JP2008294511A - 光信号受信機及び受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＥＣデコーダの誤り訂正能力以上のビットエラーが伝送路で発生し、いままで誤り訂正できなかった場合であっても、誤り訂正が成功する確率を高める。
【解決手段】同期の確立したＦＥＣフレームごとに、誤り訂正用のパリティを用いて、当該ＦＥＣフレームのデータの誤り訂正・復号を行う第１のＦＥＣデコーダ１０ａと、前記第１のＦＥＣデコーダ１０ａにより復号が失敗したＦＥＣフレームについて、前記同期ヘッダの値に基づいてアイドルデータを含むブロックを特定し、その特定されたブロック内のアイドルデータを、固定アイドルパターンに相当するアイドルデータに置換するアイドルデータ特定・置換部１０ｄと、 前記アイドルデータ特定・置換部１０ｄにより前記アイドルデータが置換された後のＦＥＣフレームに基づいて再度ＦＥＣデータの誤り訂正・復号を行う第２のＦＥＣデコーダ１０ｃとを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、ＰＯＮ光通信システムにおいて用いられる、光信号受信機及び受信方法に関するものである。

局側装置ＯＬＴ（Optical Line Terminal：光加入者線端局装置）と、複数の宅側装置ＯＮＵ（Optical Network Unit：光加入者線終端装置）との間を、光データ通信ネットワークを使って双方向通信するシステムがあり、特に、局側装置ＯＬＴと各宅側装置ＯＮＵとの間を、それぞれ１本の光ファイバで放射状に結ぶ（Single Star）ネットワーク構成が実用化されている。このネットワーク構成では、システム及び機器構成は簡単になるが、１つの宅側装置ＯＮＵが一本の光ファイバを占有し、宅側装置ＯＮＵ数がＮ局あれば、局側装置ＯＬＴから直接接続される光ファイバがＮ本必要となり、システムの低価格化を図るのが困難である。

そこで、局側装置ＯＬＴから引かれる１本の光ファイバを、複数の宅側装置ＯＮＵで共有するＰＯＮ（Passive Optical Network）通信システムが実用化されている。ＰＯＮ光通信システムは、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）やＦＴＴＢ（Fiber To The Building）などのＦＴＴｘに適用されてきた低価格の光加入者用アクセス方式の１つである。
ＰＯＮ光通信システムでは、特に外部からの電源供給を必要とせず入力された信号から受動的（Passive）に信号を分岐・多重する受動型光分岐器(光カプラ)を介して、一つの局側装置ＯＬＴと複数の宅側装置ＯＮＵが光伝送路で接続される。局側装置ＯＬＴとＮ局の宅側装置ＯＮＵとは、光ファイバＳＭＦ及び光カプラＯＣを介して接続された１対Ｎの伝送を基本としている。これにより、１つの局側装置ＯＬＴに対して、多くの宅側装置ＯＮＵを割り当てることができ、全体的な設備コストを抑えることができる。

ＰＯＮ光通信システムでは、局側装置ＯＬＴと光分岐器間の光伝送路を複数の宅側装置ＯＮＵで共有するため、宅側装置ＯＮＵから局側装置ＯＬＴに向かう方向（以下、上り方向と称する）において、各宅側装置ＯＮＵが送出する光信号の衝突回避対策が必要である。このため、局側装置ＯＬＴが時分割アクセス制御方式により各宅側装置ＯＮＵの光信号送出タイミングを制御している。

この時分割アクセス制御方式により、各宅側装置ＯＮＵは、各宅側装置ＯＮＵからある時間で区切られた光信号を送出する。このように各宅側装置ＯＮＵから送出される光信号を「バースト光信号」と呼ぶ。
このバースト光信号は、誤り訂正用のパリティが含まれるＦＥＣ(Forward Error Collection)フレームによって構成されるものである。

局側装置ＯＬＴのＦＥＣデコーダは、受信されたバースト光信号に含まれる誤り訂正用のパリティを用いて、ＦＥＣフレーム単位で、当該ＦＥＣフレームのデータの誤り訂正・復号を行っている。
特開平11-163738公報

ところが、ＦＥＣエンコーダーで用いられるＦＥＣアルゴリズム（リードソロモン符号など）では、エラー訂正できる能力が決まっており、その能力以上のエラーが受信ＦＥＣフレームに含まれる場合には、エラー訂正できない。したがって、ＦＥＣデコーダの誤り訂正能力以上のビットエラーが伝送路で発生した場合には、誤り訂正できない。
例えば、リードソロモン符号(255,239)の場合には、２５５データ内の８データまでのエラーは訂正可能だが、それを超えるとエラー訂正できない。

