JP5802773B2 - チャネル適応型エラー耐性バーストモード伝送のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本開示は、受動光ネットワークに関し、詳細には、アップストリーム伝送を提供するためのエラー耐性方法に関する。

多くのアクセスネットワーク、特に受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は、アクセスノード（ＡＮ）とネットワーク端末（ＮＴ）間の双方向通信に使用される様々な広帯域および狭帯域サービスを提供する。ＰＯＮは、住宅用および事業所用広帯域アクセスのために幅広く使用されるネットワークアーキテクチャである。ＰＯＮは、事業者の中央局（ＣＯ）と顧客の施設（ＣＰ）間に能動的装置も電源も必要としないことから、ネットワーク事業者にとって低コストなものであると考えられている。典型的なＰＯＮにおいて、光回線終端装置（ＯＬＴ）は、光ネットワーク装置（ＯＮＵ）あるいは光加入者線終端装置（ＯＮＴ）と呼ばれる、複数のＮＴに対するダウンストリーム通信を提供する。

参照により全てが本明細書に組み込まれる、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３「Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＧＰＯＮ）： Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｌａｙｅｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ」、２００８年３月、およびＩＥＥＥ Ｐ８０２．３ａｖ−Ｄ３．３「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ １０ Ｇｂ／ｓ ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、ＩＥＥＥ ８０２．３ ａｍｅｎｄｍｅｎｔ、２００９年５月１２日などの、ＩＴＵ−ＴおよびＩＥＥＥ標準においては、アップストリームは、保護されないか、または前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号を使用することができる。前方誤り訂正（ＦＥＣ）は、通信システム内でしばしば使用されるものであり、符号化されたフォーマット内でデータを伝送することに基づいている。符号化は冗長性を導入し、それによりデコーダが伝送エラーを検出し、訂正することが可能になる。

典型的には、リードソロモン（ＲＳ）符号などの組織符号が使用される。組織符号は、情報を搬送する部分が変形されていない符号である。検査記号列が、計算され、付加される。デコーダを使用しない場合には、検査記号列を落とすだけでよい。データの読み出しを行うための操作は特に必要とされず（このことは、例えば、多くの畳み込み符号と異なる）、このことは組織符号を使用することの利点の１つと見られる。もう１つの利点は、バースト誤り訂正能力である。符号は、ｍビットの「記号列」それぞれを訂正するので、複数の連続したビットが誤っている（バースト誤り）可能性が高い場合に、単に数個の記号誤りと「数える」。

ＦＥＣを使用する主な動機は、より低い信号対騒音比（ＳＮＲ）およびそれに関連した（より高い）入力ビット誤り率（ＢＥＲｉ）で動作し、しかも低出力ビット誤り率（ＢＥＲｏ）を維持する能力である。例えば、上記の（２５５，２３９）ＲＳ符号は、１０^−４までのＢＥＲｉに対して１０^−１５以下のＢＥＲｏ提供する。これは、ＦＥＣがない場合に比較して、約３−４ｄＢのリンクバジェットの増加、および約７％のデータ転送率の減少に置き換えられる。ＦＥＣを使用不能にすることができ、その場合、フレームはＦＥＣ保護なしに送信されることに留意されたい。

ＯＬＴと種々のＯＮＵ間のリンクは、一般に異なるＳＮＲおよび対応する異なるＢＥＲｉを有する。ＢＥＲｉが既に低いというように、ＯＬＴとＯＮＵ間のリンクが良好な場合には、強いＦＥＣは、伝送速度を低下させる冗長性のレベルを必要とすることになるので、そのようなＦＥＣは、望ましくない。同時に、低ＳＮＲおよびそれに応じて高いＢＥＲｉを有するＯＬＴとＯＮＵ間のリンクに対しては、標準的レベルのＦＥＣでは満足できるＢＥＲｏを提供するのに十分ではない恐れがある。このように、ＯＬＴと複数のＯＮＵを持つシステムに関して、指定された最大ＢＥＲｏに対するアップストリーム伝送速度に関する性能は、リンク状態およびＦＥＣの強度により決定される。

ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３、「Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＧＰＯＮ）：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｌａｙｅｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ」、２００８年３月 ＩＥＥＥ Ｐ８０２．３ａｖ−Ｄ３．３「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ １０ Ｇｂ／ｓ ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、ＩＥＥＥ ８０２．３ ａｍｅｎｄｍｅｎｔ、２００９年５月１２日

