多重単一波長光信号を取得し； 各取得された単一波長光信号は、次に、ＯＴＵを介してＳＤＨまたは他の送信フォーマットの電気信号に変換されて、処理後にクライアント側における装置に出力される。光増幅器（ＯＡ）が光信号を増幅するために、送信ライン上に形成され得る。

送信のために、単一波長光信号を１つの光ファイバに多重化するこの方法によって、ＷＤＭシステムは、大きい容量でもってデータ送信を行う。これは、ＷＤＭ技術が、ワイドエリアまたはメトロポリタン（大都市）・エリア・ネットワークのバックボーンを構成する際に、しばしば採用される理由である。幾つかの大都市においては、メトロポリタン（大都市）エリア・ネットワークの送信範囲は、３００キロメートルほどにまでなるであろう。現在において、メトロポリタン（大都市）エリア・ネットワークのＷＤＭのバックボーンにおいて、単一波長光信号の送信レートのクラスは、典型的には、２．５Ｇｂ／ｓまたは１０Ｇｂ／ｓである。

しかしながら、実際的な応用においては、現在における単一波長光信号の一般的に採用される送信レート、すなわち、２．５Ｇｂ／ｓまたは１０Ｇｂ／ｓレート・クラスは、メトロポリタン（大都市）エリア・ネットワークの送信レートにとって最適な選択ではない。

この状況をもたらす主な理由としては、一方では、２．５Ｍｂ／ｓレート・クラスの光信号の波長分散（クロマチック・ディスパーション）の許容度は大きく、光信号雑音比（ＯＳＮＲ）に対するその要件が低く、そしてその送信範囲が長いけれども、なお、波長の低い使用効率及び低いレートという欠点があり、他方では、１０Ｍｂ／ｓレート・クラスの光信号の波長の使用効率は高いけれども、その波長分散（クロマチック・ディスパーション）の許容度は、低すぎて、かつＯＳＮＲに関するその要件は過酷である、ということを含んでいる。

例えば、標準のＧ．６５２光ファイバが用いられるとき、２．５Ｇｂ／ｓレート・クラス信号については、ＯＳＮＲに対する受信器の要件は、約２０ｄＢであり、波長分散（クロマチック・ディスパーション）によって制限される送信範囲は約９６０キロメートルである。１０Ｇｂ／ｓレート・クラス・サービスについては、ＯＮＳＲに対する受信器の要件は、約２６ｄＢであり、分散（ディスパーション）によって制限される送信範囲は、約６０キロメートルである。従って、これら２つのレートにおいて信号を送信する光通信システムは、送信範囲が３００キロメートルよりも少ないメトロポリタン（大都市）エリア・ネットワークのノードに対しては、適切なものではない。

本発明は、メトロポリタン（大都市）エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）に適用可能な光信号送信のための方法、並びにＭＡＮ通信の需要を満足するためにＭＡＮ送信にとって適切なレートクラスの信号に、多数の比較的低レートの信号を多重化するように、光通信ネットワークにおける多数のサービス信号を多重化／逆多重化するための装置を提供することである。

さらに、本発明は、ＭＡＮ通信の需要に叶うよう現存する光ファイバ・ネットワークを用いることができる光通信システムを提供することである。

データ送信方法であって、
データ送信時に、１つ以上の低レート・サービス信号を、約５Ｇｂ／ｓの送信レートを有する光信号に多重化しかつ変換し、そして該光信号を送信先ノードに転送し、
データ受信時に、約５Ｇｂ／ｓの送信レートを有する受信された光信号を電気信号に変換し、該電気信号を逆多重化して、１つ以上の低レート・サービス信号を得る、
ようにした方法が提供される。

多重化は、ビット・インターリービングされた多重化を含み、逆多重化は、ビット・インターリービングされた逆多重化を含み、代替的には、
多重化は、バイト・インターリービングされた多重化を含み、逆多重化は、バイト・インターリービングされた逆多重化を含む。
ようにした請求項１に記載の方法。

低レート・サービス信号は、４つのギガビット・イーサネット（登録商標）（ＧＥ）信号であるか、または２つの２．５Ｇｂ／ｓ同期ディジタル階層（ＳＤＨ）信号である。

低レート・サービス信号は、ＧＥ信号であり、
多重化の前に、当該方法は、さらに、１つ以上の低レート・サービス信号を１つ以上の低レートＳＤＨフレームに変換することを含み、
多重化とは、得られた１つ以上の低レートＳＤＨフレームを、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する信号に多重化することに言及しており、
逆多重化とは、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する信号を、１つ以上の低レートＳＤＨフレームに逆多重化することに言及しており、
逆多重化の後に、当該方法は、さらに、得られた１つ以上の低レートＳＤＨフレームを、１つ以上の低レート・サービス信号に逆変換することを含む。

前記変換することは、カプセル化し、マッピングし、そしてフレーミングする動作を含み、
前記逆変換することは、フレーム探索し、逆マッピングし、逆カプセル化する動作を含む。

カプセル化及び逆カプセル化する動作は、ジェネラル・フレーミング・プロシージャ（ＧＦＰ）プロトコル、高レベル・データ・リンク・コントロール（ＨＤＬＣ）プロトコル、または、リンク・アクセス・プロシージャＳＤＨ（ＬＡＰＳ）プロトコルを用いて行われる。

各送信端及び受信端間の対応関係を示すための、各送信端及び受信端に対する異なった識別子を創成することをさらに含み、
多重化の前に、さらに、各低レート・サービス信号に、その送信端の識別子を加えることをさらに含み、
逆多重化の後に、以下のステップ、すなわち：
ａ１． 現在の低レート・サービス信号を受信する受信端が、この信号の送信端に対応しているか否かを、送信端によって設定された識別子に従って決定し、対応しているならば、現在の受信端が該信号を受信し、そうでないならば、ａ２に進み；
ａ２． 低レート・サービス信号の各グループの順番を切換え、そして現在の受信端が該切換えられた信号を受信する；
ステップをさらに含む。

識別子は、バイトＪ０またはＳＤＨの他の多数のスペア・バイトによって示される。

多重化の後に、約５Ｇｂ／ｓのレートで、送信された信号に対し、フォワード・エラー・コレクション（ＦＥＣ）コーディングを行うことをさらに含み、
該信号を電気信号に変換した後、約５Ｇｂ／ｓのレートで、受信された信号に対し、ＦＥＣデコーディングを行うことをさらに含む。

本発明は、多重化装置であって、
バス変換及びインターリービング・モジュールと、
多重化モジュールと、
光送信モジュールと、を含み、
バス変換及びインターリービング・モジュールは、並列の電気信号の１つ以上のグループを、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列の電気信号の１つのグループに変換し、そして該電気信号を多重化モジュールに出力するように用いられ、
多重化モジュールは、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列の電気信号の入力されたグループを、約５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアルの電気信号に変換し、そして、約５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアルの電気信号を光送信モジュールに出力するように用いられ、
光送信モジュールは、多重化モジュールからの約５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアルの電気信号を、同じレートを有する光信号に変換し、そして該光信号を送信光ファイバに出力するように用いられる、
多重化装置を提供する。

低レート並列信号とは、２．５Ｇｂ／ｓの全レートを有するＳＤＨ信号またはＧＥ信号に言及している。

バス変換及びインターリービング・モジュールとは、バス変換及びビット・インターリービング・モジュールまたはバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールに言及している。

装置は、低レート並列電気信号のグループを受信し、そして２．５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列電気信号のグループを、バス変換及びインターリービング・モジュールにそれぞれ出力するための、２つの２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールをさらに含む。

２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールは、２つのＧＥ光送受信モジュールと、２つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールと、１つのトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールと、を含み、
前記ＧＥ光送受信器は、外部から入力されたＧＥサービス光信号をＧＥ物理層シリアル電気信号に変換し、そして該シリアル電気信号をＧＥ物理層インターフェース・モジュールに出力するために用いられ、
前記ＧＥ物理層インターフェース・モジュールは、ＧＥ光送受信器からの電気信号を、ギガビットのメディアとは無関係のインターフェースと一致したＧＥ物理層電気信号に変換し、そして該信号を、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールに出力するように用いられ、
前記トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールは、ＧＥ物理層インターフェース・モジュールからの２つのＧＥ物理層電気信号をカプセル化しかつマッピングし、該信号を、２．５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号に変換し、そして、該変換された信号を、バス変換及びインターリービング・モジュールに出力するために用いられる。

２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールは、ＳＴＭ−１６光送信モジュール及びＳＴＭ−１６信号処理モジュールを含み、
前記ＳＴＭ−１６光送信モジュールは、外部から入力されたＳＴＭ−１６光信号をサービス電気信号に変換するために用いられ、そして該信号をＳＴＭ−１６信号処理モジュールに送信し、
前記ＳＴＭ−１６信号処理モジュールは、ＳＴＭ−１６光受信モジュールから受信された電気信号に対し、フレーム整列及びオーバーヘッド処理を行い、２．５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号のグループを発生し、そして該信号を、バス変換及びインターリービング・モジュールに出力するために用いられる。

装置は、さらに、ＦＥＣコーディング装置を備え、
該ＦＥＣコーディング装置は、多重化モジュールから出力されたシリアス信号のＦＥＣコーディングのために用いられ、そしてＦＥＣコーディングの後のシリアル信号を光送信モジュールに出力する。

本発明は、逆多重化装置をも提供し、該装置は、
光受信モジュールと、
クロック及びデータ回復＋逆多重化（ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸ）モジュールと、
バス変換及びインターリービング・モジュールと、
を備え、
前記光受信モジュールは、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する外部から入力された光信号を電気信号に変換し、そして該電気信号をＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールに出力するように用いられ、
前記ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールは、クロック抽出、データ回復、信号逆多重化、及び光受信モジュールからの電気信号のシリアル／並列変換を行い、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号のグループを生成し、そして該並列信号をバス変換及びインターリービング・モジュールに出力するように用いられ、
バス変換及びインターリービング・モジュールは、ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールから出力された約５Ｇｂ／ｓのレートを有する並列信号のグループを、低レート並列信号の１つ以上のグループに変換し、そして該低レート信号を出力するように用いられる。

