JP2020120250A - FEC error adding device, test signal generating device using the same, and FEC error adding method - Google Patents

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Abstract

To provide an FEC error adding device, a test signal generating device using it, and an FEC error adding method that can generate a test signal for testing an FEC function of a communication apparatus that receives PAM4 signals.SOLUTION: An FEC error adding device includes: an error signal generating unit 22 that generates an error signal for continuously adding errors at predetermined bit intervals to one or both of the MSB and LSB of a PAM4 signal including a plurality of FEC code words composed of a plurality of FEC symbols; an error adding unit 23 that performs an XOR operation of the MSB and LSB and the error signal in bit units and adds the errors to the PAM4 signal; and a CW number calculation unit 25e that calculates a minimum number of FEC code words necessary for achieving a desired bit error rate of a test signal and the number of FEC code words having error FEC symbols included in the minimum number of FEC code words.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、FECエラー付加装置、それを用いた試験信号発生装置、及びFECエラー付加方法に関し、特に、前方誤り訂正を使用する通信規格に基づいた通信機器の誤り率測定用の試験信号を生成するためのFECエラー付加装置、それを用いた試験信号発生装置、及びFECエラー付加方法に関する。 The present invention relates to an FEC error adding device, a test signal generating device using the FEC error adding device, and an FEC error adding method, and more particularly to generating a test signal for measuring an error rate of a communication device based on a communication standard using forward error correction. FEC error adding device for doing so, a test signal generating device using the same, and an FEC error adding method.

近年、通信システムは高速化の一途をたどっており、通信システムを構成する各種の通信機器の高性能化が進んでいる。そして、これらの通信機器における信号の品質評価の指標の一つとして、受信データのうちビット誤りが発生した数と受信データの総数との比較として定義されるビット誤り率が知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, communication systems have been increasing in speed, and various communication devices that make up the communication systems have been improved in performance. A bit error rate defined as a comparison between the number of bit errors in received data and the total number of received data is known as one of indicators of signal quality evaluation in these communication devices.

IEEEで定められる100Gや400Gなどの規格においては、ビットレートの超高速化に応えるため、これまでのPAM2(NRZ)信号による伝送ではなく、PAM4信号による伝送が規定されている。PAM4信号は、"00","01","10","11"からなる4つのPAM4シンボルで構成されている。 In the standards such as 100G and 400G defined by IEEE, in order to respond to an ultra-high bit rate, transmission by a PAM4 signal is prescribed instead of transmission by a PAM2 (NRZ) signal which has been used so far. The PAM4 signal is composed of four PAM4 symbols consisting of "00", "01", "10", and "11".

PAM4信号による伝送では、前方誤り訂正符号化(以下、「FEC符号化」とも称する)の技術が使用されている。例えば図5に示すように、IEEE802.3に規定されたRS−FEC(544,514)によるFEC符号化では、30個のFECシンボルからなるパリティ部分と、514個のFECシンボルからなるメッセージ部分とからなる544個のFECシンボルを有するFECコードワードが生成される。 Forward error correction coding (hereinafter, also referred to as “FEC coding”) technology is used in transmission by the PAM4 signal. For example, as shown in FIG. 5, in FEC encoding by RS-FEC (544, 514) defined in IEEE802.3, a parity part composed of 30 FEC symbols and a message part composed of 514 FEC symbols are included. An FEC codeword is generated having 544 FEC symbols of

FECコードワードがこの30FECシンボルのパリティ部分を含むことにより、受信側の通信機器のFECデコーダでは、1FECコードワード当たり最大15個のFECシンボルのエラーを訂正することが可能である。なお、1FECシンボルは10ビットからなるが、1FECシンボルに含まれる誤りビットの数が1〜10の範囲にあれば、そのFECシンボルはエラーを含むFECシンボル(以下、「誤りFECシンボル」とも称する)となる。 Since the FEC codeword includes the parity part of this 30 FEC symbol, it is possible for the FEC decoder of the communication device on the receiving side to correct the error of up to 15 FEC symbols per FEC codeword. Note that one FEC symbol consists of 10 bits, but if the number of error bits included in one FEC symbol is in the range of 1 to 10, the FEC symbol includes an FEC symbol including an error (hereinafter, also referred to as “error FEC symbol”). Becomes

FECコードワードは、グレイコーディング、インターリービング、プレコーディング、及びPAM4エンコーディングなどの処理を経て、PAM4信号に変換される。 The FEC codeword is converted into a PAM4 signal through processes such as Gray coding, interleaving, precoding, and PAM4 encoding.

図6は、FECコードワードのインターリービングを説明するための概略図である。IEEE802.3bsに規定された200G又は400Gの規格では、2個のリードソロモンエンコーダA,Bにより、2個のメッセージA,Bがそれぞれ2個のFECコードワードA,Bに変換される。 FIG. 6 is a schematic diagram for explaining interleaving of FEC codewords. In the 200G or 400G standard defined in IEEE802.3bs, two Reed-Solomon encoders A and B convert two messages A and B into two FEC codewords A and B, respectively.

また、図6は、インターリービングされた2個のFECコードワードA,Bに、18FECシンボル分のバーストエラーが付加された状況を示している。インターリービングにより、2個のFECコードワードA,Bからそれぞれ抽出されたFECシンボルは、互いに異なるFECコードワードからのFECシンボルと隣り合うように並べ替えられた状態で、例えば16個のレーンに分配される。これにより、18FECシンボル分のバーストエラーが2個のFECコードワードA,Bに9FECシンボル分ずつ分散されるため、FECデコーダでエラーが訂正されることになる。 Further, FIG. 6 shows a situation in which a burst error of 18 FEC symbols is added to two interleaved FEC codewords A and B. The FEC symbols extracted from the two FEC codewords A and B by the interleaving are rearranged so as to be adjacent to the FEC symbols from the different FEC codewords, and are distributed to, for example, 16 lanes. To be done. As a result, the burst error of 18 FEC symbols is distributed to the two FEC codewords A and B by 9 FEC symbols each, and the error is corrected by the FEC decoder.

よって、FECコードワードAを確実にFECデコーダで訂正不可とするためには、例えば1つのレーンを伝送される32FECシンボル分のデータにバーストFECシンボルエラーを付加する必要がある。なお、バーストビットエラーでは、PAM4プレコーディングにより除去されてしまうため、FECデコーダで訂正不可のエラーにすることが難しい。よって、FECコードワードをFECデコーダで訂正不可とするためには、バーストFECシンボルエラーの付加が必要である。ここで、バーストビットエラーとは、複数の連続する誤りビットである。一方、バーストFECシンボルエラーとは、1つのFECコードワードにおける複数の連続する誤りFECシンボルであり、連続するFECシンボルのそれぞれに誤りビットを1ビットだけ設けることで生成することができる。このように生成されたバーストFECシンボルエラーはPAM4プレコーディングにより除去されない。 Therefore, in order to ensure that the FEC codeword A cannot be corrected by the FEC decoder, it is necessary to add a burst FEC symbol error to the data of 32 FEC symbols transmitted in one lane. Since the burst bit error is removed by PAM4 precoding, it is difficult to make the error uncorrectable by the FEC decoder. Therefore, in order to make the FEC codeword uncorrectable by the FEC decoder, it is necessary to add a burst FEC symbol error. Here, the burst bit error is a plurality of consecutive error bits. On the other hand, a burst FEC symbol error is a plurality of consecutive error FEC symbols in one FEC codeword, and can be generated by providing only one error bit in each consecutive FEC symbol. The burst FEC symbol error generated in this way is not removed by PAM4 precoding.

従来より、FEC機能を有する通信機器に対する誤り率測定用の試験信号を生成するために、データ信号にエラーを付加するエラー付加装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an error addition device that adds an error to a data signal has been used to generate a test signal for measuring an error rate for a communication device having an FEC function (see, for example, Patent Document 1).