ＰＯＮネットワークにおけるＯＮＵからＯＬＴへの伝送を改善するためのシステムおよび方法が求められる。

本開示のある態様では、少なくとも１つの光回線終端装置および少なくとも１つの光回線終端装置のダウンストリームにある複数の光ネットワーク装置を含む受動光ネットワーク内で通信を実行するための方法が提供される。本方法は、少なくとも１つの光回線終端装置と複数の光ネットワーク装置間のチャンネルに対するアップストリーム伝送特性を決定するステップと、各伝送方式が、それぞれの光ネットワーク装置と少なくとも１つの光回線終端装置間のチャンネルのアップストリーム伝送特性に依存する、複数の伝送方式を複数の光ネットワーク装置に対して設定するステップと、それぞれの光ネットワーク装置の伝送方式に従って複数の光ネットワーク装置から少なくとも１つの光回線終端装置へのアップストリーム伝送を実行するステップと、を含む。

本開示のある態様では、受動光ネットワーク用の光ネットワーク装置が提供される。光ネットワーク装置は、１つまたは複数のフレームに前方向誤り訂正符号方式を適用し、１つまたは複数のフレームを光回線終端装置に送信し、別の前方向誤り訂正符号方式を表示している制御メッセージを光回線終端装置から受信し、かつ、その後に光ネットワーク装置から伝送された１つまたは複数のフレームに別の前方向誤り訂正符号方式を適用するように設定される。

本開示のある態様では、受動光ネットワーク用の光回線終端装置が提供される。光ネットワーク装置は、複数の光ネットワーク装置の光回線終端装置における信号電力を決定し、連続的に送信する光ネットワーク装置の信号電力が所定の量未満で変化するような複数の光ネットワーク装置からの伝送をスケジュールするように設定される。

ここでは、例としてのみ、特定の実施形態および添付の図面が参照される。

受動光ネットワークを示す図である。 アップストリームフレームを示す図である。 物理およびＧＴＣレイヤのアップストリームオーバヘッドを示す図である。 前方向誤り訂正符号を持つフレームを示す図である。 アップストリーム通信を実行するための方法を示す図である。 修正されたＯＬＴ−ＯＮＴリンクを示す図である。

図１では、光回線終端装置（ＯＬＴ）１２が、光アクセス分配網（ＯＤＮ）を通じて光スプリッタ１４を介した複数の光ネットワーク装置（ＯＮＵ）１６と通信する受動光ネットワーク１０が示されている。

アップストリーム方向（ＯＮＵからＯＬＴへ）において、ＯＮＵ１６は、バーストモードで、通常、ＯＬＴ１２により割り当てられたタイムスロットで、パケットを送信する。典型的なアップリンク速度は、１Ｇｂ／Ｓ、２．５Ｇｂ／ｓおよび１０Ｇｂ／ｓ（現在、開発中）である。ダウンストリームおよびアップストリーム両者は、個別のＯＮＵに対する制御情報を含む。これは、ダウンストリーム２２およびアップストリーム２４Ｇ−ＰＯＮトランスミッションコンバージェンス（ＧＴＣ）フレームの流れについてのＧ−ＰＯＮ参照図２０によって図２、並びに図３に示される。ここで、ＯＬＴはＧＴＣフレームをすべてのＯＮＵにブロードキャストする。物理制御ブロックダウンストリーム（ＰＣＢｄ）２６は、すべてのＯＮＵにより受信され、そこでＯＮＵは、ＰＣＢｄ２６に含まれる関連情報、特に、すべてのＯＮＵに対するＯＬＴへのアップストリーム通信に対するバースト割り当てを定義する帯域マップ、に基づいて動作する。図３、並びに他の類似の図に表現されたフィールドは、例としてのみ供されるもので、固有の誤り制御セグメントおよび繰り返しデータを持つフィールドは、将来のＰＯＮシステムにおいて修正され、短縮されおよび／または除去される可能性がある。こうして生成されたフィールドは、次いで、ＦＥＣのために、例えば、提案された（短縮された、より強い）ＦＥＣ符号の１つによって、使用され得る。（２５５，２２３）ＲＳ符号などの、他のＲＳ符号が、検討中の光ネットワークに対して提案されている。

あるＦＥＣの例では、（各ｍビットの）ｎ個の記号列からなり、ｋ個の記号列が情報搬送用記号列であり、残りの（ｎ−ｋ）個の記号列がパリティ記号列である、リードソロモン（ＲＳ）符号に基づいているかもしれない。通常（ｎ，ｋ）ＲＳ符号と呼ばれるこのような符号は、（ｎ−ｋ）／２個の（ランダムな）記号誤りまでを訂正することができる。所与の記号サイズｍ（ビット）の最大長は、２^ｍ−１である。特に、８個の記号列（バイト）までの訂正能力がある（２５５，２３９）ＲＳ符号は、アップストリームを伝送誤りから保護するために現在利用されている。この符号が使用される場合、アップストリームバースト伝送のフレームには、図４に示されるように、挿入されたＦＥＣパリティバイト４１が散在している。（２５５，２２３）ＲＳ符号などの、他のＲＳ符号が、検討中の光ネットワークに対して提案されてきている。