本発明の目的は、ＦＥＣデコーダの誤り訂正能力以上のビットエラーが伝送路で発生し、いままで誤り訂正できなかった場合であっても、誤り訂正が成功する確率を高めることのできる光信号受信機及び受信方法を提供することである。

本発明の光信号受信機は、ＦＥＣフレームが、同期ヘッダとパケットデータとからなるブロック及び／又は同期ヘッダとアイドルデータとからなるブロックにより構成されるものであり、同期の確立したＦＥＣフレームごとに、前記誤り訂正用のパリティを用いて、当該ＦＥＣフレームのデータの誤り訂正・復号を行う第１のＦＥＣデコーダと、前記第１のＦＥＣデコーダにより復号が失敗したＦＥＣフレームについて、前記同期ヘッダの値に基づいてアイドルデータを含むブロックを特定し、その特定されたブロック内のアイドルデータを、固定アイドルパターンに相当するアイドルデータに置換するアイドルデータ特定・置換部と、前記アイドルデータ特定・置換部により前記アイドルデータが置換された後のＦＥＣフレームに基づいて再度ＦＥＣデータの誤り訂正・復号を行う第２のＦＥＣデコーダと、を備えることを特徴とする。

この構成の光信号受信機であれば、復号が失敗したＦＥＣフレームについて、そのＦＥＣフレーム内の同期ヘッダの値に基づいて、アイドルデータを含むブロックを特定し、その特定されたブロックのアイドルデータを、固定アイドルパターンに相当するアイドルデータに置換することができるので、もしアイドルデータにビットエラーが含まれていた場合、そのアイドルデータをエラーのないアイドルデータに置換することができる。この結果、そのアイドルデータを使用して再度デコードすることにより、ビットエラー数をＦＥＣデコーダの誤り訂正能力以下にすることが期待でき、ＦＥＣによる誤り訂正能力を向上させることができる。

前記ＦＥＣフレームは、その中の少なくともアイドルデータがスクランブルされたものである場合、光信号受信機は、誤り訂正・復号されたＦＥＣフレームの中のアイドルデータをデスクランブルするデスクランブラをさらに含むことになる。この場合、前記アイドルデータ特定・置換部は、前記固定アイドルパターンからスクランブルされるアイドルデータを計算し、前記特定されたアイドルデータを、この固定アイドルパターンからスクランブルされるアイドルデータに置換するものとなる。

また、本発明の光信号受信方法は、前記光信号受信機の発明と実質同一の発明に係る方法である。

以上のように本発明によれば、従来、ＦＥＣデコーダの誤り訂正能力以上のビットエラーが発生し誤り訂正できなかった場合でも、ビットエラー数をＦＥＣデコーダの誤り訂正能力以下にすることが期待でき、ＦＥＣによる誤り訂正能力を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、ＰＯＮ光通信システムの構成例を示す概略図である。
ＰＯＮ光通信システムは、局舎に備えられる局側装置ＯＬＴと複数の加入者に備えられる宅側装置ＯＮＵとが、光ファイバＳＭＦ及び光カプラＯＣを介して接続されている。
宅側装置ＯＮＵは、加入者宅内に設置されるパーソナルコンピュータなど、光ネットワークサービスを享受するための端末を接続するネットワークインタフェースを備えている。

光カプラＯＣは、特に外部からの電源供給を必要とせず入力された信号から受動的に信号を分岐・多重するスターカプラで構成されている。
局側装置ＯＬＴ及び光カプラＯＣ、光カプラＯＣ及び宅側装置ＯＮＵに接続されている光ファイバは、それぞれ１本の光ファイバＳＭＦからなるシングルモードファイバを用いている。つまり、１台の局側装置ＯＬＴは、１台の光カプラＯＣに１本の幹線光ファイバＳＭＦを通して接続されている。そして、１台の光カプラＯＣは、Ｍ台の第２の光カプラＯＣ（Ｍは、この例では４の数）と光ファイバＳＭＦで接続している。そして、第２の光カプラＯＣは、Ｎ台（Ｎは、この例では８以下の数）の宅側装置ＯＮＵと、支線光ファイバＳＭＦで接続されている。よって、１局の局側装置ＯＬＴが送受する信号は、１＋Ｍ台の光カプラＯＣによって、最大３２台の宅側装置ＯＮＵに分配されている。なお、光カプラＯＣや宅側装置ＯＮＵの台数は例示であるにすぎない。

