JP5586448B2

JP5586448B2 - 光伝送装置

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Publication number: JP5586448B2
Application number: JP2010282851A
Authority: JP
Inventors: 聖史斧原; 和夫久保; 隆司水落
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-12-20
Also published as: JP2012134608A

Description

この発明は、ディジタル光通信システムに適用され、誤り訂正機能を有する光伝送装置に関するものである。

従来の光伝送装置における誤り訂正機能は、複数の符号を連接する連接符号により、誤り訂正性能を高めている。連接する符号の符号化過程で前段に位置する符号を外符号と呼び、後段に位置する符号を内符号と呼ぶ。

ＩＴＵ−ＴＲｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎＧ．７０９／Ｙ．１３３１（０３／２００３）ＯＩＦ−ＦＤ−１００Ｇ−ＤＷＤＭ−０１．０（１００ＧＵｌｔｒａＬｏｎｇＨａｕｌＤＷＤＭＦｒａｍｅｗｏｒｋＤｏｃｕｍｅｎｔ）

従来の光伝送装置における誤り訂正機能は、送受信する情報信号のビットレートが１０Ｇｂｐｓ、４０Ｇｂｐｓの信号を扱うため、１石のＬＳＩ（Large Scale Integration）で外符号誤り訂正符号化部及び外符号誤り訂正復号化部と、内符号誤り訂正符号化部及び内符号誤り訂正復号化部を実装することが可能であった。これらの外符号誤り訂正符号化部及び外符号誤り訂正復号化部、内符号誤り訂正符号化部及び内符号誤り訂正復号化部で、情報理論に基く受信信号の誤り訂正を実施する際に、それぞれの復号化部で、同一のビットを訂正する可能性があり、全体の訂正ビット数をカウントするときには、その重複した訂正ビット分を取り除く必要がある。

そのため、ＬＳＩ内部における内符号誤り訂正復号化部と外符号誤り訂正復号化部において生成されるそれぞれの訂正情報の時間同期を取る必要があるが、それぞれの復号化部が同一ＬＳＩに実装されていることから、訂正情報を出力するタイミングが予め設計時に既知であり同期を取ることが容易であった。

しかしながら、近年、１００Ｇｂｐｓを超えるビットレートを送受信する技術が確立されてきており、そのような高速信号を扱う場合、外符号誤り訂正符号化部及び外符号誤り訂正復号化部と、内符号誤り訂正符号化部及び内符号誤り訂正復号化部を１石のＬＳＩで実装することが難しく、外符号、内符号それぞれの復号化部を別々のＬＳＩで実装する必要がある。

この場合、内符号誤り訂正復号化部と、外符号誤り訂正復号化部で生成した訂正情報を、時間同期する必要があるが、それぞれのＬＳＩで訂正情報を出力するタイミングが揃わないことから、ＦＥＣ（Forward Error Correction）フレームの同期を取ることができないという問題点があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、フレームパルス及びマルチフレームパルスの位置から、内符号、外符号の誤り訂正情報を時間的に同期させ、ＦＥＣフレーム全体の誤り訂正数を正確にカウントすることができる光伝送装置を得ることを目的とする。

本発明に係る光伝送装置は、受信信号の内符号の誤り訂正復号化処理を実施し、内符号の誤り訂正結果と共に、フレームパルス及びマルチフレームパルスを併せて出力する内符号誤り訂正復号化部と、前記内符号誤り訂正復号化部で内符号の誤り訂正復号化された受信信号に対して、さらに外符号の誤り訂正復号化処理を実施し、外符号の誤り訂正結果と共に、フレームパルス及びマルチフレームパルスの内の少なくともフレームパルスを併せて出力する外符号誤り訂正復号化部と、前記内符号誤り訂正復号化部からの内符号の誤り訂正結果からＦＥＣフレームの内符号による誤り訂正情報を検出し、フレームパルス及びマルチフレームパルスの内の少なくともフレームパルスを併せて出力する内符号誤り訂正モニタ部と、前記外符号誤り訂正復号化部からの外符号の誤り訂正結果からＦＥＣフレームの外符号による誤り訂正情報を検出し、フレームパルス及びマルチフレームパルスの内の少なくともフレームパルスを併せて出力する外符号誤り訂正モニタ部と、前記内符号誤り訂正モニタ部からのフレームパルス及びマルチフレームパルスの内の少なくともフレームパルスの位置、並びに前記外符号誤り訂正モニタ部からのフレームパルス及びマルチフレームパルスの内の少なくともフレームパルスの位置から、前記内符号誤り訂正モニタ部からのＦＥＣフレームの内符号による誤り訂正情報、及び前記外符号誤り訂正モニタ部からのＦＥＣフレームの外符号による誤り訂正情報を時間的に同期させ、ＦＥＣフレームの内符号による誤り訂正情報及びＦＥＣフレームの外符号による誤り訂正情報を合算してＦＥＣフレーム全体の誤り訂正数をカウントする全体誤り訂正モニタ部とを備えるものである。