ビットオリエンテッド、組織的、代数学的符号（以下に述べる消去の態様は働かないが、ペイロードの切り捨ては働く）であり、かつ低密度パリティ検査符号（ここで、符号化率は、事前選択のパリティビットグループのパンクチャリング（送信ではない）により変更され得る）である、他のＦＥＣ符号、例えば、Ｂｏｓｅ Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ（ＢＣＨ）符号が使用され得る。他の選択肢は、積符号（例えば、ＲＳ×ＲＳまたはＲＳ×ＢＣＨまたはＢＣＨ×ＢＣＨ）である。

上記に説明したように、様々なＯＬＴ−ＯＮＵチャネルのＳＮＲの変動に起因するアップストリーム伝送の適切な保護および誤り訂正を提供することが問題となり得る。少なくともこれらの問題を小さくすることができるアップストリーム伝送を実行するための方法は、図５の流れ図１００に示されている。ステップ１０１において、ＯＮＵ５６からＯＬＴ５４へのアップストリーム伝送チャネルの伝送特性が、決定される。アップストリーム伝送特性を使用して、チャネル依存伝送方式が、それぞれのＯＮＵからのチャネルに対して設定され得る（ステップ１０２）。次いで、ＯＮＵからＯＬＴへのアップストリーム伝送は、それぞれのＯＮＵに対してチャネル依存伝送方式を使用して実行され得る（ステップ１０３）。別の実施形態では、「入力ＢＥＲおよび関連した統計量監視」ブロックは、図４に示すことができ、閾値を超えた場合、ＦＥＣパラメータが調整される。このように、品質が測定され、チャネルが変化した場合は対処がなされる。さらに、デリミタ長などを調整するために、ｓｙｎｃ誤りが追跡され得る。チャネル特性は、時間と共に大きく変化しないが、ＢＥＲは、周期的または連続的いずれかにより、監視され、必要により、ＦＥＣの強度を高め、それによって誤り率を低下させるか、あるいはＦＥＣを低下させ、それにより伝送速度を高めるかのいずれかとするようにＦＥＣ方式を更新する。

ある実施形態では、伝送方式には、ＯＬＴ−ＯＮＵアップストリームリンクそれぞれに対して適切なレベルのＦＥＣを組み込むことができる。この方法によって、ＦＥＣオーバヘッドは、ＦＥＣを必要とするチャネルに対してのみ効果的に使用される。

非常に悪いチャネルを有するＯＮＵに対しては、チャネル依存伝送方式は、ＯＬＴに達するために適切な強いＦＥＣおよびｓｙｎｃ機構を持つ伝送方式を含むことができる。さらに、伝送方式は、以下に非常に詳細に説明されるようにチェイス的デコーディングを有する（ハイブリッド）ＡＲＱを使用することができる。

このように、開示された実施形態に従った方法では、各ＯＮＵからＯＬＴへのチャネルの特性が決定され、ＯＬＴがバーストを検出し、同期し、関連ヘッダ情報を抽出し、かつ要求されたＢＥＲｏに上げることができるまでデータを再構築するように、方式、フォーマットおよび／またはＦＥＣコードを設定できるようにする。このことは、バーストヘッダのプリアンブル、デリミタおよび（ＦＥＣ）保護（誤り検出ならびに訂正）を修正することを含む。

本方法は、図６に示される受動光ネットワーク５０において具現化し得る。ＰＯＮ５０には、１つのＯＮＵ５６のみが示されているが、ＯＬＴ５２および複数のＯＮＵ５６を含むことができる。ＯＬＴ５２は、適切な光チャネル５４を通じてＯＮＵ５６と通信する。図６に示すように、ＯＬＴは、チャネル５４のアップストリーム伝送特性を決定するように設定される制御および管理インタフェース５３を含むことができる。例えば、制御および管理インタフェース５３は、１つまたは複数のチャネル当たりの信号電力レベル、ＳＮＲ、ＢＥＲｉまたは任意の他の適切なアップストリーム伝送パラメータを決定するように設定され得る。ＯＮＵ５６はそれぞれ、前方向誤り訂正符号をアップストリーム伝送フレーム中に供給するためのＦＥＣエンコーダ５７を持つように設定され得る。対応して、ＯＬＴは、ＦＥＣデコーダ５５を持つように設定され得る。ＦＥＣエンコーダ５７は、ＯＬＴから、例えば制御および管理インタフェース５３から設定され得る。クロックデータ回復（ＣＤＲ）ブロック、フレーム同期／デリミタ検出ブロックなどのような、本開示の特徴を強調するために重要ではないＯＬＴ５２およびＯＮＵ５６の構成要素は、明確にするために省略されている。さらに、そのような構成要素の詳細は、上記に参照された標準のなかで入手可能である。