特許第5215881号公報Japanese Patent No. 5215881

誤り率測定においては、通信機器のFEC機能を評価するために、通信機器のFECデコーダで訂正しきれないFECシンボルエラーを付加する必要がある。2個のリードソロモンエンコーダによる2つの異なるガードのかかったFECコードワードがインターリービングされてなるPAM4信号に対しては、PAM4シンボルのMSB(最上位ビット)とLSB(最下位ビット)の一方あるいは両方にエラーを付加して、バーストFECシンボルエラーを発生させなければ、2つのガードを同時にエラー訂正不可能にすることができない。 In error rate measurement, in order to evaluate the FEC function of a communication device, it is necessary to add FEC symbol errors that cannot be corrected by the FEC decoder of the communication device. For a PAM4 signal in which two different guarded FEC codewords by two Reed-Solomon encoders are interleaved, one or both of the MSB (most significant bit) and LSB (least significant bit) of the PAM4 symbol Error cannot be added to generate the burst FEC symbol error, the two guards cannot be error-corrected at the same time.

しかしながら、特許文献1に開示されたエラー付加装置は、PAM4信号をMSBとLSBとに分離する手段を備えていないため、MSBとLSBの一方あるいは両方にビットエラーを付加できない。このため、上記の従来のエラー付加装置は、2個のリードソロモンエンコーダによる2つのガードのかかったFECコードワードがインターリービングされてなるPAM4信号に対してバーストFECシンボルエラーを付加することができないという問題があった。 However, since the error adding device disclosed in Patent Document 1 does not include means for separating the PAM4 signal into MSB and LSB, it is not possible to add a bit error to one or both of MSB and LSB. Therefore, the above conventional error adding device cannot add a burst FEC symbol error to a PAM4 signal in which two guarded FEC codewords by two Reed-Solomon encoders are interleaved. There was a problem.

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、PAM4信号を受信する通信機器のFEC機能を試験するための試験信号を生成することができるFECエラー付加装置、それを用いた試験信号発生装置、及びFECエラー付加方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and is an FEC error adding device capable of generating a test signal for testing the FEC function of a communication device that receives a PAM4 signal. It is an object of the present invention to provide a test signal generator using the method and an FEC error adding method.

上記課題を解決するために、本発明に係るFECエラー付加装置は、複数のFECシンボルからなるFECコードワードを複数含むPAM4信号にエラーを付加するFECエラー付加装置であって、前記PAM4信号をMSBとLSBに分割する分割部と、前記MSB及び前記LSBの一方あるいは両方に所定ビット間隔で連続的に前記エラーを付加するためのエラー信号を発生させるエラー信号発生部と、前記MSB及び前記LSBと前記エラー信号との排他的論理和演算をビット単位で行い、その演算結果として得られるビット列を出力するエラー付加部と、前記エラー付加部から出力された前記MSB及び前記LSBのビット列を合成して前記エラーが付加されたPAM4信号を生成し、前記エラーが付加されたPAM4信号を試験信号として出力する合成部と、前記試験信号のビット誤り率が入力されるビット誤り率入力部と、前記試験信号に含まれる複数の前記FECコードワードのうち、前記エラーが付加された前記FECシンボルである誤りFECシンボルを有するFECコードワードに含まれる前記誤りFECシンボルの数が入力される誤りFECシンボル数入力部と、前記誤りFECシンボルに含まれる誤りビットの数が入力される誤りビット数入力部と、前記FECコードワードを構成するビットの数が入力されるCWサイズ入力部と、前記ビット誤り率入力部に入力された前記ビット誤り率、前記誤りFECシンボル数入力部に入力された前記誤りFECシンボルの数、前記誤りビット数入力部に入力された前記誤りビットの数、及び、前記CWサイズ入力部に入力された前記ビットの数に基づいて、前記ビット誤り率を実現するために必要な前記FECコードワードの最小数と、前記最小数の前記FECコードワードに含まれる前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードの数とを算出するCW数算出部と、を備え、前記エラー信号発生部は、前記CW数算出部により算出された前記最小数の連続する前記FECコードワードが、前記CW数算出部により算出された前記数の前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードを含む前記試験信号を発生させるための前記エラー信号を出力する構成である。 In order to solve the above-mentioned problems, an FEC error adding apparatus according to the present invention is an FEC error adding apparatus for adding an error to a PAM4 signal including a plurality of FEC codewords each including a plurality of FEC symbols. And an LSB, an error signal generator that generates an error signal for continuously adding the error to one or both of the MSB and the LSB at a predetermined bit interval, the MSB and the LSB. An exclusive OR operation with the error signal is performed on a bit-by-bit basis, and an error addition unit that outputs a bit string obtained as a result of the operation and a bit string of the MSB and the LSB output from the error addition unit are combined. A synthesizing unit for generating the error-added PAM4 signal and outputting the error-added PAM4 signal as a test signal, a bit error rate input unit for inputting the bit error rate of the test signal, and the test An error FEC symbol number input to which the number of the error FEC symbols included in the FEC codeword having the error FEC symbol that is the FEC symbol to which the error is added is input from among the plurality of FEC codewords included in the signal Section, an error bit number input section for inputting the number of error bits included in the error FEC symbol, a CW size input section for inputting the number of bits forming the FEC codeword, and the bit error rate input Unit, the number of error FEC symbols input to the error FEC symbol number input unit, the number of error bits input to the error bit number input unit, and the CW size input A minimum number of the FEC codewords necessary to realize the bit error rate based on the number of bits input to the unit, and the error FEC symbol included in the minimum number of the FEC codewords. A CW number calculation unit that calculates the number of FEC codewords, wherein the error signal generation unit calculates the CW number by the minimum number of consecutive FEC codewords calculated by the CW number calculation unit. And outputting the error signal for generating the test signal including the FEC codeword having the number of the error FEC symbols calculated by the unit.

この構成により、本発明に係るFECエラー付加装置は、PAM4信号を受信する通信機器のFEC機能を試験するための試験信号を生成することができる。本発明に係るFECエラー付加装置は、ビット誤り率などのパラメータを変化させることにより、被試験対象の通信機器のFECデコーダでエラー訂正可能又はエラー訂正不可能となる試験信号を容易に生成することができる。 With this configuration, the FEC error adding apparatus according to the present invention can generate a test signal for testing the FEC function of the communication device that receives the PAM4 signal. The FEC error adding apparatus according to the present invention can easily generate a test signal that can or cannot be error-corrected by the FEC decoder of the communication device under test by changing the parameter such as the bit error rate. You can

また、本発明に係るFECエラー付加装置においては、前記エラー信号発生部は、前記試験信号における前記最小数の連続するFECコードワードにおいて、n個のFECコードワードごとに1つの前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードが含まれるパターンがm回繰り返されるとともに、n+1個のFECコードワードごとに1つの前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードが含まれるパターンがp回繰り返されるように、前記エラー信号を発生させる構成であってもよい。 Further, in the FEC error adding apparatus according to the present invention, the error signal generating unit outputs one error FEC symbol for every n FEC codewords in the minimum number of consecutive FEC codewords in the test signal. The error signal is generated such that the pattern including the FEC code word having the same is repeated m times and the pattern including the FEC code word having one error FEC symbol for every n+1 FEC code words is repeated p times. It may be configured to generate.

この構成により、本発明に係るFECエラー付加装置は、PAM4信号のMSB及びLSBにそれぞれ所定ビット間隔で連続的にエラーを付加するため、バーストエラーを含むFECコードワードを時間的にほぼ均等な間隔で生成することができる。これにより、本発明に係るFECエラー付加装置は、短時間で効率的に誤り率測定を行うことを可能にする試験信号を生成できる。 With this configuration, the FEC error adding apparatus according to the present invention continuously adds errors to the MSB and LSB of the PAM4 signal at predetermined bit intervals, so that the FEC codewords including burst errors are temporally evenly spaced. Can be generated with. As a result, the FEC error adding apparatus according to the present invention can generate a test signal that enables efficient error rate measurement in a short time.

