JP2015109610A - Code error correction capability analyzer - Google Patents

Code error correction capability analyzer Download PDF

Info

Publication number
JP2015109610A
JP2015109610A JP2013252404A JP2013252404A JP2015109610A JP 2015109610 A JP2015109610 A JP 2015109610A JP 2013252404 A JP2013252404 A JP 2013252404A JP 2013252404 A JP2013252404 A JP 2013252404A JP 2015109610 A JP2015109610 A JP 2015109610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
code error
error rate
output signal
signal light
error correction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013252404A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
遠藤 潤
Jun Endo
潤 遠藤
伊藤 敏夫
Toshio Ito
敏夫 伊藤
淳 神田
Atsushi Kanda
神田  淳
広明 三条
Hiroaki Sanjo
広明 三条
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2013252404A priority Critical patent/JP2015109610A/en
Publication of JP2015109610A publication Critical patent/JP2015109610A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To execute analysis of an error correction capability by outputting a coding gain while using error correction coding data to which return light noise is added.SOLUTION: A code error correction capability analyzer includes: first code error rate calculation means including means for generating an error correction coding block, generating first output signal light on which return light noise is superposed, and calculating a first code error rate property; second code error rate calculation means including means for generating second output signal light in which return light noise is superposed on an information block, and calculating a second code error rate property; and means for calculating an output signal light intensity for obtaining a predetermined error rate in the first code error rate property, calculating an output signal light intensity for obtaining a predetermined error rate in the second code error rate property, and calculating a differential between the output signal light intensities.

Description

本発明は、主に通信分野に用いられる符号誤り訂正能力解析装置に関し、具体的には、戻り光を含む信号光に対する符号誤り訂正能力解析装置に関する。   The present invention relates to a code error correction capability analyzer mainly used in the communication field, and more specifically to a code error correction capability analyzer for signal light including return light.

符号誤り検出訂正技術は、データに符号誤りが発生した場合に、それを検出し訂正する技術であり、記憶装置やディジタル通信の分野で多く採用されている。符号誤り訂正の方法としては、情報ビットに冗長ビットを付加して伝送し、伝送途中で一部のビットに誤りが生じた場合、冗長ビットを利用して受信側で誤ったビットを訂正する、前方誤り訂正(FEC)がある。FECの種類としては、情報ビットをブロックごとに区切りブロックごとに区切るブロック符号化と、各ブロックの符号が、それ以前のブロックに依存する畳み込み符号化とがある。ブロック符号化に使用される符号の代表例としてリード・ソロモン符号やBHC符号が挙げられ、一方で、畳み込み符号化に使用される符号の代表例として、ビタビ符号などが挙げられる。   The code error detection and correction technique is a technique for detecting and correcting a code error when it occurs in data, and is widely used in the fields of storage devices and digital communication. As a method of code error correction, a redundant bit is added to an information bit for transmission, and when an error occurs in some bits during transmission, the redundant bit is used to correct an erroneous bit on the receiving side. There is forward error correction (FEC). As types of FEC, there are block coding in which information bits are divided into blocks for each block, and convolutional coding in which the code of each block depends on the previous block. Typical examples of codes used for block coding include Reed-Solomon codes and BHC codes, while typical examples of codes used for convolutional coding include Viterbi codes.

特に、RS符号は、符号生成が複雑な反面、訂正能力が高いため、地上波ディジタル放送、衛星通信、ADSL、また、身近なところでは、CD、DVD、QRコード(登録商標)等の誤り訂正に応用されている。   In particular, RS codes are complicated in code generation, but have high correction capability. Therefore, error correction of terrestrial digital broadcasting, satellite communications, ADSL, and CD, DVD, QR code (registered trademark), etc. are familiar. Has been applied.

一方で、通信機器や記憶装置の光源として用いられる半導体レーザは、「戻り光雑音」という出力変動が発生することがある。戻り光雑音は、レーザから出射されるレーザ光の一部が反射して再びレーザに戻ると、レーザ発信が不安定になり、生じてしまう出力変動のことである。この反射光は、レーザ内部の位相の揃った光とは異なり、位相のずれた光で、誘導放出が混乱し、発振が不安定になる。   On the other hand, semiconductor lasers used as light sources for communication devices and storage devices may generate output fluctuations called “return light noise”. The return light noise is an output fluctuation that occurs when a part of the laser light emitted from the laser is reflected and returns to the laser again, and the laser transmission becomes unstable. This reflected light is different from the light with the same phase inside the laser, the stimulated emission is confused and the oscillation becomes unstable because the light is out of phase.

半導体レーザを使用した光変調器では、戻り光雑音を回避するために、光アイソレータにより戻り光を遮断するか、または、戻り光耐性の強いレーザを用いる。光アイソレータは、光を一方向だけ通過させ、逆方向には光を切断する光学素子である。光アイソレータは、高価であり、光変調器内に装着した場合に、ある程度のスペースを必要とするため、光変調器の小型化、低価格化においては、排除したいものであるが、一般的に、長距離系の通信分野では、光アイソレータを除くことは困難である。   In an optical modulator using a semiconductor laser, in order to avoid return light noise, the return light is blocked by an optical isolator, or a laser having high resistance to return light is used. An optical isolator is an optical element that passes light only in one direction and cuts light in the opposite direction. Optical isolators are expensive and require a certain amount of space when mounted in an optical modulator. Therefore, optical isolators are generally desired to be eliminated in order to reduce the size and price of optical modulators. In the long-distance communication field, it is difficult to remove the optical isolator.