低レート並列信号は、２．５Ｇｂ／ｓの一般レートを有するＳＤＨ信号またはＧＥ信号を備える。

バス変換及びインターリービング・モジュールとは、バス変換及びビット・インターリービング・モジュールまたはバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールに言及している。

バス変換及びインターリービング・モジュールは、変換後の２．５Ｇｂ／ｓの全レートを各々が有する並列信号の２つのグループ間のスイッチング動作を行って、該スイッチングされた信号を出力する、２×２クロッシング（交差）・モジュールを備える。

バイト・インターリービング・モードを採用したバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールは、
ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールから出力された２．５Ｇｂ／ｓの全レートを各々が有する並列信号の２つのグループを受信し、並列信号の２つのグループのフレーム整列バイトをそれぞれ探索し、２．５Ｇｂ／ｓのレートを有する並列信号の２つのグループを分離し、そして該並列信号を２×２クロッシング・モジュールに出力するための、信号分離モジュールを、受信方向において、備える。

装置は、バス変換及びインターリービング・モジュールから出力された低レート並列信号のグループを、低レート・サービス信号に変換し、そして該サービス信号を出力するための、２つの２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールをさらに備える。

２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールは、１つのトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールと、２つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールと、２つのＧＥ光送受信モジュールとを備え、
前記トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールは、バス変換及びインターリービング・モジュールからの低レート並列信号のグループをフレーム探索し、逆マッピングし、逆カプセル化し、そして、信号の２つのグループを、それぞれ、２つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールに出力するように用いられ、
前記ＧＥ物理層インターフェース・モジュールは、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールからの並列のＧＥ物理層信号をＧＥ物理層シリアル信号に変換し、そして、該シリアル信号をＧＥ光送受信器に出力するように用いられ、
前記ＧＥ光送受信器は、ＧＥ物理層インターフェース・モジュールからのシリアル信号を同じレートの光信号に変換し、そして、該光信号を出力するように用いられる。

２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールは、ＳＴＭ−１６信号処理モジュール及びＳＴＭ−１６光送信モジュールを備え、
前記ＳＴＭ−１６信号処理モジュールは、バス変換及びインターリービング・モジュールから出力された低レート並列信号のグループに対し、フレーム整列、オーバーヘッド処理、及び性能監視動作を行い、そして該信号をＳＴＭ−１６光送信モジュールに出力するために用いられ、
ＳＴＭ−１６光送信モジュールは、ＳＴＭ−１６信号処理モジュールから受信された電気信号を同じレートの光信号に変換し、そして、該光信号を出力するために用いられる。

装置は、さらに、ＦＥＣデコーディング装置を備え、
該ＦＥＣデコーディング装置は、光受信モジュールから出力されたシリアル信号のＦＥＣデコーディングのために用いられ、そして、該シリアル信号を、ＦＥＣデコーディングの後、ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールに出力する。

本発明は、光ファイバによって接続された光送信ユニット及び光受信ユニットを備えた光通信システムを提供し、
前記光送信ユニットは、少なくとも１つのサブレート多重化装置を備え、前記光受信ユニットは、少なくとも１つのサブレート逆多重化装置を備え、
前記サブレート多重化装置は、１つ以上の低レート・サービス光信号を、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する１つの光信号に多重化するために用いられ、
前記サブレート逆多重化装置は、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する１つの光信号を、１つ以上の低レート・サービス光信号に逆多重化するために用いられる。

サブレート多重化装置は、
低レート信号送信モジュールと、
バス変換及びインターリービング・モジュールと、
多重化モジュールと、
光送信モジュールと、
を備え、
低レート信号送信モジュールは、１つ以上の入力された低レート光信号を、低レート並列信号に変換し、そして、該並列信号を、バス変換及びインターリービング・モジュールに出力するために用いられ、
バス変換及びインターリービング・モジュールは、低レート信号送信モジュールから出力された並列信号を、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号の１つのグループに変換し、そして、該信号を多重化モジュールに出力するために用いられ、
多重化モジュールは、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号の入力されたグループを、約５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアル電気信号に変換し、そして、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する該シリアル電気信号を光送信モジュールに出力するために用いられ、
光送信モジュールは、多重化モジュールからの約５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアル電気信号を、同じレートの光信号に変換し、そして、該光信号を外部の光ファイバに出力するために用いられ、
サブレート逆多重化装置は、
光受信モジュールと、
クロック及びデータ回復＋逆多重化（ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸ）モジュールと、
バス変換及びインターリービング・モジュールと、
低レート信号送信モジュールと、
を備え、
前記光受信モジュールは、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する外部から入力された光信号を電気信号に変換し、そして該電気信号をＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールに出力するために用いられ、
前記ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールは、クロック抽出、データ回復、信号逆多重化、及び光受信モジュールからの電気信号のシリアル／並列変換を行い、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号のグループを生成し、そして該並列信号をバス変換及びインターリービング・モジュールに出力するように用いられ、
前記バス変換及びインターリービング・モジュールは、ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールから出力された約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号のグループを、１つ以上の低レート並列信号に変換し、そして該低レート信号を低レート信号送信モジュールに出力するように用いられ、
前記低レート信号送信モジュールは、バス変換及びインターリービング・モジュールから出力された１つ以上の低レート並列信号を１つ以上の低レート光信号に変換し、そして該光信号を出力するために用いられる。

バス変換及びインターリービング・モジュールは、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール、または、バス変換及びバイト・インターリービング・モジュールを含む。

低レート信号光受信モジュールは、４つのＧＥ光受信モジュールと、４つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールと、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールと、を備え、
前記ＧＥ光受信モジュールは、外部から入力されたＧＥサービス光信号を電気信号に変換し、そして該電気信号をＧＥ物理層インターフェース・モジュールに出力するために用いられ、
前記ＧＥ物理層インターフェース・モジュールは、ＧＥ光受信モジュールからの電気信号をＧＥ物理層電気信号に変換し、そして、該変換された信号をトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールに出力するように用いられ、
トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールは、４つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールからのＧＥ物理層電気信号をカプセル化しかつマッピングし、該信号を１つ以上の低レート並列信号に変換し、そして該信号をバス変換及びインターリービング・モジュールに出力するために用いられ、
低レート信号光送信モジュールは、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールと、４つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールと、４つのＧＥ光送信モジュールとを備え、
前記トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールは、バス変換及びインターリービング・モジュールからの低レート並列信号をフレーム探索し、逆マッピングし、逆カプセル化し、そして、４つの物理層電気信号を、それぞれ、４つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールに出力するように用いられ、
前記ＧＥ物理層インターフェース・モジュールは、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールからのＧＥ物理層電気信号をＧＥ物理層シリアル電気信号に変換し、そして、該シリアル信号をＧＥ光送信モジュールに出力するように用いられ、
前記ＧＥ光送信モジュールは、ＧＥ物理層インターフェース・モジュールからのシリアル電気信号を同じレートを有する光信号に変換し、そして、該光信号を出力するように用いられる。

光通信システムは、さらに、ＦＥＣコーディング・モジュールと、ＦＥＣデコーディング・モジュールとを備え、
前記ＦＥＣコーディング・モジュールは、多重化モジュールからの電気信号のＦＥＣコーディングを行い、そして該コーディングされた信号を光送信モジュールに送信するために用いられ、
前記ＦＥＣデコーディング・モジュールは、光受信モジュールから出力された電気信号を受信し、該受信された信号のＦＥＣデコーディングを行い、そして、該デコーディングされた信号をＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールに出力するために用いられる。

上述のことから分かるように、本発明によるデータ送信方法、多重化／逆多重化装置及び光通信システムの応用から以下の利点がもたらされるものと思われる。

本発明による光通信システムは、５Ｇｂ／ｓレートクラスを用いた単一波長の信号を転送するので、本発明による多重化／逆多重化装置及びデータ送信方法により、複数の低レート信号が、５Ｇｂ／ｓのレートを各々が有する信号に多重化され得る。５Ｇｂ／ｓのレートを有する信号のＯＳＮＲ要件が約２３ｄＢであり、他方、分散制限された範囲が比較的長い、すなわち、全ＭＡＮをカバーすることができる約２４０キロメートルであるので、本発明による解決法は、２．５Ｇｂ／ｓ信号が用いられるときに引き起こされる波長の低い使用効率の問題を解決しており、コストが急激に増加すること無く波長の元の使用レートを２倍にする。他方、２４０キロメートルの分散制限された範囲は、１０Ｇｂ／ｓの光信号が用いられるときに生じるカバー範囲が一層少ないという問題を解決する、ＭＡＮの範囲需要に基本的に叶うことができるものである。

以下、本発明の目的、技術的解決法及び利点を一層明瞭とするために、実施形態並びに添付図面を参照して、本発明の一層詳細な説明を行う。

本発明によれば、５Ｇｂ／ｓの単一波長送信レートを有する光通信システムがＭＡＮを構成するために最も適している。５Ｇｂ／ｓの単一波長送信レートを有する光通信システムを履行するために、本発明は、多数の低レート信号を５Ｇｂ／ｓのレートを有する１つの信号に多重化する多重化方法、並びに５Ｇｂ／ｓのレートを有する１つの信号を多数の低レート信号に逆多重化する（de-multiplexes）逆多重化方法を提出する。ここで述べる低レート信号とは、２．５Ｇｂ／ｓ以下のレートを有するＳＤＨ信号、イーサネット（登録商標）信号、企業システム接続信号、ファイバ接続信号、ファイバ・チャンネル信号、等を含み得る。