また、本発明に係る試験信号発生装置は、上記のFECエラー付加装置と、複数のFECシンボルからなるFECコードワードを複数含むPAM4信号を前記FECエラー付加装置の前記分割部に出力するPAM4信号出力部と、を備える構成である。 Also, a test signal generator according to the present invention outputs a PAM4 signal including the FEC error adding device described above and a plurality of FEC codewords including a plurality of FEC symbols to the dividing unit of the FEC error adding device. And a section.

この構成により、本発明に係る試験信号発生装置は、PAM4信号を受信する通信機器のFEC機能を試験するための試験信号を生成することができる。 With this configuration, the test signal generator according to the present invention can generate a test signal for testing the FEC function of the communication device that receives the PAM4 signal.

また、本発明に係るFECエラー付加方法は、複数のFECシンボルからなるFECコードワードを複数含むPAM4信号にエラーを付加するFECエラー付加方法であって、前記PAM4信号をMSBとLSBに分割する分割ステップと、前記MSB及び前記LSBの一方あるいは両方に所定ビット間隔で連続的に前記エラーを付加するためのエラー信号を発生させるエラー信号発生ステップと、前記MSB及び前記LSBと前記エラー信号との排他的論理和演算をビット単位で行い、その演算結果として得られるビット列を出力するエラー付加ステップと、前記エラー付加ステップから出力された前記MSB及び前記LSBのビット列を合成して前記エラーが付加されたPAM4信号を生成し、前記エラーが付加されたPAM4信号を試験信号として出力する合成ステップと、前記試験信号のビット誤り率が入力されるビット誤り率入力ステップと、前記試験信号に含まれる複数の前記FECコードワードのうち、前記エラーが付加された前記FECシンボルである誤りFECシンボルを有するFECコードワードに含まれる前記誤りFECシンボルの数が入力される誤りFECシンボル数入力ステップと、前記誤りFECシンボルに含まれる誤りビットの数が入力される誤りビット数入力ステップと、前記FECコードワードを構成するビットの数が入力されるCWサイズ入力ステップと、前記ビット誤り率入力ステップに入力された前記ビット誤り率、前記誤りFECシンボル数入力ステップに入力された前記誤りFECシンボルの数、前記誤りビット数入力ステップに入力された前記誤りビットの数、及び、前記CWサイズ入力ステップに入力された前記ビットの数に基づいて、前記ビット誤り率を実現するために必要な前記FECコードワードの最小数と、前記最小数の前記FECコードワードに含まれる前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードの数とを算出するCW数算出ステップと、を含み、前記エラー信号発生ステップは、前記CW数算出ステップにより算出された前記最小数の連続する前記FECコードワードが、前記CW数算出ステップにより算出された前記数の前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードを含む前記試験信号を発生させるための前記エラー信号を出力する構成である。 The FEC error adding method according to the present invention is an FEC error adding method of adding an error to a PAM4 signal including a plurality of FEC codewords each including a plurality of FEC symbols, and dividing the PAM4 signal into MSB and LSB. An error signal generating step of generating an error signal for continuously adding the error to one or both of the MSB and the LSB at a predetermined bit interval, and exclusion of the MSB and the LSB from the error signal. The error addition step of performing the logical OR operation on a bit-by-bit basis and outputting the bit string obtained as a result of the operation, and the bit string of the MSB and the LSB output from the error adding step are combined to add the error. A synthesizing step of generating a PAM4 signal and outputting the PAM4 signal to which the error is added as a test signal, a bit error rate input step of inputting a bit error rate of the test signal, and a plurality of test signals included in the test signal. An error FEC symbol number input step of inputting the number of the error FEC symbols included in an FEC codeword having an error FEC symbol that is the FEC symbol to which the error is added among the FEC codewords; The error bit number input step for inputting the number of error bits included in the symbol, the CW size input step for inputting the number of bits constituting the FEC codeword, and the input step for the bit error rate input step. Bit error rate, the number of error FEC symbols input in the error FEC symbol number input step, the number of error bits input in the error bit number input step, and the CW size input step A minimum number of FEC codewords required to achieve the bit error rate based on the number of bits, and a number of FEC codewords having the erroneous FEC symbols included in the minimum number of FEC codewords; In the error signal generating step, the minimum number of consecutive FEC codewords calculated in the CW number calculating step is calculated in the CW number calculating step. And outputting the error signal for generating the test signal including an FEC codeword having a number of the error FEC symbols.

この構成により、本発明に係るFECエラー付加方法は、PAM4信号を受信する通信機器のFEC機能を試験するための試験信号を生成することができる。本発明に係るFECエラー付加方法は、ビット誤り率などのパラメータを変化させることにより、被試験対象の通信機器のFECデコーダでエラー訂正可能又はエラー訂正不可能となる試験信号を容易に生成することができる。 With this configuration, the FEC error adding method according to the present invention can generate a test signal for testing the FEC function of the communication device that receives the PAM4 signal. The FEC error adding method according to the present invention can easily generate a test signal that can or cannot be error-corrected by the FEC decoder of the communication device under test by changing parameters such as a bit error rate. You can

また、本発明に係るFECエラー付加方法においては、前記エラー信号発生ステップは、前記試験信号における前記最小数の連続するFECコードワードにおいて、n個のFECコードワードごとに1つの前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードが含まれるパターンがm回繰り返されるとともに、n+1個のFECコードワードごとに1つの前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードが含まれるパターンがp回繰り返されるように、前記エラー信号を発生させる構成であってもよい。 Further, in the FEC error adding method according to the present invention, the error signal generating step includes one error FEC symbol for every n FEC codewords in the minimum number of consecutive FEC codewords in the test signal. The error signal is generated such that the pattern including the FEC code word having the same is repeated m times and the pattern including the FEC code word having one error FEC symbol for every n+1 FEC code words is repeated p times. It may be configured to generate.

この構成により、本発明に係るFECエラー付加方法は、PAM4信号のMSB及びLSBにそれぞれ所定ビット間隔で連続的にエラーを付加するため、バーストエラーを含むFECコードワードを時間的にほぼ均等な間隔で生成することができる。これにより、本発明に係るFECエラー付加装置は、短時間で効率的に誤り率測定を行うことを可能にする試験信号を生成できる。 With this configuration, in the FEC error adding method according to the present invention, errors are continuously added to the MSB and LSB of the PAM4 signal at predetermined bit intervals, so that FEC codewords including burst errors are evenly spaced in time. Can be generated with. As a result, the FEC error adding apparatus according to the present invention can generate a test signal that enables efficient error rate measurement in a short time.

本発明は、PAM4信号を受信する通信機器のFEC機能を試験するための試験信号を生成することができるFECエラー付加装置、それを用いた試験信号発生装置、及びFECエラー付加方法を提供するものである。 The present invention provides an FEC error addition device capable of generating a test signal for testing the FEC function of a communication device that receives a PAM4 signal, a test signal generation device using the FEC error addition device, and an FEC error addition method. Is.

本発明の実施形態に係る試験信号発生装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the test signal generator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るFECエラー付加装置の制御部により制御される、誤りFECコードワードの出現タイミングを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the appearance timing of an error FEC codeword controlled by the control part of the FEC error addition apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るFECエラー付加装置の制御部により制御される、PAM4信号に対するエラーの付加タイミングを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the addition timing of the error with respect to a PAM4 signal controlled by the control part of the FEC error addition apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るFECエラー付加装置を用いるFECエラー付加方法の処理を説明するためのシーケンス図である。FIG. 7 is a sequence diagram for explaining processing of an FEC error adding method using the FEC error adding device according to the embodiment of the present invention. RS−FEC(544,514)のFECコードワードの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the FEC codeword of RS-FEC(544,514). インターリービングを説明するための概略図である。It is a schematic diagram for explaining interleaving.

