JP3173713B2 - エラー訂正符号化方法および送受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＯＮＥＴ（Sync
hronous Optical Network）に代表される光同期通信方
式におけるライン終端装置間でのエラー訂正符号化方法
とそれを基にした送受信装置に関する。なお、本発明
は、同様の光同期通信方式であるＳＤＨ（Synchronous
Digital Hierarchy）方式に対しても適用可能である。
以下においてはＳＯＮＥＴ方式の規格に基ずいた記述を
おこなうが、用語を置き換えるだけでＳＤＨ方式に対し
ても有効である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＳＯＮＥＴ伝送装置におけるエラ
ー訂正符号化は、伝送フレームの１周期分である１フレ
ーム毎を１個の符号領域とすることが、アイ・イー・イ
ー・イー、トランザクション オン コミュニケーショ
ンズ（１９９０）、第４６７頁から第４７６頁(IEEE, T
rans. on Communications, vol.38, No.4, April 1990,
PP467-476)（先行例１）において論じられている。一
方、１フレームを３等分した各々を１個の符号領域とす
るエラー訂正符号化が、アメリカン・ナショナル・スタ
ンダーズ・インスティテュート、Ｔ１Ｘ１.５ワーキン
グ・グループへの投稿資料(ANSI, T1X1.5/94-148 1994)
（先行例２）において論じられている。この先行例２に
おいては、セクションオーバヘッド領域を除く領域（ラ
インオーバヘッド領域+ペイロード領域）を符号化対象
領域とすること、さらに、各符号の末尾をセクションオ
ーバヘッドおよびラインオーバヘッドの未定義バイトと
し、検査ビットをこの未定義バイトに格納する手法も記
載されている。

【０００３】また、実際の伝送路において発生すること
が問題となるバーストエラーに対するエラー訂正符号と
して、リード・ソロモン符号や並列型ハミング符号の適
用がそれぞれ提案されており、前者は例えばエレクトロ
ニクス・レター、第２５４頁から第２５５頁（１９９
４）(Electronics Letters, vol.30, No.3, 1994, PP25
4-255)（先行例３）に、後者は電子情報通信学会総合大
会予稿集第２分冊（１９９４春）、第５２０頁（先行例
４）に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のエラー訂正符号
化方法のうち、先行例１の１フレーム毎の符号化方法で
は、復号に伴う遅延時間が最低でも１フレーム相当の１
２５マイクロ秒必要であり、短い遅延時間が要求される
ライン終端装置においては最低でも１２５マイクロ秒の
遅延が発生することとなる。

【０００５】また、先行例２の１フレームの３等分毎の
符号化では、検査ビットの一部をセクションオーバヘッ
ドに格納する必要があるが、中継器に代表される一般的
なセクション終端装置では、セクションオーバヘッドが
付け替えられる。このため、ライン終端装置間でのエラ
ー訂正符号化および復号化を想定した際、送信側のライ
ン終端装置にてセクションオーバヘッドに付加した検査
ビットが、ライン終端装置間に存在する既存のセクショ
ン終端装置にて喪失してしまい、受信側のライン終端装
置では復号化が不可能となる。

【０００６】先行例３のリード・ソロモン符号では、伝
送路速度を５Gb/secとＳＯＮＥＴに準拠しない速度にす
る必要があり、既存のライン終端装置やセクション終端
装置双方が使用できなくなる問題がある。

【０００７】先行例４でのハミング符号をビット毎に並
列化した場合、回路規模が大きいという問題の他に、１
フレーム毎の符号化をおこなうことにより最低でも１フ
レーム相当の１２５マイクロ秒の復号遅延が生じる。

【０００８】また、受信側においては、伝送路品質管理
の観点からＢ２バイト等のパリティ照合にもとずく信号
劣化警報の発出・解除が定められている。エラー訂正復
号装置を付加した場合の信号劣化警報の発出に関しては
具体的な先行技術はないが、従来と同様に純粋に伝送路
品質を監視するためには、エラー訂正復号以前の信号に
対してパリティ照合をおこない、信号劣化警報の発出・
解除が行なわれるべきである。しかしながら、エラー訂
正復号装置付加に伴い、上記のエラー訂正復号以前の信
号とともに、エラー訂正復号以後の信号にもとずいて伝
送路品質を監視する手法が必要となっている。

【０００９】以上のことから、従来のエラー訂正符号化
方法では、復号に際して最低でも１フレーム相当の１２
５マイクロ秒の遅延が生じるか、あるいはライン終端装
置間でのエラー訂正符号化および復号化を想定した際、
既存のセクション終端装置が使用不可能となる問題が存
在する。

【００１０】さらに、バーストエラーに対する訂正能力
を保持するためには、回路規模が大きくなるか、ＳＯＮ
ＥＴに準拠しない伝送速度に変換する必要が生じるとい
う問題が存在する。

【００１１】また、エラー訂正復号装置付加に伴い、エ
ラー訂正復号以後の信号に基づいて伝送路品質を監視す
る方法が必要となっている。

【００１２】本発明は、上記問題点を改善した符号化方
法と、それを適用した送受信装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、光同期通信方式における伝送路間での伝
送フレームのエラー訂正符号化方法において、前記伝送
フレームの１周期分を５以上８以下の整数をＮとしてＮ
対（９−Ｎ）の割合で２個の分割領域１および分割領域
２に分割し、当該分割領域１および分割領域２に対して
各々独立に符号化をおこなうとともに、各々の符号の検
査ビットを当該符号内のラインオーバヘッド内に格納し
た。また、各々の符号の末尾をラインオーバヘッド内に
位置させるとともに、各当該符号の末尾に各々の符号の
検査ビットを格納した。このような構成とすることによ
って、セクションオーバヘッド領域を符号化領域としな
いですむ。

【００１４】さらに、本発明は、上記のエラー訂正符号
化方法において、伝送フレームにおける連続する少なく
とも２ビット以上を１ブロックとし、該ブロックからな
る連続する少なくとも２個以上のＬ個のブロックにおい
て、該Ｌ個のブロックの各々１個のブロックは全て互い
に異なる符号に属し、かつ（Ｌ−１）個おきに同一の符
号に属するように当該ブロックが配置され、各々の符号
の検査ビットを当該符号内のラインオーバヘッド内に格
納した。