J. Endo, K. Asaka, A. Kanda, T. Ito, M. Yoneyama, N. Ikeda, K. Kenji and M. Urano, "Isolator-free EA-DFB module with Forward Error Correction", OECC2012J. Endo, K. Asaka, A. Kanda, T. Ito, M. Yoneyama, N. Ikeda, K. Kenji and M. Urano, "Isolator-free EA-DFB module with Forward Error Correction", OECC2012

現在、半導体レーザにFECを実装し、FECの訂正能力を借りることで、戻り光雑音による出力変動を低減し、光アイソレータを光変調器から排除する方法が提案されている。図9は、FECを実装した系において、誤り訂正特性(BER)を算出する方法を示すフローチャートである。   At present, a method has been proposed in which FEC is mounted on a semiconductor laser, and the output fluctuation due to return optical noise is reduced by borrowing FEC correction capability, and the optical isolator is excluded from the optical modulator. FIG. 9 is a flowchart showing a method for calculating error correction characteristics (BER) in a system in which FEC is implemented.

ステップ901において、情報ブロックデータを誤り訂正符号化して符号化ブロックを作成する。   In step 901, the information block data is subjected to error correction coding to generate a coded block.

ステップ902において、符号化ブロックを2進数に変換して、ディジタル変調データを作成する。   In step 902, the encoded block is converted to a binary number to create digital modulation data.

ステップ903において、ディジタル変調データを変調信号として、レーザ光を直接変調して、信号光を生成して、光送信機から出力する。   In step 903, the laser light is directly modulated using the digital modulation data as a modulation signal to generate signal light, which is output from the optical transmitter.

ステップ904において、光送信機からの出力信号光を受光し、0,1の識別判定を行い、再生ディジタル信号を生成する。   In step 904, the output signal light from the optical transmitter is received, 0 or 1 is discriminated and a reproduced digital signal is generated.

ステップ905において、再生したディジタル信号の誤りを訂正し、復号化する。   In step 905, the error of the reproduced digital signal is corrected and decoded.

ステップ906において、復号化したデータを基に、符号誤り率特性(BER)を算出する。   In step 906, a code error rate characteristic (BER) is calculated based on the decoded data.

ここで、誤り訂正を行わずに(無符号の)符号誤り率を算出して、上記6において算出した符号化における符号誤り率と比較することにより、符号化利得を出力して、符号誤り訂正能力を解析することもできる。   Here, the code error rate is calculated without error correction (uncoded), and compared with the code error rate in the encoding calculated in 6 above, the coding gain is output, and the code error correction is performed. Capabilities can also be analyzed.

一方、図10は、アイソレータレスの半導体レーザにおける出力信号光を生成する方法を示すフローチャートである。上記903の出力信号光を生成する場合、直接変調を行っているが、戻り光存在下の半導体レーザの出力光を解析アルゴリズムにより解析して、変調データから出力信号光を生成することができる。特に、解析アルゴリズムにレート方程式を使用した場合、光の時間的変化から、正確な光強度を算出することができ、正確な出力信号光を生成することができる。   On the other hand, FIG. 10 is a flowchart showing a method of generating output signal light in an isolator-less semiconductor laser. When the output signal light of 903 is generated, direct modulation is performed, but the output light of the semiconductor laser in the presence of the return light can be analyzed by an analysis algorithm to generate the output signal light from the modulation data. In particular, when a rate equation is used for the analysis algorithm, an accurate light intensity can be calculated from a temporal change in light, and an accurate output signal light can be generated.

従来、誤り特性を解析する場合に、戻り光存在下の半導体レーザの出力光に対して解析アルゴリズムを解いて出力信号光を生成する方法を適用することは行われていなかった。更に、戻り光を含む出力光に対し、解析アルゴリズムを解いて得られる信号光を復号化し、誤り訂正能力を解析するための装置についても確立されておらず、符号化によるアイソレータレスの実現可能性は、厳密には検証されていない。   Conventionally, when analyzing error characteristics, a method for generating output signal light by solving an analysis algorithm for output light of a semiconductor laser in the presence of return light has not been applied. Furthermore, an apparatus for decoding the signal light obtained by solving the analysis algorithm for the output light including the return light and analyzing the error correction capability has not been established. Has not been strictly verified.

