JP5161364B2 - 向上した符号語ロック状態機械 - Google Patents

Description

本発明は、符号語ロック状態機械に関する。

本願は、発明の名称を“Upgraded Codeword Lock State Machine”とする、発明者Peng Ou他による、２００８年４月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／０４９，１７７号明細書、および、２００９年２月１２日に出願された米国特許出願第１２／３７０，０１８号明細書による優先権を主張し、それらの内容はそれらの全体が複製されたかのように引用してここに組み込まれる。

受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は“最後のマイル”にわたってネットワークアクセスを提供するための１つのシステムである。ＰＯＮは、中央局における光回線終端装置（ＯＬＴ）、光分配ネットワーク（ＯＤＮ）、顧客の建物における複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）からなるポイント・ツー・マルチポイント・ネットワークである。ギガビットＰＯＮ（ＧＰＯＮ）システムのようないくつかのＰＯＮシステムにおいて、下りデータは約２．５ギガビット／秒（Ｇｂｐｓ）でブロードキャストされ、上りデータは約１．２５Ｇｂｐｓで伝送される。

しかし、サービスの需要が増加するに連れて、ＰＯＮシステムの帯域幅の能力を増加することが期待されている。増加するサービスの需要を満たすために、次世代アクセス（ＮＧＡ）システムのような、いくつかの出現しつつあるＰＯＮシステムは、より広い帯域幅で、例えば約１０Ｇｂｐｓで、向上した信頼性および効率性でデータフレームを伝送するように再構成されている。

出現しつつあるＰＯＮシステムにおいてシステムの誤り検出および訂正の方式を向上させることは、信頼性および効率性に影響する１つの部分であり、より広い帯域幅を有するシステムのために、より重要になりうる。そのような方式は、より高い伝送速度、ＯＬＴとＯＮＵの間のより長い距離、ＰＯＮツリーのような分岐ＰＯＮアーキテクチャにおいてより高い分割比を可能としうる前方誤り訂正（ＦＥＣ）方式を含みうる。

一実施形態において、本開示は、光受信器に結合された前方誤り訂正（ＦＥＣ）プロセッサを備える装置を含み、ＦＥＣプロセッサは、複数の受信されたブロックを、複数のパリティブロックを含む複数のＦＥＣ符号語ブロックと比較し、受信されたブロックの中で整列されていないブロックを検出すると、残りの受信されたブロックのうち少なくともいくつかをパリティブロックと比較するように構成される。

もう１つの実施形態において、本開示は、複数のブロックを受信するステップを有し、受信されたブロックの数はＦＥＣ符号語内のブロックの数に等しく、受信されたブロックのうち１つを選択するステップと、選択されたブロックがＦＥＣ符号語と整列されているか否かを判定するステップと、選択されたブロックがＦＥＣ符号語と整列されていないとき、残りのブロックがＦＥＣ符号語と対応するか否かを判定するステップと、をさらに有する方法を実現するように構成された少なくとも１つの構成要素を備える装置を含む。

さらにもう１つの実施形態において、本開示は、複数のブロックがＦＥＣ符号語の終了を表わすか否かを検証する状態を用いて、ＦＥＣ符号語ロック状態機械において符号語ロックを取得するステップを有する方法を含む。

これら、および、他の特徴は、添付図面および請求項に関する続く詳細な説明からより明確に理解される。

この開示のより十分な理解のために、ここで、添付図面に関する続く簡単な説明および詳細な説明を参照する。ここで、同一の参照符号は同一の部分を表わす。

ＰＯＮの一実施形態のブロック図である。 ＦＥＣ符号語の一実施形態の図である。 ＦＥＣ符号語ロック状態機械法の一実施形態の図である。 ＦＥＣ符号語ロック状態機械法のもう１つの実施形態の図である。 様々なビット誤り率（ＢＥＲ）におけるＦＥＣ符号語ロック状態機械の処理時間を表わす図である。 汎用のコンピュータシステムの一実施形態のブロック図である。

１つまたは複数の実施形態の説明的な実装が以下で提供されるが、開示されるシステムおよび／または方法は、現在知られている、あるいは、存在する任意の数の技術を用いて実現されうることを最初に理解すべきである。この開示は、いかなる場合も、ここで説明され、記載される例示の設計および実装を含む、以下で説明される例示の実装、図面、技術に限定されるべきでなく、十分な均等物の範囲とともに添付の請求項の範囲内で修正されうる。

ＦＥＣ方式によれば、データは、複数のデータブロックおよびパリティブロックを含むＦＥＣフレームまたは符号語を用いて伝送することができる。データブロックおよびパリティブロックは、データブロックとパリティブロックの間で識別するために使用することができる複数の同期ヘッダビットを含む。「状態機械」モデルを用いて、ＦＥＣ符号語と対応しうる受信された数のブロックの各々は、例えば、バッファ、フレーマ、または、記憶場所において整列（align）され、または、“ロック”される。ＦＥＣ符号語は、そのデータブロックおよびパリティブロックを１つずつ検出し、ブロックの列が予期されるＦＥＣ符号語のブロックの列と合致することを検証した後、ＦＥＣ符号語はロックされる。そうでなければ、ブロックが正しい列でないとして検出されるとき、現在のブロックの列を検出し、ロックするために、ブロックの列内の第２ブロックにおいて処理が再開されうる。受信されたＦＥＣ符号語のビット誤り率（ＢＥＲ）が増加するに連れて、状態機械モデルを用いたロックを達成することは、より時間を消費することになり、より高い伝送速度での通信の効率性を減少させうる。