以下、本発明に係るFECエラー付加装置、それを用いた試験信号発生装置、及びFECエラー付加方法の実施形態について、図面を用いて説明する。 Embodiments of an FEC error adding apparatus, a test signal generating apparatus using the same, and an FEC error adding method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に示すように、本発明の実施形態に係る試験信号発生装置100は、PAM4信号出力部10と、複数のFECシンボルからなるFECコードワードを複数含むPAM4信号にエラーを付加するFECエラー付加装置20と、を備え、被試験対象(Device Under Test:DUT)200に試験信号を出力するようになっている。 As shown in FIG. 1, a test signal generator 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a PAM4 signal output unit 10 and an FEC error adder for adding an error to a PAM4 signal including a plurality of FEC codewords each including a plurality of FEC symbols. The device 20 is provided, and a test signal is output to a device under test (DUT) 200.

PAM4信号出力部10は、MACフレームデータ出力部11と、FECエンコーダ12と、PAM4処理部13と、を含む。MACフレームデータ出力部11は、被試験対象DUT200を試験するためのMACフレームのデータを試験信号データとしてFECエンコーダ12に出力するようになっている。 The PAM4 signal output unit 10 includes a MAC frame data output unit 11, an FEC encoder 12, and a PAM4 processing unit 13. The MAC frame data output unit 11 outputs the MAC frame data for testing the DUT 200 to be tested to the FEC encoder 12 as test signal data.

FECエンコーダ12は、MACフレームデータ出力部11から出力されたMACフレームのデータに対してFEC符号化を行って、複数のFECシンボルからなるFECコードワードを順次生成するようになっている。本実施形態においては、FECエンコーダ12によるFEC符号化は、IEEE802.3に規定されたRS−FEC(544,514)に対応したものであるとする。 The FEC encoder 12 performs FEC coding on the data of the MAC frame output from the MAC frame data output unit 11 to sequentially generate FEC codewords composed of a plurality of FEC symbols. In the present embodiment, it is assumed that the FEC encoding by the FEC encoder 12 corresponds to RS-FEC (544, 514) defined in IEEE802.3.

FECエンコーダ12によって生成されるRS−FEC(544,514)のFECコードワードは、30個のFECシンボルからなるパリティ部分と、514個のFECシンボルからなるメッセージ部分とからなる544個のFECシンボルを有する。FECコードワードがこの30FECシンボルのパリティ部分を含むことにより、DUT200側のFECデコーダで1FECコードワード当たり最大15個のFECシンボルのエラーを訂正することが可能である。なお、1FECシンボルは10ビットからなるが、1FECシンボルに含まれる誤りビットの数が1〜10の範囲にあれば、そのFECシンボルはエラーを含む誤りFECシンボルとなる。 The FEC codeword of RS-FEC (544, 514) generated by the FEC encoder 12 has 544 FEC symbols including a parity part of 30 FEC symbols and a message part of 514 FEC symbols. Have. Since the FEC codeword includes the parity part of this 30 FEC symbol, it is possible for the FEC decoder on the DUT 200 side to correct an error of up to 15 FEC symbols per 1 FEC codeword. Note that one FEC symbol consists of 10 bits, but if the number of error bits included in one FEC symbol is in the range of 1 to 10, the FEC symbol becomes an error FEC symbol including an error.

PAM4処理部13は、IEEE802.3に規定された、グレイコーディング、及びPAM4エンコーディングなどの処理を行うことにより、FECエンコーダ12から出力された複数のFECコードワードを含むPAM4信号を生成するようになっている。PAM4信号は、"00","01","10","11"からなる4つのPAM4シンボルで構成されている。 The PAM4 processing unit 13 is configured to generate a PAM4 signal including a plurality of FEC codewords output from the FEC encoder 12 by performing processing such as Gray coding and PAM4 encoding defined in IEEE802.3. ing. The PAM4 signal is composed of four PAM4 symbols consisting of "00", "01", "10", and "11".

FECエラー付加装置20は、分割部21と、エラー信号発生部22と、エラー付加部23と、合成部24と、制御部25と、表示部26と、操作部27と、を含む。 The FEC error adding device 20 includes a dividing unit 21, an error signal generating unit 22, an error adding unit 23, a combining unit 24, a control unit 25, a display unit 26, and an operation unit 27.

分割部21は、PAM4信号出力部10のPAM4処理部13から出力されたPAM4信号を、PAM4シンボルのMSB(最上位ビット)とLSB(最下位ビット)とに分割するようになっている。 The division unit 21 is configured to divide the PAM4 signal output from the PAM4 processing unit 13 of the PAM4 signal output unit 10 into MSB (most significant bit) and LSB (least significant bit) of the PAM4 symbol.

エラー信号発生部22は、分割部21から出力されたPAM4信号のMSBとLSBに、それぞれ所定ビット間隔で連続的にエラーを付加するためのエラー信号を発生させるようになっている。 The error signal generator 22 is adapted to generate an error signal for continuously adding an error to the MSB and the LSB of the PAM4 signal output from the divider 21 at predetermined bit intervals.

なお、制御部25の制御により、エラー信号発生部22から出力されるエラー信号は、分割部21から出力されるMSB及びLSBのビット列の信号に同期するようにタイミング調整されているものとする。 Under the control of the control unit 25, it is assumed that the error signal output from the error signal generation unit 22 is timing-adjusted so as to be synchronized with the MSB and LSB bit string signals output from the division unit 21.

エラー付加部23は、分割部21から出力されたPAM4信号のMSB及びLSBと、エラー信号発生部22から出力されたエラー信号との排他的論理和(XOR)演算をビット単位で行い、その演算結果として得られるビット列を出力するようになっている。 The error adding unit 23 performs an exclusive OR (XOR) operation of the MSB and LSB of the PAM4 signal output from the dividing unit 21 and the error signal output from the error signal generating unit 22 on a bit-by-bit basis, and performs the operation. The resulting bit string is output.

合成部24は、エラー付加部23から出力されたMSB及びLSBのビット列を合成してエラーが付加されたPAM4信号を生成し、このエラーが付加されたPAM4信号を試験信号としてDUT200に出力するようになっている。 The combining unit 24 combines the MSB and LSB bit strings output from the error adding unit 23 to generate an error-added PAM4 signal, and outputs the error-added PAM4 signal to the DUT 200 as a test signal. It has become.

DUT200は、試験信号発生装置100から出力された試験信号に対して、PAM4処理部13と逆の処理を行ってエラーが付加されたFECコードワードを復元し、復元したFECコードワードをFECデコーダでデコードするようになっている。 The DUT 200 performs a process reverse to that of the PAM4 processing unit 13 on the test signal output from the test signal generating device 100 to restore the FEC codeword with an error added, and the restored FEC codeword by the FEC decoder. It is designed to be decoded.

制御部25は、例えばCPU、ROM、RAM、HDDなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、試験信号発生装置100を構成する上記各部の動作を制御する。また、制御部25は、ROM等に記憶された所定のプログラムをRAMに移して実行することにより、後述するビット誤り率入力部25a、誤りFECシンボル数入力部25b、誤りビット数入力部25c、CWサイズ入力部25d、CW数算出部25e、及びCWタイミング制御部25fをソフトウェア的に構成することが可能である。 The control unit 25 is composed of, for example, a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, a HDD, a personal computer, or the like, and controls the operation of each of the above-described units included in the test signal generator 100. Further, the control unit 25 transfers a predetermined program stored in the ROM or the like to the RAM and executes the program so that a bit error rate input unit 25a, an error FEC symbol number input unit 25b, an error bit number input unit 25c, which will be described later, The CW size input unit 25d, the CW number calculation unit 25e, and the CW timing control unit 25f can be configured by software.