【００１５】また、本発明は、上記のエラー訂正符号化
方法において、伝送フレームの速度を622.08 Mb/s の整
数倍とし、かつ当該伝送フレームの１周期分を分割した
分割領域１および分割領域２に対して各々独立にリード
・ソロモン符号化を行うようにした。このリード・ソロ
モン符号としてガロア体(2の16乗)上の符号を適用し
た。さらに、リード・ソロモン符号としてその生成多項
式が（ｘ+α∧i）×（ｘ+α∧(i+1)）,（α∧iはαのi
乗を表す, αはｒ次の原始多項式の原始(2∧r-1)乗根,
rは２以上の整数, iは任意の整数）である符号を適用し
た。加えて、リード・ソロモン符号としてその生成多項
式が（ｘ+α∧i）×（ｘ+α∧(i+1)）×（ｘ+α∧(i+
2)）,（α∧iはαのi乗を表す, αはｒ次の原始多項式
の原始(2∧r-1)乗根, rは２以上の整数, iは任意の整
数）である符号を適用した。

【００１６】本発明は、符号化の対象とする情報領域と
して、セクションオーバヘッド領域を除き、ラインオー
バヘッド領域とペイロード領域を符号化対象とした。

【００１７】さらに、本発明は、光同期通信方式での伝
送路への送信装置において、Ｂ２バイトのパリティ生成
演算装置と、エラー訂正符号装置を具備し、該エラー訂
正符号装置が、前記Ｂ２バイトのパリティ生成演算装置
の結果を伝送フレームに挿入する位置よりも時間的に後
に位置し、かつ該伝送フレームからの該パリティ生成演
算装置へのデータ取り込み部よりも時間的前に位置する
ように配置した。

【００１８】本発明は、光同期通信方式での伝送路から
の受信装置において、エラー訂正復号装置と、該エラー
訂正復号装置の前後にそれぞれ１個ずつ配置された２個
のＢ２バイトの照合演算装置を具備した。

【００１９】本発明は、光同期通信方式での伝送路から
の受信装置において、エラー訂正復号装置と、受信タイ
ミングで該エラー訂正復号装置の前に配置された１個の
Ｂ２バイトのパリティ照合演算装置を具備するととも
に、前記エラー訂正復号装置が、エラー訂正数の計数カ
ウンター、または、検出したエラーのうち未訂正数の計
数カウンターを具備した。

【００２０】本発明は、光同期通信方式での伝送路への
送信装置において、エラー訂正符号装置と、Ｂ２バイト
のパリティ生成演算装置を具備し、前記エラー訂正符号
装置が、前記Ｂ２バイトのパリティ生成演算装置の結果
を伝送フレームに挿入する位置よりも時間的に後に位置
するとともに、前記伝送フレームからの前記パリティ生
成演算装置へのデータ取り込み部よりも時間的前に位置
するように配置するとともに、エラー訂正符号化方法と
して、前記いずれかのエラー訂正符号化方法を適用す
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】復号遅延を１フレーム相当の１２
５マイクロ秒以下とし、かつ、ライン終端装置間でのエ
ラー訂正符号化および復号化において、既存のセクショ
ン終端装置が存在しても復号を可能とするために、図１
に示すようにＮを５以上８以下の整数とし、１フレーム
をＮ対（９-Ｎ）の割合に２分割して、その各々の分割
領域（１）および分割領域（２）に対して独立に符号化
をおこなう。また、符号化および復号化に関して遅延が
最小となるように各符号の末尾をラインオーバヘッド
（１１）内の未定義バイトとし、検査ビット（２０，２
１）を各符号の末尾に格納する。符号回路、復号回路と
しては、例えば図２、図３に示すようなフィードバック
シフトレジスタを用いた回路を使用する。

【００２２】図１において、１フレームは、３×Ｍバイ
トのオーバヘッド領域(８)と８７×Ｍバイトのペイロー
ド領域(１２)からなる行が９行集まって構成されるとと
もに、オーバヘッド領域(８)は、３行のセクションオー
バヘッド領域(１０)と６行のラインオーバヘッド領域
(１１)を有している。本発明の符号化は、ある行のペイ
ロード領域(１２)の先頭から始まり、これから９行後の
オーバヘッド領域(８)の終わりの間の１フレーム相当の
期間で実行される。１フレーム相当の期間は、５〜８行
の符号領域Ａ(１)とこの領域に続く４〜１行の符号領域
Ｂ(２)とから構成される。符号化領域Ａ(１)の最終オー
バヘッド領域(８)のラインオーバヘッド領域(１１)に
は、符号領域Ａ(１)に対する検査ビット(２０)がロード
される。同様に、符号化領域Ｂ(２)の最終オーバヘッド
領域(８)のラインオーバヘッド領域(１１)には、符号領
域Ｂ(２)に対する検査ビット(２１)がロードされる。

【００２３】図２は、符号化回路(１００)を示してお
り、この符号化回路（１００）は、２個のＲＳフリップ
フロップ(２００，２０１)と、２個の排他的論理和(２
２０)と、ｇ０の乗算器(２３０)と、ｇ１の乗算器(２３
１)と、スイッチ(４００)と、被符号化信号入力端子(３
００)と、信号出力端子(３０１)と、検査シンボル出力
端子(３０２)とを有している。

【００２４】図３は、復号回路(１０１)を示しており、
この復号回路(１０１)は、２個のＲＳフリップフロップ
(２００，２０１)と、３個の排他的論理和(２２０)と、
ｇ０の乗算器(２３０)と、ｇ１の乗算器(２３１)と、ｈ
０の乗算器(２４０)と、ｈ１の乗算器(２４１)と、エラ
ーパターン検出器(２５０)と、ランダムアクセスメモリ
(２６０)と、被復号化信号入力端子(３１０)と、復号化
信号(３１１)とを有している。

【００２５】エラー訂正符号化におけるバーストエラー
に対する訂正能力を保持し、かつ回路規模があまり大き
くなく、かつＳＯＮＥＴに準拠した伝送速度で使用可能
な符号を構成するために、ＳＴＳ-１２（622.08 Mb/s）
レベル以上の伝送フレームに対してガロア体（2のＫ
乗）上のリード・ソロモン符号、すなわちＫビットを１
シンボル（１ブロック）とする符号を適用する。ここ
で、Ｋは２以上の整数である。さらに、ある所定のバー
ストエラーに対処するために、図４に示すように連続す
るＬ個のブロックは全て互いに異なる符号に属し、かつ
（Ｌ-１）個のブロックおきに同一符号に属するように
時間的に交互にフレームを分割する。