ここで、以前のシステムより少ない時間で符号語ロックを達成する向上した符号語ロック状態機械のためのシステムおよび方法が開示される。この方法は、受信されたブロックを１つずつ検出し、ブロックの列を検証することによって開始する。ブロックが正しい列でないとして検出されるとき、符号語ロック状態機械は、残りのブロックがＦＥＣ符号語のパリティブロックを表わすかどうかを検証する。残りのブロックがパリティブロックであるとして検証されならば、この方法は次のＦＥＣ符号語の開始において再開され、そして、より高い確実性でロックされうる。そうでなければ、残りのブロックがパリティブロックを表わさないならば、処理は１ブロックだけ列をシフトして再開されうる。シフトされたブロックにおいて処理を再開する前に残りのブロックがパリティブロックであるか否かを検証することによって、符号語ロック状態機械の予期される処理時間が減少されうる。

図１は、ＰＯＮ １００の一実施形態を表わす。ＰＯＮ １００は、ＯＬＴ １１０、複数のＯＮＵ １２０、および、ＯＬＴ １１０とＯＮＵ １２０に結合されるＯＤＮ １３０を備える。ＰＯＮ １００は、ＯＬＴ １１０とＯＮＵ １２０の間でデータを分配するために能動的な構成要素を必要としない通信ネットワークでありうる。その代わりに、ＰＯＮ １００は、ＯＤＮ １３０内の受動的な光コンポーネントを使用してＯＬＴ １１０とＯＮＵ １２０の間で分配することができる。ＰＯＮ １００は、約１０Ｇｂｐｓの下り帯域幅および少なくとも約２．５Ｇｂｐｓの上り帯域幅を有する１０ＧｂｐｓのＧＰＯＮ（またはＸＧＰＯＮ）のようなＮＧＡシステムでありうる。適切なＰＯＮ １００の他の例は、非同期転送モードＰＯＮ（ＡＰＯＮ）、ITU-T G.983標準によって規定されている広帯域ＰＯＮ（ＢＰＯＮ）、ITU-T G.984標準によって規定されているＧＰＯＮ、IEEE 802.3ahによって規定されているイーサネット（登録商標）ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）、および、波長分割多重（ＷＤＭ）ＰＯＮ（ＷＰＯＮ）を含み、これらの全てはその全体が複製されたかのように参照によってここに組み込まれる。

一実施形態において、ＯＬＴ １１０は、ＯＮＵ １２０および（図示しない）他のネットワークと通信するように構成された任意の装置でありうる。具体的には、ＯＬＴ １１０は、他のネットワークとＯＮＵ １２０の間で中継する物として動作しうる。例えば、ＯＬＴ １１０はネットワークから受信されたデータをＯＮＵ １２０に転送し、ＯＮＵ １２０から受信されたデータを他のネットワークに転送することができる。ＯＬＴ １１０の具体的な構成はＰＯＮ １００の種類に依存して変わりうるが、一実施形態において、ＯＬＴ １１０は送信器および受信器を備えうる。他のネットワークが、ＰＯＮ １００において使用されるＰＯＮプロトコルと異なる、イーサネット（登録商標）または同期光伝送網／同期デジタル・ハイアラーキ（ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ）のようなネットワークプロトコルを使用するとき、ＯＬＴ １１０はネットワークプロトコルをＰＯＮプロトコルに変換する変換器を備えることができる。また、ＯＬＴ １１０の変換器はＰＯＮプロトコルをネットワークプロトコルに変換することができる。ＯＬＴ １１０は、典型的に中央局のような中央の位置に配置されうるが、他の位置にも配置されうる。

一実施形態において、ＯＮＵ １２０は、ＯＬＴ １１０および（図示しない）顧客またはユーザと通信するように構成された任意の装置でありうる。具体的には、ＯＮＵは、ＯＬＴ １１０と顧客の間で中継する物として動作しうる。例えば、ＯＮＵ １２０はＯＬＴ １１０から受信されたデータを顧客に転送し、顧客から受信されたデータをＯＬＴ １１０に転送することができる。ＯＮＵ １２０の具体的な構成はＰＯＮ １００の種類に依存して変わりうるが、一実施形態において、ＯＮＵ １２０は光信号をＯＬＴ １１０に送信するように構成された光送信器およびＯＬＴ １１０から光信号を受信するように構成された光受信器を備えうる。さらに、ＯＮＵ １２０は、光信号を、イーサネット（登録商標）プロトコルにおける信号のような顧客のための電気信号に変換する変換器、および、顧客の装置に電気信号を送信し、かつ／または、顧客の装置から電気信号を受信する第２の送信器および／または受信器を備えることができる。いくつかの実施形態において、ＯＮＵ １２０と光加入者線終端装置（ＯＮＴ）は類似しているので、ここでは用語は置換可能に使用される。ＯＮＵは、典型的に、顧客の建物のような分散された位置に配置されうるが、他の位置にも配置されうる。

一実施形態において、ＯＤＮ １３０は、光ファイバーケーブル、カプラ、スプリッタ、分配器、および／または、他の設備を備えるデータ分配システムでありうる。一実施形態において、光ファイバーケーブル、カプラ、スプリッタ、分配器、および／または、他の設備は、受動光コンポーネントでありうる。具体的には、光ファイバーケーブル、カプラ、スプリッタ、分配器、および／または、他の設備は、ＯＬＴ １１０とＯＮＵ １２０の間でデータ信号を分配するために電力を必要としない構成要素でありうる。その代わりに、ＯＤＮ １３０は、光増幅器のような１つまたは複数の処理設備を備えうる。ＯＤＮ １３０は、典型的に、図１に表わされているような分岐構成においてＯＬＴ １１０からＯＮＵ １２０まで達するが、その代わりに、他の任意のポイント・ツー・マルチポイント構成で構成することもできる。