なお、ビット誤り率入力部25a、誤りFECシンボル数入力部25b、誤りビット数入力部25c、CWサイズ入力部25d、CW数算出部25e、及びCWタイミング制御部25fは、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)などのディジタル回路で構成することも可能である。あるいは、ビット誤り率入力部25a、誤りFECシンボル数入力部25b、誤りビット数入力部25c、CWサイズ入力部25d、CW数算出部25e、及びCWタイミング制御部25fは、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。 The bit error rate input unit 25a, the error FEC symbol number input unit 25b, the error bit number input unit 25c, the CW size input unit 25d, the CW number calculation unit 25e, and the CW timing control unit 25f are the FPGA (Field Programmable Gate Array). ) Or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Alternatively, the bit error rate input unit 25a, the error FEC symbol number input unit 25b, the error bit number input unit 25c, the CW size input unit 25d, the CW number calculation unit 25e, and the CW timing control unit 25f are hardware processing by digital circuits. It is also possible to appropriately combine the above and software processing by a predetermined program.

ビット誤り率入力部25aは、ユーザによる操作部27への操作に応じて、合成部24から出力される試験信号の所望のビット誤り率ERが入力されるようになっている。 The bit error rate input unit 25a is configured to input a desired bit error rate ER of the test signal output from the combining unit 24 in response to a user's operation on the operation unit 27.

誤りFECシンボル数入力部25bは、ユーザによる操作部27への操作に応じて、試験信号に含まれる複数のFECコードワードのうち、誤りFECシンボルを有するFECコードワード(以下、「誤りFECコードワード」とも称する)に含まれる誤りFECシンボルの所望の数sEが入力されるようになっている。 The error FEC symbol number input unit 25b, among the plurality of FEC codewords included in the test signal according to the user's operation on the operation unit 27, has an FEC codeword having an error FEC symbol (hereinafter, referred to as “error FEC codeword”). (Also referred to as “”), the desired number of error FEC symbols sE is input.

誤りビット数入力部25cは、ユーザによる操作部27への操作に応じて、誤りFECシンボルに含まれる誤りビットの所望の数bEが入力されるようになっている。 The error bit number input unit 25c is configured to input a desired number bE of error bits included in the error FEC symbol in response to a user's operation on the operation unit 27.

CWサイズ入力部25dは、ユーザによる操作部27への操作に応じて、FECコードワードを構成するビットの数(以下、「CWサイズ」とも称する)CWsizeが入力されるようになっている。例えば、RS−FEC(544,514)の場合は、CWサイズは5440ビットである。 The CW size input unit 25d is configured to input the number of bits forming the FEC codeword (hereinafter, also referred to as “CW size”) CW size in response to a user's operation on the operation unit 27. For example, in the case of RS-FEC (544,514), the CW size is 5440 bits.

CW数算出部25eは、ビット誤り率入力部25aに入力されたビット誤り率ER、誤りFECシンボル数入力部25bに入力された誤りFECシンボルの数sE、誤りビット数入力部25cに入力された誤りビットの数bE、及び、CWサイズ入力部25dに入力されたCWサイズCWsizeに基づいて、所望のビット誤り率を実現するために必要なFECコードワードの最小数と、この最小数のFECコードワードに含まれる誤りFECコードワードの数とを算出するようになっている。 The CW number calculation unit 25e inputs the bit error rate ER input to the bit error rate input unit 25a, the number of error FEC symbols sE input to the error FEC symbol number input unit 25b, and the error bit number input unit 25c. the number of error bits bE, and, based on the CW size CW size input to the CW size input unit 25d, and the minimum number of FEC codewords required in order to achieve a desired bit error rate, FEC of the minimum number The number of error FEC codewords included in the codeword is calculated.

CWタイミング制御部25fは、CW数算出部25eにより算出された最小数の連続するFECコードワードが、CW数算出部25eにより算出された数の誤りFECコードワードを含む試験信号を発生させるように、エラー信号発生部22から出力されるエラー信号のタイミングを制御するタイミング信号を生成する。 The CW timing control unit 25f causes the minimum number of consecutive FEC codewords calculated by the CW number calculation unit 25e to generate a test signal including the number of erroneous FEC codewords calculated by the CW number calculation unit 25e. , And generates a timing signal for controlling the timing of the error signal output from the error signal generator 22.

エラー信号発生部22は、CWタイミング制御部25fから出力されるタイミング信号に従ってエラー信号を発生させる。例えば、このエラー信号は、試験信号における上記の最小数の連続するFECコードワードにおいて、n個のFECコードワードごとに1つの誤りFECコードワードを含むパターンをm回繰り返させるとともに、n+1個のFECコードワードごとに1つの誤りFECコードワードを含むパターンをp回繰り返させるようになっている。 The error signal generator 22 generates an error signal according to the timing signal output from the CW timing controller 25f. For example, this error signal causes a pattern containing one erroneous FEC codeword for every n FEC codewords to be repeated m times in the minimum number of consecutive FEC codewords in the test signal, and n+1 FEC codewords. A pattern including one erroneous FEC codeword for each codeword is repeated p times.

表示部26は、例えばLCDやCRTなどの表示機器で構成され、制御部25からの制御信号に応じて、各種表示内容を表示するようになっている。さらに、表示部26は、各種条件を設定するためのソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象の表示を行うようになっている。 The display unit 26 is composed of a display device such as an LCD or a CRT, and displays various display contents according to a control signal from the control unit 25. Further, the display unit 26 displays operation targets such as soft keys for setting various conditions, pull-down menus, and text boxes.

操作部27は、ユーザによる操作入力を受け付けるためのものであり、例えば表示部26の表示画面の表面に設けられたタッチパネルで構成される。あるいは、操作部27は、キーボード又はマウスのような入力デバイスを含んで構成されてもよい。また、操作部27は、リモートコマンドなどによる遠隔制御を行う外部制御装置で構成されてもよい。 The operation unit 27 is for receiving an operation input by the user, and is configured by, for example, a touch panel provided on the surface of the display screen of the display unit 26. Alternatively, the operation unit 27 may include an input device such as a keyboard or a mouse. Further, the operation unit 27 may be configured by an external control device that performs remote control by a remote command or the like.

操作部27への操作入力は、制御部25により検知されるようになっている。例えば、操作部27により、MACフレームデータ出力部11から出力させるMACフレームのデータの選択や、後述するER、sE、bE、CWsizeなどの各種パラメータをユーザが任意に指定することなどが可能である。 The operation input to the operation unit 27 is detected by the control unit 25. For example, the operation unit 27 can be used to select the data of the MAC frame to be output from the MAC frame data output unit 11, and the user can arbitrarily specify various parameters such as ER, sE, bE, and CW size described later. is there.

以下、ビット誤り率入力部25a、誤りFECシンボル数入力部25b、誤りビット数入力部25c、CWサイズ入力部25d、CW数算出部25e、及びCWタイミング制御部25fが実行する処理の一例を説明する。 Hereinafter, an example of processing executed by the bit error rate input unit 25a, the error FEC symbol number input unit 25b, the error bit number input unit 25c, the CW size input unit 25d, the CW number calculation unit 25e, and the CW timing control unit 25f will be described. To do.

まず、ユーザによる操作部27への操作により、ビット誤り率ER、1FECコードワード当たりの誤りFECシンボル数sE、1誤りFECシンボル当たりの誤りビット数bE、及びCWサイズCWsizeが、それぞれビット誤り率入力部25a、誤りFECシンボル数入力部25b、誤りビット数入力部25c、及びCWサイズ入力部25dに入力される。 First, when the user operates the operation unit 27, the bit error rate ER, the error FEC symbol number sE per FEC codeword, the error bit number bE per error FEC symbol, and the CW size CW size are respectively changed. It is input to the input unit 25a, the error FEC symbol number input unit 25b, the error bit number input unit 25c, and the CW size input unit 25d.

ビット誤り率ER(=α×10−N)は、ビット誤り率ER、1FECコードワード当たりの誤りFECシンボル数sE、1誤りFECシンボル当たりの誤りビット数bE、CWサイズCWsize、注目するFECコードワードの数TCW、及びTCW個のFECコードワードに含まれる誤りFECコードワードの数ECWを用いて、下記の式(1)のように表される。 The bit error rate ER (=α×10 −N ) is the bit error rate ER, the number of error FEC symbols per FEC codeword sE, the number of error bits per error FEC symbol bE, the CW size CW size , and the FEC code of interest. The number of words T CW and the number of erroneous FEC codewords E CW included in the T CW FEC codewords are used to represent the following equation (1).