【００２６】すなわち、最初の３行のオーバヘッド領域
(８)は、セクションオーバヘッド領域(１０)としての機
能を持ち、主にネットワークのセクション間でネットワ
ークを管理するためのデータがロードされ、ペイロード
領域(１２)および４行目からのラインオーバヘッド領域
(１１)には、符号領域１´(３)、符号領域２´(４)、符
号領域３´(５)、符号領域４´(６)、…符号領域Ｌ´
(７)が時間的にフレームを分割して順次格納されてい
る。

【００２７】エラー訂正復号以後の信号に基づいた伝送
路品質監視を実現するために、図５に示す伝送路への送
信装置、および、図６に示す伝送路からの受信装置を使
用する。図５および図６の送受信装置は、Ｂ２パリティ
演算部と符号復号部に着目した図であり、実際には様々
な機能を有しているがこれらについては省略した。

【００２８】図５の送信装置は、符号回路(１００)と、
Ｂ２パリティ生成演算回路(１１０)と、セクションオー
バヘッド処理部(１２０)と、ラインオーバヘッド処理部
(１２１)と、スクランブラ(１２２)と、Ｅ／Ｏ変換器
(１２４)とを有しており、電気信号入力(５００)を光信
号出力(５１１)として出力する。この符号回路は、生成
したＢ２パリティの伝送フレームへの挿入部よりも時間
的後に位置し、かつＢ２パリティの演算用データ取り込
み部よりも時間的前に位置する。図６の受信装置は、復
号回路（１０１）と、Ｂ２パリティ照合回路（１１１，
１１２）と、セクションオーバヘッド処理部（１２０）
と、ラインオーバヘッド処理部（１２１）と、デスクラ
ンブラ（１２３）と、Ｏ／Ｅ変換器（１２５）とを有し
ており、送信装置からの光信号入力（５１０）を電気信
号出力（５０１）として出力する。この復号回路は、２
個のＢ２パリティの照合回路の間に位置する。

【００２９】

【作用】図１のように、１フレームをＮ対（９-Ｎ）の
割合に分割して各々を１個の符号単位とすることで、検
査ビット(２０，２１)の格納領域としてセクションオー
バヘッドの領域(１０)を使用せずにラインオーバヘッド
の領域(１１)だけを使用することが可能となる。

【００３０】また、各符号の末尾をラインオーバヘッド
の未定義バイトとし、検査ビット(２０，２１)を符号末
尾に格納する方式において、図２の符号回路および図３
の復号回路を用いるとする。図２の符号回路では送信信
号のシンドロームを計算し、余りを検査シンボルとして
符号の末尾に挿入する。図３の復号回路では受信信号の
シンドロームを計算し、このシンドローム結果にもとづ
きエラー訂正を実行する。従って図２の符号回路ではＬ
ＳＩのプロセッシング時間を除けば原理的に遅延が発生
せず、図３の復号回路では、検査ビットを一時保持する
ためのメモリを必要とせず回路構成が簡単化されるが、
下記（数１）式に示す１符号単位に相当する遅延が生じ
る。

【００３１】

【数１】 しかし、１フレーム毎に符号化した場合の復号遅延１２
５マイクロ秒に比して低減することができる。これによ
り高速復号に適し、かつ、セクション終端装置が既存の
システムである場合でもライン終端装置間において復号
が可能な符号を構成することが可能となる。

【００３２】次に、ＳＴＳ-Ｍレベル（Ｍ＝１２、４
８、１９２）の伝送レートのフレームに対してガロア体
(２のＫ乗)上の符号である単一エラー訂正(ＳＥＣ)リー
ドソロモン符号又は単一エラー訂正二重エラー検出(Ｓ
ＥＣ-ＤＥＤ)リードソロモン符号を適用する。各々の生
成多項式Ｇ(x)は下記（数２）式と（数３）式で表され
る。

【００３３】

【数２】 ここで、αはＫ次の原始多項式の原始(２∧Ｋ-1)乗根で
あり(２∧Ｋは２のＫ乗を表す)、iは任意の整数であ
る。Ｋは２以上の整数であるが特に８の倍数、例えば１
６とすればＬＳＩの設計が容易となる。

【００３４】本符号は、連続するＫ個のビットを１シン
ボル（１ブロック）としてブロック毎に復号をおこなう
符号である。図４に示すように連続するＬ個のブロック
に対し、その各々のブロック全てが互いに異なる符号に
属しており、かつ（Ｌ-１）個おきに同一の符号に属す
るように当該ブロックを配置する（Ｌ＝１は従来の場合
に相当）。その際、訂正能力がＳＥＣのときは下記（数
４）式を満たすように、ＳＥＣ-ＤＥＤのときは下記
（数５）式を満たすようにＫを定める。

【００３５】

【数３】 これにより末尾をラインオーバヘッドの未定義バイトと
する符号において、符号の訂正能力がＳＥＣであっても
ＳＥＣ-ＤＥＤであっても検査ビットを連続したひとま
とまりとして符号の末尾に格納することが可能となる。
例えば（数１）においてＮ＝５の場合では格納領域とし
てＫ２バイトの後ろの領域とＥ２バイトの後ろの領域が
割当てられる（図７）。セクションオーバヘッドおよび
ラインオーバヘッド内の各記号（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ
２，Ｃ１…Ｆ１，Ｈ１…Ｈ３，ｊ０，Ｋ１，Ｋ２，Ｓ
１，Ｚ１，Ｚ２）は、ＩＴＵ−Ｔ（International tele
communication Union,telecommunication Standardisat
ion Sector）標準化勧告Ｇ．７０７、または、ＡＮＳＩ
（American National Standards Institute）標準勧告
Ｔ１．１０５に基づいて行われる。