本発明の実施形態の通信システムは、前記ＰＯＮ光通信システムに、１０ギガビットイーサネット（10 Gigabit Ethernet）（イーサネット（Ethernet）は、登録商標である）の技術を取り込み、10.3125Ｇｂｐｓのベースバンド速度で光ファイバのアクセス区間通信を実現する10ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet-Passive Optical Network）方式を採用している。

前記10ＧＥ−ＰＯＮ方式に従えば、局側装置ＯＬＴ及び宅側装置ＯＮＵの相互の通信は、可変長なフレームを単位として行われる。
まず、上位のネットワークから局側装置ＯＬＴに入ってくる下りフレームは、局側装置ＯＬＴにおいて所定のブリッジ処理が行われ、中継されるべき論理リンクが特定される。そして、局側装置ＯＬＴを通して、光信号として光ファイバＳＭＦに送信される。光ファイバＳＭＦに送信させた光信号は、光カプラＯＣで分岐され、光カプラＯＣにつながる宅側装置ＯＮＵに送信されるが、当該論理リンクを構成する宅側装置ＯＮＵのみが所定の光信号を取り込み、フレームを宅内ネットワークインタフェースに中継する。

一方、上り光信号には、それぞれの宅側装置ＯＮＵからの上りフレームが含まれている。上り光信号は、それぞれの宅側装置ＯＮＵからの光信号どうしが互いに時間的に競合しないように送信される必要がある。そのために、局側装置ＯＬＴは、各宅側装置ＯＮＵに対して上り光信号を送信してもよい期間ウインドウ（以下、単にウインドウという）を割り当て、制御フレームとして通知する。ウインドウを割り当てられた宅側装置ＯＮＵは、その割り当てられたウインドウに上り光信号を送信する。この上り光信号を「バースト光信号」という。バースト光信号は、各宅側装置ＯＮＵから送信され、10.3125Ｇｂｐｓのベースバンド信号で発光状態を変化させた、有限時間の光信号列である。

したがって、各宅側装置ＯＮＵ間の上り光信号の競合は回避される。各宅側装置ＯＮＵは、あるウインドウが与えられたとき、そのウインドウに収まる限りフレームを連続して送信してよい。
そして、局側装置ＯＬＴは、各宅側装置ＯＮＵからの一連のフレーム信号を含んだバースト光信号を受信することができる。

なお、局側装置ＯＬＴが受信する光信号波形や光信号強度は、例えば、宅側装置ＯＮＵの発光素子の特性や、光ファイバＳＭＦの長さなどの、光伝送路の特性によって異なる。そこで、局側装置ＯＬＴは、上りバースト光信号に所定の処理を行った後、復元した有意なフレーム列を上位のネットワークに送信する。
図２は、上りバースト光信号のフォーマットを示す図である。バースト光信号は、バースト有効フレーム部とバースト同期部とから構成される。バースト有効フレーム部は送りたい情報にＦＥＣ用のパリティデータが付加されたＦＥＣフレームから構成されるものである。バースト同期部は、ビット同期のためのプリアンブル部（ビット01の繰り返し）とFECフレーム同期のためのデリミタ部（66ビット）から構成されるものである。

図３は、ＦＥＣフレームの構造を示す図である。このＦＥＣフレームは、誤り訂正符号の符号化処理、復号化処理の単位となる。
ＦＥＣフレームは、ＦＥＣ情報部と、ＦＥＣパリティ部とから構成されており、ＦＥＣ情報部にデータが格納され、ＦＥＣパリティ部にＦＥＣ情報部から計算した誤り訂正用のパリティデータが格納される。ＦＥＣ情報部、ＦＥＣパリティ部に含まれるデータの単位を「ブロック」という。本発明の実施形態では、データの伝送に64B/66B符号を用いているので、「６６Ｂブロック」と言う。６６Ｂブロックは６６ビットからなり、その中の６４ビットは送信データであり、2ビットは同期をとるための同期ヘッダＳＨ(SH)となる。