Figure 2020120250
ここで、式(1)の分母は注目する全ビット数であり、分子は注目する全ビット数に含まれる誤りビット数を表している。
Figure 2020120250
Here, the denominator of Expression (1) is the total number of bits of interest, and the numerator represents the number of error bits included in the total number of bits of interest.

式(1)は式(2)のように変形することができる。なお、既に述べたように、FECシンボルに誤りビットを1ビット含めることで誤りFECシンボルを生成できるため、式(2)では1誤りFECシンボル当たりの誤りビット数bEを1としている。 Expression (1) can be transformed into Expression (2). As described above, since an error FEC symbol can be generated by including one error bit in the FEC symbol, the number of error bits bE per error FEC symbol is set to 1 in Expression (2).

Figure 2020120250
Figure 2020120250

式(2)を約分すると、分子及び分母はそれぞれ式(3)及び式(4)に示すようになる。 Subtracting Equation (2), the numerator and denominator are as shown in Equation (3) and Equation (4), respectively.

Figure 2020120250
Figure 2020120250
ここで、式(3)及び式(4)の分母は、式(2)の分子と分母の最大公約数である。式(3)で与えられるTCWの値は、所望のビット誤り率ERを実現するために必要なFECコードワードの最小数である。また、式(4)で与えられるECWの値は、TCW個のFECコードワードに含まれる誤りFECコードワードの数である。
Figure 2020120250
Figure 2020120250
Here, the denominators of equations (3) and (4) are the greatest common divisors of the numerator and denominator of equation (2). The value of TCW given by equation (3) is the minimum number of FEC codewords needed to achieve the desired bit error rate ER. The value of E CW given by the equation (4) is the number of error FEC codewords included in the T CW FEC codewords.

すなわち、CW数算出部25eは、式(3)及び式(4)に従ってTCW及びECWを算出する。例えば、ビット誤り率ERを3×10−4(すなわち、α=3かつN=4)、誤りFECシンボル数sEを5、CWサイズCWsizeを5440とすると、TCWは625となり、ECWは204となる。 That is, the CW number calculation unit 25e calculates T CW and E CW according to the equations (3) and (4). For example, the bit error rate ER 3 × 10 -4 (i.e., alpha = 3 and N = 4), When the 5, CW size CW size error FEC symbol number sE 5440, T CW 625 becomes, E CW is It becomes 204.

さらに、CWタイミング制御部25fは、既に述べたn、m、及びpを以下の式(5)〜(7)に従って算出する。 Further, the CW timing control unit 25f calculates n, m, and p described above according to the following equations (5) to (7).

Figure 2020120250
Figure 2020120250
Figure 2020120250
ここで、mod(TCW/ECW)は、TCWをECWで割ったときの余りである。このようにして、n、m、及びpを算出することにより、TCW個のFECコードワードの中に、ほぼ均等にECW個の誤りFECコードワードを配置することができる。
Figure 2020120250
Figure 2020120250
Figure 2020120250
Here, mod(T CW /E CW ) is the remainder when T CW is divided by E CW . By calculating n, m, and p in this way, it is possible to arrange E CW error FEC codewords almost evenly in T CW FEC codewords.

ビット誤り率ERが3×10−4、誤りFECシンボル数sEが5、CWサイズCWsizeが5440、TCWが625、ECWが204である上記の例の場合、式(5)〜(7)により、n=3、m=191、p=13となる。すなわち、図2に示すように、625個のFECコードワードのうちの573(=n×m)個については、3個のFECコードワードごとに1つの誤りFECコードワード(黒塗りで示す)が含まれるパターンが191回繰り返される。また、625個のFECコードワードのうちの52(=(n+1)×p)個については、4個のFECコードワードごとに1つの誤りFECコードワードが含まれるパターンが13回繰り返される。各誤りFECコードワード内には、連続する5つの誤りFECシンボル(すなわち、バーストFECシンボルエラー)が存在する。626個目以降のFECコードワードについても同様である。 In the case of the above example in which the bit error rate ER is 3×10 −4 , the number of error FEC symbols sE is 5, the CW size CW size is 5440, the TCW is 625, and the ECW is 204, equations (5) to (7) are used. ), n=3, m=191, and p=13. That is, as shown in FIG. 2, for 573 (=n×m) of 625 FEC codewords, one error FEC codeword (shown in black) is provided for every three FEC codewords. The included pattern is repeated 191 times. Further, for 52 (=(n+1)×p) of 625 FEC codewords, a pattern including one error FEC codeword for every four FEC codewords is repeated 13 times. Within each error FEC codeword, there are 5 consecutive error FEC symbols (ie, burst FEC symbol errors). The same applies to the 626th and subsequent FEC codewords.

なお、図2に示した例では、625個の連続するFECコードワードにおいて、3個のFECコードワードごとのパターンが全て繰り返された後に、4個のFECコードワードごとのパターンが繰り返されるようになっているが、本発明はこれに限定されない。例えば、3個のFECコードワードごとのパターンと4個のFECコードワードごとのパターンとがランダムな順序で配列されてもよい。 In the example shown in FIG. 2, in the 625 consecutive FEC codewords, the pattern for every three FEC codewords is repeated, and then the pattern for every four FEC codewords is repeated. However, the present invention is not limited to this. For example, the pattern for every three FEC codewords and the pattern for every four FEC codewords may be arranged in a random order.

CWタイミング制御部25fは、上記のようにして求めた誤りFECコードワードの出現タイミングに応じて、PAM4処理部13から出力されたPAM4信号のMSBとLSBの一方あるいは両方に所定ビット間隔でエラーを付加するためのタイミング信号を発生させる。例えば1つの誤りFECコードワードに注目すると、誤りFECシンボル数sEが2である場合は、図3において黒塗りで示すように、例えば10PAM4シンボルごとにMSBに1ビット分のエラーが連続して2回付加される。なお、エラーが付加される箇所は、LSBであってもよく、あるいは、MSBとLSBの両方であってもよい。 The CW timing control unit 25f gives an error to the MSB and/or the LSB of the PAM4 signal output from the PAM4 processing unit 13 at a predetermined bit interval according to the appearance timing of the error FEC codeword obtained as described above. A timing signal for adding is generated. For example, focusing on one error FEC codeword, when the number of error FEC symbols sE is 2, as shown in black in FIG. Is added twice. The location to which the error is added may be the LSB or both the MSB and the LSB.

以下、FECエラー付加装置20を用いるFECエラー付加方法について、図4のシーケンス図を参照しながらその処理の一例を説明する。 Hereinafter, an example of the process of the FEC error adding method using the FEC error adding device 20 will be described with reference to the sequence diagram of FIG.

まず、ユーザによる操作部27への操作により各種パラメータが入力される(入力ステップS1)。これらのパラメータには、試験信号のビット誤り率ERや、誤りFECコードワードに含まれる誤りFECシンボルの数sEや、誤りFECシンボルに含まれる誤りビットの数bEや、CWサイズCWsizeなどが含まれる。 First, various parameters are input by the user operating the operation unit 27 (input step S1). These parameters include the bit error rate ER of the test signal, the number sE of error FEC symbols included in the error FEC codeword, the number bE of error bits included in the error FEC symbol, the CW size CW size, and the like. Be done.

次に、CW数算出部25eは、入力ステップS1に入力されたビット誤り率、及び誤りFECシンボルの数などのパラメータに基づいて、所望のビット誤り率を実現するために必要なFECコードワードの最小数と、この最小数のFECコードワードに含まれる誤りFECコードワードの数とを算出する(CW数算出ステップS2)。 Next, the CW number calculation unit 25e determines the FEC codeword required to realize the desired bit error rate based on the parameters such as the bit error rate and the number of error FEC symbols input in the input step S1. The minimum number and the number of error FEC codewords included in this minimum number of FEC codewords are calculated (CW number calculation step S2).