一実施形態において、ＯＬＴ １１０、ＯＮＵ １２０、または、その両方は、ＦＥＣ方式を実装して伝送誤りを制御し、または、減少させるように構成することができる。ＦＥＣ方式の一部として、データは、伝送される前に、冗長データを含む誤り訂正符号と結合されうる。例えば、データおよび誤り訂正符号は、他のＰＯＮコンポーネントによって受信され、検出されることができるＦＥＣ符号語にカプセル化またはフレーム化することができる。ある実施形態において、ＦＥＣ符号語は、誤り訂正符号を含み、データビットを修正することなくデータとともに伝送されうる。誤り訂正符号が受信されるとき、ビット誤りのような伝送されるデータにおける誤りのうち少なくともいくつかは、追加のデータを送信する必要なく検出および訂正されうる。データに加えて誤り訂正符号を送信することは、チャネル帯域幅のうち少なくともいくらかを消費しうるので、データのために利用可能な帯域幅を減少させうる。しかし、このＦＥＣ方式は、専用のバックチャネルの代わりに誤り訂正のために使用され、誤り検出方式の複雑さ、コスト、および、その両方を減少させることができる。

このＦＥＣ方式は、ＦＥＣ符号語をロックし、例えば、ＦＥＣ符号語を表わす複数の受信されたブロックが適切に整列されている、すなわち、正しい列であるかどうかを判定するために使用される状態機械モデルを備えることができる。ＦＥＣ符号語をロックすること、または、そのブロックの整列を検証することは、データおよび誤り検出符号を正しく取得することが必要でありうる。例えば、ＯＬＴ １１０、ＯＮＵ １２０、および、その両方は、状態機械モデルを実現する回路のようなハードウェアまたはソフトウェアでありうるＦＥＣプロセッサを備えうる。ＦＥＣプロセッサは、ＯＬＴ １１０またはＯＮＵ １２０における対応する受信器および／またはデフレーマに結合することができ、アナログ・デジタル変換、変調および復調、ライン符号化および復号化、または、それらの組み合わせを使用することができる。また、受信されたブロックを含むＦＥＣ符号語は、ＦＥＣプロセッサおよび受信器に結合された記憶場所またはバッファにおいてロックすることができる。

図２は、ＯＬＴ １１０またはＯＮＵ １２０のＦＥＣプロセッサを用いてロックすることができるＦＥＣ符号語２００の一実施形態を表わす。ＦＥＣ符号語２００、複数のデータブロック２１０および複数のパリティブロック２２０を含みうる、約３１ブロックのような固定された数のパケットまたはブロックを含みうる。例えば、ＦＥＣ符号語は、約２７に等しい予め定められた数のデータブロック２１０、および、約４に等しい残りの数のパリティブロック２２０を含みうる。各々のデータブロック２１０およびパリティブロック２２０は、約６６ビットに等しい複数のビットを含みうる。例えば、各データブロック２１０は、約２に等しい固定された数の同期ヘッダビット２１２、および、約６４に等しい残りの数のペイロードビット２１４を含みうる。

同様に、各パリティブロック２２０は、約２個の同期ヘッダビット、および、約６４個のペイロードビット２２４を含みうる。データブロック２１０の同期ヘッダビット２１２は、パリティブロック２２０の同期ヘッダビット２２２と異なることが可能であり、従って、同期ヘッダビットは２つの異なる種類のブロックの間で識別するために使用されうる。

ＦＥＣ符号語２００の一実施形態において、データブロック２１０の同期ヘッダビット２１２は（１，０）または（０，１）に設定されうる。従って、各データブロック２１０についての同期ヘッダビット２１２の合計は１に等しい。さらに、パリティブロック２２０の同期ヘッダビット２２２は（０，０）、（１，１）、（１，１）、および、（０，０）のような固定された列で設定されうるので、０、２、２、０のような、ビットの組の合計の固定された列を有しうる。その代わりに、パリティブロック２２０の同期ヘッダビット２２２は他の固定された列で配置することができるので、ビットの組の合計の異なる列を有しうる。典型的に、同期ヘッダビット２２２の合計は０または２に等しい。そのようにして、同期ヘッダビット２１２および同期ヘッダビット２２２の合計は、該当するブロックがデータブロック２１０であるか、または、パリティブロック２２０であるかを判定するために使用することができる。さらに、約４個の連続したブロックに対応する同期ヘッダビット２２２の約４組の合計は、４個のブロックがＦＥＣ符号語２００のパリティブロック２２０であるか否かを判定するために使用することができる。

この状態機械モデルによれば、ＦＥＣ符号語２００内のほぼ同じ数のブロック、例えば、約３１個のブロックにおける複数の受信されたブロックは、整列について検査することができる。そのようにして、同期ヘッダビット２１２または２２２の合計は、受信されたブロックの列における各ブロックについて取得することができる。同期ヘッダビットの合計を用いて、該当する検出されたブロックは、ＦＥＣ符号語２００内の同じ位置または列において予期されるブロックと比較することができる。検出されたブロックの同期ヘッダビットの合計が予期されるブロックの同期ヘッダビットの合計に等しくないならば、検出されたブロックの種類は予期されるブロックの種類でない。従って、検出されたブロックは適切に整列されておらず、ブロックの全体の列は、さらに１ブロックまたは１ビットだけシフトされ、または、ずらされる。例えば、列内の最初のブロックが廃棄され、列内の各々の残りのブロックの位置が１ブロックまたは１ビットだけ進められ、さらに受信されたブロックまたはビットが列の最後に含まれうる。そして、処理は再開され、シフトされたブロックは前に検査されたブロックの列の代わりに整列について検出される。