このような目的を達成するために、本発明の第1の態様は、半導体レーザの戻り光雑音を含む送信信号の誤り訂正能力を解析する符号誤り訂正能力解析装置であって、第1の符号誤り率特性算出手段であって、情報ブロックを符号化し、符号化ブロックを生成する手段と、前記生成した符号化ブロックを変調データとし、前記半導体レーザの出力光に戻り光雑音が重畳された第1の出力信号光を生成する手段と、前記第1の出力信号光を識別再生し第1のディジタル再生信号を生成する手段と、前記第1のディジタル再生信号を複号し、復号化ブロックを生成する手段と、前記符号化ブロックと前記復号化ブロックとを比較して第1の符号誤り率特性を算出する手段とを備える、手段と、第2の符号誤り率特性算出手段であって、前記情報ブロックを変調データとし、前記半導体レーザの出力光に戻り光雑音が重畳された第2の出力信号光を生成する手段と、前記第2の出力信号光を識別再生し第2のディジタル再生信号を生成する手段と、前記情報ブロックと前記第2のディジタル再生信号を比較して第2の符号誤り率特性を算出する手段とを備える、手段と、前記第1の符号誤り率特性算出手段により算出した第1の符号誤り率特性において、所定の誤り率を得る出力信号光強度を算出し、前記第2の符号誤り率特性算出手段において算出した第2の符号誤り率特性において、所定の誤り率を得る出力信号光強度を算出し、前記出力信号光強度間の差分を算出する手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve such an object, a first aspect of the present invention is a code error correction capability analyzing apparatus for analyzing an error correction capability of a transmission signal including return optical noise of a semiconductor laser. Error rate characteristic calculating means for encoding an information block and generating an encoded block; and using the generated encoded block as modulation data and returning the output light of the semiconductor laser to which optical noise is superimposed. Means for generating one output signal light, means for discriminating and reproducing the first output signal light and generating a first digital reproduction signal, decoding the first digital reproduction signal, and decoding block Means for generating, and means for calculating a first code error rate characteristic by comparing the encoded block and the decoded block; and a second code error rate characteristic calculating means, The information block Means for generating a second output signal light in which optical noise is superimposed on the output light of the semiconductor laser, and the second output signal light is discriminated and reproduced to produce a second digital reproduction signal. And means for comparing the information block with the second digital reproduction signal to calculate a second code error rate characteristic. In the calculated first code error rate characteristic, an output signal light intensity for obtaining a predetermined error rate is calculated, and in the second code error rate characteristic calculated by the second code error rate characteristic calculation unit, a predetermined error is obtained. Means for calculating an output signal light intensity for obtaining a rate, and calculating a difference between the output signal light intensities.

また、本発明の第2の態様は、第1の態様の誤り訂正能力解析装置の前記情報ブロック符号化する手段が、mを整数とし2m個の要素から成る拡大ガロア体を定義する手段と、前記情報ブロックを多項式に変換しブロック符号化の演算を実行する手段とを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the means for encoding the information block of the error correction capability analyzer of the first aspect is a means for defining an expanded Galois field composed of 2 m elements, where m is an integer. And means for converting the information block into a polynomial and performing a block coding operation.

また、本発明の第3の態様は、第1の態様の誤り訂正能力解析装置の前記復号化ブロックを生成する手段が、誤り値を検出し、誤りを訂正し、復号されたシンボル列あるいはビット列を出力する手段を備えることを特徴とする。   Further, according to a third aspect of the present invention, the means for generating the decoding block of the error correction capability analysis apparatus according to the first aspect detects an error value, corrects the error, and decodes a decoded symbol string or bit string. It is characterized by providing the means to output.

また、本発明の第4の態様は、第1の態様の誤り訂正能力解析装置の前記情報ブロックを符号化する手段が、情報ブロック数kのリード・ソロモン符号を用い、任意のデータ集合から、任意の数の符号化ブロックを重複しないように抽出し、抽出したブロックそれぞれを連結する手段を有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the means for encoding the information block of the error correction capability analyzer of the first aspect uses a Reed-Solomon code having the number of information blocks k, and from any data set, An arbitrary number of encoded blocks are extracted so as not to overlap, and the extracted blocks are connected to each other.

また、本発明の第5の態様は、第1の態様の誤り訂正能力解析装置の前記戻り光雑音が重畳された出力信号光を生成する手段が、戻り光存在下における半導体レーザにおいて、前記戻り光に起因する雑音が重畳された出力信号光を生成することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor laser in the presence of return light, the means for generating the output signal light on which the return light noise of the error correction capability analysis apparatus of the first aspect is superimposed is the return signal. An output signal light on which noise caused by light is superimposed is generated.

戻り光雑音が付加された誤り訂正符号化データを用いて符号化利得を出力し、符号化利得を出力することにより、誤り訂正能力の解析を実行することが可能となる。   By outputting the coding gain using the error correction coded data to which the return optical noise is added, and outputting the coding gain, it is possible to analyze the error correction capability.

本発明の1実施形態に係る誤り訂正能力解析装置における誤り訂正能力解析を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the error correction capability analysis in the error correction capability analyzer which concerns on one Embodiment of this invention. 図1における符号化(ステップ102〜107)の手順を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the procedure of the encoding (steps 102-107) in FIG. 符号化ブロックの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of an encoding block. 図1のステップ108において出力されたディジタル変調信号を示す図である。It is a figure which shows the digital modulation signal output in step 108 of FIG. レート方程式から得られたディジタル変調信号の出力信号光を示す。The output signal light of the digital modulation signal obtained from the rate equation is shown. 出力信号光を識別判定して再生した再生ディジタル信号を示す。The reproduced digital signal reproduced by discriminating and determining the output signal light is shown. 図1における復号化(ステップ110〜112)の手順を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the procedure of the decoding (steps 110-112) in FIG. 光出力平均強度Pinに依存した符号誤り率BERを表す図表である。It is a graph showing the code error rate BER depending on the optical output average intensity Pin. FECを実装した系において、誤り訂正特性(BER)を算出する方法を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a method for calculating error correction characteristics (BER) in a system in which FEC is implemented. アイソレータレスの半導体レーザにおける出力信号光を生成する方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a method for generating output signal light in an isolator-less semiconductor laser.

図1は、本発明の1実施形態に係る誤り訂正能力解析装置における誤り訂正能力解析を示すフローチャートである。また、図2は、図1のフローチャートにおける符号化の手順を示す模式図である。   FIG. 1 is a flowchart showing error correction capability analysis in an error correction capability analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing an encoding procedure in the flowchart of FIG.