本発明に係る光伝送装置によれば、内符号誤り訂正復号化部と、外符号誤り訂正復号化部が同一ＬＳＩに実装されていない場合でも、ＦＥＣフレーム全体の誤り訂正数を正確にカウントすることができるという効果がある。

この発明の実施の形態１に係るディジタル光通信システムの構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係るディジタル光通信システムの光伝送装置の詳細構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る光伝送装置による訂正結果のフォーマットを示す図である。この発明の実施の形態２に係る光伝送装置による訂正結果のフォーマットを示す図である。この発明の実施の形態３に係る光伝送装置による訂正結果のフォーマットを示す図である。

以下、本発明の光伝送装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る光伝送装置について図１から図３までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るディジタル光通信システムの構成を示すブロック図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１において、ディジタル光通信システムは、光伝送装置１０と、光伝送装置３０と、２つの光伝送装置１０、３０を接続する通信路２０とが設けられている。

図２は、この発明の実施の形態１に係るディジタル光通信システムの光伝送装置の詳細構成を示す図である。

図２において、光伝送装置１０は、送信系として、ＯＴＵ（Optical channel Transport Unit）フレーマ１１と、外符号誤り訂正符号化部１２と、内符号誤り訂正符号化部１３と、Ｅ／Ｏ変換部１４とが設けられている。

また、光伝送装置３０は、受信系として、Ｏ／Ｅ変換部３１と、フレーム同期部３２と、内符号誤り訂正復号化部３３と、外符号誤り訂正復号化部３４と、ＯＴＵデフレーマ３５と、内符号誤り訂正モニタ部３６と、外符号誤り訂正モニタ部３７と、全体誤り訂正モニタ部３８とが設けられている。

なお、光伝送装置１０及び３０は、同じ構成を有し、送信系として、ＯＴＵフレーマ１１と、外符号誤り訂正符号化部１２と、内符号誤り訂正符号化部１３と、Ｅ／Ｏ変換部１４とが設けられ、受信系として、Ｏ／Ｅ変換部３１と、フレーム同期部３２と、内符号誤り訂正復号化部３３と、外符号誤り訂正復号化部３４と、ＯＴＵデフレーマ３５と、内符号誤り訂正モニタ部３６と、外符号誤り訂正モニタ部３７と、全体誤り訂正モニタ部３８とが設けられている。

つぎに、この実施の形態１に係る光伝送装置の動作について図面を参照しながら説明する。

図３は、この発明の実施の形態１に係る光伝送装置による訂正結果のフォーマットを示す図である。

光伝送装置１０のＯＴＵフレーマ１１は、クライアント信号を、ＯＴＵｋフレーム（送信信号）に変換するとともに、ＯＴＵｋフレームの先頭を示すフレームパルス（ＦＰ）と、複数のＯＴＵｋフレームの集合であるマルチフレームの先頭を示すマルチフレームパルス（ＭＦＰ）を生成し、送信信号とＦＰ、ＭＦＰとを並列に外符号誤り訂正符号化部１２へ送信する。