その代わりに、検出されたブロックの同期ヘッダビットの合計がＦＥＣ符号語２００内の予期されるブロックの同期ヘッダビットの合計に等しいならば、検出されたブロックは適切に整列されており、列内の次のブロックが検出され、ＦＥＣ符号語２００の次の予期されるブロックと比較されうる。そのようにして、全てのブロックが適切に整列されている、例えば、同期ヘッダビットの予期される合計に誤りがなくまたは合致しないものがないことが分かるまで、列内の残りのブロックを検出し比較する処理が続く。この場合において、受信されたブロックはＦＥＣ符号語を表わし、そして、その符号語はロックされる。その代わりに、第２の列内の全てのブロックもまた適切に整列されていることが分かるまで、受信されたブロックの第２の列について処理が繰り返されうる。従って、検出されたブロックの第１の列を含む第１のＦＥＣ符号語およびブロックの第２の列を含む第２のＦＥＣ符号語の両方がほぼ同じ時間においてロックされうる。１つの列の代わりに２つの連続したブロックの列を誤って検出および整列する可能性は十分小さいので、第１の列に加えて第２の列を検出および比較することはＦＥＣ符号語ロックの信頼性を向上させうる。

上述した状態機械モデルは、ＦＥＣ符号語をロックする前に、受信されたブロックの広範囲にわたる探索および検査、および、かなりの時間遅延を必要としうる。例えば、ＦＥＣ符号語は約３１ブロックを含み、各ブロックが約６６ビットを含むとき、全体で約２０４６ビットの位置が処理されうる。そのような場合、１ブロックを整列するために必要とされる平均ブロック時間は約６ナノ秒に等しい。受信されたブロックの列がブロック整列されていないとき、整列されていないブロックを検出する前に、平均で２つの完全なブロックが検査されるので、状態機械モデルは約２つのブロック時間に等しい平均時間を消費しうる。さらに、列がブロックで整列されているが、符号語で整列されていないとき、状態機械モデルは約１３ブロック時間に等しい平均時間を消費しうる。受信されたブロック内に誤りがないとき、状態機械モデルは約１４マイクロ秒に等しい平均時間を消費しうる。ブロックがビット誤りを含むとき、この時間は増加されうる。

図３は、予期されるロック時間の減少に関して向上したＦＥＣ符号語ロックのために使用されるＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００の一実施形態を表わす。ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００は、約１０Ｇｂｐｓにおけるような、より高い伝送速度のために重要な通信の効率性を向上させるために、上述した状態機械に行われうるいくつかの変更を含む。具体的には、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００は、検査されるブロックの予期される数、従って、予期される処理時間を減少させうるステップに加えて、上述した状態機械のステップを含む。

ブロック３１０において、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００は、ＦＥＣ符号語内の予期されるブロックの数に等しい数のブロックを、例えば受信器のバッファにおいて受信する。ブロック３２０において、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００は、受信されたブロックの列内の最初または次のブロックを検出する。例えば、次のブロックの同期ヘッダビットの合計が計算され、そのブロックがデータブロックであるか、あるいは、パリティブロックであるかを判定する。例えば、その合計が約１に等しいならば、そのブロックはデータブロックであるとみなされる。その代わりに、その合計が０または２に等しいならば、そのブロックはパリティブロックであるとみなされる。

ブロック３３０において、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００は、検出されたブロックがＦＥＣ符号語ブロックの列内の予期されるブロックであるか否かを検証する。例えば、ブロックの種類、例えば、データブロックまたはパリティブロックが、ＦＥＣ符号語内の同じ位置において予期されるブロックの種類と比較される。さらに、パリティブロックが検出された場合、ヘッダビットの合計が検査され、検出されたパリティブロックがパリティブロックの列内で正しく整列されているかどうかを検証する。例えば、検出されたパリティブロックの同期ヘッダビットまたは同期ヘッダビットの組の合計が、パリティブロックの列内の同じ位置における同期ヘッダビットまたは同期ヘッダビットの組の予期される合計と比較されうる。検出されたブロックが予期されるブロックの列内にあるならば、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００はブロック３５０に進む。そうでなければ、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００はブロック３３５に進む。

ブロック３３５において、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００は、ＦＥＣ符号語内のパリティブロックの数に等しい数のブロックの列内の次のブロックを検査する。そのようにして、検出されたブロックの同期ヘッダビットの合計が計算されうる。そして、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００は、ブロック３４０に進み、検査されたブロックがＦＥＣ符号語の予期されるパリティブロックであるか否かを検証する。例えば、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００は、ブロックの同期ヘッダビットの計算された合計の列と、パリティブロックに対応する合計の予期される列を比較しうる。２つの列が合致するならば、検出されたブロックはパリティブロックであり、正しく整列されており、ＦＥＣ符号語の終了、すなわち、末尾を表わす。従って、検査されるブロックの次の列内の最初のブロックは、ＦＥＣ符号語の最初に対応し、そのＦＥＣ符号語は向上した確率でロックされうる。さらに、ブロックの全体の列内で以前に検出された整列誤りは、整列誤りの代わりにビット誤りとみなされる。そして、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００はブロック３５０に進む。２つの列が合致しないならば、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００はブロック３４５に進み、ここでブロックの列は次の受信されたビットにシフトされ、または、ずらされる。続いて、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００はブロック３２０に戻り、ここでシフトされたブロック内の次のブロックが検出される。

ブロック３５０において、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００は、全ての受信されたブロックが検出され、正しく整列されているか否かを検証する。全ての受信されたブロックが検出され、正しく整列されているならば、ブロックはＦＥＣ符号語に対応する。従って、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００はブロック３５５に進む。そうでなければ、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００はブロック３２０に戻り、列内の次のブロックを検出する。