本実施形態において、誤り訂正符号として、符号化ブロック数n=255byte、冗長ブロック数2t=32byte、情報ブロック数k=n−2t=223byteのRS符号を用いる(この符号をRS(n,k)と表記する)。最大tbyteの誤り訂正が可能である。   In the present embodiment, an RS code having an encoding block number n = 255 bytes, a redundant block number 2t = 32 bytes, and an information block number k = n−2t = 223 bytes is used as an error correction code (this code is RS (n, k)). ). Maximum tbyte error correction is possible.

本実施形態の誤り訂正能力解析は、ステップ101で開始し、実測に使用されるエラーを含まないフレームデータ(フレーム数100、1フレームあたりのデータ数は、1062byteとする。各データは、8bit単位の16進数で表記されたものとする)から、8bit単位のシンボルを順に読み込み、10進数に変換してシンボル毎にシンボルデータdec_pre−enc.datとして出力する(ステップ102)。出力されたdec_pre−enc.datは、シンボル数totalframe=106200byte(1062byte×100frame)のデータを含む。   The error correction capability analysis of this embodiment starts at step 101, and includes frame data that does not include errors used for actual measurement (the number of frames is 100, the number of data per frame is 1062 bytes. Each data is in units of 8 bits. 8 bit unit symbols are sequentially read and converted into decimal numbers for each symbol data dec_pre-enc. It is output as dat (step 102). The output dec_pre-enc. dat includes data of the number of symbols totalframe = 106200 bytes (1062 bytes × 100 frames).

次に、符号化された符号誤り率(BER−ec)を算出する方法を説明する。   Next, a method for calculating the encoded code error rate (BER-ec) will be described.

まず、ステップ103において、開始行番号$start=1+k*(i−1)、終了行番号$end=$start+k−1、(iは整数)として、dec_pre−enc.datから、$startから$end間のRS符号に使用されるシンボル(情報ブロック)を抽出する。ここでは、k=223個の10進数データを抽出シンボルデータextdec_pre−enc.datとして出力する。   First, in step 103, the start line number $ start = 1 + k * (i−1), the end line number $ end = $ start + k−1 (i is an integer), and dec_pre-enc. From dat, a symbol (information block) used for an RS code between $ start and $ end is extracted. Here, k = 223 decimal data is extracted symbol data extdec_pre-enc. Output as dat.

次に、ステップ104において、RS符号の符号化ブロックを生成して出力するが、ここでは、まず2m個の要素から成る拡大ガロア体GF(2m)を定義する。本実施形態では、m=8であるため、拡大ガロア体は、
GF(28)={0,α0,・・・,α254
である。冗長ブロック数は2tであるから、生成多項式は、
G(x)=(x−α0)(x−α1)・・・(x−α2t-1
である。
Next, in step 104, a coded block of RS code is generated and output. Here, first, an expanded Galois field GF (2 m ) composed of 2 m elements is defined. In this embodiment, since m = 8, the expanded Galois field is
GF (2 8 ) = {0, α 0 ,..., Α 254 }
It is. Since the number of redundant blocks is 2t, the generator polynomial is
G (x) = (x−α 0 ) (x−α 1 ) (x−α 2t−1 )
It is.

前記extdec_pre−enc.datのデータ集合{d0,d1,・・・,dk-1}を情報ブロックのデータ集合とし、情報ブロックの多項式Data(x)を生成する。そうすると、
Data(x)=dk-1k-1+・・・+d11+d0
と表せる。冗長ブロックの多項式をR(x)とすると、符号化された多項式C(x)は、
C(x)=xn-kData(x)+R(x)
である。C(x)は、G(x)で割り切れる必要があり、
R(x)=xn-kData(x)modG(x)
である。R(x)から冗長ブロックのデータ集合{r0,r1,・・・,rn-k}を生成する。
The extdec_pre-enc. The dat data set {d 0 , d 1 ,..., d k-1 } is used as an information block data set, and an information block polynomial Data (x) is generated. Then
Data (x) = d k−1 x k−1 +... + D 1 x 1 + d 0
It can be expressed. If the polynomial of the redundant block is R (x), the encoded polynomial C (x) is
C (x) = x nk Data (x) + R (x)
It is. C (x) must be divisible by G (x)
R (x) = x nk Data (x) mod G (x)
It is. A data set {r 0 , r1,..., R nk } of redundant blocks is generated from R (x).

生成した冗長ブロックのデータ集合と情報ブロックのデータ集合を連結し、符号化ブロック{r0,r1,・・・,rk-1, d0,d1,・・・,dk-1iを生成して、符号化ブロックデータdec_post−enc.datとして出力する。図3は、符号化ブロックの構成を示す構成図であり、図2の符号化ブロック201−1〜201−kのうちの1つ(201−i)を示す。 The data set of the data set and the information block of the generated redundancy blocks linked, coded blocks {r 0, r 1, ··· , r k-1, d 0, d 1, ···, d k-1 } I is generated and encoded block data dec_post-enc. Output as dat. FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the encoding block, and shows one (201-i) of the encoding blocks 201-1 to 201-k in FIG.

iをi=i+1として、再びステップ103に戻り、$startから$end間のシンボル(情報ブロック)を抽出し、符号化ブロックの生成(ステップ104)を行う。このループを、i=imax1=int(totalframe/k)となるまで繰り返す(ステップ105)。   i is set to i = i + 1, and the process returns to step 103 again. Symbols (information blocks) between $ start and $ end are extracted, and an encoded block is generated (step 104). This loop is repeated until i = imax1 = int (totalframe / k) (step 105).