ＯＴＵｋフレームのｋ（＝０，１，２，３，４・・・）は、ビットレートを表す識別番号である。ＯＴＵｋフレームは、ＦＡＳ（Frame Alignment Signal）やＭＦＡＳ（Multi−ＦＡＳ）などのオーバヘッド情報を含む。

これらのフレームパルス、マルチフレームパルスは、ＩＴＵ−ＴＧ．７０９で規定されている。フレームパルスは、複数のＦＥＣフレームの集合であるＯＴＵｋフレームを１フレームとしてそのフレームの先頭に同期した識別信号である。また、マルチフレームパルスは、複数のＯＴＵｋフレームの集合をマルチフレームとして、マルチフレームの先頭に同期した識別信号である。

外符号誤り訂正符号化部１２は、送信信号を情報系列としてそれに応じた冗長ビットを付加することにより、送信信号を符号化する。符号化した送信信号とＦＰ、ＭＦＰとを並列に内符号誤り訂正符号化部１３へ送信する。このとき、ＯＴＵｋフレーム内の信号を符号化し易いように幾つかに分割して、符号化を行うので、これをＦＥＣフレームと呼ぶ。説明を簡単にするために、ＦＥＣフレームが、例えば、フレームの先頭から順に「情報ビット」、「外符号の冗長ビット」及び「内符号の冗長ビット」の３つの領域から構成されているとし、外符号は、「情報ビット」及び「外符号の冗長ビット」から構成されている。

内符号誤り訂正符号化部１３は、送信信号を情報系列としてそれに応じた冗長ビットを付加することにより、送信信号を符号化する。内符号は、「情報ビット」及び「内符号の冗長ビット」から構成されている。

光伝送装置１０のＥ／Ｏ変換部１４は、誤り訂正符号化された送信信号である電気信号を光信号に変換し、通信路２０へ送信する。

通信路２０は、光伝送装置１０から送信された光信号を伝送し、光伝送装置３０のＯ／Ｅ変換部３１は、光信号を受信し、電気信号（受信信号）に変換する。

フレーム同期部３２は、受信信号のＯＴＵｋフレームのオーバヘッド情報からＯＴＵｋフレームの先頭を示すフレームパルス（ＦＰ）と、マルチフレームの先頭を示すマルチフレームパルス（ＭＦＰ）を生成し、受信信号と並列に、内符号誤り訂正復号化部３３へ送信する。

フレームパルスは、ＯＴＵｋフレームのオーバヘッド情報のＦＡＳを用いて生成される。また、マルチフレームパルスは、ＯＴＵｋフレームのオーバヘッド情報のＭＦＡＳから生成される。

内符号誤り訂正復号化部３３は、受信信号の内符号の誤り訂正復号化処理を実施し、内符号の誤り訂正結果を内符号誤り訂正モニタ部３６へ送信する。この時、どのＦＥＣフレームを訂正したのかを識別できるように、フレームパルスとマルチフレームパルスを併せて送信する。また、復号化した送信信号とＦＰ、ＭＦＰとを並列に符号誤り訂正復号化部３４へ送信する。

外符号誤り訂正復号化部３４は、内符号誤り訂正復号化部３３で内符号の誤り訂正復号化された受信信号に対して、さらに外符号の誤り訂正復号化処理を実施し、外符号の誤り訂正結果を外符号誤り訂正モニタ部３７へ送信する。内符号誤り訂正復号化部３３と同様に、外符号の訂正結果と共に、どのＦＥＣフレームを訂正したのかを識別できるように、フレームパルスとマルチフレームパルスを送信する。また、復号化した送信信号とＦＰ、ＭＦＰとを並列にＯＴＵデフレーマ３５へ送信する。

光伝送装置３０のＯＴＵデフレーマ３５は、フレームパルスとマルチフレームパルスに基づきＯＴＵｋフレーム（受信信号）からクライアント信号を抽出する。

内符号誤り訂正モニタ部３６は、フレームパルス及びマルチフレームパルスに基づきＦＥＣフレームの内符号による誤り訂正情報を検出し、フレームパルス及びマルチフレームパルスと共に、全体誤り訂正モニタ部３８へ送信する。