ブロック３５５において、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００は、２つの連続したブロックの列が検出され、正しく整列されているか否か、例えば、２つの連続したＦＥＣ符号語が受信されたか否かを検証する。ブロック３５５の条件が満たされるならば、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００はブロック３６０に進み、２つの連続したＦＥＣ符号語をロックする。そうでなければ、ただ１つのブロックの列が検出され、正しく整列されている、例えば、１つのＦＥＣ符号語が受信される。従って、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００はブロック３１０に戻り、第２のブロックの列が続くＦＥＣ符号語に対応するかどうかを判定する。

１つのＦＥＣ符号語の代わりに２つの連続したＦＥＣ符号語を検証およびロックすることは、複数の受信されたブロックについて正しい整列を誤って検出する確率を減少させうる。例えば、そのブロックは、実際の整列誤りを隠し、または、マスクしうる少なくとも１つのビット誤りを含みうるので、そのブロックは誤って正しい列に見えうる。しかし、２つの連続して受信されたブロックの列においてそのようなビット誤りが実際の整列誤りを隠すことはあまり起こらない。ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００のいくつかの実施形態において、ブロック３５５は任意選択でありうる。例えば、他の実施形態において、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法３００はブロック３５０からブロック３６０に進むことができ、（ブロック３５５において）第２のブロックの列の整列を検証することなく該当するＦＥＣ符号語をロックする。

図４は、その全体が複製されたかのように参照によってここに組み込まれるIEEE 802.3av標準で説明されている状態に類似した複数の状態を含む、もう１つのＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００を表わす。しかし、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、予期される処理時間を減少させ、効率性を向上させる追加の状態を含む。具体的には、整列されていないブロックが検出されるとき、追加の状態は、ＦＥＣ符号語の末尾に到達したかどうか検証し、ＦＥＣの末尾に到達していないならば、検査されるブロックの列をシフトし、または、ずらし（slip）、再開する。

ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、LOCK_INIT状態４１０で起動され、例えば、パラメータをリセットするとき、パワーオンの間にリセット信号が起動されたか、あるいは、低電力モードに切り替えたかを示すブール変数が真に設定される。また、LOCK_INIT状態４１０は、受信されたブロックが符号語内で予期されるブロックの数に到達したか否かを示すブール変数であるsignal_okパラメータが偽に設定されたとき、起動される。いくつかの実施形態において、LOCK_INIT状態４１０は、状態機械がリセットされ、または、起動信号が検出されないとき、起動されうる。

LOCK_INIT状態４１０の間、複数のパラメータが初期化される。例えば、受信器が符号語の記述を取得したか否かを示すブール変数であるcword_lockパラメータが偽に設定される。新たな同期ヘッダが検査のために利用可能であるか否かを示すブール変数であるtest_shパラメータが偽に設定される。符号語がロックされたか否かを示すブール変数であるdecode_successパラメータが偽に設定される。連続したロック失敗の数を示すカウンタであるdecode_failuresパラメータが約０に設定される。連続したロック失敗の数が約２のような限界を超えたか否かを示すブール変数であるpersist_dec_failパラメータが偽に設定される。そして、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、例えば、無条件転送（ＵＣＴ）プロシージャを用いてRESET_CNT状態４２０に進む。

また、RESET_CNT状態４２０の間、複数のパラメータが初期化される。例えば、受信されたブロック内で検査された同期ヘッダの数を示すカウンタであるsh_cntパラメータが約０に設定される。いくつかの実施形態において、IEEE 802.3av標準におけるsh_wndw_cntのような同期ヘッダの数を示すために、代わりのパラメータが使用されうる。受信されたブロック内の無効な同期ヘッダの数を示すカウンタであるsh_invalid_cntパラメータが約０に設定される。SLIPプロシージャが完了し、次のブロック同期位置を検査できるか否かを示すブール変数であるslip_doneパラメータが偽に設定される。検出されたパリティ同期ヘッダの数を示すカウンタであるFEC_cntパラメータが約０に設定される。さらに、いくつかの実施形態において、検出されたＦＥＣ符号語同期ヘッダの数を示すカウンタであるFEC_synchead_cntパラメータが約０に設定される。そして、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００はTEST_SH状態４３０に進む。

TEST_SH状態４３０の間、test_shは偽に設定される。次に、バッファがＦＥＣ符号語ブロック内に予期される数のブロックを含むかどうか判定するDecodeWhenReady()プロシージャが実行される。さらに、DecodeWhenReady()プロシージャの間、IEEE 802.3av標準におけるDecode()プロシージャのような、ブロックが正しく整列されているかどうかを検出するためにサブプロシージャが実行される。ブロックが整列されているならば、受信されたブロックはＦＥＣ符号語と対応し、そしてバッファがクリアされる。そして、適切なビットサイズの、例えば、約６６ビットで、次の受信されたブロックを検出するAppend_inbuffer()プロシージャが実行される。ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、例えば、受信されたブロックの同期ヘッダが有効であることを示すsh_valid[sh_cnt]パラメータが真に設定されているたとき、VALID_SH状態４４０に進む。そのような判定の実行において、sh_valid[sh_cnt]パラメータは、sh_valid配列内のsh_cntパラメータに合致する位置に対応する。その代わりに、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、sh_valid[sh_cnt]パラメータが偽に設定され、cword_lockパラメータが偽に設定されているときFEC_SH状態４４５に進み、sh_valid[sh_cnt]パラメータが偽に設定され、cword_lockパラメータが真に設定されているときINVALID_SH状態４５５に進みうる。