本発明の方法によれば、５Ｇｂ／ｓの送信レートを有する上述の単一波長は、複数の方法で履行され得るということに留意すべきである。本発明の好適な実施形態においては、４つのギガビット・イーサネット（登録商標）（ＧＥ）信号が５Ｇｂ／ｓのレートで１つの信号に多重化され、もう１つの好適な実施形態においては、２つの２．５Ｇｂ／ｓのＳＤＨ信号が、２．４８８３２Ｇｂｐｓ×２＝４．９７６６４Ｇｂ／ｓの正確なレートで、１つの５Ｇｂ／ｓ信号に多重化され、そして、本発明のさらにもう１つの好適な実施形態においては、２つの２．５Ｇｂ／ｓのＳＤＨ信号が５Ｇｂ／ｓのレートで１つの信号に多重化されるとき、ＲＳ（２５５，２３９）によるフォワード・エラー・コレクション（ＦＥＣ）コーディングが、５．３３２１１４Ｇｂ／ｓの正確な送信レートで組み込まれる。従って、ここに記載した５Ｇｂ／ｓは、正確な５Ｇｂ／ｓ送信レートに言及しているというよりも、むしろ、約５Ｇｂ／ｓのレート範囲を包摂するものである。サービスが、５Ｇｂ／ｓのレートでＧ．６５２光ファイバに転送されるとき、転送された信号に対するＯＳＮＲ要件は、約２３ｄＢであり、分散制限された範囲は、約２４０キロメートルであり、これは、レート及びスケールに関してＭＡＮの要件を非常に良く叶え得るものである。

本発明によるデータ送信方法の詳細な説明を以下に行う。
本発明の好適な実施形態においては、本発明によるデータ送信方法が：
データを送信する際に、１つ以上の低レート・サービス信号を、５Ｇｂ／ｓの送信レートで光信号に多重化して変換し、そして該光信号を送信先ノードに転送する；
データを受信する際に、５Ｇｂ／ｓの送信レートでの該受信された光信号を電気信号に変換し、そして１つ以上の低レート・サービス信号を得るために該信号を逆多重化する（de-multiplex）。

上述の好適な実施形態においては、低レート・サービス信号は、２．５Ｇｂ／ｓのレートでの２つのＳＤＨ信号または４つのＧＥ信号を含み得る。上述の方法により、２．５Ｇｂ／ｓのレートでの２つのＳＤＨ信号または４つのＧＥ信号は、５Ｇｂ／ｓのレートでの１つの信号に直接多重化され得る。

さらに、上述のステップにおける多重化動作は、ビット・インターリーブされた多重化、２ビット・インターリーブされた多重化、またはバイト・インターリーブされた多重化を用いて行われ得る。本実施形態は、インターリーブされた多重化のモードを制限するものではないということに留意されるべきである。

本発明のもう１つの好適な実施形態においては、２つのＧＥ信号が２．５Ｇｂ／ｓのレートで１つのＳＤＨ信号に最初に収束され、次に、１つの５Ｇｂ／ｓ信号に多重化される。

この実施形態による方法は、データを送信する際に、
Ａ． １つ以上の低レート・サービス信号を、１つ以上の低レートＳＤＨフレームに変換するステップと、
Ｂ． 得られた１つ以上の低レートＳＤＨフレームを、５Ｇｂ／ｓのレートでの信号に多重化するステップとを含み、
この実施形態による方法は、信号を受信する際に、
ａ． ５Ｇｂ／ｓ信号を、１つ以上の低レートＳＤＨフレームに逆多重化するステップと、
ｂ． 得られた低レートＳＤＨフレームを、１つ以上の低レート・サービス信号に逆変換するステップとを含む。

上述のステップＡにおける変換動作は、カプセル化（インキャプシュレーティング）、マッピング及びフレーミング動作を含み、他方、上述のステップｂにおける逆変換は、フレーム探索、逆マッピング（デマッピング）及び逆カプセル化（デインキャプシュレーティング）動作を含む。

カプセル化（インキャプシュレーティング）及び逆カプセル化（逆インキャプシュレーティング）動作は、ＨＤＬＣプロトコルを用いて行われ得、マッピング及び逆マッピング動作は、ＶＣ４−８ＣまたはＶＣ４−８Ｖを用い、そしてフレーミング及びフレーム探索動作は、ＩＴＵ−Ｔによって定義される標準のＳＤＨ処理方法を用い得る。カプセル化及び逆カプセル化動作は、また、ＧＦＰプロトコルまたはＬＡＰＳプロトコルで定義されるようなモードでも行われ得ることは、当業者に知られている。

そして、上述のステップにおける多重化／逆多重化動作は、ビット・インターリーブされた、２ビット・インターリーブされた、またはバイト・インターリーブされた多重化／逆多重化のようなモードで行われ得る。

さらに、上述の２つの実施形態のデータ送信プロセスにおいて、上述の多重化プロセスの前に、受信された信号を逆多重化するプロセスにおける適切な低レート・サービス信号を、低レート信号の受信端に受信させるために、異なった識別子が、各送信端及び受信端に対してそれぞれ構成されることが必要であり、それは各送信端及び受信端の対応関係を示すために用いられる。さらに、送信端が上述の低レート・サービス信号を送信する際、低レート・サービス信号の各々に送信端の識別子を付加することが必要であり、これにより、受信端は、受信された信号が対応の送信端によって送信されたか否かを決定することができる。

例えば、各々２．５Ｇｂ／ｓの送信レートでの２つのＳＴＭ−１６信号を、５Ｇｂ／ｓのレートでの１つの信号に多重化するプロセスにおいては、２つの低レートＳＴＭ−１６信号のＪ０バイトに、それぞれＡＦ及びＦ５の１６進数を書き込み、ここに、ＡＦは、第１のＳＴＭ−１６信号を表わし、Ｆ５は、第２のＳＴＭ−１６信号を表わす。この方法で、受信しつつあるバイトＪ０の内容（コンテント）を検出することにより、低レート信号を低レート信号の受信端に整合（一致）させることが可能である。バイトＪ０の内容（コンテント）は、本発明の本質及び範囲を超えない、予め定義された任意の２つの定数であって良いということが当業者に理解され得る。

上述の整合もしくは一致プロセスは、主に、
ａ１． 送信端によってセットされたバイトＪ０の内容に従って、逆多重化された低レート・サービス信号及び受信端間の対応関係が正しいか否かを決定し、もし、正しいならば、このプロセスを終結し、正しくないならば、ステップａ２に進む；
ａ２． 逆多重化された低レート・サービス信号の順番を切換え、次に、このプロセスを終結する。

本発明による多数のサービス信号の上述の送信方法は、さらに、信号を送信する際に、５Ｇｂ／ｓのレートで、送信された信号のためのＦＥＣコーディングを行い；そして信号を受信する際に、５Ｇｂ／ｓのレートで、受信された信号のためのＦＥＣデコーディングを行う、ことを含む。この方法で、光ファイバ送信で発生されたエラー・コードは、さらに減少され、送信範囲は、増加され得る。

上述の実施形態に従って、低レート信号を高レート信号に多重化するために、サブレートの多重化／逆多重化装置が設けられる。ここでのサブレートとは、一層高いレート信号の流れに収束されるべき一層低いレート信号の流れに言及している。

図２は、本発明の１つの好適な実施形態による、ビット・インターリービングを用いたサブレート多重化／逆多重化装置の構造を示す図である。この実施形態におけるサブレート多重化／逆多重化装置は、４つのＧＥ信号を５Ｇｂ／ｓのレートでの１つの信号に多重化する。図２に示すように、サブレート多重化／逆多重化装置は、光受信モジュール１１と、光送信モジュール１２と、ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸ（クロック及びデータ回復＋逆多重化）モジュール２１と、ＭＵＸ（マルチプレクサ）モジュール２２と、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０と、２つのトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０と、４つのＧＥ ＰＨＹｓ（ＧＥ物理層インターフェース・モジュール）５０と、４つのＧＥ光トランシーバ６０と、を含んでいる。

ここに、光受信モジュール１１は、ファイバ・ラインから転送された５Ｇｂ／ｓ光信号を受信し、該光信号を５Ｇｂ／ｓシリアル電気信号に変換し、該信号を増幅して、ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュール２１に出力するために用いられる。

光送信モジュール１２は、ＭＵＸモジュール２２から受信された５Ｇｂ／ｓのレートでのシリアル電気信号を、電気／光変換を介して、同じレートの光信号に変換し、そして、該変換された信号を送信のためにファイバ・ラインに出力するために用いられる。この装置がＷＤＭで用いられるならば、光送信モジュール１２の光波長は、また、ＩＴＵ−Ｔによって推奨された波長、例えば、Ｇ．６９４．１またはＧ．６９４．２において推奨された波長にも一致するはずである。

ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＳモジュール２１は、光受信モジュール１１から出力された５Ｇｂ／ｓのレートでのシリアル電気信号を受信するために用いられ、すなわち、最初に、ＣＤＲサブモジュールが信号のためのクロック抽出及びデータ回復を履行し、次に、ＤＥＭＵＸサブモジュールが、該信号を逆多重化し、シリアル／パラレル変換を行い、そして、各々が３１１Ｍｂ／ｓのレートでの１６のパラレル信号を、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０に出力する。

ＭＵＸモジュール２２は、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０から出力された各々が３１１Ｍｂ／ｓのレートでの１６のパラレル信号を受信し、パラレル／シリアル変換を行い、該信号を、５Ｇｂ／ｓのレートでのシリアル電気信号に多重化し、そして、次に、該電気信号を光送信モジュール１２に出力するために用いられる。

バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０は、ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュール２１から入力された各々が３１１Ｍｂ／ｓのレートでの１６のパラレル信号の１つのグループを、受信方向において、各々がパラレル信号のグループを含む２つのＳＴＭ−１６信号に変換するために用いられ、一方、送信方向においては、このモジュールは、各々がパラレル信号のグループを含む２つのＳＴＭ−１６信号を、各々が３１１Ｍｂ／ｓのレートでの１６のパラレル信号の１つのグループに変換する。バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０から出力された２つのＳＴＭ−１６信号は、２つの同一のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０にそれぞれ入力され、一方、モジュール３０は、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０から出力された２つの並列（パラレル）のＳＴＭ−１６信号を受信する。バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）のような手段によって履行され得る。

トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０は、受信方向において、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０から出力された１つのＳＴＭ−１６信号を受信し、フレーム探索、逆マッピング及び逆カプセル化機能を履行し、そして、各々が１．２５Ｇｂ／ｓのレートでの２つのＧＥ物理層信号を、２つのＧＥ ＰＨＹ５０に出力し、一方、送信方向においては、ＧＥ ＰＨＹ５０から出力された各々が１．２５Ｇｂ／ｓのレートでの２つのＧＥ物理層信号を受信し、ＳＴＭ−１６フレーム・フォーマットを用いて信号をマッピングし、かつフレーミングし、カプセル化、マッピング及びフレーミング機能をそれぞれ履行し、そして、１つのＳＴＭ−１６信号を出力するために用いられる。トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０と、ＧＥ ＰＨＹ５０との間のインターフェースは、ＩＥＥＥ ８０２．３規格に一致するギガビット・メディア・インディペンダント・インターフェース（ＧＭＩＩ）を含み、従って、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０によって出力される各ＧＥ物理層信号は、８ビットの幅を有するＧＭＩＩ物理層電気信号である。受信方向におけるフレーム探索は、ＩＴＵ−Ｔによって定義されたＳＤＨ標準処理方法によって履行され、逆マッピングは、ＶＣ４−８ＣまたはＶＣ４−８Ｖによって履行され、そして、逆カプセル化は、ＨＤＬＣ、ＧＦＰ、またはＬＡＰＳプロトコルによって履行される。送信方向におけるカプセル化は、ＨＤＬＣ、ＧＦＰ、またはＬＡＰＳプロトコルによって履行され、マッピングは、ＶＣ４−８ＣまたはＶＣ４−８Ｖによって履行され、そして、フレーミングは、ＩＴＵ−Ｔによって定義されたＳＤＨ標準処理方法によって履行される。例えば、本発明の好適な実施形態においては、ＧＥトラフィックは、ＨＤＬＣモードにおいてカプセル化され、このことは、トラフィックの完全で透明で損傷のない送信を確実にする。一方、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０は、信号品質に関する監視機能を履行し、例えば、それは、信号のフレームの損失（ＬＯＦ：Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｆｒａｍｅ）及びＳＤＨ信号のＪ０バイトを検出することができる。

ＧＥ ＰＨＹ５０は、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０から出力された８ビット・データの幅を有する１つのＧＭＩＩ物理層電気信号を受信方向において受信し、１．２５Ｇｂ／ｓのレートでシリアル・ビット・ストリームＧＥ信号を出力するために用いられる。さらに、ＧＥ ＰＨＹ５０は、また、ＧＥ光トランシーバ６０から出力された１．２５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアル・ビット・ストリームＧＥ信号を送信方向において受信し、処理後に、８ビット・データ幅をＧＭＩＩ物理層電気信号を出力するために用いられる。ＧＥ ＰＨＹ５０は、また、ＧＥ信号の品質の監視機能を行う、例えば、信号の巡回冗長検査（ＣＲＣ）の結果を監視するためにも用いられる。

ＧＥ光トランシーバ６０は、ＧＥ光送信モジュール及びＧＥ光受信モジュールを含む。ここに、ＧＥ光送信モジュールは、１．２５Ｇｂ／ｓのレートでサービス・シリアル・ビット・ストリームＧＥ信号を受信し、電気信号を光信号に変換するために用いられ、一方、ＧＥ光受信モジュールは、１．２５Ｇｂ／ｓのレートを有する外部に入力された光ＧＥサービス信号を受信し、該光信号を電気信号に変換し、そして、変換された信号を、ＧＥ ＰＨＹ５０に出力する。

ここに、１つのトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０、２つのＧＥ ＰＨＹ５０及び２つのＧＥ光トランシーバ６０は、図２のブランチもしくは枝上に相互接続され、１つの２．５Ｇｂ／ｓデータ送信送受信モジュールとして示され得る。

上述のことは、本発明の好適な実施形態におけるサブレート多重化／逆多重化装置の各モジュールの機能を説明している。以後、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０の機能の特定の履行に対するさらなる詳細な説明を行う。

上述の好適な実施形態において、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０は、ビット・インターリービング・モードにおける信号の２つのグループのインターリービングされた多重化を履行する。送信方向において、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０は、２．５Ｇｂ／ｓのレートを各々が有する２つのＳＴＭ−１６信号を、ライン上の送信のために、５Ｇｂ／ｓの全レートを有する信号のグループに収束し、そして、ビット・インターリービング方法は、特に、５Ｇｂ／ｓ信号の奇数ビット信号として１つの２．５Ｇｂ／ｓ信号を作り、かつ、５Ｇｂ／ｓ信号の偶数ビット信号として他の２．５Ｇｂ／ｓ信号を作るということを含む。受信方向において、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０は、２．５Ｇｂ／ｓのレートを各々が有する２つのＳＴＭ−１６信号を得るために、５Ｇｂ／ｓ信号の奇数ビット及び偶数ビットを分離する。２ビット・インターリービングのようなインターリービング・モードは、また、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０においても用いられ得るということが、当業者によって理解され得る。

図３は、本発明の上述の好適な実施形態によるバス変換及びビット・インターリービング・モジュールの送信原理を示す概略図である。図３に示されるように、２つのトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０から出力された２つのパラレルＳＴＭ−１６信号は、１５５Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する１６のパラレル信号の２つのグループからそれぞれ成り、それぞれ、０，１，２，…，１５及び０’，１’，２’，…，１５’として、すなわち、全部で３２信号として示されている。ＭＵＸモジュール２２は、各ＳＴＭ−１６信号が、３１１Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する８のパラレル信号から成るということを必要とするので、パラレル信号の１つのグループにおける２つごとの１５５Ｍｂ／ｓ信号は、ＭＵＸモジュール２２に入力される前に１つの３１１Ｍｂ／ｓ信号を得るために、１つの１：２ＭＵＸ３１を介して多重化されなければならない。一方、信号の送信シーケンスを保証するために、各１：２ＭＵＸ３１の２つの入力ビットが、１バイトすなわち、８ビットの長さによってスタガ−され（交互交替的にされ）るべきであり、例えば、第１のＭＵＸは、パス（経路）０の１５５Ｍｂ／ｓ信号０を、パス（経路）８の１５５Ｍｂ／ｓ信号８に接続し、これら双方は、第１のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０から出力されるものであり、０（８）として示されている１つの３１１Ｍｂ／ｓ信号を多重化して出力し、； 第２のＭＵＸは、第１のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールのパス（経路）１の１５５Ｍｂ／ｓ信号１を、それのパス（経路）９の１５５Ｍｂ／ｓ信号９に接続し、１（９）として示されている１つの３１１Ｍｂ／ｓ信号を出力し、； そして残りは、推定され得る。この方法で、０（８），１（９），２（１０）…，７（１５）及び０’（８’），１’（９’），２’（１０’）…，７’（１５’）としてそれぞれ順番に示されたパラレル信号の２つのグループが得られ、パラレル信号の各グループは、３１１Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する８つのパラレル信号を含む。

２つのＳＴＭ−１６のビット・インターリービングを履行するために、１：２の多重化の後に、第１のＳＴＭ−１６信号は、ＭＵＸモジュール２２の入力バスの奇数ビットに接続され、他方、第２のＳＴＭ−１６信号は、それの偶数ビットに接続され、５Ｇｂ／ｓのレートを有する１つの信号を得る。この方法で、図３に示されるように、ＭＵＸモジュール２２の入力バス上に、０（８），１（９），２（１０）…，７（１５）及び０’（８’），１’（９’），２’（１０’）…，７’（１５’）としてそれぞれ順番に示される、３１１Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する１６のパラレル信号があるであろう。

図４は、本発明の上述の好適な実施形態によるバス変換及びビット・インターリービング・モジュールの受信原理を示す概略図である。図４に示されるように、ＭＵＸモジュール２２の入力バス上の３１１Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する１６のパラレル信号が、０（８），０’（８’），１（９），１’（９’），２（１０），２’（１０’）…，７（１５）及び…，７’（１５’）として示され、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０及びＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュール２１は、インターリービング方法で接続され、従って、受信方向に、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０は、ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュール２１から出力された３１１Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する１６のパラレル信号を２つのグループに分離し、すなわち、“０（８），１（９），２（１０）…，７（１５）”の一方のグループと、０’（８’），１’（９’），２’（１０’）…，７’（１５’）の他方のグループとに分離し、これらグループは、以後、それぞれグループＡ及びグループＢと称する。上述の記載によれば、グループＡ及びグループＢのデータは、それぞれ２つのパラレルＳＴＭ−１６信号の１つに対応するが、特定の対応関係は確かではない。従って、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０は、２×２の交差（クロッシング）モジュール３２を含むべきであり、それにより、上述の対応関係に誤りがあるとき、２つのパラレルＳＴＭ−１６信号の位置を切換えるように、２×２交差（クロッシング）動作が行われ得る。

本発明の好適な実施形態において、ＳＴＭ−１６のバイトＪ０の内容が、グループＡ及びグループＢの信号と、第１のＳＴＭ−１６信号と、第２のＳＴＭ−１６信号との間の対応関係を決定するための識別子として用いられる。例えば、ＡＦ及びＦ５の１６進法の内容が、それぞれ、送信端でトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０を介して、第１及び第２のＳＴＭ−１６信号のバイトＪ０に書き込まれ得、そして、フレームを正しく受信するよう、受信端でトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０を介して、受信された信号のバイトＪ０の内容、すなわち、ＡＦまたはＦ５が、受信端の識別子と一致するか否かの決定を行うことができ、もし、それが識別子と一致するならば、信号を直接受信し、もし、それが識別子と一致しないならば、信号の２つのグループを切換えるよう２×２の交差モジュール３２の制御信号Ｓｅｌ０をセットすることにより、２×２交差モジュール３２を制御する。例えば、受信された信号のバイトＪ０がＡＦを含むならば、該信号は、第１のＳＴＭ−１６信号であり、もし、バイトＪ０の内容がＦ５ならば、該信号は、第２のＳＴＭ−１６信号である。第１のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０は、受信された信号のバイトＪ０がＡＦであるか否かを検出し、他方、第２のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０は、受信された信号のバイトＪ０がＦ５であるか否かを検出し、もし、そうでないならば、２×２交差動作を行う。

トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０は、１６ビットの幅を有するデータ・ラインを用いるので、それは、次に、３１１Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する８つのパラレル信号のグループを、１５５Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する１６のパラレル信号のグループに変換するよう、受信プロセスにおいて必要とされる。従って、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０は、また、８信号の各々を１：２の逆多重化するための、すなわち、３１１Ｍｂ／ｓ信号の各々を、２つのパラレルの１５５Ｍｂ／ｓ信号に逆多重化するための、１：２ＤＥＭＵＸモジュール３３をも含むべきである。１：２の逆多重化の結果として、信号の間違った接続を生じ得、このことは、さらに、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０がＳＴＭ−１６信号のフレーム・ヘッドを見つけることをできなくさせて、ＬＯＦアラームを生じる。従って、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０は、また、１６−入力の２×２交差モジュール３４をも含むべきであり、それにより、１６−入力の２×２交差モジュール３４の制御信号Ｓｅｌ１は、ＬＯＦアラームがあるときに、３２の入力信号を切換えるよう１６−入力の２×２交差信号３４を制御するためにセットされ得る。