アップストリームチャネル伝送特性を決定するためのある選択肢では、システムが設置されるときにＳＮＲを測定する。別な実施形態では、システムは、ＯＬＴ内のＦＥＣデコーダがフレーム中に生じる誤り数を計数可能とする高いレベルのＦＥＣで（その後より低いレートで）開始され得る。ＦＥＣ符号が強ければ、全ての誤りが訂正されることを確実にし、従って、それらを計数することが容易となる。例えば、あるＯＬＴ−ＯＮＵリンク１５に対して誤りが、１Ｅ６ビット以降に計数された場合、ＢＥＲｉは、１．５Ｅ−５付近である可能性が高い。高い伝送速度故に、必要な統計量は、短い時間フレーム内で得られる可能性が高い。

ある実施形態では、アップストリーム伝送特性の計測には、連続的測定結果の分散が含まれる。これが予測に合致している場合、実効ＢＥＲｉが、可能性のある他の統計量と同様に、知られていると考えることができ、適切なＦＥＣがそれに応じて選択され得る。他の統計量には、訂正されたフレーム数、訂正されなかったフレーム数、並びにいくつかの他のフィールド内の誤りの数が含まれ得る。これらの数は、かなりの程度まで所定のモデルに合致している必要がある。例えば、連続した誤り（バースト誤り）は、通常予想されていないが、それらが発生した場合、通常予想されているものに比べ通常高いフレーム誤り率を招くことになる。リードソロモン符号は、極めて強いが、そのような場合においてさえ、わずかに強い符号が使われ得る。

アップストリーム特性が知られると、ＯＬＴは、チャネル上での将来の伝送のために適切なＦＥＣパラメータを選択することができ、かつ、選択されたＦＥＣパラメータをそのチャネル上で、例えば、ＰＬＯＡＭのようなコマンド、または類似の制御メッセージの中で、ＯＮＴに伝達する。アップストリーム伝送特性を要求するおよび／または報告するためのプロトコルは、当業者の技術の範囲内にあると考えられ、従って、報告機構についてのさらなる説明は、ここでは必要ではないと考えられる。

各ＯＮＵ−ＯＬＴアップストリームリンクの特性は、時間と共には大きく変化せず、従って、制御または管理インタフェース５３は、各リンクに対する適切な方式およびＦＥＣ符号パラメータを選択し、かつ、これらのパラメータを後続のアップストリームバースト伝送スロットに対して使用するためにＯＬＴ５６の中で使用され得る。例えば、ＰＬＯＡＭフィールドは、制御情報を搬送するために使用され得る。このフィールドには、僅かなビットしかないので、制御情報ならびに保守、運用、管理（ＯＡＭ）情報は、通常、より低速で搬送される。これは、ＯＮＵからパラメータを取り出すため、またはパラメータを設定するために使用される。

ある実施形態では、「最悪の」ＯＮＵ−ＯＬＴアップストリームリンク状態に対して正確な記号同期およびフレーム同期を確実にするチャネル適応型アップストリームＦＥＣ方式が提供される。それぞれのＯＮＵ−ＯＬＴアップストリームリンクに対して、適切なレベルのＦＥＣが使用される。この方法を使用することにより、必要とするチャネルに対してのみオーバヘッドを被らせる効果的なＦＥＣ（および、必要により、良いチャネルに対する誤り訂正／検出のためのいくつかのささやかな、非常に高いレートのＦＥＣ）が、提供される。

この実施形態では、設定可能なレート（および、その結果として、設定可能な誤り訂正能力）を有するＦＥＣ符号が使用される。以下では、ｐが要求されたＢＥＲｏを達成することができるＢＥＲｉの値を意味するものとする。所与のＢＥＲｉに対して、要求されたＢＥＲｏを提供する符号を決定することができる。例えば、標準の（ｎ，ｋ）ＲＳ符号（これに対応するＯＮＵ中のエンコーダおよびＯＬＴ中のデコーダを伴う）に対して、情報搬送部の長さを削減すること、すなわち、（ｎ_１，ｋ_１）符号、ここでｎ_１−ｋ_１＝ｎ−ｋ、によりＦＥＣの能力を高めることができる。（ｎ，ｋ）ＲＳ符号のレートもまた、知られている位置にあるいくつかの記号列、例えば、最後のｂ個のパリティバイトをパンクチャリングすることにより高めることができる。パンクチャリングされたバイトは、抹消と見做される。パンクチャリングされた符号は、従って、（ｎ−ｋ−ｂ）／２記号誤りまで訂正することができる。