VALID_SH状態４４０の間、sh_cntパラメータが１だけ増加される。そして、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、例えば、sh_cntパラメータが約６２に等しく、sh_invalid_cntパラメータが約０に等しいとき、62_GOOD状態４５０に進む。その代わりに、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、test_shパラメータが真に設定され、sh_cntパラメータが約６２より小さいときTEST_SH状態４３０に戻り、または、その代わりに、sh_cntパラメータが約６２に等しく、sh_invalid_cntパラメータが約０より大きいときRESET_CNT状態４２０に戻る。62_GOOD状態４５０の間、cword_lockパラメータは真に設定される。そして、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、例えば、ＵＣＴプロシージャを用いてRESET_CNT状態４２０に戻る。

FEC_SH状態４４５は、受信されたブロック内の最後のブロックの列がＦＥＣ符号語のパリティブロックに合致するかどうかを検証する。FEC_SH状態４４５の間、test_shパラメータは偽にリセットされ、FEC_cntパラメータは１だけ増加される。ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、FEC_valid[FEC_cnt]パラメータが真に設定され、FEC_cntパラメータが約４に等しいとき、これはブロックの列内の最後のブロックがパリティブロックに合致することを示し、RESET_CNT状態４２０に戻る。具体的には、FEC_valid[FEC_cnt]パラメータはFEC_valid配列内のFEC_cntパラメータに合致する位置に対応する。同期ヘッダの合計がＦＥＣ符号語の予期される合計に合致するならば、FEC_valid[FEC_cnt]パラメータは真に設定される。その代わりに、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、test_shパラメータが真に設定され、FEC_cntパラメータが約４より小さいときFEC_SH状態４４５を再開し、または、その代わりに、FEC_valid[FEC_cnt]パラメータが偽に設定されているとき、ブロックの列内の最後のブロックがパリティブロックでないことを示し、INVALID_SH状態４５５に進む。

一実施形態において、rx_coded[0]パラメータおよびrx_coded[1]パラメータの合計がSH_CW_PATTERN[26+FEC_cnt]パラメータに等しいならば、FEC_valid[REC_cnt]パラメータは真に設定される。rx_coded[0]パラメータおよびrx_coded[1]パラメータは、rx_coded配列内の１番目および２番目の位置に対応する。rx_coded配列またはベクトルは、約６６ビットである、次の検出されたブロックのビットを含む。従って、rx_coded[0]パラメータおよびrx_coded[1]パラメータは、ブロックの同期ヘッダビットを含みうる。SH_CW_PATTERN[26+FEC_cnt]パラメータは、SH_CW_PATTERN配列内の２６番目を超えるFEC_cntに合致する位置に対応する。SH_CW_PATTERN配列は定数であり、ＦＥＣ符号語内の同期ヘッダビットの合計の列を含みうる。例えば、SH_CW_PATTERN配列は、ＦＥＣ符号語内の約３１個のブロックに対応する同期ヘッダの約３１個の合計を含みうる。最後４個の合計の値は、パリティブロックに対応する約０、約２、約２、約０に等しいことが可能である。従って、SH_CW_PATTERN[26+FEC_cnt]パラメータはパリティブロックの１つに対応しうる。

INVALID_SH状態４５５の間、sh_cntパラメータおよびsh_invalid_cntパラメータは、それぞれ、１だけ増加される。そして、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、sh_invalid_cntパラメータが約１６に等しいとき、例えば、cword_lockパラメータが偽に設定されているとき、persist_dec_failパラメータが偽に設定されているとき、または、それらの組み合わせであるとき、SLIP状態４６０に進む。その代わりに、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、sh_cntパラメータが約６２に等しく、sh_invalid_cntパラメータが約１６より小さく、かつ、cword_lockパラメータが真に設定されているとき、RESET_CNT状態４２０に戻る。SLIP状態４６０の間、cword_lockパラメータが偽に設定され、SLIPプロシージャが実行され、persist_dec_failパラメータが１だけ増加される。そして、ＦＥＣ符号語ロック状態機械法４００は、例えば、SLIPプロシージャステップにおいてslip_doneパラメータが真に設定されたとき、RESET_CNT状態４２０に戻る。

図５は、ＦＥＣ符号語ロック状態機械の処理時間５００の一実施形態を表わす。具体的には、複数のＢＥＲの値に対する複数の予期される処理時間の値を含む第１曲線５１０が表わされている。予期される処理時間の値は、ＦＥＣ符号語ロック状態機械４００のような第１のＦＥＣ符号語ロック状態機械法を用いた平均の符号語ロック時間を表わす。予期される処理時間は、約２マイクロ秒（μｓ）から約１０μｓまで変動し、ＢＥＲの値は約１０^−７から約１０^−２まで変動しうる。特に、予期される処理時間は、約１０^−７ｄｂから約１０^−３ｄｂまでのＢＥＲの値において約１．５μｓである。また、第２のＦＥＣ符号語ロック状態機械法、例えば、図４で説明したものに類似するがブロック４４５なしの符号語ロック状態機械を用いた平均の符号語ロック時間を表わす複数の予期される時間の値を含む第２曲線５２０が表わされている。第２曲線５２０の予期される処理時間の値は、第１曲線５１０の予期される処理時間の値より十分に大きい。例えば、第２曲線５２０の予期される処理時間の値は、第１曲線５１０の同じＢＥＲの値について、約１５μｓから少なくとも約３５μｓまで変動する。