ＦＥＣ情報部には、64B/66B送信部２（図４参照）から送られてくる６６Ｂブロックが複数個格納される。ＦＥＣパリティ部は、パケットデータを格納する複数の６６Ｂブロックから構成され、これもＦＥＣ情報部と同様、同期ヘッダＳＨ(SH)が2ビット付加された構成になる。
ここでパケット・アイドルの概念について説明する。パケットとは、バースト光信号に入っているデータの一単位のことである。１つのパケットの長さは、６４バイトから１５２２バイトと可変長になっている。１つのバースト光信号の中で、１つのパケットを送ることもでき、複数のパケットを送ることもできる。複数のパケットを送る場合、パケットとパケットの間にアイドルが入っている。アイドルは、最小１０バイトとなっている。

一方、前記ＦＥＣフレームは、パケットとアイドルから構成されるバイト列を、一定バイトごとに（リードソロモン255:239であれば、239バイトごと）区切ったものである。すなわち、ＦＥＣフレームは、パケットの始まりとか終わりとかを意識することなく、送信データ列を一定長ごとに、ぶつ切りにしたフレームである。
図４は、64B/66B符号を使った、本発明の宅側装置ＯＮＵから局側装置ＯＬＴへのＰＯＮ光通信システムの構成を簡略化して表したブロック図である。宅側装置ＯＮＵは１台のみ描いている。

宅側装置ＯＮＵの光送信部は、６４ビット単位のデータを上位レイヤー（ＭＡＣ層）から受ける64B/66B送信部２を備える。64B/66B送信部２は、バースト光信号を構成する６４ビット単位のデータごとに、２ビットの同期ヘッダＳＨ(SH)を付けて６６ビットに変換し（前述したとおり、これをブロックという）、スクランブラ３に送る。スクランブラ３は、６４ビットのデータの部分に対してスクランブルを掛ける。そしてこのスクランブラ３から、スクランブルされた６４ビットのデータと同期ヘッダＳＨとがＦＥＣ符号部４に送られる。これらの６４ビットのデータと同期ヘッダＳＨとで、前記ＦＥＣ情報部を構成する。ＦＥＣ符号部４は、ＦＥＣ情報部に前記ＦＥＣパリティ部を付加して、ＦＥＣフレームを生成し、パラレル・シリアル変換部５（P/S）に送る。パラレル・シリアル変換部５は、複数ビットのパラレルデータを１ビットずつのシリアル信号に変換し、変換されたシリアル信号は、電気・光変換部６(E/O変換)において光信号に変換され、光ファイバに送出される。

局側装置ＯＬＴの光信号受信部は、光ファイバから入ってきたバースト光信号を光・電気変換部８(O/E変換)によって電気信号に変換し、シリアル・パラレル変換部９(S/P)に送る。シリアル・パラレル変換部９は、シリアル信号を６６ビットのパラレル信号に変換し、ＦＥＣ復号部１０に送る。
ＦＥＣ復号部１０では、バースト同期フレーム部（図２参照）のＦＥＣフレームを検出して同期をとる処理を行う。同期をとった後は、ＦＥＣフレームごとに、ＦＥＣパリティを用いて受信データの誤り訂正を行う。誤り訂正された受信データは、デスクランブラ１１でデスクランブルされる。その後、66B/64B受信部１２で、64B/66Bのデコード処理が行われ、２ビットの同期ヘッダＳＨが取り除かれ、ＭＡＣ層へ渡される。

以下、第１の発明に係るＦＥＣ復号機能を説明する。
図５は、局側装置ＯＬＴの光信号受信部のＦＥＣ復号部１０の詳細な機能ブロック図である。
ＦＥＣ復号部１０は、同期が確立したＦＥＣフレームごとに、ＦＥＣパリティを用いて、ＦＥＣフレームの境界から１ＦＥＣフレーム長のデータの誤り訂正・復号を行う第１のＦＥＣデコーダ１０ａと、復号失敗時に同期ヘッダＳＨの修正を行うＳＨ修正部１０ｂと、同期ヘッダ修正後のＦＥＣフレームに基づいて再度受信データの誤り訂正・復号を行う第２のＦＥＣデコーダ１０ｃとを備えている。なお、ＳＨ修正部１０ｂの機能は、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、局側装置ＯＬＴのコンピュータが実行することにより実現される。