ステップ104において出力された各符号化ブロック201−1〜201−kを連結して、
{r0,r1,・・・,rn-k-1,d0,d1,・・・,dk-1i=1
{r0,r1,・・・,rn-k-1,d0,d1,・・・,dk-1i=2
・・・,{r0,r1,・・・,rn-k-1,d0,d1,・・・,dk-1i=imax
を、連結された符号化ブロックデータdec_all_encode.datとして出力する(ステップ107)。図2において、符号化ブロック201−1〜201−kを連結したものが符号化ブロック202である。
Concatenating the respective encoding blocks 201-1 to 201-k output in step 104,
{R 0 , r 1 ,..., R nk−1 , d 0 , d 1 ,..., D k−1 } i = 1 ,
{R 0 , r 1 ,..., R nk−1 , d 0 , d 1 ,..., D k−1 } i = 2 ,
..., {r 0 , r 1 , ..., r nk-1 , d 0 , d 1 , ..., d k-1 } i = imax
Are encoded block data dec_all_encode. It is output as dat (step 107). In FIG. 2, a coding block 202 is obtained by connecting coding blocks 201-1 to 201-k.

再び図1に戻り、ステップ108において、連結された符号化ブロックデータdec_all_enc.datを2進数に変換し、ディジタル変調信号bin_all_encode.datとして出力する。ここで、図4は、ステップ108において出力されたディジタル変調信号を示す図である。   Returning to FIG. 1 again, in step 108, the concatenated encoded block data dec_all_enc. dat is converted into a binary number and the digital modulation signal bin_all_encode. Output as dat. Here, FIG. 4 is a diagram showing the digital modulation signal output in step 108.

ステップ109において、ステップ108のディジタル変調信号を変調データとし、アルゴリズムによる解析を行って、雑音が重畳された出力信号光を生成する。具体的には、戻り光存在下において、分布帰還形レーザをディジタル変調信号bin_all−encode.datにより直接変調し、アルゴリズム解析として、レート方程式を数値的に解いてディジタル変調信号から出力信号光を生成する。解かれた光出力を、光出力平均強度Pinの出力信号光solve.datとして出力する。図5は、レート方程式から得られた出力信号光を示す。   In step 109, the digital modulation signal in step 108 is used as modulation data, and analysis by an algorithm is performed to generate output signal light on which noise is superimposed. Specifically, in the presence of the return light, the distributed feedback laser is connected to the digital modulation signal bin_all-encode. Modulation is directly performed by dat, and as an algorithm analysis, an output signal light is generated from a digital modulation signal by numerically solving a rate equation. The solvated light output is output from the output signal light solve. Output as dat. FIG. 5 shows the output signal light obtained from the rate equation.

ステップ110において、出力信号光solve.datを所定の識別点によって、1,0を識別判定し、ディジタル信号を再生し、ディジタル再生信号data_recover.datとして出力する。図6は、出力された再生ディジタル信号を示す。   In step 110, the output signal light solve. dat is discriminated and determined by a predetermined discriminating point, and a digital signal is reproduced, and a digital reproduction signal data_recover. Output as dat. FIG. 6 shows the output reproduced digital signal.

その後、再生ディジタル信号を復号化する。図7は、図1における復号化の手順を示す模式図である。図3に戻って、ステップ111において、ディジタル再生信号data_recover.datを8bit単位のシンボルに分割し、各シンボルを10進数に変換して、ディジタル再生信号bin_all−solve.datとして出力する。   Thereafter, the reproduced digital signal is decoded. FIG. 7 is a schematic diagram showing a decoding procedure in FIG. Returning to FIG. 3, in step 111, the digital reproduction signal data_recover. dat is divided into 8-bit unit symbols, each symbol is converted into a decimal number, and the digital reproduction signal bin_all-solve. Output as dat.

ステップ112において、ディジタル再生信号を復号し、復号化ブロック701−iを生成する。ここでは、開始行番号$start=1+n*(i−1)、終了行番号$end=$start+n−1、(iは整数)として、bin2dec.datのデータからn=255byteのデータを抽出する。抽出したデータからシンドロームを算出し、誤り数、誤り箇所を検出して誤り訂正して復号化する。復号された255byteの復号化ブロック
{r0,r1,・・・,rn-k-1,d0,d1,・・・,dk-1i=1,decode
をdec_decodee.datとして出力する。
In step 112, the digital playback signal is decoded to generate a decoding block 701-i. Here, it is assumed that start line number $ start = 1 + n * (i−1), end line number $ end = $ start + n−1 (i is an integer), bin2dec. Data of n = 255 bytes is extracted from the dat data. The syndrome is calculated from the extracted data, the number of errors and the error location are detected, error correction is performed, and decoding is performed. Decoded 255- byte decoded block {r 0 , r 1 ,..., R nk−1 , d 0 , d 1 ,..., D k−1 } i = 1, decode
Dec_decode. Output as dat.

iをi=i+1として、再びステップ112に戻り、ディジタル再生信号を複号し、復号化ブロックを生成する。このループを、i=imax2=int(totalframe/n)となるまで繰り返す(ステップ113)。   i is set to i = i + 1, and the process returns again to step 112, where the digital reproduction signal is decoded to generate a decoded block. This loop is repeated until i = imax2 = int (totalframe / n) (step 113).