【００３６】バーストエラーに対する訂正能力は下記
（数６）式で表される。

【００３７】

【数４】 また、ＳＯＮＥＴではＳＴＳ-Ｍ（Ｍ＝１２、４８、１
９２）レベルのフレームをより伝送レートの高いＳＴＳ
-Ｍ’（Ｍ’＞Ｍ）レベルのフレームに多重化する際に
Ｍ／３バイト毎のバイトインターリーブがおこなわれる
ため、下記（数７）式を満たすようにＬおよびＫを定
め、かつバイトインターリーブの開始点を連続するＬ個
のブロックの先頭バイトとすることにより、下記（数
９）に相当するバーストエラーに対する訂正能力の実現
が可能となる。

【００３８】

【数５】 ここで（数８）式中の“Ａ ｍｏｄ Ｂ”はＢを法とす
るＡの剰余を表す。

【００３９】次にエラー訂正復号以後の信号にもとずい
た伝送路品質の監視方法に関して記述する。

【００４０】図５の送信装置では以下のように動作をお
こなう。ｎフレーム目に挿入したＢ２バイトを含めてｎ
フレーム目を符号回路(１００)によって符号化し、検査
ビット(２０)をｎフレーム目のラインオーバヘッドの未
定義バイトに挿入する。挿入した検査ビットを含めてｎ
フレーム目のＢ２パリティ生成演算をＢ２パリティ生成
演算回路１１０にて実行し、結果を(ｎ+1)フレーム目の
Ｂ２バイトに挿入する。以降はこの繰り返しである。

【００４１】一方、図６の受信装置において、復号回路
(１０１)は２個のＢ２パリティの照合回路(１１１，１
１２)の間に位置する。動作概要は以下のとおりであ
る。受信フレームに関して復号回路よりも時間的に前に
位置するＢ２パリティ照合回路(１１１)にてｎフレーム
目に関する復号前のＢ２パリティ照合が実行される。そ
の間、復号回路(１０１)にてｎフレーム目が復号される
が、復号後のフレームは符号単位である（数１）式に相
当する時間だけ遅れたものである。よって、Ｂ２パリテ
ィ照合回路(１１２)によるＢ２パリティ照合結果(復号
後のエラーレート)もＢ２パリティ照合回路(１１１)に
よるそれ(復号前のエラーレート)に対してほぼ（数１）
式に相当する時間だけ遅れた状態で得られることとな
る。これにより復号前後の伝送信号の劣化監視をそれぞ
れ独立に行なうことが可能となる。

【００４２】また、図６の復号後のＢ２パリティ照合回
路(１１２)をエラー訂正数の計数カウンターまたは検出
したエラーのうち未訂正数の計数カウンターにて代用し
てもよく、前者の場合には復号直前のＢ２パリティ照合
回路の結果とエラー訂正数の計数カウンターの差分か
ら、後者の場合には未訂正エラー数の計数カウンター出
力から復号後の伝送信号のエラーレートが計算される。
ただし、エラー訂正数の計数カウンター、未訂正エラー
数の計数カウンターの結果はＢ２パリティ照合回路(１
１１)の結果に対してほぼ（数１）式に相当する時間だ
け遅れていることに注意を要する。

【００４３】以上によって算出された復号後のエラーレ
ートが予め定められたしきい値を越えた時点で警報等を
発出することにより、エラー訂正復号以後の信号にもと
ずいた伝送路品質の監視が可能となる。

【００４４】

【実施例】

（実施例１）図８に請求項１および請求項２に記載の実
施例１を示す。この実施例は、Ｎを５以上８以下の整数
のうち５とし、１フレーム＝９行相当を５行相当と４行
相当の２個の領域Ａ（１）および領域Ｂ（２）に分割
し、各々を独立に符号化する。すなわち、１フレーム相
当は２個の符号から構成される。各々の符号は末尾がラ
インオーバヘッド（１１）の未定義バイトとなるように
分割されており、当該未定義バイトに検査ビット（２
０，２１）を格納する。これにより、高速復号に適し、
かつセクション終端装置が既存のシステムである場合で
もライン終端装置において復号が可能な符号を構成する
ことが可能となる。

【００４５】（実施例２）図９に請求項１および請求項
２に記載の実施例２を示す。この実施例は、Ｎを５以上
８以下の整数のうち６とし、１フレーム＝９行相当を６
行相当と３行相当の２個の領域Ａ（１）および領域Ｂ
（２）に分割し、各々を独立に符号化する。すなわち、
１フレーム相当は２個の符号から構成される。各々の符
号は末尾がラインオーバヘッド（１１）の未定義バイト
となるように分割されており、当該未定義バイトに検査
ビット（２０，２１）を格納する。これにより、高速復
号に適し、かつセクション終端装置が既存のシステムで
ある場合でもライン終端装置において復号が可能な符号
を構成することが可能となる。

【００４６】（実施例３）図１０に請求項１および請求
項２に記載の実施例３を示す。この実施例は、Ｎを５以
上８以下の整数のうち７とし、１フレーム＝９行相当を
７行相当と２行相当の２個の領域Ａ（１）および領域Ｂ
（２）に分割し、各々を独立に符号化する。すなわち、
１フレーム相当は２個の符号から構成される。各々の符
号は末尾がラインオーバヘッド（１１）の未定義バイト
となるように分割されており、当該未定義バイトに検査
ビット（２０，２１）を格納する。これにより、高速復
号に適し、かつセクション終端装置が既存のシステムで
ある場合でもライン終端装置において復号が可能な符号
を構成することが可能となる。

【００４７】（実施例４）図１１に請求項１および請求
項２に記載の実施例４を示す。この実施例は、Ｎを５以
上８以下の整数のうち８とし、１フレーム＝９行相当を
８行相当と１行相当の２個の領域Ａ（１）および領域Ｂ
（２）に分割し、各々を独立に符号化する。すなわち、
１フレーム相当は２個の符号から構成される。各々の符
号は末尾がラインオーバヘッド（１１）の未定義バイト
となるように分割されており、当該未定義バイトに検査
ビット（２０，２１）を格納する。これにより、高速復
号に適し、かつセクション終端装置が既存のシステムで
ある場合でもライン終端装置において復号が可能な符号
を構成することが可能となる。