上述の説明から分かるように、信号の適切な調整が、２つのトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールを入力する信号の正しさを保証するために必要とされ、その制御フローチャートは、図５に示されているように、以下のステップを含む：
ステップ５０１： ＬＯＦアラームがあるか否かを決定し、もしあるならば、ステップ５０２に行き、もし無いならば、ステップ５０３に行く；
ステップ５０２： ３２入力信号を切換えるために１６−入力の２×２交差モジュールを制御するよう信号Ｓｅｌ１上のＮＯＴ動作を行う；
ステップ５０３： バイトＪ０のミスマッチ（不一致）があるか否かを決定し、もしあるならば、ステップ５０４に行き、もし無いならば、このプロセスを終了する；
ステップ５０４： ８−ビット・データ信号の２つのグループを切換えるために２×２交差モジュールを制御するよう信号Ｓｅｌ０上のＮＯＴ動作を行う；

ＬＯＦまたはバイトＪ０ミスマッチ（不一致）アラームは、他の理由によって、例えば、ファイバ・ライン上の送信における信号品質の劣化等によって引き起こされることもあり得るということに留意すべきである。その場合において、Ｓｅｌ１及びＳｅｌ０の制御信号の制御を介して切換え動作を行うことにより、これら２つの型のアラームを除去することは不可能である。次に、決定がソフトウェアによって為され得、すなわち、幾つかの切換え動作の後にアラームが除去され得ないときに、アラームが他の理由によって引き起こされているということが分かる。

前述の説明は、ビット・インターリービング・モードを用いて、複数（マルチ）の低レート信号を１つの高レート信号に結合することの説明である。同じ目的は、バイト・インターリービング・モードを用いて達成され得るということが当業者には理解され得る。

図６は、本発明によるバイト・インターリービング・モードのサブレートの多重化／逆多重化装置の構造を示す図である。図６に示されるように、送信方向においては、ビット・インターリービングと比較されて、フレーム・パルス（ＦＰ）信号は、２つのトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０が、パラレルのＳＴＭ−１６信号を送信する際に、フレーム整列を履行することができるように、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０を制御するために、バイト・インターリービング・モードで追加され得る。ＦＰ信号は、８Ｋの繰返し周波数及び１２．８６ｎｓ（正確には、１／７７．７６ｍｓ）のパルス幅を有するパルス信号のグループであり、その概略図が図７に示されている。ＦＰ信号の繰返し周波数は、普通、８Ｋであり、ＦＰの幅は、オーバーヘッド処理の異なったタイミングによって決定されかつ異なった値であって良いオーバーヘッドの１クロック周期を占めることに留意されるべきである。さらに、バス変換及びバイト・インターリービング・モジュール３０’は、２つのパラレルＳＴＭ−１６信号のバイト・インターリービング動作を履行するために、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０と置き換わる。

図８は、上述の好適な実施形態におけるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールの送信原理を示す概略図である。図８に示されるように、この好適な実施形態においては、１：２多重化方法は、図３に表示されたものと同じである。しかしながら、バイト・インターリービング方法が用いられるので、１：２多重化の後の第１の信号は、ＭＵＸモジュール２２の入力バスのビット０−７と引き続き接続され、１：２多重化の後の第２の信号は、ＭＵＸモジュール２２の入力バスのビット８−１５と引き続き接続され、それにより、バイト・インターリービング動作を履行する。次に、ＭＵＸモジュール２２の入力バス上のパラレル信号は、０（８），１（９），２（１０）…，７（１５），０’（８’），１’（９’），２’（１０’）…，７’（１５’）として連続的に示されている。

図９は、上述の好適な実施形態におけるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールの受信原理を示す概略図である。図４を参照すると、図９に示されるバス変換及びバイト・インターリービング３０’は、図４に示されるバス変換及びビット・インターリービング３０と同じであり、２×２交差モジュール３２、１：２ＤＥＭＵＸ３３及び１６−入力の２×２交差モジュール３４を含む。

バス変換及びバイト・インターリービング３０’は、また、バイトＪ０に基づいて決定を行うことにより、２つの２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールに出力される信号の正しさを保証し、すなわち、第１のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールによって受信される信号は、第２のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０ではなく、むしろ、第１のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０に属する信号である。バイトＪ０が識別子と一致しないとき、Ｓｅｌ０の制御信号は、切換え動作を行うために、２×２交差モジュール３２を制御するようセットされる。

同様に、１：２逆多重化の後に、間違って接続された信号の状況があり得、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０が、ＳＴＭ−１６信号のフレーム・ヘッドを見つけることをできないようにして、ＬＯＦアラームを生じる。従って、モジュール３０’が用いられるとき、逆多重化動作の正しさは、モジュール３０を用いるのと同様であるＬＯＦアラームに基づく決定を行うことにより、保証され得、すなわち、ＬＯＦアラームがあるとき、３２の入力信号を切換える（スイッチする）ために、１６−入力の２×２交差モジュール３４のＳｅｌ１の制御信号を制御モジュール３４にセットする。

さらに、２つの信号におけるバイト交差（クロッシング）を阻止するために、信号分離モジュール３５が、バス変換及びバイト・インターリービング・モジュール３０’に追加される。モジュール３５は、各信号のフレーム整列バイトを探索することにより、第１のサービス信号を第２のサービス信号から分離し、そして、その出力された下位８ビット信号が一方のＳＴＭ−１６信号であり、かつその上位８ビット信号が他方のＳＴＭ−１６信号であるということを確実にする。ここで、動作原理は、以下の通りである： ＳＴＭ−１６信号の各フレームにおけるフレーム整列バイトがあるので、すなわち、それぞれＦ６及び２８の１６進法の値であるＡ１及びＡ２があるので、そして、２つの信号が送信されるときにフレームごとに整列されるので、Ｆ６２８の２つの隣接するバイトが発見される限り、２つの独立の信号が認識されて分離され得る。

上述のバス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０並びにバス変換及びバイト・インターリービング・モジュール３０’は、バス変換及びインターリービング・モジュールを履行する２つの特定の例であるということに留意すべきであり、その違いは、前者がビット・インターリービング・モードで履行されるのに対し、後者はバイト・インターリービング・モードで履行されるということである。

上述の実施形態において、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０から出力されたパラレルのＳＴＭ−１６信号は、ＭＵＸモジュール２２及びＤＥＭＵＸ＋ＣＤＲモジュール２１によって要求される３１１Ｍｂ／ｓの入力レートと一致しない１５５Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する１６の信号であるので、バス変換及びインターリービング・モジュール３０及び３０’は、１５５Ｍｂ／ｓのレートと３１１Ｍｂ／ｓのレートとの間の変換を行うために、１：２ＭＵＸ及び１：２ＤＥＭＵＸを含むべきである。

本発明のもう１つの好適な実施形態においては、カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０’は、カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０と置き換わり、ここに、モジュール４０’の出力及び入力は、３１１Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する、双方とも８のパラレル信号であり、次に、バス変換及びインターリービング・モジュール３０及び３０’の設計は、大いに単純化され得る。

図１０は、本発明の上述の好適な実施形態におけるバス変換及びビット・インターリービング・モジュールの送信原理を示す概略図である。図１０に示されるように、第１のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０’及び第２のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０’は、それぞれ、３１１Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する８のパラレル信号のグループを出力し、それぞれ、０−７及び０’―７’として示されている。モジュール４０’の出力は、ＭＵＸモジュール２２の入力レートと一致するので、ビット・インターリービング動作は、出力されたビットを、第１及び第２のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールから交互かつ連続的に入力することだけによって履行されることができ、すなわち、ＭＵＸモジュール２２の入力バス上の入力信号の示したラベルは、連続的に、０，０’，１，１’，２，２’，３，３’，４，４’，５，５’，６，６’，７，７’としてある。この実施形態において、送信方向におけるバス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０は、実際、接続ラインの機能だけを有する。

図１１は、上述の好適な実施形態におけるバス変換及びビット・インターリービング・モジュールの受信原理を示す概略図である。図１１に示されるように、ＤＥＭＵＸ＋ＣＤＲモジュール２１の出力は、ビット・インターリービング動作によって、０−７及び０’―７’として示される以後グループＣ及びグループＤとして言及される２つのグループに分離される。上述のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０’は、また、低レート・フレームの識別子としてバイトＪ０またはＳＴＭ−１６の他のスペアのバイトも用い得、受信プロセスにおいて、受信されたフレームの識別子がこのモジュール４０’によって受信されるべきフレームの識別子と一致するか否かを決定し、もし、一致しないならば、切換え動作を行うために２×２交差モジュール３２を制御するよう２×２交差モジュール３２のＳｅｌ０の制御信号をセットし、このようにして、フレームを受信端と一致させる。図４に示されるバス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０と比較すると、１：２逆多重化モジュール３３及び１６−入力の２×２交差モジュール３４は必要とされない。

上述のモジュール４０’の出力及び入力は、双方とも、３１１Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する８のパラレル信号のグループであり、かつ、バス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０における１：２逆多重化プロセスが無いので、１：２逆多重化プロセスにおいて生じるＬＯＦアラームは無いであろう。結果として、この実施形態においては、多数の低レート・フレームの正しい受信を保証するための制御手順は、図５に示される制御手順と比較して単純化され、該手順は、以下のステップ、すなわち：
ステップＡ： バイトＪ０のミスマッチがあるか否かを決定し、もしあるならば、ステップＢに行き、もし無いならば、この手順を終了する；
ステップＢ： ２×２交差モジュールに８ビット・データ信号の２つのグループを切換えさせるために、信号Ｓｅｌ０上にＮＯＴ動作を行う。

本発明のもう１つの実施形態においては、バス変換及びバイト・インターリービング・モジュール３０’は、上述の実施形態のバス変換及びビット・インターリービング・モジュール３０と置き換わる。