ステップ114において、ステップ113の各復号化ブロック701−1〜701−nを連結して、
{r0,r1,・・・,rn-k-1, d0,d1,・・・,dk-1i=1,decode
{r0,r1,・・・,rn-k-1, d0,d1,・・・,dk-1i=2,decode
・・・,{r0,r1,・・・,rn-k-1,d0,d1,・・・,dk-1i=imax,decode
をdec_all−decode.datとして出力する。図7において、復号化ブロック701−1〜701−nを連結したものが復号化ブロック702である。
In step 114, the decoding blocks 701-1 to 701-n in step 113 are concatenated,
{R 0 , r 1 ,..., R nk−1 , d 0 , d 1, ..., D k−1 } i = 1, decode ,
{R 0 , r 1 ,..., R nk−1 , d 0 , d 1 ,..., D k−1 } i = 2, decode ,
..., {r 0 , r 1 , ..., r nk-1 , d 0 , d 1 , ..., d k-1 } i = imax, decode
Dec_all-decode. Output as dat. In FIG. 7, a decoding block 702 is obtained by concatenating the decoding blocks 701-1 to 701-n.

再び図1に戻り、ステップ115において、連結された復号化ブロックデータdec_all−decode.datを2進数に変換し、bin_all−decode.datとして出力し、bin_all−solve.datの2進数列を8bit単位のシンボルにして、各シンボルを10進数に変換し、dec_all−solve.datとして出力する。dec_all−solve.datとして出力する処理は、bin_all−solve.datの出力が実行された後であれば、他の処理と並行に処理しても構わない。   Returning to FIG. 1 again, in step 115, the concatenated decoded block data dec_all-decode. dat is converted to a binary number and bin_all-decode. dat and output bin_all-solve. The binary sequence of dat is converted into a symbol of 8-bit unit, each symbol is converted into a decimal number, and dec_all-solve. Output as dat. dec_all-solve. The process of outputting as dat is bin_all-solve. As long as dat output is executed, processing may be performed in parallel with other processing.

ステップ116において、符号化された符号誤り率(BER−ec)を算出する。ステップ108において出力された、エラーフリーのビットデータbin−all−encode.datと、ステップ115において出力された、対象のビットデータbin−all−decode.datを比較し、値の異なるビット数をカウントし、対象のビットデータの総ビット数で除算して算出する。総ビット数は、255byte×4×100frame×8bit=816000bitである。   In step 116, an encoded code error rate (BER-ec) is calculated. The error-free bit data bin-all-encode. dat and the target bit data bin-all-decode. dat is compared, the number of bits having different values is counted, and divided by the total number of bits of the target bit data. The total number of bits is 255 bytes × 4 × 100 frames × 8 bits = 816000 bits.

光出力平均強度Pinに刻み幅dPを加算して新たな光出力平均強度Pinとし、ステップ109に戻って、再び雑音が重畳された出力信号光を生成する。ステップ109から116のループを繰り返し、光出力平均強度Pinが所定の値Pmax(ここでは、dP=0.2dB,Pmax=−20dBmとする)以上になるまで、BER−ecのPin依存性出力を繰り返す(ステップ117)。   The step size dP is added to the light output average intensity Pin to obtain a new light output average intensity Pin, and the process returns to step 109 to generate output signal light on which noise is superimposed again. The loop of steps 109 to 116 is repeated, and the BER-ec Pin-dependent output is output until the light output average intensity Pin becomes equal to or greater than a predetermined value Pmax (here, dP = 0.2 dB, Pmax = −20 dBm). Repeat (step 117).

次に、無符号の符号誤り率(BER−woec)を算出する方法を説明する。ここでも、ステップ103において出力した、extdec_pre−enc.datのデータ集合{d0,d1,・・・,dk-1}を情報ブロックのデータ集合とする。 Next, a method for calculating an unsigned code error rate (BER-woec) will be described. Again, the extdec_pre-enc. Let dat's data set {d 0 , d 1 ,..., d k−1 } be an information block data set.

iをi=i+1として、再びステップ103に戻り、$startから$end間のシンボル(情報ブロック)を抽出する。このループを、i=imax1=int(totalframe/k)となるまで繰り返す(ステップ106)。   i is set to i = i + 1, and the process returns to step 103 again to extract symbols (information blocks) between $ start and $ end. This loop is repeated until i = imax1 = int (totalframe / k) (step 106).

ステップ118において、ステップ103で出力した各情報ブロックを連結し、情報ブロックデータdec_all_pre−encode.datとして出力する。   In step 118, the information blocks output in step 103 are connected, and information block data dec_all_pre-encode. Output as dat.

ステップ119において、連結した情報ブロックデータdec_all_pre−encode.datのデータを2進数に変換し、ディジタル変調信号bin_all_pre−encode.datとして出力する。   In step 119, the connected information block data dec_all_pre-encode. dat data is converted into a binary number and the digital modulation signal bin_all_pre-encode. Output as dat.

ステップ120において、ディジタル変調信号bin_all_pre−encode.datを変調データとし、雑音が重畳された出力信号光を生成する。具体的には、戻り光存在下において、分布帰還形レーザをディジタル変調信号bin_all_pre−encode.datにより直接変調し、レート方程式を数値的に解いて出力信号光を生成する。解かれた光出力を光出力平均強度Pinの出力信号光solve_pre−encode.datとして出力する。   In step 120, the digital modulation signal bin_all_pre-encode. Using dat as modulation data, output signal light on which noise is superimposed is generated. Specifically, in the presence of the return light, the distributed feedback laser is connected to the digital modulation signal bin_all_pre-encode. The output signal light is generated by directly modulating with dat and solving the rate equation numerically. The solved light output is output as output signal light solve_pre-encode. Output as dat.