例として、（ｎ，ｋ）ＲＳ符号、特に、基本符号および最大で１０^−１２であるＢＥＲｏとして、（２５５，２２３）ＲＳ符号の使用を考えてみよう。この符号化率は、０．８７４５であり、ｐ≒８．３×１０^−４である。ペイロードが、例えば、前記のように、ｎ−ｋ＝３２の検査バイトを持ち、１００バイトに短縮化された場合、結果として得られる実効符号化率は、０．７５７６に等しい。しかしながら、ここで、誤り訂正能力は、要求された（ｐ≒１．６×１０^−３）より良好となる。逆に、（２５５，２２３）符号の最後の８バイトをパンクチュアリングすることにより、誤り訂正能力を犠牲にしてレートは高められ得る。

ある実施形態では、ＦＥＣエンコーダおよびデコーダは、パラメータがチャネル状態に合致し、従ってオーバヘッドが最小となる、（２５５，２３９）符号および（２５５，２２３）符号などの多様な派生ＦＥＣ符号を生成しまた復号化するように設定され、使用されるようにすることができる。ある実施形態では、ＦＥＣ方式に対して同一のフィールド長を維持することが必要とされる可能性がある。

ＲＳエンコーダおよびＲＳデコーダを僅かに適応させることで、所与のＰ値およびｎ≦２^ｍ−１に対して、ｎ−ｋ≦Ｐである（または、恐らく１乃至２記号列大きな）、任意の（ｎ，ｋ）ＲＳ符号を符号化および復号化するようにできる。例えば、（２５５，２２３）符号に対して、Ｐ＝３２（最大１６の訂正可能誤り）。エンコーダ／デコーダはまた、僅かな修正の後、（２５５，２２５）、・・・（２５５，２３９）、・・・（２５５，２５３）、（２５５，２５４）を、すなわち、約７／８（約１５％のオーバヘッド）から２５４／２５５（約０．２５％のオーバヘッド）のレートで、取り扱うために使用され得る。ペイロード短縮化は、例えば、（８，４）ＲＳ符号（レート＝１／２）といった符号を、または（３３，３２）ＲＳ符号（レート＝１／３３）さえも与えることができよう。非常に高いレートは、主に誤り検出への問題であり、また低いおよび極端に低いレートは、非常に本当に悪いチャネルへの問題であるというような「極端なパラメータ設定」のいくつか、−レート１／３３の符号のような、極端なものは、問題ではないが、レート１／２または１／４を持つ符号、例えば、（６４，３２）ＲＳ符号（レート１／２、１６記号誤りを訂正できる）は、ヘッダまたは他の重要な情報の保護に極めて効果的である。これが、アップストリームに対してＢＥＲｉが高い（バースト）フレームの先頭で使用される、例えば、１Ｅ−２で開始する場合で、かつ、フレームの２番目の部分のＢＥＲｉが、非常に低く、例えば、１Ｅ−８となる場合、あるレート１／２の符号（例えば、（６４，３２）ＲＳ符号、続いて（２５５，２４５）ＲＳ（５つの誤り訂正））を使用することができる。このようにして、オーバヘッドの総量は、均一に（２５５，２２３）ＲＳ符号が使用された場合より少なくでき、「実効的」保護は、明らかにより良好である。ＲＳ符号のレートが暫時高まる複数のステップもまた考えることができよう。測定の観点からは、このような方式に対する付加的なパラメータで、（正確に）符号化された最初の、２番目の、３番目のＲＳ符号語中にいくつの誤りがあるかを決定することになろう。このようにして、ＢＥＲｉの減少を追跡することができる。ＲＳ符号を柔軟にするために、好ましくは、同一のガロア体（例えば、８ビット記号列（バイト）に対応する、ＧＦ（２^８））を持つべきである。このことが、最大語長（通常、２^８−１（１−２バイトの拡張が可能であり、拡張ＲＳ符号と呼ばれる））が存在する理由でもある。記号あたりのビット数（ｍ）は、無論、８である必要はないが、共有されるハードウェアにとっては、同一のｍとすることが最良である。

別のあるいは付加的な実施形態では、ＯＬＴ５２は、類似のチャネル信号電力を有する一組のＯＮＵ５６を、バーストの開始時における高電力／低電力検出の問題がより少なくなるように、これらのＯＮＵからのバースト伝送をまとめるように、決定することができる。

バースト伝送の先頭のビット誤り率は、通常その後のバースト中よりも高い。原因の１つは、１つのＯＮＵからの高電力のバーストに続く他のＯＮＵから低電力のバーストの伝送、またはその逆にある。この状況では、閾値検出器および検出器の他の部分は、新しい電力レベルに再調整されねばならない。ＯＬＴは、各ＯＮＵに対して検出された電力レベルを知っているべきであることから、ＯＬＴは、連続したバースト間の電力の差異が削減される、例えば、低から高へ、またはその逆に並べ替える、あるいは、２つの連続したバーストに対して一定の電力差、例えば、３−５ｄＢまで許す、というような方法でバーストをスケジュールする伝送方式を設定することができる。