次に、CWタイミング制御部25fは、エラー信号発生部22から出力されるエラー信号のタイミングを制御するタイミング信号の出力を開始する(ステップS3)。 Next, the CW timing control unit 25f starts the output of the timing signal that controls the timing of the error signal output from the error signal generation unit 22 (step S3).

次に、エラー信号発生部22は、分割部21から出力されるPAM4信号のMSB及びLSBの一方あるいは両方に所定ビット間隔で連続的にエラーを付加するためのエラー信号の出力を開始する(エラー信号発生ステップS4)。このエラー信号は、CW数算出ステップS2により算出された最小数の連続するFECコードワードが、CW数算出ステップS2により算出された数の誤りFECコードワードを含む試験信号を発生させるためのものである。 Next, the error signal generator 22 starts outputting an error signal for continuously adding an error to MSB and/or LSB of the PAM4 signal output from the divider 21 at predetermined bit intervals (error). Signal generation step S4). This error signal is for generating a test signal in which the minimum number of consecutive FEC codewords calculated in the CW number calculation step S2 includes the number of erroneous FEC codewords calculated in the CW number calculation step S2. is there.

一方、分割部21は、PAM4信号出力部10から出力されたPAM4信号をMSBとLSBに分割する処理を開始する(分割ステップS5)。 On the other hand, the division unit 21 starts the process of dividing the PAM4 signal output from the PAM4 signal output unit 10 into MSB and LSB (division step S5).

次に、エラー付加部23は、分割ステップS5から出力されたPAM4信号のMSB及びLSBと、エラー信号発生ステップS4から出力されたエラー信号とのXOR演算をビット単位で行い、その演算結果として得られるビット列の出力を開始する(エラー付加ステップS6)。 Next, the error adding unit 23 performs an XOR operation on a bit-by-bit basis between the MSB and LSB of the PAM4 signal output from the dividing step S5 and the error signal output from the error signal generating step S4, and obtains the operation result as the operation result. The output of the bit string to be generated is started (error adding step S6).

次に、合成部24は、エラー付加ステップS6から出力されたMSB及びLSBのビット列を合成してエラーが付加されたPAM4信号を生成し、このエラーが付加されたPAM4信号を試験信号として出力する処理を開始する(合成ステップS7)。 Next, the synthesizing section 24 synthesizes the MSB and LSB bit strings output from the error adding step S6 to generate an error-added PAM4 signal, and outputs the error-added PAM4 signal as a test signal. The process is started (compositing step S7).

以上説明したように、本実施形態に係るFECエラー付加装置20は、ユーザにより試験信号のビット誤り率や誤りFECシンボルの数などのパラメータが指定されることにより、PAM4信号を受信するDUT200のFEC機能を試験するための試験信号を生成することができる。本実施形態に係るFECエラー付加装置20は、これらのパラメータを変化させることにより、DUT200のFECデコーダでエラー訂正可能又はエラー訂正不可能となる試験信号を容易に生成することができる。 As described above, the FEC error adding apparatus 20 according to the present exemplary embodiment allows the user to specify parameters such as the bit error rate of the test signal and the number of error FEC symbols, so that the FEC of the DUT 200 that receives the PAM4 signal. A test signal can be generated to test the function. The FEC error adding apparatus 20 according to the present embodiment can easily generate a test signal that can or cannot be error-corrected by the FEC decoder of the DUT 200 by changing these parameters.

ところで、従来より、誤り率測定においては、エラーがポアソン分布である試験信号が用いられることがある。しかしながら、エラーがポアソン分布である試験信号を用いる場合には、試験時間が長時間になるという問題がある。さらに、ビットレートが100Gbit/sを超える場合、エラーがポアソン分布である試験信号をFPGAなどのロジック回路で生成しようとすると、回路の実装規模が膨大になってしまい、結果として実現が不可能になってしまうという問題がある。 By the way, conventionally, in error rate measurement, a test signal whose error has a Poisson distribution may be used. However, when a test signal whose error is Poisson distribution is used, there is a problem that the test time becomes long. Furthermore, when the bit rate exceeds 100 Gbit/s, if a logic circuit such as an FPGA is used to generate a test signal whose error is Poisson distribution, the circuit implementation scale becomes enormous, and as a result it becomes impossible to implement. There is a problem of becoming.

これに対して、本実施形態に係るFECエラー付加装置20は、PAM4信号のMSB及びLSBにそれぞれ所定ビット間隔で連続的にエラーを付加するため、バーストエラーを含むFECコードワードを時間的にほぼ均等な間隔で生成することができる。これにより、本実施形態に係るFECエラー付加装置20は、短時間で効率的に誤り率測定を行うことを可能にする試験信号を生成できる。 On the other hand, since the FEC error adding apparatus 20 according to the present embodiment continuously adds errors to MSB and LSB of the PAM4 signal at predetermined bit intervals, the FEC codeword including a burst error is almost time-wise. It can be generated at even intervals. As a result, the FEC error adding apparatus 20 according to the present embodiment can generate a test signal that enables efficient error rate measurement in a short time.

10 PAM4信号出力部
11 MACフレームデータ出力部
12 FECエンコーダ
13 PAM4処理部
20 FECエラー付加装置
21 分割部
22 エラー信号発生部
23 エラー付加部
24 合成部
25 制御部
25a ビット誤り率入力部
25b 誤りFECシンボル数入力部
25c 誤りビット数入力部
25d CWサイズ入力部
25e CW数算出部
25f CWタイミング制御部
26 表示部
27 操作部
100 試験信号発生装置
200 DUT
10 PAM4 signal output unit 11 MAC frame data output unit 12 FEC encoder 13 PAM4 processing unit 20 FEC error addition device 21 division unit 22 error signal generation unit 23 error addition unit 24 synthesis unit 25 control unit 25a bit error rate input unit 25b error FEC Symbol number input unit 25c Error bit number input unit 25d CW size input unit 25e CW number calculation unit 25f CW timing control unit 26 Display unit 27 Operation unit 100 Test signal generator 200 DUT

Claims (5)