【００４８】（実施例５）図１２に請求項３記載の実施
例５を示す。この実施例では、Ｎの値を５としている
が、５以上８以下の整数であればいずれでもよい。伝送
フレームにおいて連続する１６ビット(Ｋ＝１６)を１ブ
ロックとし、連続する２個のブロック(Ｌ＝２)はその各
々が互いに異なる２個の符号に属している。また、１個
おきの各ブロックは一つの符号を構成する。上記のよう
に５行相当の領域Ａ（１）は２個の符号（３，４）に分
割され、４行相当の領域Ｂ（２）も２個の符号（５，
６）に分割されるので、結局１フレーム相当内において
４個の符号が存在することとなる。この４個の符号は各
々の末尾がラインオーバヘッド（１１）の未定義バイト
となるように符号領域が決められており、当該未定義バ
イトに検査ビット（２０，２１）を格納する。これによ
り、セクション終端装置が既存のシステムである場合で
もライン終端装置において復号が可能で、かつ所定のバ
ーストエラーに対する訂正能力を有する符号を構成する
ことが可能となる。

【００４９】（実施例６）図１３に請求項４記載の実施
例６を示す。ここではＮを５とし、ＳＴＳ-１２レベル
の伝送フレームに対して符号化を想定する。１フレーム
＝９行相当を５行相当と４行相当の２個の領域Ａ（１）
および領域Ｂ（２）に分割し、各々に対し独立にリード
・ソロモン符号化をおこなう。ここで各符号は次の領域
からなる。

【００５０】５行相当の符号（５４００バイト相当）
は、１フレーム前におけるＥ２バイトの後ろの最後の未
定義バイトの直後のペイロードの先頭バイトを先頭と
し、Ｋ２バイトの後ろの最後の未定義バイトを末尾とす
る符号である。セクションオーバヘッド（１０）の領域
は全てのビットがゼロであるとして符号化をおこなう。
また、Ｋ（Ｋは１０以上）ビットを１ブロックとして符
号化をおこなう。

【００５１】４行相当の符号（４３２０バイト相当）
は、Ｋ２バイトの後ろの最後の未定義バイトの直後のペ
イロードの先頭バイトを先頭とし、Ｅ２バイトの後ろの
最後の未定義バイトを末尾とする符号である。また、
Ｋ’（Ｋ’は９以上）ビットを１ブロックとして符号化
をおこなう。

【００５２】検査ビット（２０，２１）は、５行相当の
符号ではＫ２バイトの後ろの最後の未定義バイトのう
ち、最後から数えて３バイト分以上（ＳＥＣの場合）、
または４バイト分以上（ＳＥＣ-ＤＥＤの場合）に格納
し、４行相当の符号ではＥ２バイトの後ろの最後の未定
義バイトのうち、最後から数えて３バイト分以上（ＳＥ
Ｃの場合）、または４バイト分以上（ＳＥＣ-ＤＥＤの
場合）に格納する。

【００５３】これにより、高速復号に適し、セクション
終端装置が既存のシステムである場合でもライン終端装
置において復号が可能で、Ｋビットのブロック内におけ
るランダムエラーに対する訂正能力を有する符号を構成
することが可能となる。

【００５４】（実施例７）請求項５の実施例７を説明す
る。本実施例は実施例６においてＫ＝Ｋ’＝１６とした
場合である。この時リードソロモン符号の１符号領域は
最大131,070バイトまで可能であり、本実施例での５行
相当の符号(5400バイト)と４行相当の符号(4320バイト)
に対しては十分であり、１つの符号の検査ビットはＳＥ
Ｃの場合は４バイト分、ＳＥＣ-ＤＥＤの場合は６バイ
ト分となる。また伝送フレーム処理ＬＳＩは通常１バイ
トの整数倍単位に処理を行なうように設計されており、
本実施例では２バイト単位となって符号回路と復号回路
の設計が容易となる。

【００５５】（実施例８）請求項６の実施例８を示す。
このとき符号回路、復号回路はそれぞれ図２と図３とな
る。図２および図３はフィードバックシフトレジスタを
使用したもので、図２の符号回路では送信信号のシンド
ロームを計算し、余りを検査シンボルとして符号の末尾
に挿入する。図３の復号回路では受信信号のシンドロー
ムを計算し、このシンドローム結果にもとずきエラー訂
正を実行する。

【００５６】図２および図３における掛け算部“×g1",
“×g0", “×h1", “×h0"の各因子は（数１０）式、
（数１１）式または（数１２）式によって定義される。

【００５７】

【数６】 ここで（数１０）式においてＧ(x)は生成多項式で（数
２）式で表される。また、（数１１）式と（数１２）式
において、jは総符号長から実際の符号単位の符号長を
差し引いた短縮シンボル数である。

【００５８】実施例１〜実施例４ではＮ行相当単位の符
号と(９−Ｎ)行相当単位の符号とでは異なるjの値、す
なわち、異なる掛け算部“×h1", “×h0"が一般的には
必要となる(方法１)。しかし回路動作の方法によっては
Ｎ行相当単位の符号におけるjの値による掛け算部“×h
1", “×h0"で両者を代用することができる(方法２)。
方法２においては(９−Ｎ)行相当単位の符号における処
理として符号の読み込み(シンドローム計算)終了直後か
ら(２Ｎ−９)行相当のゼロを余分に入力すればよい。

【００５９】いずれの方法でも復号回路としては、図１
４に示すようにＮ行相当単位の符号の読み込み用シンド
ローム計算器(２１０)と(９−Ｎ)行相当単位の符号の読
み込み用シンドローム計算器(２１１)とエラーパターン
計算用のエラーパターン計算器(２１２)の計３個の回
路、および２個のセレクタ(２７０，２７１)ならびにＲ
ＡＭ(２６０)、排他的論理和(２２０)が必要であるか、
あるいは図１５に示すようにＮ行相当単位の符号の読み
込み(シンドローム計算)＋エラーパターン計算用の回路
(２１３，２１４)の２個と、(９−Ｎ)行相当単位の符号
の読み込み(シンドローム計算)+エラーパターン計算用
の回路（２１５）の１個の計３個の回路と、２個のセレ
クタ(２７０，２７１)ならびにＲＡＭ(２６０)、排他的
論理和(２２０)が必要である。各回路(２１２，２１
３，２１４，２１５)は、全て図３の回路において点線
で囲った範囲であり、エラーパターン検出器(２５０)の
出力を出力とする回路である。また、各回路(２１０，
２１１)の各回路は、共に図３の回路において点線で囲
った範囲からさらにエラーパターン検出器(２５０)を除
いた回路であり、フリップフロップの値を出力とする。
シンドローム計算時にはデータを読み込み、エラーパタ
ーン計算時には”ゼロ”を入力する。