ステップ121において、出力信号光solve_pre−encode.datを識別再生して、ディジタル再生信号data_recover_pre−encode.datとして出力する。   In step 121, the output signal light solve_pre-encode. dat is identified and reproduced, and the digital reproduction signal data_recover_pre-encode. Output as dat.

ステップ122において、ステップ19において生成したエラーフリーのビットデータbin_all_pre−encode.datと、ステップ121において生成された対象のビットデータdata_recover_pre−encode.datを比較し、ステップ116におけるBER−ecの算出と同様の方法で、BER−wofecを算出する。総ビット数は、223byte×4×100frame×8bit=713600bitである。   In step 122, the error-free bit data bin_all_pre-encode. dat and the target bit data data_recover_pre-encode. dat is compared, and BER-wofec is calculated in the same manner as the calculation of BER-ec in step 116. The total number of bits is 223 bytes × 4 × 100 frames × 8 bits = 713600 bits.

光出力平均強度Pinに刻み幅dPを加算して新たな光出力平均強度Pinとして、ステップ120に戻って、再び雑音が重畳された出力信号光を生成する。ステップ120から123のループを繰り返し、光出力平均強度Pinが所定の値Pmax(ここでは、dP=0.2dB,Pmax=−20dBmとする)以上になるまで、BER−woecのPin依存性出力を繰り返す(ステップ123)。   The step dP is added to the optical output average intensity Pin to obtain a new optical output average intensity Pin, and the process returns to step 120 to generate output signal light on which noise is superimposed again. The loop of steps 120 to 123 is repeated, and the BER-wooc Pin-dependent output is output until the light output average intensity Pin becomes equal to or greater than a predetermined value Pmax (here, dP = 0.2 dB, Pmax = −20 dBm). Repeat (step 123).

最後に、ステップ124において、符号化された符号誤り率と無符号の符号誤り率に対して、光出力平均強度Pinに依存した符号誤り率BER特性を算出する。図8は、光出力平均強度Pinに依存した符号誤り率BERを表す図表である。図8において、所定の符号誤り率BER=BER_gを得る無符号の符号誤り率特性における光受信強度をPin0、符号化された符号誤り率特性における光受信強度をPin1とし、符号化利得G=Pin0−Pin1を出力し、ステップ125において終了する。   Finally, in step 124, a code error rate BER characteristic depending on the optical output average intensity Pin is calculated for the encoded code error rate and the unsigned code error rate. FIG. 8 is a chart showing the code error rate BER depending on the optical output average intensity Pin. In FIG. 8, the optical reception intensity in the unsigned code error rate characteristic for obtaining a predetermined code error rate BER = BER_g is Pin0, the optical reception intensity in the encoded code error rate characteristic is Pin1, and the coding gain G = Pin0. -Pin1 is output and the process ends in step 125.

なお、ビット誤り特性以外に任意のシンボルによるシンボル誤り率を解析することや、誤り訂正符号に加えて、スクラブリング等の処理をしたデータを用いて、上記方法を実行することも可能である。   In addition to the bit error characteristics, it is also possible to analyze a symbol error rate by an arbitrary symbol, and to execute the above method using data subjected to processing such as scrubbing in addition to an error correction code.

以上により、戻り光雑音が付加された誤り訂正符号化データを用いて符号化利得を出力し、誤り訂正能力の解析を実行することが可能となる。   As described above, it is possible to output the coding gain using the error correction encoded data to which the return optical noise is added and to analyze the error correction capability.

201−1〜201−k 符号化ブロック
202 連結された符号化ブロック
701−1〜701−n 復号化ブロック
702 連結された復号化ブロック
201-1-201-k coding block 202 concatenated coding block 701-1-701-n decoding block 702 concatenated decoding block

Claims (5)