複数のFECシンボルからなるFECコードワードを複数含むPAM4信号にエラーを付加するFECエラー付加装置(20)であって、
前記PAM4信号をMSBとLSBに分割する分割部(21)と、
前記MSB及び前記LSBの一方あるいは両方に所定ビット間隔で連続的に前記エラーを付加するためのエラー信号を発生させるエラー信号発生部(22)と、
前記MSB及び前記LSBと前記エラー信号との排他的論理和演算をビット単位で行い、その演算結果として得られるビット列を出力するエラー付加部(23)と、
前記エラー付加部から出力された前記MSB及び前記LSBのビット列を合成して前記エラーが付加されたPAM4信号を生成し、前記エラーが付加されたPAM4信号を試験信号として出力する合成部(24)と、
前記試験信号のビット誤り率が入力されるビット誤り率入力部(25a)と、
前記試験信号に含まれる複数の前記FECコードワードのうち、前記エラーが付加された前記FECシンボルである誤りFECシンボルを有するFECコードワードに含まれる前記誤りFECシンボルの数が入力される誤りFECシンボル数入力部(25b)と、
前記誤りFECシンボルに含まれる誤りビットの数が入力される誤りビット数入力部(25c)と、
前記FECコードワードを構成するビットの数が入力されるCWサイズ入力部(25d)と、
前記ビット誤り率入力部に入力された前記ビット誤り率、前記誤りFECシンボル数入力部に入力された前記誤りFECシンボルの数、前記誤りビット数入力部に入力された前記誤りビットの数、及び、前記CWサイズ入力部に入力された前記ビットの数に基づいて、前記ビット誤り率を実現するために必要な前記FECコードワードの最小数と、前記最小数の前記FECコードワードに含まれる前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードの数とを算出するCW数算出部(25e)と、を備え、
前記エラー信号発生部は、前記CW数算出部により算出された前記最小数の連続する前記FECコードワードが、前記CW数算出部により算出された前記数の前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードを含む前記試験信号を発生させるための前記エラー信号を出力することを特徴とするFECエラー付加装置。
An FEC error adding device (20) for adding an error to a PAM4 signal including a plurality of FEC codewords each including a plurality of FEC symbols,
A division unit (21) for dividing the PAM4 signal into MSB and LSB;
An error signal generator (22) for generating an error signal for continuously adding the error to one or both of the MSB and the LSB at a predetermined bit interval;
An error addition unit (23) that performs an exclusive OR operation of the MSB and the LSB and the error signal in bit units, and outputs a bit string obtained as a result of the operation,
A combining unit (24) that combines the MSB and LSB bit strings output from the error adding unit to generate the error-added PAM4 signal and outputs the error-added PAM4 signal as a test signal. When,
A bit error rate input unit (25a) to which the bit error rate of the test signal is input;
An error FEC symbol to which the number of the error FEC symbols included in the FEC codeword having an error FEC symbol, which is the FEC symbol to which the error is added, among the plurality of FEC codewords included in the test signal is input. A number input section (25b),
An error bit number input unit (25c) for inputting the number of error bits included in the error FEC symbol,
A CW size input unit (25d) into which the number of bits forming the FEC codeword is input;
The bit error rate input to the bit error rate input unit, the number of error FEC symbols input to the error FEC symbol number input unit, the number of error bits input to the error bit number input unit, and , The minimum number of the FEC codewords required to realize the bit error rate based on the number of the bits input to the CW size input unit, and the minimum number of FEC codewords included in the FEC codewords. A CW number calculation unit (25e) for calculating the number of FEC codewords having erroneous FEC symbols,
The error signal generation unit generates an FEC codeword in which the minimum number of continuous FEC codewords calculated by the CW number calculation unit has the number of the error FEC symbols calculated by the CW number calculation unit. An FEC error adding apparatus, which outputs the error signal for generating the test signal including the FEC error adding apparatus.
前記エラー信号発生部は、前記試験信号における前記最小数の連続するFECコードワードにおいて、n個のFECコードワードごとに1つの前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードが含まれるパターンがm回繰り返されるとともに、n+1個のFECコードワードごとに1つの前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードが含まれるパターンがp回繰り返されるように、前記エラー信号を発生させることを特徴とする請求項1に記載のFECエラー付加装置。 The error signal generator repeats a pattern including an FEC codeword having one error FEC symbol for every n FEC codewords m times in the minimum number of consecutive FEC codewords in the test signal. The error signal is generated so that a pattern including an FEC codeword having one error FEC symbol for every n+1 FEC codewords is repeated p times. FEC error adding device. 前記請求項1又は請求項2に記載のFECエラー付加装置(20)と、
複数のFECシンボルからなるFECコードワードを複数含むPAM4信号を前記FECエラー付加装置の前記分割部に出力するPAM4信号出力部(10)と、を備える試験信号発生装置。
An FEC error adding device (20) according to claim 1 or 2,
A PAM4 signal output unit (10) for outputting a PAM4 signal including a plurality of FEC codewords each including a plurality of FEC symbols to the division unit of the FEC error adding device, the test signal generating device.
複数のFECシンボルからなるFECコードワードを複数含むPAM4信号にエラーを付加するFECエラー付加方法であって、
前記PAM4信号をMSBとLSBに分割する分割ステップ(S5)と、
前記MSB及び前記LSBの一方あるいは両方に所定ビット間隔で連続的に前記エラーを付加するためのエラー信号を発生させるエラー信号発生ステップ(S4)と、
前記MSB及び前記LSBと前記エラー信号との排他的論理和演算をビット単位で行い、その演算結果として得られるビット列を出力するエラー付加ステップ(S6)と、
前記エラー付加ステップから出力された前記MSB及び前記LSBのビット列を合成して前記エラーが付加されたPAM4信号を生成し、前記エラーが付加されたPAM4信号を試験信号として出力する合成ステップ(S7)と、
前記試験信号のビット誤り率が入力されるビット誤り率入力ステップ(S1)と、
前記試験信号に含まれる複数の前記FECコードワードのうち、前記エラーが付加された前記FECシンボルである誤りFECシンボルを有するFECコードワードに含まれる前記誤りFECシンボルの数が入力される誤りFECシンボル数入力ステップ(S1)と、
前記誤りFECシンボルに含まれる誤りビットの数が入力される誤りビット数入力ステップ(S1)と、
前記FECコードワードを構成するビットの数が入力されるCWサイズ入力ステップ(S1)と、
前記ビット誤り率入力ステップに入力された前記ビット誤り率、前記誤りFECシンボル数入力ステップに入力された前記誤りFECシンボルの数、前記誤りビット数入力ステップに入力された前記誤りビットの数、及び、前記CWサイズ入力ステップに入力された前記ビットの数に基づいて、前記ビット誤り率を実現するために必要な前記FECコードワードの最小数と、前記最小数の前記FECコードワードに含まれる前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードの数とを算出するCW数算出ステップ(S2)と、を含み、
前記エラー信号発生ステップは、前記CW数算出ステップにより算出された前記最小数の連続する前記FECコードワードが、前記CW数算出ステップにより算出された前記数の前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードを含む前記試験信号を発生させるための前記エラー信号を出力することを特徴とするFECエラー付加方法。
A FEC error adding method for adding an error to a PAM4 signal including a plurality of FEC codewords each including a plurality of FEC symbols,
A dividing step (S5) of dividing the PAM4 signal into MSB and LSB;
An error signal generating step (S4) of generating an error signal for continuously adding the error to one or both of the MSB and the LSB at a predetermined bit interval;
An error addition step (S6) of performing an exclusive OR operation of the MSB and the LSB and the error signal on a bit-by-bit basis and outputting a bit string obtained as a result of the operation.
A combining step (S7) of combining the bit strings of the MSB and the LSB output from the error adding step to generate a PAM4 signal added with the error and outputting the PAM4 signal added with the error as a test signal. When,
A bit error rate input step (S1) in which the bit error rate of the test signal is input,
An error FEC symbol to which the number of the error FEC symbols included in the FEC codeword having an error FEC symbol, which is the FEC symbol to which the error is added, among the plurality of FEC codewords included in the test signal is input. A number input step (S1),
An error bit number input step (S1) for inputting the number of error bits included in the error FEC symbol;
A CW size input step (S1) in which the number of bits forming the FEC codeword is input;
The bit error rate input in the bit error rate input step, the number of error FEC symbols input in the error FEC symbol number input step, the number of error bits input in the error bit number input step, and , A minimum number of the FEC codewords required to achieve the bit error rate based on the number of the bits input to the CW size input step, and the minimum number of FEC codewords included in the FEC codewords. A CW number calculation step (S2) for calculating the number of FEC codewords having an erroneous FEC symbol, and
In the error signal generating step, the minimum number of consecutive FEC codewords calculated in the CW number calculating step are FEC codewords having the number of the error FEC symbols calculated in the CW number calculating step. An FEC error adding method comprising outputting the error signal for generating the test signal including the error signal.
前記エラー信号発生ステップは、前記試験信号における前記最小数の連続するFECコードワードにおいて、n個のFECコードワードごとに1つの前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードが含まれるパターンがm回繰り返されるとともに、n+1個のFECコードワードごとに1つの前記誤りFECシンボルを有するFECコードワードが含まれるパターンがp回繰り返されるように、前記エラー信号を発生させることを特徴とする請求項4に記載のFECエラー付加方法。 In the error signal generating step, a pattern including an FEC codeword having one error FEC symbol for every n FEC codewords is repeated m times in the minimum number of consecutive FEC codewords in the test signal. At the same time, the error signal is generated such that a pattern including an FEC codeword having one error FEC symbol for every n+1 FEC codewords is repeated p times. FEC error addition method.
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