第１のＦＥＣデコーダ１０ａに入力されたＦＥＣフレームのデータは、第１のＦＥＣデコーダ１０ａで誤り訂正処理される。第１のＦＥＣデコーダ１０ａ、第２のＦＥＣデコーダ１０ｂの誤り訂正能力には限界があり、例えば、リードソロモン符号(255,239)であれば、［背景技術］で述べたように、９データ以上の誤りがＦＥＣデコーダに含まれる場合には、誤り訂正できないでＦＥＣ復号に失敗する。

第１のＦＥＣデコーダ１０ａでＦＥＣ復号に成功した場合には、第１のＦＥＣデコーダ１０ａは、ＦＥＣパリティ部を削除し、この削除後のＦＥＣデータを、デスクランブラ１１へ出力する。
第１のＦＥＣデコーダ１０ａでＦＥＣ復号に失敗した場合には、ＦＥＣフレームは、ＳＨ修正部１０ｂに供給される。

ＳＨ修正部１０ｂは、６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨの値を調べる。６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨの値は、通常"01" 又は "10"である。"01"であれば、当該同期ヘッダＳＨの次の６４バイトの部分にパケットデータが入っていることを意味する。"10"であれば、当該同期ヘッダＳＨの次の６４バイトの部分にアイドルデータが入っていることを意味する。

図６に、ＦＥＣフレームの中のパケットを構成するパケットデータ領域と、パケット間に存在するアイドルデータ領域との関係を示す。図６において、/D/はパケットデータ、/I/がアイドルデータを示す。アイドルデータ/I/では、その６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨが"10"となるため、同期ヘッダＳＨを見ることでアイドルデータ領域を特定することが可能となる。またパケットデータ/D/では、その６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨが"01"となるため、同期ヘッダＳＨに基づいてパケットデータ領域を特定することが可能となる。

一方、同期ヘッダＳＨが"00"や"11"である場合には、明らかなビット誤りの結果であると考える。そこで、同期ヘッダＳＨの値が"00" 又は "11"であった場合には、当該６６Ｂブロックの前の６６Ｂブロックの同期ヘッダ又は後の６６Ｂブロックの同期ヘッダの値を参照して、同期ヘッダＳＨの値を、それらの値に変更する。
そして（ａ）当該同期ヘッダＳＨの値が"00" 又は "11"であった場合、Ｎ個前（Ｎは１以上の整数）又はＮ個後の６６Ｂブロックの同期ヘッダの値が"01" であれば、それは元々"01"であったのが、伝送エラーにより"00" 又は "11"になったものと考え、それを"01"に修正する。（ｂ）当該同期ヘッダＳＨの値が"00" or "11"であった場合、Ｎ個前又はＮ個後の６６Ｂブロックの同期ヘッダの値が"10" であれば、それは元々"10"であったのが、伝送エラーにより"00" 又は "11"になったものと考え、それを"10"に修正する。

整数Ｎの特定方法は限定されないが、例えば次の方法を採用することができる。（１）当該６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨの値が"00" or "11"であった場合に、まずＮ＝１とおいて、Ｎ個前の６６Ｂブロックの同期ヘッダを参照し、同期ヘッダＳＨの値が"01" 又は "10"であった場合には、当該６６Ｂブロックの"00"又は "11"の値を、その値に変更する。（２）Ｎ個前の６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨの値が"01" 又は "10"でなかった場合には、Ｎ個後の６６Ｂブロックの同期ヘッダを参照し、同期ヘッダＳＨの値が"01" 又は "10"であった場合には、当該６６Ｂブロックの"00"又は "11"の値を、その値に変更する。（３）Ｎ個後の６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨの値も"01" 又は "10"でなかった場合には、Ｎ＝２とおいて、前記（１）〜（２）の処理を行う。以下、Ｎを１つずつ増やして行って、同期ヘッダＳＨの値"01" 又は "10"を見つけるまでサーチを続ける。

このように参照する順序は、１つ前のブロック、１つ後ろのブロック、２つ前のブロック、２つ後ろのブロック、という具合に、近いブロックから始めて遠いブロックまで、交互に、適正な同期ヘッダが見つかるまで参照していく。なお、前のブロックを先に参照することに代えて、後ろのブロックを先に参照しても良い。もし、所定数のブロックを参照しても見つからなかったときは、"01" 又は "10"のどちらか決められた値に置換する。前記所定数と、"01" 又は "10"のいずれを選ぶかは、事前に設定しておく。