（第１曲線５１０の）第１のＦＥＣ符号語ロック状態機械法と異なり、整列されていないブロックが検出されるとき、（第２曲線５２０の）第２のＦＥＣ符号語ロック状態機械法は、まず、最後のブロックがＦＥＣ符号語の末尾、例えば、パリティブロックと合致するかどうかを検証することなく、１ブロックまたは１ビットだけ受信されたブロックの列をずらすことを進める。次のブロックがＦＥＣ符号語のパリティブロックを表わすかどうかを検証することは、ブロックの不必要なシフトおよび検出を避け、より迅速なロック時間を達成することができる。さらに、ＢＥＲの値が増加するに連れてロック時間の向上は増す。

上述したネットワークの構成要素は、そこにかけられる必要な処理負荷を扱うために、十分な処理能力、メモリ資源、および、ネットワークスループット性能を有するコンピュータまたはネットワーク構成要素のような任意の汎用のネットワーク構成要素において実現することができる。図６は、ここで開示された構成要素の１つまたは複数の実施形態を実現するために適切な典型的な、汎用のネットワーク構成要素６００を表わす。ネットワーク構成要素６００は、補助記憶装置６０４、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）６０６、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６０８を含むメモリ装置、入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置６１０、および、ネットワーク接続装置６１２と通信する（中央処理ユニットまたはＣＰＵと呼ぶ）プロセッサ６０２を含む。プロセッサ６０２は、１つまたは複数のＣＰＵチップとして実現され、または、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の一部でありうる。

補助記憶装置６０４は、典型的に、１つまたは複数のディスクドライブまたはテープドライブからなり、データの不揮発性記憶のために、ＲＡＭ ６０８が全ての作業データを保持するために十分に大きくないならばオーバフローデータの記憶装置として使用される。補助記憶装置６０４は、プログラムが実行のために選択されたとき、ＲＡＭ ６０８にロードされるプログラムを記憶するために使用することができる。ＲＯＭ ６０６は命令、および、おそらくプログラムの実行の間に読み取られるデータを記憶するために使用される。ＲＯＭ ６０６は、典型的に、補助記憶装置６０４のより大きなメモリ容量と比較して小さいメモリ容量を有する不揮発性メモリ装置である。ＲＡＭ ６０８は、揮発性のデータを記憶し、おそらく命令を記憶するために使用される。ＲＯＭ ６０６とＲＡＭ ６０８の両方へのアクセスは、典型的に、補助記憶装置６０４へのアクセスより速い。

少なくとも１つの実施形態が開示され、この技術分野の当業者によって行われる本実施形態、および／または、本実施形態の特徴の変形、組み合わせ、および／または、修正は本開示の範囲内にある。本実施形態の特徴を組み合わせ、統合し、かつ／または、省略することによる代わりの実施形態もまた本開示の範囲内にある。数値の範囲または限定が明示的に述べられるとき、そのような明示の範囲または限定は、明示的に述べた範囲または限定の中にある同様の大きさの繰り返しの範囲または限定を含むと理解すべきである（例えば、約１から約１０は、２、３、４、等を含み、０．１０より大きいは０．１１、０．１２、０．１３、等を含む）。例えば、下限Ｒ_ｌおよび上限Ｒ_ｕを有する数値範囲が開示されるときは、その範囲内にある任意の数値が具体的に開示されている。特に、その範囲内の次の数値：Ｒ＝Ｒ_ｌ＋ｋ×（Ｒ_ｕ−Ｒ_ｌ）、ここでｋは１％刻みで１％から１００％まで変動する変数、すなわち、１％、２％、３％、４％、５％、・・・、５０％、５１％、５２％、・・・、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または、１００％が具体的に開示されている。さらに、上記で定義されたような２つの数Ｒによって定義される任意の数値範囲もまた具体的に開示されている。請求項の任意の要素に関して用語“任意選択で”の使用は、その要素が必要とされること、または、その代わりに、その要素が必要とされないこと、両方の選択肢が請求項の範囲内にあることを意味する。備える、含む、有する、のようなより広い用語の使用は、・・・からなる、不可欠に・・・からなる、ほぼ・・・からなる、のようなより狭い用語のためのサポートを提供すると理解すべきである。従って、保護範囲は、上述した説明によって限定されないが、続く請求項によって定義され、その範囲は、請求項に係る発明の全ての均等物を含む。各々の、および、全ての請求項は、さらなる開示として明細書に組み込まれ、請求項は本開示の実施形態である。本開示における参照の記載、特に、本願の優先日の後の公開日を有する任意の参照の記載は先行技術であることを認めるものではない。全ての特許、特許出願、本開示において引用された刊行物の開示は、本開示に例示的、手続き的、または、他の詳細な補足を提供する範囲で、参照によってここに組み込まれる。

本開示においていくつかの実施形態が提供されたが、開示されたシステムおよび方法は、本開示の思想または範囲から逸脱することなく多くの他の具体的な形態で実現されうることを理解すべきである。ここでの例は説明として解釈されるべきであり、限定として解釈されるべきでなく、その意図はここで与えられた詳細に限定されるべきでない。例えば、他のシステムにおいて様々な要素または構成要素が組み合わされ、または、統合され、または、ある特徴が省略され、または、実現されないことが可能である。

さらに、別個に、または、個々に、各種の実施形態において記載され、説明された技術、システム、サブシステム、および、方法は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のシステム、モジュール、技術、または、方法と組み合わされ、または、統合されることが可能である。結合され、直接に結合され、または、互いに通信するように表わされ、または、説明された他の事項は、電気的に、機械的に、または、他の手段で、直接に結合され、または、あるインタフェース、装置、または、中継する構成要素を通して通信することが可能である。変更、置換、および、代替の他の例は、この技術分野の当業者が確かめることができ、ここで開示された思想および範囲から逸脱することなく行うことができる。