【００６０】またガロア体(２のＫ乗)上の符号を適用し
た場合、各々の掛け算部は全てＫ個の並列化した排他的
論理和ゲートによって構成可能である。h1, h0として
（数１１）式を用いた場合には、図３のフリップフロッ
プ(２０１)(Ｋ個並列)が全てゼロのとき、フリップフロ
ップ(２００)(Ｋ個並列)の内容がエラーパターンとなる
(全てゼロのときはエラー無し)。またh1, h0として（数
１２）式を用いた場合には図３のフリップフロップ(２
００)が全てゼロのとき、フリップフロップ(２０１)の
内容がエラーパターンとなる(全てゼロのときはエラー
無し)。

【００６１】図２の符号回路(１００)ではＬＳＩのプロ
セッシング時間を除けば原理的に遅延が発生せず、図３
の復号回路(１０１)では、検査ビットを一時保持する為
のメモリを必要とせず回路構成が簡単化され、遅延も１
符号単位に抑さえることができる。これにより高速復号
に適した符号を構成することが可能となる。

【００６２】（実施例９）請求項７の実施例９を示す。
このとき符号回路(１００)、復号回路(１０１)はそれぞ
れ図１６と図１７となる。図１６、図１７はフィードバ
ックシフトレジスタを使用したもので、図１６におい
て、符号回路は、ＲＳフリップフロップ(２００，２０
１，２０２)と、３箇の排他的論理和(２２０)と、g0の
乗算器(２３０)と、g1の乗算器(２３１)と、g2の乗算器
(２３２)と、スイッチ(４００)とから構成され、被符号
化信号入力端子(３０１)から入力された送信信号を信号
出力端子(３０１)から出力し、送信信号のシンドローム
を計算し、余りを検査シンボルとして検査シンボル出力
端子(３０２)から出力して、符号の末尾に挿入する。図
１７において、復号回路は、ＲＳフリップフロップ(２
００，２０１，２０２)と、３箇の排他的論理和(２２
０)と、g0の乗算器(２３０)と、g1の乗算器(２３１)
と、g2の乗算器(２３２)と、h0の乗算器(２４０)と、h1
の乗算器(２４１)と、h2の乗算器(２４２)と、エラーパ
ターン検出器(２５０)とから構成され、被復号化信号入
力端子(３０１)から入力された復号化信号出力端子(３
１１)から出力し、受信信号のシンドロームを計算し、
このシンドローム結果にもとずきエラー訂正を実行す
る。

【００６３】図１６および図１７における掛け算部”×
g2", ”×g1", ”×g0", ”×h2",”×h1", ”×h0"の
各因子は（数１３）式、（数１４）式または（数１５）
式または（数１６）式によって定義される。

【００６４】

【数７】 ここで（数１３）式においてＧ(x)は生成多項式で（数
３）式で表される。また、（数１４）式、（数１５）
式、（数１６）式において、jは総符号長から実際の符
号単位の符号長を差し引いた短縮シンボル数である。

【００６５】実施例１〜実施例４の符号では、Ｎ行相当
単位の符号と(９−Ｎ)行相当単位の符号とでは異なるj
の値、すなわち、異なる掛け算部”×h1", ”×h0"が一
般的には必要となる(方法１)。しかし、回路動作の方法
によってはＮ行相当単位の符号におけるjの値による掛
け算部”×h1", ”×h0"で両者を代用することができる
(方法２)。方法２においては(９−Ｎ)行相当単位の符号
における処理として符号の読み込み(シンドローム計算)
終了直後から(２Ｎ−９)行相当のゼロを余分に入力すれ
ばよい。

【００６６】いずれの方法でも復号回路としては、図１
４のようにＮ行相当単位の符号の読み込み(シンドロー
ム計算)用(２１０)と(９−Ｎ)行相当単位の符号の読み
込み(シンドローム計算)用(２１１)とエラーパターン計
算用(２１２)の計３個の回路が必要であるか、あるい
は、図１５に示すようにＮ行相当単位の符号の読み込み
(シンドローム計算)＋エラーパターン計算用の回路(２
１３，２１４)の２個と(９−Ｎ)行相当単位の符号の読
み込み(シンドローム計算)+エラーパターン計算用の回
路(２１５)の１個の計３個の回路が必要である。各回路
(２１２，２１３，２１４，２１５)は全て図１７の回路
において点線で囲った範囲であり、エラーパターン検出
器(２５０)の出力を出力とする回路である。また、各回
路(２１０，２１１)は、共に図１７の回路において点線
で囲った範囲からさらにエラーパターン検出器(２５０)
を除いた回路であり、フリップフロップの値を出力とす
る。シンドローム計算時にはデータを読み込み、エラー
パターン計算時には”ゼロ”を入力する。

【００６７】またガロア体(２のＫ乗)上の符号を適用し
た場合、各々の掛け算部は全てＫ個の並列化した排他的
論理和ゲートによって構成可能である。h2, h1, h0とし
て（数１４）式を用いた場合には、図１７のフリップフ
ロップ(２０２)(Ｋ個並列)とフリップフロップ(２０１)
(Ｋ個並列)が全てゼロのとき、フリップフロップ(２０
０)(Ｋ個並列)の内容がエラーパターンとなる(全てゼロ
のときはエラー無し)。h2, h1, h0として（数１５）式
を用いた場合には、図１７のフリップフロップ(２０２)
とフリップフロップ(２００)が全てゼロのとき、フリッ
プフロップ(２０１)の内容がエラーパターンとなる(全
てゼロのときはエラー無し)。h2, h1, h0として（数１
６）式を用いた場合には、図１７のフリップフロップ
(２０１)とフリップフロップ(２００)が全てゼロのと
き、フリップフロップ(２０２)の内容がエラーパターン
となる(全てゼロのときはエラー無し)。

【００６８】従って、図１６の符号回路ではＬＳＩのプ
ロセッシング時間を除けば原理的に遅延が発生せず、図
１７の復号回路では、検査ビットを一時保持する為のメ
モリを必要とせず回路構成が簡単化され、遅延も１符号
単位に抑さえることができる。また、本符号は、単一誤
り訂正二重誤り検出符号であることから、実施例７に比
して誤訂正が少なくかつ高速復号に適した符号を構成す
ることが可能となる。