バーストの先頭は、通常、バーストの中間および尾部よりも高いビット誤り率を有する。従って、ある実施形態では、例えば、システム的部分を短縮することにより、および／または、より高いＢＥＲの影響を異なる符号語に拡散するために、インターリーブすることにより、バーストの先頭により強いＦＥＣ符号を有する伝送方式を使用することが有益となる可能性がある。この短縮化およびインターリビングもまた、最後のフレームが、現状よくある短縮化されたフレームではなく、短縮化されていないフレームである一連のフレームを生成するために使用され得る。ビット誤り率は、デリミタ他の中の誤りを計数することによりバースト（フレーム）の先頭において決定され得る。デリミタおよびプリアンブルおよびヘッダの一部は知られているので、検出器の閾値を調整するために０→１および１→０統計値もまた使用することができよう。

アップストリームに対しては特に、ＦＥＣ符号語は、符号語それぞれの中の「訂正された」誤りの数の追跡を継続することによりバースト中のビット位置に応じてＢＥＲｉを決定するために使用され得る。これらの符号語は、例えば、１つの（６４，３２）ＲＳ符号語（６４バイト）に、（２５５，２４５）ＲＳ符号語が続くというように、異なる長さを有している可能性がある。また、例えば長さ６４の、次いで１２８の、次いで１９２の、次いで２５５の符号語を有することもできよう。パケットが、符号語の終わりより前に終る場合、符号語は切り捨てられ、オーバヘッドが調整され得る。

ある実施形態では、伝送方式は、基本的な（ＧＥＭ）フレーム中に組み込まれる、また、要求されるクオリティオブサービス（ＱｏＳ）に応じて、可変長フレームの断片化に起因する損失を削減するためにＧＴＣフレームに渡って送信される、ＦＥＣ方式を含むことができる。チャネル品質に応じて、特定のＯＮＵに関連しているＰＣＢｄブロック内に現在ある情報は、保護されおよび／またはＧＥＭフレーム内の所定の位置に部分的に複写されている。

ある選択肢は、アップストリームおよびダウンストリーム両者に対して、同一かつ比較的強いＦＥＣパラメータで開始されること、および個別のＯＬＴ−ＯＮＵリンク（アップストリーム、ダウンストリーム）に対してこれらのパラメータを時間とともに調整することである。制御チャネルまたはＯＡＭチャネルが、新しいパラメータを搬送するために使用され得る。更新処理過程は、フレーム計数器を使用することにより支援され得る。制御／ＯＡＭメッセージは、新しいＦＥＣ設定が活性となるフレーム計数器を定義し、新しいパラメータへ遷移する十分前に確認応答が受信される（それまでは、古いＦＥＣ設定が使用される）ことを保証することができることを十分将来に選択できる。選択肢として、パラメータの更新は、全てのＯＮＵに対して、パラメータがどうなっているかをお互いから知るように、ブロードキャストされ得る。ＯＮＵが使われていなかった場合、強いＦＥＣモードで開始され、誤り率の計測がなされた後に調整される。選択肢として、以前に使用された値もまた蓄積され得る（結局、チャネル状態は通常変化しない）。理由の如何に関わらず、チャネル状態が、悪化する場合、ＦＥＣ設定は、より強いＦＥＣを獲得するように変更され得る。全てのチャネルに激しい外乱があるシナリオでは、全て強いＦＥＣに戻ることを決定する可能性がある。いずれの場合にも、ＦＥＣは、ＢＥＲを効果的に測定し、チャネルを適応的に保護することができる。他のパラメータ、例えば、アップストリームに対するプリアンブル長、デリミタ長、デリミタシーケンス定義、ヘッダ保護方式は、ＦＥＣパラメータに対するのと同様な方法で伝達され得る。