外符号誤り訂正モニタ部３７は、フレームパルス及びマルチフレームパルスに基づきＦＥＣフレームの外符号による誤り訂正情報を検出し、フレームパルス及びマルチフレームパルスと共に、全体誤り訂正モニタ部３８へ送信する。

図３は、内符号誤り訂正復号化部３３及び外符号誤り訂正復号化部３４による訂正結果（訂正ビット位置情報）のフォーマットである。

図３（ａ）及び（ｂ）において、内符号誤り訂正復号化部３３及び外符号誤り訂正復号化部３４により訂正したビット位置がハイ（Ｈｉｇｈ）信号で、訂正されない正常ビットの位置をロー（Ｌｏｗ）信号で表す。

全体誤り訂正モニタ部３８は、内符号誤り訂正復号化部３３及び外符号誤り訂正復号化部３４それぞれのフレームパルス（ＦＰ）及びマルチフレームパルス（ＭＦＰ）の位置から、ＯＴＵｋフレームの時間同期を取る。すなわち、同時にＦＥＣフレームの同期が行われることになる。

ＯＴＵｋフレームおよびＦＥＣフレームの時間同期は、フレームパルス（ＦＰ）のみを用いることも可能である。ただし、この場合は、フレームパルス（ＦＰ）及びマルチフレームパルス（ＭＦＰ）の両方を用いる場合と比べて、内符号誤り訂正モニタ部３６と外符号誤り訂正モニタ部３７との間で許容される遅延時間が短くなる。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、あるＦＥＣフレーム（太枠で囲んでいる。）に着目したとき、内符号の訂正ビット位置と外符号の訂正ビット位置が同じ場合がある。ディジタル信号は２値信号であるため、２回同じビットを訂正したということは、結局何も訂正しなかったことと同義である。この重複ビット分を取り除くと、このＦＥＣフレームが訂正されたビット数は「１」であることが分かる。全体誤り訂正モニタ部３８は、誤り訂正の重複ビット分を除いて、ＦＥＣフレーム全体の誤り訂正数を正確にカウントすることができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る光伝送装置について図４を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る光伝送装置による訂正結果のフォーマットを示す図である。この発明の実施の形態２に係る光伝送装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。

図４は、内符号誤り訂正復号化部３３及び外符号誤り訂正復号化部３４による訂正結果（訂正ビット数情報）のフォーマットである。

図４（ａ）及び（ｂ）において、内符号誤り訂正復号化部３３及び外符号誤り訂正復号化部３４により訂正したＦＥＣフレーム単位での訂正ビット数を表す。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、あるＦＥＣフレーム（太枠で囲んでいる。）に着目したとき、内符号の訂正ビット数と外符号の訂正ビット数の和を計算することで、全体誤り訂正モニタ部３８は、全体の誤り訂正数をカウントする。上記の実施の形態１と比べ、精度は悪くなるが、訂正結果を送信する情報量や全体誤り訂正モニタ部３８の処理が小さくなる特徴を有する。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る光伝送装置について図５を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態３に係る光伝送装置による訂正結果のフォーマットを示す図である。この発明の実施の形態３に係る光伝送装置の構成は、上記の実施の形態１と同様である。

図５は、内符号誤り訂正復号化部３３及び外符号誤り訂正復号化部３４による訂正結果（訂正ビット数情報と訂正不可／可情報）のフォーマットである。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、内符号誤り訂正復号化部３３及び外符号誤り訂正復号化部３４は、上記の実施の形態２で説明した、ＦＥＣフレーム当たりの訂正ビット数情報に加え、訂正不可／可情報を併せて（並列に）内符号誤り訂正モニタ部３６及び外符号誤り訂正モニタ部３７へ送信する。

全体誤り訂正モニタ部３８による全体の誤り訂正数のカウントは、上記の実施の形態２とほぼ同一であるが、訂正不可／可情報のうち、訂正不可が有意であった場合、当該ＦＥＣフレームについては、全体誤り訂正モニタ部３８は訂正ビット数の合計計算から除く処理を実施する。ビット誤り率を計算する際の分母となる送信ビット数も同時に除くため、算出されるビット誤り率の誤差が上記の実施の形態２よりは良くなる。