【００６９】（実施例１０）請求項８の実施例１０を説
明する。エラー訂正符号化の対象とする情報領域として
セクションオーバヘッドを除き、かつラインオーバヘッ
ド領域とペイロード領域とする。ライン終端装置におけ
る符号化においてセクションオーバヘッドの領域は符号
回路においてあらかじめ特定の固定パターン、例えばオ
ール”ゼロ”パターンと見なして符号化をおこなう。ま
た、ライン終端装置における復号化においてセクション
オーバヘッドの領域は復号回路においてあらかじめ符号
化の際の特定の固定パターン、例えばオール”ゼロ”パ
ターンと見なして復号化をおこなう。この為、ライン終
端装置における復号化の際には受信したセクションオー
バヘッドの内容には無関係であり、セクション終端装置
によってセクションオーバヘッドの内容が変化しても何
ら影響を受けない。

【００７０】これにより、ライン終端装置間に既存のセ
クション終端装置が介在した場合においてもライン終端
装置間にてエラー訂正機能を有効とするエラー訂正符号
を構成することが可能となる。

【００７１】（実施例１１）図５に請求項９の実施例１
１を示す。図５の送信装置は、Ｂ２パリティ演算部と符
号部に着目した図であり、実際には様々な機能を有して
いるがこれらについては省略した。図５の送信装置にお
いて、符号回路は生成したＢ２パリティの伝送フレーム
への挿入部よりも時間的後に位置し、かつＢ２パリティ
の演算用データ取り込み部よりも時間的前に位置する。
この符号回路の動作状況は先の(作用）の項目にて示し
た通りである。

【００７２】これにより、Ｂ２バイトのパリティ生成演
算部が符号化の結果を含んで演算し、かつ符号回路がパ
リティ生成演算の結果を含んで符号化することが可能と
なる。

【００７３】（実施例１２）図６に請求項１０の実施例
１２を示す。図６の受信装置は、Ｂ２パリティ演算部と
復号部に着目した図であり、実際には様々な機能を有し
ているがこれらについては省略した。図６の受信装置に
おいて、復号回路は２個のＢ２パリティの照合回路１１
１、１１２の間に位置する。この復号回路の動作状況は
先の（作用)の項目にて示した通りである。

【００７４】これにより、復号前と復号後の受信信号に
対してエラーレートが各々独立に計算され、警報発出等
の伝送品質監視も独立に行なうことが可能となる。

【００７５】（実施例１３）請求項１１の実施例１３を
説明する。本実施例は、実施例１２におけるＢ２パリテ
ィの照合回路１１２の替わりにエラー訂正数のカウンタ
ーを用いた場合である。復号前のエラーレートはＢ２パ
リティの照合回路(１１１)から計算され、復号後のエラ
ーレートはＢ２パリティ照合回路(１１１)の結果からの
エラー訂正数のカウンター結果の差の値から計算され
る。

【００７６】これにより、復号前と復号後の受信信号に
対してエラーレートが各々独立に計算され、警報発出等
の伝送品質監視も独立に行なうことが可能となる。

【００７７】（実施例１４）請求項１２の実施例１４を
説明する。本実施例は、実施例１２におけるＢ２パリテ
ィの照合回路(１１２)の替わりに検出したエラーのうち
未訂正エラー数のカウンターを用いた場合である。復号
前のエラーレートは、Ｂ２パリティの照合回路(１１１)
から計算され、復号後のエラーレートは未訂正エラー数
のカウンター値から計算される。未訂正エラー数を求め
る為には単一誤り訂正二重誤り検出符号の適用により可
能であるが、単一誤り訂正符号でも短縮シンボル数が大
きいほど誤訂正の割合が低くなって実質的な二重誤り検
出が可能となる。

【００７８】これにより、復号前と復号後の受信信号に
対してエラーレートが各々独立に計算され、警報発出等
の伝送品質監視も独立に行なうことが可能となる。

【００７９】

【発明の効果】本発明により、復号遅延を１フレーム相
当の１２５マイクロ秒以下とし、かつライン終端装置間
に既存のセクション終端装置が存在してもライン終端装
置間で符号化及び復号化が可能となる。

【００８０】さらに、ＳＯＮＥＴに準拠しない伝送速度
に変換することなく、小さな回路規模で所定の長さのバ
ーストエラーに対して訂正能力を有する符号化が可能と
なる。

【００８１】また、エラー訂正復号前と復号後の受信信
号に対して独立に伝送品質監視をおこなうことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】１フレーム相当のN対(9-N)の分割による２領域
の符号単位形成の様子。