また、１つ前のブロック、２つ前のブロック、３つ前のブロック、という具合に、前の所定数のブロックを参照し、それでも適正な同期ヘッダが見つからなければ、１つ後ろのブロック、２つ後ろのブロック、という具合に後ろの所定数のブロックを参照してもよい。なお、前のブロックを先に参照することに代えて、後ろのブロックを先に参照しても良い。この場合も、所定数のブロックを参照しても見つからなかったときは、"01" 又は "10"のどちらか決められた値に置換する。前記所定数と、"01" 又は "10"のいずれを選ぶかは、事前に設定しておく。

このようにして当該６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨの値を"01"又は"10"に修正することができる。
このように当該６６Ｂブロックの前又は後の６６Ｂブロックの同期ヘッダの値を用いて、当該６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨの値を書き換える理由は、通常、パケットデータ領域は、６４バイトであるよりも、６４バイトを超えていることが多い（前述したように、１つのパケットの長さは、６４バイトから１５２２バイトと可変長になっている）。よって、パケットデータ領域は複数の６６Ｂブロックにわたって存在することが多い。したがって、当該６６Ｂブロックの前又は後の６６Ｂブロックの同期ヘッダの値を用いて、当該６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨの値を書き換えれば、その書き換えた後の同期ヘッダＳＨの値は正しい値になることが多い。アイドルデータ領域についても、その長さは６４バイトであるよりも６４バイトを超えていることが多いので、パケットデータ領域と同じことが言える。

したがって、このような修正を行えば、ＦＥＣデコーダの誤り訂正能力以内にビットエラー数を減少させる可能性が大きくなる。なぜなら、図６を見れば分かるように、１つのＦＥＣフレームには、実際、同期ヘッダＳＨが複数個（例えば約３０個）含まれている。したがって、１つのＦＥＣフレーム内に、ビットエラーが相当な数、例えば約１０〜２０あった場合でも、そのビットエラーの大半の原因が同期ヘッダＳＨにある場合には、これらの同期ヘッダＳＨの修正で、ビットエラー数が大幅に減少する可能性があるからである。

ＳＨ修正部１０ｂは、修正後のＦＥＣフレームを第２のＦＥＣデコーダ１０ｃに送る。第２のＦＥＣデコーダ１０ｃは、再度ＦＥＣ復号を試みる。
以上のように、第２のＦＥＣデコーダ１０ｃによりＦＥＣ復号に成功し、誤り訂正により正しいイーサネットデータを復号する確率が高まる。
次に、第２の発明に係るＦＥＣ復号機能を説明する。

図７は、局側装置ＯＬＴの光信号受信部のＦＥＣ復号部１０の詳細な機能ブロック図である。
ＦＥＣ復号部１０は、同期が確立したＦＥＣフレームごとに、ＦＥＣパリティを用いて、ＦＥＣフレームの境界から１ＦＥＣフレーム長のデータの誤り訂正・復号を行う第１のＦＥＣデコーダ１０ａと、アイドルデータ特定・置換部１０ｄと、スクランブラ１０ｅと、アイドルデータ置換後のＦＥＣフレームに基づいて再度受信データの誤り訂正・復号を行う第２のＦＥＣデコーダ１０ｃとを備えている。なお、これらアイドルデータ特定・置換部１０ｄなどの機能も、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、局側装置ＯＬＴのコンピュータが実行することにより実現される。

図６は前の実施形態で説明したのと同じく、ＦＥＣフレームの中のパケットを構成するパケットデータ領域と、パケット間に存在するアイドルデータ領域との関係を示す図である。
図６において、アイドルデータ/I/では、６６Ｂブロックの同期ヘッダＳＨが"10"となるため、同期ヘッダＳＨを見ることで、アイドルデータ領域に対応する６４ビット領域を特定することが可能となる。

そこで、アイドルデータ特定・置換部１０ｄは、同期ヘッダＳＨの値が"10"である６６Ｂブロックを、アイドルデータが含まれるブロックとみなす。
この６６Ｂブロックの６４ビットデータは、アイドルデータで構成されているので、0x1E000000_00000000という固定アイドルパターンになるが、図４を用いて説明したように、この固定アイドルパターンの６４ビットデータは、宅側装置ＯＮＵの光送信部に備えられたスクランブラ３によりスクランブルがかかっている。