異常に悪い受信状態を有するＯＮＵに対して、伝送方式は、検出および訂正能力が、チャネル状態に合致するように、同期、制御およびＦＥＣのための付加フィールドを有する「バーストに似たフレーム」をアップストリームに組み込むことができる。このような（悪い）チャネルに対して、（ハイブリッド）ＡＲＱ的技術などの受信はされるが訂正されないブロックを保持する方式は、後続のフレームを受信した後に情報を復号化するために使用され得る。例えば、ＳＮＲが非常に低い場合、所与のＯＬＴ−ＯＮＵに対するパケット誤り率は、非常に低くなる可能性がある。標準的な手順では、パケットを破棄し、再送を要求することになる。しかしながら、ＯＬＴが、（誤りのある）パケットを蓄積できる場合、パケットを再度送信するように要求することも、より多くのパリティチェックを求めること（これは計算されるが送信はされない）もできる。前者では、デコーダは、どこが異なっているかを見るために（誤りのある）パケットを結合し、かつ、誤りのあるパケットを結合し、訂正する方法として知られている、例えばＣｈａｓｅ復号法を使用する。パケットを再送するよりも短い、追加のパリティチェック記号列を伝送する場合には、デコーダは、より多くのオーバヘッドを伴う（ここではより長い）ＦＥＣ符号を組み立てなおし、この（より強い）符号を復号化することを試みる。

例外的に悪い受信状態を有するＯＮＵでは、バーストの先頭のＢＥＲは、同期補足確率が低く、ＦＥＣ符号は、短縮化されていたとしても、失敗し易いようになる恐れがある。このような場合、伝送方式は、アイドルパケットを含むことができ、「アイドル」パケットは、バースト検出および同期（配列）が最適化されるような方法で設計されている。このことは、図３および図４に示される本枠組みが、フレームの存在を検出し同期を確保するために十分ではない場合でもありうる。このような場合、より多くの誤り回復力のあるパケット構造が、ペイロードに組み込まれ得る。その場合、ＯＬＴは、このようなペイロードを走査しなければならないことになる。例えば、上記で参照されたＧ．９８４．３では、アイドルＧＥＭフレームは、内容：０ｘＢ６ＡＢ３１Ｅ０５５を有する５バイトのパケットとして定義されている（８．３．２節、４９頁を参照）。ここでは、丁度５バイトが、または、ＧＴＣフレームの境界終わりに向ってフレームを詰め込むために最初のＸバイト（０＜Ｘ＜５）が使用される。

プリアンブルおよびヘッダ情報の一部は、固定されており、ＯＬＴに知られている。このように、ある実施形態では、プリアンブルおよびヘッダは、デリミタの設計において考慮され、それによって、ＯＬＴが非連続の知られている一連の記号列を取り出す、分散されたデリミタを形成することができる。

ある実施形態では、伝送方式は、追加の誤り検出および訂正をＧＥＭフレームヘッダに付加すること、加えてビット損失を検出するために大きさが削減されたデリミタを含むことができる。

上記に説明された実施形態の長所には、ＯＮＵとＯＬＴ間のリンクのＳＮＲが顕著に異なるシステムにおいて一定のＢＥＲｏを保証し、しかも検出および訂正ヘッダ処理を最大化し、データ転送率を最大化し、かつオーバヘッドを最小化する、ＯＮＵからＯＬＴへのエラー耐性バースト伝送を実行する能力が含まれる。上記に説明した実施形態は、所与のＯＮＵ−ＯＬＴリンクの所与のチャネル状態に対する最小限の量の追加的オーバヘッドを使用してアップストリームチャネル内のデータおよび制御情報を効果的に保護することを可能にする。長所は、顕著で（例えば、（２５５，２２３）ＲＳ符号が使用され、かつ活性なＯＮＵ−ＯＬＴリンクが良い展開に対して１５％のレート増加に近い）、同様にいくつかのＯＮＵが非常に悪いチャネル状態（例えば、遠くはなれている、低品質の送信機であるまたは他の損失を被る）を有する場合にシステムを展開する能力であり得る。ＦＥＣおよびｓｙｎｃに関する追加的オーバヘッドは、これらのＯＮＵからＯＬＴへの通信する場合にのみ選択的に使用されことになり、他のＯＮＵに対するフレーム／セグメントは、それらのチャネル状態に従って保護されることになる（良いチャネルに対しては、ほとんど追加的オーバヘッドがない）。

本発明の実施形態は、添付の図面に示されかつ前述の記述の中で説明されてきたが、本発明が、開示された実施形態に限定されることはなく、記載され、以下の特許請求の範囲により定義される本発明の精神を逸脱することなく多数の再構成、修正および置換ができることが理解されよう。例えば、本発明の能力は、１つまたは複数のブロック、モジュール、処理装置またはメモリにより完全におよび／または部分的に実行され得る。また、これらの能力は、本態様または分散された態様において、また、情報を提供および／または受信することができる任意の装置の上でまたは介して実行される可能性がある。さらに、特定の態様の中で描かれているが、様々なモジュールまたはブロックは、本発明の範囲を逸脱することなく最配置される可能性がある。さらに、特定の態様の中で描かれているが、本発明を達成し、本発明に知られている追加的機能を提供し、および／または本発明をより効果的にするために、より多数のまたは少数のモジュールおよび接続が本発明で利用され得る。また、様々なモジュール間で送信される情報は、データネットワーク、インターネット、インターネットプロトコルネットワーク、無線ソース、および有線ソースの少なくとも１つを介して、ならびに複数のプロトコルを介して、モジュール間で送信され得る。