１０光伝送装置、１１ＯＴＵフレーマ、１２外符号誤り訂正符号化部、１３内符号誤り訂正符号化部、１４Ｅ／Ｏ変換部、２０通信路、３０光伝送装置、３１Ｏ／Ｅ変換部、３２フレーム同期部、３３内符号誤り訂正復号化部、３４外符号誤り訂正復号化部、３５ＯＴＵデフレーマ、３６内符号誤り訂正モニタ部、３７外符号誤り訂正モニタ部、３８全体誤り訂正モニタ部。

Claims

受信信号の内符号の誤り訂正復号化処理を実施し、内符号の誤り訂正結果と共に、フレームパルス及びマルチフレームパルスを併せて出力する内符号誤り訂正復号化部と、
前記内符号誤り訂正復号化部で内符号の誤り訂正復号化された受信信号に対して、さらに外符号の誤り訂正復号化処理を実施し、外符号の誤り訂正結果と共に、フレームパルス及びマルチフレームパルスの内の少なくともフレームパルスを併せて出力する外符号誤り訂正復号化部と、
前記内符号誤り訂正復号化部からの内符号の誤り訂正結果からＦＥＣフレームの内符号による誤り訂正情報を検出し、フレームパルス及びマルチフレームパルスの内の少なくともフレームパルスを併せて出力する内符号誤り訂正モニタ部と、
前記外符号誤り訂正復号化部からの外符号の誤り訂正結果からＦＥＣフレームの外符号による誤り訂正情報を検出し、フレームパルス及びマルチフレームパルスの内の少なくともフレームパルスを併せて出力する外符号誤り訂正モニタ部と、
前記内符号誤り訂正モニタ部からのフレームパルス及びマルチフレームパルスの内の少なくともフレームパルスの位置、並びに前記外符号誤り訂正モニタ部からのフレームパルス及びマルチフレームパルスの内の少なくともフレームパルスの位置から、前記内符号誤り訂正モニタ部からのＦＥＣフレームの内符号による誤り訂正情報、及び前記外符号誤り訂正モニタ部からのＦＥＣフレームの外符号による誤り訂正情報を時間的に同期させ、ＦＥＣフレームの内符号による誤り訂正情報及びＦＥＣフレームの外符号による誤り訂正情報を合算してＦＥＣフレーム全体の誤り訂正数をカウントする全体誤り訂正モニタ部と
を備えたことを特徴とする光伝送装置。
前記内符号のＦＥＣフレームの誤り訂正情報は、ＦＥＣフレームの内符号による訂正ビット位置情報から構成され、かつ、
前記外符号のＦＥＣフレームの誤り訂正情報は、ＦＥＣフレームの外符号による訂正ビット位置情報から構成され、
前記全体誤り訂正モニタ部は、双方の訂正ビット数を加算する際に同じビット位置に対して訂正処理が行われている場合には、該当ビットは訂正ビット数には加算せずに、ＦＥＣフレーム全体の誤り訂正ビット数をカウントする
ことを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
前記内符号のＦＥＣフレームの誤り訂正情報は、ＦＥＣフレームの内符号による訂正ビット数情報から構成され、かつ、
前記外符号のＦＥＣフレームの誤り訂正情報は、ＦＥＣフレームの外符号による訂正ビット数情報から構成され、
前記全体誤り訂正モニタ部は、双方の訂正ビット数を加算することでＦＥＣフレーム全体の誤り訂正ビット数をカウントする
ことを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
前記内符号のＦＥＣフレームの誤り訂正情報は、ＦＥＣフレームの内符号による訂正ビット数情報及び訂正不可／可情報から構成され、かつ、
前記外符号のＦＥＣフレームの誤り訂正情報は、ＦＥＣフレームの外符号による訂正ビット数情報及び訂正不可／可情報から構成され、
前記全体誤り訂正モニタ部は、双方の訂正ビット数を加算することでＦＥＣフレーム全体の誤り訂正ビット数をカウントする際に、訂正不可のＦＥＣフレームの訂正ビット数を除く
ことを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。