そこで、アイドルデータ特定・置換部１０ｄは、前記固定アイドルパターンからスクランブルされるであろう６４ビットデータを計算し、受信した６６Ｂブロックの６４ビットデータをその計算値に置換する。
ここで、「前記固定アイドルパターンからスクランブルされるであろう６４ビットデータを計算」する理由を説明する。送信側スクランブラ３が採用するスクランブル変換符号は常に一定値ではなく、過去に送信したデータによるフィードバックがかかっている。すなわち、データＸが入力されたとしても、そのデータＸをスクランブルした値は、そのＸの前に入力された値Ｙに応じて異なった値になる。そこで、アイドルデータ特定・置換部１０ｄは、前に入力された値Ｙと、それをスクランブルした結果ｙとを記憶しておき、この記憶した内容から、スクランブル変換符号を予測し、データＸが入力された場合のスクランブルした結果ｘを計算する。

そこでこのアイドルデータ特定・置換部１０ｄの機能を、この実施形態に即してフローチャート（図８）を用いて説明する。
図８は、アイドルデータ特定・置換部１０ｄの機能を説明するためのフローチャートである。図９は、デスクランブルされるデータとされた後のデータとの関係を示す模式的な説明図である。

まず、アイドルデータ特定・置換部１０ｄは、ＦＥＣ復号に失敗したＦＥＣフレームの中で同期ヘッダをサーチし（ステップＳ１）、同期ヘッダＳＨが"10"である最初の６６ＢブロックＢ₁を特定する（ステップＳ２）。
同期ヘッダＳＨが"10"である最初の６６ＢブロックをＢ₁で表し、その中のアイドルデータをＩ₁とする。アイドルデータＩ₁が特定されれば、その前に受信した６６ＢブロックＢ₀のパケットデータＤ_nとの関係に基づき、当該アイドルデータＩ₁のために用いられるスクランブル変換符号ｓ₁を設定する（ステップＳ３）。

こうしてスクランブル変換符号ｓ₁が設定されると、アイドルデータである0x1E000000_00000000（固定アイドルパターン；ｉ₀という）を、符号ｓ₁を使ってスクランブルする（ステップＳ４）。
そして当該６６ＢブロックＢ₁のデータＩ₁を、このスクランブル処理されたデータｓ₁・ｉ₀で置き換える。

次にステップＳ２に戻り、同期ヘッダＳＨが"10"である次の６６ＢブロックＢ₂を特定する（ステップＳ２）。
同期ヘッダＳＨが"10"である次の６６ＢブロックをＢ₂で表し、その中のアイドルデータをＩ₂とする。アイドルデータＩ₂が特定されれば、その前に受信した６６ＢブロックＢ₁のアイドルデータＩ₁との関係に基づき、当該アイドルデータＩ₂のために用いられるスクランブル変換符号ｓ₂を設定する（ステップＳ３）。

こうしてスクランブル変換符号ｓ₂設定されると、アイドルデータである0x1E000000_00000000（固定アイドルパターンｉ₀）を、符号ｓ₂を使ってスクランブルする（ステップＳ４）。
そして当該６６ＢブロックＢ₁のデータＩ₂を、このスクランブル処理されたデータｓ₂・ｉ₀で置き換える。

以下、次の６６ＢブロックＢ₃，Ｂ₄，Ｂ₅などについても同様の置換処理を行う。
このように受信した６６Ｂブロックの６４ビットデータを置換するのに、固定アイドルパターンであるアイドルデータｉ₀を使う理由は、もし、当該６６Ｂブロックのアイドルデータにデータエラーがあった場合、そのデータをデータエラーのないデータｓ₁・ｉ₀に変更することができるからである。

なお、データエラーがなくても、そのアイドルデータを、固定アイドルパターンに基づくアイドルデータｓ₁・ｉ₀に変更することになるが、この変更による実害はない。
このようにして、ビットエラーを含んでいるかもしれないアイドルデータを、常に正しいアイドルデータに置換することができる結果、ＦＥＣフレーム内のエラー数の減少が期待できる。したがって、ＦＥＣデコーダの誤り訂正能力以内にビットエラー数を収めることができる可能性が高くなる。なお、パリティデータを置換しないのは、アイドルデータの内容が固定アイドルパターンであるのに対して、パリティデータの内容は送信される情報であり、一定しないからである。

これにより、ＦＥＣデコーダの誤り訂正能力以内にビットエラー数が減少した場合、第２のＦＥＣデコーダ１０ｃによりＦＥＣ復号に成功し、正しいイーサネットデータを取得することが可能となる。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