図１２は、上述の好適な実施形態におけるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールの送信原理を示す概略図である。図１２に示されるように、第１のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０’及び第２のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０’は、それぞれが０−７及び０’―７’として示されている、３１１Ｍｂ／ｓのレートを各々が有する８のパラレル信号の１つのグループをそれぞれが出力する。モジュール４０’の出力は、ＭＵＸモジュール２２の入力レートと一致するので、バイト・インターリービング動作は、出力されたバイトを２つのトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールから交互的かつ連続的に入力するだけによって履行されることができ、すなわち、ＭＵＸモジュール２２の入力バス上の信号の順番は、０，１，２，３，４，５，６，７，０’，１’，２’，３’，４’，５’，６’，７’として連続である。この実施形態において、送信方向におけるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュール３０’は、接続の関数としてだけ働き、従って、回路基板上の接続ラインによって置き換えられ得る。図８に示されるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュール３０’と比較して、１：２ＭＵＸモジュール３１は必要とされない。

図１３は、上述の好適な実施形態におけるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールの受信原理を示す概略図である。図１３に示されるように、ＤＥＭＵＸ＋ＣＤＲモジュール２１の出力は、バイト・インターリービング動作によって、０−７及び０’―７’として示される２つのグループに分離され、該グループを、以後、グループＥ及びグループＦと称する。上述のトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール４０’は、また、低レート・フレームの識別子としてバイトＪ０またはＳＴＭ−１６の他のスペアのバイトも用い得、受信プロセスにおいて、受信されたフレームの識別子がこのモジュール４０’によって受信されるべきフレームの識別子と一致するか否かを決定し、もし、一致しないならば、切換え動作を行ってデータの一致（整合）を履行するために２×２交差モジュール３２を制御するよう２×２交差モジュール３２のＳｅｌ０の制御信号をセットする。同様に、２つの信号におけるバイト交差を阻止するために、信号分離モジュール３５がモジュール３０’も加えられ、そして、モジュール３５は、各信号のフレーム整列バイトを探索することにより、第２のサービス信号から第１のサービス信号を分離することを履行する。図９に示されるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュール３０’と比較して、１：２逆多重化モジュール３３及び１６−入力の２×２交差モジュール３４は必要とされない。

本発明のもう１つの好適な実施形態において、ＦＥＣコーディング・モジュールが光送信モジュール１２とＭＵＸモジュール２２との間に追加されて、ＭＵＸモジュール２２からの信号のＦＥＣコーディングを行い、次に、コーディングされた信号を光送信モジュール１２を介して外部のファイバに送信する。さらに、ＦＥＣデコーディング・モジュールが、光受信モジュール１１とＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュール２１との間に追加されて、光送信モジュール１２からの信号のＦＥＣデコーディングを行い、次に、該デコーディングされた信号をＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュール２１に送信する。ＦＥＣコーディング・モジュール及びＦＥＣデコーディング・モジュールを追加することにより、エラー・コードは、ファイバ送信において効果的に減少され得、送信範囲が高められ得る。

上述の実施形態において、４のＧＥ光信号を、５Ｇｂ／ｓレートクラスのレートを有する１つの光信号に多重化するためのサブレート多重化／逆多重化装置の動作原理が記載されている。もう１つの実施形態において、サブレート多重化／逆多重化装置は、入力された２つのＳＴＭ−１６光信号を、５Ｇｂ／ｓレートクラスのレートを有する１つの光信号に直接多重化する。

図１４は、上述の好適な実施形態によるサブレート多重化／逆多重化装置の構造を示す図である。図１４に示されるように、サブレート多重化／逆多重化装置は、図２または図６に示されるサブレート多重化／逆多重化装置と同様に、２つのＳＴＭ−１６信号を、５Ｇｂ／ｓレートクラスのレートを有する１つの光信号に直接多重化するが、該サブレート多重化／逆多重化装置は、光受信モジュール１１と、光送信モジュール１２と、ＣＤＲ−ＤＥＭＵＸモジュール２１と、ＭＵＸモジュール２２と、バス変換及びインターリービング・モジュール３０及び３０’と、を含み、かかるモジュールの機能は、変更されないままである。バス変換及びインターリービング・モジュール３０及び３０’は、ビット・インターリービング・モードまたはバイト・インターリービング・モードを採用し得る。

上述の実施形態の上述のサブレート多重化／逆多重化装置と、この実施形態におけるものとの違いは、この実施形態におけるサブレート多重化／逆多重化装置が、２つの同一のＳＴＭ−１６信号処理モジュール７０と、２つの同一のＳＴＭ−１６光受信モジュール８０と、２つの同一のＳＴＭ−１６光送信モジュール９０と、をも含んでいるということである。

送信方向においては、ＳＴＭ−１６光受信モジュール８０は、外部から受信されたＳＴＭ−１６光信号の光／電気変換を行い、ＳＴＭ−１６電気信号を発生し、そして、該信号をＳＴＭ−１６信号処理モジュール７０に送信し；

ＳＴＭ−１６信号処理モジュール７０は、受信されたＳＴＭ−１６電気信号に関して、フレーム整列（アラインメント）、オーバーヘッド処理及び性能監視動作を行い、そして、バス変換及びインターリービング・モジュール３０及び３０’に、パラレルのＳＴＭ−１６を出力し；

受信方向においては、ＳＴＭ−１６信号処理モジュール７０は、バス変換及びインターリービング・モジュール３０及び３０’から出力されたパラレルのＳＴＭ−１６信号を受信し、フレーム整列（アラインメント）、オーバーヘッド処理及び性能監視動作を行い、そしてＳＴＭ−１６光送信モジュール９０にＳＴＭ−１６電気信号を出力し；

ＳＴＭ−１６電気信号を受信した後、ＳＴＭ−１６光送信モジュール９０は、電気／光変換を行って、該信号を外部の光ファイバに出力する。

この実施形態における、ＳＴＭ−１６信号処理モジュール７０、ＳＴＭ−１６光受信モジュール８０、及びＳＴＭ−１６光送信モジュール９０は、２．５Ｇｂ／ｓ送信モジュールとして示され得る。

さらに、この実施形態におけるサブレート多重化／逆多重化装置は、また、ファイバ送信におけるエラー・コードを効果的に減少してファイバにおける信号の送信範囲を高めるようにＦＥＣコーディング／デコーディングを行うために、光送信モジュール１２及びＭＵＸモジュール２２間のＦＥＣコーディング・モジュール、並びに光受信モジュール１１及びＣＤＲ−ＤＥＭＵＸモジュール２１間のＦＥＣデコーディング・モジュールをもさらに含み得る。

本発明のさらにもう１つの好適な実施形態においては、サブレート多重化／逆多重化装置は、４のＧＥ信号を、５Ｇｂ／ｓレートクラスのレートを有する１つの信号に多重化し得る。

この実施形態におけるサブレート多重化／逆多重化装置は、図２に示されたものと基本的に同じ部分を有し、光受信モジュール、光送信モジュール、ＣＤＲ−ＤＥＭＵＸモジュール、ＭＵＸモジュール、バス変換及びインターリービング・モジュール、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール、４つのＧＥ ＰＨＹモジュール、及び４つのＧＥ光送受信器（トランシーバ）を備えている。

トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールは、送信方向において、４のＧＥ信号を直接多重化し、カプセル化し、該信号をマッピングし、そして５Ｇｂ／ｓレートクラス信号を発生するために用いられ、他方、受信方向においては、受信された５Ｇｂ／ｓレートクラス信号を逆マッピング（デマッピング）し、該信号を逆カプセル化し、そして該信号を４のＧＥ信号に逆多重化するために用いられる。他のモジュールの機能は、変更されないままである。

バス変換及びインターリービング・モジュールは、同様に、ビット・インターリービングされたまたはバイト・インターリービングされた多重化／逆多重化方法を採用し得、本発明は、採用される多重化／逆多重化方法に何等の制限を設定するものではない。

さらに、カプセル化、マッピング、及び逆マッピング（デマッピング）、逆カプセル化（デインキャプシュレーティング）は、また、種々の方法で行われ得、本発明は、このような方法にも何等制限を設定するものではない。

サブレート多重化／逆多重化装置は、送信及び受信プロセスにおいて個別に用いられる、サブレート多重化装置と、サブレート逆多重化装置とに分離され得る。

本発明は、また、上述のサブレート多重化／逆多重化装置によって構成される光通信システムをも提供し、このシステムは、５Ｇｂ／ｓ送信レートを履行することができる。

本発明による光通信システムは、光送信ユニット及び光受信ユニットを含み、光送信ユニットは、入力電気信号を光信号に変換して、該信号を光ファイバを介して光受信ユニットに転送し、そして光受信ユニットは、受信された光信号を電気信号に変換して電気信号を出力する。ファイバ内を転送される光信号のレートクラスは、５Ｇｂ／ｓである。光送信ユニット及び光受信ユニットは、サブレート多重化／逆多重化装置を含む。

本発明の好適な実施形態において、ＷＤＭシステムにおける少なくとも１つの波長のデータ送信レートは、５Ｇｂ／ｓレートクラス内にある。図１に示された代表的なＷＤＭシステムを参照する。本発明による光通信システムと比較すると、図１に示される現存のＷＤＭシステムは、５Ｇｂ／ｓのレートで光信号を送信及び受信する少なくとも一対のＯＴＵを含んでいることにおいて異なっている。

該実施形態において、上述のＷＤＭシステムは、多数対のＯＴＵ、１つの波多重化器（波マルチプレクサ）、１つの波逆多重化器、及び光ファイバを含んでおり、ここに、少なくとも１つのＯＴＵは、サブレート多重化／逆多重化装置を含む。