半導体レーザの戻り光雑音を含む送信信号の誤り訂正能力を解析する符号誤り訂正能力解析装置であって、
第1の符号誤り率特性算出手段であって、
情報ブロックを符号化し、符号化ブロックを生成する手段と、
前記生成した符号化ブロックを変調データとし、前記半導体レーザの出力光に戻り光雑音が重畳された第1の出力信号光を生成する手段と、
前記第1の出力信号光を識別再生し第1のディジタル再生信号を生成する手段と、
前記第1のディジタル再生信号を複号し、復号化ブロックを生成する手段と、
前記符号化ブロックと前記復号化ブロックとを比較して第1の符号誤り率特性を算出する手段と
を備える、手段と、
第2の符号誤り率特性算出手段であって、
前記情報ブロックを変調データとし、前記半導体レーザの出力光に戻り光雑音が重畳された第2の出力信号光を生成する手段と、
前記第2の出力信号光を識別再生し第2のディジタル再生信号を生成する手段と、
前記情報ブロックと前記第2のディジタル再生信号を比較して第2の符号誤り率特性を算出する手段と、
を備える、手段と
前記第1の符号誤り率特性算出手段により算出した第1の符号誤り率特性において、所定の誤り率を得る出力信号光強度を算出し、前記第2の符号誤り率特性算出手段において算出した第2の符号誤り率特性において、所定の誤り率を得る出力信号光強度を算出し、前記出力信号光強度間の差分を算出する手段と
を備えることを特徴とする符号誤り訂正能力解析装置。
A code error correction capability analyzer for analyzing error correction capability of a transmission signal including return optical noise of a semiconductor laser,
First code error rate characteristic calculating means, comprising:
Means for encoding an information block and generating an encoded block;
Means for generating the first output signal light in which the generated encoded block is used as modulation data and the output light of the semiconductor laser is superimposed on the optical noise;
Means for identifying and reproducing the first output signal light to generate a first digital reproduction signal;
Means for decoding the first digital reproduction signal and generating a decoded block;
Means for comparing the encoded block and the decoded block to calculate a first code error rate characteristic; and
Second code error rate characteristic calculating means,
Means for generating the second output signal light in which the information block is modulated data and the output light of the semiconductor laser is superimposed on the optical noise;
Means for identifying and reproducing the second output signal light and generating a second digital reproduction signal;
Means for comparing the information block and the second digital reproduction signal to calculate a second code error rate characteristic;
A first code error rate characteristic calculated by the first code error rate characteristic calculation unit; and calculating an output signal light intensity for obtaining a predetermined error rate, and calculating the second code error rate characteristic Means for calculating an output signal light intensity for obtaining a predetermined error rate in the second code error rate characteristic calculated by the means, and calculating a difference between the output signal light intensities. Capability analysis device.
前記情報ブロック符号化する手段は、mを整数とし2個の要素から成る拡大ガロア体を定義する手段と、前記情報ブロックを多項式に変換しブロック符号化の演算を実行する手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の符号誤り訂正能力解析装置。 The means for encoding the information block comprises means for defining an expanded Galois field consisting of 2 m elements, where m is an integer, and means for converting the information block into a polynomial and performing block encoding operations. The code error correction capability analysis apparatus according to claim 1. 前記復号化ブロックを生成する手段は、誤り値を検出し、誤りを訂正し、復号されたシンボル列あるいはビット列を出力する手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の符号誤り訂正能力解析装置。   2. The code error correction capability analysis according to claim 1, wherein the means for generating the decoded block comprises means for detecting an error value, correcting the error, and outputting a decoded symbol string or bit string. apparatus. 前記情報ブロックを符号化する手段は、情報ブロック数kのリード・ソロモン符号を用い、任意のデータ集合から、任意の数の符号化ブロックを重複しないように抽出し、抽出したブロックそれぞれを連結する手段を有することを特徴とする請求項1に記載の符号誤り訂正能力解析装置。   The means for encoding the information block uses a Reed-Solomon code having k information blocks, extracts an arbitrary number of encoded blocks from an arbitrary data set so as not to overlap, and connects the extracted blocks. The code error correction capability analysis apparatus according to claim 1, further comprising: means. 前記戻り光雑音が重畳された出力信号光を生成する手段は、戻り光存在下における半導体レーザにおいて、前記戻り光に起因する雑音が重畳された出力信号光を生成することを特徴とする請求項1に記載の符号誤り訂正能力解析装置。   The means for generating the output signal light on which the return light noise is superimposed generates the output signal light on which the noise caused by the return light is superimposed in a semiconductor laser in the presence of the return light. The code error correction capability analyzer according to 1.
JP2013252404A 2013-12-05 2013-12-05 Code error correction capability analyzer Pending JP2015109610A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013252404A JP2015109610A (en) 2013-12-05 2013-12-05 Code error correction capability analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013252404A JP2015109610A (en) 2013-12-05 2013-12-05 Code error correction capability analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015109610A true JP2015109610A (en) 2015-06-11

Family

ID=53439664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013252404A Pending JP2015109610A (en) 2013-12-05 2013-12-05 Code error correction capability analyzer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015109610A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Djordjevic et al. Channel coding for optical channels
US10992416B2 (en) Forward error correction with compression coding
US8495462B1 (en) Absorb decode algorithm for 10gbase-t LDPC decoder
US7206992B2 (en) Decoding a received BCH encoded signal
US10243589B2 (en) Multi-bit error correction method and apparatus based on a BCH code and memory system
KR20060052488A (en) Concatenated iterative and algebraic coding
Shrivastava et al. Error detection and correction using Reed Solomon codes
US20110187565A1 (en) Efficient rateless distributed compression of non-binary sources
JP2004312687A (en) Encoder, encoding method, decoder, and decoding method for error correction
US11070312B1 (en) Compression forward error correction coding using a tree structure
US6986097B1 (en) Method and apparatus for generating parity bits in a forward error correction (FEC) system
JP2004342188A (en) Recorded medium reproducing device, decoding method, decode processing program, and program recording medium
US11463105B2 (en) Forward error correction coding using a tree structure
KR20150134505A (en) transmitter and signal processing method thereof
US8181096B2 (en) Configurable Reed-Solomon decoder based on modified Forney syndromes
JP2015109610A (en) Code error correction capability analyzer
Chopra et al. Comparative Performance Analysis of Block and Convolution Codes
Morero et al. Novel serial code concatenation strategies for error floor mitigation of low-density parity-check and turbo product codes
Mergu Performance analysis of Reed-Solomon codes concatenated with convolutional codes over AWGN channel
WO2021061058A1 (en) Noise and cyclic redundancy check aided list decoding of error correcting codes
Cunha et al. Symbol-wise chase decoding of q-ary block codes over bi-awgn channels
Deshmukh et al. DESIGN OF REED SOLOMON FORWARD ERROR CORRECTION (RSFEC) AND DEVELOPMENT OF VERIFICATION MODEL
US10177792B2 (en) DC-free nyquist-free error correcting line coding
JP2002076922A (en) Error correction coder and decoder
Ritchey Linear Error Correcting Codes