制御局装置ＯＬＴと複数の端末装置ＯＮＵとの間を、光カプラを介して光ファイバで接続したＰＯＮ光通信システムの構成例を示す概略図である。 宅側装置ＯＮＵから、局側装置ＯＬＴへ伝送されるバースト光信号のフレーム構成図である。 １つのＦＥＣフレームの内部構造を示す図である。 宅側装置ＯＮＵから局側装置ＯＬＴへのＰＯＮ光通信システムの構成を表したブロック図である。 第１の発明に係る局側装置ＯＬＴの光信号受信部のＦＥＣ復号部の詳細な機能ブロック図である。 ＦＥＣフレームの内部構造を示す詳細図である。 第２の発明に係る局側装置ＯＬＴの光信号受信部のＦＥＣ復号部の詳細な機能ブロック図である。 アイドルデータ特定・置換部１０ｄの機能を説明するためのフローチャートである。 デスクランブルされるデータとされた後のデータとの関係を示す模式的な説明図である。

符号の説明

２ 64B/66B送信部
３ スクランブラ
４ ＦＥＣ符号部
５ パラレル・シリアル変換部
６ 電気・光変換部
８ 光・電気変換部
９ シリアル・パラレル変換部
１０ ＦＥＣ復号部
１１ デスクランブラ
１２ 64B/66B受信部
１０ａ 第１のＦＥＣデコーダ
１０ｂ ＳＨ修正部
１０ｃ 第２のＦＥＣデコーダ
１０ｄ アイドルデータ特定・置換部
１０ｅ スクランブラ

Claims (3)

1. 光信号の伝送を行う光通信システムに設置される光信号受信機であって、
   光伝送路を伝送する光信号は、誤り訂正用のパリティが含まれるＦＥＣフレームを含むものであり、
   前記ＦＥＣフレームは、同期ヘッダとパケットデータとからなるブロック及び／又は同期ヘッダとアイドルデータとからなるブロックにより構成されるものであり、
   同期の確立したＦＥＣフレームごとに、前記誤り訂正用のパリティを用いて、当該ＦＥＣフレームのデータの誤り訂正・復号を行う第１のＦＥＣデコーダと、
   前記第１のＦＥＣデコーダにより復号が失敗したＦＥＣフレームについて、前記同期ヘッダの値に基づいてアイドルデータを含むブロックを特定し、その特定されたブロック内のアイドルデータを、固定アイドルパターンに相当するアイドルデータに置換するアイドルデータ特定・置換部と、
   前記アイドルデータ特定・置換部により前記アイドルデータが置換された後のＦＥＣフレームに基づいて再度ＦＥＣデータの誤り訂正・復号を行う第２のＦＥＣデコーダと、を備える光信号受信機。
2. 光伝送路を伝送する前記ＦＥＣフレームは、その中の少なくともアイドルデータがスクランブルされたものであり、
   誤り訂正・復号されたＦＥＣフレームの中のアイドルデータをデスクランブルするデスクランブラをさらに含み、
   前記アイドルデータ特定・置換部は、前記固定アイドルパターンからスクランブルされるアイドルデータを計算し、前記特定されたアイドルデータを、この固定アイドルパターンからスクランブルされるアイドルデータに置換するものである、請求項１記載の光信号受信機。
3. 光信号の伝送を行う光通信システムに用いられる光信号受信方法であって、
   光伝送路を伝送する光信号は、誤り訂正用のパリティが含まれるＦＥＣフレームを含むものであり、
   前記ＦＥＣフレームは、同期ヘッダとパケットデータとからなるブロック及び／又は同期ヘッダとアイドルデータとからなるブロックにより構成されるものであり、
   同期の確立したＦＥＣフレームごとに、前記誤り訂正用のパリティを用いて、当該ＦＥＣフレームのデータの誤り訂正・復号を行い、
   前記第１のＦＥＣデコーダにより復号が失敗したＦＥＣフレームについて、前記同期ヘッダの値に基づいてアイドルデータを含むブロックを特定し、その特定されたブロック内のアイドルデータを、固定アイドルパターンに相当するアイドルデータに置換し、
   前記アイドルデータ特定・置換部により前記アイドルデータが置換された後のＦＥＣフレームに基づいて再度ＦＥＣデータの誤り訂正・復号を行う、光信号受信方法。

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