上述の実施形態における光通信システムの動的な動作プロセスは、以下の通りである： 送信方向においては、低レート信号のグループが波多重化器の前にＯＴＵに入力されたとき、このグループの低レート信号は、ＯＴＵにおけるサブレート多重化／逆多重化装置によって、５Ｇｂ／ｓである或る波長（波長Ａとする）のレートクラスを有する光信号に変換され、次に、波多重化器によって、他のＯＴＵからの単一波長光信号と結合され、そして１つの光ファイバを介して、送信先ノードにおける波逆多重化器に転送される。波結合された光信号を増幅するために、送信における幾つかのＯＡがあり得る。受信方向において、波逆多重化は異なった波長の光信号を分離し、波長Ａの光信号はＯＴＵに送られ、そしてこのＯＴＵにおけるサブレート多重化／逆多重化装置は、５Ｇｂ／ｓのレートを有するこの光信号を低レート信号のグループに変換する。この方法で、データは、送信元ノードから送信先ノードに首尾良く転送される。５Ｇｂ／ｓレートクラスを用いてサービスを転送することにより、各波長は、コストがそれほど高くならずに、２．５Ｇｂ／ｓレートクラスの波長が転送することができるサービスの２倍を転送することができ、このことは、波長の実用効率を効果的に高めて、ネットワークの構成の全コストを減少する。一方、５Ｇｂ／ｓレートクラスの信号の分散制限された範囲は、２４０キロメートル程度までであるので、１０Ｇｂ／ｓのレートクラス信号の送信範囲が短いという問題は、ＭＡＮの範囲要件に叶うよう解決され得る。

本発明は、図１に示されるような点から点へのチェーン・ネットワークに適用可能であるだけでなく、光アッド・ドロップ・マルチプレクサ（多重化器）（Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｓ（ＡＤＭ））を含むリンク・ネットワーク及びチェーン・ネットワークのようなネットワーク・トポロジ（幾何学的形状）にも適用可能であることにさらに留意すべきである。

上述の実施形態において説明された、光通信システム、サブレート多重化／逆多重化モジュール、並びにデータ多重化／逆多重化のための方法から分かるように、本発明は、多数の低レート信号を、ＭＡＮにおける送信のために、５Ｇｂ／ｓレートクラスのレートを有する１つの信号に多重化しかつ収束するのを可能とし、このことは、単一波長の実用効率を高めつつＭＡＮによる送信範囲に関する要件を叶えるものである。

本発明の目的、技術的解決策及び利点が上述の好適な実施形態において一層詳細に説明されてきた。上述のことは、本発明の好適な実施形態を提起するだけのものであり、本発明を制限することに用いるものでは無いということを理解されたい。本発明の精神並びに原理内にあるすべての変更、等価置換、並びに改良は、本発明の保護範囲内に包摂されるべきである。

代表的なＷＤＭシステムの構造を示す概略図である。 本発明の好適な一実施形態によるビット・インターリービングを採用したサブレート多重化／逆多重化装置の構造を示す図である。 本発明の好適な実施形態によるバス変換及びビット・インターリービング・モジュールの送信原理を示す概略図である。 本発明の好適な実施形態によるバス変換及びビット・インターリービング・モジュールの受信原理を示す概略図である。 本発明の実施形態による信号調節及び制御を示すフローチャートである。 本発明のもう１つの好適な実施形態によるバイト・インターリービングを採用したサブレート多重化／逆多重化装置の構造を示す図である。 本発明によるフレーム・パルス信号を示す概略図である。 本発明の好適な実施形態によるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールの送信原理を示す概略図である。 本発明の好適な実施形態によるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールの受信原理を示す概略図である。 本発明のもう１つの好適な実施形態によるバス変換及びビット・インターリービング・モジュールの送信原理を示す概略図である。 本発明のもう１つの好適な実施形態によるバス変換及びビット・インターリービング・モジュールの受信原理を示す概略図である。 本発明のもう１つの好適な実施形態によるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールの送信原理を示す概略図である。 本発明のもう１つの好適な実施形態によるバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールの受信原理を示す概略図である。 本発明のもう１つの好適な実施形態によるサブレート多重化／逆多重化装置の構造を示す図である。

符号の説明

１１ 光受信モジュール
１２ 光送信モジュール
２１ ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸ（クロック及びデータ回復＋逆多重化）モジュール
２２ ＭＵＸ（マルチプレクサ）モジュール
３０ バス変換及びビット・インターリービング・モジュール
４０ トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュール
５０ ＧＥ ＰＨＹｓ（ＧＥ物理層インターフェース・モジュール）
６０ ＧＥ光トランシーバ

Claims (31)