Claims (10)

1. 少なくとも１つの光回線終端装置、および少なくとも１つの光回線終端装置のダウンストリームにある複数の光ネットワーク装置を含む受動光ネットワーク内で通信を実行するための方法であって、
   周期的または連続的に少なくとも１つの光回線終端装置と複数の光ネットワーク装置間のチャネルに対するアップストリームＳＮＲまたはＢＥＲを決定するステップと、
   周期的または連続的に、各伝送方式がそれぞれの光ネットワーク装置と少なくとも１つの光回線終端装置間のチャネルのアップストリームＳＮＲまたはＢＥＲに依存する、チェイス的デコーディングを有するハイブリッドＡＲＱを使用する複数の伝送方式を複数の光ネットワーク装置に対して設定するステップと、
   それぞれの光ネットワーク装置の伝送方式に従って複数の光ネットワーク装置から少なくとも１つの光回線終端装置へのアップストリーム伝送を実行するステップであって、複数の光ネットワーク装置のうちの光ネットワーク装置が例外的に悪い受信状態を有する場合、少なくとも１つの光回線終端装置によって、誤りのあるパケットを格納し、パケットを再度送信するように要求するか、計算されたが送信されなかったより多くのパリティチェックを求めるステップと、
   を含む、方法。
2. 複数の光ネットワーク装置の１つに対して複数の伝送方式の１つを設定するステップが、それぞれの光ネットワーク装置と少なくとも１つの光回線終端装置間のそれぞれのチャネルのアップストリームＳＮＲまたはＢＥＲに依存しているチャネル依存前方向誤り訂正方式を設定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. チャネル依存前方向誤り訂正方式を設定するステップが、チャネル依存前方向誤り訂正方式ありのビット誤り率である要求された出力ビット誤り率を決定するステップ、
   要求された出力ビット誤り率を、チャネル依存前方向誤り訂正方式なしのビット誤り率である入力ビット誤り率から作り出すように設定される前方向誤り訂正方式を決定するステップ、および
   それぞれの光ネットワーク装置からのバースト伝送の先頭においてバースト伝送の最後よりも強い誤り訂正を提供するステップ、
   の少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
4. チャネルに対するアップストリームＳＮＲまたはＢＥＲを決定するステップが、
   少なくとも１つの光回線終端装置におけるチャネルの信号対騒音比を決定するステップ、
   チャネルに対する信号対雑音比に関連した入力ビット誤り率を決定するステップ、
   少なくとも１つの光回線終端装置における複数の光ネットワーク装置からのバースト伝送に対する信号電力レベルを決定するステップ、および
   １つまたは複数のフレームを光回線終端装置内でそれぞれのチャネル上の光ネットワーク装置から受信し、１つまたは複数のフレームに前方向誤り訂正方式を適用し、かつ、前方向誤り訂正符号方式により訂正された誤りの数を計数するステップ、
   の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
5. バースト伝送の最後のフレームを完全な長さに維持するステップを含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 計数された誤りの数に依存する別の前方向誤り訂正方式を選択するステップと、
   別の前方向誤り訂正方式をチャネル上の光ネットワーク装置に伝達するステップと、
   を含む、請求項４に記載の方法。
7. 別の前方向誤り訂正符号方式を光ネットワーク装置からその後に転送される１つまたは複数のフレームに適用するステップを含む、請求項６に記載の方法。
8. 伝送方式を設定するステップが、
   連続的に伝送する光ネットワーク装置からの信号電力レベルが、所定の量未満だけ変化するように複数の光ネットワーク装置からのバースト伝送を順序付けるステップ、
   前方向誤り訂正方式を基本的なＧＥＭフレーム中に組み込むことを少なくとも１つの光ネットワーク装置に指示するステップ、
   バースト検出および配置の少なくとも１つを提供するように設定されている、１つまたは複数のアイドルパケットをバースト伝送内で送信することを光ネットワーク装置に指示するステップ、および
   少なくとも１つの分散されたデリミタを含むバースト伝送を送信することを光ネットワーク装置に指示するステップ、
   の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
9. 少なくとも１つの光回線終端装置内で１つまたは複数のアイドルパケットを検出するステップを含む、請求項８に記載の方法。
10. 少なくとも１つの光回線終端装置において複数の光ネットワーク装置に対する複数の伝送方式を決定するステップおよび少なくとも１つの光回線終端装置から複数の光ネットワーク装置に複数の伝送方式を伝達するステップを含む、請求項１に記載の方法。

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