１００ ＰＯＮ
１１０ ＯＬＴ
１２０ ＯＮＵ
１３０ ＯＤＮ
２００ ＦＥＣ符号語
２１０ データブロック
２１２、２２２ 同期ヘッダビット
２１４、２２４ ペイロードビット
２２０ パリティブロック
３００、４００ ＦＥＣ符号語ロック状態機械法
５００ ＦＥＣ符号語ロック状態機械の処理時間
５１０ 第１曲線
５２０ 第２曲線
６００ ネットワーク構成要素
６０２ プロセッサ
６０４ 補助記憶装置
６０６ リードオンリメモリ
６０８ ランダムアクセスメモリ
６１０ 入力／出力装置
６１２ ネットワーク接続装置

Claims (19)

1. 光受信器に結合された前方誤り訂正（ＦＥＣ）プロセッサを備え、
   前記ＦＥＣプロセッサは、複数の受信されたブロックの同期ヘッダビットを、複数のパリティブロックを含む複数のＦＥＣ符号語ブロックの同期ヘッダビットと比較し、前記受信されたブロックの中で整列されていないブロックを検出すると、残りの受信されたブロックのうち少なくともいくつかのブロックの同期ヘッダビットを前記パリティブロックの同期ヘッダビットと比較するように構成された装置。
2. 前記受信されたブロックおよび前記ＦＥＣ符号語ブロックの各々は、前記パリティブロックまたはデータブロックのうち１つである請求項１に記載の装置。
3. 前記パリティブロックおよびデータブロックの各々は、複数の同期ヘッダビットおよび複数のペイロードビットを含む請求項２に記載の装置。
4. 前記ＦＥＣ符号語ブロックは２７個のデータブロックおよび４個のパリティブロックを含み、前記データブロックの各々は２個の同期ヘッダビットおよび６４個のペイロードビットを含み、前記パリティブロックの各々は２個の同期ヘッダビットおよび６４個のペイロードビットを含む請求項３に記載の装置。
5. 前記データブロックの同期ヘッダビットの合計は１に等しく、前記パリティブロックの同期ヘッダビットの合計は０または２に等しい請求項４に記載の装置。
6. ＦＥＣ符号語のパリティブロックの同期ヘッダビットの合計は固定されている請求項５に記載の装置。
7. ＦＥＣ符号語のパリティブロックの同期ヘッダビットの合計４個は０、２、２、０に等しい請求項６に記載の装置。
8. 受信されたブロックの同期ヘッダビットの合計がＦＥＣ符号語内の同じ位置における対応するブロックの同期ヘッダビットの合計に等しくないとき、前記整列されていないブロックが検出される請求項３から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前方誤り訂正（ＦＥＣ）プロセッサの作動方法であって、
   複数の第１ブロックを受信するステップを有し、受信された第１ブロックの数はＦＥＣ符号語内のブロックの数に等しく、
   前記受信された第１ブロックのうち１つを選択するステップと、
   前記選択されたブロックの同期ヘッダビットが前記ＦＥＣ符号語の同期ヘッダビットと整列されているか否かを判定するステップと、
   前記選択されたブロックの同期ヘッダビットが前記ＦＥＣ符号語の同期ヘッダビットと整列されていないとき、残りのブロックの同期ヘッダビットが前記ＦＥＣ符号語の同期ヘッダビットと対応するか否かを判定するステップと、
   をさらに有する方法。
10. 前記残りのブロックの同期ヘッダビットが前記ＦＥＣ符号語の同期ヘッダビットと対応しないとき、１ブロックまたは１ビットだけブロックをずらすステップをさらに有する請求項９に記載の方法。
11. 前記選択されたブロックの同期ヘッダビットが前記ＦＥＣ符号語の同期ヘッダビットと整列されているか、または、前記残りのブロックの同期ヘッダビットが前記ＦＥＣ符号語の同期ヘッダビットと対応するとき、複数の第２ブロックを受信し、前記第２ブロックの同期ヘッダビットが前記ＦＥＣ符号語の同期ヘッダビットと整列されているか否かを判定するステップをさらに有し、
    前記第２ブロックの数は前記ＦＥＣ符号語内のブロックの数に等しい請求項１０に記載の方法。
12. 前記ＦＥＣ符号語の最後４個のブロックは、複数の同期ヘッダビットの合計の固定された列を有する請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記残りのブロック内の複数の同期ヘッダビットの合計が前記ＦＥＣ符号語の同期ヘッダビットの合計に等しいとき、前記残りのブロックは前記ＦＥＣ符号語と対応する請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記選択されたブロックがビット誤りを含むとき、または、前記選択されたブロックの複数の同期ヘッダビットの合計が前記ＦＥＣ符号語内の同じ位置における対応するブロック内の複数の同期ヘッダビットの合計に等しくないとき、前記選択されたブロックは整列されていない請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. ＦＥＣ符号語ブロックは２７個のデータブロックおよび４個のパリティブロックを含み、前記データブロックの各々は２個の同期ヘッダビットおよび６４個のペイロードビットを含み、前記パリティブロックの各々は２個の同期ヘッダビットおよび６４個のペイロードビットを含む請求項９から１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記データブロックの同期ヘッダビットの合計は１に等しく、前記パリティブロックの同期ヘッダビットの合計は０または２に等しい請求項１５に記載の方法。
17. 前記ＦＥＣ符号語のパリティブロックの同期ヘッダビットの合計は固定されている請求項１６に記載の方法。
18. 前記ＦＥＣ符号語のパリティブロックの同期ヘッダビットの合計４個は０、２、２、０に等しい請求項１７に記載の方法。
19. 請求項９から１８のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるプログラム。

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