1. データ送信方法であって、
   データ送信時に、１つ以上の低レート・サービス信号を、約５Ｇｂ／ｓの送信レートを有する光信号に多重化しかつ変換し、そして該光信号を送信先ノードに転送し、
   データ受信時に、約５Ｇｂ／ｓの送信レートを有する受信された光信号を電気信号に変換し、該電気信号を逆多重化して、１つ以上の低レート・サービス信号を得る、
   ようにした方法。
2. 多重化は、ビット・インターリービングされた多重化を採用し、逆多重化は、ビット・インターリービングされた逆多重化を採用するか、または、
   多重化は、バイト・インターリービングされた多重化を採用し、逆多重化は、バイト・インターリービングされた逆多重化を採用する、
   ようにした請求項１に記載の方法。
3. 低レート・サービス信号は、４つのギガビット・イーサネット（登録商標）（ＧＥ）信号であるか、または２つの２．５Ｇｂ／ｓ同期ディジタル階層（ＳＤＨ）信号である請求項１に記載の方法。
4. 低レート・サービス信号は、ＧＥ信号であり、
   多重化の前に、当該方法は、さらに、１つ以上の低レート・サービス信号を１つ以上の低レートＳＤＨフレームに変換することを含み、
   多重化とは、得られた１つ以上の低レートＳＤＨフレームを、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する信号に多重化することに言及しており、
   逆多重化とは、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する信号を、１つ以上の低レートＳＤＨフレームに逆多重化することに言及しており、
   逆多重化の後に、当該方法は、さらに、得られた１つ以上の低レートＳＤＨフレームを、１つ以上の低レート・サービス信号に逆変換することを含む請求項１に記載の方法。
5. 前記変換することは、カプセル化し、マッピングし、そしてフレーミングする動作を含み、
   前記逆変換することは、フレーム探索し、逆マッピングし、逆カプセル化する動作を含む、
   請求項４に記載の方法。
6. カプセル化及び逆カプセル化する動作は、ジェネラル・フレーミング・プロシージャ（ＧＦＰ）プロトコル、高レベル・データ・リンク・コントロール（ＨＤＬＣ）プロトコル、または、リンク・アクセス・プロシージャＳＤＨ（ＬＡＰＳ）プロトコルを用いて行われる請求項５に記載の方法。
7. 各送信端及び受信端間の対応関係を示すための、各送信端及び受信端に対する異なった識別子を創成することをさらに含み、
   多重化の前に、さらに、各低レート・サービス信号に、その送信端の識別子を加えることをさらに含み、
   逆多重化の後に、以下のステップ、すなわち：
   ａ１． 現在の低レート・サービス信号を受信する受信端が、この信号の送信端に対応しているか否かを、送信端によって設定された識別子に従って決定し、対応しているならば、現在の受信端が該信号を受信し、そうでないならば、ａ２に進み；
   ａ２． 低レート・サービス信号の各グループの順番を切換え、そして現在の受信端が該切換えられた信号を受信する；
   ステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
8. 識別子は、バイトＪ０またはＳＤＨの他のスペア・バイトによって示される請求項７に記載の方法。
9. 多重化の後に、約５Ｇｂ／ｓのレートで、送信された信号に対し、フォワード・エラー・コレクション（ＦＥＣ）コーディングを行うことをさらに含み、
   該信号を電気信号に変換した後、約５Ｇｂ／ｓのレートで、受信された信号に対し、ＦＥＣデコーディングを行うことをさらに含む、
   請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
10. 多重化装置であって、
    バス変換及びインターリービング・モジュールと、
    多重化モジュールと、
    光送信モジュールと、を含み、
    バス変換及びインターリービング・モジュールは、並列の電気信号の１つ以上のグループを、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列の電気信号の１つのグループに変換し、そして該電気信号を多重化モジュールに出力するように用いられ、
    多重化モジュールは、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列の電気信号の入力されたグループを、約５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアルの電気信号に変換し、そして、約５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアルの電気信号を光送信モジュールに出力するように用いられ、
    光送信モジュールは、多重化モジュールからの約５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアルの電気信号を、同じレートを有する光信号に変換し、そして該光信号を送信光ファイバに出力するように用いられる、
    多重化装置。
11. 低レート並列信号とは、２．５Ｇｂ／ｓの全レートを有するＳＤＨ信号またはＧＥ信号に言及している請求項１０に記載の多重化装置。
12. バス変換及びインターリービング・モジュールとは、バス変換及びビット・インターリービング・モジュールまたはバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールに言及している請求項１０に記載の多重化装置。
13. 低レート並列電気信号のグループを受信し、そして２．５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列電気信号のグループを、バス変換及びインターリービング・モジュールにそれぞれ出力するための、２つの２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールをさらに含む請求項１０に記載の多重化装置。
14. ２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールは、２つのＧＥ光送受信モジュールと、２つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールと、１つのトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールと、を含み、
    前記ＧＥ光送受信器は、外部から入力されたＧＥサービス光信号をＧＥ物理層シリアル電気信号に変換し、そして該シリアル電気信号をＧＥ物理層インターフェース・モジュールに出力するために用いられ、
    前記ＧＥ物理層インターフェース・モジュールは、ＧＥ光送受信器からの電気信号を、ギガビットのメディアとは無関係のインターフェースと一致したＧＥ物理層電気信号に変換し、そして該信号を、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールに出力するように用いられ、
    前記トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールは、ＧＥ物理層インターフェース・モジュールからの２つのＧＥ物理層電気信号をカプセル化しかつマッピングし、該信号を、２．５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号に変換し、そして、該変換された信号を、バス変換及びインターリービング・モジュールに出力するために用いられる、
    請求項１３に記載の多重化装置。
15. ２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールは、ＳＴＭ−１６光送信モジュール及びＳＴＭ−１６信号処理モジュールを含み、
    前記ＳＴＭ−１６光送信モジュールは、外部から入力されたＳＴＭ−１６光信号をサービス電気信号に変換するために用いられ、そして該信号をＳＴＭ−１６信号処理モジュールに送信し、
    前記ＳＴＭ−１６信号処理モジュールは、ＳＴＭ−１６光受信モジュールから受信された電気信号に対し、フレーム整列及びオーバーヘッド処理を行い、２．５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号のグループを発生し、そして該信号を、バス変換及びインターリービング・モジュールに出力するために用いられる、
    請求項１３に記載の多重化装置。
16. さらに、ＦＥＣコーディング装置を備え、
    該ＦＥＣコーディング装置は、多重化モジュールから出力されたシリアス信号のＦＥＣコーディングのために用いられ、そしてＦＥＣコーディングの後のシリアル信号を光送信モジュールに出力する請求項１０乃至１５のいずれかに記載の多重化装置。
17. 逆多重化装置であって、
    光受信モジュールと、
    クロック及びデータ回復＋逆多重化（ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸ）モジュールと、
    バス変換及びインターリービング・モジュールと、
    を備え、
    前記光受信モジュールは、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する外部から入力された光信号を電気信号に変換し、そして該電気信号をＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールに出力するように用いられ、
    前記ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールは、クロック抽出、データ回復、信号逆多重化、及び光受信モジュールからの電気信号のシリアル／並列変換を行い、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号のグループを生成し、そして該並列信号をバス変換及びインターリービング・モジュールに出力するように用いられ、
    バス変換及びインターリービング・モジュールは、ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールから出力された約５Ｇｂ／ｓのレートを有する並列信号のグループを、低レート並列信号の１つ以上のグループに変換し、そして該低レート信号を出力するように用いられる、
    逆多重化装置。
18. 低レート並列信号とは、２．５Ｇｂ／ｓの全レートを有するＳＤＨ信号またはＧＥ信号に言及している請求項１７に記載の逆多重化装置。
19. バス変換及びインターリービング・モジュールとは、バス変換及びビット・インターリービング・モジュールまたはバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールに言及している請求項１７に記載の逆多重化装置。
20. バス変換及びインターリービング・モジュールは、変換後の２．５Ｇｂ／ｓの全レートを各々が有する並列信号の２つのグループ間のスイッチング動作を行って、該スイッチングされた信号を出力する、２×２クロッシング（交差）・モジュールを備える請求項１７に記載の逆多重化装置。
21. バス変換及びインターリービング・モジュールとは、バス変換及びバイト・インターリービングに言及しており、当該逆多重化装置は、
    ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールから出力された２．５Ｇｂ／ｓの全レートを各々が有する並列信号の２つのグループを受信し、並列信号の２つのグループのフレーム整列バイトをそれぞれ探索し、２．５Ｇｂ／ｓのレートを有する並列信号の２つのグループを分離し、そして該並列信号を２×２クロッシング・モジュールに出力するための、信号分離モジュール
    を、受信方向において、さらに備えた請求項２０に記載の逆多重化装置。
22. バス変換及びインターリービング・モジュールから出力された低レート並列信号のグループを、低レート・サービス信号に変換し、そして該サービス信号を出力するための、２つの２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールをさらに備えた請求項１７に記載の逆多重化装置。
23. ２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールは、１つのトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールと、２つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールと、２つのＧＥ光送受信モジュールとを備え、
    前記トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールは、バス変換及びインターリービング・モジュールからの低レート並列信号のグループをフレーム探索し、逆マッピングし、逆カプセル化し、そして、信号の２つのグループを、それぞれ、２つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールに出力するように用いられ、
    前記ＧＥ物理層インターフェース・モジュールは、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールからの並列のＧＥ物理層信号をＧＥ物理層シリアル信号に変換し、そして、該シリアル信号をＧＥ光送受信器に出力するように用いられ、
    前記ＧＥ光送受信器は、ＧＥ物理層インターフェース・モジュールからのシリアル信号を同じレートの光信号に変換し、そして、該光信号を出力するように用いられる、
    請求項２２に記載の逆多重化装置。
24. ２．５Ｇｂ／ｓデータ送信モジュールは、ＳＴＭ−１６信号処理モジュール及びＳＴＭ−１６光送信モジュールを備え、
    前記ＳＴＭ−１６信号処理モジュールは、バス変換及びインターリービング・モジュールから出力された低レート並列信号のグループに対し、フレーム整列、オーバーヘッド処理、及び性能監視動作を行い、そして該信号をＳＴＭ−１６光送信モジュールに出力するために用いられ、
    ＳＴＭ−１６光送信モジュールは、ＳＴＭ−１６信号処理モジュールから受信された電気信号を同じレートの光信号に変換し、そして、該光信号を出力するために用いられる、
    請求項２２に記載の逆多重化装置。
25. さらに、ＦＥＣデコーディング装置を備え、
    該ＦＥＣデコーディング装置は、光受信モジュールから出力されたシリアル信号のＦＥＣデコーディングのために用いられ、そして、該シリアル信号を、ＦＥＣデコーディングの後、ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールに出力する請求項１７乃至２４のいずれかに記載の逆多重化装置。
26. 光ファイバによって接続された光送信ユニット及び光受信ユニットを備えた光通信システムであって、
    前記光送信ユニットは、少なくとも１つのサブレート多重化装置を備え、前記光受信ユニットは、少なくとも１つのサブレート逆多重化装置を備え、
    前記サブレート多重化装置は、１つ以上の低レート・サービス光信号を、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する１つの光信号に多重化するために用いられ、
    前記サブレート逆多重化装置は、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する１つの光信号を、１つ以上の低レート・サービス光信号に逆多重化するために用いられる、
    光通信システム。
27. 光送信ユニットは、１つのサブレート逆多重化装置をさらに備え、光受信ユニットは、１つのサブレート多重化装置をさらに備える請求項２６に記載の光通信システム。
28. サブレート多重化装置は、
    低レート信号送信モジュールと、
    バス変換及びインターリービング・モジュールと、
    多重化モジュールと、
    光送信モジュールと、
    を備え、
    低レート信号送信モジュールは、１つ以上の入力された低レート光信号を、低レート並列信号に変換し、そして、該並列信号を、バス変換及びインターリービング・モジュールに出力するために用いられ、
    バス変換及びインターリービング・モジュールは、低レート信号送信モジュールから出力された並列信号を、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号の１つのグループに変換し、そして、該信号を多重化モジュールに出力するために用いられ、
    多重化モジュールは、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号の入力されたグループを、約５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアル電気信号に変換し、そして、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する該シリアル電気信号を光送信モジュールに出力するために用いられ、
    光送信モジュールは、多重化モジュールからの約５Ｇｂ／ｓのレートを有するシリアル電気信号を、同じレートの光信号に変換し、そして、該光信号を外部の光ファイバに出力するために用いられ、
    サブレート逆多重化装置は、
    光受信モジュールと、
    クロック及びデータ回復＋逆多重化（ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸ）モジュールと、
    バス変換及びインターリービング・モジュールと、
    低レート信号送信モジュールと、
    を備え、
    前記光受信モジュールは、約５Ｇｂ／ｓのレートを有する外部から入力された光信号を電気信号に変換し、そして該電気信号をＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールに出力するために用いられ、
    前記ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールは、クロック抽出、データ回復、信号逆多重化、及び光受信モジュールからの電気信号のシリアル／並列変換を行い、約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号のグループを生成し、そして該並列信号をバス変換及びインターリービング・モジュールに出力するように用いられ、
    前記バス変換及びインターリービング・モジュールは、ＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールから出力された約５Ｇｂ／ｓの全レートを有する並列信号のグループを、１つ以上の低レート並列信号に変換し、そして該低レート信号を低レート信号送信モジュールに出力するように用いられ、
    前記低レート信号送信モジュールは、バス変換及びインターリービング・モジュールから出力された１つ以上の低レート並列信号を１つ以上の低レート光信号に変換し、そして該光信号を出力するために用いられる、
    請求項２６に記載の光通信システム。
29. バス変換及びインターリービング・モジュールとは、バス変換及びビット・インターリービング・モジュールまたはバス変換及びバイト・インターリービング・モジュールに言及している請求項２８に記載の光通信システム。
30. 低レート信号光受信モジュールは、４つのＧＥ光受信モジュールと、４つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールと、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールと、を備え、
    前記ＧＥ光受信モジュールは、外部から入力されたＧＥサービス光信号を電気信号に変換し、そして該電気信号をＧＥ物理層インターフェース・モジュールに出力するために用いられ、
    前記ＧＥ物理層インターフェース・モジュールは、ＧＥ光受信モジュールからの電気信号をＧＥ物理層電気信号に変換し、そして、該変換された信号をトラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールに出力するように用いられ、
    トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールは、４つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールからのＧＥ物理層電気信号をカプセル化しかつマッピングし、該信号を１つ以上の低レート並列信号に変換し、そして該信号をバス変換及びインターリービング・モジュールに出力するために用いられ、
    低レート信号光送信モジュールは、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールと、４つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールと、４つのＧＥ光送信モジュールとを備え、
    前記トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールは、バス変換及びインターリービング・モジュールからの低レート並列信号をフレーム探索し、逆マッピングし、逆カプセル化し、そして、４つの物理層電気信号を、それぞれ、４つのＧＥ物理層インターフェース・モジュールに出力するように用いられ、
    前記ＧＥ物理層インターフェース・モジュールは、トラフィック・カプセル化・マッピング及びフレーミング・モジュールからのＧＥ物理層電気信号をＧＥ物理層シリアル電気信号に変換し、そして、該シリアル信号をＧＥ光送信モジュールに出力するように用いられ、
    前記ＧＥ光送信モジュールは、ＧＥ物理層インターフェース・モジュールからのシリアル電気信号を同じレートを有する光信号に変換し、そして、該光信号を出力するように用いられる、
    請求項２８に記載の光通信システム。
31. さらに、ＦＥＣコーディング・モジュールと、ＦＥＣデコーディング・モジュールとを備え、
    前記ＦＥＣコーディング・モジュールは、多重化モジュールからの電気信号のＦＥＣコーディングを行い、そして該コーディングされた信号を光送信モジュールに送信するために用いられ、
    前記ＦＥＣデコーディング・モジュールは、光受信モジュールから出力された電気信号を受信し、該受信された信号のＦＥＣデコーディングを行い、そして、該デコーディングされた信号をＣＤＲ＋ＤＥＭＵＸモジュールに出力するために用いられる、
    請求項２６に記載の光通信システム。

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