【図２】単一誤り訂正符号の符号回路(実施例８)。

【図３】単一誤り訂正符号の復号回路(実施例８)。

【図４】時間的な交互分割によるL個の符号形成の様
子。

【図５】ライン終端装置における伝送路への送信装置の
ブロック図(実施例１１)。

【図６】ライン終端装置における伝送路からの受信装置
のブロック図(実施例１２)。

【図７】１フレーム相当の5対4の分割による2個の符号
における検査ビットの格納位置。

【図８】１フレーム相当の５対４の分割による２領域の
符号形成の様子(実施例１)。

【図９】１フレーム相当の６対３の分割による2領域の
符号形成の様子(実施例２)。

【図１０】１フレーム相当の７対２の分割による２領域
の符号形成の様子（実施例３）。

【図１１】１フレーム相当の８対１の分割による２領域
の符号形成の様子（実施例４）。

【図１２】時間的な交互分割による４個の符号形成の様
子（実施例５）。

【図１３】ＳＴＳ−１２レベルの１フレーム相当の５対
４の分割による２領域の符号に対してリードソロモン符
号を適用した様子（実施例６）。

【図１４】復号回路の構成ブロック（実施例８、９）。

【図１５】復号回路の構成ブロック（実施例８、９）。

【図１６】単一誤り訂正二重誤り検出符号の符号回路
（実施例９）。

【図１７】単一誤り訂正二重誤り検出符号の復号回路
（実施例９）。

【符号の説明】

１ 符号領域Ａ ２ 符号領域Ｂ ３ 符号領域１’ ４ 符号領域２’ ５ 符号領域３’ ６ 符号領域４’ ７ 符号領域Ｌ’ １０ セクションオーバヘッド領域 １１ ラインオーバヘッド領域 １２ ペイロード領域 ２０ 検査ビット ２１ 検査ビット １００ 符号回路 １０１ 復号回路 １１０ Ｂ２パリティ生成演算回路 １１１ Ｂ２パリティ照合回路 １１２ Ｂ２パリティ照合回路 １２０ セクションオーバヘッド処理部 １２１ ラインオーバヘッド処理部 １２２ スクランブラ １２３ デスクランブラ １２４ Ｅ／Ｏ変換器 １２５ Ｏ／Ｅ変換器 ２００，２０１，２０２ フリップフロップ ２１０ シンドローム計算回路（Ｎ行相当単位の符号
用） ２１１ シンドローム計算回路（９−Ｎ行相当単位の符
号用） ２１２ エラーパターン計算回路 ２１３ シンドローム計算とエラーパターン計算回路
（Ｎ行相当単位の符号用） ２１４ シンドローム計算とエラーパターン計算回路
（Ｎ行相当単位の符号用） ２１５ シンドローム計算とエラーパターン計算回路
（９−Ｎ行相当単位の符号用） ２２０ 排他的論理和器 ２３０ ｇ０の乗算器 ２３１ ｇ１の乗算器 ２３２ ｇ２の乗算器 ２４０ ｈ０の乗算器 ２４１ ｈ１の乗算器 ２４２ ｈ２の乗算器 ２５０ エラーパターン検出器 ２６０ ランダムアクセスメモリー ２７０ 出力セレクター ２７１ ロード時の入力セレクター ２７２ 入力セレクター ３００ 被符号化信号入力端子 ３０１ 信号出力端子 ３０２ 検査シンボル出力端子 ３１０ 被復号化信号入力端子 ３１１ 復号化信号出力端子 ４００ スイッチ ５００ 電気信号入力 ５０１ 電気信号出力 ５１０ 光信号入力 ５１１ 光信号出力

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−318931（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−335923（ＪＰ，Ａ) 電子情報通信学会総合大会講演論文 集，Ｂ−1074，富沢将人他，ＳＤＨ高速 光伝送システムに適合した誤り訂正符号 の検討，ｐ．520 電子情報通信学会技術研究報告，ＣＳ 96−35（1996−６−24），富沢将人他, 誤り訂正機能を搭載したＳＤＨ光通信シ ステム，ｐ21−26 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 3/00 - 3/26 H04L 1/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光同期通信方式における伝送路間での伝
   送フレームのエラー訂正符号化方法において、 前記伝送フレームの１周期分を５以上８以下の整数をＮ
   としてＮ対（９−Ｎ）の割合で２個の分割領域１および
   分割領域２に分割し、その際、当該分割領域１および分割領域２は、各々が共
   にラインオーバヘッド領域を含むように２分割し、 当該分割領域１および分割領域２に対して各々独立に符
   号化をおこない、各々の符号の検査ビットを当該符号内
   のラインオーバヘッド内に格納することを特徴とするエ
   ラー訂正符号化方法。
2. 【請求項２】 光同期通信方式での伝送路への送信装置
   において、 Ｂ２バイトのパリティ生成演算装置と、伝送フレームの１周期分を５以上８以下の整数をＮとし
   てＮ対（９−Ｎ）の割合で２個の分割領域１および分割
   領域２に、当該分割領域１および分割領域２の各々が共
   にラインオーバヘッド領域を含むように２分割し、当該
   分割領域１および分割領域２に対して各々独立に符号化
   を行う エラー訂正符号装置を具備し、 該エラー訂正符号装置が、前記Ｂ２バイトのパリティ生
   成演算装置の結果を伝送フレームに挿入する位置よりも
   時間的に後に位置し、かつ該伝送フレームからの該パリ
   ティ生成演算装置へのデータ取り込み部よりも時間的前
   に位置するように配置することを特徴とする送信装置。
3. 【請求項３】 光同期通信方式での伝送路からの受信装
   置において、伝送フレームの１周期分を５以上８以下の整数をＮとし
   てＮ対（９−Ｎ）の割合で２個の分割領域１および分割
   領域２に、当該分割領域１および分割領域２の各々が共
   にラインオーバヘッド領域を含むように２分割し、当該
   分割領域１および分割領域２に対して各々独立に符号化
   を行う エラー訂正復号装置と、 該エラー訂正復号装置の前後にそれぞれ１個ずつ配置さ
   れた２個のＢ２バイトの照合演算装置を具備することを
   特徴とする受信装置。
4. 【請求項４】 光同期通信方式での伝送路からの受信装
   置において、伝送フレームの１周期分を５以上８以下の整数をＮとし
   てＮ対（９−Ｎ）の割合で２個の分割領域１および分割
   領域２に、当該分割領域１および分割領域２の各々が共
   にラインオーバヘッド領域を含むように２分割し、当該
   分割領域１および分割領域２に対して各々独立に符号化
   を行う エラー訂正復号装置と、 受信タイミングで該エラー訂正復号装置の前に配置され
   た１個のＢ２バイトのパリティ照合演算装置を具備する
   とともに、 前記エラー訂正復号装置が、エラー訂正数の計数カウン
   ター、または、検出したエラーのうち未訂正数の計数カ
   ウンターを具備することを特徴とする受信装置。
5. 【請求項５】 光同期通信方式での伝送路への送信装置
   において、伝送フレームの１周期分を５以上８以下の整数をＮとし
   てＮ対（９−Ｎ）の割合で２個の分割領域１および分割
   領域２に、当該分割領域１および分割領域２の各々が共
   にラインオーバヘッド領域を含むように２分割し、当該
   分割領域１および分割領域２に対して各々独立に符号化
   を行う エラー訂正符号装置と、 Ｂ２バイトのパリティ生成演算装置を具備し、 前記エラー訂正符号装置が、前記Ｂ２バイトのパリティ
   生成演算装置の結果を伝送フレームに挿入する位置より
   も時間的に後に位置するとともに、前記伝送フレームか
   らの前記パリティ生成演算装置へのデータ取り込み部よ
   りも時間的前に位置するように配置し、 エラー訂正符号化方法として、請求項１に記載のエラー
   訂正符号化方法を適用することを特徴とする送信装置。